【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ＮＯｘ低減装置に
おける水分供給量の制御装置に関する。ボイラ内部の燃
焼ガス中の空気比が高い程、ＮＯｘの生成量は増加す
る。また、前記燃焼ガスの火炎温度が高ければ高い程、
ＮＯｘの生成量は増加する。したがって、ボイラから発
生する排ガス中に含まれるＮＯｘの生成量を低減させる
方法として、燃焼ガス中の酸素濃度を減少させる方法
や、火炎温度を低下させる方法が挙げられる。ＮＯｘ低
減の方法としては、(1) 薄膜燃焼、(2) 分割火炎燃焼、
(3) ２段燃焼、(4) エマルジョン燃焼、(5) 排ガス再循
環などの種々の方法があり、ＮＯｘの低減と安定燃焼を
実現している。 (1) 薄膜燃焼は、火炎形状を薄膜とするなどし、表面積
を増やし、火炎温度を低下させる方法である。 (2) 分割燃焼は、火炎を分割し、火炎内の部分的高温領
域を無くすることで火炎温度を低下させる方法である。 (3) ２段燃焼は、１段目で低空気比燃焼させることで火
炎温度を低下させ、その火炎を包むように２次空気を供
給し、未燃分を完全燃焼させる方法である。 (4) エマルジョン燃焼は、燃料に水を混入し、火炎温度
を低下させる方法である。 (5) 排ガス再循環は、外部空気に排ガスを混入させたも
のを燃焼用空気として火炎を緩慢燃焼化し、局部高温域
の形成を無くすことによって、ＮＯｘ生成を防止する方
法である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for controlling a water supply amount in a NOx reduction device. The higher the air ratio in the combustion gas inside the boiler, the greater the amount of NOx generated. Also, the higher the flame temperature of the combustion gas, the more
The generation amount of NOx increases. Therefore, as a method of reducing the generation amount of NOx contained in the exhaust gas generated from the boiler, there are a method of decreasing the oxygen concentration in the combustion gas and a method of decreasing the flame temperature. The NOx reduction methods include (1) thin film combustion, (2) split flame combustion,
There are various methods such as (3) two-stage combustion, (4) emulsion combustion, and (5) exhaust gas recirculation, and realizes NOx reduction and stable combustion. (1) Thin-film combustion is a method of increasing the surface area and decreasing the flame temperature by making the flame shape into a thin film. (2) Split combustion is a method of lowering the flame temperature by dividing the flame and eliminating the partially high-temperature region in the flame. (3) Two-stage combustion is a method of lowering the flame temperature by performing low air ratio combustion in the first stage, supplying secondary air so as to cover the flame, and completely burning unburned components. (4) Emulsion combustion is a method in which water is mixed with fuel to lower the flame temperature. (5) Exhaust gas recirculation is a method in which NOx is prevented from being generated by slowly burning a flame by using the mixture of external air and exhaust gas as combustion air and eliminating the formation of a local high-temperature region.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＮＯｘ低減の方法もしくは装置の具体例
として、特開昭５３−１０５７２７号公報記載の燃焼排
ガスの中の窒素酸化物発生量低減方法や、特開昭５３−
１４３０３７号公報記載のボイラ排ガスの低ＮＯｘ化装
置などが公開されている。これらは、外部から取り入れ
た外部空気に、水分を供給し加湿して燃焼用空気にし
て、この燃焼用空気をボイラに供給する方法もしくは装
置である。ボイラに送られる燃焼用空気の湿度として、
望ましい湿度帯はわかっており、この湿度帯の燃焼用空
気をボイラに送り込んで操業すれば、ボイラで発生する
排ガス中のＮＯｘの生成を抑えることができるのであ
る。2. Description of the Related Art As a specific example of a method or an apparatus for reducing NOx, a method for reducing the amount of nitrogen oxides generated in combustion exhaust gas described in JP-A-53-105727 and JP-A-53-105727 are disclosed.
