(57)【要約】【課題】重金属が石炭灰から外部に溶出する可能性を減らすことができるとともに、過剰な量の溶出防止剤の添加によってボイラスラッキングによる伝熱阻害などが発生することを抑えることができる制御装置を提供する。【解決手段】制御装置１が制御する石炭燃焼装置２は、石炭燃焼ボイラ２０で石炭を燃焼することにより発生する石炭灰に含まれる重金属が外部に溶出することを防止するための溶出防止剤を石炭に添加する溶出防止剤添加装置３２を有する。また、制御装置１のＣＰＵ９２は、この溶出防止剤添加装置３２に対し、石炭に含まれる灰分に対応する灰分データ、石炭に含まれるカルシウムの濃度に対応する濃度データ、および石炭燃焼装置２で消費する石炭の消費量に対応する消費量データに基づいて算出された添加量の溶出防止剤を添加する制御を行う。【選択図】図７
2007255809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭燃焼ボイラと、
前記石炭燃焼ボイラで石炭を燃焼することにより発生する石炭灰に含まれる重金属が外部に溶出することを防止するための溶出防止剤を該石炭に添加する溶出防止剤添加装置と、
を有する石炭燃焼装置を制御する制御装置であって、
前記石炭に含まれる灰分に対応する灰分データを格納する灰分データ格納手段と、
前記石炭に含まれる所定の金属元素の濃度に対応する濃度データを格納する濃度データ格納手段と、
前記石炭燃焼ボイラで消費する前記石炭の消費量に対応する消費量データを格納する消費量データ格納手段と、
前記灰分データ、前記濃度データ、および前記消費量データに基づいて前記溶出防止剤の添加量を算出する添加量算出手段と、
前記溶出防止剤添加装置に対し、前記添加量算出手段により算出された添加量の溶出防止剤を前記石炭に添加する制御を行う添加量制御手段と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置において、
前記灰分データおよび前記濃度データに基づいて、前記石炭灰に含まれる前記所定の金属元素の濃度を算出する濃度算出手段を備え、
前記添加量算出手段は、前記濃度算出手段により算出された前記所定の金属元素の濃度が所定の濃度未満であることを条件に、前記溶出防止剤の添加量を算出することを特徴とする制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の制御装置において、
前記石炭燃焼ボイラに接続される発電機にかかる負荷が変動しているか否かを判別する負荷変動判別手段と、
前記負荷変動判別手段により前記負荷が変動していると判別されることを条件に、前記消費量データ格納手段により格納される消費量データを別の消費量データに切り換える消費量データ切換手段と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の制御装置において、
前記石炭燃焼ボイラに投入する石炭の種類が変更されているか否かを判別する炭種変更判別手段と、
前記炭種変更判別手段により変更されていると判別されることを条件に、前記灰分データ格納手段により格納される灰分データを別の灰分データに切り換える灰分データ切換手段と、
前記炭種変更判別手段により変更されていると判別されることを条件に、前記濃度データ格納手段により格納される濃度データを別の濃度データに切り換える濃度データ切換手段と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の制御装置において、
前記石炭燃焼装置は、
前記石炭を貯蔵する複数の石炭サイロを有し、
管理者の入力操作により、前記石炭燃焼ボイラに石炭を投入する石炭サイロを選択する選択信号を受信する選択信号受信手段と、
前記複数の石炭サイロのうち、前記選択信号に対応する石炭サイロのデータを格納する石炭サイロデータ格納手段と、
前記選択信号受信手段により選択信号が受信された場合、前記石炭サイロデータ格納手段に石炭サイロのデータが格納されていることを条件に、前記選択信号受信手段から受信した選択信号に対応する石炭サイロのデータと前記石炭サイロデータ格納手段に格納されている石炭サイロのデータを比較する比較手段と、
を備え、
前記炭種変更判別手段は、前記比較手段により、前記選択信号受信手段から受信した選択信号に対応する石炭サイロのデータと前記石炭サイロデータ格納手段に格納されている石炭サイロのデータとが異なるデータであると判別されることを条件に、前記石炭燃焼ボイラに投入する石炭の種類が変更されていると判別することを特徴とする制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の制御装置において、
前記複数の石炭サイロのそれぞれは、貯蔵している石炭の量を測定するための貯蔵量測定器を有し、
前記炭種変更判別手段は、前記石炭サイロデータ格納手段により格納される石炭サイロのデータに対応する石炭サイロに貯蔵される石炭の量が、前記貯蔵量測定器によりゼロであると測定されることを条件に、前記石炭燃焼ボイラに投入する石炭の種類が変更されていると判別することを特徴とする制御装置。
【請求項７】
請求項４から６のいずれかに記載の制御装置において、
前記炭種変更判別手段により変更されていると判別されたときを基準に計時する計時手段を備え、
前記灰分データ切換手段は、前記計時手段により所定の時間が計時されることを条件に、前記灰分データを別の灰分データに切り換え、
前記濃度データ切換手段は、前記計時手段により所定の時間が計時されることを条件に、前記濃度データを別の濃度データに切り換えることを特徴とする制御装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の制御装置において、
前記石炭を投入する投入口を有し、この投入口から投入された石炭と前記溶出防止剤添加装置から添加される溶出防止剤とを混合する混合装置を備え、
前記投入口の近傍には、前記投入口から前記混合装置に前記石炭が投入されていることを検知するセンサが設けられ、
前記センサが検知しているか否かを判別する検知判別手段をさらに備え、
前記添加量制御手段は、前記検知判別手段により検知していると判別されることを条件に前記溶出防止剤を前記石炭に添加する制御を行うことを特徴とする制御装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の制御装置において、
前記石炭燃焼装置は、
前記石炭燃焼ボイラで石炭を燃焼することにより発生する排ガスに含まれる硫黄化合物を除去するための脱硫装置と、
前記脱硫装置に中和剤を添加するための中和剤添加装置と、
を有し、
前記溶出防止剤および前記中和剤はいずれも石灰石であり、前記所定の金属元素はカルシウムであ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、例えば、石炭燃焼装置を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭を石炭燃焼装置で燃焼すると、排ガスおよび石炭灰が生じる。排ガスは、エアヒータ、電気集塵器などを有する煙道を通り、石炭燃焼装置の外に排出される。排ガスには、煙道の側壁などを腐食する硫黄酸化物が含まれ、この硫黄酸化物による腐食の結果、煙道が閉塞障害を起こす可能性がある。一方、石炭灰は、微量元素としてクロムなどの重金属を含み、これら重金属が石炭灰から外部に溶出する可能性がある。
【０００３】
煙道が閉塞障害を起こす可能性を減らすため、炭酸水素マグネシウム又は炭酸水素カルシウムの水溶液からなる添加剤を、燃焼用空気中、燃焼装置内、燃焼装置の下流の煙道などに添加し、排ガスの中和処理を行うことが知られている（特許文献１参照）。この中和処理によれば、石炭の使用により発生する硫黄酸化物を効率よくかつ安全に除去することができる。
【特許文献１】特開２００２−５２３１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した添加剤は、重金属が外部に溶出することを抑える目的で石炭に添加するものではない。ここで、重金属が石炭灰から外部に溶出する可能性を減らす目的で石炭に添加剤を使用することについて検討すると、十分な溶出防止効果を得るためには、発生する石炭灰の量に応じた所定量以上の添加剤を添加する必要がある。一方で、過剰な量の添加剤を石炭に添加すると、ボイラスラッキングによる伝熱阻害などが添加剤によって発生する可能性がある。石炭燃焼装置の管理者にとってみれば、不必要な添加剤の購入や不必要な腐食対策を行うことになり、必要最低限の量の添加剤を添加する場合に比べ、石炭燃焼ボイラを運転する経済性が劣る。したがって、管理者からは、石炭燃焼装置に添加する添加剤の量を必要最低限の量に調整することが可能な制御装置の提供が求められている。
