特開 2025-5970 ボイラ、発電設備、およびボイラの制御方法

(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】P2025005970

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】ボイラ、発電設備、およびボイラの制御方法

(51)【国際特許分類】

   F22B 35/00 20060101AFI20250109BHJP

   F23N 1/00 20060101ALI20250109BHJP

   F23C 1/10 20060101ALI20250109BHJP

   F23C 1/12 20060101ALI20250109BHJP

   F22B 1/18 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

F22B35/00 J

F23N1/00 102A

F23N1/00 115Z

F23N1/00 116

F23C1/10

F23C1/12

F22B1/18 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023106449

(22)【出願日】2023-06-28

(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】冨永 幸洋

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼山 明正

(72)【発明者】

【氏名】富澤 直季

(72)【発明者】

【氏名】嶺 聡彦

(72)【発明者】

【氏名】浦方 悠一郎

(72)【発明者】

【氏名】槌谷 勇太

(72)【発明者】

【氏名】甘利 猛

【テーマコード（参考）】

3K068

3K091

3L021

【Ｆターム（参考）】

3K068FA03

3K068FB01

3K068FC02

3K068FD07

3K068HA02

3K091AA20

3K091BB02

3K091CC02

3K091CC13

3K091DD02

3L021BA08

3L021FA12

(57)【要約】

【課題】固体燃料とアンモニア燃料の双方を火炉で燃焼させるボイラの負荷を変化させる負荷変化動作を実行する際に、ボイラの負荷変化速度を高める。
【解決手段】ボイラの制御方法であって、ボイラは、火炉内に固体燃料を用いて火炎を形成する固体燃料バーナと、固体燃料バーナに供給される固体燃料の供給量を調整する固体燃料調整部と、火炉内にアンモニア燃料を用いて火炎を形成するアンモニア燃料バーナと、アンモニア燃料バーナに供給されるアンモニア燃料の供給量を調整するアンモニア燃料調整部と、を有し、固体燃料調整部およびアンモニア燃料調整部を制御する制御工程を備え、制御工程Ｓ１０２は、ボイラの負荷を上昇させる負荷上昇動作を実行する際に、負荷上昇動作の開始から完了に至るまでの動作期間において、アンモニア燃料バーナへ供給されるアンモニア燃料の供給量を増加させるようアンモニア燃料調整部を制御するボイラの制御方法を提供する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

火炉へ固体燃料を噴射して燃焼させる固体燃料バーナと、
前記固体燃料バーナに供給される前記固体燃料の供給量を調整する固体燃料調整部と、
前記火炉へアンモニア燃料を噴射して燃焼させるアンモニア燃料バーナと、
前記アンモニア燃料バーナに供給される前記アンモニア燃料の供給量を調整するアンモニア燃料調整部と、
前記固体燃料調整部および前記アンモニア燃料調整部を制御する制御部と、を備えるボイラであって、
前記制御部は、前記ボイラの負荷を変化させる負荷変化動作を実行する際に、前記負荷変化動作の開始から完了に至るまでの動作期間において、前記アンモニア燃料バーナへ供給される前記アンモニア燃料の供給量を変化させるよう前記アンモニア燃料調整部を制御するボイラ。

【請求項2】

前記制御部は、前記ボイラの負荷を変化させる際に、前記固体燃料バーナへ供給される前記固体燃料の供給量を変化させるよう前記固体燃料調整部を制御する請求項１に記載のボイラ。

【請求項3】

前記制御部は、前記ボイラの負荷を変化させる際に、前記固体燃料バーナへ供給される前記固体燃料の供給量が一定となるように前記固体燃料調整部を制御する請求項１に記載のボイラ。

【請求項4】

前記制御部は、前記ボイラが運転状態となる所定の運転期間中に、前記固体燃料の入熱量と前記アンモニア燃料の入熱量の合計した総入熱量に対する前記アンモニア燃料の入熱量の割合が２０％以上かつ８０％以下となるように前記固体燃料調整部および前記アンモニア燃料調整部を制御する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のボイラ。

【請求項5】

前記制御部は、前記ボイラが運転状態となる所定の運転期間中に、前記固体燃料の入熱量と前記アンモニア燃料の入熱量の合計した総入熱量に対する前記アンモニア燃料の入熱量の割合が２０％以上かつ５０％以下となるように前記固体燃料調整部および前記アンモニア燃料調整部を制御する請求項３に記載のボイラ。

【請求項6】

前記負荷変化動作は、前記ボイラの起動後の運転状態において実行される動作である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のボイラ。

【請求項7】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のボイラと、
前記ボイラで生成された蒸気により駆動される蒸気タービンと、
前記蒸気タービンに連結される発電機と、を備える発電設備。

【請求項8】

ボイラの制御方法であって、
前記ボイラは、
火炉内に固体燃料を用いて火炎を形成する固体燃料バーナと、
前記固体燃料バーナに供給される前記固体燃料の供給量を調整する固体燃料調整部と、
前記火炉内にアンモニア燃料を用いて火炎を形成するアンモニア燃料バーナと、
前記アンモニア燃料バーナに供給される前記アンモニア燃料の供給量を調整するアンモニア燃料調整部と、を有し、
前記固体燃料調整部および前記アンモニア燃料調整部を制御する制御工程を備え、
前記制御工程は、前記ボイラの負荷を変化させる負荷変化動作を実行する際に、前記負荷変化動作の開始から完了に至るまでの動作期間において、前記アンモニア燃料バーナへ供給される前記アンモニア燃料の供給量を変化させるよう前記アンモニア燃料調整部を制御するボイラの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ボイラ、発電設備、およびボイラの制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、微粉炭とアンモニアとを複合燃焼させるボイラが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されるボイラは、負荷を上昇させる負荷上昇動作を実行する際に、負荷上昇動作の開始時にはアンモニア燃料以外の他の燃料のみをバーナ部に供給し、その後にバーナ部の空気比と火炉内の温度が判定条件を満たす場合に、アンモニア燃料の供給を開始する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１５５８２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

アンモニア燃料と微粉炭等の固体燃料とを混焼させる場合において、アンモニア燃料の混焼率（燃料の総入熱量に対するアンモニア燃料の入熱量の比率）が固体燃料の混焼率（燃料の総入熱量に対する固体燃料の入熱量の比率）よりも低い場合、主たる燃料が固体燃料となる。この場合、ボイラの負荷を変化させる際には、主たる燃料である固体燃料の供給量を変化させることで、ボイラへの入熱量を変化させることが一般的である。そのため、ボイラの負荷の変化速度は、ボイラへ供給される固体燃料量の変化速度により制限される。

