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(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】
(24)【登録日】2023-12-19
(45)【発行日】2023-12-27
(54)【発明の名称】燃焼設備および燃焼方法
(51)【国際特許分類】
F23C 99/00 20060101AFI20231220BHJP
F23J 15/00 20060101ALI20231220BHJP
F23N 5/00 20060101ALI20231220BHJP
F23N 5/24 20060101ALI20231220BHJP
【ＦＩ】
F23C99/00 303
F23J15/00 Z
F23N5/00 J
F23N5/00 L
F23N5/00 Y
F23N5/24 107Z
【請求項の数】
16
(21)【出願番号】P 2019125567
(22)【出願日】2019-07-04
(65)【公開番号】P2021011968
(43)【公開日】2021-02-04
【審査請求日】2022-05-16
(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】100106909
【弁理士】
【氏名又は名称】棚井 澄雄
(74)【代理人】
【識別番号】100114937
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 裕幸
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 武治
【審査官】古川 峻弘
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－２０２９４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１３８５７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１２２５２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２８６１２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－０１８５６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国実用新案第２０４６１１８１４（ＣＮ，Ｕ）
【文献】特開平０５－３１５０７０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２３Ｃ １／００－９９／００
Ｆ２３Ｊ １５／００－１５／０８
Ｆ２３Ｎ １／００－ ５／２６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部にバーナーが設けられたボイラと、前記ボイラで発生した排気ガスを外部に排出するための煙道と、前記バーナーの内部または前記バーナーの先端部と対向する位置に設けられ、燃料の燃焼過程で生成される火炎内の燃焼ガス成分と未燃焼炭素成分との少なくとも一方を振動させる高周波電磁波を前記燃料と空気が混ざり合って燃焼する領域である燃焼領域に印加する第１高周波電磁波印加手段、および、前記煙道に設けられ、前記煙道内の排気ガスに含まれる未燃焼成分を振動させる高周波電磁波を前記煙道内の排気ガスに印加する第２高周波電磁波印加手段を備えることを特徴とする燃焼設備。
【請求項2】
前記ボイラ内の下流における排気ガスの成分を分析する第１排気ガス分析手段と、前記第１排気ガス分析手段による排気ガス情報に基づいて前記第１高周波電磁波印加手段から前記燃焼領域に印加する高周波電磁波の強度を制御する第１制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃焼設備。
【請求項3】
前記バーナーに供給される燃料の成分を分析する第１燃料分析手段と、前記第１燃料分析手段による燃料情報に基づいて前記第１高周波電磁波印加手段から前記燃焼領域に印加する高周波電磁波の強度を制御する第２制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃焼設備。
【請求項4】
前記ボイラ内の下流における排気ガスの成分を分析する第１排気ガス分析手段と、前記バーナーに供給される燃料の成分を分析する第１燃料分析手段と、前記第１排気ガス分析手段による排気ガス情報および前記第１燃料分析手段による燃料情報に基づいて前記第１高周波電磁波印加手段から前記燃焼領域に印加する高周波電磁波の強度を制御する第３制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃焼設備。
【請求項5】
前記煙道内の排気ガスの成分を分析する第２排気ガス分析手段と、前記第２排気ガス分析手段による排気ガス情報に基づいて前記第２高周波電磁波印加手段から前記煙道内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第４制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃焼設備。
【請求項6】
前記バーナーに供給される燃料の成分を分析する第２燃料分析手段と、前記第２燃料分析手段による燃料情報に基づいて前記第２高周波電磁波印加手段から前記煙道内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第５制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃焼設備。
【請求項7】
前記ボイラ内の下流における排気ガスの成分を分析する第３排気ガス分析手段と、前記第３排気ガス分析手段による排気ガス情報に基づいて前記第２高周波電磁波印加手段から前記煙道内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第６制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃焼設備。
【請求項8】
前記煙道内の排気ガスの成分を分析する第２排気ガス分析手段と、前記バーナーに供給される燃料の成分を分析する第２燃料分析手段と、前記ボイラ内の下流における排気ガスの成分を分析する第３排気ガス分析手段と、前記第２排気ガス分析手段による排気ガス情報、前記第２燃料分析手段による燃料情報および前記第３排気ガス分析手段による排気ガス情報に基づいて前記第２高周波電磁波印加手段から前記煙道内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第７制御手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の燃焼設備。
【請求項9】
ボイラの内部に設けられたバーナーで燃料を燃焼する燃焼方法であって、前記バーナーの内部または前記バーナーの先端部と対向する位置に設けられた第１高周波電磁波印加手段から、前記燃料の燃焼過程で生成される火炎内の燃焼ガス成分と未燃焼炭素成分との少なくとも一方を振動させる高周波電磁波を前記燃料と空気が混ざり合って燃焼する領域である燃焼領域に印加する第１工程、および、前記ボイラで発生した排気ガスを外部に排出するための煙道内にて、前記煙道に設けられた第２高周波電磁波印加手段から、前記煙道内の排気ガスに含まれる未燃焼成分を振動させる高周波電磁波を前記煙道内の排気ガスに印加する第２工程を有することを特徴とする燃焼方法。
【請求項10】
前記ボイラ内の下流における排気ガスの成分を分析する第３工程と、前記第３工程による排気ガス情報に基づいて前記第１工程にて前記燃焼領域に印加する高周波電磁波の強度を制御する第４工程と、を有することを特徴とする請求項９に記載の燃焼方法。
【請求項11】
前記バーナーに供給される燃料の成分を分析する第５工程と、前記第５工程による燃料情報に基づいて前記第１工程にて前記燃焼領域に印加する高周波電磁波の強度を制御する第６工程と、を有することを特徴とする請求項９に記載の燃焼方法。
【請求項12】
前記ボイラ内の下流における排気ガスの成分を分析する第３工程と、前記バーナーに供給される燃料の成分を分析する第５工程と、前記第３工程による排気ガス情報および前記第５工程による燃料情報に基づいて前記第１工程にて前記燃焼領域に印加する高周波電磁波の強度を制御する第７工程と、を有することを特徴とする請求項９に記載の燃焼方法。
【請求項13】
前記煙道内の排気ガスの成分を分析する第８工程と、前記第８工程による排気ガス情報に基づいて前記第２工程にて前記煙道内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第９工程と、を有することを特徴とする請求項９に記載の燃焼方法。
【請求項14】
前記バーナーに供給される燃料の成分を分析する第１０工程と、前記第１０工程による燃料情報に基づいて前記第２工程にて前記煙道内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第１１工程と、を有することを特徴とする請求項９に記載の燃焼方法。
【請求項15】
前記ボイラ内の下流における排気ガスの成分を分析する第１２工程と、前記第１２工程による排気ガス情報に基づいて前記第２工程にて前記煙道内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第１３工程と、を有することを特徴とする請求項９に記載の燃焼方法。
【請求項16】
前記煙道内の排気ガスの成分を分析する第８工程と、前記バーナーに供給される燃料の成分を分析する第１０工程と、前記ボイラ内の下流における排気ガスの成分を分析する第１２工程と、前記第８工程による排気ガス情報、前記第１０工程による燃料情報および前記第１２工程による排気ガス情報に基づいて前記第２工程にて前記煙道内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第１４工程と、を有することを特徴とする請求項９に記載の燃焼方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、燃焼設備および燃焼方法に関する。
【背景技術】
【0002】
