(57)【要約】【課題】バナジウムアタックの発生を抑制し、煙道内での腐食の発生を抑制する重質油燃焼方法、重質油焚きボイラ及び制御装置を提供する。【解決手段】バナジウムを含有する重質油を燃料としてボイラの火炉で燃焼させる重質油燃焼方法、重質油焚きボイラ及び燃焼を制御する制御装置であって、燃料のバナジウム濃度に基づいて、対応するばいじん中の未燃Ｃの割合と、バナジウムの全量に対して生成されるＶ２Ｏ４の割合との関係を求め、求めた関係に基づいて、ばいじん中の未燃Ｃの割合を調整し、生成されるＶ２Ｏ４の割合を設定した値以上とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バナジウムを含有する重質油を燃料としてボイラの火炉で燃焼させる重質油燃焼方法であって、
燃料のバナジウム濃度に基づいて、ばいじん中の未燃Ｃの割合を調整することを特徴とする重質油燃焼方法。
【請求項２】
前記燃料のバナジウム濃度毎に、ばいじん中の未燃Ｃの割合と、バナジウムの全量に対して生成されるＶ２Ｏ４の割合との関係を備え、
前記燃料のバナジウム濃度に基づいて、対応する前記関係を求め、求めた前記関係に基づいて、生成されるＶ２Ｏ４の割合を設定した値以上とするばいじん中の未燃Ｃの割合を決定し、決定に基づいて、燃料の燃焼時に生成されるばいじん中の未燃Ｃの割合を制御することを特徴とする請求項１に記載の重質油燃焼方法。
【請求項３】
前記火炉に供給する燃料の量を調整して、ばいじん中の未燃Ｃの割合を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の重質油燃焼方法。
【請求項４】
前記火炉に供給する空気の量を調整して、ばいじん中の未燃Ｃの割合を調整することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の重質油燃焼方法。
【請求項５】
前記火炉から排出され、煙道を流れる排ガスの酸素濃度を検出し、検出した酸素濃度に基づいてばいじん中の未燃Ｃの割合を決定し、決定結果に基づいて前記火炉における燃焼条件を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の重質油燃焼方法。
【請求項６】
前記煙道に、過熱器と再熱器と節炭器とが配置され、
前記節炭器を通過した排ガスの酸素濃度を検出することを特徴とする請求項５に記載の重質油燃焼方法。
【請求項７】
前記煙道に過熱器と再熱器と節炭器とのうち少なくとも１つの熱交換器が配置され、
前記熱交換器の前記煙道内に配置された伝熱管を通過した蒸気の温度と、前記煙道の前記熱交換器よりも下流側を流れる排ガスの温度とを検出し、検出した蒸気の温度と排ガスの温度とに基づいて、前記伝熱管の表面の汚れを検出し、検出した汚れに基づいて前記火炉における燃焼条件を制御することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の重質油燃焼方法。
【請求項８】
燃料中のばいじん中の未燃Ｃの割合に対するＶ２Ｏ４の割合が閾値未満となる場合、前記燃料に添加剤を注入することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の重質油燃焼方法。
【請求項９】
火炉と、
前記火炉に燃料を噴射する燃料供給部と、
前記火炉に空気を供給する空気供給部と、
前記火炉で生成される排ガスが流れる煙道と、
前記煙道に配置された伝熱部と、
前記燃料供給部と、前記空気供給部との動作を制御する制御装置と、を有し、
前記燃料は、バナジウムを含有する重質油であり、
前記制御装置は、前記燃料のバナジウム濃度に基づいて、ばいじん中の未燃Ｃの割合を調整することを特徴とする重質油焚きボイラ。
【請求項１０】
前記制御装置は、燃料の燃焼時に生成されるばいじん中の未燃Ｃの割合を制御する制御部と、
前記燃料のバナジウム濃度毎に、ばいじん中の未燃Ｃの割合と、バナジウムの全量に対して生成されるＶ２Ｏ４の割合との関係を記憶する記憶部と、を有し、
前記制御部は、前記燃料のバナジウム濃度に基づいて、前記記憶部から対応する前記関係を求め、求めた前記関係に基づいて、ばいじん中の未燃Ｃの割合を調整し、生成されるＶ２Ｏ４の割合を設定した値以上とすることを特徴とする請求項９に記載の重質油焚きボイラ。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記燃料供給部から前記火炉に供給する前記燃料の量を調整することを特徴とする請求項９または１０に記載の重質油焚きボイラ。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記空気供給部から前記火炉に供給する前記空気の量を調整することを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の重質油焚きボイラ。
【請求項１３】
前記煙道中の排ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度検出部を有し、
前記制御装置は、前記酸素濃度検出部で検出した酸素濃度に基づいてばいじん中の未燃Ｃの割合を検出し、検出結果に基づいて前記火炉における燃焼条件を制御することを特徴とする請求項９から１２のいずれか一項に記載の重質油焚きボイラ。
【請求項１４】
前記伝熱部は、過熱器と再熱器と節炭器とを有し、
前記酸素濃度検出部は、前記節炭器を通過した排ガスの酸素濃度を検出することを特徴とする請求項９から１３のいずれか一項に記載の重質油焚きボイラ。
【請求項１５】
前記伝熱部は、過熱器と再熱器と節炭器とのうち少なくとも１つの熱交換器を有し、
前記制御装置は、前記熱交換器の前記煙道内に配置された伝熱管を通過した蒸気の温度と、前記煙道の前記熱交換器よりも下流側を流れる排ガスの温度とを検出し、検出した蒸気の温度と排ガスの温度とに基づいて、前記伝熱管の表面の汚れを検出し、検出した汚れに基づいて前記火炉における燃焼条件を制御することを特徴とする請求項９から１４のいずれか一項に記載の重質油焚きボイラ。
【請求項１６】
前記燃料供給部は、前記燃料に前記添加剤を注入する添加剤注入部をさらに有し、
前記制御装置は、燃料中の未燃Ｃの割合に対するＶ２Ｏ４の割合が閾値未満となる場合、前記添加剤注入部から前記燃料に添加剤を注入することを特徴とする請求項９から１５のいずれか一項に記載の重質油焚きボイラ。
【請求項１７】
バナジウムを含有する重質油のボイラの火炉での燃焼を制御する制御装置であって、
燃料の燃焼時に生成されるばいじん中の未燃Ｃの割合を制御する制御部と、
前記燃料のバナジウム濃度毎に、ばいじん中の未燃Ｃの割合と、バナジウムの全量に対して生成されるＶ２Ｏ４の割合との関係を記憶する記憶部と、を有し、
