JP2024093886A - Boiler System - Google Patents

Boiler System

Info

Publication number
JP2024093886A
JP2024093886A JP2022210518A JP2022210518A JP2024093886A JP 2024093886 A JP2024093886 A JP 2024093886A JP 2022210518 A JP2022210518 A JP 2022210518A JP 2022210518 A JP2022210518 A JP 2022210518A JP 2024093886 A JP2024093886 A JP 2024093886A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
boiler
bog
unit
flow rate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022210518A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
祐司 棟田
繁昌 松木
大 武田
和洋 佐伯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Miura Co Ltd
Original Assignee
Miura Co Ltd
Filing date
Publication date
Application filed by Miura Co Ltd filed Critical Miura Co Ltd
Publication of JP2024093886A publication Critical patent/JP2024093886A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

【課題】BOGを含む気体燃料中のBOG濃度が変化しても安定した燃焼処理が可能なボイラシステムを実現することにある。
【解決手段】ボイラシステム1は、BOG燃料の燃焼を優先するBOG燃焼制御モードM2または窒素を含む窒素混合BOG燃料を所定の空気比で燃焼させる空気比制御モードM3を設定可能なモード設定部19と、ボイラ10の燃焼を制御する制御部20と、を有する。制御部20は、モード設定部19によってBOG燃焼制御モードM2が設定された場合、所定燃焼量になるように気体燃料流量調整部3を調整する。制御部20は、モード設定部19によって空気比制御モードM3が設定された場合、ボイラ10にBOG燃料と重油とが供給されるように気体燃料流量調整部3と液体燃料流量調整部7とを調整すると共にボイラ20の排ガスの酸素濃度Coが所定の酸素濃度Cotになるように、空気流量調整部12を調整する。
【選択図】図1

The present invention provides a boiler system capable of stable combustion processing even if the BOG concentration in a gaseous fuel containing BOG changes.
[Solution] A boiler system 1 has a mode setting unit 19 capable of setting a BOG combustion control mode M2 that prioritizes combustion of BOG fuel or an air ratio control mode M3 that burns nitrogen-mixed BOG fuel containing nitrogen at a predetermined air ratio, and a control unit 20 that controls combustion in a boiler 10. When the BOG combustion control mode M2 is set by the mode setting unit 19, the control unit 20 adjusts a gas fuel flow rate adjustment unit 3 to achieve a predetermined combustion amount. When the air ratio control mode M3 is set by the mode setting unit 19, the control unit 20 adjusts the gas fuel flow rate adjustment unit 3 and the liquid fuel flow rate adjustment unit 7 so that BOG fuel and heavy oil are supplied to the boiler 10, and adjusts an air flow rate adjustment unit 12 so that the oxygen concentration Co of the exhaust gas from the boiler 20 becomes a predetermined oxygen concentration Cot.
[Selected Figure] Figure 1

Description

本発明は、フリーフローラインを流れるボイルオフガスを燃焼処理可能なボイラシステムに関連する。 The present invention relates to a boiler system capable of combusting boil-off gas flowing through a free flow line.

天然ガスは、船舶によって輸送する場合、大気圧下において約-160℃に冷却することで液化した状態(液化ガス)で輸送されている。このような液化ガスを輸送する船舶は、内部を極低温状態に保持可能な断熱、防熱機能を有する液化ガス貯蔵タンク内に液化ガスを貯蔵して輸送する。しかし、前記液化ガス貯蔵タンク内の液化ガスは、前記液化ガス貯蔵タンク内に侵入した熱によってボイルオフガス(以下、単に「BOG」と記載する。部材名、用語、名称等に含まれている「ボイルオフガス」ついても「BOG」と記載するものとする。)が発生する。BOGの発生によりタンク圧が上昇した前記液化ガス貯蔵タンクは、許容タンク圧に到達する前にBOGを処理する必要がある。特許文献1では、液化ガス貯蔵タンク内で発生したBOGは、圧縮機へ導かれて圧縮され推進用の主ガスエンジン及び船内発電用の副ガスエンジンの燃料として利用されている。また、BOGは、GCUへ供給して燃焼することが可能である。 When natural gas is transported by ship, it is transported in a liquefied state (liquefied gas) by cooling it to about -160°C under atmospheric pressure. Ships that transport such liquefied gas store the liquefied gas in a liquefied gas storage tank that has an insulating and heat-resistant function that can maintain the inside at an extremely low temperature. However, the liquefied gas in the liquefied gas storage tank generates boil-off gas (hereinafter, simply referred to as "BOG". "Boil-off gas" included in the names of components, terms, names, etc. will also be described as "BOG") due to the heat that penetrates into the liquefied gas storage tank. The liquefied gas storage tank, whose tank pressure has increased due to the generation of BOG, needs to treat the BOG before it reaches the allowable tank pressure. In Patent Document 1, the BOG generated in the liquefied gas storage tank is introduced to a compressor, compressed, and used as fuel for the main gas engine for propulsion and the auxiliary gas engine for onboard power generation. The BOG can also be supplied to a GCU for combustion.

一方、圧縮機を必要とする特許文献1の構成では、設備費用およびランニング費用が増大する。よって、液化ガス貯蔵タンクにおいて発生するBOGをガス焼却装置にフリーフローラインによって供給するためのフリーフローガス供給手段と、タンクから汲み上げた液化ガスを過冷却する液化ガス過冷却装置と、過冷却された液化ガスを前記タンク内に戻す液化ガス噴霧手段とを備えるタンク圧力制御システムが特許文献2に開示されている。特許文献2では、余剰のBOGは、ガス圧縮機を用いずに、液化ガス貯蔵タンク内の圧力で燃料ガスをガス燃焼装置に送るフリーフローガス供給ラインを通して燃焼装置に供給される。しかしながら、特許文献2には、ガス燃焼装置における余剰のBOGの燃焼制御技術に関連する記載はない。 On the other hand, the configuration of Patent Document 1, which requires a compressor, increases the equipment costs and running costs. Therefore, Patent Document 2 discloses a tank pressure control system that includes a free-flow gas supply means for supplying BOG generated in a liquefied gas storage tank to a gas incineration device through a free-flow line, a liquefied gas supercooling device for supercooling the liquefied gas pumped from the tank, and a liquefied gas spraying means for returning the supercooled liquefied gas to the tank. In Patent Document 2, the excess BOG is supplied to the combustion device through a free-flow gas supply line that sends fuel gas to the gas combustion device at the pressure in the liquefied gas storage tank without using a gas compressor. However, Patent Document 2 does not include any description related to the combustion control technology of excess BOG in a gas combustion device.

特開2018―48607号公報JP 2018-48607 A 特開2019―163804号公報JP 2019-163804 A

近年のSDGs等への社会的要請の高まりにより、地球温暖化係数が高いメタンなどのBOGを、大気に排出することなく余剰のBOGの発生量に応じて効率的に燃焼処理するボイラシステムが求められている。よって、ボイラシステムは、液化ガス貯蔵タンク内に残留しているBOGを不活性ガスに置換した際、または不活性ガスが充填された液化ガス貯蔵タンクにLNGが充填された際に液化ガス貯蔵タンクから排出される不活性ガスが混合されたBOGも適切に燃焼処理しなくてはならない。 In recent years, with the growing social demand for SDGs and the like, there is a demand for boiler systems that can efficiently combust and treat BOG, such as methane, which has a high global warming potential, according to the amount of surplus BOG generated, without discharging it into the atmosphere. Therefore, boiler systems must also properly combust and treat BOG mixed with inert gas discharged from a liquefied gas storage tank when the BOG remaining in the liquefied gas storage tank is replaced with inert gas, or when a liquefied gas storage tank filled with inert gas is filled with LNG.

本発明の目的は、BOGを含む気体燃料中のBOG濃度が変化しても安定した燃焼処理が可能なボイラシステムを実現することにある。 The object of the present invention is to realize a boiler system that can perform stable combustion processing even if the BOG concentration in gaseous fuel containing BOG changes.

本発明の一実施形態に係るボイラシステムは、液化ガス貯蔵タンクと、前記液化ガス貯蔵タンク内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、前記液化ガス貯蔵タンクから排出されるBOG及び不活性ガスが流れるフリーフローラインとを備えた船舶に搭載されるボイラシステムである。前記ボイラシステムは、BOGを含む気体燃料と液体燃料とを燃焼できるボイラと、前記ボイラに供給されるBOGを含む気体燃料の圧力を検知する気体燃料圧力検知部と、前記ボイラに供給されるBOGを含む気体燃料の流量を調整する気体燃料流量調整部と、前記ボイラに供給される液体燃料の流量を調整する液体燃料流量調整部と、前記ボイラに供給される燃焼用空気の流量を調整する空気流量調整部と、前記ボイラの排ガスにおける酸素濃度を検知する酸素濃度検知部と、前記ボイラにおいて、BOGを含む気体燃料の燃焼処理を優先するBOG燃焼制御モード及び不活性ガスを含むBOGを含む気体燃料を所定の空気比で燃焼させる空気比制御モードのうちいずれか一方の制御モードを設定可能なモード設定部と、前記ボイラの燃焼を制御する制御部と、を有する。 A boiler system according to one embodiment of the present invention is a boiler system installed on a ship that includes a liquefied gas storage tank, an inert gas supply unit that supplies inert gas into the liquefied gas storage tank, and a free flow line through which the BOG and inert gas discharged from the liquefied gas storage tank flow. The boiler system includes a boiler capable of burning gaseous fuel containing BOG and liquid fuel, a gaseous fuel pressure detection unit that detects the pressure of the gaseous fuel containing BOG supplied to the boiler, a gaseous fuel flow rate adjustment unit that adjusts the flow rate of the gaseous fuel containing BOG supplied to the boiler, a liquid fuel flow rate adjustment unit that adjusts the flow rate of the liquid fuel supplied to the boiler, an air flow rate adjustment unit that adjusts the flow rate of the combustion air supplied to the boiler, an oxygen concentration detection unit that detects the oxygen concentration in the exhaust gas of the boiler, a mode setting unit that can set one of a BOG combustion control mode that prioritizes the combustion process of the gaseous fuel containing BOG and an air ratio control mode that combusts the gaseous fuel containing BOG containing an inert gas at a predetermined air ratio, and a control unit that controls the combustion of the boiler.

前記制御部は、前記モード設定部によって前記BOG燃焼制御モードが設定された場合、所定燃焼量になるように前記気体燃料流量調整部を調整する。前記制御部は、前記モード設定部によって前記空気比制御モードが設定された場合、前記ボイラにBOGを含む気体燃料と液体燃料とが供給されるように前記気体燃料流量調整部と前記液体燃料流量調整部とを調整すると共に前記ボイラの排ガスの酸素濃度が所定の酸素濃度になるように、前記空気流量調整部を調整する。 When the BOG combustion control mode is set by the mode setting unit, the control unit adjusts the gas fuel flow rate adjustment unit to achieve a predetermined combustion amount. When the air ratio control mode is set by the mode setting unit, the control unit adjusts the gas fuel flow rate adjustment unit and the liquid fuel flow rate adjustment unit so that gas fuel containing BOG and liquid fuel are supplied to the boiler, and adjusts the air flow rate adjustment unit so that the oxygen concentration of the exhaust gas from the boiler becomes a predetermined oxygen concentration.

上述のボイラシステムは、BOG圧力を低下させることが必要な(BOG燃焼処理の優先度が高い)場合、BOG燃焼制御モードにおいて、BOG燃料のみを燃焼し余剰のBOGの燃焼量を増加することができる。また、前記ボイラシステムは、液化ガス貯蔵タンク内の不活性ガスパージによりBOGを含む気体燃料に不活性ガスが混入した場合、または不活性ガスが充填された液化ガス貯蔵タンクに対するLNGの充填によって不活性ガス中にBOG混入した場合に、空気比制御モードにおいて液体燃料が燃焼することによりBOGと不活性ガスの混合割合が変化しても燃焼を継続することができる。さらに、ボイラの排ガスの酸素濃度に基づいて、BOGを含む気体燃料の燃焼処理に必要な燃焼用空気の供給量を制御する。これにより、BOGを含む気体燃料中のBOG濃度が変化してもボイラ効率の低下を抑制し、安定した燃焼処理が可能なボイラシステムを実現することができる。 When it is necessary to reduce the BOG pressure (the priority of the BOG combustion process is high), the above-mentioned boiler system can burn only the BOG fuel in the BOG combustion control mode to increase the amount of excess BOG burned. In addition, when the inert gas is mixed into the gaseous fuel containing BOG due to the inert gas purging in the liquefied gas storage tank, or when BOG is mixed into the inert gas due to the filling of LNG into a liquefied gas storage tank filled with inert gas, the boiler system can continue combustion even if the mixture ratio of BOG and inert gas changes due to the combustion of liquid fuel in the air ratio control mode. Furthermore, the supply amount of combustion air required for the combustion process of the gaseous fuel containing BOG is controlled based on the oxygen concentration of the boiler exhaust gas. This makes it possible to suppress the decrease in boiler efficiency even if the BOG concentration in the gaseous fuel containing BOG changes, and to realize a boiler system capable of stable combustion process.

なお、余剰のBOGとは、主機や発電機等のボイラ以外の機器において燃料として利用されないBOG及び再液化によって液化ガス貯蔵タンクに回収されないBOGを含む。また、船内の蒸気需要等に対してボイラを運転する場合など、ボイラで回収された熱量を有効利用する場合に燃料として利用されるBOGは、余剰のBOGに含むものとする。 Note that surplus BOG includes BOG that is not used as fuel in equipment other than boilers, such as the main engine or generator, and BOG that is not recovered in liquefied gas storage tanks through reliquefaction. In addition, BOG that is used as fuel when effectively utilizing the heat recovered by a boiler, such as when operating a boiler to meet steam demand on board the ship, is included in surplus BOG.

他の観点によれば、本発明のボイラシステムは、以下の構成を含むことが好ましい。前記ボイラシステムの制御部は、BOGを含む気体燃料に不活性ガスの混合程度を判定する不活性ガス混合判定部をさらに有する。前記空気比制御モードにおいて、前記制御部は、不活性ガス混合判定部によりBOGを含む気体燃料に含まれる不活性ガスの混合程度が所定値未満であると判定した場合、前記ボイラにBOGを含む気体燃料のみが供給されるように前記気体燃料流量調整部と前記液体燃料流量調整部とを調整する。不活性ガス混合判定部によりBOGを含む気体燃料に含まれる不活性ガスの混合程度が所定値以上であると判定した場合、前記ボイラにBOGを含む気体燃料と液体燃料とが供給されるように前記気体燃料流量調整部と前記液体燃料流量調整部とを調整する、 From another perspective, the boiler system of the present invention preferably includes the following configuration. The control unit of the boiler system further includes an inert gas mixing determination unit that determines the degree of mixing of an inert gas into the gaseous fuel containing BOG. In the air ratio control mode, when the inert gas mixing determination unit determines that the degree of mixing of the inert gas contained in the gaseous fuel containing BOG is less than a predetermined value, the control unit adjusts the gaseous fuel flow rate adjustment unit and the liquid fuel flow rate adjustment unit so that only the gaseous fuel containing BOG is supplied to the boiler. When the inert gas mixing determination unit determines that the degree of mixing of the inert gas contained in the gaseous fuel containing BOG is equal to or greater than a predetermined value, the control unit adjusts the gaseous fuel flow rate adjustment unit and the liquid fuel flow rate adjustment unit so that the gaseous fuel containing BOG and liquid fuel are supplied to the boiler.

上述の構成では、空気比制御モードが設定された場合であっても、前記ボイラシステムの制御部は、BOGを含む気体燃料に含まれる不活性ガスの混合程度である不活性ガスの混合率が所定の混合率を下回っている場合、前記ボイラにBOGを含む気体燃料のみを供給する。これにより、BOG濃度が高い場合にBOG燃焼を優先し、余剰のBOGの燃焼量を増加することができる。 In the above configuration, even when the air ratio control mode is set, the control unit of the boiler system supplies only gaseous fuel containing BOG to the boiler when the mixture ratio of the inert gas, which is the degree of mixing of the inert gas contained in the gaseous fuel containing BOG, is below a predetermined mixture ratio. This allows BOG combustion to be prioritized when the BOG concentration is high, and the amount of excess BOG burned can be increased.

他の観点によれば、本発明のボイラシステムは、以下の構成を含むことが好ましい。前記制御部は、前記酸素濃度検知部の検出結果に基づいて排ガスの酸素濃度(空気比)が所定値になるように前記空気流量調整部を調整する。前記制御部は、前記空気流量調整部の調整量に基づいて、前記不活性ガス混合判定部によってBOGに含まれる不活性ガスの混合程度を判定する。 From another perspective, it is preferable that the boiler system of the present invention includes the following configuration. The control unit adjusts the air flow rate adjustment unit based on the detection result of the oxygen concentration detection unit so that the oxygen concentration (air ratio) of the exhaust gas becomes a predetermined value. The control unit determines the degree of mixing of the inert gas contained in the BOG by the inert gas mixing determination unit based on the adjustment amount of the air flow rate adjustment unit.

