重質油燃焼ボイラ
【課題】重質油燃焼ボイラにおいて、ばいじん濃度を制御することでボイラの燃焼効率の低下を抑制可能とする。
【解決手段】燃料油として使用する重質油をバーナ１６により燃焼可能に構成し、燃料油に粘度調整剤を供給可能な粘度調整油供給配管２２及び流量調整弁２３と、バーナ１６に加熱蒸気を供給可能なバーナ蒸気供給配管２４及び流量調整弁２５と、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を燃料油の粘度に応じて設定されるばいじん濃度に基づいて設定して各流量調整弁２３，２５の開度を調整する制御装置２８とを設ける。
【解決手段】燃料油として使用する重質油をバーナ１６により燃焼可能に構成し、燃料油に粘度調整剤を供給可能な粘度調整油供給配管２２及び流量調整弁２３と、バーナ１６に加熱蒸気を供給可能なバーナ蒸気供給配管２４及び流量調整弁２５と、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を燃料油の粘度に応じて設定されるばいじん濃度に基づいて設定して各流量調整弁２３，２５の開度を調整する制御装置２８とを設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原油を精製して燃料油や石油化学製品などを製造した後、取り出される石油残渣などの重質油を燃料とする重質油燃焼ボイラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原油を石油精製設備により精製することで、燃料油や石油化学製品などを製造した後、この設備からは石油残渣などの重質油が取り出される。この重質油は、粘度が非常に高いことから、エネルギとして利用する場合には、加熱することで粘度を低下させ、この状態で火炉まで移送し、この火炉内に供給している。
【０００３】
重質油の粘度を低下させてから火炉に供給する技術として、例えば、下記特許文献１、２に記載されたものがある。特許文献１に記載された重質油燃焼方法では、水性ガス化反応や微小水滴爆裂効果等の燃焼促進効果を有する水エマルジョン燃焼法と、燃料を微粒化する二段混合型噴霧ノズルとを組み合わせている。また、特許文献２に記載された重質油燃焼ボイラでは、燃料油として重質油を使用し、燃料油をバーナに投入した蒸気で微粒化してから燃焼可能とし、蒸気の投入量を燃料油の粘度領域ごとに得られるバーナ蒸気割合と煤塵濃度との相関関係から粘度領域及び所定の煤塵濃度に対応するバーナ蒸気割合を求めて算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１５９１１３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０７１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に記載された重質油燃焼方法では、燃料油を水エマルジョン化して燃焼させることから、水を蒸発させるための熱量が必要となり、ボイラの燃焼効率が低下してしまう。また、燃料油を水エマルジョン化して燃焼させると、燃料油の粘度が高いままの状態で燃焼させることから、燃焼排ガス中のばいじん濃度が増大してしまう。
【０００６】
また、特許文献２に記載された重質油燃焼ボイラでは、燃料油をバーナに投入した蒸気で微粒化してから燃焼することで、ボイラの設置コストやランニングコストを低減することができる。ところが、重質油は粘度が非常に高いことから、加熱により粘度を低下させた状態でボイラまで移送する必要がある。この場合、重質油に低粘度の燃料油を混合して粘度を低下させることが考えられるが、これを燃焼させる場合には、ボイラの燃焼効率が低下してしまう問題がある。
【０００７】
本発明は上述した課題を解決するものであり、ばいじん濃度を制御することでボイラの燃焼効率の低下を抑制可能とする重質油燃焼ボイラ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ボイラは、燃料油として重質油を使用し、この重質油をバーナにより燃焼させる重質油燃焼ボイラにおいて、燃料油に粘度調整剤を供給可能な粘度調整剤供給手段と、前記バーナに蒸気を供給可能な蒸気供給手段と、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を燃料油の粘度に応じて設定されるばいじん濃度に基づいて設定する供給量設定手段と、を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
従って、燃料油に粘度調整剤を供給することで、燃料油の粘度が低下して良好に移送することができ、また、燃料油に蒸気を供給してバーナにより燃焼することで、良好な燃焼状態を確保することができ、このとき、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を燃料油の粘度に応じて設定されるばいじん濃度に基づいて設定することで、ばいじん濃度を所定値以下に制御するができ、その結果、ボイラの燃焼効率の低下を抑制することができる。
【００１０】
本発明の重質油燃焼ボイラでは、前記供給量設定手段は、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量とばいじん濃度との関係を表すマップに基づいて粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を設定することを特徴としている。
【００１１】
従って、マップを用いて粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を設定することで、制御の簡素化を可能とすることができる。
【００１２】
本発明の重質油燃焼ボイラでは、前記供給量設定手段は、燃料油の粘度に応じて粘度調整剤の供給量を設定し、調整後の燃料油の粘度に応じてばいじん濃度が予め設定された所定値以下となるように蒸気の供給量を設定することを特徴としている。
【００１３】
従って、燃料油の粘度に応じて粘度調整剤の供給量を設定してから蒸気の供給量を設定することで、燃料油を適正に移送可能な粘度に調整することができると共に、燃料油を適正に燃焼可能な粘度に調整することができる。
【００１４】
本発明の重質油燃焼ボイラでは、燃料油の状態を検出する状態検出手段が設けられ、前記供給量設定手段は、該状態検出手段が検出した燃料油の状態に応じてばいじん濃度が予め設定された所定値以下となるように粘度調整剤の供給量及び蒸気の供給量を設定することを特徴としている。
【００１５】
従って、燃料油の状態を事前に確認することで、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を高精度に設定することができる。
【００１６】
本発明の重質油燃焼ボイラでは、粘度調整剤が供給された燃料油の状態を検出する状態検出手段が設けられ、前記供給量設定手段は、該状態検出手段が検出した燃料油の状態に応じてばいじん濃度が予め設定された所定値以下となるように蒸気の供給量を設定することを特徴としている。
【００１７】
