(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主燃料と主酸化剤を燃焼させる主燃料燃焼工程と、
前記主燃料燃焼工程後に補助燃料と補助酸化剤を燃焼させる補助燃料燃焼工程と、
を備えたボイラ燃焼方法であって、
前記主燃料燃焼工程において予め前記補助燃料の流量を前記主燃料の流量に比べて低く設定する主燃料流量設定工程と、
前記補助燃料燃焼工程後の発煙が無く、かつ前記主燃料燃焼工程における燃焼が安定するように前記主酸化剤の流量を設定する主酸化剤流量設定工程と、
前記補助燃料燃焼工程後の発煙が無く、かつ前記補助燃料燃焼工程後に排出されるＮＯｘ量が所定値以下であり、かつ前記主酸化剤の流量よりも流量が低下するように前記補助酸化剤の流量を設定する補助酸化剤流量設定工程と、
前記補助酸化剤流量設定工程後に、前記補助燃料燃焼工程後の発煙が無く、かつ前記主燃料燃焼工程における燃焼が安定し、かつ前記主酸化剤流量設定工程で設定した前記主酸化剤の流量よりも低い流量となるように、前記主酸化剤の流量を再設定する主酸化剤流量再設定工程と、
を備えたボイラ燃焼方法。
【請求項２】
前記補助燃料燃焼工程後の燃焼ガスと流体とを熱交換させる熱交換工程を備え、
前記流体と熱交換する前の燃焼ガスの温度と前記流体と熱交換した後の燃焼ガスの温度に基づいて、前記主酸化剤の流量及び前記補助酸化剤の流量を再設定する請求項１記載のボイラ燃焼方法。
【請求項３】
主燃料と主酸化剤を燃焼させる主火炉と、
前記主火炉の下流側に設置され、補助燃料と補助酸化剤を燃焼させる再熱炉と、
を備えたボイラであって、
前記再熱炉での燃焼量を前記主火炉での燃焼量に比べて低く設定する燃焼割合設定手段と、
前記再熱炉の下流側において発煙が無く、かつ前記主火炉での燃焼が安定するように前記主火炉に供給する主酸化剤の流量を設定し、
前記再熱炉の下流側において発煙が無く、かつ前記再熱炉の下流側から排出されるＮＯｘ量が所定値以下であり、かつ前記主酸化剤の流量よりも流量が低下するように前記再熱炉に供給する補助酸化剤の流量を設定し、
前記再熱炉の下流側において発煙が無く、かつ前記主火炉での燃焼の安定を維持しつつ、前記主酸化剤の流量を前記設定した流量から低減させる酸化剤流量設定手段と、
を備えたボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ燃焼方法及びボイラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボイラ本体とエコノマイザ（節炭器）を備えるボイラが船舶に用いられている。ボイラ本体は重油等の炭化水素系液体燃料や、天然ガス等の炭化水素系ガス燃料と、空気に代表される酸化剤との燃焼反応により燃焼ガスを発生させる。発生した燃焼ガス中に含まれる有害なＮＯｘ（窒素酸化物）の排出量を低減することが重要であり、単一の火炉に単数又は複数のバーナを有したボイラにおける、ＮＯｘの低減方法の例として、特許文献１，２が開示されている。
【０００３】
特許文献１には、排ガスを再循環させるようにボイラの炉内に連通する再循環ラインを備えるボイラが開示されている。
また、特許文献２には、燃焼用空気の一部を火炉の底部からボトム空気として、火炉の上部からサイド空気として供給することで、燃焼ガスに含まれるＮＯｘを低減するボイラが開示されている。
【０００４】
さらに、ＮＯｘの低減方法の例として、火炉のサイズを大きくする方法も提案されている。
しかし、舶用のボイラでは、据付面積に制限があるので、火炉のサイズを大きくすることが困難である。そこで、特許文献３では、主火炉に加え、燃焼ガスの下流側に２つ目の炉である再熱炉を設けたボイラ（双炉ボイラ）が開示されている。特許文献３に開示されているボイラでは、再熱炉に備えられているバーナによって、燃料の一部を燃焼させることで、主火炉での熱負荷を減少させ、ＮＯｘ量を低減させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１４８３０７号公報
【特許文献２】特許第５０２２２０４号公報
