特開 2024-175407 ボイラシステムおよびボイラシステムの運転方法

(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】P2024175407

(43)【公開日】2024-12-18

(54)【発明の名称】ボイラシステムおよびボイラシステムの運転方法

(51)【国際特許分類】

   F23J 15/00 20060101AFI20241211BHJP

   F23K 5/20 20060101ALI20241211BHJP

   F23K 5/22 20060101ALI20241211BHJP

【ＦＩ】

F23J15/00 Z

F23K5/20

F23K5/22

F23J15/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023093178

(22)【出願日】2023-06-06

(71)【出願人】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100136168

【弁理士】

【氏名又は名称】川上 美紀

(74)【代理人】

【識別番号】100172524

【弁理士】

【氏名又は名称】長田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】加藤 雅之

【テーマコード（参考）】

3K068

3K070

【Ｆターム（参考）】

3K068AA11

3K068AB21

3K070DA03

3K070DA07

3K070DA09

3K070DA16

3K070DA30

3K070DA48

(57)【要約】

【課題】アンモニアを含む第１燃料とアンモニアを含まない第２燃料を混焼させる際に排ガスの温度が上昇することを抑制する。
【解決手段】ボイラ１０と、第１バーナ２１０Ａへアンモニア燃料を供給する第１燃料供給系統２１０と、第２バーナへ固体燃料を供給する第２燃料供給系統と、ボイラ１０から排出される排ガスと熱媒体との熱交換をする第１熱交換器２２１と、脱硫部２２４を通過した排ガスと第１熱交換器２２１により加熱された熱媒体との熱交換をする第２熱交換器２２２と、アンモニア気化器２３１と、第１熱交換器２２１と第２熱交換器２２２との間で熱媒体を循環させる第１循環系統２４０と、第１熱交換器２２１とアンモニア気化器２３１との間で熱媒体を循環させる第２循環系統２５０と、を備え、アンモニア気化器２３１は、液体のアンモニア燃料との熱交換により第２循環系統２５０を流通する熱媒体を冷却するボイラシステム１００を提供する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アンモニアを含む第１燃料を燃焼させる第１バーナと、アンモニアを含まない第２燃料を燃焼させる第２バーナとを有するボイラと、
前記第１バーナへ前記第１燃料を供給する第１燃料供給系統と、
前記第２バーナへ前記第２燃料を供給する第２燃料供給系統と、
前記ボイラから排出される排ガスと熱媒体との熱交換をする第１熱交換器と、
前記第１熱交換器を通過した前記排ガスに含まれる硫黄酸化物を除去する脱硫部と、
前記脱硫部を通過した前記排ガスと前記第１熱交換器により加熱された前記熱媒体との熱交換をする第２熱交換器と、
前記第１燃料供給系統を流通する液体の前記第１燃料を気化させるアンモニア気化器と、
前記第１熱交換器と前記第２熱交換器との間で前記熱媒体を循環させる第１循環系統と、
前記第１熱交換器と前記アンモニア気化器との間で前記熱媒体を循環させる第２循環系統と、を備え、
前記アンモニア気化器は、前記第１燃料供給系統を流通する液体の前記第１燃料との熱交換により前記第２循環系統を流通する前記熱媒体を冷却するボイラシステム。

【請求項2】

前記ボイラと前記脱硫部との間に配置され、前記ボイラから排出される前記排ガスに含まれる煤塵を除去する電気集塵機を備える請求項１に記載のボイラシステム。

【請求項3】

前記アンモニア気化器へ供給される液体の前記第１燃料を海水で予熱するアンモニア予熱器を備える請求項１または請求項２に記載のボイラシステム。

【請求項4】

前記第２循環系統に配置され、前記第１熱交換器から前記アンモニア気化器へ供給される前記熱媒体を前記ボイラで生成される蒸気により加熱する熱媒体加熱器を備える請求項１または請求項２に記載のボイラシステム。

【請求項5】

前記アンモニア気化器は、前記第２循環系統を流通する前記熱媒体および前記ボイラで生成される蒸気との熱交換により前記第１燃料供給系統を流通する液体の前記第１燃料を気化させる請求項１または請求項２に記載のボイラシステム。

【請求項6】

ボイラシステムの運転方法であって、
前記ボイラシステムは、
アンモニアを含む第１燃料を燃焼させる第１バーナと、アンモニアを含まない第２燃料を燃焼させる第２バーナとを有するボイラと、
前記第１バーナへ前記第１燃料を供給する第１燃料供給系統と、
前記ボイラから排出される排ガスと熱媒体との熱交換をする第１熱交換器と、
前記第１熱交換器を通過した前記排ガスに含まれる硫黄酸化物を除去する湿式の脱硫部と、
前記脱硫部を通過した前記排ガスと前記第１熱交換器により加熱された前記熱媒体との熱交換をする第２熱交換器と、
前記第１燃料供給系統を流通する液体の前記第１燃料を気化させるアンモニア気化器と、
前記第１熱交換器と前記第２熱交換器との間で前記熱媒体を循環させる第１循環系統と、
前記第１熱交換器と前記アンモニア気化器との間で前記熱媒体を循環させる第２循環系統と、を有し、
前記第１燃料供給系統を流通する液体の前記第１燃料との熱交換により前記第２循環系統を流通する前記熱媒体を冷却する熱媒体冷却工程を備えるボイラシステムの運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ボイラシステムおよびボイラシステムの運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、脱炭素化に有効な技術として、発電機等を駆動する蒸気を発生させるための燃料としてアンモニア燃料を用いる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、石炭等の固体燃料を用いる石炭焚きボイラにおける排ガス処理システムとして、ボイラからの排ガスを空気予熱器で熱回収し、電気集塵装置で除塵し、湿式脱硫装置で脱硫し、再加熱器で昇温させた後、煙突から排出する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に開示される石炭焚きボイラが有する複数のバーナの一部に石炭等の固体燃料を供給し、複数のバーナの他の一部にアンモニア燃料を供給することで、固体燃料とアンモニア燃料を混焼させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１４８３５７号公報

【特許文献2】特開２０１９－０１３８９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、固体燃料とアンモニア燃料を混焼させると、全てのバーナに固体燃料を供給する場合に比べ、ボイラから排出される排ガスの温度が上昇する傾向がある。ボイラから排出される排ガスの温度が上昇すると、排ガスに含まれる硫黄酸化物を除去する脱硫部等の排ガス処理装置の性能に影響が生じてしまう。

