JP5422263B2 - 配合計算装置及びプログラム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係わる石炭ボイラシステムの概要図である。この石炭ボイラシステムは、下水汚泥を炭化処理した炭化燃料と石炭とを混焼するためのシステムである。
工業分析データ(固有水分、灰分、揮発分、固定炭素の含有率)
元素分析データ(炭素、水素、酸素、窒素、硫黄、塩素、リン等の含有率)
灰の組成分析(シリカ、アルミナ、5酸化2リン等の含有率)
通常、石炭は海上輸送により定期的に一定量が供給され、その成分分析値は石炭ヤード受け入れ時に測定される。同一産地の石炭であれば成分はほぼ安定しており、受け入れ時に測定すれば十分である。
1)石炭を専焼したときに発生する専焼灰の比抵抗から設定される基準灰比抵抗に、炭化燃料と石炭の成分分析値及びその配合割合の関数で示される灰比抵抗低下率を考慮して、炭化燃料と石炭とを混焼したときに発生する混焼灰の比抵抗を予測する灰比抵抗予測手段25と、
2)混焼灰の比抵抗が、電気集塵機8での管理範囲内となるような炭化燃料と石炭の配合割合を計算する配合計算手段26である。
ρm=ρc・Fd(Pc、Pb、x) ------- (1)
ここで、関数Fd(Pc、Pb、x)には、灰比抵抗低下率を表すのに最適な関数を用いればよい。
ρm=ρc(1−x・k)------- (2)
以上の説明では、基準灰比抵抗は、石炭専焼灰の比抵抗から設定したが、他にも石炭と炭化燃料のそれぞれの専焼灰の比抵抗をその配合割合に応じて加重平均した値から設定してもよい。炭化燃料の配合割合が多い場合(例えば10%以上)、炭化燃料自体の専焼灰の比抵抗を考慮した方が、より合理的に混焼灰の比抵抗を予測できるためである。
ρm={(1−x)ρc+x・ρb}Fd(Pc、Pb、x) ------- (3)
続いて配合計算手段26について説明する。まず、炭化燃料と石炭との混合燃料の発熱量、排ガスの環境影響度(NOx量等)、灰発生量等の一般条件を満足する配合を計算し、仮配合を決定する。この仮配合について、予測された混焼灰の比抵抗が、電気集塵機8での管理範囲内(例えば104〜1010Ω・cm)になるかどうかを確認する。
図5は、本発明の第2の実施形態に係わる石炭ボイラシステムの概要図である。本実施形態は、図1に示した第1の実施形態に対し、配合計算装置5を電気集塵機8とも接続して、データの送信ができるようにしたものである。
ρm’=V/I×A/L ------- (4)
(1)式のρmに(4)式のρm’で代入して、灰比抵抗低下率Fd(Pc、Pb、x)について整理すると(5)式の通りとなる。この関係を満足するように灰比抵抗低下率の算出方法を設定及び更新する。
Fd(Pc、Pb、x)=ρm’/ρc ------- (5)
図6は、本実施形態に係わる配合計算方法を表すフロー図であり、図4に示した第1の実施形態に対し、配合割合の確定及び給炭機への結果の伝送(S6)以降の処理(S11〜S15)を追加したものである。
図7は、本発明の第3の実施形態に係わる石炭ボイラシステムの概要図である。本実施形態は、図1に示した第1の実施形態に対し、配合計算装置5を複数の石炭ボイラシステムの給炭機3と接続して、データの送信ができるようにしたものである。この配合計算装置5は、対象とする石炭ボイラシステムの仕様を考慮して配合割合を計算できる点に特徴がある。
2 炭化燃料置場
3 給炭機
4 微粉炭機
5 配合計算装置
6 石炭ボイラ
7 空気予熱器
8 電気集塵機
9 粉塵濃度計
10 バグフィルタ
11 煙突
21 入力装置
22 演算装置
23 記憶装置
24 出力装置
25 灰比抵抗予測手段
26 配合計算手段
Claims (5)
- 下水汚泥を炭化処理した炭化燃料と石炭とを石炭ボイラで混焼するときの配合割合を計算する配合計算装置であって、
前記炭化燃料と石炭の成分分析値を含むデータを入力する入力装置と、
前記石炭を専焼したときに発生する専焼灰の比抵抗から設定される基準灰比抵抗に、前記炭化燃料と石炭の成分分析値及びその配合割合の関数で示される灰比抵抗低下率を考慮して、前記炭化燃料と石炭とを混焼したときに発生する混焼灰の比抵抗を予測する灰比抵抗予測手段と、
予測された前記混焼灰の比抵抗が、電気集塵機での管理範囲内となるような炭化燃料と石炭の配合割合を計算する配合計算手段と、
前記配合計算手段での炭化燃料と石炭の配合割合の計算結果を含むデータを出力する出力装置とを備えたことを特徴とする配合計算装置。 - 前記基準灰比抵抗は、前記炭化燃料と石炭とをそれぞれ専焼したときに発生する専焼灰の比抵抗をその配合割合に応じて加重平均した値から設定することを特徴とする請求項1に記載の配合計算装置。
- 前記灰比抵抗低下率は、前記基準灰比抵抗と、前記炭化燃料及び石炭を混焼したときに発生する混焼灰の電気集塵機における印加電圧、測定電流、集塵極の面積、集塵極と放電極の距離とから算出される見掛け比抵抗との関係に基づき下記(A)式で求めて、設定及び更新することを特徴とする請求項1または2に記載の配合計算装置。
Fd=ρm’/ρc …(A)
ただし、Fd:灰比抵抗低下率、ρm’:見掛け比抵抗、ρc:基準灰比抵抗 - 前記入力装置で入力されるデータは、前記石炭ボイラの燃焼方式に係わるボイラ仕様と前記電気集塵機での灰比抵抗の管理範囲に係わる集塵機仕様とを含み、
前記灰比抵抗低下率は、前記炭化燃料と石炭の成分分析値及びその配合割合に加えて前記ボイラ仕様にも対応するよう設定され、
前記配合計算手段は、前記集塵機仕様に対応する灰比抵抗の管理範囲に基づいて前記配合割合を計算することを特徴とする請求項1から3に記載の配合計算装置。 - 下水汚泥を炭化処理した炭化燃料と石炭とを石炭ボイラで混焼するときの配合割合を計算する配合計算プログラムであって、
前記石炭を専焼したときに発生する専焼灰の比抵抗から設定される基準灰比抵抗に、前記炭化燃料と石炭の成分分析値及びその配合割合の関数で示される灰比抵抗低下率を考慮して、前記炭化燃料と石炭とを混焼したときに発生する混焼灰の比抵抗を予測する処理と、
予測された前記混焼灰の比抵抗が、電気集塵機での管理範囲内となるような炭化燃料と石炭の配合割合を計算する処理とをコンピュータに行わせることを特徴とする配合計算プログラム。
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