【0005】

一方、液体あるいは気体であるアンモニア燃料と固体燃料とを比較すると、アンモニア燃料（特に液体アンモニア）の方が供給量を変化させやすい特性があることが知られている。特許文献１では、負荷上昇動作の開始時にはアンモニア燃料をバーナ部に供給せず、微粉炭等の他の燃料のみを供給しているため、ボイラの負荷変化速度を高めるためには改善の余地がある。

【0006】

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、固体燃料とアンモニア燃料の双方を火炉で燃焼させるボイラの負荷を変化させる負荷変化動作を実行する際に、ボイラの負荷変化速度を高めることが可能なボイラ、発電設備、およびボイラの制御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】

【0007】

上記課題を解決するために、本開示の一態様にかかるボイラ、発電設備、およびボイラの制御方法は以下の手段を採用する。
本開示の一態様にかかるボイラは、火炉へ固体燃料を噴射して燃焼させる固体燃料バーナと、前記固体燃料バーナに供給される前記固体燃料の供給量を調整する固体燃料調整部と、前記火炉へアンモニア燃料を噴射して燃焼させるアンモニア燃料バーナと、前記アンモニア燃料バーナに供給される前記アンモニア燃料の供給量を調整するアンモニア燃料調整部と、前記固体燃料調整部および前記アンモニア燃料調整部を制御する制御部と、を備えるボイラであって、前記制御部は、前記ボイラの負荷を変化させる負荷変化動作を実行する際に、前記負荷変化動作の開始から完了に至るまでの動作期間において、前記アンモニア燃料バーナへ供給される前記アンモニア燃料の供給量を変化させるよう前記アンモニア燃料調整部を制御する。

【0008】

本開示の一態様にかかるボイラの制御方法において、前記ボイラは、火炉内に固体燃料を用いて火炎を形成する固体燃料バーナと、前記固体燃料バーナに供給される前記固体燃料の供給量を調整する固体燃料調整部と、前記火炉内にアンモニア燃料を用いて火炎を形成するアンモニア燃料バーナと、前記アンモニア燃料バーナに供給される前記アンモニア燃料の供給量を調整するアンモニア燃料調整部と、を有し、前記固体燃料調整部および前記アンモニア燃料調整部を制御する制御工程を備え、前記制御工程は、前記ボイラの負荷を変化させる負荷変化動作を実行する際に、前記負荷変化動作の開始から完了に至るまでの動作期間において、前記アンモニア燃料バーナへ供給される前記アンモニア燃料の供給量を変化させるよう前記アンモニア燃料調整部を制御する。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、固体燃料とアンモニア燃料の双方を火炉で燃焼させるボイラの負荷を変化させる負荷変化動作を実行する際に、ボイラの負荷変化速度を高めることが可能なボイラ、発電設備、およびボイラの制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【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】図１に示す燃焼バーナの正面図である。

【図3】図１に示す燃焼バーナが有するアンモニア燃料バーナの横断面図である。

【図4】図１に示すボイラの燃焼バーナの微粉燃料バーナの横断面図である。

【図5】本開示の第１実施形態に係るボイラの制御方法を示すフローチャートである。

【図6】ボイラの負荷の時間変化を示すグラフである。

【図7】微粉燃料の供給量の時間変化を示すグラフである。

【図8】アンモニア燃料の供給量の時間変化を示すグラフである。

【図9】本開示の第２実施形態に係るボイラの制御方法を示すフローチャートである。

【図10】微粉燃料の供給量の時間変化を示すグラフである。

【図11】アンモニア燃料の供給量の時間変化を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

〔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１０について、図面を参照して説明する。本実施形態に係るボイラ１０は、微粉燃料（固体燃料）およびアンモニア燃料を燃焼バーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を回収する装置である。

【0012】

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。図１に示すように、本実施形態のボイラ１０は、火炉１１と燃焼装置１２と煙道１３を有している。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、この火炉１１を構成する火炉壁の下部に燃焼装置１２が設けられている。

【0013】

燃焼装置１２は、火炉壁に装着された複数の燃焼バーナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅを有している。本実施例にて、この燃焼バーナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅは、火炉１１が延びる鉛直方向を中心軸とした周方向に沿って４個均等間隔で配設されたものが１セットとして、鉛直方向に沿って５セット（５段）配置されている。なお、ここでは５セットとしたが、６セットあるいはその他の任意のセット数とすることができる。

【0014】

各燃焼バーナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅは、微粉燃料供給管２６，２７，２８，２９，３０を介して粉砕機３１，３２，３３，３４，３５に連結されている。粉砕機３１，３２，３３，３４，３５は、石炭等の固体炭素質燃料を粉砕して微粉燃料とし、空気等の搬送用ガスとともに微粉燃料供給管２６，２７，２８，２９，３０へ供給する。微粉燃料は、微粉燃料供給管２６，２７，２８，２９，３０から、燃焼バーナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅに供給される。

【0015】

粉砕機３１，３２，３３，３４，３５は、それぞれ固体燃料供給管３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂ，３５ｂを介して流量調整部（固体燃料調整部）３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａと連結されている。微粉燃料供給管２６，２７，２８，２９，３０を介して燃焼バーナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅに供給される微粉燃料の供給量は、粉砕機３１，３２，３３，３４，３５に供給される固体炭素質燃料の量を、流量調整部（固体燃料調整部）３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａにより調整することで制御される。

【0016】

なお、図１では、流量調整部（固体燃料調整部）３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａにベルトコンベヤを適用した例を示す。例えば、粉砕機３１，３２，３３，３４，３５に供給される固体炭素質燃料の量はベルトコンベヤのベルトの移動速度で調整する。ここで、粉砕機３１，３２，３３，３４，３５の内部には、未粉砕の固体炭素質燃料が残存しているため、ベルトの移動速度による固体炭素質燃料供給量の調整は、一定の遅れ時間を持って、燃焼バーナに供給される微粉燃料の量に反映されることとなる。