【0005】

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、アンモニアを含む第１燃料とアンモニア燃料を混焼させる際に排ガスの温度が上昇することを抑制することが可能なボイラシステムおよびボイラシステムの運転方法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】

【0006】

上記課題を解決するために、本開示は以下の手段を採用する。
本開示に係るボイラシステムは、アンモニアを含む第１燃料を燃焼させる第１バーナと、前記アンモニアを含まない第２燃料を燃焼させる第２バーナとを有するボイラと、前記第１バーナへ前記第１燃料を供給する第１燃料供給系統と、前記第２バーナへ前記第２燃料を供給する第２燃料供給系統と、前記ボイラから排出される排ガスと熱媒体との熱交換をする第１熱交換器と、前記第１熱交換器を通過した前記排ガスに含まれる硫黄酸化物を除去する湿式の脱硫部と、前記脱硫部を通過した前記排ガスと前記第１熱交換器により加熱された前記熱媒体との熱交換をする第２熱交換器と、前記第１燃料供給系統を流通する液体の前記第１燃料を気化させるアンモニア気化器と、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器との間で前記熱媒体を循環させる第１循環系統と、前記第１熱交換器と前記アンモニア気化器との間で前記熱媒体を循環させる第２循環系統と、を備え、前記アンモニア気化器は、前記第１燃料供給系統を流通する液体の前記第１燃料との熱交換により前記第２循環系統を流通する前記熱媒体を冷却する。

【0007】

本開示に係るボイラシステムの運転方法において、前記ボイラシステムは、アンモニアを含む第１燃料を燃焼させる第１バーナと、前記アンモニアを含まない第２燃料を燃焼させる第２バーナとを有するボイラと、前記第１バーナへ前記第１燃料を供給する第１燃料供給系統と、前記第２バーナへ前記第２燃料を供給する第２燃料供給系統と、前記ボイラから排出される排ガスと熱媒体との熱交換をする第１熱交換器と、前記第１熱交換器を通過した前記排ガスに含まれる硫黄酸化物を除去する湿式の脱硫部と、前記脱硫部を通過した前記排ガスと前記第１熱交換器により加熱された前記熱媒体との熱交換をする第２熱交換器と、前記第１燃料供給系統を流通する液体の前記第１燃料を気化させるアンモニア気化器と、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器との間で前記熱媒体を循環させる第１循環系統と、前記第１熱交換器と前記アンモニア気化器との間で前記熱媒体を循環させる第２循環系統と、を有し、前記第１燃料供給系統を流通する液体の前記第１燃料との熱交換により前記第２循環系統を流通する前記熱媒体を冷却する熱媒体冷却工程を備える。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、アンモニアを含む第１燃料とアンモニアを含まない第２燃料を混焼させる際に排ガスの温度が上昇することを抑制することが可能なボイラシステムおよびボイラシステムの運転方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の第１実施形態に係るボイラを示す概略構成図である。

【図2】本開示の第１実施形態に係るボイラシステムにおけるボイラ水の循環系統を示す概略構成図である。

【図3】本開示の第１実施形態に係るボイラシステムにおける第１燃料供給系統および排ガス処理系統を示す概略構成図である。

【図4】本開示の第２実施形態に係るボイラシステムにおける第１燃料供給系統および排ガス処理系統を示す概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

〔第１実施形態〕
以下に、本開示の第１実施形態に係るボイラシステム１００について、図面を参照して説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含む。以降の説明で、上や上方とは鉛直方向上側を示し、下や下方とは鉛直方向下側を示すものであり、鉛直方向は厳密ではなく誤差を含む。

【0011】

図１は、本開示の第１実施形態に係るボイラ１０を示す概略構成図である。本実施形態のボイラ１０は、固体燃料を粉砕した微粉燃料およびアンモニアを含むアンモニア燃料をバーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を給水や蒸気と熱交換して過熱蒸気を生成することが可能なボイラである。固体燃料としては、バイオマス燃料や石炭などが使用される。

【0012】

ボイラ１０は、火炉１１と燃焼装置２０と燃焼ガス通路１２とを有する。火炉１１は、四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置されている。火炉１１の内壁面を構成する火炉壁１１ａは、複数の伝熱管と、伝熱管同士を接続するフィンとで構成され、微粉燃料の燃焼により発生した熱を、伝熱管の内部を流通する水や蒸気と熱交換して回収するとともに、火炉壁１１ａの温度上昇を抑制している。

【0013】

燃焼装置２０は、火炉１１の下部領域に設置されている。本実施形態の燃焼装置２０は、火炉壁１１ａに装着された複数の微粉燃料バーナ（第２バーナ）２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ（以下、一括して「微粉燃料バーナ２１」と記載する場合がある。）と、アンモニア燃料バーナ（第１バーナ）２１０Ａと、を有する。微粉燃料バーナ２１は、火炉１１の周方向に沿って均等間隔で配設されたもの（例えば、四角形の火炉１１の各コーナ部に設置された４個）を１セットとして、鉛直方向に沿って複数段配置されている（図１に示す例では３段）。アンモニア燃料バーナ２１０Ａは、火炉１１の周方向に沿って均等間隔で配設されたもの（例えば、四角形の火炉１１の各コーナ部に設置された４個）を１セットとして１段又は複数段配置されている（図１に示す例では１段）。

【0014】

なお、図１では、１セットの微粉燃料バーナ２１のうちの２個のみを記載し、各セットに符号２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃを付している。火炉１１の形状やバーナの段数、一つの段におけるバーナの数、バーナの配置などは、この実施形態に限定されるものではない。

【0015】

微粉燃料バーナ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃは、それぞれ、複数の微粉燃料供給管２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ（以下、一括して「微粉燃料供給管２２」と記載する場合がある。）を介して、複数の微粉燃料供給部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ（以下、一括して「微粉燃料供給部３１」と記載する場合がある。）に連結されている。

【0016】

微粉燃料供給部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃは、例えば、内部に粉砕テーブル（図示略）が駆動回転可能に支持されていて、粉砕テーブルの上方に複数の粉砕ローラ（図示略）が粉砕テーブルの回転に連動回転可能に支持されて構成されている竪型ローラミルである。粉砕ローラと粉砕テーブルが協働して粉砕された固体燃料は、微粉燃料供給部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃに供給される一次空気（搬送用ガス、酸化性ガス）により、微粉燃料供給部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃが備える分級機（図示略）に搬送される。

