(57)【要約】【課題】  過熱器管の腐食を効果的に抑制することができる腐食抑制装置付きボイラを提供すること。【解決手段】  燃焼排ガスが通る第２及び第３煙道２１、２２と、第３煙道２２内に設けられている過熱器管２７と、腐食抑制粒子を過熱器管２７よりも排ガス流れで上流側に供給して過熱器管２７の腐食を抑制するための腐食抑制装置５９とを備える腐食抑制装置付きボイラ１９において、腐食抑制装置５９は、ボイラ１９の周辺の雰囲気よりも高い温度の腐食抑制粒子を第１煙道２１内に供給することができる構成である。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼排ガスが通る排ガス通路と、
前記排ガス通路内に設けられている過熱器管と、
腐食抑制粒子を前記排ガス通路内に供給して前記過熱器管の腐食を抑制するための腐食抑制装置とを備える腐食抑制装置付きボイラにおいて、
前記腐食抑制装置は、前記ボイラの周辺の雰囲気よりも高い温度の前記腐食抑制粒子を前記排ガス通路内に供給することを特徴とする腐食抑制装置付きボイラ。
【請求項２】
前記腐食抑制粒子は、前記ボイラ以外の熱源、前記排ガス通路内の燃焼排ガス若しくは燃焼灰が保有する熱、又は前記ボイラで発生する蒸気が保有する熱を利用して、前記ボイラの周辺の雰囲気よりも高い温度となっていることを特徴とする請求項１に記載の腐食抑制装置付きボイラ。
【請求項３】
前記腐食抑制装置は、前記排ガス通路内に供給される前の前記腐食抑制粒子を加熱するための加熱装置を有し、
前記加熱装置によって加熱されて温度が上昇した状態の前記腐食抑制粒子を前記排ガス通路内に供給することを特徴とする請求項１又は２に記載の腐食抑制装置付きボイラ。
【請求項４】
前記腐食抑制装置は、前記腐食抑制粒子をその融点よりも低い温度で前記排ガス通路内に供給することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の腐食抑制装置付きボイラ。
【請求項５】
前記腐食抑制装置は、１５０〜２００℃の温度の前記腐食抑制粒子を前記排ガス通路内に供給することを特徴とする請求項４に記載の腐食抑制装置付きボイラ。
【請求項６】
前記腐食抑制装置が前記腐食抑制粒子を供給する領域は、前記排ガス通路内のガス温度が前記腐食抑制粒子の融点よりも低い領域であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の腐食抑制装置付きボイラ。
【請求項７】
前記腐食抑制装置は、前記腐食抑制粒子を前記排ガス通路内に供給するための搬送用流動媒体として、搬送用ブロアから吹き出される空気、前記ボイラから排出される燃焼排ガス、又は前記ボイラで発生する蒸気を利用することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の腐食抑制装置付きボイラ。
【請求項８】
前記腐食抑制粒子の粒子径が０．１μｍ以上１０μｍ未満であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の腐食抑制装置付きボイラ。
【請求項９】
前記腐食抑制粒子は、前記ボイラで生成された燃焼灰であり、その粒子径が２μｍを超えて１０μｍ未満であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の腐食抑制装置付きボイラ。
【請求項１０】
前記腐食抑制粒子としての前記燃焼灰は、少なくとも当該燃焼灰が保有する熱を利用して、前記ボイラの周辺の雰囲気よりも高い温度となっていることを特徴とする請求項９に記載の腐食抑制装置付きボイラ。
【請求項１１】
ボイラの周辺の雰囲気よりも高い温度の腐食抑制粒子を前記ボイラの排ガス通路内に供給して、前記過熱器管の腐食を抑制することを特徴とするボイラの腐食抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラの過熱器管の腐食を防止するための腐食抑制装置を備える腐食抑制装置付きボイラ、及びボイラの腐食抑制方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のボイラとして、燃料を燃焼炉で燃焼させ、その燃焼により発生する燃焼排ガスが有する熱によって過熱器で蒸気を過熱して、高温・高圧の過熱蒸気を発生するものがある。この過熱蒸気は、発電に利用することができる。
【０００３】
ここで、近年にあっては、ＣＯ２削減や廃棄物の熱利用の観点から、例えば建設廃材系木質等のバイオマスや、廃タイヤ及び廃プラスチック等の廃棄物をボイラの燃料として活用することが進められている。
【０００４】
このようなバイオマス燃料や廃棄物燃料にあっては、燃料中に、例えばＮａＣｌ、ＫＣｌ等の塩類や、鉛及び亜鉛等の重金属を含んでいる。従って、燃焼炉での燃焼により、例えば、ＫＣｌ、ＮａＣｌ、ＺｎＣｌ２、Ｋ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４等から成る低融点（３００°Ｃ程度）の溶融塩が生成され、このような溶融塩は、燃焼灰と共に後流側の過熱器に流れていく。この過熱器は、上記発電に利用される高温・高圧の蒸気を生成するものであるから、そのガス温度は、蒸気温度より高い温度に設定されており、流れて来たＫＣｌ、ＮａＣｌ、ＺｎＣｌ２、Ｋ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４等から成る溶融塩が、３００°Ｃ以上の高温の過熱器を構成する過熱器管の表面に付着することによって、過熱器管が腐食するという問題を生じている。
【０００５】
次に、このように過熱器管が腐食するという問題を解決するための従来のボイラの腐食防止方法の一例について説明する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
このボイラの腐食抑制方法は、粒子径が０．１μｍ以上１０μｍ未満の腐食抑制粒子を排ガス通路内に供給して（例えば吹き込んで）、この排ガス通路内に設けられている過熱器管の表面に付着させることで、過熱器管の腐食を抑制するものである。
【０００７】
このボイラの腐食抑制方法によると、粒子径が０．１μｍ以上１０μｍ未満の腐食抑制粒子を、排ガス通路内に供給することによって、この供給した腐食抑制粒子を過熱器管の表面に対して熱泳動や慣性衝突によって付着させることができる。これによって、排ガス通路内で飛散する粒子径が０．１〜１０μｍの腐食性粒子が、過熱器管の表面に付着する付着重量及び付着面積を減少させることができ、過熱器管の腐食の進行を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−５３８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記従来のボイラの腐食抑制方法では、腐食抑制粒子の温度がボイラの外側周辺の雰囲気よりも高い温度に設定されていないので、腐食抑制粒子を排ガス通路内に供給したときに、腐食抑制粒子よりも極めて温度が高い排ガス通路内の燃焼排ガスの温度と、腐食抑制粒子の温度との間の大きい温度差のために、排ガス通路内に供給された腐食抑制粒子によって、その腐食抑制粒子付近の燃焼排ガス中の成分が冷やされる。その結果、腐食抑制粒子を核にして燃焼排ガス中の成分が凝縮され、腐食抑制粒子が粗大化してしまうことがある。
