JP2019095174A - ボイラシステム、および、ボイラシステムの運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ボイラ効率を向上しつつ、効率の良い運転が可能なボイラシステムを提供する。【解決手段】ボイラシステムは、搬送用空気供給ラインと、排ガス排出ラインと、搬送用空気供給ラインおよび排ガス排出ラインの各々に接続され、排ガス排出ラインを流れる排ガスによって、搬送用空気供給ラインを流れる搬送用空気を予熱するための空気予熱器と、搬送用空気供給ラインにおける空気予熱器の上流側と下流側とを接続する迂回ラインと、搬送用空気供給ラインに設けられたミル装置と、ボイラの内部にシール用空気または冷却用空気を供給する空気供給装置と、搬送用空気供給ラインにおける迂回ラインの下流側の接続部と空気予熱器との間から分岐されると共に、空気供給装置に接続される分岐ラインと、分岐ラインを流れる搬送用空気の流量を調整可能な分岐流量調整手段と、を備える。【選択図】 図１Ａ

Description

本開示は、ボイラを備えたボイラシステムに関し、特に、燃料を乾燥および搬送するための一次空気（搬送用空気）の温度調整に関する。

例えば石炭を燃料とする石炭焚きボイラを備えるボイラシステムは、石炭を粉砕して微粉炭等の微粉を得るためのミル装置を備えており、ミル装置で生成された微粉燃料は、ミル装置に供給される一次空気（搬送用空気）により微粉炭管を介してボイラ（バーナ）に搬送される。石炭には水分が含まれており、乾燥が不十分であった場合において搬送途中で水分凝縮が生じた場合には、微粉炭管及びミル内部への微粉炭の固着、詰まりを引き起こす可能性や、燃焼性能へ影響を及ぼす可能性がある。このため、従来から、ミル装置に導入する一次空気を、ボイラの排ガスの熱を利用した空気予熱器（ＡＨ）で予め加熱（予熱）し、この予熱された空気によって燃料を乾燥させている（例えば、特許文献１〜２参照）。より具体的には、ミル装置に一次空気を供給するライン（ダクト）は、ＡＨで予熱された一次空気（以下、熱空気）を生じさせるためのラインと、ＡＨをバイパスすることによりＡＨによって予熱されない一次空気（以下、冷空気）を生じさせるラインとを有する。そして、熱空気の流量を調整する熱空気ダンパと、冷空気の流量を調整する冷空気ダンパの各々の開度制御により、熱空気と冷空気の流量割合を調整し、それらを混合することで所要温度となった一次空気をミル装置に供給する。

従来、上述した冷空気ダンパおよび熱空気ダンパの各々の開度制御は、一次空気による石炭の乾燥が適切に行われるように、ミル装置の出口または入口における一次空気の温度（ミル出口温度、ミル入口温度）が一定になるのを目標に行われていた。ミル装置の出口や入口における一次空気の温度は、上述した石炭などの燃料中の水分量や、ミル装置への燃料の供給量、一次空気の供給量によって変動する。なお、石炭中の水分量については炭種により異なっており、一般的には、水分が多い炭種ほどミル装置に供給される一次空気温度は高くなる。しかし、例えば燃料中の水分が少なくなった場合など、ミル装置に供給する一次空気の温度を低下させる必要が生じた場合に冷空気ダンパの開度を大きくすると、ＡＨをバイパスする冷空気の流量が増加するため、ＡＨでの熱交換量が低下する。このため、ボイラ効率の悪化や、ＡＨを通過後の排ガスの温度上昇が生じる。ＡＨを通過後には排ガスは電気集じん装置（ＥＰ）や煙突などの後段設備を通過することになるが、排ガス温度が後段設備の設計温度を超過する場合には、ボイラの負荷を下げて運転する必要があり、ボイラの効率的な運転の妨げとなる。

このような課題に対して、特許文献１では、ＡＨを通過した後の一次空気（熱空気）の一部を二次空気側へ送り込むための一次空気分岐ラインを、一次空気ライン途中から分岐させて二次空気ライン途中に接続すると共に、一次空気分岐ラインに流量調節弁を設けている。つまり、熱空気の一部を二次空気側に送り込むことで、例えば燃料中の水分が低い場合などでもＡＨを通過する一次空気量を確保する。なお、一次空気および二次空気の合計の流量が押込送風機（ＦＤＦ）により制御されており、ＦＤＦの下流においてラインが分岐されることにより、一次空気および二次空気に分けられて別々にＡＨに送られる。また、そのうちの一次空気が流れるラインに設けられた一次空気送風機（ＰＡＦ）により、一次空気の流量と二次空気の流量が決まるようになっている。

また、特許文献２では、ＡＨより上流側を流れる二次空気とＡＨより下流側を流れる一次空気とを熱交換させることにより、一次空気の温度調節を行う熱交換器を備えている。つまり、一次空気ラインにおけるＡＨの出口側に熱交換器を設け、例えば燃料中の水分が低い場合などには、一次空気ラインのＡＨの出口側における熱空気と、二次空気ラインのＡＨの入口側における二次空気とを熱交換させることにより、一次空気の温度を低下させる。

特開２００２−１０６８３１号公報 特開２００３−２１４６２１号公報

通常、微粉炭焚きボイラの運転は、ボイラの内部の空気比（理論空気量に対する実際の燃焼空気量の比）が一定になるように制御する。しかしながら、特許文献１では、二次空気に一次空気が送り込まれると、その分だけミル装置に供給される燃料を搬送するのに必要な一次空気量が減少することになるので、ＦＤＦが押し込む空気量はかわらずに、ＰＡＦがその分だけ駆動するなどして一次空気量を増やそうとすることになる。その結果、一次空気量が増える分だけ二次空気量が減少されると共に、一次空気は、ＡＨを迂回する迂回ラインにも流れるため、ＡＨに流れる空気量（一次空気および二次空気の合計）が減少する。よって、ＡＨにおける排ガスと一次空気および二次空気との熱交換効率（伝熱効率）の改善は期待できない。

また、特許文献２の方法ではＡＨの入口の二次空気が予熱され温度が上昇するため、ＡＨにおける予熱側流体（排ガス）と受熱側流体（二次空気）の温度差が縮小してしまう。よって、ＡＨにおける熱交換効率の改善は期待できない。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、ボイラ効率を向上しつつ、効率の良い運転が可能なボイラシステムを提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るボイラシステムは、
ボイラに燃料を搬送するための搬送用空気を供給するための搬送用空気供給ラインと、
前記ボイラの内部における前記燃料の燃焼によって生じる排ガスを外部へ排出するための排ガス排出ラインと、
前記搬送用空気供給ラインおよび前記排ガス排出ラインの各々に接続され、前記排ガス排出ラインを流れる前記排ガスによって、前記搬送用空気供給ラインを流れる前記搬送用空気を予熱するための空気予熱器と、
前記搬送用空気供給ラインにおける前記空気予熱器の上流側と下流側とを接続する、前記搬送用空気が前記空気予熱器を迂回して流れるための迂回ラインと、
前記搬送用空気供給ラインに設けられた、前記ボイラに供給する前記燃料を粉砕するためのミル装置と、
前記ボイラの内部にシール用空気を供給するシール空気供給装置、または前記ボイラの内部に冷却用空気を供給する冷却空気供給装置の少なくとも一方を含む空気供給装置と、
前記搬送用空気供給ラインにおける前記迂回ラインの下流側の接続部と前記空気予熱器との間から分岐されると共に、前記空気供給装置に接続される多目的空気供給ラインと、
前記多目的空気供給ラインに設けられた、前記多目的空気供給ラインを流れる多目的空気の流量を調整可能な多目的流量調整手段と、を備える。

上記（１）の構成によれば、搬送用空気供給ラインには、空気予熱器によって予熱された搬送用空気（熱空気）の少なくとも一部を、ミル装置ではなく、空気供給装置（シール空気供給装置、冷却空気供給装置）に向けて流すことが可能な多目的空気供給ライン（この場合は後述する分岐ライン）が接続されると共に、多目的空気供給ラインを通過して空気供給装置に流れる熱空気の流量は多目的流量調整手段（この場合は後述する分岐流量調整手段）によって調整されるように構成される。つまり、熱空気の少なくとも一部を多目的空気供給ラインに逃がすことが可能になっており、熱空気を逃がすことにより、空気予熱器により予熱される搬送用空気の流量を低下させることなく、ミル装置に供給される熱空気の流量を減らすことができる。よって、迂回ラインを流れる空気予熱器により予熱されない搬送用空気（冷空気）の流量を増大させるようなことをしなくても、ミル装置に供給される際の搬送用空気の温度を低下させることが可能になる。したがって、ボイラ効率の低下を回避（抑制）しつつ、ミル装置の入口または出口における搬送用空気の温度を低下させることができる。

また、上述したように、ミル装置の入口または出口における搬送用空気の温度を低下させるにあたって、空気予熱器において排ガスと熱交換される空気量が低減されるのを回避（抑制）することができるので、排ガス排出ラインにおける空気予熱器の下流側に設置される後段設備の設計温度を排ガス温度が超過するような事態を防止することができる。したがって、上記の後段設備の設計温度を超過しないように負荷を下げてボイラを運転するといった事態が生じるのを防止することができ、効率的の良いボイラの運転を行うことを可能にすることができる。

（２）本発明の少なくとも一実施形態に係るボイラシステムは、
ボイラに燃料を搬送するための搬送用空気を供給するための搬送用空気供給ラインと、
前記ボイラの内部における前記燃料の燃焼によって生じる排ガスを外部へ排出するための排ガス排出ラインと、
前記搬送用空気供給ラインおよび前記排ガス排出ラインの各々に接続され、前記排ガス排出ラインを流れる前記排ガスによって、前記搬送用空気供給ラインを流れる前記搬送用空気を予熱するための空気予熱器と、
前記搬送用空気供給ラインにおける前記空気予熱器の上流側と下流側とを接続する、前記搬送用空気が前記空気予熱器を迂回して流れるための迂回ラインと、
前記搬送用空気供給ラインに設けられた、前記ボイラに供給する前記燃料を粉砕するためのミル装置と、
前記ボイラの内部にシール用空気を供給するシール空気供給装置、または前記ボイラの内部に冷却用空気を供給する冷却空気供給装置の少なくとも一方を含む空気供給装置と、
前記シール用空気または前記冷却用空気として用いられる多目的空気を前記空気供給装置に供給するための多目的空気供給ラインと、
前記多目的空気供給ラインに設けられた、前記多目的空気供給ラインを流れる前記多目的空気の流量を調整可能な多目的流量調整手段と、
前記搬送用空気供給ラインにおける前記迂回ラインの下流側の接続部と前記空気予熱器との間を流れる前記搬送用空気と前記多目的空気との熱交換を行うための熱交換器と、を備える。