【０００５】
本発明の目的は、石炭燃焼ボイラに添加する添加剤の量を必要最低限の量に調整することが可能な制御装置を提供することである。
【０００６】
より具体的には、本発明では、以下のようなものを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）  石炭燃焼ボイラと、前記石炭燃焼ボイラで石炭を燃焼することにより発生する石炭灰に含まれる重金属が外部に溶出することを防止するための溶出防止剤を該石炭に添加する溶出防止剤添加装置と、を有する石炭燃焼装置を制御する制御装置であって、前記石炭に含まれる灰分に対応する灰分データを格納する灰分データ格納手段と、前記石炭に含まれる所定の金属元素の濃度に対応する濃度データを格納する濃度データ格納手段と、前記石炭燃焼ボイラで消費する前記石炭の消費量に対応する消費量データを格納する消費量データ格納手段と、前記灰分データ、前記濃度データ、および前記消費量データに基づいて前記溶出防止剤の添加量を算出する添加量算出手段と、前記溶出防止剤添加装置に対し、前記添加量算出手段により算出された添加量の溶出防止剤を前記石炭に添加する制御を行う添加量制御手段と、を備えることを特徴とする制御装置。
【０００８】
（１）の発明によれば、石炭燃焼装置は、溶出防止剤を石炭に添加する溶出防止剤添加装置を有し、添加量制御手段は、この溶出防止剤添加装置に対し、灰分データ、濃度データ、および消費量データに基づいて算出された添加量の溶出防止剤を添加する制御を行う。これにより、溶出防止剤添加装置から石炭に添加する溶出防止剤の量を必要最小限に抑えることができるので、重金属が石炭灰から外部に溶出する可能性を減らすことができるとともに、過剰な量の溶出防止剤の添加によってボイラスラッキングによる伝熱阻害などが発生することを抑えることができる。したがって、不必要な添加剤の購入や不必要な伝熱阻害対策などを行う必要がなくなるので、管理者の負担を軽減することができるとともに、石炭燃焼装置の使用コストを抑えることができる。
【０００９】
（２）  （１）に記載の制御装置において、前記灰分データおよび前記濃度データに基づいて、前記石炭灰に含まれる前記所定の金属元素の濃度を算出する濃度算出手段を備え、前記添加量算出手段は、前記濃度算出手段により算出された前記所定の金属元素の濃度が所定の濃度未満であることを条件に、前記溶出防止剤の添加量を算出することを特徴とする制御装置。
【００１０】
（２）の発明によれば、添加量算出手段は、石炭灰に含まれる所定の金属元素の濃度が所定の濃度未満である場合には、溶出防止剤の添加量を算出し、所定の濃度未満ではない場合には、溶出防止剤の添加量を算出しない。これにより、特に所定の金属元素の濃度が所定の濃度未満ではない場合には、溶出防止剤を用いることなく重金属の溶出を防止することができるので、結果として石炭燃焼装置の使用コストを抑えることができる。
【００１１】
（３）  （１）または（２）に記載の制御装置において、前記石炭燃焼ボイラに接続される発電機にかかる負荷が変動しているか否かを判別する負荷変動判別手段と、前記負荷変動判別手段により前記負荷が変動していると判別されることを条件に、前記消費量データ格納手段により格納される消費量データを別の消費量データに切り換える消費量データ切換手段と、を備えることを特徴とする制御装置。
【００１２】
（３）の発明によれば、溶出防止剤添加装置から石炭灰回収サイロに添加する溶出防止剤の量を、発電機にかかる負荷に応じて切り換えることができるので、負荷を高めた場合には、溶出防止剤の不足により重金属が石炭灰から外部に溶出することを抑えることができる。これに対し、負荷を下げた場合には、過剰な量の溶出防止剤の添加による石炭燃焼装置の腐食を抑えることができる。したがって、管理者の負担を軽減することができるとともに、石炭燃焼装置の使用コストを抑えることができる。
【００１３】
（４）  （１）から（３）のいずれかに記載の制御装置において、前記石炭燃焼ボイラに投入する石炭の種類が変更されているか否かを判別する炭種変更判別手段と、前記炭種変更判別手段により変更されていると判別されることを条件に、前記灰分データ格納手段により格納される灰分データを別の灰分データに切り換える灰分データ切換手段と、前記炭種変更判別手段により変更されていると判別されることを条件に、前記濃度データ格納手段により格納される濃度データを別の濃度データに切り換える濃度データ切換手段と、を備えることを特徴とする制御装置。
【００１４】
（４）の発明によれば、石炭燃焼ボイラに投入する石炭の種類が変更された場合には、溶出防止剤添加装置から石炭灰回収サイロに添加する溶出防止剤の量を切り換えることができる。これにより、変更後の石炭に含まれる所定の金属元素の濃度が変更前の濃度に比べ低い場合には、溶出防止剤の不足により重金属が石炭灰から外部に溶出することを抑えることができる。これに対し、変更後の石炭に含まれる所定の金属元素の濃度が変更前の濃度に比べ高い場合には、過剰な量の溶出防止剤の添加による石炭燃焼装置の腐食を抑えることができる。したがって、管理者の負担を軽減することができるとともに、石炭燃焼装置の使用コストを抑えることができる。
【００１５】
（５）  （４）に記載の制御装置において、前記石炭燃焼装置は、前記石炭を貯蔵する複数の石炭サイロを有し、管理者の入力操作により、前記石炭燃焼ボイラに石炭を投入する石炭サイロを選択する選択信号を受信する選択信号受信手段と、前記複数の石炭サイロのうち、前記選択信号に対応する石炭サイロのデータを格納する石炭サイロデータ格納手段と、前記選択信号受信手段により選択信号が受信された場合、前記石炭サイロデータ格納手段に石炭サイロのデータが格納されていることを条件に、前記選択信号受信手段から受信した選択信号に対応する石炭サイロのデータと前記石炭サイロデータ格納手段に格納されている石炭サイロのデータを比較する比較手段と、を備え、前記炭種変更判別手段は、前記比較手段により、前記選択信号受信手段から受信した選択信号に対応する石炭サイロのデータと前記石炭サイロデータ格納手段に格納されている石炭サイロのデータとが異なるデータであると判別されることを条件に、前記石炭燃焼ボイラに投入する石炭の種類が変更されていると判別することを特徴とする制御装置。
【００１６】
（５）の発明によれば、選択信号受信手段から受信した選択信号に対応する石炭サイロのデータと石炭サイロデータ格納手段に格納されている石炭サイロのデータとが異なるデータであると判別された後の石炭に含まれる所定の金属元素の濃度が、判別される前の濃度に比べ低い場合には、溶出防止剤の不足により重金属が石炭灰から外部に溶出することを抑えることができる。これに対し、選択信号受信手段から受信した選択信号に対応する石炭サイロのデータと石炭サイロデータ格納手段に格納されている石炭サイロのデータとが異なるデータであると判別された後の石炭に含まれる所定の金属元素の濃度が、判別される前の濃度に比べ高い場合には、過剰な量の溶出防止剤の添加による石炭燃焼装置の腐食を抑えることができる。したがって、管理者の負担を軽減することができるとともに、石炭燃焼装置の使用コストを抑えることができる。
【００１７】
（６）  （５）に記載の制御装置において、前記複数の石炭サイロのそれぞれは、貯蔵している石炭の量を測定するための貯蔵量測定器を有し、前記炭種変更判別手段は、前記石炭サイロデータ格納手段により格納される石炭サイロのデータに対応する石炭サイロに貯蔵される石炭の量が、前記貯蔵量測定器によりゼロであると測定されることを条件に、前記石炭燃焼ボイラに投入する石炭の種類が変更されていると判別することを特徴とする制御装置。
【００１８】
（６）の発明によれば、石炭サイロに貯蔵される石炭の量が貯蔵量測定器によりゼロであると測定された後の石炭に含まれる所定の金属元素の濃度が、測定される前の濃度に比べ低い場合には、溶出防止剤の不足により重金属が石炭灰から外部に溶出することを抑えることができる。これに対し、石炭サイロに貯蔵される石炭の量が貯蔵量測定器によりゼロであると測定された後の石炭に含まれる所定の金属元素の濃度が、測定される前の濃度に比べ高い場合には、過剰な量の溶出防止剤の添加による石炭燃焼装置の腐食を抑えることができる。したがって、管理者の負担を軽減することができるとともに、石炭燃焼装置の使用コストを抑えることができる。
【００１９】
