特開 2024-2780 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】P2024002780

(43)【公開日】2024-01-11

(54)【発明の名称】ボイラシステム

(51)【国際特許分類】

   F22B 35/00 20060101AFI20231228BHJP

   F23K 5/00 20060101ALI20231228BHJP

【ＦＩ】

F22B35/00 J

F23K5/00 301

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022102187

(22)【出願日】2022-06-24

(71)【出願人】

【識別番号】000175272

【氏名又は名称】三浦工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142022

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 一晃

(74)【代理人】

【識別番号】100196623

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 計介

(72)【発明者】

【氏名】松木 繁昌

(72)【発明者】

【氏名】佐伯 和洋

(72)【発明者】

【氏名】武田 大

(72)【発明者】

【氏名】松田 脩平

【テーマコード（参考）】

3K068

3L021

【Ｆターム（参考）】

3K068AA02

3K068AA11

3K068BA03

3K068BB01

3K068BB02

3K068BB12

3K068BB24

3K068CA01

3K068CA05

3K068CB01

3L021AA05

3L021DA26

3L021FA12

(57)【要約】

【課題】フリーフローラインから排出されるＢＯＧを排出量に応じて燃焼し、熱回収が可能なボイラシステムを実現することにある。
【解決手段】液化ガス貯蔵タンクＴ１と、液化ガス貯蔵タンクＴ１内で発生したＢＯＧを流通するフリーフローライン２Ａとを備えた船舶に搭載されるボイラシステム１である。ボイラシステム１は、少なくともフリーフローライン２Ａを流れるＢＯＧを燃焼するボイラ１０と、ボイラ１０に供給される気体燃料の流量を調整する気体燃料流量調整部３と、フリーフローライン２Ａの下流側に接続しボイラ１０にＢＯＧを供給するＢＯＧ供給ライン２Ｂと、気体燃料流量調整部３の上流側に配置され、ＢＯＧ供給ライン２ＢのＢＯＧ圧力Ｐｇを検知するＢＯＧ圧力検知部１１と、ＢＯＧ圧力検知部１１の検知結果に基づいて気体燃料流量調整部３を制御する制御部１４と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液化ガス貯蔵タンクと、前記液化ガス貯蔵タンク内で発生したボイルオフガスが流れるフリーフローラインとを備えた船舶に搭載されるボイラシステムであって、
前記ボイラシステムは、
少なくとも前記フリーフローラインを流れるボイルオフガスを燃焼するボイラと、
前記ボイラに供給されるボイルオフガスの流量を調整する気体燃料流量調整部と、
前記フリーフローラインの下流側に接続し前記ボイラにボイルオフガスを供給するボイルオフガス供給ラインと、
前記気体燃料流量調整部の上流側に配置され、前記ボイルオフガス供給ラインのボイルオフガスの圧力を検知するボイルオフガス圧力検知部と、
前記ボイルオフガス圧力検知部の検知結果に基づいて前記気体燃料流量調整部を制御する制御部と、
を有するボイラシステム。

【請求項2】

請求項１に記載のボイラシステムにおいて、
前記制御部は、
ボイルオフガスの複数の圧力範囲毎にボイルオフガスの目標圧力を記憶する記憶部を有し、前記ボイルオフガス圧力検知部の検知結果に基づいて前記記憶部から選択した前記目標圧力になるように、前記気体燃料流量調整部を制御する、
ボイラシステム。

【請求項3】

請求項１に記載のボイラシステムにおいて、
前記制御部は、
ボイルオフガスの複数の圧力範囲毎に前記ボイラの目標燃焼量を記憶する記憶部を有し、前記ボイルオフガス圧力検知部の検知結果に基づいて前記記憶部から選択した前記ボイラの目標燃焼量になるように、前記気体燃料流量調整部を制御する、
ボイラシステム。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載のボイラシステムであって、
前記ボイラは、
液体燃料を燃焼可能に構成され、
前記ボイラに液体燃料を供給する液体燃料流量調整部を有し、
前記制御部は、
前記ボイラが液体燃料を燃焼中の場合、前記ボイラに対するボイルオフガスの供給を開始してから所定時間後に前記ボイラに対する液体燃料の供給を停止するように、液体燃料流量調整部を制御する、
ボイラシステム。

【請求項5】

請求項１から３のいずれか一項に記載のボイラシステムであって、
前記ボイラに供給されるボイルオフガス中の不活性ガスの混合割合を検知する不活性ガス検知部を有し、
前記制御部は、
前記不活性ガス検知部が検知した前記混合割合が基準値以下の場合、ボイルオフガスのみを燃焼するように前記気体燃料流量調整部を制御する、
ボイラシステム。

【請求項6】

請求項１から３のいずれか一項に記載のボイラシステムであって、
前記ボイラで燃焼した燃焼ガスを排出する排気路と、
前記排気路を流通する燃焼ガスの酸素濃度を検知する排ガス酸素濃度検知部と、を有し、
前記制御部は、
前記排ガス酸素濃度検知部が検知した前記酸素濃度に基づいてボイルオフガス中の不活性ガスの混合割合を算出し、前記混合割合が基準値以下の場合、ボイルオフガスのみを燃焼するように前記気体燃料流量調整部を制御する、
ボイラシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フリーフローラインを流れるボイルオフガスを燃焼可能なボイラシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

天然ガスは、船舶によって輸送する場合、大気圧下において約－１６０℃に冷却することで液化した状態（液化ガス）で輸送されている。このような液化ガスを輸送する船舶は、内部を極低温状態に保持可能な断熱、防熱機能を有する液化ガス貯蔵タンク内に液化ガスを貯蔵して輸送する。しかし、前記液化ガス貯蔵タンク内の液化ガスは、前記液化ガス貯蔵タンク内に侵入した熱によってボイルオフガス（以下、単に「ＢＯＧ」と記載する）が発生する。ＢＯＧの発生によりタンク圧が上昇した前記液化ガス貯蔵タンクは、許容タンク圧に到達する前にＢＯＧを処理する必要がある。特許文献１では、液化ガス貯蔵タンク内で発生したＢＯＧは、圧縮機へ導かれて圧縮され推進用の主ガスエンジン及び船内発電用の副ガスエンジンの燃料として利用されている。また、ＢＯＧは、ＧＣＵへ供給して燃焼することが可能である。

【0003】

一方、圧縮機を必要とする特許文献１の構成では、設備費用およびランニング費用が増大する。よって、液化ガス貯蔵タンクにおいて発生するＢＯＧをガス焼却装置にフリーフローラインによって供給するためのフリーフローガス供給手段と、タンクから汲み上げた液化ガスを過冷却する液化ガス過冷却装置と、過冷却された液化ガスを前記タンク内に戻す液化ガス噴霧手段とを備えるタンク圧力制御システムが特許文献２に開示されている。特許文献２では、余剰ＢＯＧは、ガス圧縮機を用いずに、液化ガス貯蔵タンク内の圧力で燃料ガスをガス燃焼装置に送るフリーフローガス供給ラインを通して燃焼装置に供給される。しかしながら、特許文献２には、ガス燃焼装置における余剰ＢＯＧの燃焼制御技術に関する記載はない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８―４８６０７号公報

【特許文献2】特開２０１９―１６３８０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近年のＳＤＧｓ等への社会的要請の高まりにより、地球温暖化係数が高いメタンなどのＢＯＧを、大気に排出することなく余剰のＢＯＧの発生量に応じて効率的に処理すること、また、その燃焼により発生する熱エネルギーを可能な限り有効に活用できるボイラシステムが求められていた。

【0006】

本発明の目的は、フリーフローラインから排出される余剰のＢＯＧを排出量に応じて燃焼し、熱回収が可能なボイラシステムを実現することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一実施形態に係るボイラシステムは、液化ガス貯蔵タンクと、液化ガス貯蔵タンク内で発生したＢＯＧ（ボイルオフガス）を流通するフリーフローラインと、を備えた船舶に搭載されるボイラシステムである。前記ボイラシステムは、少なくとも前記フリーフローラインを流れるＢＯＧを燃焼するボイラと、前記ボイラに供給されるＢＯＧの流量を調整する気体燃料流量調整部と、前記フリーフローラインの下流側に接続し前記ボイラにＢＯＧを供給するＢＯＧ供給ラインと、前記気体燃料流量調整部の上流側に配置され、前記ボイルオフガス供給ラインのＢＯＧの圧力を検知するＢＯＧ圧力検知部と、前記ボイルオフガス圧力検知部の検知結果に基づいて前記気体燃料流量調整部を制御する制御部と、を有する。