上記（２）の構成によれば、熱交換器を用いて、空気予熱器によって予熱された相対的に高温の搬送用空気（熱空気）と、多目的空気供給ラインを流れる相対的に低温の空気（多目的空気）とを熱交換することによって、熱空気の温度を下げることが可能なように構成すると共に、多目的空気供給ラインを通過して空気供給装置に流れる多目的空気の流量は多目的流量調整手段によって調整可能なように構成される。これによって、空気予熱器により予熱される搬送用空気の流量を低下させることなく、ミル装置に供給される熱空気の温度を下げるこができる。よって、迂回ラインを流れる空気予熱器により予熱されない搬送用空気（冷空気）の流量を増大させるようなことをしなくても、ミル装置に供給される際の搬送用空気の温度を低下させることが可能になる。したがって、ボイラ効率の低下を回避（抑制）しつつ、ミル装置の入口または出口における搬送用空気の温度を低下させることができる。

また、上述したように後段設備の設計温度を超過しないように負荷を下げてボイラを運転するといった事態が生じるのを防止することができ、効率的の良いボイラの運転を行うことを可能にすることができる。さらに、上記の熱交換器において、多目的空気と搬送用空気（熱空気）とは直接接触しないため、空気予熱器で予熱される搬送用空気に含まれるダストが多目的空気に混入することが無いようにすることができる。よって、多目的空気（シール用空気、冷却用空気も含む）が流れるボイラシステムの各部位が、このような混入したダストによって摩耗するといった事態を回避することができ、ボイラシステムの信頼性を確保することができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（２）の構成において、
前記空気供給装置は、前記多目的空気供給ラインを流れる前記多目的空気と前記多目的空気供給ラインを流れる前記多目的空気以外の外部空気との少なくとも一方からなる規定流量の供給空気を前記ボイラの内部に供給する。

通常、ボイラシステムでは、排ガス排出ラインにおける空気予熱器の上流側に設置された酸素センサ（Ｏ２センサ）などの計測値に基づいて、ボイラの内部の空気比が一定になるように押込送風機などの設備を制御されているが、多目的空気供給ラインを介して供給される多目的空気の流量の分だけ空気供給装置からボイラの内部に供給される供給空気が増大すると、その分だけ空気比が増大してしまう。

上記（３）の構成によれば、空気供給装置は、多目的空気供給ラインを介して多目的空気が供給されない場合には、外部空気のみを規定流量だけボイラの内部に供給する一方で、多目的空気供給ラインを介して多目的空気が供給される場合には、外部空気および多目的空気の合計からなる上記と同一の規定流量の空気をボイラの内部に供給する。つまり、空気供給装置は、多目的空気供給ラインを介して多目的空気が供給される場合には、多目的空気の流量分だけ外部空気を減少させることにより、規定流量の空気をボイラの内部に供給する。これによって、多目的空気供給ラインを介して多目的空気がボイラの内部に供給されることによる影響を酸素センサが受けないようにすることができるので、空気供給装置を介してボイラの内部に供給される多目的空気がボイラシステムの運転制御へ影響を及ぼさないようにすることができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（３）の構成において、
前記多目的流量調整手段の開度を制御する多目的流量制御装置を、さらに備える。
上記（４）の構成によれば、多目的流量制御装置によって多目的流量調整手段の開度を制御することにより、多目的空気供給ラインを通過する多目的空気の流量を自動で調整することができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、
前記排ガス排出ラインにおける前記空気予熱器の出口温度である排ガス出口温度を検出する排ガス出口温度計測手段を、さらに備え、
前記多目的流量制御装置は、前記排ガス出口温度に基づいて、前記多目的流量調整手段の開度を制御する。
上記（５）の構成によれば、多目的流量調整手段の開度（多目的空気供給ラインを通過する多目的空気の流量）は、上記の排ガス出口温度に基づいて調整される。例えば、特に、多目的空気供給ラインが、搬送用空気供給ラインにおける迂回ラインの下流側の接続部と空気予熱器との間から分岐される分岐ラインである場合には、排ガス出口温度が所定値より高い場合に分岐ラインを介して熱空気を逃がすようにする（熱空気が分岐ラインを通過するようにする）と、ミル装置の入口などに設置される流量計の計測値が小さくなる。搬送用空気の流量は燃料の量に応じて決められるため、分岐ラインに逃がされた熱空気の分の流量を補うように搬送用空気の流量が増大される。そして、例えば、押込送風機（ＦＤＦ）によって搬送用空気の流量が増大されると、より多くの搬送用空気が空気予熱器を通過するようになるので、空気予熱器における排ガスの熱との熱交換量を増大させることができ、排ガス出口温度を低下させることができる。したがって、ボイラ効率の向上をさせつつ、後段設備の設計温度を超過しないように負荷を下げてボイラを運転するといった事態が生じるのを防止することができ、効率的の良いボイラの運転を行うことを可能にすることができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（４）〜（５）の構成において、
前記多目的流量制御装置は、前記ミル装置に供給する前記燃料の水分含有量に基づいて、前記多目的流量調整手段の開度を制御する。
上記（６）の構成によれば、多目的流量調整手段の開度は、燃料の水分含有量（単位体積あたりの水分量など）に基づいて調整される。つまり、燃料の水分含有量が少なくなると、搬送用空気の熱によって燃料の乾燥が過度に進むことによる発火等を防止するために搬送用空気のミル入口温度またはミル出口温度を低下させる必要が生じるが、このような状況を燃料の水分含有量に基づいて判定する。そして、例えば、迂回ラインを流れる冷空気の流量を調整可能な冷空気量調整手段の開度などを大きくすることなく多目的流量調整手段を開状態にすれば、空気予熱器により予熱される熱空気の流量を低下させることなく、ミル装置に供給される際の搬送用空気の温度を低下させることができる。したがって、ボイラ効率の低下や、空気予熱器の下流側における排ガスの温度上昇を防止することができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（４）〜（６）の構成において、
前記空気予熱器の下流側における前記搬送用空気供給ラインと前記迂回ラインとの接続部と、前記空気予熱器との間に設けられた、前記空気予熱器により予熱された前記搬送用空気である熱空気の流量を調整可能な熱空気量調整手段と、
前記迂回ラインに設けられた、前記迂回ラインを流れる前記搬送用空気の流量を調整可能な冷空気量調整手段と、
前記ミル装置の出口温度あるいは入口温度の少なくとも一方の温度を検出する温度計測手段と、
前記温度計測手段により検出された前記温度に基づいて、前記熱空気量調整手段および前記冷空気量調整手段の開度を決定する冷熱開度決定装置と、を備え、
前記多目的流量制御装置は、前記冷熱開度決定装置が決定した前記冷空気量調整手段の開度である決定開度に基づいて前記多目的流量調整手段の開度を制御する。

上記（７）の構成によれば、多目的流量調整手段の開度は、冷空気量調整手段の決定開度に基づいて制御される。具体的には、冷空気量調整手段の決定開度が所定の開度閾値以上の場合や、冷空気量調整手段の決定開度が、直前の開度から所定の開度変化閾値以上に大きくなる場合などに、多目的流量調整手段は開状態にされる。これによって、冷空気量調整手段の開度（決定開度）が開度閾値以上に大きくなることを回避することができる。また、上記の場合に迂回ラインに熱空気を逃がすことにより、ミル装置に供給される際の搬送用空気の温度を低下させることができ、ボイラ効率の低下を防止することができる。

（８）本発明の少なくとも一実施形態に係るボイラシステムの運転方法は、
ボイラに燃料を搬送するための搬送用空気を供給するための搬送用空気供給ラインと、
前記ボイラの内部における前記燃料の燃焼によって生じる排ガスを外部へ排出するための排ガス排出ラインと、
前記搬送用空気供給ラインおよび前記排ガス排出ラインの各々に接続され、前記排ガス排出ラインを流れる前記排ガスによって、前記搬送用空気供給ラインを流れる前記搬送用空気を予熱するための空気予熱器と、
前記搬送用空気供給ラインにおける前記空気予熱器の上流側と下流側とを接続する、前記搬送用空気が前記空気予熱器を迂回して流れるための迂回ラインと、
前記搬送用空気供給ラインに設けられた、前記ボイラに供給する前記燃料を粉砕するためのミル装置と、
前記ボイラの内部にシール用空気を供給するシール空気供給装置、または前記ボイラの内部に冷却用空気を供給する冷却空気供給装置の少なくとも一方を含む空気供給装置と、
前記搬送用空気供給ラインにおける前記迂回ラインの下流側の接続部と前記空気予熱器との間から分岐されると共に、前記空気供給装置に接続される多目的空気供給ラインと、
前記多目的空気供給ラインに設けられた、前記多目的空気供給ラインを流れる前記多目的空気の流量を調整可能な多目的流量調整手段と、を有するボイラシステムの運転方法であって、
前記排ガス排出ラインにおける前記空気予熱器の出口温度である排ガス出口温度、前記ミル装置に供給する前記燃料の水分含有量、または、前記迂回ラインを流れる前記搬送用空気の流量を調整可能な冷空気量調整手段の開度の少なくとも１つに基づいて前記多目的流量調整手段の開度を制御するステップを備える。

上記（８）の構成によれば、多目的空気供給ラインは、搬送用空気供給ラインにおける迂回ラインの下流側の接続部と空気予熱器との間から分岐される分岐ラインであり、上記（５）〜（７）の少なくとも１つと同様の効果を奏する。

（９）本発明の少なくとも一実施形態に係るボイラシステムの運転方法は、
ボイラに燃料を搬送するための搬送用空気を供給するための搬送用空気供給ラインと、
前記ボイラの内部における前記燃料の燃焼によって生じる排ガスを外部へ排出するための排ガス排出ラインと、
前記搬送用空気供給ラインおよび前記排ガス排出ラインの各々に接続され、前記排ガス排出ラインを流れる前記排ガスによって、前記搬送用空気供給ラインを流れる前記搬送用空気を予熱するための空気予熱器と、
前記搬送用空気供給ラインにおける前記空気予熱器の上流側と下流側とを接続する、前記搬送用空気が前記空気予熱器を迂回して流れるための迂回ラインと、
前記搬送用空気供給ラインに設けられた、前記ボイラに供給する前記燃料を粉砕するためのミル装置と、
前記ボイラの内部にシール用空気を供給するシール空気供給装置、または前記ボイラの内部に冷却用空気を供給する冷却空気供給装置の少なくとも一方を含む空気供給装置と、
前記シール用空気または前記冷却用空気として用いられる多目的空気を前記空気供給装置に供給するための多目的空気供給ラインと、
前記多目的空気供給ラインに設けられた、前記多目的空気供給ラインを流れる前記多目的空気の流量を調整可能な多目的流量調整装置と、
前記搬送用空気供給ラインにおける前記迂回ラインの下流側の接続部と前記空気予熱器との間を流れる前記搬送用空気と前記多目的空気との熱交換を行うための熱交換器と、を有するボイラシステムの運転方法であって、
前記排ガス排出ラインにおける前記空気予熱器の出口温度である排ガス出口温度、前記ミル装置に供給する前記燃料の水分含有量、または、前記迂回ラインを流れる前記搬送用空気の流量を調整可能な冷空気量調整手段の開度の少なくとも１つに基づいて前記多目的流量調整手段の開度を制御するステップを備える。

上記（９）の構成によれば、多目的空気供給ラインは、熱交換器が設置されたラインであり、上記（５）〜（７）の少なくとも１つと同様の効果を奏する。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、ボイラ効率を向上しつつ、効率の良い運転が可能なボイラシステムが提供される。