【特許文献３】特開２０１３−１８１６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そして、特許文献３に開示されている双炉ボイラにおいて、より適切なＮＯｘの低減方法が望まれている。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、燃料消費量を一定としつつ、ＮＯｘ量を簡易により低減できる、ボイラ燃焼方法及びボイラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のボイラ燃焼方法及びボイラは以下の手段を採用する。
【０００９】
本発明の第一態様に係るボイラ燃焼方法は、主燃料と主酸化剤を燃焼させる主燃料燃焼工程と、前記主燃料燃焼工程後に補助燃料と補助酸化剤を燃焼させる補助燃料燃焼工程と、を備えたボイラ燃焼方法であって、前記主燃料燃焼工程において予め前記補助燃料の流量を前記主燃料の流量に比べて低く設定する主燃料流量設定工程と、前記補助燃料燃焼工程後の発煙が無く、かつ前記主燃料燃焼工程における燃焼が安定するように前記主酸化剤の流量を設定する主酸化剤流量設定工程と、前記補助燃料燃焼工程後の発煙が無く、かつ前記補助燃料燃焼工程後に排出されるＮＯｘ量が所定値以下であり、かつ前記主酸化剤の流量よりも流量が低下するように前記補助酸化剤の流量を設定する補助酸化剤流量設定工程と、前記補助酸化剤流量設定工程後に、前記補助燃料燃焼工程後の発煙が無く、かつ前記主燃料燃焼工程における燃焼が安定し、かつ前記主酸化剤流量設定工程で設定した前記主酸化剤の流量よりも低い流量となるように、前記主酸化剤の流量を再設定する主酸化剤流量再設定工程と、を備える。
【００１０】
本構成に係るボイラ燃焼方法は、主燃料と主酸化剤を燃焼させ、燃焼反応によって燃焼ガスを発生させる主燃料燃焼工程と、主燃料燃焼工程後に補助燃料と補助酸化剤を燃焼させ、燃焼反応によって燃焼ガスを発生させる補助燃料燃焼工程とを備える。
【００１１】
そして、主燃料燃焼工程において、予め補助燃料の流量を主燃料の流量に比べて低く設定する主燃料流量設定工程が行われる。この設定は、仮の設定であって、全燃焼量に対する補助燃料燃焼工程による燃焼量を例えば２０％とする。
次に、補助燃料燃焼工程後の発煙が無く、かつ主燃料燃焼工程における燃焼が安定するように、主酸化剤流量設定工程によって主酸化剤の流量が設定される。燃焼が安定するとは、例えば、火炎検知器等の検知結果に基づいて、失火していないと判断された状態である。
【００１２】
次に、補助燃料燃焼工程後の発煙が無く、かつ補助燃料燃焼工程後に排出されるＮＯｘ量が所定値以下であり、かつ主酸化剤の流量よりも流量が低下するように、補助酸化剤流量設定工程によって補助酸化剤の流量が設定される。
この補助酸化剤の設定では、発煙が無く、かつＮＯｘ量が所定値以下を満たす必要がある。
ここで、主燃料燃焼工程による燃焼量は、補助燃料燃焼工程による燃焼量に比べて大きいので、主燃料燃焼工程における主酸化剤量（空気量）も相対的に多い。このため、補助燃料燃焼工程の補助酸化剤量（空気量）を低下させても、主燃料燃焼工程による燃焼に用いられなかった主酸化剤（空気）が主燃料燃焼工程後の補助燃料燃焼工程で用いられることとなる。従って、発煙させることなく、補助燃料燃焼工程における補助酸化剤量（空気量）を低下できる。
【００１３】
また、発煙が無いとは、目視で確認する場合では黒煙の発生が無いことをいう。
燃料の燃焼工程において、燃料に対する酸化剤量が不足する場合は黒煙が発生し、酸化剤量が過剰な場合は白煙が発生する。また、ボイラの運転状態によっては水蒸気による白煙が発生する。酸化剤量を低減させる場合は、上記のように黒煙が発生する可能性が高くなるので、目視の場合は、黒煙の有無によって発煙の有無が判定される。
【００１４】
次に、補助酸化剤流量設定工程後に、補助燃料燃焼工程後の発煙が無く、かつ主燃料燃焼工程における燃焼が安定し、かつ主酸化剤流量設定工程で設定した主酸化剤の流量よりも低い流量となるように、主酸化剤流量再設定工程によって主酸化剤の流量が再設定される。これによって、さらに酸化剤量が減少するので、燃焼ガスの温度は上昇する。
【００１５】
