TWI699520B - 燃煤鍋爐灰附著預測方法及裝置、燃煤鍋爐灰附著防止方法及裝置、以及燃煤鍋爐運用方法及裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之特徵是進行：產生煤灰的煤灰產生過程；和藉著以燃煤鍋爐之燃燒溫度範圍內的多種溫度加熱煤灰，產生各加熱溫度下之燒結灰的燒結灰產生過程；和將各燒結灰依據磨耗(rattler)試驗機作旋轉分離，再從旋轉分離前後之燒結灰的重量比測量出黏結性的黏結性測量過程；和在燃煤鍋爐燃燒具有所測量出之黏結性的煤並測量排氣溫度，再求出黏結性與排氣溫度之相關性的相關性演算過程；和根據黏結性與排氣溫度之相關性，從採用作為燃料之煤的黏結性來預測排氣溫度的排氣溫度預測過程；和根據所預測之排氣溫度預測出灰在燃煤鍋爐中的附著情況的附著預測過程。

Description

燃煤鍋爐灰附著預測方法及裝置、燃煤鍋爐灰附著防止方法及裝置、以及燃煤鍋爐運用方法及裝置
本發明是關於一種燃煤鍋爐灰附著預測方法及裝置、燃煤鍋爐灰附著防止方法及裝置、以及燃煤鍋爐運用方法及裝置。
一般，在燃煤鍋爐中，由於粉煤的燃燒而產生熔融於燃燒氣體中的灰，該灰附著並堆積於鍋爐本體內的爐壁或導熱管，而發生所謂成渣或積垢的問題。一旦發生如此情況的灰附著・堆積，則會有爐壁或導熱管在導熱性上的儲熱顯著降低的疑慮。另外，若巨量的爐渣堆積在爐壁面上，會因該爐渣掉落使得爐內壓力發生大變化，或使爐底堵塞等的問題發生。
更者，特別是設在火爐上部，由二次過熱器、三次過熱器、最終過熱器、和二次再熱器構而成的上部導熱部，具有：燃燒氣體在以狹窄間隔作配置之導熱管間流動以進行熱交換的構造。因此，若灰附著在前述上部導熱部，則會有爐內壓力波動較大，或氣體通路堵塞，而被迫停止運轉燃煤鍋爐。
因而，為了穩定運轉燃煤鍋爐，必須事先預測煤燃料在燃燒時灰附著的可能性。
因此，以往是試著將發生灰附著的可能性作成指標來表示，一般是使用與灰有關之指標與評價基準，該灰是根據以氧化物來表示含灰元素之灰組成的灰(例如，參考非專利文獻1)。
前述非專利文獻1所表示之與灰有關的指標與評價基準，是以煙煤為對象而判定，而煙煤是較少發生灰附著等問題的優質煤。
但是，已有傾向指出，前述非專利文獻1所表示之指標與灰附著的關係並不一定一致，並非具有高可信度的指標。因此，前述以往的指標中，存在有無法使用劣質煤，例如，次煙煤、高矽煤、高硫煤、高鈣煤、高灰煤等煤種的問題。又，也有使用以往的指標中被認為沒問題的煤卻發生灰障礙的情況。
另一方面，近年來，由於優質煤的產量減少變得難以得到穩定供應且由經濟效率等層面來看，利用劣質煤的需要增加，而必須要有新的灰附著指標，能因應因燃燒這些劣質煤所產生的灰。
因應此要求，揭示了當混合有包含劣質煤的各種固體燃料時，根據所預定之環境溫度下的爐渣黏度來評估灰附著特性的方法(例如，參考專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]特開2011-80727號公報 [非專利文獻]
[非專利文獻1]Understanding slagging and fouling in pf combustion (IEACR/72),1994
[發明所欲解決之課題]
但是，如專利文獻1所揭示，是從根據化學組成等算出爐渣黏度的數值，來確實地掌握實際鍋爐內的爐渣附著情況，這對於較少了解的次煙煤等劣質煤是比較困難的。甚至，現實問題上，要在高環境溫度(例如1300℃)下加熱煤等固體燃料以測量・計算爐渣黏度是有困難的。
因此，本揭示中，有鑒於上述以往問題點，提供一種燃煤鍋爐灰附著預測方法及裝置、燃煤鍋爐灰附著防止方法及裝置、以及燃煤鍋爐運用方法及裝置，能掌握黏結性與排氣溫度的相關性以抑制因灰障礙引起的運轉效率降低，並可有效地活用較經濟的劣質煤。 [解決課題的手段]