A device for reducing boiler exhaust gas NOx described in Japanese Patent No. 143037 is disclosed. These are methods or devices for supplying moisture to external air taken in from the outside, humidifying it into combustion air, and supplying the combustion air to the boiler. As the humidity of the combustion air sent to the boiler,
The desirable humidity range is known, and if the combustion air in this humidity range is fed into the boiler and operated, the generation of NOx in the exhaust gas generated in the boiler can be suppressed.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかるに、外部から取
り入れた外部空気の温度や湿度、密度は、いずれも季節
を通じて一定というわけではなく、また昼夜によっても
変動する。例えば、冬の外部空気は、低温度、低湿度で
高密度である。一方、夏の外部空気は、高温度、高湿度
で低密度である。季節による温度変動により、外部空気
の温度、湿度および密度は変化する。このため、外部空
気に供給する水分供給量を一定にしておくと、ＮＯｘ発
生量は変化するのである。つまり、冬季に水分供給量を
設定し、この水分供給量のまま夏季に操業した場合に
は、ＮＯｘ発生量をより低く抑えることができるもの
の、火炎温度が下がってしまい、ボイラ効率が低下して
しまう。逆に、夏季に水分供給量を設定し、この水分供
給量のまま冬季に操業した場合には、ボイラ効率は高く
なるものの、ＮＯｘ発生量が十分に低下しないという問
題がある。特に、排ガス再循環方式において、火炎温度
を低下させるために外部空気に水分を供給して加湿した
場合には、水分供給量が多すぎると、火炎温度が低下し
すぎ、ボイラ効率が低下し、かつ有害なＣＯあるいは煤
の発生量が多くなる場合がある。逆に、水分供給量が少
ないと、ＮＯｘ発生量が増加するという問題がある。ま
た、発明の属する技術分野に記載のＮＯｘ低減方法によ
ってＮＯｘ発生量を所定レベル未満に保つボイラであっ
ても、外部空気に含まれる湿度の影響により、夏季に
は、ＮＯｘ発生量は減少、冬季には、ＮＯｘ発生量は増
加する。そのため、夏季の場合には、低空気比としてい
ても、ＮＯｘ発生量を所定レベル未満に保つことができ
るけれども、冬季のＮＯｘ発生量を夏季のＮＯｘ発生量
と同じにするには、空気比を高める必要があり、季節に
応じて燃焼用空気供給量の設定を変更している。冬季の
場合には、高空気比であるため、燃焼排ガス中に含まれ
て排出される熱量が増加し、低空気比の夏季に比べてボ
イラ効率が低下することとなる。However, the temperature, humidity, and density of the external air taken in from outside are not always constant throughout the season, and fluctuate day and night. For example, winter outside air is low temperature, low humidity and high density. On the other hand, the outside air in summer has high temperature, high humidity and low density. Due to seasonal temperature fluctuations, the temperature, humidity and density of the external air change. For this reason, if the amount of water supplied to the external air is kept constant, the amount of generated NOx changes. In other words, when the water supply amount is set in winter and the operation is performed in summer with this water supply amount, the NOx generation amount can be suppressed lower, but the flame temperature decreases and the boiler efficiency decreases. I will. Conversely, when the water supply amount is set in summer and the operation is performed in winter with this water supply amount, the boiler efficiency increases, but there is a problem that the NOx generation amount does not sufficiently decrease. In particular, in the exhaust gas recirculation system, when moisture is supplied to the external air to reduce the flame temperature and humidified, if the amount of moisture supplied is too large, the flame temperature will be too low, and the boiler efficiency will be reduced. In addition, the amount of harmful CO or soot may be increased. Conversely, if the amount of supplied water is small, there is a problem that the amount of generated NOx increases. Further, even in a boiler that keeps the NOx generation amount below a predetermined level by the NOx reduction method described in the technical field to which the invention pertains, the NOx generation amount decreases in summer due to the influence of humidity contained in the external air, In the meantime, the amount of generated NOx increases. Therefore, in summer, even if the air ratio is low, the NOx generation amount can be kept below a predetermined level, but in order to make the winter NOx generation amount equal to the summer NOx generation amount, the air ratio must be increased. The setting of the air supply for combustion is changed according to the season. In the winter season, since the air ratio is high, the amount of heat contained and exhausted in the combustion exhaust gas increases, and the boiler efficiency decreases compared to the summer season with a low air ratio.
