WO2020050050A1 - 石炭焚ボイラ灰付着予測方法及び装置、石炭焚ボイラ灰付着防止方法及び装置、並びに石炭焚ボイラ運用方法及び装置 - Google Patents

石炭焚ボイラ灰付着予測方法及び装置、石炭焚ボイラ灰付着防止方法及び装置、並びに石炭焚ボイラ運用方法及び装置 Download PDF

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賢二郎 知惠
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Definitions

  • the present disclosure relates to a method and an apparatus for predicting ash adhesion of a coal-fired boiler, a method and apparatus for preventing ash adhesion of a coal-fired boiler, and a method and apparatus for operating a coal-fired boiler.
  • the combustion gas flows between the heat transfer tubes arranged at a narrow interval. Heat exchange structure. For this reason, if ash adheres to the upper heat transfer section, the furnace internal pressure will fluctuate greatly or the gas passage will be blocked, and the operation of the coal-fired boiler will be forced to stop.
  • Non-Patent Document 1 indices and evaluation criteria for ash based on the ash composition in which the ash-containing element is represented by an oxide have been generally used.
  • Non-Patent Document 1 The indices and evaluation criteria for ash described in Non-Patent Document 1 are set for bituminous coal, which is a high-quality coal with few problems such as ash adhesion.
  • Non-Patent Document 1 the relationship between the index shown in Non-Patent Document 1 and the adhesion of ash did not always agree, and it was not an index having high reliability.
  • the conventional index has a problem that low-rank coal, for example, subbituminous coal, high silica coal, high S coal, high calcium coal, high ash coal, etc. cannot be used depending on the type of coal.
  • ash damage sometimes occurred using coal which was considered to be no problem according to the conventional index.
  • Patent Literature 1 it is difficult to accurately grasp the actual slag adhesion behavior in a boiler from a numerical value calculated based on a chemical composition or the like of a slag viscosity. It is difficult for low-grade coal such as. Furthermore, it is considered difficult to measure and calculate the slag viscosity by heating a solid fuel such as coal at a high ambient temperature (for example, 1300 ° C.).
  • the present disclosure relates to a coal ash generation step of incineration of coal to generate coal ash,
  • Each sintered ash generated in the sintered ash generating step is rotationally separated by a rattling tester, and a degree of agglutination measuring step for measuring the degree of agglutination from the weight ratio of the sintered ash before and after the rotational separation
  • An exhaust gas temperature prediction step of predicting an exhaust gas temperature from the degree of adhesion of coal used as fuel based on the correlation between the degree of sticking and the exhaust gas temperature determined in the correlation
  • the coal may be a mixture of a plurality of types of coal.
  • the present disclosure also provides a coal ash generator that incinerates coal to produce coal ash, A sintered ash generator that generates sintered ash at each heating temperature by heating the coal ash generated by the coal ash generator at a plurality of temperatures in a combustion temperature range of a coal-fired boiler, A rattling tester that rotationally separates each sintered ash generated by the sintered ash generator, An agglutination degree measuring device for measuring the degree of agglutination from the weight ratio of the sintered ash before and after rotational separation by the rattra tester, A correlation calculator for measuring the exhaust gas temperature by burning the coal having the degree of sticking measured by the sticking degree measuring device in a coal-fired boiler, and determining the correlation between the sticking degree and the exhaust gas temperature, An exhaust gas temperature estimator that predicts an exhaust gas temperature from the degree of sticking of coal used as fuel based on the correlation between the degree of sticking and the exhaust gas temperature determined by the correlation calculator,
  • the present invention relates to a coal-fired boiler ash
  • the coal may be a mixture of a plurality of types of coal.
  • the present disclosure also includes a coal ash generation step of asking coal to generate coal ash, A sintered ash generating step of generating sintered ash at each heating temperature by heating the coal ash generated in the coal ash generating step at a plurality of temperatures in a combustion temperature range of a coal-fired boiler, Each sintered ash generated in the sintered ash generating step is rotationally separated by a rattling tester, and a degree of agglutination measuring step for measuring the degree of agglutination from the weight ratio of the sintered ash before and after the rotational separation, A correlation operation step of burning the coal having the degree of sticking measured in the degree of sticking degree measurement in the coal-fired boiler to measure the temperature of the exhaust gas, and determining the correlation between the degree of sticking and the temperature of the exhaust gas, A coal selection step of selecting, as a fuel, coal having a sticking degree at which the exhaust gas temperature becomes equal to or lower than a set value based on the correlation between the sticking degree obtained in the correlation calculating step and the
  • the coal may be a mixture of a plurality of types of coal.
  • the present disclosure also provides a coal ash generator that incinerates coal to produce coal ash, A sintered ash generator that generates sintered ash at each heating temperature by heating the coal ash generated by the coal ash generator at a plurality of temperatures in a combustion temperature range of a coal-fired boiler, A rattling tester that rotationally separates each sintered ash generated by the sintered ash generator, An adhesiveness measuring device for measuring the adhesiveness from the weight ratio of the sintered ash before and after rotational separation by the rattra tester, A correlation calculator for measuring the exhaust gas temperature by burning coal that becomes the degree of sticking measured by the sticking degree measuring device in a coal-fired boiler, and obtaining a correlation between the sticking degree and the exhaust gas temperature, A coal selector for selecting, as a fuel, coal having a sticking degree at which the exhaust gas temperature becomes equal to or lower than a set value based on a correlation between the sticking degree obtained by the correlation calculator and the exhaust gas temperature. It concerns the device.
  • the coal may be a mixture of a plurality of types of coal.
  • the present disclosure also includes a coal ash generation step of asking coal to generate coal ash, A sintered ash generating step of generating sintered ash at each heating temperature by heating the coal ash generated in the coal ash generating step at a plurality of temperatures in a combustion temperature range of a coal-fired boiler, Each sintered ash generated in the sintered ash generating step is rotationally separated by a rattling tester, and a degree of agglutination measuring step for measuring the degree of agglutination from the weight ratio of the sintered ash before and after the rotational separation, A correlation operation step of burning the coal having the degree of sticking measured in the degree of sticking degree measurement in the coal-fired boiler to measure the temperature of the exhaust gas, and determining the correlation between the degree of sticking and the temperature of the exhaust gas, An exhaust gas temperature prediction step of predicting an exhaust gas temperature from the degree of adhesion of coal used as fuel based on the correlation between the degree of sticking and the exhaust gas temperature determined in the correlation calculation step, And a combustion time
  • the coal may be a mixture of a plurality of types of coal.
  • the present disclosure also provides a coal ash generator that incinerates coal to produce coal ash, A sintered ash generator that generates sintered ash at each heating temperature by heating the coal ash generated by the coal ash generator at a plurality of temperatures in a combustion temperature range of a coal-fired boiler, A rattling tester that rotationally separates each sintered ash generated by the sintered ash generator, An agglutination degree measuring device for measuring the degree of agglutination from the weight ratio of the sintered ash before and after rotational separation by the rattra tester, A correlation calculator for measuring the exhaust gas temperature by burning the coal having the degree of sticking measured by the sticking degree measuring device in a coal-fired boiler, and determining the correlation between the sticking degree and the exhaust gas temperature, An exhaust gas temperature estimator that predicts an exhaust gas temperature from the degree of sticking of coal used as fuel based on the correlation between the degree of sticking and the exhaust gas temperature determined by the correlation calculator, And a combustion time adjuster for adjusting the combustion time of the coal
  • the coal may be a mixture of a plurality of types of coal.