本發明是提供一種燃煤鍋爐灰附著預測方法，其特徵係進行以下過程： 灰化煤以產生煤灰的煤灰產生過程；和 藉著以燃煤鍋爐之燃燒溫度範圍內的多種溫度加熱該煤灰產生過程中所產生之煤灰，產生各加熱溫度下之燒結灰的燒結灰產生過程；和 將該燒結灰產生過程中所產生之各燒結灰依據磨耗(rattler)試驗機作旋轉分離，再由旋轉分離前後之燒結灰的重量比測量出黏結性的黏結性測量過程；和 在燃煤鍋爐燃燒具有該黏結性測量過程中所測量出之黏結性的煤，並測量排氣溫度，再求出黏結性與排氣溫度之相關性的相關性演算過程；和 根據該相關性演算過程所求出之黏結性與排氣溫度的相關性，從採用作為燃料之煤的黏結性來預測排氣溫度的排氣溫度預測過程；和 根據該排氣溫度預測過程中所預測之排氣溫度，預測出在燃煤鍋爐中灰的附著情況的附著預測過程。
在前述之燃煤鍋爐灰附著預測方法，其中，前述煤可以是混合多種煤的混合物。
又，本發明是提供一種燃煤鍋爐灰附著預測裝置，其特徵係具備： 灰化煤以產生煤灰的煤灰產生器；和 藉著以燃煤鍋爐之燃燒溫度範圍內的多種溫度加熱該煤灰產生器所產生之煤灰，產生各加熱溫度下之燒結灰的燒結灰產生器；和 將該燒結灰產生器所產生之各燒結灰作旋轉分離的磨耗試驗機；和 藉由該磨耗試驗機從旋轉分離前後的燒結灰重量比，測量出黏結性的黏結性測量器；和 在燃煤鍋爐燃燒具有該黏結性測量器所測量出之黏結性的煤，並測量排氣溫度，再求出黏結性與排氣溫度之相關性的相關性演算器；和 根據該相關性演算器所求出之黏結性與排氣溫度的相關性，從採用作為燃料之煤的黏結性來預測排氣溫度的排氣溫度預測器；和 根據該排氣溫度預測器所預測之排氣溫度來預測燃煤鍋爐中灰的附著情況的附著預測器。
在前述之燃煤鍋爐灰附著預測裝置中，其中，前述煤可以是混合多種煤的混合物。
又，本發明提供一種燃煤鍋爐灰附著防止方法，其特徵係進行以下過程： 灰化煤以產生煤灰的煤灰產生過程；和 藉著以燃煤鍋爐之燃燒溫度範圍內的多種溫度加熱該煤灰產生過程中所產生之煤灰，產生各加熱溫度下之燒結灰的燒結灰產生過程；和 將該燒結灰產生過程中所產生之各燒結灰依據磨耗試驗機作旋轉分離，再由旋轉分離前後之燒結灰的重量比測量出黏結性的黏結性測量過程；和 在燃煤鍋爐燃燒具有該黏結性測量過程所測量出之黏結性的煤，並測量排氣溫度，再求出黏結性與排氣溫度之相關性的相關性演算過程；和 根據該相關性演算過程所求出之黏結性與排氣溫度的相關性，選擇排氣溫度在設定值以下之黏結性的煤作為燃料的選煤過程。
如前述之燃煤鍋爐灰附著防止方法，其中，前述煤可以是混合多種煤的混合物。
又，本發明提供一種燃煤鍋爐灰附著防止裝置，其特徵係具備： 灰化煤以產生煤灰的煤灰產生器；和 藉著以燃煤鍋爐之燃燒溫度範圍內的多種溫度加熱該煤灰產生器所產生之煤灰，產生各加熱溫度下之燒結灰的燒結灰產生器；和 將該燒結灰產生器所產生之各燒結灰作旋轉分離的磨耗試驗機；和 藉由該磨耗試驗機從旋轉分離前後的燒結灰重量比，測量出黏結性的黏結性測量器；和 在燃煤鍋爐燃燒具有該黏結性測量器所測量出之黏結性的煤，並測量排氣溫度，再求出黏結性與排氣溫度之相關性的相關性演算器；和 根據該相關性演算器所求出之黏結性與排氣溫度之相關性，選擇排氣溫度在設定值以下之黏結性的煤作為燃料的選煤器。
如前述之燃煤鍋爐灰附著防止裝置，其中，前述煤可以是混合多種煤的混合物。