火力発電、例えば、微粉炭火力発電では、燃料である石炭の燃焼に伴い、燃料中の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）や酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とする燃焼灰（例えば、石炭灰）が大量に発生する（例えば、特許文献１参照）。燃焼灰の大半は、セメント原料や土工材等として有効に活用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特公平５－６３２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
一方、電力自由化に伴って、電力が限界費用を基準に電力市場で取り引きされているため、発電事業者により一層、発電原価を低減することが求められている。発電原価を低減するためには、これまでに利用されていなかった安価な低品位炭の活用が進められている。低品位炭の品質は様々であるため、ボイラの燃焼特性や石炭灰の品質に大きく影響する。すなわち、従来と異なる石炭を既設のボイラで燃焼させた場合、燃焼特性の相違に起因して燃焼灰中の未燃焼成分（主に炭素成分）濃度が増加し、さらに石炭中の微量成分により、セメント原料や土工材等としての利用が制限されることが懸念される。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ボイラ内部に設けられたバーナーにおける燃料の燃焼反応の促進を図り、燃焼効率を高く維持して、燃焼灰中の未燃焼成分を低減することができる燃焼設備および燃焼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】
［１］内部にバーナーが設けられたボイラと、前記ボイラで発生した排気ガスを外部に排出するための煙道と、前記バーナーまたはその近傍に設けられ、燃料の燃焼領域に高周波電磁波を印加する第１高周波電磁波印加手段、および、前記煙道に設けられ、前記煙道内の排気ガスに高周波電磁波を印加する第２高周波電磁波印加手段の少なくとも一方と、を備える燃焼設備。
［２］前記ボイラ内の下流における排気ガスの成分を分析する第１排気ガス分析手段と、前記第１排気ガス分析手段による排気ガス情報に基づいて前記第１高周波電磁波印加手段から前記燃焼領域に印加する高周波電磁波の強度を制御する第１制御手段と、を備える［１］に記載の燃焼設備。
［３］前記バーナーに供給される燃料の成分を分析する第１燃料分析手段と、前記第１燃料分析手段による燃料情報に基づいて前記第１高周波電磁波印加手段から前記燃焼領域に印加する高周波電磁波の強度を制御する第２制御手段と、を備える［１］に記載の燃焼設備。
［４］前記ボイラ内の下流における排気ガスの成分を分析する第１排気ガス分析手段と、前記バーナーに供給される燃料の成分を分析する第１燃料分析手段と、前記第１排気ガス分析手段による排気ガス情報および前記第１燃料分析手段による燃料情報に基づいて前記第１高周波電磁波印加手段から前記燃焼領域に印加する高周波電磁波の強度を制御する第３制御手段と、を備える［１］に記載の燃焼設備。
［５］前記煙道内の排気ガスの成分を分析する第２排気ガス分析手段と、前記第２排気ガス分析手段による排気ガス情報に基づいて前記第２高周波電磁波印加手段から前記煙道内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第４制御手段と、を備える［１］に記載の燃焼設備。
［６］前記バーナーに供給される燃料の成分を分析する第２燃料分析手段と、前記第２燃料分析手段による燃料情報に基づいて前記第２高周波電磁波印加手段から前記煙道内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第５制御手段と、を備える［１］に記載の燃焼設備。
［７］前記ボイラ内の下流における排気ガスの成分を分析する第３排気ガス分析手段と、前記第３排気ガス分析手段による排気ガス情報に基づいて前記第２高周波電磁波印加手段から前記煙道内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第６制御手段と、を備える［１］に記載の燃焼設備。
［８］前記煙道内の排気ガスの成分を分析する第２排気ガス分析手段と、前記バーナーに供給される燃料の成分を分析する第２燃料分析手段と、前記ボイラ内の下流における排気ガスの成分を分析する第３排気ガス分析手段と、前記第２排気ガス分析手段による排気ガス情報、前記第２燃料分析手段による燃料情報および前記第３排気ガス分析手段による排気ガス情報に基づいて前記第２高周波電磁波印加手段から前記煙道内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第７制御手段と、を備える［１］に記載の燃焼設備。
［９］ボイラの内部に設けられたバーナーで燃料を燃焼する燃焼方法であって、前記燃料の燃焼領域に高周波電磁波を印加する第１工程、および、前記ボイラで発生した排気ガスを外部に排出するための煙道内にて、前記排気ガスに高周波電磁波を印加する第２工程の少なくとも一方を有する燃焼方法。
［１０］前記ボイラ内の下流における排気ガスの成分を分析する第３工程と、前記第３工程による排気ガス情報に基づいて前記第１工程にて前記燃焼領域に印加する高周波電磁波の強度を制御する第４工程と、を有する［９］に記載の燃焼方法。
［１１］前記バーナーに供給される燃料の成分を分析する第５工程と、前記第５工程による燃料情報に基づいて前記第１工程にて前記燃焼領域に印加する高周波電磁波の強度を制御する第６工程と、を有する［９］に記載の燃焼方法。
［１２］前記ボイラ内の下流における排気ガスの成分を分析する第３工程と、前記バーナーに供給される燃料の成分を分析する第５工程と、前記第３工程による排気ガス情報および前記第５工程による燃料情報に基づいて前記第１工程にて前記燃焼領域に印加する高周波電磁波の強度を制御する第７工程と、を有する［９］に記載の燃焼方法。
［１３］前記煙道内の排気ガスの成分を分析する第８工程と、前記第８工程による排気ガス情報に基づいて前記第２工程にて前記煙道内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第９工程と、を有する［９］に記載の燃焼方法。
［１４］前記バーナーに供給される燃料の成分を分析する第１０工程と、前記第１０工程による燃料情報に基づいて前記第２工程にて前記煙道内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第１１工程と、を有する［９］に記載の燃焼方法。
［１５］前記ボイラ内の下流における排気ガスの成分を分析する第１２工程と、前記第１２工程による排気ガス情報に基づいて前記第２工程にて前記煙道内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第１３工程と、を有する［９］に記載の燃焼方法。
［１６］前記煙道内の排気ガスの成分を分析する第８工程と、前記バーナーに供給される燃料の成分を分析する第１０工程と、前記ボイラ内の下流における排気ガスの成分を分析する第１２工程と、前記第８工程による排気ガス情報、前記第１０工程による燃料情報および前記第１２工程による排気ガス情報に基づいて前記第２工程にて前記煙道内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第１４工程と、を有する［９］に記載の燃焼方法。
［２］前記ボイラ内の下流における排気ガスの成分を分析する第１排気ガス分析手段と、前記第１排気ガス分析手段による排気ガス情報に基づいて前記第１高周波電磁波印加手段から前記燃焼領域に印加する高周波電磁波の強度を制御する第１制御手段と、を備える［１］に記載の燃焼設備。
［３］前記バーナーに供給される燃料の成分を分析する第１燃料分析手段と、前記第１燃料分析手段による燃料情報に基づいて前記第１高周波電磁波印加手段から前記燃焼領域に印加する高周波電磁波の強度を制御する第２制御手段と、を備える［１］に記載の燃焼設備。
［４］前記ボイラ内の下流における排気ガスの成分を分析する第１排気ガス分析手段と、前記バーナーに供給される燃料の成分を分析する第１燃料分析手段と、前記第１排気ガス分析手段による排気ガス情報および前記第１燃料分析手段による燃料情報に基づいて前記第１高周波電磁波印加手段から前記燃焼領域に印加する高周波電磁波の強度を制御する第３制御手段と、を備える［１］に記載の燃焼設備。
［５］前記煙道内の排気ガスの成分を分析する第２排気ガス分析手段と、前記第２排気ガス分析手段による排気ガス情報に基づいて前記第２高周波電磁波印加手段から前記煙道内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第４制御手段と、を備える［１］に記載の燃焼設備。
［６］前記バーナーに供給される燃料の成分を分析する第２燃料分析手段と、前記第２燃料分析手段による燃料情報に基づいて前記第２高周波電磁波印加手段から前記煙道内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第５制御手段と、を備える［１］に記載の燃焼設備。
［７］前記ボイラ内の下流における排気ガスの成分を分析する第３排気ガス分析手段と、前記第３排気ガス分析手段による排気ガス情報に基づいて前記第２高周波電磁波印加手段から前記煙道内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第６制御手段と、を備える［１］に記載の燃焼設備。
［８］前記煙道内の排気ガスの成分を分析する第２排気ガス分析手段と、前記バーナーに供給される燃料の成分を分析する第２燃料分析手段と、前記ボイラ内の下流における排気ガスの成分を分析する第３排気ガス分析手段と、前記第２排気ガス分析手段による排気ガス情報、前記第２燃料分析手段による燃料情報および前記第３排気ガス分析手段による排気ガス情報に基づいて前記第２高周波電磁波印加手段から前記煙道内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第７制御手段と、を備える［１］に記載の燃焼設備。
［９］ボイラの内部に設けられたバーナーで燃料を燃焼する燃焼方法であって、前記燃料の燃焼領域に高周波電磁波を印加する第１工程、および、前記ボイラで発生した排気ガスを外部に排出するための煙道内にて、前記排気ガスに高周波電磁波を印加する第２工程の少なくとも一方を有する燃焼方法。
［１０］前記ボイラ内の下流における排気ガスの成分を分析する第３工程と、前記第３工程による排気ガス情報に基づいて前記第１工程にて前記燃焼領域に印加する高周波電磁波の強度を制御する第４工程と、を有する［９］に記載の燃焼方法。
