(57)【要約】【課題】ボイラでの灰付着をより精度良く予測して、ボイラでの灰付着を従来よりもより抑制することができる方法を提供すること。【解決手段】Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子スラグ割合と、灰成分中のＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子の割合との積が下記の（Ａ）式を満たすように、単種類の石炭を選択し、または複数種類の石炭の混合比率を決定する。選択した単種類の石炭、または決定した混合比率に基づいて混合した複数種類の石炭を、燃料としてボイラに供給する。  ＭＳＥ［％］≦０．０３８×Ｔ［℃］−３２．６  ・・・（Ａ）    ＭＳＥ［％］：Ｔ［℃］におけるＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子スラグ割合［重量％］×灰成分中のＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子の割合    Ｔ［℃］：温度【選択図】図５
2016006363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単種類または複数種類の固体燃料の灰成分中の、有機分から独立しているＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子の割合を求めるとともに、前記Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子中のスラグになる成分の割合を示すＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子スラグ割合を算出し、
算出した前記Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子スラグ割合と、灰成分中の前記Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子の割合との積が基準値以下となるように、前記単種類の固体燃料を選択し、または前記複数種類の固体燃料の混合比率を決定し、
選択した前記単種類の固体燃料、または決定した前記混合比率に基づいて混合した前記複数種類の固体燃料を、燃料としてボイラに供給することを特徴とする、ボイラの灰付着抑制方法。
【請求項２】
請求項１に記載のボイラの灰付着抑制方法において、
前記Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子スラグ割合を、前記Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子の組成分析値に基づいて熱力学平衡計算により算出することを特徴とする、ボイラの灰付着抑制方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のボイラの灰付着抑制方法において、
１２００℃〜１７００℃において下記の（Ａ）式を満たすように、前記単種類の固体燃料を選択し、または前記複数種類の固体燃料の混合比率を決定することを特徴とする、ボイラの灰付着抑制方法。
ＭＳＥ［％］≦０．０３８×Ｔ［℃］−３２．６  ・・・（Ａ）
ＭＳＥ［％］：Ｔ［℃］におけるＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子スラグ割合［重量％］×灰成分中のＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子の割合
Ｔ［℃］：温度
【請求項４】
単種類または複数種類の固体燃料の灰成分中の、有機分から独立しているＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子の割合と、前記Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子中のスラグになる成分の割合を示すＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子スラグ割合との積が基準値以下となるように、前記単種類の固体燃料を選択し、または前記複数種類の固体燃料の混合比率を決定する演算装置と、
前記演算装置で選択された前記単種類の固体燃料のボイラへの供給量を調整する、または前記演算装置で決定された前記混合比率に基づいて前記複数種類の固体燃料のボイラへの供給量を調整する燃料供給量調整装置と、
を備えることを特徴とする、ボイラの灰付着抑制装置。
【請求項５】
請求項４に記載のボイラの灰付着抑制装置において、
前記演算装置は、１２００℃〜１７００℃において下記の（Ａ）式を満たすように、前記単種類の固体燃料を選択し、または前記複数種類の固体燃料の混合比率を決定することを特徴とする、ボイラの灰付着抑制装置。
ＭＳＥ［％］≦０．０３８×Ｔ［℃］−３２．６  ・・・（Ａ）
ＭＳＥ［％］：Ｔ［℃］におけるＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子スラグ割合［重量％］×灰成分中のＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子の割合
Ｔ［℃］：温度
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体燃料を燃料とするボイラの灰付着抑制方法、および灰付着抑制装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体燃料を燃料とするボイラでは、スラッギング、ファウリングといった灰付着の問題がある。灰付着を抑制するための方法としては、例えば、特許文献１、２に記載の方法がある。