【０００４】本発明はかかる事情に鑑み、外部空気の湿
度変動や温度変動に追随して、水分供給量を自動的に調
整でき、ＮＯｘ発生量の変動およびボイラ効率の変動を
いずれも抑えることができ、しかも、低ＮＯｘおよび高
効率を両立できるＮＯｘ低減装置における水分供給量の
制御装置を提供することを目的とする。In view of such circumstances, the present invention can automatically adjust the amount of water supply following a change in the humidity or temperature of the external air, and can suppress both a change in the amount of NOx generated and a change in the boiler efficiency. It is an object of the present invention to provide a water supply control device in a NOx reduction device that can achieve both low NOx and high efficiency.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】請求項１のＮＯｘ低減装
置における水分供給量の制御装置は、外部から取り入れ
た外部空気に、水分を供給し加湿して燃焼用空気にし
て、該燃焼用空気をボイラに供給するＮＯｘ低減装置に
おいて、前記外部空気の絶対湿度を検出する絶対湿度セ
ンサと、前記絶対湿度センサの検出湿度に応じて、前記
水分の供給量を制御するコントローラとからなることを
特徴とする。請求項２のＮＯｘ低減装置における水分供
給量の制御装置は、外部から取り入れた外部空気に、水
分を供給し加湿して燃焼用空気にして、該燃焼用空気を
ボイラに供給するＮＯｘ低減装置において、前記外部空
気の温度を検出する温度センサと、前記温度センサの検
出温度に応じて、前記水分の供給量を制御するコントロ
ーラとからなることを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a NOx reduction device for controlling the amount of water supply, which supplies moisture to external air taken in from the outside and humidifies the air to produce combustion air. A NOx reduction device that supplies an absolute humidity to the boiler, comprising: an absolute humidity sensor that detects the absolute humidity of the external air; and a controller that controls the supply amount of the moisture according to the humidity detected by the absolute humidity sensor. And In the NOx reduction device according to the second aspect, the water supply amount control device supplies moisture to external air taken in from the outside, humidifies the air, and supplies the air for combustion to the boiler. A temperature sensor for detecting a temperature of the external air; and a controller for controlling a supply amount of the moisture according to a temperature detected by the temperature sensor.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施形態を図面
に基づき説明する。図１は第１実施形態の水分供給量の
制御装置を適用したＮＯｘ低減装置のブロック図であ
る。まず、第１実施形態の水分供給量の制御装置を適用
するＮＯｘ低減装置を説明する。同図において、符号１
はボイラを示している。ボイラ１の内部には、燃料管１
１の先端が挿入されている。この燃料管１１は、その先
端がバーナとなっており、燃料ｆを燃焼させて、炎をボ
イラ１の内部に噴射させ、ボイラ１を加熱させるための
ものである。ボイラ１には、混合気供給管２の一端が取
り付けられている。混合気供給管２の他端は、ファン３
に取り付けられている。混合気供給管２の中間部には、
給水管１２の先端が挿入されている。この給水管１２
は、その先端がノズルとなっており、水ｗを霧状にし
て、混合気供給管２の内部に噴射させるためのものであ
る。前記ファン３には、給気管１３が取り付けられてい
る。ファン３を回転させると、外部空気ａが給気管１３
から混合気供給管２を通って、ボイラ１の内部へ送風さ
れるのである。もちろん、この外部空気ａは、季節によ
って、その温度や湿度が異なるのは云うまでもない。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a NOx reduction device to which the moisture supply control device of the first embodiment is applied. First, a NOx reduction device to which the moisture supply control device of the first embodiment is applied will be described. In FIG.
Indicates a boiler. Inside the boiler 1, there is a fuel pipe 1
1 is inserted. The fuel pipe 11 has a burner at its tip, burns the fuel f, injects a flame into the boiler 1, and heats the boiler 1. One end of an air-fuel mixture supply pipe 2 is attached to the boiler 1. The other end of the mixture supply pipe 2 is connected to a fan 3
Attached to. In the middle part of the mixture gas supply pipe 2,
The tip of the water supply pipe 12 is inserted. This water pipe 12
Is a nozzle whose tip is a nozzle for making water w into a mist and spraying it into the mixture supply pipe 2. An air supply pipe 13 is attached to the fan 3. When the fan 3 is rotated, the external air a
Then, the air is blown into the boiler 1 through the air-fuel mixture supply pipe 2. Needless to say, the temperature and humidity of the external air a vary depending on the season.
