特許 7591347 衝撃波式スートブロワを備えるボイラシステムおよびその運転方法

(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】2024-11-20

(45)【発行日】2024-11-28

(54)【発明の名称】衝撃波式スートブロワを備えるボイラシステムおよびその運転方法

(51)【国際特許分類】

   F22B 37/48 20060101AFI20241121BHJP

   F23J 3/00 20060101ALI20241121BHJP

   F28G 7/00 20060101ALI20241121BHJP

【ＦＩ】

F22B37/48 Z

F23J3/00 Z

F28G7/00 A

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019236171

(22)【出願日】2019-12-26

(65)【公開番号】P2021105469

(43)【公開日】2021-07-26

【審査請求日】2022-11-24

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087941

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 修司

(74)【代理人】

【識別番号】100112829

【弁理士】

【氏名又は名称】堤 健郎

(74)【代理人】

【識別番号】100155963

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】100150566

【弁理士】

【氏名又は名称】谷口 洋樹

(74)【代理人】

【識別番号】100220489

【弁理士】

【氏名又は名称】笹沼 崇

(72)【発明者】

【氏名】吉川 充

(72)【発明者】

【氏名】森田 介斗

(72)【発明者】

【氏名】田代 英之

【審査官】大谷 光司

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－２７８９２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１８５７３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－１６４２２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１１６７９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１８１００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５６－０２３６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－０８３４０８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２２Ｂ ３７／４８

Ｆ２３Ｊ ３／００

Ｆ２８Ｇ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水蒸気を発生させるボイラと、
燃料ガスと酸化剤ガスとの混合気を燃焼させることにより、燃焼ガスの吐出口を形成するノズルから衝撃波を出力するスートブロワ本体を有し、前記衝撃波によって前記ボイラを構成する熱交換器の表面に付着したダストを除去する衝撃波式スートブロワと、
前記スートブロワ本体に設けられて、押圧ガスによって燃焼開始前に前記吐出口を閉鎖し、燃焼開始後に前記吐出口を開放するように構成された開閉機構と、
前記衝撃波式スートブロワによるダスト除去対象である熱交換器の設置領域に設けられた衝撃力測定器と、
を備え、
前記設置領域に面する第１壁面に、前記衝撃波式スートブロワの出力口が設けられており、
前記設置領域に面し、前記第１壁面に前記熱交換器を挟んで対向する第２壁面に、前記衝撃力測定器が設置されており、
前記熱交換器は、前記出力口の軸心に重ならない位置に配置されており、
前記第２壁面における前記出力口の軸心上に第１の衝撃力測定器が設置されており、
前記第２壁面における、前記出力口の中心との間に前記熱交換器が介在する位置であって、前記出力口の中心とを結ぶ直線が前記熱交換器を通過する長さが最長となる位置に第２の衝撃力測定器が設置されている、
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を運転する方法であって、
前記衝撃力測定器による測定結果に基づいて、前記衝撃波式スートブロワの燃料ガスおよび酸化剤ガスの充填量、および前記衝撃波式スートブロワの作動頻度の少なくとも一方を決定することを含む、
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】

本発明は、衝撃波式スートブロワを備えるボイラシステムおよびその運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、例えば廃棄物焼却炉の排熱を利用するボイラの熱交換器（例えば過熱器や節炭器）の表面に付着したダストを除去するために、衝撃波式スートブロワが用いられている（例えば、特許文献１参照）。この衝撃波式スートブロワは、燃料ガスおよび酸素のような酸化剤ガスを含む混合気を燃焼させて衝撃波を発生させ、この衝撃波を装置の内部空間に放出するように構成されている。この衝撃波により、装置表面からダストが除去される。

【0003】

一般的に、衝撃波式スートブロワは、燃料ガスと酸化剤ガスを混合して燃焼させる燃焼室と、燃焼室に供給するための燃料ガスおよび酸化剤ガスの各々を貯留しておく燃料ガス充填タンクおよび酸化剤ガス充填タンクを備えており、従来、前記燃焼室へのガス供給は、各充填タンクに燃料ガスおよび酸化剤ガスをそれぞれ所定の設定圧力値になるまで充填し、その後、各充填タンク内のガスを所定時間（各充填タンク内の圧力と燃焼室内の圧力が平衡に達するのに十分な時間）燃焼室へ転送することにより行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００５－１７２４１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このようなボイラの運用においては、衝撃波式スートブロワによって効果的にダストを除去することで、ボイラの収熱性能の維持を図っているが、他方で、燃料ガスおよび酸化剤ガスを必要以上に消費しないことも求められている。ボイラの収熱性能を保ち、かつランニングコストを最適化するために、運転条件、すなわち衝撃波式スートブロワについて作動頻度や１回の作動時当たりの充填ガス量を調整する必要がある。従来、このような調整を行うための判断材料として、ボイラの排熱温度や蒸気温度等のデータを用いていた。しかし、ボイラの排熱温度や蒸気温度にはダスト除去の影響が間接的に反映されるにすぎず、かつ他の要因も影響し得ることから、適切な運用を行うためには長期にわたって蓄積したデータを使用する必要があった。