【０００３】
特許文献１に記載の方法は次の通りである。固体燃料の灰成分の組成、燃焼（炉内）の雰囲気温度、および雰囲気ガス組成に基づいて、固体燃料がスラグになる割合を示すスラグ割合を算出または測定により求める。そして、スラグ割合が基準値以下になるように（例えば、スラグ割合が５０〜６０重量％になるように）複数種類の固体燃料の混合比率を決定し、その混合比率で複数種類の固体燃料を混合してボイラに供給する。
【０００４】
特許文献２に記載の方法は次の通りである。固体燃料の灰成分の組成における鉄成分含有率、ならびに、固体燃料の灰成分の組成、燃焼（炉内）の雰囲気温度、および雰囲気ガス組成に基づいて算出または測定により求めたスラグ割合に基づいて、クリンカ灰の大塊の発生が少なくなる条件となるように（例えば、Ｆｅ2Ｏ3の含有率が６％以下になり、且つスラグ割合が４０〜５０重量％以下になるように）、単種類の固体燃料を選択し、または複数種類の固体燃料の混合比率を決定する。そして、選択した単種類の固体燃料、または決定した混合比率に基づいて混合した複数種類の固体燃料をボイラに供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５３４２３５５号公報
【特許文献２】特許第５３７４４５３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に記載の灰付着抑制方法、および特許文献２に記載の灰付着抑制方法のいずれの方法においても、ボイラでの灰付着を精度良く予測して、ボイラでの灰付着を抑制することができる。
【０００７】
しかしながら、固体燃料の一つである例えば石炭には様々な種類の石炭があり、且つその組成も様々である。そのため、石炭銘柄、その組成によっては、特許文献１または２に記載の方法であっても、ボイラでの灰付着を精度良く予測して、ボイラでの灰付着を抑制することができない場合があり得る。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、特許文献１、２に記載の灰付着抑制方法をさらに進歩させること、すなわち、ボイラでの灰付着をより精度良く予測して、ボイラでの灰付着を従来よりもより抑制することができる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、固体燃料を燃料とするボイラの灰付着抑制方法である。単種類または複数種類の固体燃料の灰成分中の、有機分から独立しているＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子の割合を求めるとともに、前記Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子中のスラグになる成分の割合を示すＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子スラグ割合を算出する。算出した前記Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子スラグ割合と、灰成分中の前記Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子の割合との積が基準値以下となるように、前記単種類の固体燃料を選択し、または前記複数種類の固体燃料の混合比率を決定する。選択した前記単種類の固体燃料、または決定した前記混合比率に基づいて混合した前記複数種類の固体燃料を、燃料としてボイラに供給する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ボイラでの灰付着をより精度良く予測して、ボイラでの灰付着を従来よりもより抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子を示すための走査型電子顕微鏡で撮影した微粉炭の写真である。
【図２】Ｉｎｃｌｕｄｅｄ粒子を示すための走査型電子顕微鏡で撮影した微粉炭の写真である。
【図３】各石炭の灰成分中のＩｎｃｌｕｄｅｄ粒子とＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子との存在割合を示すグラフである。
【図４】各石炭の灰成分中のＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子のスラグ割合を示すグラフである。
【図５】Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子のスラグ割合と灰成分中のＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子の割合との積を縦軸に、温度を横軸にとって示すグラフである。
【図６】本発明の一実施形態に係る灰付着抑制装置を備えるボイラ設備を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。以下では、ボイラに供給する固体燃料として石炭を例にとって記載しているが、石炭だけでなく、汚泥炭化物、各種のバイオマス燃料をボイラに供給する固体燃料として用いることができる。
【００１３】
（Ｉｎｃｌｕｄｅｄ粒子、およびＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子について）
まず、図１および図２を参照しつつ、石炭中に含まれるＩｎｃｌｕｄｅｄ粒子、およびＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子について説明する。
【００１４】
