CN105074334A - 船用锅炉及船用锅炉的运行方法 - Google Patents

船用锅炉及船用锅炉的运行方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种船用锅炉及船用锅炉的运行方法。本发明的船用锅炉(1)具备燃烧器(3)；VOC气体供给部(60)，向炉子(2)内供给VOC气体；及控制装置(50)，分别调整供给到燃烧器(3)的燃烧用燃料的供给量及供给到燃烧器(3)的燃烧用空气的供给量，并在规定负载范围内运行控制，控制装置(50)具备在限制负载范围内运行的限制运行模式，以使从VOC气体供给部(60)流入到炉子(2)而导入气体出口(8)的VOC气体维持规定温度以上，并且在炉子(2)内滞留规定时间以上。

Description

船用锅炉及船用锅炉的运行方法
技术领域
本发明涉及一种船用锅炉及船用锅炉的运行方法。
背景技術
已知在搭载于油轮等船舶或FPSO/FSO(浮体式石油/气体生产储藏设备)的原油罐的内部产生包含挥发性有机化合物(VolatileOrganicCompounds)的气体(以下，称为VOC气体。)。
以往，在原油罐内产生的VOC气体通过排气口排出到大气中。然而，VOC气体成为由悬浮微粒状物质及光化学氧化剂等引起的大气污染的原因，因此近年来提出不向大气中排出VOC气体而无害化的技术(例如，参考专利文献1。)。
专利文献1中，公开有向锅炉所具备的燃烧器供给包含原油罐内的不活性气体(惰性气体)的VOC气体，并与不含有VOC气体的碳氢气体等主燃料一起燃烧VOC气体的技术。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2011/092450号
发明的概要
发明要解决的技术课题
已知原油罐内的不活性气体(惰性气体)中所含的VOC气体的体积浓度根据原油的储藏状况在100ppm以下至大致50％的广阔的范围内变化。当VOC气体的浓度低于规定浓度(例如，10～20％)时，由于VOC气体的发热量较低，因此仅以VOC气体无法维持燃烧器内的燃烧。如专利文献1所述，当与足够量的主燃料一起燃烧低浓度的VOC气体时，通过主燃料维持燃烧，因此能够燃烧VOC气体以实现无害化。
然而，为了可靠地燃烧低浓度的VOC气体，需要向燃烧器供给足够量的主燃料以维持燃烧。例如，当锅炉所需的蒸汽输出较少或为零时，即当蒸汽的需求较少时，无需为满足需求而向燃烧器供给主燃料，或供给量为微量即可。然而，为了可靠地燃烧低浓度的VOC气体，需要向燃烧器供给足够量的主燃料，这成为增大燃料消耗量的原因。
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够抑制主燃料的消耗量，并能够可靠地进行包含低浓度的挥发性有机化合物的挥发性气体的氧化处理的船用锅炉及船用锅炉的运行方法。
用于解决技术课题的手段
为解决上述课题，本发明的船用锅炉采用以下手段。
即本发明所涉及的船用锅炉具备：炉子；燃烧器，在所述炉子内燃烧燃烧用燃料及燃烧用空气；挥发性气体供给部；向所述炉子内供给包含在原油罐内产生的挥发性有机化合物的挥发性气体；排出部，排出通过所述燃烧器的燃烧而产生的燃烧气体；及控制部，分别调整供给到所述燃烧器的所述燃烧用燃料的供给量及供给到所述燃烧器的所述燃烧用空气的供给量，并在规定负载范围内运行控制，所述控制部具备在被所述规定负载范围限制的限制负载范围内运行的限制运行模式，以便使从所述挥发性气体供给部流入到所述炉子而被导入到所述排出部的所述挥发性气体维持规定温度以上，并且在所述炉子内滞留规定时间以上。
根据本发明所涉及的船用锅炉，包含在原油罐内产生的挥发性有机化合物的挥发性气体供给到通过燃烧器的燃烧而被加热的炉子内。运行控制船用锅炉的控制部分别调整供给到燃烧器的燃烧用燃料的供给量及供给到燃烧器的燃烧用空气的供给量以在规定负载范围内运行船用锅炉，但在限制运行模式下运行时，在被规定负载范围限制的限制负载范围内运行。当控制部在限制运行模式下运行时，挥发性气体在炉子内滞留规定时间以上，并且维持规定温度以上。通过将该规定时间及规定温度设为充分进行挥发性气体的氧化处理的值，使得即便是极其低浓度的挥发性气体也以被充分氧化处理的状态从排出部排出。