【0017】

各燃焼バーナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅは、アンモニア燃料供給管５１，５２，５３，５３，５５を介してアンモニア燃料供給部５０に連結されている。アンモニア燃料供給部５０は、成分としてアンモニアを含む液相または気相のアンモニア燃料を、アンモニア燃料供給管５１，５２，５３，５４，５５へ供給する。アンモニア燃料は、アンモニア燃料供給管５１，５２，５３，５４，５５から、燃焼バーナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅに供給される。

【0018】

アンモニア燃料供給管５１，５２，５３，５４，５５には、それぞれ流量調整部（アンモニア燃料調整部）５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａが設けられている。流量調整部（アンモニア燃料調整部）５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａには、例えば、開度により供給燃料量の調整を行う制御弁が用いられる。流量調整部５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａは、アンモニア燃料供給管５１，５２，５３，５４，５５から燃焼バーナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅに供給されるアンモニア燃料の供給量を調整する。

【0019】

ボイラ１０は、流量調整部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａおよび流量調整部５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａを含むボイラ１０の各部を制御する制御部６０を備える。制御部６０は、流量調整部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａのベルト移動速度を制御して粉砕機３１，３２，３３，３４，３５に供給される固体質炭素燃料の量を制御することにより、微粉燃料供給管２６，２７，２８，２９，３０から燃焼バーナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅに供給される微粉燃料の供給量を間接的に調整する。また、制御部６０は、流量調整部５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａの開度を制御することにより、アンモニア燃料供給管５１，５２，５３，５４，５５から燃焼バーナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅに供給されるアンモニア燃料の供給量を調整する。すなわち、流量調整部５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａは、アンモニア燃料の供給量を直接的に制御する。

【0020】

火炉１１は、各燃焼バーナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅの装着位置に風箱３６が設けられており、この風箱３６に空気ダクト３７の一端部が連結されており、この空気ダクト３７には、他端部に送風機３８が装着されている。更に、火炉１１は、各燃焼バーナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅの装着位置より鉛直方向上方にアディショナル空気ノズル３９が設けられている。

【0021】

アディショナル空気ノズル３９には、空気ダクト３７から分岐した分岐空気ダクト４０の端部が連結されている。従って、送風機３８により送られた燃焼用空気を、空気ダクト３７から風箱３６に供給し、風箱３６から各燃焼バーナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅに供給することができる。また、送風機３８により送られた燃焼用空気を分岐空気ダクト４０からアディショナル空気ノズル３９に供給することができる。

【0022】

火炉１１は、鉛直方向上部に煙道１３が連結されており、この煙道１３に、燃焼ガスの熱を回収するための熱交換器である過熱器４１，４２、再熱器４３，４４及び節炭器４５，４６，４７が設けられており、火炉１１での燃焼で発生した燃焼ガスと水や蒸気との間で熱交換が行われる。

【0023】

煙道１３は、そのガス流れ下流側に熱交換を行った燃焼ガスが排ガスとして排出される排ガス管４８が連結されている。この排ガス管４８は、空気ダクト３７との間にエアヒータ４９が設けられ、空気ダクト３７を流れる空気と、排ガス管４８を流れる排ガスとの間で熱交換を行い、燃焼バーナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅに供給する燃焼用空気を昇温することができる。排ガス管４８の下流端部には、煙突（図示略）が設けられている。

【0024】

燃焼バーナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅは、微粉燃料およびアンモニア燃料を火炉１１に吹き込むと共に燃焼用空気を火炉１１に吹き込み、このときに着火することで火炎を形成する。火炉１１では、微粉燃料およびアンモニア燃料と燃焼用空気とが燃焼して火炎が生じ、この火炉１１内の鉛直方向下部の領域で火炎が生じると、燃焼ガス（排ガス）がこの火炉１１内を上昇し、煙道１３に排出される。

【0025】

給水ポンプ（図示略）から供給された水は、節炭器４５，４６，４７によって予熱された後、火炉壁を構成する伝熱管（図示略）を経て過熱器４１，４２に導入され、燃焼ガスとの熱交換によって過熱蒸気が生成される。

【0026】

過熱器４１，４２で生成された過熱蒸気は、発電プラント（発電設備）の蒸気タービン（図示略）に供給される。蒸気タービンは、発電機に連結されており、ボイラ１０で生成された蒸気により発電機を駆動して発電を行う。蒸気タービンは、高圧タービンから排出された蒸気を、ボイラ１００の再熱器４３，４４に導入して再過熱された蒸気を利用する低圧タービンを備えた多段のタービンであってもよい。

【0027】

次に、燃焼装置１２について詳細に説明するが、この燃焼装置１２を構成する各燃焼バーナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅは、ほぼ同様の構成をなしていることから、最上段に位置する燃焼バーナ１００Ａについてのみ説明する。

【0028】

図２は、図１に示す燃焼バーナ１００Ａを示す正面図である。図２に示すように、燃焼バーナ１００Ａは、アンモニア燃料バーナ１１０と、一対の微粉燃料バーナ（固体燃料バーナ）１２０と、一対の空気ノズル１３０と、を有する。アンモニア燃料バーナ１１０と微粉燃料バーナ１２０と空気ノズル１３０は、水平方向ＨＤの同一位置において、鉛直方向ＶＤに沿って配置される。アンモニア燃料バーナ１１０は、火炉１１へアンモニア燃料を噴射して燃焼させる装置である。微粉燃料バーナ１２０は、火炉１１へ微粉燃料を噴射して燃焼させる装置である。空気ノズル１３０は、火炉１１へ燃焼用空気を供給する装置である。なお、燃焼バーナ１００Ａの構成はこれに限定されない。例えば、アンモニア燃料バーナ１１０と微粉燃料バーナ１２０と空気ノズル１３０の数は、それぞれ１本または３本以上設けてもよい。また、アンモニア燃料バーナ１１０と微粉燃料バーナ１２０と空気ノズル１３０の順番は、任意に設定してもよい。

【0029】

図３は、図１に示すボイラ１０の燃焼バーナ１００Ａのアンモニア燃料バーナ１１０を示す横断面図である。燃焼バーナ１００Ａは、図３に示すように、火炉１１を形成する４つの壁面１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに取り付けられるアンモニア燃料バーナ１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄを有する。壁面１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、それぞれ鉛直方向に沿って設置されている。

