(57)【要約】【課題】潜熱回収ボイラのボイラ効率を、簡単かつ正確に計算するボイラ効率計算方法を提供する。【解決手段】缶体と、前記缶体から排出される排気ガスの熱を回収する潜熱回収部とを備える潜熱回収ボイラ全体のボイラ効率を計算する方法であって、前記缶体に供給される燃焼空気の熱量と前記缶体から排出される排気ガスの熱量から算出される前記缶体の排ガス損失熱量と、前記潜熱回収部を通過する前後の被加熱流体の熱量の差から求められる潜熱回収部の回収熱量とを用いると共に、前記排ガス損失熱量から、前記潜熱回収部の回収熱量を減算するステップを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
缶体と、前記缶体から排出される排気ガスの熱を回収する潜熱回収部とを備える潜熱回収ボイラ全体のボイラ効率を計算する方法であって、前記缶体に供給される燃焼空気の熱量と前記缶体から排出される排気ガスの熱量から算出される前記缶体の排ガス損失熱量と、前記潜熱回収部を通過する前後の被加熱流体の熱量の差から求められる潜熱回収部の回収熱量とを用いると共に、前記排ガス損失熱量から、前記潜熱回収部の回収熱量を減算するステップを有するボイラ効率計算方法。
【請求項２】
前記潜熱回収部は、エコノマイザ及び／又はエアヒータを備える、請求項１に記載のボイラ効率計算方法。
【請求項３】
前記潜熱回収ボイラ全体のボイラ効率をη、前記缶体における排ガス損失熱量をＱ、前記潜熱回収部で回収される熱量をｑ、使用する燃料の燃料低位発熱量をＨｌ、放熱及び未燃ガス損失をαとした場合、前記潜熱回収ボイラ全体のボイラ効率が、数式η＝（１−（Ｑ−ｑ）／Ｈｌ）×１００−αを用いて算出される、請求項１または２に記載のボイラ効率計算方法。
【請求項４】
前記潜熱回収ボイラは、ブロー熱交換器を更に備えると共に、
前記放熱及び未燃ガス損失に含まれるブロー損失を算出するステップを更に有する、請求項３に記載のボイラ効率計算方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潜熱回収ボイラのボイラ効率計算方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
省エネルギー及び二酸化炭素排出削減に対する社会的な要求に伴い、ボイラの高効率化が進んでいる。ボイラの熱効率を正しく算出し、エネルギー管理に役立てることの重要性は益々高まっている。ボイラの熱効率を測定する方法としては、主として、特許文献１に記載の排ガス損失法や、特許文献２に記載の入出熱法が存在する。
【０００３】
ここで、排ガス損失法とは、基本的には、ボイラから排出される排ガスの温度と、ボイラへの給気の給気温度との差分に、排ガス量と比熱を乗じて算出される排ガス損失熱量を用いて、ボイラの熱効率を求める方法である。一方で、入出熱法とは、基本的には、蒸気のエンタルピーと給水のエンタルピーとの差分に給水量を乗じて算出されるボイラからの出熱を、燃料消費量と燃料発熱量との積によって算出されるボイラへの入熱で除算することによりボイラ効率を求める方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１２２６４０号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３１９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、潜熱回収ボイラのボイラ効率を計算する場合、従来の方法では、簡単かつ正確にボイラ効率を計測することが出来なかった。
