JPWO2003019078A1

JPWO2003019078A1 - Coal combustion suitability prediction method, coal intermediary transaction system, coal intermediary transaction method, program for executing this transaction method, and recording medium recording this program

Info

Publication number: JPWO2003019078A1
Application number: JP2003523902A
Authority: JP
Inventors: 岡　直樹; 直樹岡; 小林　幹; 幹小林; 谷口　一徳; 一徳谷口; 神原　信志; 信志神原
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 2001-08-23
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2004-12-16
Also published as: CN1575397A; WO2003019078A1; CN100338390C

Abstract

火格子を有するストーカボイラで石炭を燃焼させるにあたって、石炭の燃焼適合性を予測する石炭の燃焼適合性予測方法であって、石炭の灰分Ａ、全水分Ｍおよび揮発分ＶＭなどの特性性状値を用いて、ストーカボイラにおいて火格子単位面積あたりの石炭燃焼量を、Ｗ＝Ｋ×Ｆ／（１−Ａ−Ｍ）／（１−ＶＭ）から求める。ただし、Ｋ：ボイラの運転係数、Ｆ：炭素燃焼係数。そして、この石炭燃焼量を基にストーカボイラでの燃焼適合性を予測する。When burning coal in a stoker boiler having a grate, it is a method for predicting the combustion compatibility of coal, which predicts the combustion compatibility of coal. The coal burning amount per unit area of the grate in the stoker boiler is obtained from W = K × F / (1-AM) / (1-VM). Here, K: operating coefficient of the boiler, F: carbon combustion coefficient. Then, the suitability for combustion in the stoker boiler is predicted based on the amount of coal combustion.