【0006】

そこで、本発明の目的は、上記の課題を解決するために、短期の運用期間で高精度に衝撃波式スートブロワの運転条件を決定することで、ボイラの収熱性能の維持およびランニングコストの最適化が可能なボイラシステムおよびその運転方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記した目的を達成するために、本発明に係るボイラシステムは、
水蒸気を発生させるボイラと、
燃料ガスと酸化剤ガスとの混合気を燃焼させることにより衝撃波を出力する衝撃波式スートブロワであって、前記衝撃波によって前記ボイラを構成する熱交換器の表面に付着したダストを除去する衝撃波式スートブロワと、
前記衝撃波式スートブロワによるダスト除去対象である熱交換器の設置領域に設けられた衝撃力測定器と、
を備える。

【0008】

この構成によれば、熱交換器の設置領域に設けた衝撃力測定器によって衝撃波式スートブロワからの衝撃力を直接測定することができるので、より短期の運用期間で高精度に衝撃波式スートブロワの運転条件を決定し、ボイラの収熱性能の維持およびランニングコストの最適化を図ることが可能になる。

【0009】

本発明の一実施形態に係るボイラシステムにおいて、前記設置領域に面する第１壁面に、前記衝撃波式スートブロワの出力口が設けられており、前記設置領域に面し、前記第１壁面に前記熱交換器を挟んで対向する第２壁面に、前記衝撃力測定器が設置されていてもよい。この構成によれば、衝撃波測定器を設置領域の壁面に取り付けるので、熱交換器の性能へ与える影響を最小限に抑えるとともに、熱交換器自体に取り付ける場合に比べて配線などの周辺構成を簡素化することができる。

【0010】

本発明の一実施形態に係るボイラシステムにおいて、前記熱交換器は、前記出力口の軸心に重ならない位置に配置されており、前記第２壁面における前記出力口の軸心上の位置に第１の衝撃力測定器が設置されており、前記第２壁面における、前記出力口の中心との間に前記熱交換器が介在する位置に第２の衝撃力測定器が設置されていてもよい。この構成によれば、第２壁面において直接衝撃力を受ける位置と、熱交換器の裏側で衝撃力が弱まる位置にそれぞれ衝撃力測定器を取り付けることにより、使用する衝撃力測定器の数を抑えながら、精度の高い衝撃力測定値を得ることができる。

【0011】

本発明に係るボイラシステムの運転方法は、上記いずれかのボイラシステムを運転する方法であって、前記衝撃力測定器による測定結果に基づいて、前記衝撃波式スートブロワの燃料ガスおよび酸化剤ガスの充填量、および前記衝撃波式スートブロワの作動頻度の少なくとも一方を決定することを含む。

【0012】

この構成によれば、衝撃力測定器によって得た衝撃力の測定結果を用いて、ダスト除去効果およびランニングコストに直結する衝撃波式スートブロワの運転条件であるガス充填量および／またはスートブロワの作動頻度を決定するので、短期の運用期間で効果的にランニングコストの最適化を図ることが可能になる。

【発明の効果】

【0013】

以上のように、本発明によれば、衝撃波式スートブロワから出力される衝撃力を直接測定することによって、より短期の運用期間で高精度に衝撃波式スートブロワの運転条件を決定することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係るボイラシステムが設置された廃棄物焼却設備の概略構成を示す側面図である。

【図2】図１のボイラシステムに使用される衝撃波式スートブロワの概略構成を示すブロック図である。

【図3A】図１のボイラシステムに用いられるスートブロワの構造および、燃焼開始前までの動作を示す断面図である。

【図3B】図１のボイラシステムに用いられるスートブロワの構造および、燃焼開始後の動作を示す断面図である。

【図4】図１のボイラシステムの熱交換器設置領域における衝撃波測定器の配置の例を示す断面図である。

【図5】図１のボイラシステムの熱交換器設置領域における衝撃力実効領域を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明に係る実施形態を図面に従って説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