【００１０】
そうすると、この粗大化した腐食抑制粒子が、過熱器管の表面に付着することができたとしても、その腐食抑制粒子の外側表面にそれよりも粒子径が小さい腐食性粒子（溶融塩粒子）が付着すると、この粒子径の小さい腐食性粒子が拡散して、粒子径が大きい腐食抑制粒子どうしの隙間を通り抜けて、過熱器管の表面に付着することがある。
【００１１】
これによって、上記従来のボイラの腐食抑制方法では、過熱器管の腐食を効果的に抑制できないことがある。また、例えば過熱器管の腐食の進行が速いときは、腐食抑制粒子の供給重量を多くすることができるが、このようにすると、腐食抑制粒子の費用が嵩むという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、過熱器管の腐食を効果的に抑制することができる腐食抑制装置付きボイラ及びボイラの腐食抑制方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る腐食抑制装置付きボイラは、燃焼排ガスが通る排ガス通路と、前記排ガス通路内に設けられている過熱器管と、腐食抑制粒子を前記排ガス通路内に供給して前記過熱器管の腐食を抑制するための腐食抑制装置とを備える腐食抑制装置付きボイラにおいて、前記腐食抑制装置は、前記ボイラの周辺の雰囲気よりも高い温度の前記腐食抑制粒子を前記排ガス通路内に供給することを特徴とするものである。
【００１４】
本願発明に係る腐食抑制装置付きボイラによると、腐食抑制装置を使用して、腐食抑制粒子を排ガス通路内に供給することによって、この供給した腐食抑制粒子を過熱器管の金属界面やその外表面に形成される腐食層の表面（以下、単に「過熱器管の金属界面等」と言うこともある。）に付着させることができる。これによって、排ガス通路内で飛散する腐食性粒子が、過熱器管の金属界面等に付着する付着重量及び付着面積を減少させることができ、過熱器管の腐食の進行を抑制することができる。
【００１５】
そして、腐食抑制装置は、ボイラの周辺の雰囲気よりも高い温度の腐食抑制粒子を排ガス通路内に供給することによって、過熱器管の腐食の進行を効果的に抑制することができる。
【００１６】
このように、過熱器管の腐食の進行を更に抑制することができるのは、排ガス通路内に供給される腐食抑制粒子の温度をボイラの周辺の雰囲気温度よりも高くすることによって、排ガス通路内の燃焼排ガスと腐食抑制粒子との温度差を小さくすることができるからである。そしてこのように温度差を小さくすると、排ガス通路内に供給された腐食抑制粒子によって、その腐食抑制粒子付近の燃焼排ガス中の成分が冷やされる程度を低減できる。これによって、腐食抑制粒子を核にして燃焼排ガス中の成分が凝縮することを抑えることができ、その結果、腐食抑制粒子が粗大化することを抑制できる。
【００１７】
このように、粗大化が抑制された腐食抑制粒子は、粗大化が抑制されない腐食抑制粒子よりも、腐食性粒子が過熱器管の金属界面等に付着する付着重量及び付着面積を減少させることができ、過熱器管の腐食の進行を効果的に抑制することができる。
【００１８】
この発明に係る腐食抑制装置付きボイラにおいて、前記腐食抑制粒子は、前記ボイラ以外の熱源、前記排ガス通路内の燃焼排ガス若しくは燃焼灰が保有する熱、又は前記ボイラで発生する蒸気が保有する熱を利用して、前記ボイラの周辺の雰囲気よりも高い温度となっているものとするとよい。
【００１９】
このように、ボイラ以外の熱源を利用して、腐食抑制粒子がボイラの周辺の雰囲気よりも高い温度となるようにすると、ボイラの稼働状態に拘わらず、腐食抑制粒子を所望の温度まで上げることができ、腐食抑制粒子の粗大化を適切に抑制することができる。そして、ボイラの蒸気を腐食抑制粒子の温度を上げるために使用しないので、ボイラの出力を低減させずに腐食抑制粒子の温度を上げることができる。また、このようにボイラの出力を低減させないので、本発明を既設のボイラに適用することができる可能性を高めることができる。
【００２０】
そして、排ガス通路内の燃焼排ガス又は燃焼灰が保有する熱を利用して、腐食抑制粒子がボイラの周辺の雰囲気よりも高い温度となるようにすると、燃焼排ガス又は燃焼灰が保有する熱エネルギを有効に利用することができる。
【００２１】
また、ボイラで発生する蒸気のうち例えば余剰蒸気の一部が保有する熱を利用して、腐食抑制粒子がボイラの周辺の雰囲気よりも高い温度となるようにすると、余剰蒸気が保有する熱エネルギを有効に利用することができる。
【００２２】
この発明に係る腐食抑制装置付きボイラにおいて、前記腐食抑制装置は、前記排ガス通路内に供給される前の前記腐食抑制粒子を加熱するための加熱装置を有し、前記加熱装置によって加熱されて温度が上昇した状態の前記腐食抑制粒子を前記排ガス通路内に供給するものとするとよい。
【００２３】
この腐食抑制装置によると、排ガス通路内に供給される前の腐食抑制粒子を加熱装置によって加熱することができ、この加熱されて温度が上昇した状態の腐食抑制粒子を排ガス通路内に供給することができる。この加熱装置が腐食抑制粒子を加熱するための熱源は、ボイラ以外の熱源、排ガス通路内の燃焼排ガスが保有する熱、又はボイラで発生する蒸気が保有する熱を利用することができる。
【００２４】
この発明に係る腐食抑制装置付きボイラにおいて、前記腐食抑制装置は、前記腐食抑制粒子をその融点よりも低い温度で前記排ガス通路内に供給するものとするとよい。
【００２５】
このように、腐食抑制粒子をその融点よりも低い温度で排ガス通路内に供給することによって、腐食抑制粒子が溶融して互いに結合することで粒子径が大きくなることを防ぐことができ、腐食抑制粒子を、その粒子径が元の小さい状態で、過熱器管の金属界面やその外表面に形成される腐食層の表面全体に付着させることができる。これによって、過熱器管の表面全体の腐食の進行を効果的に抑制することができる。
【００２６】
この発明に係る腐食抑制装置付きボイラにおいて、前記腐食抑制装置は、１５０〜２００℃の温度の前記腐食抑制粒子を前記排ガス通路内に供給するものとするとよい。
【００２７】
このようにすると、過熱器管の腐食の進行をより効果的に抑制することができる。
【００２８】
この発明に係る腐食抑制装置付きボイラにおいて、前記腐食抑制装置が前記腐食抑制粒子を供給する領域は、前記排ガス通路内のガス温度が前記腐食抑制粒子の融点よりも低い領域であるものとするとよい。
【００２９】
このように、腐食抑制粒子を、排ガス通路内のガス温度がその腐食抑制粒子の融点よりも低い領域に供給することによって、腐食抑制粒子が溶融して互いに結合することや、ガス中の成分の一部が腐食抑制粒子を核にして凝縮することで粒子径が大きくなることを防ぐことができ、腐食抑制粒子を、その粒子径が元の小さい状態で、過熱器管の金属界面やその外表面に形成される腐食層の表面全体に付着させることができる。これによって、過熱器管の表面全体の腐食の進行を効果的に抑制することができる。
【００３０】
