JP7486684B2

JP7486684B2 - 燃焼制御方法、燃焼制御装置及び燃焼制御プログラム

Info

Publication number: JP7486684B2
Application number: JP2023563593A
Authority: JP
Inventors: 佳彦土山; 直樹安慶; 誠須藤; 康裕竹井
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2021-11-29
Filing date: 2022-11-02
Publication date: 2024-05-17
Anticipated expiration: 2042-11-02
Also published as: JPWO2023095579A1; WO2023095579A1

Description

本開示は、燃焼・ガス化炉の燃焼制御方法、燃焼制御装置及び燃焼制御プログラムに関する。

燃焼・ガス化炉では、石炭、石油、天然ガス等の化石燃料や、バイオマス単独等の有機燃料等を燃焼させる。燃焼・ガス化炉は、燃焼させる燃料によって灰が、炉内に付着してクリンカとなり、排ガス通路を閉塞したり、腐食等の原因となる。燃焼・ガス化炉では、灰の付着によりクリンカが発生することを防止するために、燃料に添加剤を加える場合がある。また、灰中にCl元素が濃縮すると腐食の原因となる。

特許文献１には、石炭焚ボイラ内におけるクリンカ抑制用添加剤であって、塩基性成分と酸性成分との比（塩基性成分／酸性成分）が０．２以下であって、酸化珪素と酸化アルミニウムとの比（酸化珪素／酸化アルミニウム）が１．５以下２．５以上であるアルミノ珪酸塩含有物質を有効成分として含有するクリンカ抑制用添加剤が記載されている。

特開２０２０－１３９１２１号公報

ここで、燃焼・ガス化炉へのクリンカの発生状況や灰中へのCl濃縮現象は、燃焼条件によって変化する。また、クリンカが発生しない条件で添加剤を添加すると添加剤の消費量が増加してしまう。

本開示は、上述した課題を解決するものであり、燃焼・ガス化炉の内部等への灰の付着やClの濃縮を抑制しつつ、燃料を燃焼させる燃焼制御方法、燃焼制御装置及び燃焼制御プログラムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために燃焼制御方法は、炭素を含む燃料を燃焼・ガス化炉に投入して燃焼させる燃焼制御方法であって、燃料の成分を検出するステップと、前記燃料の灰分あたりのアルカリ金属揮発量が、前記燃料が石炭を含む燃料で(灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋５×灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．６×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧５６０を満たす場合、前記燃料がバイオマス単独で(灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．１×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧１２０を満たす場合、前記燃料がバイオマス単独でＡを[灰中ＳｉＯ_２濃度]／（［灰中ＳｉＯ_２濃度］＋［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］＋［灰中ＣａＯ＋０．８３ＭｇＯ濃度］）×１００とし、Ｂを［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］／（［灰中ＳｉＯ_２濃度］＋［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］＋［灰中ＣａＯ＋０．８３ＭｇＯ濃度］）×１００とし、ＡとＢから算出するＸとＹをＸ＝１１０－（Ａ／２）－Ｂ、Ｙ＝１０＋（√３）／２＊Ａ、し、ＸとＹの関係が、５３≦Ｘ≦６６かつＹ＜－１．７３２１Ｘ＋１７６．２８、６６≦Ｘ≦８３かつＹ＜－０．２８８７Ｘ＋８０．７２５、Ｘ＜５３、８３＜Ｘのいずれも満たさない場合、酸化アルミニウム／（酸化珪素＋酸化アルミニウム）比が０．２５以上（重量比）の添加剤を前記燃焼・ガス化炉に供給するステップと、を含む。

上記の目的を達成するために燃焼制御装置は、炭素を含む燃料を燃焼・ガス化炉に投入して燃焼させる燃焼制御装置であって、燃料の成分を検出する燃料分析部と、前記燃料の灰分あたりのアルカリ金属揮発量が、前記燃料が石炭を含む燃料で(灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋５×灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．６×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧５６０を満たす場合、前記燃料がバイオマス単独で(灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．１×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧１２０を満たす場合、前記燃料がバイオマス単独でＡを[灰中ＳｉＯ_２濃度]／（［灰中ＳｉＯ_２濃度］＋［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］＋［灰中ＣａＯ＋０．８３ＭｇＯ濃度］）×１００とし、Ｂを［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］／（［灰中ＳｉＯ_２濃度］＋［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］＋［灰中ＣａＯ＋０．８３ＭｇＯ濃度］）×１００とし、ＡとＢから算出するＸとＹをＸ＝１１０－（Ａ／２）－Ｂ、Ｙ＝１０＋（√３）／２＊Ａ、し、ＸとＹの関係が、５３≦Ｘ≦６６かつＹ＜－１．７３２１Ｘ＋１７６．２８、６６≦Ｘ≦８３かつＹ＜－０．２８８７Ｘ＋８０．７２５、Ｘ＜５３、８３＜Ｘのいずれも満たさない場合、酸化アルミニウム／（酸化珪素＋酸化アルミニウム）比が０．２５以上（重量比）の添加剤の投入量を決定する投入量決定部と、決定した投入量に基づいて添加剤を前記燃焼・ガス化炉に供給させる燃焼制御部と、を含む。

上記の目的を達成するために燃焼制御プログラムは、炭素を含む燃料を燃焼・ガス化炉に投入する量を制御する燃焼制御プログラムであって、燃料の成分を検出するステップと、前記燃料の灰分あたりのアルカリ金属揮発量が、前記燃料が石炭を含む燃料で(灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋５×灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．６×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧５６０を満たす場合、前記燃料がバイオマス単独で(灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．１×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧１２０を満たす場合、前記燃料がバイオマス単独でＡを[灰中ＳｉＯ_２濃度]／（［灰中ＳｉＯ_２濃度］＋［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］＋［灰中ＣａＯ＋０．８３ＭｇＯ濃度］）×１００とし、Ｂを［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］／（［灰中ＳｉＯ_２濃度］＋［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］＋［灰中ＣａＯ＋０．８３ＭｇＯ濃度］）×１００とし、ＡとＢから算出するＸとＹをＸ＝１１０－（Ａ／２）－Ｂ、Ｙ＝１０＋（√３）／２＊Ａ、し、ＸとＹの関係が、５３≦Ｘ≦６６かつＹ＜－１．７３２１Ｘ＋１７６．２８、６６≦Ｘ≦８３かつＹ＜－０．２８８７Ｘ＋８０．７２５、Ｘ＜５３、８３＜Ｘのいずれも満たさない場合、酸化アルミニウム／（酸化珪素＋酸化アルミニウム）比が０．２５以上（重量比）の添加剤を前記燃焼・ガス化炉に供給するステップと、を含む処理を実行させる。

