(57)【要約】【課題】主燃料で稼働中のボイラの炉内への一部の燃料供給を主燃料からガス燃料に切替える際、安定したボイラ燃料切替え制御方法及びボイラ装置を提供する。【解決手段】微粉炭燃料を主燃料とするボイラユニットに対し、複数のバーナそれぞれが所定数段に構成されたバーナ部を備え、そのうち１段目バーナ部では主燃料以外の、ＬＮＧのＢＯＧ発生に伴うガス燃料が供給可能であって、１段目バーナ部において、Ｐ１時点で主燃料の供給を減少させることに応じて、ガス燃料の供給の影響を増大させていき、主燃料の供給がなくなる主燃料停止時点Ｐ７付近に照準を合わせた切替えポイントαでガス燃料の供給量が所定量に達するようにする制御であり、１段目バーナ部における所定のバーナの点火タイミング（Ｐ３時点）をずらして上記切替えポイントαを主燃料停止時点付近Ｐ７で移動させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１燃料を主燃料とするボイラユニットに対し、前記第１燃料を供給可能とする複数のバーナそれぞれが所定数段に構成されたｎ段のバーナ部を備え、前記バーナ部のうちｍ（＜ｎ）段目バーナ部では前記第１燃料以外の気体燃料である第２燃料が供給可能であって、
前記ボイラユニットの稼働中の前記ｍ段目バーナ部において、
前記第１燃料の供給を減少させることに応じて、前記ボイラユニットへの前記第２燃料の供給の影響を増大させる工程と、
前記第１燃料の供給がなくなる第１燃料停止時点付近に照準を合わせた切替えポイントで前記第２燃料の供給量が所定量に達するようにする工程と、
を備え、
前記ｍ段目バーナ部における所定のバーナの点火タイミングをずらして前記切替えポイントを前記供給停止時点付近で移動させる工程と、
を備えたボイラ燃料切替え制御方法。
【請求項２】
前記第１燃料の供給を減少させる制御に関し、
前記第１燃料を第１流量値になるまで一定の変化率で減少させる第１段階と、
前記第１流量値を略一定に維持する第２段階と、
前記ｍ段目バーナ部のすべてのバーナに対する前記第１燃料の供給がなくなるまでの第３段階と、
を備える請求項１に記載のボイラ燃料切替え制御方法。
【請求項３】
前記ｍ段目バーナ部に関し、前記第２燃料の制御は、
前記第１燃料の供給を減じ始めた時点で前記第２燃料を開通する第１段階と、
流量調節に応じて前記第２燃料の流量を一定に増加させる期間を含み前記第１流量値より大きい前記第２流量値まで変化させる第２段階と、
前記第２流量値を前記切替えポイントとして略一定に維持する第３段階と、
を備え、
前記第１段階では第１圧力に達した最初のバーナが点火され、前記第２段階においては、第２圧力に達した前記所定のバーナが点火された後に、前記第２燃料の流量を一定に増加させる期間にて所定の圧力に達したことを条件にかつ所定の順番にて、残りのバーナが順次点火され、
前記所定のバーナの点火タイミングは、前記最初のバーナの点火後、所定範囲時間から選択される請求項２に記載のボイラ燃料切替え制御方法。
【請求項４】
主燃料とする第１燃料を供給可能とする複数のバーナそれぞれが所定数段に構成されたｎ段のバーナ部を備えるボイラユニットと、
前記バーナ部のうち前記第１燃料以外の気体燃料である第２燃料を供給可能とするｍ（＜ｎ）段目バーナ部と、
前記ボイラユニット稼働中に前記ｍ段目バーナ部において、前記第１燃料の供給を段階的に減少させてなくする第１制御機構と、
前記ボイラユニット稼働中に前記ｍ段目バーナ部において、前記第１燃料を減じる制御を始めた時点で前記第２燃料を開通し、前記第２燃料を流量調節し、流量を一定に増加させる期間を含めつつ前記第１燃料の供給がなくなる第１燃料停止時点付近に照準を合わせた切替えポイントで前記第２燃料の供給量が所定量に達するようにする第２の制御機構と、