従って、粘度調整剤が供給された燃料油の状態を事前に確認することで、蒸気の供給量を高精度に設定することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の重質油燃焼ボイラによれば、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を燃料油の粘度に応じて設定されるばいじん濃度に基づいて設定する供給量設定手段を設けるので、ばいじん濃度を制御することでボイラの燃焼効率の低下を抑制可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る重質油燃焼ボイラを表す概略構成図である。
【図２】図２は、バーナ蒸気割合とばいじん濃度との関係を表すグラフである。
【図３】図３は、バーナ蒸気割合と粘度調整油混合割合との関係を表すグラフである。
【図４】図４は、バーナ蒸気割合と発電コストとの関係を表すグラフである。
【図５】図５は、石油の移送粘度範囲及び燃焼粘度範囲を表すグラフである。
【図６】図６は、油粘度に対するばいじん濃度を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る重質油燃焼ボイラの好適な実施例を詳細に説明する。なお、本発明は、この実施例に限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【実施例】
【００２１】
図１は、本発明の一実施例に係る重質油燃焼ボイラを表す概略構成図、図２は、バーナ蒸気割合とばいじん濃度との関係を表すグラフ、図３は、バーナ蒸気割合と粘度調整油混合割合との関係を表すグラフ、図４は、バーナ蒸気割合と発電コストとの関係を表すグラフ、図５は、石油の移送粘度範囲及び燃焼粘度範囲を表すグラフ、図６は、油粘度に対するばいじん濃度を表すグラフである。
【００２２】
近年、燃料油の白油化指向に伴って粘度の高い重質油が増加してきている。このような重質油を燃料とする重質油燃焼ボイラにおいては、高粘度の重質油を昇温させたり、粘度調整剤を混合したりして低粘度化する必要がある。また、石油精製設備による精製作業では、最終的に高い重質性の石油残渣が取り出されることとなるが、ここでも、近年、石油残渣の重質化が進んでいる。
【００２３】
石油の精製過程では、図５に示すように、軽油Ａや重油Ｂが精製されて一般的な石油残渣Ｃが取り出されるが、近年は、この石油残渣Ｃもアスファルトなどとして精製され、高重質性の石油残渣Ｄが取り出される。このような軽油Ａ、重油Ｂ、石油残渣Ｃ、高重質性の石油残渣Ｄを一般的な重質油燃焼ボイラで使用する場合、燃料タンクからボイラまで移送するとき、所定の移送粘度範囲（３００〜７００mm２／sec）まで低下させ、更に、ボイラで燃焼するとき、所定の燃焼粘度範囲（１５〜１００mm２／sec程度）まで低下させる必要がある。
【００２４】
この場合、石油精製設備から取り出されたときの高重質性の石油残渣Ｄは、高温状態にあることから流体化しているが、常温になると固形化してしまう。高温状態にあって流体化している石油残渣Ｄを重質油燃焼ボイラまで搬送するには、搬送配管を蒸気などにより加熱する必要があるものの、その加熱温度は３００℃程度になってしまう。そして、石油残渣Ｄの搬送配管を蒸気などにより加熱することができない領域では、石油残渣Ｄの輸送が困難となってしまう。本実施例では、石油残渣Ｄなどを含む重質油に粘度調整剤（粘度調整油）を供給して粘度を低下させることで、重質油燃焼ボイラの近傍まで搬送し、バーナに蒸気を供給して燃焼させるようにしている。
【００２５】
しかし、重質油燃焼ボイラに移送される燃料油の粘度は不確定である。重質油燃焼ボイラでは、燃焼粘度範囲まで低粘度化した燃料油をバーナに導入して燃焼させているものの、油粘度とばいじん濃度との関係は不明確であった。しかし、図６に示すように、油粘度の上昇に伴ってばいじん濃度が上昇する傾向があることがわかり、特に、燃料油の燃焼粘度範囲を超えた高粘度では、ばいじん濃度が著しく上昇している。粘度が不明な燃料油を加熱してからバーナにより重質油燃焼ボイラに投入して燃焼するとき、粘度が高い場合には、ばいじん濃度の高い排ガスを発生させてしまうおそれがある。
【００２６】
本実施例では、燃料油として高粘度重質油を使用し、この重質油をボイラ本体まで移送させるとき、また、ボイラ本体のバーナにより燃焼させるとき、重質油の移送状態に基づいて、この重質油の状態を最適な状態に変更するようにしている。
【００２７】
なお、ここで軽油（軽質油）とは、比重が０．８０〜０．８４程度の油であり、重油（重質油）とは、比重が０．８３〜０．９６程度の油であり、アスファルト（石油残渣Ｃ）とは、比重が１．０２〜１．０６程度の油であり、石油残渣Ｄは、比重が１．０６以上の油を表している。
【００２８】
実施例１の重質油燃焼ボイラは、図１に示すように、燃料タンク１１と、輸送配管１２と、輸送ポンプ１３と、油加熱器１４と、ボイラ本体１５と、バーナ１６とを有する構成となっている。
【００２９】
燃料タンク１１は、高粘度重質油が移送される重質油移送ライン２１が連結されており、また、この重質油移送ライン２１に対して粘度調整油供給配管２２が連結され、この粘度調整油供給配管２２に流量調整弁２３が装着されている。従って、重質油移送ライン２１を移送される高粘度重質油に対して、流量調整弁２３の開度を調整することで、粘度調整油供給配管２２から所定量（所定割合）の粘度調整油（低粘度油）を供給することができる。そのため、この燃料タンク１１は、移送粘度範囲に加熱された燃料油として使用する所定粘度の重質油を貯留することができる。
【００３０】
輸送配管１２は、燃料タンク１１からボイラ本体１５まで延設された配管であり、輸送ポンプ１３により燃料タンク１１内の重質油をボイラ本体１５まで輸送可能となっている。油加熱器１４は、輸送配管１２内を流れる燃料油を所定の燃焼粘度範囲まで加熱するものである。
【００３１】
また、バーナ１６に対して、加熱蒸気を供給可能なバーナ蒸気供給配管２４が連結されており、このバーナ蒸気供給配管２４に流量調整弁２５が装着されている。従って、輸送配管１２を移送される重質油に対して、流量調整弁２５の開度を調整することで、バーナ蒸気供給配管２４から所定量（所定割合）の加熱蒸気を供給することができる。そのため、このバーナ１６は、燃焼粘度範囲に加熱された燃料油として使用する所定粘度の重質油に蒸気が混合されてから燃焼することができる。
【００３２】
従って、燃料タンク１１は、重質油移送ライン２１から移送される高粘度重質油に、粘度調整油供給配管２２から供給される粘度調整油が混合されて構成された重質油が貯留されており、輸送ポンプ１３を作動すると、燃料タンク１１内の重質油を輸送配管１２により輸送し、油加熱器１４により加熱されてからバーナ１６に輸送し、バーナ１６は、燃焼粘度範囲に加熱された燃料油にバーナ蒸気供給配管２４から供給される加熱蒸気が混合された状態で、燃焼することができる。
【００３３】
なお、本実施例では、粘度調整油供給配管２２及び流量調整弁２３が本発明の粘度調整剤供給手段として機能し、バーナ蒸気供給配管２４及び量調整弁２５が本発明の蒸気供給手段として機能する。
【００３４】
そして、本実施例の重質油燃焼ボイラでは、重質油移送ライン２１により燃料タンク１１に移送される重質油の状態を検出する状態検出手段として、重質油の温度を計測する温度センサ２６と、重質油の粘度（濃度）を計測する濃度センサ２７が設けられている。そして、温度センサ２６が計測した重質油の温度、粘度センサ２７が計測した重質油の粘度に基づいて各流量調整弁２３，２５の開度を調整制御する供給量設定手段としての制御装置２８が設けられている。この制御装置２８は、重質油の温度と粘度に基づいて各流量調整弁２３，２５の開度を調整することで、重質油に対する粘度調整油の供給量（供給割合）と、加熱蒸気の供給量（供給割合）を最適な量（割合）となるように調整する。