又，本發明提供一種燃煤鍋爐運用方法，其特徵係進行以下過程： 灰化煤以產生煤灰的煤灰產生過程；和 藉著以燃煤鍋爐之燃燒溫度範圍內之多種溫度加熱該煤灰產生過程所產生之煤灰，產生各加熱溫度下之燒結灰的燒結灰產生過程；和 將該燒結灰產生過程所產生之各燒結灰依據磨耗試驗機作旋轉分離，再由旋轉分離前後之燒結灰的重量比測量出黏結性的黏結性測量過程；和 在燃煤鍋爐燃燒具有該黏結性測量過程所測量出之黏結性的煤，並測量排氣溫度，再求出黏結性與排氣溫度之相關性的相關性演算過程；和 根據該相關性演算過程所求出之黏結性與排氣溫度的相關性，從採用作為燃料之煤的黏結性預測出排氣溫度的排氣溫度預測過程；和 根據以該排氣溫度預測過程所預測之排氣溫度來調節前述煤之燃燒時間的燃燒時間調節過程。
如前述之燃煤鍋爐運用方法，其中，前述煤可以是混合多種煤的混合物。
又，本發明提供一種燃煤鍋爐運用裝置，其特徵係具備： 灰化煤以產生煤灰的煤灰產生器；和 藉著以燃煤鍋爐之燃燒溫度範圍內之多種溫度加熱該煤灰產生器所產生之煤灰，產生各加熱溫度下之燒結灰的燒結灰產生器；和 將該燒結灰產生器所產生之各燒結灰作旋轉分離的磨耗試驗機；和 藉由該磨耗試驗機從旋轉分離前後的燒結灰重量比，測量出黏結性的黏結性測量器；和 在燃煤鍋爐燃燒具有該黏結性測量器所測量出之黏結性的煤，並測量排氣溫度，再求出黏結性與排氣溫度之相關性的相關性演算器；和 根據該相關性演算器所求出之黏結性與排氣溫度的相關性，從採用作為燃料之煤的黏結性預測排氣溫度的排氣溫度預測器；和 根據該排氣溫度預測器所預測之排氣溫度來調節前述煤的燃燒時間的燃燒時間調節器。
如前述之燃煤鍋爐運用裝置，其中，前述煤可以是混合多種煤的混合物。 [發明效果]
根據本發明之燃煤鍋爐灰附著預測方法及裝置、燃煤鍋爐灰附著防止方法及裝置、以及燃煤鍋爐運用方法及裝置，可藉掌握黏結性與排氣溫度的相關性得到抑制因灰障礙引起的運轉效率降低，且可有效地活用較經濟之劣質煤的優良效果。
以下，參考附圖說明本發明之實施例的形態。
第1圖及第2圖是表示本發明之實施例的燃煤鍋爐灰附著預測方法及裝置的形態。
首先，利用第7圖概略說明適用本發明之方法及裝置之實施例的燃煤鍋爐的一例。燃煤鍋爐100具備鍋爐本體130，該鍋爐本體是由爐壁管(導熱管)形成之火爐110與後部導熱部120而構成。該鍋爐本體130之火爐110的下部處，配設有噴射粉煤燃料使其燃燒的燃燒器140。在前述鍋爐本體130之火爐110的上部處，設置有二次過熱器111、三次過熱器112、最終過熱器113、和二次再熱器114，並構成上部導熱部115。前述鍋爐本體130的後部導熱部120處，設有一次過熱器121、一次再熱器122、和省煤器123。這些熱交換器是由導熱管構成。而若從前述燃燒器140朝鍋爐本體130之火爐110內部噴射粉煤燃料並使其燃燒，則燃燒氣體在加熱了構成火爐110之爐壁的導熱管後，再加熱了火爐110上部的二次過熱器111、三次過熱器112、最終過熱器113、和二次再熱器114所構成的上部導熱部115。接著，前述燃燒氣體加熱了後部導熱部120之一次過熱器121、一次再熱器122及省煤器123。經過熱交換而失去熱能的燃燒氣體(排氣)，被導出至鍋爐出口排氣管道150，並藉由設在下游側之脫硝、脫硫等排煙處理裝置(無圖示)去除氮氧化物或硫氧化物等，再以集塵器(無圖示)進行除塵後，釋放至大氣中。
本實施例之燃煤鍋爐灰附著預測方法，如第1圖所示，進行：煤灰產生過程、燒結灰產生過程、黏結性測量過程、相關性演算過程、排氣溫度預測過程和附著預測過程。第2圖中表示，實施前述燃煤鍋爐灰附著預測方法時燃煤鍋爐灰附著預測裝置的概要構造。
前述煤灰產生過程，是以燃煤鍋爐100(參考第7圖)將採用作為燃料之優質煤及劣質煤等各種煤作灰化以產生煤灰的過程(參考第1圖步驟S10)。煤是分別依據JIS法，在815℃下灰化以得到煤灰。前述煤灰的產生，是以第2圖所示之煤灰產生器10進行。