【０００６】
具体的には、潜熱回収ボイラのボイラ効率を計測する方法として、排ガス損失法をそのまま適用した場合、排ガス温度には潜熱回収部において回収された潜熱量が反映されないため、ボイラ効率は低く算出される。
また、例えば、排ガス損失法に対して、ドレンの量と温度を実測することにより得られる潜熱回収量を加味する方法が考えられる。しかし、ボイラ効率計測の都度、ドレンの量と温度を実測するのは、危険且つ手間のかかる作業であると共に、燃料中の水素の含有比率によりドレン量が変わってくるので、現実的ではない。また、上記の潜熱回収量を、推定近似式を用いて算出する方法も存在するが、実測値との間にずれが存在する。
【０００７】
一方、入出熱法を用いて潜熱回収ボイラ全体のボイラ効率を測定することも可能であるが、入出熱法においては、入出熱量を算出するために、給水量を計測する必要がある。しかし、給水量を計測する流量計の誤差が、そのままボイラ効率の誤差に影響し、正確な測定を行う上で問題となる。
【０００８】
そこで、本発明は、潜熱回収ボイラのボイラ効率を、簡単かつ正確に計算するボイラ効率計算方法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】
【０００９】
本発明は、缶体と、前記缶体から排出される排気ガスの熱を回収する潜熱回収部とを備える潜熱回収ボイラ全体のボイラ効率を計算する方法であって、前記缶体に供給される燃焼空気の熱量と前記缶体から排出される排気ガスの熱量から算出される前記缶体の排ガス損失熱量と、前記潜熱回収部を通過する前後の被加熱流体の熱量の差から求められる潜熱回収部の回収熱量とを用いると共に、前記排ガス損失熱量から、前記潜熱回収部の回収熱量を減算するステップを有するボイラ効率計算方法に関する。
【００１０】
また、前記潜熱回収部は、エコノマイザ及び／又はエアヒータを備えることが好ましい。
【００１１】
また、前記潜熱回収ボイラ全体のボイラ効率をη、前記缶体における排ガス損失熱量をＱ、前記潜熱回収部で回収される熱量をｑ、使用する燃料の燃料低位発熱量をＨｌ、放熱及び未燃ガス損失をαとした場合、前記潜熱回収ボイラ全体のボイラ効率が、数式η＝（１−（Ｑ−ｑ）／Ｈｌ）×１００−αを用いて算出されることが好ましい。
【００１２】
また、前記潜熱回収ボイラは、ブロー熱交換器を更に備えると共に、前記放熱及び未燃ガス損失に含まれるブロー損失を算出するステップを更に有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、潜熱回収ボイラのボイラ効率を、簡単かつ正確に計算するボイラ効率計算方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る潜熱回収ボイラの構成例及び燃焼実験による実測値を示す図である。
【図２】本発明の変形例に係る潜熱回収ボイラの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は、潜熱回収ボイラの構成例、及び、本発明に係るボイラ効率計算方法と他の計算方法とを用いてボイラ効率を算出する際に用いる、ボイラの燃焼実験によって得られた実測値を示す図である。