【0030】

アンモニア燃料バーナ１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄには、アンモニア燃料供給管５１から分岐した分岐管５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄがそれぞれ連結されている。また、アンモニア燃料バーナ１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄには、空気ダクト３７から分岐した分岐管３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄがそれぞれ連結されている。

【0031】

アンモニア燃料バーナ１１０ａは、壁面（第１の壁面）１１ａに設置されるとともに壁面１１ａに隣接した位置に対向して配置される壁面（第２の壁面）１１ｂおよび壁面（第３の壁面）１１ｄのうち、壁面１１ｂに近接した位置に設置される。アンモニア燃料バーナ１１０ｂは、壁面１１ｂに設置されるとともに壁面１１ｂに隣接した位置に対向して配置される壁面１１ａおよび壁面１１ｃのうち、壁面１１ｃに近接した位置に設置される。

【0032】

アンモニア燃料バーナ１１０ｃは、壁面１１ｃに設置されるとともに壁面１１ｃに隣接した位置に対向して配置される壁面１１ｄおよび壁面１１ｂのうち、壁面１１ｄに近接した位置に設置される。アンモニア燃料バーナ１１０ｄは、壁面１１ｄに設置されるとともに壁面１１ｄに隣接した位置に対向して配置される壁面１１ａおよび壁面１１ｃのうち、壁面１１ａに近接した位置に設置される。

【0033】

したがって、火炉１１の各壁面にある各アンモニア燃料バーナ１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄは、火炉１１に対して、アンモニア燃料を火炉１１の中心Ｃｔに対して僅かな偏角を設けて吹き込み、４つの火炎Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を形成することができる。火炎Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は、火炉１１の上方から見て反時計回り方向に旋回する火炎旋回流となる。ここでは、反時計回り方向に旋回するものとしたが、時計回りに旋回する火炎旋回流となるように各アンモニア燃料バーナ１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄを配置してもよい。

【0034】

図４は、図１に示すボイラ１０の燃焼バーナ１００Ａの微粉燃料バーナ１２０を示す横断面図である。燃焼バーナ１００Ａは、図４に示すように、火炉１１を形成する４つの壁面１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに取り付けられる微粉燃料バーナ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄを有する。

【0035】

微粉燃料バーナ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄには、微粉燃料供給管２６から分岐した分岐管２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄがそれぞれ連結されている。また、微粉燃料バーナ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄには、空気ダクト３７から分岐した分岐管３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄがそれぞれ連結されている。

【0036】

微粉燃料バーナ１２０ａは、壁面（第１の壁面）１１ａに設置されるとともに壁面１１ａに隣接した位置に対向して配置される壁面（第２の壁面）１１ｂおよび壁面（第３の壁面）１１ｄのうち、壁面１１ｂに近接した位置に設置される。微粉燃料バーナ１２０ｂは、壁面１１ｂに設置されるとともに壁面１１ｂに隣接した位置に対向して配置される壁面１１ａおよび壁面１１ｃのうち、壁面１１ｃに近接した位置に設置される。

【0037】

微粉燃料バーナ１２０ｃは、壁面１１ｃに設置されるとともに壁面１１ｃに隣接した位置に対向して配置される壁面１１ｄおよび壁面１１ｂのうち、壁面１１ｄに近接した位置に設置される。微粉燃料バーナ１２０ｄは、壁面１１ｄに設置されるとともに壁面１１ｄに隣接した位置に対向して配置される壁面１１ａおよび壁面１１ｃのうち、壁面１１ａに近接した位置に設置される。

【0038】

したがって、火炉１１の各壁面にある各微粉燃料バーナ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄは、火炉１１に対して、微粉燃料を火炉１１の中心に対して僅かな偏角を設けて吹き込み、４つの火炎Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を形成することができる。火炎Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は、火炉１１の上方から見て反時計回り方向に旋回する火炎旋回流となる。ここでは、反時計回り方向に旋回するものとしたが、時計回りに旋回する火炎旋回流となるように各微粉燃料バーナ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄを配置してもよい。

【0039】

図３および図４に示すように、アンモニア燃料バーナ１１０ａおよび微粉燃料バーナ１２０ａは、火炉１１を鉛直方向ＶＤに沿って平面視した際に壁面１１ａの同一位置に配置されている。また、アンモニア燃料バーナ１１０ｂおよび微粉燃料バーナ１２０ｂは、火炉１１を鉛直方向ＶＤに沿って平面視した際に壁面１１ｂの同一位置に配置されている。また、アンモニア燃料バーナ１１０ｃおよび微粉燃料バーナ１２０ｃは、火炉１１を鉛直方向ＶＤに沿って平面視した際に壁面１１ｃの同一位置に配置されている。また、アンモニア燃料バーナ１１０ｄおよび微粉燃料バーナ１２０ｄは、火炉１１を鉛直方向ＶＤに沿って平面視した際に壁面１１ｄの同一位置に配置されている。

【0040】

次に、図５から図８を参照して、本実施形態のボイラ１０の制御方法について説明する。図５は、本開示の第１実施形態に係るボイラ１０の制御方法を示すフローチャートである。図６は、ボイラ１０の負荷の時間変化を示すグラフである。図７は、微粉燃料の供給量の時間変化を示すグラフである。図８は、アンモニア燃料の供給量の時間変化を示すグラフである。図７および図８は、アンモニア燃料の混焼率が２０％である場合の微粉燃料の供給量とアンモニア燃料の供給量を示す。

【0041】

図５に示す各処理は、制御部６０により実行される。本実施形態の制御部６０は、ボイラ１０の負荷を指令値に応じた負荷とするように、流量調整部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａおよび流量調整部５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａを制御する。

【0042】

図５に示す処理は、制御部６０がボイラ１０の負荷を、現在の負荷Ｌ１から目標値Ｌ２に向けて増加させることに応じて開始される処理である。ここで、ボイラ１０の負荷とは、例えば、ボイラ１０を定格運転した際に生成される主蒸気の蒸発量に対する主蒸気の実蒸発量の割合をいう。また、ボイラ負荷の指標としては、主蒸気の蒸発量に代えて、主蒸気の温度、主蒸気の圧力、発電機出力等の他の指標を用いてもよい。

