特開 2024-113775 ボイラシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024113775

(43)【公開日】2024-08-23

(54)【発明の名称】ボイラシステム

(51)【国際特許分類】

   F23C 1/00 20060101AFI20240816BHJP

   F23K 1/00 20060101ALI20240816BHJP

   F23N 1/00 20060101ALI20240816BHJP

【ＦＩ】

F23C1/00 301

F23K1/00 Z

F23N1/00 113Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023018954

(22)【出願日】2023-02-10

(71)【出願人】

【識別番号】521297587

【氏名又は名称】ＵＢＥ三菱セメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100145012

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 泰紀

(74)【代理人】

【識別番号】100153969

【弁理士】

【氏名又は名称】松澤 寿昭

(72)【発明者】

【氏名】橋本 渉

(72)【発明者】

【氏名】中村 敏明

(72)【発明者】

【氏名】山田 記央

(72)【発明者】

【氏名】結城 健太

【テーマコード（参考）】

3K068

3K091

【Ｆターム（参考）】

3K068FA02

3K068FB13

3K068FC03

3K068FC06

3K068FD01

3K068FD10

3K068GA03

3K068HA02

3K091AA20

3K091BB02

3K091BB25

3K091CC12

3K091CC17

3K091CC23

3K091DD02

(57)【要約】      （修正有）

【課題】本開示に係るボイラシステムによれば、異なる種類の燃料が混合された混合燃料がボイラに投入され、その混合比が変動しても、ボイラを安定して運転することが可能とする。
【解決手段】ボイラシステムは、貯留槽と、搬送装置と、測定部と、破砕機と、ボイラと、制御部とを備える。制御部は、測定部によって測定される密度に基づいて、搬送装置において搬送されている固体燃料のうち第１の固体燃料と第２の固体燃料との混合比を算出する第１の処理と、第１の固体燃料の発熱量と、第２の固体燃料の発熱量と、第１の処理において算出された混合比とに基づいて、搬送装置において搬送されている固体燃料の発熱量を算出する第２の処理と、第２の処理において算出された発熱量を備える固体燃料によるボイラへの供給熱量が所定の供給熱量に近づくように、搬送装置による固体燃料の搬送量を制御する第３の処理とを実行するように構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

固体燃料を貯留するように構成された貯留槽と、
前記貯留槽から供給される前記固体燃料を搬送するように構成された搬送装置と、
前記搬送装置において搬送されている前記固体燃料の密度を測定するように構成された測定部と、
前記搬送装置によって搬送された前記固体燃料を破砕するように構成された破砕機と、
前記破砕機によって破砕された前記固体燃料を燃焼して蒸気を生成するように構成されたボイラと、
制御部とを備え、
前記固体燃料は、第１の固体燃料と、前記第１の固体燃料とは密度及び発熱量が異なる第２の固体燃料とを含み、
前記制御部は、
前記測定部によって測定される密度に基づいて、前記搬送装置において搬送されている前記固体燃料のうち前記第１の固体燃料と前記第２の固体燃料との混合比を算出する第１の処理と、
前記第１の固体燃料の発熱量と、前記第２の固体燃料の発熱量と、前記第１の処理において算出された前記混合比とに基づいて、前記搬送装置において搬送されている前記固体燃料の発熱量を算出する第２の処理と、
前記第２の処理において算出された前記発熱量を備える前記固体燃料による前記ボイラへの供給熱量が所定の供給熱量に近づくように、前記搬送装置による前記固体燃料の搬送量を制御する第３の処理とを実行するように構成されている、ボイラシステム。

【請求項2】

固体燃料を貯留するように構成された貯留槽と、
前記貯留槽から供給される前記固体燃料を搬送するように構成された搬送装置と、
前記搬送装置において搬送されている前記固体燃料の密度を測定するように構成された測定部と、
前記搬送装置によって搬送された前記固体燃料を破砕するように構成された破砕機と、
別の固体燃料を供給するように構成された少なくとも一つの供給部と、
前記破砕機によって破砕された前記固体燃料と、前記少なくとも一つの供給部から供給される前記別の固体燃料とを燃焼して蒸気を生成するように構成されたボイラと、
制御部とを備え、
前記固体燃料は、第１の固体燃料と、前記第１の固体燃料とは密度及び発熱量が異なる第２の固体燃料とを含み、
前記制御部は、
前記測定部によって測定される密度に基づいて、前記搬送装置において搬送されている前記固体燃料のうち前記第１の固体燃料と前記第２の固体燃料との混合比を算出する第１の処理と、
前記第１の固体燃料の発熱量と、前記第２の固体燃料の発熱量と、前記第１の処理において算出された前記混合比とに基づいて、前記搬送装置において搬送されている前記固体燃料の発熱量を算出する第２の処理と、
前記第２の処理において算出された前記発熱量を備える前記固体燃料による前記ボイラへの供給熱量と、前記少なくとも一つの供給部から供給される前記別の固体燃料による供給熱量との合計値が所定の供給熱量に近づくように、前記少なくとも一つの供給部からの前記別の固体燃料の供給量を制御する第３の処理とを実行するように構成されている、ボイラシステム。