【００１７】
具体的には、潜熱回収ボイラ１０は、缶体１１と、エコノマイザ１２とを備える。缶体１１は、燃料を燃焼させて得た熱を水に伝えることにより、水を水蒸気に換える熱源機器、とりわけ小型貫流ボイラである。エコノマイザ１２は、缶体１１への給水を、缶体１１から排出される排ガスが保有する熱で加熱することにより、潜熱回収ボイラ１０のボイラ効率を上昇させる装置である。
【００１８】
まず、ＪＩＳ  Ｂ  ８２２２に準拠する、排ガス損失法によるボイラ効率の算出方法について説明する。
【００１９】
排ガス損失法によりボイラ効率を算出するためには、最初に空気比ｍを求める。ここでｍは、排ガス中の二酸化炭素濃度最大値［体積％］をＣＯ２ｍａｘ、排ガス中の二酸化炭素濃度［体積％］をＣＯ２とした場合、
ｍ＝ＣＯ２ｍａｘ／ＣＯ２  （１）
として算出できる。
【００２０】
この空気比ｍを用いて、実際湿り排ガス量Ｇを求める。理論乾き排ガス量をＧｏ、燃焼によって生じる水蒸気及び燃料中の水分による水蒸気量をＧｗとした場合、理論湿り排ガス量は、Ｇｏ＋Ｇｗと算出できる。また、理論空気量をＡｏとした場合、余剰空気量は、（ｍ−１）×Ａｏと算出できる。実際湿り排ガス量Ｇは、これら理論湿り排ガス量と理論空気量との合算であり、具体的には、
Ｇ＝Ｇｏ＋Ｇｗ＋（ｍ−１）×Ａｏ  （２）
となる。
【００２１】
次に、上記の実際湿り排ガス量Ｇを用いて、排ガス損失熱量Ｑを計算する。排ガス比熱をＳ、排ガス温度Ｔｇから給気温度Ｔ０を引いた差分Ｔｇ−Ｔ０をΔＴとすると、
Ｑ＝Ｓ×Ｇ×ΔＴ＝Ｓ×Ｇ×（Ｔｇ−Ｔ０）  （３）
となる。
【００２２】
この排ガス損失熱量Ｑ、及び、燃料低位発熱量Ｈｌ、放熱及び未燃ガス損失α［％］を用いると、ボイラ効率η［％］は、
η＝（１−Ｑ／Ｈｌ）×１００−α  （４）
と計算できる。
なお、Ｈｌ及びαは、燃料の種類により定まる値である。
【００２３】
しかし、例えば、図１に記載の、缶体１１とエコノマイザ１２とを備える潜熱回収ボイラ１０に対して、上記の排ガス損失法を用いたボイラ効率の計算方法を、そのまま適用した場合、排ガス温度には潜熱回収部において回収された潜熱量が反映されないため、ボイラ効率が低く算出されるという重大な欠点が存在した。
【００２４】
ここで、ボイラ全体の排ガス損失熱量をＱａ、缶体部分の排ガス損失熱量をＱｓ、潜熱回収部の排ガス熱回収量をｑとすると、
Ｑａ＝Ｑｓ−ｑ  （５）
となる。
【００２５】
上記の式（４）のＱを、式（５）のＱａに置きかえて、
η＝（１−Ｑａ／Ｈｌ）×１００−α＝｛１−（Ｑｓ−ｑ）／Ｈｌ｝×１００−α  （６）
となる。
【００２６】
これにより、潜熱回収部において回収された潜熱量である排ガス熱回収量（ｑ）が、ボイラ効率に反映されることとなり、上記の欠点が解消される。
ここで、潜熱回収部の排ガス熱回収量（ｑ）は、潜熱回収部を流通する被加熱流体の受ける熱量から算出できることに注目し、被加熱流体の流量と、潜熱回収部前後の温度を計測することにより算出する。すなわち、式（６）中のＱｓについては、排ガスの温度差から排ガス損失熱量を算出し、ｑについては、被加熱流体の温度差から回収熱量を算出する。これにより、式（６）の右辺は、定数以外の全ての数値に対し、実測値を用いることが可能となる。