この発明に係る腐食抑制装置付きボイラにおいて、前記腐食抑制装置は、前記腐食抑制粒子を前記排ガス通路内に供給するための搬送用流動媒体として、搬送用ブロアから吹き出される空気、前記ボイラから排出される燃焼排ガス、又は前記ボイラで発生する蒸気を利用するものとするとよい。
【００３１】
このように、腐食抑制粒子を排ガス通路内に供給するための搬送用流動媒体として、ボイラで発生する蒸気を使用すると、蒸気が保有する運動エネルギを、腐食抑制粒子を排ガス通路内に供給するための搬送エネルギとして有効に利用することができる。
【００３２】
そして、燃焼排ガス又は蒸気を搬送用流動媒体として使用すると、燃焼排ガス又は蒸気が保有する熱を、腐食抑制粒子がボイラの周辺の雰囲気よりも高い温度となるようにするための熱エネルギとして有効に利用することができる。
【００３３】
また、腐食抑制粒子を排ガス通路内に供給するための搬送用流動媒体として、搬送用ブロアから吹き出される空気を使用すると、搬送用ブロワを制御することで容易に腐食抑制粒子を排ガス通路内に適切に分散させて供給することができる。
【００３４】
この発明に係る腐食抑制装置付きボイラにおいて、前記腐食抑制粒子の粒子径が０．１μｍ以上１０μｍ未満であるものとするとよい。
【００３５】
このように、腐食抑制粒子の粒子径を０．１μｍ以上１０μｍ未満と規定したのは、過熱器管を腐食させる主な原因となっている腐食性粒子は、その粒子径が０．１〜１０μｍであり、かつ、ＮａやＫの塩化物を含む粒子であり、このような腐食性粒子が、過熱器管の金属界面等に付着することによって、過熱器管の腐食が進行するからである。
【００３６】
そこで、当該腐食性粒子と同程度の粒子径が０．１μｍ以上１０μｍ未満の腐食抑制粒子を、排ガス通路内に供給して過熱器管の金属界面等に付着させることによって、０．１〜１０μｍの腐食性粒子が過熱器管の金属界面等に付着する付着重量及び付着面積を小さくして、過熱器管の腐食の進行を抑制するようにした。
【００３７】
この発明に係る腐食抑制装置付きボイラにおいて、前記腐食抑制粒子は、前記ボイラで生成された燃焼灰であり、その粒子径が２μｍを超えて１０μｍ未満であるものとするとよい。
【００３８】
このように、粒子径が２μｍを超えて１０μｍ未満の燃焼灰を、排ガス通路内に供給することによって、過熱器管の腐食の進行を抑制することができるのは、粒子径が０．１μｍ以上であり２μｍ以下の燃焼灰は、腐食力が強いが、粒子径が２μｍを超えて１０μｍ未満の燃焼灰は、腐食力が弱いからである。従って、この腐食力が弱い粒子径が２μｍを超えて１０μｍ未満の燃焼灰を、排ガス通路内に供給することによって、当該ボイラで生成される燃焼灰による過熱器管に対する腐食力を低減することができる。そして、腐食抑制粒子として燃焼灰を使用すると、腐食抑制粒子の費用の低減を図ることができる。
【００３９】
この発明に係る腐食抑制装置付きボイラにおいて、前記腐食抑制粒子としての前記燃焼灰は、少なくとも当該燃焼灰が保有する熱を利用して、前記ボイラの周辺の雰囲気よりも高い温度となっているものとするとよい。
【００４０】
このようにすると、燃焼灰が保有する熱エネルギを有効に利用することができる。
【００４１】
本発明に係るボイラの腐食抑制方法は、ボイラの周辺の雰囲気よりも高い温度の腐食抑制粒子を前記ボイラの排ガス通路内に供給して、前記過熱器管の腐食を抑制することを特徴とするものである。
【００４２】
本発明に係るボイラの腐食抑制方法によると、本発明に係る腐食抑制装置付きボイラと同様に作用する。
【発明の効果】
【００４３】
本願発明に係る腐食抑制装置付きボイラ及びボイラの腐食抑制方法によると、粗大化が抑制される腐食抑制粒子を排ガス通路内に供給することによって、粗大化が抑制されない腐食抑制粒子（ボイラの周辺の雰囲気と同一又はそれよりも低い温度の腐食抑制粒子）を排ガス通路内に供給する場合よりも過熱器管の腐食の進行を抑制することができる。これによって、例えば過熱器管の腐食の進行を所定の速さに規定したときは、排ガス通路内に供給する腐食抑制粒子の供給重量を、本発明の粗大化が抑制される腐食抑制粒子を使用する場合は、粗大化が抑制されない腐食抑制粒子を使用する場合よりも少なくすることができて経済的である。
【００４４】
そして、本願発明に係る腐食抑制装置付きボイラ及びボイラの腐食抑制方法によると、従来よりも効果的に過熱器管の腐食の進行を抑制することができるので、ボイラを安定して長期間継続して使用できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明の第１実施形態に係る腐食抑制装置付きボイラの内部構造を示す概略斜視図である。
【図２】同第１実施形態に係る同ボイラの制御構成を示すブロック図である。
【図３】同第１実施形態に係る同ボイラを示すブロック図である。
【図４】同第１実施形態に係る同ボイラを説明するための図であり、粒子径の異なる燃焼灰中における各成分割合を示す図である。
【図５】同第１実施形態に係る同ボイラを説明するための図であり、粒子径の異なる燃焼灰による過熱器管を模擬した条件での金属片の腐食量を示す図である。
【図６】同第１実施形態に係る同ボイラを説明するための図であり、腐食抑制粒子の添加割合と過熱器管を模擬した条件での金属片の腐食量との関係を示す図である。
【図７】同第１実施形態に係る同ボイラを説明するための図であり、燃焼灰の添加割合と過熱器管を模擬した条件での金属片の腐食量との関係を示す図である。
【図８】同発明の第２実施形態に係る同ボイラを示すブロック図である。
【図９】同発明の第３実施形態に係る同ボイラを示すブロック図である。
【図１０】同発明の第４実施形態に係る同ボイラを示すブロック図である。
【図１１】同発明の第５実施形態に係る同ボイラを示すブロック図である。
【図１２】同発明の第６実施形態に係る同ボイラを示すブロック図である。
【図１３】同発明の第７実施形態に係る同ボイラを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
まず、本願発明に係る腐食抑制装置付きボイラの基本原理について説明する。本願の発明者は、図１に示すボイラ１９の第３煙道２２内に飛散する粒子径が０．１〜１０μｍであり、かつ、ＮａやＫの塩化物（例えばＮａＣｌ、ＫＣｌ）を含む腐食性粒子（酸化剤としての粒子）が、第３煙道２２内に設けられている過熱器管２７の表面に付着することによって、過熱器管２７の腐食が進行することを究明した。この粒子径は、例えばカスケードインパクター方式にて測定して得られた値である。
【００４７】
そこで、当該腐食性粒子と同程度の粒子径（０．１μｍ以上１０μｍ未満）の腐食抑制粒子を、例えば第２煙道２１内に供給して過熱器管２７の表面に付着させることによって、燃焼灰に含まれている粒子径が０．１〜１０μｍの腐食性粒子が過熱器管２７の表面に付着する付着重量及び付着面積を小さくして、過熱器管２７の腐食の進行を抑制するようにした。
【００４８】
更に、この腐食抑制粒子による腐食抑制メカニズムについて詳しく説明する。
【００４９】
（１）粒子径が０．１〜２μｍの腐食性粒子について
粒子径が０．１〜２μｍの腐食性粒子は、主として熱泳動によって過熱器管２７の金属界面等に付着する。そして、第３煙道２２内を飛散する粒子のうち、粒子径が０．１〜２μｍの粒子には、ＮａやＫの塩化物を含む当該腐食性粒子が中心となって多く存在しており、当該腐食性粒子は、高い腐食力を有している。