【0017】

分級機では、微粉燃料バーナ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃでの燃焼に適した粒径以下の微粉燃料（第２燃料）と、該粒径より大きな粗粉燃料とに分級される。微粉燃料は、分級機を通過して、一次空気と共に微粉燃料供給管２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃを介して微粉燃料バーナ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃに供給される。分級機を通過しなかった粗粉燃料は、微粉燃料供給部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの内部で、自重により粉砕テーブル上に落下し、再粉砕される。
以上において、微粉燃料バーナ２１は、固体燃料である微粉燃料を燃焼させるものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、固体燃料以外の他の炭素を含む燃料（例えば、天然ガス・合成ガス等の気体燃料や炭化水素系液体燃料）を燃焼させるバーナであってもよい。

【0018】

第１燃料供給系統（アンモニア燃料供給系統）２１０は、アンモニアを含むアンモニア燃料（第１燃料）をアンモニア燃料バーナ２１０Ａに供給する装置である。アンモニア燃料は、燃料供給配管２１０ａを介してアンモニア燃料バーナ２１０Ａに供給される。第１燃料供給系統２１０を含むアンモニア燃料の燃料供給については、後述する。

【0019】

本実施形態のボイラシステム１００において、ボイラ１０は、アンモニア燃料バーナ２１０Ａ（第１バーナ）によりアンモニア燃料（第１燃料）を燃焼させ、微粉燃料バーナ（第２バーナ）２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃにより微粉燃料（第２燃料）を燃焼させて、蒸気を生成する。なお、アンモニア燃料バーナ（第１バーナ）２１０Ａと微粉燃料バーナ（第２バーナ）２１の数や配置は、図１の形態に限定されない。

【0020】

本実施形態のボイラシステム１００において、第１燃料供給系統２１０は、アンモニア燃料バーナ２１０Ａへアンモニア燃料を供給する系統である。また、本実施形態のボイラシステム１００において、微粉燃料供給部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃおよび微粉燃料供給管２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃは、微粉燃料バーナ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃへ微粉燃料を供給する系統（第２燃料供給系統）である。

【0021】

微粉燃料バーナ２１およびアンモニア燃料バーナ２１０Ａの装着位置における火炉１１の炉外側には、風箱（エアレジスタ）２３が設けられており、この風箱２３には風道（空気ダクト）２４の一端部が連結されている。風道２４の他端部には、押込通風機（ＦＤＦ：Forced Draft Fan）３２が連結されている。押込通風機３２から供給された空気は、風道２４に設置された空気予熱器４２で加熱され（詳細は後述する）、風箱２３を介して微粉燃料バーナ２１に二次空気（燃焼用空気、酸化性ガス）として供給され、火炉１１の内部に投入される。

【0022】

燃焼ガス通路１２は、火炉１１の鉛直方向上部に連結されている。燃焼ガス通路１２には、燃焼ガスの熱を回収するための熱交換器として、過熱器１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ（以下、一括して「過熱器１０２」と記載する場合がある。）、再熱器１０３Ａ，１０３Ｂ（以下、一括して「再熱器１０３」と記載する場合がある。）、節炭器１０４が設けられており、火炉１１で発生した燃焼ガスと各熱交換器の内部を流通する給水や蒸気との間で熱交換が行われる。なお、各熱交換器の配置や形状は、図１に記載した形態に限定されない。

【0023】

燃焼ガス通路１２の下流側には、熱交換器で熱回収された燃焼ガスが排出される煙道１３が連結されている。煙道１３には、風道２４との間に空気予熱器（エアヒータ）４２が設けられており、風道２４を流れる空気と、煙道１３を流れる燃焼ガスとの間で熱交換を行い、微粉燃料供給部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃに供給する一次空気や微粉燃料バーナ２１及びアンモニア燃料バーナ２１０Ａに供給する二次空気を加熱することで、水や蒸気との熱交換後の燃焼ガスから、さらに熱回収を行う。

【0024】

煙道１３には、空気予熱器４２よりも上流側の位置に、脱硝装置４３が設けられていてもよい。脱硝装置４３は、アンモニア、尿素水等の窒素酸化物を還元する作用を有する還元剤を、煙道１３内を流通する燃焼ガスに供給し、還元剤が供給された燃焼ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）と還元剤との反応を、脱硝装置４３内に設置された脱硝触媒の触媒作用により促進させることで、燃焼ガス中の窒素酸化物を除去、低減するものである。

【0025】

煙道１３の空気予熱器４２より下流側には、ガスダクト４１が連結されている。ガスダクト４１は、ボイラ１０から排出される燃焼ガス（以下、排ガスとも呼ぶ）を、後述する排ガス処理系統２２０へ導く。

【0026】

ボイラ１０において、微粉燃料供給部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃが駆動すると、微粉燃料が、一次空気とともに微粉燃料供給管２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃを介して微粉燃料バーナ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃに供給される。また、空気予熱器４２で加熱された二次空気が、風道２４から風箱２３を介して微粉燃料バーナ２１に供給される。微粉燃料バーナ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃは、燃料と一次空気とが混合した微粉燃料混合気を火炉１１に吹き込むと共に、二次空気を火炉１１に吹き込む。

【0027】

また、ボイラ１０において、アンモニア燃料を使用する場合は、第１燃料供給系統２１０から燃料供給配管２１０ａを介してアンモニア燃料バーナ２１０Ａにアンモニア燃料が供給される。また、空気予熱器４２で加熱された二次空気が、風道２４から風箱２３を介してアンモニア燃料バーナ２１０Ａに供給される。アンモニア燃料バーナ２１０Ａは、アンモニア燃料を火炉１１に吹き込むと共に、二次空気を火炉１１に吹き込む。

【0028】

火炉１１に吹き込まれた微粉燃料混合気及びアンモニア燃料が着火し、二次空気と反応することで火炎を形成する。火炉１１内の下部領域で火炎が形成され、高温の燃焼ガスが火炉１１内を上昇し、燃焼ガス通路１２に流入する。なお、本実施形態では、酸化性ガス（一次空気、二次空気）として空気を用いるが、空気よりも酸素割合が多いものや逆に少ないものであってもよく、供給される燃料量に対する酸素量の比率を適正な範囲に調整することで、火炉１１において安定した燃焼が実現される。