由此，能够提供一种即便蒸汽的需求较少时，也能够抑制主燃料的消耗量，并且不论包含低浓度的挥发性有机化合物的挥发性气体的浓度(发热量)如何，均能够可靠地进行氧化处理的船用锅炉。
本发明的第1方式的船用锅炉具备：不活性气体供给部，将被封入所述原油罐内的不活性气体供给到所述炉子内；及调整阀，调整向所述不活性气体供给部供给的所述不活性气体的流量。
由此，能够通过调整供给到炉子内的不活性气体的流量以将炉子内的火焰温度降至适当温度，并减少氮氧化物(NOx)的产生量。
本发明的第2方式的船用锅炉具备：检测部，检测所述挥发性气体向外部的流出；及关闭阀，当所述检测部检测到所述挥发性气体向外部流出时，阻断所述挥发性气体从所述原油罐供给至所述燃烧器。
由此，当挥发性气体向外部流出时，通过检测该流出以阻断挥发性气体从原油罐供给至燃烧器，并且能够可靠地防止挥发性气体进一步向外部流出。
本发明的一方式的船用锅炉的运行方法具备：第1运行工序，分别调整供给到在炉子内燃烧燃烧用燃料及燃烧用空气的燃烧器中的所述燃烧用燃料的供给量及所述燃烧用空气的供给量，并且在规定负载范围内运行；及第2运行工序，在被所述规定负载范围限制的限制负载范围内运行，以使从挥发性气体供给部流入到所述炉子的所述挥发性气体维持规定温度以上，并且在所述炉子内滞留规定时间以上，其中，所述挥发性气体供给部向所述炉子内供给包含在原油罐内产生的挥发性有机化合物的挥发性气体。
根据本发明所涉及的船用锅炉的运行方法，包含在原油罐内产生的挥发性有机化合物的挥发性气体被供给到通过燃烧器的燃烧而被加热的炉子内。第1运行工序中，分别调整供给到在炉子内燃烧燃烧用燃料及燃烧用空气的燃烧器中的燃烧用燃料的供给量及燃烧用空气的供给量以在规定负载范围内运行锅炉，另一方面，第2运行工序中，在被规定负载范围限制的限制负载范围内运行锅炉。当执行第2运行工序时，流入到炉子的挥发性气体在炉子内滞留规定时间以上，并且维持规定温度以上。通过将该规定时间及规定温度设为充分进行挥发性气体的氧化处理的值，即便是极其低浓度的挥发性气体也以被充分氧化处理的状态从排出部排出。
由此，能够提供一种即便在蒸汽的需求较少时，也能够抑制主燃料的消耗量，并且不论包含低浓度的挥发性有机化合物的挥发性气体的浓度(发热量)如何，均能够可靠地进行氧化处理的船用锅炉的运行方法。
发明效果
根据本发明，提供一种能够抑制主燃料的消费量，并且能够可靠地将包含低浓度的挥发性有机化合物的挥发性气体氧化处理的船用锅炉及船用锅炉的运行方法。
附图说明
图1为表示具备本发明的一实施方式所涉及的船用锅炉的VOC气体处理系统的概略结构图。
图2为表示本发明的一实施方式所涉及的船用锅炉的纵向剖视图。
图3为表示本发明的一实施方式所涉及的船用锅炉的运行动作的流程图。
图4为表示相对于图1所示的船用锅炉中的锅炉负载的VOC气体的炉内滞留时间及炉子出口温度的曲线图。
具体实施方式
以下，参考附图对具备本发明的一实施方式所涉及的船用锅炉的VOC气体处理系统进行说明。
如图1及图2所示，本实施方式所涉及的VOC气体处理系统100所具备的船用锅炉1具备炉子2、燃烧器3、VOC气体供给部60(挥发性气体供给部)、蒸发管组6(换热器组)、气体出口8(排出部)及控制装置50(控制部)。
如上所述，当VOC气体的浓度低于规定浓度(例如10～20％)时，由于VOC气体的发热量较低，因此仅以VOC气体无法维持燃烧。因此，本实施方式的船用锅炉1能够执行用于将低浓度的VOC气体氧化处理的VOC处理模式(限制运行模式)。VOC处理模式中，控制装置50调整供给到燃烧器3的锅炉主燃料的供给量，并在受限的负载范围(例如，大致20％～大致50％的负载范围内)运行船用锅炉1，以使从VOC气体供给部60流入到炉子2而导入到气体出口8的VOC气体维持规定温度以上(例如，大致800℃以上)，并且在船用锅炉1的炉子2内滞留规定时间以上(例如，大致0.5秒以上)。
另外，本实施方式中，基于燃烧器3的燃烧是伴随高速发热反应的氧化现象。另一方面，VOC处理模式是不伴有高速发热反应的氧化现象。关于所谓氧化现象，燃烧中的氧化现象与VOC处理模式下的氧化现象相同。本实施方式中，将伴有高速发热反应的氧化现象称为燃烧，将不伴有高速发热反应的氧化现象称为氧化处理。