上述の構成では、前記酸素濃度検知部の検出結果に基づいて排ガスの酸素濃度が所定値になるように前記空気流量調整部を調整されている場合、前記ボイラシステムの制御部は、前記不活性ガス混合判定部によって、前記ボイラに供給する燃焼用空気の供給量に基づいてBOGを含む気体燃料中のBOGに対する不活性ガスの混合程度を算出する。これにより、BOGを含む気体燃料中のBOG濃度が変化しても安定した燃焼処理が可能なボイラシステムを実現することができる。 In the above-mentioned configuration, when the air flow rate adjustment unit is adjusted so that the oxygen concentration of the exhaust gas becomes a predetermined value based on the detection result of the oxygen concentration detection unit, the control unit of the boiler system calculates the degree of mixing of the inert gas with the BOG in the gaseous fuel containing BOG based on the supply amount of combustion air supplied to the boiler by the inert gas mixing determination unit. This makes it possible to realize a boiler system that can perform stable combustion processing even if the BOG concentration in the gaseous fuel containing BOG changes.

他の観点によれば、本発明のボイラシステムは、以下の構成を含むことが好ましい。前記制御部は、前記BOG燃焼制御モードにおいて、前記不活性ガス混合判定部によってBOGに含まれる不活性ガスの混合程度を判定する。前記制御部は、BOGに含まれる不活性ガスの混合程度が所定値以上であると判定した場合、前記空気比制御モードに切り替えるとともに前記ボイラにボイルオフガスを含む気体燃料と液体燃料とが供給されるように前記気体燃料流量調整部と前記液体燃料流量調整部とを調整する。 From another perspective, it is preferable that the boiler system of the present invention includes the following configuration. In the BOG combustion control mode, the control unit determines the degree of mixing of the inert gas contained in the BOG by the inert gas mixing determination unit. When the control unit determines that the degree of mixing of the inert gas contained in the BOG is equal to or greater than a predetermined value, the control unit switches to the air ratio control mode and adjusts the gas fuel flow rate adjustment unit and the liquid fuel flow rate adjustment unit so that gas fuel containing boil-off gas and liquid fuel are supplied to the boiler.

上述の構成では、前記ボイラシステムは、BOGを含む気体燃料中の不活性ガスの混合程度が所定値以上の場合、BOGを含む気体燃料を安定して燃焼処理するためにBOGを含む気体燃料中の不活性ガスの混合割合に応じて液体燃料を供給する。これにより、BOGを含む気体燃料中のBOG濃度が変化しても安定した燃焼処理が可能なボイラシステムを実現することができる。 In the above configuration, when the degree of mixing of the inert gas in the gaseous fuel containing BOG is equal to or greater than a predetermined value, the boiler system supplies liquid fuel according to the mixing ratio of the inert gas in the gaseous fuel containing BOG in order to stably combust the gaseous fuel containing BOG. This makes it possible to realize a boiler system that can stably combust the gaseous fuel containing BOG even if the BOG concentration in the gaseous fuel containing BOG changes.

他の観点によれば、本発明のボイラシステムは、以下の構成を含むことが好ましい。前記ボイラシステムにおいて、前記モード設定部は、前記空気比制御モードが設定された場合、不活性ガス増加燃焼制御モード及びBOG増加燃焼制御モードのうちいずれか一つの制御モードを設定可能に構成される。前記制御部は、前記モード設定部によって不活性ガス増加燃焼制御モードが設定された場合、前記ボイラにBOGを含む気体燃料のみが供給されるように前記気体燃料流量調整部と前記液体燃料流量調整部とを調整した状態でメイン燃焼を開始する。前記制御部は、前記モード設定部によってBOG増加燃焼制御モードが設定された場合、前記ボイラにボイルオフガスを含む気体燃料と液体燃料とが供給されるように前記気体燃料流量調整部と前記液体燃料流量調整部とを調整した状態でメイン燃焼を開始する。 From another perspective, the boiler system of the present invention preferably includes the following configuration. In the boiler system, when the air ratio control mode is set, the mode setting unit is configured to be able to set one of an inert gas increased combustion control mode and a BOG increased combustion control mode. When the inert gas increased combustion control mode is set by the mode setting unit, the control unit starts main combustion in a state in which the gas fuel flow rate adjustment unit and the liquid fuel flow rate adjustment unit are adjusted so that only gas fuel containing BOG is supplied to the boiler. When the BOG increased combustion control mode is set by the mode setting unit, the control unit starts main combustion in a state in which the gas fuel flow rate adjustment unit and the liquid fuel flow rate adjustment unit are adjusted so that gas fuel containing boil-off gas and liquid fuel are supplied to the boiler.

上述の構成では、前記ボイラシステムでは、空気比制御モードにおいて、前記ボイラにおいて安定して燃焼可能なBOGを含む気体燃料が供給される場合、BOGの燃焼処理量を増大させるために不活性ガス増加燃焼制御モードが設定される。また、前記ボイラシステムでは、空気比制御モードにおいて、前記ボイラに不活性ガスが混入しているBOGを含む気体燃料が供給される場合、より安定したBOGの燃焼処理のためにBOG増加燃焼制御モードが設定される。これにより、BOGを含む気体燃料中のBOG濃度が変化しても安定した燃焼処理が可能なボイラシステムを実現することができる。 In the above-mentioned configuration, in the boiler system, when gaseous fuel containing BOG that can be stably combusted in the boiler is supplied in the air ratio control mode, an inert gas increased combustion control mode is set to increase the amount of BOG combustion processing. Also, in the boiler system, when gaseous fuel containing BOG mixed with inert gas is supplied to the boiler in the air ratio control mode, a BOG increased combustion control mode is set for more stable BOG combustion processing. This makes it possible to realize a boiler system that can perform stable combustion processing even if the BOG concentration in the gaseous fuel containing BOG changes.

他の観点によれば、本発明のボイラシステムは、以下の構成を含むことが好ましい。前記制御部は、前記モード設定部によって前記BOG燃焼制御モードが設定された場合、前記酸素濃度検知部によって検知される前記ボイラの排ガスの酸素濃度が所定の酸素濃度になるように、前記空気流量調整部を調整する。 From another perspective, it is preferable that the boiler system of the present invention includes the following configuration: When the BOG combustion control mode is set by the mode setting unit, the control unit adjusts the air flow rate adjustment unit so that the oxygen concentration of the boiler exhaust gas detected by the oxygen concentration detection unit becomes a predetermined oxygen concentration.

上述の構成では、前記ボイラシステムは、前記BOG燃焼制御モードにおいて、前記ボイラにBOGを供給する場合、BOGの組成に応じて前記ボイラに供給する空気流量を調整する。よって、前記ボイラシステムは、BOGの組成に応じた適切な酸素量を前記ボイラに供給することができる。これにより、BOGを含む気体燃料中のBOG濃度が変化しても安定した燃焼処理が可能なボイラシステムを実現することができる。 In the above configuration, when BOG is supplied to the boiler in the BOG combustion control mode, the boiler system adjusts the air flow rate supplied to the boiler according to the composition of the BOG. Thus, the boiler system can supply an appropriate amount of oxygen according to the composition of the BOG to the boiler. This makes it possible to realize a boiler system that can perform stable combustion processing even if the BOG concentration in the gaseous fuel containing BOG changes.

他の観点によれば、本発明のボイラシステムは、以下の構成を含むことが好ましい。前記ボイラにおいて発生する蒸気の圧力を検知する蒸気圧力検知部を有する。前記モード設定部は、前記ボイラにおける蒸気の生成を優先する蒸気圧力優先制御モードを更に設定可能に構成される。前記制御部は、前記モード設定部によって前記蒸気圧力優先制御モードが設定された場合、前記蒸気圧力検知部によって検知される蒸気圧力が所定の蒸気圧力になるように、前記気体燃料流量調整部及び前記液体燃料流量調整部のうち少なくとも一方を調整する。 From another perspective, it is preferable that the boiler system of the present invention includes the following configuration. It has a steam pressure detection unit that detects the pressure of steam generated in the boiler. The mode setting unit is configured to be further capable of setting a steam pressure priority control mode that prioritizes the generation of steam in the boiler. When the steam pressure priority control mode is set by the mode setting unit, the control unit adjusts at least one of the gas fuel flow rate adjustment unit and the liquid fuel flow rate adjustment unit so that the steam pressure detected by the steam pressure detection unit becomes a predetermined steam pressure.

上述の構成では、前記ボイラシステムは、蒸気供給が必要な場合、前記蒸気圧力優先制御モードにおいて蒸気圧力を所定の蒸気圧力に維持しつつ、BOGを含む気体燃料を燃焼することができる。一方、前記ボイラシステムは、蒸気供給よりもBOGを含む気体燃料の燃焼処理を優先させる場合、前記BOG燃焼制御モードまたは前記空気比制御モードにおいてBOGを含む気体燃料の燃焼量を増加することができる。これにより、BOGを含む気体燃料中のBOG濃度が変化しても安定した燃焼処理が可能なボイラシステムを実現することができる。 In the above-described configuration, when steam supply is required, the boiler system can combust gaseous fuel containing BOG while maintaining the steam pressure at a predetermined steam pressure in the steam pressure priority control mode. On the other hand, when the boiler system prioritizes the combustion process of gaseous fuel containing BOG over steam supply, the boiler system can increase the combustion amount of gaseous fuel containing BOG in the BOG combustion control mode or the air ratio control mode. This makes it possible to realize a boiler system that can perform stable combustion process even if the BOG concentration in the gaseous fuel containing BOG changes.

BOGを含む気体燃料中のBOG濃度が変化しても安定した燃焼処理が可能なボイラシステムを実現することができる。 It is possible to realize a boiler system that can perform stable combustion processing even if the BOG concentration in gaseous fuel containing BOG changes.

図1は、本発明の実施形態1に係るボイラシステムを含むBOG処理システムの概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a BOG treatment system including a boiler system according to a first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施形態1に係るボイラシステムにおける制御モードおよび燃焼モードの一部を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing some of the control modes and combustion modes in the boiler system according to the first embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施形態1に係るボイラシステムの変形例におけるBOG燃焼制御モードを示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a BOG combustion control mode in a modified example of the boiler system according to the first embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施形態2に係るボイラシステムを含むBOG処理システムの概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a BOG treatment system including a boiler system according to a second embodiment of the present invention. 図5は、本発明の実施形態2に係るボイラシステムにおける空気比制御モードを示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing an air ratio control mode in a boiler system according to the second embodiment of the present invention. 図6は、本発明の実施形態3に係るボイラシステムにおける空気比制御モードを示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing an air ratio control mode in a boiler system according to the third embodiment of the present invention. 図7は、本発明の実施形態4に係るボイラシステムにおける制御モードおよび燃焼モードを示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing control modes and combustion modes in a boiler system according to the fourth embodiment of the present invention.

以下で、本発明に係るボイラシステムの各実施形態について、図面を参照しながら説明する。各図において、同一部分には同一の符号を付して、その同一部分の説明は繰り返さない。なお、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。 Each embodiment of the boiler system according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing, the same parts are given the same reference numerals, and the description of the same parts will not be repeated. Note that the dimensions of the components in each drawing do not faithfully represent the actual dimensions of the components and the dimensional ratios of each component.

以下の説明において、上流とは、液化ガス貯蔵タンクT1からBOGを含む気体燃料を燃焼等する機器に向かってBOGを含む気体燃料が流通する配管において液化ガス貯蔵タンクT1側を意味し、液体燃料貯蔵タンクT2から液体燃料を燃焼する機器に向かって液体燃料が流通する配管において液体燃料貯蔵タンクT2側を意味する。下流とは、BOGを含む気体燃料または液体燃料が流通する配管においてBOGを含む気体燃料または液体燃料を燃焼等する機器側を意味する。 In the following description, "upstream" means the liquefied gas storage tank T1 side in the piping through which gaseous fuel containing BOG flows from the liquefied gas storage tank T1 to equipment that burns gaseous fuel containing BOG, and means the liquid fuel storage tank T2 side in the piping through which liquid fuel flows from the liquid fuel storage tank T2 to equipment that burns liquid fuel. "Downstream" means the equipment side that burns gaseous fuel or liquid fuel containing BOG in the piping through which gaseous fuel or liquid fuel containing BOG flows.

また、以下の説明において、BOG燃料とはフリーフローラインを流れる余剰のBOGであって、主機や発電機等のボイラ以外の機器において燃料として利用されないBOG及び再液化によって前記液化ガス貯蔵タンクに回収されないBOGを含む。また、前記液化ガスタンク等の不活性ガスパージが行われる場合、前記フリーフローラインを流れるBOG燃料は、不活性ガスを含む。つまり、BOG燃料は、不活性ガスを含むBOG及び不活性ガスを含まないBOGのいずれか一方であるBOGを含む気体燃料である。 In the following description, BOG fuel refers to excess BOG that flows through the free flow line, and includes BOG that is not used as fuel in equipment other than boilers, such as the main engine or generator, and BOG that is not recovered in the liquefied gas storage tank by reliquefaction. In addition, when inert gas purging of the liquefied gas tank, etc. is performed, the BOG fuel that flows through the free flow line contains inert gas. In other words, BOG fuel is a gaseous fuel that contains BOG, which is either BOG that contains inert gas or BOG that does not contain inert gas.

また、以下の説明において、“固定”、“接続”及び“取り付ける”等(以下、固定等)の表現は、部材同士が直接、固定等されている場合だけでなく、他の部材を介して固定等されている場合も含む。すなわち、以下の説明において、固定等の表現には、部材同士の直接的及び間接的な固定等の意味が含まれる。 In addition, in the following description, the expressions "fixed," "connected," and "attached" (hereinafter referred to as "fixed") include not only cases where members are directly fixed to each other, but also cases where members are fixed via other members. In other words, in the following description, the expression "fixed" includes the meaning of direct and indirect fixation between members.

(実施形態1)
(ボイラシステム)
図1及び図2を用いて、本発明の実施形態1に係るボイラシステムについて説明する。図1は、本発明の実施形態1に係るボイラシステム1を含むBOG処理システム100の概略構成図である。なお、以下の実施形態において、ボイラシステム1は、液体燃料として重油を燃焼させているが、これに限定するものではない。ボイラシステム1は、例えば、灯油、ナフサ等を液体燃料として使用してもよい。
(Embodiment 1)
(Boiler system)
A boiler system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 1 and Fig. 2. Fig. 1 is a schematic diagram of a BOG treatment system 100 including a boiler system 1 according to a first embodiment of the present invention. In the following embodiment, the boiler system 1 burns heavy oil as a liquid fuel, but the present invention is not limited to this. The boiler system 1 may use, for example, kerosene, naphtha, or the like as a liquid fuel.

図1に示すように、BOG処理システム100は、液化ガス貯蔵タンクT1で発生したBOG燃料が流れるフリーフローライン2Aと、フリーフローライン2Aにおける上流側に接続された圧縮機Cと、圧縮機Cにより昇圧されたBOG燃料を燃料とする発電機Geと、フリーフローライン2Aの下流側に接続されるボイラシステム1とを有する。BOG処理システム100は、BOG燃料を再液化させて液化ガス貯蔵タンクT1に回収する再液化ガス回収システム(図示せず)をフリーフローライン2Aにおける上流側に備えても良い。また、BOG処理システム100は、圧縮機Cにより昇圧されたBOG燃料を後述するボイラシステム1のBOG供給ライン2Bに供給する構成でもよい。 As shown in FIG. 1, the BOG treatment system 100 has a free flow line 2A through which BOG fuel generated in a liquefied gas storage tank T1 flows, a compressor C connected to the upstream side of the free flow line 2A, a generator Ge that uses the BOG fuel pressurized by the compressor C as fuel, and a boiler system 1 connected to the downstream side of the free flow line 2A. The BOG treatment system 100 may also have a re-liquefied gas recovery system (not shown) on the upstream side of the free flow line 2A that re-liquefies the BOG fuel and recovers it in the liquefied gas storage tank T1. The BOG treatment system 100 may also be configured to supply the BOG fuel pressurized by the compressor C to a BOG supply line 2B of the boiler system 1 described below.

さらに、BOG処理システム100は、液化ガス貯蔵タンクT1内のBOG燃料を排出するために液化ガス貯蔵タンクT1内に不活性ガスとして窒素を供給する窒素パージ機能を有する。BOG処理システム100は、窒素貯蔵タンクT3と、窒素供給ラインLと、窒素供給部Vと、ボイラシステム1Aとを有する。 Furthermore, the BOG treatment system 100 has a nitrogen purge function that supplies nitrogen as an inert gas into the liquefied gas storage tank T1 to discharge the BOG fuel in the liquefied gas storage tank T1. The BOG treatment system 100 has a nitrogen storage tank T3, a nitrogen supply line L, a nitrogen supply unit V, and a boiler system 1A.

