JP2023127184A - 流動層ボイラの燃焼制御装置、木質バイオマス発電設備及び流動層ボイラの燃焼制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】炉内での燃焼を安定させ、燃焼効率を向上させる。【解決手段】流動層に供給された木質チップを一次空気により流動砂と撹拌して着火させ、二次空気により燃焼させる流動層ボイラ２１の燃焼制御装置１１０であって、第１演算部１２０と、第２演算部１４０を備える。前記第１演算部１２０は、木質バイオマス発電設備の燃料である木質チップの水分率に基づいて、前記流動層ボイラに供給するべき一次空気流量と二次空気流量の合計値である全空気流量を算出する。前記第２演算部１４０は、前記第１演算部１２０により算出した全空気流量と、全空気流量に対する一次空気流量の比率に基づいて、前記流動層ボイラ２１に供給する一次空気流量と二次空気流量の指令値を算出する。前記第２演算部１４０は、一次空気を操作する第１操作端４７を介して一次空気流量を指令値に制御し、二次空気を操作する第２操作端４８を介して二次空気流量を指令値に制御する【選択図】図１７

Description

本発明は、流動層ボイラの燃焼を制御する技術に関する。

地球温暖化防止に向けたCO2削減や持続可能な社会の実現に向けたエネルギー自給率の向上のためには、再生可能エネルギー、特に森林資源の豊富なわが国では木質バイオマス発電の拡大が期待されている。

木質バイオマス発電設備の大半は、固定価格買取制度（以下「FIT制度」という）により電力を販売しており、安定した定格運転を継続し設備利用率を維持・向上させるとともに、ボイラ内で最も効率が良くなるように燃料を燃焼させ、事業性の改善を図ることが求められている。

また、木質バイオマス発電設備において燃料として使用する木質チップは、水分率の変動幅が大きく、その性状をコントロールすることは難しい。

さらに、木質チップは幹材をカッターにより切削して生産するブロック状の「切削チップ」と枝葉・樹皮を破砕機により破砕して生産するひも状の「破砕チップ」の２種類に大別され、チップの形状によっても、燃焼が異なる。

今後、国産材を用いた木質バイオマス発電を普及するためには、他の用途に使用できず入手しやすい破砕チップの比率を増加させても、流動層ボイラを安定に運転できるようにする必要がある。

木質チップの水分率や形状などの燃料性状が変動しても、流動層ボイラの安定した燃焼を維持するためには燃焼用空気の制御を改善する必要がある。

図１は、木質バイオマス発電設備１０の概略構成図である。木質バイオマス発電設備１０は、ボイラ２１、蒸気タービン２３、発電機２５、復水器２６、蒸気加減弁２７、給水ポンプ２８、バグフィルタ３１、フライアッシュサイロ３３、排気塔３５、燃料供給部４０、第１通風機４７、第２通風機４８、クレーン制御装置５０及びボイラ制御装置６０を備えている。

燃料供給部４０は、木質チップを貯蔵する貯蔵庫４１、投入クレーン４３、荷重計４４、供給ホッパ４５、及び供給フィーダ４６を備えている。

木質チップには、切削チップと破砕チップの２種がある。切削チップは、木材をカッター等で切断したチップである。破砕チップは、木材をハンマー等で破砕したチップである。両チップは形状が相違している。

木質バイオマス発電設備１０はトラックヤード１５を備えており、木質チップは、トラックに積載されて、木質バイオマス発電設備１０に運ばれる。トラックヤード１５には、搬入される木質チップを計測するための計器として、トラックスケール１５Ａと水分率計１５Ｂが設けられている。

トラックスケール１５Ａは、木質チップを積載したトラックの重量を計測する。トラックスケール１５Ａの計測値からトラックの重量を引くことで、木質チップの重量［t］を計測することが出来る。また、水分率計１５Ｂにより、木質チップの水分率（チップの全重量に対する水分重量の割合）［％］を計測することが出来る。

チップ貯蔵庫４１は、切削ヤード４１Ａ、破砕ヤード４１Ｂ、混合ヤード４１Ｃの３種のヤードを有している。切削ヤード４１Ａは、切削チップの貯蔵用、破砕ヤード４１Ｂは破砕チップの貯蔵用、混合ヤード４１Ｃは、ボイラに投入するために切削チップと破砕チップを混合した混合チップの貯蔵用である。

投入クレーン４３は、図１の左右方向に移動可能である。チップ貯蔵庫４１に貯蔵された木質チップは、クレーン４３により、供給ホッパ４５に投入される。供給ホッパ４５に投入する燃料として、例えば、混合チップを使用する。切削チップや破砕チップを単独で使用することもできる。

荷重計４４は、投入クレーン４３に設けられている。荷重計４４は、供給ホッパ４５に投入される木質チップの重量[ｔ]を計量する。

供給フィーダ４６は、スクリュー式であり、供給ホッパ４５に投入され木質チップを、燃料管４５Ａを経由してボイラ２１に供給する。供給フィーダ４６の回転数制御により、ボイラ２１に対する木質チップの投入量を制御することが出来る。

ボイラ２１は、炉内での燃焼により発生する熱を蒸発管により給水と熱交換して、高圧の蒸気を発生させる。

木質バイオマス発電設備１０は、高温高圧蒸気により蒸気タービン２３を回転させ、蒸気タービン２３に接続された発電機２５を回転させることで、電気を発生させ送電する。

ボイラ２１は、流動層ボイラであり、流動層（流動床）２１Ａを有している。流動層は、容器内に流動砂を充填したものである。流動砂は、流動層２１Ａに供給される木質チップを着火する熱源である。

第１通風機４７と第２通風機４８は、流動層ボイラ２１に対して、木質チップを燃焼させる燃焼用の空気を供給する。燃焼用の空気には一次空気と二次空気がある。

一次空気は、炉底から流動層２１Ａに供給される。一次空気は、流動層２１Ａに供給される木質チップと高温の流動砂を撹拌し、木質チップを着火、燃焼させる。

二次空気は、流動層上方の燃焼空間に供給される。二次空気は、不足するO2を補いボイラの燃焼空間内で木質チップを完全燃焼させる。第１通風機４７は一次空気供給用、第２通風機４８は二次空気供給用である。

クレーン制御装置５０は、投入クレーン４３の制御により、供給ホッパ４５に対する木質チップの投入量を制御する。

ボイラ制御装置６０は、燃料制御装置７０と、燃焼制御装置８０を備える。燃料制御装置７０は、供給フィーダ４６の回転数制御により、ボイラ２１に対する木質チップの投入量（燃料投入量）を制御する。燃焼制御装置８０は、流動層ボイラ２１の燃焼を制御する。