［１１］前記バーナーに供給される燃料の成分を分析する第５工程と、前記第５工程による燃料情報に基づいて前記第１工程にて前記燃焼領域に印加する高周波電磁波の強度を制御する第６工程と、を有する［９］に記載の燃焼方法。
［１２］前記ボイラ内の下流における排気ガスの成分を分析する第３工程と、前記バーナーに供給される燃料の成分を分析する第５工程と、前記第３工程による排気ガス情報および前記第５工程による燃料情報に基づいて前記第１工程にて前記燃焼領域に印加する高周波電磁波の強度を制御する第７工程と、を有する［９］に記載の燃焼方法。
［１３］前記煙道内の排気ガスの成分を分析する第８工程と、前記第８工程による排気ガス情報に基づいて前記第２工程にて前記煙道内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第９工程と、を有する［９］に記載の燃焼方法。
［１４］前記バーナーに供給される燃料の成分を分析する第１０工程と、前記第１０工程による燃料情報に基づいて前記第２工程にて前記煙道内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第１１工程と、を有する［９］に記載の燃焼方法。
［１５］前記ボイラ内の下流における排気ガスの成分を分析する第１２工程と、前記第１２工程による排気ガス情報に基づいて前記第２工程にて前記煙道内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第１３工程と、を有する［９］に記載の燃焼方法。
［１６］前記煙道内の排気ガスの成分を分析する第８工程と、前記バーナーに供給される燃料の成分を分析する第１０工程と、前記ボイラ内の下流における排気ガスの成分を分析する第１２工程と、前記第８工程による排気ガス情報、前記第１０工程による燃料情報および前記第１２工程による排気ガス情報に基づいて前記第２工程にて前記煙道内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第１４工程と、を有する［９］に記載の燃焼方法。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、ボイラ内部に設けられたバーナーにおける燃料の燃焼反応の促進を図り、燃焼効率を高く維持して、燃焼灰中の未燃焼成分を低減することができる燃焼設備および燃焼方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の燃焼設備の一例である微粉炭火力発電設備の概略構成を示す模式図である。
【図2】本発明の第１の実施形態の燃焼設備を構成するバーナー近傍の概略構成を示す断面模式図である。
【図3】本発明の第１の実施形態の燃焼設備を構成するバーナー近傍の概略構成を示す断面模式図である。
【図4】本発明の第２の実施形態の燃焼設備の概略構成を示す模式図である。
【図5】本発明の第３の実施形態の燃焼設備の概略構成を示す模式図である。
【図6】本発明の第４の実施形態の燃焼設備の概略構成を示す模式図である。
【図7】本発明の第５の実施形態の燃焼設備の概略構成を示す模式図である。
【図8】本発明の第６の実施形態の燃焼設備の概略構成を示す模式図である。
【図9】本発明の第７の実施形態の燃焼設備の概略構成を示す模式図である。
【図10】本発明の第８の実施形態の燃焼設備の概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の燃焼設備および燃焼方法の実施の形態について説明する。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【0010】
本実施形態の燃焼設備および燃焼方法は、例えば、図１に示すような微粉炭火力発電設備に適用される。微粉炭火力発電設備は、微粉炭を空気搬送によりバーナーから火炉内に噴出・燃焼し、ボイラで高温高圧の水蒸気を作り、その蒸気でタービンを回転させて発電する設備である。すなわち、微粉炭火力発電設備は、大気圧下で運転（実施）する。
【0011】
（１）第１の実施形態
［燃焼設備］
図１は、本実施形態の燃焼設備の一例である微粉炭火力発電設備の概略構成を示す模式図である。図２は、本実施形態の燃焼設備を構成するバーナー近傍の概略構成を示す断面模式図である。
［燃焼設備］
図１は、本実施形態の燃焼設備の一例である微粉炭火力発電設備の概略構成を示す模式図である。図２は、本実施形態の燃焼設備を構成するバーナー近傍の概略構成を示す断面模式図である。
【0012】
図１に示すように、燃焼設備（微粉炭火力発電設備）１は、例えば、内部にバーナー２が設けられたボイラ３と、ボイラ３で発生した排気ガスを外部に排出するための煙道４と、煙道４に設けられた脱硝装置５と、熱交換器６と、電気集塵機７と、脱硫装置８と、煙突９と、ボイラ３で得られた高温高圧の水蒸気によって駆動するタービン（図示略）と、を備える。また、脱硝装置５は、脱硝剤槽１０を備える。脱硝装置５と脱硝剤槽１０は、供給路１１を介して接続されている。
【0013】
図２に示すように、バーナー２は、外形がボイラ３側から離れるに従って長手方向と垂直な長さが大きくなるテーパ形状をなす筒状の部材である。バーナー２は、燃料の燃焼領域（ボイラ３の壁面または内部であって、バーナー２の先端部２Ａが挿入され、バーナー２から噴出されたメイン燃料、パイロット燃料、一次空気および二次空気が混ざり合って燃焼する領域。ボイラ３のバーナー収容部３Ａ、バーナー収容部３Ａの出口部、バーナー収容部３Ａの出口部の外周に高温の燃焼ガスの循環流が形成されて保炎され、燃焼が進行する。）αに高周波電磁波を印加する第１高周波電磁波印加手段２０を有する。
本実施形態では、第１高周波電磁波印加手段２０としては、バーナー２の中心に、バーナー２の長手方向に沿って設けられたプローブ２１が用いられる。
本実施形態では、第１高周波電磁波印加手段２０としては、バーナー２の中心に、バーナー２の長手方向に沿って設けられたプローブ２１が用いられる。
【0014】
バーナー２は、プローブ２１を中心として、同心円状に、パイロット燃料流路２２と、メイン燃料流路２３とを有する。すなわち、バーナー２の中心から、プローブ２１と、パイロット燃料流路２２と、メイン燃料流路２３とがこの順に設けられている。
【0015】
バーナー２の先端部（ボイラ３側に配置される部分）２Ａには、所定の間隔を置いて、先端部２Ａの外形に沿って、かつ先端部２Ａを覆うように、キャップ状の仕切部材３０が設けられている。仕切部材３０の先端部（ボイラ３側に配置される部分）には、開口した開口部３０ａが設けられ、開口部３０ａを介してパイロット燃料流路２２およびメイン燃料流路２３とボイラ３内部が連通している。また、バーナー２の先端部２Ａは、仕切部材３０を介して、ボイラ３内部に挿入されている。仕切部材３０は、ボイラ３と所定の間隔を置いて配置されており、仕切部材３０とボイラ３の間には、二次空気が流れる二次空気流路３２が形成されている。
なお、二次空気流路３２の開口面積を一定に維持するために、仕切部材３０のボイラ３側にさらに仕切部材３３を設け、かつ先端部２Ａ、仕切部材３３を一体とするバーナー２を形成することもある。さらに、ボイラ３側のテーパ形状をなす部分（先端部２Ａ）も含めてバーナー２を形成することもある。
なお、二次空気流路３２の開口面積を一定に維持するために、仕切部材３０のボイラ３側にさらに仕切部材３３を設け、かつ先端部２Ａ、仕切部材３３を一体とするバーナー２を形成することもある。さらに、ボイラ３側のテーパ形状をなす部分（先端部２Ａ）も含めてバーナー２を形成することもある。
【0016】
本実施形態の燃焼設備１によれば、バーナー２の中心にプローブ２１を設けて、そのプローブ２１から燃焼領域αに存在する燃料噴霧流および噴霧火炎に高周波電磁波を印加することにより、ボイラ３内部に設けられたバーナー２における燃料の燃焼反応の促進を図り、燃焼効率を高く維持して、燃焼灰中の未燃焼成分を低減することができる。具体的には、高周波電磁波を印加することにより、以下に示すような様々な現象が生じて、燃焼反応を促進する。
（ａ）燃料（石炭中の水分または石炭に付着した水分）および空気中の水分からＯＨラジカル等が生成し、燃焼反応を促進する。
（ｂ）誘導加熱により、燃料および揮発分の分解反応や燃焼反応を促進する。
（ｃ）燃料および揮発分の分解反応や燃焼反応を促進する。
（ｄ）火炎内のプラズマを拡大し、燃焼反応を促進するとともに、火炎の強度を保つ。
（ｅ）燃焼ガス中のイオンが火炎内を移動することを促進し、火炎伝播速度を上昇して、燃焼反応を促進する。
（ａ）燃料（石炭中の水分または石炭に付着した水分）および空気中の水分からＯＨラジカル等が生成し、燃焼反応を促進する。
（ｂ）誘導加熱により、燃料および揮発分の分解反応や燃焼反応を促進する。
（ｃ）燃料および揮発分の分解反応や燃焼反応を促進する。
（ｄ）火炎内のプラズマを拡大し、燃焼反応を促進するとともに、火炎の強度を保つ。
（ｅ）燃焼ガス中のイオンが火炎内を移動することを促進し、火炎伝播速度を上昇して、燃焼反応を促進する。
【0017】
火力発電では、発電原価低減と燃料多様化の観点から各種低品位炭（亜瀝青炭、高Ｃａ炭、高灰分炭、褐炭等）の利用拡大が図られている。従来使用されてきた瀝青炭等と燃焼特性が異なる低品位炭を既設のボイラで燃焼する場合、バーナーのブラックスカート等の不安定燃焼や、ボイラの収熱分布の変化等の障害が生じることが懸念される。その結果、燃焼効率が低下して、発電効率が低下するとともに、燃焼灰中の未燃焼成分が増加することにより、セメント原料や土工材等として有効活用されてきた大量の燃焼灰の処分を困難にする。また、ボイラの収熱分布の変化により最悪の場合には蒸発管の噴破に至る。
【0018】
そこで、本実施形態の燃焼設備１では、バーナー２の中心に設けたプローブ２１から燃焼領域αに存在する燃料噴霧流および噴霧火炎に高周波電磁波を印加することにより、未燃焼炭素成分であるすす（正電位に荷電していることが多い）を火炎内で振動させることにより、すすの燃焼反応を促進させる。特に、燃焼過程でプラズマ状態となっている火炎については、電離した分子が振動し、その分子が中間生成物およびすす等と衝突することにより、燃焼反応を促進し、または、空間的に広がることにより、バーナー２での燃焼を安定に保つ。これにより、燃料の完全燃焼を実現して、発電効率を維持するとともに、燃焼灰中の未燃焼成分の濃度を低減し、セメント原料や土工材等としての利用促進を図ることができる。また、ボイラの収熱分布を設計仕様に沿った値に改善し、蒸発管の噴破等の障害を防止することができる。
【0019】
＜他の実施形態＞