【0008】

上述のボイラシステムでは、ＢＯＧ圧力検知部が前記気体燃料流量調整部の上流側に配置され、フリーフローラインの下流側に接続するＢＯＧ供給ラインにおけるＢＯＧの圧力であるＢＯＧ圧力を検知する。ＢＯＧ供給ラインのＢＯＧ圧力は、フリーフローラインのＢＯＧの圧力を反映している。よって、前記ボイラシステムは、前記フリーフローラインを流れるＢＯＧの増減に応じて、燃焼量を制御することができる。また、ボイラは、前記フリーフローラインの下流側に位置しているので、前記フリーフローラインから排出される余剰のＢＯＧを排出量に応じて燃焼し、熱回収することができる。

【0009】

なお、余剰のＢＯＧとは、主機や発電機等のボイラ以外の機器において燃料として利用されないＢＯＧ及び再液化によって液化ガス貯蔵タンクに回収されないＢＯＧを含む。また、船内の蒸気需要等に対してボイラを運転する場合など、ボイラで回収された熱量を有効利用する場合に燃料として利用されるＢＯＧは、余剰のＢＯＧに含むものとする。

【0010】

他の観点によれば、本発明のボイラシステムは、以下の構成を含むことが好ましい。制御部は、ＢＯＧの複数の圧力範囲毎にＢＯＧの目標圧力を記憶する記憶部を有する。前記制御部は、ＢＯＧ圧力検知部の検知結果に基づいて前記記憶部から選択した前記目標圧力になるように、前記気体燃料流量調整部を制御する。

【0011】

上述の構成では、制御部は、ＢＯＧ圧力の圧力範囲毎に前記ＢＯＧ圧力の目標圧力を記憶部において記憶している。前記制御部は、ＢＯＧ圧力がＢＯＧ圧力に応じた目標圧力になるように、ボイラに供給される余剰のＢＯＧの流量を気体燃料流量調整部によってＢＯＧの圧力変動に応じて逐次制御する。更に、前記制御部は、気体燃料流量調整部によってＢＯＧの目標圧力をＢＯＧ圧力に応じて多段階に制御するので、余剰のＢＯＧの発生量の変動に対して柔軟に対応し、ＢＯＧの燃焼量を増減させることができる。これにより、フリーフローラインから排出される余剰のＢＯＧを排出量に応じて燃焼し、熱回収することができる。

【0012】

他の観点によれば、本発明のボイラシステムは、以下の構成を含むことが好ましい。前記制御部は、ＢＯＧの複数の圧力範囲毎に前記ボイラの目標燃焼量を記憶する記憶部を有する。前記制御部は、前記ＢＯＧ圧力検知部の検知結果に基づいて前記記憶部から選択した前記ボイラの目標燃焼量になるように、前記気体燃料流量調整部を制御する。

【0013】

上述の構成では、制御部は、ＢＯＧ圧力の圧力範囲毎に前記ボイラの目標燃焼量を記憶部において記憶している。前記制御部は、ボイラの燃焼量がＢＯＧ圧力に応じた目標燃焼量になるように、気体燃料流量調整部によって前記ボイラに供給される余剰のＢＯＧの流量を制御する。前記ボイラには、ＢＯＧ圧力検知部が検知したＢＯＧ圧力が所定の圧力範囲内において変動している場合、一定量のＢＯＧが供給される。よって、前記ボイラは、ＢＯＧ圧力が変動しても安定した燃焼状態で燃焼する。さらに、前記制御部は、複数のＢＯＧの圧力範囲毎にそれぞれ設定されている目標燃焼量に応じて、前記ボイラに供給される余剰のＢＯＧの流量を前記気体燃料流量調整部によって制御する。つまり、前記制御部は、気体燃料流量調整部によって前記ボイラに供給する余剰のＢＯＧの流量をＢＯＧ圧力に応じて多段階に制御するので、余剰のＢＯＧの流量の変動に柔軟に対応した燃焼処理が可能である。これにより、フリーフローラインから排出される余剰のＢＯＧを排出量に応じて燃焼し、熱回収することができる。

【0014】

他の観点によれば、本発明のボイラシステムは、以下の構成を含むことが好ましい。前記ボイラは、液体燃料を燃焼可能に構成される。前記ボイラシステムは、前記ボイラに液体燃料を供給する液体燃料流量調整部を有する。前記制御部は、前記ボイラが液体燃料を燃焼中の場合、前記ボイラに対するＢＯＧの供給を開始してから所定時間後に前記ボイラに対する液体燃料の供給を停止するように、液体燃料流量調整部を制御する。

【0015】

上述の構成では、制御部は、ボイラにおいて燃焼する燃料を任意のタイミングで液体燃料である重油等から気体燃料であるＢＯＧに変更することができる。前記ボイラは、液体燃料と余剰のＢＯＧとが同時に供給されている状態から余剰のＢＯＧのみが供給されている状態に切り替わることで、余剰のＢＯＧの燃焼量を増大させることができる。また、前記制御部は、前記ボイラに対する余剰のＢＯＧの供給を開始してから所定時間後に前記ボイラに対する液体燃料の供給を停止する。これにより、前記ボイラは、液体燃料のみを燃焼している状態から余剰のＢＯＧのみを燃焼している状態に切り替わる際に、液体燃料と余剰のＢＯＧとが共に供給されている状態を経て切り替わるので、燃焼状態が安定する。また、前記制御部は、前記ボイラに液体燃料が供給されている状態において余剰のＢＯＧを供給するので余剰のＢＯＧの燃焼処理遅れ等によるＢＯＧの大気への放出を防止することができる。これにより、フリーフローラインから排出される余剰のＢＯＧを排出量に応じて燃焼し、熱回収することができる。

【0016】

他の観点によれば、本発明のボイラシステムは、以下の構成を含むことが好ましい。前記ボイラに供給される余剰のＢＯＧ中の不活性ガスの混合割合を検知する不活性ガス検知部を有する。前記制御部は、前記不活性ガス検知部が検知した前記混合割合が基準値以下の場合、余剰のＢＯＧのみを燃焼するように前記気体燃料流量調整部を制御する。

【0017】

上述のように、制御部は、気体燃料流量調整部によってＢＯＧに含まれる不活性ガスの混合割合に応じてボイラに対する燃料の供給を制御する。前記ボイラは、供給されるＢＯＧ中の不活性ガスの混合割合が基準値よりも大きい場合、燃焼状態が不安定になる。よって、前記制御部は、ＢＯＧ中の不活性ガスの混合割合が前記ボイラの安定した燃焼を維持可能な基準値以下の場合に、不活性ガスが含まれるＢＯＧのみを前記ボイラにおいて燃焼するように前記気体燃料流量調整部を制御する。これにより、フリーフローラインから排出される余剰のＢＯＧを排出量に応じて燃焼し、熱回収することができる。

【0018】

他の観点によれば、本発明のボイラシステムは、以下の構成を含むことが好ましい。ボイラシステムは、前記ボイラで燃焼した燃焼ガスを排出する排気路と、前記排気路を流通する燃焼ガスの酸素濃度を検知する排ガス酸素濃度検知部と、を有する。前記制御部は、排ガス酸素濃度検知部が検知した前記酸素濃度に基づいてＢＯＧ中の不活性ガスの混合割合を算出し、前記混合割合が基準値以下の場合、前記ＢＯＧのみを燃焼するように前記気体燃料流量調整部を制御する。

【0019】

上述のように、制御部は、排ガス酸素濃度検知部が検知した排ガスの酸素濃度からＢＯＧ中の不活性ガスの混合割合を算出することができる。よって、不活性ガス検知器を備えて不活性ガスを検知する必要がない。これにより、フリーフローラインから排出される余剰のＢＯＧを排出量に応じて燃焼し、熱回収することができる。

【発明の効果】

【0020】

フリーフローラインから排出される余剰のＢＯＧの発生量に応じたＢＯＧの燃焼処理を行うことができるボイラシステムを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、本発明に係るボイラシステムを含むＢＯＧ処理システム１００の概略構成を示す図である。

【図2】図２は、本発明に係るボイラシステムにおける圧力範囲／目標圧力マップを示す図である。

【図3】図３は、本発明に係るボイラシステムの目標圧力を維持する燃焼制御においてＢＯＧ圧力に対するＢＯＧの燃焼量を表すグラフを示す図である。

【図4】図４は、本発明に係るボイラシステムにおける圧力範囲／目標燃焼量マップを示す図である。

【図5】図５は、本発明に係るボイラシステムの目標燃焼量を維持する燃焼制御においてＢＯＧ圧力に対するＢＯＧの燃焼量を表すグラフを示す図である。

【0022】

以下で、ボイラシステムの各実施形態について、図面を参照しながら説明する。各図において、同一部分には同一の符号を付して、その同一部分の説明は繰り返さない。なお、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。