このように、主燃料燃焼工程における主酸化剤量及び補助燃料燃焼工程における補助酸化剤量を減少させると、ボイラの下流に設けられる熱交換器の入口における燃焼ガスの温度が上昇する。また、酸化剤量が減ると、火炎の温度が低くなる。すなわち、燃料の燃焼時間が長くなり、緩慢な燃焼となるのでＮＯｘ量を低減できる。さらに、酸化剤量が減少すると、熱交換器から船体外部へ排出される燃焼ガスの持ち出す顕熱が低下し、ボイラの熱効率も向上する。
従って、本構成は、主燃料燃焼工程及び補助燃料燃焼工程の燃焼割合を調整することによって、燃料消費量を一定としつつ、ＮＯｘ量を簡易により低減できる。
【００１６】
上記第一態様では、前記補助燃料燃焼工程後の燃焼ガスと流体とを熱交換させる熱交換工程を備え、前記流体と熱交換する前の燃焼ガスの温度と前記流体と熱交換した後の燃焼ガスの温度に基づいて、前記主酸化剤の流量及び前記補助酸化剤の流量を再設定することが好ましい。
【００１７】
熱交換器の燃焼ガスの入口温度が高すぎると、熱交換器が損傷する可能性が生じる。また、熱交換器の燃焼ガスの出口温度が高すぎると、熱交換器による熱回収が不十分な可能性がある。
そこで、本構成によれば、熱交換器の燃焼ガスの入口温度及び出口温度に基づいて、主酸化剤の流量及び補助酸化剤の流量を再設定するので、より熱交換器にとってより適切なボイラの運転ができる。
【００１８】
本発明の第二態様に係るボイラは、主燃料と主酸化剤を燃焼させる主火炉と、前記主火炉の下流側に設置され、補助燃料と補助酸化剤を燃焼させる再熱炉と、を備えたボイラであって、前記再熱炉での燃焼量を前記主火炉での燃焼量に比べて低く設定する燃焼割合設定手段と、前記再熱炉の下流側において発煙が無く、かつ前記主火炉での燃焼が安定するように前記主火炉に供給する主酸化剤の流量を設定し、前記再熱炉の下流側において発煙が無く、かつ前記再熱炉の下流側から排出されるＮＯｘ量が所定値以下であり、かつ前記主酸化剤の流量よりも流量が低下するように前記再熱炉に供給する補助酸化剤の流量を設定し、前記再熱炉の下流側において発煙が無く、かつ前記主火炉での燃焼の安定を維持しつつ、前記主酸化剤の流量を前記設定した流量から低減させる酸化剤流量設定手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、燃料消費量を一定としつつ、ＮＯｘ量を簡易により低減できる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る舶用推進プラントの概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る双炉ボイラの構造を示す縦断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る補助燃焼割合とＮＯｘ量との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態に係るバーナ燃焼割合調整処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係るバーナ燃焼割合調整装置の構成を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１には、本発明の一実施形態にかかる舶用推進プラントの概略が示されている。
舶用推進プラント１は、例えば液化天然ガス運搬船（ＬＮＧＣ）等の船舶の推進用に用いられる。この舶用推進プラント１は、主機とされる蒸気タービン３と、減速機５と、プロペラ７とを主として備えている。
【００２２】
蒸気タービン３は、舶用推進プラント１の主動力機として用いられ、高圧タービン１０、中圧タービン１１、低圧タービン１２、後進タービン１３、及び双炉ボイラ２０を備えている。このように、蒸気タービン３は、再熱３圧式とされている。
【００２３】
高圧タービン１０には、双炉ボイラ２０から主蒸気が供給され、これにより高圧タービン１０が回転駆動される。ここで、主蒸気の蒸気条件は、例えば、１０ＭＰａ及び５６０℃程度とされる。
【００２４】
高圧タービン１０と中圧タービン１１との間には、再熱器２９が配置され、高圧タービン１０から排気された蒸気を加熱する。
【００２５】
中圧タービン１１は、再熱器２９で加熱された再熱蒸気が供給され、回転駆動する。中圧タービン１１と高圧タービン１０とは、減速機５に連結される共通の第１軸１７が設けられている。なお、この構成は一例であり、中圧タービン１１は、配置上の制限と減速機５に伝える負荷分担を平等にする目的で低圧タービン１２側ではなく、高圧タービン１０と同軸上に配備してある。