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
【0020】
例えば、図３に示すような第１変形例のバーナー５０および第１高周波電磁波印加手段６０を採用してもよい。図３において、図２に示す構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
【0021】
図３に示す第１変形例のバーナー５０は、外形がボイラ３側から離れるに従って長手方向と垂直な長さが大きくなるテーパ形状をなす筒状の部材である。
バーナー５０は、同心円状に、パイロット燃料流路５１と、メイン燃料流路５２とを有する。すなわち、バーナー５０の中心から、パイロット燃料流路５１と、メイン燃料流路５２とがこの順に設けられている。
バーナー５０は、同心円状に、パイロット燃料流路５１と、メイン燃料流路５２とを有する。すなわち、バーナー５０の中心から、パイロット燃料流路５１と、メイン燃料流路５２とがこの順に設けられている。
【0022】
バーナー５０の先端部（ボイラ３側に配置される部分）５０Ａには、所定の間隔を置いて、先端部５０Ａの外形に沿って、かつ先端部５０Ａを覆うように、キャップ状の仕切部材３０が設けられている。仕切部材３０の先端部（ボイラ３側に配置される部分）には、開口した開口部３０ａが設けられ、開口部３０ａを介してパイロット燃料流路５１およびメイン燃料流路５２とボイラ３内部が連通している。また、バーナー５０の先端部５０Ａは、仕切部材３０を介して、ボイラ３内部に挿入されている。仕切部材３０は、ボイラ３と所定の間隔を置いて配置されており、仕切部材３０とボイラ３の間には、二次空気が流れる二次空気流路３２が形成されている。
【0023】
本実施形態では、第１高周波電磁波印加手段６０としては、燃料の燃焼領域（ボイラ３の壁面または内部であって、バーナー５０の先端部５０Ａが挿入され、バーナー５０から噴出されたメイン燃料、パイロット燃料、一次空気および二次空気が混ざり合って燃焼する領域。ボイラ３のバーナー収容部３Ａ、バーナー収容部３Ａの出口部、バーナー収容部３Ａの出口部の外周に高温の燃焼ガスの循環流が形成されて保炎され、燃焼が進行する。）αに、バーナー５０の先端部５０Ａと対向するように設けられたプローブ６１が用いられる。プローブ６１は、その長手方向が、ボイラ３のバーナー収容部３Ａの開口径に沿うように設けられている。プローブ６１には、その長手方向に沿って、所定の間隔を置いて、複数の電磁波噴出孔６２が設けられている。すなわち、プローブ６１は、バーナー５０とは離間した位置に設けられている。
【0024】
本実施形態の燃焼設備によれば、バーナー５０とは離間した位置に、バーナー５０の先端部５０Ａと対向するようにプローブ６１を設けて、そのプローブ６１から燃焼領域αに存在する燃料噴霧流および噴霧火炎に高周波電磁波を印加することにより、ボイラ３内部に設けられたバーナー２における燃料の燃焼反応の促進を図り、燃焼効率を高く維持して、燃焼灰中の未燃焼成分を低減することができる。本実施形態の燃焼設備は、特に、バーナー５０から噴出した燃料および燃焼用空気噴霧により形成された火炎が高温である場合に、より効率的に燃料の燃焼反応の促進を図ることができる。
【0025】
［燃焼方法］
図２を参照して、本実施形態の燃焼方法を詳細に説明する。
本実施形態の燃焼方法は、ボイラ３内部に設けられたバーナー２で燃料を燃焼する燃焼方法であって、燃料の燃焼領域αに高周波電磁波を印加する第１工程を有する。
図２を参照して、本実施形態の燃焼方法を詳細に説明する。
本実施形態の燃焼方法は、ボイラ３内部に設けられたバーナー２で燃料を燃焼する燃焼方法であって、燃料の燃焼領域αに高周波電磁波を印加する第１工程を有する。
【0026】
第１工程では、第１高周波電磁波印加手段２０のプローブ２１により、燃料の燃焼領域αに高周波電磁波を印加する。
第１工程において、燃料の燃焼領域αに印加する高周波電磁波の周波数、または、電力量（以下では、「強度」と称する。）は、燃料の成分、燃料の流量、燃料と空気の混合比等に応じて適宜調整される。
第１工程において、燃料の燃焼領域αに印加する高周波電磁波の周波数、または、電力量（以下では、「強度」と称する。）は、燃料の成分、燃料の流量、燃料と空気の混合比等に応じて適宜調整される。
【0027】
本実施形態の燃焼方法によれば、第１工程において、プローブ２１により、燃料の燃焼領域αに高周波電磁波を印加するため、ボイラ３内部に設けられたバーナー２における燃料の燃焼反応の促進を図り、燃焼効率を高く維持して、燃焼灰中の未燃焼成分を低減することができる。
【0028】
（２）第２の実施形態
［燃焼設備］
図４は、本実施形態の燃焼設備の概略構成を示す模式図である。なお、図４において、図１および図２に示した第１の実施形態の燃焼設備と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図４に示すように、本実施形態の燃焼設備（微粉炭火力発電設備）１００は、例えば、内部にバーナー２が設けられたボイラ３と、第１排気ガス分析手段１１０と、第１制御手段１２０と、を備える。
［燃焼設備］
図４は、本実施形態の燃焼設備の概略構成を示す模式図である。なお、図４において、図１および図２に示した第１の実施形態の燃焼設備と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図４に示すように、本実施形態の燃焼設備（微粉炭火力発電設備）１００は、例えば、内部にバーナー２が設けられたボイラ３と、第１排気ガス分析手段１１０と、第１制御手段１２０と、を備える。
【0029】
第１の実施形態と同様に、バーナー２は、第１高周波電磁波印加手段２０を有する。
【0030】
第１排気ガス分析手段１１０としては、排気ガス分析装置が用いられる。
第１排気ガス分析手段１１０は、配線１３０を介して、ボイラ３内の下流（煙道４側の領域）に設けられたガス検出部１４０に接続されている。第１排気ガス分析手段１１０は、ボイラ３内の下流における排気ガスを分析する。
第１排気ガス分析手段１１０は、配線１３０を介して、ボイラ３内の下流（煙道４側の領域）に設けられたガス検出部１４０に接続されている。第１排気ガス分析手段１１０は、ボイラ３内の下流における排気ガスを分析する。
【0031】
第１制御手段１２０としては、高周波電磁波印加制御装置が用いられる。
第１制御手段１２０は、配線１５０を介して、第１排気ガス分析手段１１０に接続されている。また、第１制御手段１２０は、配線１６０を介して、バーナー２に設けられた第１高周波電磁波印加手段２０に接続されている。第１制御手段１２０は、第１排気ガス分析手段１１０によるボイラ３内の下流における排気ガスの分析結果（排気ガス情報）に基づいて第１高周波電磁波印加手段２０から燃焼領域αに印加する高周波電磁波の強度を制御する。
第１制御手段１２０は、配線１５０を介して、第１排気ガス分析手段１１０に接続されている。また、第１制御手段１２０は、配線１６０を介して、バーナー２に設けられた第１高周波電磁波印加手段２０に接続されている。第１制御手段１２０は、第１排気ガス分析手段１１０によるボイラ３内の下流における排気ガスの分析結果（排気ガス情報）に基づいて第１高周波電磁波印加手段２０から燃焼領域αに印加する高周波電磁波の強度を制御する。
【0032】
本実施形態の燃焼設備１００によれば、排気ガスに含まれる燃焼灰中の未燃焼成分の濃度を最小限に抑制するように、第１排気ガス分析手段１１０の排気ガス情報に基づいて、第１制御手段１２０により、第１高周波電磁波印加手段２０から燃焼領域αに印加する高周波電磁波の強度を最適値、または電力消費を最小に制御することができる。その結果、ボイラ３内部に設けられたバーナー２における燃料の燃焼反応の促進を図り、燃焼効率を高く維持して、燃焼灰中の未燃焼成分を低減することができる。
【0033】
［燃焼方法］
図４を参照して、本実施形態の燃焼方法を詳細に説明する。
本実施形態の燃焼方法は、上記の第１工程に加えて、ボイラ３内の下流における排気ガスの成分を分析する第３工程と、第３工程による排気ガス情報に基づいて第１工程にて燃焼領域αに印加する高周波電磁波の強度を制御する第４工程と、を有する。
図４を参照して、本実施形態の燃焼方法を詳細に説明する。
本実施形態の燃焼方法は、上記の第１工程に加えて、ボイラ３内の下流における排気ガスの成分を分析する第３工程と、第３工程による排気ガス情報に基づいて第１工程にて燃焼領域αに印加する高周波電磁波の強度を制御する第４工程と、を有する。
【0034】
第３工程では、第１排気ガス分析手段１１０により、ボイラ３内の下流における排気ガスの成分を分析する。
【0035】
第４工程では、第１制御手段１２０により、第３工程にて、第１排気ガス分析手段１１０によって得られたボイラ３内の下流における排気ガスの成分の分析結果（排気ガス情報）に基づいて、第１工程にて、第１高周波電磁波印加手段２０により燃焼領域αに印加する高周波電磁波の強度を制御する。
【0036】
本実施形態の燃焼方法によれば、排気ガスに含まれる燃焼灰中の未燃焼成分の濃度を最小限に抑制するように、第４工程において、第３工程による排気ガス情報に基づいて、第１工程にて燃焼領域αに印加する高周波電磁波の強度を制御するため、燃焼領域αに印加する高周波電磁波の強度を最適値、または電力消費を最小に制御することができる。その結果、ボイラ３内部に設けられたバーナー２における燃料の燃焼反応の促進を図り、燃焼効率を高く維持して、燃焼灰中の未燃焼成分を低減することができる。
【0037】
（３）第３の実施形態
［燃焼設備］
図５は、本実施形態の燃焼設備の概略構成を示す模式図である。なお、図５において、図１および図２に示した第１の実施形態の燃焼設備と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図５に示すように、本実施形態の燃焼設備（微粉炭火力発電設備）２００は、例えば、内部にバーナー２が設けられたボイラ３と、第１燃料分析手段２１０と、第２制御手段２２０と、を備える。
［燃焼設備］
図５は、本実施形態の燃焼設備の概略構成を示す模式図である。なお、図５において、図１および図２に示した第１の実施形態の燃焼設備と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図５に示すように、本実施形態の燃焼設備（微粉炭火力発電設備）２００は、例えば、内部にバーナー２が設けられたボイラ３と、第１燃料分析手段２１０と、第２制御手段２２０と、を備える。
【0038】
第１の実施形態と同様に、バーナー２は、第１高周波電磁波印加手段２０を有する。