【０００７】なお、第１実施形態の水分供給量の制御装
置を適用できるＮＯｘ低減装置は、図の装置に限らず、
(1) 薄膜燃焼、(2) 分割火炎燃焼、(3) ２段燃焼、(4)
エマルジョン燃焼、(5) 排ガス再循環などの種々の方法
によるＮＯｘ低減装置を採択することができる。The NOx reduction device to which the water supply control device of the first embodiment can be applied is not limited to the illustrated device.
(1) Thin film combustion, (2) Split flame combustion, (3) Two-stage combustion, (4)
It is possible to adopt a NOx reduction device by various methods such as emulsion combustion and (5) exhaust gas recirculation.
【０００８】さて、第１実施形態の水分供給量の制御装
置を説明する。前記給気管１３には、絶対湿度センサ23
M が取り付けられている。この絶対湿度センサ23M は、
給気管１３の内部を通過する外部空気ａの絶対湿度を検
出するためのセンサである。A control device for controlling the amount of water supply according to the first embodiment will now be described. The air supply pipe 13 has an absolute humidity sensor 23.
M is installed. This absolute humidity sensor 23M
This is a sensor for detecting the absolute humidity of the external air a passing through the inside of the air supply pipe 13.
【０００９】前記給水管１２には、コントロールバルブ
２２が開閉自在に取り付けられている。このコントロー
ルバルブ２２が開閉することによって、混合気供給管２
の内部に供給する水ｗの量が増減するのである。A control valve 22 is attached to the water supply pipe 12 so as to be openable and closable. When the control valve 22 opens and closes, the mixture supply pipe 2
The amount of water w to be supplied to the inside increases or decreases.
【００１０】図２は第１実施形態の水分供給量の制御装
置の制御ブロック図である。同図に示すように、絶対湿
度センサ23M で検出された外部空気ａの検出湿度がコン
トローラＣに送信され、このコントローラＣによって、
前記検出湿度に応じて、コントロールバルブ２２の開閉
量が制御されるように構成されている。FIG. 2 is a control block diagram of the water supply amount control device according to the first embodiment. As shown in the figure, the detected humidity of the external air a detected by the absolute humidity sensor 23M is transmitted to the controller C, and the controller C
The opening and closing amount of the control valve 22 is controlled according to the detected humidity.
【００１１】つぎに、第１実施形態の水分供給量の制御
装置の作用・効果を説明する。まず、コントローラＣに
目標湿度ＭＲを設定しておく。時刻ｔに、絶対湿度セン
サ23M で検出された外部空気ａの検出湿度Ｍ(t) は、コ
ントローラＣに送信される。コントローラＣでは、検出
湿度Ｍ(t) と目標湿度ＭＲに基づいて、コントロールバ
ルブ２２の開閉量が算出される。この開閉量に応じて、
コントロールバルブ２２が開閉し、水ｗが混合気供給管
２に供給されるのである。Next, the operation and effects of the water supply amount control device according to the first embodiment will be described. First, the target humidity MR is set in the controller C. At time t, the detected humidity M (t) of the external air a detected by the absolute humidity sensor 23M is transmitted to the controller C. The controller C calculates the opening / closing amount of the control valve 22 based on the detected humidity M (t) and the target humidity MR. Depending on this opening and closing amount,
The control valve 22 opens and closes, and the water w is supplied to the mixture supply pipe 2.
【００１２】図３は第１実施形態の水分供給量の制御装
置による(A) は外部空気ａの検出湿度−水分供給量のグ
ラフ、(B) は外部空気ａの検出湿度−排ガス中のＮＯｘ
濃度グラフである。図３(B) の点線と一点鎖線は、水ｗ
の供給量を一定にした場合の仮想線であり、点線は低空
気比、一点鎖線は高空気比のものである。図３(A) に示
すように、外部空気ａの検出湿度Ｍ(t) が高い程、水ｗ
の供給量は少なく、外部空気ａの検出湿度Ｍ(t) が低い
程、水ｗの供給量は多い。水ｗの供給量の算出式は、水
ｗの供給量＝｛目標湿度ＭＲ−検出湿度Ｍ(t) ｝×給気
量としている。FIGS. 3A and 3B are graphs of the detected humidity of the external air a versus the amount of water supplied by the controller for controlling the amount of supplied water of the first embodiment, and FIG. 3B is a graph of the detected humidity of the external air a versus the NOx in the exhaust gas.
