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脱硝予測制御システム

概要

火力プラントに適用されている、独自のアンモニア(NH3)を還元剤とした脱硝装置は一酸化窒素(NO)とNH3を反応させて無害な窒素(N2)と水(H2O)に分解します。
この脱硝装置には、環境・コストを考慮して未反応NH3 をださない高効率脱硝制御が求められています。

この脱硝予測制御システムは、独自の脱硝予測制御手法に高速応答のジルコニア式NOx(窒素酸化物)計を組み合わせ、負荷変化、NOx濃度等の変動に対し、最適なNH3供給制御を行うことができます。

特長

  • 高速応答のジルコニア式NOx計
    従来のCLD型NOxの90パーセント値までの応答時間が約60秒に対し、本NOx計の応答は約14秒と高速です。

ジルコニア式とCLD式の応答時間

ジルコニア式とCLD式の応答時間

脱硝制予測制御装置外観図

脱硝制予測制御装置外観図

  • モデル予測制御
    脱硝反応器の動特性モデルを持ち、脱硝反応器(制御対象)の振る舞いをシミュレートし、制御量(制御対象の出力)の予測を行い、その予測値に基づいて操作量を決定します。
    • 定常特性の改善
      脱硝器特性が変化しても定常特性が維持できます
    • 過渡特性の改善
      先行的NH3 注入により過渡特性が改善できます。

ジルコニア式NOx-NH3センサ

基本測定例

NOxセンサの基本測定例

NOxセンサの基本測定例

原理

NOxセンサの動作原理

NOxセンサの動作原理

NH3共存下のNOx及び、NH3の測定原理

NH3共存下のNox及び、NH3の測定原理

システム構成

システム構成図

脱硝予測制御システムのシステム構成

特性

以下にジルコニア式NOxとCLD型NOxの応答性比較試験結果を示します。従来法と比較して約1分の応答時間の改善が可能となりました。

ジルコニア式NOxセンサとCLD型NOxの応答性比較試験結果

ジルコニア式NOxセンサとCLD型NOxの応答性比較試験結果

次の図はH発電所の負荷変化時でのNOx制御関連の値の挙動を示します。負荷変化時でも予測制御法を適用する事でNOx設定値に近い値の出口NOx値に制御できています。

H発電所における予測制御適用した負荷変動時のNOxの挙動

H発電所における予測制御適用した負荷変動時のNOxの挙動

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