【0039】
第１燃料分析手段２１０としては、燃料成分分析装置が用いられる。
第１燃料分析手段２１０は、配線２３０を介して、第２制御手段２２０に接続されている。第１燃料分析手段２１０は、バーナー２の前段で、バーナー２に供給される燃料を分析し、燃料組成、粉砕度、供給温度、噴射流速、空気と燃料の混合比等の燃料に関する情報（燃料情報）を得る。
第１燃料分析手段２１０は、配線２３０を介して、第２制御手段２２０に接続されている。第１燃料分析手段２１０は、バーナー２の前段で、バーナー２に供給される燃料を分析し、燃料組成、粉砕度、供給温度、噴射流速、空気と燃料の混合比等の燃料に関する情報（燃料情報）を得る。
【0040】
第２制御手段２２０としては、高周波電磁波印加制御装置が用いられる。
第２制御手段２２０は、第１燃料分析手段２１０による燃料の分析結果（燃料情報）に基づいて第１高周波電磁波印加手段２０から燃焼領域αに印加する高周波電磁波の強度を制御する。
第２制御手段２２０は、第１燃料分析手段２１０による燃料の分析結果（燃料情報）に基づいて第１高周波電磁波印加手段２０から燃焼領域αに印加する高周波電磁波の強度を制御する。
【0041】
本実施形態の燃焼設備２００によれば、排気ガスに含まれる燃焼灰中の未燃焼成分の濃度を最小限に抑制するように、第１燃料分析手段２１０の燃料情報に基づいて、第２制御手段２２０により、第１高周波電磁波印加手段２０から燃焼領域αに印加する高周波電磁波の強度を最適値、または電力消費を最小に制御することができる。その結果、ボイラ３内部に設けられたバーナー２における燃料の燃焼反応の促進を図り、燃焼効率を高く維持して、燃焼灰中の未燃焼成分を低減することができる。
【0042】
［燃焼方法］
図５を参照して、本実施形態の燃焼方法を詳細に説明する。
本実施形態の燃焼方法は、上記の第１工程に加えて、バーナー２に供給される燃料の成分を分析する第５工程と、第５工程による燃料情報に基づいて第１工程にて燃焼領域αに印加する高周波電磁波の強度を制御する第６工程と、を有する。
図５を参照して、本実施形態の燃焼方法を詳細に説明する。
本実施形態の燃焼方法は、上記の第１工程に加えて、バーナー２に供給される燃料の成分を分析する第５工程と、第５工程による燃料情報に基づいて第１工程にて燃焼領域αに印加する高周波電磁波の強度を制御する第６工程と、を有する。
【0043】
第５工程では、第１燃料分析手段２１０により、バーナー２に供給される燃料の成分を分析する。
【0044】
第６工程では、第２制御手段２２０により、第５工程にて、第１燃料分析手段２１０によって得られた燃料の分析結果（燃料情報）に基づいて、第１工程にて、第１高周波電磁波印加手段２０により燃焼領域αに印加する高周波電磁波の強度を制御する。
【0045】
本実施形態の燃焼方法によれば、排気ガスに含まれる燃焼灰中の未燃焼成分の濃度を最小限に抑制するように、第６工程において、第５工程による燃料情報に基づいて、第１工程にて燃焼領域αに印加する高周波電磁波の強度を制御するため、燃焼領域αに印加する高周波電磁波の強度を最適値、または電力消費を最小に制御することができる。その結果、ボイラ３内部に設けられたバーナー２における燃料の燃焼反応の促進を図り、燃焼効率を高く維持して、燃焼灰中の未燃焼成分を低減することができる。
【0046】
（４）第４の実施形態
［燃焼設備］
図６は、本実施形態の燃焼設備の概略構成を示す模式図である。なお、図６において、図１および図２に示した第１の実施形態の燃焼設備、図４に示した第２の実施形態の燃焼設備、および、図５に示した第３の実施形態の燃焼設備と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図６に示すように、本実施形態の燃焼設備（微粉炭火力発電設備）３００は、例えば、内部にバーナー２が設けられたボイラ３と、第１排気ガス分析手段１１０と、第１燃料分析手段２１０と、第３制御手段３１０と、を備える。
［燃焼設備］
図６は、本実施形態の燃焼設備の概略構成を示す模式図である。なお、図６において、図１および図２に示した第１の実施形態の燃焼設備、図４に示した第２の実施形態の燃焼設備、および、図５に示した第３の実施形態の燃焼設備と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図６に示すように、本実施形態の燃焼設備（微粉炭火力発電設備）３００は、例えば、内部にバーナー２が設けられたボイラ３と、第１排気ガス分析手段１１０と、第１燃料分析手段２１０と、第３制御手段３１０と、を備える。
【0047】
第１の実施形態と同様に、バーナー２は、第１高周波電磁波印加手段２０を有する。
【0048】
第３制御手段３１０としては、高周波電磁波印加制御装置が用いられる。
第３制御手段３１０は、配線１５０を介して、第１排気ガス分析手段１１０に接続されている。また、第３制御手段３１０は、配線２３０を介して、第１燃料分析手段２１０に接続されている。さらに、第３制御手段３１０は、配線１６０を介して、バーナー２に設けられた第１高周波電磁波印加手段２０に接続されている。第３制御手段３１０は、第１排気ガス分析手段１１０によるボイラ３内の下流における排気ガスの分析結果（排気ガス情報）および第１燃料分析手段２１０による燃料の分析結果（燃料情報）に基づいて第１高周波電磁波印加手段２０から燃焼領域αに印加する高周波電磁波の強度を制御する。
第３制御手段３１０は、配線１５０を介して、第１排気ガス分析手段１１０に接続されている。また、第３制御手段３１０は、配線２３０を介して、第１燃料分析手段２１０に接続されている。さらに、第３制御手段３１０は、配線１６０を介して、バーナー２に設けられた第１高周波電磁波印加手段２０に接続されている。第３制御手段３１０は、第１排気ガス分析手段１１０によるボイラ３内の下流における排気ガスの分析結果（排気ガス情報）および第１燃料分析手段２１０による燃料の分析結果（燃料情報）に基づいて第１高周波電磁波印加手段２０から燃焼領域αに印加する高周波電磁波の強度を制御する。
【0049】
本実施形態の燃焼設備３００によれば、排気ガスに含まれる燃焼灰中の未燃焼成分の濃度を最小限に抑制するように、第１排気ガス分析手段１１０の排気ガス情報および第１燃料分析手段２１０の燃料情報に基づいて、第３制御手段３１０により、第１高周波電磁波印加手段２０から燃焼領域αに印加する高周波電磁波の強度を最適値、または電力消費を最小に制御することができる。その結果、ボイラ３内部に設けられたバーナー２における燃料の燃焼反応の促進を図り、燃焼効率を高く維持して、燃焼灰中の未燃焼成分を低減することができる。
【0050】
［燃焼方法］
図６を参照して、本実施形態の燃焼方法を詳細に説明する。
本実施形態の燃焼方法は、上記の第１工程に加えて、ボイラ３内の下流における排気ガスの成分を分析する第３工程と、バーナー２に供給される燃料の成分を分析する第５工程と、第３工程による排気ガス情報および第５工程による燃料情報に基づいて第１工程にて燃焼領域αに印加する高周波電磁波の強度を制御する第７工程と、を有する。
図６を参照して、本実施形態の燃焼方法を詳細に説明する。
本実施形態の燃焼方法は、上記の第１工程に加えて、ボイラ３内の下流における排気ガスの成分を分析する第３工程と、バーナー２に供給される燃料の成分を分析する第５工程と、第３工程による排気ガス情報および第５工程による燃料情報に基づいて第１工程にて燃焼領域αに印加する高周波電磁波の強度を制御する第７工程と、を有する。
【0051】
第３工程では、第１排気ガス分析手段１１０により、ボイラ３内の下流における排気ガスの成分を分析する。
【0052】
第５工程では、第１燃料分析手段２１０により、バーナー２に供給される燃料の成分を分析する。
【0053】
第７工程では、第３制御手段３１０により、第３工程にて第１排気ガス分析手段１１０によって得られたボイラ３内の下流における排気ガスの成分の分析結果（排気ガス情報）および第５工程にて第１燃料分析手段２１０によって得られた燃料の分析結果（燃料情報）に基づいて、第１工程にて、第１高周波電磁波印加手段２０により燃焼領域αに印加する高周波電磁波の強度を制御する。
【0054】
本実施形態の燃焼方法によれば、排気ガスに含まれる燃焼灰中の未燃焼成分の濃度を最小限に抑制するように、第７工程において、第３工程による排気ガス情報および第５工程による燃料情報に基づいて、第１工程にて燃焼領域αに印加する高周波電磁波の強度を制御するため、燃焼領域αに印加する高周波電磁波の強度を最適値、または電力消費を最小に制御することができる。その結果、ボイラ３内部に設けられたバーナー２における燃料の燃焼反応の促進を図り、燃焼効率を高く維持して、燃焼灰中の未燃焼成分を低減することができる。
【0055】
（５）第５の実施形態
［燃焼設備］
図７は、本実施形態の燃焼設備の概略構成を示す模式図である。なお、図７において、図１および図２に示した第１の実施形態の燃焼設備と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図７に示すように、本実施形態の燃焼設備（微粉炭火力発電設備）４００は、例えば、内部にバーナー２が設けられたボイラ３と、燃焼灰中未燃焼成分除去装置４１０と、第２排気ガス分析手段４２０と、を備える。
［燃焼設備］
図７は、本実施形態の燃焼設備の概略構成を示す模式図である。なお、図７において、図１および図２に示した第１の実施形態の燃焼設備と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図７に示すように、本実施形態の燃焼設備（微粉炭火力発電設備）４００は、例えば、内部にバーナー２が設けられたボイラ３と、燃焼灰中未燃焼成分除去装置４１０と、第２排気ガス分析手段４２０と、を備える。
【0056】
第１の実施形態と同様に、バーナー２は、第１高周波電磁波印加手段２０を有してもいてもよく、第１高周波電磁波印加手段２０を有していなくてもよい。
【0057】
燃焼灰中未燃焼成分除去装置４１０は、ボイラ３から排出され、煙道４内を流れる排気ガスに含まれる燃焼灰中の未燃焼成分を除去する未燃焼成分除去手段（図示略）と、煙道４内の排気ガスに高周波電磁波を印加する第２高周波電磁波印加手段４１１と、第２排気ガス分析手段４２０の排気ガス情報に基づいて第２高周波電磁波印加手段４１１から煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第４制御手段４１２と、を有する。
【0058】
第２高周波電磁波印加手段４１１としては、第１高周波電磁波印加手段２０と同様にプローブ等が用いられる。