It is a density graph. The dotted line and dashed line in FIG.
Are imaginary lines when the supply amount is constant, the dotted line is for a low air ratio, and the dashed line is for a high air ratio. As shown in FIG. 3A, the higher the detected humidity M (t) of the external air a, the higher the water w
Is small, and the lower the detected humidity M (t) of the external air a, the larger the supply of water w. The formula for calculating the supply amount of water w is as follows: supply amount of water w = {target humidity MR−detected humidity M (t)} × air supply amount.
【００１３】図３(B) の実線に示すように、外部空気ａ
の湿度の高低に関係なく、適量の水ｗが供給されて加湿
された外部空気ａは一定湿度の燃焼用空気となる。この
ため、給気管１３から供給される外部空気ａの絶対湿度
が変動しても、ボイラ１に供給される直前の燃焼用空気
の絶対湿度を常に一定の湿度に保つことができる。この
ため、ＮＯｘ発生量を一定とすることができる。したが
って、第１実施形態の水分供給量の制御装置は、外部空
気ａの湿度変動に追随して、水分供給量を自動的に調整
でき、ＮＯｘ発生量の変動およびボイラ効率の変動をい
ずれも抑えることができ、しかも、低ＮＯｘおよび高効
率を両立できるという効果を奏する。また、燃焼用空気
に含まれる水分量の増加に対するＮＯｘ発生量低減効果
は、比例の関係ではなく、水分量を多くすればＮＯｘ発
生量も少なくなるが、水分量に対するＮＯｘ低減効果は
徐々に低下するという関係があるため、水分量が多すぎ
るとＮＯｘ低減よりもデメリットの方が大きくなる。そ
こで、燃焼用空気の絶対湿度を最適な値に保つことで、
湿度に対して高いＮＯｘ発生量低減効果を得ることがで
きるという効果を奏する。さらに、季節に応じて空気比
を変更していた従来のボイラであれば、冬季には、ＮＯ
ｘ発生量を低減するために高空気比とすることで効率が
低下していたが、第１実施形態のＮＯｘ低減装置におけ
る水分供給量の制御装置によれば、燃焼用空気の湿度
を、夏季と同じ湿度 で一定に保つことで空気比を変更
する必要が無くなり、冬季の効率低下を無くすことがで
きるという効果を奏する。As shown by the solid line in FIG.
Regardless of the humidity level, the external air a supplied with an appropriate amount of water w and humidified becomes combustion air having a constant humidity. For this reason, even if the absolute humidity of the external air a supplied from the air supply pipe 13 fluctuates, the absolute humidity of the combustion air immediately before being supplied to the boiler 1 can always be maintained at a constant humidity. For this reason, the NOx generation amount can be kept constant. Therefore, the water supply amount control device of the first embodiment can automatically adjust the water supply amount according to the humidity change of the external air a, and suppresses both the change in the NOx generation amount and the change in the boiler efficiency. In addition, there is an effect that both low NOx and high efficiency can be achieved. The effect of reducing the amount of NOx generated with respect to the increase in the amount of water contained in the combustion air is not proportional, and the amount of NOx generated decreases with an increase in the amount of water, but the effect of reducing the NOx with respect to the amount of water gradually decreases. Therefore, if the amount of water is too large, the disadvantage becomes greater than the reduction of NOx. Therefore, by keeping the absolute humidity of the combustion air at the optimal value,
There is an effect that a high NOx generation reduction effect can be obtained with respect to humidity. Furthermore, if the conventional boiler changes the air ratio according to the season, NO
Although the efficiency was reduced by using a high air ratio to reduce the amount of x generation, according to the moisture supply control device in the NOx reduction device of the first embodiment, the humidity of the combustion air was reduced in summer. By keeping the humidity constant at the same level as above, there is no need to change the air ratio, and this has the effect of eliminating the efficiency drop in winter.