【0029】

燃焼ガス通路１２に流入した燃焼ガスは、燃焼ガス通路１２の内部に配置された過熱器１０２、再熱器１０３、節炭器１０４で水や蒸気と熱交換した後、煙道１３に排出され、脱硝装置４３で窒素酸化物が除去され、空気予熱器４２で一次空気及び二次空気と熱交換した後、さらにガスダクト４１に排出される。図３に示すように、ボイラ１０から排出される排ガスは、電気集塵機２２３で灰などが除去され、脱硫装置２２４で硫黄酸化物が除去された後、煙突２２５から系外に排出される。なお、燃焼ガス通路１２における各熱交換器及び煙道１３からガスダクト４１における各装置の配置は、燃焼ガス流れに対して、必ずしも上述の記載順に配置されなくともよい。

【0030】

次に、ボイラ１０を含むボイラシステム１００において、ボイラ水をボイラ１０に供給し、ボイラ水から蒸気を生成して蒸気タービン１１１へ供給する構成について説明する。図２は、本開示の第１実施形態に係るボイラシステム１００におけるボイラ水の循環系統を示す概略構成図である。なお、図２では燃焼ガス通路１２内の各熱交換器（過熱器１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，再熱器１０３Ａ，１０３Ｂ，節炭器１０４）の位置を正確に示しているものではなく、各熱交換器の燃焼ガス流れに対する配置順も図２に限定されるものではない。

【0031】

図２に示すように、本実施形態のボイラシステム１００は、ボイラ１０に設けられた熱交換器と、ボイラ１０で生成した蒸気によって回転駆動される蒸気タービン１１１と、蒸気タービン１１１に連結され蒸気タービン１１１の回転力によって発電を行う発電機１１３とを備える。

【0032】

蒸気タービン１１１は、例えば、高圧タービン１１１Ａと中圧タービン１１１Ｂと低圧タービン１１１Ｃから構成される。ボイラ１０の過熱器１０２で加熱された蒸気が高圧タービン１１１Ａを回転駆動した後、ボイラ１０の再熱器１０３で再過熱され、中圧タービン１１１Ｂ、及び低圧タービン１１１Ｃを回転駆動する。低圧タービン１１１Ｃには、復水器１１２が連結されており、低圧タービン１１１Ｃを回転駆動した蒸気が、この復水器１１２で冷却水（例えば、海水や河川水など）との熱交換によって凝縮されて復水となる。

【0033】

復水器１１２は、給水ラインＬ１を介して節炭器１０４に連結されている。給水ラインＬ１には、例えば、復水ポンプ１２１、低圧給水ヒータ１２２、ボイラ給水ポンプ１２３、高圧給水ヒータ１２４が設けられている。低圧給水ヒータ１２２と高圧給水ヒータ１２４には、蒸気タービン１１１を駆動する蒸気の一部が抽気されて、抽気ライン（図示略）を介して熱源として供給され、節炭器１０４へ供給される給水が加熱される。

【0034】

例えば、ボイラ１０が貫流ボイラの場合について説明する。節炭器１０４は、火炉壁１１ａを構成する伝熱管に連結されている。節炭器１０４で加熱された給水は、火炉壁１１ａを構成する伝熱管を通過する際に、火炉１１内の火炎から輻射を受けて加熱され、汽水分離器１２５へと導かれる。汽水分離器１２５にて分離された蒸気は、過熱器１０２へと供給され、汽水分離器１２５にて分離されたドレン水は、汽水分離器ドレンタンク１２６へ流入し、ドレン水ラインＬ２を介して復水器１１２へと導かれる。

【0035】

燃焼ガスが燃焼ガス通路１２を流れるとき、この燃焼ガスは、過熱器１０２、再熱器１０３、節炭器１０４で熱回収される。一方、ボイラ給水ポンプ１２３から供給された給水は、節炭器１０４で予熱された後、火炉壁１１ａを構成する伝熱管を通過する際に加熱されて蒸気となり、汽水分離器１２５に導かれる。汽水分離器１２５で分離された蒸気は、過熱器１０２Ａ、過熱器１０２Ｂ、過熱器１０２Ｃに導入され、燃焼ガスによって過熱される。

【0036】

過熱器１０２で生成された過熱蒸気は、蒸気ラインＬ３を介して高圧タービン１１１Ａに供給され、高圧タービン１１１Ａを回転駆動する。高圧タービン１１１Ａから排出された蒸気は、蒸気ラインＬ４を介して、再熱器１０３Ａ、再熱器１０３Ｂに導入されて再度過熱される。再過熱された蒸気は、蒸気ラインＬ５を介して、中圧タービン１１１Ｂを経て低圧タービン１１１Ｃに供給され、中圧タービン１１１Ｂおよび低圧タービン１１１Ｃを回転駆動する。蒸気タービン１１１の回転軸が発電機１１３を回転駆動することにより、発電が行われる。低圧タービン１１１Ｃから排出された蒸気は、復水器１１２で冷却されることで復水となり、給水ラインＬ１を介して、再び、節炭器１０４に送られる。

【0037】

次に、図３を参照して、本実施形態のボイラシステム１００における第１燃料供給系統２１０および排ガス処理系統２２０について説明する。図３は、本開示の第１実施形態に係るボイラシステム１００における第１燃料供給系統２１０および排ガス処理系統２２０を示す概略構成図である。排ガス処理系統２２０は、固体燃料およびアンモニア燃料を混焼させて生成される排ガスを処理して大気中に放出する系統である。

【0038】

図３に示すように、排ガス処理系統２２０は、第１熱交換器２２１と、第２熱交換器２２２と、電気集塵機２２３と、脱硫装置（脱硫部）２２４と、煙突２２５と、を有する。また、図３に示すように、本実施形態のボイラシステム１００は、アンモニア気化器２３１と、アンモニア予熱器２３２と、熱媒体加熱器２３３と、第１循環系統２４０と、第２循環系統２５０と、を備える。

【0039】

第１熱交換器２２１は、ボイラ１０から排出される排ガスと、第１循環系統２４０および第２循環系統２５０を流通する熱媒体（例えば、水）との熱交換をする装置である。第１熱交換器２２１は、ボイラ１０から排出される排ガスを合流位置Ｐ１から分岐位置Ｐ２に向けて導かれる熱媒体により冷却し、電気集塵機２２３へ供給する。また、第１熱交換器２２１は、合流位置Ｐ１から導入される熱媒体を排ガスにより加熱して分岐位置Ｐ２へ導く。