【請求項3】

前記測定部は、前記搬送装置の幅方向において並ぶように配置された複数の高さ測定器を含み、
前記複数の高さ測定器はそれぞれ、各配置位置において、前記搬送装置によって搬送されている前記固体燃料の高さを測定するように構成されている、請求項１又は２に記載のシステム。

【請求項4】

前記複数の高さ測定器はそれぞれ、各配置位置において、前記搬送装置によって搬送されている前記固体燃料の高さに応じて高さ方向に変位するように構成されている、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記制御部は、前記第２の処理において算出された前記発熱量に基づいて、前記破砕機内の圧力損失と、前記ボイラに供給される空気量との少なくとも一方を制御する第４の処理をさらに実行するように構成されている、請求項１又は２に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ボイラシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

非特許文献１は、バイオマス燃料（木質バイオマス）及び石炭を、同じ一つのボイラにおいて燃料として用いるシステムを開示している。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】竹内謙太、近藤雅之、「バイオマス発電」、火力原子力発電、一般社団法人火力原子力発電技術協会、2021年10月20日発行、vol.72、No 10、p.29-41

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、燃料の貯留槽（バンカ）内の燃料を石炭からバイオマス燃料に切り替える際に、石炭が残存している当該貯留槽にバイオマス燃料を追加で投入することがある。これとは逆に、バイオマス燃料から石炭に切り替える際に、バイオマス燃料が残存している当該貯留槽に石炭を追加で投入することがある。また、石炭とバイオマス燃料を予め混合して貯留槽に供給する場合、均質に混合されないことがある。このように、異なる種類の燃料が同じ貯留槽に投入される場合、これらが混合された状態の燃料（混合燃料）がボイラに投入されることとなる。そして、その混合比は、一定ではなく常に変動する。

【0005】

しかしながら、バイオマス燃料と石炭とは、性状、密度、発熱量などが異なる。そのため、混合燃料がボイラに投入されると、当該混合燃料がボイラで燃焼したときの発熱量が大きく変動する。この場合、燃料の発熱量の目標値が固定値とされていた方式にてボイラを制御する際に、発熱量の変動が外乱となり、ボイラの運転に影響を与えうる。

【0006】

そこで、本開示は、異なる種類の燃料が混合された混合燃料がボイラに投入され、その混合比が変動しても、ボイラを安定して運転することが可能なボイラシステムを説明する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

ボイラシステムの一例は、固体燃料を貯留するように構成された貯留槽と、貯留槽から供給される固体燃料を搬送するように構成された搬送装置と、搬送装置において搬送されている固体燃料の密度を測定するように構成された測定部と、搬送装置によって搬送された固体燃料を破砕するように構成された破砕機と、破砕機によって破砕された固体燃料を燃焼して蒸気を生成するように構成されたボイラと、制御部とを備える。固体燃料は、第１の固体燃料と、第１の固体燃料とは密度及び発熱量が異なる第２の固体燃料とを含む。制御部は、測定部によって測定される密度に基づいて、搬送装置において搬送されている固体燃料のうち第１の固体燃料と第２の固体燃料との混合比を算出する第１の処理と、第１の固体燃料の発熱量と、第２の固体燃料の発熱量と、第１の処理において算出された混合比とに基づいて、搬送装置において搬送されている固体燃料の発熱量を算出する第２の処理と、第２の処理において算出された発熱量を備える固体燃料によるボイラへの供給熱量が所定の供給熱量に近づくように、搬送装置による固体燃料の搬送量を制御する第３の処理とを実行するように構成されている。

【発明の効果】

【0008】

本開示に係るボイラシステムによれば、異なる種類の燃料が混合された混合燃料がボイラに投入され、その混合比が変動しても、ボイラを安定して運転することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１（ａ）は、ボイラシステムの一例を示す概略図であり、図１（ｂ）は、貯留槽内における固体燃料の種類の切り替わりの一例を示す概略図である。

【図2】図２（ａ）は、高さ測定器の近傍を示す側面図であり、図２（ｂ）は、高さ測定器の近傍を示す斜視図である。

【図3】図３は、ボイラシステムの他の例を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。なお、本明細書において、図の上、下、右、左というときは、図中の符号の向きを基準とすることとする。

【0011】

ボイラシステム１は、図１（ａ）に例示されるように、固体燃料Ｆをボイラ７０（後述する）において燃焼して、例えば発電用の蒸気を生成するものである。そのために、ボイラシステム１は、ボイラ設備Ｂと、コントローラＣｔｒ（制御部）とを備える。

