特許 6551925 ボイラ装置及び発電設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6551925

(24)【登録日】2019年7月12日

(45)【発行日】2019年7月31日

(54)【発明の名称】ボイラ装置及び発電設備

(51)【国際特許分類】

   F23K 1/04 20060101AFI20190722BHJP

【ＦＩ】

   F23K1/04

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-107927(P2015-107927)

(22)【出願日】2015年5月27日

(65)【公開番号】特開2016-223649(P2016-223649A)

(43)【公開日】2016年12月28日

【審査請求日】2018年4月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000173809

【氏名又は名称】一般財団法人電力中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100101236

【弁理士】

【氏名又は名称】栗原 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100166914

【弁理士】

【氏名又は名称】山▲崎▼ 雄一郎

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 武治

(72)【発明者】

【氏名】高橋 毅

【審査官】 大谷 光司

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１１／１６２３４４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特許第５６９０９５４（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１０−２２３５７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２９６８３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５０−１２６２９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｋ１／００−５／２２

Ｆ２３Ｎ５／００

Ｆ２６Ｂ１／００−２５／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

含水固体燃料を燃料として発電用の蒸気を発生させるボイラと、
前記含水固体燃料を所定の状態に乾燥させる乾燥手段と、
前記ボイラに投入される前記含水固体燃料に応じた情報に基づいて前記乾燥手段の運転を制御する制御手段と、
前記ボイラの排気ガスの水分量を検出する水分検出センサとを備え、
前記制御手段には、前記含水固体燃料に応じた情報として、前記水分検出センサで検出される水分量の情報が入力され、
前記制御手段では、入力された水分量に基づいて前記乾燥手段の運転を制御する
ことを特徴とするボイラ装置。

【請求項2】

請求項１に記載のボイラ装置において、
前記制御手段には、前記含水固体燃料に応じた情報として、使用される前記含水固体燃料の種類の情報が入力され、
前記制御手段では、入力された前記含水固体燃料の種類に基づいて前記乾燥手段の運転を制御する
ことを特徴とするボイラ装置。

【請求項3】

請求項１もしくは請求項２に記載のボイラ装置において、
水素含有流体燃料が燃料として投入される流体投入手段が備えられている
ことを特徴とするボイラ装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のボイラ装置において、
前記含水固体燃料は、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭を含む石炭である
ことを特徴とするボイラ装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のボイラ装置と、
前記ボイラ装置のボイラで発生した蒸気が導入されて駆動力を得る蒸気タービンと、
前記蒸気タービンの駆動により電力を得る発電手段と、
前記蒸気タービンの排気蒸気を凝縮して復水を得る復水手段と、
前記復水手段で得られた復水を前記ボイラに供給する給水系統とを備えた
ことを特徴とする発電設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、含水固体燃料を燃料とするボイラ装置及びボイラ装置を備えた発電設備に関する。

【背景技術】

【0002】

燃料として含水固体燃料（化石燃料である石炭やバイオマス）を用いて蒸気を発生させるボイラが従来から知られている。ボイラを備えた火力発電設備では、石炭やバイオマスを燃料として蒸気を発生させ、発生した蒸気が蒸気タービンに送られ、蒸気タービンで動力を得て発電機が駆動されることで電力を得るようになっている（例えば、特許文献１）。

【0003】

ボイラの燃料となる石炭やバイオマスには水分が含まれているため、排気ガスには水分が含まれている。排気ガスには水分が含まれているので、排気ガス中の灰が水分により湿って固まり、配管等の排気ガスの通路に付着して通路を塞いでしまう虞があった。このため、高価ではあるが、水分が少ない石炭（例えば、瀝青炭）を燃料と使用し、排気ガスの水分量を抑制している。

【0004】

このように、排気ガス中の灰の塊を増加させないように、価格は高いが水分が少ない石炭を燃料として使用し、配管等の排気ガス通路の詰まりを抑制しているのが現状である。つまり、価格は高いが、水分が少ない石炭が世の中には多く存在しているので、設備コストをかけて、安い燃料（水分が多い石炭）を使用する考えは存在しないのが現状である。