【００１４】つぎに、第２実施形態の水分供給量の制御
装置を説明する。図４は第２実施形態の水分供給量の制
御装置のブロック図である。同図に示すように、第２実
施形態の水分供給量の制御装置を適用するＮＯｘ低減装
置は、第１実施形態の水分供給量の制御装置を適用する
ＮＯｘ低減装置と同様である。Next, a description will be given of a water supply amount control device according to a second embodiment. FIG. 4 is a block diagram of a water supply amount control device according to the second embodiment. As shown in the figure, the NOx reduction device to which the moisture supply control device of the second embodiment is applied is the same as the NOx reduction device to which the moisture supply control device of the first embodiment is applied.
【００１５】なお、第２実施形態の水分供給量の制御装
置を適用できるＮＯｘ低減装置は、図の装置に限らず、
(1) 薄膜燃焼、(2) 分割火炎燃焼、(3) ２段燃焼、(4)
エマルジョン燃焼、(5) 排ガス再循環などの種々の方法
によるＮＯｘ低減装置を採択することができる。The NOx reduction device to which the water supply control device of the second embodiment can be applied is not limited to the illustrated device.
(1) Thin film combustion, (2) Split flame combustion, (3) Two-stage combustion, (4)
It is possible to adopt a NOx reduction device by various methods such as emulsion combustion and (5) exhaust gas recirculation.
【００１６】さて、第２実施形態の水分供給量の制御装
置は、第１実施形態の水分供給量の制御装置において、
その絶対湿度センサ23M の代わりに、温度センサ23S を
給気管１３に取り付けたものである。この温度センサ23
S は、給気管１３の内部を通過する外部空気ａの温度を
検出するためのセンサである。しかも、この温度センサ
23S は、前記絶対湿度センサ23M よりも安価である。The controller for controlling the amount of water supply according to the second embodiment is the same as the controller for controlling the amount of water supply according to the first embodiment.
A temperature sensor 23S is attached to the air supply pipe 13 instead of the absolute humidity sensor 23M. This temperature sensor 23
S is a sensor for detecting the temperature of the external air a passing through the inside of the air supply pipe 13. Moreover, this temperature sensor
23S is cheaper than the absolute humidity sensor 23M.
【００１７】図５は、第２実施形態の水分供給量の制御
装置の制御ブロック図である。同図に示すように、温度
センサ23S で検出された外部空気ａの検出温度がコント
ローラＣに送信され、このコントローラＣによって、前
記検出温度に応じて、コントロールバルブ２２の開閉量
が制御されるように構成されている。FIG. 5 is a control block diagram of the water supply amount control device according to the second embodiment. As shown in the figure, the detected temperature of the external air a detected by the temperature sensor 23S is transmitted to the controller C, and the controller C controls the opening / closing amount of the control valve 22 according to the detected temperature. Is configured.
【００１８】つぎに、第２実施形態の水分供給量の制御
装置の作用効果を説明する。まず、コントローラＣに目
標湿度ＭＲを設定しておく。時刻ｔに、温度センサ23S
で検出された外部空気ａの検出温度Ｓ(t) は、コントロ
ーラＣに送信される。コントローラＣでは、公知の温度
湿度換算関数ｆ(x) によって、検出温度Ｓ(t) は換算湿
度ｆ(Ｓ(t)) に換算される。換算湿度ｆ(Ｓ(t)) と目標
湿度ＭＲとに基づいてコントロールバルブ２２の開閉量
が算出される。この開閉量に応じてコントロールバルブ
２２が開閉し、水ｗが混合気供給管２に供給されるので
ある。Next, the operation and effect of the water supply amount control device according to the second embodiment will be described. First, the target humidity MR is set in the controller C. At time t, the temperature sensor 23S
The detected temperature S (t) of the external air a detected at the step S is transmitted to the controller C. In the controller C, the detected temperature S (t) is converted into a converted humidity f (S (t)) by a known temperature / humidity conversion function f (x). The opening / closing amount of the control valve 22 is calculated based on the converted humidity f (S (t)) and the target humidity MR. The control valve 22 opens and closes according to the opening and closing amount, and the water w is supplied to the air-fuel mixture supply pipe 2.