前記制御部は、前記燃料のバナジウム濃度に基づいて、前記記憶部から対応する前記関係を求め、求めた前記関係に基づいて、ばいじん中の未燃Ｃの割合を調整し、生成されるＶ２Ｏ４の割合を設定した値以上とすることを特徴とする制御装置。
【請求項１８】
バナジウムを含有する重質油のボイラの火炉での燃焼を制御する制御装置であって、
燃料の燃焼時に生成されるばいじん中の未燃Ｃの割合を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、煙道に配置された熱交換器の前記煙道内に配置された伝熱管を通過した蒸気の温度と、前記煙道の前記熱交換器よりも下流側を流れる排ガスの温度とを検出し、検出した蒸気の温度と排ガスの温度とに基づいて、前記伝熱管の表面の汚れを検出し、検出した汚れに基づいて前記火炉における燃焼条件を制御し、生成されるＶ２Ｏ４の割合を設定した値以上とすることを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重質油を燃焼させる重質油燃焼方法、重質油焚きボイラ及び制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボイラは、中空形状をなして鉛直方向に設置される火炉を有し、この火炉壁に複数の燃焼バーナが周方向に沿って配設されると共に、上下方向に複数段にわたって配置されている。この燃焼バーナは、燃料と１次空気との混合気が供給されると共に、高温の１次空気が供給され、この混合気と１次空気を火炉内に吹き込むことで火炎を形成し、この火炉内で燃焼可能となっている。そして、この火炉は、上部に煙道が連結され、この煙道に排ガスの熱を回収するための過熱器、再熱器、節炭器などが設けられており、火炉での燃焼により発生した排ガスと水との間で熱交換が行われ、蒸気を生成することができる。
【０００３】
このように、燃料を燃焼させた熱で蒸気を生成する油焚きのボイラとしては、燃料に例えば石油コークス等の残渣油に代表される重質油を用いるものがある。重質油は、燃料となる炭化水素の他に不純物を多く含んだ燃料であり、不純物が燃焼時に機器の各部に悪影響を与える場合がある。
【０００４】
例えば、特許文献１は、天然ガス、重軽油、高硫黄バナジウム含有エマルジョン燃料、石炭等の化石燃料を燃焼するボイラにおいて、経年後に任意の伝熱管群や伝熱管壁を更新した後に、当該更新部を通過するガス温度に応じて、相応の凝固点を有する無機化合物を、燃料もしくは燃焼用空気系或いは火炉への再循環排ガス中に、粉末もしくは粉粒混合液にて混合することが記載されている。特許文献２には、所定期間経過後に、定格運転から低負荷運転に変更する運転を行い、低負荷運転の際に、火炉内を酸素リッチ状態として、火炉壁の伝熱管における灰付着を低減する石油系残渣を燃料とする燃焼装置の運転制御方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３９２９１号公報
【特許文献２】特開２０１１−５２８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び２に記載の装置でも、過熱器等の伝熱部の伝熱管への灰の付着等が生じ、伝熱管に腐食が生じる場合がある。この腐食の原因の１つとして、燃用時に燃料に含まれるバナジウムが酸化して生成される酸化物、特にＶ２Ｏ５が伝熱管に付着し、伝熱管を腐食させる、いわゆるバナジウムアタックがある。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、バナジウムアタックの発生を抑制し、煙道内での腐食の発生を抑制する重質油燃焼方法、重質油焚きボイラ及び制御装置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】
上記の目的を達成するための本発明の重質油燃焼方法は、バナジウムを含有する重質油を燃料としてボイラの火炉で燃焼させる重質油燃焼方法であって、燃料のバナジウム濃度に基づいて、ばいじんに含まれる未燃Ｃの割合を調整することを特徴とする。未燃Ｃとは、未燃カーボンまたは未燃炭素のことである。
【０００９】
重質油燃焼方法は、燃料のバナジウム濃度に基づいて、ばいじん中の未燃Ｃの割合を調整することで、Ｖ２Ｏ５の生成を抑制することができ、バナジウムアタックの発生を抑制することができる。
【００１０】
また、前記燃料のバナジウム濃度毎に、ばいじん中の未燃Ｃの割合と、バナジウムの全量に対して生成されるＶ２Ｏ４の割合との関係を備え、前記燃料のバナジウム濃度に基づいて、対応する前記関係を読み出し、読み出した前記関係に基づいて、生成されるＶ２Ｏ４の割合を設定した値以上とするばいじん中の未燃Ｃの割合を決定し、決定に基づいて、燃料の燃焼時に生成される未燃Ｃの割合を制御することが好ましい。
【００１１】
このように、予め備えている関係に基づいて、ばいじん中の未燃Ｃの割合を調整することで、より確実にＶ２Ｏ４の割合を設定した値以上とすることができる。これにより、Ｖ２Ｏ５の生成を抑制することができ、バナジウムアタックの発生を抑制することができる。
【００１２】
また、前記火炉に供給する燃料の量を調整して、ばいじん中の未燃Ｃの割合を調整することが好ましい。
【００１３】
このように、燃料の供給量を調整することで、火炉内の空気と燃料のバランスを調整することができ、ばいじん中の未燃Ｃの割合を好適に調整することができる。
【００１４】
また、前記火炉に供給する空気の量を調整して、ばいじん中の未燃Ｃの割合を調整することが好ましい。
【００１５】
このように、空気の供給量を調整することで、火炉内の空気と燃料のバランスを調整することができ、ばいじん中の未燃Ｃの割合を好適に調整することができる。
【００１６】
また、前記火炉から排出され、煙道を流れる排ガスの酸素濃度を検出し、検出した酸素濃度に基づいてばいじん中の未燃Ｃの割合を検出し、検出結果に基づいて前記火炉における燃焼条件を制御することが好ましい。
【００１７】
このように、酸素濃度に基づいて、ばいじん中の未燃Ｃの割合を検出し、検出結果に基づいて、火炉の燃焼条件を制御することで、検出したばいじん中の未燃Ｃの割合を、目標のばいじん中の未燃Ｃの割合に近づけることができる。これにより、Ｖ２Ｏ５の生成をより確実に抑制することができ、バナジウムアタックの発生を抑制することができる。
【００１８】
また、前記煙道に、過熱器と再熱器と節炭器とが配置され、前記節炭器を通過した排ガスの酸素濃度を検出することが好ましい。
【００１９】
このように、節炭器を通過した排ガスの酸素濃度を計測することで、安定した状態の排ガスの酸素濃度を計測することができ、計測精度を高くすることができる。
【００２０】