【0023】

以下の説明において、上流とは、液化ガス貯蔵タンクＴ１からＢＯＧを燃焼処理等する機器に向かってＢＯＧが流通する配管において液化ガス貯蔵タンクＴ１側を意味し、液体燃料貯蔵タンクＴ２から液体燃料を燃焼処理等する機器に向かって液体燃料が流通する配管において液体燃料貯蔵タンクＴ２側を意味する。下流とは、ＢＯＧまたは液体燃料が流通する配管においてＢＯＧまたは液体燃料を燃焼処理等する機器側を意味する。

【0024】

また、以下の説明において、“固定”、“接続”及び“取り付ける”等（以下、固定等）の表現は、部材同士が直接、固定等されている場合だけでなく、他の部材を介して固定等されている場合も含む。すなわち、以下の説明において、固定等の表現には、部材同士の直接的及び間接的な固定等の意味が含まれる。

【0025】

（実施形態１）
（ボイラシステム）
図１から図５を用いて本発明の実施形態１に係るボイラシステムについて説明する。図１は、本発明に係るボイラシステム１を含むＢＯＧ処理システム１００の概略構成を示す図である。図２は、ＢＯＧ圧力検知部１１で検知される圧力範囲Ｐｒ毎の気体燃料流量調整弁５の制御目標値となるＢＯＧの目標圧力Ｐｔを示した図（圧力範囲／目標圧力マップＭｐ１）である。図３は、図２に示した圧力範囲／目標圧力マップＭｐ１に基づいて、ボイラシステム１を制御した場合のＢＯＧ供給ライン２ＢのＢＯＧ圧力Ｐｇに対するＢＯＧ燃焼量を表すグラフを示す図である。図４は、ＢＯＧ圧力検知部１１で検知される圧力範囲Ｐｒ毎の気体燃料流量調整弁５の制御目標値となる目標燃焼量Ｃｔを示した図（圧力範囲／目標燃焼量マップＭｃ１）である。図５は、図４に示した圧力範囲／目標燃焼量マップＭｃ１に基づいて、所定のＢＯＧの圧力範囲Ｐｒ毎に目標燃焼量Ｃｔを維持する燃焼制御を行った場合のＢＯＧ圧力Ｐｇに対するＢＯＧ燃焼量を表すグラフを示す図である。

【0026】

図１は、液化ガス貯蔵タンクＴ１で発生したＢＯＧが流れるフリーフローライン２Ａと、フリーフローライン２Ａにおける上流側に接続された圧縮機Ｃと、圧縮機Ｃにより昇圧されたＢＯＧを燃料とする発電機Ｇｅと、フリーフローライン２Ａの下流側に接続されるボイラシステム１とを有するＢＯＧ処理システム１００の一例を示す。ＢＯＧ処理システム１００は、ＢＯＧを再液化させて液化ガス貯蔵タンクＴ１に回収する再液化ガス回収システム（図示せず）をフリーフローライン２Ａにおける上流側に備えても良い。

【0027】

ＢＯＧ処理システム１００のフリーフローライン２Ａは、液化ガス貯蔵タンクＴ１の液化ガスが熱によって蒸発したＢＯＧを液化ガス貯蔵タンクＴ１の外部に排出する配管である。フリーフローライン２Ａは、液化ガス貯蔵タンクＴ１内で発生したＢＯＧが流入可能に構成されている。

【0028】

ボイラシステム１は、フリーフローライン２Ａを流れるＢＯＧを昇圧することなく燃焼できるボイラシステムである。本実施形態において、ＢＯＧ処理システム１００は、液化ガスを輸送する船舶に搭載されている。ボイラシステム１は、前記船舶において液化ガスを貯蔵している液化ガス貯蔵タンクＴ１内で発生したＢＯＧのうち発電機Ｇｅでの使用量と、図示しない再液化ガス回収システムによる回収量を除いた余剰のＢＯＧを燃焼処理することができる。なお、以下の説明において、ＢＯＧは、ＢＯＧまたは余剰のＢＯＧを示すものとする。

【0029】

ボイラシステム１は、ＢＯＧ供給ライン２Ｂと、気体燃料流量調整部３と、液体燃料流量調整部７と、ボイラ１０と、ＢＯＧ圧力検知部１１と、不活性ガス検知部１２と、排気路１３と、制御部１４と、を有す。

【0030】

ボイラシステム１のＢＯＧ供給ライン２Ｂは、フリーフローライン２Ａ内を流れるＢＯＧをボイラ１０に供給する配管である。ＢＯＧ供給ライン２Ｂの上流側は、フリーフローライン２Ａに接続されている。ＢＯＧ供給ライン２Ｂの下流側は、気体燃料流量調整部３を介してボイラ１０に接続されている。ＢＯＧ供給ライン２Ｂには、液化ガス貯蔵タンクＴ１内で発生したＢＯＧの圧力によってフリーフローライン２Ａ内のＢＯＧが流れ込む。ＢＯＧ供給ライン２Ｂ内のＢＯＧの圧力であるＢＯＧ圧力Ｐｇは、フリーフローライン２ＡからＢＯＧ供給ライン２Ｂ内に流れ込むＢＯＧの流量と気体燃料流量調整部３が下流側に流すＢＯＧの流量との関係によって増減する。ＢＯＧ供給ライン２Ｂは、ＢＯＧ供給ライン２ＢのＢＯＧ圧力Ｐｇに有意な変化を起こすボイラ１０以外の機器と接続されないことが望ましい。

【0031】

また、図１のＢＯＧ処理システム１００では、ＢＯＧ供給ライン２Ｂの圧力は、液化ガス貯蔵タンクＴ１で発生するＢＯＧの発生量と発電機Ｇｅ等において燃料として使用されるＢＯＧの流量との関係を反映して変動する。例えば、液化ガス貯蔵タンクＴ１の余剰のＢＯＧの発生量が変わらない場合でも、ＢＯＧ供給ライン２ＢのＢＯＧ圧力Ｐｇは、発電機Ｇｅにおいて使用されるＢＯＧの増加により低下し、発電機Ｇｅにおいて使用されるＢＯＧの減少により上昇する。このように、ＢＯＧ供給ライン２Ｂ内のＢＯＧ圧力Ｐｇは、フリーフローライン２Ａを流れる余剰のＢＯＧの流量を反映して変動する。このように、ＢＯＧ供給ライン２Ｂの圧力は、ＢＯＧ供給ライン２Ｂを介してボイラ１０に供給されるＢＯＧの流量と、フリーフローライン２Ａから発電機Ｇｅに供給されるＢＯＧの流量との関係によって変動する。

【0032】

気体燃料流量調整部３は、ＢＯＧの流量を調整するバルブユニットである。気体燃料流量調整部３は、ＢＯＧ供給ライン２Ｂに接続している。気体燃料流量調整部３は、減圧弁４Ａと、気体燃料遮断弁４Ｂと、気体燃料流量調整弁５とを有する。

【0033】

減圧弁４Ａは、ＢＯＧ圧力Ｐｇを減圧する弁である。減圧弁４Ａは、エア駆動の直動式減圧弁もしくはパイロット式減圧弁または電動弁等によって構成されている。減圧弁４Ａは、減圧弁４Ａよりも下流側のＢＯＧ圧力Ｐｇが一定の圧力以下になるようにＢＯＧ圧力Ｐｇを調整する。

【0034】

気体燃料遮断弁４Ｂは、ＢＯＧの流れを遮断する弁である。気体燃料遮断弁４Ｂは、エア駆動弁または電動弁等によって構成されている。気体燃料遮断弁４Ｂは、ＢＯＧの流通を遮断する。

【0035】

気体燃料流量調整弁５は、ＢＯＧの流量を調整する弁である。気体燃料流量調整弁５は、弁開度を任意の開度に変更可能なエア駆動弁または電動弁等である。気体燃料流量調整弁５は、気体燃料遮断弁４Ｂの下流側に配置される。

【0036】

液体燃料供給ライン６は、液体燃料である重油をボイラ１０に供給する配管である。液体燃料供給ライン６は、重油を貯蔵している液体燃料貯蔵タンクＴ２に接続され、液体燃料貯蔵タンクＴ２の重油が流入可能に構成されている。液体燃料供給ライン６は、発電機Ｇｅ、主機Ｅｇに接続され、発電機Ｇｅ、主機Ｅｇが重油を利用可能に構成されても良い。