  • the ash obstruction is obtained by capturing the correlation between the degree of sticking and the exhaust gas temperature. An excellent effect of suppressing a decrease in the operation rate and effectively utilizing economical low-grade coal can be obtained.
  • FIG. 3 is a diagram showing a correlation between the degree of sticking and the exhaust gas temperature in an embodiment of the method and the apparatus of the present invention.
  • FIGS. 1 and 2 show an embodiment of a coal-fired boiler ash adhesion prediction method and apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • the coal-fired boiler 100 includes a boiler main body 130 including a furnace 110 formed of a furnace wall tube (heat transfer tube) and a rear heat transfer unit 120.
  • a burner 140 that injects and burns pulverized coal fuel is provided below the furnace 110 of the boiler body 130.
  • a secondary superheater 111, a tertiary superheater 112, a final superheater 113, and a secondary reheater 114 are installed, and an upper heat transfer unit 115 is configured.
  • a primary superheater 121, a primary reheater 122, and a economizer 123 are installed in a rear heat transfer section 120 of the boiler main body 130. These heat exchangers are constituted by heat transfer tubes. Then, when pulverized coal fuel is injected from the burner 140 into the furnace 110 of the boiler body 130 and burned, the combustion gas heats the heat transfer tubes constituting the furnace wall of the furnace 110, and then heats the heat transfer tubes in the upper part of the furnace 110.
  • the upper heat transfer section 115 composed of the secondary superheater 111, the tertiary superheater 112, the final superheater 113, and the secondary reheater 114 is heated.
  • the combustion gas heats the primary superheater 121, the primary reheater 122, and the economizer 123 in the rear heat transfer section 120.
  • the combustion gas (exhaust gas) deprived of heat by the heat exchange is led out to the boiler outlet exhaust gas duct 150, and is subjected to a flue gas treatment device (not shown) such as denitration and desulfurization provided on the downstream side (not shown).
  • a flue gas treatment device such as denitration and desulfurization provided on the downstream side (not shown).
  • the coal-fired boiler ash adhesion prediction method of the present embodiment includes a coal ash generation step, a sintered ash generation step, a sticking degree measurement step, a correlation calculation step, an exhaust gas temperature prediction step, An adhesion prediction step is performed.
  • FIG. 2 shows a schematic configuration of a coal-fired boiler ash adhesion prediction device that performs the coal-fired boiler ash adhesion prediction method.
  • the coal ash generation step is a step of incinerating various kinds of coal such as high-quality coal and low-grade coal used as fuel in the coal-fired boiler 100 (see FIG. 7) to generate coal ash (step S10 in FIG. 1). reference).
  • Each coal is ashed at 815 ° C. according to the JIS method to obtain coal ash.
  • the production of the coal ash is performed by a coal ash generator 10 shown in FIG.
  • the sintered ash generation step is a step of generating sintered ash at each heating temperature by heating the coal ash generated in the coal ash generation step at a plurality of temperatures in the combustion temperature range of the coal-fired boiler 100. (See step S20 in FIG. 1).
  • the sintering of the coal ash is performed by putting the coal ash into a magnetic boat 21 as a sintered ash generator 20 as shown in FIG. 2 and heating the coal ash at a predetermined temperature to obtain the sintered ash. It is supposed to be.
  • the heating temperature at this time is set at a plurality of temperatures (for example, at a plurality of points at a temperature interval of 50 ° C.) within a temperature range of about 1000 ° C. to 1400 ° C. which can cover at least a temperature near the upper heat transfer section 115 of the coal-fired boiler 100. Temperature) to obtain sintered ash at each heating temperature.
  • each sintered ash generated in the sinter ash generation step is rotationally separated by a rattra tester 30 (see FIG. 2), and the degree of agglutination is determined from the weight ratio of the sintered ash before and after the rotational separation.
  • This is the step of measuring (see step S30 in FIG. 1).
  • the Ratra tester 30 is used for evaluating sintered metal, and is a device for rotating a cylindrical metal net 31 (aperture 1 mm) having a diameter of about 100 mm and a length of about 120 mm by a rotating shaft 32 at 80 rpm.
  • the rattra testing machine 30 puts the sintered ash sample inside the cylindrical wire mesh 31 and rotates the cylindrical wire mesh 31 at a constant rotation speed set by the setting unit 33, during which the sintered ash is removed.
  • the sintered ash particles that fall through the eyes of the cylindrical wire net 31 and fall off are received by the passing-through receiving tray 34.
  • the cylindrical wire net 31 is covered with a cover 35.
  • the correlation calculating step is a step of burning the coal having the sticking degree measured in the sticking degree measuring step with the coal-fired boiler 100 to measure the exhaust gas temperature, and obtaining a correlation between the sticking degree and the exhaust gas temperature.
  • the exhaust gas temperature is measured by a temperature detector 160 provided in the boiler outlet exhaust gas duct 150 as shown in FIG. However, the temperature detector 160 is provided at the outlet of the furnace 110 as shown by the phantom line in FIG. 7, and the upper heat transfer section 115, that is, the secondary superheater 111, the tertiary superheater 112, and the final superheater 113 It is also possible to measure the temperature of the exhaust gas after passing through the secondary reheater 114.
  • the correlation between the degree of sticking and the exhaust gas temperature of coals A to H including high-quality bituminous coal and low-grade coal such as sub-bituminous coal is as shown in the diagram of FIG. Has been clarified by the study of the present inventors.
  • the correlation between the sticking degree and the exhaust gas temperature is determined by a correlation calculator 50 (see FIG. 2).
  • the exhaust gas temperature prediction step is a step of predicting the exhaust gas temperature from the degree of sticking of coal used as fuel based on the correlation between the degree of sticking and the exhaust gas temperature obtained in the correlation calculation step (step S50 in FIG. 1). reference).
  • the exhaust gas temperature is predicted by the exhaust gas temperature predictor 60 (see FIG. 2) from the diagram shown in FIG.
  • the adhesion prediction step is a step of predicting adhesion of ash to the heat transfer tubes in the coal-fired boiler 100 based on the exhaust gas temperature predicted in the exhaust gas temperature prediction step (see step S60 in FIG. 1).
  • the adhesion of ash to the heat transfer tubes in the coal-fired boiler 100 is predicted by an adhesion predictor 70 (see FIG. 2).
  • the adhesion predictor 70 indicates that the higher the temperature of the exhaust gas is, the higher the possibility that ash is attached to the heat transfer tube is. For example, a screen showing a predicted ash attachment state to the heat transfer tube is displayed on the screen. Or a form that prompts attention by voice.
  • the sticking degree measuring device 40, the correlation calculating device 50, the exhaust gas temperature estimating device 60, and the adhesion estimating device 70 shown in FIG. 2 can be constituted by a personal computer.
  • coal ash generation step in step S10 in FIG. 1 is incinerated at 815 ° C. in the coal ash generator 10 shown in FIG. 2 according to the JIS method.
  • coal ash is generated (see the coal ash generation step in step S10 in FIG. 1).
  • the coal ash generated in the coal ash generation step is put into a magnetic boat 21 as a sintered ash generator 20 as shown in FIG. 2, and a combustion temperature range of the coal-fired boiler 100 (about 1000 ° C. to 1400 ° C.). Is heated at a plurality of temperatures, and sintered ash is generated at each heating temperature (see the sintered ash generating step in step S20 in FIG. 1).
  • Each sintered ash generated in the sintering ash generating step is put into a cylindrical wire net 31 of a rattling machine 30 (see FIG. 2) and rotated at a constant rotation number set by a setting unit 33.
  • the particles of the sintered ash falling through the cylindrical wire net 31 are received by the passing-through receiving tray 34.