また、前記煙道に過熱器と再熱器と節炭器とのうち少なくとも１つの熱交換器が配置され、前記熱交換器の前記煙道内に配置された伝熱管を通過した蒸気の温度と、前記煙道の前記熱交換器よりも下流側を流れる排ガスの温度とを検出し、検出した蒸気の温度と排ガスの温度とに基づいて、前記伝熱管の表面の汚れを検出し、検出した汚れに基づいて前記火炉における燃焼条件を制御することが好ましい。
【００２１】
このように、伝熱管の表面、つまり伝面の汚れを検出し、その結果に基づいて、燃焼条件を制御することで、具体的には、伝面の汚れが増加しないように燃焼条件を制御することで、未燃Ｃを制御することができ、バナジウムアタックの発生をより好適に抑制することができる。
【００２２】
また、燃料中のばいじん中の未燃Ｃの割合に対するＶ２Ｏ４の割合が閾値未満となる場合、前記燃料に添加剤を注入することが好ましい。
【００２３】
このように、未燃Ｃに対して全体のバナジウムの量が多い場合、つまり、Ｖ２Ｏ４を生成するために必要な未燃Ｃの割合が一定より多くなる場合、添加剤を注入することで、未燃Ｃの割合の増加を抑制しつつ、Ｖ２Ｏ５による腐食（バナジウムアタック）の発生を抑制することができる。
【００２４】
上記目的を達成するために、本発明の重質油焚きボイラは、火炉と、前記火炉に燃料を噴射する燃料供給部と、前記火炉に空気を供給する空気供給部と、前記火炉で生成される排ガスが流れる煙道と、前記煙道に配置された伝熱部と、前記燃料供給部と、前記空気供給部との動作を制御する制御装置と、を有し、前記燃料は、バナジウムを含有する重質油であり、前記制御装置は、前記燃料のバナジウム濃度に基づいて、ばいじん中の未燃Ｃの割合を調整することを特徴とする。
【００２５】
重質油焚きボイラは、燃料のバナジウム濃度に基づいて、ばいじん中の未燃Ｃの割合を調整することで、Ｖ２Ｏ５の生成を抑制することができ、バナジウムアタックの発生を抑制することができる。
【００２６】
また、前記制御装置は、燃料の燃焼時に生成されるばいじん中の未燃Ｃの割合を制御する制御部と、前記燃料のバナジウム濃度毎に、ばいじん中の未燃Ｃの割合と、バナジウムの全量に対して生成されるＶ２Ｏ４の割合との関係を記憶する記憶部と、を有し、前記制御部は、前記燃料のバナジウム濃度に基づいて、前記記憶部から対応する前記関係を読み出し、読み出した前記関係に基づいて、ばいじん中の未燃Ｃの割合を調整し、生成されるＶ２Ｏ４の割合を設定した値以上とすることが好ましい。
【００２７】
このように、予め備えている関係に基づいて、ばいじん中の未燃Ｃの割合を調整することで、より確実にＶ２Ｏ４の割合を設定した値以上とすることができる。これにより、Ｖ２Ｏ５の生成を抑制することができ、バナジウムアタックの発生を抑制することができる。
【００２８】
また、前記制御装置は、前記燃料供給部から前記火炉に供給する前記燃料の量を調整することが好ましい。
【００２９】
このように、燃料の供給量を調整することで、火炉内の空気と燃料のバランスを調整することができ、ばいじん中の未燃Ｃの割合を好適に調整することができる。
【００３０】
また、前記制御装置は、前記空気供給部から前記火炉に供給する前記空気の量を調整することが好ましい。
【００３１】
このように、空気の供給量を調整することで、火炉内の空気と燃料のバランスを調整することができ、ばいじん中の未燃Ｃの割合を好適に調整することができる。
【００３２】
また、前記煙道中の排ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度検出部を有し、前記制御装置は、前記酸素濃度検出部で検出した酸素濃度に基づいてばいじん中の未燃Ｃの割合を検出し、検出結果に基づいて前記火炉における燃焼条件を制御することが好ましい。
【００３３】
このように、酸素濃度に基づいて、ばいじん中の未燃Ｃの割合を検出し、検出結果に基づいて、火炉の燃焼条件を制御することで、検出したばいじん中の未燃Ｃの割合を、目標のばいじん中の未燃Ｃの割合に近づけることができる。これにより、Ｖ２Ｏ５の生成をより確実に抑制することができ、バナジウムアタックの発生を抑制することができる。
【００３４】
また、前記伝熱部は、過熱器と再熱器と節炭器とを有し、前記酸素濃度検出部は、前記節炭器を通過した排ガスの酸素濃度を検出することが好ましい。
【００３５】
このように、節炭器を通過した排ガスの酸素濃度を計測することで、安定した状態の排ガスの酸素濃度を計測することができ、計測精度を高くすることができる。
【００３６】
また、前記伝熱部は、過熱器と再熱器と節炭器とのうち少なくとも１つの熱交換器を有し、前記制御装置は、前記熱交換器の前記煙道内に配置された伝熱管を通過した蒸気の温度と、前記煙道の前記熱交換器よりも下流側を流れる排ガスの温度とを検出し、検出した蒸気の温度と排ガスの温度とに基づいて、前記伝熱管の表面の汚れを検出し、検出した汚れに基づいて前記火炉における燃焼条件を制御することが好ましい。
【００３７】
このように、伝熱管の表面、つまり伝面の汚れを検出し、その結果に基づいて、燃焼条件を制御することで、具体的には、伝面の汚れが増加しないように燃焼条件を制御することで、未燃Ｃを制御することができ、バナジウムアタックの発生をより好適に抑制することができる。
【００３８】
また、前記燃料供給部は、前記燃料に添加剤を注入する添加剤注入部をさらに有し、前記制御装置は、燃料中の未燃Ｃの割合に対するＶ２Ｏ４の割合が閾値未満となる場合、前記添加剤注入部から前記燃料に前記添加剤を注入することが好ましい。
【００３９】
このように、未燃Ｃに対して全体のバナジウムの量が多い場合、つまり、Ｖ２Ｏ４を生成するために必要な未燃Ｃの割合が一定より多くなる場合、添加剤を注入することで、未燃Ｃの割合の増加を抑制しつつ、Ｖ２Ｏ５による腐食（バナジウムアタック）の発生を抑制することができる。
【００４０】
上記目的を達成するために、本発明は、バナジウムを含有する重質油のボイラの火炉での燃焼を制御する制御装置であって、燃料の燃焼時に生成されるばいじん中の未燃Ｃの割合を制御する制御部と、前記燃料のバナジウム濃度毎に、ばいじん中の未燃Ｃの割合と、バナジウムの全量に対して生成されるＶ２Ｏ４の割合との関係を記憶する記憶部と、を有し、前記制御部は、前記燃料のバナジウム濃度に基づいて、前記記憶部から対応する前記関係を読み出し、読み出した前記関係に基づいて、ばいじん中の未燃Ｃの割合を調整し、生成されるＶ２Ｏ４の割合を設定した値以上とすることを特徴とする。
【００４１】
本発明の制御装置は、予め備えている関係に基づいて、ばいじん中の未燃Ｃの割合を調整することで、より確実にＶ２Ｏ４の割合を設定した値以上とすることができる。これにより、Ｖ２Ｏ５の生成を抑制することができ、バナジウムアタックの発生を抑制することができる。
【００４２】