【0005】

しかし、近年は、水分が少ない石炭の価格が安定しない状況になることもあり、安定した価格で石炭を使えることが望まれてきている。また、含水固体燃料として、水分の多い少ないに拘わらず、バイオマスをボイラの燃料として使えるようになることが望まれてきている。安定した価格の石炭やバイオマスを燃料として使用するためには、燃料に含まれる水分に拘わらず、即ち、燃料の種類に拘わらず、排気ガスの水分を抑制することができる技術の出現が望まれている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１４―１１７６５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、含水固体燃料の種類に拘わらず、排気ガスの水分量を抑制することができるボイラ装置を提供することを目的とする。

【0008】

また、本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、含水固体燃料の種類に拘わらず、排気ガスの水分量を抑制することができるボイラ装置を備えた発電設備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】

【0009】

上記目的を達成するための請求項１に係る本発明のボイラ装置は、含水固体燃料を燃料として発電用の蒸気を発生させるボイラと、前記含水固体燃料を所定の状態に乾燥させる乾燥手段と、前記ボイラに投入される前記含水固体燃料に応じた情報に基づいて前記乾燥手段の運転を制御する制御手段と、前記ボイラの排気ガスの水分量を検出する水分検出センサとを備え、前記制御手段には、前記含水固体燃料に応じた情報として、前記水分検出センサで検出される水分量の情報が入力され、前記制御手段では、入力された水分量に基づいて前記乾燥手段の運転を制御することを特徴とする。

【0010】

請求項１に係る本発明では、含水固体燃料（例えば、石炭、バイオマス）に応じた情報に基づいて乾燥手段の運転をその都度制御して、含水固体燃料に含まれる水分量を調整するので（所定量以下にするので）、含水固体燃料に応じて、排気ガスに含まれる水分量を所定の範囲に減らすことができる。
そして、水分検出センサで検出される排気ガスの水分量に応じて乾燥手段の運転が制御されるので、排気ガスの水分量が減少するように乾燥手段の運転を制御することができ、水分量の含有状態にばらつきがある燃料を使用しても、排気ガスの水分量を所定量以下に維持することができる。

【0011】

この結果、水分が多く含まれる固体燃料や含まれる水分量にばらつきがある含水固体燃料を使用しても、排ガスに含まれる水分量を所定量以下に減らすことができ、含水固体燃料の種類に拘わらず、排気ガスの水分量を抑制することができる。これにより、排気ガスに含まれる灰が湿って固まることで後続機器の通路に付着して通路が詰まることを抑制することができる。

【0012】

そして、請求項２に係る本発明のボイラ装置は、請求項１に記載のボイラ装置において、前記制御手段には、前記含水固体燃料に応じた情報として、使用される前記含水固体燃料の種類の情報が入力され、前記制御手段では、入力された前記含水固体燃料の種類に基づいて前記乾燥手段の運転を制御することを特徴とする。

【0013】

請求項２に係る本発明では、含水固体燃料の種類の情報に基づいて乾燥手段の運転を制御し、含水固体燃料の種類に拘わらず（安価な燃料を使用しても）、排気ガスの水分量を抑制することができる。

【0016】

また、請求項３に係る本発明のボイラ装置は、請求項１もしくは請求項２に記載のボイラ装置において、水素含有流体燃料が燃料として投入される流体投入手段が備えられていることを特徴とする。

【0017】

請求項３に係る本発明では、水素含有流体燃料（例えば、水素、アンモニア、尿素）を積極的に燃料として使用することができる。水素含有流体燃料を使用すると、排気ガスの水分量が増加するが、乾燥手段の制御により、排気ガスの水分量が抑制される状態に含水固体燃料の水分量が減らされているので、燃料として水素含有流体燃料を使用して排気ガスの水分量が増加しても、排気ガスの水分量を許容範囲に収めることが可能になる。

【0018】

つまり、水素を含有する燃料、または、水素を積極的に燃料として使用することが可能になる。例えば、ボイラ装置のプラント内に脱硝装置が備えられ、脱硝装置にアンモニアが供給されるシステムの場合、プラント内で用いられるアンモニアを燃料として用いることができる。これにより、特別に供給装置等を構築することなく、水素を積極的に燃料として用いることが容易になる。また、ボイラの内部で脱硝作用を得ることができる。