（７）  （４）から（６）のいずれかに記載の制御装置において、前記炭種変更判別手段により変更されていると判別されたときを基準に計時する計時手段を備え、前記灰分データ切換手段は、前記計時手段により所定の時間が計時されることを条件に、前記灰分データを別の灰分データに切り換え、前記濃度データ切換手段は、前記計時手段により所定の時間が計時されることを条件に、前記濃度データを別の濃度データに切り換えることを特徴とする制御装置。
【００２０】
（７）の発明によれば、炭種変更判別手段により変更されていると判別されても、計時手段が所定の時間を計時するまでの間は、灰分データ切換手段および濃度データ切換手段により灰分データおよび濃度データが切り換えられることはない。これにより、炭種変更判別手段により変更されていると判別されてから変更後の石炭の燃焼後に発生する石炭灰が実際に石炭灰回収サイロに貯蔵されるまでの間は、変更前の灰分データおよび濃度データに基づいて溶出防止剤を添加することができる。したがって、溶出防止剤添加装置から石炭灰回収サイロに添加する溶出防止剤の量をより厳密に規定することができる。
【００２１】
（８）  （１）から（７）のいずれかに記載の制御装置において、前記石炭を投入する投入口を有し、この投入口から投入された石炭と前記溶出防止剤添加装置から添加される溶出防止剤とを混合する混合装置を備え、前記投入口の近傍には、前記投入口から前記混合装置に前記石炭が投入されていることを検知するセンサが設けられ、前記センサが検知しているか否かを判別する検知判別手段をさらに備え、前記添加量制御手段は、前記検知判別手段により検知していると判別されることを条件に前記溶出防止剤を前記石炭に添加する制御を行うことを特徴とする制御装置。
【００２２】
（８）の発明によれば、添加量算出手段により溶出防止剤の添加量が算出されても、溶出防止剤添加装置から混合装置に石炭が投入されていることをセンサが検知するまでの間は、溶出防止剤添加装置から混合装置に溶出防止剤が添加されることはない。したがって、溶出防止剤添加装置から混合装置に添加する溶出防止剤の量をより厳密に規定することができる。
【００２３】
（９）  （１）から（８）のいずれかに記載の制御装置において、前記石炭燃焼装置は、前記石炭燃焼ボイラで石炭を燃焼することにより発生する排ガスに含まれる硫黄化合物を除去するための脱硫装置と、前記脱硫装置に中和剤を添加するための中和剤添加装置と、を有し、前記溶出防止剤および前記中和剤はいずれも石灰石であり、前記所定の金属元素はカルシウムであることを特徴とする制御装置。
【００２４】
（９）の発明によれば、石灰石は、溶出防止剤に適した他の物質に比べ安価なので、石炭灰を低コストで処理することができる。また、一般的に、石炭燃焼ボイラで石炭を燃焼すると排ガスが発生するが、この排ガスには硫黄酸化物が含まれているので、脱硫処理を必要とするが、この脱硫処理でも中和剤として石灰石を使用することができる。したがって、設備面では、溶出防止剤を貯蔵するためのサイロと中和剤を貯蔵するためのサイロとを個別に設ける必要がないので、設備コスト削減することができ、サイロの保守管理の省力化を図ることができる。また、管理面では、同一材料を大量発注することができるので、結果として原材料コストの削減を図ることができるし、在庫管理に必要な銘柄数の削減も行うこともできる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、溶出防止剤添加装置から石炭灰回収サイロに添加する溶出防止剤の量を必要最小限に抑えることができるので、重金属が石炭灰から外部に溶出する可能性を減らすことができるとともに、過剰な量の溶出防止剤の添加によってボイラスラッキングによる伝熱阻害などが発生することを抑えることができる。したがって、不必要な添加剤の購入や不必要な腐食対策を行う必要がなくなるので、管理者の負担を軽減することができるとともに、石炭燃焼装置の使用コストを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について添付した図面を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一実施形態であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。
【００２７】
図１は、本実施形態に係る制御装置１の概略図である。制御装置１は、本体１１と、ディスプレイ１２と、キーボード１３と、を備える。
【００２８】
後述して説明するように、ディスプレイ１２の内部には、ディスプレイ制御回路１００が設けられ、ディスプレイ１２とディスプレイ制御回路１００とは、電気的に接続されている。キーボード１３は、本体１１の内部に設けられているＣＰＵ９２と電気的に接続されている。キーボード１３は、０〜９の数字キー、Ａ〜Ｚのアルファベットキー、カーソルキー、スペースキーおよび複数のファンクションキーなどから構成される。アルファベットキーは、ローマ字入力することで、仮名文字を入力する機能も担う。スペースキーは、基本的に空白文字を入力する機能を担っているが、入力された仮名文字の漢字変換を実行させる機能も担う。カーソルキーは、ディスプレイ１２に表示されるカーソルの移動に用いられる。
【００２９】
図２は、制御装置１が制御する石炭燃焼装置２の概略断面図である。石炭燃焼装置２と制御装置１とは、互いにネットワークを介して接続されている。
【００３０】
石炭燃焼装置２は、石炭燃焼ボイラ２０と、この石炭燃焼ボイラ２０に石炭を添加する石炭添加部３０と、石炭燃焼ボイラ２０で石炭を燃焼することにより発生する排ガスおよび石炭灰から窒素酸化物を除去する脱硝装置４０と、脱硝装置４０を通過した排ガスおよび石炭灰をそれぞれ分離する電気集塵器５０と、電気集塵器５０で分離された排ガスを排出する排ガス排出部６０と、電気集塵器５０で分離された石炭灰を排出する石炭灰排出部７０と、を備える。
【００３１】
ここで、石炭燃焼ボイラ２０で石炭を燃焼すると石炭灰が発生するが、この石炭灰は、排ガスとともに浮遊粒子として石炭燃焼ボイラ２０から脱硝装置４０に移動するフライアッシュと、複数の粒子が相互に凝集することで石炭燃焼ボイラ２０の底部に落下堆積するクリンカアッシュとに大別できる。以下では、石炭灰をフライアッシュとクリンカアッシュとに分けて説明する。
【００３２】
石炭燃焼ボイラ２０の内部には、石炭燃焼ボイラ２０で加熱された蒸気を輸送するための蒸気輸送管２１が設けられている。蒸気輸送管２１は、図示しない発電機を運転させるためのタービン２２に接続されている。
【００３３】
また、石炭燃焼ボイラ２０の底部には、クリンカアッシュを回収するクリンカアッシュ回収サイロ２３が設けられている。このクリンカアッシュ回収サイロ２３は、下方から上方に向かって拡開された形状の水槽である。
【００３４】
石炭添加部３０は、石炭を添加する石炭添加装置３１と、溶出防止剤を添加する溶出防止剤添加装置３２と、石炭添加装置３１から添加される石炭と溶出防止剤添加装置３２から添加される溶出防止剤とを混合する混合装置３３と、この混合装置３３から投入される石炭を微粉にし、微粉にした石炭を石炭燃焼ボイラ２０に添加するミル３４と、を含んで構成される。
【００３５】
石炭添加装置３１の下方には、混合装置３３に投入する石炭の流量を調節するための石炭流量調節バルブ３５が設けられ、溶出防止剤添加装置３２の下方には、混合装置３３に添加する溶出防止剤の流量を調節するための溶出防止剤流量調節バルブ３６が設けられている。また、混合装置３３は、石炭添加装置３１から石炭を投入する投入口を有し、この投入口の近傍には、石炭添加装置３１から石炭が投入されていることを検知するセンサ３７が設けられている。このセンサ３７は、可視光や赤外光などの光を射出する射出部３８と、この射出された光を検出する検出部３９とを含んで構成されている。検出部３９は、射出部３８からの光を検出することにより、石炭添加装置３１から混合装置３３に石炭が投入されているか否かを検出する。
【００３６】
溶出防止剤添加装置３２で貯蔵する溶出防止剤としては、石灰石、酸化カルシウム、消石灰などのカルシウム化合物や水酸化鉄などが挙げられる。
【００３７】
ここで、石炭添加装置３１に投入される石炭は、後述の石炭倉庫３からコンベアを介して投入されたものである。本実施形態では、石炭倉庫３も広い意味で石炭燃焼装置２の一構成要素としている。
【００３８】
脱硝装置４０と電気集塵器５０との間には、石炭燃焼ボイラ２０に供給する燃焼用空気を、脱硝装置４０を通過した排ガスの熱で加熱するエアヒータ４１と、このエアヒータに燃焼用空気を供給する押込通風機４２と、が設けられている。また、脱硝装置４０と電気集塵器５０との間には、脱硝装置４０を通過した排ガスの熱を回収する熱回収機４３が設けられている。
【００３９】