本発明の一実施形態に係る多目的空気供給ラインおよび多目的流量調整手段を備えるボイラシステムの概略図であり、多目的空気供給ラインは分岐ライン、多目的流量調整手段は分岐流量調整手段である。 本発明の一実施形態に係る多目的空気供給ラインおよび多目的流量調整手段を備えるボイラシステムの概略図であり、多目的空気供給ラインには熱交換器が設置される。 本発明の一実施形態に係る制御により各ラインへ配分される空気量の変遷を説明するための図であり、図１Ａの多目的空気供給ラインが分岐ラインである場合に対応する。 本発明の一実施形態に制御により係る各ラインへの空気量配分の挙動を説明するための図であり、図１Ａに対応するが、図２とは初期状態で起動されている制御内容が異なる。 本発明の一実施形態に係る制御により各ラインへ配分される空気量の変遷を説明するための図であり、図１Ｂの多目的空気供給ラインＬｍが分岐ラインＬｆではない場合に対応する。 本発明の一実施形態に係る制御により各ラインへの空気量配分の挙動を説明するための図であり、図１Ｂに対応するが、図４とは初期状態で起動されている制御内容が異なる。 本発明の一実施形態に係る分岐ラインおよび分岐流量調整手段を備えるボイラシステムの運転方法を示すフロー図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１Ａは、本発明の一実施形態に係る多目的空気供給ラインＬｍおよび多目的流量調整手段６ｍを備えるボイラシステム１の概略図であり、多目的空気供給ラインＬｍは分岐ラインＬｆ、多目的流量調整手段６ｍは分岐流量調整手段６である。図１Ｂは、本発明の一実施形態に係る多目的空気供給ラインＬｍおよび多目的流量調整手段６ｍを備えるボイラシステム１の概略図であり、多目的空気供給ラインＬｍには熱交換器６２が設置される。

ボイラシステム１はボイラ２を備えたシステムであり、図１Ａ〜図１Ｂに示すように、ボイラ２に接続される搬送用空気供給ラインＬ１および排ガス排出ラインＬｅと、空気予熱器３と、迂回ラインＬｂと、ミル装置４と、空気供給装置５と、多目的空気供給ラインＬｍと、多目的流量調整手段６ｍと、を備える。以下、ボイラ２は、例えば石炭を燃料Ｆとする石炭焚きボイラ（微粉炭炊きボイラ）として説明する。ただし、本実施形態に本発明は限定されない。例えば、他の幾つかの実施形態では、ボイラ２は、例えばバイオマス燃料など、石炭以外の固体燃料を燃料Ｆとするボイラ２であっても良い。
以下、ボイラシステム１が備える上述した構成について、図１Ａ〜図１Ｂを用いて説明する。

搬送用空気供給ラインＬ１は、ボイラ２に燃料Ｆを搬送するための搬送用空気Ｇ１（一次空気）を供給するためのダクトであり、搬送用空気Ｇ１は搬送用空気供給ラインＬ１の内部を通ってボイラ２に供給される。図１Ａ〜図１Ｂに示すように、通常、ボイラ２には、搬送用空気供給ラインＬ１と共に、燃料Ｆを燃焼するための燃焼用空気Ｇ２（二次空気）をボイラ２に供給するための燃焼用空気供給ラインＬ２（ダクト）が接続されており、搬送用空気供給ラインＬ１は、この燃焼用空気供給ラインＬ２から分岐するように設けられる。そして、搬送用空気Ｇ１の流量（単位時間あたりの空気の量。以下同じ。）および燃焼用空気Ｇ２の流量の合計（総空気Ｇａの流量）が、燃焼用空気供給ラインＬ２と搬送用空気供給ラインＬ１との分岐位置よりも上流側に設置された押込送風機（以下、ＦＤＦ８２：Ｆｏｒｃｅｄ Ｄｒａｆｔ Ｆａｎ）により制御される。また、搬送用空気Ｇ１の流量は、搬送用空気供給ラインＬ１に設置された一次空気送風機（以下、ＰＡＦ８１：Ｐｒｉｍａｒｙ Ａｉｒ Ｆａｎ）によって制御され、ＦＤＦ８２によって押し込まれる総空気Ｇａの流量のうちの一部が、ＰＡＦ８１によって搬送用空気供給ラインＬ１に導かれる。

図１Ａ〜図１Ｂに示す実施形態では、上述した総空気Ｇａの流量は、ボイラ２の内部の空気比（理論空気量に対する実際の燃焼空気量の比）を計測するための酸素センサ９１（Ｏ２センサ）の計測値が一定（一定範囲）になるように（空気比一定制御）、ＦＤＦ８２によって制御される。なお、本実施形態では、酸素センサ９１は、排ガス排出ラインＬｅ（後述）における空気予熱器３（後述）の上流に設置されている。他の幾つかの実施形態では、酸素センサ９１は、ボイラ２の内部であっても良いし、排ガス排出ラインＬｅにおける空気予熱器３（後述）の下流であっても良い。

また、図１Ａ〜図１Ｂに示す実施形態では、上記の搬送用空気Ｇ１の流量は、後述する熱空気量調整手段７１や冷空気量調整手段７２の開度制御の下でミル装置４（後述）に供給される流量を計測する流量計９２の計測値が設定値（設定範囲）にすることが可能なように、ＰＡＦ８１によって制御される（ミル入口空気量制御）。この設定値は、ボイラ２の出力指令値に応じて決定される。より詳細には、ボイラ２の出力指令値に応じて、ミル装置４（後述）からボイラ２に供給する燃料Ｆ（微粉燃料）の量が決定されると共に、こうして決定された燃料Ｆの量をボイラ２に適切に搬送できるように、この燃料Ｆの量に応じて搬送用空気Ｇ１の流量も決められる。なお、本実施形態では、流量計９２は、搬送用空気供給ラインＬ１における、迂回ラインＬｂ（後述）の下流側の端部が接続される接続部（合流部Ｃａ）とミル装置４との間に設けられている。他の幾つかの実施形態では、流量計９２は、搬送用空気Ｇ１の流量が適切に計測可能であれば、例えば、ミル装置４（後述）とボイラ２とを接続する微粉炭管Ｌ１ａなど、他の位置に設置されても良い。

排ガス排出ラインＬｅは、ボイラ２の内部における燃料Ｆの燃焼によって生じた排ガスＧｅを外部（システム外）へ排出するためのダクトであり、排ガスＧｅは排ガス排出ラインＬｅの内部を通って外部に排出される。通常、排ガス排出ラインＬｅには、誘引通風機や環境装置（例えば、排ガスから窒素酸化物を除去する脱硝装置、煤塵を除去する集塵器、硫黄酸化物を除去する脱硫装置など）が設置されることにより、排ガスＧｅは無害化されて煙突（不図示）から外部に排出される。

そして、ボイラ２では、搬送用空気供給ラインＬ１を介した燃料Ｆ（微粉炭）および搬送用空気Ｇ１の混合気と、燃焼用空気供給ラインＬ２を介した燃焼用空気Ｇ２とをボイラ２の内部の燃焼室にバーナ２２などを介して吹き込むことで燃焼が行われる。通常、ボイラ２の内部には、排ガスＧｅの熱を回収するための過熱器、再熱器、節炭器などの熱交換器（不図示）が設けられることにより、これらの内部を流通される水などの流体と排ガスＧｅとの間で熱交換が行われ、蒸気を生成する。その後、排ガスＧｅは、排ガス排出ラインＬｅを通って、煙突を介してボイラシステム１の外部に排出される。

空気予熱器３は、搬送用空気供給ラインＬ１および排ガス排出ラインＬｅの各々に接続され、排ガス排出ラインＬｅを流れる排ガスＧｅによって、搬送用空気供給ラインＬ１を流れる搬送用空気Ｇ１を予熱するための熱交換器である（図１Ａ〜図１ＢではＧＡＨ）。ボイラ２の燃料Ｆ（本実施形態では石炭）などは、種類（炭種）や降雨によって含有する水分量が異なるという性質を有している。そして、水分量が多い場合には、搬送途中で生じる水分凝縮により、上述した微粉炭管Ｌ１ａへの微粉炭の固着や詰まりが生じる可能性や、燃焼性能へ影響を及ぼす可能性がある。このため、空気予熱器３によって搬送用空気Ｇ１を予め加熱（予熱）し、温度が高められた搬送用空気Ｇ１による熱で燃料Ｆを乾燥させるようにしている。図１Ａ〜図１Ｂに示す実施形態では、空気予熱器３には、搬送用空気供給ラインＬ１および排ガス排出ラインＬｅに加えて、燃焼用空気供給ラインＬ２も接続されることで、排ガス排出ラインＬｅを流れる相対的に高温の排ガスＧｅによって、相対的に低温の搬送用空気Ｇ１および燃焼用空気Ｇ２を同時に予熱する。

迂回ラインＬｂは、搬送用空気供給ラインＬ１における空気予熱器３の上流側と下流側とを接続する、搬送用空気Ｇ１が空気予熱器３を迂回して流れるためのダクトであり、上述した空気予熱器３と共に、搬送用空気Ｇ１の温度を調整するための構成である。上述したように、搬送用空気Ｇ１は空気予熱器３により昇温されるが、搬送用空気Ｇ１の温度が高すぎると、燃料Ｆの乾燥が過度に進むことにより発火が生じる可能性などがある。そこで、迂回ラインＬｂを搬送用空気供給ラインＬ１に設けることにより、迂回ラインＬｂを通ることによって空気予熱器３によって予熱されない搬送用空気Ｇ１（以下、冷空気Ｇｂ）と、迂回ラインＬｂに流れることなく搬送用空気供給ラインＬ１をそのまま流れることによって空気予熱器３で予熱される搬送用空気Ｇ１（以下、熱空気Ｇｈ）とを生成して、空気予熱器３で予熱させる搬送用空気Ｇ１の流量を調整する。そして、冷空気Ｇｂと熱空気Ｇｈとを、空気予熱器３の下流側における搬送用空気供給ラインＬ１と迂回ラインＬｂとの接続部（合流部Ｃａ）で合流させて混合することにより、搬送用空気Ｇ１の温度の調整を行う。

より詳細には、迂回ラインＬｂを流れる搬送用空気Ｇ１の流量を調整可能な冷空気量調整手段７２（例えばダンパ）を迂回ラインＬｂに設け、冷空気量調整手段７２により冷空気Ｇｂの流量を調整することで、冷空気Ｇｂと熱空気Ｇｈとが合流した後の合流後のミル装置４（後述）に供給される際の搬送用空気Ｇ１の温度を調整しても良い。あるいは、図１Ａ〜図１Ｂに示すように、冷空気量調整手段７２と共に、ミル装置４に供給される際の搬送用空気Ｇ１の流量や熱空気Ｇｈの流量を調整可能な熱空気量調整手段７１（例えばダンパ）を搬送用空気供給ラインＬ１におけるミル装置４の上流側に設け、熱空気量調整手段７１または冷空気量調整手段７２の開度の少なくとも一方を調整することより、合流後の搬送用空気Ｇ１の温度を調整しても良い。これによって、搬送用空気Ｇ１のミル装置４（後述）の入口側における温度（ミル入口温度）または出口側における温度（ミル出口温度）が、水分凝縮や発火などによる異常を防止可能な所定の温度範囲に収まるように、搬送用空気Ｇ１の温度を調整する。