図２は、燃焼制御装置８０の構成例（発明の比較例）である。燃焼制御装置８０は、第１演算部８１及び第２演算部８５を備える。第１演算部８１は、一次空気流量の指令値を算出する。具体的には、第１演算部８１は、加算器８１Ａとバイアス量設定器８１Ｂを有しており、予め決められた流量設定値にバイアス量設定器８１Ｂからの出力を加算して一次空気流量の指令値を算出し、一次空気の操作端である第１通風機４７に出力する。バイアス量設定器８１Ｂは、一次空気流量のバイアス値を運転員が設定するために設けられている。

第２演算部８５は、二次空気流量の指令値を算出する。具体的には、第２演算部８５は、関数設定器８５Ａ、減算器８５Ｂ、比例積分器８５Ｃ、及び乗算器８５Ｄを有する。

関数設定器８５Ａは、ボイラ入力指令（発電機出力指令値）に応じた燃料投入量に見合った二次空気の流量指令値を出力する。減算器８５Ｂは、Ｏ２濃度設定値からボイラ出口のＯ２濃度測定値を減算し、Ｏ２濃度の差分を算出する。比例積分器８５Ｃは、減算器８５Ｂの出力する偏差に基づいて、二次空気流量の補正係数を生成する。具体的には、偏差に比例した第１修正値と偏差を積分した第２修正値とから補正係数を生成し、出力する。乗算器８５Ｄは、関数設定器８５Ａの出力する空気流量指令値に比例積分器８５Ｃの出力する補正係数を乗算して二次空気流量の指令値を算出し、二次空気の操作端である第２通風機４８に出力する。

上記の通り、燃焼制御装置８０は、第１演算部８１と第２演算部８５が一次空気流量と二次空気流量を独立して制御する。

特開２０２２－００１８１６号公報

流動層を用いた木質バイオマスボイラは、一般的に次のような燃焼特性を持つ。炉内の燃焼位置（以下「燃焼点」という）が、燃料である木質チップの水分率等により変化することに加えて、燃焼に使用する一次空気流量と二次空気流量の配分比率によっても変化する。そのため、燃焼点が変動し易く、燃焼が不安定になり易い。

ボイラの燃焼効率を向上させるためには、炉内を構成する蒸発管や過熱器の熱吸収量を多くして、燃料使用量を減少させる必要があるが、燃焼点の変動により、炉内各部の熱吸収量が変化し、燃焼効率も安定せずに低くなる。

本発明の主たる課題は、炉内での燃焼点の変動を抑え、燃焼を安定させることである。

流動層に供給された木質チップを一次空気により流動砂と撹拌して着火させ、二次空気により燃焼させる流動層ボイラの燃焼制御装置は、第１演算部と、第２演算部を備える。

前記第１演算部は、木質バイオマス発電設備の燃料である木質チップの水分率に基づいて、前記流動層ボイラに供給するべき一次空気流量と二次空気流量の合計値である全空気流量を算出する。

前記第２演算部は、前記第１演算部により算出した全空気流量と、全空気流量に対する一次空気流量の比率に基づいて、前記流動層ボイラに供給する一次空気流量と二次空気流量の指令値を算出する。

前記第２演算部は、一次空気を操作する第１操作端を介して一次空気流量を指令値に制御し、二次空気を操作する第２操作端を介して二次空気流量を指令値に制御する。

この構成は、木質チップの水分率に基づいて全空気流量を調整するため、木質チップの水分率の変化によらず、流動層ボイラの燃焼を安定させることができる。しかも、一次空気流量と二次空気流量の配分比率を制御するため、配分比率が未制御である場合に比べて、配分比率の変化による燃焼点の変動を抑えることが出来る。そのため、流動層ボイラの燃焼をより安定させることができる。

前記第２演算部は、全空気流量に対する一次空気流量の比率を、一定に制御する。この構成は、流動層ボイラの燃焼を、より一層安定させることが出来る。

前記第２演算部は、全空気流量に対する一次空気流量の比率を、任意に設定可能な設定器を備えてもよい。

前記第２演算部は、前記一次空気流量の上下限値を定めるリミッタを備えてもよい。この構成によれば、一次空気流量を適切な範囲に制御することができる。具体的には、一次空気流量を下限値以上に制御することで、流動層におけるチップの着火が不十分になることを抑制できる。また、一次空気流量を上限値以下に制御することで、流動砂の飛散による後流設備の摩耗を抑制することができる。

前記第２演算部は、流動層温度の目標値に対する偏差に基づいて、全空気流量に対する一次空気流量の比率を調整することにより流動層温度の偏差を小さくする、フィードバック制御回路を備えていてもよい。この構成では、流動層温度の目標値に対する偏差を小さくすることで、流動層ボイラの運転中、燃焼効率の変動を抑えることが出来る。

前記フィードバック制御回路は、流動層温度の目標値を任意に設定可能な設定器を有してもよい。流動層温度の目標値を任意に設定可能とすることで、燃焼効率を制御できる。

この発明は、木質バイオマス発電設備に適用できる。また、流動層ボイラの制御方法に適用することが出来る。

本発明によれば、木質チップの水分率にかかわらず、炉内での燃焼点の変動を抑え、流動層ボイラの燃焼を安定させることができる。燃焼の安定化により、燃焼効率を改善し、燃料使用量を削減することができる。

木質バイオマス発電設備の概略構成図（比較例） 燃焼制御装置のブロック図（比較例） １ＡＦ比率と流動層温度の関係を示すグラフ 流動層ボイラの構成図 流動層ボイラの系統図 スプレー流量算出モデル １ＡＦ比率と蒸発管熱吸収量の関係を示すグラフ １ＡＦ比率と蒸発量の関係を示すグラフ 流動層温度と蒸発管熱吸収量の関係を示すグラフ 流動層温度と蒸発量の関係を示すグラフ １ＡＦ比率と燃焼効率の測定例を示すグラフ 流動層温度と燃焼効率の測定例を示すグラフ 木質チップの水分率とＴＡＦの測定例 木質チップの水分率と１ＡＦ比率の測定例 木質チップの水分率と流動層温度の測定例 木質チップの水分率と１ＡＦ比率一定制御可能範囲を示す図 燃焼制御装置のブロック図 木質バイオマス発電設備の概略構成図 流動層ボイラの他の形態を示す図