【0012】

ここで、本願のボイラシステム１において用いられる固体燃料Ｆは、種類（例えば、密度、発熱量などの性状）の異なる複数の固体燃料を含んでいてもよい。固体燃料Ｆは、例えば、石炭Ｆ１（第１の固体燃料）と、バイオマス燃料Ｆ２（第２の固体燃料）とを含んでいてもよい。石炭Ｆ１及びバイオマス燃料Ｆ２は、例えば、それぞれ数ｍｍ～数ｃｍ程度の粒状を呈していてもよい。石炭Ｆ１は、通常、黒色を呈している。バイオマス燃料Ｆ２は、例えば、木質バイオマス（ペレット、木屑、廃木材など）であってもよいし、バイオマス半炭化物であってもよい。バイオマス半炭化物は、例えば、木質バイオマスを１５０℃～４００℃程度の温度（半炭化温度）で加熱すること（半炭化すること）によって得られるものであってもよく、いわゆるブラックペレット、又は、トレファイドペレットであってもよい。バイオマス半炭化物は、石炭Ｆ１と同様に、黒色を呈していてもよい。すなわち、固体燃料Ｆに含まれる種類の異なる複数の固体燃料は、同じ色であってもよいし、ほぼ同じ色（例えば、同系色、類似色など）であってもよい。

【0013】

バイオマス燃料Ｆ２は、通常、密度及び発熱量が石炭Ｆ１よりも低い。なお、本願において「密度」というときは、「かさ密度」（物質の内部に存在する空隙及び物質の表面に開口している細孔も体積に含めた場合の密度）をいうものとする。

【0014】

ボイラ設備Ｂは、貯留槽１０と、搬送装置２０と、重量測定器３０（測定部）と、高さ測定器４０（測定部）と、破砕機５０と、空気供給部６０と、ボイラ７０とを含む。ボイラ設備Ｂにおいて、貯留槽１０、搬送装置２０、重量測定器３０、高さ測定器４０及び破砕機５０は、固体燃料Ｆをボイラ７０に供給する供給部２を構成している。

【0015】

貯留槽１０は、固体燃料Ｆを貯留するように構成されている。すなわち、貯留槽１０は、石炭Ｆ１及びバイオマス燃料Ｆ２の少なくとも一方を貯留するように構成されている。貯留槽１０に貯留されている固体燃料Ｆは、搬送装置２０上に排出される。

【0016】

ここで、図１（ｂ）を参照して、貯留槽１０内における石炭Ｆ１とバイオマス燃料Ｆ２との切り替わりの様子の一例を説明する。当初、貯留槽１０内に石炭Ｆ１が貯留されている場合（図１（ｂ）の（ｉ）部分を参照）、貯留槽１０から石炭Ｆ１が排出されていくと、貯留槽１０内の石炭Ｆ１の量が減少していく（図１（ｂ）の（ｉｉ）部分を参照）。このとき、追加の燃料としてバイオマス燃料Ｆ２が貯留槽１０内に投入されると（図１（ｂ）の（ｉｉｉ）部分を参照）、貯留槽１０内の石炭Ｆ１が尽きるタイミングで、石炭Ｆ１とバイオマス燃料Ｆ２との混合物が貯留槽１０から排出される（図１（ｂ）の（ｉｖ）部分を参照）。

【0017】

その後、貯留槽１０からバイオマス燃料Ｆ２が排出されていくと、貯留槽１０内のバイオマス燃料Ｆ２の量が減少していく（図１（ｂ）の（ｖ）部分を参照）。このとき、追加の燃料として石炭Ｆ１が貯留槽１０内に投入されると（図１（ｂ）の（ｖｉ）部分を参照）、貯留槽１０内のバイオマス燃料Ｆ２が尽きるタイミングで、石炭Ｆ１とバイオマス燃料Ｆ２との混合物が貯留槽１０から排出される。貯留槽１０内からバイオマス燃料Ｆ２が尽きると、再び、貯留槽１０から石炭Ｆ１が排出されていく（図１（ｂ）の（ｉ）を参照）。

【0018】

搬送装置２０は、図１（ａ）及び図２に例示されるように、コントローラＣｔｒからの制御信号に応じて動作し、貯留槽１０から排出された固体燃料Ｆを、破砕機５０に搬送するように構成されている。搬送装置２０は、固体燃料Ｆを水平方向に沿って搬送するように構成されていてもよい。搬送装置２０は、例えば、ベルトコンベアであってもよい。

【0019】

重量測定器３０は、図１（ａ）及び図２（ａ）に例示されるように、搬送装置２０の所定区間を搬送されている固体燃料Ｆの重量を測定するように構成されている。重量測定器３０において測定された重量のデータは、コントローラＣｔｒに送信される。重量測定器３０は、例えば、ロードセルであってもよい。

【0020】

高さ測定器４０は、図１（ａ）及び図２（ａ）に例示されるように、搬送装置２０において搬送されている固体燃料Ｆの高さを測定するように構成されている。高さ測定器４０において測定された高さのデータは、コントローラＣｔｒに送信される。