【0019】

また、請求項４に係る本発明のボイラ装置は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のボイラ装置において、前記含水固体燃料は、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭を含む石炭あることを特徴とする。

【0020】

請求項４に係る本発明では、水分量の異なる瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭を、単独、もしくは混合して使用しても、排気ガスの水分量を許容範囲に抑えることができる。尚、石炭の種類は、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭の他の名称の石炭を適用することも可能である。

【0021】

上記目的を達成するための請求項５に係る本発明の発電設備は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のボイラ装置と、前記ボイラ装置のボイラで発生した蒸気が導入されて駆動力を得る蒸気タービンと、前記蒸気タービンの駆動により電力を得る発電手段と、前記蒸気タービンの排気蒸気を凝縮して復水を得る復水手段と、前記復水手段で得られた復水を前記ボイラに供給する給水系統とを備えたことを特徴とする。

【0022】

請求項５に係る本発明では、蒸気タービンを備えた発電設備で、含水固体燃料の種類に拘わらず、排気ガスの水分量を抑制することができるボイラ装置を用いることができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明のボイラ装置は、含水固体燃料の種類に拘わらず、排気ガスの水分量を抑制することが可能になる。

【0024】

また、本発明の発電設備は、含水固体燃料の種類に拘わらず、排気ガスの水分量を抑制することができるボイラ装置を備えた発電設備とすることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の一実施例に係るボイラ装置の概略系統図である。

【図2】石炭の種類に応じた水分量及び排気ガスの水分量の状況を説明する表図である。

【図3】排気ガスの水分量を許容範囲にするための石炭の水分量の状況を説明する表図である。

【図4】アンモニアの割合と排気ガスの水分量の割合との関係を表すグラフである。

【図5】本発明の一実施例に係る発電設備の概略系統図である。

【図6】乾燥手段の参考例を説明する要部系統図である。

【図7】乾燥手段の参考例を説明する要部系統図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

図１から図３に基づいてボイラ装置を説明する。

【0027】

図１には本発明の一実施例に係るボイラ装置の概略系統、図２には種類の異なる石炭の水分量の状況、及び、各石炭を燃料とした際の排気ガスに含まれる水分量の状況、図３には瀝青炭と混合して亜瀝青炭、褐炭を使用する際に、排気ガスの水分量を許容範囲にする場合の亜瀝青炭、褐炭の水分量の調整状況を示してある。

【0028】

図１に示すように、蒸気が生成されるボイラ１には、含水固体燃料として石炭が供給される。例えば、水分量が少なく高価なＡ炭（例えば、瀝青炭）、水分量がやや多くやや高価なＢ炭（例えば、亜瀝青炭）、水分量が多く安価なＣ炭（例えば、褐炭）が、単独、もしくは、混合して供給されるようになっている。尚、含水固体燃料としては、バイオマスを適用することが可能である。

【0029】

ボイラ１で生成された蒸気は、後述する蒸気タービンの駆動源とされ、ボイラ１には、後述する蒸気タービンで仕事を終えた排気蒸気が凝縮された復水が給水される。

【0030】

ボイラ１には、Ａ炭の微粉炭が供給される第１供給路２が接続され、第１供給路２には、Ｂ炭（Ｃ炭）の微粉炭が供給される第２供給路３が接続されている。第２供給路３には、Ｂ炭（Ｃ炭）の微粉炭を乾燥させる乾燥手段（例えば、乾燥器、炭化器）４が備えられ、乾燥手段４の運転（乾燥時間、乾燥温度）は制御手段５により制御される。制御手段５には、含水固体燃料に応じた情報として、Ｂ炭、Ｃ炭の性状の情報（炭種の情報）が入力される。

【0031】

尚、炭種の情報は、Ｂ炭、Ｃ炭の種類の情報を用いることができる。また、種類の情報に加え（種類の情報に代えて）、例えば、Ｂ炭、Ｃ炭の性状（水分量等）を直接分析する手段を設けることが可能である。