前述燒結灰產生過程，是以燃煤鍋爐100之燃燒溫度範圍內的多種溫度加熱前述煤灰產生過程中所產生之煤灰，藉此產生各加熱溫度下之燒結灰的過程(參考第1圖步驟S20)。前述煤灰的燒結，是將煤灰放入如第2圖所示作為燒結灰產生器20的磁性舟皿21，再以預定溫度加熱該煤灰來進行，以得到燒結灰。此時的加熱溫度，是至少能覆蓋燃煤鍋爐100的上部導熱部115附近溫度約1000℃～1400℃的溫度範圍內，再以多種溫度(例如，以50℃作溫度間隔的多種溫度)作加熱燒結，藉此得到各加熱溫度下的燒結灰。
前述黏結性測量過程，是將前述燒結灰產生過程中所產生之各燒結灰依據磨耗試驗機30(參考第2圖)作旋轉分離，再從旋轉分離前後之燒結灰的重量比測量出黏結性的過程(參考第1圖步驟S30)。前述磨耗試驗機30，是使用於評斷燒結金屬者，且依據旋轉軸32以80rpm旋轉直徑100mm、長度120mm左右的圓柱型金屬網31(孔徑1mm)的裝置。前述磨耗試驗機30，是將前述燒結灰的試料放入前述圓柱型金屬網31內部，再以設定部33所設定之固定旋轉數使圓柱型金屬網31旋轉，並以通過物承接盤34承接旋轉期間從燒結灰分離並穿過圓柱型金屬網31之網目掉落下的燒結灰粒子。前述圓柱型金屬網31是以蓋35作包覆。接著，將試驗後之燒結灰重量除以試驗前之燒結灰重量的比，以黏結性測量器40(參考第2圖)作為黏結性求出。亦即，黏結性＝試驗後之燒結灰重量／試驗前之燒結灰重量。
前述相關性演算過程，是在燃煤鍋爐100燃燒具有前述黏結性測量過程中所測量之黏結性的煤並測量出排氣溫度，再求出黏結性與排氣溫度的相關性的過程(參考第1圖步驟S40)。前述排氣溫度，如第7圖表示，是藉由設在鍋爐出口排氣管道150之溫度檢測器160作測量。但是，前述溫度檢測器160，也可如第7圖中以虛擬線所表示，測量出通過設在火爐110之出口部的前述上部導熱部115，亦即二次過熱器111、三次過熱器112、最終過熱器113、和二次再熱器114後的排氣溫度。在此，對於包含優質煤之煙煤或劣質煤之次煙煤等的煤A～煤H，若表示黏結性與排氣溫度的相關性，則如第8圖表示之線圖，這是透過本案發明者等的研究已經闡明。而前述黏結性與排氣溫度的相關性，是以相關性演算器50(參考第2圖)所求出。
前述排氣溫度預測過程，是根據前述相關性演算過程中所求出之黏結性與排氣溫度的相關性，從採用作為燃料之煤的黏結性來預測排氣溫度的過程(參考第1圖步驟S50)。前述排氣溫度，是以排氣溫度預測器60(參考第2圖)根據如第8圖所示之線圖作預測。
前述附著預測過程，是根據前述排氣溫度預測過程中所預測之排氣溫度，預測出灰附著在燃煤鍋爐100之導熱管的情況的過程(參考第1圖步驟S60)。而灰對前述燃煤鍋爐100之導熱管的附著情況，是以附著預測器70(參考第2圖)作預測。前述附著預測器70是表示：前述排氣溫度越高則灰附著在導熱管上的可能性越高，例如，可以採用以畫面表示所預測之灰對前述導熱管的附著情況，或者透過聲音催促提醒。
再者，如第2圖所表示之前述黏結性測量器40、相關性演算器50、排氣溫度預測器60、及附著預測器70，可以由個人電腦構成。
接著，說明上述燃煤鍋爐灰附著預測方法及裝置的實施例之作用。
首先，以燃煤鍋爐100(參考第7圖)將採用作為燃料之優質煤及劣質煤等各種煤分別依據JIS法，在第2圖所示之煤灰產生器10中以815℃下作灰化，以產生煤灰(參考第1圖步驟S10的煤灰產生過程)。
前述煤灰產生過程中所產生之煤灰，放入如第2圖所示之作為燒結灰產生器20的磁性舟皿21，再以燃煤鍋爐100的燃燒溫度範圍(約1000℃～1400℃)內之多重溫度作加熱，以產生各加熱溫度下的燒結灰(參考第1圖步驟S20的燒結灰產生過程)。