【0021】

高さ測定器４０は、搬送装置２０において搬送されている固体燃料Ｆの高さの変動に伴い、高さ方向に変位するように構成されていてもよい。高さ測定器４０は、図２（ａ）に例示されるように、回転軸４１と、板状部材４２とを含んでいてもよい。回転軸４１は、搬送装置２０の幅方向に沿って延びている。板状部材４２は、例えば、矩形状を呈する平板である。板状部材４２の上端部は、回転軸４１に接続されている。そのため、板状部材４２の下端部は、搬送装置２０において搬送されている固体燃料Ｆの高さの変動に伴い回転軸４１周りに回動することにより、高さ方向に変位する（上下動する）。図２（ａ）に例示される高さ測定器４０では、板状部材４２の長さ及び角度に基づいて、固体燃料Ｆの高さを算出する。

【0022】

高さ測定器４０は、図２（ｂ）に例示されるように、搬送装置２０の幅方向において並ぶように配置された複数の板状部材４２を含んでいてもよい。複数の板状部材４２はそれぞれ、上述のとおり、搬送装置２０において搬送されている固体燃料Ｆの高さの変動に伴い回転軸４１周りに回動することにより、高さ方向に変位する（上下動する）ように構成されている。

【0023】

図示していないが、高さ測定器４０は、例えばマイクロ波等の電磁波を用いた非接触式の高さ測定センサであってもよい。この場合も、複数の高さ測定センサが、搬送装置２０の幅方向において並ぶように配置されていてもよい。

【0024】

破砕機５０は、図１（ａ）に例示されるように、コントローラＣｔｒからの制御信号に応じて動作し、搬送装置２０によって搬送された固体燃料Ｆを例えば微粉状に破砕するように構成されている。破砕機５０は、いわゆるミルであり、所定範囲の粒径の微粉状となるように固体燃料Ｆを破砕するように構成されていてもよい。破砕機５０によって生成された微粉状の固体燃料Ｆは、ボイラ７０に供給される。

【0025】

空気供給部６０は、コントローラＣｔｒからの制御信号に応じて動作し、ボイラ７０に燃焼用の空気を供給するように構成されている。

【0026】

ボイラ７０は、破砕機５０において生成された微粉状の固体燃料Ｆと、空気供給部６０から供給される空気とを混合して燃焼し、水を加熱することにより、蒸気を生成するように構成されている。破砕機５０において生成された微粉状の固体燃料Ｆと、空気供給部６０から供給される空気とは、ボイラ７０に接続されているノズル（図示せず）の先端部分で混合されてもよい。ボイラ７０において生成された蒸気は、例えば、蒸気発電タービンに供給され、発電に用いられてもよい。

【0027】

コントローラＣｔｒは、ボイラ設備Ｂを全体的に制御するように構成されている。コントローラＣｔｒは、例えば、記録媒体（図示せず）に記録されているプログラム又はオペレータからの操作入力等に基づいて、ボイラ設備Ｂの各部を動作させるための指示信号を生成し、それらに当該指示信号をそれぞれ送信する。

【0028】

コントローラＣｔｒは、重量測定器３０で測定された搬送装置２０の所定区間における固体燃料Ｆの重量と、高さ測定器４０で測定された固体燃料Ｆの高さとに基づいて、当該所定区間における固体燃料Ｆの密度を算出するように構成されている。すなわち、コントローラＣｔｒ（測定部）は、重量測定器３０及び高さ測定器４０と協働して、搬送装置２０において搬送されている固体燃料Ｆの密度を測定するように構成されている。

【0029】

搬送装置２０の所定区間の長さ、及び、搬送装置２０の所定区間を搬送されている固体燃料Ｆの幅が既知の値であるので、当該密度は、所定区間の長さと、幅と、高さ測定器４０で測定された固体燃料Ｆの高さ、重量測定器３０で測定された固体燃料Ｆの重量とに基づいて算出されてもよい。具体的には、パラメータρ，Ｌ，Ｗ，Ｈ，ｗｔをそれぞれ、
ρ：搬送装置２０において搬送されている固体燃料Ｆの密度
Ｌ：搬送装置２０の所定区間の長さ
Ｗ：搬送装置２０の所定区間を搬送されている固体燃料Ｆの幅
Ｈ：高さ測定器４０で測定された固体燃料Ｆの高さ
ｗｔ：重量測定器３０で測定された搬送装置２０の所定区間における固体燃料Ｆの重量
と定義したときに、密度ρは、式１で算出される。
ρ＝ｗｔ／（Ｌ×Ｗ×Ｈ） ・・・（１）
なお、長さＬは、搬送装置２０の搬送速度、すなわち、単位時間あたりの搬送長さであってもよい。