【００５０】
従って、これらの腐食性粒子が、過熱器管２７の金属界面等に付着することによって腐食が生じる。
【００５１】
そこで、この実施形態に係る腐食抑制装置付きボイラ１９によると、腐食抑制装置５９（図１には、腐食抑制装置５９の供給口５９ａを使用して、粒子径が０．１μｍ以上１０μｍ未満の腐食抑制粒子を、第２煙道２１内に供給することによって（例えば吹込むことによって）、この供給した腐食抑制粒子を、第３煙道２２内に設けられている過熱器管２７の金属界面等に対して熱泳動によって付着させることができる。これによって、第３煙道２２内の粒子径が０．１〜２μｍの腐食性粒子が、過熱器管２７の金属界面等に付着する付着重量及び付着面積を減少させることができ、過熱器管２７の腐食の進行を抑制することができる。
【００５２】
（２）粒子径が２〜１０μｍの腐食性粒子について
粒子径が２〜１０μｍの腐食性粒子には、過熱器管２７の金属界面等に対して熱泳動によって付着するものもあるが、慣性衝突によって過熱器管２７の金属界面等に付着するものも多く存在している。
【００５３】
そして、第３煙道２２内に飛散する粒子（燃焼灰）のうち、粒子径が２〜１０μｍの粒子には、粒子径が０．１〜２μｍの粒子と比較して、ＮａやＫの塩化物を含む腐食性粒子よりも腐食性の弱い粒子が多く含まれているために、過熱器管２７に対する腐食力は、前記（１）の場合よりも小さいと言える。
【００５４】
また、腐食が進行するには、腐食性粒子が過熱器管２７の金属界面等に連続的に付着することが必要であるが、腐食抑制装置５９を使用して、粒子径が０．１μｍ以上１０μｍ未満の腐食抑制粒子を、第２煙道２１内に供給して、この供給した腐食抑制粒子が過熱器管２７の金属界面等に対して慣性衝突や熱泳動によって付着すると、この過熱器管２７の金属界面等に慣性衝突等によって付着する腐食性粒子が、過熱器管２７の金属界面にまで拡散して付着することを抑制することができる。これによって、過熱器管２７の腐食の進行を抑制することができる。
【００５５】
（３）粒子径が１０μｍ以上の腐食抑制粒子について
腐食抑制装置５９を使用して、粒子径が１０μｍ以上の腐食抑制粒子を、第２煙道２１内に供給することによって、この供給した腐食抑制粒子を過熱器管２７の金属界面等に付着させた場合は、粒子径が１０μｍ以上の腐食抑制粒子どうしの隙間から粒子径が０．１〜１０μｍの腐食性粒子が入り込んで、過熱器管２７の金属界面等に付着してしまう可能性が大きい。よって、粒子径が１０μｍ以上の腐食抑制粒子を使用すると、粒子径が０．１〜１０μｍの腐食性粒子が原因とする過熱器管２７の腐食を殆ど抑制することはできない。
【００５６】
従って、この実施形態では、粒子径が０．１〜１０μｍの腐食性粒子と同程度の粒子径（０．１μｍ以上１０μｍ未満）の腐食抑制粒子を、第２煙道２１内に供給して過熱器管２７の表面に付着させることによって、０．１〜１０μｍの腐食性粒子が過熱器管２７の表面に付着する付着重量及び付着面積を小さくして、過熱器管２７の腐食の進行を抑制するようにした。
【００５７】
次に、本発明に係る腐食抑制装置付きボイラ１９及びボイラの腐食抑制方法の第１実施形態を、図１〜図３を参照して説明する。図１に示す腐食抑制装置付きボイラ（以下、単に「ボイラ」と言うこともある。）１９は、燃料を燃焼炉１０で燃焼させて、その燃焼により発生する燃焼排ガスが有する熱によって過熱器管２７を過熱して、高温・高圧の過熱蒸気を発生することができるものである。
【００５８】
そして、このボイラ１９には、腐食抑制装置５９が設けられており、この腐食抑制装置５９が、腐食抑制粒子を第２煙道２１（排ガス通路）内に供給することによって、この後流側に設けられている過熱器管２７の腐食を抑制することができるようになっている。
【００５９】
また、図３に示す腐食抑制装置５９は、ボイラ１９の外側周辺の雰囲気よりも高い温度の腐食抑制粒子を第２煙道２１内に供給するようにしている。このようにしているのは、後述するように、過熱器管２７に対する腐食抑制粒子による腐食抑制をより効果的にするためである。
【００６０】
この図１に示すボイラ１９は、燃焼炉１０としての例えばごみ焼却炉を適用している排熱ボイラであり、過熱器管２７を通して得られる高温・高圧の過熱蒸気を利用して発電を行う発電機１１を備えている。
【００６１】
ごみ焼却炉（燃焼炉）１０は、図１に示すように、ごみを供給するホッパ１２を備えている。ホッパ１２は、シュート１３を介して主燃焼室１４に繋がっており、ホッパ１２から供給されたごみは、シュート１３を通って主燃焼室１４に送られる。主燃焼室１４には、乾燥ストーカ１５、燃焼ストーカ１６及び後燃焼ストーカ１７が設けられている。各ストーカ１５，１６，１７の下方から一次空気が送られており、また主燃焼室１４の天井１４ａから二次空気が送られている。
【００６２】
図１に示す主燃焼室１４のごみは、まず乾燥ストーカ１５に送られ、一次空気及び主燃焼室１４の輻射熱により乾燥され着火される。着火したごみは、燃焼ストーカ１６に送られる。また着火したごみからは、熱分解により可燃性ガスが発生する。この可燃性のガスは、一次空気により主燃焼室１４の上部のガス層に送られ、このガス層にて二次空気と共に炎燃焼する。この炎燃焼に伴う熱輻射によりごみは、更に昇温される。着火したごみの一部は、燃焼ストーカ１６にて燃焼し、残りの未燃焼分は、後燃焼ストーカ１７へと送られる。未燃焼分のごみは、後燃焼ストーカ１７で燃焼させられ、燃焼後に残った焼却灰は、シュート１８から外部へと排出される。
【００６３】
また、主燃焼室１４は、図１に示すように、このボイラ１９が備えている放射室２０に接続されており、ごみの燃焼により生じた燃焼排ガスが、主燃焼室１４から放射室２０に送られてくる。この燃焼排ガスは、放射室２０で再度燃焼した後に、ボイラ１９の第２煙道２１を通って第３煙道２２へと導かれ、その後、図３に示す排ガス処理設備６０で無害化の処理が成されてから大気に放出される。
【００６４】
この図１に示すボイラ１９には、放射室２０及び第２煙道２１を規定する壁の各々に、ボイラドラム２４に接続された複数の水管２３が設けられている。水管２３は、その中にボイラドラム２４から送られてくる水が流れている。水管２３内の水は、放射室２０又は第２煙道２１の廃熱を回収して、その一部が蒸発して汽水となりボイラドラム２４へと戻される。ボイラドラム２４に戻った汽水は、一部が気化して蒸気となっている。蒸気は、ボイラドラム２４から第３煙道２２に設けられた過熱器２５へと送られて過熱される。このように過熱されて高温高圧となった過熱蒸気は、タービン２６へと送られ、発電機１１を駆動する。
【００６５】
上記のように構成されたボイラ１９によると、燃焼時に揮発した物質、並びに、焼却灰の一部（総称して「焼却灰等」と言う。）が燃焼排ガスにより放射室２０及び第２煙道２１、並びに第３煙道２２へと運ばれ、そして水管２３及び過熱器２５の過熱器管２７に付着して堆積する。このような焼却灰等は、高い腐食性を有しており、高温の過熱器２５の過熱器管２７を腐食させる要因となっている。
【００６６】