Description

技術分野
本発明は、石炭の燃焼適合性予測方法、詳しくは火格子を有するストーカボイラで石炭を燃焼させる際にストーカボイラにおける石炭の燃焼適合性を予測する石炭の燃焼適合性予測方法に関する。また、本発明は、前述の石炭の燃焼適合性予測方法を利用した石炭仲介取引システム、石炭仲介取引方法、この方法を実行させるためのプログラムおよびこのプログラムを記録した記録媒体に関する。
背景技術
従来、ボイラは、燃料の種別によって、石炭などの固体燃料を燃料とするボイラと、液体や気体などを燃料とするボイラとに分けられる。
固体燃料を燃料とするボイラ、とくに、石炭を燃料とするボイラとしては、石炭を火格子あるいは火床（ｆｉｒｅｇｒａｔｅ）と呼ばれる台の上で燃焼させる、ストーカボイラ（あるいは、鎖床式火格子ボイラとも呼ばれる）、あるいは、石炭を微粉に粉砕して燃焼させる微粉炭ボイラ、さらには、流動層ボイラなどが知られている。
これらのボイラで石炭を燃焼させる場合、同一の石炭を使用したとしても、ボイラの種別やボイラの運転条件などによって、ボイラ効率や燃焼効率が変動しやすいため、ボイラの種別やボイラの運転条件に適した石炭を選択することが重要である。
しかし、従来の取引においては、ボイラの種別や運転条件までも考慮して、石炭の種別を選択することは行われていなかったため、最適な石炭の選択が行われていない。
しかも、最適な石炭を選択するにしても、使用者が知り得る石炭メーカや取引業者から与えれる情報の中から、石炭を選択しなければならないから、最適な石炭を選択するにもおのずと限界がある。
一方、ボイラの中でも、ストーカボイラ（あるいは、鎖床式火格子ボイラ）は、石炭を燃焼させる炉と、この炉中における石炭の燃焼によって発生した熱を受けて水を加熱または蒸発させるボイラ本体と、炉と煙突とを結び炉内においてできたガスを煙突から大気中に放出するための煙道とを備える。炉には、石炭投入口が設けられているとともに、その石炭投入口の真下から炉内にかけて、火格子が所定の速度で循環搬送可能に設置されている。火格子が循環する各位置には、火格子上に向けて空気を供給する空気供給部が設けられている。
いま、石炭が石炭投入口に投入されると、その投入された石炭は、火格子の移動に伴って所定厚みの層状態で火格子上に積載され、この層状態のまま炉内に移動されていく。すると、炉内輻射熱により層表面が着火される。着火して燃焼を開始した石炭は、層表面から下層へ着火面が移動されるとともに、燃焼空気によりガス化され、燃焼される。なお、残った灰は灰回収口から炉外へ排出される。また、炉内で発生した排ガスは、煙道を通って煙突から大気中に放出される。
ところで、従来のストーカボイラにおいて、石炭を燃料として燃焼させる場合、ボイラの使用者（あるいは、作業者など）の経験などを基に、石炭種を選択して使用しているのが実状である。そのため、石炭種によっては、ボイラ効率や燃焼効率が悪いという場合もあった。
発明の開示
本発明の一つの目的は、ストーカボイラでの燃焼に適合する石炭か否かを予測することができる石炭の燃焼適合性予測方法を提供することにある。
本発明の石炭の燃焼適合性予測方法は、火格子を有するストーカボイラで石炭を燃焼させるにあたって、石炭の燃焼適合性を予測する石炭の燃焼適合性予測方法であって、石炭の特性性状値を用いて、前記ストーカボイラにおいて火格子単位面積あたりの石炭燃焼量を求め、この石炭燃焼量を基にストーカボイラでの燃焼適合性を予測することを特徴とする。
この予測方法によれば、石炭の特性性状値を用いて、ストーカボイラにおいて火格子単位面積あたりの石炭燃焼量を求めているから、石炭燃焼量を正確に求めることができる。そして、その石炭燃焼量を基に、ストーカボイラでの燃焼適合性を予測するようにしたから、選択した石炭が使用しようとするストーカボイラでの燃焼に適合する石炭種であるか否かを判定できる。
従って、ストーカボイラを使用する使用者に対して、石炭を購入する際の判断材料を与えることができ、その結果、使用者は、ストーカボイラでの燃焼適合性と経済性とを考慮しながら石炭種などの選択が可能である。
本発明の燃焼適合性予測方法において、石炭の特性性状値は、灰分Ａ、全水分Ｍおよび揮発分ＶＭであることが望ましい。
このような灰分Ａ、全水分Ｍおよび揮発分ＶＭを、石炭燃焼量を求める際の特性性状値として用いれば、ストーカボイラにおいて火格子単位面積あたりの石炭燃焼量を正確に求めることができる。
また、石炭の特性性状値として、上記灰分Ａ、全水分Ｍおよび揮発分ＶＭとともに、高位発熱量ＨＣＶを用いてもよい。
その際、石炭燃焼量Ｗを求めるにあたっては、次式またはその近似式を用いて求めることが望ましい。
Ｗ＝Ｋ×Ｆ／（１−Ａ−Ｍ）／（１−ＶＭ）
ただし、Ｋ：ボイラの運転係数、Ｆ：炭素燃焼係数である。
ここで、ボイラの運転係数としては、たとえば、ストーカボイラへの総空気供給量、ストーカボイラの火格子各部における空気供給量割合、火格子速度などを挙げることができる。
また、炭素燃焼係数については、燃焼状態によって決まる０〜１の数値であって、主に、揮発分ＶＭや灰分Ａを要素として決定することができる。また、場合によっては、これらと高位発熱量ＨＣＶを要素としてもよい。
具体的には、炭素燃焼係数Ｆを、次の（１ａ）式もしくは（１ｂ）式、または、これらいずれかの近似式を用いて求めることが望ましい。
Ｆ＝−ａ×ＶＭ＋ｂ×Ａ（１−ｃ×Ａ）＋ｄ………（１ａ）
ただし、ａ，ｂ，ｃ，ｄは正の数値である。
Ｆ＝−ｅ×ＶＭ−ｆ×Ａ−ｇ×ＨＣＶ＋ｈ ………（１ｂ）
ただし、ＨＣＶは熱乾燥基準の高位発熱量、
ｅ，ｆ，ｇ，ｈは正の数値である。
一方、炭素燃焼係数Ｆを、石炭代表粒径を変数に入れて求めるようにしてもよい。
具体的には、前記炭素燃焼係数Ｆを、次式またはその近似式を用いて求めることができる。
Ｆ＝Ｆ１×ＡＦ×δ ………（１ｃ）
Ｆ１＝（−ｊ×Ｄｐ＋ｋ×Ａ−ｌ）×ＣＲ^２
＋（ｍ×Ｄｐ−ｎ×Ａ＋ｏ）×ＣＲ
＋（−ｐ×Ｄｐ＋ｑ×Ａ−ｒ）
ただし、ＣＲ：石炭の工業分析値および元素分析値で決定される特性係数
Ｄｐ：石炭の代表粒径
Ａ：灰分
ｊ，ｋ，ｌ，ｍ，ｎ，ｏ，ｐ，ｑ，ｒは正の数値
ＡＦ＝α×（１／ＥＸ）^β
ただし、ＡＦ：空気利用に関する係数
ＥＸ：空気過剰率
α，βは正の数値
δ：装置特性に関する係数で０〜１．０の正の数値
さらに、石炭燃焼量Ｗを求めるにあたっては、総空気供給量、または、総空気供給量およびストーカボイラの火格子各部における空気供給量割合を変数に入れて求めることが望ましい。
具体的には、次式またはその近似式を用いて求めればよい。
Ｗ＝ΣＭｊ×Ｇｊ×Ｔｊ×ΣＦｊ／（１−Ａ−Ｍ）／（１−ＶＭ）
ただし、添え字ｊ：火格子長さの位置を表す番号
Ｍｊ：空気量に関する係数
Ｇｊ：火格子ｊ位置にＴｊ時間に供給する空気量
Ｔｊ：火格子ｊ位置の滞留時間
である。
このような総空気供給量、または、総空気供給量およびストーカボイラの火格子各部における空気供給量割合を変数に入れて、石炭燃焼量Ｗを求めれば、石炭燃焼量をより正確に求めることができる。
一般に、石炭を完全燃焼させるためには、石炭の完全燃焼のために必要な理論空気量より多くの空気を供給する必要がある。その理由は、理論空気量を供給しただけでは、石炭の各部分にゆきわたらないため、ある部分は不完全燃焼の状態で放出される。固体燃料においては、空気に接するのは表面のみであるから、過剰空気を相当多くしなければならない。しかし、供給空気量が多すぎると、燃焼生成物が多くなり、かつ、燃焼温度を低下させるだけでなく、これに伴う熱損失も増加するから、熱効率を低め、燃料の浪費となる。
とくに、ストーカボイラの場合、火格子上に積層された石炭は、火格子の移動に伴って層状態のまま炉内に移動され、最初に、層表面が着火され、続いて、層表面から下層へ着火面が移動され、さらに、ガス化、燃焼される各過程を経るため、各過程（各位置）での空気供給割合が燃焼効率を向上させる上で重要な要素となる。
このようなことから、ストーカボイラに供給する総空気供給量、または、総空気供給量およびストーカボイラの火格子各部における空気供給量割合を変数に入れて、石炭燃焼量Ｗを求めれば、石炭燃焼量をより正確に求めることができる。
また、石炭燃焼量Ｗを求めるにあたっては、火格子速度を変数に入れて求めることが望ましい。
具体的には、次式またはその近似式を用いて求めればよい。
Ｗ＝（Ｌ／Ｖ）×Σ（Ｍｊ×Ｇｊ）×ΣＦｊ／（１−Ａ−Ｍ）／（１−ＶＭ）
ただし、Ｖ：火格子速度
Ｌ：火格子の有効長さ
である。
このような火格子速度を変数に入れて、石炭燃焼量Ｗを求めれば、石炭燃焼量をより正確に求めることができる。つまり、火格子が移動しながら、その上に積層した石炭を燃焼させる型式の場合、火格子の移動速度が燃焼効率に大きく影響を与える要因であるから、その火格子の移動速度を考慮して、石炭燃焼量Ｗを求めれば、石炭燃焼量をより正確に求めることができる。
また、上述したいずれかの方法で求めた石炭燃焼量を用いて、ボイラ効率および燃焼効率を予測することが望ましい。
ボイラ効率については、日本工業規格「陸用ボイラ熱勘定方式」（Ｂ８２２２−１９９３）のうち「熱損失法」に準拠して予測することが望ましい。
燃焼効率については、日本工業規格「陸用ボイラ熱勘定方式」（Ｂ８２２２−１９９３）のうち「熱損失法」に準拠して予測することが望ましい。
この際、燃殻中の未燃分による熱損失Ｌ４の予測式として次式を用いる。
Ｌ４＝｛（Ｂ−Ｗ）×８１００／（Ｂ×ＣＶ）｝＋Ｄ
ただし、Ｂ：ボイラへ投入した石炭量
ＣＶ：石炭発熱量
Ｄ：排ガス中のダストに起因する熱損失
である。
このようにして、ボイラ効率および燃焼効率を予測すれば、ストーカボイラでの燃焼に適合する石炭か否かを的確に予測することができる。
さらに、煤煙発生量および／またはＳＯｘ量を予測することが望ましい。
その際、ＳＯｘ量を、次式を用いて求めることが望ましい。
ＳＯｘ［Ｎｍ^３／Ｎｍ^３排ガス］＝硫黄分［ｋｇ／ｋｇ石炭］
×（２２．４／３２）／乾き排ガス量［Ｎｍ^３／ｋｇ石炭］
このようにして、煤煙発生量およびＳＯｘ量を予測すれば、環境に与える影響を考慮して、石炭種などを選択することができる。
本発明の別の目的は、広範でより多くの情報の中から、ボイラの種別や運転条件に最も適した石炭を選択することができる、石炭仲介取引システム、石炭仲介取引方法、この方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体およびプログラムを提供することにある。
本発明の石炭仲介取引システムは、前述した石炭の燃焼適合性予測方法を応用して、ボイラの種別や運転条件に最も適した石炭を選択するようにしたものである。
本発明の石炭仲介取引システムは、石炭を販売する売主と、ボイラで使用する石炭を購入する買主との間で、石炭の取引を仲介する石炭仲介取引システムであって、前記石炭に関する情報を各石炭種毎に記憶した石炭情報記憶手段と、前記ボイラに関する情報を記憶するボイラ情報記憶手段と、このボイラ情報記憶手段に記憶されたボイラに関する条件において、前記石炭情報記憶手段に記憶された各石炭種の中から燃焼に適合する石炭種の適合順位を予測し、この適合順位の高い１または複数の石炭種を選択して前記買主に提示する選択提示手段とを備えることを特徴とする。
この石炭仲介取引システムによれば、予め、販売しようとする石炭に関する情報が各石炭種毎に石炭情報記憶手段に記憶された状態において、たとえば、買主が使用しているボイラに関する情報がボイラ情報記憶手段に記憶されると、選択提示手段は、ボイラ情報記憶手段に記憶されたボイラに関する条件において、石炭情報記憶手段に記憶された各石炭種の中から燃焼に適合する石炭種の適合順位を予測し、この適合順位の高い１または複数の石炭種を選択して提示する。
従って、予め、販売しようとする石炭に関する情報を各石炭種毎に石炭情報記憶手段させておけば、広範でより多くの情報の中から、使用するボイラに関する情報、たとえば、ボイラの種別や運転条件などに最も適した石炭を選択することができる。
本発明の石炭仲介取引システムにおいて、石炭に関する情報は、石炭中に含まれる灰分Ａ、全水分Ｍおよび揮発分ＶＭを含み、選択提示手段は、前記ボイラ情報記憶手段に記憶されたボイラに関する条件において、前記石炭情報記憶手段に記憶された各石炭種毎に、その石炭中に含まれる灰分Ａ、全水分Ｍおよび揮発分ＶＭを基に、石炭燃焼量を求め、この石炭燃焼量を基に燃焼に適合する石炭種の適合順位を予測することが望ましい。
その際、石炭燃焼量Ｗを求めるにあたっては、次式またはその近似式を用いて求めることが望ましい。
Ｗ＝Ｋ×Ｆ／（１−Ａ−Ｍ）／（１−ＶＭ）
ただし、Ｋ：ボイラの運転係数、Ｆ：炭素燃焼係数である。
ここで、ボイラの運転係数Ｋとしては、たとえば、ストーカボイラの場合、ストーカボイラへの総空気供給量、ストーカボイラの火格子各部における空気供給量割合、火格子速度などを挙げることができる。
また、炭素燃焼係数Ｆについては、燃焼状態によって決まる０〜１の数値であって、主に、揮発分ＶＭや灰分Ａを要素として決定することができる。また、場合によっては、これらと高位発熱量ＨＣＶ、石炭代表粒径Ｄｐを要素としてもよい。
具体的には、炭素燃焼係数Ｆは、次の（１ａ）式、（１ｂ）式もしくは（１ｃ）式、または、これらいずれかの近似式を用いて求めることができる。
Ｆ＝−ａ×ＶＭ＋ｂ×Ａ（１−ｃ×Ａ）＋ｄ………（１ａ）
ただし、ａ，ｂ，ｃ，ｄは正の数値である。
Ｆ＝−ｅ×ＶＭ−ｆ×Ａ−ｇ×ＨＣＶ＋ｈ ………（１ｂ）
ただし、ＨＣＶは熱乾燥基準の高位発熱量、
ｅ，ｆ，ｇ，ｈは正の数値である。
Ｆ＝Ｆ１×ＡＦ×δ ………（１ｃ）
Ｆ１＝（−ｊ×Ｄｐ＋ｋ×Ａ−ｌ）×ＣＲ^２
＋（ｍ×Ｄｐ−ｎ×Ａ＋ｏ）×ＣＲ
＋（−ｐ×Ｄｐ＋ｑ×Ａ−ｒ）
ただし、ＣＲ：石炭の工業分析値および元素分析値で決定される特性係数
Ｄｐ：石炭の代表粒径
Ａ：灰分
ｊ，ｋ，ｌ，ｍ，ｎ，ｏ，ｐ，ｑ，ｒは正の数値
ＡＦ＝α×（１／ＥＸ）^β
ただし、ＡＦ：空気利用に関する係数
ＥＸ：空気過剰率
α，βは正の数値
δ：装置特性に関する係数で０〜１．０の正の数値
このような灰分Ａ、全水分Ｍおよび揮発分ＶＭ、または、これらと高位発熱量ＨＣＶ、石炭代表粒径Ｄｐを、石炭燃焼量を求める際のパラメータとして用いれば、ボイラにおける石炭燃焼量を正確に求めることができる。その結果、石炭燃焼量を正確に求めることができるから、その石炭燃焼量を基に、ボイラでの燃焼適合性を予測することができ、選択した石炭が使用しようとするボイラでの燃焼に適合する石炭種であるか否かを判定できる。
本発明の石炭仲介取引方法は、上述した石炭仲介取引システムを、石炭仲介取引方法として展開したものである。
この石炭仲介取引方法によれば、上述した石炭仲介取引システムで述べた効果と同等な効果を奏することができる。
本発明のプログラムは、上述したいずれかの石炭仲介取引方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムである。
本発明の記録媒体は、上述したいずれかの石炭仲介取引方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体である。
このプログラムおよび記録媒体によれば、インターネットなどに用いられる汎用サーバに本発明のプログラムをインストールすることにより、上述したいずれかの石炭仲介取引方法を汎用サーバで実行させることができるため、本発明の石炭仲介取引方法の利用促進を図ることができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
［第一実施形態］
本実施形態の石炭の燃焼適合性予測方法は、火格子を有するストーカボイラで石炭を燃焼させるにあたって、石炭の燃焼適合性を予測する石炭の燃焼適合性予測方法であって、石炭の特性性状値を用いて、ストーカボイラにおいて火格子単位面積あたりの石炭燃焼量を求め、この石炭燃焼量を基にストーカボイラでの燃焼適合性を予測する。
そこで、まず、ストーカボイラについて説明する。
ストーカボイラは、図１に示すように、石炭を燃焼させる炉１と、この炉１中における石炭の燃焼によって発生した熱を受けて水を加熱、蒸発させるボイラ本体１１と、炉１と煙突（図示省略）とを結び炉１内においてできたガスを煙突から大気中に放出するための煙道１４とを備える。
炉１には、石炭投入口２が設けられているとともに、その石炭投入口２の真下から炉１内にかけて、火格子３が所定の速度で循環搬送可能に設置されている。具体的には、無端状の火格子３が前後の駆動輪によって循環しながら回行するようになっている。火格子３が循環する各位置には、火格子３上に向けて空気を供給する空気供給部４が設けられているとともに、火格子３の下方位置に漏炭を集めて排出する漏炭排出口５が設けられている。また、火格子３の搬送方向先端側には、灰回収口６が設けられている。
ボイラ本体１１は、内部に水を蓄えた貯水器１２と、この貯水器１２に連通され炉１内に配置された複数本の伝熱管１３とを備える。
従って、石炭が石炭投入口２に投入されると、その投入された石炭は、火格子３の移動に伴って所定厚みの層状態で火格子３上に積載され、この層状態のまま炉１内に移動されていく。このとき、炉内での石炭の不均一燃焼が抑制されるように、石炭の層厚みや火格子送り速度などを適正に調整しておく。炉内に移動された石炭は、炉内輻射熱により層表面が着火される。この場合も、着火遅れがないように、空気配分を適正に調整しておく。着火して燃焼を開始した石炭は、層表面から下層へ着火面が移動されるとともに、燃焼空気によりガス化され、燃焼される。この際、層表面から下層への着火面の移動が均一かつ最大速度になるように、空気供給速度を調整しておくとともに、煤煙の発生が極力抑えられるように、つまり、完全燃焼するように、空気配分も適正に調整しておく。なお、残った灰は灰回収口６から炉外へ排出される。また、炉内で発生した排ガスは、煙道１４を通って煙突から大気中に放出される。
次に、石炭の特性性状値を用いて石炭燃焼量を求めるには、次のようにして行う。
石炭の特性性状値としては、灰分Ａ、全水分Ｍおよび揮発分ＶＭを選択し、これらを次式に適用して、石炭燃焼量Ｗを求める。
Ｗ＝Ｋ×Ｆ／（１−Ａ−Ｍ）／（１−ＶＭ） ……………（１）
ただし、Ｋ：ボイラの運転係数、Ｆ：炭素燃焼係数である。
ここで、炭素燃焼係数Ｆは、次の（１ａ）式、（１ｂ）式または（１ｃ）式によって求めることができる。
Ｆ＝−ａ×ＶＭ＋ｂ×Ａ（１−ｃ×Ａ）＋ｄ …………（１ａ）
ただし、ａ，ｂ，ｃ，ｄは正の数値を示す。
Ｆ＝−ｅ×ＶＭ−ｆ×Ａ−ｇ×ＨＣＶ＋ｈ …………（１ｂ）
ただし、ＨＣＶは熱乾燥基準の高位発熱量、ｅ，ｆ，ｇ，ｈは正の数値を示す。
Ｆ＝Ｆ１×ＡＦ×δ ………（１ｃ）
Ｆ１＝（−ｊ×Ｄｐ＋ｋ×Ａ−ｌ）×ＣＲ^２
＋（ｍ×Ｄｐ−ｎ×Ａ＋ｏ）×ＣＲ
＋（−ｐ×Ｄｐ＋ｑ×Ａ−ｒ）
ただし、ＣＲ：石炭の工業分析値および元素分析値で決定される特性係数
Ｄｐ：石炭の代表粒径
Ａ：灰分
ｊ，ｋ，ｌ，ｍ，ｎ，ｏ，ｐ，ｑ，ｒは正の数値
ＡＦ＝α×（１／ＥＸ）^β
ただし、ＡＦ：空気利用に関する係数
ＥＸ：空気過剰率
α，βは正の数値
δ：装置特性に関する係数で０〜１．０の正の数値
これらの値は、実測値およびシミュレーション実験などで設定すればよい。
以上より、炭素燃焼係数Ｆは、主に、揮発分ＶＭや灰分Ａによって求めることができ、一般に、揮発分ＶＭや灰分Ａが大きくなると、炭素燃焼係数Ｆは小さくなる。
従って、このような灰分Ａ、全水分Ｍおよび揮発分ＶＭ、または、これらと高位発熱量ＨＣＶ、石炭代表粒径Ｄｐを、石炭燃焼量を求める際の特性性状値として用いれば、石炭燃焼量を正確に求めることができる。
また、上記（１）式において、ボイラの運転係数Ｋとして、総空気供給量およびストーカボイラの火格子各部における空気供給量割合を変数に入れて、石炭燃焼量Ｗを求めるようにしてもよい。その場合には、次式またはその近似式を用いる。
Ｗ＝ΣＭｊ×Ｇｊ×Ｔｊ×ΣＦｊ／（１−Ａ−Ｍ）／（１−ＶＭ）…（２）
ただし、添え字ｊ：火格子長さの位置を表す番号
Ｍｊ：空気量に関する係数
Ｇｊ：火格子ｊ位置にＴｊ時間に供給する空気量
Ｔｊ：火格子ｊ位置の滞留時間
である。
このような総空気供給量およびストーカボイラの火格子各部における空気供給量割合を変数に入れて、石炭燃焼量Ｗを求めれば、石炭燃焼量をより正確に求めることができる。
一般に、石炭の完全燃焼させるためには、石炭の完全燃焼のために必要な理論空気量より多くの空気を供給する必要がある。その理由は、理論空気量を供給しただけでは、石炭の各部分にゆきわたらないため、ある部分は不完全燃焼の状態で放出される。固体燃料においては、空気に接するのは表面のみであるから、過剰空気を相当多くしなければならない。しかし、供給空気量が多すぎると、燃焼生成物が多くなり、かつ、燃焼温度を低下させるだけでなく、これに伴う熱損失も増加するから、熱効率を低め燃料の浪費となる。
とくに、ストーカボイラの場合、火格子上に積層された石炭は、火格子の移動に伴って層状態のまま炉内に移動され、最初に、層表面が着火され、続いて、層表面から下層へ着火面が移動され、さらに、ガス化、燃焼される各過程を経るため、各過程（各位置）での空気供給割合が燃焼効率を向上させる上で重要な要素となる。
このようなことから、ストーカボイラに供給する総空気供給量およびストーカボイラの火格子各部における空気供給量割合を変数に入れて、石炭燃焼量Ｗを求めれば、石炭燃焼量をより正確に求めることができる。
さらに、上記（２）式において、ボイラの運転係数Ｋとして、火格子速度を変数に入れて、石炭燃焼量Ｗを求めれば、より好ましい。その際、次式またはその近似式を用いる。
Ｗ＝（Ｌ／Ｖ）×Σ（Ｍｊ×Ｇｊ）×ΣＦｊ／（１−Ａ−Ｍ）／（１−ＶＭ） ……（３）
ただし、Ｖ：火格子速度
Ｌ：火格子の有効長さ
である。
このような火格子速度を変数に入れて、石炭燃焼量Ｗを求めれば、石炭燃焼量をより正確に求めることができる。つまり、火格子が移動しながら、その上に積層した石炭を燃焼させる型式の場合、火格子の移動速度が燃焼効率に大きく影響を与える要因であるから、その火格子の移動速度を考慮して、石炭燃焼量Ｗを求めれば、石炭燃焼量をより正確に求めることができる。
次に、上述したいずれかの方法で求めた石炭燃焼量を用いて、ボイラ効率および燃焼効率を予測する。
ボイラ効率ηｂについては、日本工業規格「陸用ボイラ熱勘定方式」（Ｂ８２２２−１９９３）のうち「熱損失法」に準拠して予測する。
すなわち、ボイラ効率ηｂは、次式から予測する。
ηｂ＝１−（ΣＬ／１００） …………（４）
ただし、ΣＬ：各種熱損失割合Ｌ１〜Ｌ６の合計
Ｌ１：燃焼によって生じる排ガスの熱損失割合
Ｌ２：炉内吹込蒸気などによる熱損失割合
Ｌ３：不完全燃焼ガスによる熱損失割合
Ｌ４：燃殻中の未燃分による熱損失割合
Ｌ５：放射熱による熱損失割合
Ｌ６：その他
である。
燃焼効率ηｃについては、日本工業規格「陸用ボイラ熱勘定方式」（Ｂ８２２２−１９９３）のうち「熱損失法」に準拠して予測する。
すなわち、燃焼効率ηｃは、次式から予測する。
ηｃ＝１−Ｌ３−Ｌ４………（５）
ただし、Ｌ３：不完全燃焼ガスによる熱損失
Ｌ４：燃殻中の未燃分による熱損失
である。
上記（５）式において、燃殻中の未燃分による熱損失Ｌ４の予測式として、次式を用いる。
Ｌ４＝Ｕ×８１００／（Ｂ×ＣＶ）＋Ｄ ………（６）
ここで、Ｕは未燃炭素量で、
Ｕ＝（Ｂ−Ｗ）
である。
従って、燃焼効率ηｃは、次の通りである。
ηｃ＝１−Ｌ３−｛Ｕ×８１００／（Ｂ×ＣＶ）＋Ｄ｝……（７）
ただし、Ｂ：ボイラへ投入した石炭量
ＣＶ：石炭発熱量
Ｄ：排ガス中のダストなどに起因する熱損失
である。
このようにして、ボイラ効率および燃焼効率を予測すれば、ストーカボイラでの燃焼に適合する石炭か否かを的確に予測することができる。
さらに、煤煙発生量およびＳＯｘ量を予測すれば、より好ましい。その際、ＳＯｘ量については、次式を用いて求める。
ＳＯｘ［Ｎｍ^３／Ｎｍ^３排ガス］＝硫黄分［ｋｇ／ｋｇ石炭］
×２２．４／３２／乾き排ガス量［Ｎｍ^３／ｋｇ石炭］…（８）
このようにして、煤煙発生量およびＳＯｘ量を予測すれば、環境に与える影響を考慮して、石炭種などを選択することができる。
［第二実施形態］
以下、第二実施形態として、本発明に基づく石炭仲介取引システムについて説明する。
（システム構成）
図２は、本実施形態の石炭仲介取引システムの概略構成を示す図である。この石炭仲介取引システム２１は、石炭を販売する売主と、ボイラで使用する石炭を購入する買主との間で、石炭の取引を仲介する石炭仲介取引システムであって、ボイラユーザ端末２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃと、石炭採掘業者端末２３と、石炭取引業者端末２４と、ボイラメーカ端末２５と、研究やプロジェクト企画者所有の端末２６と、サーバ２７とを備え、これらは、インターネットなどのネットワーク２８を介して互いに通信可能に接続されている。
ボイラユーザ端末２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃは、ボイラを有しそのボイラで使用する石炭を燃料として購入しようとするボイラユーザ（買主）が所有する端末コンピュータであって、ノートパソコン、デスクトップパソコン、ブラウザ機能を有する携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ）などで構成されている。このボイラユーザ端末２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃは、通常のコンピュータと同様な構成、つまり、入力手段、表示手段、記憶手段および制御手段を備える。
ここで、入力手段から、使用しているボイラに関する条件を入力すると、これに応答してサーバ２７から配信されてくる各種情報が表示手段に表示されるようになっている。使用しているボイラに関する条件としては、ボイラの機種、運転条件などである。たとえば、石炭を移動する火格子上で燃焼させるストーカボイラの場合では、ストーカボイラへの総空気供給量、ストーカボイラの火格子各部における空気供給量割合、火格子速度などである。
石炭採掘業者端末２３は、石炭を採掘し販売しようとする業者（売主）が所有する端末コンピュータであって、ノートパソコン、デスクトップパソコンなどで構成されている。この石炭採掘業者端末２３は、通常のコンピュータと同様な構成、つまり、入力手段、表示手段、記憶手段および制御手段を備える。
ここで、入力手段からは、自社が採掘した石炭に関する情報を登録できるようになっている。石炭に関する情報としては、たとえば、石炭銘柄、灰分Ａ、全水分Ｍ、揮発分ＶＭ、酸素／炭素比（Ｏ／Ｃ）、粒度分布およびその他の特性性状値、さらに、単価、産地、メリットなどである。
石炭取引業者端末２４は、石炭採掘業者から石炭を購入するとともに、購入した石炭をボイラユーザなどに販売する石炭取引業者が所有する端末コンピュータであって、ノートパソコン、デスクトップパソコンなどで構成されている。この石炭取引業者端末２４は、通常のコンピュータと同様な構成、つまり、入力手段、表示手段、記憶手段および制御手段を備え、前記ボイラユーザ端末２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの機能および石炭採掘業者端末２３の機能の両機能を実行することができる。
ボイラメーカ端末２５は、ボイラメーカが所有する端末コンピュータである。このボイラメーカ端末２５や研究やプロジェクト企画者所有の端末２６も、通常のコンピュータと同様な構成、つまり、入力手段、表示手段、記憶手段および制御手段を備え、ボイラの機種や運転条件に適合する石炭種についての情報を取得できるようになっている。
サーバ２７は、図３に示すように、ネットワーク２８に情報受信手段３１および情報送信手段３２を介して接続されたＣＰＵなどからなる選択提示手段としての演算制御手段３３と、入力手段３４と、表示手段３５と、プログラム記憶手段３６と、販売しようとする石炭に関する情報を各石炭種毎に記憶した石炭情報記憶手段３７と、石炭を燃料とするボイラに関する情報を記憶するボイラ情報記憶手段３８とを備える。
演算制御手段３３は、ボイラ情報記憶手段３８に記憶されたボイラに関する条件において、石炭情報記憶手段３７に記憶された各石炭種の中から燃焼に適合する石炭種の適合順位を予測し、この適合順位の高い１または複数の石炭種を選択して買主側の端末に提示する機能を備える。
プログラム記憶手段３６には、後述する［システム動作］を実行させるためのプログラムが記憶されている。
石炭情報記憶手段３７には、図４に示すように、販売しようとする石炭の銘柄Ｎｏ１、Ｎｏ２……毎に、特性性状値（たとえば、灰分Ａ、全水分Ｍ、揮発分ＶＭ、酸素／炭素比（Ｏ／Ｃ）、粒度分布、その他など）、単価、産地、メリットなどが記憶されるようになっている。
ボイラ情報記憶手段３８には、ボイラの種別、ボイラの容量、ボイラの運転条件、たとえば、ストーカボイラの場合には、総空気供給量、火格子各部の空気量、火格子速度などが記憶されるようになっている。
（システムの動作）
（１）石炭販売業者からのアクセス（石炭情報の登録）
石炭を販売しようとする石炭採掘業者あるいは石炭取引業者は、石炭採掘業者端末２３（あるいは石炭取引業者端末２４）のブラウザソフトで、サーバ２７のＵＲＬ（ＵｎｉｆｏｒｍＲｅｓｏｕｒｃｅＬｏｃａｔｏｒｓ）を指定して、サーバ２７にアクセスする。
売主側の石炭採掘業者端末２３（あるいは石炭取引業者端末２４）からアクセス要求を受けたサーバ２７は、アクセスした石炭採掘業者端末２３（あるいは石炭取引業者端末２４）に対して、石炭情報登録画面（図５参照）を出力する。
売主は、石炭採掘業者端末２３（あるいは石炭取引業者端末２４）に表示された石炭情報登録画面に基づいて、石炭情報を入力し、サーバ２７へ出力する。つまり、石炭銘柄、特性性状値（たとえば、灰分Ａ、全水分Ｍ、揮発分ＶＭ、酸素／炭素比（Ｏ／Ｃ）、粒度分布、その他）、単価、産地、メリットなどを入力し、サーバ２７へ出力する。
売主側の石炭採掘業者端末２３（あるいは石炭取引業者端末２４）から石炭情報を受け付けたサーバ２７は、その石炭情報に基づいて、石炭情報記憶手段３７に特性性状値（たとえば、灰分Ａ、全水分Ｍ、揮発分ＶＭ、酸素／炭素比（Ｏ／Ｃ）、粒度分布、その他）、単価、産地、メリットを記憶させる。
このようにして、複数の石炭採掘業者あるいは石炭取引業者から、販売しようとする石炭に関する情報を受け付けると、石炭情報記憶手段３７には、複数の石炭銘柄に関する特性性状値のほかに、単価、産地、メリットなどが順番に記憶されていく。
（２）ボイラユーザ（石炭購入者）からのアクセス（ボイラ情報の登録）
石炭を購入しようとするボイラユーザあるいは石炭取引業者は、ボイラユーザ端末２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ（あるいは石炭取引業者端末２４）を利用して、サーバ２７にアクセスする。
買主側のボイラユーザ端末２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ（あるいは石炭取引業者端末２４）からアクセス要求を受けたサーバ２７は、アクセスしたボイラユーザ端末２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ（あるいは石炭取引業者端末２４）に対して、ボイラ情報登録画面（図６参照）を出力する。
買主は、ボイラユーザ端末２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ（あるいは石炭取引業者端末２４）に表示されたボイラ情報登録画面に基づいて、ボイラ情報を入力し、サーバ２７へ出力する。つまり、ボイラの種別、ボイラの容量、ボイラの運転条件（たとえば、ストーカボイラの場合には、総空気供給量、火格子各部の空気量、火格子速度など）などを入力し、サーバ２７へ出力する。
買主側のボイラユーザ端末２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ（あるいは石炭取引業者端末２４）からボイラ情報を受け付けたサーバ２７は、そのボイラ情報をボイラ情報記憶手段３８に記憶し、かつ、そのボイラ情報記憶手段３８に記憶されたボイラに関する条件において、石炭情報記憶手段３７に記憶された各石炭種の中から燃焼に適合する石炭種の適合順位を予測し、この適合順位の高い１または複数の石炭種を選択して買主側のボイラユーザ端末２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ（あるいは石炭取引業者端末２４）に提示する。
これには、石炭情報記憶手段３７に記憶された各石炭銘柄毎に、その石炭の特性性状値、具体的には、その石炭中に含まれる灰分Ａ、全水分Ｍ、揮発分ＶＭおよび酸素／炭素比（Ｏ／Ｃ）などを基に、石炭燃焼量を求め、この石炭燃焼量を基に燃焼に適合する石炭種の適合順位を予測する。
石炭燃焼量Ｗを求めるにあたっては、次式を用いて求める。
Ｗ＝Ｋ×Ｆ／（１−Ａ−Ｍ）／（１−ＶＭ）……（１）
ただし、Ｋ：ボイラの運転係数、Ｆ：炭素燃焼係数である。
ここで、炭素燃焼係数Ｆは、次の（１ａ）式、（１ｂ）式もしくは（１ｃ）式、または、これらいずれかの近似式を用いて求めることができる。
Ｆ＝−ａ×ＶＭ＋ｂ×Ａ（１−ｃ×Ａ）＋ｄ………（１ａ）
ただし、ａ，ｂ，ｃ，ｄは正の数値を示す。
Ｆ＝−ｅ×ＶＭ−ｆ×Ａ−ｇ×ＨＣＶ＋ｈ ………（１ｂ）
ただし、ＨＣＶは熱乾燥基準の高位発熱量、ｅ，ｆ，ｇ，ｈは正の数値を示す。
Ｆ＝Ｆ１×ＡＦ×δ ………（１ｃ）
Ｆ１＝（−ｊ×Ｄｐ＋ｋ×Ａ−ｌ）×ＣＲ^２
＋（ｍ×Ｄｐ−ｎ×Ａ＋ｏ）×ＣＲ
＋（−ｐ×Ｄｐ＋ｑ×Ａ−ｒ）
ただし、ＣＲ：石炭の工業分析値および元素分析値で決定される特性係数
Ｄｐ：石炭の代表粒径
Ａ：灰分
ｊ，ｋ，ｌ，ｍ，ｎ，ｏ，ｐ，ｑ，ｒは正の数値
ＡＦ＝α×（１／ＥＸ）^β
ただし、ＡＦ：空気利用に関する係数
ＥＸ：空気過剰率
α，βは正の数値
δ：装置特性に関する係数で０〜１．０の正の数値
次に、この石炭燃焼量Ｗを基に、登録されたボイラでの燃焼に適合する石炭種の適合順位を予測する。
具体的には、石炭燃焼量Ｗを用いて、ボイラ効率および燃焼効率を予測し、更に、煤煙発生量およびＳＯｘ量を予測し、これらのボイラ効率、燃焼効率、煤煙発生量およびＳＯｘ量から適合順位を予想する。
ボイラ効率ηｂについては、日本工業規格「陸用ボイラ熱勘定方式」（Ｂ８２２２−１９９３）のうち「熱損失法」に準拠して予測する。
すなわち、ボイラ効率ηｂは、次式から予測する。
ηｂ＝１−（ΣＬ／１００） …………………（４）
ただし、ΣＬ：各種熱損失割合Ｌ１〜Ｌ６の合計
Ｌ１：燃焼によって生じる排ガスの熱損失割合
Ｌ２：炉内吹込蒸気などによる熱損失割合
Ｌ３：不完全燃焼ガスによる熱損失割合
Ｌ４：燃殻中の未燃分による熱損失割合
Ｌ５：放射熱による熱損失割合
Ｌ６：その他
である。
燃焼効率ηｃについては、日本工業規格「陸用ボイラ熱勘定方式」（Ｂ８２２２−１９９３）のうち「熱損失法」に準拠して予測する。
すなわち、燃焼効率ηｃは、次式から予測する。
ηｃ＝１−Ｌ３−Ｌ４ ………（５）
ただし、Ｌ３：不完全燃焼ガスによる熱損失
Ｌ４：燃殻中の未燃分による熱損失
である。
この式において、燃殻中の未燃分による熱損失Ｌ４の予測式として、次式を用いる。
Ｌ４＝（Ｕ×８１００／Ｂ×ＣＶ）＋Ｄ…………（６）
ここで、Ｕは未燃炭素量で、
Ｕ＝（Ｂ−Ｗ）
である。
従って、燃焼効率ηｃは、次の通りである。
ηｃ＝１−Ｌ３−｛Ｕ×８１００／（Ｂ×ＣＶ）＋Ｄ｝…（７）
ただし、Ｂ：ボイラへ投入した石炭量
ＣＶ：石炭発熱量
Ｄ：排ガス中のダストなどに起因する熱損失
である。
さらに、煤煙発生量およびＳＯｘ量のうち、ＳＯｘ量については、次式を用いて求める。
ＳＯｘ［Ｎｍ^３／Ｎｍ^３排ガス］＝硫黄分［ｋｇ／ｋｇ石炭］
×２２．４／３２／乾き排ガス量［Ｎｍ^３／ｋｇ石炭］…（８）
以上求めたボイラ効率、燃焼効率、煤煙発生量およびＳＯｘ量、さらに、ボイラの石炭消費量から適合順位を予想する。
ここで、ボイラの石炭消費量については、ボイラの所要熱量、石炭発熱量およびボイラ効率から求めることができる。たとえば、ボイラの所要熱量をＱ、石炭発熱量をＣＶ、ボイラ効率をηｂとすると、
ボイラの石炭消費量＝Ｑ／ＣＶ／ηｂ
で求めることができる。
適合順位を予想する方法は、状況によって種々の方法が用いられる。
たとえば、環境を重視する必要がある場合は、煤煙発生量やＳＯｘ量のファクタを大きくする。また、多くの場合は、煤煙発生量やＳＯｘ量が一定量以下で、ボイラ効率や燃焼効率が高い順に適合性を決定するのが好ましい。また、石炭消費量が少ない順に適合性を決定するのが好ましい。
あるいは、これらボイラ効率、燃焼効率、煤煙発生量およびＳＯｘ量、さらには石炭消費量に重み付け係数を掛けて総合評価点を求め、この総合評価点から適合順位を予想してもよい。この場合、重み付け係数を使用環境条件などに応じて代えて総合評価点を求めるようにすれば、使用環境毎に最も適した石炭の適合順位を予想することができる。
このようにして、得られた適合石炭銘柄リスト画面（図７参照）を、買主側のボイラユーザ端末２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ（あるいは石炭取引業者端末２４）へ送信する。
買主は、ボイラユーザ端末２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ（あるいは石炭取引業者端末２４）に表示された適合石炭種リスト画面を参照しながら、購入するか否かを判断する。
ここで、購入を希望する場合には、購入希望欄にチェックを入れると、購入しようとうする石炭銘柄についての購入票（図８参照）が表示される。
買主は、表示された購入票に基づいて、必要事項を入力したのち、サーバ２７へ送信する。つまり、購入量、納入先、納入日などを入力したのち、サーバ２７へ送信する。
買主側のボイラユーザ端末２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ（あるいは石炭取引業者端末２４）から購入票を受け付けたサーバ２７は、この購入票に基づいて、取引業務へ進む処理を行う。以後の処理については、売主と買主との間で取引を行う。
なお、この仲介取引においては、売主側が石炭情報の登録を行う際に手数料（登録料）をサーバ２７を管理する側に支払い、更に、毎年年会費として費用をサーバ２７を管理する側に支払う。
また、ボイラメーカや研究やプロジェクト企画者においても、上述した操作を行うことにより、つまり、自らが所有する端末から、ボイラ情報を登録することにより、そのボイラの種別や運転条件に最も適した石炭が何であるかの情報を取得することができる。
（第二実施形態の効果）
本実施形態の石炭仲介取引システムによれば、予め、販売しようとする石炭に関する情報が各石炭種毎に石炭情報記憶手段３７に記憶された状態において、買主が使用しているボイラに関する情報がボイラ情報記憶手段３８に記憶されると、演算制御手段３３は、ボイラ情報記憶手段３８に記憶されたボイラに関する条件において、石炭情報記憶手段３７に記憶された各石炭種の中から燃焼に適合する石炭種の適合順位を予測し、この適合順位の高い複数の石炭種を選択して、適合石炭銘柄リスト（図７）として買主に提示する。
従って、予め、販売しようとする石炭に関する情報を各石炭種毎に石炭情報記憶手段３７させておけば、広範でより多くの情報の中から、ボイラの種別や運転条件に最も適した石炭を選択することができる。
また、適合石炭銘柄リストには、ボイラ効率、燃焼効率、排ガス特性などの項目のほかに、単価、産地、メリットなどを表示するようにしたので、産地からの輸送コスト、あるいは、メリットに記載された内容などを考慮して、購入しようとする石炭種を選択することができる。
また、燃焼に適合する石炭種の適合順位を予測する際、石炭中に含まれる灰分Ａ、全水分Ｍ、揮発分ＶＭなどの特性性状値を基に、石炭燃焼量を求め、この石炭燃焼量を基に燃焼に適合する石炭種の適合順位を予測するようにしたので、適合する石炭種の適合順位を正確に求めることができる。
その際、石炭燃焼量Ｗを求めるにあたっては、
Ｗ＝Ｋ×Ｆ／（１−Ａ−Ｍ）／（１−ＶＭ）
ただし、Ｋ：ボイラの運転係数、Ｆ：炭素燃焼係数である。
から求めるようにしたから、石炭燃焼量を正確に求めることができる。
また、石炭燃焼量Ｗを用いて、ボイラ効率および燃焼効率を予測し、これらのボイラ効率および燃焼効率から適合順位を予想するようにしたので、使用するボイラに適合する石炭銘柄を正確に判定できる。
さらに、煤煙発生量およびＳＯｘ量を予測し、これらの煤煙発生量およびＳＯｘ量を加味して、適合順位を予想するようにしたので、環境に与える影響も考慮して石炭種を選択できる。
（第二実施形態の変形）
なお、本発明のシステムは、前述した実施形態に限られるものでなく、次に示すような変形例も含む。
前記実施形態では、販売しようとする石炭情報を、石炭採掘業者端末２３や石炭取引業者端末２４からネットワーク２８を介してサーバ２７に登録するようにしたが、これらのネットワーク２８を介することなく、販売しようとする石炭情報を、サーバ２７に直接入力するようにしてもよい。
前記実施形態では、石炭採掘業者端末２３や石炭取引業者端末２４から、販売しようとする石炭に関する情報、つまり、石炭中に含まれる灰分Ａ、全水分Ｍ、揮発分ＶＭおよび酸素／炭素比（Ｏ／Ｃ）などの特性性状値を入力するようにしたが、サーバ２７を管理する側において、石炭の分析を行い、この分析結果に基づいて、石炭の特性性状値を入力するようにしてもよい。その際、その分析作業に伴う費用（手数料）を、分析依頼側からサーバ２７の管理側は支払うようにすればよい。
前記実施形態では、ネットワーク２８を介して接続された端末２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ、３〜６と、サーバ２７とから構成したが、スタンドアロンタイプのコンピュータで実現してもよい。このような場合でも、同様な効果が期待できる。
上述したいずれかの石炭仲介取引方法を、コンピュータに実行させるためのプログラム、そのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体によれば、インターネットなどに用いられる汎用サーバに本発明のプログラムをインストールすることにより、上述したいずれかの石炭仲介取引方法を汎用サーバで実行させることができるため、本発明の石炭仲介取引方法の利用促進を図ることができる。
［実施例］
以下、前述した第一実施形態の石炭の燃焼適合性予測方法に基づく具体的な実施例について説明する。
（実施例１）
対象石炭の全水分Ｍ、灰分Ａ、揮発分ＶＭは、表１の実施例１の通りであった。このとき用いたボイラの火格子の有効長さＬ＝６ｍ、移送速度Ｖ＝９ｍ／ｈであった。供給空気量は、煤煙は発生せずかつ効率が最大となる過剰空気率ｍ＝１．６を設定した。