【0043】

図６に示すように、ボイラ１０の負荷は、時刻ｔ０から時刻ｔ１まではＬ１で一定である。ボイラ１０の負荷は、時刻ｔ１において目標値Ｌ２が与えられてから、時刻ｔ４まで規定変化率で増加する。図５のフローチャートの処理は、時刻ｔ１で開始され、時刻ｔ４で終了する。図６に示す比較例は、ボイラ１０の負荷をＬ１からＬ２まで増加させる際に、微粉燃料のみを増加させた場合のボイラ負荷の実測値を示す。

【0044】

ステップＳ１０１で、制御部６０は、アンモニア燃料の混焼率が２０％以上であるかどうかを判定し、ＹＥＳであればステップＳ１０２に処理を進め、ＮＯであればステップＳ１０３に処理を進める。ここで、アンモニア燃料の混焼率とは、ボイラ１０に供給される固体燃料の入熱量とアンモニア燃料の入熱量の合計した総入熱量に対するアンモニア燃料の入熱量の割合をいう。

【0045】

制御部６０は、アンモニア燃料の混焼率を予め設定し、アンモニア燃料の混焼率が予め設定した値となるように、流量調整部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａおよび流量調整部５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａを制御する。例えば、制御部６０は、アンモニア燃料の混焼率が２０％以上かつ８０％以下となるように流量調整部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａおよび流量調整部５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａを制御する。制御部６０は、アンモニア燃料の混焼率が２０％以上かつ５０％以下となるように流量調整部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａおよび流量調整部５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａを制御してもよい。

【0046】

ステップＳ１０２で、制御部６０は、アンモニア燃料の供給量を規定変化率で増加させるよう流量調整部５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａの開度を制御する。図８に示すように、制御部６０は、時刻ｔ１から時刻ｔ２に至るまで、アンモニア燃料の供給量を時刻ｔ１におけるＱａ１から規定変化率で漸次増加させる。

【0047】

制御部６０がステップＳ１０２を実行するのは、アンモニア燃料の混焼率が２０％以上の場合である。これは、アンモニア燃料の混焼率が２０％未満である場合に、ボイラ１０の負荷の増加にアンモニア燃料を用いてしまうと、アンモニア燃料の混焼率が予め設定した値から大きく逸脱するおそれがあるからである。

【0048】

ステップＳ１０３で、制御部６０は、微粉燃料の供給量を規定変化率で増加させるよう流量調整部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａを制御する。制御部６０がステップＳ１０３を実行するのは、アンモニア燃料の混焼率が２０％以上の場合と２０％未満の場合の双方である。図７に示すように、制御部６０は、時刻ｔ１から時刻ｔ４に至るまで、微粉燃料の供給量を時刻ｔ１におけるＱｃ１から時刻ｔ４におけるＱｃ２まで規定変化率で漸次増加させる。

【0049】

ステップＳ１０４で、制御部６０は、ボイラ１０の負荷の現在時刻における指令値Ｌｔと実測値Ｌａとの差の絶対値が、所定値以上であるかどうかを判定し、ＹＥＳであればステップＳ１０５に処理を進め、ＮＯであればステップＳ１０６に処理を進める。ボイラ１０の負荷を示す負荷指標として主蒸気の蒸発量を用いる場合、ボイラ１０の負荷の実測値は、主蒸気の流量を計測する計測部（図示略）により計測する。

【0050】

ステップＳ１０５で、制御部６０は、ボイラ１０の負荷の指令値Ｌｔと実測値Ｌａとの差の絶対値が所定値Ｌｐｒ以上で乖離しているため、アンモニア燃料の供給量の変化率を変更して実測値Ｌａが指令値Ｌｔに近づくようにする。制御部６０は、流量調整部５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａの開度を制御することにより、アンモニア燃料の供給量の変化率を変更する。

【0051】

制御部６０は、実測値Ｌａが指令値Ｌｔよりも所定値Ｌｐｒ以上高い場合、アンモニア燃料の供給量の変化率を低下させる。また、制御部６０は、実測値Ｌａが指令値Ｌｔよりも所定値Ｌｐｒ以上低い場合、アンモニア燃料の供給量の変化率を増加させる。図６では、時刻ｔ２で実測値Ｌａが指令値Ｌｔよりも所定値Ｌｐｒ以上低くなり、時刻ｔ３で実測値Ｌａが指令値Ｌｔよりも所定値Ｌｐｒ以上高くなった例を示す。

【0052】

図８に示すように、制御部６０は、実測値Ｌａが指令値Ｌｔよりも所定値Ｌｐｒ以上低くなる時刻ｔ２から実測値Ｌａが指令値Ｌｔよりも所定値Ｌｐｒ以上高くなる時刻ｔ３に至るまで、アンモニア燃料の供給量の変化率を増加させる。また、制御部６０は、時刻ｔ３から時刻ｔ４に至るまで、アンモニア燃料の供給量の変化率を減少させる。図８に示す比較例は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までのアンモニア燃料の供給量の規定変化率を時刻ｔ２から時刻ｔ４まで維持した例である。

【0053】

ステップＳ１０６で、制御部６０は、ボイラ１０の負荷の指令値が目標値Ｌ２に到達したかどうかを判定し、ＹＥＳであればステップＳ１０７に処理を進め、ＮＯであればステップＳ１０４の処理に戻る。

【0054】

ステップＳ１０７で、制御部６０は、ボイラ１０の負荷の指令値が目標値Ｌ２に到達したことに応じて、アンモニア燃料バーナ１１０へ供給されるアンモニア燃料の供給量が規定の混焼率となる供給量Ｑａ２を維持するように流量調整部５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａの開度を制御する。

【0055】

ステップＳ１０８で、制御部６０は、ボイラ１０の負荷の指令値が目標値Ｌ２に到達したことに応じて、微粉燃料バーナ１２０へ供給される微粉燃料の供給量が規定の混焼率となるように流量調整部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａを制御する。制御部６０は、ステップＳ１０８を実行した後、本フローチャートの処理を終了させる。

【0056】

以上のように、図５に示すフローチャートにおいて、制御部６０は、ボイラ１０の負荷をＬ１からＬ２まで上昇させる負荷上昇動作（負荷変化動作）を実行する際に、負荷上昇動作を開始する時刻ｔ１から負荷上昇動作を停止する時刻ｔ４までの動作期間において、アンモニア燃料バーナ１１０へ供給されるアンモニア燃料の供給量を漸次増加させるよう流量調整部５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａの開度を制御する。負荷上昇動作は、ボイラ１０の起動後の運転状態において実行される動作である。