前記ｍ段目バーナ部における所定のバーナの点火タイミングをずらして前記切替えポイントを前記供給停止時点付近で移動させる第３の制御機構と、
を備えたボイラ装置。
【請求項５】
前記ｍ段目バーナ部は、前記第２燃料が開通された時点から所定の順番で点火される所定数のバーナを含み、
前記第２燃料が開通され第１圧力に達した時点で点火される初期点火バーナと、
前記第２燃料の流量調節により第２圧力に達し、かつ予め設定された前記初期点火バーナ点火後の任意の時間経過後に点火可能な前記所定のバーナとしての点火タイミング制御バーナと、
前記第２燃料の流量を一定に増加させる期間にて所定の圧力に達したことを条件に順次点火される点火追従バーナ群と、
を備えた請求項４に記載のボイラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＮＧ貯蔵時に発生するＢＯＧをボイラ燃料の一部に利用する発電プラントに係り、特に、ボイラ燃料切替え制御方法及びボイラ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＮＧ（ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ  ｎａｔｕｒａｌ  ｇａｓ：液化天然ガス）を燃料として、ガスタービンを駆動、またはボイラで燃焼させることによって蒸気タービンを駆動する発電プラントが知られている。ＬＮＧ発電プラントでは、ＬＮＧを貯蔵、保護するＬＮＧ基地の設備としてＬＮＧタンクを有する。
【０００３】
ＬＮＧは、天然ガスを液化可能な温度（およそ−１６２℃〜−１６０℃）に冷却したものである。したがって、ＬＮＧ基地では、自然入熱等でＬＮＧタンク内に多量に発生するＢＯＧ（ｂｏｉｌ  ｏｆｆ  ｇａｓ：ボイル・オフ・ガス）の対策が不可欠である。例えば、過度に充満したＢＯＧをＬＮＧタンク外に導き、燃やして大気に放出する他、発電のエネルギーとして使用するため、ＢＯＧ圧縮機によって昇圧し、ガス燃料（天然ガス）として発電プラントに供給するなどの対策がとられている。
【０００４】
ＢＯＧをより有効利用可能な発電プラントは、ガス専焼ボイラユニットの他、例えば石炭ガス混焼ボイラユニット等を備える（多重燃料焚きボイラシステム）。これにより、ガス専焼ボイラユニットの稼動が停止しても、石炭ガス混焼ボイラユニットへのガス燃料の供給を可能とする。よって、ＬＮＧタンクから発生するＢＯＧは発電のエネルギーとして効率良く消費される（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このような多重燃料焚きボイラシステムにおいて、石炭ガス混焼ボイラユニットは、燃料供給口として、微粉炭燃料の供給口とガス燃料の供給口とを配している。ＬＮＧのＢＯＧ発生に伴うガス燃料は、ガス専焼ボイラユニットへの供給量に応じて、石炭ガス混焼ボイラユニットのガス燃料の供給口へ供給されるようになっている。つまり、ガス専焼ボイラユニットにおけるガス燃料の消費量がＢＯＧ発生に伴うガス燃料量以下になったときに、石炭ガス混焼ボイラユニットのガス燃料の供給口に、ＬＮＧのＢＯＧ発生に伴うガス燃料が供給されるように制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１７０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような多重燃料焚きボイラシステムにおいて、例えば微粉炭燃料を主燃料とする石炭ガス混焼ボイラユニットは、炉内への一部の燃料供給を任意の期間だけ、通常の微粉炭燃料の供給からガス燃料の供給に切替えて運転するように制御される。
【０００８】