石炭中には、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｆｅ2Ｏ3などの無機分（無機物質、灰成分）が含まれている。これらの無機分（灰成分）は、Ｉｎｃｌｕｄｅｄ粒子とＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子とに大別される。Ｉｎｃｌｕｄｅｄ粒子とは、有機分（有機物質）に内包されている無機分（灰成分）のことをいう。Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子とは、有機分から独立している（分離している）無機分（灰成分）のことをいう。図１に、Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子を示し、図２に、Ｉｎｃｌｕｄｅｄ粒子を示している。図１、図２の中の白い粒子が無機分（灰成分）である。図１中の矢印で示す無機分（灰成分）が、Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子である。図２中の矢印で示す無機分（灰成分）が、Ｉｎｃｌｕｄｅｄ粒子である。図２からわかるように、有機分（有機物質）に内包されている無機分（灰成分）であるＩｎｃｌｕｄｅｄ粒子は、霜降りのような状態となっている。
【００１５】
ここで、Ｉｎｃｌｕｄｅｄ粒子は、その外側に有機分が存在するため、石炭が燃焼する際、Ｉｎｃｌｕｄｅｄ粒子の外側の有機分が、Ｉｎｃｌｕｄｅｄ粒子よりも先に熱を受けて燃焼反応を起こす。一方、Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子は、石炭内で分離・独立しているため、Ｉｎｃｌｕｄｅｄ粒子よりも先に熱を受けやすい。そのため、Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子は、Ｉｎｃｌｕｄｅｄ粒子よりも溶けやすい。そのため、Ｉｎｃｌｕｄｅｄ粒子とＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子との間には、溶融することに時差が存在する（Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子は、Ｉｎｃｌｕｄｅｄ粒子よりも先に溶けはじめる）。
【００１６】
ボイラでの灰付着は、溶融した灰成分（スラグ）が固化して堆積したり、溶融した灰成分（スラグ）に固体の灰成分が付着するなどして生じる。前記したように、Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子は、Ｉｎｃｌｕｄｅｄ粒子よりも溶けやすい。そのため、ボイラで灰が付着し易いか否かは、石炭中の灰成分のうちのＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子が支配的であると考えられる。
【００１７】
Ｉｎｃｌｕｄｅｄ粒子とＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子とに灰成分を分類する（区別する）方法を記載しておく。Ｉｎｃｌｕｄｅｄ粒子とＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子とに灰成分を分類する（区別する）方法には、ＣＣＳＥＭ（Computer Controlled Scanning Electron Microscopy）分析という方法がある。ＣＣＳＥＭ分析とは、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope））画像上の粒子群を画像処理によって個別粒子として認識させ、それぞれの粒子のＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分析（Energy Dispersive x-ray Spectroscopy）による元素分析を自動的に行なわせ、数千個レベルで個々の粒子に関するデータを取得する分析のことである。このＣＣＳＥＭ分析により、石炭有機物に鉱物粒子が囲まれているＩｎｃｌｕｄｅｄと、石炭有機物から分離・独立しているＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子とに灰成分を分類することができる。
【００１８】
（Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子に関する検討）
前記したように、本件発明者らは、ボイラで灰が付着し易いか否かは、石炭中の灰成分のうちのＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子が支配的であると考えた。
【００１９】
そこで、組成が異なる３種の石炭１，２，３を用いて、ボイラでの灰付着についてのＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子の影響を調査した。図３は、これら３種の石炭１，２，３の灰成分中のＩｎｃｌｕｄｅｄ粒子とＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子との存在割合を示すグラフである。Ｉｎｃｌｕｄｅｄ粒子とＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子との灰成分中における存在割合の特定は、ＣＣＳＥＭ分析により行った。
【００２０】