【0057】

図５に示すフローチャートにおいて、制御部６０は、ボイラ１０の負荷をＬ１からＬ２まで上昇させる負荷上昇動作を実行する際に、負荷上昇動作を開始する時刻ｔ１から負荷上昇動作を停止する時刻ｔ４までの動作期間において、微粉燃料バーナ１２０へ供給される微粉燃料の供給量を漸次増加させるよう流量調整部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａを制御する。

【0058】

以上において、制御部６０がボイラ１０の負荷をＬ１からＬ２まで上昇させる負荷上昇動作（負荷変化動作）を実行する例について説明したが、制御部６０は、ボイラ１０の負荷をＬ２からＬ１まで降下させる負荷降下動作（負荷変化動作）を実行することも可能である。制御部６０が負荷降下動作を実行する場合、ステップＳ１０２の「アンモニア燃料の供給量を規定変化率で増加」させる処理は、「アンモニア燃料の供給量を規定変化率で減少」させる処理となる。また、ステップＳ１０３の「微粉燃料の供給量を規定変化率で増加」させる処理は、「微粉燃料の供給量を規定変化率で減少」させる処理となる。

【0059】

以上で説明した本実施形態のボイラ１０によれば、以下の作用および効果を奏する。
本実施形態のボイラ１０によれば、ボイラ１０の負荷を上昇させる負荷上昇動作を実行する際に、負荷上昇動作の開始から完了に至るまでの時刻ｔ１から時刻ｔ４の動作期間において、アンモニア燃料バーナ１１０へ供給されるアンモニア燃料の供給量が増加する。アンモニア燃料と固体燃料とを比較すると、アンモニア燃料（特に液体アンモニア）の方が供給量を変化させやすい特性がある。そのため、アンモニア燃料バーナ１１０へ供給されるアンモニア燃料の供給量を増加させることにより、固体燃料の供給量のみを増加させる場合に比べ、ボイラ１０の負荷の変化への追従性を高めることができる。

【0060】

また、本実施形態のボイラ１０によれば、ボイラ１０の負荷を上昇させる負荷上昇動作を実行する際に、負荷上昇動作の開始から完了に至るまでの動作期間において、微粉燃料バーナ１２０へ供給される微粉燃料の供給量が増加する。アンモニア燃料と微粉燃料の双方の供給量を増加させるため、微粉燃料の供給量のみを増加させる場合に比べ、混焼率を比較的一定に維持しつつ、ボイラ１０の負荷の変化への追従性を高めることができる。

【0061】

本実施形態のボイラ１０によれば、アンモニア燃料の混焼率を２０％以上かつ８０％以下とすることにより、アンモニア燃料の混焼率を２０％未満とする場合に比べ、二酸化炭素の生成量を抑制することができる。また、アンモニア燃料の混焼率が比較的高いため、ボイラ１０の負荷を上昇させる負荷上昇動作を実行する際にアンモニア燃料を用いても、アンモニア燃料の混焼率を２０％以上かつ８０％以下の適切な範囲に維持することができる。

【0062】

〔第２実施形態〕
以下に、本開示の第１実施形態に係るボイラ１０について、図面を参照して説明する。第２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。

【0063】

第１実施形態の制御部６０は、ボイラ１０の負荷を増大させる際に、微粉燃料バーナ１２０へ供給される微粉燃料の供給量を増加させるよう流量調整部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａを制御するものであった。それに対して、本実施形態の制御部６０は、ボイラ１０の負荷を増大させる際に、微粉燃料バーナ１２０へ供給される微粉燃料の供給量が一定となるように流量調整部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａを制御するものである。

【0064】

図９から図１１を参照して、本実施形態のボイラ１０の制御方法について説明する。図９は、本開示の第２実施形態に係るボイラ１０の制御方法を示すフローチャートである。図１０は、微粉燃料の供給量の時間変化を示すグラフである。図１１は、アンモニア燃料の供給量の時間変化を示すグラフである。図１０および図１１は、アンモニア燃料の混焼率が２０％である場合の微粉燃料の供給量とアンモニア燃料の供給量を示す。また、ボイラ１０の負荷の時間変化は、図６に示すグラフと同様であるものとする。

【0065】

図９において、ステップＳ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０３，Ｓ２０４，Ｓ２０５，Ｓ２０８，Ｓ２０９については、第１実施形態の図６のステップＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０４，Ｓ１０５，Ｓ１０６，Ｓ１０７，Ｓ１０８と同様であるため、以下での説明を省略する。

【0066】

第１実施形態のボイラ１０において、制御部６０は、ステップＳ１０３で、微粉燃料の供給量を規定変化率で増加させるものであった。一方、本実施形態のボイラ１０において、制御部６０は、微粉燃料の供給量を規定変化率で増加させない。本実施形態のボイラ１０において、制御部６０は、ボイラ１０の負荷を増大させる際に、微粉燃料の供給量が一定となるように流量調整部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａを制御する。

【0067】

ステップＳ２０６で、制御部６０は、ボイラ１０の負荷の指令値が目標値Ｌ２に到達してから一定時間が経過したことに応じて、アンモニア燃料バーナ１１０へ供給されるアンモニア燃料の供給量が規定変化率で減少するように流量調整部５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａの開度を制御する。図１１は、アンモニア燃料の供給量の時間変化を示すグラフである。

【0068】

図１１に示すように、制御部６０は、ボイラ１０の負荷の指令値が目標値Ｌ２に到達する時刻ｔ４から一定時間が経過した時刻ｔ５から時刻ｔ６に至るまでの期間、アンモニア燃料の供給量が規定変化率で減少するように流量調整部５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａの開度を制御する。アンモニア燃料の供給量を減少させているのは、ボイラ１０の負荷をＬ１からＬ２まで上昇させるのに用いたアンモニア燃料の供給量を減らして、設定された混焼率とするためである。

【0069】

ステップＳ２０７で、制御部６０は、ボイラ１０の負荷の指令値が目標値Ｌ２に到達してから一定時間が経過したことに応じて、微粉燃料バーナ１２０へ供給される微粉燃料の供給量が規定変化率で増加するように流量調整部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａを制御する。図１０は、微粉燃料の供給量の時間変化を示すグラフである。