次に、腐食抑制装置５９について説明する。この腐食抑制装置５９は、図１に示す過熱器管２７の腐食を抑制するための装置である。そして、この腐食抑制装置５９は、腐食抑制粒子を第２煙道２１内に供給することができる粒子供給装置を備えており、図１には、腐食抑制粒子を第２煙道２１内に供給するための供給口５９ａが側壁部に設けられている。
【００６７】
この腐食抑制粒子は、粒子径が０．１μｍ以上１０μｍ未満の粒子であって、Ｃａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｇ及びＦｅのうち少なくとも１つの元素を主成分とする化合物であり、例えばＣａＯ、ＳｉＯ２である。
【００６８】
そして、この腐食抑制粒子は、融点が８００℃以上である。腐食抑制装置５９がこの腐食抑制粒子を供給する領域は、ボイラ１９の排ガス通路内のガス温度が腐食抑制粒子の融点よりも低い領域である。つまり、腐食抑制粒子が、その供給された領域の燃焼排ガスによって、腐食抑制粒子が溶融して互いに結合して粒子径が大きくならないようなガス温度の領域である。この実施形態では、腐食抑制粒子を第２煙道２１内に供給するようにしてあり、この第２煙道２１は、その内側を流れる燃焼排ガスのガス温度が８００℃よりも低い領域である。
【００６９】
更に、この実施形態では、例えば腐食抑制粒子よりも粒子径が大きい粉体（例えば焼却灰）に腐食抑制粒子を混合して得られた粉状の混合物質を、腐食抑制装置５９を使用して第２煙道２１内に供給するようにしている。
【００７０】
次に、図１及び図２に示す腐食検出装置３０、制御部１００及び腐食抑制装置５９について説明する。
【００７１】
腐食検出装置３０は、図１に示すように、ボイラ１９の第３煙道２２の側壁部であって、過熱器２５よりも燃焼排ガスの流れ方向の上流側に設けられ、先端の検出部が第３煙道２２内に位置している。この腐食検出装置３０は、第３煙道２２内に設けられた一対の電極（図示せず）を有し、この一対の電極間の電気抵抗の変化に基づいて過熱器管２７の腐食の程度を検出して、その腐食の程度と対応する腐食検出信号を生成するようになっている。
【００７２】
制御部１００は、腐食検出装置３０が生成する腐食検出信号に基づいて腐食抑制装置５９を制御して、腐食抑制粒子の供給重量を制御するものである。
【００７３】
次に、図３を参照して、腐食抑制装置５９の全体を説明する。図３に示すように、腐食抑制粒子の供給口５９ａには、搬送管６１の先端部が接続しており、この搬送管６１の基端部は、搬送用ブロア６２の吹出し口に接続している。そして、腐食抑制粒子を貯留するための貯留槽６３の底部に供給管６４の一端部が接続しており、この供給管６４の他端部が搬送管６１の途中の部分に接続部６５で接続している。
【００７４】
この腐食抑制装置５９によると、搬送用ブロア６２が外気（空気）を吸い込んで吹出し口からその吸い込んだ空気（搬送用流動媒体）を吹き出すと、その吹き出された空気は、搬送管６１及び供給口５９ａを通って第２煙道２１内に供給される。このとき、貯留槽６３に貯留されている腐食抑制粒子が、図示しない供給装置によって供給管６４を通って搬送管６１に供給され、搬送用ブロア６２から吹き出された空気と共に第２煙道２１内に供給され、腐食抑制粒子を過熱器管２７の表面に付着させることができる。
【００７５】
また、搬送管６１の途中であって接続部６５の上流側には、加熱装置６６が設けられている。この加熱装置６６は、搬送管６１内を流れる空気を加熱するためのものであり、例えば熱交換器である。この加熱装置６６によると、搬送管６１内を流れる空気を加熱することができ、この加熱された空気は、搬送管６１内で腐食抑制粒子と接触してこの腐食抑制粒子を加熱することができる。
【００７６】
この腐食抑制装置５９によると、腐食抑制粒子が第２煙道２１内に供給される前において、腐食抑制粒子を加熱することができ、このように加熱されてボイラ１９の周辺の雰囲気よりも温度が上昇した状態の腐食抑制粒子を第２煙道２１内に供給することができる。
【００７７】
この加熱装置６６が搬送管６１内を流れる空気を加熱する温度は、供給口５９ａから第２煙道２１内に供給される腐食抑制粒子の温度が例えば１５０〜２００℃となるようにすることができる温度である。因みに、第２煙道２１内の燃焼排ガスの温度は、約８００℃である。
【００７８】
このように、腐食抑制粒子が１５０〜２００℃の温度となるように加熱するのは、腐食抑制粒子をこの程度の温度にまで上げることによって、過熱器管２７に対する腐食抑制粒子による腐食抑制効果が向上するからである。そして、腐食抑制粒子をその融点（８００℃以上）よりも低い温度に加熱するためである。また、腐食抑制粒子を加熱するために掛かる熱エネルギの消費量を節約するためでもある。
【００７９】
そして、加熱装置６６によって腐食抑制粒子を加熱するための熱源（熱交換器に供給する熱）としては、例えばボイラ１９以外の熱源、ボイラ１９の排ガス通路内の燃焼排ガスが保有する熱、又はボイラ１９で発生する蒸気が保有する熱を利用することができる。なお、ボイラ１９以外の熱源としては、例えば灯油等の燃料を燃焼させたときに発生する燃焼排ガスを挙げることができる。
【００８０】
また、図３に示すように、腐食抑制粒子を第２煙道２１内に供給するための搬送用流動媒体として、搬送用ブロア６２から吹き出される空気を使用しているので、搬送用ブロワを制御することで容易に腐食抑制粒子を排ガス通路内に適切に分散させて供給することができる。
【００８１】
次に、上記のように構成された腐食抑制装置付きボイラ１９及びボイラの腐食抑制方法の作用について説明する。この実施形態に係る腐食抑制装置付きボイラ１９によると、図１に示す腐食抑制装置５９を使用して、粒子径が０．１μｍ以上１０μｍ未満の腐食抑制粒子（例えばＣａＯ、ＳｉＯ２）を、第２煙道２１内に供給することによって、この供給した腐食抑制粒子を過熱器管２７の金属界面やその外表面に形成される腐食層の表面（過熱器管２７の金属界面等）に対して熱泳動や慣性衝突によって付着させることができる。これによって、第３煙道２２内で飛散する粒子径が０．１〜１０μｍの腐食性粒子（例えばＫＣｌ、ＮａＣｌ）が、過熱器管２７の金属界面等に付着する付着重量及び付着面積を減少させることができ、過熱器管２７の腐食の進行を抑制することができる。
【００８２】
そして、腐食抑制装置５９は、ボイラ１９の周辺の雰囲気よりも高い温度の腐食抑制粒子を第２煙道２１内に供給することによって、過熱器管２７の腐食の進行を効果的に抑制することができる。
【００８３】
このように、過熱器管２７の腐食の進行を効果的に抑制することができるのは、第２煙道２１内に供給される腐食抑制粒子の温度をボイラ１９の周辺の雰囲気よりも高くすることによって、第２煙道２１内と腐食抑制粒子との温度差を小さくすることができるからである。そしてこのように温度差を小さくすると、第２煙道２１内に供給された腐食抑制粒子によって、その腐食抑制粒子付近の燃焼排ガス中の成分が冷やされる程度を低減できる。これによって、腐食抑制粒子を核にして燃焼排ガス中の成分が凝縮することを抑えることができ、その結果、腐食抑制粒子が粗大化することを抑制できる。
【００８４】
このようにして粗大化が抑制された粒子径が０．１μｍ以上１０μｍ未満の腐食抑制粒子は、粗大化が抑制されない腐食抑制粒子よりも、腐食性粒子が過熱器管２７の金属界面等に付着する付着重量及び付着面積を減少させることができ、過熱器管２７の腐食の進行を効果的に抑制することができる。