本開示によれば、燃焼・ガス化炉の内部等への灰の付着、および灰中へのCl濃縮を抑制しつつ、燃料を燃焼させることができる。

図１は、本実施形態の微粉燃料焚きボイラを表す概略構成図である。図２は、微粉燃料焚きボイラに設けられた熱交換器を表す概略図である。図３は、燃焼制御装置の構成を示すブロック図である。図４は、燃焼制御方法の一例を示すフローチャートである。図５は、灰の量に対するアルカリ金属/アルカリ土類金属量と付着リスク領域との関係の一例を示す図である。図６は、灰の量に対するアルカリ金属/アルカリ土類金属量と付着リスク領域との関係の一例を示す図である。図７は、添加剤の量と気体成分のアルカリ成分の除去率の関係の一例を示す図である。図８は、アルカリ成分の揮発量と、投入燃料の成分との関係の一例を示す図である。

以下に添付図面を参照して、好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

図１は、本実施形態の微粉燃料焚きボイラを表す概略構成図である。

本実施形態の微粉燃料焚きボイラ１０は、炭素含有固体燃料を粉砕した粉体を微粉燃料として用い、この微粉燃料を燃焼バーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を給水や蒸気と熱交換して過熱蒸気を生成することが可能なボイラである。燃料としては、石炭、バイオマス等を用いることができる。バイオマスは、自然由来の炭素含有燃料であり、木質チップや、サトウキビ、トウモロコシ、食品廃棄物、もみ殻、酒かす等である。以降の説明で、上や上方とは鉛直方向上側を示し、下や下方とは鉛直方向下側を示すものである。

本実施形態において、図１に示すように、微粉燃料焚きボイラ（ボイラ）１０は、火炉（燃焼・ガス化炉）１１と燃焼装置１２と燃焼ガス通路１３を有している。火炉１１は、四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置されている。火炉１１を構成する火炉壁（伝熱管）１０１は、複数の蒸発管とこれらを接続するフィンとで構成され、微粉燃料の燃焼により発生した熱を給水や蒸気と熱交換する火炉壁の温度上昇を抑制している。

燃焼装置１２は、火炉１１を構成する火炉壁の下部側に設けられている。本実施形態では、燃焼装置１２は、火炉壁に装着された複数の燃焼バーナ(例えば２１，２２，２３，２４，２５)を有している。例えば燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、火炉１１の周方向に沿って均等間隔で配設されたものが１セットとして、鉛直方向に沿って複数段配置されている。但し、火炉の形状や一つの段における燃焼バーナの数、段数はこの実施形態に限定されるものではない。

各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉燃料供給管２６，２７，２８，２９，３０を介して複数の粉砕機（ミル）３１，３２，３３，３４，３５に連結されている。この粉砕機３１，３２，３３，３４，３５は、図示しないが、例えば粉砕機のハウジング内に回転テーブルが駆動回転可能に支持され、この回転テーブルの上方に複数のローラが回転テーブルの回転に連動して回転可能に支持されて構成されている。バイオマスが複数のローラと回転テーブルとの間に投入されると、ここで所定の微粉燃料の大きさに粉砕され、搬送用ガス（一次空気、酸化性ガス）により図示しない粉砕機のハウジング内の分級機に搬送されて所定のサイズ範囲内に分級された微粉燃料を微粉燃料供給管２６，２７，２８，２９，３０から燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給することができる。

また、火炉１１は、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５の装着位置に風箱３６が設けられており、この風箱３６に空気ダクト（風道）３７の一端部が連結されている。空気ダクト３７は、他端部に押込通風機（ＦＤＦ：Forced Draft Fan）３８が設けられている。

また、火炉１１は、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５の装着位置より上方にアディショナル空気ポート３９が設けられている。アディショナル空気ポート３９に空気ダクト３７から分岐したアディショナル空気ダクト４０の端部が連結されている。従って、押込通風機３８により送られた燃焼用空気（燃料ガス燃焼用空気／二次空気、酸化性ガス）を空気ダクト３７から風箱３６に供給し、この風箱３６から各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給することができると共に、押込通風機３８により送られた燃焼用追加空気（アディショナル空気）をアディショナル空気ダクト４０からアディショナル空気ポート３９に供給することができる。

また、アディショナル空気ポート３９には、添加剤供給管８１を介して、添加剤供給装置７１が接続されている。添加剤供給装置７１は、添加剤をアディショナル空気ポート３９に供給し、添加剤を火炉１１に供給する。なお、本実施形態では、添加剤をアディショナル空気ポート３９に供給して火炉１１に供給したが、燃料を燃焼していく空間に供給できればい。例えば、添加剤供給管８１を、微粉燃料供給管２６，２７，２８，２９，３０に接続して供給して燃料とともに添加剤を燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５及び火炉１１に供給してもよい。あるいは、粉砕機３１，３２，３３，３４，３５に入れる前に混合してもよい。燃焼制御装置９０は、火炉１１に供給する燃料と添加剤の供給を制御する。燃焼制御装置９０については、後述する。

燃焼ガス通路１３は、図１に示すように、火炉１１の鉛直方向上部に連結されている。燃焼ガス通路１３は、燃焼ガスの熱を回収するための熱交換器として、過熱器１０２、１０３、１０４、再熱器１０５、１０６、節炭器１０７が設けられており、火炉１１での燃焼で発生した燃焼ガスと各熱交換器を流通する給水や蒸気との間で熱交換が行われる。

燃焼ガス通路１３は、図１に示すように、その下流側に熱交換を行った燃焼ガスが排出される煙道１４が連結されている。煙道１４は、空気ダクト３７との間にエアヒータ（空気予熱器）４２が設けられ、空気ダクト３７を流れる空気と、煙道１４を流れる燃焼ガスとの間で熱交換を行い、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給する燃焼用空気を昇温することができる。

また、煙道１４は、エアヒータ４２より上流側の位置に脱硝装置４３が設けられている。脱硝装置４３は、アンモニア、尿素水等の窒素酸化物を還元する作用を有する還元剤を煙道１３内に供給し、還元剤が供給された燃焼ガスを窒素酸化物と還元剤との反応を促進させることで、燃焼ガス中の窒素酸化物を除去、低減するものである。そして、煙道１４に連結されるガスダクト４１は、エアヒータ４２より下流側の位置に電気集塵機などの集塵装置４４、誘引通風機（ＩＤＦ：Induced Draft Fan）４５、脱硫装置４６などが設けられ、下流端部に煙突５０が設けられている。