流動層ボイラ２１に供給される燃焼用の空気には、一次空気と二次空気がある。一次空気は、炉底から流動層２１Ａに供給される。一次空気は、流動層２１Ａに供給される木質チップと高温の流動砂を撹拌し、木質チップを着火、燃焼させる。

二次空気は、流動層上方の燃焼空間に供給される。二次空気は、不足するＯ２を補いボイラの燃焼空間内で木質チップを完全燃焼させる。

以下の説明において、全空気流量（以下ＴＡＦとする）は、一次空気流量（以下１ＡＦFとする）と、二次空気流量（以下２ＡＦとする）を合計した空気流量を指すものとする。燃焼点は、炉内において燃料となる木質チップが燃焼しているポイント（上下方向の位置）を指す。

本明細書の開示する項目は、以下の通りである。
（Ａ）炉内での燃焼点の位置を推定する方法
（Ｂ）燃焼点の位置を評価する方法
（Ｃ）燃焼に必要となるＴＡＦデマンド（指令値）を設定し、１ＡＦ比率に基づいて、１ＡＦと２ＡＦを制御する方法
（Ｄ）最適燃焼点を維持するように燃焼点をフィードバック制御する方法

ここで、Ｄ項のフィードバック制御のみ実施した場合、制御による変動幅が大きくなり、燃焼に影響を及ぼすことが懸念される。

流動層ボイラ２１の燃焼点を安定に制御するには、変動要素を事前に減少させておく必要があるが、チップの形状、発熱量、木種などの燃料側の変動要素は事前に制御することは難しい。そのため、Ｃ項の制御を行い、空気側の変動要素を減らすことが望ましい。

（Ａ）炉内での燃焼点の位置を推定する方法について、説明する。
木質チップは１ＡＦと２ＡＦの合計であるＴＡＦにより、完全燃焼する。

ＴＡＦに対する１ＡＦの比率を１ＡＦ比率、２ＡＦの比率を２ＡＦ比率と定義する。
１ＡＦ比率＝１ＡＦ/（１ＡＦ＋２ＡＦ）＝１ＡＦ/ＴＡＦ
２ＡＦ比率＝1－１ＡＦ比率

１ＡＦ比率は、供給された木質チップの１ＡＦによる燃焼割合、２ＡＦ比率は２ＡＦによる燃焼割合である。

流動層２１Ａは木質チップの着火源であり、保有熱量が大きく、温度は安定している。運転実績値から、１ＡＦ比率に対する流動層温度の関係を図３のグラフに示す。図３のグラフより、１ＡＦ比率が高くなるほど、流動層温度が高くなる相関が見られる。

１ＡＦ比率が高くなり、１ＡＦによる燃焼割合が増加することで、燃焼点は炉内下部に移動し、炉内下部にある流動層温度が上昇する。

上記より、１ＡＦ比率または流動層温度を、燃焼点の位置を推定する指標とし、「１ＡＦ比率の低下または流動層温度の低下＝燃焼点の上昇」、「１ＡＦ比率上昇または流動層温度上昇＝燃焼点の降下」とすることができる。

（Ｂ）炉内での燃焼点の位置を評価する方法について、以下の３項目を説明する。
（ｂ１）安定燃焼を行うための１ＡＦ、流動層温度の変動可能範囲
（ｂ２）燃焼効率からのアプローチによる燃焼点の評価方法
（ｂ３）総合評価と最適燃焼点目標値の例

（ｂ１）安定燃焼を行うための１ＡＦ、流動層温度の変動可能範囲について説明する。
流動層ボイラ２１では、加熱された流動層２１Ａの流動砂と燃料となる木質チップを１ＡＦにより撹拌・接触させることにより、木質チップを着火させる。そのため、流動砂を良好に撹拌し、着火性を確保するために、１ＡＦには下限値が存在する。

流動層２１Ａでのチップ着火が不十分であると、未燃分が増加し灰の発生量が増加し、さらに、燃焼不良が発生することとなり、燃焼効率は大幅に低下することとなる。逆に、１ＡＦが増加しすぎると、流動砂が後流側に飛散し、後流設備の摩耗や灰の増加が懸念される。

したがって、１ＡＦおよび流動層温度の変動可能範囲を考慮のうえ、炉内での燃焼点の評価や燃焼制御装置１１０（図１７参照）の構成を検討する必要がある。

本例のボイラでは、１ＡＦ下限値20km³/h、上限値22km³/h、流動層温度下限値710℃として、運用している。

（ｂ２）燃焼効率からのアプローチによる燃焼点の評価方法について説明する。燃焼効率から燃焼点を評価し、燃焼効率に優れる燃焼点目標値を定めて制御することが好ましい。

図４、図５を参照して、流動層ボイラ２１の構造例と系統例について説明する。流動層ボイラ２１は、ボイラ本体２１０、節炭器２１１、蒸発管２１２、層中蒸発管２１３、炉壁蒸発管２１４、２１５、一次過熱器２１６、二次過熱器２１７などを備える。

図５に示すように、流動層ボイラ２１は、ドラム２２０を有しており、給水ポンプでボイラに供給された給水は、節炭器２１１で予熱後、蒸発管２１２～２１５で蒸発し、ドラム２２０で汽水分離される。

ドラム２２０で汽水分離された蒸気は、一次過熱器２１６で過熱される。一次過熱器２１６で過熱された蒸気は、過熱低減器２２３で給水ポンプ出口から分岐したスプレー水により、減温される。スプレー流量は、蒸気タービン入口主蒸気温度を一定値に制御するように、過熱器スプレー弁２２５により制御される。

過熱低減器２２３で減温された過熱蒸気は、二次過熱器２１７により過熱され、規定の圧力、温度、流量で蒸気タービン２３に供給される。図５において、ＦＸは流量計、ＴＥは温度計、ＰＸは圧力計である。

ボイラ主要部位である蒸発管２１２～２１５、一次過熱器２１６および二次過熱器２１７の熱吸収量を蒸気側の圧力、温度、流量から算出する。

主要部位の入口、出口の蒸気圧力、温度からそれぞれの比エンタルピを求め、比エンタルピ差を算出する。

蒸発管比エンタルピ差＝Ａ１－Ａ２＝Ｂ１－Ｂ２
Ａ１は蒸発管出口蒸気比エンタルピ、Ａ２は蒸発管入口水比エンタルピである。
Ｂ１はドラム飽和蒸気比エンタルピ、Ｂ２は給水比エンタルピである。