上記目的を達成するために、本発明は、バナジウムを含有する重質油のボイラの火炉での燃焼を制御する制御装置であって、燃料の燃焼時に生成されるばいじん中の未燃Ｃの割合を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、煙道に配置された熱交換器の前記煙道内に配置された伝熱管を通過した蒸気の温度と、前記煙道の前記熱交換器よりも下流側を流れる排ガスの温度とを検出し、検出した蒸気の温度と排ガスの温度とに基づいて、前記伝熱管の表面の汚れを検出し、検出した汚れに基づいて前記火炉における燃焼条件を制御し、生成されるＶ２Ｏ４の割合を設定した値以上とすることを特徴とする。
【００４３】
本発明の制御装置は、伝熱管の表面、つまり伝面の汚れを検出し、その結果に基づいて、燃焼条件を制御することで、具体的には、伝面の汚れが増加しないように燃焼条件を制御することで、未燃Ｃを制御することができ、バナジウムアタックの発生をより好適に抑制することができる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、燃料の燃焼時に生じるばいじん中の未燃Ｃを制御することで、Ｖ２Ｏ５が生じることを抑制することができる。これにより、燃焼ガスが流れるボイラの伝熱部がバナジウムアタックによって腐食することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、ボイラの概略構成を表す模式図である。
【図２】図２は、基準テーブルの一例を示す模式図である。
【図３】図３は、制御装置による制御動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、未燃Ｃ濃度と空燃比との関係の一例を示す模式図である。
【図５】図５は、制御装置による制御動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、制御装置による制御動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、制御装置による制御動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、制御装置による制御動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００４７】
図１は、ボイラの概略構成を表す模式図である。本実施形態の制御装置が適用されたボイラは、残渣油を燃料として用い、この残渣油を燃焼バーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を回収することが可能なボイラである。残渣油は、常圧蒸留残油や減圧蒸留残油などの重質油に熱分解処理（コーキング）を行ったときに生じる残渣である。なお、本実施形態は、バナジウムが含有する重質油を燃料に用いることができる。例えば常圧蒸留残油、減圧蒸留残油、残渣油以外の石油コークスも燃料とすることができる。
【００４８】
ボイラ１０は、コンベンショナルボイラであって、火炉１１と、燃料供給部１２と、空気供給部１４と、煙道１６と、伝熱部１８と、制御装置２０と、を有する。
【００４９】
火炉１１は、四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置され、この火炉１１を構成する火炉壁の下部に燃料と空気が供給される。
【００５０】
燃料供給部１２は、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４と、燃料供給管２５と、燃料供給源２６と、バルブ２７，２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄと、添加剤注入部３０と、を有し、火炉１１に燃料を供給する。
【００５１】
複数の燃焼バーナ２１，２２，２３，２４は、火炉１１の壁に装着されている。燃焼バーナ２１，２２，２３，２４は、周方向に沿って４個均等間隔で配設されたものが１セットとして、鉛直方向に沿って４セット、つまり、４段配置されている。
【００５２】
燃料供給管２５は、一方の端部が燃料供給源２６と接続され、他方の端部が分岐管２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄに分岐している。分岐管２５ａは、燃焼バーナ２１に接続されている。分岐管２５ｂは、燃焼バーナ２２に接続されている。分岐管２５ｃは、燃焼バーナ２３に接続されている。分岐管２５ｄは、燃焼バーナ２４に接続されている。燃料供給源２６は、燃料供給管２５と接続されており、燃料を貯留する貯留タンクや貯留された燃料を送液するポンプ等を備えている。燃料供給源２６は、燃料供給管２５を介して、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４に燃料を供給する。バルブ２７は、燃料供給管２５の分岐管２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄと燃料供給源２６との間に配置されている。バルブ２７は、開度が調整可能な調整弁であり、燃料供給源２６から分岐管２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄに供給する燃料の量を調整する。バルブ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄは、分岐管２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄにそれぞれ設けられている。バルブ２８ａは、分岐管２５ａに設けられている。バルブ２８ｂは、分岐管２５ｂに設けられている。バルブ２８ｃは、分岐管２５ｃに設けられている。バルブ２８ｄは、分岐管２５ｄに設けられている。バルブ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄは、開度が調整可能な調整弁であり、分岐管２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄから燃焼バーナ２１，２２，２３，２４に供給する燃料の量を調整する。
【００５３】
添加剤注入部３０は、添加剤注入管３１と、添加剤注入源３２と、バルブ３３と、を有し、燃料供給部１２の燃料供給管２５に添加剤を供給する。添加剤注入管３１は、一方の端部が添加剤注入源３２と接続され、他方の端部が燃料供給管２５に接続されている。添加剤注入源３２は、添加剤注入管３１と接続されており、添加剤を貯留する貯留タンクや貯留された添加剤を送液するポンプ等を備えている。添加剤注入源３２は、添加剤注入管３１を介して、燃料供給管２５に添加剤を供給する。バルブ３３は、添加剤注入管３１に配置されている。バルブ３３は、開度が調整可能な調整弁であり、添加剤注入源３２から燃料供給管２５に供給する添加剤の量を調整する。
【００５４】