排ガス排出部６０は、排ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置６１と、硫黄酸化物と反応させるために脱硫装置６１に中和剤を添加する中和剤添加装置６２と、脱硫装置６１を通過した排ガスを大気中に排出する煙突６３と、を含んで構成される。中和剤添加装置６２の下方には、脱硫装置６１に添加する中和剤の流量を調節するための中和剤流量調節バルブ６４が設けられている。脱硫装置６１と煙突６３との間には、熱回収機４３で回収した熱で脱硫装置６１を通過した排ガスを過熱する再加熱器６５が設けられている。
【００４０】
脱硫装置６１により副生成物として生成された硫酸塩は、脱硫装置６１の下方に設けられた硫酸塩輸送管を通じて硫酸塩濃縮装置６６に輸送される。硫酸塩濃縮装置６６では、輸送された硫酸塩を濃縮することで濃縮硫酸塩が生成する。生成した濃縮硫酸塩は、硫酸塩濃縮装置６６の下方に設けられた濃縮硫酸塩輸送管６７を通じて図示しない硫酸塩倉庫に輸送される。
【００４１】
中和剤としては、石灰石（炭酸カルシウム）、酸化カルシウム、消石灰（水酸化カルシウム）などのカルシウム化合物、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウムなどのマグネシウム化合物が挙げられる。これらカルシウム化合物やマグネシウム化合物は粉体であってもよいし、スラリーであってもよい。
【００４２】
また、中和剤としては、水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）や炭酸ナトリウム（炭酸ソーダ）の水溶液、アンモニアなども挙げられる。
【００４３】
副生成物としての硫酸塩は、中和剤としてカルシウム化合物を使用する場合には、建築材料などとして使用可能な硫酸カルシウム（石膏）であり、中和剤としてマグネシウム化合物、アンモニアを使用する場合には、肥料として使用可能な硫酸マグネシウムである。したがって、これらの中和剤を使用することによって、排ガスの有効利用を図ることができる。特に、中和剤として石灰石を使用する場合、石灰石は中和剤に適した他の物質に比べ安価なので、排ガスを低コストで脱硫することができる。
【００４４】
石炭灰排出部７０は、電気集塵器５０で分離されるフライアッシュおよび溶出防止剤を貯蔵するフライアッシュ回収サイロ７２と、フライアッシュ、溶出防止剤および水を混練し、水に対して不溶性の化合物を生成する混練機７３と、を含んで構成される。
【００４５】
混練機７３としては、例えば押出造粒機、転動造粒機などの周知の混練機を用いることができる。混練機７３で混練するフライアッシュおよび溶出防止剤は、フライアッシュ回収サイロ７２から供給されたものであり、混練機７３で混練する水は、図示しない水タンクから水輸送管７５を通じて投入されるものである。混練機７３で混練するフライアッシュには、溶出防止剤が含まれているので、混練機７３でフライアッシュ、溶出防止剤および水とを混練することで不溶性の化合物が生成し、この不溶性の化合物は、混練機７３の下方に設けられた排出管７６を介して外部に排出される。
【００４６】
図３は、上述の石炭添加装置３１に投入する石炭を貯蔵する石炭倉庫３の概略図である。石炭倉庫３は、広い意味で石炭燃焼装置２の一構成要素であり、石炭倉庫３と制御装置１とは、互いにネットワークを介して接続されている。
【００４７】
石炭倉庫３は、複数の石炭サイロを含んで構成され、少なくとも第１石炭サイロ８１Ａおよび第２石炭サイロ８１Ｂを備える。簡単のため、本実施形態では石炭サイロが２つの場合について説明するが、これに限られるものではなく、石炭サイロは３つ以上であってもよい。
【００４８】
第１石炭サイロ８１Ａおよび第２石炭サイロ８１Ｂの上方には、船舶やトラックなどから石炭を受け入れるための石炭受入コンベア８２が設けられ、この石炭受入コンベア８２上には、船舶やトラックなどから受け入れる石炭の流量を測定するための石炭受入流量測定器８３が設けられている。また、第１石炭サイロ８１Ａの上方には、石炭を第１石炭サイロ８１Ａに受け入れるための第１切換ダンパー８４Ａが設けられ、第２石炭サイロ８１Ｂの上方には、石炭を第２石炭サイロ８１Ｂに受け入れるための第２切換ダンパー８４Ｂが設けられている。第１切換ダンパー８４Ａが開かれている場合には、石炭は第１石炭サイロ８１Ａに受け入れられる。これに対し、第１切換ダンパー８４Ａが閉じられ、第２切換ダンパー８４Ｂが開かれている場合には、石炭は第２石炭サイロ８１Ｂに受け入れられる。
【００４９】
また、第１石炭サイロ８１Ａの上方には、第１石炭サイロ８１Ａに貯蔵されている石炭の量を測定するための第１貯蔵量測定器８５Ａが設けられ、第２石炭サイロ８１Ｂの上方には、第２石炭サイロ８１Ｂに貯蔵されている石炭の量を測定するための第２貯蔵量測定器８５Ｂが設けられている。
【００５０】
第１石炭サイロ８１Ａおよび第２石炭サイロ８１Ｂの下方には、石炭添加装置３１に石炭を投入するための石炭払出コンベア８６が設けられている。また、第１石炭サイロ８１Ａと石炭払出コンベア８６との間には、第１石炭サイロ８１Ａから石炭払出コンベア８６に石炭を排出するための第１石炭排出バルブ８７Ａが設けられ、第２石炭サイロ８１Ｂと石炭払出コンベア８６との間には、第２石炭サイロ８１Ｂから石炭払出コンベア８６に石炭を排出するための第２石炭排出バルブ８７Ｂが設けられている。
【００５１】
石炭払出コンベア８６上であり、第１石炭排出バルブ８７Ａと第２石炭排出バルブ８７Ｂとの間には、第１石炭サイロ８１Ａから石炭払出コンベア８６に排出する石炭の流量を測定するための第１石炭排出流量測定器８８Ａが設けられている。また、石炭払出コンベア８６上であり、第２石炭排出バルブ８７Ｂと石炭添加装置３１との間には、第２石炭サイロ８１Ｂから石炭払出コンベア８６に排出する石炭の流量を測定するための第２石炭排出流量測定器８８Ｂが設けられている。本実施形態では、第１石炭サイロ８１Ａから石炭払出コンベア８６に排出する石炭の流量は、第１石炭排出流量測定器８８Ａの測定値により求められる。これに対し、第２石炭サイロ８１Ｂから石炭払出コンベア８６に排出する石炭の流量は、第２石炭排出流量測定器８８Ｂの測定値から第１石炭排出流量測定器８８Ａの測定値を減算することにより求められる。
【００５２】
図４は、本体１１の内部に設けられている主制御回路９０と、主制御回路９０に電気的に接続する周辺装置（アクチュエータ）と、を含む回路構成である。
【００５３】
主制御回路９０は、回路基板上に配置されたマイクロコンピュータ９１を主たる構成要素としている。マイクロコンピュータ９１は、予め設定されたプログラム（後述の図９から図１１）に従って制御動作を行うＣＰＵ９２と、格納手段（記憶手段）であるＲＯＭ９３及びＲＡＭ９４を含む。
【００５４】
ＣＰＵ９２には、基準クロックパルスを発生するクロックパルス発生回路９５、分周器９６、およびタイマＩＣ９７が接続されている。本実施形態では、タイマＩＣ９７は、計時手段として用いられ、石炭燃焼ボイラ２０に投入する石炭の種類が変更されていると判別されたときを基準に計時する。すなわち、石炭燃焼ボイラ２０に投入する石炭の種類が変更されていると判別されたときを“０”として、経過した時間を計時する。
【００５５】
ＲＯＭ９３には、上述したプログラムや、アクチュエータへ送信するための各種制御指令（コマンド）などが格納されている。ＲＡＭ９４には、種々のデータ（情報）が格納され、種々の格納領域が設けられている。ＲＡＭ９４には、例えば、石炭燃焼ボイラ２０で燃焼する石炭に含まれる灰分に対応する灰分データ、所定の金属元素の濃度に対応する濃度データ、石炭燃焼ボイラで消費する石炭の消費量に対応する消費量データなどのデータが格納される。所定の金属元素は、溶出防止剤がカルシウム化合物である場合はカルシウムであり、溶出防止剤が水酸化鉄である場合は鉄である。
【００５６】
図４の回路において、マイクロコンピュータ９１からの制御信号により動作が制御される主要なアクチュエータとしては、石炭流量調節バルブ３５と、溶出防止剤流量調節バルブ３６と、第１石炭排出バルブ８７Ａと、第２石炭排出バルブ８７Ｂと、ディスプレイ１２と、がある。
【００５７】
更に、石炭流量調節バルブ３５の内部には、この石炭流量調節バルブ３５を駆動制御する石炭流量調節バルブ駆動回路９８が設けられ、溶出防止剤流量調節バルブ３６の内部には、この溶出防止剤流量調節バルブ３６を駆動制御する溶出防止剤流量調節バルブ駆動回路９９が設けられている。また、第１石炭排出バルブ８７Ａの内部には、第１石炭排出バルブ駆動回路１００Ａが設けられ、第２石炭排出バルブ８７Ｂの内部には、第２石炭排出バルブ駆動回路１００Ｂが設けられている。これらの駆動回路は、それぞれＣＰＵ９２の出力部にネットワークを介して接続されており、ＣＰＵ９２から出力される駆動指令などの制御信号を受けて、各アクチュエータの動作を制御する。