このような炉内への一部の燃料供給を切替えるボイラ燃料切替え制御において、上記２種類の燃料が交錯して炉内に供給される期間中に、燃料過多状態に陥り、主蒸気温度が規定値を超過してしまう問題がある。主蒸気温度上昇を抑える一般的な対処法として、火炉出口温度の上昇を抑える冷却水のスプレー制御があるが、結局、燃料を浪費していることに他ならない。
【０００９】
上記事情を鑑み、本発明の目的は、主燃料で稼働中のボイラの炉内への一部の燃料供給を主燃料からガス燃料に切替える際、燃料過多状態にならない安定したボイラ燃料切替え制御方法及びボイラ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では、例えば微粉炭燃料等の固体燃料や重油等の液体燃料があげられる第１燃料を主燃料とするボイラユニットに対し、必要に応じて一部の燃料供給について主燃料からガス燃料（ＬＮＧのＢＯＧ発生に伴う天然ガス）等の気体燃料（第２の燃料）に切替えられる制御について、既存の機構を活かしつつ効率化を図る。この場合、ボイラの火炉壁への煤やクリンカの付着等、炉内環境の変化から燃え方が変わって主蒸気の温度上昇を招く傾向があることを考慮し、以下のような解決手段を提供する。
【００１１】
（１）  第１燃料を主燃料とするボイラユニットに対し、前記第１燃料を供給可能とする複数のバーナそれぞれが所定数段に構成されたｎ段のバーナ部を備え、前記バーナ部のうちｍ（＜ｎ）段目バーナ部では前記第１燃料以外の気体燃料である第２燃料が供給可能であって、
前記ボイラユニットの稼働中の前記ｍ段目バーナ部において、
前記第１燃料の供給を減少させることに応じて、前記ボイラユニットへの前記第２燃料の供給の影響を増大させる工程と、
前記第１燃料の供給がなくなる第１燃料停止時点付近に照準を合わせた切替えポイントで前記第２燃料の供給量が所定量に達するようにする工程と、
を備え、
前記ｍ段目バーナ部における所定のバーナの点火タイミングをずらして前記切替えポイントを前記供給停止時点付近で移動させる工程と、
を備えたボイラ燃料切替え制御方法。
【００１２】
上記ボイラ燃料切替え制御方法によれば、ボイラユニットにおける主蒸気温度が、設定した範囲外に変化するような場合、例えば、燃料切替え可能なｍ段目バーナ部における所定のバーナの点火タイミングを遅らせるよう制御する。所定のバーナは、ｍ段目バーナ部のうち点火タイミングを比較的自由に動かせるものを選べばよい。
【００１３】
上記ボイラ燃料切替え制御方法において、燃料供給のための各機構の制御のし易さに配慮しつつ、第１燃料より第２燃料の供給量を次第に多くすることによりスムーズな切替えが実現されるように、次の（２）、（３）のような特徴を有してもよい。
【００１４】
（２）  前記第１燃料の供給を減少させる制御に関し、前記第１燃料を第１流量値になるまで一定の変化率で減少させる第１段階と、前記第１流量値を略一定に維持する第２段階と、前記ｍ段目バーナ部のすべてのバーナに対する前記第１燃料の供給がなくなるまでの第３段階と、を備えるボイラ燃料切替え制御方法。
【００１５】
（３）  前記ｍ段目バーナ部に関し、前記第２燃料の制御は、前記第１燃料の供給を減じ始めた時点で前記第２燃料を開通する第１段階と、流量調節に応じて前記第２燃料の流量を一定に増加させる期間を含み前記第１流量値より大きい前記第２流量値まで変化させる第２段階と、前記第２流量値を前記切替えポイントとして略一定に維持する第３段階と、を備え、
前記第１段階では第１圧力に達した最初のバーナが点火され、前記第２段階においては、第２圧力に達した前記所定のバーナが点火された後に、前記第２燃料の流量を一定に増加させる期間にて所定の圧力に達したことを条件にかつ所定の順番にて、残りのバーナが順次点火され、
前記所定のバーナの点火タイミングは、前記最初のバーナの点火後、所定範囲時間から選択されるボイラ燃料切替え制御方法。
【００１６】