【0070】

図１０に示すように、制御部６０は、ボイラ１０の負荷の指令値が目標値Ｌ２に到達する時刻ｔ４から一定時間が経過した時刻ｔ５から時刻ｔ６に至るまでの期間、微粉燃料の供給量が規定変化率で増加するように流量調整部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａを制御する。微粉燃料の供給量を増加させているのは、時刻ｔ５から時刻ｔ６に至るまでの期間でアンモニア燃料の供給量を漸次減少させるのを相殺し、ボイラ１０の負荷を一定に維持するためである。

【0071】

ステップＳ２０１でアンモニア燃料の混焼率が２０％よりも小さい場合、ステップＳ２１０に移行し、制御部６０は、微粉燃料の供給量を規定変化率で増加させるよう流量調整部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａを制御する。

【0072】

ステップＳ２１１で、制御部６０は、ボイラ１０の負荷の現在時刻における指令値Ｌｔと実測値Ｌａとの差の絶対値が、所定値Ｌｐｒ以上であるかどうかを判定し、ＹＥＳであればステップＳ２１２に処理を進め、ＮＯであればステップＳ２１３に処理を進める。ボイラ１０の負荷指標として主蒸気の蒸発量を用いる場合、ボイラ１０の負荷の実測値は、主蒸気の流量を計測する計測部（図示略）により計測する。

【0073】

ステップＳ２１２で、制御部６０は、ボイラ１０の負荷の指令値Ｌｔと実測値Ｌａとが所定値Ｌｐｒ以上で乖離しているため、微粉燃料の供給量の変化率を変更して実測値Ｌａが指令値Ｌｔに近づくようにする。制御部６０は、流量調整部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａを制御することにより、微粉燃料の供給量の変化率を変更する。

【0074】

ステップＳ２１３で、制御部６０は、ボイラ１０の負荷の指令値が目標値Ｌ２に到達したかどうかを判定し、ＹＥＳであればステップＳ２１４に処理を進め、ＮＯであればステップＳ２１１の処理に戻る。

【0075】

ステップＳ２１４で、制御部６０は、ボイラ１０の負荷の指令値が目標値Ｌ２に到達してから一定時間が経過したことに応じて、アンモニア燃料バーナ１１０へ供給されるアンモニア燃料の供給量が規定変化率で増加するように流量調整部５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａの開度を制御する。

【0076】

ステップＳ２１５で、制御部６０は、ボイラ１０の負荷の指令値が目標値Ｌ２に到達してから一定時間が経過したことに応じて、微粉燃料バーナ１２０へ供給される微粉燃料の供給量が規定変化率で減少するように流量調整部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａを制御する。アンモニア燃料の供給量を増加させる一方で微粉燃料の供給量を減少させているのは、ボイラ１０の負荷をＬ１からＬ２まで上昇させるのに用いた微粉燃料の供給量を減らして、設定された混焼率とするためである。

【0077】

本実施形態のボイラ１０によれば、ボイラ１０の負荷を上昇させる負荷上昇動作を実行する際に、負荷上昇動作の開始から完了に至るまでの時刻ｔ１から時刻ｔ４の動作期間において、微粉燃料の供給量Ｑｃ１が一定となるため、アンモニア燃料のみでボイラ１０の負荷を上昇させることとなる。そのため、微粉燃料の供給量を増加させる場合に比べ、ボイラ１０への入熱量の変動を抑制してボイラ１０の負荷の変化への追従性を高めることができる。

【0078】

以上において、制御部６０がボイラ１０の負荷をＬ１からＬ２まで上昇させる負荷上昇動作（負荷変化動作）を実行する例について説明したが、制御部６０は、ボイラ１０の負荷をＬ２からＬ１まで降下させる負荷降下動作（負荷変化動作）を実行することも可能である。制御部６０が負荷降下動作を実行する場合、ステップＳ２０２およびステップＳ２１４の「アンモニア燃料の供給量を規定変化率で増加」させる処理は、「アンモニア燃料の供給量を規定変化率で減少」させる処理となる。また、ステップＳ２１０およびステップＳ２０７の「微粉燃料の供給量を規定変化率で増加」させる処理は、「微粉燃料の供給量を規定変化率で減少」させる処理となる。

【0079】

また、ステップＳ２０６の「アンモニア燃料の供給量を規定変化率で減少」させる処理は、「アンモニア燃料の供給量を規定変化率で増加」させる処理となる。また、ステップＳ２１５の「微粉燃料の供給量を規定変化率で減少」させる処理は、「微粉燃料の供給量を規定変化率で増加」させる処理となる。

【0080】

以上説明した各実施形態に記載のボイラ、発電設備、およびボイラの制御方法は、例えば以下のように把握される。
本開示の第１態様に係るボイラは、火炉（１１）へ固体燃料を噴射して燃焼させる固体燃料バーナ（１２０）と、前記固体燃料バーナに供給される前記固体燃料の供給量を調整する固体燃料調整部（３１ａ～３５ａ）と、前記火炉（１１）へアンモニア燃料を噴射して燃焼させるアンモニア燃料バーナ（１１０）と、前記アンモニア燃料バーナに供給される前記アンモニア燃料の供給量を調整するアンモニア燃料調整部（５１ａ～５５ａ）と、前記固体燃料調整部および前記アンモニア燃料調整部を制御する制御部と、を備えるボイラであって、前記制御部は、前記ボイラの負荷を変化させる負荷変化動作を実行する際に、前記負荷変化動作の開始から完了に至るまでの動作期間において、前記アンモニア燃料バーナへ供給される前記アンモニア燃料の供給量を変化させるよう前記アンモニア燃料調整部を制御する。

【0081】

本開示の第１態様に係るボイラによれば、ボイラの負荷を変化させる負荷変化動作を実行する際に、負荷変化動作の開始から完了に至るまでの動作期間において、アンモニア燃料バーナへ供給されるアンモニア燃料の供給量が増加する。アンモニア燃料と固体燃料とを比較すると、アンモニア燃料（特に液体アンモニア）の方が入熱量を増加させやすい特性がある。そのため、アンモニア燃料バーナへ供給されるアンモニア燃料の供給量を変化させることにより、固体燃料の供給量のみを変化させる場合に比べ、ボイラの負荷変化速度を高めることができる。