これらの石炭の諸物性を前述した（３）式に代入して、石炭燃焼量Ｗを計算した。炭素燃焼係数ΣＦｊは、灰分、揮発分との相関式を用いて算出したが、このときの係数は、ａ＝０．１４０，ｂ＝０．７９９，ｃ＝２．３３６，ｄ＝０．１４５である。（３）式の各々の係数は、次のような結果となった。
Ｌ／Ｖ＝０．６６７
ΣＭｊ＝０．１７５
ΣＧｊ＝１，６５０
ΣＦｊ＝０．１７４
Ｗ＝８６．９［Ｋｇ／ｍ^２］
なお、このときボイラへ投入した石炭の量Ｂは、火格子１ｍ^２当たり９８．０２Ｋｇであった。従って、燃殻中の未燃炭素による熱損失の割合は、（６）式を用いて、次のようになった。（６）式の中で、排ガス中のダストなどに起因する熱損失の割合Ｄは、ボイラの実績値から２．３％とした。
未燃炭素の発生量Ｕは、次式で計算した。
Ｂ＝９８．０２
Ｕ＝（Ｂ−Ｗ）＝１１．１６
燃殻中の未燃分による熱損失割合Ｌ４は、次式で計算した。
Ｄ＝２．３％
Ｌ４＝Ｕ×８１００／（Ｂ×ＣＶ）＋Ｄ＝２０．９％
燃焼効率ηｃは、Ｌ３を０とおいて、次式で計算した。
ηｃ＝１−Ｌ３−Ｌ４＝７９．１％
排ガス熱損失Ｌ１、放射熱による熱損失Ｌ５およびその他熱損失Ｌ６として、燃殻が持ち出す顕熱を加味し、ＪＩＳに基づき計算した結果を表２に示す。

