JP6568420B2 - ボイラの運転方法及びボイラ設備 - Google Patents
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Description
図1に示すボイラ設備は、複数種類の固体燃料を混合して燃焼させるボイラ設備である。当該ボイラ設備は、ホッパー1、混合機2、粉砕機3、ボイラ4、演算機5、及び供給量調整装置6を備える。
ホッパー1は、固体燃料を供給する機構であり、当該ボイラ設備は複数種類の固体燃料をそれぞれ供給するホッパー1を備える。なお、図1では2種類の固体燃料をそれぞれ供給する2基のホッパー1を備える場合を示しているが、固体燃料は3種類以上であってもよい。その場合、当該ボイラ設備は固体燃料の種類と同数のホッパー1を備える。
混合機2は、上記ホッパー1から供給される固体燃料を混合する機構である。混合機2としては、例えば公知のドラムミキサ等を用いることができる。
粉砕機3は、混合機2で混合された固体燃料を粉砕する機構である。粉砕機3としては、公知の竪型ローラミル等を用いることができる。
ボイラ4は、上記粉砕機3で粉砕された固体燃料を燃焼する。上記ボイラ4はバーナー7、火炉、伝熱管及び煙突を主に備える。上記ボイラ4は、空気と共に吹き込まれた固体燃料をバーナー7により火炉で燃焼し、この火炉内に上下方向に多数配設された伝熱管により熱交換を行う。この熱交換により上記伝熱管に供給される給水が加熱及び加圧され、蒸気が発生する。また、燃焼により発生した燃焼ガスは煙突から排出される。
演算機5は、上記複数種類の固体燃料それぞれの灰分の含有率及びその灰分中のカオリンの含有率に基づき、上記複数種類の固体燃料の混合体全体の灰分中の上記カオリンの含有率が基準値以下となるよう上記複数種類の固体燃料の混合割合を決定する機構である。
供給量調整装置6は、上記演算機5で決定された上記複数種類の固体燃料の混合割合になるよう上記ホッパー1から混合機2に導入される上記複数種類の固体燃料それぞれの供給量を調整する機構である。つまり、当該ボイラ設備は、固体燃料の種類と同数のホッパー1それぞれから混合機2に接続される配管それぞれに1基ずつ、合計で固体燃料の種類と同数の供給量調整装置6を備える。この供給量調整装置6は特に限定されないが、例えばホッパー1から混合機2へ固体燃料を運搬するチェーンコンベアを用いることができる。この場合、供給量の調整は、このコンベアの移動速度を調整することで行う。
図2に当該ボイラ装置を用いたボイラの運転方法を示す。当該ボイラの運転方法は、複数種類の固体燃料を混合して燃焼させるボイラの運転方法である。当該ボイラの運転方法は、上記複数種類の固体燃料中の灰分の含有率及びその灰分中の含水鉱物であるカオリンの含有率を取得する工程(S1)と、上記取得工程で得られた上記複数種類の固体燃料それぞれの上記灰分の含有率及び上記カオリンの含有率に基づき、上記複数種類の固体燃料の混合体全体の灰分中の上記カオリンの含有率が基準値以下となるよう上記複数種類の固体燃料の混合割合を決定する工程(S2)と、決定した上記混合割合に基づいて上記複数種類の固体燃料の混合及び火炉への供給を行う工程(S3)とを備える。
含有率取得工程(S1)では、複数種類の固体燃料それぞれの灰分の含有率及びその灰分中のカオリンの含有率を取得する。
混合割合決定工程(S2)では、上記取得工程で得られた上記複数種類の固体燃料それぞれの上記灰分の含有率及び上記カオリンの含有率に基づき、上記複数種類の固体燃料の混合体全体の灰分中の上記カオリンの含有率が基準値以下となるよう上記複数種類の固体燃料の混合割合を決定する。この工程は当該ボイラ設備の演算機5により行われる。
混合供給工程(S3)では、上記混合割合決定工程(S2)で決定した上記混合割合に基づいて上記複数種類の固体燃料を混合し、粉砕した後に火炉への供給を行う。具体的には、当該ボイラ設備の演算機5により供給量調整装置6を制御し、ホッパー1から混合機2に送られる固体燃料の量をそれぞれ調整する。混合された固体燃料は、粉砕機3で粉砕された後、空気と共にボイラ4に吹き込まれ、燃焼される。