【0032】

ボイラ１の排気経路６には、ボイラ１の排気ガスの水分量を検出する水分検出センサ７が備えられている。水分検出センサ７で検出された水分量の情報は、含水固体燃料に応じた情報として、制御手段５に入力される。制御手段５に入力された排気ガスの水分量の情報、及び、炭種の情報に基づいて、乾燥手段４の運転が制御される。

【0033】

例えば、微粉炭が所望の水分量になるように、乾燥温度、乾燥時間（滞留時間）が制御される。また、乾燥手段４として、複数の乾燥機で構成される機器が適用された場合、運転温度が一定にされた乾燥機の運転台数が制御される。具体的には、燃料の乾燥量（乾燥率）に比例して滞留時間を制御する。また、燃料の表面水分等を乾燥させる場合は、低い温度（例えば、５０℃から２００℃）に制御し、燃料中に含まれる水分を除去する場合は、高い温度（例えば、２００℃を超える温度）に制御して水分を分解除去する。また、乾燥温度と滞留時間の両方を制御することができる。

【0034】

燃料が供給される第１供給路２には、アンモニア供給装置１１に接続されるアンモニア経路１２（流体投入手段）が接続され、アンモニア経路１２にはアンモニアの流量を検出する流量検出センサ１３が備えられている。アンモニア供給装置１１から、水素含有流体燃料としてのアンモニアがボイラ１（第１供給路２）に燃料として投入される。水素含有流体燃料としては、水素、尿素等を適用することができる。

【0035】

尚、第１供給路２、第２供給路３、アンモニア経路１２の接続の状況は図示の例に限定されるものではなく、それぞれを独立してボイラ１に接続することができる。また、第１供給路２だけ、または、第２供給路３だけ、または、アンモニア経路１２だけを独立してボイラ１に接続させることができる。つまり、Ａ炭、乾燥させたＢ炭、Ｃ炭、アンモニアをそれぞれ独立して、もしくは、任意の燃料だけを独立してボイラ１に供給することも可能である。

【0036】

流量検出センサ１３で検出されたアンモニアの流量（供給量）の検出情報は制御手段５に入力される。制御手段５に入力されたアンモニアの流量（供給量）の情報に基づいて、乾燥手段４の運転が制御される。即ち、水素含有流体燃料であるアンモニアを燃料として使用すると、排気ガスの水分量が増加するが、排気ガスの水分量が抑制される状態に石炭の水分量を減らすように、乾燥手段４を運転することができる。これにより、アンモニアを使用して排気ガスの水分量が増加しても、排気ガスのトータルの水分量を許容範囲に収めることが可能になる。

【0037】

上記構成のボイラ装置は、水分量が少ないＡ炭がそのまま燃料としてボイラ１に供給され、水分量が多いＢ炭（Ｃ炭）が乾燥手段４を介してボイラ１に供給される。石炭に応じた情報に基づいて、即ち、Ｂ炭（Ｃ炭）の量等に基づいて、Ｂ炭（Ｃ炭）を乾燥させる乾燥手段４の運転がその都度制御される。また、水分検出センサ７で検出される排気ガスの水分の量に応じて乾燥手段４の運転が制御され、排気ガスの水分量が減少するようにＢ炭（Ｃ炭）が乾燥される状態に乾燥手段４の運転が制御される。

【0038】

乾燥手段４が運転されることにより、Ｂ炭（Ｃ炭）に含まれる水分量が調整され、石炭の水分量を所定量以下にすることができる。このため、石炭の種類に応じて、乾燥手段４が運転されて石炭の水分量が減少し、排気ガスに含まれる水分量を所定の範囲に減らすことができる。

【0039】

この結果、水分が多く含まれる石炭（Ｂ炭、Ｃ炭）や、含まれる水分量にばらつきがある石炭を使用しても（安価な燃料であるＢ炭やＣ炭を使用しても）、排気ガスに含まれる水分量を所定量以下に減らすことができ、石炭の種類に拘わらず、排気ガスの水分量を抑制することができる。これにより、排気ガスに含まれる灰が湿って固まることで後続機器の通路に付着して通路が詰まることを抑制することができる。