  • the degree is determined by the agglutination degree measuring device 40 (see FIG. 2) (see the agglutination degree measurement step of step S30 in FIG. 1).
  • the coal having the sticking degree measured in the sticking degree measuring step is burned by the coal-fired boiler 100, and the temperature of the exhaust gas is measured by the temperature detector 160 (see FIG. 7). Is obtained by the correlation calculator 50 (see FIG. 2) as a diagram as shown in FIG. 8 (see the correlation calculation step in step S40 in FIG. 1).
  • the exhaust gas temperature is predicted by the exhaust gas temperature estimator 60 (see FIG. 1) from the coalescence degree of coal used as fuel based on the correlation between the degree of sticking and the exhaust gas temperature obtained in the correlation calculation step (see FIG. 1). (Refer to the exhaust gas temperature prediction step in step S50). For example, in the diagram shown in FIG. 8, when the degree of sticking is 0.4, it can be predicted that the exhaust gas temperature will be 374 ° C. to 375 ° C.
  • the adhesion of ash to the heat transfer tube in the coal-fired boiler 100 is predicted by the adhesion predictor 70 (see FIG. 2) (see the adhesion prediction step in step S60 in FIG. 1). ).
  • the adhesion predictor 70 indicates that the higher the temperature of the exhaust gas, the higher the possibility that ash is attached to the heat transfer tube.
  • an increase in the temperature of the exhaust gas means that ash adheres to the heat transfer tube and heat exchange with the exhaust gas in the heat transfer tube is hindered. That is, in the coal-fired boiler 100, when coal having a high exhaust gas temperature is used as a fuel, there is a possibility that a blockage trouble due to ash adhesion may occur.
  • the present inventors can measure the degree of agglutination as a coal property parameter and predict the exhaust gas temperature from the degree of agglutination by creating a correlation between the degree of agglutination and the temperature of the exhaust gas as a diagram as shown in FIG. It has been found that ash damage can be predicted based on the exhaust gas temperature. This is a feature of the present embodiment.
  • the degree of sticking of the coal to be used as fuel can be calculated.
  • the exhaust gas temperature can be predicted, and the adhesion of ash to the heat transfer tube in the coal-fired boiler 100 can be predicted. At this time, there is no need to stop the operation of the coal-fired boiler 100.
  • FIGS. 3 and 4 show an embodiment of a method and an apparatus for preventing ash deposition on a coal-fired boiler according to an embodiment of the present disclosure.
  • the portions denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 represent the same components, and the basic configuration is the same as the coal-fired boiler ash adhesion prediction method and apparatus shown in FIGS. 1 and 2.
  • the coal-fired boiler ash adhesion prevention method of this embodiment includes a coal ash generation step, a sintered ash generation step, a sticking degree measurement step, a correlation calculation step, and a coal selection step. It has become.
  • FIG. 4 shows a schematic configuration of a coal-fired boiler ash adhesion prevention device that implements the coal-fired boiler ash adhesion prevention method.
  • the coal selection step is a step of selecting, as a fuel, coal having a sticking degree at which the exhaust gas temperature becomes equal to or lower than a set value based on the correlation between the sticking degree and the exhaust gas temperature obtained in the correlation calculating step (see FIG. 3). See step S70).
  • the coal is selected by a coal selector 80 (see FIG. 4).
  • the coal selector 80 data of the degree of sticking of a single type of coal or the degree of sticking of a mixture of a plurality of types of coal is stored, and based on the data of the degree of sticking and the data of the correlation. Coal that can be used (single type or multiple types of coal) is selected.
  • the set value of the exhaust gas temperature can be set to, for example, about 374 to 376 ° C. However, it is not limited to this temperature.
  • the agglutination degree measuring device 40, the correlation calculator 50, and the coal selector 80 shown in FIG. 4 can be constituted by a personal computer.
  • the steps from the coal ash generation step to the correlation calculation step are the same as those of the coal-fired boiler ash adhesion prediction method and apparatus shown in FIGS. 1 and 2. The same is done.
  • coal having a degree of agglutination at which the temperature of the exhaust gas becomes equal to or lower than a set value (for example, about 374 to 376 ° C.) is used as a coal selector. 80 (refer to FIG. 4) (refer to the coal selecting step in step S70 in FIG. 3).
  • the exhaust gas temperature is suppressed to a set value or less, so that ash hardly adheres to the heat transfer tube, and heat exchange with the exhaust gas in the heat transfer tube is hindered. It becomes difficult.
  • FIGS. 5 and 6 show a form of a coal-fired boiler operating method and apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • the parts denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 and FIGS. 3 and 4 represent the same parts, and the basic configuration is the method for predicting ash deposition on a coal-fired boiler shown in FIGS. And an apparatus, and a method and an apparatus for preventing ash adhesion of a coal-fired boiler shown in FIGS. 3 and 4.
  • the method for operating a coal-fired boiler includes a coal ash generation step, a sintered ash generation step, a sticking degree measurement step, a correlation calculation step, an exhaust gas temperature prediction step, and a combustion time. And an adjusting step.
  • FIG. 6 shows a schematic configuration of a coal-fired boiler operation device that performs the coal-fired boiler operation method.
  • coal ash generation step The coal ash generation step, the sintered ash generation step, the sticking degree measurement step, the correlation calculation step, and the exhaust gas temperature prediction step in the coal-fired boiler operation method shown in FIG.
  • the description is omitted because it is the same as the ash adhesion prediction method.
  • a coal ash generator 10 a sintered ash generator 20, a rattling tester 30, a stickiness measuring device 40, a correlation calculator 50, and an exhaust gas temperature predictor Reference numeral 60 is the same as the coal-fired boiler ash adhesion prediction device shown in FIG.
  • the burning time adjusting step is a step of adjusting the burning time of the coal based on the exhaust gas temperature predicted in the exhaust gas temperature predicting step (see step S80 in FIG. 5).
  • the adjustment of the burning time of the coal is performed by a burning time adjuster 90 (see FIG. 6).
  • the combustion time adjuster 90 has a function of, for example, outputting a control signal to a burner 140 (see FIG. 7) to limit the time for injecting pulverized coal fuel from the burner 140 into the furnace 110.
  • the agglutination degree measuring device 40, correlation calculating device 50, exhaust gas temperature estimating device 60, and combustion time adjusting device 90 shown in FIG. 6 can be constituted by a personal computer.
  • the steps from the coal ash generation step to the exhaust gas temperature prediction step are the same as those in the method and apparatus for predicting ash adhesion of the coal-fired boiler shown in FIGS. 1 and 2. Done.
  • the burning time of the coal is adjusted by the burning time regulator 90 (see FIG. 6) based on the exhaust gas temperature predicted in the exhaust gas temperature predicting step (see the burning time adjusting step in step S80 in FIG. 5).
  • coal-fired boiler ash adhesion prediction method and apparatus shown in FIGS. 1 and 2 the coal-fired boiler ash adhesion prevention method and apparatus shown in FIGS. 3 and 4, and the coal-fired boiler operation method and apparatus shown in FIGS. 5 and 6.
  • a single type of coal can be used as a fuel, but the coal may be a mixture of a plurality of types of coal.
  • bituminous coal that is high-quality coal or low-grade coal, for example, sub-bituminous coal, high-silica coal, high-S coal, high-calcium coal, or high-ash coal is mixed as necessary. This is more effective in increasing the fuel cost economy.