【0059】
第４制御手段４１２としては、高周波電磁波印加制御装置が用いられる。
第４制御手段４１２は、配線４５０を介して、第２排気ガス分析手段４２０に接続されている。また、第４制御手段４１２は、配線（図示略）を介して、燃焼灰中未燃焼成分除去装置４１０に設けられた第２高周波電磁波印加手段４１１に接続されている。第４制御手段４１２は、第２排気ガス分析手段４２０による煙道４内の排気ガスの分析結果（排気ガス情報）に基づいて第２高周波電磁波印加手段４１１から煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する。
第４制御手段４１２は、配線４５０を介して、第２排気ガス分析手段４２０に接続されている。また、第４制御手段４１２は、配線（図示略）を介して、燃焼灰中未燃焼成分除去装置４１０に設けられた第２高周波電磁波印加手段４１１に接続されている。第４制御手段４１２は、第２排気ガス分析手段４２０による煙道４内の排気ガスの分析結果（排気ガス情報）に基づいて第２高周波電磁波印加手段４１１から煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する。
【0060】
第２排気ガス分析手段４２０としては、排気ガス分析装置が用いられる。
第２排気ガス分析手段４２０は、配線４３０を介して、煙道４内に設けられたガス検出部４４０に接続されている。第２排気ガス分析手段４２０は、未燃焼成分除去手段にて排気ガスに含まれる燃焼灰中の未燃焼成分を除去した後に、煙道４内を流れる排気ガスを分析する。
第２排気ガス分析手段４２０は、配線４３０を介して、煙道４内に設けられたガス検出部４４０に接続されている。第２排気ガス分析手段４２０は、未燃焼成分除去手段にて排気ガスに含まれる燃焼灰中の未燃焼成分を除去した後に、煙道４内を流れる排気ガスを分析する。
【0061】
本実施形態の燃焼設備４００によれば、排気ガスに含まれる燃焼灰中の未燃焼成分の濃度を最小限に抑制するように、第４制御手段４１２により、第２排気ガス分析手段４２０による煙道４内の排気ガスの分析結果（排気ガス情報）に基づいて第２高周波電磁波印加手段４１１から煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を最適値、または電力消費を最小に制御することができる。本実施形態の燃焼設備４００では、煙道４内を流れる排気ガスに含まれる燃料中の炭素成分および燃焼灰中の炭素成分を高周波振動させることにより、これらの炭素成分の酸化反応を促進することができる。また、第１～第４の実施形態よりも、排気ガス情報に基づいて、高周波電磁波の強度を最適値、または電力消費を最小に制御するまでの時間差を小さくすることができ、より高精度に高周波電磁波を制御することができる。これにより、燃料の完全燃焼を実現して、発電効率を維持するとともに、燃焼灰中の未燃焼成分を低減し、セメント原料や土工材等としての利用促進を図ることができる。また、ボイラの収熱分布を設計仕様に沿った値に改善し、蒸発管の噴破等の障害を防止することができる。
【0062】
なお、本実施形態の燃焼設備４００は、第２の実施形態にて示した第１排気ガス分析手段１１０および第１制御手段１２０、第３の実施形態にて示した第１燃料分析手段２１０および第２制御手段２２０、または、第２の実施形態にて示した第３制御手段３１０を備えていてもよい。
【0063】
［燃焼方法］
図７を参照して、本実施形態の燃焼方法を詳細に説明する。
本実施形態の燃焼方法は、上記の第１工程に加えて、ボイラ３で発生した排気ガスを外部に排出するための煙道４内にて、排気ガスに高周波電磁波を印加する第２工程と、煙道４内の排気ガスの成分を分析する第８工程と、第８工程による排気ガス情報に基づいて第２工程にて煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第９工程と、を有する。
図７を参照して、本実施形態の燃焼方法を詳細に説明する。
本実施形態の燃焼方法は、上記の第１工程に加えて、ボイラ３で発生した排気ガスを外部に排出するための煙道４内にて、排気ガスに高周波電磁波を印加する第２工程と、煙道４内の排気ガスの成分を分析する第８工程と、第８工程による排気ガス情報に基づいて第２工程にて煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第９工程と、を有する。
【0064】
第２工程では、煙道４内にて、第２高周波電磁波印加手段４１１により、排気ガスに高周波電磁波を印加する。
【0065】
第８工程では、第２排気ガス分析手段４２０により、煙道４内の排気ガスの成分を分析する。
【0066】
第９工程では、第４制御手段４１２により、第８工程にて、第２排気ガス分析手段４２０によって得られた煙道４内の排気ガスの成分の分析結果（排気ガス情報）に基づいて、第２工程にて、第２高周波電磁波印加手段４１１により、煙道４内の排気ガスに高周波電磁波を印加する。
【0067】
本実施形態の燃焼方法によれば、排気ガスに含まれる燃焼灰中の未燃焼成分の濃度を最小限に抑制するように、第９工程において、第８工程による排気ガス情報に基づいて、第２工程にて煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御するため、煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を最適値、または電力消費を最小に制御することができる。また、第１～第４の実施形態よりも、排気ガス情報に基づいて、高周波電磁波の強度を最適値、または電力消費を最小に制御するまでの時間差を小さくすることができ、より高精度に高周波電磁波を制御することができる。これにより、燃料の完全燃焼を実現して、発電効率を維持するとともに、燃焼灰中の未燃焼成分を低減することができる。
【0068】
なお、本実施形態の燃焼方法は、第２の実施形態にて示した第３工程および第４工程、第３の実施形態にて示した第５工程および第６工程、または、第２の実施形態にて示した第７工程を有していてもよい。
【0069】
（６）第６の実施形態
［燃焼設備］
図８は、本実施形態の燃焼設備の概略構成を示す模式図である。なお、図８において、図１および図２に示した第１の実施形態の燃焼設備および図７に示した第５の実施形態の燃焼設備と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図８に示すように、本実施形態の燃焼設備（微粉炭火力発電設備）５００は、例えば、内部にバーナー２が設けられたボイラ３と、燃焼灰中未燃焼成分除去装置４１０と、第２燃料分析手段５１０と、を備える。
［燃焼設備］
図８は、本実施形態の燃焼設備の概略構成を示す模式図である。なお、図８において、図１および図２に示した第１の実施形態の燃焼設備および図７に示した第５の実施形態の燃焼設備と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図８に示すように、本実施形態の燃焼設備（微粉炭火力発電設備）５００は、例えば、内部にバーナー２が設けられたボイラ３と、燃焼灰中未燃焼成分除去装置４１０と、第２燃料分析手段５１０と、を備える。
【0070】
第１の実施形態と同様に、バーナー２は、第１高周波電磁波印加手段２０を有してもいてもよく、第１高周波電磁波印加手段２０を有していなくてもよい。
【0071】
燃焼灰中未燃焼成分除去装置４１０は、ボイラ３から排出され、煙道４内を流れる排気ガスに含まれる燃焼灰中の未燃焼成分を除去する未燃焼成分除去手段（図示略）と、煙道４内の排気ガスに高周波電磁波を印加する第２高周波電磁波印加手段４１１と、第２燃料分析手段５１０の燃料情報に基づいて第２高周波電磁波印加手段４１１から煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第５制御手段５２０と、を有する。
【0072】
第５制御手段５２０としては、高周波電磁波印加制御装置が用いられる。
第５制御手段５２０は、配線５３０を介して、第２燃料分析手段５１０に接続されている。また、第５制御手段５２０は、配線（図示略）を介して、燃焼灰中未燃焼成分除去装置４１０に設けられた第２高周波電磁波印加手段４１１に接続されている。第５制御手段５２０は、第２燃料分析手段５１０による燃料の分析結果（燃料情報）に基づいて第２高周波電磁波印加手段４１１から煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する。
第５制御手段５２０は、配線５３０を介して、第２燃料分析手段５１０に接続されている。また、第５制御手段５２０は、配線（図示略）を介して、燃焼灰中未燃焼成分除去装置４１０に設けられた第２高周波電磁波印加手段４１１に接続されている。第５制御手段５２０は、第２燃料分析手段５１０による燃料の分析結果（燃料情報）に基づいて第２高周波電磁波印加手段４１１から煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する。
【0073】
第２燃料分析手段５１０としては、燃料成分分析装置が用いられる。
第２燃料分析手段５１０は、配線５４０を介して、燃料供給路５５０に設けられたガス検出部５６０に接続されている。第２燃料分析手段５１０は、バーナー２に供給される燃料を分析する。
第２燃料分析手段５１０は、配線５４０を介して、燃料供給路５５０に設けられたガス検出部５６０に接続されている。第２燃料分析手段５１０は、バーナー２に供給される燃料を分析する。
【0074】
本実施形態の燃焼設備５００によれば、排気ガスに含まれる燃焼灰中の未燃焼成分の濃度を最小限に抑制するように、第５制御手段５２０により、第２燃料分析手段５１０による燃料の分析結果（燃料情報）に基づいて第２高周波電磁波印加手段４１１から煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を最適値、または電力消費を最小に制御することができる。また、第１～第４の実施形態よりも、排気ガス情報に基づいて、高周波電磁波の強度を最適値、または電力消費を最小に制御するまでの時間差を小さくすることができ、より高精度に高周波電磁波を制御することができる。これにより、燃料の完全燃焼を実現して、発電効率を維持するとともに、燃焼灰中の未燃焼成分を低減することができる。
【0075】
なお、本実施形態の燃焼設備５００は、第２の実施形態にて示した第１排気ガス分析手段１１０および第１制御手段１２０、第３の実施形態にて示した第１燃料分析手段２１０および第２制御手段２２０、または、第２の実施形態にて示した第３制御手段３１０を備えていてもよい。