【0037】

液体燃料流量調整部７は、重油の流量を調整するバルブユニットである。液体燃料流量調整部７は、ボイラ１０の上流側であって液体燃料供給ライン６の下流側に接続されている。液体燃料流量調整部７は、液体燃料遮断弁８と、液体燃料流量調整弁９とを有する。

【0038】

液体燃料遮断弁８は、重油の流れを遮断する弁である。液体燃料遮断弁８は、エア駆動弁または電動弁等によって構成されている。液体燃料遮断弁８は、液体燃料供給ライン６に接続されている。

【0039】

液体燃料流量調整弁９は、重油の流量を調整する電動弁である。液体燃料流量調整弁９は、弁の開度を任意の開度に変更可能なエア駆動弁または電動弁等である。液体燃料流量調整弁９は、液体燃料遮断弁８の下流側に接続されている。

【0040】

ボイラ１０は、燃料の燃焼による熱によって水を温めて温水または蒸気を生成する装置である。ボイラ１０は、ＢＯＧと重油との両方の燃料を燃焼可能なデュアルフューエルボイラである。ボイラ１０は、ＢＯＧ、ＢＯＧと重油との混合燃料、及び重油の燃焼を可能に構成されている。ボイラ１０は、前記船舶の船内から供給された水を被加熱媒体として燃焼で発生した熱を回収し、温水または蒸気を生成する。ボイラ１０は、熱媒体ライン１５を通じて温水または蒸気を前記船舶の船内に供給する。ボイラ１０は、排気路１３を通じて熱回収後の燃焼ガスを船外に排気する。

【0041】

なお、ボイラ１０は、前記船舶の主機関への動力の供給に使用されない補助ボイラである。よって、ボイラ１０の燃焼量の変動が前記主機関の運転に直接影響することが無い。ボイラ１０は、例えば、定格蒸気圧力が約０．３ＭＰａから１．０ＭＰａ程度のボイラである。好ましくは、ボイラ１０は、定格出力が約０．５から０．７ＭＰａ程度のボイラである。ボイラ１０において生成された蒸気は、熱媒体ライン１５を通して前記船舶の蒸気使用機器（液体燃料・積み荷の加熱、洗浄用等の温水供給、バイナリ発電システムの熱源、蒸気タービン発電機の蒸気供給）等に供給され、その後復水器等によって複水される。ボイラ１０は、フリーフローライン２Ａを流れるＢＯＧ（ガス圧力は低く、変動する）の発生量に応じた燃焼量でＢＯＧを直接燃焼することができる。また、ボイラ１０は、発生した蒸気を有効利用することも可能である。

【0042】

ＢＯＧ圧力検知部１１は、ＢＯＧ圧力Ｐｇを検知する圧力センサである。ＢＯＧ圧力検知部１１は、気体燃料流量調整部３の上流側に位置している。ＢＯＧ圧力検知部１１は、気体燃料流量調整部３の上流側に接続されているＢＯＧ供給ライン２Ｂに位置している。ＢＯＧ圧力検知部１１はＢＯＧ供給ライン２ＢにおけるＢＯＧ圧力Ｐｇの変動を定量的に検知することができれば、ＢＯＧ供給ライン２Ｂの上流側近傍のフリーフローライン２Ａに位置してもよい。

【0043】

不活性ガス検知部１２は、窒素等の不活性ガスの濃度を検出するセンサである。不活性ガス検知部１２は、ＢＯＧ供給ライン２Ｂまたはフリーフローライン２Ａに位置している。

【0044】

制御部１４は、気体燃料流量調整部３、液体燃料流量調整部７及びボイラ１０を制御する制御装置である。制御部１４は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続されている。または、制御部１４は、ＰＬＣあるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。

【0045】

制御部１４は、気体燃料流量調整部３、液体燃料流量調整部７及びボイラ１０の動作を制御したり検知データを取得したりするために種々のプログラムおよびデータが格納されている。制御部１４は、記憶部１４ａを有している。記憶部１４ａは、ボイラ１０の稼働条件、ＢＯＧ圧力検知部１１の検知結果等に応じてＢＯＧの目標圧力Ｐｔを算出する圧力範囲／目標圧力マップＭｐ１、Ｍｐ２・・・（図２参照）を記憶する。圧力範囲／目標圧力マップＭｐ１、Ｍｐ２・・・は、複数の圧力範囲Ｐｒ及び圧力範囲Ｐｒ毎のボイラ１０の目標圧力Ｐｔがそれぞれ設定されている。記憶部１４ａは、単一の圧力範囲／目標圧力マップを備えてもよい。

【0046】

制御部１４は、気体燃料流量調整部３の気体燃料遮断弁４Ｂと気体燃料流量調整弁５とに電気的に接続されている。制御部１４は、気体燃料遮断弁４Ｂに弁を開閉する制御信号を送信することができる。制御部１４は、気体燃料流量調整弁５に調整弁の開度を変更する制御信号を送信することができる。

【0047】

制御部１４は、液体燃料流量調整部７の液体燃料遮断弁８と液体燃料流量調整弁９とに電気的に接続されている。制御部１４は、液体燃料遮断弁８に弁を開閉する制御信号を送信することができる。制御部１４は、液体燃料流量調整弁９に調整弁の開度を変更する制御信号を送信することができる。

【0048】

制御部１４は、ＢＯＧ圧力検知部１１に電気的に接続されている。制御部１４は、ＢＯＧ圧力検知部１１からＢＯＧ圧力Ｐｇを取得することができる。

【0049】

制御部１４は、不活性ガス検知部１２に電気的に接続されている。制御部１４は、不活性ガス検知部１２からＢＯＧに含まれる不活性ガスの混合割合である不活性ガスの濃度を取得することができる。また、制御部１４は、不活性ガスが含まれるＢＯＧがボイラ１０によって適切に燃焼可能な不活性ガスの濃度の基準値（ＢＯＧが燃焼可能な不活性ガスの濃度の上限値）を有している。

【0050】

制御部１４は、ボイラ１０に電気的に接続されている。制御部１４は、ボイラ１０からボイラ１０の稼働状態を検知するための各種測定データを取得することができる。制御部１４は、ボイラ１０を稼働させるためにＢＯＧの供給量を示す気体燃料流量調整弁５に対する制御信号、ボイラ１０の各装置を制御するための制御信号等をボイラ１０に送信することができる。

【0051】

このように構成されるボイラシステム１は、ＢＯＧ供給ライン２Ｂを通じて液化ガス貯蔵タンクＴ１内で発生したＢＯＧをボイラ１０に供給する。ボイラシステム１は、気体燃料流量調整部３によってボイラ１０に供給されるＢＯＧの流量を調整する。また、ボイラシステム１は、液体燃料流量調整部７によってボイラ１０に供給される重油の流量を調整する。ボイラシステム１は、ボイラ１０によってＢＯＧを燃焼処理する。

【0052】

次に、ボイラシステム１におけるＢＯＧの燃焼制御について説明する。ボイラシステム１は、ＢＯＧ圧力検知部１１のＢＯＧ圧力Ｐｇが目標圧力ＰｔになるようにＢＯＧの燃焼量を調整する。なお、ＢＯＧ供給ライン２Ｂへの余剰のＢＯＧの流入は、ＢＯＧの発生量の変動を伴って継続しているものとする。

【0053】

図１と図２とに示すように、制御部１４は、記憶部１４ａに記憶されている複数の圧力範囲／目標圧力マップＭｐ１、Ｍｐ２・・・（図２にはＭｐ１のみを記載）からボイラ１０の稼働条件、液化ガス貯蔵タンクＴ１の状態等に基づいて、または予め設定されている圧力範囲／目標圧力マップＭｐ１を選択する。圧力範囲／目標圧力マップＭｐ１、Ｍｐ２・・・は、複数の圧力範囲Ｐｒ及び圧力範囲Ｐｒ毎のＢＯＧの目標圧力Ｐｔがそれぞれ設定されている。圧力範囲／目標圧力マップＭｐ１は、圧力範囲Ｐｒ１において目標圧力Ｐｔ１、圧力範囲Ｐｒ２において目標圧力Ｐｔ２、圧力範囲Ｐｒ３において目標圧力Ｐｔ３、圧力範囲Ｐｒ４において目標圧力Ｐｔ４が設定されている。