図３に示すように、石炭１の灰成分中におけるＩｎｃｌｕｄｅｄ粒子とＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子との存在割合は、Ｉｎｃｌｕｄｅｄ粒子が６４．２％、Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子が３５．８％であった。石炭２については、Ｉｎｃｌｕｄｅｄ粒子が７３．０％、Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子が２７．０％であった。また、石炭３については、Ｉｎｃｌｕｄｅｄ粒子が６６．０％、Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子が３４．０％であった。
【００２１】
なお、石炭１、石炭２、および石炭３のそれぞれの灰の融点は、それぞれ、１５４５℃、１５６５℃、および１３４５℃である。石炭１の融点≒石炭２の融点＞石炭３の融点という関係がある。
【００２２】
石炭１と石炭２とを比較するに、それぞれの融点はほぼ同じ値である。一方、灰成分中におけるＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子の存在割合は、石炭１が３５．８％、石炭２が２７．０％というように、石炭１の方が大きい。
【００２３】
＜ボイラでの燃焼結果＞
石炭１の融点と石炭２の融点とは前記したようにほぼ同じ値である。しかしながら、石炭１を燃料として用いてボイラで燃焼させたところ、灰付着の問題が発生した。一方、石炭２を燃料として用いてボイラで燃焼させたら、灰付着の問題は発生しなかった。すなわち、石炭１の融点と石炭２の融点とがほぼ同じ値であるのにもかかわらず、石炭１を燃焼させると灰付着の問題が発生し、一方で、石炭２を燃焼させると灰付着の問題が発生しなかった。
【００２４】
＜Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子について＞
図４は、各石炭１，２，３の灰成分中のＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子（Ｅｘｃｌｕｄｅｄ灰（Ｅｘｃｌｕｄｅｄ無機分））のスラグ割合（Molten Slag Fraction  of Excluded ash）を縦軸に、温度を横軸にとって示すグラフである。Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子（Ｅｘｃｌｕｄｅｄ灰）のスラグ割合とは、Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子（Ｅｘｃｌｕｄｅｄ灰）全体に対する、Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子（Ｅｘｃｌｕｄｅｄ灰）のスラグになる成分の割合のことである。
【００２５】
各石炭１，２，３（微粉炭）をそれぞれＣＣＳＥＭ分析し、Ｉｎｃｌｕｄｅｄ粒子とＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子とを特定して、各石炭１，２，３の灰成分中のＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子の存在割合を算出する。また、Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子の組成を分析する。そして、得られたＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子の組成分析値を用いて熱力学平衡計算を実施することにより、各石炭１，２，３のＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子のスラグ割合（単位は重量％）を算出した。得られた結果を示すのが図４のグラフである。１０００℃〜２０００℃の範囲でＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子のスラグ割合を算出した。
【００２６】
なお、Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子のスラグ割合の算出に当たり、ガス雰囲気の条件は、０．１％Ｏ2、８．２％ＣＯ、１２．３％ＣＯ2、１．５％Ｈ2、７０．６％Ｎ2、７．４％Ｈ2Ｏ、という還元性の強い還元雰囲気とした（後述する図５に示すグラフにおいても同様）。この条件は、一般的な瀝青炭を空気比０．８付近で燃焼させた場合のガス組成であり、二段燃焼を行っている場合のバーナ近傍のガス雰囲気を模擬した条件である。なお、ガス雰囲気が還元雰囲気である場合、灰の融液は生成しやすい。換言すれば、スラグ割合は大きくなりやすい。
【００２７】
図４に示すように、各温度におけるＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子のスラグ割合を結んだ線は、石炭１，２，３同士においていずれも同様の傾向を示すものであった。この結果より、Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子の溶融性は、石炭１，２，３のそれぞれのＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子でほぼ同じであることがわかった。Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子の溶融性が各石炭１，２，３で同じであるということは、石炭中のＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子が多ければ多いほど、その石炭は溶けやすいということである。なお、石炭が溶けやすいということは、ボイラで灰が付着し易いということである。
【００２８】
（石炭銘柄の選定、または複数種類の石炭の混合比率決定のための判定式）