従って、ボイラ効率ηｂは、次の通りとなった。
ηｂ＝１−ΣＬ＝６７．５％
１０ｔ／ｈのボイラの所要熱量が５，３９０，０００Ｋｃａｌ／ｈとすると、１時間あたりの石炭消費量は次の通りとなる。
ボイラの石炭消費量［Ｋｇ／ｈ］＝５，３９０，０００／ＣＶ／ηｂ＝１，６０７
１年間のボイラ稼働時間を８，０００時間とすると、年間の石炭消費量は次の通りである。
年間の石炭消費量［ｔ／ｙ］＝１２，８９５
（実施例２）
対象石炭の全水分Ｍ、灰分Ａ、揮発分ＶＭは、表３の実施例２の通りであった。このとき用いたボイラの火格子の有効長さＬ＝６ｍ、移送速度Ｖ＝９ｍ／ｈであった。供給空気量は、煤煙は発生せずかつ効率が最大となる過剰空気率ｍ＝１．６を設定した。

これらの石炭の諸物性を前述した（３）式に代入して、石炭燃焼量Ｗを計算した。炭素燃焼係数ΣＦｊは、灰分、揮発分との相関式を用いて算出したが、このときの係数は、ａ＝０．１４０，ｂ＝０．７９９，ｃ＝２．３３６，ｄ＝０．１４５である。（３）式の各々の係数は、次のような結果となった。
Ｌ／Ｖ＝０．６６７
ΣＭｊ＝０．１７５
ΣＧｊ＝１，６４０
ΣＦｊ＝０．１６６
Ｗ＝７４．２［Ｋｇ／ｍ^２］
なお、このときボイラへ投入した石炭の量Ｂは、火格子１ｍ^２当たり８１．２Ｋｇであった。従って、燃殻中の未燃炭素による熱損失の割合は、（６）式を用いて、次のようになった。（６）式の中で、排ガス中のダストなどに起因する熱損失の割合Ｄは、ボイラの実績値から１．８％とした。
未燃炭素の発生量Ｕは、次式で計算した。
Ｂ＝８１．２０
Ｕ＝（Ｂ−Ｗ）＝７．０２
燃殻中の未燃分による熱損失割合Ｌ４は、次式で計算した。
Ｄ＝１．８％
Ｌ４＝Ｕ×８１００／（Ｂ×ＣＶ）＋Ｄ＝１３．５％
燃焼効率ηｃは、Ｌ３を０とおいて、次式で計算した。
ηｃ＝１−Ｌ３−Ｌ４＝８６．５％
排ガス熱損失Ｌ１、放射熱による熱損失Ｌ５およびその他熱損失Ｌ６として、燃殻が持ち出す顕熱を加味し、ＪＩＳに基づき計算した結果を表４に示す。

従って、ボイラ効率ηｂは、次の通りとなった。
ηｂ＝１−ΣＬ＝７５．０％
１０ｔ／のボイラの所要熱量が５，３９０，０００Ｋｃａｌ／ｈとすると、１時間あたりの石炭消費量は次の通りとなる。
ボイラの石炭消費量［Ｋｇ／ｈ］＝５，３９０，０００／ＣＶ／ηｂ＝１，１９８
１年間のボイラ稼働時間を８，０００時間とすると、年間の石炭消費量は次の通りである。
年間の石炭消費量［ｔ／ｙ］＝９，８５２
（実施例３）
対象石炭の全水分Ｍ、灰分Ａ、揮発分ＶＭは、表５の実施例３の通りであった。このとき用いたボイラの火格子の有効長さＬ＝６ｍ、移送速度Ｖ＝９ｍ／ｈであった。供給空気量は、煤煙は発生せずかつ効率が最大となる過剰空気率ｍ＝１．６を設定した。

これらの石炭の諸物性を前述した（３）式に代入して、石炭燃焼量Ｗを計算した。炭素燃焼係数ΣＦｊは、灰分、揮発分との相関式を用いて算出したが、このときの係数は、ａ＝０．１４０，ｂ＝０．７９９，ｃ＝２．３３６，ｄ＝０．１４５である。（３）式の各々の係数は、次のような結果となった。
Ｌ／Ｖ＝０．６６７
ΣＭｊ＝０．１７５
ΣＧｊ＝１，７００
ΣＦｊ＝０．２０４
Ｗ＝６９．８［Ｋｇ／ｍ^２］
なお、このときボイラへ投入した石炭の量Ｂは、火格子１ｍ^２当たり７８．１４Ｋｇであった。従って、燃殻中の未燃炭素による熱損失の割合は、（６）式を用いて、次のようになった。（６）式の中で、排ガス中のダストなどに起因する熱損失の割合Ｄは、ボイラの実績値から１．８％とした。
未燃炭素の発生量Ｕは、次式で計算した。
Ｂ＝７８．１４
Ｕ＝（Ｂ−Ｗ）＝８．４６
燃殻中の未燃分による熱損失割合Ｌ４は、次式で計算した。
Ｄ＝１．８％
Ｌ４＝Ｕ×８１００／（Ｂ×ＣＶ）＋Ｄ＝１５．８％
燃焼効率ηｃは、Ｌ３を０とおいて、次式で計算した。
ηｃ＝１−Ｌ３−Ｌ４＝８４．２％
排ガス熱損失Ｌ１、放射熱による熱損失Ｌ５およびその他熱損失Ｌ６として、燃殻が持ち出す顕熱を加味し、ＪＩＳに基づき計算した結果を表６に示す。

従って、ボイラ効率ηｂは、次の通りとなった。
ηｂ＝１−ΣＬ＝７２．６％
１０ｔ／ｈのボイラの所要熱量が５，３９０，０００Ｋｃａｌ／ｈとすると、１時間あたりの石炭消費量は次の通りとなる。
ボイラの石炭消費量［Ｋｇ／ｈ］＝５，３９０，０００／ＣＶ／ηｂ＝１，１９０
１年間のボイラ稼慟時間を８，０００時間とすると、年間の石炭消費量は次の通りである。
年間の石炭消費量［ｔ／ｙ］＝９，５２１
（実施例４）
対象石炭の全水分Ｍ、灰分Ａ、揮発分ＶＭは、表７の実施例４の通りであった。このとき用いたボイラの火格子の有効長さＬ＝６ｍ、移送速度Ｖ＝９ｍ／ｈであった。供給空気量は、煤煙は発生せずかつ効率が最大となる過剰空気率ｍ＝１．６を設定した。

これらの石炭の諸物性を前述した（３）式に代入して、石炭燃焼量Ｗを計算した。この際、炭素燃焼係数Ｆは次式で求めた。
Ｆ＝Ｆ１×ＡＦ×δ
この式でＦ１は次式の通りである。
Ｆ１＝（−ｊ×Ｄｐ＋ｋ×Ａ−ｌ）×ＣＲ^２
＋（ｍ×Ｄｐ−ｎ×Ａ＋ｏ）×ＣＲ
＋（−ｐ×Ｄｐ＋ｑ×Ａ−ｒ）
ＣＲは石炭の工業分析値および元素分析値で決定される特性係数であり、ここではＣＲ＝５．６２９とした。
Ｄｐは石炭の代表粒径であり、２．５ｃｍであった。
ＡＦは空気利用に関する係数であり次式で計算できる。
ＡＦ＝α×（１／ＥＸ）^β
ここで、ＥＸは空気過剰率、α，βは正の数値であり、各々α＝０．８８９、β＝０．７５とした。
δは装置特性に関する係数で０〜１．０の正の数値であり、ここではδ＝１とした。
ｊ，ｋ，ｌ，ｍ，ｎ，ｏ，ｐ，ｑ，ｒは正の数値であり、各々次のように設定した。
ｊ＝０．０００７，ｋ＝０．００００５，ｌ＝０．００３４，
ｍ＝０．００２３，ｎ＝０．０００８，ｏ＝０．１１２９，
ｐ＝０．００９１，ｑ＝０．００２５，ｒ＝０．１６８８
以上から計算を行うと、次の値が得られる。
ＡＦ＝０．６２５
Ｆ１＝０．３０４
ΣＦｊ＝０．１９０
Ｌ／Ｖ＝０．６６７
ΣＭｊ＝０．１７５
ΣＧｊ＝１．６７２
Ｗ＝８６．７７２［Ｋｇ／ｍ^２］
なお、このときボイラへ投入した石炭の量Ｂは、火格子１ｍ^２当たり９１．９１Ｋｇであった。従って、燃殻中の未燃炭素による熱損失の割合は、（６）式を用いて、次のようになった。（６）式の中で、排ガス中のダストなどに起因する熱損失の割合Ｄは、ボイラの実績値から１．８％とした。
未燃炭素の発生量Ｕは、次式で計算した。
Ｂ＝９１．９１
Ｕ＝（Ｂ−Ｗ）＝５．１４
燃殻中の未燃分による熱損失割合Ｌ４は、次式で計算した。
Ｄ＝１．８％
Ｌ４＝Ｕ×８１００／（Ｂ×ＣＶ）＋Ｄ＝１０．３％
燃焼効率ηｃは、Ｌ３を０とおいて、次式で計算した。
ηｃ＝１−Ｌ３−Ｌ４＝８９．７％
排ガス熱損失Ｌ１、放射熱による熱損失Ｌ５およびその他熱損失Ｌ６として、燃殻が持ち出す顕熱を加味し、ＪＩＳに基づき計算した結果を表８に示す。