図１Ａ〜図１Ｂに示す実施形態では、熱空気量調整手段７１を搬送用空気供給ラインＬ１における上記の合流部Ｃａと空気予熱器３との間に設けると共に、ミル装置４（後述）の入口または出口の少なくとも一方に温度計などの温度計測手段９３（９３ｕ、９３ｄ）を設け、温度計測手段９３の計測値（ミル入口温度またはミル出口温度の少なくとも一方）に基づいた上記の開度調整が行われる。より具体的には、上記の開度調整は、後述する冷熱開度決定装置１４が、温度計測手段９３の計測値が一定になるのを目標に、熱空気量調整手段７１や冷空気量調整手段７２の開度を決定することを通して行われる。

ミル装置４は、ボイラ２に供給する燃料Ｆを粉砕するための装置であり、搬送用空気供給ラインＬ１に設けられる。ミル装置４には、石炭（燃料Ｆ）が供給されるようになっており、ミル装置４によって粉砕した微粉炭（微粉）は、微粉炭管Ｌ１ａを搬送用空気Ｇ１によって搬送されることで、ボイラ２（バーナ２２）に供給される。なお、ミル装置４からボイラ２に供給する微粉燃料（燃料Ｆ）の量はボイラ２の出力指令値に応じて決定される。

空気供給装置５は、ボイラ２の内部にシール用空気を供給するシール空気供給装置、または、ボイラ２の内部に冷却用空気を供給する冷却空気供給装置の少なくとも一方を含む。具体的には、シール空気供給装置は、例えば、覗き窓用シール空気、スーツブロワ用シール空気、風箱ダンパ用シール空気、バーナ用シール空気ＩＴＶ用シール空気、各種計器用スカベンジング空気などのシール用空気を供給する装置である。シール用空気は、ボイラ２の内部に吹き込まれることにより、排ガスＧｅなどのボイラ２の内部の気体などが外部に流出するのを阻止する。他方、冷却空気供給装置は、例えば、フレームディテクタ用冷却空気、イグナイタ用冷却空気などの冷却用空気をフレームディテクタやイグナイタに供給する装置である。冷却空気供給装置が供給した冷却用空気は、冷却に用いられた後は、ボイラ２の内部に放出されることになる。よって、空気供給装置５である各装置は、シールあるいは冷却に必要な規定流量をボイラ２の内部にそれぞれ供給することになる。

そして、上述した構成を備えるボイラシステム１は、上述したように、搬送用空気Ｇ１のミル入口温度またはミル出口温度が所定の温度範囲に収まるように制御する（ミル空気温度制御）。例えば、迂回ラインＬｂを流れる冷空気Ｇｂは、空気予熱器３によって予熱されないために温度が低い状態（例えば常温）のままにあり、熱空気Ｇｈを冷却する効果を有している。よって、例えば燃料Ｆの水分量が減少した場合などには、燃料Ｆの発火などを防止するために搬送用空気Ｇ１の温度を低下させる必要があり、冷空気Ｇｂの流量を増やすことによって搬送用空気Ｇ１の温度の低下が可能である。しかしながら、冷空気量調整手段７２の開度を大きくすることにより冷空気Ｇｂの流量を増やすと、その分だけ熱空気Ｇｈの流量が減少することになる。熱空気Ｇｈの流量が減少すると、空気予熱器３における熱交換量がその分減少することになるので、排ガスＧｅの熱回収量を低減（熱損失の増加）させることになり、ボイラ効率を悪化させることになる。また、熱回収量が低減されると、空気予熱器３を通過後の排ガスＧｅの温度はその分高い温度を有したまま下流に流れることになるが、この排ガスＧｅの温度が、排ガス排出ラインＬｅにおける空気予熱器３の下流側に設置された後段設備（誘引通風機や脱硫装置など）の設計温度を超える場合には、ボイラ２の負荷を下げて運転する必要が生じるなど、効率良くボイラ２を運転するための運転制御の制限になる。

そこで、ボイラシステム１は、上記の構成に加えて、さらに、冒頭の多目的空気供給ラインＬｍと、多目的流量調整手段６ｍと、を備える（図１Ａ〜図１Ｂ参照）。多目的空気供給ラインＬｍは、シール用空気または冷却用空気として用いられる空気（以下、多目的空気Ｇｍ）を空気供給装置５に供給するためダクトである。また、多目的流量調整手段６ｍは、多目的空気供給ラインＬｍに設けられた、多目的空気供給ラインＬｍを流れる多目的空気Ｇｍの流量を調整可能な手段であり、例えばダンパや手動バルブ、自動バルブなどである。

図１Ａに示す実施形態の多目的空気供給ラインＬｍは、搬送用空気供給ラインＬ１における迂回ラインＬｂの下流側の接続部（合流部Ｃａ）と空気予熱器３との間から分岐されると共に、空気供給装置５に接続されるダクトである。以下、図１Ａに示す実施形態のように、搬送用空気供給ラインＬ１から分岐された多目的空気供給ラインＬｍを特に分岐ラインＬｆと呼ぶ。また、この分岐ラインＬｆに設けられた、分岐ラインＬｆを流れる熱空気Ｇｈ（搬送用空気Ｇ１）の流量を調整する多目的流量調整手段６ｍを特に分岐流量調整手段６と呼ぶ。

つまり、図１Ａに示す実施形態では、分岐ラインＬｆ（多目的空気供給ラインＬｍ）は、搬送用空気供給ラインＬ１と空気供給装置５とを接続しており、分岐ラインＬｆを通過して空気供給装置５に流れる熱空気Ｇｈ（多目的空気Ｇｍ）の流量が分岐流量調整手段６により調整されるようになっている。具体的には、分岐流量調整手段６を閉状態にすることによって、分岐ラインＬｆにより形成される流路が閉じられていれば、熱空気Ｇｈは空気供給装置５には流れないようにされ、分岐流量調整手段６を開状態にすることによって、上記の流路が開けられていれば、その開度に応じた流量だけ熱空気Ｇｈが空気供給装置５に流れる。なお、分岐流量調整手段６を閉状態にするとは開度を最小にすることであり、例えば分岐流量調整手段６がダンパである場合など、閉状態であっても分岐流量調整手段６を通過する流量が存在していても良い。

したがって、図１Ａに示す実施形態では、搬送用空気Ｇ１のミル入口温度またはミル出口温度を下げる必要がある場合には、例えば人手あるいは分岐流量制御装置１２（後述）によって分岐流量調整手段６の開度が０よりも大きく開けられれば（開状態）、ミル装置４に流れる熱空気Ｇｈの流量をその分だけ減少させることができる。よって、冷空気量調整手段７２の開度を大きくして冷空気Ｇｂの流量を増やすようなことをしなくても、搬送用空気Ｇ１のミル入口温度やミル出口温度を低下させることが可能になる。しかも、分岐ラインＬｆは、空気予熱器３の通過により生成された熱空気Ｇｈを搬送用空気供給ラインＬ１から逃がすため、空気予熱器３による熱交換量を下げることはなく、ボイラ効率の低下を防止することができる。また、空気予熱器３における熱交換量を下げないので、上述した後段設備を流れる排ガスＧｅの温度を上昇させることもない。

また、図１Ａに示す実施形態では、分岐ラインＬｆから逃がされた熱空気Ｇｈの流量分だけ、ボイラ２に供給される際の搬送用空気Ｇ１および燃焼用空気Ｇ２の合計の流量が減少されることになるが、ボイラ２の内部の空気比を一定に保つために、その減少された流量分だけＦＤＦ８２によって総空気Ｇａの流量を増やすことになる場合には、増大された空気量は搬送用空気Ｇ１および燃焼用空気Ｇ２に振り分けられた後にそれぞれ空気予熱器３を通過するため、その分（搬送用空気Ｇ１については迂回ラインＬｂを流れない分）だけ、空気予熱器３における熱交換量を増やすことができる。このため、ボイラ効率を向上させることができるとともに、排ガス排出ラインＬｅにおける空気予熱器３の下流側の排ガスＧｅの温度を低下させることもできる。さらに、分岐流量調整手段６の開状態にすると共に、冷空気量調整手段７２の開度を小さくすることにより冷空気Ｇｂの流量を減少させることも可能であり、この場合には、その分の流量が熱空気Ｇｈとなるので、熱交換量の増大によるボイラ効率の向上や排ガスＧｅの温度の低下をさらに行うことも可能になる。

なお、図１Ａに示す実施形態では、通常なされるように、一定の一次空気量（冷空気Ｇｂ＋熱空気Ｇｈ）を維持するように制御（ボイラ２の負荷に応じて流量計９２の計測値が設定値になるように制御）するので、逃がした熱空気Ｇｈと同じ量の熱空気Ｇｈ又は冷空気Ｇｂが自動的に増えることになる。また、通常、ボイラ２の内部の空気比は、空気予熱器３の排ガスＧｅの入口酸素濃度計の計測値（酸素センサ９１の計測値）で観測されるものであり、搬送用空気Ｇ１（一次空気）、燃焼用空気Ｇ２（二次空気）の他に、空気供給装置５からボイラ２の内部に供給される供給空気Ａ（後述）も空気比にカウントされる。よって、後述するように、空気供給装置５が、熱空気Ｇｈおよび外部空気Ａｓの合計が規定流量となるように外部空気Ａｓの量を減少させて、シール用の空気または冷却用の空気としてボイラ２側に供給する場合には空気比は変化しないので、ＦＤＦ８２の流量は変化しない。

上記の図１Ａを用いて説明した構成によれば、搬送用空気供給ラインＬ１には、空気予熱器３によって予熱された搬送用空気Ｇ１（熱空気Ｇｈ）の少なくとも一部を、ミル装置４ではなく、空気供給装置５（シール空気供給装置、冷却空気供給装置）に向けて流すことが可能な分岐ラインＬｆが接続されると共に、分岐ラインＬｆを通過して空気供給装置５に流れる熱空気Ｇｈの流量は分岐流量調整手段６によって調整されるように構成される。つまり、熱空気Ｇｈの少なくとも一部を分岐ラインＬｆに逃がすことが可能になっており、熱空気Ｇｈを逃がすことにより、空気予熱器３により予熱される搬送用空気Ｇ１の流量を低下させることなく、ミル装置４に供給される熱空気Ｇｈの流量を減らすことができる。

他方、図１Ｂに示す実施形態の多目的空気供給ラインＬｍは、一方の端部が空気供給装置５に接続される点では前述の分岐ラインＬｆと同じであるが、他方の端部は、搬送用空気供給ラインＬ１から分岐されておらず、多目的空気供給ラインＬｍを流れる多目的空気Ｇｍは熱空気Ｇｈ（搬送用空気Ｇ１）ではない空気となる。この他方の端部からは、例えば常温の空気が多目的空気Ｇｍとして導入されても良い。より具体的には、この他方の端部には、空気を供給するファンや空気ポンプなどとなる多目的空気導入装置（不図示）に接続されていても良い。