【００１９】図６は第２実施形態の水分供給量の制御装
置による(A) は外部空気ａの検出温度−水分供給量のグ
ラフ、(B) は外部空気ａの検出温度−排ガス中のＮＯｘ
濃度グラフである。図６(A) に示すように、外部空気ａ
の検出温度Ｓ(t) が高い程、水ｗの供給量は少なく、外
部空気ａの検出温度Ｓ(t) が低い程、水ｗの供給量は多
い。水ｗの供給量の算出式は、水ｗの供給量＝｛目標湿
度−換算湿度ｆ(Ｓ(t) )｝×給気量としている。FIGS. 6A and 6B are graphs of the detected temperature of the external air a versus the amount of water supplied by the controller for controlling the amount of supplied water of the second embodiment, and FIG. 6B is a graph of the detected temperature of the external air a versus the NOx in the exhaust gas.
It is a density graph. As shown in FIG.
The higher the detected temperature S (t), the smaller the supply amount of water w, and the lower the detected temperature S (t) of the external air a, the larger the supply amount of water w. The formula for calculating the supply amount of water w is: supply amount of water w = {target humidity−converted humidity f (S (t))} × air supply amount.
【００２０】図６(B) に示すように、外部空気ａの温度
の高低に関係なく、適量の水ｗが供給されて加湿された
外部空気ａは、一定湿度の燃焼用空気となる。このた
め、給気管１３から供給される外部空気ａの温度が季節
変動しても、ボイラ１に供給される直前の燃焼用空気の
湿度を、常に一定の湿度に保つことができる。このた
め、ＮＯｘ発生量を一定とすることができる。したがっ
て、第２実施形態の水分供給量の制御装置は、外部空気
ａの温度変動に追随して、水分供給量を自動的に調整で
き、ＮＯｘ発生量の変動およびボイラ効率の変動をいず
れも抑えることができ、しかも、低ＮＯｘおよび高効率
を両立できるという効果を奏する。また、燃焼用空気に
含まれる水分量の増加に対するＮＯｘ発生量低減効果
は、比例の関係ではなく、水分量を多くすればＮＯｘ発
生量も少なくなるが、水分量に対するＮＯｘ低減効果は
徐々に低下するという関係があるため、水分量が多すぎ
るとＮＯｘ低減よりもデメリットの方が大きくなる。そ
こで、燃焼用空気の絶対湿度を最適な値に保つことで、
湿度に対して高いＮＯｘ発生量低減効果を得ることがで
きるという効果を奏する。さらに、季節に応じて空気比
を変更していた従来のボイラであれば、冬季には、ＮＯ
ｘ発生量を低減するために高空気比とすることで効率が
低下していたが、第２実施形態のＮＯｘ低減装置におけ
る水分供給量の制御装置によれば、燃焼用空気の湿度を
夏季と同じ湿度 で一定に保つことで空気比を変更する
必要が無くなり、冬季の効率低下を無くすことができる
という効果を奏する。As shown in FIG. 6B, regardless of the temperature of the external air a, the external air a supplied with an appropriate amount of water w and humidified becomes combustion air having a constant humidity. For this reason, even if the temperature of the external air a supplied from the air supply pipe 13 fluctuates seasonally, the humidity of the combustion air immediately before being supplied to the boiler 1 can always be kept at a constant humidity. For this reason, the NOx generation amount can be kept constant. Therefore, the water supply amount control device according to the second embodiment can automatically adjust the water supply amount following the temperature fluctuation of the external air a, and suppress both the fluctuation of the NOx generation amount and the fluctuation of the boiler efficiency. In addition, there is an effect that both low NOx and high efficiency can be achieved. The effect of reducing the amount of NOx generated with respect to the increase in the amount of water contained in the combustion air is not proportional, and the amount of NOx generated decreases with an increase in the amount of water, but the effect of reducing the NOx with respect to the amount of water gradually decreases. Therefore, if the amount of water is too large, the disadvantage becomes greater than the reduction of NOx. Therefore, by keeping the absolute humidity of the combustion air at the optimal value,
There is an effect that a high NOx generation reduction effect can be obtained with respect to humidity. Furthermore, if the conventional boiler changes the air ratio according to the season, NO
Although the efficiency was reduced by setting the high air ratio to reduce the amount of x generation, according to the control device of the water supply amount in the NOx reduction device of the second embodiment, the humidity of the combustion air was set at By maintaining the same humidity at the same level, there is no need to change the air ratio, which has the effect of reducing the efficiency loss in winter.