  • coal-fired boiler ash adhesion prediction method and apparatus the coal-fired boiler ash adhesion prevention method and apparatus, and the coal-fired boiler operation method and apparatus of the present invention are limited only to the above-described embodiments described in the present disclosure. Of course, various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

Abstract

石炭灰を生成する石炭灰生成工程と、石炭灰を石炭焚ボイラの燃焼温度範囲における複数点温度で加熱して各加熱温度での焼結灰を生成する焼結灰生成工程と、各焼結灰をラトラ試験機により回転分離し、回転分離前後の焼結灰の重量比から膠着度を測定する膠着度測定工程と、測定された膠着度となる石炭を石炭焚ボイラで燃焼させて排ガス温度を測定し、膠着度と排ガス温度との相関関係を求める相関関係演算工程と、膠着度と排ガス温度との相関関係に基づき燃料として採用する石炭の膠着度から排ガス温度を予測する排ガス温度予測工程と、予測された排ガス温度に基づき石炭焚ボイラにおける灰の付着を予測する付着予測工程とを行う。

Description

石炭焚ボイラ灰付着予測方法及び装置、石炭焚ボイラ灰付着防止方法及び装置、並びに石炭焚ボイラ運用方法及び装置
　本開示は、石炭焚ボイラ灰付着予測方法及び装置、石炭焚ボイラ灰付着防止方法及び装置、並びに石炭焚ボイラ運用方法及び装置に関するものである。
　一般に、石炭焚ボイラにおいては、微粉炭の燃焼によって燃焼ガス中に溶融した灰が発生し、該灰がボイラ本体内の炉壁や伝熱管に付着して堆積する、いわゆるスラッギングやファウリングといったトラブルが生じる。このような灰の付着・堆積が生じると、炉壁や伝熱管による伝熱面での収熱が大幅に低下する虞がある。又、巨大なクリンカが炉壁面に積層すると、該クリンカが落下することによって炉内圧の大きな変動が生じたり、炉底を詰まらせたりするといった不具合が生じる。
　更に、特に火炉の上部に設けられる二次過熱器、三次過熱器、最終過熱器、二次再熱器からなる上部伝熱部は、狭い間隔で配置した伝熱管の間を燃焼ガスが流動して熱交換を行う構造を有している。このため、前記上部伝熱部に灰が付着すると、炉内圧が大きく変動したり、ガス流路が閉塞されたりしてしまい、石炭焚ボイラの運転停止を余儀なくされることになる。
　従って、石炭焚ボイラを安定運転するためには、石炭燃料の燃焼時に灰が付着する可能性を事前に予測することが必要である。
　このため、従来、灰の付着が起こる可能性を指標として表わすことが試みられ、灰含有元素を酸化物で表わした灰組成に基づいた灰に関する指標と評価基準が一般に用いられてきた（例えば、非特許文献１参照）。
　前記非特許文献１に示された灰に関する指標と評価基準は、灰の付着等の問題が少ない良質炭である瀝青炭を対象として定められている。
　しかし、前記非特許文献１に示される指標と灰の付着との関係は必ずしも一致した傾向にはなく、高い信頼性をもった指標でないことが指摘されていた。このため、前記従来の指標では、低品位炭とされる、例えば、亜瀝青炭、高シリカ炭、高Ｓ分炭、高カルシウム炭、高灰分炭等は炭種によって使用できないという問題を有していた。又、従来の指標では問題ないとされた石炭を用いて灰障害が発生することがあった。
　一方、近年では、良質炭の産出量が減少して安定した入手が困難となったことや経済性等の面から、低品位炭を利用する需要が高まってきており、これらの低品位炭の燃焼によって生じる灰にも対応できる新しい灰付着に関する指標が必要になってきている。
　こうした要求を踏まえ、低品位炭を含む様々な種類の固体燃料を混合した場合の所定の雰囲気温度におけるスラグ粘性に基づいて灰付着特性を評価するものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１１－８０７２７号公報
Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ　ｓｌａｇｇｉｎｇ　ａｎｄ　ｆｏｕｌｉｎｇ　ｉｎ　ｐｆ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ（ＩＥＡＣＲ／７２），１９９４
　しかしながら、特許文献１に開示されているように、スラグ粘性を化学組成等に基づいて算出した数値から、実際のボイラ内でのスラグの付着挙動を的確に把握することは、知見の少ない亜瀝青炭等の低品位炭にとっては困難である。更に、高温となる雰囲気温度（例えば、１３００℃）において石炭等の固体燃料を加熱してスラグ粘性を測定・算出することは、現実問題として困難であると考えられる。
　そこで、本開示においては、上記従来の問題点に鑑み、膠着度と排ガス温度との相関関係を捉えて灰障害による稼働率低下を抑制し、経済的な低品位炭を有効活用し得る石炭焚ボイラ灰付着予測方法及び装置、石炭焚ボイラ灰付着防止方法及び装置、並びに石炭焚ボイラ運用方法及び装置を説明する。
　本開示は、石炭を灰化して石炭灰を生成する石炭灰生成工程と、
  該石炭灰生成工程で生成された石炭灰を石炭焚ボイラの燃焼温度範囲における複数点温度で加熱することにより各加熱温度での焼結灰を生成する焼結灰生成工程と、
  該焼結灰生成工程で生成された各焼結灰をラトラ試験機により回転分離し、回転分離前後の焼結灰の重量比から膠着度を測定する膠着度測定工程と、
  該膠着度測定工程で測定された膠着度となる石炭を石炭焚ボイラで燃焼させて排ガス温度を測定し、膠着度と排ガス温度との相関関係を求める相関関係演算工程と、
  該相関関係演算工程で求められた膠着度と排ガス温度との相関関係に基づき燃料として採用する石炭の膠着度から排ガス温度を予測する排ガス温度予測工程と、
  該排ガス温度予測工程で予測された排ガス温度に基づき石炭焚ボイラにおける灰の付着を予測する付着予測工程と
  を行う石炭焚ボイラ灰付着予測方法に係るものである。
　前記石炭焚ボイラ灰付着予測方法において、前記石炭は、複数種類の石炭が混合されたものとすることができる。
　又、本開示は、石炭を灰化して石炭灰を生成する石炭灰生成器と、
  該石炭灰生成器で生成された石炭灰を石炭焚ボイラの燃焼温度範囲における複数点温度で加熱することにより各加熱温度での焼結灰を生成する焼結灰生成器と、
  該焼結灰生成器で生成された各焼結灰を回転分離するラトラ試験機と、
  該ラトラ試験機による回転分離前後の焼結灰の重量比から膠着度を測定する膠着度測定器と、
  該膠着度測定器で測定された膠着度となる石炭を石炭焚ボイラで燃焼させて排ガス温度を測定し、膠着度と排ガス温度との相関関係を求める相関関係演算器と、
  該相関関係演算器で求められた膠着度と排ガス温度との相関関係に基づき燃料として採用する石炭の膠着度から排ガス温度を予測する排ガス温度予測器と、
  該排ガス温度予測器で予測された排ガス温度に基づき石炭焚ボイラにおける灰の付着を予測する付着予測器と