【0016】

図１に、本発明の一実施形態に係るボイラシステムＳが設置された廃棄物焼却炉１を示す。廃棄物焼却炉１では、廃棄物が燃焼室内で焼却され、焼却により発生した高温の排ガスＧが、燃焼室の下流に接続された煙道３を通過する。煙道３は、上部または下部の複数個所で折り返される構造を有している。本明細書では、煙道３全体を折返し部分によって区画して、上流側から順に第１煙道３ａ、第２煙道３ｂ、第３煙道３ｃ…と呼ぶ。図１では第３煙道３ｃまでを示しており、その下流の部分は省略している。

【0017】

ボイラシステムＳの本体部分を構成するボイラ５は、排ガスＧの流路である煙道３を流れる排ガスＧの熱を利用して水蒸気を発生させる。本実施形態では、ボイラ５は、ドラム７と、煙道３に配置された多数の水管（図示せず）と、ボイラ５を構成する熱交換器である過熱器９（図示の例では一次過熱器９Ａと二次過熱器９Ｂ）とを備えている。この例では、煙道３の上流部分に当たる第１煙道３ａおよび第２煙道３ｂに水管が配置されている。過熱器９は、煙道３の下流部分に当たる第３煙道３ｃに配置されている。

【0018】

ボイラシステムＳは、ボイラ５のほかに、衝撃波式スートブロワ（以下、単に「スートブロワ」と呼ぶ。）１１と、衝撃力測定器１３（図４）とを備えている。スートブロワ１１は、後に詳述するように、衝撃波を出力する装置であり、前記過熱器９のような、ボイラ５を構成する熱交換器の表面に付着したダストを除去する。衝撃力測定器１３は、スートブロワ１１によるダスト除去対象である熱交換器の設置領域Ｒに設けられて、スートブロワ１１から出力された衝撃波の衝撃力を測定する。

【0019】

同図に示すように、本実施形態では、第３煙道３ｃに、２つの過熱器９Ａ，９Ｂが、排ガスＧの流れ方向に沿って離間して設置されている。衝撃波式スートブロワ１１は、これらの過熱器９Ａ，９Ｂの間の空間に衝撃波を出力するように設置されている。なお、ボイラシステムＳにおける熱交換器の種類、配置およびスートブロワ１１の配置はこの例に限定されない。例えば、図示は省略するが、第２煙道３ｂに蒸発器および蒸発器のダストを除去するスートブロワが設けられていてもよく、第３煙道３ｃの下流に接続された第４煙道に、節炭器および節炭器のダストを除去するスートブロワが設けられていてもよい。

【0020】

図２に、本発明の一実施形態に係るスートブロワ１１の概略構成を示す。スートブロワ１１は、燃料ガスＦと酸化剤ガスＯとの混合気を燃焼させ、これによって生じた燃焼ガスＢを吐出することによって衝撃波ＳＰを出力する。本実施形態では、燃料ガスＦとしてメタンガスが、酸化剤ガスＯとして酸素ガスが使用されている。もっとも、燃料ガスＦおよび酸化剤ガスＯはこれらに限定されない。

【0021】

スートブロワ１１は、燃焼室１５およびこの燃焼室１５と一体のスートブロワ本体１７を備えている。スートブロワ本体１７には、燃焼室１５で生成された燃焼ガスＢを吐出する吐出口１９が設けられている。スートブロワ１１は、さらに、燃料供給源である燃料タンク２１と、酸化剤供給源である酸化剤タンク２３とを備えている。燃料タンク２１と燃焼室１５との間、つまり燃料タンク２１から燃焼室１５へ燃料ガスＦを供給する燃料供給路２５の中途には、燃料貯留タンク２７が設けられている。酸化剤タンク２３と燃焼室１５との間、つまり酸化剤タンク２３から燃焼室１５へ酸化剤ガスＯを供給する酸化剤供給路２９の中途には、酸化剤貯留タンク３１が設けられている。以下の説明では、便宜上、燃料供給路２５のうち、燃料タンク２１から燃料貯留タンク２７までの部分を第１燃料供給路２５ａと呼び、燃料貯留タンク２７から燃焼室１５までの間の部分を第２燃料供給路２５ｂと呼ぶ。同様に、酸化剤供給路２９のうち、酸化剤タンク２３から酸化剤貯留タンク３１までの部分を第１酸化剤供給路２９ａと呼び、酸化剤貯留タンク３１から燃焼室１５までの間の部分を第２酸化剤供給路２９ｂと呼ぶ。