以下，对VOC气体处理系统100所具备的船用锅炉1的各结构进行说明。
图2所示的船用锅炉1中，在设置于炉子2的上部的风箱14内设有多个燃烧器3。在燃烧器3的炉子2内燃烧经由主燃料管路35供给的锅炉主燃料(燃烧用燃料)及包含经由空气导管13导入的燃烧用空气的燃料气体。
控制船用锅炉1的运行的控制装置50(控制部)通过分别调整供给到燃烧器3的锅炉主燃料的供给量及供给到燃烧器3的燃烧用空气的供给量以在规定负载范围内运行船用锅炉1。供给到燃烧器3的燃烧用空气的供给量可以根据各种参数适当调整。例如，可以通过氧浓度传感器(未图示)检测包含于从气体出口8排出的废气中的氧浓度，并根据所检测的氧浓度来调整供给到燃烧器3的燃烧用空气的供给量。
通过燃料气体的燃烧生成的高温燃烧气体依次通过配设于炉子2的下游的前栅管4、过热器5及蒸发管组(后栅管)6。包含前栅管4、过热器5及蒸发管组6的换热器组面向炉子2设置，且在其内部流通有水等换热介质。高温燃烧气体通过换热器组，由此进行高温燃烧气体与在换热器组的内部流通的换热介质之间的换热。结束与换热介质的换热的燃烧气体通过出口侧气体导管7从气体出口8排到船用锅炉1的外部。
船用锅炉1具备设置于蒸发管组6的下方的水鼓9、设置于蒸发管组6的上方的蒸汽鼓10及与前栅管4连接的集管11、12。另外，本实施方式中的船用锅炉1为产生用作推动船舶的动力的蒸汽的主锅炉，但也可以是其他方式。例如，也可以是产生成为作为船舶的装卸工作的动力而使用的装油泵的驱动源的蒸汽的辅助锅炉。辅助锅炉所产生的蒸汽供给到装卸用涡轮，且装卸用涡轮的旋转动力作为装油泵的驱动源而被储存。并且，作为船用锅炉1可以是用于发电用等其他用途的锅炉。
如图1所示，船用锅炉1还具备控制装置50、燃料控制阀30及燃料关闭阀41。
燃料关闭阀41为通过控制装置50开闭的阀，经由主燃料管路35将锅炉主燃料(例如，HFO(HeavyFuelOil：重燃料油)、MDO(MarineDieselOil：船舶用柴油)、甲烷等)供给到船用锅炉1时，成为开启状态。
燃料控制阀30为通过控制装置50调整开度的阀，通过其开度调整供给到燃烧器3的锅炉主燃料的流量。
设定部51接收是否执行后述VOC处理模式的操作人员的指示，并根据从操作人员接收到的指示设定是否执行VOC处理模式的设定值。是否执行VOC处理模式的设定值被控制成，从设定部51通知到控制装置50，并通过控制装置50执行VOC处理模式。
船用锅炉1所具备的VOC气体供给部60(挥发性气体供给部)具备流量计60a、气体分析仪60b、流量控制阀60c、关闭阀60d、止回阀60e及火花制止器60f。
流量计60a为测量经由VOC气体管路34流入的VOC气体的流量的测量仪，并将所测量的流量通知给控制装置50。
气体分析仪60b为测定包含于从VOC气体管路34流入的VOC气体中的挥发性有机化合物的浓度或VOC气体所具有的发热量和密度等的测量仪，并将所测量的浓度通知给控制装置50。如后述，是否执行适于氧化处理低浓度的VOC气体的VOC处理模式由船用锅炉1的操作人员经由设定部51设定。气体分析仪60b将VOC气体中所包含的挥发性有机化合物的浓度通知给控制装置50，且由控制装置50在显示部(未图示)显示浓度等，由此船用锅炉1的操作人员能够确切意识到是否应该执行VOC处理模式。另外，VOC处理模式在如下情况下设定时有效，即从原油罐22卸载原油之后，向该船的蒸汽需求较少且成为略空状态的原油罐22内重新灌装原油时。因为，当向原油罐22内灌装新的原油时，尤为容易产生VOC气体。
之所以在灌装新的原油时容易产生VOC气体，是因为当向成为略空状态的原油罐22内灌装原油时，原油容易在原油罐22内部被搅拌。原油在原油罐22内部被搅拌，由此促进原油与周围惰性气体的接触，随此，容易从原油产生VOC气体。
流量控制阀60c为调整向燃烧器3供给从VOC气体管路34供给的VOC气体的供给量的阀。控制装置50通过调整流量控制阀60c的开度，能够调整供给到燃烧器3的VOC气体的供给量。