【0054】

本実施形態において、圧力範囲／目標圧力マップＭｐ１は、０．１２ＭＰａ以下を範囲とする圧力範囲Ｐｒ１において目標圧力Ｐｔ１が０ＭＰａに設定され、０．１２ＭＰａよりも高く０．１８ＭＰａ以下を範囲とする圧力範囲Ｐｒ２において目標圧力Ｐｔ２が０．１５ＭＰａに設定され、０．１８ＭＰａよりも高く０．２５ＭＰａ以下を範囲とする圧力範囲Ｐｒ３において目標圧力Ｐｔ３が０．２２ＭＰａに設定され、０．２５ＭＰａよりも高く０．３０ＭＰａ以下を範囲とする圧力範囲Ｐｒ４において目標圧力Ｐｔ４が０．２７ＭＰａに設定されているものとする。なお、圧力範囲／目標圧力マップＭｐ１の圧力範囲Ｐｒ及び目標圧力Ｐｔは、前述の値に限定されるものではない。

【0055】

制御部１４は、ＢＯＧ圧力検知部１１から、検知結果であるＢＯＧ圧力Ｐｇを単位時間毎に取得する。制御部１４は、選択した圧力範囲／目標圧力マップＭｐ１に基づいて、取得したＢＯＧ圧力Ｐｇが含まれる圧力範囲Ｐｒにおける目標圧力Ｐｔを決定する。制御部１４は、ＢＯＧ圧力Ｐｇが決定した目標圧力Ｐｔになるように気体燃料流量調整弁５の開度を調整する。制御部１４は、ＢＯＧ圧力検知部１１から取得するＢＯＧ圧力Ｐｇをフィードバック信号とするフィードバック制御により、気体燃料流量調整弁５の開度を制御する。

【0056】

次に、図１から図３を用いて、ＢＯＧ処理システム１００におけるＢＯＧ圧力Ｐｇと燃焼量の変化について説明する。

【0057】

制御部１４は、時間ｔ１、時間ｔ２において、ＢＯＧ圧力検知部１１から圧力範囲Ｐｒ１に含まれるＢＯＧ圧力Ｐｇを取得すると、圧力範囲／目標圧力マップＭｐ１に基づいて目標圧力Ｐｔを圧力範囲Ｐｒ１の目標圧力Ｐｔ１である０ＭＰａに決定する。時間ｔ１から時間ｔ２においてＢＯＧ圧力Ｐｇが安定して燃焼できない圧力範囲（０．１２ＭＰａ以下）であるため、気体燃料流量調整弁５は、閉状態に維持される。この結果、ボイラ１０には、時間ｔ１から時間ｔ２までＢＯＧが供給されない。一方、ＢＯＧ供給ライン２ＢのＢＯＧ圧力Ｐｇは上昇する。

【0058】

制御部１４は、時間ｔ３においてＢＯＧ圧力Ｐｇが０．１２ＭＰａを上回ると、目標圧力Ｐｔを圧力範囲Ｐｒ２の目標圧力Ｐｔ２である０．１５ＭＰａに決定する。制御部１４は、時間ｔ３から時間ｔ５にかけて、ＢＯＧ圧力検知部１１が検知するＢＯＧ圧力Ｐｇが０．１５ＭＰａになるように気体燃料流量調整弁５の開度を調整する。制御部１４は、時間ｔ４（ＢＯＧ圧力Ｐｇが０．１５ＭＰａ）の気体燃料流量調整弁５の弁開度を基準にすると、時間ｔ３（０．１２ＭＰａ）では相対的に小さな弁開度、時間ｔ５（０．１８ＭＰａ）では相対的に大きな弁開度に制御される。この間、ＢＯＧ供給ライン２Ｂに流入するＢＯＧの単位時間当たりの流量が増加している。よって、ＢＯＧ供給ライン２ＢのＢＯＧ圧力Ｐｇは上昇する。よって、ボイラ１０の燃焼量が増加する。

【0059】

制御部１４は、時間ｔ６において、ＢＯＧ圧力Ｐｇが０．１８ＭＰａを上回ると、目標圧力Ｐｔを圧力範囲Ｐｒ３の目標圧力Ｐｔ３である０．２２ＭＰａに決定する。制御部１４は、ＢＯＧ圧力検知部１１が検知するＢＯＧ圧力Ｐｇが目標圧力Ｐｔ３である０．２２ＭＰａになるように気体燃料流量調整弁５の開度を調整する。制御部１４は、時間ｔ６から時間ｔ７にかけて、ＢＯＧ圧力Ｐｇの上昇に伴い、気体燃料流量調整弁５の開度をさらに増大させる。時間ｔ７を過ぎるとＢＯＧ流量は低下し、時間ｔ８から時間ｔ１０において、０．２２ＭＰａ近傍に維持される。時間ｔ９では、ＢＯＧ供給ライン２Ｂに流入するＢＯＧの単位時間当たりの流量が一時的に増加する。制御部１４は、ＢＯＧ圧力Ｐｇを目標圧力Ｐｔ３に調整するために気体燃料流量調整弁５の弁開度が大きくなるように制御する。よって、ボイラ１０における燃焼量が一時的に増加する。

【0060】

時間ｔ１０から時間ｔ１１において、ＢＯＧ流量は、目標圧力Ｐｔ３における気体燃料流量調整弁５の単位時間当たりに通過可能な流出量を下回ってさらに低下し、ボイラ１０の燃料量は減少する。制御部１４は、時間ｔ１１において、ＢＯＧ圧力検知部１１が検知するＢＯＧ圧力Ｐｇが０．１８ＭＰａに低下すると、目標圧力Ｐｔを圧力範囲Ｐｒ２の目標圧力Ｐｔ２である０．１５ＭＰａに決定する。

【0061】

制御部１４は、時間ｔ１２、時間ｔ１３、時間ｔ１４及び時間ｔ１５において、ＢＯＧ圧力検知部１１が検知するＢＯＧ圧力Ｐｇが０．１５ＭＰａになるように気体燃料流量調整弁５の開度を調整する。時間ｔ１２から時間ｔ１５にかけて、ＢＯＧ供給ライン２Ｂに流入するＢＯＧの単位時間当たりの流量は、気体燃料流量調整弁５によって目標圧力Ｐｔ２に調整できる範囲内で推移している。時間ｔ１４では、ＢＯＧ供給ライン２Ｂに流入するＢＯＧの単位時間当たりの流量が減少する。制御部１４は、ＢＯＧ圧力Ｐｇを目標圧力Ｐｔ２に調整するために気体燃料流量調整弁５の弁開度が小さくなるように制御する。よって、ボイラ１０における燃焼量が一時的に減少する。

【0062】

制御部１４は、時間ｔ１６において、ＢＯＧ圧力検知部１１が検知するＢＯＧ圧力Ｐｇが０．１８ＭＰａを上回ると、目標圧力Ｐｔを圧力範囲Ｐｒ３の目標圧力Ｐｔ３である０．２２ＭＰａに決定し、ＢＯＧ圧力検知部１１が検知するＢＯＧ圧力Ｐｇが０．２２ＭＰａになるように気体燃料流量調整弁５の開度を調整する。時間ｔ１５から時間ｔ１７の間において、ＢＯＧ供給ライン２Ｂに流入するＢＯＧの単位時間当たりの流量は、目標圧力Ｐｔ２における気体燃料流量調整弁５の単位時間当たりに通過可能な流出量を上回っている。よって、ＢＯＧ圧力Ｐｇは上昇し、ボイラ１０における燃焼量が増加する。

【0063】

制御部１４は、時間ｔ１８において、ＢＯＧ圧力Ｐｇが０．２５ＭＰａを上回ると、目標圧力Ｐｔを圧力範囲Ｐｒ４の目標圧力Ｐｔ４である０．２７ＭＰａに決定し、ＢＯＧ圧力検知部１１が検知するＢＯＧ圧力Ｐｇが０．２７ＭＰａになるように気体燃料流量調整弁５の開度を調整する。時間ｔ１７において、ＢＯＧ供給ライン２Ｂに流入するＢＯＧの単位時間当たりの流量は、目標圧力Ｐｔ３における気体燃料流量調整弁５の単位時間当たりに通過可能な流出量を上回っている。

【0064】

制御部１４は、時間ｔ１８、時間ｔ１９及び時間ｔ２０において、ＢＯＧ圧力検知部１１が検知するＢＯＧ圧力Ｐｇが０．２７ＭＰａになるように気体燃料流量調整弁５の開度を調整する。ＢＯＧ供給ライン２Ｂに流入するＢＯＧの単位時間当たりの流入量は、気体燃料流量調整弁５によって調整できる範囲内で推移する。よって、ＢＯＧ圧力Ｐｇは、０．２７ＭＰａに安定する。時間ｔ１９では、ＢＯＧ供給ライン２Ｂに流入するＢＯＧの単位時間当たりの流量が増加する。制御部１４は、ＢＯＧ圧力Ｐｇを目標値圧力に調整するために気体燃料流量調整弁５の弁開度が大きくなるように制御する。よって、ボイラ１０における燃焼量が一時的に増加する。