【００３５】
具体的に、制御装置２８は、重質油の温度と濃度に基づいて、図５のグラフを用いて重質油の種類を判定する。即ち、輸送配管１２内の重質油は、移送粘度範囲になるように加熱されていると共に、粘度調整油が供給されていることから、粘度センサ２７が計測した粘度（動粘度）が移送されている重質油の移送粘度であり、温度センサ２６が計測した温度がこの移送粘度となるものを特定することで、重質油の種類を判定することができる。
【００３６】
即ち、本実施例では、重質油移送ライン２１により燃料タンク１１に移送される重質油に対して粘度調整油を供給することで、重質油の濃度を低下させると共に、バーナの重質油に対して蒸気を投入することで、この重質油を微粒化して良好に燃焼可能としている。この場合、重質油移送ライン２１に供給して重質油の粘度を低下させる粘度調整油の供給量と、バーナ１６に投入して重質油を微粒化する蒸気の投入量が、図２に示すような制御マップに基づいて算出される。
【００３７】
この制御マップは、重質油の粘度領域毎に得られるバーナ蒸気割合とばいじん濃度との関係を示す線図であり、図示の制御マップ例では、適正粘度油（１５〜３０mm２／sec）、高粘度油（３０〜１００mm２／sec）、超高粘度油（１００〜５００mm２／sec）の３領域が示されている。この場合のバーナ蒸気割合は、バーナ１６に投入される重質油に対する蒸気の重量割合である。そして、この場合、重質油移送ライン２１は、上述した説明の高重質性の石油残渣Ｄ（図５参照）が加熱されることで重質油として移送されており、例えば、この重質油に粘度調整油を５％だけ供給すると超高粘度油となり、重質油に粘度調整油を１５％だけ供給すると高粘度油となり、重質油に粘度調整油を３０％だけ供給すると適正粘度油となる。この場合の粘度調整油混合割合は、重質油移送ライン２１の重質油に対する粘度調整油の重量割合である。
【００３８】
バーナ１６に投入する蒸気量は、この図２の制御マップで表すように、バーナ蒸気割合とばいじん濃度との相関関係を用い、使用する重質油の粘度領域及び所定のばいじん濃度に対応するバーナ蒸気割合を求めて算出される。例えば、重質油の温度と濃度に基づいて特定される重質油の種類が、超高粘度油に相当する場合、所定のばいじん濃度（例えば、３００mg／Nm３）に対応するバーナ蒸気割合の１２％が求められる。従って、バーナ１６に対する蒸気の投入量は、バーナ１６に投入される重質油量に対し、重量比で１２％となるように算出される。なお、所定のばいじん濃度は一例であり、重質油燃焼ボイラの諸条件に応じて適宜変化する値である。
【００３９】
このようにボイラ本体１５で発生する排気ガスのばいじん濃度は、重質油移送ライン２１に供給して重質油の粘度を低下させる粘度調整油の供給量と、バーナ１６に投入して重質油を微粒化する蒸気の投入量とに応じて変動する。そのため、本実施例にて、制御装置２８は、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を、重質油の粘度に応じて設定されるばいじん濃度に基づいて設定する。具体的に、制御装置２８は、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量とばいじん濃度との関係を表すマップに基づいて、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を設定する。この場合、制御装置２８は、重質油の粘度に応じて粘度調整剤の供給量を設定し、調整後の燃料油の粘度に応じてばいじん濃度が予め設定された所定値以下となるように蒸気の供給量を設定する。
【００４０】
即ち、重質油移送ライン２１に供給して重質油の粘度を低下させる粘度調整油の混合割合と、バーナ１６に投入して重質油を微粒化する蒸気の投入割合と、発生するばいじん濃度と関係が、図３に示すような制御マップに基づいて算出される。この制御マップは、ばいじん濃度が所定値以下となるような粘度調整油混合割合とバーナ蒸気割合との関係を示す線図である。例えば、重質油に５％の粘度調整油を供給した場合、ばいじん濃度を所定値以下とするためには、バーナ１６に１２％の蒸気を投入するとよい。また、重質油に１５％の粘度調整油を供給した場合、ばいじん濃度を所定値以下とするためには、バーナ１６に８％の蒸気を投入し、重質油に３０％の粘度調整油を供給した場合、ばいじん濃度を所定値以下とするためには、バーナ１６に３％の蒸気を投入するとよい。
【００４１】
なお、図６に示すように、油粘度が燃焼粘度範囲の領域では、油粘度の上昇に応じてばいじん濃度が略直線的に変化する関係（略比例関係）にある。しかし、油粘度が燃焼粘度範囲を大幅に超えた高粘度（概ね、１００mm２／sec以上）になると、油粘度とばいじん濃度との間に存在する略比例関係が崩れ、油粘度の上昇に伴ってばいじん濃度は急増する。従って、高粘度の燃料油をバーナ１６に供給する場合には、その粘度領域に応じた粘度調整油混合割合とバーナ蒸気割合が存在すると推測される。このため、重質油の粘度領域ごとに実験を行い、図２及び図３に表す制御マップを得た。
【００４２】
この図２及び図３の制御マップでは、ばいじん濃度を所定の値に抑える場合、粘度調整油混合割合を低く設定することで粘度低下を緩和し、粘度の高い重質油ほどバーナ蒸気割合を高く設定できることが分かる。更に、例えば、超高粘度油のように、粘度が高い領域にある重質油ほど、バーナ蒸気割合の増加に伴うばいじん濃度の低下は顕著である。この場合、図４に示すように、バーナ蒸気割合を増加すると、図４のＣ１のように、加熱蒸気を使用することで発電コストが増加してプラント効率が低下するが、図４のＣ２のように、ばいじん濃度（ばいじん量）が低下することで、発電コストが若干低減してプラント効率が向上する。また、重質油に所定割合の粘度調整油を供給することから、石油残渣Ｄなどの安価な燃料油の使用が可能となり、図４のＣ３のように、燃料油の価格が低下することで、発電コストが大幅に低減してプラント効率が向上する。その結果、本実施例の重質油燃焼ボイラでは、上述したバーナ蒸気割合を増加（Ｃ１，Ｃ２）及び粘度調整油の増加（Ｃ３）を考慮することで、図４のＣ４のように、発電コストを低減してプラント効率を向上することが可能となる。なお、この場合、重質油燃焼ボイラの発電コストやプラント効率にとって、ばいじん濃度、粘度調整油混合割合、バーナ蒸気割合は相反する関係にあるので、諸条件を考慮して良好なプラント効率が得られる最適な粘度調整油混合割合やバーナ蒸気割合の設定が望ましい。
【００４３】
本実施例にて、制御装置２８は、温度センサ２６及び粘度センサ２７の検出結果を受け、粘度調整油供給配管２２の流量調整弁２３の開度を調整するフィードバック制御を実行している。そのため、図１に示すように、高粘度重質油が重質油移送ライン２１により燃料タンク１１に移送されるとき、粘度調整油が粘度調整油供給配管２２から重質油移送ライン２１に供給され、両者が混合した所定粘度の重質油（燃料油）が燃料タンク１１に貯留される。そして、輸送ポンプ１３が作動すると、燃料タンク１１内の重質油が輸送配管１２により輸送され、油加熱器１４により加熱された後に各バーナ１６まで輸送される。このバーナ１６は、バーナ蒸気供給配管２４からバーナ蒸気が供給されることで、このバーナ１６からバーナ蒸気により微粒化した重質油がボイラ本体１５の内部に供給される。