ここで、添加剤は、Ｖ２Ｏ５の発生を抑制する効果がある材料であり、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）2）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ3）等のマグネシウム化合物を例示することができる。また、マグネシウム化合物以外には、鉄系化合物（例えばＦｅ2Ｏ3）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）、炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）、有機系添加剤等も用いることができる。
【００５５】
空気供給部１４は、風箱３６と、空気供給管３７と、送風機３８と、を有し、火炉１１に空気を供給する。風箱３６は、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４の装着位置に設けられ、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４と連通している。空気供給管３７は、一方の端部が風箱３６に接続され、他方の端部に送風機３８が接続されている。送風機３８は、空気供給管３７に空気を供給する。空気供給部１４は、送風機３８により送られた燃焼用空気を、空気供給管３７から風箱３６に供給し、この風箱３６から各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４に供給する。
【００５６】
煙道１６は、火炉１１の上部に連結されている。煙道１６は、火炉１１で燃料が燃焼されることで生成される燃焼ガスが流れる。
【００５７】
伝熱部１８は、過熱器（スーパーヒータ）４１，４２，４３、再熱器４５，４６、節炭器（エコノマイザ）４７と、各部を接続された蒸気ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９と、を有する。伝熱部１８は、過熱器４１，４２，４３、再熱器４５，４６、節炭器４７が煙道１６内に排ガスの流れ方向の上流からこの順で配置されている。過熱器４１，４２，４３、再熱器４５，４６、節炭器４７は、火炉１１での燃焼で発生した燃料ガス（排ガス）と水との間で熱交換を行い、対流伝熱部として排ガスの熱を回収する。
【００５８】
蒸気ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９は、熱媒である水または蒸気を循環させる配管であり、過熱器（スーパーヒータ）４１，４２，４３、再熱器４５，４６、節炭器（エコノマイザ）４７、熱媒（水）供給源、タービン等のいずれかに接続され、接続されている装置の間で所定の方向に熱媒（水、蒸気）を流す。蒸気ラインＬ１は、熱媒供給源と再熱器４６とに接続され、熱媒供給源から再熱器４６に熱媒を供給する。蒸気ラインＬ２は、再熱器４６と過熱器４１に接続され、再熱器４６から過熱器４１に熱媒を供給する。蒸気ラインＬ３は、過熱器４１と過熱器４２に接続され、過熱器４１から過熱器４２に熱媒を供給する。蒸気ラインＬ４は、過熱器４２とタービン（高圧タービン）に接続され、過熱器４２からタービンに熱媒を供給する。蒸気ラインＬ５は、熱媒供給源と再熱器４５とに接続され、熱媒供給源から再熱器４５に熱媒を供給する。蒸気ラインＬ６は、再熱器４５と過熱器４３に接続され、再熱器４５から過熱器４３に熱媒を供給する。蒸気ラインＬ７は、過熱器４３とタービン（低圧タービン）に接続され、過熱器４３からタービンに熱媒を供給する。また、タービンに供給された熱媒は、タービンを回転させた後、熱媒供給源に回収される。熱媒は、熱媒供給部に回収される前に復水器で復水されてもよい。蒸気ラインＬ８は、熱媒供給源と節炭器４７とに接続され、熱媒供給源から節炭器４７に熱媒を供給する。蒸気ラインＬ９は、節炭器４７と熱媒利用器に接続され、節炭器４７から熱媒利用器に熱媒を供給する。熱媒利用器は、節炭器４７で加熱された熱媒を利用する各種装置である。
【００５９】
ボイラ１０は、煙道１６の伝熱部１８が配置されている位置よりも下流側に熱交換を行った排ガス（燃焼ガス）が排出される排ガス管４８が連結されている。この排ガス管４８は、空気供給管３７との間にエアヒータ４９が設けられ、空気供給管３７を流れる空気と、排ガス管４８を流れる排ガスとの間で熱交換を行い、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４に供給する燃焼用空気を昇温することができる。
【００６０】
ボイラ１０は、ガス再循環ダクト５２と、送風機５４と、を有する。ガス再循環ダクト５２は、一方の端部が煙道１６の節炭器４７の下流側に接続され、他方の端部が火炉１１に接続されている。送風機５４は、ガス再循環ダクト５２に接続され、煙道１６を流れる排ガスの一部を加圧して火炉１１に供給する。ボイラ１０は、ガス再循環ダクト５２と、送風機５４とで排ガスの一部を火炉１１に供給可能とすることで、火炉１１に供給する空気の酸素濃度を調整することができる。ボイラ１０は、ガス再循環ダクト５２と、送風機５４とを空気供給部１４の一部としてもよい。
【００６１】
ボイラ１０は、排ガス管４８に、脱硝装置、電気集塵機、誘引送風機、脱硫装置等の排ガスを処理する各種装置が設けられ、下流端部に煙突が設けられている。
【００６２】
また、ボイラ１０は、酸素濃度検出部８２と、温度検出部８４，８６，８８，８９，９０，９２，９４と、を有する。酸素濃度検出部８２は、煙道１６の節炭器４７よりも下流側に設置されており、煙道１６の節炭器４７よりも下流を流れる排ガスの酸素濃度を検出する。温度検出部８４は、煙道１６の節炭器４７よりも下流側に設置されており、煙道１６の節炭器４７よりも下流を流れる排ガスの温度を検出する。温度検出部８６は、蒸気ラインＬ３に設置されており、蒸気ラインＬ３を流れる熱媒、つまり、過熱器４１で加熱され、排出された熱媒（蒸気）の温度を検出する。温度検出部８８は、蒸気ラインＬ４に設置されており、蒸気ラインＬ４を流れる熱媒、つまり、過熱器４２で加熱され、排出された熱媒（蒸気）の温度を検出する。温度検出部８９は、蒸気ラインＬ７に設置されており、蒸気ラインＬ７を流れる熱媒、つまり、過熱器４３で加熱され、排出された熱媒（蒸気）の温度を検出する。温度検出部９０は、蒸気ラインＬ６に設置されており、蒸気ラインＬ６を流れる熱媒、つまり、再熱器４５で加熱され、排出された熱媒（蒸気）の温度を検出する。温度検出部９２は、蒸気ラインＬ２に設置されており、蒸気ラインＬ２を流れる熱媒、つまり、再熱器４６で加熱され、排出された熱媒（蒸気）の温度を検出する。温度検出部９４は、蒸気ラインＬ９に設置されており、蒸気ラインＬ９を流れる熱媒、つまり、節炭器４７で加熱され、排出された熱媒（蒸気）の温度を検出する。酸素濃度検出部８２と、温度検出部８４，８６，８８，８９，９０，９２，９４と、は、計測した酸素濃度、温度の情報を制御装置２０に送る。