【0022】

第１燃料供給路２５ａおよび第２燃料供給路２５ｂには、それぞれ、第１燃料供給路開閉弁３３および第２燃料供給路開閉弁３５が設けられており、第１酸化剤供給路２９ａおよび第２酸化剤供給路２９ｂには、それぞれ、第１酸化剤供給路開閉弁３７および第２酸化剤供給路開閉弁３９が設けられている。燃料貯留タンク２７および酸化剤貯留タンク３１には、それぞれ、各貯留タンク２７，３１内の圧力を測定する燃料貯留タンク圧力測定装置４１および酸化剤貯留タンク圧力測定装置４３が設けられている。

【0023】

このように構成されたスートブロワ１１を作動させる場合、まず、第１燃料供給路開閉弁３３および第１酸化剤供給路開閉弁３７を開いて、燃料貯留タンク２７および酸化剤貯留タンク３１を、それぞれ設定した圧力値に達するまで燃料ガスＦおよび酸化剤ガスＯで充填する。次に、第１燃料供給路開閉弁３３および第１酸化剤供給路開閉弁３７を閉じ、第２燃料供給路開閉弁３５および第２酸化剤供給路開閉弁３９を開いて、燃料ガスＦおよび酸化剤ガスＯを燃焼室１５へ供給する。燃焼室１５への燃料ガスＦおよび酸化剤ガスＯの供給時において、第２燃料供給路開閉弁３５および第２酸化剤供給路開閉弁３９は、所定時間（各貯留タンク２７，３１内の圧力と燃焼室１５内の圧力が平衡に達するのに十分な時間）のみ開放されるように設定されている。燃焼室１５への燃料ガスＦおよび酸化剤ガスＯの供給が完了した後、点火装置５５により燃焼を生じさせ、スートブロワ本体１７によって衝撃波ＳＰが出力される。

【0024】

ここで、図３Ａ，３Ｂを参照して、スートブロワ１１の構造および衝撃波ＳＰを発生させるための動作原理を説明する。スートブロワ本体１７と一体に設けられた燃焼室１５は、詳細には、スートブロワ本体１７の両側部から燃焼ガスＢの吐出方向に直交するように延びる一対のメイン燃焼室４５，４５と、一対のメイン燃焼室４５，４５の間に位置する予備燃焼室４７とを有する。一対のメイン燃焼室４５，４５に、燃料供給路２５および酸化剤供給路２９が接続されている。一対のメイン燃焼室４５，４５の間にはシリンダ４９が設けられている。シリンダ４９内部には、ピストン５１がシリンダ４９の内周壁に摺動可能に設けられている。スートブロワ本体１７のピストン５１に対向する部分に、燃焼ガスＢの吐出口１９を形成するノズル５３が設けられている。すなわち、ピストン５１は、燃焼ガスＢの吐出方向に移動可能に設けられている。

【0025】

ピストン５１の後端部（吐出口１９と反対側の端部）に設けられた頭部５１ａがシリンダ４９の内周壁に摺接している。ピストン５１の頭部５１ａとシリンダ４９後部の内壁との間の空間には、ピストン５１を前方へ押圧するための押圧ガス（この例では窒素ガス）Ｐが充填されている。シリンダ４９内空間の、ピストン５１の頭部５１ａよりも前方の部分が前記予備燃焼室４７を形成している。図３Ａに示す燃焼開始前の状態においては、押圧ガスＰの圧力によってピストン５１が吐出口１９を閉塞している。

【0026】

予備燃焼室４７には点火装置５５が設けられている。メイン燃焼室４５に導入され、図３Ｂに示すように予備燃焼室４７に流入した燃料ガスＦと酸化剤ガスＯとの混合ガスが点火装置５５によって点火され、予備燃焼室４７において混合気の燃焼が開始されると、予備燃焼室４７内の圧力上昇によってピストン５１が後方へ押し戻され、吐出口１９が開放される。吐出口１９が開いている間、予備燃焼室４７からメイン燃焼室４５全体に混合気の燃焼が広がり、これによって生成された燃焼ガスＢがノズル５３から排出される。この排出された燃焼ガスＢによって衝撃波ＳＰが出力される。