従って、ボイラ効率ηｂは、次の通りとなった。
ηｂ＝１−ΣＬ＝７８．１％
１０ｔ／ｈのボイラの所要熱量が５，３９０，０００Ｋｃａｌ／ｈとすると、１時間あたりの石炭消費量は次の通りとなる。
ボイラの石炭消費量［Ｋｇ／ｈ］＝５，３９０，０００／ＣＶ／ηｂ＝１，３０２
１年間のボイラ稼働時間を８，０００時間とすると、年間の石炭消費量は次の通りである。
年間の石炭消費量［ｔ／ｙ］＝１０，４１４
産業上の利用可能性
本発明は、石炭の燃焼適合性予測方法に関し、火格子を有するストーカボイラで石炭を燃焼させる際にストーカボイラにおける石炭の燃焼適合性を予測する際に利用できる。また、本発明は、石炭仲介取引システム、石炭仲介取引方法、この方法を実行させるためのプログラムおよびこのプログラムを記録した記録媒体に関し、石炭の仲介取引の際に利用できる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の一実施形態で用いるストーカボイラの構造を示す図である。
図２は本発明の実施形態に係る石炭仲介取引システムの構成を示す図である。
図３は同上実施形態におけるサーバの構成を示す図である。
図４は同上実施形態における石炭情報記憶手段の内容を示す図である。
図５は同上実施形態における石炭情報登録画面を示す図である。
図６は同上実施形態におけるボイラ情報登録画面を示す図である。
図７は同上実施形態における適合石炭銘柄リスト画面を示す図である。
図８は同上実施形態における石炭購入画面を示す図である。Technical field
The present invention relates to a method for predicting combustion suitability of coal, and more particularly, to a method for predicting combustion suitability of coal in a stoker boiler when burning coal in a stoker boiler having a grate. The present invention also relates to a coal intermediary transaction system, a coal intermediary transaction method using the above-described coal combustion compatibility predicting method, a program for executing the method, and a recording medium recording the program.
Background art
Conventionally, boilers are classified into boilers using solid fuel such as coal as fuel and boilers using liquid or gas as fuel, depending on the type of fuel.
A boiler using a solid fuel, particularly a coal-fired boiler, is a stoker boiler (or a chain-bed type grate boiler) in which coal is burned on a base called a grate or a fire grate. Also known are pulverized coal boilers that pulverize coal into fine powder and burn it, and fluidized bed boilers and the like.
When burning coal in these boilers, even if the same coal is used, the boiler efficiency and combustion efficiency tend to fluctuate depending on the type of boiler and operating conditions of the boiler. It is important to choose the right coal.
However, in the conventional transaction, the type of coal has not been selected in consideration of the type of boiler and the operating conditions, so that the selection of the optimum coal has not been performed.
Moreover, even when selecting the best coal, it is necessary to select the coal from the information provided by the coal manufacturers and traders that the user can know, so there is naturally a limit in selecting the best coal. is there.
On the other hand, among boilers, a stoker boiler (or chain bed grate boiler) includes a furnace for burning coal, and a boiler body for heating or evaporating water by receiving heat generated by burning the coal in the furnace. And a flue for connecting the furnace with the chimney and discharging gas generated in the furnace from the chimney to the atmosphere. The furnace is provided with a coal inlet, and a grate is installed so as to be circulated and conveyed at a predetermined speed from directly below the coal inlet to the inside of the furnace. Each position where the grate circulates is provided with an air supply unit for supplying air onto the grate.
Now, when coal is charged into the coal inlet, the charged coal is loaded on the grate in a layer state of a predetermined thickness along with the movement of the grate, and is moved into the furnace in this layer state. To go. Then, the layer surface is ignited by the radiation heat in the furnace. Coal that has ignited and started burning is moved from the layer surface to the lower layer, and is gasified by combustion air and burned. The remaining ash is discharged out of the furnace through the ash recovery port. Exhaust gas generated in the furnace is discharged to the atmosphere from a chimney through a flue.
By the way, in the conventional stoker boiler, when coal is burned as fuel, the actual situation is that a coal type is selected and used based on the experience of a boiler user (or a worker or the like). Therefore, depending on the type of coal, boiler efficiency and combustion efficiency were sometimes poor.
Disclosure of the invention
An object of the present invention is to provide a method for predicting combustion suitability of coal, which can predict whether the coal is suitable for combustion in a stoker boiler.
The coal combustion compatibility prediction method of the present invention is a coal combustion compatibility prediction method for predicting coal combustion compatibility when burning coal with a stoker boiler having a grate. The stoker boiler is used to determine the amount of coal burned per unit area of the grate and predict the combustion suitability of the stoker boiler based on the amount of burned coal.
According to this prediction method, the amount of coal combustion per unit area of the grate in the stoker boiler is determined using the characteristic property values of coal, so that the amount of coal combustion can be accurately determined. Then, based on the amount of coal combustion, the suitability for combustion in the stoker boiler was predicted, so it was determined whether or not the selected coal was a coal type suitable for combustion in the stoker boiler to be used it can.
Therefore, it is possible to provide a user who uses the stoker boiler with information for making a decision on purchasing coal, and as a result, the user can make use of the coal while taking into consideration the combustion suitability and economy of the stoker boiler. Selection of species and the like is possible.
In the combustion suitability prediction method of the present invention, it is desirable that the characteristic property values of the coal are ash A, total moisture M and volatile matter VM.
If such ash A, total moisture M and volatile matter VM are used as characteristic property values when calculating the amount of coal combustion, the amount of coal combustion per unit area of the grate in the stoker boiler can be accurately determined.
As the characteristic property value of the coal, a high calorific value HCV may be used together with the ash content A, the total moisture M, and the volatile content VM.
At that time, when obtaining the coal combustion amount W, it is desirable to use the following equation or its approximate equation.
W = K × F / (1-AM) / (1-VM)
Here, K is the operation coefficient of the boiler, and F is the carbon combustion coefficient.
Here, as the operation coefficient of the boiler, for example, a total air supply amount to the stoker boiler, an air supply ratio in each part of the grate of the stoker boiler, a grate speed, and the like can be mentioned.
Further, the carbon combustion coefficient is a numerical value of 0 to 1 determined by the combustion state, and can be determined mainly using the volatile matter VM and the ash A as factors. In some cases, these and the higher heating value HCV may be used as factors.
Specifically, it is desirable to obtain the carbon combustion coefficient F using the following equation (1a) or (1b), or any one of these approximate equations.
F = −a × VM + b × A (1-c × A) + d (1a)
Here, a, b, c, and d are positive numerical values.
F = −e × VM−f × A−g × HCV + h (1b)
However, HCV is a high calorific value based on thermal drying,
e, f, g, and h are positive numerical values.
On the other hand, the carbon combustion coefficient F may be determined by taking the coal representative particle diameter into a variable.
Specifically, the carbon combustion coefficient F can be determined using the following equation or an approximate equation thereof.
F = F1 × AF × δ (1c)
F1 = (− j × Dp + k × A−1) × CR²
+ (MxDp-nxA + o) xCR
+ (-PxDp + qxA-r)
However, CR: characteristic coefficient determined by the industrial analysis value and elemental analysis value of coal
Dp: Typical particle size of coal
A: Ash
j, k, l, m, n, o, p, q, r are positive numerical values
AF = α × (1 / EX)^β
Where AF is a coefficient related to air use
EX: excess air ratio
α and β are positive numbers
δ: Coefficient relating to device characteristics, a positive value between 0 and 1.0
Further, in obtaining the coal combustion amount W, it is desirable to obtain the total air supply amount or the total air supply amount and the air supply ratio in each part of the grate of the stoker boiler as variables.
Specifically, it may be obtained by using the following equation or its approximate equation.
W = ΣMj × Gj × Tj × ΣFj / (1-AM) / (1-VM)
Where subscript j is a number indicating the position of the grate length
Mj: Coefficient related to air volume
Gj: Air amount supplied to grate j position during Tj time
Tj: Residence time at grate j
It is.
If the total air supply amount, or the total air supply amount and the air supply ratio in each part of the grate of the stoker boiler are used as variables and the coal combustion amount W is determined, the coal combustion amount can be determined more accurately. it can.
Generally, in order to completely burn coal, it is necessary to supply more air than the theoretical air amount required for complete burning of coal. The reason is that supplying only the theoretical amount of air does not cover each part of the coal, so that some parts are released in incomplete combustion. In solid fuels, only the surface comes into contact with the air, so the excess air must be considerably increased. However, if the supply air amount is too large, not only the combustion products increase and the combustion temperature is lowered, but also the heat loss is increased, so that the heat efficiency is reduced and the fuel is wasted.
In particular, in the case of a stoker boiler, the coal stacked on the grate is moved into the furnace in a layered state with the movement of the grate, first the layer surface is ignited, and then the lower layer Since the ignition surface is moved, and further passes through each process of gasification and combustion, the air supply ratio in each process (each position) is an important factor in improving the combustion efficiency.
Therefore, if the total amount of air supplied to the stoker boiler, or the total amount of air supplied and the ratio of the amount of air supplied to each part of the grate of the stoker boiler, is taken as a variable, and the amount of coal combustion W is determined, the coal combustion The quantity can be determined more accurately.
In determining the amount of coal combustion W, it is desirable to determine the grate speed by taking it into a variable.
Specifically, it may be obtained by using the following equation or its approximate equation.
W = (L / V) × Σ (Mj × Gj) × ΣFj / (1-AM) / (1-VM)
Where V is the grate speed
L: Effective length of grate
It is.
If the coal burning amount W is determined by including such a grate speed as a variable, the coal burning amount can be more accurately determined. In other words, in the case of the type in which the grate moves and the coal stacked on it is burned, the moving speed of the grate is a factor that greatly affects the combustion efficiency. If the amount of coal combustion W is determined, the amount of coal combustion can be determined more accurately.
Further, it is desirable to predict the boiler efficiency and the combustion efficiency using the coal combustion amount obtained by any of the above-described methods.
It is desirable to predict the boiler efficiency based on the “heat loss method” of the Japanese industrial standard “Boiler heat accounting method for land” (B8222-1993).
It is desirable to predict the combustion efficiency in accordance with the “heat loss method” in the Japanese industrial standard “land boiler heat accounting method” (B8222-1993).
At this time, the following equation is used as an equation for estimating the heat loss L4 due to unburned components in the crust.
L4 = {(B−W) × 8100 / (B × CV)} + D
Where B is the amount of coal input to the boiler
CV: calorific value of coal
D: Heat loss due to dust in exhaust gas
It is.
By predicting the boiler efficiency and the combustion efficiency in this way, it is possible to accurately predict whether or not the coal is suitable for combustion in the stoker boiler.
Further, it is desirable to predict the soot generation amount and / or the SOx amount.
At this time, it is desirable to determine the SOx amount using the following equation.
SOx [Nm³/ Nm³Exhaust gas] = sulfur content [kg / kg coal]
× (22.4 / 32) / dry exhaust gas amount [Nm³/ Kg coal]
By predicting the amount of generated smoke and the amount of SOx in this way, it is possible to select a coal type and the like in consideration of the influence on the environment.
Another object of the present invention is to provide a coal intermediary trading system, a coal intermediary trading method, and a method for executing the method, which can select coal most suitable for the type of boiler and operating conditions from a wide range and more information. It is an object of the present invention to provide a recording medium on which a program for causing a program to be recorded is recorded.
The coal brokerage transaction system of the present invention selects the most suitable coal for the type of boiler and operating conditions by applying the above-described method for predicting combustion suitability of coal.
The coal intermediary transaction system of the present invention is a coal intermediary transaction system that mediates coal transactions between a seller who sells coal and a buyer that purchases coal used in a boiler. Coal information storage means stored for each type of coal, boiler information storage means for storing information about the boiler, and each coal stored in the coal information storage means under the conditions for the boiler stored in the boiler information storage means Selecting and presenting means for estimating the order of conformity of the coal type suitable for combustion from among the species, selecting one or more coal types having a high degree of conformity, and presenting the selected coal type to the buyer.
According to this coal intermediary transaction system, in a state where information on coal to be sold is stored in advance in the coal information storage means for each type of coal, for example, information on a boiler used by the buyer is stored in the boiler information storage. When stored in the means, the selection / presentation means predicts, in the conditions relating to the boiler stored in the boiler information storage means, the order of conformity of the coal type suitable for combustion from among the coal types stored in the coal information storage means. Then, one or more types of coal having a high matching order are selected and presented.
Therefore, if the information on the coal to be sold is stored in advance in the coal information storage means for each type of coal, information on the boiler to be used, such as the type and operating conditions of the boiler, is available from a wide range of more information. The most suitable coal can be selected.
In the coal intermediary transaction system according to the present invention, the information on coal includes ash A, total moisture M, and volatile matter VM contained in the coal, and the selection and presentation means is configured to execute the condition on the boiler stored in the boiler information storage means. For each coal type stored in the coal information storage means, the amount of coal combustion is determined based on the ash A, the total moisture M, and the volatile content VM contained in the coal, and the amount of combustion is determined based on the amount of coal combustion. It is desirable to predict the rank of the coal type that conforms to.
At that time, when obtaining the coal combustion amount W, it is desirable to use the following equation or its approximate equation.
W = K × F / (1-AM) / (1-VM)
Here, K is the operation coefficient of the boiler, and F is the carbon combustion coefficient.
Here, as the operation coefficient K of the boiler, for example, in the case of a stoker boiler, the total amount of air supplied to the stoker boiler, the ratio of the amount of air supplied to each part of the stoker boiler grate, the grate speed, and the like can be mentioned.
The carbon combustion coefficient F is a numerical value of 0 to 1 determined by the combustion state, and can be determined mainly using the volatile matter VM and the ash A as factors. In some cases, these, the higher heating value HCV, and the representative coal particle diameter Dp may be used as factors.
Specifically, the carbon combustion coefficient F can be obtained using the following equation (1a), (1b) or (1c), or any one of these approximate equations.
F = −a × VM + b × A (1-c × A) + d (1a)
Here, a, b, c, and d are positive numerical values.
F = −e × VM−f × A−g × HCV + h (1b)
However, HCV is a high calorific value based on thermal drying,
e, f, g, and h are positive numerical values.
F = F1 × AF × δ (1c)
F1 = (− j × Dp + k × A−1) × CR²
+ (MxDp-nxA + o) xCR
+ (-PxDp + qxA-r)
However, CR: characteristic coefficient determined by the industrial analysis value and elemental analysis value of coal
Dp: Typical particle size of coal
A: Ash
j, k, l, m, n, o, p, q, r are positive numerical values
AF = α × (1 / EX)^β
Where AF is a coefficient related to air use
EX: excess air ratio
α and β are positive numbers
δ: Coefficient relating to device characteristics, a positive value between 0 and 1.0
If the ash content A, the total moisture M and the volatile content VM, or these, the high calorific value HCV, and the representative coal particle size Dp are used as parameters for calculating the coal combustion amount, the coal combustion amount in the boiler can be accurately determined. You can ask. As a result, it is possible to accurately determine the amount of coal combustion, so that the combustion suitability of the boiler can be predicted based on the amount of coal combustion, and the selected coal is suitable for combustion in the boiler to be used It can be determined whether or not the coal type to be used.
The coal brokerage transaction method of the present invention is obtained by developing the above-described coal brokerage transaction system as a coal brokerage transaction method.
According to this coal intermediary transaction method, the same effects as those described in the coal intermediary transaction system described above can be obtained.
A program of the present invention is a program for causing a computer to execute any of the above-described coal intermediary transaction methods.
A recording medium of the present invention is a computer-readable recording medium that records a program for causing a computer to execute any of the above-described coal brokerage transaction methods.
According to the program and the recording medium, by installing the program of the present invention on a general-purpose server used for the Internet or the like, any of the above-described coal intermediary transaction methods can be executed by the general-purpose server. It is possible to promote the use of the coal brokerage transaction method.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First embodiment]
The coal combustion compatibility prediction method of the present embodiment is a coal combustion compatibility prediction method for predicting coal combustion compatibility when burning coal with a stoker boiler having a grate. Is used to determine the amount of coal burned per unit area of the grate in the stoker boiler, and the suitability of combustion in the stoker boiler is predicted based on the amount of coal burned.
Therefore, the stoker boiler will be described first.
As shown in FIG. 1, the stoker boiler includes a furnace 1 for burning coal, a boiler main body 11 for heating and evaporating water by receiving heat generated by burning the coal in the furnace 1, a furnace 1 and a chimney ( (Not shown), and a flue 14 for discharging gas generated in the furnace 1 from the chimney to the atmosphere.
The furnace 1 is provided with a coal inlet 2, and a grate 3 is installed so as to be circulated and conveyed at a predetermined speed from directly below the coal inlet 2 into the furnace 1. Specifically, the endless grate 3 rotates while being circulated by the front and rear drive wheels. At each position where the grate 3 circulates, an air supply unit 4 for supplying air toward the grate 3 is provided, and at the lower position of the grate 3 coal leakage is collected and discharged. An outlet 5 is provided. In addition, an ash collection port 6 is provided on the tip side in the transport direction of the grate 3.
The boiler main body 11 includes a water reservoir 12 storing water therein, and a plurality of heat transfer tubes 13 communicated with the water reservoir 12 and arranged in the furnace 1.
Therefore, when coal is injected into the coal inlet 2, the injected coal is loaded on the grate 3 in a layered state with a predetermined thickness as the grate 3 moves, and the furnace 1 remains in this layered state. Will be moved inside. At this time, the layer thickness of the coal, the grate feed speed, and the like are appropriately adjusted so that the uneven combustion of the coal in the furnace is suppressed. The layer surface of the coal moved into the furnace is ignited by radiant heat in the furnace. Also in this case, the air distribution is appropriately adjusted so that there is no ignition delay. Coal that has ignited and has started burning is moved from the layer surface to the lower layer, and is gasified by combustion air and burned. At this time, the air supply speed is adjusted so that the ignition surface moves from the layer surface to the lower layer uniformly and at the maximum speed, and soot generation is suppressed as much as possible, that is, complete combustion is performed. Also, adjust the air distribution appropriately. The remaining ash is discharged from the ash recovery port 6 to the outside of the furnace. Further, the exhaust gas generated in the furnace is discharged from the chimney through the stack 14 to the atmosphere.
Next, in order to determine the amount of coal combustion using the characteristic property values of coal, the following is performed.
The ash content A, the total moisture M, and the volatile content VM are selected as the characteristic property values of the coal, and these are applied to the following equation to determine the coal combustion amount W.
W = K × F / (1-AM) / (1-VM) (1)
Here, K is the operation coefficient of the boiler, and F is the carbon combustion coefficient.
Here, the carbon combustion coefficient F can be obtained by the following equation (1a), (1b) or (1c).
F = −a × VM + b × A (1−c × A) + d (1a)
Here, a, b, c, and d indicate positive numerical values.
F = −e × VM−f × A−g × HCV + h (1b)
Here, HCV indicates a high heating value on a heat drying basis, and e, f, g, and h indicate positive numerical values.
F = F1 × AF × δ (1c)
F1 = (− j × Dp + k × A−1) × CR²
+ (MxDp-nxA + o) xCR
+ (-PxDp + qxA-r)
However, CR: characteristic coefficient determined by the industrial analysis value and elemental analysis value of coal
Dp: Typical particle size of coal
A: Ash
j, k, l, m, n, o, p, q, r are positive numerical values
AF = α × (1 / EX)^β
Where AF is a coefficient related to air use
EX: excess air ratio
α and β are positive numbers
δ: Coefficient relating to device characteristics, a positive value between 0 and 1.0
These values may be set by actual measurement values and simulation experiments.
As described above, the carbon combustion coefficient F can be obtained mainly from the volatile matter VM and the ash content A. In general, the larger the volatile content VM and the ash content A, the smaller the carbon combustion coefficient F becomes.
Therefore, if such ash A, total moisture M and volatile matter VM, or these, the higher calorific value HCV, and the representative coal particle diameter Dp are used as characteristic property values when calculating the amount of coal combustion, the amount of coal combustion can be reduced. Can be determined accurately.
Further, in the above equation (1), the coal combustion amount W may be obtained by taking the total air supply amount and the air supply ratio in each part of the grate of the stoker boiler as variables as the operation coefficient K of the boiler. In that case, the following equation or its approximate equation is used.
W = ΣMj × Gj × Tj × ΣFj / (1-AM) / (1-VM) (2)
Where subscript j is a number indicating the position of the grate length
Mj: Coefficient related to air volume
Gj: Air amount supplied to grate j position during Tj time
Tj: Residence time at grate j
It is.
If the total amount of supplied air and the ratio of the amount of supplied air at each part of the grate of the stoker boiler are used as variables, the amount of coal combustion W can be determined more accurately.
Generally, in order to completely burn coal, it is necessary to supply more air than the theoretical air amount required for completely burning coal. The reason is that supplying only the theoretical amount of air does not cover each part of the coal, so that some parts are released in incomplete combustion. In solid fuels, only the surface comes into contact with the air, so the excess air must be considerably increased. However, if the supply air amount is too large, not only the combustion products increase and the combustion temperature decreases, but also the heat loss associated therewith increases, so that the heat efficiency is reduced and fuel is wasted.
In particular, in the case of a stoker boiler, the coal stacked on the grate is moved into the furnace in a layered state with the movement of the grate, first the layer surface is ignited, and then the lower layer Since the ignition surface is moved, and further passes through each process of gasification and combustion, the air supply ratio in each process (each position) is an important factor in improving the combustion efficiency.
Therefore, if the total amount of air supplied to the stoker boiler and the ratio of the amount of air supplied to each part of the grate of the stoker boiler are used as variables, and the amount of coal combustion W is determined, the amount of coal combustion can be determined more accurately. Can be.
Furthermore, in the above equation (2), it is more preferable to calculate the coal combustion amount W by including the grate speed as a variable as the operation coefficient K of the boiler. At this time, the following equation or its approximate equation is used.
W = (L / V) × Σ (Mj × Gj) × ΣFj / (1-AM) / (1-VM) (3)
Where V is the grate speed
L: Effective length of grate
It is.
If the coal burning amount W is determined by including such a grate speed as a variable, the coal burning amount can be more accurately determined. In other words, in the case of the type in which the grate moves and the coal stacked on it is burned, the moving speed of the grate is a factor that greatly affects the combustion efficiency. If the amount of coal combustion W is determined, the amount of coal combustion can be determined more accurately.
Next, the boiler efficiency and the combustion efficiency are predicted using the coal combustion amount obtained by any of the above-described methods.
The boiler efficiency ηb is predicted based on the “heat loss method” of the Japanese industrial standard “Land boiler heat account method” (B8222-1993).
That is, the boiler efficiency ηb is predicted from the following equation.
ηb = 1− (ΣL / 100) (4)
Here, ΔL: total of various heat loss ratios L1 to L6
L1: Heat loss ratio of exhaust gas generated by combustion
L2: Heat loss ratio due to steam blown into the furnace
L3: Heat loss ratio due to incomplete combustion gas
L4: Heat loss ratio due to unburned components in the crust
L5: Heat loss ratio due to radiant heat
L6: Other
It is.
The combustion efficiency ηc is predicted based on the “heat loss method” in the Japanese industrial standard “land boiler heat accounting method” (B8222-1993).
That is, the combustion efficiency ηc is predicted from the following equation.
ηc = 1−L3−L4 (5)
However, L3: heat loss due to incomplete combustion gas
L4: Heat loss due to unburned components in the crust
It is.
In the above expression (5), the following expression is used as a prediction expression of the heat loss L4 due to unburned components in the crust.
L4 = U × 8100 / (B × CV) + D (6)
Here, U is the amount of unburned carbon,
U = (B−W)
It is.
Therefore, the combustion efficiency ηc is as follows.
ηc = 1-L3- {U × 8100 / (B × CV) + D} (7)
Where B is the amount of coal input to the boiler
CV: calorific value of coal
D: Heat loss due to dust etc. in exhaust gas
It is.
By predicting the boiler efficiency and the combustion efficiency in this way, it is possible to accurately predict whether or not the coal is suitable for combustion in the stoker boiler.
Further, it is more preferable to predict the soot generation amount and the SOx amount. At this time, the SOx amount is obtained using the following equation.
SOx [Nm³/ Nm³Exhaust gas] = sulfur content [kg / kg coal]
× 22.4 / 32 / dry exhaust gas amount [Nm³/ Kg coal] (8)
By predicting the amount of generated smoke and the amount of SOx in this way, it is possible to select a coal type and the like in consideration of the influence on the environment.
[Second embodiment]
Hereinafter, as a second embodiment, a coal brokerage transaction system based on the present invention will be described.
(System configuration)
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the coal intermediary transaction system of the present embodiment. This coal brokerage transaction system 21 is a coal brokerage transaction system that brokers coal transactions between a seller who sells coal and a buyer who purchases coal to be used in a boiler, and includes