关闭阀60d为被用作切换是否将从VOC气体管路34供给的VOC气体供给到燃烧器3的阀。当设置于供VOC气体流通的流路的外部的气体检测器70检测到规定浓度以上的挥发性有机化合物时，控制装置50将关闭阀60d切换成阻断状态。由此，当发生VOC气体从流路泄漏的不良情况时，能够防止挥发性有机化合物进一步泄露。另外，作为气体检测器70例如能够使用检测挥发性有机化合物的主成分即丁烷的浓度的检测器。
船用锅炉1还具备测量炉子2内的温度的温度检测器80及测量从气体出口排出的废气的温度的温度检测器90。温度检测器80及温度检测器90所测量的温度通知给控制装置50。
船用锅炉1还具备用于测定在蒸汽鼓10产生并导入到装卸用涡轮的蒸汽的流量的差压变送器91。差压变送器91为通过检测节流装置92的上游侧与下游侧的压力的差量(差压)来测量通过节流装置92的蒸汽的流量的测量仪。差压变送器91所测量的蒸汽的流量通知给控制装置50。
接着，对VOC气体处理系统100所具备的结构中的船用锅炉1以外的其他结构进行说明。
原油罐22为储藏原油的罐子，为防止从原油挥发的挥发性有机化合物着火，内部封入有惰性气体。惰性气体例如为CO2或N2等不活性气体。原油罐22内的上方被混合挥发性有机化合物和惰性气体的VOC气体所充满。关闭阀44通过控制装置50被控制成开启状态，由此原油罐22内的VOC气体被导入VOC气体过滤器27。
VOC气体过滤器27为用于去除VOC气体中所含的灰尘和水分等的过滤器。通过VOC气体过滤器27来去除灰尘和水分等，由此能够使向下游侧流通的VOC气体中不含有杂质。
通过VOC气体过滤器27而去除杂质的VOC气体通过鼓风机28并经由VOC气体管路34而被导入到船用锅炉1。
VOC气体处理系统100具备用于使从船用锅炉1的气体出口8排出的废气中所含的惰性气体再循环的惰性气体管路33。惰性气体管路33从直至排出船用锅炉1所排出的废气的烟囱(未图示)的路径32上开始分支。流入到惰性气体管路33的废气被供给到惰性气体净气器25。
惰性气体管路33上的惰性气体净气器25的上游侧设有关闭阀45。关闭阀45根据来自控制装置50的指示来将阀的开闭状态调整为开启状态或关闭状态中的任一个状态。当关闭阀45成为关闭状态时，从气体出口8排出的所有废气不进行再循环而直接排出到VOC气体处理系统100的外部。
惰性气体净气器25进行从包含二氧化碳、氮、灰尘、NOx、SOx等的废气中去除硫磺成分等的清洗处理，并通过冷却水冷却废气。经清洗处理的废气成为惰性气体而被供给到鼓风机26。
鼓风机26的下游侧分支成与原油罐22连结的流路和与喷嘴24连结的流路23。各个流路上设有控制阀42及控制阀43。控制装置50通过调整控制阀42及控制阀43各自的开度，能够调整从鼓风机26排出的惰性气体中导入到原油罐22的惰性气体的流量和导入到喷嘴24的惰性气体的流量。
接着，参考图3对控制装置50所执行的船用锅炉1的运行进行说明。
通过由控制装置50从存储部(省略图示)读取控制程序并执行，由此进行图3所示的各工序。
参考图4说明图3。图4为表示相对于图1所示的船用锅炉中的锅炉负载的VOC气体的炉内滞留时间及炉子出口温度的曲线图。炉内滞留时间是指从燃烧器3流入到炉子2内的VOC气体到达炉子出口(即换热器组入口)为止所需的经过时间。并且，炉子出口温度是指炉子2的下游侧且换热器组的上游侧附近的温度。
本实施方式的VOC处理模式中，如后述通过适当管理炉内滞留时间来促进VOC气体的氧化处理。之所以将该炉内滞留时间设为到达包括前栅管4，过热器5及蒸发管组6的换热器组的入口为止的时间是因为，在换热器组所在的区域内有可能被换热器组夺去热量，而无法促进VOC气体的氧化处理。基于本实施方式的VOC处理模式的氧化处理在炉子2的入口至出口的区域进行。
步骤S301中，控制装置50确定船用锅炉1的锅炉负载的目标值。锅炉负载例如通过船内的蒸汽需求、例如基于装卸工作的装油泵的驱动用蒸汽、工艺用蒸汽、杂用蒸汽的需求来确定。
步骤S302中，船用锅炉1的操作人员通过控制装置50并经由设定部51判定有无设定VOC处理模式。其中，VOC处理模式(限制运行模式)是指惰性气体所含的VOC浓度为低浓度，想要可靠地进行VOC气体的氧化处理时通过操作人员设定的运行模式。例如，当通过气体分析仪60b测量的挥发性有机化合物的浓度为低浓度时，操作人员经由设定部51设定VOC处理模式。