BOG処理システム100のフリーフローライン2Aは、液化ガス貯蔵タンクT1の液化ガスが熱によって蒸発したBOG燃料を液化ガス貯蔵タンクT1の外部に排出する配管である。フリーフローライン2Aは、液化ガス貯蔵タンクT1内で発生したBOG燃料が流入可能に構成されている。 The free flow line 2A of the BOG treatment system 100 is a pipe that discharges BOG fuel, which is liquefied gas in the liquefied gas storage tank T1 evaporated by heat, to the outside of the liquefied gas storage tank T1. The free flow line 2A is configured to allow the BOG fuel generated in the liquefied gas storage tank T1 to flow in.

窒素貯蔵タンクT3は、窒素供給ラインLによって液化ガス貯蔵タンクT1に接続されている。窒素供給ラインLには、窒素貯蔵タンクT3から窒素を液化ガス貯蔵タンクT1内に供給する開状態と液化ガス貯蔵タンクT1内に窒素を供給しない閉状態とに切り替える窒素供給部Vが位置している。 The nitrogen storage tank T3 is connected to the liquefied gas storage tank T1 by a nitrogen supply line L. The nitrogen supply line L is provided with a nitrogen supply unit V that switches between an open state in which nitrogen is supplied from the nitrogen storage tank T3 to the liquefied gas storage tank T1 and a closed state in which nitrogen is not supplied to the liquefied gas storage tank T1.

ボイラシステム1は、フリーフローライン2Aを流れるBOG燃料を燃焼処理可能なボイラシステムである。本実施形態において、BOG処理システム100は、液化ガスを輸送する船舶に搭載されている。ボイラシステム1は、前記船舶において液化ガスを貯蔵している液化ガス貯蔵タンクT1内で発生したBOG燃料のうち発電機Geでの使用量と、図示しない再液化ガス回収システムによる回収量を除いたBOG燃料を燃焼処理可能である。 The boiler system 1 is a boiler system capable of combusting BOG fuel flowing through the free flow line 2A. In this embodiment, the BOG treatment system 100 is mounted on a ship that transports liquefied gas. The boiler system 1 is capable of combusting BOG fuel generated in a liquefied gas storage tank T1 that stores liquefied gas on the ship, excluding the amount used by the generator Ge and the amount recovered by a re-liquefied gas recovery system (not shown).

ボイラシステム1は、BOG供給ライン2Bと、気体燃料流量調整部3と、液体燃料流量調整部7と、ボイラ10と、空気流量調整部12と、BOG圧力検知部13と、蒸気圧力検知部14と、酸素濃度検知部16と、モード設定部19と、制御部20と、を有す。 The boiler system 1 has a BOG supply line 2B, a gas fuel flow rate adjustment unit 3, a liquid fuel flow rate adjustment unit 7, a boiler 10, an air flow rate adjustment unit 12, a BOG pressure detection unit 13, a steam pressure detection unit 14, an oxygen concentration detection unit 16, a mode setting unit 19, and a control unit 20.

ボイラシステム1のBOG供給ライン2Bは、フリーフローライン2A内を流れるBOG燃料をボイラ10に供給する配管である。BOG供給ライン2Bの上流側は、フリーフローライン2Aに接続されている。BOG供給ライン2Bの下流側は、気体燃料流量調整部3を介してボイラ10に接続されている。BOG供給ライン2Bには、液化ガス貯蔵タンクT1内で発生したBOG燃料の圧力によってフリーフローライン2A内のBOG燃料が流れ込む。BOG供給ライン2B内のBOG燃料の圧力であるBOG圧力Pbは、フリーフローライン2AからBOG供給ライン2B内に流れ込むBOG燃料の流量と気体燃料流量調整部3が下流側に流すBOG燃料の流量との関係によって増減する。BOG供給ライン2Bは、BOG供給ライン2BのBOG圧力Pbに有意な変化を起こすボイラ10以外の機器と接続されないことが望ましい。 The BOG supply line 2B of the boiler system 1 is a pipe that supplies the BOG fuel flowing in the free flow line 2A to the boiler 10. The upstream side of the BOG supply line 2B is connected to the free flow line 2A. The downstream side of the BOG supply line 2B is connected to the boiler 10 via the gas fuel flow rate adjustment unit 3. The BOG fuel in the free flow line 2A flows into the BOG supply line 2B due to the pressure of the BOG fuel generated in the liquefied gas storage tank T1. The BOG pressure Pb, which is the pressure of the BOG fuel in the BOG supply line 2B, increases or decreases depending on the relationship between the flow rate of the BOG fuel flowing from the free flow line 2A into the BOG supply line 2B and the flow rate of the BOG fuel flowed downstream by the gas fuel flow rate adjustment unit 3. It is desirable that the BOG supply line 2B is not connected to any equipment other than the boiler 10 that would cause a significant change in the BOG pressure Pb of the BOG supply line 2B.

また、図1のBOG処理システム100では、BOG供給ライン2Bの圧力は、液化ガス貯蔵タンクT1で発生するBOG燃料の発生量と発電機Ge等において燃料として使用されるBOG燃料の流量との関係を反映して変動する。例えば、液化ガス貯蔵タンクT1のBOG燃料の発生量が変わらない場合でも、BOG供給ライン2BのBOG圧力Pbは、発電機Geにおいて使用されるBOG燃料の増加により低下し、発電機Geにおいて使用されるBOG燃料の減少により上昇する。このように、BOG供給ライン2B内のBOG圧力Pbは、フリーフローライン2Aを流れるBOG燃料の流量を反映して変動する。つまり、BOG供給ライン2Bの圧力は、BOG供給ライン2Bを介してボイラ10に供給されるBOG燃料の流量と、フリーフローライン2Aから発電機Geに供給されるBOG燃料の流量との関係によって変動する。 In addition, in the BOG treatment system 100 of FIG. 1, the pressure of the BOG supply line 2B fluctuates reflecting the relationship between the amount of BOG fuel generated in the liquefied gas storage tank T1 and the flow rate of the BOG fuel used as fuel in the generator Ge, etc. For example, even if the amount of BOG fuel generated in the liquefied gas storage tank T1 does not change, the BOG pressure Pb of the BOG supply line 2B decreases with an increase in the BOG fuel used in the generator Ge, and increases with a decrease in the BOG fuel used in the generator Ge. In this way, the BOG pressure Pb in the BOG supply line 2B fluctuates reflecting the flow rate of the BOG fuel flowing through the free flow line 2A. In other words, the pressure of the BOG supply line 2B fluctuates depending on the relationship between the flow rate of the BOG fuel supplied to the boiler 10 via the BOG supply line 2B and the flow rate of the BOG fuel supplied from the free flow line 2A to the generator Ge.

気体燃料流量調整部3は、気体燃料であるBOG燃料の流量を調整するバルブユニットである。気体燃料流量調整部3は、BOG供給ライン2Bに接続されている。気体燃料流量調整部3は、減圧弁4Aと、気体燃料遮断弁4Bと、気体燃料流量調整弁5とを有する。 The gas fuel flow rate adjustment unit 3 is a valve unit that adjusts the flow rate of BOG fuel, which is a gas fuel. The gas fuel flow rate adjustment unit 3 is connected to the BOG supply line 2B. The gas fuel flow rate adjustment unit 3 has a pressure reducing valve 4A, a gas fuel shutoff valve 4B, and a gas fuel flow rate adjustment valve 5.

減圧弁4Aは、BOG圧力Pbを減圧する。減圧弁4Aは、直動式ダイアフラムタイプの減圧弁、エア駆動の直動式減圧弁もしくはパイロット式減圧弁または電動弁等によって構成されている。減圧弁4Aは、減圧弁4Aよりも下流側のBOG圧力が一定の圧力以下になるようにBOG圧力Pbを調整する。 The pressure reducing valve 4A reduces the BOG pressure Pb. The pressure reducing valve 4A is composed of a direct acting diaphragm type pressure reducing valve, an air driven direct acting pressure reducing valve, a pilot type pressure reducing valve, an electric valve, etc. The pressure reducing valve 4A adjusts the BOG pressure Pb so that the BOG pressure downstream of the pressure reducing valve 4A is equal to or lower than a certain pressure.

気体燃料遮断弁4Bは、BOG燃料の流れを遮断する。気体燃料遮断弁4Bは、エア駆動弁または電動弁等によって構成されている。気体燃料遮断弁4Bは、BOG燃料の流通を遮断可能である。 The gas fuel shutoff valve 4B shuts off the flow of BOG fuel. The gas fuel shutoff valve 4B is configured as an air-driven valve or an electric valve, etc. The gas fuel shutoff valve 4B is capable of shutting off the flow of BOG fuel.

気体燃料流量調整弁5は、BOG燃料の流量を調整する。気体燃料流量調整弁5は、弁開度を任意の開度に変更可能なエア駆動弁または電動弁等である。気体燃料流量調整弁5は、気体燃料遮断弁4Bの下流側に配置される。 The gas fuel flow rate control valve 5 adjusts the flow rate of the BOG fuel. The gas fuel flow rate control valve 5 is an air-driven valve or an electric valve whose valve opening can be changed to any opening degree. The gas fuel flow rate control valve 5 is disposed downstream of the gas fuel shutoff valve 4B.

液体燃料供給ライン6は、液体燃料である重油をボイラ10に供給する配管である。液体燃料供給ライン6は、重油を貯蔵している液体燃料貯蔵タンクT2に接続され、液体燃料貯蔵タンクT2の重油が流入可能に構成されている。液体燃料供給ライン6は、発電機Ge、主機Egに接続され、発電機Ge、主機Egが重油を利用可能に構成されても良い。 The liquid fuel supply line 6 is a pipe that supplies heavy oil, which is a liquid fuel, to the boiler 10. The liquid fuel supply line 6 is connected to a liquid fuel storage tank T2 that stores heavy oil, and is configured to allow the heavy oil from the liquid fuel storage tank T2 to flow into the liquid fuel supply line 6. The liquid fuel supply line 6 may also be connected to the generator Ge and the main engine Eg, and configured to allow the generator Ge and the main engine Eg to use heavy oil.

液体燃料流量調整部7は、重油の流量を調整するバルブユニットである。液体燃料流量調整部7は、ボイラ10の上流側であって液体燃料供給ライン6の下流側に接続されている。液体燃料流量調整部7は、液体燃料遮断弁8と、液体燃料流量調整弁9とを有する。 The liquid fuel flow rate adjustment unit 7 is a valve unit that adjusts the flow rate of heavy oil. The liquid fuel flow rate adjustment unit 7 is connected upstream of the boiler 10 and downstream of the liquid fuel supply line 6. The liquid fuel flow rate adjustment unit 7 has a liquid fuel shutoff valve 8 and a liquid fuel flow rate adjustment valve 9.

液体燃料遮断弁8は、重油の流れを遮断する。液体燃料遮断弁8は、エア駆動弁または電動弁等によって構成されている。液体燃料遮断弁8は、液体燃料供給ライン6に接続されている。 The liquid fuel shutoff valve 8 shuts off the flow of heavy oil. The liquid fuel shutoff valve 8 is configured as an air-driven valve or an electric valve. The liquid fuel shutoff valve 8 is connected to the liquid fuel supply line 6.

液体燃料流量調整弁9は、重油の流量を調整する。液体燃料流量調整弁9は、弁の開度を任意の開度に変更可能なエア駆動弁または電動弁等である。液体燃料流量調整弁9は、液体燃料遮断弁8の下流側に接続されている。 The liquid fuel flow rate control valve 9 adjusts the flow rate of heavy oil. The liquid fuel flow rate control valve 9 is an air-driven valve or an electric valve that can change the valve opening to any opening degree. The liquid fuel flow rate control valve 9 is connected downstream of the liquid fuel shutoff valve 8.

ボイラ10は、燃料の燃焼による熱によって水を温めて温水または蒸気を発生させる。ボイラ10は、BOG燃料と重油との両方の燃料を燃焼可能なデュアルフューエルバーナを有するボイラである。ボイラ10は、BOG燃料、BOG燃料と重油との混合燃料、及び重油の燃焼を可能に構成されている。ボイラ10は、水を被加熱媒体として燃焼で発生した熱を回収し、温水または蒸気を発生させ、熱媒体ライン10aを通じて温水または蒸気を前記船舶の船内に供給する。ボイラ10は、排気ライン15を通じて排ガスを船外に排気する。 The boiler 10 heats water with heat from the combustion of fuel to generate hot water or steam. The boiler 10 has a dual fuel burner capable of burning both BOG fuel and heavy oil. The boiler 10 is configured to be capable of burning BOG fuel, a mixed fuel of BOG fuel and heavy oil, and heavy oil. The boiler 10 recovers heat generated by combustion using water as the heated medium, generates hot water or steam, and supplies the hot water or steam to the inside of the ship through the heat medium line 10a. The boiler 10 exhausts exhaust gas overboard through the exhaust line 15.

なお、ボイラ10は、前記船舶の主機関への動力の供給に使用されない補助ボイラである。よって、ボイラ10の燃焼量の変動が前記主機関の運転に直接影響することが無い。ボイラ10は、例えば、蒸気圧力が約0.3MPaから1.0MPa程度のボイラである。好ましくは、ボイラ10は、蒸気圧力が約0.5MPaから0.7MPa程度のボイラである。ボイラ10で発生させた蒸気は、熱媒体ライン10aを通して前記船舶の蒸気使用機器(液体燃料・積み荷の加熱、洗浄用等の温水供給、バイナリ発電システムの熱源、蒸気タービン発電機の蒸気供給)等に供給され、その後復水器等によって復水される。ボイラ10は、フリーフローライン2Aを流れるBOG燃料の流量に応じた燃焼処理量でBOG燃料を直接燃焼処理することができる。 The boiler 10 is an auxiliary boiler that is not used to supply power to the main engine of the ship. Therefore, fluctuations in the combustion amount of the boiler 10 do not directly affect the operation of the main engine. The boiler 10 is, for example, a boiler with a steam pressure of about 0.3 MPa to 1.0 MPa. Preferably, the boiler 10 is a boiler with a steam pressure of about 0.5 MPa to 0.7 MPa. The steam generated by the boiler 10 is supplied to steam-using equipment of the ship (heating liquid fuel and cargo, supplying hot water for cleaning, etc., heat source for binary power generation system, steam supply for steam turbine generator) through the heat medium line 10a, and then condensed by a condenser or the like. The boiler 10 can directly combust and process the BOG fuel at a combustion processing amount according to the flow rate of the BOG fuel flowing through the free flow line 2A.

また、熱媒体ライン10aは、余剰蒸気処理部10bを有している。余剰蒸気処理部10bは、ボイラ10内の余剰蒸気を図示しない復水器に排出する。ボイラ10内の余剰蒸気は、ボイラ10の制御モードに応じた開弁圧力の余剰蒸気処理部10bによって復水器に排出される。 The heat medium line 10a also has an excess steam processing section 10b. The excess steam processing section 10b discharges excess steam in the boiler 10 to a condenser (not shown). The excess steam in the boiler 10 is discharged to the condenser by the excess steam processing section 10b with a valve opening pressure according to the control mode of the boiler 10.

また、熱媒体ライン10aは、余剰蒸気処理部10bを有している。余剰蒸気処理部10bは、ボイラ10内の余剰蒸気を図示しない復水器に排出する。余剰蒸気処理部10bは、ボイラ10の燃焼停止圧力Pwsよりも高い開弁圧力の余剰蒸気処理部(図示せず)と燃焼停止圧力Pwsよりも低い開弁圧力の余剰蒸気処理部(図示せず)とから構成される。また、余剰蒸気処理部10bは、それぞれ所定の圧力を超えると蒸気を排出する余剰蒸気処理弁とモータバルブ等の流路を開閉する弁とを含んでいる。 The heat medium line 10a also has an excess steam treatment section 10b. The excess steam treatment section 10b discharges excess steam in the boiler 10 to a condenser (not shown). The excess steam treatment section 10b is composed of an excess steam treatment section (not shown) with a valve opening pressure higher than the combustion stop pressure Pws of the boiler 10 and an excess steam treatment section (not shown) with a valve opening pressure lower than the combustion stop pressure Pws. The excess steam treatment section 10b also includes an excess steam treatment valve that discharges steam when the pressure exceeds a predetermined pressure and a valve that opens and closes a flow path such as a motor valve.