一方、複数の粉砕機３１，３２，３３，３４，３５が駆動すると、生成された微粉燃料が搬送用ガス（一次空気、酸化性ガス）と共に微粉燃料供給管２６，２７，２８，２９，３０を通して燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給される。

また、微粉燃料焚きボイラ１０の煙道１４から排出された排ガスとエアヒータ４２で熱交換することで、加熱された燃焼用空気（酸化性ガス）が空気ダクト３７から風箱３６を介して各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給される。すると、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉燃料と搬送用ガスとが混合した微粉燃料混合気を火炉１１に吹き込むと共に燃焼用空気を火炉１１に吹き込み、このときに着火することで火炎を形成することができる。火炉１１内の下部で火炎が生じ、高温の燃焼ガスがこの火炉１１内を上昇し、燃焼ガス通路１３に排出される。なお、酸化性ガスとして、本実施形態では空気を用いる。空気よりも酸素割合が多いものや逆に少ないものであってもよく、燃料流量との適正化を図ることで使用可能になる。

また、押込通風機３８により送られた燃焼用空気（燃料ガス燃焼用空気／二次空気、酸化性ガス）を空気ダクト３７から風箱３６に供給し、この風箱３６から各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給すると共に、押込通風機３８により送られた燃焼用追加空気（アディショナル空気）をアディショナル空気ダクト４０からアディショナル空気ポート３９に供給する。また、燃焼制御装置９０は、添加剤供給管８１を介して、添加剤供給装置７１から、アディショナル空気ポート３９に添加剤を供給する。

火炉１１は、下部の領域Ａにて、微粉燃料混合気と燃焼用空気（二次空気、酸化性ガス）とが燃焼して火炎が生じる。ここで火炉１１は、空気の供給量が微粉燃料の供給量に対して理論空気量未満となるように設定されることで、内部が還元雰囲気に保持される。即ち、微粉燃料の燃焼により発生した窒素酸化物（ＮＯｘ）が火炉１１の領域Ｂで還元され、その後、アディショナル空気ポート３９からアディショナル空気が追加供給されることで微粉燃料の酸化燃焼が完結され、微粉燃料の燃焼によるＮＯｘの発生量が低減される。

その後、燃焼ガスは、図１に示すように、燃焼ガス通路１３に配置される第２過熱器１０３、第３過熱器１０４、第１過熱器１０２、（以下単に過熱器と記載する場合もある）、第２再熱器１０６、第１再熱器１０５（以下単に再熱器と記載する場合もある）、節炭器１０７で熱交換した後、脱硝装置４３により窒素酸化物が還元除去され、集塵装置４４で粒子状物質が除去され、脱硫装置４６にて硫黄酸化物が除去された後、煙突５０から大気中に排出される。なお、各熱交換器は燃焼ガス流れに対して、必ずしも前記記載順に配置されなくともよい。

次に、熱交換器として、燃焼ガス通路１３に設けられた過熱器１０２，１０３，１０４、再熱器１０５，１０６、節炭器１０７について詳細に説明する。図２は、微粉燃料焚きボイラ１０に設けられた熱交換器を表す概略図である。なお、図１では燃焼ガス通路１３内の各熱交換器（過熱器１０２，１０３，１０４、再熱器１０５，１０６、節炭器１０７）の位置を正確に示しているものではなく、各熱交換器の燃焼ガス流れに対する配置順も図１の記載に限定されるものではない。また、図２では、熱媒となる水・蒸気サイクルが流通経路上で蒸気となる還流型として説明するが、熱媒がドラムで蒸気となるドラム型としてもよい。ドラム型の場合、複数の経路で加熱された熱媒がドラムで蒸気となる。

図２には、本実施形態のボイラ発電プラントに設けられた微粉燃料焚きボイラ１０の熱交換器と、微粉燃料焚きボイラ１０が生成した蒸気によって回転駆動される蒸気タービン１１０と、蒸気タービン１１０に連結され、蒸気タービン１１０の回転に応じて発電を行う発電機８０とを備える。

微粉燃料焚きボイラ１０で生成した蒸気により運転される蒸気タービン１１０は、例えば、高圧タービン１１１と中圧タービン１１２と低圧タービン１１３とから構成され、後述する再熱器からの蒸気が中圧タービンに流入したのちに低圧タービンに流入する。低圧タービン１１３には、復水器１１４が連結されており、低圧タービン１１３を回転駆動した蒸気がこの復水器１１４で冷却水（例えば、海水）により冷却されて復水となる。復水器１１４は、給水ラインＬ１を介して節炭器１０７に連結されている。給水ラインＬ１には、例えば、復水ポンプ（ＣＰ）１２１、低圧給水ヒータ１２２、ボイラ給水ポンプ（ＢＦＰ）１２３、高圧給水ヒータ１２４が設けられている。低圧給水ヒータ１２２と高圧給水ヒータ１２３には、蒸気タービン１１１，１１２，１１３を駆動する蒸気の一部が抽気されて、図示しない抽気ラインを介して高圧給水ヒータ１２４と低圧給水ヒータ１２２に熱源として供給され、節炭器１０７へ供給される給水が加熱される。

例えば、微粉燃料焚きボイラ１０が貫流ボイラの場合につき、説明をする。節炭器１０７は、火炉壁１０１の各蒸発管に連結されている。節炭器１０７で加熱された給水は、火炉壁１０１の蒸発管を通過する際に、火炉１１内の火炎から輻射を受けて加熱され、汽水分離器１２６へと導かれる。汽水分離器１２６にて分離された蒸気は、過熱器１０２，１０３，１０４へと供給され、汽水分離器１２６にて分離されたドレン水は、ドレン水ラインＬ２を介して復水器１１４へと導かれる。

また、貫流ボイラの起動時や低負荷運転時等においては、節炭器１０７から供給される給水が火炉壁１０１の各蒸発管を通過する際に全量が蒸発せず、その結果、汽水分離器１２６に水位が存在する運転状態（ウエット運転状態）となることがある。このウエット運転状態においては、汽水分離器１２６にて分離されたドレン水は、ボイラ循環ポンプ（ＢＣＰ）１２８を用いて循環ラインＬ６により、給水ラインＬ１の途中に合流させることで、節炭器１０７から火炉壁１０１の各蒸発管へと循環して供給してもよい。