また、ボイラ装置として、次のような各構成を設けることにより、稼働中のボイラの燃料の切替えに際し、燃料過多状態にならない安定したボイラ燃料切替えを実現するという目的を達成する。
【００１７】
（４）  主燃料とする第１燃料を供給可能とする複数のバーナそれぞれが所定数段に構成されたｎ段のバーナ部を備えるボイラユニットと、
前記バーナ部のうち前記第１燃料以外の気体燃料である第２燃料を供給可能とするｍ（＜ｎ）段目バーナ部と、
前記ボイラユニット稼働中に前記ｍ段目バーナ部において、前記第１燃料の供給を段階的に減少させてなくする第１制御機構と、
前記ボイラユニット稼働中に前記ｍ段目バーナ部において、前記第１燃料を減じる制御を始めた時点で前記第２燃料を開通し、前記第２燃料を流量調節し、流量を一定に増加させる期間を含めつつ前記第１燃料の供給がなくなる第１燃料停止時点付近に照準を合わせた切替えポイントで前記第２燃料の供給量が所定量に達するようにする第２の制御機構と、
前記ｍ段目バーナ部における所定のバーナの点火タイミングをずらして前記切替えポイントを前記供給停止時点付近で移動させる第３の制御機構と、
を備えたボイラ装置。
【００１８】
上記ボイラ装置によれば、ボイラユニットの炉内環境が変わるなどして、主蒸気温度が、設定した範囲外に変化した場合など、第３の制御機構を利用して対処可能である。例えば、燃料切替えの対象となるｍ段目バーナ部における所定のバーナの点火タイミングを遅らせることができる。所定のバーナは制御機構上、点火タイミングを比較的自由に動かせるものを選べばよい。また、所定のバーナを含むｍ段目バーナ部は、次のように構成されてよい。
【００１９】
（５）  前記ｍ段目バーナ部は、前記第２燃料が開通された時点から所定の順番で点火される所定数のバーナを含み、前記第２燃料が開通され第１圧力に達した時点で点火される初期点火バーナと、前記第２燃料の流量調節により第２圧力に達し、かつ予め設定された前記初期点火バーナ点火後の任意の時間経過後に点火可能な前記所定のバーナとしての点火タイミング制御バーナと、前記第２燃料の流量を一定に増加させる期間にて所定の圧力に達したことを条件に順次点火される点火追従バーナ群と、を備えたボイラ装置。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、主燃料で稼働中のボイラの炉内への一部の燃料供給を、主燃料から第２燃料、例えばＬＮＧのＢＯＧ発生に伴うガス燃料に切替える際、燃料過多状態にならない安定したボイラ燃料切替え制御方法及びボイラ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のボイラ燃料切替え制御方法に係るボイラ装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明のボイラ燃料切替え制御方法の一例を示す時間−燃料供給量を示す図である。
【図３】図２中のガスバーナの点火条件の詳細を表す図である。
【図４】本発明のボイラ燃料切替え制御方法の一例を示す処理の流れ図である。
【図５】図１の変形例に係るボイラ装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本発明のボイラ燃料切替え制御方法に係るボイラ装置の構成の一例を示すブロック図である。ボイラ装置は主に、ボイラユニット１０、石炭供給系１５、ＬＮＧ供給設備２０、バルブ制御系１４、及び制御装置１３が関係する。
【００２３】
主燃料が石炭（微粉炭）であるボイラユニット１０は、火炉１１に微粉炭燃料を供給可能とするバーナ部１２を備える。バーナ部１２は、複数のバーナそれぞれが火炉長方向に４段（ｎ＝４）に構成されている。格段の複数のバーナは図示しないが、火炉横方向に４列配列されている。バーナの本数及び配列はバーナ単体の容量（最大微粉炭燃焼量、ボイラの容量等）及びボイラの構造に依って決定され、様々である。