另外，VOC处理模式的设定由操作人员进行，但也可以是其他方式。例如可以是，当通过气体分析仪60b测量的挥发性有机化合物的浓度为低浓度时，由设定部51自动设定VOC处理模式的方式。
步骤S302中判定为设定了VOC处理模式时，控制装置50过渡到步骤S303进行处理，否则过渡到步骤S304进行处理。
其中，利用图4对VOC处理模式中的锅炉负载进行说明。如图4所示，炉内滞留时间具有锅炉负载越变大则越变短，锅炉负载越变小则越变长的趋势。这是因为，随着锅炉负载的增大，锅炉主燃料与燃烧用空气的流量增加，其结果通过船用锅炉1的炉子2的燃烧气体及VOC气体的流速变快。
并且，如图4所示，炉子出口温度具有锅炉负载越变大则越变高，锅炉负载越变小则越变低的趋势。这是因为，随着锅炉负载的增大，锅炉主燃料与燃烧用空气的流量增加，其结果通过燃烧产生的燃烧气体的温度上升。
并且，已知当低浓度的VOC气体在炉内的滞留时间大致为0.5秒以上，并且炉子出口温度大致达到800℃以上时，促进氧化处理。满足该条件的锅炉负载根据锅炉的特性等变化，但例如图4所示的船用锅炉1的例子中，锅炉负载在大致20％～大致50％的范围内。
因此，通过限制船用锅炉1的运行，以使锅炉负载在大致20％～大致50％的范围内，由此能够可靠地进行低浓度VOC气体的氧化处理以达到无害化。图4所示的例子中，锅炉负载为20％以上且50％以下的范围成为被VOC处理模式限制的限制负载范围。
步骤S303中，控制装置50判定步骤S301中所确定的目标值是否在限制负载范围内，若在限制负载范围内则进入到步骤S304进行处理，否则进入到步骤S305进行处理。例如，当步骤S301中所确定的目标值为70％时，限制负载范围不会成为20％以上且50％以下的范围，因此控制装置50在步骤S303中判定为NO。例如，步骤S301中所确定的目标值为30％时，限制负载范围会成为20％以上且50％以下的范围，因此控制装置50在步骤S303中判定为YES。
步骤304(第1运行工序)中，由于没有设定VOC处理模式(步骤S302中NO)或目标值在限制负载范围内(步骤S303中YES)，因此控制装置50以在步骤S301中确定的目标值运行船用锅炉1。
另一方面，步骤S305(第2运行工序)中，设定有VOC处理模式(步骤S302中YES)、目标值在限制负载范围之外(步骤S303中NO)，因此控制装置50在限制负载范围内运行船用锅炉1。例如，当步骤S301中所确定的目标值为70％时，控制装置50将船用锅炉1控制成，使其以限制负载范围的上限即50％的锅炉负载运行。并且，例如当步骤S301中所确定的目标值为10％时，控制装置50将船用锅炉1控制成，使其以限制负载范围的下限即20％的锅炉负载运行。
通过执行步骤S304及步骤S305，结束图3所示的船用锅炉1的运行，并再次开始步骤S301的处理。
如上所述，控制装置50根据VOC处理模式设定的有无适当调整锅炉负载。当设定了适于低浓度的VOC气体的氧化处理的VOC处理模式时，控制装置50以锅炉负载成为限制负载范围内的方式运行，以便能够进行低浓度的VOC气体的氧化处理来可靠地实现无害化。由此，低浓度的VOC气体在炉子2内滞留规定时间(例如大致0.5秒)以上，并且此时炉子2内的温度达到规定温度以上(例如，大致800℃)，而可靠地进行VOC气体的氧化处理。
当执行VOC处理模式，并以高于满足船内的蒸汽需求时所需的负载的负载运行船用锅炉1时，产生超过船内的蒸汽需求的结余蒸汽。该富裕蒸汽被导入到船内的排气管路(富裕蒸汽管路)而被处理。
另外，当执行VOC处理模式而导致成为低于满足船内的蒸汽需求时所需的负载的负载时，控制装置50能够通过改变船内的蒸汽需求以设为低负载，由此执行VOC处理模式。或者，这种情况下控制装置50也可以控制成不执行VOC处理模式。
对以上所说明的本实施方式所涉及的船用锅炉1所起的作用及效果进行说明。