【0030】

コントローラＣｔｒは、算出された密度に基づいて、搬送装置２０において搬送されている固体燃料Ｆのうち石炭Ｆ１とバイオマス燃料Ｆ２との混合比を算出するように構成されている。石炭Ｆ１の密度と、バイオマス燃料Ｆ２の密度とは、既知の値であるので、当該混合比は、石炭Ｆ１の密度と、バイオマス燃料Ｆ２の密度と、算出した固体燃料Ｆの密度とに基づいて算出されてもよい。具体的には、パラメータｍ，ρ１，ρ２をそれぞれ、
ｍ：固体燃料Ｆに対する石炭Ｆ１の混合比（ただし、ｍは０以上で且つ１以下の値）
ρ１：石炭Ｆ１の密度
ρ２：バイオマス燃料Ｆ２の密度
と定義したときに、混合比ｍは、式２で算出される。
ｍ＝（ρ－ρ２）／（ρ１－ρ２） ・・・（２）

【0031】

コントローラＣｔｒは、石炭Ｆ１の発熱量と、バイオマス燃料Ｆ２の発熱量と、算出された混合比とに基づいて、搬送装置２０において搬送されている固体燃料Ｆの発熱量を算出するように構成されている。ここで、石炭Ｆ１の発熱量と、バイオマス燃料Ｆ２の発熱量とは、既知の値であるので、パラメータＱ，ｑ１，ｑ２をそれぞれ、
Ｑ：搬送装置２０において搬送されている固体燃料Ｆの発熱量
ｑ１：石炭Ｆ１の発熱量
ｑ２：バイオマス燃料Ｆ２の発熱量
と定義したときに、発熱量Ｑは、式３で算出される。
Ｑ＝ｍ・ｑ１＋（１－ｍ）・ｑ２ ・・・（３）

【0032】

コントローラＣｔｒは、算出された発熱量Ｑを備える固体燃料Ｆによるボイラ７０への供給熱量が所定の発熱量に近づくように、搬送装置２０による固体燃料Ｆの搬送量を制御するように構成されている。ここで、パラメータＸ，Ｑｒをそれぞれ
Ｘ：固体燃料Ｆの搬送量
Ｑｒ：発熱量Ｑを備える固体燃料Ｆによるボイラ７０への供給熱量
と定義したときに、供給熱量Ｑｒは、式４で算出される。
Ｑｒ＝Ｑ・Ｘ ・・・（４）

【0033】

ここで、所定の供給熱量とは、要求負荷量（例えば、要求される発電量）に応じた蒸気量（目標蒸気量）をボイラ７０において生成するために要する供給熱量である。すなわち、パラメータＱｔを
Ｑｔ：所定の供給熱量
と定義したときに、コントローラＣｔｒは、供給熱量Ｑｒが供給熱量Ｑｔに近づくように、供給熱量Ｑｔと供給熱量Ｑｒとの偏差に基づいて、搬送装置２０による固体燃料Ｆの搬送量ＸをＰＩＤ制御するように構成されていてもよい。

【0034】

コントローラＣｔｒは、算出された発熱量Ｑに基づいて、破砕機５０内の圧力損失を制御するように構成されていてもよい。ここで、バイオマス燃料Ｆ２は、石炭Ｆ１と比較して繊維質を多く含むため、破砕機５０による破砕性が劣る。そこで、発熱量Ｑが比較的低下した場合には、固体燃料Ｆにおけるバイオマス燃料Ｆ２の含有量が多い（混合比ｍが小さい）ことから、コントローラＣｔｒは、破砕機５０内の圧力損失を相対的に低くするように破砕機５０を制御してもよい。一方、発熱量Ｑが比較的増加した場合には、固体燃料Ｆにおける石炭Ｆ１の含有量が多い（混合比ｍが大きい）ことから、コントローラＣｔｒは、破砕機５０内の圧力損失を相対的に高くするように破砕機５０を制御してもよい。

【0035】

コントローラＣｔｒは、算出された発熱量Ｑに基づいて、ボイラ７０に供給される空気量を制御するように構成されていてもよい。ところで、微粉状の石炭Ｆ１と、微粉状のバイオマス燃料Ｆ２とでは、燃焼に必要な空気量が異なる。そこで、発熱量Ｑが比較的低下した場合には、固体燃料Ｆにおけるバイオマス燃料Ｆ２の含有量が多い（混合比ｍが小さい）ことから、コントローラＣｔｒは、ボイラ７０に供給される空気量を相対的に少なくするように空気供給部６０を制御してもよい。一方、発熱量Ｑが比較的増加した場合には、固体燃料Ｆにおける石炭Ｆ１の含有量が多い（混合比ｍが大きい）ことから、コントローラＣｔｒは、ボイラ７０に供給される空気量を相対的に多くするように空気供給部６０を制御してもよい。