  を備えた石炭焚ボイラ灰付着予測装置に係るものである。
　前記石炭焚ボイラ灰付着予測装置において、前記石炭は、複数種類の石炭が混合されたものとすることができる。
　又、本開示は、石炭を灰化して石炭灰を生成する石炭灰生成工程と、
  該石炭灰生成工程で生成された石炭灰を石炭焚ボイラの燃焼温度範囲における複数点温度で加熱することにより各加熱温度での焼結灰を生成する焼結灰生成工程と、
  該焼結灰生成工程で生成された各焼結灰をラトラ試験機により回転分離し、回転分離前後の焼結灰の重量比から膠着度を測定する膠着度測定工程と、
  該膠着度測定工程で測定された膠着度となる石炭を石炭焚ボイラで燃焼させて排ガス温度を測定し、膠着度と排ガス温度との相関関係を求める相関関係演算工程と、
  該相関関係演算工程で求められた膠着度と排ガス温度との相関関係に基づき排ガス温度が設定値以下になる膠着度の石炭を燃料として選定する石炭選定工程と
  を行う石炭焚ボイラ灰付着防止方法に係るものである。
　前記石炭焚ボイラ灰付着防止方法において、前記石炭は、複数種類の石炭が混合されたものとすることができる。
　又、本開示は、石炭を灰化して石炭灰を生成する石炭灰生成器と、
  該石炭灰生成器で生成された石炭灰を石炭焚ボイラの燃焼温度範囲における複数点温度で加熱することにより各加熱温度での焼結灰を生成する焼結灰生成器と、
  該焼結灰生成器で生成された各焼結灰を回転分離するラトラ試験機と、
  該ラトラ試験機による回転分離前後の焼結灰の重量比から膠着度を測定する膠着度測定器と、
  該膠着度測定器で測定された膠着度となる石炭を石炭焚ボイラで燃焼させて排ガス温度を測定し、膠着度と排ガス温度との相関関係を求める相関関係演算器と、
  該相関関係演算器で求められた膠着度と排ガス温度との相関関係に基づき排ガス温度が設定値以下になる膠着度の石炭を燃料として選定する石炭選定器と
  を備えた石炭焚ボイラ灰付着防止装置に係るものである。
　前記石炭焚ボイラ灰付着防止装置において、前記石炭は、複数種類の石炭が混合されたものとすることができる。
　又、本開示は、石炭を灰化して石炭灰を生成する石炭灰生成工程と、
  該石炭灰生成工程で生成された石炭灰を石炭焚ボイラの燃焼温度範囲における複数点温度で加熱することにより各加熱温度での焼結灰を生成する焼結灰生成工程と、
  該焼結灰生成工程で生成された各焼結灰をラトラ試験機により回転分離し、回転分離前後の焼結灰の重量比から膠着度を測定する膠着度測定工程と、
  該膠着度測定工程で測定された膠着度となる石炭を石炭焚ボイラで燃焼させて排ガス温度を測定し、膠着度と排ガス温度との相関関係を求める相関関係演算工程と、
  該相関関係演算工程で求められた膠着度と排ガス温度との相関関係に基づき燃料として採用する石炭の膠着度から排ガス温度を予測する排ガス温度予測工程と、
  該排ガス温度予測工程で予測された排ガス温度に基づき前記石炭の燃焼時間を調節する燃焼時間調節工程と
  を行う石炭焚ボイラ運用方法に係るものである。
　前記石炭焚ボイラ運用方法において、前記石炭は、複数種類の石炭が混合されたものとすることができる。
　又、本開示は、石炭を灰化して石炭灰を生成する石炭灰生成器と、
  該石炭灰生成器で生成された石炭灰を石炭焚ボイラの燃焼温度範囲における複数点温度で加熱することにより各加熱温度での焼結灰を生成する焼結灰生成器と、
  該焼結灰生成器で生成された各焼結灰を回転分離するラトラ試験機と、
  該ラトラ試験機による回転分離前後の焼結灰の重量比から膠着度を測定する膠着度測定器と、
  該膠着度測定器で測定された膠着度となる石炭を石炭焚ボイラで燃焼させて排ガス温度を測定し、膠着度と排ガス温度との相関関係を求める相関関係演算器と、
  該相関関係演算器で求められた膠着度と排ガス温度との相関関係に基づき燃料として採用する石炭の膠着度から排ガス温度を予測する排ガス温度予測器と、
  該排ガス温度予測器で予測された排ガス温度に基づき前記石炭の燃焼時間を調節する燃焼時間調節器と
  を備えた石炭焚ボイラ運用装置に係るものである。
　前記石炭焚ボイラ運用装置において、前記石炭は、複数種類の石炭が混合されたものとすることができる。
　本発明の石炭焚ボイラ灰付着予測方法及び装置、石炭焚ボイラ灰付着防止方法及び装置、並びに石炭焚ボイラ運用方法及び装置によれば、膠着度と排ガス温度との相関関係を捉えて灰障害による稼働率低下を抑制し、経済的な低品位炭を有効活用し得るという優れた効果を奏し得る。
本発明の石炭焚ボイラ灰付着予測方法の実施例を示すフローチャートである。 本発明の石炭焚ボイラ灰付着予測装置の実施例を示す概要構成図である。 本発明の石炭焚ボイラ灰付着防止方法の実施例を示すフローチャートである。 本発明の石炭焚ボイラ灰付着防止装置の実施例を示す概要構成図である。 本発明の石炭焚ボイラ運用方法の実施例を示すフローチャートである。 本発明の石炭焚ボイラ運用装置の実施例を示す概要構成図である。 本発明の方法及び装置の実施例が適用される石炭焚ボイラの一例を示す側断面図である。 本発明の方法及び装置の実施例における膠着度と排ガス温度との相関関係を示す線図である。
　以下、本開示における本発明の実施例の形態を添付図面を参照して説明する。
　図１及び図２は本開示の実施例による石炭焚ボイラ灰付着予測方法及び装置の形態を示している。
　先ず、本発明の方法及び装置の実施例が適用される石炭焚ボイラの一例について、図７を用いて概略を説明する。石炭焚ボイラ１００は、炉壁管（伝熱管）で形成されている火炉１１０と後部伝熱部１２０とからなるボイラ本体１３０を備えている。該ボイラ本体１３０の火炉１１０の下部には、微粉炭燃料を噴射して燃焼させるバーナ１４０が配設されている。前記ボイラ本体１３０の火炉１１０の上部には、二次過熱器１１１、三次過熱器１１２、最終過熱器１１３、二次再熱器１１４が設置され、上部伝熱部１１５が構成されている。前記ボイラ本体１３０の後部伝熱部１２０には、一次過熱器１２１、一次再熱器１２２、節炭器１２３が設置されている。これらの熱交換器は伝熱管により構成されている。そして、前記バーナ１４０からボイラ本体１３０の火炉１１０の内部へ微粉炭燃料を噴射して燃焼させると、燃焼ガスは、火炉１１０の炉壁を構成する伝熱管を加熱した後、火炉１１０の上部における二次過熱器１１１、三次過熱器１１２、最終過熱器１１３、二次再熱器１１４からなる上部伝熱部１１５を加熱する。続いて、前記燃焼ガスは、後部伝熱部１２０の一次過熱器１２１、一次再熱器１２２及び節炭器１２３を加熱する。熱交換して熱を奪われた燃焼ガス（排ガス）は、ボイラ出口排ガスダクト１５０へ導出され、下流側に設けられた脱硝、脱硫等の排煙処理装置（図示せず）で窒素酸化物や硫黄酸化物等が除去され、集塵機（図示せず）で脱塵が行われた後、大気へ放出されるようになっている。
　本実施例の石炭焚ボイラ灰付着予測方法は、図１に示す如く、石炭灰生成工程と、焼結灰生成工程と、膠着度測定工程と、相関関係演算工程と、排ガス温度予測工程と、付着予測工程とを行うようになっている。図２には、前記石炭焚ボイラ灰付着予測方法を実施する石炭焚ボイラ灰付着予測装置の概要構成を示している。