根据本实施方式的船用锅炉1，包含在原油罐22内产生的挥发性有机化合物的VOC气体(挥发性气体)被供给到通过燃烧器3燃烧燃料气体而加热的炉子2内，通过换热器组之后从气体出口8(排出部)排出。控制船用锅炉1的运行的控制装置50(控制部)分别调整供给到燃烧器3的燃烧用燃料的供给量及供给到燃烧器3的燃烧用空气的供给量以在规定负载范围(0～100％)运行船用锅炉1，但执行VOC处理模式时以被规定负载范围限制的限制负载范围内(例如，20％以上且50％以下)运行船用锅炉1。当控制装置50执行VOC处理模式时，流入到炉子2而被导入到炉子出口的VOC气体在炉子2内滞留规定时间(例如，大致0.5秒)以上，并且维持规定温度(例如，大致800℃)以上。通过将该规定时间及规定温度设为充分进行VOC气体的氧化处理的值，即便是不易燃烧的低浓度VOC气体也以在炉子内充分被氧化处理的状态从气体出口8排出。
由此，即便能够提供一种在船内的蒸汽需求较少时，也能够抑制主燃料的消耗量，并且靠地进行包含低浓度的挥发性有机化合物的VOC气体的氧化处理的船用锅炉1。
本实施方式的船用锅炉1具备设定是否执行VOC处理模式的设定部51，当通过设定部51设定有VOC处理模式时，控制装置50执行VOC处理模式。由此，能够根据操作人员的指示适当地设定是否执行VOC气体充分被氧化处理的VOC处理模式。并且，或者当通过气体分析仪60b测量的挥发性有机化合物的浓度为低浓度时，能够由设定部51自动设定VOC处理模式。
本实施方式的船用锅炉1具备将封入原油罐22内的惰性气体(不活性气体)供给到炉子2内的喷嘴24及调整向喷嘴24供给的VOC气体的流量的控制阀42。
由此，能够通过调整供给到炉子2内的VOC气体的流量以将炉子2内的火焰温度降至适当的温度，并能够减少氮氧化物(NOx)的产生量。
本实施方式的船用锅炉1可以具备将从气体出口8排出的燃烧气体导入到所述调整阀的再循环管路及设置于所述再循环管路上的净气器。
由此，能够用净气器去除燃烧气体中所含的有害物质，并能够通过冷却燃烧气体中所含的不活性气体而再次导入到调整阀，由此再利用不活性气体。
本实施方式的船用锅炉1具备：检测VOC气体向外部的流出的气体检测器70；及当气体检测器70检测到VOC气体向外部流出时，阻断VOC气体从原油罐22供给至燃烧器3的关闭阀60d。
由此，当VOC气体向外部流出时，能够通过检测其流出以阻断VOC气体从原油罐22供给至燃烧器3，并可靠地防止VOC气体进一步向外部流出。
本实施方式的船用锅炉1中，VOC气体供给部60经由燃烧器3向炉子2内供给VOC气体。
由此，当VOC气体的浓度较高，并且通过燃烧器3燃烧燃料气体时，能够在燃烧器3中燃烧VOC气体。
〔另一实施方式〕
上述实施方式中，船用锅炉1具备测量炉子2内的温度的温度检测器80，但也可以是其他方式。例如，可以不在船用锅炉1设置温度检测器80，而根据船用锅炉1的负载或由温度检测器90所检测的废气的温度计算炉子2内的温度。
符号说明
1-船用锅炉，2-炉子，3-燃烧器，4-前栅管(换热器组)，5-过热器(换热器组)，6-蒸发管组(换热器组)，8-气体出口(排出部)，22-原油罐，24-惰性气体喷嘴(不活性气体供给部)，33-惰性气体管路(再循环管路)，42-控制阀(调整阀)，50-控制装置(控制部)，60-VOC气体供给部(挥发性气体供给部)，70-气体检测器(检测部)，100-VOC气体处理系统。

Claims (4)

1.一种船用锅炉，其具备：
炉子；
燃烧器，在所述炉子内燃烧燃烧用燃料及燃烧用空气；
挥发性气体供给部，向所述炉子内供给包含在原油罐内产生的挥发性有机化合物的挥发性气体；
排出部，排出通过所述燃烧器的燃烧而产生的燃烧气体；及
控制部，分别调整供给到所述燃烧器的所述燃烧用燃料的供给量及供给到所述燃烧器的所述燃烧用空气的供给量，并且在规定负载范围内运行控制，
所述控制部具备在被所述规定负载范围限制的限制负载范围内运行的限制运行模式，以使从所述挥发性气体供给部流入到所述炉子而导入所述排出部的所述挥发性气体维持规定温度以上，并且在所述炉子内滞留规定时间以上。
2.根据权利要求1所述的船用锅炉，其具备，
不活性气体供给部，将被封入所述原油罐内的不活性气体供给到所述炉子内；及
调整阀，调整供给到所述不活性气体供给部的所述不活性气体的流量。
3.根据权利要求1或2所述的船用锅炉，其具备，
检测部，检测所述挥发性气体向外部的流出；及