例えば、ボイラ10の燃焼停止圧力Pwsが0.7MPaである場合、低い開弁圧力の余剰蒸気処理部に含まれる余剰蒸気処理弁の開弁圧力を0.65MPaに設定し、高い開弁圧力の余剰蒸気処理部に含まれる余剰蒸気処理弁の開弁圧力を0.75MPaに設定する。ボイラ10で発生させた蒸気の蒸気圧力Pwを任意に設定された所定の蒸気圧力Pwtに維持する蒸気圧力優先制御モードM1において、制御部20は、余剰蒸気処理部10bにおける高い開弁圧力の余剰蒸気処理部に蒸気を流通させることで、蒸気圧力Pwが燃焼停止圧力Pwsよりも高い0.75MPaに到達するまで蒸気を復水器に排出させない。よって、ボイラ10は、発生させた蒸気の蒸気圧力Pwが0.75MPaよりも低い燃焼停止圧力Pwsに到達すると燃焼を停止する。また、ボイラ10でBOG燃料を燃焼処理させるBOG燃焼制御モードM2において、制御部20は、余剰蒸気処理部10bにおける低い開弁圧力の余剰蒸気処理部に蒸気を流通させることで、蒸気圧力Pwが燃焼停止圧力Pwsよりも低い0.65MPaに到達すると蒸気を復水器に排出させる。よって、ボイラ10は、発生させた蒸気の蒸気圧力Pwが0.65MPaよりも高い燃焼停止圧力Pwsに到達しないので燃焼を継続する。 For example, when the combustion stop pressure Pws of the boiler 10 is 0.7 MPa, the valve opening pressure of the surplus steam treatment valve included in the surplus steam treatment unit with the low valve opening pressure is set to 0.65 MPa, and the valve opening pressure of the surplus steam treatment valve included in the surplus steam treatment unit with the high valve opening pressure is set to 0.75 MPa. In the steam pressure priority control mode M1 in which the steam pressure Pw of the steam generated by the boiler 10 is maintained at a predetermined steam pressure Pwt set arbitrarily, the control unit 20 does not discharge the steam to the condenser until the steam pressure Pw reaches 0.75 MPa, which is higher than the combustion stop pressure Pws, by circulating the steam through the surplus steam treatment unit with the high valve opening pressure in the surplus steam treatment unit 10b. Therefore, the boiler 10 stops combustion when the steam pressure Pw of the generated steam reaches the combustion stop pressure Pws, which is lower than 0.75 MPa. In addition, in the BOG combustion control mode M2 in which the boiler 10 combusts the BOG fuel, the control unit 20 causes steam to flow through the surplus steam treatment unit 10b with a low valve opening pressure, and when the steam pressure Pw reaches 0.65 MPa, which is lower than the combustion stop pressure Pws, the control unit 20 discharges the steam to the condenser. Therefore, the boiler 10 continues combustion because the steam pressure Pw of the generated steam does not reach the combustion stop pressure Pws, which is higher than 0.65 MPa.

空気流量調整部12は、ボイラ10に供給される燃焼用空気の流量を調整する空気ダンパ等である。空気流量調整部12は、ボイラ10に燃焼用空気を供給する空気供給ライン11に位置している。空気流量調整部12である空気ダンパは、モータ等のアクチュエータにより開閉板を任意の開度に調整可能である。また、燃焼用空気の流量調整は、燃焼用空気送風機のモータ回転数をインバータ(図示せず)によって調整してもよく、また、前記空気ダンパのダンパ開度調整と前記燃焼用空気送風機のモータ回転数調整とを組み合わせてもよい。 The air flow rate adjustment unit 12 is an air damper or the like that adjusts the flow rate of the combustion air supplied to the boiler 10. The air flow rate adjustment unit 12 is located in the air supply line 11 that supplies the combustion air to the boiler 10. The air damper, which is the air flow rate adjustment unit 12, can adjust the opening and closing plate to any opening degree by an actuator such as a motor. The flow rate of the combustion air may also be adjusted by adjusting the motor rotation speed of the combustion air blower by an inverter (not shown), or the damper opening adjustment of the air damper may be combined with the adjustment of the motor rotation speed of the combustion air blower.

BOG圧力検知部13は、BOG燃料の圧力であるBOG圧力Pbを検知するセンサである。BOG圧力検知部13は、気体燃料流量調整部3の上流側に位置している。BOG圧力検知部13は、BOG供給ライン2B内のBOG圧力Pbを検知可能である。BOG圧力検知部13は、BOG供給ライン2BにおけるBOG圧力Pbの変動を定量的に検知することができれば、BOG供給ライン2Bの上流側近傍のフリーフローライン2Aに位置してもよい。 The BOG pressure detection unit 13 is a sensor that detects the BOG pressure Pb, which is the pressure of the BOG fuel. The BOG pressure detection unit 13 is located upstream of the gas fuel flow rate adjustment unit 3. The BOG pressure detection unit 13 is capable of detecting the BOG pressure Pb in the BOG supply line 2B. The BOG pressure detection unit 13 may be located in the free flow line 2A near the upstream side of the BOG supply line 2B, as long as it can quantitatively detect fluctuations in the BOG pressure Pb in the BOG supply line 2B.

蒸気圧力検知部14は、ボイラ10で発生させた蒸気の圧力である蒸気圧力Pwを検知するセンサである。蒸気圧力検知部14は、例えば、ボイラ10が有する図示しない缶体に接続されている。蒸気圧力検知部14は、ボイラ10の缶体内の蒸気圧力Pwを検知する。 The steam pressure detection unit 14 is a sensor that detects the steam pressure Pw, which is the pressure of the steam generated by the boiler 10. The steam pressure detection unit 14 is connected, for example, to a boiler body (not shown) of the boiler 10. The steam pressure detection unit 14 detects the steam pressure Pw inside the boiler body of the boiler 10.

酸素濃度検知部16は、ボイラ10の排気に含まれる酸素濃度Coを検出するセンサである。酸素濃度検知部16は、ボイラ10の排気を排出する排気ライン15に位置している。 The oxygen concentration detection unit 16 is a sensor that detects the oxygen concentration Co contained in the exhaust gas from the boiler 10. The oxygen concentration detection unit 16 is located in the exhaust line 15 that discharges the exhaust gas from the boiler 10.

モード設定部19は、ボイラシステム1の制御モードを切り替える。モード設定部19は、ボイラシステム1が有する複数の制御モードからオペレータが任意の制御モードを設定可能である。 The mode setting unit 19 switches the control mode of the boiler system 1. The mode setting unit 19 allows the operator to set any control mode from the multiple control modes that the boiler system 1 has.

更に、モード設定部19は、ボイラシステム1の燃焼モードを切り替える。モード設定部19は、各制御モードに設定されている少なくとも一つの燃焼モード燃焼モードからオペレータが所定の燃焼モードを設定可能に構成されている。モード設定部19は、液体燃料燃焼モードMa、気体燃料燃焼モードMb及び混焼モードMcのうちいずれか一つの燃焼モードを設定可能に構成されている。また、モード設定部19は、制御モードが設定されると共に所定の燃焼モードが設定され、一定の条件が満たされると別の燃焼モードに切り替わる自動制御とすることもできる。 Furthermore, the mode setting unit 19 switches the combustion mode of the boiler system 1. The mode setting unit 19 is configured to allow an operator to set a predetermined combustion mode from at least one combustion mode set in each control mode. The mode setting unit 19 is configured to allow one of the liquid fuel combustion mode Ma, the gaseous fuel combustion mode Mb, and the mixed combustion mode Mc to be set. In addition, the mode setting unit 19 can also be configured as an automatic control in which a predetermined combustion mode is set along with the control mode, and when certain conditions are satisfied, the combustion mode is switched to another combustion mode.

制御部20は、気体燃料流量調整部3、液体燃料流量調整部7、ボイラ10及び空気流量調整部12等を制御する制御装置である。制御部20は、記憶部21を有する。また、制御部20は、BOG圧力検知部13、蒸気圧力検知部14及び酸素濃度検知部16等が検知するデータを取得可能である。 The control unit 20 is a control device that controls the gas fuel flow rate adjustment unit 3, the liquid fuel flow rate adjustment unit 7, the boiler 10, and the air flow rate adjustment unit 12. The control unit 20 has a memory unit 21. The control unit 20 can also acquire data detected by the BOG pressure detection unit 13, the steam pressure detection unit 14, the oxygen concentration detection unit 16, and the like.

記憶部21は、気体燃料流量調整部3、液体燃料流量調整部7、ボイラ10及び空気流量調整部12の動作等を制御したり、BOG圧力検知部13、蒸気圧力検知部14及び酸素濃度検知部16等の検知データを取得したりするために種々のプログラムおよびデータが格納されている。記憶部21は、モード設定部19において設定可能な各制御モードおよび燃焼モードに関連する情報を記憶可能である。記憶部21は、BOG燃焼制御モードM2に関連する情報を記憶するBOG燃焼制御モード記憶部212及び空気比制御モードM3に関連する情報を記憶する空気比制御モード記憶部213を有する。また、記憶部21は、気体燃料燃焼モードMbに関連する情報を記憶する気体燃料燃焼モード記憶部21b及び混焼モードMcに関連する情報を記憶する混焼モード記憶部21cを有する。 The memory unit 21 stores various programs and data for controlling the operation of the gas fuel flow rate adjustment unit 3, the liquid fuel flow rate adjustment unit 7, the boiler 10, and the air flow rate adjustment unit 12, and for acquiring detection data from the BOG pressure detection unit 13, the steam pressure detection unit 14, and the oxygen concentration detection unit 16. The memory unit 21 can store information related to each control mode and combustion mode that can be set in the mode setting unit 19. The memory unit 21 has a BOG combustion control mode memory unit 212 that stores information related to the BOG combustion control mode M2 and an air ratio control mode memory unit 213 that stores information related to the air ratio control mode M3. The memory unit 21 also has a gas fuel combustion mode memory unit 21b that stores information related to the gas fuel combustion mode Mb, and a mixed combustion mode memory unit 21c that stores information related to the mixed combustion mode Mc.

記憶部21は、各制御モード記憶部及び各燃焼モード記憶部において、所定の蒸気圧力Pwt及び所定のBOG圧力Pbt等の各種設定値を記憶している。記憶部21は、気体燃料燃焼モードMb及び混焼モードMcにおける所定の酸素濃度Cotを、気体燃料燃焼モード記憶部21b及び混焼モード記憶部21cにおいて記憶している。なお、各燃焼モードにおける所定の酸素濃度Cotは、ボイラ10の燃焼ステージに応じた所定の酸素濃度Cot(例えば、高燃焼時と低燃焼時とにおいてそれぞれ異なる所定の酸素濃度Cot)が設定されてもよい。 The memory unit 21 stores various set values such as a predetermined steam pressure Pwt and a predetermined BOG pressure Pbt in each control mode memory unit and each combustion mode memory unit. The memory unit 21 stores a predetermined oxygen concentration Cot in the gas fuel combustion mode Mb and the mixed combustion mode Mc in the gas fuel combustion mode memory unit 21b and the mixed combustion mode memory unit 21c. The predetermined oxygen concentration Cot in each combustion mode may be set to a predetermined oxygen concentration Cot according to the combustion stage of the boiler 10 (for example, a predetermined oxygen concentration Cot that is different for high combustion and low combustion).

制御部20は、気体燃料遮断弁4B、気体燃料流量調整弁5、液体燃料遮断弁8、液体燃料流量調整弁9、余剰蒸気処理部10bを構成する弁、空気流量調整部12に電気的に接続されている。制御部20は、気体燃料遮断弁4B、気体燃料流量調整弁5、液体燃料遮断弁8、液体燃料流量調整弁9及び余剰蒸気処理部10b、または弁がエア駆動弁である場合は該弁にエアを供給するそれぞれの電磁弁等に制御信号を送信可能である。制御部20は、空気流量調整部12に対して例えば前記空気ダンパのダンパ開度を変更する制御信号を送信可能である。 The control unit 20 is electrically connected to the gas fuel shutoff valve 4B, the gas fuel flow rate adjustment valve 5, the liquid fuel shutoff valve 8, the liquid fuel flow rate adjustment valve 9, the valves constituting the surplus steam treatment unit 10b, and the air flow rate adjustment unit 12. The control unit 20 can send control signals to the gas fuel shutoff valve 4B, the gas fuel flow rate adjustment valve 5, the liquid fuel shutoff valve 8, the liquid fuel flow rate adjustment valve 9, and the surplus steam treatment unit 10b, or to the respective solenoid valves that supply air to the valves if the valves are air-driven valves. The control unit 20 can send a control signal to the air flow rate adjustment unit 12 to change, for example, the damper opening degree of the air damper.

制御部20は、ボイラ10に電気的に接続されている。制御部20は、ボイラ10の稼働状態を検知し、ボイラ10を制御するための各種測定データ及び制御信号を送受信可能である。また、制御部20は、余剰蒸気処理部10bがそれぞれ所定の圧力を超えると蒸気を排出する余剰蒸気処理弁とモータバルブでの流路を開閉する弁とを含んでいる場合、モータバルブを制御する信号を送信可能である。 The control unit 20 is electrically connected to the boiler 10. The control unit 20 detects the operating state of the boiler 10 and is capable of transmitting and receiving various measurement data and control signals for controlling the boiler 10. In addition, when the surplus steam processing unit 10b includes an surplus steam processing valve that discharges steam when the pressure exceeds a predetermined value and a valve that opens and closes the flow path in the motor valve, the control unit 20 can transmit a signal to control the motor valve.

制御部20は、BOG圧力検知部13、蒸気圧力検知部14及び酸素濃度検知部16に電気的に接続されている。制御部20は、BOG圧力検知部13が検知したBOG圧力Pb、蒸気圧力検知部14が検知した蒸気圧力Pw及び酸素濃度検知部16が検知したボイラ10の排ガスに含まれる酸素濃度Coを取得可能である。 The control unit 20 is electrically connected to the BOG pressure detection unit 13, the steam pressure detection unit 14, and the oxygen concentration detection unit 16. The control unit 20 can acquire the BOG pressure Pb detected by the BOG pressure detection unit 13, the steam pressure Pw detected by the steam pressure detection unit 14, and the oxygen concentration Co contained in the exhaust gas of the boiler 10 detected by the oxygen concentration detection unit 16.

制御部20は、酸素濃度検知部16が検知したボイラ10の排ガスの酸素濃度Co、空気流量調整部12の調整量、気体燃料流量調整部3の調整量及び液体燃料流量調整部7の調整量が単位時間毎に入力される。制御部20は、酸素濃度検知部16が検知したボイラ10の排ガスに含まれる酸素濃度Coに基づいて、酸素濃度Coが所定の酸素濃度Cotになるように、空気流量調整部12に対して前記空気ダンパのダンパ開度を変更する制御信号を送信可能である。 The control unit 20 receives the oxygen concentration Co of the exhaust gas from the boiler 10 detected by the oxygen concentration detection unit 16, the adjustment amount of the air flow rate adjustment unit 12, the adjustment amount of the gas fuel flow rate adjustment unit 3, and the adjustment amount of the liquid fuel flow rate adjustment unit 7 per unit time. Based on the oxygen concentration Co contained in the exhaust gas from the boiler 10 detected by the oxygen concentration detection unit 16, the control unit 20 can send a control signal to the air flow rate adjustment unit 12 to change the damper opening of the air damper so that the oxygen concentration Co becomes a predetermined oxygen concentration Cot.

制御部20は、モード設定部19に電気的に接続されている。制御部20は、モード設定部19が出力した制御モードに関連する制御信号を取得可能である。制御部20は、BOG燃焼制御モードM2に関連する制御信号または空気比制御モードM3に関連する制御信号を取得すると、BOG燃焼制御モード記憶部212または空気比制御モード記憶部213が記憶している制御モードに関連する情報に基づいて、気体燃料流量調整部3、液体燃料流量調整部7、ボイラ10及び空気流量調整部12に対して所定の制御信号を送信する。 The control unit 20 is electrically connected to the mode setting unit 19. The control unit 20 can acquire a control signal related to the control mode output by the mode setting unit 19. When the control unit 20 acquires a control signal related to the BOG combustion control mode M2 or an air ratio control mode M3, the control unit 20 transmits a predetermined control signal to the gas fuel flow rate adjustment unit 3, the liquid fuel flow rate adjustment unit 7, the boiler 10, and the air flow rate adjustment unit 12 based on information related to the control mode stored in the BOG combustion control mode memory unit 212 or the air ratio control mode memory unit 213.

制御部20は、窒素供給部Vに電気的に接続されている。制御部22は、窒素供給部Vに開閉弁の開閉状態に関連する信号を受信可能である。 The control unit 20 is electrically connected to the nitrogen supply unit V. The control unit 22 can receive a signal related to the open/closed state of the on-off valve from the nitrogen supply unit V.

次に、ボイラシステム1におけるBOG燃焼制御モードM2及び空気比制御モードM3について説明する。図2は、ボイラシステム1における制御モードを示すブロック図である。なお、BOG供給ライン2Bへの余剰のBOG燃料の流入は、BOG燃料の発生量の変動を伴って継続しているものとする。 Next, we will explain the BOG combustion control mode M2 and the air ratio control mode M3 in the boiler system 1. Figure 2 is a block diagram showing the control modes in the boiler system 1. Note that the inflow of excess BOG fuel into the BOG supply line 2B continues with fluctuations in the amount of BOG fuel generated.