燃焼ガスが燃焼ガス通路１３を流れるとき、この燃焼ガスは、過熱器１０２，１０３，１０４、再熱器１０５，１０６、節炭器１０７で熱回収される。一方、ボイラ給水ポンプ（ＢＦＰ）１２３から供給された給水は、節炭器１０７によって予熱された後、火炉壁１０１の各蒸発管を通過する際に加熱されて蒸気となり、汽水分離器１２６に導かれる。汽水分離器１２６で蒸気は、過熱器１０２，１０３，１０４に導入され、燃焼ガスによって過熱される。過熱器１０２，１０３，１０４で生成された過熱蒸気は、蒸気ラインＬ３を介して高圧タービン１１１に供給され、この高圧タービン１１１を回転駆動する。高圧タービン１１１から排出された蒸気は、再熱器１０５，１０６に導入されて再度過熱された蒸気は、蒸気ラインＬ５を介して、中圧タービン１１２を経て低圧タービン１１３に供給され、この中圧タービン１１２および低圧タービン１１３を回転駆動する。各蒸気タービン１１１，１１２，１１３の回転軸は、発電機８０を回転駆動して、発電が行われる。低圧タービン１１３から排出された蒸気は、復水器１１４で冷却されることで復水となり、給水ラインＬ１を介して、再び、節炭器１０７に送られる。

また、燃焼ガス通路１３には、過熱器１０２，１０３，１０４、再熱器１０５，１０６、節炭器１０７など各熱交換器の伝熱管の間隙、または各熱交換器の間隙に図示しないスーツブロワ（除灰装置）が配置されていてもよい。スーツブロワは、燃焼ガス通路１３の壁面に対して略垂直な方向に延在して配置される。スーツブロワは、燃焼ガス通路１３の壁面に対して垂直方向を軸方向として、軸方向に直交する方向に蒸気（気体）を噴射し、また噴射方向も変動することができる噴射装置である。スーツブロワから過熱器１０２，１０３，１０４、再熱器１０５，１０６、節炭器１０７など熱交換器に向けて噴射された蒸気は、熱交換器の各伝熱管の表面に堆積した燃焼灰を除去し、熱交換器の各伝熱管における熱交換効率の低下を抑制する。

次に、燃焼抑制装置９０について説明する。図３は、燃焼制御装置の構成を示すブロック図である。燃焼制御装置９０は、火炉１１への燃料と添加剤の供給を制御する。燃焼制御装置９０は、燃料分析部９１と、添加剤投入判定部９２と、添加剤投入量決定部９３と、燃焼制御部９４と、を備える。燃焼制御装置９０は、火炉１１の燃焼に必要な制御、例えば空気の供給や、火炉１１の後流の機器の制御を行ってもよい。

燃料分析部９１は、火炉１１に供給される燃料を分析して、燃料の成分を算出する。ここで、燃料の成分は、燃焼前の成分や、燃焼させることで生じる成分、燃焼後に生じる配分の量の情報である。燃料分析部９１は、所定量の燃料を取得し、燃料に溶融剤を混合した後、設定した温度で溶融させる。さらに、燃料分析部９１は、溶融した物体を溶解させて生成した溶液の成分を測定する。これにより、燃料に含まれる成分、主にアルカリ金属、アルカリ土類金属の成分等を測定する。燃料分析部９１は、設定した温度で溶融させることで、燃焼と同様の変化を燃料に生じさせ、灰の量を算出する。また、燃料分析部９１は、燃料の燃焼で生じるアルカリ金属の揮発量や、灰の量を燃料の成分、燃焼条件に基づいて算出してもよい。なお、燃料分析部９１は、予め実験等で取得した燃料の情報を取得してもよい。また、実際に火炉１１で燃焼させた情報に基づいて、燃料の成分を測定してもよい。また、灰の量、燃料に含まれるアルカリ金属の量に基づいた揮発量は、燃焼条件を１つの基準条件に基づいて算出した基準値に基づいて算出する様にしてもよい。

添加剤投入判定部９２は、燃料分析部９１で検出した燃料の成分に基づいて、添加剤（灰付着抑制剤）を投入するか否かを判定する。添加剤投入判定部９２は、燃料に含まれるアルカリ金属成分の割合に基づいて、投入するか否かを判定する。本実施形態の添加剤投入判定部９２は、燃料の灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋５×灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．６×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧５６０を満たす場合、添加剤を投入すると判定する。

ここで、添加剤は、火炉１１内でアルカリ金属と反応し、アルカリ金属の気化を抑制する物質である。添加剤は、酸化アルミニウム／（酸化珪素＋酸化アルミニウム）比が０．２５以上（重量比）である。添加剤は、酸化アルミニウム／（酸化珪素＋酸化アルミニウム）比を１以下（重量比）とすることが好ましい。

添加剤としては、カオリナイト、ハロイサイト、ベントナイト、およびそれらの混合物を用いることができる。シリカ等の単独では酸化アルミニウム／（酸化珪素＋酸化アルミニウム）比が０．２５以上（重量比）を満足しない化合物においても、化合物との混合により、酸化アルミニウム／（酸化珪素＋酸化アルミニウム）比が０．２５以上（重量比）とすれば添加剤として用いることができる。上記材料を用いることで、採取可能な物質を添加剤として用いることができる。

添加剤投入量決定部９３は、添加剤を投入すると判定した場合、燃料の成分及び投入量に基づいて、添加剤の投入量を算出する。添加剤投入量決定部９３は、添加剤は、燃料１００ｋｇあたり（（ガス中のＫＯＨ［ｋｇ］＋ガス中のＮａＯＨ［ｋｇ］）×０．３）／０．０２５－灰分［ｋｇ］以上の重量を投入量に決定する。添加剤投入量決定部９３は、燃料の成分及び投入量に加えて、火炉１１の燃焼条件（温度、風量等）に基づいて、添加剤の投入量を決定してもよい。

燃焼制御部９４は、火炉１１への燃料の供給、添加剤の投入を制御し、火炉１１内での燃焼を制御する。燃焼制御部９４は、添加剤投入量決定部９３で決定した量の添加剤を、添加剤供給装置７１から供給する。