关闭阀，当所述检测部检测到所述挥发性气体向外部流出时，阻断所述挥发性气体从所述原油罐供给至所述燃烧器。
4.一种船用锅炉的运行方法，该方法具备：
第1运行工序，分别调整供给到在炉子内燃烧燃烧用燃料及燃烧用空气的燃烧器中的所述燃烧用燃料的供给量及所述燃烧用空气的供给量，并且在规定负载范围内运行；及
第2运行工序，在被所述规定负载范围限制的限制负载范围内运行，以使从挥发性气体供给部流入到所述炉子的所述挥发性气体维持规定温度以上，并且在所述炉子内滞留规定时间以上，其中，所述挥发性气体供给部向所述炉子内供给包含在原油罐内产生的挥发性有机化合物的挥发性气体。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110267872A (zh) * 2017-02-27 2019-09-20 三菱重工业株式会社 船舶
CN110325793A (zh) * 2017-02-28 2019-10-11 三菱重工业株式会社 锅炉、锅炉系统以及锅炉的运转方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017222517A1 (de) * 2017-12-12 2019-06-13 Dürr Systems Ag Verfahren zur Reinigung von Abgas und Abgasreinigungsvorrichtung
JP6995609B2 (ja) * 2017-12-22 2022-01-14 三菱重工マリンマシナリ株式会社 ボイラ
KR102538599B1 (ko) * 2018-04-20 2023-05-31 대우조선해양 주식회사 선박의 휘발성 유기화합물 처리 시스템
JP7152957B2 (ja) * 2019-01-08 2022-10-13 三菱重工マリンマシナリ株式会社 舶用ボイラ及び舶用ボイラの改造方法
CN113250861A (zh) * 2020-02-07 2021-08-13 南通中集太平洋海洋工程有限公司 运输船及其voc燃料供气系统和供气方法
CN113339820A (zh) * 2021-06-10 2021-09-03 新疆广汇新能源有限公司 一种低温甲醇洗尾气中VOCs的处理方法及其装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62157887A (ja) * 1985-12-28 1987-07-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 船舶の可燃性蒸発貨物回収利用装置
US5427746A (en) * 1994-03-08 1995-06-27 W. R. Grace & Co.-Conn. Flow modification devices for reducing emissions from thermal voc oxidizers
WO1997040307A1 (en) * 1996-04-25 1997-10-30 Den Norske Stats Oljeselskap A/S Process and system for recovering and storing a light hydrocarbon vapor from crude oil
WO1998033026A1 (en) * 1997-01-29 1998-07-30 Den Norske Stats Oljeselskap A.S A method of reducing discharge of volatile organic compounds
CN101821550A (zh) * 2007-10-17 2010-09-01 三菱重工业株式会社 再热锅炉及再热锅炉的气体温度控制方法
US20120291879A1 (en) * 2010-01-29 2012-11-22 O'connor Simon Mark Handling hydrocarbon cargoes