【0065】

制御部１４は、ＢＯＧ圧力検知部１１の検知結果に基づいて選択される目標圧力Ｐｔが複数の圧力範囲Ｐｒ毎に設定されているため、ＢＯＧ圧力Ｐｇが大きく変動した場合でも、気体燃料流量調整弁５の開度の調整によって安定したボイラ１０の燃焼を維持しつつ余剰のＢＯＧ量の変動に対応してボイラ１０での燃焼量を制御することができる。さらに、制御部１４は、其々の圧力範囲Ｐｒ内においては目標圧力Ｐｔとなるように気体燃料流量調整弁５の開度の調整によってボイラ１０での燃焼量を制御する。例えば、制御部１４は、ＢＯＧ圧力Ｐｇが目標圧力Ｐｔより高圧の場合にボイラ１０での燃焼量を増加し、ＢＯＧ圧力Ｐｇが目標圧力Ｐｔより低圧の場合にボイラ１０での燃焼量を減少するように気体燃料流量調整弁５の開度を制御する。このような制御によって、ＢＯＧの圧力変動に対する追随性を高めることができる。

【0066】

このように構成されるボイラシステムの制御部１４は、ＢＯＧ圧力ＰｇがＢＯＧの所定の圧力範囲Ｐｒ毎に記憶部１４ａに記憶されている目標圧力Ｐｔになるように、気体燃料流量調整部３によってボイラ１０に供給されるＢＯＧの流量をＢＯＧの圧力変動に応じて逐次制御する。更に、制御部１４は、気体燃料流量調整部３によって、ＢＯＧの目標圧力ＰｔをＢＯＧ圧力Ｐｇに応じて多段階に制御するので、ＢＯＧの余剰量の変動に柔軟に対応し、ＢＯＧの燃焼量を調整することができる。これにより、フリーフローライン２Ａから排出されるＢＯＧの発生量に応じたＢＯＧの燃焼処理を行うことができる。また、ＢＯＧの大気への放出を防止することができる。

【0067】

次に、図１、図４及び図５を用いて、ボイラシステム１におけるＢＯＧの燃焼制御の別実施形態について説明する。ボイラシステム１は、ボイラ１０の燃焼量が目標燃焼量ＣｔになるようにＢＯＧの流量を調整する。

【0068】

図１及び図４に示すように、制御部１４は、記憶部１４ａに記憶されている複数の圧力範囲／目標燃焼量マップＭｃ１、Ｍｃ２・・・（図４にはＭｃ１のみを記載）からボイラ１０の稼働条件、液化ガス貯蔵タンクＴ１の状態等に基づいて、または予め設定されている圧力範囲／目標燃焼量マップＭｃ１を選択する。図４に示す圧力範囲／目標燃焼量マップＭｃ１は、目標燃焼量Ｃｔとして気体燃料流量調整弁５の弁開度の割合を設定する例を示す。目標燃焼量Ｃｔは燃焼量として質量流量等により設定しても良い。

【0069】

圧力範囲／目標燃焼量マップＭｃ１は、圧力範囲Ｐｒ１において目標燃焼量Ｃｔ１、圧力範囲Ｐｒ２において目標燃焼量Ｃｔ２、圧力範囲Ｐｒ３において目標燃焼量Ｃｔ３、圧力範囲Ｐｒ４において目標燃焼量Ｃｔ４が設定されている。なお、燃焼量はボイラ１０の最大燃焼熱量を１００％とした場合の百分率の表示とする。制御部１４は、目標圧力Ｐｔになるように制御する場合と同様に、ＢＯＧ圧力検知部１１が検知するＢＯＧ圧力Ｐｇに基づいて、圧力範囲Ｐｒ毎に所定の目標燃焼量Ｃｔになるように気体燃料流量調整弁５の弁開度を制御する。なお、本実施形態において、燃焼量の百分率を気体燃料流量調整弁５の弁開度の百分率で示すものとする。

【0070】

本実施形態において、圧力範囲／目標燃焼量マップＭｃ１は、０．１２ＭＰａ以下を範囲とする圧力範囲Ｐｒ１において目標燃焼量Ｃｔ１が気体燃料流量調整弁５の弁開度０％に設定され、０．１２ＭＰａよりも高く０．１８ＭＰａ以下を範囲とする圧力範囲Ｐｒ２において気体燃料流量調整弁５の弁開度３０％に設定され、０．１８ＭＰａよりも高く０．２５ＭＰａ以下を範囲とする圧力範囲Ｐｒ３において気体燃料流量調整弁５の弁開度６０％に設定され、０．２５ＭＰａよりも高く０．３０ＭＰａ以下を範囲とする圧力範囲Ｐｒ４において目標燃焼量Ｃｔ４が気体燃料流量調整弁５の弁開度1００％に設定されているものとする。なお、圧力範囲／目標燃焼量マップＭｃ１の圧力範囲Ｐｒ及び目標燃焼量Ｃｔは、前述の値に限定されるものではない。

【0071】

制御部１４は、ＢＯＧ圧力検知部１１が検知したＢＯＧ供給ライン２Ｂ内のＢＯＧ圧力Ｐｇを単位時間毎に取得し、選択した圧力範囲／目標燃焼量マップＭｃ１に基づいて、取得したＢＯＧ圧力Ｐｇから目標燃焼量Ｃｔを決定する。制御部１４は、ＢＯＧ圧力Ｐｇを取得する度に、圧力範囲／目標燃焼量マップＭｃ１に対応する目標燃焼量Ｃｔを決定する。

【0072】

図５に示すように、制御部１４は、時間ｔ１、時間ｔ２において、ボイラ１０の燃焼量が目標燃焼量Ｃｔ１（０％）になるように気体燃料流量調整弁５を制御する。制御部１４は、時間ｔ３から時間ｔ５及び時間ｔ１１から時間ｔ１５において、ボイラ１０の燃焼量が目標燃焼量Ｃｔ２（３０％）になるように気体燃料流量調整弁５を制御する。制御部１４は、時間ｔ６から時間ｔ１０及び時間ｔ１６と時間ｔ１７において、ボイラ１０の燃焼量が目標燃焼量Ｃｔ３（６０％）になるように気体燃料流量調整弁５を制御する。制御部１４は、時間ｔ１８から時間ｔ２０において、ボイラ１０の燃焼量が目標燃焼量Ｃｔ４（１００％）になるように気体燃料流量調整弁５を制御する。

【0073】

また、制御部１４は、時間ｔ３において、ＢＯＧ圧力Ｐｇが０．１２ＭＰａを上回ると、ボイラ１０の目標燃焼量Ｃｔ１を目標燃焼量Ｃｔ２に切り替えて、気体燃料流量調整弁５を制御する。制御部１４は、時間ｔ６において、ＢＯＧ圧力Ｐｇが０．１８ＭＰａを上回ると、ボイラ１０の目標燃焼量Ｃｔ２を目標燃焼量Ｃｔ３に切り替えて、気体燃料流量調整弁５を制御する。制御部１４は、時間ｔ１１においてＢＯＧ圧力が０．１８ＭＰａに低下するので、ボイラ１０の目標燃焼量Ｃｔ３を目標燃焼量Ｃｔ２に切り替えて、気体燃料流量調整弁５を制御する。制御部１４は、時間ｔ１６において、ＢＯＧ圧力Ｐｇが０．１８ＭＰａを上回るので、ボイラ１０の目標燃焼量Ｃｔ２を目標燃焼量Ｃｔ３に切り替えて気体燃料流量調整弁５を制御する。制御部１４は、時間ｔ１８において、ＢＯＧ圧力Ｐｇが０．２５ＭＰａを上回るので、ボイラ１０の目標燃焼量Ｃｔ３を目標燃焼量Ｃｔ４に切り替えて気体燃料流量調整弁５を制御する。ボイラシステム１は、ＢＯＧ圧力Ｐｇが圧力範囲Ｐｒの範囲から外れると、対応する圧力範囲Ｐｒにおける目標燃焼量ＣｔになるようにＢＯＧの供給量を変更する。

【0074】

このように、ボイラシステム１は、ＢＯＧ圧力Ｐｇが圧力範囲Ｐｒの範囲内で変動すると目標燃焼量Ｃｔを維持する。一方、ボイラシステム１は、ＢＯＧ圧力Ｐｇが一の圧力範囲Ｐｒから外れて他の圧力範囲に含まれると、ボイラ１０に供給されるＢＯＧの流量が新たな圧力範囲Ｐｒの目標燃焼量Ｃｔになるように気体燃料流量調整弁５を調整する。