図1または図2に示すように、本実施形態において、モード設定部19は、BOG燃焼制御モードM2または空気比制御モードM3を設定し、制御部20に対して各制御モードに関連する制御信号を出力可能である。また、モード設定部19は、気体燃料燃焼モードMbに関連する制御信号または混焼モードMcに関連する制御信号を切り替え、制御部20に対して各燃焼モードに関連する制御信号を出力可能である。 As shown in FIG. 1 or FIG. 2, in this embodiment, the mode setting unit 19 can set the BOG combustion control mode M2 or the air ratio control mode M3, and output a control signal related to each control mode to the control unit 20. The mode setting unit 19 can also switch between a control signal related to the gas fuel combustion mode Mb or a control signal related to the mixed combustion mode Mc, and output a control signal related to each combustion mode to the control unit 20.

BOG燃焼制御モードM2は、ボイラ10におけるBOG燃料の燃焼処理を優先する制御モードである。ボイラシステム1は、BOG燃焼制御モードM2において、BOG圧力Pbが所定のBOG圧力Pbt以上の場合、BOG燃料をボイラ10に供給し、BOG燃料のみをボイラ10で燃焼処理させる気体燃料燃焼モードMbでBOG燃料を燃焼処理する。ボイラ10は、発生させた蒸気を船内に供給する。このように構成されるボイラシステム1は、BOG圧力Pbを低下させることが必要な場合、BOG燃焼制御モードM2において、BOG燃料のみの燃焼を行い燃焼能力の上限まで燃焼量を大きくすることができる。 BOG combustion control mode M2 is a control mode that prioritizes the combustion of BOG fuel in the boiler 10. In the BOG combustion control mode M2, when the BOG pressure Pb is equal to or higher than a predetermined BOG pressure Pbt, the boiler system 1 supplies BOG fuel to the boiler 10 and burns the BOG fuel in a gas fuel combustion mode Mb in which only the BOG fuel is combusted in the boiler 10. The boiler 10 supplies the generated steam to the ship. When it is necessary to lower the BOG pressure Pb, the boiler system 1 configured in this manner can burn only the BOG fuel in the BOG combustion control mode M2, increasing the amount of combustion up to the upper limit of the combustion capacity.

制御部20は、オペレータがモード設定部19によってBOG燃焼制御モードM2を設定した場合、BOG燃焼制御モード記憶部212が記憶しているBOG燃焼制御モードM2に関連する情報に基づいて、ボイラ10においてBOG燃料を燃焼処理するように制御する。制御部20は、BOG圧力Pbを取得し、BOG圧力Pbが所定のBOG圧力Pbt以上の場合、気体燃料燃焼モード記憶部21bが記憶している気体燃料燃焼モードMbに関連する情報に基づいて、気体燃料遮断弁4Bを開放し且つボイラ10におけるBOG燃料の燃焼量が所定燃焼量になるように、気体燃料流量調整弁5を調整する。また、制御部20は、重油がボイラ10に供給されないように液体燃料遮断弁8を閉止する。制御部20は、BOG圧力Pbが所定のBOG圧力Pbt未満の場合、気体燃料流量調整部3によって、ボイラ10に対するBOG燃料の供給を停止する(図1参照)。 When the operator sets the BOG combustion control mode M2 by the mode setting unit 19, the control unit 20 controls the boiler 10 to combust the BOG fuel based on information related to the BOG combustion control mode M2 stored in the BOG combustion control mode memory unit 212. The control unit 20 acquires the BOG pressure Pb, and when the BOG pressure Pb is equal to or higher than a predetermined BOG pressure Pbt, the control unit 20 opens the gas fuel shutoff valve 4B and adjusts the gas fuel flow rate control valve 5 so that the amount of BOG fuel burned in the boiler 10 becomes a predetermined amount based on information related to the gas fuel combustion mode Mb stored in the gas fuel combustion mode memory unit 21b. The control unit 20 also closes the liquid fuel shutoff valve 8 so that heavy oil is not supplied to the boiler 10. When the BOG pressure Pb is less than the predetermined BOG pressure Pbt, the control unit 20 stops the supply of BOG fuel to the boiler 10 by the gas fuel flow rate control unit 3 (see FIG. 1).

制御部20は、蒸気圧力Pwを取得する。制御部20は、BOG燃焼制御モードM2において、所定の蒸気圧力Pwtよりも高く燃焼停止圧力Pwsより低い余剰蒸気排出圧力に達した場合、余剰蒸気処理部10bを構成する燃焼停止圧力Pwsよりも低い開弁圧力の余剰蒸気処理部の余剰蒸気処理弁を開き、蒸気圧力Pwを燃焼停止圧力Pws未満に維持し、BOG燃料の燃焼処理を継続する(図1参照)。 The control unit 20 acquires the steam pressure Pw. In the BOG combustion control mode M2, when the excess steam exhaust pressure reaches a value higher than a predetermined steam pressure Pwt and lower than the combustion stop pressure Pws, the control unit 20 opens the excess steam treatment valve of the excess steam treatment unit 10b, which has an opening pressure lower than the combustion stop pressure Pws, maintains the steam pressure Pw below the combustion stop pressure Pws, and continues the combustion process of the BOG fuel (see FIG. 1).

また、制御部20は、気体燃料流量調整部3によるBOG燃料の供給量が適切に調整できないBOG供給異常の場合、BOG燃料がボイラ10に供給されないように気体燃料遮断弁4Bを閉止する(図1参照)。 In addition, in the event of a BOG supply abnormality in which the gas fuel flow rate adjustment unit 3 cannot properly adjust the amount of BOG fuel supplied, the control unit 20 closes the gas fuel shutoff valve 4B so that BOG fuel is not supplied to the boiler 10 (see FIG. 1).

空気比制御モードM3は、液化ガス貯蔵タンクT1に窒素パージが実施された際、または窒素が充填された液化ガス貯蔵タンクT1にLNG充填が実施された際、液化ガス貯蔵タンクT1から排出される窒素混合BOG燃料の窒素混合率が大きく変動する場合に(例えば、窒素混合率10%から90%或いは実質的に0%から100%の間で変動)、窒素混合BOG燃料を燃焼処理する制御モードである(図1参照)。ボイラシステム1は、空気比制御モードM3において、重油の燃焼により窒素混合BOG燃料の燃焼を支燃すると共に、排ガスの酸素濃度Coを所定濃度に制御することでBOG燃料に窒素が混合し過剰供給になった燃焼用空気を燃焼の適正範囲に調整する。 The air ratio control mode M3 is a control mode for combusting the nitrogen-mixed BOG fuel when the nitrogen mixing ratio of the nitrogen-mixed BOG fuel discharged from the liquefied gas storage tank T1 varies greatly (for example, the nitrogen mixing ratio varies between 10% and 90% or substantially between 0% and 100%) when the liquefied gas storage tank T1 is purged with nitrogen or when the nitrogen-filled liquefied gas storage tank T1 is filled with LNG (see FIG. 1). In the air ratio control mode M3, the boiler system 1 supports the combustion of the nitrogen-mixed BOG fuel by burning heavy oil, and adjusts the combustion air that has been excessively supplied due to nitrogen being mixed into the BOG fuel to an appropriate range for combustion by controlling the oxygen concentration Co of the exhaust gas to a predetermined concentration.

ボイラシステム1は、空気比制御モードM3において、重油の供給量を所定値に維持しつつ、重油と窒素混合BOG燃料(例えば、重油を最大燃焼量の20%に固定、窒素混合BOG燃料を最大で最大燃焼量の80%)をボイラ10に供給し、両方の燃料を混焼させる混焼モードMcで窒素混合BOG燃料を燃焼処理可能である。混焼モードMcは、重油の燃焼により窒素混合BOG燃料の燃焼が支燃されるため窒素混合割合が高い場合でも燃焼を維持できる。さらに、混焼モードMcは、燃焼空気比が適正範囲に維持されるので燃焼を安定化できると共に、ボイラ効率の低下を抑制できる。 In the air ratio control mode M3, the boiler system 1 supplies heavy oil and nitrogen-mixed BOG fuel (for example, heavy oil is fixed at 20% of the maximum combustion amount and nitrogen-mixed BOG fuel is up to 80% of the maximum combustion amount) to the boiler 10 while maintaining the supply amount of heavy oil at a predetermined value, and can combust the nitrogen-mixed BOG fuel in the mixed combustion mode Mc in which both fuels are mixed and burned. In the mixed combustion mode Mc, the combustion of the nitrogen-mixed BOG fuel is supported by the combustion of the heavy oil, so combustion can be maintained even when the nitrogen mixture ratio is high. Furthermore, in the mixed combustion mode Mc, the combustion air ratio is maintained within an appropriate range, so combustion can be stabilized and a decrease in boiler efficiency can be suppressed.

制御部20は、オペレータがモード設定部19によって空気比制御モードM3を設定した場合、空気比制御モード記憶部213が記憶している空気比制御モードM3に関連する情報に基づいて、ボイラ10において窒素混合BOG燃料と重油とを燃焼処理するように制御する。制御部20は、混焼モード記憶部21cが記憶している混焼モードMcに関連する情報に基づいて、ボイラ10に窒素混合BOG燃料が供給されるように気体燃料遮断弁4Bを開放し且つ気体燃料流量調整弁5を調整する(図1参照)。更に、制御部20は、重油がボイラ10に供給されるように液体燃料遮断弁8を開放し且つ液体燃料流量調整部7を調整する。つまり、制御部20は、ボイラ10にBOG燃料と重油とが供給されるように気体燃料流量調整部3と液体燃料流量調整部7とを調整する(図1参照)。 When the operator sets the air ratio control mode M3 by the mode setting unit 19, the control unit 20 controls the boiler 10 to combust the nitrogen-mixed BOG fuel and heavy oil based on the information related to the air ratio control mode M3 stored in the air ratio control mode memory unit 213. The control unit 20 opens the gas fuel shutoff valve 4B and adjusts the gas fuel flow control valve 5 so that the nitrogen-mixed BOG fuel is supplied to the boiler 10 based on the information related to the mixed combustion mode Mc stored in the mixed combustion mode memory unit 21c (see FIG. 1). Furthermore, the control unit 20 opens the liquid fuel shutoff valve 8 and adjusts the liquid fuel flow control unit 7 so that heavy oil is supplied to the boiler 10. In other words, the control unit 20 adjusts the gas fuel flow control unit 3 and the liquid fuel flow control unit 7 so that the BOG fuel and heavy oil are supplied to the boiler 10 (see FIG. 1).

制御部20は、酸素濃度検知部16が検知したボイラ10の排ガスの酸素濃度Coを含む排ガスの酸素濃度情報を取得する。制御部20は、排ガスの酸素濃度Coが所定の酸素濃度Cotになるように空気流量調整部12を制御する。制御部20は、酸素濃度検知部16が検知した排ガスの酸素濃度Coが所定の酸素濃度Cot以上の場合、空気流量調整部12に対してボイラ10に供給される燃焼用空気の流量を減少させる制御信号を送信する。一方、制御部20は、排ガスの酸素濃度Coが所定の酸素濃度Cot未満の場合、空気流量調整部12に対してボイラ10に供給される燃焼用空気の流量を増加させる制御信号を送信する。また、制御部20は、排ガスの酸素濃度Coが所定の酸素濃度Cotである場合、空気流量調整部12に対して燃焼用空気の流量を維持する制御信号を送信する。 The control unit 20 acquires oxygen concentration information of the exhaust gas, including the oxygen concentration Co of the exhaust gas of the boiler 10 detected by the oxygen concentration detection unit 16. The control unit 20 controls the air flow rate adjustment unit 12 so that the oxygen concentration Co of the exhaust gas becomes a predetermined oxygen concentration Cot. When the oxygen concentration Co of the exhaust gas detected by the oxygen concentration detection unit 16 is equal to or greater than the predetermined oxygen concentration Cot, the control unit 20 transmits a control signal to the air flow rate adjustment unit 12 to decrease the flow rate of the combustion air supplied to the boiler 10. On the other hand, when the oxygen concentration Co of the exhaust gas is less than the predetermined oxygen concentration Cot, the control unit 20 transmits a control signal to the air flow rate adjustment unit 12 to increase the flow rate of the combustion air supplied to the boiler 10. In addition, when the oxygen concentration Co of the exhaust gas is equal to the predetermined oxygen concentration Cot, the control unit 20 transmits a control signal to the air flow rate adjustment unit 12 to maintain the flow rate of the combustion air.

ボイラシステム1は、空気比制御モードM3において、重油の燃焼により窒素混合BOG燃料の燃焼を支燃すると共に、排ガスの酸素濃度Coを所定濃度に制御することでBOG燃料に窒素が混合し過剰供給になった燃焼用空気を燃焼の適正範囲に調整できる。つまり、空気比制御モードM3は、BOG燃料に窒素が混合した大きな組成変化(大きなカロリー変化)が有る場合のBOG燃料の燃焼処理に特に効果を発揮する制御モードである。 In air ratio control mode M3, the boiler system 1 supports the combustion of nitrogen-mixed BOG fuel by burning heavy oil, and by controlling the oxygen concentration Co of the exhaust gas to a predetermined concentration, it is possible to adjust the combustion air that is excessively supplied due to nitrogen being mixed into the BOG fuel to an appropriate range for combustion. In other words, air ratio control mode M3 is a control mode that is particularly effective in the combustion process of BOG fuel when there is a large change in composition (large change in calories) due to nitrogen being mixed into the BOG fuel.

このように、ボイラシステム1は、BOG燃焼制御モードM2及び空気比制御モードM3を切り替えることで、船内の蒸気使用量、窒素パージによる窒素混合BOG燃料の窒素混合率が変動しても、適切な制御モードによって窒素混合BOG燃料の燃焼処理及び船内の要求に応じた蒸気供給が可能である。 In this way, by switching between the BOG combustion control mode M2 and the air ratio control mode M3, the boiler system 1 can select the appropriate control mode to combust the nitrogen-mixed BOG fuel and supply steam according to the demands on board, even if the steam usage on board or the nitrogen mixing ratio of the nitrogen-mixed BOG fuel due to nitrogen purging fluctuates.

次に図1と図3とを用いて、本発明の実施形態1に係るボイラシステム1の変形例について説明する。図3は、ボイラシステム1の変形例におけるBOG燃焼制御モードを示すブロック図である。 Next, a modified example of the boiler system 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 and 3. Figure 3 is a block diagram showing the BOG combustion control mode in the modified example of the boiler system 1.

図1に示すように、制御部20は、モード設定部19によってBOG燃焼制御モードM2が設定された場合、酸素濃度検知部16によって検知されるボイラ10の排ガスの酸素濃度Coが所定の酸素濃度Cotになるように、空気流量調整部12を調整するように制御してもよい。 As shown in FIG. 1, when the BOG combustion control mode M2 is set by the mode setting unit 19, the control unit 20 may control the air flow rate adjustment unit 12 to adjust the oxygen concentration Co of the exhaust gas from the boiler 10 detected by the oxygen concentration detection unit 16 to a predetermined oxygen concentration Cot.

図1または図3に示すように、制御部20は、所定の組成(例えば、メタン、エタン、などの混合割合)を有するBOG燃料がボイラ10に供給された際の排ガスの酸素濃度Coが所定の酸素濃度Cotになるように、BOG燃料の供給量に対する空気流量調整部12の調整量に関連する情報を気体燃料燃焼モード記憶部21bにおいて記憶している(図1参照)。 As shown in FIG. 1 or FIG. 3, the control unit 20 stores information related to the adjustment amount of the air flow rate adjustment unit 12 relative to the amount of BOG fuel supplied in the gas fuel combustion mode memory unit 21b so that the oxygen concentration Co of the exhaust gas when BOG fuel having a predetermined composition (e.g., a mixture ratio of methane, ethane, etc.) is supplied to the boiler 10 becomes a predetermined oxygen concentration Cot (see FIG. 1).

制御部20は、ボイラ10の排ガスの酸素濃度Coが所定の酸素濃度Cotよりも高い場合、所定の組成を有するBOG燃料よりも少ない燃焼用空気量で燃焼する組成のBOG燃料、またはBOG燃料中のBOG濃度が低いと判定して燃焼用空気の流量が減少するように空気流量調整部12を調整する。制御部20は、排ガスの酸素濃度Coが所定の酸素濃度Cotよりも低い場合、所定の組成を有するBOG燃料よりも多い燃焼用空気量で燃焼する組成のBOG燃料、またはBOG燃料中のBOG濃度が高いと判定して燃焼用空気の流量が増加するように空気流量調整部12を調整する。 When the oxygen concentration Co of the exhaust gas from the boiler 10 is higher than a predetermined oxygen concentration Cot, the control unit 20 determines that the BOG fuel has a composition that requires less combustion air than the BOG fuel having a predetermined composition, or that the BOG concentration in the BOG fuel is low, and adjusts the air flow rate adjustment unit 12 to reduce the flow rate of the combustion air.When the oxygen concentration Co of the exhaust gas is lower than a predetermined oxygen concentration Cot, the control unit 20 determines that the BOG fuel has a composition that requires more combustion air than the BOG fuel having a predetermined composition, or that the BOG concentration in the BOG fuel is high, and adjusts the air flow rate adjustment unit 12 to increase the flow rate of the combustion air.