【００２７】
本発明の出願人は、実験機である三浦工業株式会社製ボイラＳＱ−２０００ＡＳに対して、燃料１３Ａを用いた３０分間の燃焼実験を行うことにより、図１に示される各実測値を得た。
具体的には、缶体１１への給気の温度Ｔ０＝３５［℃］が得られた。
また、缶体１１で用いる燃料は１３Ａであるため、燃料の低位発熱量Ｈｌ＝９４０６．９［ｋｃａｌ／ｍ３Ｎ］＝３９３７７．３［ｋＪ／ｍ３Ｎ］であると共に、燃料消費量Ｃ＝１１２．６［ｍ３Ｎ／ｈ］であった。
また、缶体１１において生成される蒸気の圧力Ｐ＝０．５ＭＰａであり、その全熱ｈ’’＝２７５６．２４［ｋＪ／ｋｇ］、顕熱ｈ’＝６７０．８７［ｋＪ／ｋｇ］、乾き度Ｘ＝０．９９であった。
また、缶体１１からエコノマイザ１２に流入する排ガスの温度は、エコノマイザ１２入口での温度Ｔｇｉ＝２１６［℃］であり、エコノマイザ１２出口での温度Ｔｇｏ＝５１［℃］であった。また、排ガス酸素濃度Ｏ２＝３．７［％］であった。
また、潜熱回収ボイラ１０への給水、すなわちエコノマイザ１２への給水の、エコノマイザ１２入口での給水温度Ｔｗｉ＝１４．３［℃］であり、給水量Ｗ＝１．７２２［ｍ３／ｈ］＝１．７２２×９９８．２［ｋｇ／ｈ］＝１７１９［ｋｇ／ｈ］であった（水温が１４．３℃における水の密度を９９８．２［ｋｇ／ｍ３］とした）。エコノマイザ１２出口での給水温度Ｔｗｏ＝８９．２［℃］であり、エコノマイザ出口での給水量Ｗ＝１７１９［ｋｇ／ｈ］であった。
また、エコノマイザ１２から排出されるドレン水の温度Ｔｐ＝４６．１［℃］、ドレン量Ｄ＝６１．１［ｋｇ／ｈ］であった。
これらの値は、潜熱回収ボイラ１０の各所に設置された温度センサ、流量センサ等によって検知された。
【００２８】
〔本発明に係る計算方法による計算例、及び他の計算方法との比較〕
上記のように、本発明の出願人は、実験機である三浦工業株式会社製ボイラＳＱ−２０００ＡＳを用いた燃焼実験を行うことにより、図１に示される各実測値を得ることができた。以下では、これらの実測値を用い、（１）排ガス損失法にドレンの実測値を加味する方法、（２）ボイラ全体のボイラ効率を入出熱法で算出する方法、（３）本発明に係る方法の３つの方法でボイラ効率を算出し、比較する。
【００２９】
（１）  排ガス損失法にドレンの実測値を加味する方法
排ガス損失法にドレンの実測値を加味した方法により算出されるボイラ効率ηｅは、以下の式（７）により算出される。
ηｅ＝（１−Ｑ／Ｈｌ）×１００−Ｌｏ＋（αｓ／Ｈｌ×１００）  （７）
ここで、Ｑは排ガス損失熱量、Ｈｌは低位発熱量、Ｌｏはその他損失、αｓは潜熱回収量である。
【００３０】
式（７）の右辺中の排ガス損失熱量Ｑは、従来単位の場合、排ガス比熱０．３３[ｋｃａｌ／（ｍ３Ｎ・℃）]を用いて
Ｑ＝０．３３×Ｇ×ΔＴ  （８）
と算出される。
また、潜熱回収量αｓは、１時間当たりの潜熱回収量Ａと燃料消費量Ｃを用いると、
αｓ＝Ａ／Ｃ  （９）
と算出される。
したがって、式（８）と式（９）を代入すると、式（７）は、
ηｅ＝（１−０．３３×Ｇ×ΔＴ／Ｈｌ）×１００−Ｌｏ＋Ａ／（Ｃ×Ｈｌ）×１００  （１０）
となる。
【００３１】
更に、式（１０）の右辺中の実際湿り排ガス量Ｇは、後述のように、燃料の低位発熱量（Ｈｌ）が既知であると共に、今回の実験では、気体燃料１３Ａを用いたため、従来単位の場合、