【００４４】
このとき、温度センサ２６は、重質油移送ライン２１を流れる粘度調整油が供給された重質油の温度を計測し、粘度センサ２７は、重質油移送ライン２１を流れる粘度調整油が供給された重質油の濃度を計測している。そして、制御装置２８は、検出した重質油の温度と粘度に基づいて重質油の種類を判定し、判定した重質油の種類に応じた粘度調整油混合割合を再調整すると共に、バーナ蒸気割合を調整する。
【００４５】
このように本実施例の重質油燃焼ボイラにあっては、燃料油として使用する重質油をバーナ１６により燃焼可能に構成し、燃料油に粘度調整剤を供給可能な粘度調整油供給配管２２及び流量調整弁２３と、バーナ１６に加熱蒸気を供給可能なバーナ蒸気供給配管２４及び流量調整弁２５と、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を燃料油の粘度に応じて設定されるばいじん濃度に基づいて設定して各流量調整弁２３，２５の開度を調整する制御装置２８とを設けている。
【００４６】
従って、燃料油に粘度調整剤を供給することで、燃料油の粘度が低下して良好に移送することができ、また、燃料油に蒸気を供給してバーナ１６により燃焼することで、良好な燃焼状態を確保することができ、このとき、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を燃料油の粘度に応じて設定されるばいじん濃度に基づいて設定することで、ばいじん濃度を所定値以下に制御するができ、その結果、ボイラの燃焼効率の低下を抑制することができる。
【００４７】
また、本実施例の重質油燃焼ボイラでは、制御装置２８は、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量とばいじん濃度との関係を表すマップに基づいて粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を設定している。従って、マップを用いて粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を設定することで、制御の簡素化を可能とすることができる。
【００４８】
また、本実施例の重質油燃焼ボイラでは、制御装置２８は、燃料油の粘度に応じて粘度調整剤の供給量を設定し、調整後の燃料油の粘度に応じてばいじん濃度が予め設定された所定値以下となるように蒸気の供給量を設定している。従って、燃料油の粘度に応じて粘度調整剤の供給量を設定してから蒸気の供給量を設定することで、燃料油を適正に移送可能な粘度に調整することができると共に、燃料油を適正に燃焼可能な粘度に調整することができる。
【００４９】
また、本実施例の重質油燃焼ボイラでは、重質油の温度と粘度を検出する温度センサ２６及び粘度センサ２７を設け、制御装置２８は、各センサ２６，２７が検出した重質油の温度と粘度に応じてばいじん濃度が予め設定された所定値以下となるように粘度調整剤の供給量及び蒸気の供給量を設定している。従って、燃料油の状態、つまり、重質油の温度と粘度を事前に確認することで、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を高精度に設定することができる。
【００５０】
また、本実施例の重質油燃焼ボイラでは、制御装置２８は、温度センサ２６及び粘度センサ２７が検出した粘度調整剤を供給した後の重質油の温度と粘度に応じてばいじん濃度が予め設定された所定値以下となるように蒸気の供給量を設定している。従って、粘度調整剤が供給された燃料油の状態を事前に確認することで、蒸気の供給量を高精度に設定することができる。
【００５１】
なお、上述した実施例では、温度センサ２６及び粘度センサ２７は、粘度調整油が供給された後の重質油の温度及び粘度を検出し、制御装置２８は、この温度センサ２６及び粘度センサ２７の検出結果に基づいて各流量調整弁２３，２５の開度を調整したが、この構成に限定されるものではない。例えば、温度センサ２６及び粘度センサ２７は、粘度調整油が供給される前の重質油の温度及び粘度を検出し、制御装置２８は、この温度センサ２６及び粘度センサ２７の検出結果に基づいて各流量調整弁２３，２５の開度を調整してもよい。また、重質油移送ライン２１を流れる燃料油（重質油）の種類が事前にわかっているときには、温度センサ２６及び粘度センサ２７は不要となり、制御装置２８は、この燃料油の種類に基づいて各流量調整弁２３，２５の開度を調整すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明に係る重質油燃焼ボイラは、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を燃料油の粘度に応じて設定されるばいじん濃度に基づいて設定することで、ばいじん濃度を制御することでボイラの燃焼効率の低下を抑制可能とするものであり、いずれの重質油燃焼ボイラにも適用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１１ 燃料タンク
１２ 輸送配管
１３ 輸送ポンプ
１４ 油加熱器
１５ ボイラ本体
１６ バーナ
２１ 重質油移送ライン
２２ 粘度調整油供給配管（粘度調整剤供給手段）
２３ 流量調整弁（粘度調整剤供給手段）
２４ バーナ蒸気供給配管（蒸気供給手段）
２５ 流量調整弁（蒸気供給手段）
２６ 温度センサ（状態検出手段）
２７ 粘度センサ（状態検出手段）
２８ 制御装置（供給量設定手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原油を精製して燃料油や石油化学製品などを製造した後、取り出される石油残渣などの重質油を燃料とする重質油燃焼ボイラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原油を石油精製設備により精製することで、燃料油や石油化学製品などを製造した後、この設備からは石油残渣などの重質油が取り出される。この重質油は、粘度が非常に高いことから、エネルギとして利用する場合には、加熱することで粘度を低下させ、この状態で火炉まで移送し、この火炉内に供給している。
【０００３】
重質油の粘度を低下させてから火炉に供給する技術として、例えば、下記特許文献１、２に記載されたものがある。特許文献１に記載された重質油燃焼方法では、水性ガス化反応や微小水滴爆裂効果等の燃焼促進効果を有する水エマルジョン燃焼法と、燃料を微粒化する二段混合型噴霧ノズルとを組み合わせている。また、特許文献２に記載された重質油燃焼ボイラでは、燃料油として重質油を使用し、燃料油をバーナに投入した蒸気で微粒化してから燃焼可能とし、蒸気の投入量を燃料油の粘度領域ごとに得られるバーナ蒸気割合と煤塵濃度との相関関係から粘度領域及び所定の煤塵濃度に対応するバーナ蒸気割合を求めて算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１５９１１３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０７１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に記載された重質油燃焼方法では、燃料油を水エマルジョン化して燃焼させることから、水を蒸発させるための熱量が必要となり、ボイラの燃焼効率が低下してしまう。また、燃料油を水エマルジョン化して燃焼させると、燃料油の粘度が高いままの状態で燃焼させることから、燃焼排ガス中のばいじん濃度が増大してしまう。