【００８５】
これによって、例えば過熱器管２７の腐食の進行を所定の速さに規定したときは、第２煙道２１内に供給する腐食抑制粒子の供給重量を、この実施形態の粗大化が抑制される腐食抑制粒子を使用する場合は、粗大化が抑制されない腐食抑制粒子（ボイラ１９の周辺の雰囲気と同一又はそれよりも低い温度の腐食抑制粒子）を使用する場合よりも少なくすることができて経済的である。
【００８６】
従って、従来よりも効果的に過熱器管２７の腐食の進行を抑制することができる。よって、ボイラ１９を安定して長期間継続して使用できるようにすることができる。
【００８７】
そして、図３に示す加熱装置６６において、ボイラ１９以外の熱源を利用して、腐食抑制粒子がボイラ１９の周辺の雰囲気よりも高い温度となるようにすると、ボイラ１９の稼働状態に拘わらず、腐食抑制粒子を所望の温度まで上げることができ、腐食抑制粒子の粗大化を適切に抑制することができる。そして、ボイラ１９の蒸気を腐食抑制粒子の温度を上げるために使用しないので、ボイラ１９の出力を低減させずに腐食抑制粒子の温度を上げることができる。また、このようにボイラ１９の出力を低減させないので、この実施形態の腐食抑制装置５９を既設のボイラ１９に適用することができる可能性を高めることができる。
【００８８】
そして、加熱装置６６において、ボイラ１９の排ガス通路内の燃焼排ガス又は燃焼灰が保有する熱を利用して、腐食抑制粒子がボイラ１９の周辺の雰囲気よりも高い温度となるようにすると、燃焼排ガス又は燃焼灰が保有する熱エネルギを有効に利用することができる。
【００８９】
また、加熱装置６６において、ボイラ１９で発生する蒸気のうち例えば余剰蒸気の一部が保有する熱を利用して、腐食抑制粒子がボイラ１９の周辺の雰囲気よりも高い温度となるようにすると、余剰蒸気が保有する熱エネルギを有効に利用することができる。
【００９０】
更に、図３に示す加熱装置６６は、腐食抑制粒子をその融点（８００℃以上）よりも低い温度に加熱するようにしている。
【００９１】
このように、腐食抑制粒子をその融点よりも低い温度に加熱して第２煙道２１内に供給することによって、腐食抑制粒子が溶融して互いに結合することで粒子径が大きくなることを防ぐことができ、腐食抑制粒子を、その粒子径が元の小さい状態（例えば粒子径が０．１μｍ以上１０μｍ未満の状態）で、過熱器管２７の金属界面やその外表面に形成される腐食層の表面全体に付着させることができる。これによって、過熱器管２７の表面全体の腐食の進行を効果的に抑制することができる。
【００９２】
そして、腐食抑制装置５９は、１５０〜２００℃の温度の腐食抑制粒子を第２煙道２１内に供給するようにしている。このようにすると、過熱器管２７の腐食の進行をより効果的に抑制することができる。
【００９３】
また、腐食抑制装置５９が腐食抑制粒子を供給する領域は、排ガス通路内のガス温度が腐食抑制粒子の融点よりも低い第２煙道２１内の領域としている。
【００９４】
このように、腐食抑制粒子を、ボイラ１９の排ガス通路内のガス温度がその腐食抑制粒子の融点よりも低い第２煙道２１内の領域に供給することによって、腐食抑制粒子が溶融して互いに結合することで粒子径が大きくなることを防ぐことができ、腐食抑制粒子を、その粒子径が元の小さい状態（例えば粒子径が０．１μｍ以上１０μｍ未満の状態）で、過熱器管２７の金属界面やその外表面に形成される腐食層の表面全体に付着させることができる。これによって、過熱器管２７の表面全体の腐食の進行を効果的に抑制することができる。
【００９５】
そして、腐食抑制粒子は、Ｃａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｇ及びＦｅのうち少なくとも１つの元素を主成分とする化合物であるので、比較的入手し易い元素を主成分とする化合物を使用して、過熱器管２７の腐食の進行を抑制することができる。
【００９６】
また、腐食抑制粒子よりも粒子径が大きい粉体（例えば焼却灰）に腐食抑制粒子を混合して得られた粉状の混合物質を、腐食抑制装置５９を使用して第２煙道２１内に供給するようにしているので、第２煙道２１内に供給しようとする腐食抑制粒子の重量が小さい場合でも、腐食抑制装置５９を使用して、所望の重量の腐食抑制粒子を精度よく第２煙道２１内に供給することができる。そして、腐食抑制粒子が混合される粉体として、腐食抑制粒子よりも粒子径の大きい安価なもの、例えば焼却灰を使用することによって、当該粉体のコストの低減を図ることができる。
【００９７】
次に、図４〜図７の説明をする。図４は、粒子径が異なる燃焼灰中における各成分割合を示している。図４では、Ｃａ（カルシウム）、Ｃｌ（塩素）、Ｎａ＋Ｋ（ナトリウム、カリウム）の合計が１となるように表してある。そして、粒子径が小の粒子とは、粒子径Ｄｐ≦２μｍの粒子である。粒子径が中の粒子とは、２μｍ＜粒子径Ｄｐ＜１０μｍの粒子である。粒子径が大の粒子とは、粒子径Ｄｐ≧１０μｍの粒子である。
【００９８】
この図４から分かるように、粒子径が小の燃焼灰（粒子）は、約９８％が腐食力の強いＣｌ及びＮａ＋Ｋで構成され、腐食力を有しない不活性なＣａが僅かに含まれている。よって、粒子径が小の燃焼灰は、腐食力が極めて強いと言える。
【００９９】
粒子径が中の燃焼灰は、約６２％が腐食力の強いＣｌ及びＮａ＋Ｋで構成されているが、残りの約３８％は、腐食力を有しないＣａで構成されている。よって、粒子径が中の燃焼灰は、粒子径が小の燃焼灰よりも腐食力が弱いと言える。
【０１００】
粒子径が大の燃焼灰は、約３８％が腐食力の強いＣｌ及びＮａ＋Ｋで構成されているが、残りの約６２％は、腐食力を有しないＣａで構成されている。よって、粒子径が大の燃焼灰は、粒子径が小、中の燃焼灰よりも腐食力が弱いと言える。
【０１０１】
図５は、粒子径の異なる燃焼灰による、過熱器管２７を模擬した条件での金属片（以下、「模擬過熱器管」と言う。）の腐食量を示している。この図５から分かるように、粒子径が小の燃焼灰は、粒子径が中の燃焼灰と比較して、腐食力が極めて強いと言える。そして、粒子径が中の燃焼灰は、腐食力が弱いと言える。図には示さないが、粒子径が大の燃焼灰は、腐食力が極めて弱いものである。
【０１０２】
図６は、腐食抑制粒子の添加割合と模擬過熱器管の腐食量との関係を示す図である。つまり、腐食性の強い粒子径が小の燃焼灰に対して、粒子径が小の腐食抑制粒子を添加する場合において、この腐食抑制粒子の添加割合を増加させていくと、模擬過熱器管の腐食量が低減していくことが分かる。この図から分かるように、腐食抑制粒子の添加割合を約５０％程度にすると、腐食抑制粒子を添加しない場合と比較して、腐食量を約２／５に低減することができ、大きな腐食抑制効果を得ることができる。
【０１０３】
図７は、燃焼灰の添加割合と模擬過熱器管の腐食量との関係を示す図である。図６では、粒子径が小の腐食抑制粒子を、腐食性の強い粒子径が小の燃焼灰に添加したが、図７では、粒子径が中の燃焼灰を、腐食性の強い粒子径が小の燃焼灰に添加した例を示している。この粒子径が中の燃焼灰は、図５から分かるように、腐食性が弱いので、添加割合を約５０％程度にすると、大きな腐食抑制効果を得ることができることが分かる。