【0040】

第２熱交換器２２２は、脱硫装置２２４を通過した排ガスと第１熱交換器２２１により加熱された熱媒体との熱交換をする装置である。第２熱交換器２２２は、脱硫装置２２４を通過した排ガスを分岐位置Ｐ２から導かれる熱媒体で加熱し、煙突２２５へ供給する。また、第２熱交換器２２２は、分岐位置Ｐ２から導かれる熱媒体を排ガスにより冷却して合流位置Ｐ１へ導く。

【0041】

第１熱交換器２２１と第２熱交換器２２２は、ボイラ１０から排出される未処理の排ガスと脱硫装置２２４を通過した排ガスとを、互いに直接的に接触することなく熱媒体を介して間接的に熱交換させるノンリーク式のガス－ガスヒータを構成する。

【0042】

電気集塵機２２３は、排ガスに含まれる煤塵に電荷を与え、集塵極に電気的に引き寄せることで煤塵を捕集する装置である。電気集塵機２２３は、ボイラ１０と脱硫装置２２４との間に配置される。電気集塵機２２３の集塵性能は、排ガス中の煤塵の電気抵抗値が増加するのに応じて低下する。これは、煤塵の電気抵抗値が排ガスの温度の上昇に応じて高くなると、集塵極への煤塵の付着力が強くなって逆電離現象が生じるからである。

【0043】

脱硫装置２２４は、第１熱交換器２２１を通過した排ガスに含まれる硫黄酸化物（二酸化硫黄等）を除去する装置である。脱硫装置２２４は、排ガスをアルカリ剤のスラリーや吸収剤（例えば、水）に接触させることにより、排ガスに含まれる硫黄酸化物を除去する。湿式の脱硫装置２２４を通過する際に、排ガスの温度が低下する。

【0044】

排ガスの温度が所定の温度よりも低い場合、煙突から２２５から排出される際に排ガスが露点を下回って、排ガス中の水蒸気が凝縮し白煙が発生してしまう。白煙の発生を避けるため、脱硫装置２２４を通過した排ガスを第２熱交換器２２２で加熱してから煙突２２５へ供給する。煙突２２５は、脱硫装置２２４を通過し、第２熱交換器２２２で加熱された排ガスを大気中へ放出する。

【0045】

第１循環系統２４０は、第１熱交換器２２１と第２熱交換器２２２との間で熱媒体を循環させる。第１循環系統２４０は、熱媒体を、合流位置Ｐ１から第１熱交換器２２１を経由して分岐位置Ｐ２へ導き、第２熱交換器２２２を経由して再び合流位置Ｐ１へ導くように循環させる。熱媒体は、第１循環系統２４０に配置される循環ポンプ２４１を動作させることにより第１循環系統２４０を循環する。

【0046】

第２循環系統２５０は、第１熱交換器２２１とアンモニア気化器２３１との間で熱媒体を循環させる。第２循環系統２５０は、熱媒体を、合流位置Ｐ１から第１熱交換器２２１を経由して分岐位置Ｐ２へ導き、アンモニア気化器２３１を経由して再び合流位置Ｐ１へ導くように循環させる。熱媒体は、第２循環系統２５０に配置される循環ポンプ２５１を動作させることにより第２循環系統２５０を循環する。

【0047】

アンモニア気化器２３１は、第１燃料供給系統２１０を流通する液体のアンモニア燃料を気化させる装置であり、例えば、シェルアンドチューブ式の熱交換器である。アンモニア気化器２３１には、第１熱交換器２２１で排ガスにより加熱され、更に熱媒体加熱器２３３で加熱された熱媒体が供給される。

【0048】

アンモニアタンク２６０に貯留された液体のアンモニア燃料は、給送ポンプ２１１により給送され、燃料供給配管２１０ａを流通する。燃料供給配管２１０ａを流通する液体のアンモニア燃料は、アンモニア気化器２３１に導かれる。アンモニア気化器２３１は、第２循環系統２５０を流通する熱媒体との熱交換により第１燃料供給系統２１０を流通する液体のアンモニア燃料を気化させる。アンモニア気化器２３１は、第１燃料供給系統２１０を流通する液体のアンモニア燃料との熱交換により第２循環系統２５０を流通する熱媒体を冷却する。

【0049】

アンモニア気化器２３１で気化されたアンモニア燃料は、アンモニア燃料バーナ２１０Ａに供給される。第１燃料供給系統２１０からアンモニア燃料バーナ２１０Ａへアンモニア燃料を供給する供給状態と、第１燃料供給系統２１０からアンモニア燃料バーナ２１０Ａへアンモニア燃料を供給しない遮断状態とは、バーナ弁２１０Ｂにより切り替えられる。

【0050】

アンモニア予熱器２３２は、アンモニア気化器２３１へ供給される液体のアンモニア燃料を海水で予熱する装置であり、例えば、シェルアンドチューブ式の熱交換器である。アンモニア予熱器２３２には、海水が供給される。燃料供給配管２１０ａを流通する液体のアンモニア燃料は、アンモニア予熱器２３２に導かれる。

【0051】

アンモニア予熱器２３２は、海水との熱交換により第１燃料供給系統２１０を流通する液体のアンモニア燃料を予熱する。なお、アンモニア気化器２３１に導かれる熱媒体の温度がアンモニアタンク２６０からアンモニア気化器２３１に導かれるアンモニア燃料を気化させるのに十分な温度である場合には、アンモニア予熱器２３２を設けないようにしてもよい。

【0052】

熱媒体加熱器２３３は、第２循環系統２５０に配置され、第１熱交換器２２１からアンモニア気化器２３１へ供給される熱媒体をボイラ１０で生成される蒸気により加熱する装置である。熱媒体加熱器２３３には、ボイラ１０から抽気ライン２３３ａを介して蒸気が抽気される。なお、分岐位置Ｐ２から第２循環系統２５０に導かれる熱媒体の温度がアンモニア気化器２３１でアンモニア燃料を気化させるのに十分な温度である場合には、熱媒体加熱器２３３を設けないようにしてもよい。