【００５８】
ディスプレイ１２での画像表示を制御するディスプレイ制御回路１００は、本体１１の内部に設けられ、ＣＰＵ９２の出力部に接続されている。このディスプレイ制御回路１００は、ＣＰＵ９２から出力される画像表示指令などの制御信号を受けて、ディスプレイ１２での画像表示を制御する。
【００５９】
また、マイクロコンピュータ９１が制御指令を発生するために必要な入力信号を発生する主な入力信号発生手段としては、検出部スイッチ３９Ｓと、キーボードスイッチ１３Ｓと、第１貯蔵量測定回路１０２Ａと、第２貯蔵量測定回路１０２Ｂと、需要電力検知回路１１０と、がある。
【００６０】
検出部スイッチ３９Ｓは、検出部３９の内部に設けられ、射出部３８から射出される光を検出する場合に検出信号を発生し、ＣＰＵ９２へ供給する。キーボードスイッチ１３Ｓは、キーボード１３の内部に設けられ、キーボード１３の操作に応じて、対応する文字などの入力信号を発生し、ＣＰＵ９２へ供給する。第１貯蔵量測定回路１０２Ａは、第１貯蔵量測定器８５Ａの内部に設けられ、第１石炭サイロ８１Ａに貯蔵される石炭の貯蔵量に対応する入力信号を発生し、ＣＰＵ９２へ供給する。第２貯蔵量測定回路１０２Ｂは、第２貯蔵量測定器８５Ｂの内部に設けられ、第２石炭サイロ８１Ｂに貯蔵される石炭の貯蔵量に対応する入力信号を発生し、ＣＰＵ９２へ供給する。
【００６１】
需要電力検知回路１１０は、需要電力検知サーバー４の内部に設けられ、需要電力検知マイコン１１１、プログラムＲＯＭ１１２、ワークＲＡＭ１１３を含んで構成される。需要電力検知サーバー４は、制御装置１とネットワークを介して接続されている。
【００６２】
需要電力検知マイコン１１１は、ＣＰＵを備えている。需要電力検知マイコン１１１に備えられたＣＰＵは、消費者が電力の要求操作を行うことにより送信された電力要求信号に基づき、プログラムＲＯＭ１１２に格納された制御プログラムに基づいて需要電力の計算を行い、計算結果に対応するデータをＣＰＵ９２に送信する。
【００６３】
プログラムＲＯＭ１１２は、需要電力検知マイコン１１１で実行する制御プログラムなどを格納する。ワークＲＡＭ１１３は、需要電力検知マイコン１１１が前述した制御プログラムを実行する場合の、作業用の一時記憶手段として構成される。
【００６４】
図５を参照して、発電機にかかる負荷が変動しているか否かを判別するために用いる需要電力ゾーン決定テーブルについて判別する。
【００６５】
図５は、需要電力ゾーン決定テーブルである。需要電力ゾーン決定テーブルは、需要電力に対応する需要電力ゾーンのデータ（情報）を備えている。需要電力検知マイコン１１１に備えられたＣＰＵにより行われる需要電力の計算結果が１２０ＭＷ未満である場合には、需要電力ゾーンはゾーン１であり、１２０ＭＷ以上である場合には、需要電力ゾーンはゾーン２である。
【００６６】
需要電力検知マイコン１１１に備えられたＣＰＵは、需要電力ゾーンがゾーン１であるかゾーン２であるかのデータをＣＰＵ９２に送信する。ＣＰＵ９２では、ＲＡＭ９４に格納されている需要電力ゾーンのデータと、送信されたデータとを比較する。これにより、それぞれのデータが異なる場合には、発電機にかかる負荷が変動していると判別することができ、それぞれのデータが同一である場合には、発電機にかかる負荷が変動していないと判別することができる。
【００６７】
図６は、石炭消費量決定テーブルである。この石炭消費量決定テーブルは、ＣＰＵ９２により発電機にかかる負荷が変動していると判別されることを条件に使用される。なお、本実施形態では、上述の石炭添加装置３１から上述のミル３４を介して上述の石炭燃焼ボイラ２０に投入する石炭の流量が石炭の消費量であるものと規定しているが、これに限られるものではない。
【００６８】
石炭消費量決定テーブルは、需要電力ゾーンに対応する石炭の消費量のデータ（情報）を備えている。需要電力ゾーンがゾーン１である場合には、石炭の消費量（流量）は２００t/hであり、需要電力ゾーンがゾーン２である場合には、石炭の消費量（流量）は３００t/hである。
【００６９】
ここで、需要電力ゾーンがゾーン１である場合には、ＣＰＵ９２は、石炭添加装置３１からミル３４に２００t/hの消費量（流量）で石炭を供給させるため消費量データを石炭流量調節バルブ駆動回路９８に送信する。この消費量データを受け、石炭流量調節バルブ３５は、２００t/hの消費量（流量）で石炭を供給する位置に駆動する。需要電力ゾーンがゾーン２である場合には、ＣＰＵ９２は、石炭添加装置３１からミル３４に３００t/hの消費量（流量）で石炭を供給させるための消費量データを石炭流量調節バルブ駆動回路９８に送信する。この消費量データを受け、石炭流量調節バルブ３５は、３００t/hの消費量（流量）で石炭を供給する位置に駆動する。
【００７０】
次に、制御装置１により制御される石炭燃焼装置２の動作について、図７を参照しながら説明する。なお、以下では、中和剤および溶出防止剤が石灰石である場合について説明するが、これに限られるものではない。
【００７１】
まず、上述のディスプレイ１２は、上述のＣＰＵ９２からの制御信号を受けて、石炭添加装置３１に投入する石炭に含まれる灰分（％）およびカルシウム（所定の金属元素）の濃度（％）をキーボード１３から入力する操作を制御装置１の管理者に促す画像を表示する。管理者は、ディスプレイ１２での表示に基づいて上述のキーボード１３を操作し、石炭添加装置３１に投入する石炭に含まれる灰分（％）およびカルシウムの濃度（％）に対応する入力信号を発生させる。このとき、ＣＰＵ９２（図４）は、石炭に含まれる灰分（％）を灰分データとして図４のＲＡＭ９４（灰分データ格納手段）に格納し、石炭に含まれるカルシウムの濃度（％）を濃度データとしてＲＡＭ９４（濃度データ格納手段）に格納する。
【００７２】
次に、ＣＰＵ９２（濃度算出手段）は、ＲＡＭ９４に格納された灰分データおよび濃度データに基づいて、石炭添加装置３１に投入する石炭を石炭燃焼ボイラ２０で燃焼させた場合に発生する石炭灰に含まれるカルシウムの濃度（％）を算出する。
【００７３】
ＣＰＵ９２は、算出したカルシウムの濃度が所定の濃度以上である場合には、溶出防止剤流量調節バルブ３６を閉めるための信号を溶出防止剤流量調節バルブ駆動回路９９（図４）に送信する。本実施形態では、所定の濃度は１０％としているが、この所定の濃度は石炭燃焼ボイラ２０の種類により異なる。算出したカルシウムの濃度が所定の濃度以上である場合、溶出防止剤がフライアッシュ回収サイロ７２に供給されることはなく、この場合、混練機７３では、石炭灰と水とを混練することで不溶性の化合物を生成させる。したがって、石炭灰に含まれるカルシウムの有効利用を図ることで石灰石（溶出防止剤）の使用量を抑えることができる。
【００７４】
これに対し、カルシウムが所定の濃度以上ではない場合、需要電力検知マイコン１１１に備えられたＣＰＵは、消費者による需要電力を計算し、あらかじめワークＲＡＭ１１３に格納された上述の需要電力ゾーン決定テーブルに基づいて需要電力ゾーンを決定する。需要電力検知マイコン１１１に備えられたＣＰＵは、決定した需要電力ゾーンのデータをＣＰＵ９２に送信する。
【００７５】
次に、ＣＰＵ９２（負荷変動判別手段）は、需要電力検知マイコン１１１に備えられたＣＰＵから受信する需要電力ゾーンのデータに基づいて、発電機にかかる負荷が変動しているか否かを判別する。需要電力ゾーンのデータは、需要電力検知マイコン１１１に備えられたＣＰＵにより、需要電力ゾーン決定テーブルに基づいて決定されている。そして、ＣＰＵ９２は、発電機にかかる負荷が変動していると判別することを条件に、石炭消費量決定テーブルに基づいて石炭の消費量（流量）を決定し、決定した消費量に対応する消費量データを石炭流量調節バルブ駆動回路９８に送信する。
【００７６】
このように需要電力ゾーン決定テーブルおよび石炭消費量決定テーブルを設けることにより、溶出防止剤添加装置３２からフライアッシュ回収サイロ７２に添加する溶出防止剤の量を、発電機にかかる負荷に応じて切り換えることができる。そのため、発電機にかかる負荷を高めた場合には、溶出防止剤の不足により重金属が石炭灰から外部に溶出することを抑えることができ、負荷を下げた場合には、過剰な量の溶出防止剤の添加による石炭燃焼装置の腐食を抑えることができる。したがって、管理者の負担を軽減することができるとともに、石炭燃焼装置２の使用コストを抑えることができる。
【００７７】
石炭添加装置３１は上述の石炭倉庫３から運ばれた石炭を混合装置３３に添加し、溶出防止剤添加装置３２は石灰石を混合装置３３に添加する。溶出防止剤添加装置３２から混合装置３３に添加する石灰石の添加量は、溶出防止剤流量調節バルブ３６の開閉によって決定される。