Ｇ＝（１２．２５×Ｈｌ／１００００）＋（ｍ−１）×（１１．２０×Ｈｌ／１００００）  （１１）
となる。
また、
ΔＴ＝Ｔｇｏ−Ｔ０  （１２）
である。
更に、１時間当たりの潜熱回収量Ａは、ドレン水の潜熱量をｈｔｏ、ドレン量をＤとすると、
Ａ＝ｈｔｏ×Ｄ  （１３）
となる。
式（１１）、式（１２）、式（１３）を代入すると、式（１０）は、
【数１】
2018071825.tif 000003
となる。
【００３２】
更に、式（１４）の右辺中の空気比ｍは、排ガス中の残存酸素濃度Ｏ２を用いると、
ｍ＝２１／（２１−Ｏ２）  （１５）
と算出され、同じく式（１４）の右辺中のドレン水の潜熱量ｈｔｏは、ドレン水の温度をＴｐとすると、
ｈｔｏ＝５９７．５−０．５８４×Ｔｐ  （１６）
と算出される。
これら式（１５）及び式（１６）を代入すると、式（１４）は、以下の式（１７）となる。
【数２】
2018071825.tif 000004
【００３３】
図１に示す実測値である、Ｈｌ＝９４０６．９［ｋｃａｌ／ｍ３Ｎ］、Ｏ２＝３．７［％］、Ｔｇｏ＝５１［℃］、Ｔ０＝３５［℃］、Ｌｏ＝０．２８［％］、Ｔｐ＝４６．１［℃］、Ｃ＝１１２．６［ｍ３Ｎ／ｈ］、Ｄ＝６１．１［ｋｇ／ｈ］を式（１７）に代入すると、
ηｅ＝１０２．２３８［％］
と算出された。
【００３４】
（２）  ボイラ全体のボイラ効率を入出熱法で算出する方法
入出熱法により算出されるボイラ効率ηｉは、以下の式（１８）により算出される。
ηｉ＝Ｑｏ／Ｑｉ×１００  （１８）
ここで、Ｑｏは出熱量、Ｑｉは入熱量である。
【００３５】
給水量をＷ、乾き度をＸ、圧力０．５ＭＰａ蒸気の全熱をｈ’’、圧力０．５ＭＰａ蒸気の顕熱をｈ’、給水エンタルピーをｈｉとした時、出熱量Ｑｏは、以下の式（１９）によって算出される。
Ｑｏ＝Ｗ×｛Ｘ×（ｈ’’−ｈ’）＋ｈ’−ｈｉ｝  （１９）
【００３６】
一方、燃料消費量をＣ、低位発熱量をＨｌとした時、入熱量Ｑｉは、以下の式（２０）によって算出される。
Ｑｉ＝Ｃ×Ｈｌ  （２０）
【００３７】
式（１９）と式（２０）を代入すると、式（１８）は、以下の式（２１）となる。
【数３】
2018071825.tif 000005
【００３８】
更に、給水エンタルピーｈｉは、給水温度をＴｗｉとした場合、
ｈｉ＝Ｔｗｉ×４．１８６  （２２）
によって算出されるため、式（２２）を代入すると、式（２１）は、以下の式（２３）となる。
【数４】
2018071825.tif 000006
【００３９】
図１に示す実測値である、Ｘ＝０．９９、ｈ’’＝２７５６．２４［ｋＪ／ｋｇ］、ｈ’＝６７０．８７［ｋＪ／ｋｇ］、Ｔｗｉ＝１４．３［℃］、Ｃ＝１１２．６［ｍ３Ｎ／ｈ］、Ｈｌ＝９４０６．９［ｋｃａｌ／ｍ３Ｎ］＝３９３７７．３［ｋＪ／ｍ３Ｎ］に加え、水の温度がＴｗｉ＝１４．３℃時における水の密度として、９９８．２［ｋｇ／ｍ３］なる値を用い、Ｗ＝１．７２２［ｍ３／ｈ］＝１７１９［ｋｇ／ｈ］と換算した値を式（２３）に代入すると、
ηｉ＝１０３．７２［％］
と算出された。
【００４０】
（３）  本発明に係る計算方法
上記のように、本発明に係る計算方法においては、算出対象のボイラ効率をηとすると、上記の式（６）である、