【0040】

そして、アンモニア供給装置１１からアンモニア（水素）が燃料として供給される。このため、アンモニア（水素）を積極的に燃料としてボイラ１に供給することができる。アンモニア（水素）を燃料として使用すると、排気ガスの水分量が増加するが、乾燥手段４の運転により、排気ガスの水分量が抑制される状態に石炭（Ｂ炭、Ｃ炭）水分量が減らされているので、燃料としてアンモニア（水素）を使用して排気ガスの水分量が増加しても、排気ガスの水分量を許容範囲に収めることが可能になる。

【0041】

つまり、上記構成のボイラ装置は、水素を含有する燃料であるアンモニアを積極的に燃料として使用することが可能になる。例えば、ボイラ装置のプラント内に脱硝装置が備えられ、脱硝装置にアンモニアが供給されるシステムの場合、プラント内で用いられるアンモニアを燃料として用いることができる。これにより、特別に供給装置等を構築することなく、水素を積極的に燃料として用いることが容易になる。また、ボイラの内部で脱硝作用を得ることができる。

【0042】

図２に基づいて石炭の性状を説明する。

【0043】

図２には瀝青炭（Ａ炭）、亜瀝青炭（Ｂ炭）、褐炭（Ｃ炭）の水分量、燃料として用いた際の排気ガスの水分量の一例を説明する表を示してある。

【0044】

図に示すように、例えば、瀝青炭（Ａ炭）の水分量は２.５％、亜瀝青炭（Ｂ炭）の水分量は２１.５％、褐炭（Ｃ炭）の水分量は６２.０％である。そして、瀝青炭（Ａ炭）を燃料とした際の排気ガスの水分量は６.０％、亜瀝青炭（Ｂ炭）を燃料とした際の排気ガスの水分量は１０.０％、褐炭（Ｃ炭）を燃料とした際の排気ガスの水分量は１４.５％となる。

【0045】

例えば、ボイラ１（図１参照）の排気ガスの水分量の許容範囲が１０％以下であるとすると、瀝青炭（Ａ炭）を単独で使用した場合、排気ガスの水分量は許容範囲になる（６.０％）。亜瀝青炭（Ｂ炭）、褐炭（Ｃ炭）を単独で使用した場合、排気ガスの水分量は許容範囲を超えてしまう。

【0046】

亜瀝青炭（Ｂ炭）、褐炭（Ｃ炭）を単独、もしくは、瀝青炭（Ａ炭）と混ぜて使用する場合、乾燥手段４（図１参照）の運転により、亜瀝青炭（Ｂ炭）、褐炭（Ｃ炭）を所定の状態に乾燥させることで（水分を減少させることで）、排気ガスの水分量を許容範囲（例えば、１０％以下）に抑制することができる。

【0047】

図３に基づいて亜瀝青炭（Ｂ炭）及び褐炭（Ｃ炭）の乾燥の一例を説明する。

【0048】

図３には瀝青炭（Ａ炭）に対する亜瀝青炭（Ｂ炭）、褐炭（Ｃ炭）の混炭割合と、その混炭割合での排気ガスを所定の範囲（許容範囲：例えば、１０％以下）にするための水分量（乾燥量）の一例を説明する表を示してある。

【0049】

図に示すように、亜瀝青炭（Ｂ炭）を混ぜる場合、混炭割合が１００％（瀝青炭：Ａ炭０％）では、亜瀝青炭（Ｂ炭）の水分量を２１.５％から６.０％に乾燥させる。そして、混炭割合が７５％（瀝青炭：Ａ炭２５％）では、水分量を２１.５％から１０.０％に乾燥させ、混炭割合が６０％（瀝青炭：Ａ炭４０％）では、水分量を２１.５％から１６.０％に乾燥させ、混炭割合が５０％（瀝青炭：Ａ炭５０％）では、水分量を２１.５％から２１.０％に乾燥させる。

【0050】

これにより、水分量がやや多い亜瀝青炭（Ｂ炭）を単独、もしくは、瀝青炭（Ａ炭）と混炭して使用する場合、混炭割合に応じて亜瀝青炭（Ｂ炭）を乾燥手段４（図１参照）で乾燥させることで、排気ガスの水分量を、瀝青炭（Ａ炭）を単独で使用した場合と同様の水分量に抑制することができる。