　前記石炭灰生成工程は、石炭焚ボイラ１００（図７参照）で燃料として採用する良質炭及び低品位炭等の種々の石炭を灰化して石炭灰を生成する工程である（図１のステップＳ１０参照）。石炭はそれぞれ、ＪＩＳ法に準じ、８１５℃で灰化することにより石炭灰を得るようになっている。前記石炭灰の生成は、図２に示す石炭灰生成器１０で行われるようになっている。
　前記焼結灰生成工程は、前記石炭灰生成工程で生成された石炭灰を石炭焚ボイラ１００の燃焼温度範囲における複数点温度で加熱することにより各加熱温度での焼結灰を生成する工程である（図１のステップＳ２０参照）。前記石炭灰の焼結は、図２に示すような焼結灰生成器２０としての磁性ボート２１に石炭灰を入れ、該石炭灰を所定温度で加熱することによって行われ、焼結灰が得られるようになっている。このときの加熱温度は、石炭焚ボイラ１００の少なくとも上部伝熱部１１５近傍の温度をカバーできる約１０００℃～１４００℃の温度範囲において、複数点温度（例えば、５０℃の温度間隔で複数点の温度）で加熱焼結することによって、各加熱温度での焼結灰を得るようにしている。
　前記膠着度測定工程は、前記焼結灰生成工程で生成された各焼結灰をラトラ試験機３０（図２参照）により回転分離し、回転分離前後の焼結灰の重量比から膠着度を測定する工程である（図１のステップＳ３０参照）。前記ラトラ試験機３０は、焼結金属の評価に用いられるものであり、直径１００ｍｍ、長さ１２０ｍｍ程度の円筒形金網３１（目開き１ｍｍ）を回転軸３２により８０ｒｐｍで回転させる装置である。前記ラトラ試験機３０は、前記円筒形金網３１の内部に前記焼結灰の試料を入れ、設定部３３で設定された一定の回転数で円筒形金網３１を回転させ、その間に焼結灰から分離して円筒形金網３１の目を抜けて落下する焼結灰の粒子を通過物受皿３４で受けるようになっている。前記円筒形金網３１はカバー３５で覆われている。そして、試験前の焼結灰の重量で試験後の焼結灰の重量を割った比が、膠着度測定器４０（図２参照）において膠着度として求められる。即ち、膠着度＝試験後の焼結灰の重量／試験前の焼結灰の重量である。
　前記相関関係演算工程は、前記膠着度測定工程で測定された膠着度となる石炭を石炭焚ボイラ１００で燃焼させて排ガス温度を測定し、膠着度と排ガス温度との相関関係を求める工程である（図１のステップＳ４０参照）。前記排ガス温度は、図７に示す如く、ボイラ出口排ガスダクト１５０に設けられた温度検出器１６０によって測定されるようになっている。但し、前記温度検出器１６０は、図７中、仮想線で示す如く、火炉１１０の出口部に設け、前記上部伝熱部１１５、即ち二次過熱器１１１、三次過熱器１１２、最終過熱器１１３、二次再熱器１１４を通過した後の排ガス温度を測定することも可能である。ここで、良質炭である瀝青炭や低品位炭である亜瀝青炭等を含む炭Ａ～炭Ｈについて、膠着度と排ガス温度との相関関係を示すと、図８に示す線図のようになることが、本発明者等の研究により明らかとなっている。前記膠着度と排ガス温度との相関関係は、相関関係演算器５０（図２参照）で求められるようになっている。
　前記排ガス温度予測工程は、前記相関関係演算工程で求められた膠着度と排ガス温度との相関関係に基づき燃料として採用する石炭の膠着度から排ガス温度を予測する工程である（図１のステップＳ５０参照）。前記排ガス温度は、排ガス温度予測器６０（図２参照）で図８に示す線図から予測されるようになっている。
　前記付着予測工程は、前記排ガス温度予測工程で予測された排ガス温度に基づき石炭焚ボイラ１００における伝熱管への灰の付着を予測する工程である（図１のステップＳ６０参照）。前記石炭焚ボイラ１００における伝熱管への灰の付着は、付着予測器７０（図２参照）で予測されるようになっている。前記付着予測器７０は、前記排ガス温度が高いほど伝熱管に灰が付着している可能性が高いことを示すものであって、例えば、予測される前記伝熱管への灰の付着状況を画面に表示したり、或いは音声で注意を促すようにしたりする形式のものを採用することができる。
　尚、図２に示す前記膠着度測定器４０、相関関係演算器５０、排ガス温度予測器６０、及び付着予測器７０は、パーソナルコンピュータによって構成することができる。
　次に、上記石炭焚ボイラ灰付着予測方法及び装置の実施例の作用を説明する。
　先ず、石炭焚ボイラ１００（図７参照）で燃料として採用する良質炭及び低品位炭等の種々の石炭がそれぞれ、ＪＩＳ法に準じ、図２に示す石炭灰生成器１０において８１５℃で灰化され、石炭灰が生成される（図１のステップＳ１０の石炭灰生成工程参照）。
　前記石炭灰生成工程で生成された石炭灰は、図２に示すような焼結灰生成器２０としての磁性ボート２１に入れられ、石炭焚ボイラ１００の燃焼温度範囲（約１０００℃～１４００℃）における複数点温度で加熱され、各加熱温度での焼結灰が生成される（図１のステップＳ２０の焼結灰生成工程参照）。
　前記焼結灰生成工程で生成された各焼結灰は、ラトラ試験機３０（図２参照）の円筒形金網３１の内部に入れられて設定部３３で設定された一定の回転数で回転され、前記円筒形金網３１の目を抜けて落下する焼結灰の粒子が通過物受皿３４で受けられる。そして、試験前の焼結灰の重量で試験後の焼結灰の重量を割った比、即ち、膠着度＝試験後の焼結灰の重量／試験前の焼結灰の重量として、該膠着度が膠着度測定器４０（図２参照）で求められる（図１のステップＳ３０の膠着度測定工程参照）。
　前記膠着度測定工程で測定された膠着度となる石炭は、石炭焚ボイラ１００で燃焼させることによって排ガス温度が温度検出器１６０（図７参照）で測定され、膠着度と排ガス温度との相関関係が、図８に示すような線図として、相関関係演算器５０（図２参照）で求められる（図１のステップＳ４０の相関関係演算工程参照）。
　前記相関関係演算工程で求められた膠着度と排ガス温度との相関関係に基づき燃料として採用する石炭の膠着度から排ガス温度が排ガス温度予測器６０（図２参照）において予測される（図１のステップＳ５０の排ガス温度予測工程参照）。例えば、図８に示す線図において、膠着度が０．４の場合、排ガス温度は３７４℃～３７５℃となることが予測できる。
　前記排ガス温度予測工程で予測された排ガス温度に基づき石炭焚ボイラ１００における伝熱管への灰の付着が付着予測器７０（図２参照）において予測される（図１のステップＳ６０の付着予測工程参照）。前記付着予測器７０には、前記排ガス温度が高いほど伝熱管に灰が付着している可能性が高いことが示される。
　ここで、前記排ガス温度が高くなるということは、伝熱管に灰が付着して該伝熱管における排ガスとの熱交換が阻害されていることを意味する。即ち、石炭焚ボイラ１００において、排ガス温度が高くなる石炭を燃料として使用した場合、灰の付着による閉塞トラブルが発生する虞がある。本発明者等は、石炭性状パラメータとしての膠着度を測定し、該膠着度と排ガス温度との相関関係を図８に示すような線図として作成することにより、膠着度から排ガス温度を予測でき、該排ガス温度に基づいて灰障害を予測できることを見出した。これが本実施例の特徴部分となっている。
　つまり、本実施例の場合、前記相関関係演算工程において、膠着度と排ガス温度との相関関係を図８に示すような線図として求めておけば、燃料として採用しようとする石炭の膠着度を測定するだけで、排ガス温度が予測でき、石炭焚ボイラ１００における伝熱管への灰の付着が予測可能となる。このとき、石炭焚ボイラ１００の運転を停止する必要はない。