【００２４】
石炭供給系１５は、例えば、図示しない貯炭場に貯留した石炭をコンベヤで石炭バンカに運ぶ機構を有する。さらに、石炭供給系１５は、石炭バンカ下部に設けた給炭機を介して石炭を微粉炭機（ミル）１６（１６−１〜１６−４）に送る。石炭はミル１６で微粉炭にされ、微粉炭は燃料送風機（ＰＡＦ）１７（１７−１〜１７−４）によってバーナ部１２の格段に供給される。
【００２５】
バーナ部１２のうち、１段目バーナ部１２１は、主燃料の微粉炭以外の、気体燃料であるＬＮＧ（液化天然ガス）をも供給可能とするバーナ部である（ｍ段目バーナ部（ｍ＝１））。より具体的には、１段目バーナ部１２１の各バーナは、微粉炭バーナとガスバーナが同軸で配備された、石炭・ガス同軸バーナの構造となっている。２段目バーナ部１２２、３段目バーナ部１２３及び４段目バーナ部１２４は、微粉炭バーナとなっている。１段目バーナ部１２１により、ボイラユニット１０は、燃料供給の一部をガス燃料の供給に切替えることができ、例えばＬＮＧタンクで発生するＢＯＧ（ボイル・オフ・ガス）は発電のエネルギーとして消費可能である。
【００２６】
ＬＮＧ供給設備２０は、ＬＮＧタンク２１、ブーストポンプ２２、気化器２３、ＢＯＧ圧縮機２４を有して構成される。また、フレア・スタック２５は、ＢＯＧを燃やして大気に放出する設備として表している。本発明はＢＯＧを有効利用する構成であるため、フレア・スタック２５は緊急時に利用され、通常の利用は廃止される。
【００２７】
ＬＮＧタンク２１は、タンカーから陸揚げされた液化天然ガス（ＬＮＧ）を貯蔵する設備である。ブーストポンプ２２は、ＬＮＧタンク内の底部の図示しない取出管と接続され、その下流側では気化器２３と接続されている。気化器２３では、ブーストポンプ２２によりポンプアップされてくる液体状のＬＮＧを気化して天然ガス（ＮＧ）を生成する。
【００２８】
また、ＬＮＧタンク２１内上部空間には、自然入熱等でＬＮＧが気化したＢＯＧが充満する。ＢＯＧは、タンク内上部のＢＯＧ採取管を介してＢＯＧ圧縮機２４に導入され、圧縮昇圧して天然ガス（ＮＧ）にされる。
【００２９】
ＬＮＧ供給設備２０からの天然ガス（ＮＧ）は、通常はガス専焼ボイラユニット（または低圧系需要家）に供給される。しかし、ガス専焼ボイラの停止時や、ガス専焼ボイラユニットや低圧需要家におけるガス燃料の消費量が、ＢＯＧ発生に伴う天然ガス燃料量以下になったときに、ボイラユニット１０の１段目バーナ部１２１にＢＯＧ発生に伴う余剰ガス燃料（天然ガスＮＧ）が供給されるように制御される。
【００３０】
制御装置１３は、ＬＮＧ供給設備２０の情報の受け渡しや、石炭供給系１５の情報の受け渡しを行い、これらの情報に応じてミル１６やＰＡＦ１７、バーナ部１２の制御がなされる。また、制御装置１３は、ＬＮＧ供給設備２０の天然ガス（ＮＧ）の流路遮断及び流量調節を担うバルブ制御系１４の制御を行う。
【００３１】
ボイラユニット１０の稼働中において、制御装置１３は、ＬＮＧ供給設備２０からの余剰ガス燃料発生の情報を受けると、石炭供給系１５の図示しない所定の給炭機、及びミル１６−１及びＰＡＦ１７−１を制御する。これにより、１段目バーナ部１２１への微粉炭の供給を減らし、最終的には停止するよう導く。また、１段目バーナ部１２１への微粉炭の供給を減少させることに応じてバルブ制御系１４を介して天然ガスＮＧを１段目バーナ部１２１に導く。このとき、１段目バーナ部１２１では微粉炭燃料から天然ガスのガス燃料にボイラ燃料切替え制御が行われる。
【００３２】