【００７８】
ここで、溶出防止剤流量調節バルブ３６の開閉の制御について説明する。ＣＰＵ９２（添加量算出手段）は、灰分データと、濃度データと、消費量データとに基づいて、溶出防止剤添加装置３２からフライアッシュ回収サイロ７２に添加する石灰石の添加量を算出する。具体的には、灰分データに対応する数値を灰分とし、濃度データに対応する数値を石炭中カルシウム濃度とし、消費量データに対応する数値を石炭量として、以下の［数１］および［数２］の計算を行う。なお、本実施形態では、添加量を流量（t/h）で定めているがこれに限られるものではない。
【数１】
2007255809.tif 000003
【数２】
2007255809.tif 000004
【００７９】
ＣＰＵ９２は、検出部スイッチ３９Ｓから検出信号を受信しているか否かを判別し、受信している場合には、算出した石灰石の添加量のデータを溶出防止剤流量調節バルブ駆動回路９９に送信する。
【００８０】
このように、石炭燃焼装置２は、石灰石（溶出防止剤）を石炭添加装置３１に添加する溶出防止剤添加装置３２を有し、ＣＰＵ９２（添加量算出手段）は、灰分データ、濃度データ、および消費量データに基づいて石灰石の添加量を算出する。これにより、溶出防止剤添加装置３２から石炭添加装置３１に添加する石灰石の量を必要最小限に抑えることができるので、重金属がフライアッシュから外部に溶出する可能性を減らすことができるとともに、過剰な量の溶出防止剤の添加によってボイラスラッキングによる伝熱阻害などが発生することを抑えることができる。したがって、不必要な添加剤の購入や不必要な腐食対策を行う必要がなくなるので、管理者の負担を軽減することができるとともに、石炭燃焼装置２の使用コストを抑えることができる。
【００８１】
また、センサ３７を設け、検出部スイッチ３９Ｓから検出信号を受信している場合に限り、算出した石灰石の流量の情報を溶出防止剤流量調節バルブ駆動回路９９に送信することにより、石灰石の添加量が算出されても、石炭添加装置３１から混合装置３３に石炭が添加されていることをセンサ３７が検知するまでの間は、溶出防止剤添加装置３２から混合装置３３に石灰石が添加されることはない。したがって、溶出防止剤添加装置３２から混合装置３３に添加する溶出防止剤の量をより厳密に規定することができる。
【００８２】
ミル３４では、混合装置３３から投入された石炭を、石炭燃焼ボイラ２０で燃焼されやすくするために微粉にし、石炭燃焼ボイラ２０に添加する。石炭燃焼ボイラ２０では、添加された石炭を燃焼し、蒸気輸送管２１の内部にある水を加熱する。蒸気輸送管２１の内部にある水は、加熱されることで蒸気に状態変化し、石炭燃焼ボイラ２０からタービン２２の上方に向けて、蒸気輸送管２１を通じて輸送され、タービン２２に使用され、結果として図示しない発電機を運転させることができる。
【００８３】
また、石炭を燃焼すると、排ガスおよび石炭灰が発生する。上述したように、石炭灰は、フライアッシュとクリンカアッシュとに大別され、排ガスおよびフライアッシュは、脱硝装置４０に移動し、クリンカアッシュは、水が入ったクリンカアッシュ回収サイロ２３に堆積する。
【００８４】
脱硝装置４０では、排ガスおよびフライアッシュに含まれる窒素化合物を除去し、排ガスおよびフライアッシュを電気集塵器５０に移す。このとき、排ガスおよびフライアッシュは、エアヒータ４１および熱回収機４３を通過する。エアヒータ４１では、排ガスおよびフライアッシュのもつ熱で押込通風機４２から石炭燃焼ボイラ２０に供給する燃焼用空気を加熱する。熱回収機４３では、排ガスおよびフライアッシュに含まれる熱を回収する。回収した熱は、再加熱器６５で用いられる。
【００８５】
電気集塵器５０では、排ガスとフライアッシュとを分離し、分離した排ガスを脱硫装置６１に移し、フライアッシュをフライアッシュ回収サイロ７２に移す。脱硫装置６１では、中和剤添加装置６２から添加される石灰石と排ガス中の硫黄酸化物とを反応させることで排ガスと硫酸カルシウムとに分離し、分離した排ガスを煙突６３に移し、分離した硫酸カルシウムを硫酸塩濃縮装置６６に移す。これにより、排ガス中の硫黄酸化物を除去することができる。中和剤添加装置６２から脱硫装置６１に添加する石灰石の流量は、中和剤流量調節バルブ６４の開閉によって決定されるが、この中和剤流量調節バルブ６４の開閉は、図示しない中和剤流量調節バルブ駆動回路によって制御される。
【００８６】
排ガスは、脱硫装置６１から煙突６３に移るときに再加熱器６５を通過する。このとき、排ガスは、熱回収機４３で回収した熱で加熱される。これにより、排ガスを煙突６３から効率よく排出することができる。硫酸塩濃縮装置６６では、脱硫装置６１から輸送された硫酸カルシウムを濃縮し、石膏を生成し、濃縮硫酸塩輸送管６７を通じて図示しない硫酸塩倉庫に輸送する。
【００８７】
フライアッシュ回収サイロ７２では、溶出防止剤添加装置３２から添加される石灰石と電気集塵器５０で分離されるフライアッシュとを貯蔵する。混練機７３では、溶出防止剤（ここでは溶出防止剤を石灰石としているが、これに限られるものではない）、フライアッシュ、水を混練し、水に対して不溶性の化合物を生成する。溶出防止剤およびフライアッシュはフライアッシュ回収サイロ７２から供給され、水は図示しない水タンクから水輸送管７５を通じて投入される。混練機７３により生成された不溶性の化合物は、排出管７６を介して外部に排出される。
【００８８】
次に、制御装置１により制御される石炭倉庫３の動作について、図８を参照しながら説明する。
【００８９】
まず、船舶やトラックなどから受け入れた石炭は、石炭受入コンベア８２を通じて第１切換ダンパー８４Ａに運ばれる。運ばれる石炭を第１石炭サイロ８１Ａに投入するか、第２石炭サイロ８１Ｂに投入するかは、管理者によるキーボード１３（上述）の操作により選択される。具体的には、キーボード１３の操作により第１石炭サイロ８１Ａに投入するための指令信号をＣＰＵ９２（上述）が受信した場合には、ＣＰＵ９２は、第１切換ダンパー８４Ａを開き、第２切換ダンパー８４Ｂを閉じるための指令信号を第１切換ダンパー駆動回路（図示せず）および第２切換ダンパー駆動回路（図示せず）に送信する。第１切換ダンパー駆動回路および第２切換ダンパー駆動回路では、ＣＰＵ９２から受信した指令信号に基づいて、第１切換ダンパー８４Ａおよび第２切換ダンパー８４Ｂの駆動を行う。これに対し、キーボード１３の操作により第２石炭サイロ８１Ｂに投入するための指令信号をＣＰＵ９２（上述）が受信した場合には、ＣＰＵ９２は、第１切換ダンパー８４Ａを閉じ、第２切換ダンパー８４Ｂを開くための指令信号を第１切換ダンパー駆動回路および第２切換ダンパー駆動回路に送信する。第１切換ダンパー駆動回路および第２切換ダンパー駆動回路では、ＣＰＵ９２から受信した指令信号に基づいて、第１切換ダンパー８４Ａおよび第２切換ダンパー８４Ｂの駆動を行う。なお、図８では、第１切換ダンパー８４Ａが開かれ、第２切換ダンパー８４Ｂが閉じられている場合の様子を示している。この場合、石炭は、第１石炭サイロ８１Ａに投入され、第２石炭サイロ８１Ｂには投入されない。
【００９０】
上述の石炭燃焼ボイラ２０に投入する石炭を、第１石炭サイロ８１Ａから石炭燃焼ボイラ２０に投入するか、第２石炭サイロ８１Ｂから石炭燃焼ボイラ２０に投入するかについても、管理者によるキーボード１３（上述）の操作により選択される。具体的には、管理者によるキーボード１３の入力操作により石炭燃焼ボイラ２０に石炭を投入する石炭サイロとして第１石炭サイロ８１Ａを選択する選択信号を上述のＣＰＵ９２（選択信号受信手段）が受信した場合には、ＣＰＵ９２は、第１石炭排出バルブ８７Ａを開き、第２石炭排出バルブ８７Ｂを閉じるための指令信号を第１石炭排出バルブ駆動回路１００Ａ（上述）および第２石炭排出バルブ駆動回路１００Ｂ（上述）に送信する。また、この場合、ＣＰＵ９２は、石炭燃焼ボイラ２０に石炭を投入する石炭サイロが第１石炭サイロ８１Ａであることを示す石炭サイロのデータをＲＡＭ９４（石炭サイロデータ格納手段）に格納する。第１石炭排出バルブ駆動回路１００Ａおよび第２石炭排出バルブ駆動回路１００Ｂでは、ＣＰＵ９２から受信した指令信号に基づいて、第１石炭排出バルブ８７Ａおよび第２石炭排出バルブ８７Ｂの駆動を行う。これに対し、管理者によるキーボード１３の入力操作により石炭燃焼ボイラ２０に石炭を投入する石炭サイロとして第２石炭サイロ８１Ｂを選択する選択信号を上述のＣＰＵ９２（選択信号受信手段）が受信した場合には、ＣＰＵ９２は、第１石炭排出バルブ８７Ａを閉じ、第２石炭排出バルブ８７Ｂを開くための指令信号を第１石炭排出バルブ駆動回路１００Ａおよび第２石炭排出バルブ駆動回路１００Ｂに送信する。また、この場合、ＣＰＵ９２は、石炭燃焼ボイラ２０に石炭を投入する石炭サイロが第２石炭サイロ８１Ｂであることを示す石炭サイロのデータをＲＡＭ９４（石炭サイロデータ格納手段）に格納する。第１石炭排出バルブ駆動回路１００Ａおよび第２石炭排出バルブ駆動回路１００Ｂでは、ＣＰＵ９２から受信した指令信号に基づいて、第１石炭排出バルブ８７Ａおよび第２石炭排出バルブ８７Ｂの駆動を行う。なお、図８では、第２石炭排出バルブ８７Ｂが開かれ、第１石炭排出バルブ８７Ａが閉じられている場合の様子を示している。この場合、石炭は、第２石炭サイロ８１Ｂから投入され、第１石炭サイロ８１Ａから投入されることはない。