【００２１】[0021]
【発明の効果】請求項１のＮＯｘ低減装置における水分
供給量の制御装置によれば、外部空気の湿度変動に追随
して、水分供給量を自動的に調整でき、ＮＯｘ発生量の
変動およびボイラ効率の変動をいずれも抑えることがで
き、しかも、低ＮＯｘおよび高効率を両立できる。請求
項２のＮＯｘ低減装置における水分供給量の制御装置に
よれば、外部空気の温度変動に追随して、水分供給量を
自動的に調整でき、ＮＯｘ発生量の変動およびボイラ効
率の変動をいずれも抑えることができ、しかも、低ＮＯ
ｘおよび高効率を両立できる。しかも、安価である。According to the control device of the water supply amount in the NOx reduction device of the first aspect, the water supply amount can be automatically adjusted according to the humidity fluctuation of the external air, and the fluctuation of the NOx generation amount and the boiler Any variation in efficiency can be suppressed, and both low NOx and high efficiency can be achieved. According to the control device of the water supply amount in the NOx reduction device of the second aspect, the water supply amount can be automatically adjusted following the temperature fluctuation of the external air, and the fluctuation of the NOx generation amount and the fluctuation of the boiler efficiency can be controlled. And low NO
x and high efficiency. Moreover, it is inexpensive.
【図１】第１実施形態の水分供給量の制御装置を適用し
たＮＯｘ低減装置のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a NOx reduction device to which a moisture supply control device according to a first embodiment is applied.
【図２】第１実施形態の水分供給量の制御装置の制御ブ
ロック図である。FIG. 2 is a control block diagram of the water supply amount control device of the first embodiment.
【図３】第１実施形態の水分供給量の制御装置による
(A) は外部空気ａの検出湿度−水分供給量のグラフ、
(B) は外部空気ａの検出湿度−排ガス中のＮＯｘ濃度グ
ラフである。FIG. 3 is a diagram showing a water supply amount control device according to the first embodiment.
(A) is a graph of the detected humidity-water supply amount of the external air a,
(B) is a graph of the detected humidity of the external air a versus the NOx concentration in the exhaust gas.
【図４】第２実施形態の水分供給量の制御装置を適用し
たＮＯｘ低減装置のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a NOx reduction device to which a moisture supply control device according to a second embodiment is applied.
【図５】第２実施形態の水分供給量の制御装置の制御ブ
ロック図である。FIG. 5 is a control block diagram of a water supply amount control device according to a second embodiment.
【図６】第２実施形態の水分供給量の制御装置による
(A) は外部空気ａの検出温度−水分供給量のグラフ、
(B) は外部空気ａの検出温度−排ガス中のＮＯｘ濃度グ
ラフである。FIG. 6 shows a water supply amount control device according to a second embodiment.
(A) is a graph of the detected temperature of the external air a-the amount of supplied water,
(B) is a graph showing the detected temperature of the external air-NOx concentration in the exhaust gas.
１ ボイラ ２２ コントロールバルブ ２３Ｍ 湿度センサ ２３Ｓ 温度センサ Ｃ コントローラ ａ 外部空気 ｆ 燃料 ｗ 水 1 Boiler 22 Control valve 23M Humidity sensor 23S Temperature sensor C Controller a External air f Fuel w Water
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K005 AA00 AB00 AC06 BA00 DA07 EA02 3K023 JA02 JC01 JC02 3K065 TA01 TA19 TB02 TB04 TB11 TC01 TF05 TN01 TN07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3K005 AA00 AB00 AC06 BA00 DA07 EA02 3K023 JA02 JC01 JC02 3K065 TA01 TA19 TB02 TB04 TB11 TC01 TF05 TN01 TN07
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| JP2000121044Atrue JP2000121044A (en) | 2000-04-28 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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