boiler user terminals

22A, 22B, 22C, a coal miner terminal 23, a coal trader terminal 24, a boiler maker terminal 25, a terminal 26 owned by a research or project planner, and a server 27, which are connected via a network 28 such as the Internet. Are communicably connected to each other.
The

boiler user terminals

22A, 22B, and 22C are terminal computers owned by a boiler user (buyer) who has a boiler and intends to purchase coal used in the boiler as fuel, and has a notebook computer, a desktop personal computer, and a browser function. And a portable information terminal (PDA). The

boiler user terminals

22A, 22B, and 22C have the same configuration as a normal computer, that is, include input means, display means, storage means, and control means.
Here, when a condition relating to the boiler being used is input from the input means, various information distributed from the server 27 in response to the input are displayed on the display means. Conditions relating to the boiler being used include the type of boiler, operating conditions, and the like. For example, in the case of a stoker boiler in which coal is burned on a moving grate, the total amount of air supplied to the stoker boiler, the ratio of the amount of air supplied to each part of the grate of the stoker boiler, the grate speed, and the like.
The coal mining company terminal 23 is a terminal computer owned by a company (seller) who mines and sells coal, and includes a notebook personal computer, a desktop personal computer, and the like. The coal mining company terminal 23 has a configuration similar to that of a normal computer, that is, an input unit, a display unit, a storage unit, and a control unit.
Here, information on the coal mined by the company can be registered from the input means. Information on coal includes, for example, coal brand, ash A, total moisture M, volatile matter VM, oxygen / carbon ratio (O / C), particle size distribution and other property values, unit price, production area, merit, and the like. is there.
The coal trader terminal 24 is a terminal computer owned by a coal trader who purchases coal from a coal mining company and sells the purchased coal to boiler users and the like, and includes a notebook personal computer, a desktop personal computer, and the like. . The coal trader terminal 24 has the same configuration as a normal computer, that is, includes input means, display means, storage means, and control means, and functions of the

boiler user terminals

22A, 22B, 22C and the coal miner terminal 23. Both functions can be performed.
The boiler maker terminal 25 is a terminal computer owned by the boiler maker. The boiler maker terminal 25 and the terminal 26 owned by the research or project planner also have the same configuration as a normal computer, that is, include input means, display means, storage means and control means, and are adapted to the model and operating conditions of the boiler. Information on coal types can be obtained.
As shown in FIG. 3, the server 27 includes an arithmetic control unit 33 as a selection presenting unit including a CPU connected to the network 28 via the information receiving unit 31 and the information transmitting unit 32, an input unit 34, Means 35, a program storage means 36, a coal information storage means 37 storing information on coal to be sold for each coal type, and a boiler information storage means 38 storing information on a coal-fired boiler. Prepare.
The arithmetic control unit 33 predicts the order of conformity of the coal type suitable for combustion from among the coal types stored in the coal information storage unit 37 under the conditions relating to the boiler stored in the boiler information storage unit 38, and It has a function of selecting one or more coal types having a high rank and presenting them to a terminal on the buyer side.
The program storage means 36 stores a program for executing a [system operation] described later.
As shown in FIG. 4, the coal information storage means 37 stores characteristic property values (eg, ash A, total moisture M, volatile matter VM, oxygen / carbon) for each brand No. 1, No. 2,. (Ratio (O / C), particle size distribution, etc.), unit price, production area, merit, and the like.
The boiler information storage means 38 stores the type of the boiler, the capacity of the boiler, the operating conditions of the boiler, such as the total air supply amount, the amount of air in each part of the grate, and the grate speed in the case of a stoker boiler. It has become.
(System operation)
(1) Access from coal dealers (coal information registration)
A coal miner or a coal trader who wants to sell coal designates the URL (Uniform Resource Locators) of the server 27 with the browser software of the coal miner terminal 23 (or the coal trader terminal 24) and designates the server 27 as the server. to access.
The server 27 that has received the access request from the coal miner terminal 23 (or the coal trader terminal 24) on the seller's side displays the coal information registration screen ( (See FIG. 5).
The seller inputs the coal information based on the coal information registration screen displayed on the coal miner terminal 23 (or the coal trader terminal 24) and outputs the information to the server 27. That is, the user inputs the coal brand, characteristic properties (eg, ash A, total moisture M, volatile matter VM, oxygen / carbon ratio (O / C), particle size distribution, etc.), unit price, production area, merit, and the like. Output to
The server 27 that has received the coal information from the coal mining terminal 23 (or the coal trader terminal 24) on the seller side stores the characteristic values (eg, ash A, total moisture) in the coal information storage means 37 based on the coal information. M, volatile matter VM, oxygen / carbon ratio (O / C), particle size distribution, etc.), unit price, production place, and merits.
In this way, when information on coal to be sold is received from a plurality of coal miners or coal traders, the coal information storage means 37 stores the unit price and the production area in addition to the characteristic property values regarding the plurality of coal brands. , Merit, etc. are stored in order.
(2) Access from boiler user (coal purchaser) (registration of boiler information)
A boiler user or a coal trader who wants to purchase coal accesses the server 27 using the

boiler user terminals

22A, 22B, 22C (or the coal trader terminal 24).
The server 27 which has received the access request from the buyer-side