【0036】

［作用］
以上の例によれば、密度及び発熱量が異なる石炭Ｆ１及びバイオマス燃料Ｆ２が混合した混合物の状態で貯留槽１０から供給されても、搬送装置２０による搬送時に当該混合物の密度ρが測定されることで、密度ρに基づいて、当該混合物の発熱量Ｑが算出される。そして、当該発熱量Ｑを備える固体燃料Ｆによるボイラ７０への供給熱量Ｑｒが所定の供給熱量Ｑｔに近づくように、搬送装置２０による固体燃料Ｆの搬送量Ｘが制御される。そのため、供給熱量Ｑｒが所定の供給熱量Ｑｔよりも少ない場合には、搬送装置２０による固体燃料Ｆの搬送量Ｘが多くなるように、搬送装置２０が制御される。一方、供給熱量Ｑｒが所定の供給熱量Ｑｔよりも多い場合には、搬送装置２０による固体燃料Ｆの搬送量Ｘが少なくなるように、搬送装置２０が制御される。このように、ボイラシステム１によれば、混合物の発熱量Ｑの変動に応じて、ボイラ７０に供給される固体燃料Ｆの量が適宜変動する。したがって、異なる種類の燃料が混合された混合燃料がボイラ７０に投入されても、ボイラ７０を安定して運転することが可能となる。

【0037】

以上の例によれば、搬送装置２０の幅方向において並ぶように配置された複数の板状部材４２が、各配置位置において、搬送装置２０によって搬送されている固体燃料Ｆの高さを測定するように構成されている。そのため、搬送装置２０によって搬送されている固体燃料Ｆの高さが搬送装置２０の幅方向において異なっていても（搬送装置２０上において均一化されていなくても）、複数の板状部材４２によって、当該幅方向における固体燃料Ｆの高さがそれぞれ測定される。したがって、搬送装置２０によって搬送されている固体燃料Ｆの密度を、より精度よく測定することが可能となる。

【0038】

以上の例によれば、複数の板状部材４２はそれぞれ、各配置位置において、搬送装置２０によって搬送されている固体燃料Ｆの高さに応じて高さ方向に変位するように構成されている。そのため、複数の板状部材４２を、極めて簡易な構成で実現することが可能となる。

【0039】

以上の例によれば、コントローラＣｔｒは、算出された発熱量Ｑに基づいて、破砕機５０内の圧力損失と、ボイラ７０に供給される空気量との少なくとも一方を制御しうる。この場合、破砕機５０内の圧力損失と、ボイラ７０に供給される空気量とがさらに制御されるので、ボイラ７０による蒸気の生成をより精度よく制御することが可能となる。

【0040】

［変形例］
本明細書における開示はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特許請求の範囲及びその要旨を逸脱しない範囲において、以上の例に対して種々の省略、置換、変更などが行われてもよい。

【0041】

（１）図３に例示されるように、ボイラシステム１は、固体燃料Ｆをボイラ７０に供給する供給部２に加えて、少なくとも一つの供給部（図３の例では供給部２Ａ～２Ｃ）をさらに備えていてもよい。供給部２Ａ～２Ｃは、固体燃料Ｆ（別の固体燃料）をボイラ７０に供給するように構成されていてもよい。供給部２Ａ～２Ｃは、供給部２と同様に、貯留槽１０、搬送装置２０、重量測定器３０、高さ測定器４０及び破砕機５０を含んでいてもよい。供給部２Ａ～２Ｃの貯留槽１０は、単一の種類の固体燃料Ｆ（例えば、石炭Ｆ１）を貯留するように構成されていてもよい。

【0042】

ボイラシステム１は、供給部２，２Ａ～２Ｃから供給される固体燃料Ｆ及び石炭Ｆ１が混合される混合部８０をさらに備えていてもよい。混合部８０は、固体燃料Ｆ及び石炭Ｆ１が混合された混合燃料を、ボイラ７０に供給するように構成されていてもよい。

【0043】

図３に例示されるボイラシステム１においても、図１（ａ）に例示されるボイラシステム１と同様に、コントローラＣｔｒは、供給部２の搬送装置２０によって搬送される固体燃料Ｆの発熱量Ｑを密度ρに基づいて算出してもよい。コントローラＣｔｒは、算出された当該発熱量Ｑを備える固体燃料Ｆによるボイラ７０への供給熱量Ｑｒと、他の供給部（供給部２Ａ～２Ｃ）から供給される固体燃料Ｆによる供給熱量との合計値が、所定の供給熱量Ｑｔに近づくように、供給部２の搬送装置２０による固体燃料Ｆの搬送量Ｘを制御してもよい。