【０１０４】
次に、本発明に係る腐食抑制装置付きボイラの第２実施形態を、図８を参照して説明する。図８に示す第２実施形態の腐食抑制装置付きボイラ６８と、図３に示す第１実施形態の腐食抑制装置付きボイラ１９とが相違するところは、腐食抑制装置６９と５９が相違するところである。
【０１０５】
そして、図３に示す第１実施形態の腐食抑制装置５９と、図８に示す第２実施形態の腐食抑制装置６９とが相違するところは、図３に示す第１実施形態では、搬送管６１の途中に加熱装置６６を設け、この加熱装置６６によって搬送管６１内を流れる空気を加熱し、そして、この加熱された空気が搬送管６１内で腐食抑制粒子と接触してこの腐食抑制粒子を加熱することができるようにしたのに対して、図８に示す第２実施形態では、貯留槽６３をその外部から熱交換器等の加熱装置７０によって加熱することによって、又はこの貯留槽６３の内部に熱交換器等の加熱装置を配置して、この貯留槽６３内に収容されている腐食抑制粒子を加熱しているところである。
【０１０６】
この図８に示す第２実施形態の腐食抑制装置６９によると、加熱装置７０を貯留槽６３に設ける構成としたので、加熱装置を貯留槽６３とは別個に設ける場合と比較して、腐食抑制装置６９の構造の簡単化、費用の低減、及び設置スペースの狭小化を図ることができる。
【０１０７】
これ以外は、第１実施例の腐食抑制装置付きボイラ１９と同等の構成であり同様に作用するので、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの説明を省略する。
【０１０８】
次に、本発明に係る腐食抑制装置付きボイラの第３実施形態を、図９を参照して説明する。図９に示す第３実施形態の腐食抑制装置付きボイラ７２と、図３に示す第１実施形態の腐食抑制装置付きボイラ１９とが相違するところは、腐食抑制装置７３と５９が相違するところである。
【０１０９】
この図９に示す腐食抑制装置７３は、第１搬送管７４及び第２搬送管７５を有し、この第１搬送管７４の基端部は、排気ガス処理設備６０の出口に設けられている第１排気ダクト７６に接続しており、この第１搬送管７４の先端部が搬送用ブロア６２の吸込み口に接続している。そして、この搬送用ブロア６２の吹出し口に第２搬送管７５の基端部が接続しており、この第２搬送管７５の先端部が腐食抑制粒子の供給口５９ａに接続している。そして、腐食抑制粒子を貯留するための貯留槽６３の底部に供給管６４の一端部が接続しており、この供給管６４の他端部が第２搬送管７５の途中の接続部６５に接続している。
【０１１０】
この腐食抑制装置７３によると、搬送用ブロア６２が、排気ガス処理設備６０から排出される無害化された燃焼排ガスを第１排気ダクト７６及び第１搬送管７４を介して吸い込んで、その吸い込んだ燃焼排ガス（搬送用流動媒体）をその吹出し口から吹き出すことができ、その吹き出された燃焼排ガスは、第２搬送管７５及び供給口５９ａを通って第２煙道２１内に供給される。このとき、貯留槽６３に貯留されている腐食抑制粒子が、図示しない供給装置によって供給管６４を通って第２搬送管７５に供給され、搬送用ブロア６２から吹き出された燃焼排ガスと共に供給口５９ａを通って第２煙道２１内に供給され、腐食抑制粒子を過熱器管２７の表面に付着させることができる。
【０１１１】
そして、この腐食抑制装置７３によると、腐食抑制粒子を第２煙道２１内に供給するための搬送用流動媒体として、排気ガス処理設備６０から排出される燃焼排ガスを使用しているので、燃焼排ガスが保有する熱を、腐食抑制粒子がボイラ１９の周辺の雰囲気よりも高い温度となるようにするための熱エネルギとして有効に利用することができる。よって、図３に示す加熱装置６６を省略することが可能である。
【０１１２】
因みに、排気ガス処理設備６０から排出される燃焼排ガスの温度は、１５０〜１７０℃であり、腐食抑制粒子を１５０〜１７０℃に加熱することができる。
【０１１３】
そして、図９に示す第３実施形態において、排気ガス処理設備６０の出口から取り出される燃焼排ガスが保有する熱エネルギが、腐食抑制粒子を例えば１５０〜１７０℃で安定して供給口５９ａから供給するための熱エネルギとして不足する場合や、それ以上の温度に加熱する場合は、第２搬送管７５に加熱装置６６を設けて、この加熱装置６６によって第２搬送管７５内を流れる燃焼排ガスを加熱してもよい。
【０１１４】
これ以外は、第１実施例の腐食抑制装置付きボイラ１９と同等の構成であり同様に作用するので、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの説明を省略する。
【０１１５】
次に、本発明に係る腐食抑制装置付きボイラの第４実施形態を、図１０を参照して説明する。図１０に示す第４実施形態の腐食抑制装置付きボイラ７８と、図９に示す第３実施形態の腐食抑制装置付きボイラ７２とが相違するところは、腐食抑制装置７９と７３が相違するところである。
【０１１６】
そして、図１０に示す第４実施形態の腐食抑制装置７９と、図９に示す第３実施形態の腐食抑制装置７３とが相違するところは、図９に示す第３実施形態では、排気ガス処理設備６０から排出される燃焼排ガスを取り出して、この燃焼排ガスと共に腐食抑制粒子を搬送用ブロア６２によって第２煙道２１内に供給するようにしたのに対して、図１０に示す第４実施形態では、ボイラ７８から蒸気を取り出して、この蒸気を腐食抑制粒子と共に、蒸気の運動エネルギによって第２煙道２１内に供給するようにしたところである。
【０１１７】
このように蒸気を使用すると、この蒸気が保有する運動エネルギ及び熱エネルギを有効に利用することができる。そして、この利用する蒸気として、ボイラ７８で発生する蒸気のうち例えば余剰蒸気の一部を利用するようにすれば、余剰蒸気が保有する熱エネルギを有効に利用することができ、加熱装置６６を省略することができる。また、搬送用ブロア６２を省略することが可能である。
【０１１８】
これ以外は、第３実施例の腐食抑制装置付きボイラ７２と同等の構成であり同様に作用するので、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの説明を省略する。
【０１１９】
次に、本発明に係る腐食抑制装置付きボイラの第５実施形態を、図１１を参照して説明する。図１１に示す第５実施形態の腐食抑制装置付きボイラ８１と、図９に示す第３実施形態の腐食抑制装置付きボイラ７２とが相違するところは、腐食抑制装置８３と７３が相違するところである。
【０１２０】
つまり、図９に示す第３実施形態の腐食抑制装置７３は、貯留槽６３に貯留されている腐食抑制粒子を第２搬送管７５に供給して、この腐食抑制粒子を燃焼排ガスと共に搬送用ブロア６２によって第２煙道２１内に供給するようにしたものである。
【０１２１】
これに対して、図１１に示す第５実施形態の腐食抑制装置８３は、排気ガス処理設備６０のバグフィルタ６０ａで捕集された燃焼灰を取り出して、この燃焼灰を分級装置８４によって分級し、そして、この分級された粒子径が小及び中の燃焼灰（腐食抑制粒子）を第２搬送管７５に供給して、この粒子径が小及び中の燃焼灰（腐食抑制粒子）を燃焼排ガスと共に搬送用ブロア６２によって第２煙道２１内に供給するようにしたものである。