【0076】
［燃焼方法］
図８を参照して、本実施形態の燃焼方法を詳細に説明する。
本実施形態の燃焼方法は、上記の第１工程に加えて、ボイラ３で発生した排気ガスを外部に排出するための煙道４内にて、排気ガスに高周波電磁波を印加する第２工程と、バーナー２に供給される燃料の成分を分析する第１０工程と、第１０工程による燃料情報に基づいて第２工程にて煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第１１工程と、を有する。
図８を参照して、本実施形態の燃焼方法を詳細に説明する。
本実施形態の燃焼方法は、上記の第１工程に加えて、ボイラ３で発生した排気ガスを外部に排出するための煙道４内にて、排気ガスに高周波電磁波を印加する第２工程と、バーナー２に供給される燃料の成分を分析する第１０工程と、第１０工程による燃料情報に基づいて第２工程にて煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第１１工程と、を有する。
【0077】
第２工程では、煙道４内にて、第２高周波電磁波印加手段４１１により、排気ガスに高周波電磁波を印加する。
【0078】
第１０工程では、第２燃料分析手段５１０により、バーナー２に供給される燃料の成分を分析する。
【0079】
第１１工程では、第５制御手段５２０により、第１０工程にて第２燃料分析手段５１０によって得られた燃料の成分の分析結果（燃料情報）に基づいて、第２工程にて、第２高周波電磁波印加手段４１１により、煙道４内の排気ガスに高周波電磁波を印加する。
【0080】
本実施形態の燃焼方法によれば、排気ガスに含まれる燃焼灰中の未燃焼成分の濃度を最小限に抑制するように、第１１工程において、第１０工程による燃料情報に基づいて、第２工程にて煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御するため、煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を最適値、または電力消費を最小に制御することができる。また、第１～第４の実施形態よりも、排気ガス情報に基づいて、高周波電磁波の強度を最適値、または電力消費を最小に制御するまでの時間差を小さくすることができ、より高精度に高周波電磁波を制御することができる。これにより、燃料の完全燃焼を実現して、発電効率を維持するとともに、燃焼灰中の未燃焼成分を低減することができる。
【0081】
なお、本実施形態の燃焼方法は、第２の実施形態にて示した第３工程および第４工程、第３の実施形態にて示した第５工程および第６工程、または、第２の実施形態にて示した第７工程を有していてもよい。
【0082】
（７）第７の実施形態
［燃焼設備］
図９は、本実施形態の燃焼設備の概略構成を示す模式図である。なお、図９において、図１および図２に示した第１の実施形態の燃焼設備および図７に示した第５の実施形態の燃焼設備と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図９に示すように、本実施形態の燃焼設備（微粉炭火力発電設備）６００は、例えば、内部にバーナー２が設けられたボイラ３と、燃焼灰中未燃焼成分除去装置４１０と、第３排気ガス分析手段６１０と、を備える。
［燃焼設備］
図９は、本実施形態の燃焼設備の概略構成を示す模式図である。なお、図９において、図１および図２に示した第１の実施形態の燃焼設備および図７に示した第５の実施形態の燃焼設備と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図９に示すように、本実施形態の燃焼設備（微粉炭火力発電設備）６００は、例えば、内部にバーナー２が設けられたボイラ３と、燃焼灰中未燃焼成分除去装置４１０と、第３排気ガス分析手段６１０と、を備える。
【0083】
第１の実施形態と同様に、バーナー２は、第１高周波電磁波印加手段２０を有してもいてもよく、第１高周波電磁波印加手段２０を有していなくてもよい。
【0084】
燃焼灰中未燃焼成分除去装置４１０は、ボイラ３から排出され、煙道４内を流れる排気ガスに含まれる燃焼灰中の未燃焼成分を除去する未燃焼成分除去手段（図示略）と、煙道４内の排気ガスに高周波電磁波を印加する第２高周波電磁波印加手段４１１と、第３排気ガス分析手段６１０の排気ガスに基づいて第２高周波電磁波印加手段４１１から煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第６制御手段６２０と、を有する。
【0085】
第３排気ガス分析手段６１０としては、排気ガス分析装置が用いられる。
第３排気ガス分析手段６１０は、配線６３０を介して、ボイラ３内の下流に設けられたガス検出部６４０に接続されている。
第３排気ガス分析手段６１０は、配線６３０を介して、ボイラ３内の下流に設けられたガス検出部６４０に接続されている。
【0086】
第６制御手段６２０としては、高周波電磁波印加制御装置が用いられる。
第６制御手段６２０は、配線６５０を介して、第３排気ガス分析手段６１０に接続されている。また、第６制御手段６２０は、配線（図示略）を介して、燃焼灰中未燃焼成分除去装置４１０に設けられた第２高周波電磁波印加手段４１１に接続されている。第６制御手段６２０は、第３排気ガス分析手段６１０によるボイラ３内の下流の排気ガスの分析結果（排気ガス情報）に基づいて第２高周波電磁波印加手段４１１から煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する。
第６制御手段６２０は、配線６５０を介して、第３排気ガス分析手段６１０に接続されている。また、第６制御手段６２０は、配線（図示略）を介して、燃焼灰中未燃焼成分除去装置４１０に設けられた第２高周波電磁波印加手段４１１に接続されている。第６制御手段６２０は、第３排気ガス分析手段６１０によるボイラ３内の下流の排気ガスの分析結果（排気ガス情報）に基づいて第２高周波電磁波印加手段４１１から煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する。
【0087】
本実施形態の燃焼設備６００によれば、排気ガスに含まれる燃焼灰中の未燃焼成分の濃度を最小限に抑制するように、第６制御手段６２０により、ボイラ３内の下流の排気ガスの分析結果（排気ガス情報）に基づいて第２高周波電磁波印加手段４１１から煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を最適値、または電力消費を最小に制御することができる。また、第１～第４の実施形態よりも、排気ガス情報に基づいて、高周波電磁波の強度を最適値、または電力消費を最小に制御するまでの時間差を小さくすることができ、より高精度に高周波電磁波を制御することができる。これにより、燃料の完全燃焼を実現して、発電効率を維持するとともに、燃焼灰中の未燃焼成分を低減することができる。
【0088】
なお、本実施形態の燃焼設備６００は、第２の実施形態にて示した第１排気ガス分析手段１１０および第１制御手段１２０、第３の実施形態にて示した第１燃料分析手段２１０および第２制御手段２２０、または、第２の実施形態にて示した第３制御手段３１０を備えていてもよい。
【0089】
［燃焼方法］
図９を参照して、本実施形態の燃焼方法を詳細に説明する。
本実施形態の燃焼方法は、上記の第１工程に加えて、ボイラ３で発生した排気ガスを外部に排出するための煙道４内にて、排気ガスに高周波電磁波を印加する第２工程と、ボイラ３内の下流における排気ガスの成分を分析する第１２工程と、第１２工程による排気ガス情報に基づいて第２工程にて煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第１３工程と、を有する。
図９を参照して、本実施形態の燃焼方法を詳細に説明する。
本実施形態の燃焼方法は、上記の第１工程に加えて、ボイラ３で発生した排気ガスを外部に排出するための煙道４内にて、排気ガスに高周波電磁波を印加する第２工程と、ボイラ３内の下流における排気ガスの成分を分析する第１２工程と、第１２工程による排気ガス情報に基づいて第２工程にて煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第１３工程と、を有する。
【0090】
第２工程では、煙道４内にて、第２高周波電磁波印加手段４１１により、排気ガスに高周波電磁波を印加する。
【0091】
第１２工程では、第３排気ガス分析手段６１０により、ボイラ３内の下流における排気ガスの成分を分析する。
【0092】
第１３工程では、第６制御手段６２０により、第１２工程にて第３排気ガス分析手段６１０によって得られたボイラ３内の下流における排気ガスの分析結果（排気ガス情報）に基づいて、第２工程にて、第２高周波電磁波印加手段４１１により、煙道４内の排気ガスに高周波電磁波を印加する。
【0093】
本実施形態の燃焼方法によれば、排気ガスに含まれる燃焼灰中の未燃焼成分の濃度を最小限に抑制するように、第１３工程において、第１２工程による排気ガス情報に基づいて、第２工程にて煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御するため、煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を最適値、または電力消費を最小に制御することができる。また、第１～第４の実施形態よりも、排気ガス情報に基づいて、高周波電磁波の強度を最適値、または電力消費を最小に制御するまでの時間差を小さくすることができ、より高精度に高周波電磁波を制御することができる。これにより、燃料の完全燃焼を実現して、発電効率を維持するとともに、燃焼灰中の未燃焼成分を低減することができる。
【0094】
なお、本実施形態の燃焼方法は、第２の実施形態にて示した第３工程および第４工程、第３の実施形態にて示した第５工程および第６工程、または、第２の実施形態にて示した第７工程を有していてもよい。
【0095】
（８）第８の実施形態
［燃焼設備］
図１０は、本実施形態の燃焼設備の概略構成を示す模式図である。なお、図１０において、図１および図２に示した第１の実施形態の燃焼設備、図７に示した第５の実施形態の燃焼設備、図８に示した第６の実施形態の燃焼設備、および、図９に示した第７の実施形態の燃焼設備と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図１０に示すように、本実施形態の燃焼設備（微粉炭火力発電設備）７００は、例えば、内部にバーナー２が設けられたボイラ３と、燃焼灰中未燃焼成分除去装置４１０と、第２排気ガス分析手段４２０と、第２燃料分析手段５１０と、第３排気ガス分析手段６１０と、を備える。