前述燒結灰產生過程中所產生之各燒結灰，被放入磨耗試驗機30(參考第2圖)的圓柱型金屬網31內部，並以設定部33所設定之固定旋轉數作旋轉，再以通過物承接盤34承接住穿過前述圓柱型金屬網31之網目掉落下的燒結灰粒子。接著，以試驗後之燒結灰重量除以試驗前之燒結灰重量的比，亦即，黏結性＝試驗後之燒結灰重量／試驗前之燒結灰重量，以黏結性測量器40(參考第2圖)求出該黏結性(參考第1圖步驟S30的黏結性測量過程)。
具有前述黏結性測量過程中測量出之黏結性的煤，藉著在燃煤鍋爐100使其燃燒並以溫度檢測器160(參考第7圖)測量排氣溫度，再以相關性演算器50(參考第2圖)求出的如第8圖表示之線圖的黏結性與排氣溫度的相關性，(參考第1圖步驟S40的相關性演算過程)。
根據前述相關性演算過程中所求出之黏結性與排氣溫度的相關性，從採用作為燃料之煤的黏結性，以排氣溫度預測器60(參考第2圖)預測出排氣溫度(參考第1圖步驟S50的排氣溫度預測過程)。例如，在第8圖所示之線圖中，黏結性為0.4時，排氣溫度可預測為374℃～375℃。
根據前述排氣溫度預測過程中所預測之排氣溫度，以附著預測器70(參考第2圖)預測出灰對燃煤鍋爐100之導熱管的附著情況(參考第1圖步驟S60的附著預測過程)。前述附著預測器70中表示，前述排氣溫度越高則灰附著在導熱管的可能性越高。
在此，所謂前述排氣溫度變高，是表示灰會附著在導熱管並阻礙與該導熱管之排氣的熱交換。亦即，在燃煤鍋爐100中，當使用排氣溫度會變高之煤作為燃料時，會有因灰附著引起堵塞發生的疑慮。本案發明者等，測量黏結性作為煤炭分析參數，並將該黏結性與排氣溫度的相關性作成如第8圖所示的線圖，藉此可以從黏結性預測排氣溫度，並能根據該排氣溫度預測灰障礙。這是本實施例的特徵部分。
也就是說，在本實施例的情況下，若在前述相關性演算過程中，預先計算出如第8圖所示之線圖的黏結性與排氣溫度之相關性，則只要測量所採用作為燃料之煤的黏結性，即可預測排氣溫度，並可預測灰對燃煤鍋爐100之導熱管的附著情況。此時，不須停止燃煤鍋爐100的運轉。
又，在本實施例的情況下，如專利文獻1所揭示，例如，不須在1300℃這種非常高溫的環境溫度下算出實際的爐渣黏度，即可有效地穩定運行燃煤鍋爐100的實際運轉。
如此，掌握黏結性與排氣溫度之間的相關性，可以抑制因灰障礙引起的運轉效率降低，且能有效地活用較經濟的劣質煤。
第3圖及第4圖是表示本揭示之實施例的燃煤鍋爐灰附著防止方法及裝置的形態。圖中，與第1圖及第2圖標記相同符號者是表示相同部分，基本的構造與第1圖及第2圖表示之燃煤鍋爐灰附著預測方法及裝置相同。
本實施例之燃煤鍋爐灰附著防止方法，如第3圖所表示，進行：煤灰產生過程、燒結灰產生過程、黏結性測量過程、相關性演算過程和選煤過程。第4圖中，表示實施前述燃煤鍋爐灰附著防止方法的燃煤鍋爐灰附著防止裝置的概略構造。
第3圖所示之燃煤鍋爐灰附著防止方法中的前述煤灰產生過程、燒結灰產生過程、黏結性測量過程、和相關性演算過程，與第1圖所示之前述燃煤鍋爐灰附著預測方法相同，所以省略說明。又，第4圖所示之燃煤鍋爐灰附著防止裝置中的煤灰產生器10、燒結灰產生器20、磨耗試驗機30、黏結性測量器40、和相關性演算器50，與第2圖所示之前述燃煤鍋爐灰附著預測裝置相同，所以省略說明。
前述選煤過程，是根據前述相關性演算過程中所求出之黏結性與排氣溫度的相關性，選擇具有排氣溫度在設定值以下之黏結性的煤作為燃料的過程(參考第3圖步驟S70)。前述煤的選擇，是以選煤器80(參考第4圖)進行。前述選煤器80中，已記憶了單一種類之煤的黏結性或混合多數種類之煤的黏結性的資料，並根據該黏結性之資料與前述相關性之資料來選擇可使用的煤(單一種類或混合多數種類的煤)。前述排氣溫度的設定值，例如，可以設定在374～376℃左右。但是，並不限制於該溫度。