【００６３】
制御装置２０は、ボイラ１０の各部の動作を制御する装置であり、制御部７０と、記憶部７２と、を有する。制御装置２０は、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力デバイス、モニター、プリンタ等の出力デバイス、通信デバイス等、各部の制御に用いる各種デバイスを備えている。制御部７０は、各部から取得した情報及び設定された条件、記憶部７２に記憶された条件に基づいて、演算処理を行い、各部の動作を制御する。記憶部７２は、制御部７０での処理に必要な各種情報を記憶している。記憶部７２は、基準テーブル７４を記憶している。
【００６４】
基準テーブル７４は、燃料のバナジウム濃度毎（燃料の種類毎）に、未燃Ｃ濃度とＶ２Ｏ４の割合との関係を記憶している。未燃Ｃ濃度とは、ばいじん中の未燃カーボンまたは未燃炭素の割合である。ばいじんの量は、未燃カーボンまたは未燃炭素と無機物の総量となる。Ｖ２Ｏ４の割合とは、燃料のバナジウムの全量に対して生成されるＶ２Ｏ４の割合であり、（排ガス中のＶ２Ｏ４）／（排ガス中のＶ２Ｏ５＋排ガス中のＶ２Ｏ４）である。基準テーブル７４は、例えば、種類が異なる燃料、つまりバナジウム濃度が異なる燃料毎に実験、計測等を行い、算出された図２に示すような未燃Ｃ濃度とＶ２Ｏ４の割合との関係を記憶している。ここで、図２は、基準テーブルの一例を示す模式図である。図２に示すようにバナジウム濃度が異なると、未燃Ｃ濃度とＶ２Ｏ４の割合との関係も変化する。なお、図２では、第１サンプル、第２サンプルの２つについて示したが、燃料の種類は２つに限定されない。
【００６５】
ボイラ１０は、燃料供給部１２によって燃料供給源２６から燃焼バーナ２１，２２，２３，２４に供給される。また、空気供給源１４によって燃焼用空気が空気供給管３７から風箱３６を介して各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４に供給される。すると、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４は、燃料である残渣油を火炉１１に吹き込むと共に燃焼用空気を火炉１１に吹き込み、このときに着火することで火炎を形成することができる。この火炉１１では、燃料と燃焼用空気とが燃焼して火炎が生じ、この火炉１１内の下部で火炎が生じると、燃焼ガス（排ガス）がこの火炉１１内を上昇し、煙道１６に排出される。
【００６６】
なお、火炉１１では、空気の供給量が残渣油の供給量に対して理論空気量未満となるように設定されることで、内部が還元雰囲気に保持される。その後、アディショナルエアが追加供給されることで残渣油の酸化燃焼が完結され、残渣油の燃焼によるＮＯｘの発生量が低減される。
【００６７】
このとき、図示しない熱媒供給源から供給された水（熱媒）は、節炭器４７によって予熱された後、図示しない蒸気ドラム等の熱媒利用器に供給され火炉壁の各水管に供給される間に加熱されて飽和蒸気となり、図示しない蒸気ドラムに送り込まれる。さらに、図示しない蒸気ドラムの飽和蒸気は再熱器４５、４６に導入された後、過熱器４１，４２，４３に導入され、燃焼ガスによって過熱される。過熱器４１，４２，４３で生成された過熱蒸気はタービンに供給される。なお、火炉１１をドラム型（蒸気ドラム）として説明したが、この構造に限定されるものではない。
【００６８】
また、煙道１６の節炭器４７を通過した排ガスは、排ガス管４８にて、図示しない脱硝装置にて、触媒によりＮＯｘなどの有害物質が除去され、電気集塵機で粒子状物質が除去され、脱硫装置により硫黄分が除去された後、煙突から大気中に排出される。
【００６９】
次に、図３から図８を用いて、制御装置による制御動作の各例について説明する。図３は、制御装置による制御動作の一例を示すフローチャートである。図４は、未燃Ｃ濃度と空燃比との関係の一例を示す模式図である。制御装置２０は、ボイラ１０の稼動時中、図３の処理を繰り返し行ってもよいし、燃料の情報が更新されるごとに実行してもよい。
【００７０】
制御装置２０は、燃料中のバナジウム（Ｖ）濃度を取得する（ステップＳ１０）。制御装置２０は、オペレータによる入力、検出装置の検出結果等の情報を取得することで、バナジウム濃度を取得する。制御装置２０は、燃料の情報を取得し、燃料の情報からバナジウム濃度を取得してもよい。
【００７１】
制御装置２０は、バナジウム濃度を取得したら、基準テーブル７４から対応する関係を読み出す（ステップＳ１２）。制御装置２０は、燃料のバナジウム濃度から記憶部７２に記憶されている未燃Ｃ濃度とＶ２Ｏ４の割合との関係を特定し、読み出す。
【００７２】
制御装置２０は、読み出した関係に基づいて、未燃Ｃ濃度（ばいじん中の未燃Ｃの割合）を決定する（ステップＳ１４）。具体的には、制御装置２０は、読み出した関係と、予め設定された条件に基づいて、Ｖ２Ｏ４が所定の割合以上となる未燃Ｃ濃度を特定し、特定した未燃Ｃ濃度を決定した未燃Ｃ濃度とする。
【００７３】
制御装置２０は、未燃Ｃ濃度に基づいて、空燃比を決定する（ステップＳ１６）。制御装置２０は、運転条件と未燃Ｃ濃度との関係を予め記憶しておき、予め記憶した運転条件と未燃Ｃ濃度とから、決定した未燃Ｃ濃度となる空燃比を決定する。制御装置２０は、未燃Ｃ濃度と空燃比との関係として、図４に示すような、空燃比が高くなるにつれて未燃Ｃ濃度が小さくなり、かつ増加率が小さくなる反比例に似た曲線の関係を記憶している。制御装置２０は、図４に示す関係と未燃Ｃ濃度とに基づいて空燃比を決定する。制御装置２０は、空燃比を決定したら、決定に基づいて燃料と空気を供給する（ステップＳ１８）。ここで、制御装置２０は、酸素濃度検出部８２で検出される酸素濃度に基づいて、空燃比を制御する。つまり、酸素濃度検出部８２で検出される節炭器４７の下流側における酸素濃度に基づいて、節炭器４７の下流側における空燃比を制御する。制御装置２０は、ボイラ１０の運転が停止されるまで、または空燃比が変更されるまで、継続的に同様の条件で燃料と空気を供給する。
【００７４】
制御装置２０は、燃料のバナジウム濃度に基づいて、ばいじん中の未燃Ｃの割合を調整することで、Ｖ２Ｏ５の生成を抑制することができ、バナジウムアタックの発生を抑制することができる。このように、ばいじん中の未燃Ｃの割合を制御することで、下記反応が生じやすい雰囲気を作ることができる。
Ｃ＋（１／２）Ｏ２→ＣＯ
Ｖ2Ｏ5＋ＣＯ→Ｖ2Ｏ4＋ＣＯ2
これにより、Ｖ2Ｏ5の生成を抑制することができ、Ｖ2Ｏ5が伝熱部１８の伝熱管に付着することを抑制することができる。
【００７５】
未燃Ｃ濃度を調整することで、未燃Ｃ濃度が必要以上に高くなることを抑制できる。これにより、燃料を効率よく燃焼させることができ、バナジウムアタックによる腐食を抑制しつつ、燃料の燃焼効率も維持することができる。