【０００６】
また、特許文献２に記載された重質油燃焼ボイラでは、燃料油をバーナに投入した蒸気で微粒化してから燃焼することで、ボイラの設置コストやランニングコストを低減することができる。ところが、重質油は粘度が非常に高いことから、加熱により粘度を低下させた状態でボイラまで移送する必要がある。この場合、重質油に低粘度の燃料油を混合して粘度を低下させることが考えられるが、これを燃焼させる場合には、ボイラの燃焼効率が低下してしまう問題がある。
【０００７】
本発明は上述した課題を解決するものであり、ばいじん濃度を制御することでボイラの燃焼効率の低下を抑制可能とする重質油燃焼ボイラ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ボイラは、燃料油として重質油を使用し、この重質油をバーナにより燃焼させる重質油燃焼ボイラにおいて、燃料油に粘度調整剤を供給可能な粘度調整剤供給手段と、前記バーナに蒸気を供給可能な蒸気供給手段と、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を燃料油の粘度に応じて設定されるばいじん濃度に基づいて設定する供給量設定手段と、を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
従って、燃料油に粘度調整剤を供給することで、燃料油の粘度が低下して良好に移送することができ、また、燃料油に蒸気を供給してバーナにより燃焼することで、良好な燃焼状態を確保することができ、このとき、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を燃料油の粘度に応じて設定されるばいじん濃度に基づいて設定することで、ばいじん濃度を所定値以下に制御するができ、その結果、ボイラの燃焼効率の低下を抑制することができる。
【００１０】
本発明の重質油燃焼ボイラでは、前記供給量設定手段は、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量とばいじん濃度との関係を表すマップに基づいて粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を設定することを特徴としている。
【００１１】
従って、マップを用いて粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を設定することで、制御の簡素化を可能とすることができる。
【００１２】
本発明の重質油燃焼ボイラでは、前記供給量設定手段は、燃料油の粘度に応じて粘度調整剤の供給量を設定し、調整後の燃料油の粘度に応じてばいじん濃度が予め設定された所定値以下となるように蒸気の供給量を設定することを特徴としている。
【００１３】
従って、燃料油の粘度に応じて粘度調整剤の供給量を設定してから蒸気の供給量を設定することで、燃料油を適正に移送可能な粘度に調整することができると共に、燃料油を適正に燃焼可能な粘度に調整することができる。
【００１４】
本発明の重質油燃焼ボイラでは、燃料油の状態を検出する状態検出手段が設けられ、前記供給量設定手段は、該状態検出手段が検出した燃料油の状態に応じてばいじん濃度が予め設定された所定値以下となるように粘度調整剤の供給量及び蒸気の供給量を設定することを特徴としている。
【００１５】
従って、燃料油の状態を事前に確認することで、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を高精度に設定することができる。
【００１６】
本発明の重質油燃焼ボイラでは、粘度調整剤が供給された燃料油の状態を検出する状態検出手段が設けられ、前記供給量設定手段は、該状態検出手段が検出した燃料油の状態に応じてばいじん濃度が予め設定された所定値以下となるように蒸気の供給量を設定することを特徴としている。
【００１７】
従って、粘度調整剤が供給された燃料油の状態を事前に確認することで、蒸気の供給量を高精度に設定することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の重質油燃焼ボイラによれば、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を燃料油の粘度に応じて設定されるばいじん濃度に基づいて設定する供給量設定手段を設けるので、ばいじん濃度を制御することでボイラの燃焼効率の低下を抑制可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る重質油燃焼ボイラを表す概略構成図である。
【図２】図２は、バーナ蒸気割合とばいじん濃度との関係を表すグラフである。
【図３】図３は、バーナ蒸気割合と粘度調整油混合割合との関係を表すグラフである。
【図４】図４は、バーナ蒸気割合と発電コストとの関係を表すグラフである。
【図５】図５は、石油の移送粘度範囲及び燃焼粘度範囲を表すグラフである。
【図６】図６は、油粘度に対するばいじん濃度を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る重質油燃焼ボイラの好適な実施例を詳細に説明する。なお、本発明は、この実施例に限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【実施例】
【００２１】
図１は、本発明の一実施例に係る重質油燃焼ボイラを表す概略構成図、図２は、バーナ蒸気割合とばいじん濃度との関係を表すグラフ、図３は、バーナ蒸気割合と粘度調整油混合割合との関係を表すグラフ、図４は、バーナ蒸気割合と発電コストとの関係を表すグラフ、図５は、石油の移送粘度範囲及び燃焼粘度範囲を表すグラフ、図６は、油粘度に対するばいじん濃度を表すグラフである。
【００２２】
近年、燃料油の白油化指向に伴って粘度の高い重質油が増加してきている。このような重質油を燃料とする重質油燃焼ボイラにおいては、高粘度の重質油を昇温させたり、粘度調整剤を混合したりして低粘度化する必要がある。また、石油精製設備による精製作業では、最終的に高い重質性の石油残渣が取り出されることとなるが、ここでも、近年、石油残渣の重質化が進んでいる。
【００２３】
石油の精製過程では、図５に示すように、軽油Ａや重油Ｂが精製されて一般的な石油残渣Ｃが取り出されるが、近年は、この石油残渣Ｃもアスファルトなどとして精製され、高重質性の石油残渣Ｄが取り出される。このような軽油Ａ、重油Ｂ、石油残渣Ｃ、高重質性の石油残渣Ｄを一般的な重質油燃焼ボイラで使用する場合、燃料タンクからボイラまで移送するとき、所定の移送粘度範囲（３００〜７００mm２／sec）まで低下させ、更に、ボイラで燃焼するとき、所定の燃焼粘度範囲（１５〜１００mm２／sec程度）まで低下させる必要がある。
【００２４】
この場合、石油精製設備から取り出されたときの高重質性の石油残渣Ｄは、高温状態にあることから流体化しているが、常温になると固形化してしまう。高温状態にあって流体化している石油残渣Ｄを重質油燃焼ボイラまで搬送するには、搬送配管を蒸気などにより加熱する必要があるものの、その加熱温度は３００℃程度になってしまう。そして、石油残渣Ｄの搬送配管を蒸気などにより加熱することができない領域では、石油残渣Ｄの輸送が困難となってしまう。本実施例では、石油残渣Ｄなどを含む重質油に粘度調整剤（粘度調整油）を供給して粘度を低下させることで、重質油燃焼ボイラの近傍まで搬送し、バーナに蒸気を供給して燃焼させるようにしている。