boiler user terminals

22A, 22B, 22C (or the coal trader terminal 24) sends the access request to the

boiler user terminals

22A, 22B, 22C (or the coal trader terminal 24). And outputs a boiler information registration screen (see FIG. 6).
The buyer inputs the boiler information based on the boiler information registration screen displayed on the

boiler user terminals

22A, 22B, 22C (or the coal trader terminal 24) and outputs the information to the server 27. That is, the type of the boiler, the capacity of the boiler, the operating conditions of the boiler (for example, in the case of a stoker boiler, the total amount of air supply, the amount of air in each part of the grate, the grate speed, etc.) are input and output to the server 27. I do.
The server 27 that has received the boiler information from the buyer-side

boiler user terminals

22A, 22B, 22C (or the coal trader terminal 24) stores the boiler information in the boiler information storage means 38, and the boiler information storage means 38 Of the coal types stored in the coal information storage means 37, predict the order of conformity of the coal types suitable for combustion, and select one or more coal types having a high degree of conformity. And presents it to the buyer's

boiler user terminals

22A, 22B, 22C (or the coal trader terminal 24).
For this, for each coal brand stored in the coal information storage means 37, the characteristic property value of the coal, specifically, ash A, total moisture M, volatile matter VM and oxygen / Based on the carbon ratio (O / C) or the like, the amount of coal combustion is determined, and the rank of the coal type suitable for combustion is predicted based on the amount of coal combustion.
In obtaining the coal combustion amount W, the following equation is used.
W = K × F / (1-AM) / (1-VM) (1)
Here, K is the operation coefficient of the boiler, and F is the carbon combustion coefficient.
Here, the carbon combustion coefficient F can be obtained using the following equation (1a), (1b) or (1c), or any one of these approximate equations.
F = −a × VM + b × A (1-c × A) + d (1a)
Here, a, b, c, and d indicate positive numerical values.
F = −e × VM−f × A−g × HCV + h (1b)
Here, HCV indicates a high heating value on a heat drying basis, and e, f, g, and h indicate positive numerical values.
F = F1 × AF × δ (1c)
F1 = (− j × Dp + k × A−1) × CR²
+ (MxDp-nxA + o) xCR
+ (-PxDp + qxA-r)
However, CR: characteristic coefficient determined by the industrial analysis value and elemental analysis value of coal
Dp: Typical particle size of coal
A: Ash
j, k, l, m, n, o, p, q, r are positive numerical values
AF = α × (1 / EX)^β
Where AF is a coefficient related to air use
EX: excess air ratio
α and β are positive numbers
δ: Coefficient relating to device characteristics, a positive value between 0 and 1.0
Next, based on the amount of coal combustion W, the order of conformity of the coal type suitable for combustion in the registered boiler is predicted.
Specifically, the boiler efficiency and the combustion efficiency are predicted using the coal combustion amount W, and the soot generation amount and the SOx amount are further predicted. Predict ranking.
The boiler efficiency ηb is predicted based on the “heat loss method” of the Japanese industrial standard “Land boiler heat account method” (B8222-1993).
That is, the boiler efficiency ηb is predicted from the following equation.
ηb = 1− (ΣL / 100) (4)
Here, ΔL: total of various heat loss ratios L1 to L6
L1: Heat loss ratio of exhaust gas generated by combustion
L2: Heat loss ratio due to steam blown into the furnace
L3: Heat loss ratio due to incomplete combustion gas
L4: Heat loss ratio due to unburned components in the crust
L5: Heat loss ratio due to radiant heat
L6: Other
It is.
The combustion efficiency ηc is predicted based on the “heat loss method” in the Japanese industrial standard “land boiler heat accounting method” (B8222-1993).
That is, the combustion efficiency ηc is predicted from the following equation.
ηc = 1−L3−L4 (5)
However, L3: heat loss due to incomplete combustion gas
L4: Heat loss due to unburned components in the crust
It is.
In this equation, the following equation is used as a prediction equation for the heat loss L4 due to unburned components in the crust.
L4 = (U × 8100 / B × CV) + D (6)
Here, U is the amount of unburned carbon,
U = (B−W)
It is.
Therefore, the combustion efficiency ηc is as follows.
ηc = 1−L3- {U × 8100 / (B × CV) + D} (7)
Where B is the amount of coal input to the boiler
CV: calorific value of coal
D: Heat loss due to dust etc. in exhaust gas
It is.
Further, the SOx amount of the soot generation amount and the SOx amount is obtained using the following equation.
SOx [Nm³/ Nm³Exhaust gas] = sulfur content [kg / kg coal]
× 22.4 / 32 / dry exhaust gas amount [Nm³/ Kg coal] (8)
Based on the boiler efficiency, combustion efficiency, soot generation amount and SOx amount obtained above, and the coal consumption amount of the boiler, a matching order is predicted.
Here, the coal consumption of the boiler can be obtained from the required calorific value of the boiler, the calorific value of the coal, and the boiler efficiency. For example, if the required calorific value of the boiler is Q, the calorific value of the coal is CV, and the boiler efficiency is ηb,
Boiler coal consumption = Q / CV / ηb
Can be obtained by
Various methods are used to predict the matching order depending on the situation.
For example, when it is necessary to attach importance to the environment, the factors of the amount of generated smoke and the amount of SOx are increased. In many cases, it is preferable to determine the suitability in the order of higher boiler efficiency and combustion efficiency when the amount of generated smoke and the amount of SOx are equal to or less than a certain amount. In addition, it is preferable to determine suitability in the order of small coal consumption.
Alternatively, a comprehensive evaluation point may be obtained by multiplying the boiler efficiency, the combustion efficiency, the soot generation amount, the SOx amount, and the coal consumption amount by a weighting coefficient, and the matching rank may be predicted from the comprehensive evaluation point. In this case, if the weighting coefficient is changed in accordance with the use environment conditions and the like to obtain the total evaluation point, it is possible to predict the most suitable rank of coal for each use environment.
The obtained compatible coal brand list screen (see FIG. 7) is transmitted to the buyer-side

boiler user terminals

22A, 22B, 22C (or the coal trader terminal 24).
The buyer determines whether or not to purchase, referring to the compatible coal type list screen displayed on the

boiler user terminals

22A, 22B, 22C (or the coal trader terminal 24).
Here, if a purchase is desired, a check is placed in the purchase request column, and a purchase slip (see FIG. 8) for the coal brand to be purchased is displayed.
The buyer inputs necessary items based on the displayed purchase slip, and transmits the necessary information to the server 27. That is, after inputting the purchase amount, the delivery destination, the delivery date, and the like, the information is transmitted to the server 27.
The server 27 that has received the purchase slip from the buyer-side

boiler user terminals

22A, 22B, and 22C (or the coal trader terminal 24) performs processing for proceeding to the transaction based on the purchase slip. Subsequent processing is performed between the seller and the buyer.
In this intermediary transaction, when the seller registers coal information, a fee (registration fee) is paid to the side managing the server 27, and further, an annual fee is paid to the side managing the server 27 as an annual membership fee.
Boiler manufacturers, research and project planners also perform the above-mentioned operations, that is, register boiler information from their own terminals to obtain the most suitable coal for the type of boiler and operating conditions. Can get information about what is.
(Effect of Second Embodiment)
According to the coal intermediary transaction system of the present embodiment, the information about the boiler used by the buyer is stored in the coal information storage means 37 for each coal type in advance, with the information about the coal to be sold stored in advance. When the information is stored in the information storage means 38, the arithmetic and control means 33 determines, under the conditions relating to the boiler stored in the boiler information storage means 38, a coal suitable for combustion from among the respective coal types stored in the coal information storage means 37. The matching rank of the species is predicted, and a plurality of coal types having the highest matching rank are selected and presented to the buyer as a list of compatible coal brands (FIG. 7).
Therefore, if information on the coal to be sold is stored in advance in the coal information storage means 37 for each type of coal, the most suitable coal for the type and operating conditions of the boiler can be selected from a wide range of more information. can do.
In addition, in the list of compatible coal brands, in addition to items such as boiler efficiency, combustion efficiency, exhaust gas characteristics, unit price, production area, merit, etc. are displayed, so it is described in transport cost from production area or merit. The type of coal to be purchased can be selected in consideration of the contents of the coal.
Also, when predicting the order of conformity of coal types suitable for combustion, the amount of coal combustion is determined based on characteristic values such as ash A, total moisture M, and volatile matter VM contained in coal, and the amount of coal combustion is calculated. Since the matching order of the coal type suitable for combustion is predicted based on the above, the matching order of the matching coal type can be accurately obtained.
At that time, when calculating the coal combustion amount W,
W = K × F / (1-AM) / (1-VM)
Here, K is the operation coefficient of the boiler, and F is the carbon combustion coefficient.
, The amount of coal combustion can be accurately obtained.
Further, since the boiler efficiency and the combustion efficiency are predicted using the coal combustion amount W, and the order of conformity is predicted from the boiler efficiency and the combustion efficiency, the coal brand suitable for the boiler to be used can be accurately determined. .
Furthermore, since the amount of generated soot and the amount of SOx are predicted, and the amount of generated soot and the amount of SOx are taken into consideration and the order of conformity is predicted, the type of coal can be selected in consideration of the effect on the environment.
(Modification of the second embodiment)
Note that the system of the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes the following modified examples.
In the above embodiment, the coal information to be sold is registered in the server 27 via the network 28 from the coal miner terminal 23 or the coal trader terminal 24. However, the sales information is not transmitted through these networks 28. Coal information to be tried may be directly input to the server 27.
In the above embodiment, information on the coal to be sold, that is, ash A, total moisture M, volatile matter VM, and oxygen / carbon ratio (O / O) contained in the coal from the coal mining terminal 23 or the coal trading terminal 24 are described. Although the characteristic property value such as / C) is input, the side managing the server 27 may analyze the coal and input the characteristic property value of the coal based on the analysis result. . At this time, the management side of the server 27 may pay the cost (commission) associated with the analysis work from the analysis request side.
In the above embodiment, the

terminal

22A, 22B, 22C, 3-6 connected via the network 28, and the server 27, but may be realized by a stand-alone type computer. Even in such a case, a similar effect can be expected.
According to a program for causing a computer to execute any one of the above-described coal brokerage transaction methods, and a computer-readable recording medium recording the program, the program of the present invention is installed on a general-purpose server used for the Internet or the like. Accordingly, any of the above-described coal intermediary transaction methods can be executed by the general-purpose server, and therefore, the use of the coal intermediary transaction method of the present invention can be promoted.
[Example]
Hereinafter, specific examples based on the method for predicting combustion suitability of coal of the first embodiment described above will be described.
(Example 1)
The total moisture M, ash A, and volatile matter VM of the target coal were as shown in Example 1 of Table 1. The effective length of the grate of the boiler used at this time was L = 6 m, and the transfer speed V was 9 m / h. The supply air amount was set to an excess air ratio m = 1.6 at which no smoke was generated and the efficiency was maximized.

The coal burning amount W was calculated by substituting the physical properties of these coals into the aforementioned equation (3). The carbon combustion coefficient ΣFj was calculated using a correlation equation with ash and volatile matter, and the coefficients at this time were a = 0.140, b = 0.799, c = 2.336, and d = 0.145. It is. Each coefficient of the equation (3) resulted in the following.
L / V = 0.667
ΣMj = 0.175
ΣGj = 1,650
ΣFj = 0.174
W = 86.9 [Kg / m²]
At this time, the amount of coal B charged into the boiler was 1 m²The weight was 98.02 kg. Therefore, the ratio of the heat loss due to the unburned carbon in the crust is as follows using the equation (6). In the equation (6), the ratio D of the heat loss caused by dust in the exhaust gas was set to 2.3% from the actual value of the boiler.
The amount of unburned carbon generated U was calculated by the following equation.
B = 98.02
U = (B−W) = 11.16
The heat loss ratio L4 due to unburned components in the crust was calculated by the following equation.
D = 2.3%
L4 = U × 8100 / (B × CV) + D = 20.9%
The combustion efficiency ηc was calculated by the following equation with L3 set to 0.
ηc = 1−L3−L4 = 79.1%
Table 2 shows the results calculated based on JIS, taking into account the sensible heat brought out by the fuel shell as the exhaust gas heat loss L1, the heat loss L5 due to radiant heat, and the other heat loss L6.

Therefore, the boiler efficiency ηb was as follows.
ηb = 1−ΔL = 67.5%
Assuming that the required heat of the 10 t / h boiler is 5,390,000 Kcal / h, the coal consumption per hour is as follows.
Boiler coal consumption [Kg / h] = 5,390,000 / CV / ηb = 1,607
Assuming that the boiler operating time per year is 8,000 hours, the annual coal consumption is as follows.
Annual coal consumption [t / y] = 12,895
(Example 2)
The total moisture M, ash A, and volatile content VM of the target coal were as in Example 2 in Table 3. The effective length of the grate of the boiler used at this time was L = 6 m, and the transfer speed V was 9 m / h. The supply air amount was set to an excess air ratio m = 1.6 at which no smoke was generated and the efficiency was maximized.

The coal burning amount W was calculated by substituting the physical properties of these coals into the aforementioned equation (3). The carbon combustion coefficient ΣFj was calculated using a correlation equation with ash and volatile matter, and the coefficients at this time were a = 0.140, b = 0.799, c = 2.336, and d = 0.145. It is. Each coefficient of the equation (3) resulted in the following.
L / V = 0.667
ΣMj = 0.175
ΣGj = 1,640
ΣFj = 0.166
W = 74.2 [Kg / m²]
At this time, the amount of coal B charged into the boiler was 1 m²Weight was 81.2 kg. Therefore, the ratio of the heat loss due to the unburned carbon in the crust was as follows using the equation (6). In the equation (6), the ratio D of the heat loss caused by dust and the like in the exhaust gas was set to 1.8% from the actual value of the boiler.
The amount of unburned carbon generated U was calculated by the following equation.
B = 81.20
U = (B−W) = 7.02
The heat loss ratio L4 due to unburned components in the crust was calculated by the following equation.
D = 1.8%
L4 = U × 8100 / (B × CV) + D = 13.5%
The combustion efficiency ηc was calculated by the following equation with L3 set to 0.
ηc = 1−L3−L4 = 86.5%
Table 4 shows the results calculated based on JIS, taking into account the sensible heat brought out by the fuel shell as the exhaust gas heat loss L1, the heat loss L5 due to radiant heat, and the other heat loss L6.

Therefore, the boiler efficiency ηb was as follows.
ηb = 1−ΔL = 75.0%
Assuming that the required heat of the 10 t / boiler is 5,390,000 Kcal / h, the coal consumption per hour is as follows.
Boiler coal consumption [Kg / h] = 5,390,000 / CV / ηb = 1,198
Assuming that the boiler operating time per year is 8,000 hours, the annual coal consumption is as follows.
Annual coal consumption [t / y] = 9,852
(Example 3)
The total moisture M, ash A, and volatile content VM of the target coal were as shown in Example 3 of Table 5. The effective length L of the grate of the boiler used at this time was 6 m, and the transfer speed V was 9 m / h. The supply air amount was set to an excess air ratio m = 1.6 at which no smoke was generated and the efficiency was maximized.