【0044】

（２）あるいは、図３に例示されるボイラシステム１において、コントローラＣｔｒは、算出された当該発熱量Ｑを備える固体燃料Ｆによるボイラ７０への供給熱量Ｑｒと、他の供給部（供給部２Ａ～２Ｃ）から供給される固体燃料Ｆによる供給熱量との合計値が、所定の供給熱量Ｑｔに近づくように、他の供給部（供給部２Ａ～２Ｃ）から供給される固体燃料Ｆを制御してもよい。コントローラＣｔｒは、例えば、算出された当該発熱量Ｑを備える固体燃料Ｆによるボイラ７０への供給熱量Ｑｒと、他の供給部（供給部２Ａ～２Ｃ）から供給される固体燃料Ｆによる供給熱量との合計値が、所定の供給熱量Ｑｔに近づくように、他の供給部の少なくとも一つの搬送装置２０による固体燃料Ｆの搬送量を制御してもよい。コントローラＣｔｒは、例えば、算出された当該発熱量Ｑを備える固体燃料Ｆによるボイラ７０への供給熱量Ｑｒと、他の供給部（供給部２Ａ～２Ｃ）から供給される固体燃料Ｆによる供給熱量との合計値が、所定の供給熱量Ｑｔに近づき、且つ、他の供給部の各搬送装置２０による固体燃料Ｆの搬送量が略均等となるように、制御してもよい。すなわち、算出された当該発熱量Ｑを備える固体燃料Ｆによるボイラ７０への供給熱量Ｑｒが所定の供給熱量Ｑｔに対して不足する場合には、各供給部２Ａ～２Ｃから略等しい量の固体燃料Ｆをボイラ７０に供給することで、当該不足分を補ってもよい。

【0045】

この場合も、図１（ａ）に例示されるボイラシステム１と同様に、異なる種類の燃料が混合された混合燃料がボイラ７０に投入されても、ボイラ７０を安定して運転することが可能となる。加えて、図３に例示されるボイラシステム１では、混合物の発熱量Ｑの変動が、少なくとも一つの供給部（供給部２Ａ～２Ｃ）からの固体燃料Ｆの供給量によって吸収される。そのため、混合物の発熱量Ｑの変動幅が大きい場合であっても、供給部２の搬送装置２０に負荷を与えることなく、少なくとも一つの供給部（供給部２Ａ～２Ｃ）の制御によって当該変動幅に対応することが可能となる。さらに、供給部２において発熱量Ｑを算出したのと同様の計算を少なくとも一つの供給部（供給部２Ａ～２Ｃ）においても実行することで、当該変動幅に対してより正確に対応することが可能となる。

【0046】

［他の例］
例１．ボイラシステムの一例は、固体燃料を貯留するように構成された貯留槽と、貯留槽から供給される固体燃料を搬送するように構成された搬送装置と、搬送装置において搬送されている固体燃料の密度を測定するように構成された測定部と、搬送装置によって搬送された固体燃料を破砕するように構成された破砕機と、破砕機によって破砕された固体燃料を燃焼して蒸気を生成するように構成されたボイラと、制御部とを備える。固体燃料は、第１の固体燃料と、第１の固体燃料とは密度及び発熱量が異なる第２の固体燃料とを含む。制御部は、測定部によって測定される密度に基づいて、搬送装置において搬送されている固体燃料のうち第１の固体燃料と第２の固体燃料との混合比を算出する第１の処理と、第１の固体燃料の発熱量と、第２の固体燃料の発熱量と、第１の処理において算出された混合比とに基づいて、搬送装置において搬送されている固体燃料の発熱量を算出する第２の処理と、第２の処理において算出された発熱量を備える固体燃料によるボイラへの供給熱量が所定の供給熱量に近づくように、搬送装置による固体燃料の搬送量を制御する第３の処理とを実行するように構成されている。この場合、密度及び発熱量が異なる第１及び第２の固体燃料が混合した混合物の状態で貯留槽から供給されても、搬送装置による搬送時に当該混合物の密度が測定されることで、当該密度に基づいて、当該混合物の発熱量が算出される。そして、当該発熱量を備える固体燃料によるボイラへの供給熱量が所定の供給熱量に近づくように、搬送装置による固体燃料の搬送量が制御される。ここで、ボイラでは、蒸気の生成量に応じて、必要とされる燃料による供給熱量が設定される。そのため、ボイラへの供給熱量が所定の供給熱量よりも少ない場合には、搬送装置による固体燃料の搬送量が多くなるように、搬送装置が制御される。一方、ボイラへの供給熱量が所定の供給熱量よりも多い場合には、搬送装置による固体燃料の搬送量が少なくなるように、搬送装置が制御される。このように、例１のシステムによれば、混合物の発熱量の変動に応じて、ボイラに供給される固体燃料の量が適宜変動する。したがって、異なる種類の燃料が混合された混合燃料がボイラに投入され、その混合比が変動しても、ボイラを安定して運転することが可能となる。