【0075】

上述の構成では、制御部１４は、ボイラ１０の燃焼量がＢＯＧ圧力Ｐｇの所定の圧力範囲Ｐｒ毎に記憶部１４ａに記憶されているボイラ１０の目標燃焼量Ｃｔになるように、気体燃料流量調整部３によってボイラ１０に供給されるＢＯＧの流量を制御する。ボイラ１０には、ＢＯＧ圧力検知部１１が検知したＢＯＧ圧力Ｐｇが所定の圧力範囲Ｐｒ内で変動している場合、所定量のＢＯＧが供給される。よって、ボイラ１０は、ＢＯＧ圧力Ｐｇの変動に対して燃焼量の変動が少なく、安定した燃焼状態を維持しやすい。さらに、制御部１４は、複数のＢＯＧの圧力範囲Ｐｒ毎にそれぞれ設定されている目標燃焼量Ｃｔに応じて、ボイラ１０に供給されるＢＯＧの流量を気体燃料流量調整部３によって制御する。つまり、制御部１４は、気体燃料流量調整部３によって、ボイラ１０に供給するＢＯＧの流量をＢＯＧ圧力Ｐｇに応じて多段階に制御するので、余剰のＢＯＧの発生量の変動に柔軟に対応した燃焼処理が可能である。これにより、ＢＯＧ供給ライン２Ｂから排出されるＢＯＧの発生量に応じたＢＯＧの燃焼処理を行うことができる。

【0076】

制御部１４は、其々の圧力範囲Ｐｒ内においては、気体燃料流量調整部３によってボイラ１０の燃焼量を目標燃焼量Ｃｔとなるように制御する。よって、制御部１４は、気体燃料流量調整部３によってボイラ１０での燃焼量の変動を抑えつつ、ＢＯＧの発生量に応じてボイラ１０での燃焼量を制御することができる。このため、ボイラ１０は、燃焼が不安定になりやすいＢＯＧの性状或いは供給条件である場合に、燃焼量の変動が少ないため安定した燃焼を行いやすい。
（実施形態２）

【0077】

次に、図１を用いて、本発明に係るボイラシステムの実施形態２であるボイラシステム１について説明する。実施形態２は、液体燃料の供給を制御する液体燃料流量調整部７を備えたボイラシステム１において、ボイラ１０の運転状態に応じてＢＯＧの燃焼処理を開始する制御に関するものである。

【0078】

制御部１４は、液体燃料遮断弁８および液体燃料流量調整弁９の開閉状態を検出する等により、ボイラ１０の運転状況を判定する。例えば、制御部１４は、液体燃料流量調整部７の液体燃料遮断弁８が閉状態である場合、ボイラ１０の燃焼が停止中であると判定する。ボイラ１０の燃焼が停止状態である場合、制御部１４は、液体燃料流量調整部７を低燃焼状態（例えば、最大燃焼量の２０％の燃焼量供給）に制御し、ボイラ１０に対して重油の供給を行う。制御部１４は、重油の供給後に着火手段によって重油に着火し、ボイラ１０において燃焼を開始する。

【0079】

制御部１４は、ボイラ１０が重油を燃焼中であり、液体燃料流量調整弁９の弁開度からボイラ１０が低燃焼状態でないと判定した場合、液体燃料流量調整弁９を低燃焼状態の弁開度に調整し、低燃焼状態での重油の燃焼を継続するようにボイラ１０を制御する。

【0080】

その後、制御部１４は、閉状態である気体燃料遮断弁４Ｂを開状態に切り替え、気体燃料流量調整弁５を低燃焼状態の弁開度として、ボイラ１０にＢＯＧを供給する。制御部１４は、気体燃料遮断弁４Ｂを開状態に切り替えてから所定時間経過後に、開状態である液体燃料遮断弁８を閉状態に切り替えてボイラ１０に対して重油の供給を停止し、ＢＯＧのみの燃焼に移行する。制御部１４は、実施形態１に記載の燃焼制御によってボイラ１０に対するＢＯＧ供給量を制御する。

【0081】

このように構成されるボイラシステム１は、ボイラ１０の運転状態に応じてＢＯＧの燃焼制御を開始するので、ボイラ１０に対するＢＯＧの供給を速やかに開始し、ＢＯＧを優先的に燃焼処理できる。また、ボイラシステム１は、内に熱要求がある場合にボイラ１０による熱供給を継続することができる。

【0082】

（実施形態３）
実施形態３は、液体燃料の供給を制御する液体燃料流量調整部７と不活性ガスを含むＢＯＧ（以降、不活性ガス混合ガスとする）における不活性ガスの割合を検知する不活性ガス検知部１２（図１）と、を備えたボイラシステム１における不活性ガスの燃焼制御に関するものである。

【0083】

ドライドックでの船舶の検査等の際には、液化ガス貯蔵タンクＴ１内のＢＯＧを液化ガス貯蔵タンクＴ１内からフリーフローライン２Ａに安全に排出するために液化ガス貯蔵タンクＴ１の不活性ガスのパージが行われる。窒素等の不活性ガスは、液化ガス貯蔵タンクＴ１に接続された不活性ガスパージライン（図示せず）から、液化ガスを荷下ろし後の可燃性ガスによって満たされた液化ガス貯蔵タンクＴ１に供給される。これにより、不活性ガスとＢＯＧとを含む混合ガスが液化ガス貯蔵タンクＴ１に接続されているフリーフローライン２Ａに排出される。

【0084】

フリーフローライン２Ａに排出された不活性ガス混合ガスは、ＢＯＧ供給ライン２Ｂを通じてボイラ１０によって燃焼処理される。不活性ガス混合ガスは、ＢＯＧに対する不活性ガスの割合が増加すると不活性ガス混合ガスの発熱量（ｋＪ／Ｎｍ^３）が低下する。ボイラ１０は、不活性ガス混合ガスにおける不活性ガスの割合が一定以上になると、不活性ガス混合ガスだけでの燃焼が困難になる。

【0085】

不活性ガス検知部１２は、ガス熱量計、或いは窒素ガス検知器などの検出装置を使用できる。また、不活性ガス混合ガス量に対する燃焼用空気量が所定値に制御される場合、不活性ガス混合ガス中の不活性ガス割合の増加（不活性ガス混合ガス中のＢＯＧ割合の減少）により、燃焼ガス中の酸素濃度は増加することから、燃焼ガス中の酸素濃度から不活性ガス割合を推定できる。

【0086】

制御部１４は、不活性ガス検知部１２から取得した不活性ガスの検出結果に基づいて、気体燃料流量調整弁５の開度の調整によってボイラ１０の燃焼を制御する。制御部１４は、不活性ガス検知部１２から取得した不活性ガスの検出結果に基づいて、重油の燃焼の要否を判定する。制御部１４は、不活性ガスの検出結果に基づいて重油の要否を判断するので、ボイラ１０の稼働状態に関わらず不活性ガス混合ガスの燃焼制御を適用することができる。

【0087】

不活性ガスの検出結果から不活性ガス濃度が基準値よりも低いまたは不活性ガスが含まれないと判定された場合、制御部１４は、実施形態２に記載の燃焼制御によってボイラ１０におけるＢＯＧの燃焼処理を行い、実施形態１に記載の燃焼制御によってボイラ１０に対するＢＯＧ供給量を制御する。

【0088】

一方、制御部１４は、不活性ガス検知部１２から取得した不活性ガスの検出結果から不活性ガス濃度が基準値よりも高いと判定された場合、実施形態２に記載の燃焼制御によってボイラ１０におけるＢＯＧの燃焼処理を開始するものの、ＢＯＧの供給開始後も重油の燃焼処理を継続する。さらに、制御部１４は、ボイラ１０におけるＢＯＧの燃焼量が決定した目標燃焼量Ｃｔになるように気体燃料流量調整弁５の開度を調整する。また、制御部１４は、ボイラ１０の燃焼状態が安定するように液体燃料流量調整弁９の開度を調整する。つまり、制御部１４は、ボイラ１０への重油の供給を継続するとともにＢＯＧの供給を継続する。

【0089】

ボイラシステム１は、ＢＯＧの不活性ガス割合が基準値よりも高い場合、ボイラ１０への重油の供給を継続することにより、ボイラ１０におけるＢＯＧの燃焼を安定させると共に、不活性ガス混合ガスの供給量を最大化できる。なお、不活性ガスを含むＢＯＧを燃焼するボイラ１０では、重油の供給から重油とＢＯＧとの供給に移行する際、および重油とＢＯＧとの供給からＢＯＧのみの供給に移行する際、ボイラ１０の燃焼状態が安定するように移行後の所定時間はボイラ１０の燃焼状態を維持することが望ましい。