WO2013162965A1 (en) * 2012-04-27 2013-10-31 John Zink Company, Llc Handling liquid hydrocarbon

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4036576A (en) * 1976-08-11 1977-07-19 The Trane Company Incineration system for the disposal of a waste gas and method of operation
US5215018A (en) * 1990-06-26 1993-06-01 White Horse Technologies, Inc. Pollution control apparatus and method for pollution control
US6655137B1 (en) * 2001-06-25 2003-12-02 Amir A. Sardari Advanced combined cycle co-generation abatement system
IT1399411B1 (it) * 2009-07-17 2013-04-16 Eltek Spa Dispositivo di sicurezza contro fughe di gas combustibile per apparati domestici

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62157887A (ja) * 1985-12-28 1987-07-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 船舶の可燃性蒸発貨物回収利用装置
US5427746A (en) * 1994-03-08 1995-06-27 W. R. Grace & Co.-Conn. Flow modification devices for reducing emissions from thermal voc oxidizers
WO1997040307A1 (en) * 1996-04-25 1997-10-30 Den Norske Stats Oljeselskap A/S Process and system for recovering and storing a light hydrocarbon vapor from crude oil
WO1998033026A1 (en) * 1997-01-29 1998-07-30 Den Norske Stats Oljeselskap A.S A method of reducing discharge of volatile organic compounds
CN101821550A (zh) * 2007-10-17 2010-09-01 三菱重工业株式会社 再热锅炉及再热锅炉的气体温度控制方法
US20120291879A1 (en) * 2010-01-29 2012-11-22 O'connor Simon Mark Handling hydrocarbon cargoes
WO2013162965A1 (en) * 2012-04-27 2013-10-31 John Zink Company, Llc Handling liquid hydrocarbon

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110267872A (zh) * 2017-02-27 2019-09-20 三菱重工业株式会社 船舶
CN110325793A (zh) * 2017-02-28 2019-10-11 三菱重工业株式会社 锅炉、锅炉系统以及锅炉的运转方法
CN110325793B (zh) * 2017-02-28 2021-03-23 三菱重工船用机械株式会社 锅炉、锅炉系统以及锅炉的运转方法

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