【0047】

例２．ボイラシステムの他の例は、固体燃料を貯留するように構成された貯留槽と、貯留槽から供給される固体燃料を搬送するように構成された搬送装置と、搬送装置において搬送されている固体燃料の密度を測定するように構成された測定部と、搬送装置によって搬送された固体燃料を破砕するように構成された破砕機と、別の固体燃料を供給するように構成された少なくとも一つの供給部と、破砕機によって破砕された固体燃料と、少なくとも一つの供給部から供給される別の固体燃料とを燃焼して蒸気を生成するように構成されたボイラと、制御部とを備える。固体燃料は、第１の固体燃料と、第１の固体燃料とは密度及び発熱量が異なる第２の固体燃料とを含む。制御部は、測定部によって測定される密度に基づいて、搬送装置において搬送されている固体燃料のうち第１の固体燃料と第２の固体燃料との混合比を算出する第１の処理と、第１の固体燃料の発熱量と、第２の固体燃料の発熱量と、第１の処理において算出された混合比とに基づいて、搬送装置において搬送されている固体燃料の発熱量を算出する第２の処理と、第２の処理において算出された発熱量を備える固体燃料によるボイラへの供給熱量と、少なくとも一つの供給部から供給される別の固体燃料による供給熱量との合計値が所定の供給熱量に近づくように、少なくとも一つの供給部からの別の固体燃料の供給量を制御する第３の処理とを実行するように構成されている。この場合、密度及び発熱量が異なる第１及び第２の固体燃料が混合した混合物の状態で貯留槽から供給されても、搬送装置による搬送時に当該混合物の密度が測定されることで、当該密度に基づいて、当該混合物の発熱量が算出される。そして、当該発熱量を備える固体燃料によるボイラへの供給熱量と、少なくとも一つの供給部から供給される別の固体燃料による供給熱量との合計値が、所定の供給熱量に近づくように、少なくとも一つの供給部からの別の固体燃料の供給量が制御される。ここで、ボイラでは、蒸気の生成量に応じて、必要とされる燃料による供給熱量が設定される。そのため、固体燃料によるボイラへの供給熱量と、少なくとも一つの供給部から供給される別の固体燃料による供給熱量との合計値が所定の供給熱量よりも少ない場合には、少なくとも一つの供給部からの別の固体燃料の供給量が多くなるように、搬送装置が制御される。一方、固体燃料によるボイラへの供給熱量と、少なくとも一つの供給部から供給される別の固体燃料による供給熱量との合計値が所定の供給熱量よりも多い場合には、少なくとも一つの供給部からの別の固体燃料の供給量が少なくなるように、搬送装置が制御される。このように、例２のシステムによれば、混合物の発熱量の変動に応じて、少なくとも一つの供給部からボイラに供給される別の固体燃料の量が適宜変動する。したがって、異なる種類の燃料が混合された混合燃料がボイラに投入され、その混合比が変動しても、ボイラを安定して運転することが可能となる。加えて、例２のシステムでは、上記のとおり、混合物の発熱量の変動が、少なくとも一つの供給部からの別の固体燃料の供給量によって吸収される。そのため、混合物の発熱量の変動幅が大きい場合であっても、搬送装置に負荷を与えることなく、少なくとも一つの供給部の制御によって当該変動幅に対応することが可能となる。さらに、供給部において発熱量を算出したのと同様の計算を少なくとも一つの供給部においても実行することで、当該変動幅に対してより正確に対応することが可能となる。

【0048】

例３．例１又は例２のシステムにおいて、測定部は、搬送装置の幅方向において並ぶように配置された複数の高さ測定器を含み、複数の高さ測定器はそれぞれ、各配置位置において、搬送装置によって搬送されている固体燃料の高さを測定するように構成されていてもよい。この場合、搬送装置によって搬送されている固体燃料の高さが搬送装置の幅方向において異なっていても、複数の高さ測定器によって、当該幅方向における固体燃料の高さがそれぞれ測定される。そのため、搬送装置によって搬送されている固体燃料の密度を、より精度よく測定することが可能となる。

【0049】

例４．例３のシステムにおいて、複数の高さ測定器はそれぞれ、各配置位置において、搬送装置によって搬送されている固体燃料の高さに応じて高さ方向に変位するように構成されていてもよい。この場合、複数の高さ測定器を、極めて簡易な構成で実現することが可能となる。

【0050】

例５．例１～例４のいずれかのシステムにおいて、制御部は、第２の処理において算出された発熱量に基づいて、破砕機内の圧力損失と、ボイラに供給される空気量との少なくとも一方を制御する第４の処理をさらに実行するように構成されていてもよい。この場合、破砕機内の圧力損失と、ボイラに供給される空気量とがさらに制御されるので、ボイラによる蒸気の生成をより精度よく制御することが可能となる。

【符号の説明】

【0051】

１…ボイラシステム、２，２Ａ～２Ｃ…供給部、１０…貯留槽、２０…搬送装置、３０…重量測定器（測定部）、４０…高さ測定器（測定部）、５０…破砕機、６０…空気供給部、７０…ボイラ、Ｂ…ボイラ設備、Ｃｔｒ…コントローラ（制御部、測定部）、Ｆ…固体燃料（別の固体燃料）、Ｆ１…石炭（第１の固体燃料、別の固体燃料）、Ｆ２…バイオマス燃料（第２の固体燃料）。

【図1】

【図2】

【図3】