また、多目的空気供給ラインＬｍには、搬送用空気供給ラインＬ１における迂回ラインＬｂの下流側の合流部Ｃａと空気予熱器３との間を流れる搬送用空気Ｇ１と、多目的空気Ｇｍとの熱交換を行うための間接式の熱交換器６２が設置される。そして、多目的空気供給ラインＬｍに設置された多目的流量調整手段６ｍを閉状態にすることによって、多目的空気供給ラインＬｍにより形成される流路が閉じられていれば、多目的空気Ｇｍは空気供給装置５には流れないようにされ、多目的流量調整手段６ｍを開状態にすることによって、上記の流路が開けられていれば、その開度に応じた流量だけ多目的空気Ｇｍが空気供給装置５に流れる。この際、多目的流量調整手段６ｍを開状態にすることによって多目的空気Ｇｍが空気供給装置５に流れている状態では、多目的流量調整手段６ｍが閉状態の場合のように多目的空気供給ラインＬｍに多目的空気Ｇｍが滞留していない。よって、相対的に低温である多目的空気Ｇｍと、これと熱交換される相対的に高温である搬送用空気Ｇ１（熱空気Ｇｈ）との温度差が大きくなるので、搬送用空気Ｇ１の温度は熱交換によって、より低下することが可能となる。

したがって、図１Ｂに示す実施形態では、搬送用空気Ｇ１のミル入口温度またはミル出口温度を下げる必要がある場合には、例えば人手あるいは多目的流量制御装置１２ｍ（後述）によって多目的流量調整手段６ｍの開度が０よりも大きく開けられれば（開状態）、ミル装置４に流れる搬送用空気Ｇ１の温度を、多目的空気Ｇｍとの熱交換の分だけ低下させることができる。よって、冷空気量調整手段７２の開度を大きくして冷空気Ｇｂの流量を増やすようなことをしなくても、搬送用空気Ｇ１のミル入口温度やミル出口温度を低下させることが可能になる。しかも、空気予熱器３を通過させる熱空気Ｇｈの流量を小さくしない場合には、空気予熱器３による熱交換量を下げることはなく、ボイラ効率の低下を防止することができる。また、空気予熱器３における熱交換量を下げないので、上述した後段設備を流れる排ガスＧｅの温度を上昇させることもない。

上記の図１Ｂを用いて説明した構成によれば、熱交換器６２を用いて、空気予熱器３によって予熱された相対的に高温の搬送用空気Ｇ１（熱空気Ｇｈ）と、多目的空気供給ラインＬｍを流れる相対的に低温の空気（多目的空気Ｇｍ）とを熱交換することによって、熱空気Ｇｈの温度を下げることが可能なように構成すると共に、多目的空気供給ラインＬｍを通過して空気供給装置５に流れる多目的空気Ｇｍの流量は多目的流量調整手段６ｍによって調整可能なように構成される。つまり、上記の熱交換器６２において、多目的空気Ｇｍと搬送用空気Ｇ１（熱空気Ｇｈ）とは直接接触しない（間接式の熱交換器）。ボイラシステム１で良く用いられる再生回転式の空気予熱器３ではボイラ２に送られる空気（Ｇ１、Ｇ２）にダストが混入する場合があることから、分岐ラインＬｆでは多目的空気Ｇｍにもダストが混入する場合がある。ところが、多目的空気Ｇｍと搬送用空気Ｇ１とは直接接触しないように構成することにより、空気予熱器３で予熱される搬送用空気Ｇ１に含まれるダストが多目的空気Ｇｍに混入することが無いようにすることができる。よって、多目的空気Ｇｍと搬送用空気Ｇ１とを熱交換器６２において熱交換させることにより、空気予熱器３により予熱される搬送用空気Ｇ１の流量を低下させることなく、ミル装置４に供給される熱空気Ｇｈの流量を減らすことができる。これと共に、多目的空気Ｇｍ（シール用空気、冷却用空気も含む）が流れるボイラシステム１の各部位が、上述のように混入したダストによって摩耗するといった事態を回避することができ、ボイラシステム１の信頼性を確保することができる。

以上、上記の構成（図１Ａ〜図１Ｂ）によれば、迂回ラインＬｂを流れる空気予熱器３により予熱されない搬送用空気Ｇ１（冷空気Ｇｂ）の流量を増大させるようなことをしなくても、ミル装置４に供給される際の搬送用空気Ｇ１の温度を低下させることが可能になる。したがって、ボイラ効率の低下を回避（抑制）しつつ、ミル装置４の入口または出口における搬送用空気Ｇ１の温度を低下させることができる。

また、上述したように、ミル装置４の入口または出口における搬送用空気Ｇ１の温度を低下させるにあたって、空気予熱器３において排ガスＧｅと熱交換される空気量が低減されるのを回避（抑制）することができるので、排ガス排出ラインＬｅにおける空気予熱器３の下流側に設置される後段設備の設計温度を排ガス温度が超過するような事態を防止することができる。したがって、後段設備の設計温度を超過しないように負荷を下げてボイラを運転するといった事態が生じるのを防止することができ、効率的の良いボイラ２の運転を行うことを可能にすることができる。

幾つかの実施形態では、図１Ａ〜図１Ｂに示すように、上述した空気供給装置５は、上述した多目的空気供給ラインＬｍ（図１Ａでは分岐ラインＬｆ。以下同様。）を流れる多目的空気Ｇｍ（図１Ａでは搬送用空気Ｇ１あるいは熱空気Ｇｈ。以下同様。）と、この多目的空気Ｇｍ以外の外部空気Ａｓとの少なくとも一方からなる規定流量の供給空気Ａをボイラ２の内部に供給する。つまり、空気供給装置５は、多目的空気供給ラインＬｍを介して多目的空気Ｇｍが供給されていない場合には、規定流量分の外部空気Ａｓをシール用の空気または冷却用の空気としてボイラ２側に供給する。逆に、空気供給装置５は、多目的空気供給ラインＬｍを介して多目的空気Ｇｍの供給を受けている場合には、多目的空気Ｇｍおよび外部空気Ａｓの合計が規定流量となるように外部空気Ａｓの量を減少させて、シール用の空気または冷却用の空気としてボイラ２側に供給する。

換言すれば、多目的空気供給ラインＬｍは、多目的空気供給ラインＬｍを介して空気供給装置５に多目的空気Ｇｍが供給された場合であっても、多目的空気供給ラインＬｍを介して空気供給装置５に多目的空気Ｇｍが供給されてない場合に空気供給装置５が供給するのと同量の流量となる多目的空気Ｇｍおよび外部空気Ａｓからなる供給空気Ａをボイラ２の内部に供給することが可能なように、空気供給装置５に接続される。例えば、図１Ａ〜図１Ｂに示すように、空気供給装置５とボイラ２とが空気ラインＬｓにより接続されている場合に、多目的空気供給ラインＬｍは、空気供給装置５または外部空気Ａｓを取り込むためのライン（不図示）などに接続することにより、空気供給装置５が、多目的空気Ｇｍのみでは不足する分の外部空気Ａｓを取り込んで、規定流量の供給空気Ａを生成しても良い。

通常、ボイラシステム１では、排ガス排出ラインＬｅにおける空気予熱器３の上流側に設置された酸素センサ９１（Ｏ２センサ）などの計測値に基づいて、ボイラ２の内部の空気比が一定になるようにＦＤＦ８２などの設備（機器）を制御する。この際、図１Ａ〜図１Ｂに示すように、酸素センサ９１が排ガス排出ラインＬｅにおけるボイラ２と空気予熱器３との間に設置されている場合など、空気比の計測値が空気供給装置５からの供給空気Ａを含めて行われる場合には、多目的空気供給ラインＬｍを介して供給される多目的空気Ｇｍの流量の分だけ空気供給装置５からボイラ２の内部に供給される供給空気Ａが増大すると、その分だけ空気比が増大してしまう。そして、この影響を受けることにより、ボイラシステム１における空気比一定制御が意図しない修正を受ける可能性がある。

ところが、上記の構成によれば、空気供給装置５は、多目的空気供給ラインＬｍを介して多目的空気Ｇｍが供給されない場合には、外部空気Ａｓのみを規定流量だけボイラ２の内部に供給する一方で、多目的空気供給ラインＬｍを介して多目的空気Ｇｍが供給される場合には、外部空気Ａｓおよび多目的空気Ｇｍの合計からなる上記と同一の規定流量の空気をボイラ２の内部に供給する。これによって、多目的空気供給ラインＬｍを介して多目的空気Ｇｍがボイラ２の内部に供給されることによる影響を酸素センサ９１が受けないようにすることができるので、空気供給装置５を介してボイラ２の内部に供給される多目的空気Ｇｍがボイラシステム１の運転制御へ影響を及ぼさないようにすることができる。

本実施形態に関する幾つかの実施形態について、図２〜図５を用いて具体的に説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る制御により各ラインへ配分される空気量の変遷を説明するための図であり、図１Ａの多目的空気供給ラインＬｍが分岐ラインＬｆである場合に対応する。図３は、本発明の一実施形態に係る制御により各ラインへの空気量配分の挙動を説明するための図であり、図１Ａに対応するが、図２とは初期状態で起動されている制御内容が異なる。図４は、本発明の一実施形態に係る制御により各ラインへ配分される空気量の変遷を説明するための図であり、図１Ｂの多目的空気供給ラインＬｍが分岐ラインＬｆではない場合に対応する。図５は、本発明の一実施形態に係る制御により各ラインへの空気量配分の挙動を説明するための図であり、図１Ｂに対応するが、図４とは初期状態で起動されている制御内容が異なる。

なお、図２〜図５に記載されているＧＡＨ通過空気量は、多目的空気供給ラインＬｍが分岐ラインＬｆである場合には分岐ラインＬｆを介して空気供給装置５に供給される空気（分岐熱空気）を含む熱空気Ｇｈの流量と、燃焼用空気Ｇ２（二次空気）の流量との合計である。ミル入口空気量は、ミル装置４に供給される搬送用空気Ｇ１（熱空気Ｇｈ＋冷空気Ｇｂ）の流量である。また、図２〜図５では、状態０から番号順に状態が変わっているものとして説明するが、この状態の変遷は制御の順番により任意に変えても良い。

図２〜図３は、多目的空気供給ラインＬｍが分岐ラインＬｆである場合である図１Ａの構成を有するボイラシステム１を前提としたものである。
図２に示す実施形態について説明すると、初期状態である状態０において、ミル入口またはミル出口の温度を一定にする制御（上述したミル空気温度制御）、ミル装置４に供給される搬送用空気Ｇ１（熱空気Ｇｈ＋冷空気Ｇｂ）を一定にする制御（上述したミル入口空気量制御）、ボイラ２の内部の空気比を一定にする制御（上述した空気比一定制御）が全て起動されて有効になっている。そして、図２に示すように、状態０において、熱空気Ｇｈが２、二次空気が２、空気供給装置５からの供給空気Ａ（規定流量）が１であり、合計で５の流量（総空気量）の空気が流れているとする。そして、状態１において、ミル装置４に供給する燃料Ｆの水分含有量が低下したとする。この時、燃料Ｆの乾燥に必要な熱量を少なくする必要があるので、ミル空気温度制御により、熱空気Ｇｈとして流れるはずであったＰＡＦ８１から流れる搬送用空気Ｇ１の一部を迂回ラインＬｂ側にバイパスさせる。本実施形態では２であった熱空気Ｇｈのうちの１が迂回ラインＬｂ側にバイパスされており、その結果、熱空気Ｇｈが２から１になり、冷空気Ｇｂが０から１になっている。よって、冷空気Ｇｂが増えた分だけ熱空気Ｇｈが減ったため、ＧＡＨ通過空気量は４から３に減っている。