【００２６】
低圧タービン１２には、中圧タービン１１から排気された蒸気が供給され、これにより低圧タービン１２が回転駆動される。低圧タービン１２から排気された蒸気は、メインコンデンサ１５へ送られ、凝縮させられる。
【００２７】
後進タービン１３は、船舶が後進する際に用いられ、双炉ボイラ２０からの蒸気が直接供給される。後進タービン１３と低圧タービン１２とは、減速機５に連結される共通の第２軸１８が設けられている。
【００２８】
また、図２に示されるように、双炉ボイラ２０は、主バーナ２２と過熱器２４と蒸発管２５とからなる主火炉２６と、蒸発管２５の下流側に補助バーナ２７が設けられる再熱炉２８を備える。なお、補助バーナ２７は、再熱バーナともいう。そして、再熱炉２８の下流側には、熱交換器である再熱器２９及びエコノマイザ３０が備えられる。
主バーナ２２には、主燃料と主酸化剤が導入され、燃焼反応によって燃焼ガスが発生する（主燃料燃焼工程）。補助バーナ２２には、補助燃料と補助酸化剤が導入され、燃焼反応によって燃焼ガスが発生する（補助燃料燃焼工程）。補助燃料燃焼工程は、主燃料燃焼工程の後に行われる工程である。
なお、主酸化剤と補助酸化剤は、一例として空気である。また、主燃料及び補助燃料としては、油燃料又はＬＮＧ燃料の何れが用いられてもよい。
主バーナ２２による燃焼反応で発生した燃焼ガスは、主火炉２６から過熱器２４及び蒸発管２５を流れる。そして、補助バーナ２７による燃焼反応で発生した燃焼ガスと主燃料燃焼工程における燃焼ガスとが再熱炉２８にて混合され、再熱炉２８の下流側に備えられる再熱器２９及びエコノマイザ３０を経て系外へ排出される。
再熱器２９及びエコノマイザ３０は、補助燃料燃焼工程後の燃焼ガスと流体とを熱交換させる熱交換工程を担う。
【００２９】
補助バーナ２７による補助燃料の燃焼流量である燃焼量は、主バーナ２２による燃焼量に比べて低くされる。この場合、主バーナ２２による燃焼量は、補助バーナ２７による燃焼量に比べて大きいので、主バーナ２２に必要となる主酸化剤量（空気量）も相対的に多くなる。このため、補助バーナ２７の補助酸化剤量（空気量）を低下させても、主バーナ２２による燃焼に用いられなかった主酸化剤が下流側の補助バーナ２７で用いられることが可能であり、エコノマイザ３０の出口において、酸素不足となり黒煙の発煙をさせることなく、主バーナ２２と補助バーナ２７における酸化剤量を低下できる。このとき、主バーナ２２及び補助バーナ２７における酸化剤量を減少させると、主火炉２６と再熱炉２８の内部の燃焼ガス通過速度が低下するために、燃料の燃焼時間が長くなる。これにより、排出されるＮＯｘ量は低減する。
【００３０】
主火炉２６には、火炎の有無を検知する火炎検知機４０が備えられる。
エコノマイザ３０の燃焼ガスの入口には燃焼ガスの温度（以下「入口ガス温度」という。）を測定する入口温度センサ４２が備えられる。エコノマイザ３０の燃焼ガスの出口には、燃焼ガスの温度（以下「出口ガス温度」という。）を測定する出口温度センサ４４、及び発煙の有無を検知する発煙センサ４６が備えられる。
【００３１】
ここで、蒸気タービン３（図１）を経た蒸気は、復水器で復水され、さらに給水ポンプで加圧される。加圧された水は、エコノマイザ３０において燃焼ガスと熱交換して蒸気となり、蒸気ドラム３２に送り込まれる。そして、この蒸気は、蒸気ドラム３２と水ドラム３３との間に設けられた蒸発管２５、及び過熱器２４において、双炉ボイラ２０内の燃焼ガスと熱交換され、過熱蒸気として蒸気タービン３（図１）へと送り込まれる。
【００３２】
以下に示す表１は、エコノマイザ３０の蒸発量を略一定とした場合における補助燃焼割合とＮＯｘ量との関係を示した表である。表１は、各々を相対値で表しており、予測値は、実測値の比例分配により算出されたものである。
また、図３は、表１に示される補助燃焼割合とＮＯｘ量との関係を示すグラフである。なお、主バーナ２２による燃焼量と補助バーナ２７による燃焼量との和が全燃焼量であり、全燃焼量に対する補助バーナ２７による燃焼量の割合が補助燃焼割合である。換言すると、補助燃焼割合は、全燃料流量に対する補助燃料の流量の割合である。