【００９１】
また、キーボード１３の操作により第１石炭サイロ８１Ａから７０％の石炭を投入し、第１石炭サイロ８１Ａから３０％の石炭を投入するための指令信号を送信することも可能である。この場合には、ＣＰＵ９２は、第１石炭排出バルブ８７Ａを全開の７０％だけ開き、第２石炭排出バルブ８７Ｂを全開の３０％だけ開くための指令信号を第１石炭排出バルブ駆動回路１００Ａ（上述）および第２石炭排出バルブ駆動回路１００Ｂ（上述）に送信する。
【００９２】
第１貯蔵量測定器８５Ａは、第１石炭サイロ８１Ａに貯蔵される石炭の量を測定する。ここで測定した量は、第１貯蔵量データとして第１貯蔵量測定回路１０２ＡからＣＰＵ９２に送信される。同様に、第２貯蔵量測定器８５Ｂは、第２石炭サイロ８１Ｂに貯蔵される石炭の量を測定する。ここで測定した量は、第２貯蔵量データとして第２貯蔵量測定回路１０２ＢからＣＰＵ９２に送信される。
【００９３】
ここで、石炭燃焼ボイラ２０に投入する石炭の種類を変更する炭種変更について説明する。ＣＰＵ９２は、管理者によるキーボード１３の入力操作により石炭燃焼ボイラ２０に石炭を投入する石炭サイロとして第１石炭サイロ８１Ａを選択する選択信号または第２石炭サイロ８１Ｂを選択する選択信号を受信する場合、炭種変更が行われているか否かを判別する。具体的には、比較手段としてのＣＰＵ９２は、ＲＡＭ９４（石炭サイロデータ格納手段）に石炭サイロのデータが格納されていることを条件に、受信した選択信号に対応する石炭サイロのデータと、ＲＡＭ９４（石炭サイロデータ格納手段）に格納されている石炭サイロのデータとを比較する。そして、炭種変更判別手段としてのＣＰＵ９２は、それぞれのデータが異なる場合には、炭種変更が行われていると判別し、それぞれのデータが同一である場合には、炭種変更が行われていないと判別する。
【００９４】
また、ＣＰＵ９２は、第１貯蔵量測定回路１０２Ａから第１石炭サイロ８１Ａに貯蔵される石炭の量が“０”であるという情報を受信した場合や、第２貯蔵量測定回路１０２Ｂから第２石炭サイロ８１Ｂに貯蔵される石炭の量が“０”であるという情報を受信した場合についても、炭種変更が行われていると判別する。
【００９５】
炭種変更が行われていると判別された場合には、上述のタイマＩＣ９７にセットされている時刻をゼロに更新し、タイマＩＣ９７（計時手段）は、この炭種変更が行われていると判別されたときを基準に所定の時間になるまで計時する。計時する目的は、炭種変更が行われた後であっても、この炭種変更後の石炭によるフライアッシュがフライアッシュ回収サイロ７２に到達するまでの間は、炭種変更前の灰分データ、濃度データに基づいて石灰石を添加すべきだからである。所定の時間は、炭種変更後の石炭によるフライアッシュがフライアッシュ回収サイロ７２に到達するまでの時間であるが、この所定の時間は、あらかじめ一定に定めてもよいし、石炭の消費量や石炭燃焼装置２での流速、石炭燃焼装置２の容量などに基づいて定めてもよい。そして、タイマＩＣ９７により所定の時間が計時された場合には、灰分（％）およびカルシウム（所定の金属元素）の濃度（％）をキーボード１３から入力する操作を制御装置１の管理者に促す画像の表示を再び行なう。そして、管理者が入力信号を発生したとき、ＣＰＵ９２（灰分データ切換手段）は、ＲＡＭ９４（灰分データ格納手段）により格納される灰分データを入力信号に対応する灰分データに切り換える。また、ＣＰＵ９２（濃度データ切換手段）は、ＲＡＭ９４（濃度データ格納手段）により格納される濃度データを入力信号に対応する濃度データに切り換える。
【００９６】
このように、炭種変更が行われていると判別された場合に灰分データおよび濃度データを切り換えることを可能にすることで、石炭燃焼ボイラ２０に投入する石炭の種類が変更された場合には、溶出防止剤添加装置３２から混合装置３３に添加する溶出防止剤の量を切り換えることができる。これにより、変更後の石炭に含まれるカルシウムの濃度が変更前の濃度に比べ低い場合には、石灰石の不足により重金属が石炭灰から外部に溶出することを抑えることができる。これに対し、変更後の石炭に含まれるカルシウムの濃度が変更前の濃度に比べ高い場合には、過剰な量の石灰石の添加による石炭燃焼装置の腐食を抑えることができる。したがって、管理者の負担を軽減することができるとともに、石炭燃焼装置の使用コストを抑えることができる。
【００９７】
また、タイマＩＣ９７を用いることにより、炭種変更が行われていると判別された場合であっても、タイマＩＣ９７が所定の時間を計時するまでの間は、ＣＰＵ９２により灰分データおよび濃度データが切り換えられることはない。これにより、炭種変更が行われていると判別されてから変更後の石炭の燃焼後に発生するフライアッシュが実際にフライアッシュ回収サイロ７２に貯蔵されるまでの間は、変更前の灰分データおよび濃度データに基づいて石灰石を添加することができる。したがって、溶出防止剤添加装置から石炭灰回収サイロに添加する石灰石の量をより厳密に規定することができる。
【００９８】
図９から図１１に示すメインフローチャートを参照して、主制御回路９０の制御動作について説明する。ここでは、溶出防止剤が石灰石である場合について説明するが、これに限られるものではなく、上述したように酸化カルシウム、消石灰、水酸化鉄などであってもよい。
【００９９】
初めに、ＣＰＵ９２は、初期化を行い（ステップＳ１）、ステップＳ２に移る。具体的には、ＲＡＭ９４の記憶内容の初期化、通信データの初期化などを行う。ステップＳ２では、ＲＡＭ９４の所定の記憶内容を消去（クリア）し、ステップＳ３に移る。具体的には、前回の処理で使用されたＲＡＭ９４の書き込み可能エリアのデータ（例えば、灰分データ、濃度データなど）の消去などを行う。
【０１００】
ステップＳ３では、ＣＰＵ９２は、石炭添加装置３１に投入する石炭に含まれる灰分（％）およびカルシウム濃度（％）をキーボード１３から入力する操作を管理者に促す画像をディスプレイ１２で表示するための信号を、ディスプレイ制御回路１００に送信し、ステップＳ４に移る。ステップＳ４では、石炭に含まれる灰分（％）およびカルシウム濃度（％）に対応する入力信号をキーボードスイッチ１３Ｓから受信しているか否かを判別する。この判別がＹＥＳである場合には、ステップＳ５に移り、ＮＯである場合には、ステップＳ４に移る。ステップＳ５では、石炭に含まれる灰分に対応する入力信号を灰分データとしてＲＡＭ９４に格納し、石炭に含まれるカルシウム濃度に対応する入力信号を濃度データとしてＲＡＭ９４に格納し、ステップＳ６に移る。
【０１０１】
ステップＳ６では、ＲＡＭ９４に格納された灰分データおよび濃度データに基づいて、クリンカアッシュに含まれるカルシウム（所定の金属元素）の濃度を算出し、ステップＳ７に移る。ステップＳ７では、算出したカルシウムの濃度が所定の濃度（例えば、１０％）以上であるか否かを判別する。この判別がＹＥＳのときは、ステップＳ８に移り、ＮＯのときは、図１０のステップＳ９に移る。ステップＳ８では、溶出防止剤流量調節バルブ３６を閉めるための信号を、溶出防止剤流量調節バルブ駆動回路９９に送信し、図１１のステップＳ２２に移る。
【０１０２】
図１０のステップＳ９では、需要電力ゾーンのデータを要求するための信号を需要電力検知マイコン１１１に送信し、ステップＳ１０に移る。これにより、需要電力検知マイコン１１１に備えられたＣＰＵは、消費者による需要電力を計算し、あらかじめワークＲＡＭ１１３に格納された上述の需要電力ゾーン決定テーブルに基づいて需要電力ゾーンを決定する。
【０１０３】
ステップＳ１０では、需要電力検知マイコン１１１に備えられたＣＰＵから需要電力ゾーンのデータを受信しているか否かを判別する。この判別がＹＥＳのときはステップＳ１１に移り、ＮＯのときは、ステップＳ１０に移る。ステップＳ１１では、需要電力ゾーンのデータがＲＡＭ９４に格納されているか否かを判別する。この判別がＹＥＳのときは、ステップＳ１２に移り、ＮＯのときは、ステップＳ１３に移る。
【０１０４】