１ＳＨ比エンタルピ差＝Ｃ１－Ｃ２＝Ｄ１－Ｄ２
１ＳＨは一次過熱器である。
Ｃ１は１ＳＨ出口蒸気比エンタルピ、Ｃ２は１ＳＨ入口蒸気比エンタルピである。
Ｄ１は過熱低減器入口蒸気比エンタルピ、Ｄ２はドラム飽和蒸気比エンタルピである。

２ＳＨ比エンタルピ差＝Ｅ１－Ｅ２＝Ｆ１－Ｆ２
２ＳＨは二次過熱器である。
Ｅ１は２ＳＨ出口蒸気比エンタルピ、Ｅ２は２ＳＨ入口蒸気比エンタルピである。
Ｆ１はタービン入口主蒸気比エンタルピ、Ｆ２は過熱低減器出口蒸気比エンタルピである。

主要部位の比エンタルピ差に、その部位を通過する流量を乗じて、各部の熱吸収量を算出する。

Ｑｊ＝蒸気管比エンタルピ差×（ＦＷＦ－ＳＦ）
Ｑ１＝１ＳＨ比エンタルピ差×（ＦＷＦ－ＳＦ）
Ｑ２＝２ＳＨ比エンタルピ差×ＦＷＦ
Ｑｊは蒸発管熱吸収量、Ｑ１は一次過熱器熱吸収量、Ｑ２は二次過熱器熱吸収量である。ＦＷＦは給水流量、ＳＦはスプレー流量である。

スプレー流量を測定していない場合は、図６のモデルを用いて、過熱低減器出入口の熱量バランスからスプレー流量を算出する。

Doh×FWF＝Dih×JWF＋Fwh×SF
Doh×FWF＝Dih×（FWF－SF）＋Fwh×SF

Doh×FWF＝Dih×FWF－Dih×SF＋Fwh×SF
（Dih－Fwh）×SF＝（Dih－Doh）×FWF
SF＝（Dih－Doh）×FWF/（Dih－Fwh）

また、蒸発管での蒸発量は次式となる。
ＪＷＦ＝ＦＷＦ－ＳＦ
ＪＷＦは蒸発量、ＦＷＦは給水流量、ＳＦはスプレー流量

主要部位の合計熱吸収量ΣＱを算出する。
ΣＱ＝Ｑｊ＋Ｑ１＋Ｑ２
Ｑｊは蒸発管熱吸収量、Ｑ１は一次過熱器熱吸収量、Ｑ２は二次過熱器熱吸収量である。

燃料の保有する熱量のうちボイラ主要部位で有効に熱回収できた熱量の割合を燃焼効率と定義する。

燃焼効率＝ΣＱ/Ｑｆ
ΣＱは合計熱吸収量、Ｑｆは燃料保有熱量である。

Ｑｆ＝ＬＨＶ×Ｆ
ＬＨＶは、木質チップの低位発熱量（チップ水分率を加味）、Ｆは燃料使用量である。

燃焼効率が高いほど、ボイラは有効に熱吸収できているため、燃焼効率を指標とすることにより、燃焼点の良否を評価することができる。また、最高燃焼効率の最適燃焼点を求めることが出来る。

次に１ＡＦ比率と蒸発管熱吸収量・蒸発量の関係について説明する。
運転データを用いて蒸発管熱吸収量および蒸発量の算出例を示す。図７のグラフは、１ＡＦ比率と蒸発管熱吸収量の関係を示し、図８のグラフは、１ＡＦ比率と蒸発量の関係を示す。

図７、図８のグラフより、１ＡＦ比率が低くなるほど、蒸発管熱吸収量が増加し、蒸発量も増加している。

これは、１ＡＦ比率が低下すると、２ＡＦによる燃焼割合が増加し、燃焼点が炉内上部に移動し、炉壁および火炉後流部に設置された蒸発管での熱吸収量が増加して、蒸発量が増加することを表している。

逆に燃焼点が炉内上部に移動することで、流動層温度が低下、流動層内の二次過熱器熱吸収量が減少し、スプレー流量が減少する。

次に流動層温度と蒸発管熱吸収量・蒸発量の関係について説明する。
図９のグラフは、流動層温度と蒸発管熱吸収量の関係を示し、図１０のグラフは流動層温度と蒸発量の関係を示す。

図９、図１０のグラフより、流動層温度が低くなるほど、蒸発管熱吸収量が増加し、蒸発量も増加している。

これは、２ＡＦによる燃焼割合が増加し、燃焼点が炉内上部に移動し、流動層温度が低下するとともに、炉壁および火炉後流部に設置された蒸発管での熱吸収量が増加し、蒸発量が増加することを表している。

逆に流動層温度の低下により、流動層内の二次過熱器熱吸収量が減少し、スプレー流量が減少する。

次に１ＡＦ比率または流動層温度と燃焼効率の関係について説明する。運転データを用いて燃焼効率の算出例を示す。図１１に１ＡＦ比率と燃焼効率の関係を示し、図１２に流動層温度と燃焼効率の関係を示す。

それぞれの関係は2次近似でき、１ＡＦ比率または流動層温度が上昇すると燃焼効率は上昇し、飽和する傾向を示している。

図８～図１０に示すように、１ＡＦ比率または流動層温度が低下するほど、蒸発管熱吸収量および蒸発量が増加しているが、これは、蒸発管熱吸収量および蒸発量の増加が必ずしも燃焼効率の上昇とはならないことを示している。すなわち、１ＡＦ比率または流動層温度が低下すると燃料使用量が増加し、蒸発管熱吸収量および蒸発量が増加するため、燃焼効率は悪化することを示している。

木質チップの水分率[％]と燃焼に必要なＴＡＦの関係について説明する。
チップ水分率が増加すると、水の潜熱が増加、燃料の発熱量が低下するため、燃料使用量が増加し、燃焼に必要な全空気流量は増加する。

図１３のグラフは、ボイラ出口Ｏ２濃度設定値を2.7%一定として制御した場合のチップ水分率と燃焼に必要となるＴＡＦの測定値である。水分率が増加するほど、ＴＡＦは増加する。

木質チップの水分率と１ＡＦ比率および流動層温度の関係について説明する。
流動層ボイラ２１において、１ＡＦを固定値にした場合（図２の制御例の場合）、木質チップの水分率の増加によりＴＡＦが増加すると、１ＡＦ比率は低下し、逆に、水分率の減少によりＴＡＦが減少すると、１ＡＦ比率は上昇することとなる。

図１４のグラフは、１ＡＦを固定値にした場合のチップ水分率と１ＡＦ比率の測定例である。チップ水分率が増加するほど１ＡＦ比率は低下する。

チップ水分率が変化することにより１ＡＦ比率は変化し、その結果、燃焼点は上下方向で変動することとなる。また、図１５のグラフより、木質チップの水分率の増加により、流動層温度も低下する。