再者，第4圖所示之前述黏結性測量器40、相關性演算器50、及選煤器80，可以藉由個人電腦構成。
接著，說明上述燃煤鍋爐灰附著防止方法及裝置的實施例之作用。
第3圖及第4圖所示之燃煤鍋爐灰附著防止方法及裝置中，從前述煤灰產生過程到相關性演算過程為止的過程，與第1圖及第2圖所示之燃煤鍋爐灰附著預測方法及裝置同樣地進行。
接下來，根據從前述相關性演算過程中所求出之黏結性與排氣溫度的相關性，將具有排氣溫度在設定值(例如，374～376℃左右)以下之黏結性的煤以選煤器80(參考第4圖)選擇作為燃料(參考第3圖步驟S70之選煤過程)。
若使用以前述選煤器80所選擇之煤作為燃料，則排氣溫度被抑制在設定值以下，所以灰難以附著在導熱管，且也難以妨礙與該導熱管之排氣的熱交換。
因此，可以穩定地持續燃煤鍋爐100的實際運轉。順帶一提，在600MW級的發電廠中，一旦能避免因灰障礙引起的強制停止，則可抑制超過一億日圓的損害。
如此，第3圖及第4圖所示之燃煤鍋爐灰附著防止方法及裝置中，也與第1圖及第2圖所示之燃煤鍋爐灰附著預測方法及裝置相同，掌握黏結性與排氣溫度之相關性，可抑制因灰障礙引起的運轉效率降低，且能有效活用較經濟的劣質煤。
第5圖及第6圖表示本揭示之實施例的燃煤鍋爐運用方法及裝置的形態。圖中，與第1圖及第2圖、以及第3圖及第4圖標記相同符號者表示相同部分，基本的構造與第1圖及第2圖所示之燃煤鍋爐灰附著預測方法及裝置、以及第3圖及第4圖所示之燃煤鍋爐灰附著防止方法及裝置相同。
本實施例之燃煤鍋爐運用方法，如第5圖所表示，進行：煤灰產生過程、燒結灰產生過程、黏結性測量過程、相關性演算過程、排氣溫度預測過程、和燃燒時間調節過程。第6圖中表示，實施前述燃煤鍋爐運用方法之燃煤鍋爐運用裝置的概要構造。
第5圖所示之燃煤鍋爐運用方法中的前述煤灰產生過程、燒結灰產生過程、黏結性測量過程、相關性演算過程、和排氣溫度預測過程，與第1圖所示之前述燃煤鍋爐灰附著預測方法相同，所以省略說明。又，第6圖所示之燃煤鍋爐運用裝置中的煤灰產生器10、燒結灰產生器20、磨耗試驗機30、黏結性測量器40、相關性演算器50、和排氣溫度預測器60，與第2圖所示之前述燃煤鍋爐灰附著預測裝置相同，所以省略說明。
前述燃燒時間調節過程，是根據前述排氣溫度預測過程中所預測出之排氣溫度來調節前述煤的燃燒時間的過程(參考第5圖步驟S80)。前述煤的燃燒時間的調節，是以燃燒時間調節器90(參考第6圖)執行。前述燃燒時間調節器90，例如，具有對燃燒器140(參考第7圖)輸出控制訊號，且具有限制從該燃燒器140朝火爐110內部噴射粉煤燃料之時間的功能。
再者，第6圖所示之前述黏結性測量器40、相關性演算器50、排氣溫度預測器60、及燃燒時間調節器90，可以由個人電腦構成。
接著，說明上述燃煤鍋爐運用方法及裝置之實施例的作用。
第5圖及第6圖所示之燃煤鍋爐運用方法及裝置中，從前述煤灰產生過程到排氣溫度預測過程為止的過程，與第1圖及第2圖所示之燃煤鍋爐灰附著預測方法及裝置同樣地進行。
接著，根據前述排氣溫度預測過程中所預測之排氣溫度，以燃燒時間調節器90(參考第6圖)調節前述煤的燃燒時間(參考第5圖步驟S80之燃燒時間調節過程)。
例如，第8圖所示之線圖中，若使用煤G、煤H或混合這些的煤，則預測黏結性形成0.5以上、且排氣溫度超過376℃。然而，即使在此情況下，藉著設定較短燃燒時間也可抑制灰附著在導熱管上，其後，可以切換為可壓低排氣溫度之黏結性的煤。
藉此，能抑制灰附著在導熱管的同時，也有效活用劣質煤，進而在提高經濟效率的同時穩定地持續實際的燃煤鍋爐100的運轉。順帶一提，在600MW級之發電廠中，一旦可以削減1%的燃料費，一年即可節省約2億日圓的費用。