【００２５】
しかし、重質油燃焼ボイラに移送される燃料油の粘度は不確定である。重質油燃焼ボイラでは、燃焼粘度範囲まで低粘度化した燃料油をバーナに導入して燃焼させているものの、油粘度とばいじん濃度との関係は不明確であった。しかし、図６に示すように、油粘度の上昇に伴ってばいじん濃度が上昇する傾向があることがわかり、特に、燃料油の燃焼粘度範囲を超えた高粘度では、ばいじん濃度が著しく上昇している。粘度が不明な燃料油を加熱してからバーナにより重質油燃焼ボイラに投入して燃焼するとき、粘度が高い場合には、ばいじん濃度の高い排ガスを発生させてしまうおそれがある。
【００２６】
本実施例では、燃料油として高粘度重質油を使用し、この重質油をボイラ本体まで移送させるとき、また、ボイラ本体のバーナにより燃焼させるとき、重質油の移送状態に基づいて、この重質油の状態を最適な状態に変更するようにしている。
【００２７】
なお、ここで軽油（軽質油）とは、比重が０．８０〜０．８４程度の油であり、重油（重質油）とは、比重が０．８３〜０．９６程度の油であり、アスファルト（石油残渣Ｃ）とは、比重が１．０２〜１．０６程度の油であり、石油残渣Ｄは、比重が１．０６以上の油を表している。
【００２８】
実施例１の重質油燃焼ボイラは、図１に示すように、燃料タンク１１と、輸送配管１２と、輸送ポンプ１３と、油加熱器１４と、ボイラ本体１５と、バーナ１６とを有する構成となっている。
【００２９】
燃料タンク１１は、高粘度重質油が移送される重質油移送ライン２１が連結されており、また、この重質油移送ライン２１に対して粘度調整油供給配管２２が連結され、この粘度調整油供給配管２２に流量調整弁２３が装着されている。従って、重質油移送ライン２１を移送される高粘度重質油に対して、流量調整弁２３の開度を調整することで、粘度調整油供給配管２２から所定量（所定割合）の粘度調整油（低粘度油）を供給することができる。そのため、この燃料タンク１１は、移送粘度範囲に加熱された燃料油として使用する所定粘度の重質油を貯留することができる。
【００３０】
輸送配管１２は、燃料タンク１１からボイラ本体１５まで延設された配管であり、輸送ポンプ１３により燃料タンク１１内の重質油をボイラ本体１５まで輸送可能となっている。油加熱器１４は、輸送配管１２内を流れる燃料油を所定の燃焼粘度範囲まで加熱するものである。
【００３１】
また、バーナ１６に対して、加熱蒸気を供給可能なバーナ蒸気供給配管２４が連結されており、このバーナ蒸気供給配管２４に流量調整弁２５が装着されている。従って、輸送配管１２を移送される重質油に対して、流量調整弁２５の開度を調整することで、バーナ蒸気供給配管２４から所定量（所定割合）の加熱蒸気を供給することができる。そのため、このバーナ１６は、燃焼粘度範囲に加熱された燃料油として使用する所定粘度の重質油に蒸気が混合されてから燃焼することができる。
【００３２】
従って、燃料タンク１１は、重質油移送ライン２１から移送される高粘度重質油に、粘度調整油供給配管２２から供給される粘度調整油が混合されて構成された重質油が貯留されており、輸送ポンプ１３を作動すると、燃料タンク１１内の重質油を輸送配管１２により輸送し、油加熱器１４により加熱されてからバーナ１６に輸送し、バーナ１６は、燃焼粘度範囲に加熱された燃料油にバーナ蒸気供給配管２４から供給される加熱蒸気が混合された状態で、燃焼することができる。
【００３３】
なお、本実施例では、粘度調整油供給配管２２及び流量調整弁２３が本発明の粘度調整剤供給手段として機能し、バーナ蒸気供給配管２４及び量調整弁２５が本発明の蒸気供給手段として機能する。
【００３４】
そして、本実施例の重質油燃焼ボイラでは、重質油移送ライン２１により燃料タンク１１に移送される重質油の状態を検出する状態検出手段として、重質油の温度を計測する温度センサ２６と、重質油の粘度（濃度）を計測する濃度センサ２７が設けられている。そして、温度センサ２６が計測した重質油の温度、粘度センサ２７が計測した重質油の粘度に基づいて各流量調整弁２３，２５の開度を調整制御する供給量設定手段としての制御装置２８が設けられている。この制御装置２８は、重質油の温度と粘度に基づいて各流量調整弁２３，２５の開度を調整することで、重質油に対する粘度調整油の供給量（供給割合）と、加熱蒸気の供給量（供給割合）を最適な量（割合）となるように調整する。
【００３５】
具体的に、制御装置２８は、重質油の温度と濃度に基づいて、図５のグラフを用いて重質油の種類を判定する。即ち、輸送配管１２内の重質油は、移送粘度範囲になるように加熱されていると共に、粘度調整油が供給されていることから、粘度センサ２７が計測した粘度（動粘度）が移送されている重質油の移送粘度であり、温度センサ２６が計測した温度がこの移送粘度となるものを特定することで、重質油の種類を判定することができる。
【００３６】
即ち、本実施例では、重質油移送ライン２１により燃料タンク１１に移送される重質油に対して粘度調整油を供給することで、重質油の濃度を低下させると共に、バーナの重質油に対して蒸気を投入することで、この重質油を微粒化して良好に燃焼可能としている。この場合、重質油移送ライン２１に供給して重質油の粘度を低下させる粘度調整油の供給量と、バーナ１６に投入して重質油を微粒化する蒸気の投入量が、図２に示すような制御マップに基づいて算出される。
【００３７】
この制御マップは、重質油の粘度領域毎に得られるバーナ蒸気割合とばいじん濃度との関係を示す線図であり、図示の制御マップ例では、適正粘度油（１５〜３０mm２／sec）、高粘度油（３０〜１００mm２／sec）、超高粘度油（１００〜５００mm２／sec）の３領域が示されている。この場合のバーナ蒸気割合は、バーナ１６に投入される重質油に対する蒸気の重量割合である。そして、この場合、重質油移送ライン２１は、上述した説明の高重質性の石油残渣Ｄ（図５参照）が加熱されることで重質油として移送されており、例えば、この重質油に粘度調整油を５％だけ供給すると超高粘度油となり、重質油に粘度調整油を１５％だけ供給すると高粘度油となり、重質油に粘度調整油を３０％だけ供給すると適正粘度油となる。この場合の粘度調整油混合割合は、重質油移送ライン２１の重質油に対する粘度調整油の重量割合である。
【００３８】
バーナ１６に投入する蒸気量は、この図２の制御マップで表すように、バーナ蒸気割合とばいじん濃度との相関関係を用い、使用する重質油の粘度領域及び所定のばいじん濃度に対応するバーナ蒸気割合を求めて算出される。例えば、重質油の温度と濃度に基づいて特定される重質油の種類が、超高粘度油に相当する場合、所定のばいじん濃度（例えば、３００mg／Nm３）に対応するバーナ蒸気割合の１２％が求められる。従って、バーナ１６に対する蒸気の投入量は、バーナ１６に投入される重質油量に対し、重量比で１２％となるように算出される。なお、所定のばいじん濃度は一例であり、重質油燃焼ボイラの諸条件に応じて適宜変化する値である。
【００３９】