このように構成されるボイラシステム1は、BOG燃焼制御モードM2において、ボイラ10に供給するBOG燃料の組成またはBOG濃度に応じてボイラ10に供給する空気流量を調整可能である。これにより、BOGを含む気体燃料中のBOG濃度及びBOG燃料の組成が変化しても安定した燃焼処理が可能なボイラシステムを実現することができる。 In the BOG combustion control mode M2, the boiler system 1 configured in this manner can adjust the air flow rate supplied to the boiler 10 according to the composition or BOG concentration of the BOG fuel supplied to the boiler 10. This makes it possible to realize a boiler system capable of stable combustion processing even if the BOG concentration in the gaseous fuel containing BOG and the composition of the BOG fuel change.

(実施形態2)
次に、図4及び図5を用いて、本発明の実施形態2に係るボイラシステム1Aについて説明する。以下の説明において、実施形態1と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略し、実施形態1と異なる部分についてのみ説明する。図4は、本発明の実施形態2に係るボイラシステム1Aを含むBOG処理システム100の概略構成図である。図5は、ボイラシステム1Aにおける空気比制御モードM3を示すブロック図である。
(Embodiment 2)
Next, a boiler system 1A according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 4 and Fig. 5. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted, and only the components different from the first embodiment will be described. Fig. 4 is a schematic diagram of a BOG treatment system 100 including a boiler system 1A according to the second embodiment of the present invention. Fig. 5 is a block diagram showing an air ratio control mode M3 in the boiler system 1A.

ボイラシステム1Aは、空気比制御モードM3において、窒素混合BOG燃料の窒素混合率Cnに基づいて、気体燃料燃焼モードMbまたは混焼モードMcを設定するように構成されている。 The boiler system 1A is configured to set the gas fuel combustion mode Mb or the mixed combustion mode Mc in the air ratio control mode M3 based on the nitrogen mixing ratio Cn of the nitrogen-mixed BOG fuel.

図4に示すように、ボイラシステム1Aは、制御部22を有する。制御部22は、不活性ガス混合判定部である窒素混合判定部23を有する。窒素混合判定部23は、空気流量調整部12の調整により所定の空気比で燃焼する制御が行われている場合、燃料供給量と燃焼用空気量と窒素混合率Cnとの関係に基づいて、ボイラ10に供給されている窒素混合BOG燃料における窒素混合率Cnを算出する。窒素混合判定部23は、窒素の混合程度として、ボイラ10に供給されている窒素混合BOG燃料の窒素混合率Cnが所定の窒素混合率Cnt以上であるか否か判定する。 As shown in FIG. 4, the boiler system 1A has a control unit 22. The control unit 22 has a nitrogen mixing determination unit 23, which is an inert gas mixing determination unit. When control is performed to burn at a predetermined air ratio by adjusting the air flow rate adjustment unit 12, the nitrogen mixing determination unit 23 calculates the nitrogen mixing ratio Cn in the nitrogen-mixed BOG fuel supplied to the boiler 10 based on the relationship between the fuel supply amount, the combustion air amount, and the nitrogen mixing ratio Cn. The nitrogen mixing determination unit 23 determines whether the nitrogen mixing ratio Cn of the nitrogen-mixed BOG fuel supplied to the boiler 10 is equal to or greater than a predetermined nitrogen mixing ratio Cnt as the degree of nitrogen mixing.

記憶部21には、窒素混合判定部23が、例えば空気流量調整部12の調整量、気体燃料流量調整部3の調整量及び液体燃料流量調整部7の調整量に基づいてボイラ10に供給されている窒素混合BOG燃料の窒素混合率Cnを算出するために種々のプログラムおよびデータが格納されている。 The memory unit 21 stores various programs and data for the nitrogen mixing determination unit 23 to calculate the nitrogen mixing ratio Cn of the nitrogen-mixed BOG fuel being supplied to the boiler 10 based on, for example, the adjustment amount of the air flow rate adjustment unit 12, the adjustment amount of the gas fuel flow rate adjustment unit 3, and the adjustment amount of the liquid fuel flow rate adjustment unit 7.

制御部22は、酸素濃度検知部16の検出結果に基づいて排ガスの酸素濃度Coが所定の酸素濃度Cot(図5参照)になるように空気流量調整部12を調整可能である。制御部22は、所定の空気比で燃焼する場合の空気流量調整部12の調整量、気体燃料流量調整部3の調整量及び液体燃料流量調整部7の調整量に基づいて、窒素混合判定部23によって窒素混合BOG燃料の窒素混合率Cnを算出する。窒素混合判定部23は、窒素濃度を検出する窒素混合検出部24(窒素センサ或いはガス熱量計、ガス密度計など(図4参照))の検出結果に基づいてBOG燃料の窒素混合率Cnを算出してもよい。 The control unit 22 can adjust the air flow rate adjustment unit 12 so that the oxygen concentration Co of the exhaust gas becomes a predetermined oxygen concentration Cot (see FIG. 5) based on the detection result of the oxygen concentration detection unit 16. The control unit 22 calculates the nitrogen mixing ratio Cn of the nitrogen-mixed BOG fuel by the nitrogen mixing determination unit 23 based on the adjustment amount of the air flow rate adjustment unit 12, the adjustment amount of the gas fuel flow rate adjustment unit 3, and the adjustment amount of the liquid fuel flow rate adjustment unit 7 when burning at a predetermined air ratio. The nitrogen mixing determination unit 23 may calculate the nitrogen mixing ratio Cn of the BOG fuel based on the detection result of the nitrogen mixing detection unit 24 (nitrogen sensor or gas calorimeter, gas density meter, etc. (see FIG. 4)) that detects the nitrogen concentration.

図4または図5に示すように、制御部22は、空気比制御モードM3において、窒素混合判定部23によって算出した窒素混合BOG燃料における窒素の混合程度に基づいて燃焼モードを切り替え可能である。つまり、制御部22は、窒素混合BOG燃料の窒素混合率Cnが所定の窒素混合率Cntより小さい場合、窒素混合BOG燃料を気体燃料燃焼モードMbで燃焼させる。また、制御部22は、窒素混合BOG燃料の窒素混合率Cnが所定の窒素混合率Cnt以上の場合、窒素混合BOG燃料を混焼モードMcで燃焼させる。 As shown in FIG. 4 or 5, in the air ratio control mode M3, the control unit 22 can switch the combustion mode based on the degree of nitrogen mixing in the nitrogen-mixed BOG fuel calculated by the nitrogen mixing determination unit 23. That is, when the nitrogen mixing ratio Cn of the nitrogen-mixed BOG fuel is smaller than a predetermined nitrogen mixing ratio Cnt, the control unit 22 burns the nitrogen-mixed BOG fuel in the gas fuel combustion mode Mb. Also, when the nitrogen mixing ratio Cn of the nitrogen-mixed BOG fuel is equal to or greater than the predetermined nitrogen mixing ratio Cnt, the control unit 22 burns the nitrogen-mixed BOG fuel in the mixed combustion mode Mc.

オペレータまたは制御部22がモード設定部19によって空気比制御モードM3を設定した場合、制御部22は、空気比制御モード記憶部213が記憶している空気比制御モードM3に関連する情報に基づいて、混焼モードMcによる制御を開始する。制御部22は、例えば窒素が充填された液化ガス貯蔵タンクT1にLNG充填が実施されたことで、窒素混合率Cnが所定の窒素混合率Cnt未満になった場合、燃焼モードを気体燃料燃焼モードMbに切り替える。また、制御部22は、気体燃料燃焼モードMbにおいて、例えば液化ガス貯蔵タンクT1に窒素パージが実施されたことで、窒素混合率Cnが所定の窒素混合率Cnt以上になった場合、燃焼モードを混焼モードMcに切り替える。 When the operator or the control unit 22 sets the air ratio control mode M3 by the mode setting unit 19, the control unit 22 starts control in the mixed combustion mode Mc based on information related to the air ratio control mode M3 stored in the air ratio control mode memory unit 213. The control unit 22 switches the combustion mode to the gas fuel combustion mode Mb when the nitrogen mixing ratio Cn becomes less than a predetermined nitrogen mixing ratio Cnt, for example, when LNG is filled into the liquefied gas storage tank T1 filled with nitrogen. Also, in the gas fuel combustion mode Mb, the control unit 22 switches the combustion mode to the mixed combustion mode Mc when the nitrogen mixing ratio Cn becomes equal to or greater than the predetermined nitrogen mixing ratio Cnt, for example, when nitrogen purging is performed on the liquefied gas storage tank T1.

このように構成されるボイラシステム1Aは、窒素混合率Cnに基づいて窒素混合BOG燃料のみで安定した燃焼が可能である場合、窒素混合BOG燃料のみを燃焼する。また、ボイラシステム1Aは、窒素混合率Cnに基づいて窒素混合BOG燃料のみで安定した燃焼処理が難しい場合、窒素混合BOG燃料に加えて重油を燃焼する。よって、ボイラシステム1Aは、重油の消費量を抑制するとともに窒素混合BOG燃料の燃焼処理量を増やし、窒素混合BOG燃料の燃焼処理時間を短縮できる。これにより、窒素混合BOG燃料のBOG濃度が変化しても効率的な燃焼処理が可能なボイラシステム1Aを実現することができる。 The boiler system 1A configured in this manner burns only the nitrogen-mixed BOG fuel when stable combustion is possible with only the nitrogen-mixed BOG fuel based on the nitrogen mixing ratio Cn. In addition, the boiler system 1A burns heavy oil in addition to the nitrogen-mixed BOG fuel when stable combustion processing is difficult with only the nitrogen-mixed BOG fuel based on the nitrogen mixing ratio Cn. Thus, the boiler system 1A can suppress the consumption of heavy oil, increase the combustion processing amount of the nitrogen-mixed BOG fuel, and shorten the combustion processing time of the nitrogen-mixed BOG fuel. This makes it possible to realize a boiler system 1A that can perform efficient combustion processing even if the BOG concentration of the nitrogen-mixed BOG fuel changes.

ここでは、空気比制御モードM3において、制御部22が混焼モードMcと気体燃料燃焼モードMbに切り替える場合を示したが、混焼モードMcと気体燃料燃焼モードMbとの切換えはオペレータにより行われてもよい。例えば、モード設定部19に両モードを切換える切換え部を設けてもよい。 Here, the control unit 22 switches between the mixed combustion mode Mc and the gaseous fuel combustion mode Mb in the air ratio control mode M3, but the switching between the mixed combustion mode Mc and the gaseous fuel combustion mode Mb may be performed by an operator. For example, the mode setting unit 19 may be provided with a switching unit that switches between the two modes.

次に図2及び図4を用いて、本発明の実施形態2に係るボイラシステム1Aの変形例について説明する。ボイラシステム1Aは、BOG燃料の窒素混合率Cnに基づいて、BOG燃焼制御モードM2から空気比制御モードM3に切り替えるように構成されてもよい。 2 and 4, a modified example of the boiler system 1A according to the second embodiment of the present invention will be described. The boiler system 1A may be configured to switch from the BOG combustion control mode M2 to the air ratio control mode M3 based on the nitrogen mixture ratio Cn of the BOG fuel.

制御部22は、窒素混合判定部23によって、ボイラ10に供給されている窒素混合BOG燃料の窒素混合率Cnが所定の窒素混合率Cnt以上であるか否か単位時間毎に判定する。 The control unit 22 determines, via the nitrogen mixing determination unit 23, whether the nitrogen mixing ratio Cn of the nitrogen-mixed BOG fuel being supplied to the boiler 10 is equal to or greater than a predetermined nitrogen mixing ratio Cnt for each unit time.

制御部22は、BOG燃焼制御モードM2において、BOGを含む気体燃料の窒素の窒素混合率Cnが所定の窒素混合率Cnt以上であると判定した場合、制御モードを空気比制御モードM3に切り替えるとともに燃焼モードを混焼モードMcに切り替える。制御部22は、ボイラ10に窒素混合BOG燃料と重油とが供給されるように気体燃料流量調整部3と液体燃料流量調整部7とを調整する。ボイラシステム1Aは、窒素混合BOG燃料中の窒素混合率Cnが所定値以上の場合に重油による支燃を行う。これにより、窒素混合BOG燃料中のBOG濃度が低下しても安定した燃焼処理を行うことができる。 When the control unit 22 determines that the nitrogen mixing ratio Cn of the nitrogen in the gaseous fuel containing BOG is equal to or greater than a predetermined nitrogen mixing ratio Cnt in the BOG combustion control mode M2, it switches the control mode to the air ratio control mode M3 and switches the combustion mode to the mixed combustion mode Mc. The control unit 22 adjusts the gaseous fuel flow rate adjustment unit 3 and the liquid fuel flow rate adjustment unit 7 so that nitrogen-mixed BOG fuel and heavy oil are supplied to the boiler 10. The boiler system 1A supports combustion with heavy oil when the nitrogen mixing ratio Cn in the nitrogen-mixed BOG fuel is equal to or greater than a predetermined value. This allows stable combustion processing to be performed even if the BOG concentration in the nitrogen-mixed BOG fuel decreases.

制御部22は、空気比制御モードM3において、窒素混合判定部23によって、算出した窒素混合BOG燃料の窒素混合率Cnが所定の窒素混合率Cnt未満であると判定した場合、空気比制御モードM3において、燃焼モードを気体燃料燃焼モードMbに切り替えてもよい。制御部22は、ボイラ10に窒素混合BOG燃料が供給されるように気体燃料流量調整部3と液体燃料流量調整部7とを調整する。ボイラシステム1Aは、窒素混合BOG燃料中の窒素混合率Cnが所定値未満の場合に窒素混合BOG燃料のみの燃焼を行う。これにより、重油の消費量を抑制するとともに窒素混合BOG燃料の燃焼処理量を増やし、窒素混合BOG燃料の燃焼処理時間を短縮できる。 In the air ratio control mode M3, when the nitrogen mixture determination unit 23 determines that the calculated nitrogen mixture ratio Cn of the nitrogen-mixed BOG fuel is less than a predetermined nitrogen mixture ratio Cnt, the control unit 22 may switch the combustion mode to the gas fuel combustion mode Mb in the air ratio control mode M3. The control unit 22 adjusts the gas fuel flow rate adjustment unit 3 and the liquid fuel flow rate adjustment unit 7 so that nitrogen-mixed BOG fuel is supplied to the boiler 10. The boiler system 1A combusts only the nitrogen-mixed BOG fuel when the nitrogen mixture ratio Cn in the nitrogen-mixed BOG fuel is less than a predetermined value. This reduces the consumption of heavy oil and increases the amount of nitrogen-mixed BOG fuel burned, thereby shortening the time required for burning the nitrogen-mixed BOG fuel.

(実施形態3)
次に、図6を用いて、本発明の実施形態3に係るボイラシステム1Bについて説明する。以下の説明において、実施形態1と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略し、実施形態1と異なる部分についてのみ説明する。図6は、本発明の実施形態3に係るボイラシステム1Bにおける空気比制御モードM3を示すブロック図である。
(Embodiment 3)
Next, a boiler system 1B according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 6. In the following description, the same components as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals, and a description will be omitted. Only the components different from the first embodiment will be described. Fig. 6 is a block diagram showing an air ratio control mode M3 in the boiler system 1B according to the third embodiment of the present invention.

図6に示すように、ボイラシステム1Bは、オペレータにより、モード設定部19において空気比制御モードM3が設定された場合、不活性ガス増加燃焼制御モードである窒素増加燃焼制御モードM4及びBOG増加燃焼制御モードM5のいずれか一つの制御モードを設定可能に有する。窒素増加燃焼制御モードM4は、窒素混合BOG燃料のみによってボイラ10のメイン燃焼を開始する。一方、BOG増加燃焼制御モードM5は、窒素混合BOG燃料と重油との両方によってボイラ10のメイン燃焼を開始する。 As shown in FIG. 6, when the air ratio control mode M3 is set by the operator in the mode setting unit 19, the boiler system 1B can set one of the control modes, nitrogen-increased combustion control mode M4 and BOG-increased combustion control mode M5, which are inert gas increased combustion control modes. The nitrogen-increased combustion control mode M4 starts the main combustion of the boiler 10 using only nitrogen-mixed BOG fuel. On the other hand, the BOG-increased combustion control mode M5 starts the main combustion of the boiler 10 using both nitrogen-mixed BOG fuel and heavy oil.