The coal burning amount W was calculated by substituting the physical properties of these coals into the aforementioned equation (3). The carbon combustion coefficient ΣFj was calculated using a correlation equation with ash and volatile matter, where the coefficients were a = 0.140, b = 0.799, c = 2.336, d = 0.145. It is. Each coefficient of the equation (3) resulted in the following.
L / V = 0.667
ΣMj = 0.175
ΣGj = 1,700
ΣFj = 0.204
W = 69.8 [Kg / m²]
At this time, the amount of coal B charged into the boiler was 1 m²It was 78.14 Kg per. Therefore, the ratio of the heat loss due to the unburned carbon in the crust is as follows using the equation (6). In the equation (6), the ratio D of the heat loss caused by dust and the like in the exhaust gas was set to 1.8% from the actual value of the boiler.
The amount of unburned carbon generated U was calculated by the following equation.
B = 78.14
U = (B−W) = 8.46
The heat loss ratio L4 due to unburned components in the crust was calculated by the following equation.
D = 1.8%
L4 = U × 8100 / (B × CV) + D = 15.8%
The combustion efficiency ηc was calculated by the following equation with L3 set to 0.
ηc = 1−L3−L4 = 84.2%
Table 6 shows the results calculated based on JIS, taking into account the sensible heat brought out by the fuel shell as the exhaust gas heat loss L1, the heat loss L5 due to radiant heat, and the other heat loss L6.

Therefore, the boiler efficiency ηb was as follows.
ηb = 1−ΔL = 72.6%
Assuming that the required heat of the 10 t / h boiler is 5,390,000 Kcal / h, the coal consumption per hour is as follows.
Boiler coal consumption [Kg / h] = 5,390,000 / CV / ηb = 1,190
Assuming that the boiler operation time per year is 8,000 hours, the annual coal consumption is as follows.
Annual coal consumption [t / y] = 9,521
(Example 4)
The total moisture M, ash A, and volatile content VM of the target coal were as shown in Example 4 of Table 7. The effective length of the grate of the boiler used at this time was L = 6 m, and the transfer speed V was 9 m / h. The supply air amount was set to an excess air ratio m = 1.6 at which no smoke was generated and the efficiency was maximized.

The coal burning amount W was calculated by substituting the physical properties of these coals into the aforementioned equation (3). At this time, the carbon combustion coefficient F was determined by the following equation.
F = F1 × AF × δ
In this equation, F1 is as follows.
F1 = (− j × Dp + k × A−1) × CR²
+ (MxDp-nxA + o) xCR
+ (-PxDp + qxA-r)
CR is a characteristic coefficient determined by the industrial analysis value and the elemental analysis value of coal. Here, CR = 5.629.
Dp was the representative particle size of the coal, which was 2.5 cm.
AF is a coefficient relating to air use and can be calculated by the following equation.
AF = α × (1 / EX)^β
Here, EX is the excess air ratio, α and β are positive numerical values, and α = 0.889 and β = 0.75, respectively.
δ is a coefficient relating to the device characteristics and is a positive numerical value from 0 to 1.0, and here, δ = 1.
j, k, l, m, n, o, p, q, and r are positive numerical values, and are set as follows.
j = 0.0007, k = 0.00005, 1 = 0.0034,
m = 0.0023, n = 0.0008, o = 0.1129,
p = 0.0091, q = 0.0025, r = 0.1688
When the above calculation is performed, the following values are obtained.
AF = 0.625
F1 = 0.304
ΣFj = 0.190
L / V = 0.667
ΣMj = 0.175
ΣGj = 1.672
W = 86.772 [Kg / m²]
At this time, the amount of coal B charged into the boiler was 1 m²The weight was 91.91 kg. Therefore, the ratio of the heat loss due to the unburned carbon in the crust is as follows using the equation (6). In the equation (6), the ratio D of the heat loss caused by dust and the like in the exhaust gas was set to 1.8% from the actual value of the boiler.
The amount of unburned carbon generated U was calculated by the following equation.
B = 91.91
U = (B−W) = 5.14
The heat loss ratio L4 due to unburned components in the crust was calculated by the following equation.
D = 1.8%
L4 = U × 8100 / (B × CV) + D = 10.3%
The combustion efficiency ηc was calculated by the following equation with L3 set to 0.
ηc = 1−L3−L4 = 89.7%
Table 8 shows the results of calculations based on JIS, taking into account the sensible heat brought out by the fuel shell as the exhaust gas heat loss L1, the heat loss L5 due to radiant heat, and the other heat loss L6.

Therefore, the boiler efficiency ηb was as follows.
ηb = 1−ΔL = 78.1%
Assuming that the required heat of the 10 t / h boiler is 5,390,000 Kcal / h, the coal consumption per hour is as follows.
Boiler coal consumption [Kg / h] = 5,390,000 / CV / ηb = 1,302
Assuming that the boiler operating time per year is 8,000 hours, the annual coal consumption is as follows.
Annual coal consumption [t / y] = 10,414
Industrial applicability
The present invention relates to a method for predicting combustion suitability of coal, and can be used for predicting the combustion suitability of coal in a stoker boiler when burning coal with a stoker boiler having a grate. Further, the present invention relates to a coal intermediary transaction system, a coal intermediary transaction method, a program for executing the method, and a recording medium on which the program is recorded, and can be used in coal intermediary transactions.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a structure of a stoker boiler used in one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the coal intermediary transaction system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the server according to the embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing the contents of the coal information storage means in the embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a coal information registration screen in the embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a boiler information registration screen in the embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing a compatible coal brand list screen in the embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a coal purchase screen in the embodiment.

Claims

When burning coal in a stoker boiler having a grate, a method for predicting the combustion compatibility of coal, which predicts the combustion compatibility of coal,
Using the characteristic properties of coal, the amount of coal combustion per unit area of the grate in the stoker boiler is determined, and the combustion suitability of the stoker boiler is predicted based on the amount of coal combustion. Suitability prediction method.

The method for predicting combustion suitability of coal according to claim 1,
A method for predicting combustion suitability of coal, wherein the characteristic property values of the coal are ash A, total moisture M, and volatile matter VM.

In the method for predicting combustion suitability of coal according to claim 2,
A method for predicting combustion suitability of coal, wherein the coal combustion amount W is obtained by using the following equation or an approximate equation thereof.
W = K × F / (1-AM) / (1-VM)
Here, K: operating coefficient of boiler F: carbon combustion coefficient

The method for predicting combustion suitability of coal according to claim 3,
A method for predicting combustion suitability of coal, wherein the carbon combustion coefficient F is obtained by using the following equation (1a) or (1b), or any one of these approximate equations.
F = −a × VM + b × A (1-c × A) + d (1a)
Here, a, b, c and d are positive numerical values F = −e × VM−f × A−g × HCV + h (1b)
However, the higher heating values e, f, g, and h based on the heat drying are positive values for HCV.

The method for predicting combustion suitability of coal according to claim 3,
A method for predicting combustion suitability of coal, characterized in that the carbon combustion coefficient F is obtained by taking the representative coal particle diameter into a variable.

The method for predicting combustion suitability of coal according to claim 5,
A method for predicting combustion suitability of coal, wherein the carbon combustion coefficient F is obtained using the following equation or an approximate equation thereof.
F = F1 × AF × δ (1c)
F1 = (− j × Dp + k × A−1) × CR ²
+ (MxDp-nxA + o) xCR
+ (-PxDp + qxA-r)
Here, CR: characteristic coefficient determined by industrial analysis value and elemental analysis value of coal Dp: representative particle size of coal A: ash j, k, l, m, n, o, p, q, r are positive numerical values AF = α × (1 / EX) ^β
Where: AF: Coefficient for air use EX: Excess air ratio α and β are positive values δ: Coefficient for device characteristics and a positive value of 0 to 1.0

In the method for predicting combustion suitability of coal according to any one of claims 1 to 6,
Coal combustion suitability characterized in that the coal combustion amount W is obtained by putting the total air supply amount to the stoker boiler or the total air supply amount and the air supply ratio in each part of the grate of the stoker boiler into variables. Forecasting method.

The method for predicting combustion suitability of coal according to claim 7,
A method for predicting combustion suitability of coal, wherein the coal combustion amount W is obtained by using the following equation or an approximate equation thereof.
W = ΣMj × Gj × Tj × ΣFj / (1-AM) / (1-VM)
Here, subscript j: number representing the position of the grate length Mj: coefficient Gj about the amount of air Gj: amount of air supplied to the grate j position in Tj time Tj: residence time at the grate j position

In the method for predicting combustion suitability of coal according to any one of claims 1 to 8,
A method for predicting combustion suitability of coal, characterized in that the coal combustion amount W is obtained by taking the grate speed into a variable.

The method for predicting combustion suitability of coal according to claim 9,
A method for predicting combustion suitability of coal, wherein the coal combustion amount W is obtained by using the following equation or an approximate equation thereof.
W = (L / V) × Σ (Mj × Gj) × ΣFj / (1-AM) / (1-VM)
Here, V: grate speed L: effective length of grate

In the method for predicting combustion suitability of coal according to any one of claims 1 to 10,
A boiler efficiency and a combustion efficiency are predicted using the coal combustion amount.

The method for predicting combustion suitability of coal according to claim 11,
A method for predicting combustion suitability of coal, characterized in that the boiler efficiency is obtained in accordance with the "heat loss method" of Japanese Industrial Standards "Land boiler heat accounting method" (B8222-1993).

The method for predicting combustion suitability of coal according to claim 11,
A method for predicting the suitability of combustion of coal, wherein the combustion efficiency is determined in accordance with the "heat loss method" of the Japanese Industrial Standards "Land boiler heat accounting method" (B8222-1993).
Here, the following equation is used as an equation for estimating the heat loss L4 due to unburned components in the crust.
L4 = {(B−W) × 8100 / (B × CV)} + D
However, B: amount of coal charged into the boiler CV: calorific value of coal D: heat loss due to dust in exhaust gas

In the method for predicting combustion suitability of coal according to any one of claims 1 to 13,
A method for predicting combustion suitability of coal, comprising predicting a soot generation amount and / or an SOx amount.

The method for predicting combustion suitability of coal according to claim 14,
A method for predicting combustion suitability of coal, wherein the SOx amount is obtained using the following equation.
SOx [Nm ³ / Nm ³ exhaust gas] = Sulfur content [kg / kg coal]
× (22.4 / 32) / dry exhaust gas amount [Nm ³ / kg coal]

A coal brokerage trading system for brokering coal transactions between a seller selling coal and a buyer purchasing coal for use in a boiler,
Coal information storage means storing information on the coal for each coal type,
Boiler information storage means for storing information about the boiler,
Under the conditions relating to the boiler stored in the boiler information storage means, the order of conformity of the coal type suitable for combustion is predicted from among the respective coal types stored in the coal information storage means, and one or more of the higher ranks of the conformity are predicted. And a selecting and presenting means for selecting the coal type and presenting it to the buyer.

The coal brokerage transaction system according to claim 16,
The information on the coal includes ash A, total moisture M and volatile matter VM contained in the coal,
The selection / presentation means may include, for each coal type stored in the coal information storage means, the ash content A, the total moisture M, and the volatile content contained in the coal under the conditions relating to the boiler stored in the boiler information storage means. A coal intermediary transaction system comprising: obtaining a coal combustion amount based on a VM; and predicting a rank of a coal type suitable for combustion based on the coal combustion charge.

The coal brokerage transaction system according to claim 17,
A coal brokerage transaction system wherein the coal combustion amount W is obtained using the following equation or an approximate equation thereof.
W = K × F / (1-AM) / (1-VM)
Here, K: operating coefficient of boiler F: carbon combustion coefficient

The coal brokerage transaction system according to claim 18,
A coal intermediary transaction system wherein the carbon combustion coefficient F is obtained using the following equation (1a), (1b) or (1c), or any one of these approximate equations.
F = −a × VM + b × A (1-c × A) + d (1a)
Here, a, b, c and d are positive numerical values F = −e × VM−f × A−g × HCV + h (1b)
Here, HCV is a high heat value e, f, g, h based on the heat drying, and a positive numerical value F = F1 × AF × δ (1c)
F1 = (− j × Dp + k × A−1) × CR ²
+ (MxDp-nxA + o) xCR
+ (-PxDp + qxA-r)
Here, CR: characteristic coefficient determined by industrial analysis value and elemental analysis value of coal Dp: representative particle size of coal A: ash j, k, l, m, n, o, p, q, r are positive numerical values AF = α × (1 / EX) ^β
Where: AF: Coefficient for air use EX: Excess air ratio α and β are positive values δ: Coefficient for device characteristics and a positive value of 0 to 1.0

A coal brokerage transaction method for mediating a coal transaction between a seller selling coal and a buyer purchasing coal for use in a boiler,
A coal information storage procedure for storing information on the coal in the coal information storage means for each coal type,
A boiler information storage procedure for storing information on the boiler in a boiler information storage means,
In the conditions related to the boiler stored in the boiler information storage means, a suitable rank prediction procedure for predicting a suitable rank of a coal type suitable for combustion from among the respective coal types stored in the coal information storage means,
A selection presentation procedure for selecting and presenting one or a plurality of coal types having a high predicted matching order.

The coal brokerage transaction method according to claim 20,
The information on the coal includes ash A, total moisture M and volatile matter VM contained in the coal,
In the adaptation order prediction procedure, the ash content A, the total moisture M, and the volatilization contained in the coal for each coal type stored in the coal information storage means are set under the conditions regarding the boiler stored in the boiler information storage means. A coal intermediary transaction method comprising: obtaining a coal burning amount based on a minute VM; and predicting a rank of a coal type suitable for combustion based on the coal burning amount.

The coal brokerage transaction method according to claim 21,
A coal brokerage transaction method, wherein the coal combustion amount W is obtained using the following equation or an approximate equation thereof.
W = K × F / (1-AM) / (1-VM)
Here, K: operating coefficient of boiler F: carbon combustion coefficient

The coal brokerage transaction method according to claim 22, wherein
A coal brokerage transaction method wherein the carbon combustion coefficient F is obtained using the following equation (1a), (1b) or (1c), or any one of these approximate equations.
F = −a × VM + b × A (1-c × A) + d (1a)
Here, a, b, c and d are positive numerical values F = −e × VM−f × A−g × HCV + h (1b)
Here, HCV is a high heat value e, f, g, h based on the heat drying, and a positive numerical value F = F1 × AF × δ (1c)
F1 = (− j × Dp + k × A−1) × CR ²
+ (MxDp-nxA + o) xCR
+ (-PxDp + qxA-r)
Here, CR: characteristic coefficient determined by industrial analysis value and elemental analysis value of coal Dp: representative particle size of coal A: ash j, k, l, m, n, o, p, q, r are positive numerical values AF = α × (1 / EX) ^β
Where: AF: Coefficient for air use EX: Excess air ratio α and β are positive values δ: Coefficient for device characteristics and a positive value of 0 to 1.0

A program for causing a computer to execute the coal intermediary transaction method according to any one of claims 20 to 23.

A computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute the coal intermediary transaction method according to any one of claims 20 to 23.