【0051】

褐炭（Ｃ炭）を混ぜる場合、混炭割合が１００％（瀝青炭：Ａ炭０％）では、褐炭（Ｃ炭）の水分量を６２.０％から８.０％に乾燥させる。そして、混炭割合が７５％（瀝青炭：Ａ炭２５％）では、水分量を６２.０％から１３.５％に乾燥させ、混炭割合が６０％（瀝青炭：Ａ炭４０％）では、水分量を６２.０％から１９.０％に乾燥させ、混炭割合が５０％（瀝青炭：Ａ炭５０％）では、水分量を６２.０％から２３.０％に乾燥させ、混炭割合が３０％（瀝青炭：Ａ炭７０％）では、水分量を６２.０％から４３.５％に乾燥させる。

【0052】

これにより、水分量が多く安価な褐炭（Ｃ炭）を単独、もしくは、瀝青炭（Ａ炭）と混炭して使用する場合、混炭割合に応じて褐炭（Ｃ炭）を乾燥手段４（図１参照）で乾燥させることで、排気ガスの水分量を、瀝青炭（Ａ炭）を単独で使用した場合と同様の水分量に抑制することができる。

【0053】

上述したように、水分量が少なく高価な瀝青炭（Ａ炭）、水分量がやや多い亜瀝青炭（Ｂ炭）、水分量が多く安価な褐炭（Ｃ炭）を適宜の割合で混炭して燃料として使用しても、水分量が少ない瀝青炭（Ａ炭）を単独で燃料として使用した場合と同程度に、排気ガスの水分量を抑制することができる。このため、安価な石炭を使用しても、排気ガスの水分量を許容範囲以下に抑えることができる。

【0054】

前述したように、排気ガスの水分量を許容範囲以下に抑えることができるため、燃料として使用すると排気ガスの水分量が増加するアンモニアを用いても、排気ガスの水分量を許容範囲以下にすることができる。

【0055】

図４に基づいてアンモニアを燃料として用いた場合の排気ガスの水分量の増加の状況を説明する。

【0056】

図４には、水分量が少ない瀝青炭（Ａ炭）を単独で燃料として使用した場合と同程度の燃料を用いた際に、アンモニアを供給した時のアンモニアの割合と排気ガスの水分量の割合との関係を示してある。

【0057】

図に示すように、アンモニアの供給の割合が０％の場合、排気ガスの水分量はＷ０％（例えば、６.０％）である。アンモニアの供給の割合が１０％の場合、排気ガスの水分量はＷ１％になり、アンモニアの供給の割合が２０％の場合、排気ガスの水分量はＷ２％になる。排気ガスの水分量の許容範囲はＷ３％以下（例えば、１０％以下）であるため、アンモニアを燃料として使用しても、排気ガスの水分量を許容範囲以下に抑えることができる。

【0058】

つまり、石炭を乾燥手段４（図１参照）で乾燥させて水分の量を減少させて排気ガスの水分量を許容範囲以下に抑えているので、燃料として使用すると排気ガスの水分量が増加するアンモニアを用いても、排気ガスの水分量を許容範囲（Ｗ３％）以下にすることができる。また、アンモニアの量を増加させる場合、石炭の水分量を更に減少させることでＷ０％からＷ２％までの値を小さくし、排気ガスの水分量を許容範囲（Ｗ３％）以下にすることができる。

【0059】

図５に基づいて発電設備を説明する。

【0060】

図５には本発明の一実施例に係る発電設備の概略系統を示してある。尚、図に示した発電設備は、図１に示したボイラ設備を備えた発電設備となっているため、図１に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。

【0061】

ボイラ１には石炭（微粉炭）が投入され、石炭の燃焼により蒸気が生成される。ボイラ１で生成された蒸気が蒸気タービン２１に導入されて発電機２２（発電手段）の駆動力が得られる。蒸気タービン２１の排気蒸気は復水器２３（復水手段）で凝縮されて復水され、復水器２３からの復水は給水ポンプ２４の駆動によりボイラ１に給水される（給水系統）。