このようにボイラ本体１５で発生する排気ガスのばいじん濃度は、重質油移送ライン２１に供給して重質油の粘度を低下させる粘度調整油の供給量と、バーナ１６に投入して重質油を微粒化する蒸気の投入量とに応じて変動する。そのため、本実施例にて、制御装置２８は、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を、重質油の粘度に応じて設定されるばいじん濃度に基づいて設定する。具体的に、制御装置２８は、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量とばいじん濃度との関係を表すマップに基づいて、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を設定する。この場合、制御装置２８は、重質油の粘度に応じて粘度調整剤の供給量を設定し、調整後の燃料油の粘度に応じてばいじん濃度が予め設定された所定値以下となるように蒸気の供給量を設定する。
【００４０】
即ち、重質油移送ライン２１に供給して重質油の粘度を低下させる粘度調整油の混合割合と、バーナ１６に投入して重質油を微粒化する蒸気の投入割合と、発生するばいじん濃度と関係が、図３に示すような制御マップに基づいて算出される。この制御マップは、ばいじん濃度が所定値以下となるような粘度調整油混合割合とバーナ蒸気割合との関係を示す線図である。例えば、重質油に５％の粘度調整油を供給した場合、ばいじん濃度を所定値以下とするためには、バーナ１６に１２％の蒸気を投入するとよい。また、重質油に１５％の粘度調整油を供給した場合、ばいじん濃度を所定値以下とするためには、バーナ１６に８％の蒸気を投入し、重質油に３０％の粘度調整油を供給した場合、ばいじん濃度を所定値以下とするためには、バーナ１６に３％の蒸気を投入するとよい。
【００４１】
なお、図６に示すように、油粘度が燃焼粘度範囲の領域では、油粘度の上昇に応じてばいじん濃度が略直線的に変化する関係（略比例関係）にある。しかし、油粘度が燃焼粘度範囲を大幅に超えた高粘度（概ね、１００mm２／sec以上）になると、油粘度とばいじん濃度との間に存在する略比例関係が崩れ、油粘度の上昇に伴ってばいじん濃度は急増する。従って、高粘度の燃料油をバーナ１６に供給する場合には、その粘度領域に応じた粘度調整油混合割合とバーナ蒸気割合が存在すると推測される。このため、重質油の粘度領域ごとに実験を行い、図２及び図３に表す制御マップを得た。
【００４２】
この図２及び図３の制御マップでは、ばいじん濃度を所定の値に抑える場合、粘度調整油混合割合を低く設定することで粘度低下を緩和し、粘度の高い重質油ほどバーナ蒸気割合を高く設定できることが分かる。更に、例えば、超高粘度油のように、粘度が高い領域にある重質油ほど、バーナ蒸気割合の増加に伴うばいじん濃度の低下は顕著である。この場合、図４に示すように、バーナ蒸気割合を増加すると、図４のＣ１のように、加熱蒸気を使用することで発電コストが増加してプラント効率が低下するが、図４のＣ２のように、ばいじん濃度（ばいじん量）が低下することで、発電コストが若干低減してプラント効率が向上する。また、重質油に所定割合の粘度調整油を供給することから、石油残渣Ｄなどの安価な燃料油の使用が可能となり、図４のＣ３のように、燃料油の価格が低下することで、発電コストが大幅に低減してプラント効率が向上する。その結果、本実施例の重質油燃焼ボイラでは、上述したバーナ蒸気割合を増加（Ｃ１，Ｃ２）及び粘度調整油の増加（Ｃ３）を考慮することで、図４のＣ４のように、発電コストを低減してプラント効率を向上することが可能となる。なお、この場合、重質油燃焼ボイラの発電コストやプラント効率にとって、ばいじん濃度、粘度調整油混合割合、バーナ蒸気割合は相反する関係にあるので、諸条件を考慮して良好なプラント効率が得られる最適な粘度調整油混合割合やバーナ蒸気割合の設定が望ましい。
【００４３】
本実施例にて、制御装置２８は、温度センサ２６及び粘度センサ２７の検出結果を受け、粘度調整油供給配管２２の流量調整弁２３の開度を調整するフィードバック制御を実行している。そのため、図１に示すように、高粘度重質油が重質油移送ライン２１により燃料タンク１１に移送されるとき、粘度調整油が粘度調整油供給配管２２から重質油移送ライン２１に供給され、両者が混合した所定粘度の重質油（燃料油）が燃料タンク１１に貯留される。そして、輸送ポンプ１３が作動すると、燃料タンク１１内の重質油が輸送配管１２により輸送され、油加熱器１４により加熱された後に各バーナ１６まで輸送される。このバーナ１６は、バーナ蒸気供給配管２４からバーナ蒸気が供給されることで、このバーナ１６からバーナ蒸気により微粒化した重質油がボイラ本体１５の内部に供給される。
【００４４】
このとき、温度センサ２６は、重質油移送ライン２１を流れる粘度調整油が供給された重質油の温度を計測し、粘度センサ２７は、重質油移送ライン２１を流れる粘度調整油が供給された重質油の濃度を計測している。そして、制御装置２８は、検出した重質油の温度と粘度に基づいて重質油の種類を判定し、判定した重質油の種類に応じた粘度調整油混合割合を再調整すると共に、バーナ蒸気割合を調整する。
【００４５】
このように本実施例の重質油燃焼ボイラにあっては、燃料油として使用する重質油をバーナ１６により燃焼可能に構成し、燃料油に粘度調整剤を供給可能な粘度調整油供給配管２２及び流量調整弁２３と、バーナ１６に加熱蒸気を供給可能なバーナ蒸気供給配管２４及び流量調整弁２５と、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を燃料油の粘度に応じて設定されるばいじん濃度に基づいて設定して各流量調整弁２３，２５の開度を調整する制御装置２８とを設けている。
【００４６】
従って、燃料油に粘度調整剤を供給することで、燃料油の粘度が低下して良好に移送することができ、また、燃料油に蒸気を供給してバーナ１６により燃焼することで、良好な燃焼状態を確保することができ、このとき、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を燃料油の粘度に応じて設定されるばいじん濃度に基づいて設定することで、ばいじん濃度を所定値以下に制御するができ、その結果、ボイラの燃焼効率の低下を抑制することができる。
【００４７】
また、本実施例の重質油燃焼ボイラでは、制御装置２８は、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量とばいじん濃度との関係を表すマップに基づいて粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を設定している。従って、マップを用いて粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を設定することで、制御の簡素化を可能とすることができる。
【００４８】
また、本実施例の重質油燃焼ボイラでは、制御装置２８は、燃料油の粘度に応じて粘度調整剤の供給量を設定し、調整後の燃料油の粘度に応じてばいじん濃度が予め設定された所定値以下となるように蒸気の供給量を設定している。従って、燃料油の粘度に応じて粘度調整剤の供給量を設定してから蒸気の供給量を設定することで、燃料油を適正に移送可能な粘度に調整することができると共に、燃料油を適正に燃焼可能な粘度に調整することができる。
【００４９】