以上説明したように、本件発明者らは、ボイラで灰が付着し易いか否かは、石炭中の灰成分のうちのＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子が支配的であることを究明した。次に、Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子という因子の、ボイラの灰付着抑制への適用のし方を記載する。
【００２９】
ボイラの灰付着抑制には、例えば次の（Ａ）式で示す判定式を満たすように、石炭銘柄を選定し、または複数種類の石炭の混合比率を決定し、選定した石炭銘柄の石炭、または決定した混合比率に基づいて混合した複数種類の石炭を、燃料としてボイラに供給すればよい。
【００３０】
ＭＳＥ［％］≦０．０３８×Ｔ［℃］−３２．６  ・・・（Ａ）
ＭＳＥ［％］：Ｔ［℃］におけるＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子スラグ割合［重量％］×灰成分中のＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子の割合
Ｔ［℃］：温度
ここで、灰成分中のＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子の割合は、重量割合（重量比）である。
【００３１】
図５は、Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子のスラグ割合と灰成分中のＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子の割合との積を縦軸に、温度を横軸にとって示すグラフである。グラフ中に（Ａ）で示すのが、上記（Ａ）式である。
【００３２】
図５中の実線は、図３に示した石炭２の計算結果であり、図５中の二点鎖線は、図３に示した石炭１と石炭２とを、６０重量％、４０重量％の割合で混合してなる石炭の計算結果である。石炭２は、前記したように、ボイラで灰付着の問題が生じなかった石炭燃料である。一方、石炭１と石炭２とを、６０重量％、４０重量％の割合で混合してなる石炭は、ボイラでの燃焼で灰付着の問題が生じた石炭燃料である。
【００３３】
ここで、バーナ近傍領域の雰囲気温度である少なくとも１２００℃〜１７００℃の温度範囲全てにおいて上記（Ａ）式が満たされるように、石炭銘柄を選定し、または複数種類の石炭の混合比率を決定することが好ましい。バーナ近傍領域は、ボイラ壁への灰付着が顕著に発生する領域だからである。なお、１２００℃〜１５００℃の温度範囲は、スラッギング領域とも呼ばれる。少なくとも当該領域において、灰付着を回避できる石炭銘柄を選定すること、または複数種類の石炭の混合比率を決定すること（（Ａ）式を満たすようにすること）が好ましい。
【００３４】
（灰付着抑制装置、および灰付着の抑制方法）
図６を参照しつつ本発明の一実施形態に係るボイラの灰付着抑制装置について説明しながら、灰付着の抑制方法についても記載する。
【００３５】
＜灰付着抑制装置＞
ボイラ設備１００は、ボイラ７と、ホッパ１，２と、燃料供給量調整装置３と、混合機４と、粉砕機５と、２つのバーナ６と、演算装置９とを備えている。本発明の一実施形態に係るボイラの灰付着抑制装置は、演算装置９と、燃料供給量調整装置３とで構成される。本実施形態では、固体燃料として２種類の石炭を用いるので、計２つのホッパ１，２としているが、３種類以上の石炭を用いる場合は、石炭の種類と同じ数のホッパが設置される。
【００３６】
ホッパ１，２は、灰成分の性状が異なる２種類の石炭をそれぞれ貯留しておく容器である。燃料供給量調整装置３は、演算装置９で決定された２種類の石炭の混合比率に基づいて、ホッパ１，２からの石炭の切り出し量を調整する（ボイラ７への２種類の石炭の供給量を調整する）調整装置である。混合機４は、燃料供給量調整装置３で切り出された石炭を混合する機械である。粉砕機５は、混合機４で混合されたあとの石炭を粉砕して微粉炭とする機械である。バーナ６は、空気と共に吹き込まれた微粉炭を燃焼するものである。ボイラ７は、微粉炭を燃焼させて熱を回収するものである。なお、ボイラ７は、供給された燃料をバーナ６などで燃焼させることで熱を発生させる火炉と、火炉の上方からその下流にわたって配置され、内部に燃焼ガスを流動して熱交換を行う伝熱管群とを備えており、ボイラ７から出た燃焼ガスは煙突から排出されるようになっている。
【００３７】
（Ａ）式を含む各種のデータ８が演算装置９に入力されている。演算装置９は、Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子のスラグ割合と、灰成分中のＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子の割合との積が基準値以下となるように、具体的には、例えば１２００℃〜１７００℃の温度範囲全てにおいて（Ａ）式を満たすように２種類の石炭の混合比率を決定する装置である。なお、１２００℃〜１７００℃の温度範囲よりも広い温度範囲で（Ａ）式が満たされるようにしてもよいし、１２００℃〜１７００℃の温度範囲よりも狭い温度範囲で（Ａ）式が満たされるようにしてもよい。
【００３８】
なお、灰成分中のＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子の割合は、ＣＣＳＥＭ分析などを用いて予め求めておく。Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子のスラグ割合は、Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子の組成分析値に基づいて熱力学平衡計算などにより予め算出しておく。
【００３９】