【0062】

水分検出センサ７の後流側の排気経路６には、脱硝装置２６、集塵装置２７が備えられ、脱硝装置２６で排気ガス中のＮＯ_ｘが除去されると共に、集塵装置２７で排気中の不純物が除去される。脱硝装置２６には、ボイラ１に燃料としてアンモニアを供給するアンモニア供給装置１１からアンモニアが供給され、排気ガス中にアンモニアが投入されてＮＯ_ｘが浄化される。

【0063】

上述した発電設備では、水分量が少なく高価なＡ炭（例えば、瀝青炭）、水分量がやや多くやや高価なＢ炭（例えば、亜瀝青炭）、水分量が多く安価なＣ炭（例えば、褐炭）が、単独、もしくは、混合して、乾燥手段４で石炭の水分量が適宜除去された状態でボイラ１に供給される。更に、必要に応じてアンモニアが燃料として供給される。ボイラで生成された蒸気により蒸気タービン２１が駆動され、発電機２２により発電が実施される。蒸気タービン２１で仕事を終えた排気蒸気は復水器２３で復水され、給水ポンプ２４の駆動により復水がボイラ１に給水される。

【0064】

このため、石炭の種類に拘わらず、排気ガスの水分量を抑制し、排気ガスに含まれる灰が後続機器の通路に付着して通路が詰まることを抑制したボイラ装置を有する発電設備とすることができる。そして、アンモニア（水素）を積極的に燃料としてボイラ１に供給することができるボイラ装置を有する発電設備とすることができる。

【0065】

図６、図７に基づいてボイラ装置の参考例を説明する。図６、図７には参考例に係るボイラ装置の概略系統を示してある。

【0066】

図６に示した参考例は、ボイラ１の排気経路６に熱交換器３１を設け、乾燥手段４との間に熱媒体経路３２を設け、熱媒体経路３２に熱媒体の流量を制御する流量制御弁３３を設けたものである。流量制御弁３３は制御手段５の指令により動作され、流量制御弁３３の制御により熱媒体の流通量が制御され、乾燥手段４の温度が調整される。

【0067】

図６に示した参考例では、排気ガスの熱を用いて（系内の熱）乾燥手段４の温度を調整し、Ｂ炭（Ｃ炭）の微粉炭の乾燥を制御することができる。尚、熱交換器３１と乾燥手段４の間に熱媒体を流通させて乾燥手段４の温度を制御する構成としたが、排気ガスを熱媒体として乾燥手段４に流通させることも可能である。また、排気ガスを微粉炭に直接接触させて水分を除去する構成とすることも可能である。

【0068】

図７に示した参考例は、Ｂ炭（Ｃ炭）の微粉炭が供給される第２供給路３に、乾燥手段４をバイパスするバイパス経路３５を設け、バイパス経路３５にバイパス弁３６を設けたものである。バイパス弁３６は制御手段５の指令により動作され、バイパス弁３６の制御により、乾燥手段４を流通する微粉炭の量が制御され、Ｂ炭（Ｃ炭）の微粉炭の全体の水分の除去度合いが調整される。

【0069】

図７に示した参考例では、バイパス弁の制御により、Ｂ炭（Ｃ炭）の微粉炭の流通量を制御することで、乾燥手段４を流通するＢ炭（Ｃ炭）の微粉炭の量を制御し、Ｂ炭（Ｃ炭）の微粉炭の乾燥を制御することができる。

【産業上の利用可能性】

【0070】

本発明は、含水固体燃料を燃料とするボイラ装置及びボイラ装置を備えた発電設備の産業分野で利用することができる。

【符号の説明】

【0071】

１ ボイラ
２ 第１供給路
３ 第２供給路
４ 乾燥手段
５ 制御手段
６ 排気経路
７ 水分検出センサ
１１ アンモニア供給装置
１２ アンモニア経路
１３ 流量検出センサ
２１ 蒸気タービン
２２ 発電機
２３ 復水器
２４ 給水ポンプ
２６ 脱硝装置
２７ 集塵装置
３１ 熱交換器
３２ 熱媒体経路
３３ 流量制御弁
３５ バイパス経路
３６ バイパス弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】