【０１２２】
この粒子径が小及び中の燃焼灰（腐食抑制粒子）は、図４に示す粒子径が１０μｍ未満の燃焼灰である。そして、分級装置８４によって分級された粒子径が大の１０μｍ以上の燃焼灰は、別の場所で貯留される。
【０１２３】
ただし、この実施形態では、燃焼灰から分級装置８４によって粒子径が小及び中の１０μｍ未満の燃焼灰を分級して、この燃焼灰を腐食抑制粒子として使用したが、これに代えて、燃焼灰から分級装置８４によって粒子径が中の２μｍを超えて１０μｍ未満の燃焼灰を分級して、この燃焼灰を腐食抑制粒子として使用することが好ましい。
【０１２４】
このように、粒子径が小及び中の１０μｍ未満の燃焼灰に代えて、粒子径が中の２μｍを超えて１０μｍ未満の燃焼灰を、第２煙道２１内に供給することによって、過熱器管２７の腐食の進行を効果的に抑制することができるのは、図５に示す粒子径が小の０．１μｍ以上であり２μｍ以下の燃焼灰は、腐食力が強いが、粒子径が中の２μｍを超えて１０μｍ未満の燃焼灰は、腐食力が弱いからである。従って、この腐食力が弱い粒子径が２μｍを超えて１０μｍ未満の燃焼灰を、第２煙道２１内に供給することによって、当該ボイラで生成される燃焼灰による過熱器管２７に対する腐食力を効果的に低減することができる。
【０１２５】
そして、腐食抑制粒子としての燃焼灰は、少なくとも当該燃焼灰が保有する熱を利用して、ボイラの周辺の雰囲気よりも高い温度となっているようにするとよい。このようにすると、燃焼灰が保有する熱エネルギを有効に利用することができ、加熱装置６６を省略することができる。そして、燃焼灰を腐食抑制粒子として使用することによって、腐食抑制粒子の費用を削減することができる。
【０１２６】
ただし、図１１に示す第５実施形態では、排気ガス処理設備６０から排出される燃焼排ガスを取り出して、この燃焼排ガスと共に腐食抑制粒子（燃焼灰）を搬送用ブロア６２によって第２煙道２１内に供給するようにしたが、これに代えて、図１０に示すものと同様に、ボイラ８１から蒸気を取り出して、この蒸気と共に腐食抑制粒子を第２煙道２１内に供給するようにしてもよい。
【０１２７】
このように蒸気を使用すると、この蒸気が保有する運動エネルギ及び熱エネルギを有効に利用することができる。そして、この利用する蒸気として、ボイラで発生する蒸気のうち例えば余剰蒸気の一部を利用するようにすれば、余剰蒸気が保有する熱エネルギを有効に利用することができる。そして、搬送用ブロア６２を省略することが可能である。
【０１２８】
これ以外は、図９に示す第３実施例の腐食抑制装置付きボイラ７２と同等の構成であり同様に作用するので、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの説明を省略する。
【０１２９】
そして、図１１に示す第５実施形態において、排気ガス処理設備６０の出口から取り出される燃焼排ガスが保有する熱エネルギが、腐食抑制粒子を例えば１５０〜１７０℃で安定して供給口５９ａから第２煙道２１内に供給するための熱エネルギとして不足する場合は、図１２に示す第６実施形態の腐食抑制装置８８のように、第２搬送管７５に図３に示す加熱装置６６を設けて、この加熱装置６６によって第２搬送管７５内を流れる燃焼排ガスを加熱してもよい。
【０１３０】
ただし、この加熱装置６６は、第２搬送管７５において、分級管８６との接続部８７よりも上流側に設けられている。この接続部８７は、分級装置８４から粒子径が小、中の燃焼灰（腐食抑制粒子）が供給される分級管８６と、第２搬送管７５との接続部である。そして、加熱装置６６を第２搬送管７５において接続部８７よりも上流側に設けているのは、加熱装置６６を第２搬送管７５において接続部８７よりも下流側に設けると、第２搬送管７５の当該下流側部分が、加熱された燃焼灰によって詰まる恐れがあるからである。
【０１３１】
また、図１１に示す第５実施形態では、排気ガス処理設備６０から排出される燃焼排ガスを取り出して、この燃焼排ガスと共に腐食抑制粒子（燃焼灰）を搬送用ブロア６２によって供給口５９ａから第２煙道２１内に供給するようにしたが、これに代えて、図１３に示す第７実施形態の腐食抑制装置９０のように、搬送用ブロア６２が外気（空気）を吸い込んでその吹出し口からその吸い込んだ空気（搬送用流動媒体）を吹き出すことによって、この空気と共に腐食抑制粒子（燃焼灰）を供給口５９ａから第２煙道２１内に供給するようにしてもよい。
【０１３２】
ただし、上記実施形態では、図１に示すように、ボイラ１９の燃焼炉１０として、例えばごみ焼却炉１０を例として挙げたが、これ以外の燃焼炉を適用することができ、例えば重油を燃料とする燃焼炉を適用することができる。
【０１３３】
そして、上記実施形態では、図１に示すように、ボイラ１９の燃焼炉１０として、例えばストーカ式の燃焼炉を例に挙げたが、これ以外の形式の燃焼炉を適用することができ、例えば燃料を流動層で流動させながら燃焼させる流動層炉を適用することができる。
【０１３４】
更に、上記実施形態では、粒子径が０．１μｍ以上１０μｍ未満の腐食抑制粒子を、過熱器管２７よりも上流側の第２煙道２１内に供給したが、これに代えて、過熱器管２７が設けられている第３煙道２２内に供給するようにしてもよい。
【０１３５】
そして、上記実施形態では、腐食抑制装置は、ボイラの周辺の雰囲気よりも高い温度の腐食抑制粒子を排ガス通路内に供給するようにしているが、このボイラの周辺の雰囲気よりも高い温度とは、例えば搬送用ブロア６２の吹出し口から吹き出される空気を使用して腐食抑制粒子を搬送して第２煙道２１内に供給する場合、ブロア自体により温度が上昇した空気によって、この搬送中の腐食抑制粒子の温度が上昇することがあるが、これよりも高い温度と言う意味である。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
以上のように、本発明に係る腐食抑制装置付きボイラ及びボイラの腐食抑制方法は、過熱器管の腐食を効果的に抑制することができる優れた効果を有し、ごみ焼却ボイラのような過熱器管の腐食が懸念されるボイラに適用するのに適している。
【符号の説明】
【０１３７】
１０  燃焼炉（ごみ焼却炉）
１１  発電機
１２  ホッパ
１３  シュート
１４  主燃焼室
１４ａ  天井
１５  乾燥ストーカ
１６  燃焼ストーカ
１７  後燃焼ストーカ
１８  シュート
１９、６８、７２、７８、８１  ボイラ
２０  放射室
２１  第２煙道
２２  第３煙道
２３  水管
２４  ボイラドラム
２５  過熱器
２６  タービン
２７  過熱器管
３０  腐食検出装置
５９、６９、７３、７９、８３、８８，９０  腐食抑制装置
５９ａ  供給口
６０  排ガス処理設備
６０ａ  バグフィルタ
６１  搬送管
６２  搬送用ブロア
６３  貯留槽
６４  供給管
６５、８７  接続部
６６、７０  加熱装置
７４  第１搬送管
７５  第２搬送管
７６  第１排気ダクト
８４  分級装置
８６  分級管
１００  制御部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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