このため、状態２において、状態１で減少したＧＡＨ通過空気量を回復するための制御を実行されている。具体的には、熱空気Ｇｈを１だけ分岐ラインＬｆから空気供給装置５に流すが、この分岐熱空気は、空気供給装置５を経てボイラ２の内部に戻される。よって、その戻し位置よりも下流において酸素センサ９１による計測が行われているため、ボイラ２の内部の空気比は変わらず、空気比一定制御はその影響を受けないので、総空気量は変わらない。また、この時、分岐熱空気の流量が増大した分だけミル入口空気量が減ることになるが、ミル入口空気量制御の下でミル入口空気量が回復させられるが、空気比一定制御により総空気量は一定なので、結果的に二次空気が１だけ減少されて、一次空気側に回される。よって、このままではＧＡＨ通過空気量は回復せずに３のままである。そして、状態３において、状態２から、さらに供給空気Ａは規定流量にするために１だけ削減される。このとき、総空気量とミル入口空気量は上述した制御により一定なので、結果的に二次空気が１だけ増加し、ＧＡＨ通過空気量が３から初期状態の４に回復する。

他方、図３に示す実施形態について説明すると、初期状態である状態０において、上述した、ミル空気温度制御、ミル入口空気量制御、空気比一定制御が全て起動されておらず無効になっている。そして、図３に示すように、初期状態である状態０において、熱空気Ｇｈが２、二次空気が２、供給空気Ａが１であり、合計で５の流量（総空気量）の空気が流れているとする。そして、状態１において、熱空気Ｇｈの流量のうち１だけ分岐ラインＬｆに分岐する。これにより、供給空気Ａの流量が１から２に増大し、ミル入口空気量が２から１に減少する。本実施形態では状態２においてミル入口空気量制御を開始する。ミル入口空気量制御の下、ＰＡＦ８１側でミル入口空気量が増大されることにより、ミル装置４へ流入する搬送用空気Ｇ１（熱空気Ｇｈ）の流量が初期状態の値である２に回復する一方、分岐熱空気が分岐ラインＬｆを流れ続けるため、ＧＡＨ通過空気量は初期状態の４から５に、供給空気Ａが５から６にそれぞれ増大する。なお、本実施形態では、状態２ではミル空気温度制御は無効であるため、熱空気量調整手段７１、冷空気量調整手段７２の開度は変わらない。つまり、冷空気量調整手段７２は閉のままなので冷空気Ｇｂは０のままとなる。

また、本実施形態では状態３において、ミル空気温度制御を開始する。これ以降、燃料Ｆの水分含有量の低下などの理由により、本来必要なミル入口温度またはミル出口温度を超過してれば、このミル空気温度制御を開始することで、迂回ラインＬｂへの一部の一次空気のバイパスが開始される。本実施形態では、この迂回ラインＬｂへのバイパス量を１としている。よって、状態３において冷空気Ｇｂの流量が０から１になった分、熱空気Ｇｈの流量が２から１になるので、ＧＡＨ通過空気量が５から初期状態の４に戻る。状態４において、空気比一定制御（総空気量の制御）を開始する。総空気量を初期状態の５に戻すために、二次空気の流量が減少する。なお、ミル装置４に供給される一次空気の流量は上述した制御により一定である。状態５では、状態４の結果としてＧＡＨ通過空気量が初期状態よりも減少するので、ＧＡＨ通過空気量を回復するために、供給空気Ａを規定流量にするために削減することにより、ＧＡＨ通過空気量は３から初期状態の４に回復する。なお、この際、空気比一定制御の結果として、二次空気は２に回復する。

また、図４〜図５は、多目的空気供給ラインＬｍが分岐ラインＬｆではない場合である図１Ｂの構成を有するボイラシステム１を前提としたものである。
図４に示す実施形態について説明すると、初期状態である状態０において、ミル入口またはミル出口の温度を一定にする制御（上述したミル空気温度制御）、ミル装置４に供給される搬送用空気Ｇ１（熱空気Ｇｈ＋冷空気Ｇｂ）を一定にする制御（上述したミル入口空気量制御）、ボイラ２の内部の空気比を一定にする制御（上述した空気比一定制御）が全て起動されて有効になっている。そして、図４に示すように、状態０において、冷空気Ｇｂが０、熱空気Ｇｈが２、二次空気が２、熱交換器６２通過の多目的空気Ｇｍが０、空気供給装置５からの供給空気Ａ（規定流量）が外部空気Ａｓの分で１であり、合計で５の流量（総空気量）の空気が流れているとする。そして、状態１において、ミル装置４に供給する燃料Ｆの水分含有量が低下したとする。この時、燃料Ｆの乾燥に必要な熱量を少なくする必要があるので、ミル空気温度制御により、熱空気Ｇｈとして流れるはずであったＰＡＦ８１から流れる搬送用空気Ｇ１の一部を迂回ラインＬｂ側にバイパスさせる。本実施形態では２であった熱空気Ｇｈのうちの１が迂回ラインＬｂ側にバイパスされており、その結果、熱空気Ｇｈが２から１になり、冷空気Ｇｂが０から１になっている。よって、冷空気Ｇｂが増えた分だけ熱空気Ｇｈが減ったため、ＧＡＨ通過空気量は４から３に減っている。

このため、状態２において、状態１で０から１へ冷空気Ｇｂが増加されることにより、１だけ減少したＧＡＨ通過空気量を回復するための制御が実行されている。具体的には、多目的空気供給ラインＬｍおよび熱交換器６２を介して多目的空気Ｇｍを空気供給装置５に１だけ流すことにより、多目的空気Ｇｍとの熱交換により熱空気Ｇｈの温度を低下させる。これによって、燃料Ｆの乾燥に用いられる熱量を減らすことができるので、冷空気Ｇｂを１から０に戻すことができ、冷空気Ｇｂとなっていた搬送用空気Ｇ１の全てが空気予熱器３を流れるようになるため、熱空気Ｇｈが２、冷空気Ｇｂが０というように初期の状態０に戻る。また、空気供給装置５に供給された多目的空気Ｇｍは、空気供給装置５を経てボイラ２の内部に戻されるので、多目的空気Ｇｍが０から１に増えた分だけ、供給空気Ａが増えて１から２になる。

ただし、状態２で空気供給装置５に供給された多目的空気Ｇｍがボイラ２の内部に戻されることで、その戻し位置よりも下流において酸素センサ９１による計測が行われることにより、ボイラ２の内部の空気比は上昇する。よって、空気比一定制御によって、熱交換器６２通過の多目的空気Ｇｍが１増えた分だけ、ボイラ２に供給される分が減らされる必要があるが、ミル入口空気量はミル入口空気量制御により一定なので、結果として、二次空気が１だけ減らされて２から１になる。このため、状態２においては、冷空気Ｇｂが減った分だけ熱空気Ｇｈは増えるものの、二次空気が減らさせることによりその増分が相殺されるので、ＧＡＨ通過空気量は３のままであり、初期の状態０の４には未だ回復されない。そこで、状態３において、状態２から、さらに供給空気Ａを規定流量にするために１だけ削減される。このとき、総空気量とミル入口空気量は上述した制御により一定なので、結果的に二次空気が１だけ増加し、ＧＡＨ通過空気量が３から初期状態の４に回復する。

他方、図５に示す実施形態について説明すると、初期状態である状態０において、上述した、ミル空気温度制御、ミル入口空気量制御、空気比一定制御が全て起動されておらず無効になっている。そして、図５に示すように、初期状態である状態０において、冷空気Ｇｂが０、熱空気Ｇｈが２、二次空気が２、空気供給装置５からの供給空気Ａ（規定流量）が外部空気Ａｓの分で１であり、合計で５の流量（総空気量）の空気が流れているとする。そして、状態１において、多目的空気供給ラインＬｍに多目的空気Ｇｍを１だけ流す。これにより、供給空気Ａの流量が１から２に増大するため、総空気量も増大し５から６になる。本実施形態では状態２においてミル入口空気量制御を開始するが、多目的空気供給ラインＬｍを通って多目的空気Ｇｍが空気供給装置５に供給されたとしても、ミル入口の搬送用空気Ｇ１の空気量は変わらないので、各ラインを流れる空気量は変わらない。なお、状態２においてミル空気温度制御は未だ無効であるため、熱空気量調整手段７１、冷空気量調整手段７２の開度は変わらない。つまり、冷空気量調整手段７２は閉のままなので冷空気Ｇｂは０のままとなる。

また、状態３において、ミル空気温度制御を開始する。これ以降、燃料Ｆの水分含有量の低下などの理由により、本来必要なミル入口温度またはミル出口温度を超過してれば、このミル空気温度制御を開始することで、迂回ラインＬｂへの一部の一次空気のバイパスが開始される。ところが、状態１で、既に、熱交換器６２を介した多目的空気Ｇｍとの熱交換によって熱空気Ｇｈの温度は低下されているため、冷空気Ｇｂが０から増大されることはない。

状態４において、空気比一定制御（総空気量の制御）を開始する。これによって、状態１において５から６に増えた総空気量が初期状態の５に戻すことになるが、ミル入口空気量はミル入口空気量制御により一定とされるので一次空気の空気量は一定であり、結果として、二次空気の流量が２から１に減少される。よって、一次空気の空気量が２、二次空気の空気量が１になるので、ＧＡＨ通過空気量は４から３に減少する。よって、状態５では、ＧＡＨ通過空気量を回復するために、供給空気Ａを２から１に削減して規定流量にする。これによって、総空気量が１だけ減ることになるので、空気比一定制御およびミル入口空気量制御により二次空気が１だけ増やされる結果、ＧＡＨ通過空気量は３から初期状態の４に回復する。

上記の構成によれば、空気供給装置５は、多目的空気供給ラインＬｍを介して多目的空気Ｇｍが供給されない場合には、外部空気Ａｓのみを規定流量だけボイラ２の内部に供給する一方で、多目的空気供給ラインＬｍを介して多目的空気Ｇｍ（図１Ａでは分岐熱空気）が供給される場合には、外部空気Ａｓおよび多目的空気Ｇｍの合計からなる上記と同一の規定流量の空気をボイラ２の内部に供給する。つまり、空気供給装置５は、多目的空気供給ラインＬｍを介して多目的空気Ｇｍが供給される場合には、多目的空気Ｇｍの流量分だけ外部空気を減少させることにより、規定流量の空気をボイラ２の内部に供給する。これによって、多目的空気供給ラインＬｍを介して多目的空気Ｇｍがボイラ２の内部に供給されることによる影響を酸素センサ９１が受けないようにすることができるので、空気供給装置５を介してボイラ２の内部に供給される多目的空気Ｇｍがボイラシステム１の運転制御へ影響を及ぼさないようにすることができる。