窒素増加燃焼制御モードM4では、窒素混合BOG燃料のみをボイラ10に供給してメイン燃焼を開始する。BOG増加燃焼制御モードM5では、窒素混合BOG燃料と重油との両方をボイラ10に供給してメイン燃焼を開始する。その後は、窒素混合BOG燃料の窒素混合率Cnに基づいて、気体燃料燃焼モードMbまたは混焼モードMcが設定される。 In nitrogen-increased combustion control mode M4, only nitrogen-mixed BOG fuel is supplied to the boiler 10 to start main combustion. In BOG-increased combustion control mode M5, both nitrogen-mixed BOG fuel and heavy oil are supplied to the boiler 10 to start main combustion. After that, the gas fuel combustion mode Mb or mixed combustion mode Mc is set based on the nitrogen mixing ratio Cn of the nitrogen-mixed BOG fuel.

窒素増加燃焼制御モードM4は、例えば、液化ガス貯蔵タンクT1への窒素パージにより窒素混合率Cnの増加が想定される状態において、窒素混合BOG燃料における窒素混合率Cnが所定の窒素混合率Cnt未満の場合、ボイラ10における窒素混合BOG燃料の燃焼処理量をより増大させる制御モードである。一方、BOG増加燃焼制御モードM5は、例えば、窒素パージによって窒素に置換された液化ガス貯蔵タンクT1へのLNGの供給によって窒素混合率Cnの減少が想定される状態において、窒素混合BOG燃料における窒素混合率Cnが所定の窒素混合率Cnt以上の場合、ボイラ10のメイン燃焼の開始をより安定させる制御モードである。 Nitrogen-increased combustion control mode M4 is a control mode that increases the combustion throughput of the nitrogen-mixed BOG fuel in the boiler 10 when the nitrogen mixing ratio Cn in the nitrogen-mixed BOG fuel is less than a predetermined nitrogen mixing ratio Cnt in a state where an increase in the nitrogen mixing ratio Cn is expected due to nitrogen purging to the liquefied gas storage tank T1. On the other hand, BOG-increased combustion control mode M5 is a control mode that makes the start of main combustion in the boiler 10 more stable when the nitrogen mixing ratio Cn in the nitrogen-mixed BOG fuel is equal to or greater than the predetermined nitrogen mixing ratio Cnt in a state where a decrease in the nitrogen mixing ratio Cn is expected due to the supply of LNG to the liquefied gas storage tank T1 that has been replaced with nitrogen by nitrogen purging.

このように構成されるボイラシステム1Bは、空気比制御モードM3において、オペレータが設定した窒素増加燃焼制御モードM4またはBOG増加燃焼制御モードM5による制御を実行することで、ボイラ10のメイン燃焼を開始する際に想定される窒素混合BOG燃料における窒素混合率Cnの変化に応じた燃料処理を行うことができる。これにより、窒素混合BOG燃料中のBOG濃度が変化しても安定した燃焼処理が可能なボイラシステム1Bを実現することができる。 The boiler system 1B configured in this manner can perform fuel processing according to changes in the nitrogen mixing ratio Cn in the nitrogen-mixed BOG fuel that are expected when starting main combustion in the boiler 10, by executing control in the nitrogen-increased combustion control mode M4 or the BOG-increased combustion control mode M5 set by the operator in the air ratio control mode M3. This makes it possible to realize a boiler system 1B that can perform stable combustion processing even if the BOG concentration in the nitrogen-mixed BOG fuel changes.

(実施形態4)
次に、図7を用いて、本発明の実施形態4に係るボイラシステム1Cについて説明する。以下の説明において、実施形態1と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略し、実施形態1と異なる部分についてのみ説明する。図7は、本発明の実施形態4に係るボイラシステム1Cの変形例における制御モードを示すブロック図である。
(Embodiment 4)
Next, a boiler system 1C according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 7. In the following description, the same components as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted. Only the components different from the first embodiment will be described. Fig. 7 is a block diagram showing a control mode in a modified example of the boiler system 1C according to the fourth embodiment of the present invention.

図7に示すように、ボイラシステム1Cは、BOG燃焼制御モードM2及び空気比制御モードM3に加えて、蒸気圧力優先制御モードM1を設定可能に構成される。 As shown in FIG. 7, the boiler system 1C is configured to be able to set the steam pressure priority control mode M1 in addition to the BOG combustion control mode M2 and the air ratio control mode M3.

ボイラシステム1Cの制御モードを切り替えるモード設定部25は、蒸気圧力優先制御モードM1、BOG燃焼制御モードM2及び空気比制御モードM3のうちいずれか一つを設定可能である。モード設定部25は、蒸気圧力優先制御モードM1、BOG燃焼制御モードM2及び空気比制御モードM3に関連する制御信号を制御部26に対して出力可能である。 The mode setting unit 25, which switches the control mode of the boiler system 1C, can set one of the steam pressure priority control mode M1, the BOG combustion control mode M2, and the air ratio control mode M3. The mode setting unit 25 can output control signals related to the steam pressure priority control mode M1, the BOG combustion control mode M2, and the air ratio control mode M3 to the control unit 26.

モード設定部25は、液体燃料燃焼モードMa、気体燃料燃焼モードMbまたは混焼モードMcのうちいずれか一つの燃焼モードを設定可能に構成されている。 The mode setting unit 25 is configured to be able to set one of the combustion modes: liquid fuel combustion mode Ma, gaseous fuel combustion mode Mb, or mixed fuel combustion mode Mc.

モード設定部25は、液体燃料燃焼モードMaと混焼モードMcとを相互に切り替え可能に構成されている。モード設定部25は、液体燃料燃焼モードMaに関連する制御信号、気体燃料燃焼モードMbに関連する制御信号または混焼モードMcに関連する制御信号を制御部26に対して出力可能に構成される。 The mode setting unit 25 is configured to be able to switch between the liquid fuel combustion mode Ma and the mixed combustion mode Mc. The mode setting unit 25 is configured to be able to output a control signal related to the liquid fuel combustion mode Ma, a control signal related to the gas fuel combustion mode Mb, or a control signal related to the mixed combustion mode Mc to the control unit 26.

記憶部21は、蒸気圧力優先制御モードM1に関連する情報を記憶する蒸気圧力優先制御モード記憶部211及び液体燃料燃焼モードMaに関連する情報を記憶する液体燃料燃焼モード記憶部21aをさらに有する(図4参照)。 The memory unit 21 further includes a steam pressure priority control mode memory unit 211 that stores information related to the steam pressure priority control mode M1, and a liquid fuel combustion mode memory unit 21a that stores information related to the liquid fuel combustion mode Ma (see FIG. 4).

制御部26は、蒸気圧力優先制御モード記憶部211が記憶している制御モードに関連する情報に基づいて、気体燃料流量調整部3、液体燃料流量調整部7、ボイラ10及び空気流量調整部12に対して所定の制御信号を送信する。また、制御部26は、各記憶部に記憶されている各燃焼モードに関連する情報に基づいて気体燃料流量調整部3、液体燃料流量調整部7、ボイラ10及び空気流量調整部12に対して所定の制御信号を送信する。 The control unit 26 transmits a predetermined control signal to the gas fuel flow rate adjustment unit 3, the liquid fuel flow rate adjustment unit 7, the boiler 10, and the air flow rate adjustment unit 12 based on information related to the control mode stored in the steam pressure priority control mode memory unit 211. The control unit 26 also transmits a predetermined control signal to the gas fuel flow rate adjustment unit 3, the liquid fuel flow rate adjustment unit 7, the boiler 10, and the air flow rate adjustment unit 12 based on information related to each combustion mode stored in each memory unit.

次に、ボイラシステム1Cにおける、蒸気圧力優先制御モードM1について説明する。 Next, we will explain the steam pressure priority control mode M1 in the boiler system 1C.

蒸気圧力優先制御モードM1は、ボイラ10における蒸気の発生を優先する制御モードである。ボイラシステム1Cは、蒸気圧力優先制御モードM1において、船内からの要求に応じてボイラ10が発生した蒸気を船内に供給しつつ、ボイラ10の蒸気圧力Pwを所定の蒸気圧力Pwtに維持するように蒸気を発生させるようにBOG燃料を燃焼処理する。つまり、蒸気圧力優先制御モードM1は、船内からの要求に応じた蒸気を安定して船内に供給することを優先する制御モードである。 The steam pressure priority control mode M1 is a control mode that prioritizes the generation of steam in the boiler 10. In the steam pressure priority control mode M1, the boiler system 1C combusts BOG fuel to generate steam so as to maintain the steam pressure Pw of the boiler 10 at a predetermined steam pressure Pwt while supplying the steam generated by the boiler 10 to the inside of the ship in response to requests from on board. In other words, the steam pressure priority control mode M1 is a control mode that prioritizes the stable supply of steam to the inside of the ship in response to requests from on board.

ボイラシステム1Cは、BOG燃焼制御モードM2および空気比制御モードM3に加えて、液体燃料燃焼モードMa、気体燃料燃焼モードMbまたは混焼モードMcにおいて蒸気供給を優先させる蒸気圧力優先制御モードM1を含めて構成されている。 In addition to the BOG combustion control mode M2 and the air ratio control mode M3, the boiler system 1C is configured to include a steam pressure priority control mode M1 that prioritizes steam supply in the liquid fuel combustion mode Ma, the gas fuel combustion mode Mb, or the mixed combustion mode Mc.

このように構成されるボイラシステム1Cは、蒸気供給が必要な場合、蒸気圧力優先制御モードM1において蒸気圧力Pwを所定の蒸気圧力Pwtに維持しつつ、BOG燃料を燃焼することができる。一方、ボイラシステム1Cは、蒸気供給よりもBOG燃料の燃焼処理を優先させる場合、BOG燃焼制御モードM2または空気比制御モードM3においてBOG燃料の燃焼量を増加することができる。これにより、蒸気供給を優先させる場合にも対応したボイラシステムを実現することができる。 When steam supply is required, the boiler system 1C configured in this manner can combust BOG fuel while maintaining the steam pressure Pw at a predetermined steam pressure Pwt in steam pressure priority control mode M1. On the other hand, when the combustion process of BOG fuel is prioritized over steam supply, the boiler system 1C can increase the amount of BOG fuel burned in BOG combustion control mode M2 or air ratio control mode M3. This makes it possible to realize a boiler system that can also be used when steam supply is prioritized.

(その他の実施形態)
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
Other Embodiments
Although the embodiment of the present invention has been described above, the above-mentioned embodiment is merely an example for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and it is possible to carry out the above-mentioned embodiment by appropriately modifying it within the scope of the gist of the present invention.

上述の各実施形態において、BOG供給ライン2Bは、BOG圧力検知部13が余剰のBOG圧力Pbを速やかに検出できる構成であれば、圧力調整弁等を有していてもよく、BOG燃料または窒素混合BOG燃料の圧力値への影響が小さい分岐等を有してもよい。 In each of the above-described embodiments, the BOG supply line 2B may have a pressure regulating valve or the like, and may have a branch or the like that has little effect on the pressure value of the BOG fuel or nitrogen-mixed BOG fuel, as long as the BOG pressure detection unit 13 is configured to be able to quickly detect excess BOG pressure Pb.

上述の各実施形態において、BOG圧力検知部13は、圧力値への換算可能な物理量を検出するものであればよい。例えばBOGの流量は、所定の条件を設定することでBOG圧力に換算することができる。 In each of the above-described embodiments, the BOG pressure detection unit 13 may detect a physical quantity that can be converted into a pressure value. For example, the BOG flow rate can be converted into BOG pressure by setting a predetermined condition.

上述の各実施形態において、ボイラシステム1、1A、1B、1Cは、BOG燃焼制御モードM2において、ボイラにおけるBOG燃料の燃焼量が所定燃焼量になるように、気体燃料流量調整弁5を調整する。この際、ボイラ10において燃焼されるBOG燃料の前記所定燃焼量は、オペレータが任意に設定した燃焼量でもよい。 In each of the above-described embodiments, the boiler system 1, 1A, 1B, and 1C adjusts the gas fuel flow control valve 5 in the BOG combustion control mode M2 so that the amount of BOG fuel burned in the boiler becomes a predetermined amount. In this case, the predetermined amount of BOG fuel burned in the boiler 10 may be an amount arbitrarily set by the operator.

上述の各実施形態において、気体燃料流量調整部3は、気体燃料流量調整弁5が気体燃料遮断弁4Bの上流側に位置していてもよい。 In each of the above-described embodiments, the gas fuel flow rate adjustment unit 3 may be configured such that the gas fuel flow rate adjustment valve 5 is located upstream of the gas fuel cutoff valve 4B.

上述の各実施形態において、液体燃料流量調整部7は、液体燃料流量調整弁9が液体燃料遮断弁8の上流側に位置していてもよい。 In each of the above-described embodiments, the liquid fuel flow rate adjustment unit 7 may be configured such that the liquid fuel flow rate adjustment valve 9 is located upstream of the liquid fuel shutoff valve 8.

上述の各実施形態において、ボイラ10は、BOG及び重油以外の燃料を燃焼可能なボイラでもよい。例えば、主機Eg用の液化ガスの気化装置H(図1参照)を備えた船舶において、ボイラ10は気化装置Hでガス化した燃料を燃焼しても良い。 In each of the above-described embodiments, the boiler 10 may be a boiler capable of burning fuels other than BOG and heavy oil. For example, in a ship equipped with a vaporizer H (see FIG. 1) for liquefied gas for the main engine Eg, the boiler 10 may burn fuel gasified by the vaporizer H.

上述の各実施形態において、BOG圧力検知部13は、気体燃料流量調整部3の上流側に位置していればよい。 In each of the above-described embodiments, the BOG pressure detection unit 13 may be located upstream of the gas fuel flow rate adjustment unit 3.

上述の各実施形態において、気体燃料流量調整弁5及び液体燃料流量調整弁9は、電磁弁、エア駆動弁等の任意の動力によって駆動するアクチュエータを有する弁であればよい。 In each of the above-described embodiments, the gas fuel flow rate control valve 5 and the liquid fuel flow rate control valve 9 may be any valve having an actuator that is driven by any power source, such as a solenoid valve or an air-driven valve.

上述の各実施形態において、ボイラシステム1、1A、1B、1Cは、窒素等の不活性ガスの濃度または不活性ガスの流量を検知する不活性ガス検知部の値に基づいて空気流量調整部12を調整してもよい。 In each of the above-described embodiments, the boiler systems 1, 1A, 1B, and 1C may adjust the air flow rate adjustment unit 12 based on the value of an inert gas detection unit that detects the concentration of an inert gas such as nitrogen or the flow rate of the inert gas.

上述の各実施形態において、ボイラシステム1、1A、1B、1Cは、蒸気圧力優先制御モードM1において、燃焼モードを蒸気圧力Pw、BOG圧力Pbまたは供給される燃料の量等に基づいて自動的に切り替える構成でもよい。 In each of the above-described embodiments, the boiler systems 1, 1A, 1B, and 1C may be configured to automatically switch the combustion mode in the steam pressure priority control mode M1 based on the steam pressure Pw, the BOG pressure Pb, or the amount of fuel supplied, etc.

上述の各実施形態において、ボイラ10に供給されるBOG燃料の流量は、オペレータが任意に流量を設定できる構成でもよい。 In each of the above-described embodiments, the flow rate of the BOG fuel supplied to the boiler 10 may be configured so that the operator can set the flow rate as desired.

上述の各実施形態において、ボイラシステム1、1A、1B、1Cは、BOG圧力に基づいてBOG燃料の供給量を調整する構成でもよい。 In each of the above-described embodiments, the boiler systems 1, 1A, 1B, and 1C may be configured to adjust the amount of BOG fuel supplied based on the BOG pressure.

上述の各実施形態において、ボイラシステム1、1A、1B、1Cは、混焼モードMcにおいて、ボイラにBOG燃料におけるBOG濃度に基づいて重油の供給量を算出してもよい。 In each of the above-described embodiments, the boiler systems 1, 1A, 1B, and 1C may calculate the amount of heavy oil to be supplied to the boiler in the mixed combustion mode Mc based on the BOG concentration in the BOG fuel.

上述の各実施形態において、ボイラシステム1、1A、1B、1Cは、空気比制御モードM3において、重油燃料(液体燃料)を所定燃焼量(例えばボイラの最大燃焼量の20%)に固定し、窒素混合BOG燃料を変動(例えばボイラの最大燃焼量の20%から80%)させてもよい。また、ボイラシステム1、1A、1B、1Cは、空気比制御モードM3において、重油(液体燃料)の燃焼量と窒素混合BOG燃料の燃焼量とを所定割合(例えば重油の燃焼量を全体の20%とし、窒素混合BOG燃料の燃焼量を全体の80%)に固定してもよい。 In each of the above-mentioned embodiments, the boiler systems 1, 1A, 1B, and 1C may fix the amount of heavy oil (liquid fuel) burned to a predetermined amount (e.g., 20% of the maximum boiler combustion amount) and vary the amount of nitrogen-mixed BOG fuel burned (e.g., 20% to 80% of the maximum boiler combustion amount) in the air ratio control mode M3. Also, the boiler systems 1, 1A, 1B, and 1C may fix the amount of heavy oil (liquid fuel) burned and the amount of nitrogen-mixed BOG fuel burned to a predetermined ratio (e.g., the amount of heavy oil burned is 20% of the total and the amount of nitrogen-mixed BOG fuel burned is 80% of the total) in the air ratio control mode M3.