上記のように、ボイラユニット１０の稼働中にボイラ燃料切替え制御が行われる場合、熱交換器１８を通って発生する主蒸気の温度が大きく変動することがある。特に、経年による炉内環境の変化から、燃え方が変わって主蒸気の温度上昇を招く傾向があり、ボイラ燃料切替え時に燃料過多状態に陥って、主蒸気の温度が定格の範囲外になる危険性がある。温度検出器１９は、主蒸気の温度を検出し、制御装置１３は温度検出器１９の温度情報を取得する。制御装置１３は、温度検出器１９の温度情報に応じて、１段目バーナ部１２１におけるボイラ燃料切替え制御に関する調整が可能である。
【００３３】
図２は、本発明のボイラ燃料切替え制御方法の一例を示す時間−燃料供給量を示す図であり、図１のボイラユニット１０の１段目バーナ部１２１におけるボイラ燃料切替え制御に関する。また、図３は、図２中のガスバーナの点火条件の詳細を表す図である。図１を参照しながら説明する。
【００３４】
１段目バーナ部１２１は、他の段のバーナ部に比べて上記したように各バーナが微粉炭バーナとガスバーナが同軸で配備されている構造である。１段目バーナ部１２１は、他の段のバーナ部と同様に、図示しない火炉横方向に４列配列されており、これを配列順に１−Ａ、１−Ｂ、１−Ｃ、１−Ｄとする。図２におけるガスバーナの点火順序は、１−Ｂガスバーナ、１−Ｃガスバーナ、１−Ａガスバーナ、１−Ｄガスバーナの順となっている。これらガスバーナそれぞれは、ガス燃料が供給され各規定した圧力（ガスバーナ圧力）に達すると５秒後に点火可能な仕様であるが、さらに点火条件が付加される（図３参照）。
【００３５】
図２において、制御開始時刻を０分とする。すなわち、制御装置１３により、１段目バーナ部１２１におけるボイラ燃料切替え制御に関する制御が開始される。ガスマスタが起動され、ガス流量調節弁がリークチェック開度の１０％、４分後に１本目のガスバーナの点火開度の３８％に上昇し、その後、４分３０秒以上経ってから２本目のガスバーナの点火開度の４６％に上昇させる。その後、ガス流量調節弁は規定流量の設定に伴い自動調節になる。このようなガス流量調節弁の制御は、少なくとも制御装置１３によるバルブ制御系１４の制御が関与する。
【００３６】
１段目バーナ部１２１における微粉炭燃料の供給制御は次のようである。制御開始時刻（０分）から５分経過したＰ１時点で、１段目バーナ部１２１への微粉炭供給に関わる石炭供給系１５における所定の給炭機についてミニマム流量を設定する。これに伴い、１段目バーナ部１２１への微粉炭燃料供給量を、通常の１５ｔ／ｈから５ｔ／ｈに制御するＰ６時点まで略一定に減少させる。Ｐ１時点からＰ６時点までは９分３０秒前後である。その際、途中、微粉炭燃料供給量を７ｔ／ｈに制御するＰ４時点で、所定の給炭機への石炭供給を遮断する。また、Ｐ６時点では所定ミル１６−１の制御に関わる所定ミルマスタを停止させる。Ｐ６時点からＰ７時点までの５分３０秒前後、１段目バーナ部１２１への微粉炭燃料供給量は５ｔ／ｈを保持し、所定の給炭機内を空にする。Ｐ７時点で所定の給炭機を停止し、５分後のＰ８時点では所定ミルを停止する。
【００３７】
一方、前記ガス流量調節弁の制御に伴い、１段目バーナ部１２１への天然ガスＮＧの供給量は次のように制御される。Ｐ１時点から微粉炭燃料供給量の減少をし始めることに応じて、ボイラユニット１０へのガス燃料の供給の影響を増大させていく。ここではＰ１時点にてガス遮断弁を開く。このガス遮断弁の制御に関しても、少なくとも制御装置１３によるバルブ制御系１４の制御が関与する。
【００３８】
Ｐ１時点においてはガス流量調節弁開度が３８％となっており、ガス遮断弁を開くと１本目の１−Ｂガスバーナが規定の圧力に達し、点火される（図３参照）。１−Ｂガスバーナ点火後、続いて１−Ｃガスバーナを点火する。この１−Ｃガスバーナの点火タイミングは、２本目のガスバーナ点火指令にてガス流量調節弁開度が４６％となることで設定される。
【００３９】