＜水分率の変動による１ＡＦ比率制御可能範囲＞
安定した燃焼性を確保するためには、１ＡＦの変動可能範囲が存在する。流動層ボイラ２１の１ＡＦ変動可能範囲（20km3/h～22km3/h）を例に、木質チップの水分率に対する１ＡＦ比率制御可能範囲を求める。

結果を図１６に示す。１ＡＦ下限流量20km3/hに相当する１ＡＦ比率を下限線、１ＡＦ上限流量22km3/hに相当する１ＡＦ比率を上限線として記入する。

流動層ボイラ２１で使用する木質チップの水分率の変動範囲Ｘ１～Ｘ２は28%～47%である。図１６のグラフより、１ＡＦ比率を62%一定に制御する場合、水分率が28%～44%の範囲では１ＡＦ比率を62%で制御可能であるが、水分率が44%～47%の範囲では１ＡＦは上限となるため、１ＡＦ比率は上限線上を動くこととなり、１ＡＦ比率は62%から61%の範囲で変動することとなる。

１ＡＦ比率を62%でおおむね一定に制御できるのは、水分率の変動範囲28%～44%の範囲に限定される。

（ｂ３）総合評価と最適燃焼点目標値の例について説明する。
１ＡＦ比率および流動層温度と燃焼効率の関係、１ＡＦ比率制御可能範囲を総合的に判断して、最適燃焼点目標値を定める。

図１１、図１２で示したように、燃焼効率は１ＡＦ比率および流動層温度が高くなるほど上昇する。そのため、本ボイラの運転においては、１ＡＦ比率目標値および流動層温度目標値をできるだけ高く設定する方が燃焼効率の向上につながる。

＜１ＡＦ比率目標値の例＞
１ＡＦ比率を高く設定する方が燃焼効率は向上するが、図１６に示すように、１ＡＦ上限値の制約を受け、チップ水分率が増加すると１ＡＦ比率は低下することとなる。

１ＡＦ比率を一定に保ち、燃焼点の変動を抑え、燃焼を安定させることを目的とする場合、使用する木質チップの水分率変動範囲内で１ＡＦ比率を一定に制御できるように１ＡＦ比率目標値を設定する。流動層ボイラ２１の場合、１ＡＦ比率61%～62%の範囲を目標値にするとよい。燃焼効率の向上を目的とする場合、１ＡＦ比率目標値をできるだけ高く設定するとよい。

ただし、いずれの目標値設定も水分率の増加による流動層温度の低下に対応する必要があり、木質チップの水分率が最も高いチップを１ＡＦ比率目標値で燃焼させた場合に流動層温度が規定値を下回らないように、１ＡＦ比率目標値を再設定する必要がある。

＜流動層温度目標値の例＞
木質チップの水分率の増加による流動層温度低下に対応して、流動層温度を目標値に保つため、この例では、後述するように、流動層温度により１ＡＦ比率を補正するフィードバック制御回路１５０を設けている。

図１２のグラフに示すように、流動層温度が高いほど燃焼効率は上昇する。流動層温度により１ＡＦ比率を設定するフィードバック制御回路１５０を設け、流動層温度目標値一定となるように１ＡＦ比率を制御することで、チップ着火不良を抑止するとともに、燃焼効率を向上させることができる。

なお、木質チップの水分率が増加し、水の潜熱が増加することにより、流動層温度が低下した際に、図２に示す燃焼制御装置８０では燃焼点を炉内上部に移動することとなり、流動層温度をさらに低下させることとなる。一方、本発明では、水の潜熱の増加による流動層温度低下時に、燃焼点を炉内下部に移動させるようにフィードバック制御が働くため、流動層温度を上昇させ、目標値一定に制御させることができる。

また、逆に、木質チップの水分率が減少し、水の潜熱が減少することにより、流動層温度が上昇した際には、燃焼点を炉内上部に移動させるようにフィードバック制御が働くため、流動層温度を低下させ、目標値一定に制御させることができる。

（Ｃ）燃焼に必要となるＴＡＦデマンドを設定し、１ＡＦ比率に基づいて１ＡＦと２ＡＦを制御する方法について、以下の５項目を説明する。

（ｃ１）チップ水分率を用いて、燃焼に必要となるＴＡＦデマンドを設定する方法
（ｃ２）過剰空気率を補正する方法
（ｃ３）発電機出力変化によりＴＡＦデマンドを補正する方法
（ｃ４）ボイラ出口O2濃度の偏差からＴＡＦデマンドを補正する方法
（ｃ５）ＴＡＦデマンドから１ＡＦ比率に基づいて１ＡＦデマンドおよび２ＡＦデマンドを設定する方法

（ｃ１）木質チップの水分率を用いて、燃焼に必要となるＴＡＦデマンドを設定する方法について説明する。

燃焼に影響を与える変動要素のうち最も影響の大きいものは、木質チップの水分率[％]である。木質チップの水分率は、木質チップの全重量（乾燥重量と水分重量の合計）に対する水分重量の割合である。木質チップの水分率に対する必要燃焼空気流量は、図１４に示すように木質チップの水分率が増加するほど増加するため、この関係を第１関数設定器１２１によりあらかじめ設定しておく。

なお、不完全燃焼により未燃分が発生すると燃焼効率は低下するため、未燃分の発生しない過剰空気率を用いて、木質チップの水分率に対する必要燃焼空気流量を第１関数設定器１２１により設定する。

木質チップの水分率は、ボイラ投入時の水分率を測定する水分率計４５Ｂによる測定値を用いてもよいし、燃料消費率、木質チップの嵩比重などから算出した計算値を用いてもよい。

（ｃ２）過剰空気率を補正する方法について説明する。
過剰空気率を大きくし過ぎると、通風機などの通風系統補機動力が増加する。そのため、運転員が過剰空気率を補正できるように過剰空気率設定器を設け、その出力を木質チップの水分率に対する必要空気流量に乗じることでＴＡＦデマンドを補正する。

なお、後述するように、第１フィードバック制御回路１３０により、ボイラ出口Ｏ２濃度測定値を設定器により設定値と一致させるようにフィードバック制御を行うため、ボイラ出口Ｏ２濃度設定値を変更する場合は、過剰空気率を相当する値に再設定する必要がある。