【表１】
0005940573.tif 000002
【００３３】
表１及び図３に示されるように、補助燃焼割合が大きいと排出されるＮＯｘ量は低減する。しかし、補助バーナ２７による燃焼量を多くすることで、補助バーナ２７の熱負荷を上昇させると、エコノマイザ３０等の熱交換器の入口温度が上昇し過ぎて、熱交換器が損傷する可能性が生じる。
また、図３からも分かるように、補助燃焼割合が２０％と３０％ではＮＯｘの低減量に大きな違いはなく、補助燃焼割合が３０％以上ではＮＯｘの低減量はそれまでに比べて大きくないと予想される。このため、補助燃焼割合の適用範囲は０％から２０％とされる。なお、補助燃料割合を２０％以上にすると、補助バーナ２７での燃焼量が増加し過ぎるので、双炉ボイラ２０の出口における燃焼ガス温度が上昇し、ボイラ効率が低下する。
【００３４】
図４は、バーナ燃焼割合調整処理の流れを示すフローチャートである。バーナ燃焼割合調整処理は、双炉ボイラ２０を運転する場合に実行される。また、バーナ燃焼割合調整処理において、主バーナ２２で消費される主燃料及び補助バーナ２７で消費される補助燃料の合計は一定である。
【００３５】
まず、ステップ１００では、補助燃焼割合を設定する（主燃料流量設定工程）。ここでは、予め補助燃料の流量が主燃料の流量に比べて低く設定される。この設定は、仮の設定であって、補助燃焼割合を例えば２０％とする。
【００３６】
次のステップ１０２では、設定した補助燃焼割合で主バーナ２２及び補助バーナ２７による燃料の燃焼を開始する。
【００３７】
次のステップ１０４では、主バーナ２２の主酸化剤（空気）の流量（以下「主バーナ空気量」という。）を設定する（主酸化剤流量設定工程）。本実施形態に係るバーナ燃焼割合調整処理は、エコノマイザ３０の出口において発煙が無く、かつ主燃料燃焼工程における燃焼が安定するように、主バーナ空気量を設定する。
【００３８】
なお、主バーナ２２の空気過剰率（主燃料の燃焼に必要な量論空気量に対する実際に供給する空気量の過剰割合であり、燃料と空気の混合気中の空気の余剰度を表す指標）は、例えば２％から３％とされる。
また、黒煙は酸化剤（空気）中の酸素量不足により発生するが、黒煙の発煙が無い場合とは、発煙センサ４６の検知結果として、発煙量が所定値以下の場合であり、発煙が無い、又は微小であることをいう。より具体的には、例えば発煙センサ４６で計測されたリンゲルマン濃度が所定値以下の場合を発煙が無いと判断される。
【００３９】
なお、発煙の有無は、発煙センサ４６の他に目視により判定されてもよい。
ここで燃料の燃焼工程において、燃料に対する酸化剤量が不足する場合は黒煙が発生し、酸化剤量が過剰な場合は白煙が発生する。また、ボイラの運転状態によっては水蒸気による白煙が発生する。酸化剤量を低減させる場合は、上記のように黒煙が発生する可能性が高くなるので、目視の場合は、黒煙の有無によって発煙の有無が判定される。
また、燃焼の安定性は、火炎検知機４０の検知結果に基づいて判断される。
【００４０】
次のステップ１０６では、補助バーナ２７の補助酸化剤（空気）の流量（以下「補助バーナ空気量」という。）を設定する（補助酸化剤流量設定工程）。本実施形態に係るバーナ燃焼割合調整処理は、主バーナ空気量よりも低くなるように、補助バーナ空気量を設定する。この設定では、エコノマイザ３０の出口において黒煙の発煙が所定値以下であり、かつＮＯｘ量が所定値以下となることを満たす必要がある。
例えば、補助バーナ２７の空気過剰率は、ステップ１０４で設定した主バーナ２２の空気過剰率より低い２％未満とされる。
また、ＮＯｘ量の所定値とは、例えば予め定められた環境基準値等を満たす値である。
【００４１】
ここで、主バーナ２２による燃焼量は、補助バーナ２７による燃焼量に比べて大きいので、主バーナ２２に必要となる主酸化剤量（空気量）も相対的に多くなる。このため、補助バーナ２７の補助酸化剤量（空気量）を低下させても、主バーナ２２による燃焼に用いられなかった主酸化剤（空気）が下流側の補助バーナ２７で用いられることとなる。
従って、エコノマイザ３０の出口において発煙させることなく、補助バーナ２７における空気量を低下できる。
【００４２】