図４は、燃焼制御方法の一例を示すフローチャートである。次に、図４を用いて、燃焼制御装置９０の動作、具体的には、添加剤の添加動作について説明する。燃焼制御装置９０は、図４に示す処理を実行して、燃料に添加剤を供給するか否か、また供給する場合、その供給量を決定し、燃料と共に添加剤を火炉１１に供給する。燃焼制御装置９０は、図４の処理を繰り返し実行する。なお、ステップＳ１２の処理は、毎回実行する必要はなく、燃料が変更した場合や、所定時間（例えば、１日）毎に実行し、その他の繰り返し処理時は、直近の検出結果を使用すればよい。

燃焼制御装置９０は、燃料の成分を計測する（ステップＳ１２）。燃焼制御装置９０は、燃料分析部９１で火炉１１に供給する燃料の成分を計測し、取得する。

燃焼制御装置９０は、添加剤の投入条件を満たすかを判定する（ステップＳ１４）。燃焼制御装置９０は、添加剤投入判定部９２で、添加剤の投入条件を満たすか、具体的には、燃料の（灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋５×灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］）^１．６×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧５６０を満たすかを判定する。燃焼制御装置９０は、添加剤の投入条件を満たさない（ステップＳ１４でＮｏ）、つまり、燃料が(灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋５×灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．６×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧５６０を満たさないと判定した場合、本処理を終了する。

燃焼制御装置９０は、添加剤の投入条件を満たす（ステップＳ１４でＹｅｓ）、つまり、燃料が(灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋５×灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．６×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧５６０と判定した場合、燃料投入量の情報を取得する（ステップＳ１６）。燃焼制御装置９０は、燃料投入量に加え、添加剤の投入量を算出するために、必要な火炉１１の燃焼に関する情報を取得してもよい。

燃焼制御装置９０は、燃料投入量と燃料の成分に基づいて、添加剤の投入量を決定する（ステップＳ１８）。燃焼制御装置９０は、添加剤投入量決定部９３で、燃料投入量と燃料の成分に基づいて、添加剤の投入量を算出する。添加剤投入量決定部９３は、カオリナイトを含む場合、燃料100ｋｇあたりの添加剤量を（（ガス中のＫＯＨ＋ＮａＯＨ［ｋｇ］）×０．３）／０．０２５－灰分［ｋｇ］以上の重量を投入量に決定する。燃焼制御装置９０は、（ガス中のＫＯＨ＋ＮａＯＨ）と灰分の重量は、燃料の成分の情報と、燃料投入量に基づいて算出する。

燃焼制御装置９０は、燃料と共に決定した量の添加剤を火炉に投入する（ステップＳ２０）。燃焼制御装置９０は、燃焼制御部９４で、燃料の供給と添加剤の投入を制御し、決定した量の添加剤を火炉１１に供給する。

燃焼制御装置９０は、燃料が石炭を含む燃料である場合、燃料の（灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋５×灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．６×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧５６０を満たす場合、酸化アルミニウム／（酸化珪素＋酸化アルミニウム）比が０．２５以上（重量比）の添加剤を供給することで、微粉燃料焚きボイラ１０の火炉１１、燃焼ガス通路１３、煙道１４への灰の付着を抑制でき、クリンカの発生を抑制できる。これにより、燃焼ガス通路の腐食を抑制でき、クリンカ除去のメンテナンスの頻度も低減できる。

ここで、石炭をを含む燃料を用いる場合、燃料中に含有されていたアルカリ金属元素（主にカリウム）がガス中に揮発する。揮発したアルカリ金属化合物はガス流れ後流の伝熱管表面にて冷却・凝縮し、これがバインダとなって灰付着を誘発する。

図５は、灰の量に対するアルカリ金属/アルカリ土類金属量と付着リスク域との関係の一例を示す図である。図５は、横軸がアルカリ金属の量（Ｎａ_２Ｏ＋５Ｋ_２Ｏ）［ｗｔ％］であり、縦軸がアルカリ土類金属の量（ＣａＯ＋ＭｇＯ）［ｗｔ％］である。図５の線分２０２が、燃料の（灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋５×灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．６×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)＝５６０となる線分である。

これに対して、上述したように、燃焼制御装置９０は、燃料の（灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋５×灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．６×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧５６０を満たす場合、つまり、図５の領域２０４の場合、酸化アルミニウム／（酸化珪素＋酸化アルミニウム）比が０．２５以上（重量比）の添加剤を供給することで、微粉燃料焚きボイラ１０の火炉１１、燃焼ガス通路１３、煙道１４への灰の付着を抑制できる。

また、酸化アルミニウム／（酸化珪素＋酸化アルミニウム）比が０．２５以上（重量比）の添加剤をもちいることで、ガス中のアルカリ水酸化物と反応した添加剤の反応物が低融点の物質となることを抑制でき、経路内で反応物が溶融することを抑制できる。これによりアルカリ金属を含有する物質がガスの経路の壁面に付着するバインダとなることを抑制でき、灰が壁面に付着することを適切に抑制できる。

また、燃焼制御装置９０は、燃料がバイオマス単独の場合、燃料の（灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．１×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧１２０を満たす場合、酸化アルミニウム／（酸化珪素＋酸化アルミニウム）比が０．２５以上（重量比）の添加剤を供給することで、微粉燃料焚きボイラ１０の火炉１１、燃焼ガス通路１３、煙道１４への灰の付着を抑制でき、クリンカの発生を抑制できる。これにより、燃焼ガス通路の腐食を抑制でき、クリンカ除去のメンテナンスの頻度も低減できる。また、燃料としてバイオマス単独燃料を用いる場合、燃料ごとに添加条件を設定することで、更に精度を上げてクリンカの発生を抑制することができる。

ここで、バイオマス単独燃料を用いる場合、燃料中に含有されていたアルカリ金属元素（主にカリウム）がガス中に揮発する。揮発したアルカリ金属化合物はガス流れ後流の伝熱管表面にて冷却・凝縮し、これがバインダとなって灰付着を誘発する。

図６は、灰の量に対するアルカリ金属/アルカリ土類金属量と付着リスク域との関係の一例を示す図である。図6は、横軸がアルカリ金属の量（Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）［ｗｔ％］であり、縦軸がアルカリ土類金属の量（ＣａＯ＋ＭｇＯ）［ｗｔ％］である。図６の線分３０２が、燃料の（灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．１×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)＝１２０となる線分である。

これに対して、上述したように、燃焼制御装置９０は、燃料の（灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．１×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧１２０を満たす場合、つまり、図６の領域３１０の場合、酸化アルミニウム／（酸化珪素＋酸化アルミニウム）比が０．２５以上（重量比）の添加剤を供給することで、微粉燃料焚きボイラ１０の火炉１１、燃焼ガス通路１３、煙道１４への灰の付着を抑制できる。