（ｃ３）発電機出力変化によりＴＡＦデマンドを補正する方法について説明する。
チップ水分率より算出したＴＡＦデマンドは、発電機定格出力に対する値であるため、発電機２５を定格以外で運転する場合、発電機出力による補正が必要となる。流動層ボイラ２１はボイラ入力指令（発電機出力指令値）により、主蒸気圧力を一定に保つように燃料投入量が制御される。

発電機出力に対応する燃料投入量に見合った空気流量とするため、ボイラ入力指令を入力とする補正係数を算出し（第２関数発生器１２４）、ＴＡＦに乗じることでＴＡＦデマンドを補正する。

チップ水分率を特定できない場合、ボイラ入力指令を入力とする関数発生器により、ＴＡＦデマンドを決定することも可能である。ただし、実際のチップ性状と関数発生器の設定値にズレが発生すると制御性が悪くなる可能性がある。

（ｃ４）ボイラ出口Ｏ２濃度の偏差からＴＡＦデマンドを補正する方法について説明する。安定した燃焼を行うためには、燃料量と空気流量をバランスさせる必要があり、ＴＡＦを設定するが、木質チップの木種の変化などにより、必ずしもバランスしない。

そのアンバランス分を補正するために、運転員がボイラ出口Ｏ２濃度設定器で設定した値に、ボイラ出口Ｏ２濃度測定値を制御する第１フィードバック制御回路１３０を設け、その補正量を、ＴＡＦに乗じて補正することで、燃焼に必要となる全空気流量をＴＡＦデマンドとして設定する。

（ｃ５）ＴＡＦデマンドから１ＡＦ比率に基づいて１ＡＦデマンドおよび２ＡＦデマンドを設定する方法について説明する。図３のグラフに示すように、流動層温度は１ＡＦ比率の影響を受けるが、図２の燃焼制御装置８０は１ＡＦと２ＡＦを独立して制御している。そのため、図２の燃焼制御装置８０は、１ＡＦ比率を制御することが難しい。

この実施形態では、運転員が１ＡＦ比率を設定できるように１ＡＦ比率設定器１４１を設け、設定された１ＡＦ比率をＴＡＦデマンドに乗じることで、１ＡＦデマンドを設定する。

なお、１ＡＦデマンドは、上下限値を設定できるようにして、１ＡＦ変動範囲内で制御させる。ＴＡＦデマンドから１ＡＦデマンドを差引くことで、２ＡＦデマンドを設定する。

１ＡＦデマンド＝ＴＡＦデマンド×１ＡＦ比率
２ＡＦデマンド＝ＴＡＦデマンド－１ＡＦデマンド

この構成では、ＴＡＦを１ＡＦ比率に応じて１ＡＦと２ＡＦに分配することから、１ＡＦと２ＡＦの配分比率を、常にコントロールすることが可能である。

（Ｄ）最適燃焼点を維持するように燃焼点をフィードバック制御する方法について説明する。流動層２１Ａでのチップ着火性を維持するためには、１ＡＦのみでなく、着火源となる流動層温度を規定値以上に維持する必要がある。

木質チップの水分率が増加すると水の潜熱が増加するため、流動層温度が低下する。また、図１２のグラフに示すように、流動層温度が低くなるほど燃焼効率は低下する。

上記より、流動層温度を制御対象として、運転員が流動層温度設定器１５１で設定した目標値一定となるように、流動層温度を制御する第２フィードバック制御回路１５０を設け、その演算結果により１ＡＦ比率を補正することで、チップ着火不良を抑止するとともに、燃焼効率を向上させる。

図１７は、燃焼制御装置１１０のブロック図である。燃焼制御装置１１０は、流動層ボイラ２１に供給する１ＡＦ（一次空気流量）、２ＡＦ（二次空気流量）を制御する。燃焼制御装置１１０は、図２の燃焼制御装置８０を改良したものである。

燃焼制御装置１１０は、第１演算部１２０及び第２演算部１４０を備える。第１演算部１２０は、チップ水分率に基づいて、ＴＡＦデマンドを演算する。

具体的に説明すると、第１演算部１２０は、第１関数設定器１２１、過剰空気率設定器１２２、第１乗算器１２３、第２関数設定器１２４、第２乗算器１２５、第３乗算器１２６及び第１フィードバック制御回路１３０を備える。

第１関数設定器１２１には、燃料として使用される木質チップの水分率[％]が入力される。木質チップの水分率はトラックヤード１５の水分率計１５Ｂで測定できるが、チップ貯蔵庫保管中に水分率が変化するため、ボイラ投入時の水分率を水分率計４５Ｂにより測定し、使用することが望ましい。また、水分率は燃料消費率、木質チップの嵩比重などから算出した計算値を用いてもよい。

第１関数設定器１２１には、木質チップの水分率に対する必要空気流量を算出する関数が設定されており、入力された水分率に対する必要空気流量を算出して出力する。第１関数設定器１２１の設定する必要空気流量は、木質バイオマス発電設備１０Ａの発電機２５が定格出力である時に、流動層ボイラ２１に対して供給するべきＴＡＦ（全空気流量）
である。

過剰空気率設定器１２２は、運転員が過剰空気率補正係数を設定するために設けられている。過剰空気率は、実際に供給された空気の質量を理論上必要な最少空気質量で除した値であり、混合気中の空気の余剰度を表す指標である。

第１乗算器１２３は、第１関数設定器１２１より出力されるＴＡＦに対して過剰空気率設定器１２２にて設定される過剰空気率補正係数を乗算して補正し、補正後のＴＡＦを出力する。

第２関数設定器１２４には、ボイラ入力指令（発電機出力指令値）が入力される。第２関数設定器１２４は、発電機出力指令値に応じたＴＡＦの補正係数を算出する関数が設定されている。

第２乗算器１２５は、第１乗算器１２３の出力するＴＡＦに、第２関数設定器１２４の出力する補正係数を乗算して補正し、補正後のＴＡＦを出力する。

第１フィードバック制御回路１３０は、ボイラ出口Ｏ２濃度の設定値に対する偏差が小さくなるようにＴＡＦを補正する回路であり、ボイラ出口Ｏ２濃度設定器１３１、減算器１３２、及び比例積分器１３３を備える。

ボイラ出口Ｏ２濃度設定器１３１はボイラ出口Ｏ２濃度の設定値を設定する。運転員は、ボイラ出口Ｏ２濃度設定器１３１により、ボイラ出口Ｏ２濃度の設定値を任意に設定することができる。