［燃焼設備］
図１０は、本実施形態の燃焼設備の概略構成を示す模式図である。なお、図１０において、図１および図２に示した第１の実施形態の燃焼設備、図７に示した第５の実施形態の燃焼設備、図８に示した第６の実施形態の燃焼設備、および、図９に示した第７の実施形態の燃焼設備と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図１０に示すように、本実施形態の燃焼設備（微粉炭火力発電設備）７００は、例えば、内部にバーナー２が設けられたボイラ３と、燃焼灰中未燃焼成分除去装置４１０と、第２排気ガス分析手段４２０と、第２燃料分析手段５１０と、第３排気ガス分析手段６１０と、を備える。
【0096】
第１の実施形態と同様に、バーナー２は、第１高周波電磁波印加手段２０を有してもいてもよく、第１高周波電磁波印加手段２０を有していなくてもよい。
【0097】
燃焼灰中未燃焼成分除去装置４１０は、ボイラ３から排出され、煙道４内を流れる排気ガスに含まれる燃焼灰中の未燃焼成分を除去する未燃焼成分除去手段（図示略）を有する。また、燃焼灰中未燃焼成分除去装置４１０は、煙道４内の排気ガスに高周波電磁波を印加する第２高周波電磁波印加手段４１１を有する。また、燃焼灰中未燃焼成分除去装置４１０は、第２排気ガス分析手段４２０の排気ガス情報に基づいて第２高周波電磁波印加手段４１１から煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第４制御手段４１２を有する。また、燃焼灰中未燃焼成分除去装置４１０は、第２燃料分析手段５１０の燃料情報に基づいて第２高周波電磁波印加手段４１１から煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第５制御手段５２０を有する。また、燃焼灰中未燃焼成分除去装置４１０は、第３排気ガス分析手段６１０の排気ガスに基づいて第２高周波電磁波印加手段４１１から煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第６制御手段６２０を有する。なお、第４制御手段４１２、第５制御手段５２０および第６制御手段６２０は一体となっており、その一体となっている制御手段を第７制御手段７１０と言う。
【0098】
第４制御手段４１２は、配線４５０を介して、第２排気ガス分析手段４２０に接続されている。また、第４制御手段４１２は、配線（図示略）を介して、燃焼灰中未燃焼成分除去装置４１０に設けられた第２高周波電磁波印加手段４１１に接続されている。
【0099】
第５制御手段５２０は、配線５３０および配線６５０（配線４５０）を介して、第７制御手段７１０を構成する第２燃料分析手段５１０に接続されている。また、第５制御手段５２０は、配線（図示略）を介して、燃焼灰中未燃焼成分除去装置４１０に設けられた第２高周波電磁波印加手段４１１に接続されている。
【0100】
第２燃料分析手段５１０は、配線５４０を介して、燃料供給路５５０に設けられたガス検出部５６０に接続されている。
【0101】
第３排気ガス分析手段６１０は、配線６３０を介して、ボイラ３内の下流に設けられたガス検出部６４０に接続されている。
【0102】
第６制御手段６２０は、配線６５０を介して、第３排気ガス分析手段６１０に接続されている。また、第６制御手段６２０は、配線（図示略）を介して、燃焼灰中未燃焼成分除去装置４１０に設けられた第２高周波電磁波印加手段４１１に接続されている。
【0103】
本実施形態の燃焼設備７００によれば、排気ガスに含まれる燃焼灰中の未燃焼成分の濃度を最小限に抑制するように、第７制御手段７１０により、第２排気ガス分析手段４２０による排気ガス情報、第２燃料分析手段５１０による燃料情報および第３排気ガス分析手段６１０による排気ガス情報に基づいて第２高周波電磁波印加手段４１１から煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を最適値、または電力消費を最小に制御することができる。また、第１～第４の実施形態よりも、排気ガス情報に基づいて、高周波電磁波の強度を最適値、または電力消費を最小に制御するまでの時間差を小さくすることができ、より高精度に高周波電磁波を制御することができる。これにより、燃料の完全燃焼を実現して、発電効率を維持するとともに、燃焼灰中の未燃焼成分を低減することができる。
【0104】
なお、本実施形態の燃焼設備７００は、第２の実施形態にて示した第１排気ガス分析手段１１０および第１制御手段１２０、第３の実施形態にて示した第１燃料分析手段２１０および第２制御手段２２０、または、第２の実施形態にて示した第３制御手段３１０を備えていてもよい。
【0105】
［燃焼方法］
図１０を参照して、本実施形態の燃焼方法を詳細に説明する。
本実施形態の燃焼方法は、上記の第１工程に加えて、ボイラ３で発生した排気ガスを外部に排出するための煙道４内にて、排気ガスに高周波電磁波を印加する第２工程と、煙道４内の排気ガスの成分を分析する第８工程と、バーナー２に供給される燃料の成分を分析する第１０工程と、ボイラ３内の下流における排気ガスの成分を分析する第１２工程と、第８工程による排気ガス情報、第１０工程による燃料情報および第１２工程による排気ガス情報に基づいて第２工程にて煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第１４工程と、を有する。
図１０を参照して、本実施形態の燃焼方法を詳細に説明する。
本実施形態の燃焼方法は、上記の第１工程に加えて、ボイラ３で発生した排気ガスを外部に排出するための煙道４内にて、排気ガスに高周波電磁波を印加する第２工程と、煙道４内の排気ガスの成分を分析する第８工程と、バーナー２に供給される燃料の成分を分析する第１０工程と、ボイラ３内の下流における排気ガスの成分を分析する第１２工程と、第８工程による排気ガス情報、第１０工程による燃料情報および第１２工程による排気ガス情報に基づいて第２工程にて煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する第１４工程と、を有する。
【0106】
第２工程では、煙道４内にて、第２高周波電磁波印加手段４１１により、排気ガスに高周波電磁波を印加する。
【0107】
第８工程では、第２排気ガス分析手段４２０により、煙道４内の排気ガスの成分を分析する。
【0108】
第１０工程では、第２燃料分析手段５１０により、バーナー２に供給される燃料の成分を分析する。
【0109】
第１２工程では、第３排気ガス分析手段６１０により、ボイラ３内の下流における排気ガスの成分を分析する。
【0110】
第１４工程では、第８工程による排気ガス情報、第１０工程による燃料情報および第１２工程による排気ガス情報に基づいて第２工程にて煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御する。
【0111】
本実施形態の燃焼方法によれば、排気ガスに含まれる燃焼灰中の未燃焼成分の濃度を最小限に抑制するように、第１４工程において、第８工程による排気ガス情報、第１０工程による燃料情報および第１２工程による排気ガス情報に基づいて第２工程にて煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を制御するため、煙道４内の排気ガスに印加する高周波電磁波の強度を最適値、または電力消費を最小に制御することができる。また、第１～第４の実施形態よりも、排気ガス情報に基づいて、高周波電磁波の強度を最適値、または電力消費を最小に制御するまでの時間差を小さくすることができ、より高精度に高周波電磁波を制御することができる。これにより、燃料の完全燃焼を実現して、発電効率を維持するとともに、燃焼灰中の未燃焼成分を低減することができる。
【0112】
なお、本実施形態の燃焼方法は、第２の実施形態にて示した第３工程および第４工程、第３の実施形態にて示した第５工程および第６工程、または、第２の実施形態にて示した第７工程を有していてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0113】
本発明は、ボイラにおける燃焼効率の管理、または燃焼に伴って生成される石炭灰をセメント原料または土工材等として用いる際の品質管理に係る。本発明の燃焼設備および燃焼方法は、ボイラに設けられたバーナーにおける燃焼反応の促進を図り、発電効率を高く維持する。また、本発明の燃焼設備および燃焼方法は、ボイラまたは煙道における燃焼灰中の未燃焼成分の酸化分解を促進し、燃焼灰中の未燃焼成分を低減する。従って、本発明の燃焼設備および燃焼方法は、火力発電設備の安定・高効率運用と石炭灰の有効活用の促進に寄与する。
【符号の説明】
【0114】
１，１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００ 燃焼設備（微粉炭火力発電設備）
２，５０ バーナー
３ ボイラ
４ 煙道
５ 脱硝装置
６ 熱交換器
７ 電気集塵機
８ 脱硫装置
９ 煙突
１０ 脱硝剤槽
１１ 供給路
２０，６０ 第１高周波電磁波印加手段
１１０ 第１排気ガス分析手段
１２０ 第１制御手段
２１０ 第１燃料分析手段
２２０ 第２制御手段
３１０ 第３制御手段
４１０ 燃焼灰中未燃焼成分除去装置
４１１ 第２高周波電磁波印加手段
４１２ 第４制御手段
４２０ 第２排気ガス分析手段
５１０ 第２燃料分析手段
５２０ 第５制御手段
６１０ 第３排気ガス分析手段
６２０ 第６制御手段
７１０ 第７制御手段
２，５０ バーナー
３ ボイラ
４ 煙道
５ 脱硝装置
６ 熱交換器
７ 電気集塵機
８ 脱硫装置
９ 煙突
１０ 脱硝剤槽
１１ 供給路
２０，６０ 第１高周波電磁波印加手段
１１０ 第１排気ガス分析手段
１２０ 第１制御手段
２１０ 第１燃料分析手段
２２０ 第２制御手段
３１０ 第３制御手段
４１０ 燃焼灰中未燃焼成分除去装置
４１１ 第２高周波電磁波印加手段
４１２ 第４制御手段
４２０ 第２排気ガス分析手段
５１０ 第２燃料分析手段
５２０ 第５制御手段
６１０ 第３排気ガス分析手段
６２０ 第６制御手段
７１０ 第７制御手段
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】