ここで、燃料がバイオマス単独燃料の場合、Ａを[灰中ＳｉＯ_２濃度]／（［灰中ＳｉＯ_２濃度］＋［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］＋［灰中ＣａＯ＋０．８３ＭｇＯ濃度］）×１００とし、Ｂを［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］／（［灰中ＳｉＯ_２濃度］＋［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］＋［灰中ＣａＯ＋０．８３ＭｇＯ濃度］）×１００とし、ＡとＢから算出するＸとＹをＸ＝１１０－（Ａ／２）－Ｂ、Ｙ＝１０＋（√３）／２＊Ａ、とする。なお、成分の計測方法は、上記と同様である。この場合、ＸとＹの関係が、５３≦Ｘ≦６６かつＹ＜－１．７３２１Ｘ＋１７６．２８を満たす場合、安全域と判定する。ＸとＹの関係が、６６≦Ｘ≦８３かつＹ＜－０．２８８７Ｘ＋８０．７２５の場合、安全域と判定する。また、Ｘが、Ｘ＜５３または８３＜Ｘの場合、安全域と判定する。燃焼制御装置９０は、ＸとＹの関係が、いずれの安全圏の条件も満たさない場合、添加剤を添加してもよい。

図７は、添加剤の量と気体成分のアルカリ成分の除去率の関係の一例を示す図である。図７は、横軸が、水酸化カリウムに対する添加剤の添加量であり、縦軸が水酸化カリウムの除去率である。線分２１２は、添加剤としてカオリンを添加した場合の値であり、線分２１４は、除去の目標ラインであり、線分２１６は、比較例として添加剤として石炭灰を添加した場合の値である。図７に示すように、カオリン（カオリナイト）を用いる場合、燃料１００ｋｇあたりの添加剤量を（（ガス中のＫＯＨ＋ＮａＯＨ［ｋｇ］）×０．３）／０．０２５－灰分［ｋｇ］以上とすることで、図７の目標ライン以上除去が可能となり、灰付着リスクをヘッジできる。ここで、上式中の分子の０．３は除去率７０％の残分、分母の０．０２５は実績値、となる。具体的には、式中の分母の０．０２５は、添加剤不要で安定運転の実績を有する燃料の灰中Ｋ_２Ｏとなる２．５ｗｔ％（０．０２５）に基づいて算出した値である。

また、図７に示すように、カオリナイト、つまり酸化アルミニウム／（酸化珪素＋酸化アルミニウム）比が０．２５以上（重量比）の添加剤を用いることで、石炭灰、つまり酸化アルミニウム、酸化珪素が条件を満たさない場合よりも、効率よくアルカリ金属を除去できることがわかる。また、上記範囲は、添加剤がカオリナイトである場合、より確実に抑制できるが、カオリナイト以外の添加剤の場合も上記範囲とすることで、クリンカの発生を好適に抑制できる。

図８は、アルカリ成分の揮発量と、投入燃料の成分との関係の一例を示す図である。図８は、横軸が、燃焼・ガス化炉に供給される前記燃料と添加剤との塩基性成分と酸性成分との比（塩基性成分／酸性成分）の値、縦軸が灰あたりのアルカリ金属の量（Ｎａ_２Ｏ＋５Ｋ_２Ｏ）［ｗｔ％］である。ここで、酸性成分は、ＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３，ＴｉＯ_２の物質量での合計重量である。また、塩基性成分は、Ｆｅ_２Ｏ_３，ＣａＯ，ＭｇＯ，Ｋ_２Ｏ，Ｎａ_２Ｏの物質量で合計重量である。図８に示す線分２２２と線分２２４との間の領域で反応が生じた場合、灰が火炉に付着する場合がある。燃焼制御装置９０は、燃焼・ガス化炉に供給される燃料と添加剤との塩基性成分と酸性成分との比が（塩基性成分／酸性成分）＜０．２５となる量、または０．６０＜（塩基性成分／酸性成分）となる量の添加剤を供給することで、灰の壁面への付着をより確実に抑制でき、クリンカの発生を抑制できる。本実施形態の添加剤の供給量を（塩基性成分／酸性成分）＜０．２５となる量とすることで領域２３０での反応を行うことができ、０．６０＜（塩基性成分／酸性成分）となる量とすることで領域２３０での反応を行うことができる。これにより、クリンカの付着をより確実に抑制できる雰囲気で添加剤と揮発したアルカリ金属とを反応させることができる。

また、上述した実施形態では、本開示の燃焼・ガス化炉を微粉燃料焚きボイラとしたが、固体燃料としては、石炭燃料や廃棄物、廃棄物固形化燃料、石油精製時に発生するＰＣ（石油コークス：Petroleum Coke）燃料、石油残渣などを使用するボイラ、ガス化炉であってもよい。また、燃料として固体燃料に限らず、重質油などの液体燃料も使用することができ、更には、燃料として気体燃料(副生ガスなど)も使用することができる。そして、これら燃料の混焼焚きにも適用することができる。

本開示は、以下の発明を開示している。なお、下記に限定されない。
（１）炭素を含む燃料を燃焼・ガス化炉に投入して燃焼・ガス化させる燃焼制御方法であって、燃料の成分を検出するステップと、前記燃料の灰分あたりのアルカリ金属揮発量が(灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋５×灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．６×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧５６０を満たす場合、(灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．１×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧１２０を満たす場合、Ａを[灰中ＳｉＯ_２濃度]／（［灰中ＳｉＯ_２濃度］＋［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］＋［灰中ＣａＯ＋０．８３ＭｇＯ濃度］）×１００とし、Ｂを［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］／（［灰中ＳｉＯ_２濃度］＋［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］＋［灰中ＣａＯ＋０．８３ＭｇＯ濃度］）×１００とし、ＡとＢから算出するＸとＹをＸ＝１１０－（Ａ／２）－Ｂ、Ｙ＝１０＋（√３）／２＊Ａ、とし、ＸとＹの関係が、５３≦Ｘ≦６６かつＹ＜－１．７３２１Ｘ＋１７６．２８、６６≦Ｘ≦８３かつＹ＜－０．２８８７Ｘ＋８０．７２５、Ｘ＜５３、８３＜Ｘのいずれも満たさない場合、酸化アルミニウム／（酸化珪素＋酸化アルミニウム）比が０．２５以上（重量比）の添加剤を前記燃焼・ガス化炉に供給するステップと、を含む燃焼制御方法。