当該ボイラの運転方法は、上記含水鉱物の含有率を基準値以下となるように複数種類の固体燃料の混合割合を決定するので、含水鉱物からの結晶水の放出に起因するポーラス状の灰の付着を抑止できる。これにより付着灰の断熱性が低減されるため、当該ボイラの運転方法は、火炉収熱率の低下を抑止できる。
蒸気タービン発電機設備は、蒸気タービン及び発電機を主に備える。
復水給水設備は、復水器、ポンプ、加熱器、及び脱気器を主に備える。
当該ボイラ設備を用いた火力発電プラントは、当該ボイラの運転方法を用いるので、火炉収熱率が低下し難い。このため、当該ボイラ設備を用いた火力発電プラントは、安定運用し易い。
なお、本発明のボイラの運転方法及びボイラ設備は、上記実施形態に限定されるものではない。
まず、固体燃料として3種類の石炭を準備した。微粉炭火力ボイラ(発電容量700MW)を用いて石炭を燃焼させ、これら3種類の石炭の灰分の含有率及びその灰分中のカオリンの含有率を取得した。なお、石炭の灰分の含有率はJIS−M−8812:2006に準拠した測定方法により行った。また、灰分中のカオリンの含有率はCCSEM分析を用いて取得したカオリンの質量を元に算出した。この結果を表1に示す。
次に、これらの3種類の石炭のうち2種類又は3種類の石炭を用い、表2に示すNo.1〜No.7の石炭の混合割合を選定し、灰分中のカオリンの含有率を算出した。また、表2の混合割合になるように石炭を混合した混炭を用いて実缶ボイラを一定期間運用し、その期間内の火炉収熱率の平均値を求めた。結果を表2に示す。
2 混合機
3 粉砕機
4 ボイラ
5 演算機
6 供給量調整装置
7 バーナー
Claims (6)
- 複数種類の固体燃料を混合して燃焼させるボイラの運転方法であって、
上記複数種類の固体燃料中の灰分の含有率及びその灰分中の少なくとも1種の含水鉱物の含有率を取得する工程と、
上記取得工程で得られた上記複数種類の固体燃料それぞれの上記灰分の含有率及び上記少なくとも1種の含水鉱物の含有率に基づき、上記複数種類の固体燃料の混合体全体の灰分中の上記少なくとも1種の含水鉱物の含有率が基準値以下となるよう上記複数種類の固体燃料の混合割合を決定する工程と
を備えることを特徴とするボイラの運転方法。 - 上記少なくとも1種の含水鉱物がカオリン又は石膏である請求項1に記載のボイラの運転方法。
- 上記基準値が40質量%である請求項1又は請求項2に記載のボイラの運転方法。
- 上記固体燃料が、石炭である請求項1、請求項2又は請求項3に記載のボイラの運転方法。
- 火力発電プラントに用いられる請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のボイラの運転方法。
- 複数種類の固体燃料を混合して燃焼させるボイラ設備であって、
上記複数種類の固体燃料をそれぞれ供給する複数の機構と、
上記複数の供給機構から供給される複数種類の固体燃料を混合する機構と、
上記混合機構で混合された固体燃料を粉砕する機構と、
上記粉砕機構で粉砕された固体燃料を燃焼するボイラと、
上記複数種類の固体燃料それぞれの灰分の含有率及びその灰分中の少なくとも1種の含水鉱物の含有率に基づき、上記複数種類の固体燃料の混合体全体の灰分中の上記少なくとも1種の含水鉱物の含有率が基準値以下となるよう上記複数種類の固体燃料の混合割合を決定する機構と、
上記決定機構で決定された上記複数種類の固体燃料の混合割合になるよう上記供給機構から混合機構に導入される上記複数種類の固体燃料それぞれの供給量を調整する機構と
を備えることを特徴とするボイラ設備。
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