減算器１３２は、ボイラ出口Ｏ２濃度の設定値から測定値を減算して、ボイラ出口Ｏ２濃度の偏差を算出し、比例積分器１３３に出力する。

比例積分器１３３は、ボイラ出口Ｏ２濃度の偏差に比例する成分と時間積分の成分に基づいてＴＡＦの補正係数を算出する。比例積分器１３３は、算出した補正係数を第３乗算器１２６に出力する。

第３乗算器１２６は、第２乗算器１２５より出力されるＴＡＦに対して比例積分器１３３より出力されるフィードバック補正係数を乗算して、ＴＡＦデマンド（全空気流量指令値）を算出する。第３乗算器１２６は、算出したＴＡＦデマンドを、第２演算部１４０に出力する。

第２演算部１４０は、ＴＡＦデマンドから１ＡＦデマンド（一次空気流量指令値）と２ＡＦデマンド（二次空気流量指令値）を演算する。

具体的には、第２演算部１４０は、１ＡＦ比率設定器１４１、加算器１４２、乗算器１４３、リミッタ１４４、減算器１４６、流量指令値算出部１４５、１４７及び第２フィードバック制御回路１５０を備える。

１ＡＦ比率設定器１４１は、１ＡＦ比率を設定する。１ＡＦ比率は、ＴＡＦに対する１ＡＦの比率である。

運転員は、１ＡＦ比率設定器１４１により、１ＡＦ比率を任意に設定することができる。つまり、１ＡＦ比率の設定値を任意に変更できる。１ＡＦ比率設定器１４１は、設定された１ＡＦ比率を加算器に１４２に出力する。

第２フィードバック制御回路１５０は、流動層温度の目標値に対する偏差を小さくするように、１ＡＦ比率を調整する回路である。具体的には、流動層温度設定器１５１、減算器１５２及び比例積分器１５３を備える。

流動層温度設定器１５１は、流動層温度の目標値を設定する。運転員は、流動層温度設定器１５１により、流動層温度の目標値を任意に設定することができる。流動層温度の目標値設定により、流動層ボイラ２１の燃焼効率を制御することが出来る（図１２参照）。例えば、流動温度の目標値を750℃にした場合、燃焼効率を約87.5％に制御することが出来る。

減算器１５２には、流動層温度の目標値と測定値が入力される。流動層温度が、複数の計測点で測定されている場合、その平均値を測定値に用いてもよい。

減算器１５２は流動層温度の目標値から測定値を減算して流動層温度の偏差を算出する。減算器１５２は、流動層温度の偏差を比例積分器１５３に出力する。

比例積分器１５３は、流動層温度の偏差に比例する成分と時間積分の成分に基づいて、１ＡＦ比率の調整値を算出する。比例積分器１５３は、１ＡＦ比率の調整量を加算器１４２に出力する。

加算器１４２は、１ＡＦ比率設定器１４１の出力する１ＡＦ比率に、第２フィードバック制御回路１５０の出力する調整値を加算して、１ＡＦ比率を補正する。加算器１４２は、補正した１ＡＦ比率を乗算器１４３に出力する。

なお、第２フィードバック制御回路１５０は、燃焼効率の向上を目的とする補正回路であり、燃焼を安定させることを目的とする場合は、第２フィードバック制御回路１５０を不使用とする。第２フィードバック制御回路１５０を不使用とした場合、第２演算部１４０により、１ＡＦ比率一定制御を行うことが出来る。つまり、１ＡＦ比率設定器１４１による設定値に１ＡＦ比率を一定に制御できる。

乗算器１４３は、第１演算部１２０の出力するＴＡＦデマンドに加算器１４２の出力する１ＡＦ比率を乗算して１ＡＦデマンドを算出する。

１ＡＦデマンドはリミッタ１４４に入力され、上下限値と比較される。１ＡＦデマンドが上下限値に含まれている場合、リミッタ１４４は１ＡＦデマンドを一次空気流量指令値算出部１４５に出力する。一次空気流量指令値算出部１４５は、１ＡＦデマンドを通風機の流量指令値に変換した後、一次空気流量の第１操作端である第１通風機４７に出力する。

１ＡＦデマンドが上下限値に含まれていない場合、１ＡＦデマンドは、リミッタ１４４で上限値又は下限値に修正された後、一次空気流量指令値算出部１４５に出力される。

リミッタ１４４は、１ＡＦデマンドを減算器１４６にも出力する。減算器１４６は、第１演算部１２０の出力するＴＡＦデマンドから１ＡＦデマンドを減算して２ＡＦデマンドを算出する。減算器１４６は、２ＡＦデマンドを二次空気流量指令値算出部１４７に出力する。

二次空気流量指令値算出部１４７は、２ＡＦデマンドを通風機の流量指令値に変換した後、二次空気流量の第２操作端である第２通風機４８に出力する。

図１８は、燃焼制御装置１１０を適用した木質バイオマス発電設備１０Ａのブロック図である。木質バイオマス発電設備１０Ａは、流動層ボイラ２１、蒸気タービン２３、発電機２５、復水器２６、蒸気加減弁２７、給水ポンプ２８、バグフィルタ３１、フライアッシュサイロ３３、排気塔３５、燃料供給部４０、第１通風機４７、第２通風機４８、クレーン制御装置５０及びボイラ制御装置１００を備えている。また、計測類として、ボイラ出口Ｏ２濃度を検出する第１検出部２５０、流動層ボイラ２１の流動層温度を検出する第２検出部２６０を備えている。

ボイラ制御装置１００は、燃料制御装置７０と、燃焼制御装置１１０を備えている。燃焼制御装置１１０は、以下の４つの入力に基づいて、１ＡＦデマンド、２ＡＦデマンドを算出し、１ＡＦと２ＡＦを制御する。燃焼制御装置１１０は、１ＡＦと２ＡＦの制御により、流動層ボイラ２１の流動層温度、燃焼点の上下方向位置、燃焼効率を制御する。

＜燃焼制御装置１１０に対する４入力＞
（１）木質チップの水分率
（２）ボイラ入力指令（発電機出力指令値）
（３）Ｏ２濃度測定値
（４）流動層温度測定値

以下、燃焼制御装置１１０の効果について説明する。
燃焼制御装置１１０によれば、木質チップの水分率、ボイラ入力指令などによりフィードフォワード指令として設定したＴＡＦデマンドを算出すること、１ＡＦと２ＡＦの配分比率を制御することにより、木質チップの水分率などの燃料性状にかかわらず、炉内での燃焼点の変動を抑えることが出来る。そのため、良好な燃焼を維持して運転を行うことができる。