次のステップ１０８では、発煙量が無発煙値（発煙無しと判断する所定値）以下であり、かつ燃焼が安定し、かつ主酸化剤流量設定工程（ステップ１０４）で設定した主バーナ空気量よりも低い流量となるように、主バーナ空気量を再設定する（主酸化剤流量再設定工程）。例えば、主バーナ２２の空気過剰率は、ステップ１０６で設定した補助バーナ２７の空気過剰率と同程度、すなわち２％未満とされる。
上記ステップ１０４，１０６，１０８の結果、主バーナ２２と補助バーナ２７における酸素濃度が低減される。
【００４３】
このように、主バーナ２２における主酸化剤量（空気量）及び補助バーナ２７における補助酸化剤量（空気量）を減少させると、火炎の温度が低くなる。すなわち、燃料の燃焼時間が長くなり、緩慢な燃焼となるのでＮＯｘ量を低減できる。
【００４４】
さらに、空気量が減少すると、エコノマイザ３０から船体外部へ排出される燃焼ガスの持ち出す顕熱が低下し、下記（１），（２）式に示されるように双炉ボイラ２０の熱効率も向上する。
【数１】
0005940573.tif 000003
（１）式におけるηＢは、ボイラの熱効率を示し、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は下記（２）式で示され、Ｌ４は放射損失である。放射損失は、例えばＡＢＭＡ（American  Boiler  Manufacturers  Association）カーブから求められる。
【００４５】
【数２】
0005940573.tif 000004
（２），（３）式におけるＴｇはエコノマイザ３０の出口における燃焼ガス温度（℃）、Ｔａは強制ドラフトファンの出口空気温度（℃）、Ｈａは乾燥空気内の水分量（％／１００）、Ｌｏは理論空気量と空気過剰率の積から求められる空気量（ｋｇ／ｋｇ）、ｈは燃料中の水素量（％／１００）、ｗは燃料中の水分量（％／１００）、ＧＯは乾燥ガス量（ｋｇ／ｋｇ）、ＧＨＶは総発熱量（ｋｃａｌ／Ｋｇ）、ＨＨＶは高位発熱量（ｋｃａｌ／Ｋｇ）、Ｔｉは燃焼空気予熱器の出口温度（℃）である。
【００４６】
空気量ＬＯが減少すると、（２）式に示されるＧＨＶの減少よりも、Ｌ１の減少に対する寄与が大きいため、ボイラの熱効率が良くなる。
【００４７】
次のステップ１１０では、エコノマイザ３０の入口ガス温度及び出口ガス温度を測定する。
【００４８】
次のステップ１１２では、エコノマイザ３０の入口ガス温度及び出口ガス温度が、エコノマイザ３０の設計条件に対して適切か否かを判定し、肯定判定の場合はステップ１１０へ戻り、所定時間間隔毎に入口ガス温度及び出口ガス温度を測定する。一方、否定判定の場合、バーナ燃焼割合調整処理は、ステップ１０４へ戻り、主バーナ２２及び補助バーナ２７による燃焼割合を調整し、適切な入口ガス温度及び出口ガス温度とするために、ステップ１０４からステップ１０８の処理を繰り返す。
このように、本実施形態に係るバーナ燃焼割合調整処理では、流体と熱交換する前の燃焼ガスの温度と該流体と熱交換した後の燃焼ガスの温度に基づいて、主酸化剤量及び補助酸化剤量を再設定する。
【００４９】
なお、入口ガス温度が高すぎると、エコノマイザ３０が損傷する可能性が生じる。また、出口ガス温度が高すぎると、エコノマイザ３０による熱回収が不十分な可能性がある。このように、入口ガス温度、出口ガス温度が高すぎる場合が、エコノマイザ３０の設計条件に対して適切でない場合である。
【００５０】
また、バーナ燃焼割合調整処理における各設定は双炉ボイラ２０の運転者による手動で行われ、ステップ１１２における判断も運転者が判断してもよい。一方、バーナ燃焼割合調整処理における各設定及びステップ１１２における判断を自動で行う場合は、図５に示されるバーナ燃焼割合調整装置５０によって行われる。
【００５１】
図５は、バーナ燃焼割合調整装置５０の構成を示す機能ブロック図である。
バーナ燃焼割合調整装置５０は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記録媒体等に記録されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。
【００５２】
バーナ燃焼割合調整装置５０は、燃焼割合設定部５２、空気量設定部５４、及び温度判定部５６を備える。