η＝｛１−（Ｑｓ−ｑ）／Ｈｌ｝×１００−α  （６）
なる数式を用いて算出される。
【００４１】
ここで、Ｑｓに関しては、既知の排ガス損失法と同様に算出する。すなわち、上記の式（８）と同様に、
Ｑｓ＝０．３３×Ｇ×ΔＴ  （２４）
となる。ここで、上記の式（１１）に記載のように、
Ｇ＝（１２．２５×Ｈｌ／１００００）＋（ｍ−１）×（１１．２０×Ｈｌ／１００００）  （１１）
であると共に、ΔＴは、缶体入口の給気温度Ｔ０と、缶体出口の排ガス温度Ｔｇｉとの差分であるから、
ΔＴ＝Ｔｇｉ−Ｔ０  （２５）
である。式（１１）と式（２５）を式（２４）に代入すると、
Ｑｓ＝０．３３×｛（１２．２５×Ｈｌ／１００００）＋（ｍ−１）×（１１．２０×Ｈｌ／１００００）｝×（Ｔｇｉ−Ｔ０）  （２６）
となる。
ここで、低位発熱量Ｈｌ＝９４０６．９［ｋｃａｌ／ｍ３Ｎ］、ｍ＝１．２１３９、Ｔｇｉ＝２１６［℃］、Ｔ０＝３５［℃］なる数値を用いると、
Ｑｓ＝８２２．９［ｋｃａｌ／ｍ３Ｎ］
と算出された。
【００４２】
また、ｑに関しては、給水量をＷ、潜熱回収部入口での給水温度をＴｗｉ、潜熱回収部出口での給水温度をＴｗｏ、燃料消費量をＣとすると、入出熱法を用い、
ｑ＝Ｗ×（Ｔｗｏ−Ｔｗｉ）／Ｃ  （２７）
と算出される。
なお、エコノマイザ１２においては、気体から液体、又は液体から気体への状態変化をしないことを前提としている。
【００４３】
ここで、実測値であるＷ＝１．７２２［ｍ３／ｈ］＝１．７２２×９９８．２［ｋｇ／ｈ］＝１７１９［ｋｇ／ｈ］、Ｔｗｏ＝８９．２［℃］、Ｔｗｉ＝１４．３［℃］、Ｃ＝１１２．６［ｍ３Ｎ／ｈ］を式（２３）に代入すると、
ｑ＝１１４３．５［ｋｃａｌ／ｍ３Ｎ］
と算出された。
【００４４】
これらの算出値である、Ｑｓ＝８２２．９、ｑ＝１１４３．５に加えて、Ｈｌ＝９４０６．９、α＝０．２８を、上記の式（６）に代入すると、
η＝１０３．１３［％］
と算出された。
【００４５】
〔本発明の計算方法を用いた場合の効果〕
上述した本実施形態に係るボイラ効率計算方法によれば、例えば、以下のような効果が奏される。
【００４６】
本実施形態のボイラ効率計算方法は、缶体と、前記缶体から排出される排気ガスの熱を回収する潜熱回収部とを備える潜熱回収ボイラ全体のボイラ効率を計算する方法であって、前記缶体に供給される燃焼空気の熱量と前記缶体から排出される排気ガスの熱量から算出される前記缶体の排ガス損失熱量と、前記潜熱回収部を通過する前後の被加熱流体の熱量の差から求められる潜熱回収部の回収熱量とを用いると共に、前記排ガス損失熱量から、前記潜熱回収部の回収熱量を減算するステップを有する。
【００４７】
上記のように、排ガス損失法にドレン実測値を加味した方法を用いて算出されるボイラ効率ηｅ＝１０２．２３８［％］であった。また、ボイラ全体のボイラ効率に入出熱法を用いて算出されたボイラ効率ηｉ＝１０３．７２［％］であった。一方、本発明に係る方法を用いて算出されたボイラ効率η＝１０３．１３［％］であった。
排ガス損失法にドレン実測値を加味した方法では、ドレンに係る数値を実測しているため、ボイラ効率値に近い値が得られることが推定される。このボイラ効率ηｅを基準とした場合、本発明に係る方法を用いて算出されたボイラ効率ηは、ボイラ全体に対して入出熱法を用いて算出されたボイラ効率ηｉに比較すると、ηｅとの差が小さかった。すなわち、本発明に係る方法は、ボイラ全体に対して入出熱法を適用する方法に比較して、真のボイラ効率値に近い値が得られることが推定された。