１−Ｃガスバーナは、規定のガスバーナ圧力に達すると点火し得ることに加え、点火タイミングを他のガスバーナより長時間の範囲で制御するようにする。これにより、微粉炭燃料の供給がなくなるＰ７時点付近に照準を合わせた切替えポイントαでガス燃料供給量が所定量（ここでは６．５ｔ／ｈ）に達するように調整する。１−Ｃガスバーナ点火後、ガス流量調節弁開度は、一定の割合で上昇させる。これにより、１−Ａ、１−Ｄガスバーナに関しては、規定のガスバーナ圧力が得られる相応の時点で順番に点火される。
【００４０】
１−Ｃガスバーナは、より具体的には、１−Ｂガスバーナ点火後、１５０秒から４５０秒の間、より好ましくは２００秒から４００秒の間、の所定時間経過後に点火するよう、２本目（１−Ｃガスバーナ）のガスバーナ点火指令のタイミングにより調整される。１−Ｃガスバーナ点火後、ガス流量調節弁開度は、一定の割合で増大されるので、１−Ｃガスバーナの点火タイミングをずらすことで、切替えポイントαをＰ７時点付近で移動させることができる。ここでは、１−Ｂガスバーナ点火後、３００秒のＰ３時点で１−Ｃガスバーナが点火され、切替えポイントαの到達時刻がＰ７時点より数十秒後になるように調整される。
【００４１】
例えば、ボイラユニット１０において、火炉壁への煤やクリンカの付着等があまりない比較的クリーンな炉内環境にあっては、１−Ｃガスバーナは、１−Ｂガスバーナの点火後２１０秒後のＰ２時点で点火制御される。これにより、ガス燃料供給量は、破線ＮＧ１に示すような上昇の軌跡をとり、微粉炭燃料の供給がなくなるＰ７時点より前に、ガス燃料供給量が所定量（６．５ｔ／ｈ）に達する切り替えポイントに至る。
【００４２】
上記比較的クリーンな炉内環境にあっては、このような燃料切替え制御であっても燃料過多状態の影響がない。例えば、主蒸気温度は、定格主蒸気温度＋８℃以下に保たれる。しかし、経年変化で火炉壁への煤やクリンカの付着等が増大し、炉内環境の変化で燃え方が変わると、燃料過多状態が影響する可能性が高くなる。例えば、主蒸気温度は、図２の燃料過多状態を示す破線楕円領域ＯＶＲにおいて、定格主蒸気温度＋８℃を超える時間が発生する。つまり、上記Ｐ７時点より前に、ガス燃料供給量が所定量（６．５ｔ／ｈ）に達する切り替えポイントの制御では、安全運転とはいえない状況になる。
【００４３】
そこで、１−Ｃガスバーナの点火タイミングをずらし、切替えポイントαの到達時刻が、微粉炭燃料の供給がなくなるＰ７時点になるように、またはＰ７時点より数十秒後になるように制御する。これにより、ボイラユニット１０において、例えば、上昇気味になっていた主蒸気温度は、定格主蒸気温度＋８℃以下を安定して維持するようになる。
【００４４】
このような１−Ｃガスバーナの点火タイミングをずらす制御自体は、ボイラユニット１０の稼働中に行ってもよい。また、ボイラユニット１０の停止している間に行うことも考えられる。
【００４５】
図４は、本発明のボイラ燃料切替え制御方法の一例を示す処理の流れ図である。図１及び図２を参照しながら説明する。例えば、この制御処理はボイラユニット１０の運転中、制御装置にて一定期間ごとに以下のステップの制御が行われるものとする。
【００４６】
ボイラユニット１０において、温度検出器１９を利用して主蒸気の温度をモニタする（Ｓ３０１）。主蒸気温度が上昇したときの上限値と、主蒸気温度が下降したときの下限値を予め設定しておく。
【００４７】
処理ステップＳ３０２では、温度検出器１９で検出された主蒸気温度が、設定した上限値より高いか否か判定される。主蒸気温度が、設定した上限値より高いと判定されると、処理ステップＳ３０３で所定のバーナ点火タイミング（図２の１−Ｃガスバーナの点火タイミング）をＰ秒遅くする制御を行う。Ｐ秒の値は、主蒸気温度が上昇したときの上限値の設定に応じて決定すればよい。
【００４８】