ステップＳ１２では、発電機にかかる負荷が変動しているか否かを判別する。この判別がＹＥＳのときは、ステップＳ１３に移り、ＮＯのときは、図１１のステップＳ１７に移る。発電機にかかる負荷が変動しているか否かは、ＲＡＭ９４に格納されている需要電力ゾーンのデータと、需要電力検知マイコン１１１に備えられたＣＰＵから送信されたデータとを比較することにより判別する。具体的には、これらのデータがそれぞれ異なる場合には、負荷が変動していると判別し、それぞれ同一である場合には、負荷が変動していないと判別する。
【０１０５】
ステップＳ１３では、需要電力検知マイコン１１１に備えられたＣＰＵから送信された需要電力ゾーンのデータをＲＡＭ９４に格納し、ステップＳ１４に移る。ステップＳ１４では、ＲＡＭ９４に格納されている需要電力ゾーンのデータと、同様にＲＡＭ９４に格納されている石炭消費量決定テーブル（上述）とに基づいて石炭の消費量を決定し、ステップＳ１５に移る。ステップＳ１５では、決定した石炭の消費量を消費量データとしてＲＡＭ９４に格納し、ステップＳ１６に移る。ステップＳ１６では、ＲＡＭ９４に格納された消費量データを石炭流量調節バルブ駆動回路９８に送信し、図１１のステップＳ１７に移る。
【０１０６】
図１１のステップＳ１７では、ＲＡＭ９４に格納されているデータのうち、灰分データと、濃度データと、消費量データと、に基づいて、溶出防止剤添加装置３２から混合装置３３に添加する石灰石の添加量を算出し、ステップＳ１８に移る。このステップＳ１７では、上述した［数１］および［数２］の計算を行う。ステップＳ１８では、算出した石灰石の添加量を添加量データとしてＲＡＭ９４に格納し、ステップＳ１９に移る。
【０１０７】
ステップＳ１９では、タイマＩＣ９７による計時時間が所定の時間に達しているか否かを判別する。タイマＩＣ９７による計時時間は、ステップＳ２７の処理で時刻が“０”にセットされてから経過した時間である。また、所定の時間は、炭種変更後の石炭が混合装置３３に到達するまでの時間に基づいているが、あらかじめ一定の時間に定めてもよいし、石炭の消費量や石炭添加装置３１の容量、石炭燃焼装置２での流速などに基づいて定めてもよい。この判別がＹＥＳのときは、ステップＳ２０に移り、ＮＯのときは、ステップＳ１９に移る。
【０１０８】
ステップＳ２０では、検出部スイッチ３９Ｓから検出信号を受信しているか否かを判別する。この判別がＹＥＳのときは、ステップＳ２１に移り、ＮＯのときは、ステップＳ２０に移る。ステップＳ２１では、ＲＡＭ９４に格納されている添加量データを溶出防止剤流量調節バルブ駆動回路９９に送信し、ステップＳ２２に移る。
【０１０９】
ステップＳ２２では、石炭の貯蔵量が“０”であるか否かを判別する。具体的には、ＲＡＭ９４に格納されている石炭サイロのデータに対応する石炭サイロの貯蔵量を、第１貯蔵量測定回路１０２Ａおよび第２貯蔵量測定回路１０２Ｂから送信される信号に基づいて判別する。この判別がＹＥＳの場合には、ステップＳ２６に移り、ＮＯの場合には、ステップＳ２３に移る。
【０１１０】
ステップＳ２３では、キーボードスイッチ１３Ｓから選択信号を受信しているか否かを判別する。この判別がＹＥＳのときは、ステップＳ２４に移り、ＮＯのときは、ステップＳ２０に移る。ステップＳ２４では、石炭サイロのデータがＲＡＭ９４に格納されているか否かを判別する。この判別がＹＥＳのときは、ステップＳ２５に移り、ＮＯのときは、ステップＳ２６に移る。
【０１１１】
ステップＳ２５では、炭種変更が行われているか否かを判別する。このステップＳ２５の処理では、キーボードスイッチ１３Ｓから受信した選択信号に対応する石炭サイロのデータと、ＲＡＭ９４に格納されている石炭サイロのデータとを比較する。そして、それぞれのデータが異なる場合には、炭種変更が行われていると判別し、それぞれのデータが同一である場合には、炭種変更が行われていないと判別する。この判別がＹＥＳのときは、ステップＳ２６に移り、ＮＯのときは、ステップＳ２０に移る。
【０１１２】
ステップＳ２６では、石炭サイロのデータをＲＡＭ９４に格納し、ステップＳ２７に移る。ステップＳ２７では、タイマＩＣ９７を“０”にセットし、図９のステップＳ２に移る。このステップＳ２７の処理では、タイマＩＣ９７は、時刻を“０”にセットすると同時に計時を開始する。
【０１１３】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲内での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
【０１１４】
例えば、需要電力ゾーン決定テーブルでは、需要電力ゾーンは、ゾーン１とゾーン２の２段階設定になっているが、これに限られるものではなく、需要電力に応じて３段階以上の多段階設定にしてもよい。これにより、不必要な石炭が石炭添加装置３１から混合装置３３に投入されることを抑えることができるので、発電コストを抑えることができる。
【０１１５】
本実施形態では、石炭添加装置３１が１台であるものとして説明されているが、これに限られるものではなく、石炭添加装置を複数台設けてもよい。これにより、石炭消費量決定テーブルでは、需要電力ゾーンに対応する石炭添加装置の台数の情報を設けることが可能である。例えば、石炭添加装置の台数が４台である場合、ゾーン１に対応する石炭添加装置の台数を３台とし、ゾーン２に対応する石炭添加装置の台数を２台とする情報を設けることができる。このように石炭添加装置を複数台とすることで、１台の石炭添加装置が故障した場合でも、残りの石炭添加装置で石炭燃焼ボイラ２０を動かすことができるので、電力の安定供給を図ることができる。また、いずれかの石炭添加装置を休転させることで石炭燃焼ボイラ２０の稼働中でも石炭添加装置のメンテナンスを行うことができる。
【０１１６】
本実施形態では、１つの石炭サイロには単一のロットの石炭しか投入されないものとして説明しているが、これに限られるものではなく、１つの石炭サイロに複数のロットの石炭を投入するようにしてもよい。この場合には、それぞれのロットの石炭の貯蔵量を計算し、この計算結果をＲＡＭ９４に格納させる必要がある。また、いずれかのロットの在庫量が“０”になることを条件に炭種変更が行われると判別するプログラムをＲＯＭ９３に格納させる必要がある。
【０１１７】
本実施形態では、溶出防止剤添加装置３２を混合装置３３の上方に設けるようにしたが、これに限られるものではなく、燃焼用空気中、燃焼装置内、燃焼装置の下流の煙道などに添加するように設けてもよい。
【０１１８】
本実施形態では、フライアッシュ回収サイロ７２に投入されたフライアッシュの溶出防止について説明しているが、これに限られるものではなく、クリンカアッシュ回収サイロ２３に投入されたクリンカアッシュについても混練機７３のような装置を設けることにより溶出防止を行うことができる。
【０１１９】
本実施形態では、石炭を石炭燃焼ボイラ２０で燃焼させる場合について説明しているが、これに限られるものではなく、例えば焼却炉のような石炭を燃焼する装置であれば、どのような装置に対しても使用することができる。なお、この場合には、需要電力に応じて負荷変動が行われない点に留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の実施形態に係る制御装置１の概略断面図。
【図２】石炭燃焼装置２の概略図。
【図３】石炭倉庫３の概略図。
【図４】電気回路の構成を示すブロック図。
【図５】需要電力ゾーン決定テーブルを示す図。
【図６】石炭消費量決定テーブルを示す図。
【図７】制御装置１により制御される石炭燃焼装置２の動作を示す概略図。
【図８】制御装置１により制御される石炭倉庫３の動作を示す概略図。
【図９】主制御回路９０のメインフローチャート。
【図１０】図９に続くフローチャート。
【図１１】図１０に続くフローチャート。
【符号の説明】
【０１２１】
１  制御装置
２  石炭燃焼装置
２０  石炭燃焼ボイラ
３２  溶出防止剤添加装置
３７  センサ
７２  石炭灰回収サイロ
８１Ａ  第１石炭サイロ
８１Ｂ  第２石炭サイロ
８５Ａ  第１貯蔵量測定器
８５Ｂ  第２貯蔵量測定器
９２  ＣＰＵ
９４  ＲＡＭ
９７  タイマＩＣ
【図１】
2007255809.tif 000005
【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】
2007255809.tif 000010
【図７】
2007255809.tif 000011
【図８】
2007255809.tif 000012
【図９】
2007255809.tif 000013
【図１０】
2007255809.tif 000014
【図１１】
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