如此，在第5圖及第6圖所示之燃煤鍋爐運用方法及裝置中，也與第1圖及第2圖所示之燃煤鍋爐灰附著預測方法及裝置、以及第3圖及第4圖所示之燃煤鍋爐灰附著防止方法及裝置相同，藉著掌握黏結性與排氣溫度的相關性，可抑制因灰障礙引起的運轉效率降低，且能有效地活用較經濟的劣質煤。
並且，第1圖及第2圖所示之燃煤鍋爐灰附著預測方法及裝置、第3圖及第4圖所示之燃煤鍋爐灰附著防止方法及裝置、以及第5圖及第6圖所示之燃煤鍋爐運用方法及裝置，在各裝置及方法中，理所當然可以使用單一種類的煤作為燃料，但前述煤也可以為多種煤混合而成。若以此方式構成，可因應需求將優質煤之煙煤、和劣質煤，例如，次煙煤、高矽煤、高硫煤、高鈣煤、高灰煤等混合，在改善燃料費的經濟性上更為有效。
再者，本發明之燃煤鍋爐灰附著預測方法及裝置、燃煤鍋爐灰附著防止方法及裝置、以及燃煤鍋爐運用方法及裝置，並不限定於本揭示中所說明的上述實施例，在不脫離本發明主旨的範圍內可以有各種變化這是理所當然的。
10:煤灰產生器 20:燒結灰產生器 21:磁性舟皿 30:磨耗試驗機 31:圓柱型金屬網 32:旋轉軸 33:設定部 34:通過物承接盤 35:蓋 40:黏結性測量器 50:相關性演算器 60:排氣溫度預測器 70:附著預測器 80:選煤器 90:燃燒時間調節器 100:燃煤鍋爐 110:火爐 111:二次過熱器 112:三次過熱器 113:最終過熱器 114:二次再熱器 115:上部導熱部 120:後部導熱部 121:一次過熱器 122:一次再熱器 123:省煤器 130:鍋爐本體 140:燃燒器 150:鍋爐出口排氣管道 160:溫度檢測器
[第1圖]表示本發明燃煤鍋爐灰附著預測方法之實施例的流程圖。 [第2圖]表示本發明燃煤鍋爐灰附著預測裝置之實施例的概要構造圖。 [第3圖]表示本發明燃煤鍋爐灰附著防止方法之實施例的流程圖。 [第4圖]表示本發明燃煤鍋爐灰附著防止裝置之實施例的概要構造圖。 [第5圖]表示本發明燃煤鍋爐運用方法之實施例的流程圖。 [第6圖]表示本發明燃煤鍋爐運用裝置之實施例的概要構造圖。 [第7圖]表示適用本發明之方法及裝置之實施例的燃煤鍋爐的一例的側面剖面圖。 [第8圖]表示本發明之方法及裝置的實施例中，黏結性與排氣溫度之相關性的線圖。

Claims (12)

  1. 一種燃煤鍋爐灰附著預測方法，其特徵係進行以下過程： 灰化煤以產生煤灰的煤灰產生過程；和 藉著以燃煤鍋爐之燃燒溫度範圍內之多種溫度加熱該煤灰產生過程中所產生之煤灰，產生各加熱溫度下之燒結灰的燒結灰產生過程；和 將該燒結灰產生過程中所產生之各燒結灰依據磨耗(rattler)試驗機作旋轉分離，再由旋轉分離前後之燒結灰的重量比測量出黏結性的黏結性測量過程；和 在燃煤鍋爐燃燒具有該黏結性測量過程中所測量出之黏結性的煤，並測量排氣溫度，再求出黏結性與排氣溫度之相關性的相關性演算過程；和 根據該相關性演算過程所求出之黏結性與排氣溫度的相關性，從採用作為燃料之煤的黏結性來預測排氣溫度的排氣溫度預測過程；和 根據該排氣溫度預測過程中所預測之排氣溫度，預測出在燃煤鍋爐中灰的附著情況的附著預測過程。
  2. 如請求項1所述之燃煤鍋爐灰附著預測方法，其中， 前述煤是混合多種煤的混合物。
  3. 一種燃煤鍋爐灰附著預測裝置，其特徵係具備： 灰化煤以產生煤灰的煤灰產生器；和 藉著以燃煤鍋爐之燃燒溫度範圍內的多種溫度加熱該煤灰產生器所產生之煤灰，產生各加熱溫度下之燒結灰的燒結灰產生器；和 將該燒結灰產生器所產生之各燒結灰作旋轉分離的磨耗試驗機；和 藉由該磨耗試驗機從旋轉分離前後的燒結灰重量比，測量出黏結性的黏結性測量器；和 在燃煤鍋爐燃燒具有該黏結性測量器所測量出之黏結性的煤，並測量排氣溫度，再求出黏結性與排氣溫度之相關性的相關性演算器；和 根據該相關性演算器所求出之黏結性與排氣溫度的相關性，從採用作為燃料之煤的黏結性來預測排氣溫度的排氣溫度預測器；和 根據該排氣溫度預測器所預測之排氣溫度來預測燃煤鍋爐中灰的附著情況的附著預測器。