【００７６】
また、本実施形態の制御装置２０は、燃料のバナジウム濃度毎に、ばいじん中の未燃Ｃの割合と、バナジウムの全量に対して生成されるＶ２Ｏ４の割合との関係を備え、燃料のバナジウム濃度に基づいて、対応する関係を読み出し、読み出した関係に基づいて、生成されるＶ２Ｏ４の割合を設定した値以上とするばいじん中の未燃Ｃの割合を決定し、決定に基づいて、燃料の燃焼時に生成されるばいじん中の未燃Ｃの割合を制御する。このように、予め備えている関係に基づいて、ばいじん中の未燃Ｃの割合を調整することで、より確実にＶ２Ｏ４の割合を設定した値以上とすることができる。これにより、Ｖ２Ｏ５の生成を抑制することができ、バナジウムアタックの発生を抑制することができる。
【００７７】
また、本実施形態では、未燃Ｃ濃度とＶ２Ｏ４の割合との関係としたが、Ｖ２Ｏ４に換えて、Ｖ２Ｏ５を用いてもよい。この場合、Ｖ２Ｏ４の場合は、Ｖ２Ｏ４が設定した割合以上となるように制御を行ったが、Ｖ２Ｏ５の場合は、Ｖ２Ｏ５が設定した割合以下（または設定した割合未満）となるように制御を行えばよい。
【００７８】
図５は、制御装置による制御動作の一例を示すフローチャートである。図５に示す処理は、燃焼の条件が図３で決定した未燃Ｃ濃度となるように調整する制御の一例である。制御装置２０は、図５に示す制御を運転中連続して実行してもよいし、一定間隔で実行してもよい。
【００７９】
制御装置２０は、酸素濃度を検出する（ステップＳ２０）。具体的には、制御装置２０は、酸素濃度検出部８２が検出した酸素濃度の情報を取得する。制御装置２０は、酸素濃度を検出したら、酸素濃度に基づいて、未燃Ｃ濃度を決定する（ステップＳ２２）。制御装置２０は、排ガスに含まれる酸素の濃度と火炉１１に供給した空気、燃料とに基づいて、現状の燃焼条件における未燃Ｃ濃度を検出する。
【００８０】
制御装置２０は、未燃Ｃ濃度を決定したら、未燃Ｃ濃度が下限より低いかを判定する（ステップＳ２４）。ここで、下限は、予め決定された未燃Ｃ濃度を基準とした許容範囲の下限である。これにより、制御装置２０は、検出した現状の燃焼条件における未燃Ｃ濃度が目標として決定した未燃Ｃ濃度の許容範囲に含まれているかを判定する。
【００８１】
制御装置２０は、未燃Ｃ濃度が下限より低い（ステップＳ２４でＹｅｓ）と判定したら、供給空気量を減少させる（ステップＳ２６）。空気量を減少させることで、燃料が燃焼されにくい状態とし、未燃Ｃ濃度を上昇させる。
【００８２】
制御装置２０は、未燃Ｃ濃度が下限以上である（ステップＳ２４でＮｏ）と判定したら、未燃Ｃ濃度が上限より高いかを判定する（ステップＳ２８）。ここで、上限は、予め決定された未燃Ｃ濃度を基準とした許容範囲の上限である。これにより、制御装置２０は、検出した現状の燃焼条件における未燃Ｃ濃度が目標として決定した未燃Ｃ濃度の許容範囲に含まれているかを判定する。
【００８３】
制御装置２０は、未燃Ｃ濃度が上限より高い（ステップＳ２８でＹｅｓ）と判定したら、供給空気量を増加させる（ステップＳ３０）。空気量を増加させることで、燃料が燃焼されやすい状態とし、未燃Ｃ濃度を減少させる。
【００８４】
制御装置２０は、未燃Ｃ濃度が上限以下である（ステップＳ２８でＮｏ）と判定したら、適正範囲であると判定して、そのまま処理を終了する。
【００８５】
制御装置２０は、図５に示すように、火炉から排出され、煙道を流れる排ガスの酸素濃度を検出し、検出した酸素濃度に基づいてばいじん中の未燃Ｃの割合を決定し、決定結果に基づいて火炉における燃焼条件を制御する。このように、酸素濃度に基づいて、ばいじん中の未燃Ｃの割合を決定し、決定結果に基づいて、火炉１１の燃焼条件を制御することで、ばいじん中の未燃Ｃの割合を、目標のばいじん中の未燃Ｃの割合に近づけることができる。これにより、Ｖ２Ｏ５の生成をより確実に抑制することができ、バナジウムアタックの発生を抑制することができる。
【００８６】
また、本実施形態のように、酸素濃度検出部８２で節炭器４７を通過した排ガスの酸素濃度を検出することで、安定した状態の排ガス、つまり、燃焼反応が実質的に終了した排ガスの酸素濃度を計測することができ、計測精度を高くすることができる。
【００８７】
また、ボイラ１０は、空気の供給量を調整して、ばいじん中の未燃Ｃの割合を調整することで、火炉内の空気と燃料のバランスを調整することができ、ばいじん中の未燃Ｃの割合を好適に調整することができる。
【００８８】
また、上記実施形態は、空気供給部１２から供給する空気量を調整したが、空気量に換えてまたは加えて、燃料供給部１４から火炉１１に供給する燃料の量を調整して、ばいじん中の未燃Ｃの割合を調整してもよい。
【００８９】
図６は、制御装置による制御動作の一例を示すフローチャートである。図６に示す処理は、燃焼の条件が図３で決定した未燃Ｃ濃度となるように調整する制御の一例である。図６に示すよりは、空気量に換えて、燃料の供給量を調整する点以外は、図５に示す処理と同様の処理である。したがって、図６の制御のうち、図５の制御と同様のステップには、同一のステップ番号を付して詳細な説明は省略する。制御装置２０は、図６に示す制御を運転中連続して実行してもよいし、一定間隔で実行してもよい。また、制御部２０は、図５に示す制御と図６に示す制御を並行して実行してもよい。
【００９０】
制御装置２０は、酸素濃度を検出し（ステップＳ２０）、酸素濃度に基づいて未燃Ｃ濃度を決定し（ステップＳ２２）、未燃Ｃ濃度が下限より低いかを判定する（ステップＳ２４）。
【００９１】
制御装置２０は、未燃Ｃ濃度が下限より低い（ステップＳ２４でＹｅｓ）と判定したら、燃料供給量を増加させる（ステップＳ３２）。燃料の供給量を増加させることで、燃料が燃焼されにくい状態とし、未燃Ｃ濃度を上昇させる。
【００９２】
制御装置２０は、未燃Ｃ濃度が下限以上である（ステップＳ２４でＮｏ）と判定したら、未燃Ｃ濃度が上限より高いかを判定する（ステップＳ２８）。制御装置２０は、未燃Ｃ濃度が上限より高い（ステップＳ２８でＹｅｓ）と判定したら、燃料供給量を減少させる（ステップＳ３０）。燃料の供給量を減少させることで、燃料が燃焼されやすい状態とし、未燃Ｃ濃度を減少させる。制御装置２０は、未燃Ｃ濃度が上限以下である（ステップＳ２８でＮｏ）と判定したら、適正範囲であると判定して、そのまま処理を終了する。このように、制御装置２０は、燃料の供給量を調整することで、火炉１１内の空気と燃料のバランスを調整することができ、ばいじん中の未燃Ｃの割合を好適に調整することができる。
【００９３】