【0053】

アンモニア気化器２３１およびアンモニア予熱器２３２が配置される燃料供給配管２１０ａにおいて、アンモニア気化器２３１とバーナ弁２１０Ｂとの間には、温度センサ（検出部）２８１および圧力センサ（検出部）２８２が配置されている。温度センサ２８１は、アンモニア気化器２３１を通過したアンモニア燃料の温度を検出するセンサである。圧力センサ２８２は、アンモニア気化器２３１を通過したアンモニア燃料の圧力を検出するセンサである。また、第１熱交換器２２１を通過した排ガスの温度を検出する温度センサ２８３と、脱硫装置２２４を通過した排ガスの温度を検出する温度センサ２８４が配置されている。

【0054】

図３に示すように、本実施形態のボイラシステム１００は、循環ポンプ２４１および循環ポンプ２５１を含むボイラシステム１００の各部を制御する制御部２７０を備える。温度センサ２８１が検出するアンモニア燃料の温度、圧力センサ２８２が検出するアンモニア燃料の圧力、温度センサ２８３，２８４が検出する排ガスの温度は、制御部２７０に伝達される。

【0055】

制御部２７０は、温度センサ２８３が検出する排ガスの温度が検出する温度が所定の目標温度（例えば、９０℃程度あるいは９０℃を中心とした温度範囲）となり、かつ温度センサ２８４が検出する排ガスの温度が検出する温度が所定の下限温度（例えば、９０℃）以上となるように、循環ポンプ２４１の吐出量を制御する。制御部２７０は、温度センサ２８３が検出する排ガスの温度が検出する温度が所定の目標温度を上回る場合、あるいは温度センサ２８４が検出する排ガスの温度が検出する温度が所定の下限温度を下回る場合は、第１循環系統２４０を循環する熱媒体の流量が増加するように循環ポンプ２４１の吐出量を制御する。

【0056】

制御部２７０は、温度センサ２８１が検出するアンモニア燃料の温度が所定の目標温度範囲（目標値）となるように循環ポンプ２５１の吐出量を制御する。制御部２７０は、温度センサ２８１が検出するアンモニア燃料の温度が所定の目標温度範囲を下回る場合、アンモニア気化器２３１に供給される熱媒体の流量が多くなるように、循環ポンプ２５１の吐出量を増加させる。また、制御部２７０は、温度センサ２８１が検出するアンモニア燃料の温度が所定の目標温度範囲を上回る場合、アンモニア気化器２３１に供給される熱媒体の流量が少なくなるように、循環ポンプ２５１の吐出量を減少させる。

【0057】

制御部２７０は、圧力センサ２８２が検出する圧力が所定の目標圧力範囲（目標値）となるように循環ポンプ２５１の吐出量を制御する。制御部２７０は、圧力センサ２８２が検出するアンモニア燃料の圧力が所定の目標圧力範囲を下回る場合、アンモニア気化器２３１に供給される熱媒体の流量が多くなるように、循環ポンプ２５１の吐出量を増加させる。また、制御部２７０は、圧力センサ２８２が検出するアンモニア燃料の圧力が所定の目標圧力範囲を上回る場合、アンモニア気化器２３１に供給される熱媒体の流量が少なくなるように、循環ポンプ２５１の吐出量を減少させる。

【0058】

制御部２７０は、温度センサ２８１が検出するアンモニア燃料の温度が所定の目標温度範囲を下回る場合において、循環ポンプ２５１の吐出量を増加させるだけでは、温度センサ２８１が検出するアンモニア燃料の温度が所定の目標温度範囲とならない場合は、抽気ライン２３３ａを介してボイラ１０から熱媒体加熱器２３３へ蒸気を供給する。同様に、制御部２７０は、圧力センサ２８２が検出するアンモニア燃料の圧力が所定の目標圧力範囲を下回る場合において、循環ポンプ２５１の吐出量を増加させるだけでは、圧力センサ２８２が検出するアンモニア燃料の圧力が所定の目標圧力範囲とならない場合は、抽気ライン２３３ａを介してボイラ１０から熱媒体加熱器２３３へ蒸気を供給する。

【0059】

以上において、制御部２７０は、温度センサ２８１が検出したアンモニア燃料の温度が所定の目標温度範囲（目標値）となり、圧力センサ２８２が検出する圧力が所定の目標圧力範囲（目標値）となるように循環ポンプ２５１の吐出量を制御するものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、制御部２７０は、温度センサ２８１が検出したアンモニア燃料の温度が所定の目標温度範囲（目標値）をとなるか、または圧力センサ２８２が検出する圧力が所定の目標圧力範囲（目標値）となるように循環ポンプ２５１の吐出量を制御してもよい。

【0060】

また、本実施形態のボイラシステム１００は、温度センサ２８１および圧力センサ２８２を備えるものとしたが、温度センサ２８１または圧力センサ２８２のいずれか一方のみを備えるものであってもよい。ボイラシステム１００が温度センサ２８１のみを備える場合、制御部２７０は、温度センサ２８１が検出したアンモニア燃料の温度が所定の目標温度範囲（目標値）となるように循環ポンプ２４１および循環ポンプ２５１の吐出量を制御する。ボイラシステム１００が圧力センサ２８２のみを備える場合、制御部２７０は、圧力センサ２８２が検出したアンモニア燃料の圧力が所定の目標圧力範囲（目標値）となるように循環ポンプ２４１および循環ポンプ２５１の吐出量を制御する。

【0061】

以上で説明した本実施形態のボイラシステム１００が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態のボイラシステム１００によれば、アンモニア燃料バーナ２１０Ａがアンモニア燃料を燃焼させ、微粉燃料バーナ２１が固体燃料を燃焼させることにより、ボイラ１０で蒸気が生成される。ボイラ１０から排出された排ガスは、第１熱交換器２２１において熱媒体との熱交換により冷却され、湿式の脱硫装置２２４に導入される。湿式の脱硫装置２２４において硫黄酸化物を除去する際に排ガスの温度が低下するが、第２熱交換器２２２を通過する際に排ガスが加熱される。脱硫装置２２４を通過した低温の排ガスを加熱することで、白煙の発生を抑制することができる。

【0062】

また、本実施形態のボイラシステム１００によれば、第１熱交換器２２１と第２熱交換器２２２との間で熱媒体を循環させる第１循環系統２４０を有するため、第１熱交換器２２１が高温の排ガスから回収した熱により脱硫装置２２４を通過した低温の排ガスを適切に加熱することができる。また、第１熱交換器２２１とアンモニア気化器２３１との間で熱媒体を循環させる第２循環系統２５０を有するため、第１熱交換器２２１により加熱された熱媒体を液体のアンモニアにより冷却して第１熱交換器２２１による排ガスの冷却性能を高めることができる。したがって、本実施形態のボイラシステム１００によれば、固体燃料とアンモニア燃料を混焼させる際に排ガスの温度が上昇することを抑制することができる。特に、ボイラ１０でのアンモニア混焼率を増加させる際には、ボイラ１０における火炎輻射の低下に伴う収熱状態の変化により、ボイラ１０出口の排ガス温度が上昇することが予想されるため有効である。