【0082】

本開示の第２態様に係るボイラは、第１態様において、更に以下の構成を備える。すなわち、前記制御部は、前記ボイラの負荷を変化させる際に、前記固体燃料バーナへ供給される前記固体燃料の供給量を変化させるよう前記固体燃料調整部を制御する。
本開示の第２態様に係るボイラによれば、ボイラの負荷を変化させる負荷変化動作を実行する際に、負荷変化動作の開始から完了に至るまでの動作期間において、固体燃料バーナへ供給される固体燃料の供給量が増加する。アンモニア燃料と固体燃料の双方の供給量を変化させるため、固体燃料の供給量のみを変化させる場合に比べ、ボイラの負荷変化速度を高めることができる。

【0083】

本開示の第３態様に係るボイラは、第１態様において、更に以下の構成を備える。すなわち、前記制御部は、前記ボイラの負荷を変化させる際に、前記固体燃料バーナへ供給される前記固体燃料の供給量が一定となるように前記固体燃料調整部を制御する。
本開示の第３態様に係るボイラによれば、ボイラの負荷を変化させる負荷変化動作を実行する際に、負荷変化動作の開始から完了に至るまでの動作期間において、固体燃料の供給量が一定となるため、アンモニア燃料のみでボイラの負荷を変化させることとなる。そのため、固体燃料の供給量を変化させる場合に比べ、ボイラの負荷変化速度を高めることができる。

【0084】

本開示の第４態様に係るボイラは、第１態様から第３態様のいずれかにおいて、更に以下の構成を備える。すなわち、前記制御部は、前記ボイラが運転状態となる所定の運転期間中に、前記固体燃料の入熱量と前記アンモニア燃料の入熱量の合計した総入熱量に対する前記アンモニア燃料の入熱量の割合が２０％以上かつ８０％以下となるように前記固体燃料調整部および前記アンモニア燃料調整部を制御する。
本開示の第４態様に係るボイラによれば、アンモニア燃料の混焼率を２０％以上かつ８０％以下とすることにより、アンモニア燃料の混焼率を２０％未満とする場合に比べ、二酸化炭素の生成量を抑制することができる。また、アンモニア燃料の混焼率が比較的高いため、ボイラの負荷を上昇させる負荷上昇動作を実行する際にアンモニア燃料を用いても、アンモニア燃料の混焼率を２０％以上かつ８０％以下の適切な範囲に維持することができる。

【0085】

本開示の第５態様に係るボイラは、第３態様において、更に以下の構成を備える。すなわち、前記制御部は、前記ボイラが運転状態となる所定の運転期間中に、前記固体燃料の入熱量と前記アンモニア燃料の入熱量の合計した総入熱量に対する前記アンモニア燃料の入熱量の割合が２０％以上かつ５０％以下となるように前記固体燃料調整部および前記アンモニア燃料調整部を制御する。
本開示の第５態様に係るボイラによれば、アンモニア燃料の混焼率を２０％以上かつ５０％以下とすることにより、アンモニア燃料の混焼率を２０％未満とする場合に比べ、二酸化炭素の生成量を抑制することができる。また、アンモニア燃料の混焼率が比較的高いため、ボイラの負荷を上昇させる負荷上昇動作を実行する際にアンモニア燃料を用いても、アンモニア燃料の混焼率を２０％以上かつ５０％以下の適切な範囲に維持することができる。

【0086】

本開示の第６態様に係るボイラは、第１態様から３態様のいずれかにおいて、更に以下の構成を備える。すなわち、前記負荷変化動作は、前記ボイラの起動後の運転状態において実行される動作である。
本開示の第６態様に係るボイラによれば、ボイラの起動後の運転状態において、ボイラの負荷変化速度を高めることができる。

【0087】

本開示の第７態様に係る発電設備は、第１態様から第３態様のいずれかのボイラと、前記ボイラで生成された蒸気により駆動される蒸気タービンと、前記蒸気タービンに連結される発電機と、を備える。
本開示の第７態様に係る発電設備によれば、アンモニア燃料バーナへ供給されるアンモニア燃料の供給量を変化させることにより、固体燃料の供給量のみを変化させる場合に比べ、ボイラの負荷変化速度を高めることができる。

【0088】

本開示の第８態様に係るボイラの制御方法において、前記ボイラは、火炉内に固体燃料を用いて火炎を形成する固体燃料バーナと、前記固体燃料バーナに供給される前記固体燃料の供給量を調整する固体燃料調整部と、前記火炉内にアンモニア燃料を用いて火炎を形成するアンモニア燃料バーナと、前記アンモニア燃料バーナに供給される前記アンモニア燃料の供給量を調整するアンモニア燃料調整部と、を有し、前記固体燃料調整部および前記アンモニア燃料調整部を制御する制御工程を備え、前記制御工程は、前記ボイラの負荷を変化させる負荷変化動作を実行する際に、前記負荷変化動作の開始から完了に至るまでの動作期間において、前記アンモニア燃料バーナへ供給される前記アンモニア燃料の供給量を変化させるよう前記アンモニア燃料調整部を制御する。

【0089】

本開示の第８態様に係るボイラの制御方法によれば、ボイラの負荷を変化させる負荷変化動作を実行する際に、負荷変化動作の開始から完了に至るまでの動作期間において、アンモニア燃料バーナへ供給されるアンモニア燃料の供給量が変化する。アンモニア燃料と固体燃料とを比較すると、アンモニア燃料（特に液体アンモニア）の方が入熱量を変化させやすい特性がある。そのため、アンモニア燃料バーナへ供給されるアンモニア燃料の供給量を変化させることにより、固体燃料の供給量のみを変化させる場合に比べ、ボイラの負荷変化速度を高めることができる。

【符号の説明】

【0090】

１０ ボイラ
１１ 火炉
１２ 燃焼装置
１３ 煙道
２６ 微粉燃料供給管
３１，３２，３３，３４，３５ 粉砕機
３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａ 流量調整部（固体燃料調整部）
５０ アンモニア燃料供給部
５１，５２，５３，５４，５５ アンモニア燃料供給管
５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａ 流量調整部（アンモニア燃料調整部）
６０ 制御部
１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ 燃焼バーナ
１１０ アンモニア燃料バーナ
１２０ 微粉燃料バーナ
１３０ 空気ノズル
Ｌｔ 指令値
Ｌ２ 目標値
Ｌａ 実測値
Ｌｐｒ 所定値
ＶＤ 鉛直方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】