処理ステップＳ３０２において、温度検出器１９で検出された主蒸気温度が、設定した上限値より高いと判断されなかった場合、処理ステップＳ３０４に移行する。処理ステップＳ３０４では、温度検出器１９で検出された主蒸気温度が、設定した下限値より低いか否か判定される。主蒸気温度が、設定した下限値より低いと判定されると、処理ステップＳ３０５で所定のバーナ点火タイミング（図２の１−Ｃガスバーナの点火タイミング）をＱ秒早める制御を行う。Ｑ秒の値は、主蒸気温度が下降したときの下限値の設定に応じて決定すればよい。
【００４９】
処理ステップＳ３０４において、温度検出器１９で検出された主蒸気温度が、設定した下限値より低いと判断されなかった場合、今回の制御処理を終了する。これにより、例えば、今回の制御処理を通じて、次回の制御処理まで、主蒸気温度は定格主蒸気温度＋８℃以下を維持し続けると判断する。
【００５０】
上記ボイラ燃料切替え制御方法及びその制御が行われるボイラ装置によれば、主蒸気温度の上昇を抑制できるため、熱応力を低減できるという効果が得られる。また、燃料の浪費（１段目バーナでの燃料（石炭＋ガス））が抑えられ、これに関しての火炉出口温度の上昇を抑える冷却水のスプレー制御も不要になる。さらには、安全運転管理上、オペレータの不安・負担を低減するという効果も得られる。
【００５１】
図５は、図１の変形例に係るボイラ装置の構成例を示すブロック図である。ボイラユニット５０は、図１のボイラユニット１０に比べて、液体燃料供給系５５及び供給ポンプ５６が付加された構成となっており、バーナ部５２も、液体燃料系のバーナが付加されている。液体燃料は例えば、軽油または重油である。
【００５２】
１段目バーナ部５２１は、他の段のバーナ部５２２，５２３，５２４に比べて、主燃料の微粉炭または軽油以外の、気体燃料であるＬＮＧ（液化天然ガス）をも供給可能とするバーナ部である。すなわち、ＬＮＧタンクで発生するＢＯＧ（ボイル・オフ・ガス）を発電のエネルギーとして消費可能とする。その他の構成は図１と同様の機能を有する構成であるため説明を省略する。
【００５３】
すなわち、ボイラユニット５０の稼働中、主燃料（微粉炭または軽油）の一部において燃料切替え制御が行われる場合、制御装置１３は、温度検出器１９の温度情報に応じて、１段目バーナ部５２１におけるボイラ燃料切替え制御に関する調整が可能である。
【００５４】
１段目バーナ部５２１において、主燃料（微粉炭または軽油）の供給を減少させることに応じて、ガス燃料（ＮＧ）供給の影響を増大させる。そして、主燃料（微粉炭または軽油）の供給がなくなる主燃料停止時点付近に照準を合わせた切替えポイントでガス燃料供給量が所定量に達するように制御する上で、１段目バーナ部５２１における所定のバーナの点火タイミングをずらして上記切替えポイントを主燃料停止時点付近で移動させる制御が行える。
【００５５】
以上、本発明によれば、主燃料で稼働中のボイラの炉内への一部の燃料供給を、主燃料から第２燃料、例えばＬＮＧのＢＯＧ発生に伴うガス燃料に切替える際、燃料過多状態にならない安定したボイラ燃料切替え制御方法及びボイラ装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０、５０  ボイラユニット
１１  火炉
１２、５２  バーナ部
１３  制御装置
１４  バルブ制御系
１５  石炭供給系
１６  微粉炭機（ミル）
１７  燃料送風機（ＰＡＦ）
１８  熱交換器
１９  温度検出器
２０  ＬＮＧ供給設備
２１  ＬＮＧタンク
２２  ブーストポンプ
２３  気化器
２４  ＢＯＧ圧縮機
２５  フレア・スタック
５５  液体燃料供給系
５６  ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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