上述の各実施形態において、不活性ガス混合判定部は、不活性ガスが含まれるBOG燃料における不活性ガスの混合程度を算出する構成であればよい。不活性ガス混合判定部は、例えばガス濃度計によって検知した不活性ガス濃度から不活性ガスの混合程度を算出する構成でもよい。また、不活性ガス混合判定部は、例えば不活性ガスを含むBOG燃料のガス密度から不活性ガスの混合程度を推定する構成でもよい。 In each of the above-described embodiments, the inert gas mixing determination unit may be configured to calculate the degree of inert gas mixing in the BOG fuel that contains the inert gas. The inert gas mixing determination unit may be configured to calculate the degree of inert gas mixing from the inert gas concentration detected by, for example, a gas concentration meter. The inert gas mixing determination unit may also be configured to estimate the degree of inert gas mixing from the gas density of the BOG fuel that contains the inert gas.

1、1A、1B、1C ボイラシステム
2A フリーフローライン
2B BOG供給ライン
3 気体燃料流量調整部
4A 減圧弁
4B 気体燃料遮断弁
5 気体燃料流量調整弁
6 液体燃料供給ライン
7 液体燃料流量調整部
8 液体燃料遮断弁
9 液体燃料流量調整弁
10 ボイラ
10a 熱媒体ライン
10b 余剰蒸気処理部
11 空気供給ライン
12 空気流量調整部
13 BOG圧力検知部
14 蒸気圧力検知部
15 排気ライン
16 酸素濃度検知部
19、25 モード設定部
20、22、26 制御部
21 記憶部
211 蒸気圧力優先制御モード記憶部
212 BOG燃焼制御モード記憶部
213 空気比制御モード記憶部
21a 液体燃料燃焼モード記憶部
21b 気体燃料燃焼モード記憶部
21c 混焼モード記憶部
23 窒素混合判定部
24 窒素混合検出部
100 BOG処理システム
T1 液化ガス貯蔵タンク
T2 液体燃料貯蔵タンク
T3 窒素貯蔵タンク
M1 蒸気圧力優先制御モード
M2 BOG燃焼制御モード
M3 空気比制御モード
M4 窒素増加燃焼制御モード
M5 BOG増加燃焼制御モード
Ma 液体燃料燃焼モード
Mb 気体燃料燃焼モード
Mc 混焼モード
Pb BOG圧力
Pbt 所定のBOG圧力
Pw 蒸気圧力
Pwt 所定の蒸気圧力
Pws 燃焼停止圧力
Co 酸素濃度
Cot 所定の酸素濃度
Cn 窒素混合率
Cnt 所定の窒素混合率
Reference Signs List 1, 1A, 1B, 1C Boiler system 2A Free flow line 2B BOG supply line 3 Gaseous fuel flow rate adjustment unit 4A Pressure reducing valve 4B Gaseous fuel shutoff valve 5 Gaseous fuel flow rate adjustment valve 6 Liquid fuel supply line 7 Liquid fuel flow rate adjustment unit 8 Liquid fuel shutoff valve 9 Liquid fuel flow rate adjustment valve 10 Boiler 10a Heat medium line 10b Excess steam treatment unit 11 Air supply line 12 Air flow rate adjustment unit 13 BOG pressure detection unit 14 Steam pressure detection unit 15 Exhaust line 16 Oxygen concentration detection unit 19, 25 Mode setting unit 20, 22, 26 Control unit 21 Memory unit 211 Steam pressure priority control mode memory unit 212 BOG combustion control mode memory unit 213 Air ratio control mode memory unit 21a Liquid fuel combustion mode memory unit 21b Gaseous fuel combustion mode memory unit 21c Multi-combustion mode memory unit 23 Nitrogen mixing determination unit 24 Nitrogen mixture detection unit 100 BOG treatment system T1 Liquefied gas storage tank T2 Liquid fuel storage tank T3 Nitrogen storage tank M1 Steam pressure priority control mode M2 BOG combustion control mode M3 Air ratio control mode M4 Nitrogen-increased combustion control mode M5 BOG-increased combustion control mode Ma Liquid fuel combustion mode Mb Gaseous fuel combustion mode Mc Mixed combustion mode Pb BOG pressure Pbt Specified BOG pressure Pw Steam pressure Pwt Specified steam pressure Pws Combustion stop pressure Co Oxygen concentration Cot Specified oxygen concentration Cn Nitrogen mixture ratio Cnt Specified nitrogen mixture ratio

Claims (7)

液化ガス貯蔵タンクと、前記液化ガス貯蔵タンク内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、前記液化ガス貯蔵タンクから排出されるボイルオフガス及び不活性ガスが流れるフリーフローラインとを備えた船舶に搭載されるボイラシステムであって、
前記ボイラシステムは、
ボイルオフガスを含む気体燃料と液体燃料とを燃焼できるボイラと、
前記ボイラに供給されるボイルオフガスを含む気体燃料の圧力を検知する気体燃料圧力検知部と、
前記ボイラに供給されるボイルオフガスを含む気体燃料の流量を調整する気体燃料流量調整部と、
前記ボイラに供給される液体燃料の流量を調整する液体燃料流量調整部と、
前記ボイラに供給される燃焼用空気の流量を調整する空気流量調整部と、
前記ボイラの排ガスにおける酸素濃度を検知する酸素濃度検知部と、
前記ボイラにおいて、ボイルオフガスを含む気体燃料の燃焼を優先するボイルオフガス燃焼制御モード及び不活性ガスを含むボイルオフガスを含む気体燃料を所定の空気比で燃焼させる空気比制御モードのうちいずれか一方の制御モードを設定可能なモード設定部と、
前記ボイラの燃焼を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記モード設定部によって前記ボイルオフガス燃焼制御モードが設定された場合、所定燃焼量になるように前記気体燃料流量調整部を調整し、
前記モード設定部によって前記空気比制御モードが設定された場合、前記ボイラにボイルオフガスを含む気体燃料と液体燃料とが供給されるように前記気体燃料流量調整部と前記液体燃料流量調整部とを調整すると共に前記ボイラの排ガスの酸素濃度が所定の酸素濃度になるように、前記空気流量調整部を調整する、
ボイラシステム。
A boiler system to be installed on a ship, the boiler system comprising: a liquefied gas storage tank; an inert gas supply unit that supplies an inert gas into the liquefied gas storage tank; and a free flow line through which boil-off gas and the inert gas discharged from the liquefied gas storage tank flow,
The boiler system includes:
A boiler capable of burning gaseous fuel including boil-off gas and liquid fuel;
A gas fuel pressure detection unit that detects a pressure of the gas fuel including the boil-off gas supplied to the boiler;
A gas fuel flow rate adjusting unit that adjusts a flow rate of the gas fuel including the boil-off gas supplied to the boiler;
a liquid fuel flow rate adjusting unit that adjusts a flow rate of the liquid fuel supplied to the boiler;
an air flow rate adjusting unit that adjusts the flow rate of combustion air supplied to the boiler;
an oxygen concentration detection unit that detects an oxygen concentration in exhaust gas from the boiler;
a mode setting unit capable of setting one of a boil-off gas combustion control mode in which a gaseous fuel containing a boil-off gas is given priority in combustion in the boiler and an air ratio control mode in which a gaseous fuel containing a boil-off gas containing an inert gas is burned at a predetermined air ratio;
A control unit that controls the combustion of the boiler,
The control unit is
When the boil-off gas combustion control mode is set by the mode setting unit, the gas fuel flow rate adjusting unit is adjusted to obtain a predetermined combustion amount,
When the air ratio control mode is set by the mode setting unit, the gas fuel flow rate adjusting unit and the liquid fuel flow rate adjusting unit are adjusted so that the gas fuel including the boil-off gas and the liquid fuel are supplied to the boiler, and the air flow rate adjusting unit is adjusted so that the oxygen concentration of the exhaust gas from the boiler becomes a predetermined oxygen concentration.
Boiler system.
請求項1に記載のボイラシステムであって、
前記制御部は、
ボイルオフガスに含まれる不活性ガスの混合程度を算出する不活性ガス混合判定部を、さらに有し、
前記空気比制御モードにおいて、
不活性ガス混合判定部によりボイルオフガスを含む気体燃料に含まれる不活性ガスの混合程度が所定値未満であると判定した場合、前記ボイラにボイルオフガスを含む気体燃料のみが供給されるように前記気体燃料流量調整部と前記液体燃料流量調整部とを調整し、
不活性ガス混合判定部によりボイルオフガスを含む気体燃料に含まれる不活性ガスの混合程度が所定値以上であると判定した場合、前記ボイラにボイルオフガスを含む気体燃料と液体燃料とが供給されるように前記気体燃料流量調整部と前記液体燃料流量調整部とを調整する、
ボイラシステム。
2. The boiler system according to claim 1,
The control unit is
Further comprising an inert gas mixing determination unit for calculating a mixing degree of the inert gas contained in the boil-off gas,
In the air ratio control mode,
when the inert gas mixing determination unit determines that the degree of mixing of the inert gas contained in the gaseous fuel containing the boil-off gas is less than a predetermined value, the gaseous fuel flow rate adjustment unit and the liquid fuel flow rate adjustment unit are adjusted so that only the gaseous fuel containing the boil-off gas is supplied to the boiler;
when the inert gas mixing determination unit determines that the degree of mixing of the inert gas contained in the gaseous fuel containing the boil-off gas is equal to or greater than a predetermined value, the gaseous fuel flow rate adjustment unit and the liquid fuel flow rate adjustment unit are adjusted so that the gaseous fuel containing the boil-off gas and the liquid fuel are supplied to the boiler.
Boiler system.
請求項2に記載のボイラシステムであって、
前記制御部は、
前記酸素濃度検知部の検出結果に基づいて排ガスの酸素濃度が所定値になるように前記空気流量調整部を調整し、
前記空気流量調整部の調整量に基づいて、前記不活性ガス混合判定部によってボイルオフガスに含まれる不活性ガスの混合程度を判定する、
ボイラシステム。
3. The boiler system according to claim 2,
The control unit is
adjusting the air flow rate adjusting unit based on the detection result of the oxygen concentration detection unit so that the oxygen concentration of the exhaust gas becomes a predetermined value;
The inert gas mixing determination unit determines a mixing degree of the inert gas contained in the boil-off gas based on an adjustment amount of the air flow rate adjustment unit.
Boiler system.
請求項2に記載のボイラシステムであって、
前記制御部は、
前記ボイルオフガス燃焼制御モードにおいて、前記不活性ガス混合判定部によってボイルオフガスを含む気体燃料の不活性ガスの混合程度を判定し、
ボイルオフガスを含む気体燃料の不活性ガスの混合程度が所定値以上であると判定した場合、前記空気比制御モードに切り替えるとともに前記ボイラにボイルオフガスを含む気体燃料と液体燃料とが供給されるように前記気体燃料流量調整部と前記液体燃料流量調整部とを調整する、
ボイラシステム。
3. The boiler system according to claim 2,
The control unit is
In the boil-off gas combustion control mode, the inert gas mixing determination unit determines a mixing degree of the inert gas in the gas fuel containing the boil-off gas,
when it is determined that the degree of mixing of the gaseous fuel containing the boil-off gas with the inert gas is equal to or greater than a predetermined value, the control mode is switched to the air ratio control mode, and the gaseous fuel flow rate adjustment unit and the liquid fuel flow rate adjustment unit are adjusted so that the gaseous fuel containing the boil-off gas and the liquid fuel are supplied to the boiler.
Boiler system.
請求項2に記載のボイラシステムであって、
前記モード設定部は、
前記空気比制御モードが設定された場合、不活性ガス増加燃焼制御モード及びボイルオフガス増加燃焼制御モードのうちいずれか一つの制御モードを設定可能に構成され、
前記制御部は、
前記モード設定部によって不活性ガス増加燃焼制御モードが設定された場合、前記ボイラにボイルオフガスを含む気体燃料のみが供給されるように前記気体燃料流量調整部と前記液体燃料流量調整部とを調整した状態でメイン燃焼を開始し、
前記モード設定部によってボイルオフガス増加燃焼制御モードが設定された場合、前記ボイラにボイルオフガスを含む気体燃料と液体燃料とが供給されるように前記気体燃料流量調整部と前記液体燃料流量調整部とを調整した状態でメイン燃焼を開始する、
ボイラシステム。
3. The boiler system according to claim 2,
The mode setting unit is
When the air ratio control mode is set, any one of an inert gas increase combustion control mode and a boil-off gas increase combustion control mode can be set,
The control unit is
When the inert gas increased combustion control mode is set by the mode setting unit, main combustion is started in a state in which the gas fuel flow rate adjusting unit and the liquid fuel flow rate adjusting unit are adjusted so that only the gas fuel containing the boil-off gas is supplied to the boiler,
When the mode setting unit sets the boil-off gas increased combustion control mode, main combustion is started in a state in which the gas fuel flow rate adjusting unit and the liquid fuel flow rate adjusting unit are adjusted so that the gas fuel containing the boil-off gas and the liquid fuel are supplied to the boiler.
Boiler system.
請求項1に記載のボイラシステムであって、
前記制御部は、
前記モード設定部によって前記ボイルオフガス燃焼制御モードが設定された場合、前記酸素濃度検知部によって検知される前記ボイラの排ガスの酸素濃度が所定の酸素濃度になるように、前記空気流量調整部を調整する、
ボイラシステム。
2. The boiler system according to claim 1,
The control unit is
When the boil-off gas combustion control mode is set by the mode setting unit, the air flow rate adjusting unit is adjusted so that the oxygen concentration of the exhaust gas from the boiler detected by the oxygen concentration detecting unit becomes a predetermined oxygen concentration.
Boiler system.
請求項1に記載のボイラシステムであって、
前記ボイラにおいて発生する蒸気の圧力を検知する蒸気圧力検知部を有し、
前記モード設定部は、
前記ボイラにおける蒸気の生成を優先する蒸気圧力優先制御モードを更に設定可能に構成され、
前記制御部は、
前記モード設定部によって前記蒸気圧力優先制御モードが設定された場合、前記蒸気圧力検知部によって検知される蒸気圧力が所定の蒸気圧力になるように、前記気体燃料流量調整部及び前記液体燃料流量調整部のうち少なくとも一方を調整する、
ボイラシステム。
2. The boiler system according to claim 1,
A steam pressure detection unit that detects the pressure of steam generated in the boiler,
The mode setting unit is
A steam pressure priority control mode in which the generation of steam in the boiler is prioritized may be further set.
The control unit is
when the mode setting unit sets the steam pressure priority control mode, at least one of the gas fuel flow rate adjusting unit and the liquid fuel flow rate adjusting unit is adjusted so that the steam pressure detected by the steam pressure detection unit becomes a predetermined steam pressure.
Boiler system.
JP2022210518A 2022-12-27 Boiler System Pending JP2024093886A (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024093886A true JP2024093886A (en) 2024-07-09

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108350831B (en) Ship with a detachable cover
US8261529B2 (en) Gas turbine combustor and gaseous fuel supply method for gas turbine combustor
KR101809804B1 (en) Natural gas fuel evaporator, natural gas fuel supply device, and method for supplying natural gas fuel to ships and motors
JP6678077B2 (en) Ship
JP2018511724A (en) Marine engine fuel supply system and fuel supply method
JP2015147508A5 (en)
JP2015147508A (en) Liquefied gas supply device of ship propulsion gas fuel engine
US20240019124A1 (en) Gas turbine system
JP2024093886A (en) Boiler System
JP2024093885A (en) Boiler System
CN118258013A (en) Boiler system
KR20240104003A (en) Boiler system
CN110167837B (en) Fuel gas supply system
JP2002188460A (en) Heat quantity control method of fuel gas, and fuel control system
KR20240104002A (en) Boiler system
JP6319526B1 (en) Power generation equipment
CN118258012A (en) Boiler system
JP2024002780A (en) boiler system
JP2009216334A (en) Fuel gas feeder for thermal power plant
JP6983088B2 (en) Fuel gas supply device
KR102573545B1 (en) System for supplying gas and electric power
KR101995462B1 (en) LNG Fuel Gas Supply System
KR20210036696A (en) Exhaust gas treatment equipment for ship
JP6304462B1 (en) Power generation equipment
WO2019031300A1 (en) Liquefied fuel gas vaporization system and temperature control method for same