次に、多目的流量調整手段６ｍの開度を制御する多目的流量制御装置１２ｍ（図１Ａでは、分岐流量調整手段６の開度を制御する分岐流量制御装置１２）について説明する。
幾つかの実施形態では、図１Ａ〜図１Ｂに示すように、上述したボイラシステム１は、多目的流量調整手段６ｍの開度を制御する多目的流量制御装置１２ｍを、さらに備える。多目的流量制御装置１２ｍはコンピュータで構成されており、図示しないＣＰＵ（プロセッサ）や、ＲＯＭやＲＡＭといったメモリ（記憶装置）を備える。そして、主記憶装置にロードされたプログラム（多目的流量制御プログラム）の命令に従ってＣＰＵが動作（データの演算など）することで、多目的流量調整手段６ｍの開度を制御するための指令を生成し、多目的流量調整手段６ｍに送信することにより開度制御を実行する。具体的には、後述するような制御実行条件が満たされているか否かを確認すると共に、制御実行条件を満たす場合に温度計測手段９３の計測値が目標値になるように、フィードバック制御により多目的流量調整手段６ｍの開度を制御しても良い。

なお、図１Ａ〜図１Ｂに示す実施形態では、多目的流量制御装置１２ｍは、ボイラシステム１が備える、例えば熱空気量調整手段７１および冷空気量調整手段７２の制御を実行するなどの他のプログラムと同一のコンピュータ上で稼働するように構成されているが、他の幾つかの実施形態では、上記の他のプログラムが稼働するのとは異なる他のコンピュータ上で単独に稼働するように構成されても良い。

上記の構成によれば、多目的流量制御装置１２ｍによって多目的流量調整手段６ｍの開度を制御することにより、多目的空気供給ラインＬｍを通過する多目的空気Ｇｍの流量を自動で調整することができる。

また、上述した多目的流量調整手段６ｍの開度は種々の情報（制御実行条件）に基づいて、多目的流量制御装置１２ｍあるいは人手により調整されても良い。
例えば、幾つかの実施形態では、図１Ａに示すように、ボイラシステム１は、排ガス排出ラインＬｅにおける空気予熱器３の出口温度である排ガス出口温度を検出する排ガス出口温度計測手段９４（例えば温度計）を、さらに備える。そして、上述した多目的流量制御装置１２ｍは、排ガス出口温度に基づいて多目的流量調整手段６ｍの開度を制御する。つまり、多目的空気供給ラインＬｍ（図１Ａでは分岐ラインＬｆ。以下同様）を通過する多目的空気Ｇｍ（図１Ａでは熱空気Ｇｈ。以下同様）の流量は、上記の排ガス出口温度に基づいて調整される。具体的には、排ガス出口温度が、排ガス排出ラインＬｅにおける空気予熱器３の後段設備の設計温度などに基づいて定められた所定の温度閾値以上である場合（排ガス出口温度≧温度閾値）には、多目的流量調整手段６ｍを開状態にする。この時、排ガス出口温度と上記の温度閾値との差異（差分）に応じて、差異が大きいほど開度が大きくなるようにしても良い。逆に、排ガス出口温度が、上記の温度閾値未満である場合（排ガス出口温度＜温度閾値）には、多目的流量調整手段６ｍを閉状態にする。

例えば、排ガス出口温度が所定値より高い場合に多目的空気供給ラインＬｍを多目的空気Ｇｍが通過するようにすると、多目的空気供給ラインＬｍが、搬送用空気供給ラインＬ１における迂回ラインＬｂの下流側の合流部Ｃａと空気予熱器３との間から分岐される分岐ラインＬｆの場合には、ミル装置４の入口などに設置される流量計９２の計測値が小さくなる。搬送用空気Ｇ１の流量は燃料Ｆの量に応じて決められるため、多目的空気供給ラインＬｍに逃がされた多目的空気Ｇｍの分の流量を補うように搬送用空気Ｇ１の流量が増大される。そして、例えば、ＦＤＦ８２によって搬送用空気Ｇ１の流量が増大されると、より多くの搬送用空気Ｇ１が空気予熱器３を通過するようになるので、空気予熱器３における排ガスＧｅの熱との熱交換量を増大させることができ、排ガス出口温度を低下させることができる。したがって、ボイラ効率の向上をさせつつ、後段設備の設計温度を超過しないように負荷を下げてボイラ２を運転するといった事態が生じるのを防止することができ、効率的の良いボイラ２の運転を行うことを可能にすることができる。

他の幾つかの実施形態では、多目的流量制御装置１２ｍは、ミル装置４に供給する燃料Ｆの水分含有量（単位重量あたりの水分量など）に基づいて、多目的流量調整手段６ｍの開度を制御する。つまり、燃料Ｆの水分含有量が少なくなると、搬送用空気Ｇ１の熱によって燃料Ｆの乾燥が過度に進むことによる発火等を防止するために搬送用空気Ｇ１のミル入口温度またはミル出口温度を低下させる必要が生じるため、このような状況を水分含有量に基づいて判定する。そして、ミル入口温度またはミル出口温度を低下させる必要が生じた場合に多目的流量調整手段６ｍを開状態にする。

例えば、幾つかの実施形態では、直前の水分含有量からの低下量が所定の水分低下量閾値以上である場合（水分含有量の低下量≧水分低下量閾値）には、多目的流量調整手段６ｍを開状態にしても良い。他の幾つかの実施形態では、水分含有量が、多目的流量調整手段６ｍを開状態にする必要があると判断される所定の水分量閾値以下である場合（水分含有量≦水分量閾値）には、多目的流量調整手段６ｍを開状態にしても良い。この時、燃料Ｆの水分含有量の低下量と上記の水分低下量閾値との差異（差分）、あるいは、水分含有量と上記の水分量閾値との差異（差分）に応じて、差異が大きいほど開度が大きくなるようにしても良い。逆に、燃料Ｆの水分含有量の低下量が上記の水分低下量閾値未満である場合（水分含有量の低下量＜水分低下量閾値）、あるいは、水分含有量が上記の水分量閾値を超える場合（水分含有量＞水分量閾値）には、多目的流量調整手段６ｍを閉状態にする。なお、燃料Ｆの水分含有量は、ミル装置４へ燃料Ｆを供給する前などに計測することや、リアルタイムに計測されるボイラシステム１の運転データから、ミル装置４周りの熱物質収支を計算することにより取得する。

上記の構成によれば、多目的流量調整手段６ｍの開度は、燃料Ｆの水分含有量に基づいて調整される。つまり、燃料Ｆの水分含有量が少なくなると搬送用空気Ｇ１のミル入口温度またはミル出口温度を低下させる必要が生じるが、このような状況を燃料Ｆの水分含有量に基づいて判定する。そして、例えば、迂回ラインＬｂを流れる冷空気Ｇｂの流量を調整可能な冷空気量調整手段７２の開度などを大きくすることなく多目的流量調整手段６ｍを開状態にすれば、空気予熱器３により予熱される熱空気Ｇｈの流量を低下させることなく、ミル装置４に供給される際の搬送用空気Ｇ１の温度を低下させることができる。したがって、ボイラ効率の低下や、空気予熱器３の下流側における排ガスＧｅの温度上昇を防止することができる。

その他の幾つかの実施形態では、図１Ａ〜図１Ｂに示すように、ボイラシステム１は、上述した、熱空気量調整手段７１、冷空気量調整手段７２、および、ミル装置４の入口または出口の少なくとも一方に設置された温度計測手段９３と、温度計測手段９３により検出された温度に基づいて、熱空気量調整手段７１および冷空気量調整手段７２の開度を決定する冷熱開度決定装置１４と、を備える。そして、多目的流量制御装置１２ｍは、冷熱開度決定装置１４が決定した冷空気量調整手段７２の開度である決定開度が開度閾値以上の場合に、決定開度に基づいて多目的流量調整手段６ｍの開度を制御する。

具体的には、決定開度が所定の開度閾値以上である場合（決定開度≧開度閾値）には、多目的流量調整手段６ｍの開度を開状態にする。この時、決定開度と上記の開度閾値との差異（差分）に応じて、差異が大きいほど開度が大きくなるようにしても良い。逆に、決定開度が、上記の開度閾値未満である場合（決定開度＜開度閾値）には、多目的流量調整手段６ｍを閉状態にする。例えば、幾つかの実施形態では、上記の決定開度が所定の開度閾値以上である場合（決定開度≧開度閾値）には、多目的流量調整手段６ｍの開度を開状態にしても良い。他の幾つかの実施形態では、冷空気量調整手段７２の決定開度が、直前の開度（決定開度の算出前の開度）から所定の開度変化閾値以上に大きくなる場合（決定開度−直前の開度≧開度変化閾値）に、多目的流量調整手段６ｍの開度を開状態にしても良い。この時、決定開度と開度閾値との差異（差分）、あるいは、決定開度および直前の開度の差分と開度変化閾値との差異（差分）に応じて、差異が大きいほど開度が大きくなるようにしても良い。逆に、決定開度が上記の開度閾値未満、あるいは、決定開度および直前の開度の差分が開度変化閾値未満である場合（決定開度＜開度閾値、あるいは、決定開度−直前の開度＜開度変化閾値）には、多目的流量調整手段６ｍを閉状態にする。これによって、冷空気量調整手段７２の開度（決定開度）が所定以上に大きくなることを回避することができる。なお、上記の開度変化閾値は０以上であれば良い。

上記の構成によれば、冷空気量調整手段７２の開度（決定開度）が所定の開度閾値以上に大きくなることを回避することができる。また、上記の場合に迂回ラインＬｂに熱空気Ｇｈを逃がすことにより、ミル装置４に供給される際の搬送用空気Ｇ１の温度を低下させることができ、ボイラ効率の大幅な低下を防止することができる。

その他の幾つかの実施形態では、多目的流量調整手段６ｍの開度制御に関する上述した実施形態の少なくとも２つの制御を組み合わせても良い。なお、上述した温度閾値、水分低下量閾値、水分量閾値、開度閾値、開度変化閾値などは、多目的流量制御装置１２ｍが備えるメモリなどに記憶されている。

以下、上述した、多目的空気供給ラインＬｍおよび多目的流量調整手段６ｍ（図１Ａでは分岐ラインＬｆおよび分岐流量調整手段６）を備えるボイラシステム１の運転方法について、図６を用いて説明する。
図６は、本発明の一実施形態にかかるボイラシステム１の運転方法（多目的流量調整手段６ｍの制御方法）を示すフロー図である。図６に示すように、多目的流量調整手段６ｍの開閉制御を実行する少なくとも１つの条件を含む制御実行条件が満たされるか否かを監視する監視ステップ（Ｓ１〜Ｓ２）と、制御実行条件が満たされた場合に多目的流量調整手段６ｍの開度を制御する制御ステップ（Ｓ３〜Ｓ４）と、を備える。これらのステップを備えるボイラシステム１の運転方法を、図６のフローの実行順に説明する。なお、図６のフローは、上述した多目的流量調整手段６ｍが実行しても良いし、人手によって実行しても良い。また、図６のフローは、例えば所定の周期で繰り返し実行される。

図６のステップＳ１〜Ｓ２において、上記の監視ステップを実行する。具体的には、ステップＳ１において、制御実行条件を監視するために必要な情報を取得する。図６に示す実施形態では、制御実行条件は、上述した排ガス出口温度、燃料Ｆの水分含有量、冷空気量調整手段７２の決定開度に関する条件を含んでいるが、他の幾つかの実施形態では、そのうちの少なくとも１つであっても良い。なお、図１Ａ〜図１Ｂに示す実施形態では、排ガス出口温度は排ガス出口温度計測手段９４で計測することが可能である。燃料Ｆの水分含有量は燃料Ｆをミル装置４に供給する前に計測されたものの入力を受ける。また、冷空気量調整手段７２の決定開度は、上述した冷熱開度決定装置１４から取得する。