　又、本実施例の場合、特許文献１に開示されているもののように、例えば、１３００℃という非常に高温となる雰囲気温度において実際のスラグ粘性を算出するようなことをしなくて済み、実際の石炭焚ボイラ１００の運転を安定して行う上で有効となる。
　こうして、膠着度と排ガス温度との相関関係を捉えて灰障害による稼働率低下を抑制し、経済的な低品位炭を有効活用し得る。
　図３及び図４は本開示の実施例による石炭焚ボイラ灰付着防止方法及び装置の形態を示している。図中、図１及び図２と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図１及び図２に示す石炭焚ボイラ灰付着予測方法及び装置と同様である。
　本実施例の石炭焚ボイラ灰付着防止方法は、図３に示す如く、石炭灰生成工程と、焼結灰生成工程と、膠着度測定工程と、相関関係演算工程と、石炭選定工程とを行うようになっている。図４には、前記石炭焚ボイラ灰付着防止方法を実施する石炭焚ボイラ灰付着防止装置の概要構成を示している。
　図３に示す石炭焚ボイラ灰付着防止方法における前記石炭灰生成工程と、焼結灰生成工程と、膠着度測定工程と、相関関係演算工程は、図１に示す前記石炭焚ボイラ灰付着予測方法と同様であるため、説明は省略する。又、図４に示す石炭焚ボイラ灰付着防止装置における石炭灰生成器１０、焼結灰生成器２０と、ラトラ試験機３０と、膠着度測定器４０と、相関関係演算器５０は、図２に示す前記石炭焚ボイラ灰付着予測装置と同様であるため、説明は省略する。
　前記石炭選定工程は、前記相関関係演算工程で求められた膠着度と排ガス温度との相関関係に基づき排ガス温度が設定値以下になる膠着度の石炭を燃料として選定する工程である（図３のステップＳ７０参照）。前記石炭の選定は、石炭選定器８０（図４参照）で行われるようになっている。前記石炭選定器８０には、単一種類の石炭の膠着度或いは複数種類の石炭が混合されたものの膠着度のデータが記憶されており、該膠着度のデータと前記相関関係のデータに基づいて使用できる石炭（単一種類或いは複数種類混合の石炭）が選定されるようになっている。前記排ガス温度の設定値は、例えば、３７４～３７６℃程度に設定することができる。但し、この温度に限定されるものではない。
　尚、図４に示す前記膠着度測定器４０、相関関係演算器５０、及び石炭選定器８０は、パーソナルコンピュータによって構成することができる。
　次に、上記石炭焚ボイラ灰付着防止方法及び装置の実施例の作用を説明する。
　図３及び図４に示す石炭焚ボイラ灰付着防止方法及び装置において、前記石炭灰生成工程から相関関係演算工程までの工程は、図１及び図２に示す石炭焚ボイラ灰付着予測方法及び装置と同様に行われる。
　続いて、前記相関関係演算工程で求められた膠着度と排ガス温度との相関関係に基づき排ガス温度が設定値（例えば、３７４～３７６℃程度）以下になる膠着度の石炭が燃料として石炭選定器８０（図４参照）で選定される（図３のステップＳ７０の石炭選定工程参照）。
　前記石炭選定器８０で選定される石炭を燃料として使用すれば、排ガス温度は設定値以下に抑えられるため、伝熱管に灰が付着しにくくなって該伝熱管における排ガスとの熱交換が阻害されにくくなる。
　これにより、実際の石炭焚ボイラ１００の運転を安定して継続することが可能となる。因みに、６００ＭＷ級の発電所において、灰障害による強制停止を一度回避できれば、一億円以上の損害が抑制される。
　こうして、図３及び図４に示す石炭焚ボイラ灰付着防止方法及び装置においても、図１及び図２に示す石炭焚ボイラ灰付着予測方法及び装置と同様、膠着度と排ガス温度との相関関係を捉えて灰障害による稼働率低下を抑制し、経済的な低品位炭を有効活用し得る。
　図５及び図６は本開示の実施例による石炭焚ボイラ運用方法及び装置の形態を示している。図中、図１及び図２、並びに図３及び図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図１及び図２に示す石炭焚ボイラ灰付着予測方法及び装置、並びに図３及び図４に示す石炭焚ボイラ灰付着防止方法及び装置と同様である。
　本実施例の石炭焚ボイラ運用方法は、図５に示す如く、石炭灰生成工程と、焼結灰生成工程と、膠着度測定工程と、相関関係演算工程と、排ガス温度予測工程と、燃焼時間調節工程とを行うようになっている。図６には、前記石炭焚ボイラ運用方法を実施する石炭焚ボイラ運用装置の概要構成を示している。
　図５に示す石炭焚ボイラ運用方法における前記石炭灰生成工程と、焼結灰生成工程と、膠着度測定工程と、相関関係演算工程と、排ガス温度予測工程は、図１に示す前記石炭焚ボイラ灰付着予測方法と同様であるため、説明は省略する。又、図６に示す石炭焚ボイラ運用装置における石炭灰生成器１０、焼結灰生成器２０と、ラトラ試験機３０と、膠着度測定器４０と、相関関係演算器５０と、排ガス温度予測器６０は、図２に示す前記石炭焚ボイラ灰付着予測装置と同様であるため、説明は省略する。
　前記燃焼時間調節工程は、前記排ガス温度予測工程で予測された排ガス温度に基づき前記石炭の燃焼時間を調節する工程である（図５のステップＳ８０参照）。前記石炭の燃焼時間の調節は、燃焼時間調節器９０（図６参照）で行われるようになっている。前記燃焼時間調節器９０は、例えば、バーナ１４０（図７参照）に制御信号を出力し、該バーナ１４０から火炉１１０の内部へ微粉炭燃料を噴射する時間を制限する機能を有するものである。
　尚、図６に示す前記膠着度測定器４０、相関関係演算器５０、排ガス温度予測器６０、及び燃焼時間調節器９０は、パーソナルコンピュータによって構成することができる。
　次に、上記石炭焚ボイラ運用方法及び装置の実施例の作用を説明する。
　図５及び図６に示す石炭焚ボイラ運用方法及び装置において、前記石炭灰生成工程から排ガス温度予測工程までの工程は、図１及び図２に示す石炭焚ボイラ灰付着予測方法及び装置と同様に行われる。
　続いて、前記排ガス温度予測工程で予測された排ガス温度に基づき前記石炭の燃焼時間が燃焼時間調節器９０（図６参照）で調節される（図５のステップＳ８０の燃焼時間調節工程参照）。
　例えば、図８に示す線図において、炭Ｇや炭Ｈ或いはそれらを混合した石炭を使用すると、膠着度が０．５以上となり、排ガス温度が３７６℃を超えることが想定される。しかしながら、このような場合であっても、燃焼時間を短く設定することで伝熱管に灰が付着することを抑え、その後、排ガス温度が低く抑えられる膠着度の石炭に切り換えるといった運用が可能となる。
　これにより、伝熱管への灰の付着を抑えつつ、低品位炭を有効に活用して、実際の石炭焚ボイラ１００の運転を経済性を高めながら安定して継続することが可能となる。因みに、６００ＭＷ級の発電所において、燃料費を１％削減できれば、年間約二億円の費用削減となる。
　こうして、図５及び図６に示す石炭焚ボイラ運用方法及び装置においても、図１及び図２に示す石炭焚ボイラ灰付着予測方法及び装置、並びに図３及び図４に示す石炭焚ボイラ灰付着防止方法及び装置と同様、膠着度と排ガス温度との相関関係を捉えて灰障害による稼働率低下を抑制し、経済的な低品位炭を有効活用し得る。