図７は、制御装置による制御動作の一例を示すフローチャートである。図７に示す処理は、燃焼の条件が図３で決定した未燃Ｃ濃度となるように調整する制御の一例であり、Ｖ２Ｏ５の発生状態を伝熱部１８の伝熱管の表面の汚れ、つまり伝面汚れに基づいて判定し、その結果に基づいて、Ｖ２Ｏ４が所定の割合以上発生する未燃Ｃ濃度で燃焼が行われているか判定をし、燃焼条件を調整する。制御装置２０は、図７に示す制御を運転中連続して実行してもよいし、一定間隔で実行してもよい。また、制御装置２０は、図７に示す処理を図５に示す処理と並列で処理することができる。
【００９４】
制御装置２０は、蒸気温度及び出口ガス温度を検出する（ステップＳ４０）。制御装置２０は、出口ガス温度として、温度検出部８４で検出した伝熱部１８の節炭器４７を通過した排ガスの温度を検出し、蒸気温度として、温度検出部８６，８８，８９，９０，９２，９４で検出した、伝熱部１８の過熱器４１，４２，４３、再熱器４５，４６、節炭器４７のそれぞれから排出された熱媒（蒸気）の温度を検出する。なお、本実施形態では、伝熱部１８の過熱器４１，４２，４３、再熱器４５，４６、節炭器４７のそれぞれから排出された熱媒（蒸気）の温度を検出したが、少なくとも１つから排出された熱媒（蒸気）の温度を検出すればよい。
【００９５】
制御装置２０は、蒸気温度及び出口ガス温度を検出したら、伝面汚れを検出する（ステップＳ４２）。制御装置２０は、排ガスの出口温度の変化と、蒸気温度の変化に基づいて、熱交換の状態を検出する。
【００９６】
制御装置２０は、伝面汚れを検出したら、伝面汚れが増加したかを判定する（ステップＳ４４）。例えば、制御装置２０は、蒸気温度が低下した場合、伝熱管の表面汚れが付着した、つまり伝面汚れが増加したと判定する。また、制御装置２０は、排ガスの出口温度の低下に対して、蒸気温度の上昇幅が小さい場合、伝面汚れが増加したと判定する。制御装置２０は、伝面汚れが増加した（ステップＳ４４でＹｅｓ）と判定したら、供給空気量を減少させる（ステップＳ４６）。制御装置２０は、例えば制御弁の開度を小さくして、空気が流れる流路を絞り、空気量を減少させることで、燃料が燃焼されにくい状態とし、未燃Ｃ濃度を上昇させ、Ｖ２Ｏ５が発生しにくい状態とする。ここで、制御装置２０は、例えば、図２に示す基準テーブル７４の関係に基づいて、Ｖ２Ｏ４／（Ｖ２Ｏ４＋Ｖ２Ｏ５）を約５０％とすることを目標値として制御を行う場合、検出した未燃損失が、約０．２となるように、制御を行う。制御装置２０は、伝面汚れが増加していない（ステップＳ４４でＮｏ）と判定したら、本処理を終了する。
【００９７】
制御装置２０は、伝面汚れを検出し、その結果に基づいて、燃焼条件を制御し、実際の未燃Ｃ濃度を調整することで、Ｖ２Ｏ５が発生しにくい状態とすることができる。これによりバナジウムアタックによる腐食の発生を抑制することができる。
【００９８】
図８は、制御装置による制御動作の一例を示すフローチャートである。図８に示す処理は、燃焼の条件が図３で決定した未燃Ｃ濃度に基づいた制御をさらに補助する処理である。
【００９９】
制御装置２０は、未燃Ｃ濃度を取得し（ステップＳ６０）、Ｖ２Ｏ４の割合を取得する（ステップＳ６２）。Ｖ２Ｏ４の割合とは、燃料中のバナジウムの量に対して生成されるＶ２Ｏ４の割合である。Ｖ２Ｏ４の割合は、基準テーブル７４に記憶された関係と未燃Ｃ濃度とで算出することができる。
【０１００】
制御装置２０は、未燃Ｃ濃度とＶ２Ｏ４の割合を取得したら、未燃Ｃ濃度に対するＶ２Ｏ４の割合が閾値未満であるかを判定する（ステップＳ６４）。未燃Ｃ濃度に対するＶ２Ｏ４の割合とは、（（排ガス中のＶ２Ｏ４）／（排ガス中のＶ２Ｏ５＋排ガス中のＶ２Ｏ４））／未燃Ｃ濃度である。
【０１０１】
制御装置２０は、未燃Ｃ濃度に対するＶ２Ｏ４の割合が閾値未満である（ステップＳ６４でＹｅｓ）と判定したら、添加剤の注入量を決定し（ステップＳ６６）、決定した注入量での添加剤の注入を開始し（ステップＳ６８）、本処理を終了する。これにより、制御装置２０は、Ｖ２Ｏ４の割合に対して未燃Ｃ濃度が高い、つまり、Ｖ２Ｏ５を減らすために生成される未燃Ｃが所定の値よりも多くなっていると判定した場合、添加剤を注入する。なお、この場合、添加剤の注入量に合わせて、決定した未燃Ｃ濃度を補正する。具体的には、決定した未燃Ｃ濃度を低くする。
【０１０２】
制御装置２０は、未燃Ｃ濃度に対するＶ２Ｏ４の割合が閾値以上である（ステップＳ６４でＮｏ）と判定したら、処理を終了する。
【０１０３】
このように、添加剤注入部を設け、未燃Ｃ濃度に対してＶ２Ｏ４の割合が少ない場合、つまり、Ｖ２Ｏ５の生成を抑制するために生成している未燃Ｃの割合が一定より多くなる場合、または、未燃Ｃの割合が多くなっているのに対して、Ｖ２Ｏ５の生成が抑制されず、Ｖ２Ｏ４の割合が少ない場合、添加剤を注入する。これにより、添加剤によってＶ２Ｏ５による腐食（バナジウムアタック）の発生を抑制でき、ことで、未燃Ｃの割合の増加を抑制しつつ、Ｖ２Ｏ５の生成を抑制することができる。必要な未燃Ｃの割合を低減できることで、燃焼効率を向上させることができる。また、制御装置２０は、未燃Ｃ濃度に対してＶ２Ｏ４の割合が少ない場合のみ、選択的に添加剤を注入することで、添加剤の消費量を低減することができる。
【０１０４】
また、制御装置２０は、燃料のバナジウム濃度及び未燃Ｃ濃度の少なくとも一方に基づいて、添加剤の注入量を決定することが好ましい。これにより、注入する添加剤の量が多くなりすぎることを抑制することができ、添加剤の消費量を低減することができる。これにより、添加剤を使用する場合も使用する添加剤を少なくし、効率よく使用することができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１０  ボイラ
１１  火炉
１２  燃料供給部
１４  空気供給部
１６  煙道
１８  伝熱部
２０  制御装置
２１，２２，２３，２４  燃焼バーナ
２５  燃料供給管
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ  分岐管
２６  燃料供給源
２７  バルブ
２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ  バルブ
３６  風箱
３７  空気供給管
３８  送風機
４１，４２，４３  過熱器
４５，４６  再熱器
４７  節炭器
４８  排ガス管
４９  エアヒータ
５２  ガス再循環ダクト
５４  送風機
７０  制御部
７２  記憶部
７４  基準テーブル
８２  酸素濃度検出部
８４，８６，８８，８９，９０，９２，９４  温度検出部
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９  蒸気ライン
【図１】
2015117843.tif 000003
【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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