【0090】

このように構成されるボイラシステム１は、気体燃料流量調整弁５よりも上流側に配置されているＢＯＧ圧力検知部１１によってＢＯＧ供給ライン２ＢにおけるＢＯＧ圧力Ｐｇの変動を検知する。ＢＯＧ圧力検知部１１がフリーフローライン２Ａに接続されているＢＯＧ供給ライン２Ｂに設けられているので、制御部１４は、ＢＯＧ圧力Ｐｇに基づいて気体燃料流量調整弁５の開度の調整によってフリーフローライン２Ａを流れる余剰のＢＯＧの増減に応じて、燃焼量を制御することができる。また、ボイラシステム１は、ＢＯＧを圧縮機等によって圧縮することなく、ＢＯＧ圧力Ｐｇに基づいた流量のＢＯＧをボイラ１０に供給する。

【0091】

また、ＢＯＧ処理システム１００は、供給されるＢＯＧに含まれる不活性ガスの濃度が基準値よりも低い場合、ＢＯＧによってボイラ１０が安定して燃焼を維持可能であるとしてＢＯＧのみをボイラ１０に供給する。ＢＯＧ処理システム１００は、ボイラ１０に重油が供給されている場合、ボイラ１０にＢＯＧの供給を開始してから所定時間後にＢＯＧのみが供給されている状態に切り替える。よって、ボイラ１０は、重油のみを燃焼している状態からＢＯＧのみを燃焼している状態に切り替わる際に、重油とＢＯＧとが燃焼されている状態を経て切り替わるので、ボイラ１０への燃料の供給が中断することなく燃焼状態が安定する。これにより、ボイラ１０の燃焼状態を良好に維持し、フリーフローライン２Ａから排出されるＢＯＧの発生量に応じてＢＯＧの燃焼処理を行うことができる。

【0092】

（実施形態４）
次に、本発明に係るボイラシステムの実施形態４であるボイラシステム（図示せず）について説明する。ボイラシステムは、不活性ガス検知部１２（図１参照）に代えて排気路１３（図１参照）に排ガス酸素濃度検知部（図示せず）を有する。排ガス酸素濃度検知部は、ボイラ１０から排出される燃焼ガス中の酸素濃度を検出するセンサである。制御部１４は、排ガス酸素濃度検知部が検知した燃焼ガス中の酸素濃度を単位時間毎に取得する。制御部１４は、排ガス酸素濃度検知部に電気的に接続され、排ガス酸素濃度検知部が検知した燃焼ガスに含まれる酸素濃度を取得することができる。制御部１４は、排ガス中の酸素濃度に基づいて、一般的な燃焼制御として空気比を適正範囲に調整するだけでなく、不活性ガス混合ガスを単独で燃焼可能か否かを判定することができる。

【0093】

制御部１４は、ボイラ１０において適切に燃焼可能な不活性ガスの濃度であるＢＯＧの燃焼ガス中の酸素濃度の上限値を基準値として有している。前記基準値は、ボイラ１０において不活性ガス混合ガスを単独で燃焼可能か否かを判定する基準である。

【0094】

不活性ガス混合ガスがボイラシステムに供給される場合、制御部１４は、ボイラ１０から排出された燃焼ガス中の酸素濃度が前記基準値以下かどうか判定する。制御部１４は、燃焼ガス中の酸素濃度が前記基準値以下の場合、液体燃料による支燃が必要でない不活性ガス割合の不活性ガス混合ガスであると判定する。一方、制御部１４は、燃焼ガス中の酸素濃度が前記基準値よりも高い場合、液体燃料による支燃が必要な不活性ガス割合の不活性ガス混合ガスであると判定する。

【0095】

（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

【0096】

上述の各実施形態において、ＢＯＧが流れるＢＯＧ供給ライン２Ｂは、ＢＯＧ圧力Ｐｇを調整する圧力調整弁およびＢＯＧの消費機器への分岐等を有していない。しかしながら、ＢＯＧ供給ラインは、ＢＯＧ圧力検知部が余剰のＢＯＧ圧力を速やかに検出できる構成であれば、圧力調整弁等を有していてもよく、ＢＯＧの圧力値への影響が小さい分岐等を有してもよい。

【0097】

また、ボイラシステム１は、ＢＯＧ圧力検知部１１を備える。しかしながら、ＢＯＧ圧力検知部は、圧力値への換算可能な物理量を検出するものであればよい。例えばＢＯＧの流量は、所定の条件を設定することでＢＯＧ圧力に換算することができる。

【0098】

上述の実施形態において、制御部１４は、圧力範囲／目標圧力マップＭｐ１、Ｍｐ２・・・または圧力範囲／目標燃焼量マップＭｃ１、Ｍｃ２・・・に設定した圧力範囲Ｐｒにより、目標圧力Ｐｔまたは目標燃焼量ＣｔをＢＯＧ圧力Ｐｇに応じた値に移行する。しかしながら、目標圧力または目標燃焼量をＢＯＧ圧力Ｐｇに応じた値に移行する際にディファレンシャルを設けてもよい。

【0099】

例えば、制御部１４は、圧力範囲Ｐｒが０．１２ＭＰａ＜Ｐｒ２≦０．１８ＭＰａにおける目標圧力Ｐｔ２から圧力範囲Ｐｒが０．１８ＭＰａ＜Ｐｒ３≦０．２５ＭＰａのＰｔ３に移行する場合、ＢＯＧ圧力Ｐｇが０．１８ＭＰａを上回る状態が所定時間継続した後に目標圧力Ｐｔ２から目標圧力Ｐｔ３に移行する。また、目標圧力Ｐｔ３から目標圧力Ｐｔ２に移行する場合、ＢＯＧ圧力Ｐｇが０．１８ＭＰａ以下の状態が所定時間継続した後に目標圧力Ｐｔ２に移行する。

【0100】

上述の各実施形態において、気体燃料流量調整部３は、気体燃料流量調整弁５が気体燃料遮断弁４Ｂの下流側に位置している。しかしながら、気体燃料流量調整部は、気体燃料流量調整弁が気体燃料遮断弁の上流側に位置していてもよい。

【0101】

上述の各実施形態において、液体燃料流量調整部７は、液体燃料流量調整弁９が液体燃料遮断弁８の下流側に位置している。しかしながら、液体燃料流量調整部は、液体燃料流量調整弁が液体燃料遮断弁の上流側に位置していてもよい。

【0102】

上述の各実施形態において、ボイラ１０は、ＢＯＧと重油との両方を燃焼可能なデュアルフューエルボイラである。しかしながら、ボイラは、ＢＯＧ及び重油以外の燃料を燃焼可能なボイラでもよい。例えば、主機用の液化ガスの気化装置Ｈを備えた船舶において、ボイラは気化装置Ｈでガス化した燃料を燃焼しても良い。

【0103】

上述の各実施形態において、ＢＯＧ圧力検知部１１は、ＢＯＧ供給ライン２Ｂに位置している。しかしながら、ＢＯＧ圧力検知部は、気体燃料流量調整部の上流側に位置していればよい。

【0104】

上述の各実施形態において、気体燃料遮断弁４Ｂ、気体燃料流量調整弁５、液体燃料遮断弁８及び液体燃料流量調整弁９は、電動弁によって構成されている。しかしながら、気体燃料流量調整弁及び液体燃料流量調整弁は、電磁弁、エア駆動弁等の任意の動力によって駆動するアクチュエータを有する弁であればよい。

【0105】

上述のボイラシステム１において、不活性ガス検知部１２は、気体燃料流量調整弁５よりも上流側のＢＯＧ供給ライン２Ｂに位置している。しかしながら、不活性ガス検知部は、ＢＯＧが通過する管路に位置していればよい。不活性ガス検知部は、例えばフリーフローラインに位置していてもよい。

【符号の説明】

【0106】

１ ボイラシステム
２Ａ フリーフローライン
２Ｂ ＢＯＧ供給ライン
３ 気体燃料流量調整部
４Ａ 減圧弁
４Ｂ 気体燃料遮断弁
５ 気体燃料流量調整弁
６ 液体燃料供給ライン
７ 液体燃料流量調整部
８ 液体燃料遮断弁
９ 液体燃料流量調整弁
１０ ボイラ
１１ ＢＯＧ圧力検知部
１２ 不活性ガス検知部
１３ 排気路
１４ 制御部
１５ 熱媒体ライン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】