ステップＳ２において、例えば、排ガス出口温度≧温度閾値、燃料Ｆの水分含有量の低下量≧水分低下量閾値、水分含有量≦水分量閾値、｛冷空気量調整手段７２の決定開度−直前の冷空気量調整手段７２の開度｝≧開度変化閾値、冷空気量調整手段７２の決定開度≧開度閾値など、制御実行条件として規定された条件のいずれかが成立しているか否かを確認する。

そして、次のステップＳ３〜Ｓ４において、制御ステップを実行する。具体的には、ステップＳ２において制御実行条件が成立していると判定される場合には、ステップＳ３において、多目的流量調整手段６ｍを開状態にする。この際、多目的流量調整手段６ｍが既に開状態である場合には、開状態を維持する。また、状況に応じて、多目的流量調整手段６ｍ開度をより大きく、あるいは、より小さくしても良い。逆に、ステップＳ２において制御実行条件が成立していないと判定される場合には、ステップＳ４において、多目的流量調整手段６ｍを閉状態にする。この際、多目的流量調整手段６ｍが既に閉状態である場合には、閉状態を維持する。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

１ ボイラシステム
１２ｍ 多目的流量制御装置
１２ 分岐流量制御装置
１４ 冷熱開度決定装置
２ ボイラ
３ 空気予熱器
４ ミル装置
５ 空気供給装置
Ａ 供給空気
Ａｓ 外部空気
６ｍ 多目的流量調整手段
６ 分岐流量調整手段
７１ 熱空気量調整手段
７２ 冷空気量調整手段
８１ 一次空気送風機（ＰＡＦ）
８２ 押込送風機（ＦＤＦ）
９１ 酸素センサ
９２ 流量計
９３ 温度計測手段
９４ 排ガス出口温度計測手段
Ｆ 燃料
Ｌ１ａ 微粉炭管
Ｌ１ 搬送用空気供給ライン
Ｌ２ 燃焼用空気供給ライン
Ｌｂ 迂回ライン
Ｌｅ 排ガス排出ライン
Ｃａ 合流部（搬送用空気供給ラインと迂回ラインとの下流側）
Ｌｍ 多目的空気供給ライン
Ｌｆ 分岐ライン
Ｌｓ 空気ライン
Ｇｅ 排ガス
Ｇａ 総空気（搬送用空気および燃焼用空気）
Ｇ１ 搬送用空気
Ｇ２ 燃焼用空気
Ｇｂ 冷空気
Ｇｈ 熱空気
Ｇｍ 多目的空気

Claims (9)

1. ボイラに燃料を搬送するための搬送用空気を供給するための搬送用空気供給ラインと、
   前記ボイラの内部における前記燃料の燃焼によって生じる排ガスを外部へ排出するための排ガス排出ラインと、
   前記搬送用空気供給ラインおよび前記排ガス排出ラインの各々に接続され、前記排ガス排出ラインを流れる前記排ガスによって、前記搬送用空気供給ラインを流れる前記搬送用空気を予熱するための空気予熱器と、
   前記搬送用空気供給ラインにおける前記空気予熱器の上流側と下流側とを接続する、前記搬送用空気が前記空気予熱器を迂回して流れるための迂回ラインと、
   前記搬送用空気供給ラインに設けられた、前記ボイラに供給する前記燃料を粉砕するためのミル装置と、
   前記ボイラの内部にシール用空気を供給するシール空気供給装置、または前記ボイラの内部に冷却用空気を供給する冷却空気供給装置の少なくとも一方を含む空気供給装置と、
   前記搬送用空気供給ラインにおける前記迂回ラインの下流側の接続部と前記空気予熱器との間から分岐されると共に、前記空気供給装置に接続される多目的空気供給ラインと、
   前記多目的空気供給ラインに設けられた、前記多目的空気供給ラインを流れる多目的空気の流量を調整可能な多目的流量調整手段と、を備えることを特徴とするボイラシステム。
2. ボイラに燃料を搬送するための搬送用空気を供給するための搬送用空気供給ラインと、
   前記ボイラの内部における前記燃料の燃焼によって生じる排ガスを外部へ排出するための排ガス排出ラインと、
   前記搬送用空気供給ラインおよび前記排ガス排出ラインの各々に接続され、前記排ガス排出ラインを流れる前記排ガスによって、前記搬送用空気供給ラインを流れる前記搬送用空気を予熱するための空気予熱器と、
   前記搬送用空気供給ラインにおける前記空気予熱器の上流側と下流側とを接続する、前記搬送用空気が前記空気予熱器を迂回して流れるための迂回ラインと、
   前記搬送用空気供給ラインに設けられた、前記ボイラに供給する前記燃料を粉砕するためのミル装置と、
   前記ボイラの内部にシール用空気を供給するシール空気供給装置、または前記ボイラの内部に冷却用空気を供給する冷却空気供給装置の少なくとも一方を含む空気供給装置と、
   前記シール用空気または前記冷却用空気として用いられる多目的空気を前記空気供給装置に供給するための多目的空気供給ラインと、
   前記多目的空気供給ラインに設けられた、前記多目的空気供給ラインを流れる前記多目的空気の流量を調整可能な多目的流量調整手段と、
   前記搬送用空気供給ラインにおける前記迂回ラインの下流側の接続部と前記空気予熱器との間を流れる前記搬送用空気と前記多目的空気との熱交換を行うための熱交換器と、を備えることを特徴とするボイラシステム。
3. 前記空気供給装置は、前記多目的空気供給ラインを流れる前記多目的空気と前記多目的空気供給ラインを流れる前記多目的空気以外の外部空気との少なくとも一方からなる規定流量の供給空気を前記ボイラの内部に供給することを特徴とする請求項１または２に記載のボイラシステム。
4. 前記多目的流量調整手段の開度を制御する多目的流量制御装置を、さらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のボイラシステム。
5. 前記排ガス排出ラインにおける前記空気予熱器の出口温度である排ガス出口温度を検出する排ガス出口温度計測手段を、さらに備え、
   前記多目的流量制御装置は、前記排ガス出口温度に基づいて、前記多目的流量調整手段の開度を制御することを特徴とする請求項４に記載のボイラシステム。
6. 前記多目的流量制御装置は、前記ミル装置に供給する前記燃料の水分含有量に基づいて、前記多目的流量調整手段の開度を制御することを特徴とする請求項４または５に記載のボイラシステム。
7. 前記空気予熱器の下流側における前記搬送用空気供給ラインと前記迂回ラインとの接続部と、前記空気予熱器との間に設けられた、前記空気予熱器により予熱された前記搬送用空気である熱空気の流量を調整可能な熱空気量調整手段と、
   前記迂回ラインに設けられた、前記迂回ラインを流れる前記搬送用空気の流量を調整可能な冷空気量調整手段と、
   前記ミル装置の出口温度あるいは入口温度の少なくとも一方の温度を検出する温度計測手段と、
   前記温度計測手段により検出された前記温度に基づいて、前記熱空気量調整手段および前記冷空気量調整手段の開度を決定する冷熱開度決定装置と、を備え、
   前記多目的流量制御装置は、前記冷熱開度決定装置が決定した前記冷空気量調整手段の開度である決定開度に基づいて前記多目的流量調整手段の開度を制御することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のボイラシステム。
8. ボイラに燃料を搬送するための搬送用空気を供給するための搬送用空気供給ラインと、
   前記ボイラの内部における前記燃料の燃焼によって生じる排ガスを外部へ排出するための排ガス排出ラインと、
   前記搬送用空気供給ラインおよび前記排ガス排出ラインの各々に接続され、前記排ガス排出ラインを流れる前記排ガスによって、前記搬送用空気供給ラインを流れる前記搬送用空気を予熱するための空気予熱器と、
   前記搬送用空気供給ラインにおける前記空気予熱器の上流側と下流側とを接続する、前記搬送用空気が前記空気予熱器を迂回して流れるための迂回ラインと、
   前記搬送用空気供給ラインに設けられた、前記ボイラに供給する前記燃料を粉砕するためのミル装置と、
   前記ボイラの内部にシール用空気を供給するシール空気供給装置、または前記ボイラの内部に冷却用空気を供給する冷却空気供給装置の少なくとも一方を含む空気供給装置と、
   前記搬送用空気供給ラインにおける前記迂回ラインの下流側の接続部と前記空気予熱器との間から分岐されると共に、前記空気供給装置に接続される多目的空気供給ラインと、
   前記多目的空気供給ラインに設けられた、前記多目的空気供給ラインを流れる前記多目的空気の流量を調整可能な多目的流量調整手段と、を有するボイラシステムの運転方法であって、
   前記排ガス排出ラインにおける前記空気予熱器の出口温度である排ガス出口温度、前記ミル装置に供給する前記燃料の水分含有量、または、前記迂回ラインを流れる前記搬送用空気の流量を調整可能な冷空気量調整手段の開度の少なくとも１つに基づいて前記多目的流量調整手段の開度を制御するステップを備えることを特徴とするボイラシステムの運転方法。
9. ボイラに燃料を搬送するための搬送用空気を供給するための搬送用空気供給ラインと、
   前記ボイラの内部における前記燃料の燃焼によって生じる排ガスを外部へ排出するための排ガス排出ラインと、
   前記搬送用空気供給ラインおよび前記排ガス排出ラインの各々に接続され、前記排ガス排出ラインを流れる前記排ガスによって、前記搬送用空気供給ラインを流れる前記搬送用空気を予熱するための空気予熱器と、
   前記搬送用空気供給ラインにおける前記空気予熱器の上流側と下流側とを接続する、前記搬送用空気が前記空気予熱器を迂回して流れるための迂回ラインと、
   前記搬送用空気供給ラインに設けられた、前記ボイラに供給する前記燃料を粉砕するためのミル装置と、
   前記ボイラの内部にシール用空気を供給するシール空気供給装置、または前記ボイラの内部に冷却用空気を供給する冷却空気供給装置の少なくとも一方を含む空気供給装置と、
   前記シール用空気または前記冷却用空気として用いられる多目的空気を前記空気供給装置に供給するための多目的空気供給ラインと、
   前記多目的空気供給ラインに設けられた、前記多目的空気供給ラインを流れる前記多目的空気の流量を調整可能な多目的流量調整手段と、
   前記搬送用空気供給ラインにおける前記迂回ラインの下流側の接続部と前記空気予熱器との間を流れる前記搬送用空気と前記多目的空気との熱交換を行うための熱交換器と、を有するボイラシステムの運転方法であって、
   前記排ガス排出ラインにおける前記空気予熱器の出口温度である排ガス出口温度、前記ミル装置に供給する前記燃料の水分含有量、または、前記迂回ラインを流れる前記搬送用空気の流量を調整可能な冷空気量調整手段の開度の少なくとも１つに基づいて前記多目的流量調整手段の開度を制御するステップを備えることを特徴とするボイラシステムの運転方法。

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