【0063】

また、本実施形態のボイラシステム１００によれば、電気集塵機２２３によりボイラ１０から排出される排ガスに含まれる煤塵を適切に除去することができる。また、固体燃料とアンモニア燃料を混焼させる際に排ガスの温度が上昇することが抑制されるため、排ガス中の煤塵の電気抵抗値が増加して電気集塵機２２３の集塵性能が低下することが防止される。

【0064】

また、本実施形態のボイラシステム１００によれば、アンモニア気化器２３１へ供給される液体のアンモニア燃料を海水で予熱することができるため、ボイラシステム１００の熱効率を向上させることができる。

【0065】

また本実施形態のボイラシステム１００によれば、第１熱交換器２２１からアンモニア気化器２３１へ供給される熱媒体の熱量が液体のアンモニア燃料を気化させるのに十分な熱量でない場合には、熱媒体加熱器２３３において、アンモニア気化器２３１へ供給される熱媒体を、ボイラ１０で生成される蒸気により補助的に加熱して不足する熱量を補うことができる。

【0066】

〔第２実施形態〕
以下に、本開示の第２実施形態に係るボイラシステム１００Ａについて、図面を参照して説明する。本実施形態は、第１実施形態の変形例であり、以下で特に説明する場合を除き、第１実施形態と同様であるものとし、以下での説明を省略する。

【0067】

第１実施形態のボイラシステム１００は、熱媒体加熱器２３３がボイラ１０から抽気される蒸気により第１熱交換器２２１から導入される熱媒体を加熱し、アンモニア気化器２３１へ供給するものであった。それに対して、本実施形態のボイラシステム１００Ａは、ボイラ１０から抽気される蒸気をアンモニア気化器２３１へ直接的に供給するものである。

【0068】

図４は、本開示の第２実施形態に係るボイラシステム１００Ａにおける第１燃料供給系統２１０および排ガス処理系統２２０を示す概略構成図である。図４に示すように、本実施形態のボイラシステム１００Ａは、第１実施形態のボイラシステム１００が備える熱媒体加熱器２３３を備えない。本実施形態のボイラシステム１００Ａは、ボイラ１０からアンモニア気化器２３１へ蒸気を抽気する抽気ライン２３１ａを有する。

【0069】

アンモニア気化器２３１は、第２循環系統２５０を流通する熱媒体およびボイラ１０で生成される蒸気との熱交換により第１燃料供給系統２１０を流通する液体のアンモニア燃料を気化させる。なお、制御部２７０は、温度センサ２８１が検出するアンモニア燃料の温度が所定の目標温度範囲を下回る場合に、抽気ライン２３１ａを介してボイラ１０からアンモニア気化器２３１へ蒸気を抽気するよう制御弁２３１ｂを制御する。また、制御部２７０は、温度センサ２８１が検出するアンモニア燃料の温度が所定の目標温度範囲である場合は、抽気ライン２３１ａを介してボイラ１０からアンモニア気化器２３１へ蒸気を抽気しないよう制御弁２３１ｂを制御する。

【0070】

本実施形態のボイラシステム１００Ａによれば、第１熱交換器２２１からアンモニア気化器２３１へ供給される熱媒体の熱量が液体のアンモニア燃料を気化させるのに十分な熱量でない場合には、ボイラ１０で生成される蒸気をアンモニア気化器２３１へ供給することにより、不足する熱量を補うことができる。

【0071】

以上説明した各実施形態に記載のボイラシステムおよびボイラシステムの運転方法は例えば以下のように把握される。
本開示の第１態様に係るボイラシステム（１００）は、アンモニアを含む第１燃料を燃焼させる第１バーナ（２１０Ａ）と、アンモニアを含まない第２燃料を燃焼させる第２バーナ（２１）とを有するボイラ（１０）と、前記第１バーナへ前記第１燃料を供給する第１燃料供給系統（２１０）と、前記第２バーナへ前記第２燃料を供給する第２燃料供給系統（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ）と、前記ボイラから排出される排ガスと熱媒体との熱交換をする第１熱交換器（２２１）と、前記第１熱交換器を通過した前記排ガスに含まれる硫黄酸化物を除去する湿式の脱硫部（２２４）と、前記脱硫部を通過した前記排ガスと前記第１熱交換器により加熱された前記熱媒体との熱交換をする第２熱交換器（２２２）と、前記第１燃料供給系統を流通する液体の前記第１燃料を気化させるアンモニア気化器（２３１）と、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器との間で前記熱媒体を循環させる第１循環系統（２４０）と、前記第１熱交換器と前記アンモニア気化器との間で前記熱媒体を循環させる第２循環系統（２５０）と、を備え、前記アンモニア気化器は、前記第１燃料供給系統を流通する液体の前記第１燃料との熱交換により前記第２循環系統を流通する前記熱媒体を冷却する。

【0072】

本開示の第１態様に係るボイラシステムによれば、第１バーナが第１燃料を燃焼させ、第２バーナが第２燃料を燃焼させることにより、ボイラで蒸気が生成される。ボイラから排出された排ガスは、第１熱交換器において熱媒体との熱交換により冷却され、湿式の脱硫部に導入される。湿式の脱硫部において硫黄酸化物を除去する際に排ガスの温度が低下するが、第２熱交換器を通過する際に排ガスが加熱される。脱硫部を通過した低温の排ガスを加熱することで、白煙の発生を抑制することができる。

【0073】

本開示の第１態様に係るボイラシステムによれば、第１熱交換器と第２熱交換器との間で熱媒体を循環させる第１循環系統を有するため、第１熱交換器が高温の排ガスから回収した熱により脱硫部を通過した低温の排ガスを適切に加熱することができる。また、第１熱交換器とアンモニア気化器との間で熱媒体を循環させる第２循環系統を有するため、第１熱交換器により加熱された熱媒体を液体の第１燃料により冷却して第１熱交換器による排ガスの冷却性能を高めることができる。したがって、本開示の第１態様に係るボイラシステムによれば、第２燃料と第１燃料を混焼させる際に排ガスの温度が上昇することを抑制することができる。