上記のように、入出熱法は給水量を計測する流量計の誤差が、そのままボイラ効率の誤差となってしまうため、排ガス損失法を用いる場合に比較すると、算出されるボイラ効率の誤差は大きくなってしまう。
ここで、本発明に係る方法においては、潜熱回収部に流通する被加熱流体の流量を計測するが、潜熱回収部で回収される熱量はボイラ全体で回収される熱量の一部に過ぎないため、流量計の誤差の影響を小さくすることができる。具体的には、ボイラ全体のボイラ効率を入出熱法で算出する方法では、式（１９）から分かるように、給水量Ｗの誤差が出熱量Ｑｏ全体に影響してしまう。一方で、本実施形態に係る方法においては、式（６）及び式（２７）から分かるように、給水量Ｗの誤差は、潜熱回収分のｑにしか影響しない。このため、本発明に係る方法によって算出されるボイラ効率は、ボイラ全体のボイラ効率を入出熱法を用いて算出した場合に比べて、誤差が小さくなる。
【００４８】
また、単なる排ガス損失法では、ボイラ効率の算出にあたり、潜熱回収分の熱量が考慮されることがないが、本発明においてはこの潜熱回収分の熱量を考慮して、ボイラ効率を算出することが可能となる。
【００４９】
同時に、真のボイラ効率に近い値が得られることが推定される、排ガス損失法にドレン実測値を加味した方法に比較すると、ドレンに係る数値を実測する必要がないため、簡単にボイラ効率を算出することが可能である。
【００５０】
更に、排ガス損失法に加えてドレンに係る値を推定する推定近似式を用いた場合、潜熱回収部の大きなボイラほど、すなわち、ボイラ効率の高いボイラほど誤差が大きくなるので、本発明に係る計算方法を用いてボイラ効率を算出した場合のメリットは大きい。
【００５１】
それと共に、本発明においては、ボイラ効率計算に用いる、定数以外の全ての数値を実測で確認できるため、推定近似式を用いる方法より精度が高くなる。
【００５２】
また、前記潜熱回収ボイラ全体のボイラ効率をη、前記缶体における排ガス損失熱量をＱ［ｋｃａｌ／ｍ３Ｎ］、前記潜熱回収部で回収される熱量をｑ［ｋｃａｌ／ｍ３Ｎ］、使用する燃料の燃料低位発熱量をＨｌ［ｋｃａｌ／ｍ３Ｎ］、放熱及び未燃ガス損失をα［％］とした場合、前記潜熱回収ボイラ全体のボイラ効率が、数式η＝（１−（Ｑ−ｑ）／Ｈｌ）×１００−αを用いて算出されてもよい。
【００５３】
したがって、繰り返しとなるが、ボイラ効率計算に用いる、定数以外の全ての数値を実測で確認できるため、近似式を用いる方法より精度が高くなる。
【００５４】
〔変形例〕
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
【００５５】
前記潜熱回収ボイラ１０の潜熱回収部は、エコノマイザ１２の代わりにエアヒータを備えてもよく、エコノマイザとエアヒータの双方を備えてもよい。
【００５６】
また、潜熱回収ボイラ１０の潜熱回収部は、エコノマイザ、及び／又はエアヒータに加えて、ブロー熱交換器を備えてもよい。この態様を図２に示す。
【００５７】