図１２に示したように、流動層温度と燃焼効率には相関があるが、燃焼制御装置１１０によれば、第２フィードバック制御回路１５０により、流動層温度が設定値にフィードバック制御される。そのため、運転中、流動層温度を目標値に安定させることが出来、燃焼効率の変動を抑えることが出来る。例えば、流動層温度を、750℃にフィードバック制御することで、運転中、ボイラの燃焼効率を概ね87.5％に保つことが出来る。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、第１演算部１２０を、第１関数設定器１２１、過剰空気率設定器１２２、第１乗算器１２３、第２関数設定器１２４、第２乗算器１２５、第３乗算器１２６及び第１フィードバック制御回路１３０から構成した。

第１演算部１２０は、木質チップの水分率に関わらず、炉内での燃焼点の変動を抑え、燃焼を安定させることを解決するため、少なくとも、木質チップの水分率に基づいて、前記流動層ボイラに供給するべき一次空気流量と二次空気流量の合計値である全空気流量を算出する構成であれば、どのような構成でもよい。例えば、第１演算部１２０を第１関数設定器１２１により構成してもよい。また、第１演算部１２０を第１関数設定器１２１と第１フィードバック制御回路１３０により構成してもよい。

上記実施形態では、第２演算部１４０を、１ＡＦ比率設定器１４１、加算器１４２、乗算器１４３、リミッタ１４４、減算器１４６、流量指令値算出部１４５、１４７及び第２フィードバック制御回路１５０から構成した。

第２演算部１４０は、木質チップの水分率に関わらず、炉内での燃焼点の変動を抑え、燃焼を安定させることを解決する構成として、少なくとも、前記第１演算部により算出した全空気流量と、全空気流量に対する一次空気流量の比率に基づいて、前記流動層ボイラに供給する一次空気流量と二次空気流量の指令値を算出し、一次空気を操作する第１操作端を介して一次空気流量を指令値に制御し、二次空気を操作する第２操作端を介して二次空気流量を指令値に制御する構成であれば、どのような構成でもよい。例えば、第２演算部１４０を、１ＡＦ比率設定器１４１、乗算器１４３、減算器１４６、流量指令値算出部１４５、１４７のみにより構成してもよい。

（３）図１２に示すように、流動層温度と燃焼効率には相関があるから、流動層温度の制御により、燃焼効率を制御することが出来る。例えば、流動層温度を約750℃に制御することにより、燃焼効率を約87.5％に制御できる。尚、流動層温度は、図３に示すように１AF比率と相関があるから１AF比率により制御してもよいし、他の方法で制御してもよい。

（４）一次空気を操作する第１操作端は、第１通風機４７の回転数制御により、一次空気流量を制御してもよいし、ダンパの開度制御または回転数とダンパ開度の併用により、一次空気流量を制御してもよい。二次空気を操作する第２操作端についても同様である。

（５）流動層ボイラ２１は、図４の構成に限定されない。流動層２１Ａを有する水管ボイラであれば、他の構造でもよい。例えば、図１９の流動層ボイラ３００に示すように、流動層内に過熱系熱交換器である一次過熱器２１６、二次過熱器２１７を配置し、火炉後流部に蒸発系熱交換器である蒸発菅２１２を配置したボイラでもよい。こうしたボイラは、木質チップの水分率の変動の影響を受けやすくなるため、本発明を適用することによる効果は大きい。

１０ バイオマス発電設備
２１ 流動層ボイラ
２１Ａ 流動層
４７ 第１通風機（第１操作端）
４８ 第２通風機（第２操作端）
１１０ 燃焼制御装置
１２０ 第１演算部
１３０ 第１フィードバック制御回路
１４０ 第２演算部
１４１ １A比率設定器
１４４ リミッタ
１５０ 第２フィードバック制御回路
１５１ 流動層温度設定器

Claims (9)

1. 流動層に供給された木質チップを一次空気により流動砂と撹拌して着火させ、二次空気により燃焼させる流動層ボイラの燃焼制御装置であって、
   第１演算部と、第２演算部を備え、
   前記第１演算部は、木質バイオマス発電設備の燃料である木質チップの水分率に基づいて、前記流動層ボイラに供給するべき一次空気流量と二次空気流量の合計値である全空気流量を算出し、
   前記第２演算部は、前記第１演算部により算出した全空気流量と、全空気流量に対する一次空気流量の比率に基づいて、前記流動層ボイラに供給する一次空気流量と二次空気流量の指令値を算出し、
   前記第２演算部は、一次空気を操作する第１操作端を介して一次空気流量を指令値に制御し、二次空気を操作する第２操作端を介して二次空気流量を指令値に制御する、流動層ボイラの燃焼制御装置。
2. 請求項１に記載の流動層ボイラの燃焼制御装置であって、
   前記第２演算部は、全空気流量に対する一次空気流量の比率を一定に制御する、流動層ボイラの燃焼制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の流動層ボイラの燃焼制御装置であって、
   前記第２演算部は、全空気流量に対する一次空気流量の比率の設定値を、任意に設定可能な設定器を有する、流動層ボイラの燃焼制御装置。
4. 請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の流動層ボイラの燃焼制御装置であって、
   前記第２演算部は、前記一次空気流量の上下限値を定めるリミッタを備える、流動層ボイラの燃焼制御装置。
5. 請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の流動層ボイラの燃焼制御装置であって、
   前記第２演算部は、流動層温度の目標値に対する偏差に基づいて、全空気流量に対する一次空気流量の比率を調整することにより流動層温度の偏差を小さくする、フィードバック制御回路を備える、流動層ボイラの燃焼制御装置。
6. 請求項５に記載の流動層ボイラの燃焼制御装置であって。
   前記フィードバック制御回路は、流動層温度の目標値を任意に設定可能な設定器を有する、流動層ボイラの燃焼制御装置。
7. 流動層を用いて木質チップを燃焼させて蒸気を発生させる流動層ボイラと、
   請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の燃焼制御装置と、を備える、木質バイオマス発電設備。
8. 流動層に供給された木質チップを一次空気により流動砂と撹拌して着火させ、二次空気により燃焼させる流動層ボイラの燃焼制御方法であって、
   全空気流量に対する一次空気流量の比率を一定に制御することにより、ボイラの燃焼を安定させる、流動層ボイラの燃焼制御方法。
9. 流動層に供給された木質チップを一次空気により流動砂と撹拌して着火させ、二次空気により燃焼させる流動層ボイラの燃焼制御方法であって、
   流動層温度の制御により、前記流動層ボイラの燃焼効率を制御する、流動層ボイラの燃焼制御方法。

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