また、本実施例の重質油燃焼ボイラでは、重質油の温度と粘度を検出する温度センサ２６及び粘度センサ２７を設け、制御装置２８は、各センサ２６，２７が検出した重質油の温度と粘度に応じてばいじん濃度が予め設定された所定値以下となるように粘度調整剤の供給量及び蒸気の供給量を設定している。従って、燃料油の状態、つまり、重質油の温度と粘度を事前に確認することで、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を高精度に設定することができる。
【００５０】
また、本実施例の重質油燃焼ボイラでは、制御装置２８は、温度センサ２６及び粘度センサ２７が検出した粘度調整剤を供給した後の重質油の温度と粘度に応じてばいじん濃度が予め設定された所定値以下となるように蒸気の供給量を設定している。従って、粘度調整剤が供給された燃料油の状態を事前に確認することで、蒸気の供給量を高精度に設定することができる。
【００５１】
なお、上述した実施例では、温度センサ２６及び粘度センサ２７は、粘度調整油が供給された後の重質油の温度及び粘度を検出し、制御装置２８は、この温度センサ２６及び粘度センサ２７の検出結果に基づいて各流量調整弁２３，２５の開度を調整したが、この構成に限定されるものではない。例えば、温度センサ２６及び粘度センサ２７は、粘度調整油が供給される前の重質油の温度及び粘度を検出し、制御装置２８は、この温度センサ２６及び粘度センサ２７の検出結果に基づいて各流量調整弁２３，２５の開度を調整してもよい。また、重質油移送ライン２１を流れる燃料油（重質油）の種類が事前にわかっているときには、温度センサ２６及び粘度センサ２７は不要となり、制御装置２８は、この燃料油の種類に基づいて各流量調整弁２３，２５の開度を調整すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明に係る重質油燃焼ボイラは、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を燃料油の粘度に応じて設定されるばいじん濃度に基づいて設定することで、ばいじん濃度を制御することでボイラの燃焼効率の低下を抑制可能とするものであり、いずれの重質油燃焼ボイラにも適用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１１ 燃料タンク
１２ 輸送配管
１３ 輸送ポンプ
１４ 油加熱器
１５ ボイラ本体
１６ バーナ
２１ 重質油移送ライン
２２ 粘度調整油供給配管（粘度調整剤供給手段）
２３ 流量調整弁（粘度調整剤供給手段）
２４ バーナ蒸気供給配管（蒸気供給手段）
２５ 流量調整弁（蒸気供給手段）
２６ 温度センサ（状態検出手段）
２７ 粘度センサ（状態検出手段）
２８ 制御装置（供給量設定手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料油として重質油を使用し、この重質油をバーナにより燃焼させる重質油燃焼ボイラにおいて、
燃料油に粘度調整剤を供給可能な粘度調整剤供給手段と、
前記バーナに蒸気を供給可能な蒸気供給手段と、
粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を燃料油の粘度に応じて設定されるばいじん濃度に基づいて設定する供給量設定手段と、
を備えることを特徴とする重質油燃焼ボイラ。
【請求項２】
前記供給量設定手段は、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量とばいじん濃度との関係を表すマップに基づいて粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を設定することを特徴とする請求項１に記載の重質油燃焼ボイラ。
【請求項３】
前記供給量設定手段は、燃料油の粘度に応じて粘度調整剤の供給量を設定し、調整後の燃料油の粘度に応じてばいじん濃度が予め設定された所定値以下となるように蒸気の供給量を設定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ボイラ。
【請求項４】
燃料油の状態を検出する状態検出手段が設けられ、前記供給量設定手段は、該状態検出手段が検出した燃料油の状態に応じてばいじん濃度が予め設定された所定値以下となるように粘度調整剤の供給量及び蒸気の供給量を設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の重質油燃焼ボイラ。
【請求項５】
粘度調整剤が供給された燃料油の状態を検出する状態検出手段が設けられ、前記供給量設定手段は、該状態検出手段が検出した燃料油の状態に応じてばいじん濃度が予め設定された所定値以下となるように蒸気の供給量を設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の重質油燃焼ボイラ。
【請求項１】
燃料油として重質油を使用し、この重質油をバーナにより燃焼させる重質油燃焼ボイラにおいて、
燃料油に粘度調整剤を供給可能な粘度調整剤供給手段と、
前記バーナに蒸気を供給可能な蒸気供給手段と、
粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を燃料油の粘度に応じて設定されるばいじん濃度に基づいて設定する供給量設定手段と、
を備えることを特徴とする重質油燃焼ボイラ。
【請求項２】
前記供給量設定手段は、粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量とばいじん濃度との関係を表すマップに基づいて粘度調整剤の供給量と蒸気の供給量を設定することを特徴とする請求項１に記載の重質油燃焼ボイラ。
【請求項３】
前記供給量設定手段は、燃料油の粘度に応じて粘度調整剤の供給量を設定し、調整後の燃料油の粘度に応じてばいじん濃度が予め設定された所定値以下となるように蒸気の供給量を設定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ボイラ。
【請求項４】
燃料油の状態を検出する状態検出手段が設けられ、前記供給量設定手段は、該状態検出手段が検出した燃料油の状態に応じてばいじん濃度が予め設定された所定値以下となるように粘度調整剤の供給量及び蒸気の供給量を設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の重質油燃焼ボイラ。
【請求項５】
粘度調整剤が供給された燃料油の状態を検出する状態検出手段が設けられ、前記供給量設定手段は、該状態検出手段が検出した燃料油の状態に応じてばいじん濃度が予め設定された所定値以下となるように蒸気の供給量を設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の重質油燃焼ボイラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−８７９７３（Ｐ２０１２−８７９７３Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３４００２（Ｐ２０１０−２３４００２）
【出願日】平成２２年１０月１８日（２０１０．１０．１８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１８日（２０１０．１０．１８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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