【0027】

このように、本実施形態では、燃焼室１５に設けられたピストン５１と押圧ガスＰが、燃焼開始前に燃焼ガスＢの吐出口１９を閉鎖し、燃焼開始後に前記吐出口１９を開放するように構成された開閉機構５７を構成している。もっとも、ここで説明した開閉機構５７の態様は一例にすぎず、このように作用するものであれば他の態様の機構を用いてもよい。

【0028】

次に、図４を参照して、スートブロワ１１が出力する衝撃波ＳＰの衝撃力を測定するための構成について説明する。なお、以下の説明において、スートブロワ１１によるダスト除去対象である熱交換器として過熱器９を例とし、この熱交換器の設置領域Ｒとして廃棄物焼却炉１の第３煙道３ｃを例として説明するが、熱交換器およびその設置領域Ｒはこの例に限定されない。

【0029】

図４に示すように、この例では、設置領域Ｒに複数の過熱器９が設置されている。具体的には、第３煙道３ｃにおいて、排ガスＧ流れの上流側から順に二次過熱器９Ｂおよび一次過熱器９Ａが、互いに離間した状態で配置されている。スートブロワ１１はこれら２つの過熱器９のダストを除去するように設けられている。

【0030】

この第３煙道３ｃに面する一壁面に、スートブロワ１１の出力口であるノズル５３が配置されている。以下、ノズル５３が配置されている壁面を「第１壁面５９」と呼ぶ。具体的には、第１壁面５９に形成された貫通孔に、ノズル５３が挿通されている。より詳細には、ノズル５３は両過熱器９Ａ，９Ｂ間の隙間に臨むように配置されている。換言すれば、各過熱器９は、ノズル５３の軸心Ａに重ならない位置に配置されている。

【0031】

他方、第３煙道３ｃに面する他の壁面のうち、過熱器９を挟んで対向する壁面（以下、「第２壁面６１」と呼ぶ。）上に衝撃力測定器１３が設けられている。本実施形態では、衝撃力測定器１３として圧力センサを使用している。なお、衝撃力測定器１３としては、圧力センサに限らず、衝撃波による衝撃力を適切に測定できるものであれば他の測定手段、例えば歪みゲージを用いてもよい。

【0032】

本実施形態では複数の衝撃力測定器１３を使用している。具体的には、第２壁面６１における、ノズル５３の軸心Ａ上の位置（以下、「第１測定位置Ｐ１」と呼ぶ。）に１つの衝撃力測定器１３（第１衝撃力測定器１３Ａ）が設置されている。換言すれば、第１衝撃力測定器１３Ａが設置される第１測定位置Ｐ１は、第２壁面６１における、ノズル先端５３ａの中心Ｃとの間に過熱器９が存在しない位置であり、かつノズル先端５３ａの中心Ｃからの距離が最短となる位置である。

【0033】

他の衝撃力測定器１３（第２衝撃力測定器１３Ｂ）は、第２壁面６１における、ノズル先端５３ａの中心Ｃとの間に各過熱器９が介在する位置（以下、「第２測定位置Ｐ２」と呼ぶ。）に設置されている。この例では２つの過熱器９にそれぞれ対応する計２つの第２衝撃力測定器１３Ｂが設けられている。

【0034】

より具体的には、第２衝撃力測定器１３Ｂは、ノズル５３の軸心Ａ方向および排ガスＧの流れ方向に平行な平面での断面視において、ノズル先端５３ａの中心Ｃと第２衝撃力測定器１３Ｂとを結ぶ直線が、過熱器９を通過する長さが最長となる第２壁面上の位置に配置されている。

【0035】

すなわち、図示の例では、第２壁面６１において直接衝撃力を受ける第１測定位置Ｐ１と、熱交換器の裏側で衝撃力が弱まる第２測定位置Ｐ２にそれぞれ衝撃力測定器１３を取り付けている。衝撃力測定器１３の取付位置をこのように設定することにより、使用する衝撃力測定器１３の数を抑えながら、精度の高い衝撃力測定値を得ることができる。この例では、１つの過熱器９につき２つの衝撃力測定器１３のみを使用している。また、図示するように、第１測定位置Ｐ１を２つの過熱器９Ａ，９Ｂから等距離の位置とすることにより、並置された２つの過熱器９Ａ，９Ｂにつき３つの衝撃力測定器１３のみを使用して精度の高い衝撃力測定値を得ることができる。