（２）前記添加剤は、カオリナイト、ハロイサイト、ベントナイト、シリカのいずれか１つを含む（１）に記載の燃焼制御方法。

（３）前記添加剤は、カオリナイトを含み、
燃料１００ｋｇあたり、（（ガス中のＫＯＨ［ｋｇ］＋ガス中のＮａＯＨ［ｋｇ］）×０．３）／０．０２５－灰分［ｋｇ］以上の燃料添加剤を供給する（１）または（２）に記載の燃焼制御方法。

（４）前記燃焼・ガス化炉に供給される前記燃料と前記燃料添加剤との塩基性成分と酸性成分との比が（塩基性成分／酸性成分）＜０．２５となる量、または０．６０＜（塩基性成分／酸性成分）となる量の前記燃料添加剤を供給する（１）から（３）のいずれかに記載の燃焼制御方法。

（５）前記燃料の成分は予め算出された値とする（１）から（４）のいずれかに記載の燃焼制御方法。

（６）前記燃焼・ガス化炉に供給するステップは、前記燃料が石炭を含む燃料で(灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋５×灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．６×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧５６０を満たすかのみを判定する（１）から（５）のいずれかに記載の燃焼制御方法。

（７）前記燃焼・ガス化炉に供給するステップは、前記燃料がバイオマス単独燃料で(灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．１×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧１２０を満たすかのみを判定する（１）から（５）のいずれかに記載の燃焼制御方法。

（８）前記燃焼・ガス化炉に供給するステップは、ＸとＹの関係が、５３≦Ｘ≦６６かつＹ＜－１．７３２１Ｘ＋１７６．２８、６６≦Ｘ≦８３かつＹ＜－０．２８８７Ｘ＋８０．７２５、Ｘ＜５３、８３＜Ｘのいずれも満たさないのみを判定する（１）から（５）のいずれかに記載の燃焼制御方法。

（９）炭素を含む燃料を燃焼・ガス化炉に投入して燃焼させる燃焼制御装置であって、前記燃料が石炭を含む燃料で燃料の成分を検出する燃料分析部と、前記燃料の(灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋５×灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．６×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧５６０を満たす場合、(灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．１×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧１２０を満たす場合、Ａを[灰中ＳｉＯ_２濃度]／（［灰中ＳｉＯ_２濃度］＋［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］＋［灰中ＣａＯ＋０．８３ＭｇＯ濃度］）×１００とし、Ｂを［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］／（［灰中ＳｉＯ_２濃度］＋［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］＋［灰中ＣａＯ＋０．８３ＭｇＯ濃度］）×１００とし、ＡとＢから算出するＸとＹをＸ＝１１０－（Ａ／２）－Ｂ、Ｙ＝１０＋（√３）／２＊Ａ、し、ＸとＹの関係が、５３≦Ｘ≦６６かつＹ＜－１．７３２１Ｘ＋１７６．２８、６６≦Ｘ≦８３かつＹ＜－０．２８８７Ｘ＋８０．７２５、Ｘ＜５３、８３＜Ｘのいずれも満たさない場合、酸化アルミニウム／（酸化珪素＋酸化アルミニウム）比が０．２５以上（重量比）の燃料添加剤の投入量を決定する投入量決定部と、決定した投入量に基づいて燃料添加剤を前記燃焼・ガス化炉に供給させる燃焼制御部と、を含む燃焼制御装置。

（１０）炭素を含む燃料を燃焼・ガス化炉に投入する量を制御する燃焼制御プログラムであって、燃料の成分を検出するステップと、前記燃料の(灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋５×灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．６×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧５６０を満たす場合、(灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．１×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧１２０を満たす場合、Ａを[灰中ＳｉＯ_２濃度]／（［灰中ＳｉＯ_２濃度］＋［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］＋［灰中ＣａＯ＋０．８３ＭｇＯ濃度］）×１００とし、Ｂを［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］／（［灰中ＳｉＯ_２濃度］＋［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］＋［灰中ＣａＯ＋０．８３ＭｇＯ濃度］）×１００とし、ＡとＢから算出するＸとＹをＸ＝１１０－（Ａ／２）－Ｂ、Ｙ＝１０＋（√３）／２＊Ａ、し、ＸとＹの関係が、５３≦Ｘ≦６６かつＹ＜－１．７３２１Ｘ＋１７６．２８、６６≦Ｘ≦８３かつＹ＜－０．２８８７Ｘ＋８０．７２５、Ｘ＜５３、８３＜Ｘのいずれも満たさない場合、酸化アルミニウム／（酸化珪素＋酸化アルミニウム）比が０．２５以上（重量比）の燃料添加剤を前記燃焼・ガス化炉に供給するステップと、を含む処理を実行させる燃焼制御プログラム。

１０微粉燃料焚きボイラ（ボイラ）
１１火炉
１２燃焼装置
１３燃焼ガス通路
１４煙道
２１～２５燃焼バーナ
２６～３０微粉燃料供給管
３１～３５粉砕機（ミル）
３６風箱
３７空気ダクト（風道）
３８押込通風機（ＦＤＦ）
３９アディショナル空気ポート
４０アディショナル空気ダクト
４１ガスダクト
４２エアヒータ（空気予熱器）
４３脱硝装置
４４集塵装置
４５誘引通風機（ＩＤＦ）
４６脱硫装置
５０煙突
７１添加剤供給装置
８１添加剤供給管
９０燃焼制御装置
９１燃料分析部
９２添加剤投入判定部
９３添加剤投入量決定部
９４燃焼制御部
１０１火炉壁（伝熱管）
１０２第１過熱器（熱交換器）
１０３第２過熱器（熱交換器）
１０４第３過熱器（熱交換器）
１０５第１再熱器（熱交換器）
１０６第２再熱器（熱交換器）
１０７節炭器（熱交換器）
１１１高圧蒸気タービン
１１２中圧蒸気タービン
１１３低圧蒸気タービン
１１４復水器
１１５発電機
１２１復水ポンプ（ＣＰ）
１２２低圧給水ヒータ
１２３ボイラ給水ポンプ（ＢＦＰ）
１２４高圧給水ヒータ
１２６汽水分離器
１２７汽水分離器ドレンタンク
１２８ボイラ循環ポンプ（ＢＣＰ）
Ｌ１給水ライン
Ｌ２ドレン水ライン
Ｌ３～Ｌ５蒸気ライン
Ｌ６循環ライン