  4. 如請求項3所述之燃煤鍋爐灰附著預測裝置，其中， 前述煤是混合多種煤的混合物。
  5. 一種燃煤鍋爐灰附著防止方法，其特徵係進行以下過程： 灰化煤以產生煤灰的煤灰產生過程；和 藉著以燃煤鍋爐之燃燒溫度範圍內的多種溫度加熱該煤灰產生過程中所產生之煤灰，產生各加熱溫度下之燒結灰的燒結灰產生過程；和 將該燒結灰產生過程中所產生之各燒結灰依據磨耗試驗機作旋轉分離，再由旋轉分離前後之燒結灰的重量比測量出黏結性的黏結性測量過程；和 在燃煤鍋爐燃燒具有該黏結性測量過程所測量出之黏結性的煤，並測量排氣溫度，再求出黏結性與排氣溫度之相關性的相關性演算過程；和 根據該相關性演算過程所求出之黏結性與排氣溫度的相關性，選擇排氣溫度在設定值以下之黏結性的煤作為燃料的選煤過程。
  6. 如請求項5所述之燃煤鍋爐灰附著防止方法，其中， 前述煤是混合多種煤的混合物。
  7. 一種燃煤鍋爐灰附著防止裝置，其特徵係具備： 灰化煤以產生煤灰的煤灰產生器；和 藉著以燃煤鍋爐之燃燒溫度範圍內的多種溫度加熱該煤灰產生器所產生之煤灰，產生各加熱溫度下之燒結灰的燒結灰產生器；和 將該燒結灰產生器所產生之各燒結灰作旋轉分離的磨耗試驗機；和 藉由該磨耗試驗機從旋轉分離前後的燒結灰重量比，測量出黏結性的黏結性測量器；和 在燃煤鍋爐燃燒具有該黏結性測量器所測量出之黏結性的煤，並測量排氣溫度，再求出黏結性與排氣溫度之相關性的相關性演算器；和 根據以該相關性演算器所求出之黏結性與排氣溫度之相關性，選擇排氣溫度在設定值以下之黏結性的煤作為燃料的選煤器。
  8. 如請求項7所述之燃煤鍋爐灰附著防止裝置，其中， 前述煤是混合多種煤的混合物。
  9. 一種燃煤鍋爐運用方法，其特徵係進行以下過程： 灰化煤以產生煤灰的煤灰產生過程；和 藉著以燃煤鍋爐之燃燒溫度範圍內之多種溫度加熱該煤灰產生過程所產生之煤灰，產生各加熱溫度下之燒結灰的燒結灰產生過程；和 將該燒結灰產生過程所產生之各燒結灰依據磨耗試驗機作旋轉分離，再由旋轉分離前後之燒結灰的重量比測量出黏結性的黏結性測量過程；和 在燃煤鍋爐燃燒具有該黏結性測量過程所測量出之黏結性的煤，並測量排氣溫度，再求出黏結性與排氣溫度之相關性的相關性演算過程；和 根據該相關性演算過程所求出之黏結性與排氣溫度的相關性，從採用作為燃料之煤的黏結性預測出排氣溫度的排氣溫度預測過程；和 根據該排氣溫度預測過程所預測之排氣溫度來調節前述煤的燃燒時間的燃燒時間調節過程。
  10. 如請求項9所述之燃煤鍋爐運用方法，其中， 前述煤是混合多種煤的混合物。
  11. 一種燃煤鍋爐運用裝置，其特徵係具備： 灰化煤以產生煤灰的煤灰產生器；和 藉著以燃煤鍋爐之燃燒溫度範圍內之多種溫度加熱該煤灰產生器所產生之煤灰，產生各加熱溫度下之燒結灰的燒結灰產生器；和 將該燒結灰產生器所產生之各燒結灰作旋轉分離的磨耗試驗機；和 藉由該磨耗試驗機從旋轉分離前後的燒結灰重量比，測量出黏結性的黏結性測量器；和 在燃煤鍋爐燃燒具有以該黏結性測量器所測量出之黏結性的煤，並測量排氣溫度，再求出黏結性與排氣溫度之相關性的相關性演算器；和 根據該相關性演算器所求出之黏結性與排氣溫度的相關性，從採用作為燃料之煤的黏結性預測排氣溫度的排氣溫度預測器；和 根據該排氣溫度預測器所預測之排氣溫度來調節前述煤的燃燒時間的燃燒時間調節器。
  12. 如請求項11所述之燃煤鍋爐運用裝置，其中， 前述煤是混合多種煤的混合物。
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