使用する予定の石炭が単種類の石炭の場合には、Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子のスラグ割合と、灰成分中のＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子の割合との積が基準値以下となるように、具体的には、例えば１２００℃〜１７００℃の温度範囲全てにおいて（Ａ）式を満たすように、演算装置９にて石炭を選択する。（Ａ）式を満たせば、固体燃料としてその石炭を選択する（用いる）ことになるし、（Ａ）式を満たさなければ、その石炭は用いられないことになる。
【００４０】
＜灰付着の抑制方法＞
単種類または複数種類の石炭の灰成分中の、有機分から独立しているＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子の割合をＣＣＳＥＭ分析などを用いて求めるとともに、Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子中のスラグになる成分の割合を示すＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子スラグ割合を熱力学平衡計算などにより算出する（ステップ１）。このステップ１は、ボイラ設備１００を運転する前に人が予め行っておくステップである。
【００４１】
算出したＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子スラグ割合と、灰成分中のＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子の割合との積が基準値以下となるように、単種類の石炭を選択し、または複数種類の石炭の混合比率を決定する（ステップ２）。具体的には、例えば、１２００℃〜１７００℃において前記した（Ａ）式を満たすように、単種類の石炭を選択し、または複数種類の石炭の混合比率を決定する。このステップ２は、人が行う場合もあるし、演算装置９にて自動で行う場合もある。
【００４２】
その後、単種類の石炭を使用する場合には、選択した単種類の石炭のボイラ７への供給量を燃料供給量調整装置３にて調製し、粉砕機５にて石炭を微粉状にした後、ボイラ７へ石炭を供給する。複数種類の石炭を使用する場合には、決定した混合比率に基づいて複数種類の石炭のボイラ７への供給量を燃料供給量調整装置３にて調整し、混合機４にて混合し、混合された石炭を粉砕機５にて微粉状にした後、ボイラ７へ石炭を供給する（ステップ３）。
【００４３】
（作用・効果）
前記したように、本件発明者らは、ボイラ７で灰が付着し易いか否かは、石炭中の灰成分のうちのＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子が支配的であることを究明した。従来は、ボイラ７での灰付着予測に関し、Ｉｎｃｌｕｄｅｄ粒子とＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子とを区別した予測はされていなかった。そして、この新規な知見のもと、本発明では、Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子のスラグ割合と、灰成分中のＥｘｃｌｕｄｅｄ粒子の割合との積が基準値以下となるように、単種類の固体燃料を選択し、または複数種類の固体燃料の混合比率を決定する。そして、選択した単種類の固体燃料、または決定した混合比率に基づいて混合した複数種類の固体燃料を、燃料としてボイラに供給する。これにより、本発明によると、ボイラ７での灰付着を従来よりもより精度良く予測して、ボイラでの灰付着を従来よりもより抑制することができる。
【００４４】
ここで、Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子のスラグ割合を、Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子の組成分析値に基づいて熱力学平衡計算により算出することが好ましい。この構成によると、Ｅｘｃｌｕｄｅｄ粒子のスラグ割合をより正確に求めることができる。
【００４５】
また、１２００℃〜１７００℃において前記した（Ａ）式を満たすように、単種類の固体燃料を選択し、または複数種類の固体燃料の混合比率を決定することが好ましい。
【００４６】
１２００℃〜１７００℃の温度は、バーナ近傍領域の雰囲気温度である。このバーナ近傍領域は、ボイラ壁への灰付着が顕著に発生する領域である。よって、少なくとも当該領域において（Ａ）式を満たすようにすることで、ボイラでの灰付着を従来よりもより抑制することができる。
【００４７】
また、前記したように、この（Ａ）式を算出するにあたり適用したガス雰囲気の条件は、０．１％Ｏ2、８．２％ＣＯ、１２．３％ＣＯ2、１．５％Ｈ2、７０．６％Ｎ2、７．４％Ｈ2Ｏ、という還元性の強い還元雰囲気条件としている。ここで、ガス雰囲気が還元雰囲気である場合、ガス雰囲気が酸化雰囲気など還元雰囲気でない場合に比べて、灰の融液は生成しやすくなる。よって、ガス雰囲気が還元雰囲気である場合はもちろんのこと、ガス雰囲気が酸化雰囲気など還元雰囲気でない場合であっても、すなわち、ボイラでの燃焼におけるガス雰囲気がどのような条件であっても、還元雰囲気条件で算出した前記（Ａ）式を満たせばボイラでの灰付着を抑制することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１、２：ホッパ
３：燃料供給量調整装置
４：混合機
５：粉砕機
６：バーナ
７：ボイラ
８：データ
９：演算装置
１００：ボイラ設備
【図１】
2016006363.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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