【0074】

本開示の第２態様に係るボイラシステムは、第１態様において、更に以下の構成を備える。すなわち、前記ボイラと前記脱硫部との間に配置され、前記ボイラから排出される前記排ガスに含まれる煤塵を除去する電気集塵機（２２３）を備える。

【0075】

本開示の第２態様に係るボイラシステムによれば、電気集塵機によりボイラから排出される排ガスに含まれる煤塵を適切に除去することができる。また、第２燃料と第１燃料を混焼させる際に排ガスの温度が上昇することが抑制されるため、排ガス中の煤塵の電気抵抗値が増加して電気集塵装置の集塵性能が低下することが防止される。

【0076】

本開示の第３態様に係るボイラシステムは、第１態様または第２態様において、更に以下の構成を備える。すなわち、前記アンモニア気化器へ供給される液体の前記第１燃料を海水で予熱するアンモニア予熱器（２３２）を備える。

【0077】

本開示の第３態様に係るボイラシステムによれば、アンモニア気化器へ供給される液体の第１燃料を海水で予熱することができるため、ボイラシステムの熱効率を向上させることができる。

【0078】

本開示の第４態様に係るボイラシステムは、第１態様または第２態様において、更に以下の構成を備える。すなわち、前記第２循環系統に配置され、前記第１熱交換器から前記アンモニア気化器へ供給される前記熱媒体を前記ボイラで生成される蒸気により加熱する熱媒体加熱器（２３３）を備える。

【0079】

本開示の第４態様に係るボイラシステムによれば、第１熱交換器からアンモニア気化器へ供給される熱媒体の熱量が液体の第１燃料を気化させるのに十分な熱量でない場合には、熱媒体加熱器において、アンモニア気化器へ供給される熱媒体をボイラで生成される蒸気により加熱して不足する熱量を補うことができる。

【0080】

本開示の第５態様に係るボイラシステムは、第１態様または第２態様において、更に以下の構成を備える。すなわち、前記アンモニア気化器は、前記第２循環系統を流通する前記熱媒体および前記ボイラで生成される蒸気との熱交換により前記第１燃料供給系統を流通する液体の前記第１燃料を気化させる。

【0081】

本開示の第５態様に係るボイラシステムによれば、第１熱交換器からアンモニア気化器へ供給される熱媒体の熱量が液体の第１燃料を気化させるのに十分な熱量でない場合には、ボイラで生成される蒸気をアンモニア気化器へ供給することにより、不足する熱量を補うことができる。

【0082】

本開示の第６態様に係るボイラシステムの運転方法において、前記ボイラシステムは、アンモニアを含む第１燃料を燃焼させる第１バーナと、アンモニアを含まない第２燃料を燃焼させる第２バーナとを有するボイラと、前記第１バーナへ前記第１燃料を供給する第１燃料供給系統と、前記ボイラから排出される排ガスと熱媒体との熱交換をする第１熱交換器と、前記第１熱交換器を通過した前記排ガスに含まれる硫黄酸化物を除去する湿式の脱硫部と、前記脱硫部を通過した前記排ガスと前記第１熱交換器により加熱された前記熱媒体との熱交換をする第２熱交換器と、前記第１燃料供給系統を流通する液体の前記第１燃料を気化させるアンモニア気化器と、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器との間で前記熱媒体を循環させる第１循環系統と、前記第１熱交換器と前記アンモニア気化器との間で前記熱媒体を循環させる第２循環系統と、を備え、前記第１燃料供給系統を流通する液体の前記第１燃料との熱交換により前記第２循環系統を流通する前記熱媒体を冷却する熱媒体冷却工程を備える。

【0083】

本開示の第６態様に係るボイラシステムの運転方法によれば、第１バーナが第１燃料を燃焼させ、第２バーナが第２燃料を燃焼させることにより、ボイラで蒸気が生成される。ボイラから排出された排ガスは、第１熱交換器において熱媒体との熱交換により冷却され、湿式の脱硫部に導入される。湿式の脱硫部において硫黄酸化物を除去する際に排ガスの温度が低下するが、第２熱交換器を通過する際に排ガスが加熱される。脱硫部を通過した低温の排ガスを加熱することで、下流側機器における水分の結露による腐食を防止できるとともに、白煙の発生を抑制することができる。

【0084】

本開示の第６態様に係るボイラシステムの運転方法によれば、第１熱交換器と第２熱交換器との間で熱媒体を循環させる第１循環系統を有するため、第１熱交換器が高温の排ガスから回収した熱により脱硫部を通過した低温の排ガスを適切に加熱することができる。また、第１熱交換器とアンモニア気化器との間で熱媒体を循環させる第２循環系統を有するため、第１熱交換器により加熱された熱媒体を液体のアンモニアにより冷却して第１熱交換器による排ガスの冷却性能を高めることができる。したがって、本開示の第７態様に係るボイラシステムの運転方法によれば、第２燃料と第１燃料を混焼させる際に排ガスの温度が上昇することを抑制することができる。

【符号の説明】

【0085】

１０ ボイラ
２０ 燃焼装置
２１ 微粉燃料バーナ（第２バーナ）
３１ 微粉燃料供給部
１００，１００Ａ ボイラシステム
２１０ 第１燃料供給系統
２１０Ａ アンモニア燃料バーナ（第１バーナ）
２１０Ｂ バーナ弁
２１０ａ 燃料供給配管
２１１ 給送ポンプ
２２０ 排ガス処理系統
２２１ 第１熱交換器
２２２ 第２熱交換器
２２３ 電気集塵機
２２４ 脱硫装置
２２５ 煙突
２３１ アンモニア気化器
２３１ａ 抽気ライン
２３１ｂ 制御弁
２３２ アンモニア予熱器
２３３ 熱媒体加熱器
２３３ａ 抽気ライン
２４０ 第１循環系統
２４１ 循環ポンプ
２５０ 第２循環系統
２５１ 循環ポンプ
２６０ アンモニアタンク
２７０ 制御部
２８１ 温度センサ
２８２ 圧力センサ
２８３，２８４ 温度センサ
Ｌ１ 給水ライン
Ｌ２ ドレン水ライン
Ｌ３ 蒸気ライン
Ｌ４ 蒸気ライン
Ｌ５ 蒸気ライン
Ｐ１ 合流位置
Ｐ２ 分岐位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】