【0036】

なお、第２測定位置Ｐ２の設置領域Ｒ（煙道３）の幅方向（ノズル５３の軸心Ａ方向および排ガスＧの流れ方向に直交する方向）の位置は本実施形態ではノズル先端５３ａの中心Ｃと同一位置としているが、これに限定されず、適宜選択してよい。

【0037】

なお、設置領域Ｒにおいて衝撃力測定器１３を設ける位置は、上記の例に限定されない。例えば、衝撃力測定器１３は第２壁面６１上の他の位置に設けてもよいし、他の壁面上に設けてもよい。さらには、衝撃力測定器１３を過熱器９に直接取り付けてもよい。もっとも、熱交換器の性能へ与える影響を最小限に抑えるとともに、配線等の周辺構造を簡素化する観点から、衝撃力測定器１３を、設置領域Ｒに面する壁面に設置することが好ましい。なお、本実施形態では、設置領域Ｒの壁面はメンブレンパネルによって形成されており、衝撃力測定器１３を壁面に取り付ける場合、メンブレンパネルのフィン部に取り付けることが好ましい。

【0038】

また、衝撃力測定器１３は、設置領域Ｒ内でも、特に、スートブロワ１１の衝撃波ＳＰが過熱器９（熱交換器）に実質的に衝撃力を及ぼし得る領域部分（衝撃力実効領域）Ｒｅに設けられることが好ましい。具体的には、衝撃力実効領域Ｒｅは、図５に示すように、過熱器９のノズル５３の軸心Ａ方向および排ガスＧの流れ方向に平行な平面での断面視において、ノズル先端５３ａの中心Ｃと、第１測定位置Ｐ１と、第３測定位置Ｐ３で囲まれた領域である。この第３測定位置Ｐ３とは、上記断面視において、ノズル先端５３ａの中心Ｃと第２壁面６１上の衝撃力測定器１３とを結ぶ直線が過熱器９を通過し得る、ノズル先端５３ａから最も離間した位置として定義される。

【0039】

また、設置領域Ｒに設ける衝撃力測定器１３の数は上記の例に限定されず、１つの熱交換器につき３つ以上であってもよく、１つであってもよい。

【0040】

次に、上記のように構成されたボイラシステムＳの運転方法について説明する。本実施形態では、衝撃力測定器１３による測定結果に基づいて、スートブロワ１１の運転条件であるスートブロワ１１の燃料ガスＦおよび酸化剤ガスＯの充填量（すなわち、各貯留タンクの圧力設定値）、およびスートブロワ１１の作動頻度の少なくとも一方を決定する。このような運転条件の決定およびこれに基づく運転制御は、図２に示すように、ボイラシステムＳ内に設けたスートブロワ１１の制御装置６３によって行う。なお、図示は省略するが、制御装置６３は、衝撃力測定器１３による測定結果のほかに、ボイラ５の収熱性能を判断するための各種測定値を収集し、これらの測定結果も併せてスートブロワ１１の運転条件の決定および制御を行うものであってよい。

【0041】

衝撃力の測定値と、これに対応するガス充填量や作動頻度の運転条件は、事前検証として解析または試験的な運転を行うことにより設定することができる。このボイラシステムＳではスートブロワ１１の衝撃力を直接測定するので、事前検証と短期間の実運用で最適な運転条件を設定することが可能になる。あるいは、ボイラシステムＳの実用運転を、当初は標準的なスートブロワ１１の運転条件で開始したうえで、得られた測定値に基づいてスートブロワ１１の運転条件を最適化していってもよい。この場合にも、短期間の運用でスートブロワ１１の運転条件の最適化を行うことができる。

【0042】

以上説明した本実施形態に係るボイラシステムＳおよびその運転方法によれば、ボイラ５を構成する熱交換器の設置領域Ｒに設けた衝撃力測定器１３によって衝撃波式スートブロワ１１からの衝撃力を直接測定することができるので、より短期の運用期間で高精度に衝撃波式スートブロワ１１の運転条件を決定し、ボイラ５の収熱性能の維持とランニングコストの最適化を図ることが可能になる。

【0043】

以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0044】

５ ボイラ
９ 過熱器（熱交換器）
１１ 衝撃波式スートブロワ
１３ 衝撃力測定器
５３ ノズル（出力口）
５９ 第１壁面
６１ 第２壁面
Ｆ 燃料ガス
Ｏ 酸化剤ガス
Ｒ 設置領域
ＳＰ 衝撃波

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】