Claims

炭素を含む燃料を燃焼・ガス化炉に投入して燃焼させる燃焼制御方法であって、
燃料の成分を検出するステップと、
前記燃料の灰分あたりのアルカリ金属揮発量が、前記燃料が石炭を含む燃料で(灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋５×灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．６×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧５６０を満たす場合、前記燃料がバイオマス単独で(灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．１×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧１２０を満たす場合、前記燃料がバイオマス単独でＡを[灰中ＳｉＯ_２濃度]／（［灰中ＳｉＯ_２濃度］＋［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］＋［灰中ＣａＯ＋０．８３ＭｇＯ濃度］）×１００とし、Ｂを［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］／（［灰中ＳｉＯ_２濃度］＋［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］＋［灰中ＣａＯ＋０．８３ＭｇＯ濃度］）×１００とし、ＡとＢから算出するＸとＹをＸ＝１１０－（Ａ／２）－Ｂ、Ｙ＝１０＋（√３）／２＊Ａ、とし、ＸとＹの関係が、５３≦Ｘ≦６６かつＹ＜－１．７３２１Ｘ＋１７６．２８、６６≦Ｘ≦８３かつＹ＜－０．２８８７Ｘ＋８０．７２５、Ｘ＜５３、８３＜Ｘのいずれも満たさない場合、酸化アルミニウム／（酸化珪素＋酸化アルミニウム）比が０．２５以上（重量比）の添加剤を前記燃焼・ガス化炉に供給するステップと、を含む燃焼制御方法。
前記添加剤は、カオリナイト、ハロイサイト、ベントナイト、シリカのいずれか１つを含む請求項１に記載の燃焼制御方法。
前記添加剤は、カオリナイトを含み、
燃料１００ｋｇあたり、（（ガス中のＫＯＨ［ｋｇ］＋ガス中のＮａＯＨ［ｋｇ］）×０．３）／０．０２５－灰分［ｋｇ］以上の燃料添加剤を供給する請求項１に記載の燃焼制御方法。
前記燃焼・ガス化炉に供給される前記燃料と前記燃料添加剤との塩基性成分と酸性成分との比が（塩基性成分／酸性成分）＜０．２５となる量、または０．６０＜（塩基性成分／酸性成分）となる量の前記燃料添加剤を供給する請求項１に記載の燃焼制御方法。
前記燃料の成分は予め算出された値とする請求項１に記載の燃焼制御方法。
前記燃焼・ガス化炉に供給するステップは、前記燃料が石炭で(灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋５×灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．６×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧５６０を満たすかのみを判定する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の燃焼制御方法。
前記燃焼・ガス化炉に供給するステップは、前記燃料がバイオマス単独で(灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．１×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧１２０を満たすかのみを判定する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の燃焼制御方法。
前記燃焼・ガス化炉に供給するステップは、ＸとＹの関係が、５３≦Ｘ≦６６かつＹ＜－１．７３２１Ｘ＋１７６．２８、６６≦Ｘ≦８３かつＹ＜－０．２８８７Ｘ＋８０．７２５、Ｘ＜５３、８３＜Ｘのいずれも満たさないのみを判定する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の燃焼制御方法。
炭素を含む燃料を燃焼・ガス化炉に投入して燃焼させる燃焼制御装置であって、
燃料の成分を検出する燃料分析部と、
前記燃料の灰分あたりのアルカリ金属揮発量が、前記燃料が石炭を含む燃料で(灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋５×灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．６×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧５６０を満たす場合、前記燃料がバイオマス単独で(灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．１×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧１２０を満たす場合、前記燃料がバイオマス単独でＡを[灰中ＳｉＯ_２濃度]／（［灰中ＳｉＯ_２濃度］＋［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］＋［灰中ＣａＯ＋０．８３ＭｇＯ濃度］）×１００とし、Ｂを［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］／（［灰中ＳｉＯ_２濃度］＋［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］＋［灰中ＣａＯ＋０．８３ＭｇＯ濃度］）×１００とし、ＡとＢから算出するＸとＹをＸ＝１１０－（Ａ／２）－Ｂ、Ｙ＝１０＋（√３）／２＊Ａ、とし、ＸとＹの関係が、５３≦Ｘ≦６６かつＹ＜－１．７３２１Ｘ＋１７６．２８、６６≦Ｘ≦８３かつＹ＜－０．２８８７Ｘ＋８０．７２５、Ｘ＜５３、８３＜Ｘのいずれも満たさない場合、酸化アルミニウム／（酸化珪素＋酸化アルミニウム）比が０．２５以上（重量比）の燃料添加剤の投入量を決定する投入量決定部と、
決定した投入量に基づいて燃料添加剤を前記燃焼・ガス化炉に供給させる燃焼制御部と、を含む燃焼制御装置。
炭素を含む燃料を燃焼・ガス化炉に投入する量を制御する燃焼制御プログラムであって、
燃料の成分を検出するステップと、
前記燃料の灰分あたりのアルカリ金属揮発量が、前記燃料が石炭を含む燃料で(灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋５×灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．６×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧５６０を満たす場合、前記燃料がバイオマス単独で(灰中のＮａ_２Ｏ［ｗｔ％］＋灰中のＫ_２Ｏ［ｗｔ％］)^１．１×(灰中のＣａＯ［ｗｔ％］＋灰中のＭｇＯ［ｗｔ％］)≧１２０を満たす場合、前記燃料がバイオマス単独でＡを[灰中ＳｉＯ_２濃度]／（［灰中ＳｉＯ_２濃度］＋［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］＋［灰中ＣａＯ＋０．８３ＭｇＯ濃度］）×１００とし、Ｂを［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］／（［灰中ＳｉＯ_２濃度］＋［灰中Ｎａ_２Ｏ＋０．８Ｋ_２Ｏ濃度］＋［灰中ＣａＯ＋０．８３ＭｇＯ濃度］）×１００とし、ＡとＢから算出するＸとＹをＸ＝１１０－（Ａ／２）－Ｂ、Ｙ＝１０＋（√３）／２＊Ａ、とし、ＸとＹの関係が、５３≦Ｘ≦６６かつＹ＜－１．７３２１Ｘ＋１７６．２８、６６≦Ｘ≦８３かつＹ＜－０．２８８７Ｘ＋８０．７２５、Ｘ＜５３、８３＜Ｘのいずれも満たさない場合、酸化アルミニウム／（酸化珪素＋酸化アルミニウム）比が０．２５以上（重量比）の燃料添加剤を前記燃焼・ガス化炉に供給するステップと、を含む処理を実行させる燃焼制御プログラム。