【００５３】
燃焼割合設定部５２は、補助燃焼割合を設定する。具体的には、運転者によって補助燃焼割合を示す値が燃焼割合設定部５２に入力され、その値を補助燃焼割合として設定する。すなわち、燃焼割合設定部５２は、バーナ燃焼割合調整処理におけるステップ１００に相当する機能を有する。
【００５４】
空気量設定部５４は、燃焼割合設定部５２による設定値が入力されると共に、発煙センサ４６及び火炎検知機４０の検知結果を示す情報が入力される。そして、空気量設定部５４は、主バーナ空気量を設定すると共に、補助バーナ空気量を主バーナ空気量よりも低下するように設定する。なお、主バーナ空気量は、発煙が無発煙値（発煙無しと判断する所定値）以下であり、かつ燃焼が安定するように設定される。また、補助バーナ空気量を、発煙が無発煙値以下であり、かつＮＯｘ量が所定値以下となるように設定される。
その後、空気量設定部５４は、主バーナ空気量を、発煙が無発煙値以下であり、かつ燃焼安定性を維持させて更に低減させる。
すなわち、空気量設定部５４は、バーナ燃焼割合調整処理におけるステップ１０４からステップ１０８に相当する機能を有する。
【００５５】
温度判定部５６は、入口温度センサ４２及び出口温度センサ４４からの測定結果が所定時間間隔で入力される。そして、温度判定部５６は、空気量設定部５４による主バーナ空気量及び補助バーナ空気量の設定が終了すると、入口温度センサ４２及び出口温度センサ４４からの測定結果が適切か否かを判定し、判定結果を空気量設定部５４へ出力する。
すなわち、温度判定部５６は、バーナ燃焼割合調整処理におけるステップ１１０，１１２に相当する機能を有する。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態に係る双炉ボイラ２０は、補助燃料の流量が主燃料の流量に比べて低く設定される。そして、主バーナ空気量は、補助燃料燃焼工程後であるエコノマイザ３０の出口において発煙が無く、かつ主燃料燃焼工程における燃焼が安定するように設定される。また、補助バーナ空気量は、発煙が無発煙値以下であり、かつＮＯｘ量が所定値以下であり、かつ主バーナ空気量よりも低下するように設定される。その後、主バーナ空気量は、発煙が無発煙値以下であり、かつ燃焼が安定し、かつ更に低い流量となるように設定される。
【００５７】
従って、本実施形態に係る双炉ボイラ２０は、主バーナ２２及び補助バーナ２７の燃焼割合を調整することによって、燃料消費量を一定としつつ、ＮＯｘ量を簡易により低減できる。
【００５８】
以上、本発明を、上記実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、該変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。また、複数の上記実施形態を組み合わせてもよい。
【００５９】
例えば、上記実施形態では、エコノマイザ３０の燃焼ガスの入口に入口温度センサ４２を備え、エコノマイザ３０の燃焼ガスの出口に出口温度センサ４４を備える形態について説明した。本発明は、これに限定されるものではなく、熱交換器である再熱器２９の燃焼ガスの入口に入口温度センサ４２を備え、再熱器２９の燃焼ガスの出口に出口温度センサ４４を備える形態としてもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、本発明を舶用推進プラント１が備える双炉ボイラ２０に適用する形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明は、他のプラントに備えられる双炉ボイラ２０に適用する形態としてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
２０    双炉ボイラ
２６    主火炉
２８    再熱炉
５２    燃焼割合設定部
５４    空気量設定部
【図１】
0005940573.tif 000005
【図２】
0005940573.tif 000006
【図３】
0005940573.tif 000007
【図４】
0005940573.tif 000008
【図５】
0005940573.tif 000009