図２に示すように、潜熱回収ボイラ２０は、缶体２１と、エコノマイザ２２と、ブロー熱交換器２３とを備える。潜熱回収ボイラ２０への給水は、最初にブロー熱交換器２１を経由し、ブロー熱交換器２３内で、缶体２１から排出されてきたブロー水の熱により加熱される。その後、給水は、エコノマイザ２２を経由し、エコノマイザ２２内で、缶体２１から排出されてきた排ガスにより加熱される。その後、給水は、缶体２１内で、燃料を燃焼させていた熱により水蒸気に置換される。
【００５８】
この時、全体の熱損失＝排ガス損失＋ブロー損失＋放熱損失＝缶体排ガス損失＋缶体ブロー損失＋缶体放熱損失−（エコノマイザ回収熱量＋ブロー熱交換器回収熱量）となる。
すなわち、全体の熱損失をＱＡ、缶体排ガス損失をＱｓ、缶体ブロー損失をＱＢ、缶体放熱損失をＱＤ、エコノマイザ回収熱量をｑｅ、ブロー熱交換器回収熱量をｑｂとすると、
ＱＡ＝Ｑｓ＋ＱＢ＋ＱＤ−（ｑｅ＋ｑｂ）  （２８）
なる式が成り立つ。式（６）のＱａ＝Ｑｓ−ｑを、式（２８）のＱＡに置きかえることにより、潜熱回収ボイラがブロー熱交換器を備えると共に、ブロー損失についても考慮した場合のボイラ効率を算出することが可能である。
【００５９】
より具体的には、ブロー量をｖＢ、ブローエンタルピーをｈＢとした場合、上記の缶体ブロー損失ＱＢは、
ＱＢ＝ｖＢ×ｈＢ  （２９）
と計算できる。
【００６０】
また、缶体の平均熱伝達率をｈｍ、熱が通過する面積をＡとした場合、缶体の熱伝達抵抗Ｒは、
Ｒ＝１／ｈｍＡ  （３０）
と計算できる。外気温度をＴ∞、缶体の表面温度をＴｓとした場合、上記の缶体放熱損失ＱＤは、
ＱＤ＝（Ｔ∞−Ｔｓ）／Ｒ  （３１）
として計算できる。
【００６１】
また、給水量をＷ、エコノマイザ２２出口のエンタルピーをｈｅｏ、エコノマイザ２２入口のエンタルピーをｈｅｉ、ブロー熱交換器２３出口のエンタルピーをｈｂｏ、ブロー熱交換器２３入口のエンタルピーをｈｂｉとした場合、
ｑｅ＝Ｗ×（ｈｅｏ−ｈｅｉ）  （３２）
ｑｂ＝Ｗ×（ｈｂｏ−ｈｂｉ）  （３３）
の二式が成り立つが、ブロー熱交換器２３出口の温度と、エコノマイザ２２入口の温度、延いては、双方のエンタルピーであるｈｂｏとｈｅｉとは等しいため、式（２８）と式（２９）を合算すると、
ｑｅ＋ｑｂ＝Ｗ×（ｈｅｏ−ｈｂｉ）  （３４）
となる。
【００６２】
式（２９）、式（３１）、式（３４）を、式（２８）に代入し、更に上記のように、式（６）のＱａ＝Ｑｓ−ｑを、式（２８）のＱＡに置きかえることにより、潜熱回収ボイラ２０がエコノマイザ２２とブロー熱交換器２３とを備える場合の、ブロー損失を考慮したボイラ効率を、実測値を用いて算出することが可能となる。
【００６３】
なお、図２において、エコノマイザ２２とブロー熱交換器２３とは、缶体２１から見て逆順であってもよい。この場合、エコノマイザ２２出口の温度と、ブロー熱交換器２３入口の温度、延いては、双方のエンタルピーであるｈｅｏとｈｂｉとは等しいため、式（２８）と式（２９）とを合算すると、
ｑｅ＋ｑｂ＝Ｗ×（ｈｂｏ−ｈｅｉ）  （３５）
となる。この式（３５）を式（３４）の代わりに用いることにより、同様に、ブロー損失を考慮したボイラ効率を、実測値を用いて算出することが可能となる。
【符号の説明】
【００６４】
１０  ２０  潜熱回収ボイラ
１１  ２１  缶体
１２  ２２  エコノマイザ
２３  ブロー熱交換器
【図１】
2018071825.tif 000007
【図２】
2018071825.tif 000008