　そして、図１及び図２に示す石炭焚ボイラ灰付着予測方法及び装置、図３及び図４に示す石炭焚ボイラ灰付着防止方法及び装置、並びに図５及び図６に示す石炭焚ボイラ運用方法及び装置ではそれぞれ、燃料として単一種類の石炭を使用できることは勿論であるが、前記石炭は、複数種類の石炭が混合されたものとすることができる。このように構成すると、良質炭である瀝青炭や、低品位炭とされる、例えば、亜瀝青炭、高シリカ炭、高Ｓ分炭、高カルシウム炭、高灰分炭等を必要に応じて混ぜ合わせることにより、燃料費の経済性を高める上でより有効となる。
　尚、本発明の石炭焚ボイラ灰付着予測方法及び装置、石炭焚ボイラ灰付着防止方法及び装置、並びに石炭焚ボイラ運用方法及び装置は、本開示にて説明した上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
　１０        石炭灰生成器
　２０        焼結灰生成器
　２１        磁性ボート
　３０        ラトラ試験機
　３１        円筒形金網
　３２        回転軸
　３３        設定部
　３４        通過物受皿
　３５        カバー
　４０        膠着度測定器
　５０        相関関係演算器
　６０        排ガス温度予測器
　７０        付着予測器
　８０        石炭選定器
　９０        燃焼時間調節器
１００        石炭焚ボイラ
１１０        火炉
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        上部伝熱部
１２０        後部伝熱部
１２１        一次過熱器
１２２        一次再熱器
１２３        節炭器
１３０        ボイラ本体
１４０        バーナ
１５０        ボイラ出口排ガスダクト
１６０        温度検出器

Claims (12)

  1. 　石炭を灰化して石炭灰を生成する石炭灰生成工程と、
      該石炭灰生成工程で生成された石炭灰を石炭焚ボイラの燃焼温度範囲における複数点温度で加熱することにより各加熱温度での焼結灰を生成する焼結灰生成工程と、
      該焼結灰生成工程で生成された各焼結灰をラトラ試験機により回転分離し、回転分離前後の焼結灰の重量比から膠着度を測定する膠着度測定工程と、
      該膠着度測定工程で測定された膠着度となる石炭を石炭焚ボイラで燃焼させて排ガス温度を測定し、膠着度と排ガス温度との相関関係を求める相関関係演算工程と、
      該相関関係演算工程で求められた膠着度と排ガス温度との相関関係に基づき燃料として採用する石炭の膠着度から排ガス温度を予測する排ガス温度予測工程と、
      該排ガス温度予測工程で予測された排ガス温度に基づき石炭焚ボイラにおける灰の付着を予測する付着予測工程と
      を行う石炭焚ボイラ灰付着予測方法。
  2. 　前記石炭は、複数種類の石炭が混合されたものである請求項１記載の石炭焚ボイラ灰付着予測方法。
  3. 　石炭を灰化して石炭灰を生成する石炭灰生成器と、
      該石炭灰生成器で生成された石炭灰を石炭焚ボイラの燃焼温度範囲における複数点温度で加熱することにより各加熱温度での焼結灰を生成する焼結灰生成器と、
      該焼結灰生成器で生成された各焼結灰を回転分離するラトラ試験機と、
      該ラトラ試験機による回転分離前後の焼結灰の重量比から膠着度を測定する膠着度測定器と、
      該膠着度測定器で測定された膠着度となる石炭を石炭焚ボイラで燃焼させて排ガス温度を測定し、膠着度と排ガス温度との相関関係を求める相関関係演算器と、
      該相関関係演算器で求められた膠着度と排ガス温度との相関関係に基づき燃料として採用する石炭の膠着度から排ガス温度を予測する排ガス温度予測器と、
      該排ガス温度予測器で予測された排ガス温度に基づき石炭焚ボイラにおける灰の付着を予測する付着予測器と
      を備えた石炭焚ボイラ灰付着予測装置。
  4. 　前記石炭は、複数種類の石炭が混合されたものである請求項３記載の石炭焚ボイラ灰付着予測装置。
  5. 　石炭を灰化して石炭灰を生成する石炭灰生成工程と、
      該石炭灰生成工程で生成された石炭灰を石炭焚ボイラの燃焼温度範囲における複数点温度で加熱することにより各加熱温度での焼結灰を生成する焼結灰生成工程と、
      該焼結灰生成工程で生成された各焼結灰をラトラ試験機により回転分離し、回転分離前後の焼結灰の重量比から膠着度を測定する膠着度測定工程と、
      該膠着度測定工程で測定された膠着度となる石炭を石炭焚ボイラで燃焼させて排ガス温度を測定し、膠着度と排ガス温度との相関関係を求める相関関係演算工程と、
      該相関関係演算工程で求められた膠着度と排ガス温度との相関関係に基づき排ガス温度が設定値以下になる膠着度の石炭を燃料として選定する石炭選定工程と
      を行う石炭焚ボイラ灰付着防止方法。
  6. 　前記石炭は、複数種類の石炭が混合されたものである請求項５記載の石炭焚ボイラ灰付着防止方法。
  7. 　石炭を灰化して石炭灰を生成する石炭灰生成器と、
      該石炭灰生成器で生成された石炭灰を石炭焚ボイラの燃焼温度範囲における複数点温度で加熱することにより各加熱温度での焼結灰を生成する焼結灰生成器と、
      該焼結灰生成器で生成された各焼結灰を回転分離するラトラ試験機と、
      該ラトラ試験機による回転分離前後の焼結灰の重量比から膠着度を測定する膠着度測定器と、
      該膠着度測定器で測定された膠着度となる石炭を石炭焚ボイラで燃焼させて排ガス温度を測定し、膠着度と排ガス温度との相関関係を求める相関関係演算器と、
      該相関関係演算器で求められた膠着度と排ガス温度との相関関係に基づき排ガス温度が設定値以下になる膠着度の石炭を燃料として選定する石炭選定器と
      を備えた石炭焚ボイラ灰付着防止装置。
  8. 　前記石炭は、複数種類の石炭が混合されたものである請求項７記載の石炭焚ボイラ灰付着防止装置。
  9. 　石炭を灰化して石炭灰を生成する石炭灰生成工程と、
      該石炭灰生成工程で生成された石炭灰を石炭焚ボイラの燃焼温度範囲における複数点温度で加熱することにより各加熱温度での焼結灰を生成する焼結灰生成工程と、
      該焼結灰生成工程で生成された各焼結灰をラトラ試験機により回転分離し、回転分離前後の焼結灰の重量比から膠着度を測定する膠着度測定工程と、
      該膠着度測定工程で測定された膠着度となる石炭を石炭焚ボイラで燃焼させて排ガス温度を測定し、膠着度と排ガス温度との相関関係を求める相関関係演算工程と、
      該相関関係演算工程で求められた膠着度と排ガス温度との相関関係に基づき燃料として採用する石炭の膠着度から排ガス温度を予測する排ガス温度予測工程と、
      該排ガス温度予測工程で予測された排ガス温度に基づき前記石炭の燃焼時間を調節する燃焼時間調節工程と
      を行う石炭焚ボイラ運用方法。
  10. 　前記石炭は、複数種類の石炭が混合されたものである請求項９記載の石炭焚ボイラ運用方法。
  11. 　石炭を灰化して石炭灰を生成する石炭灰生成器と、
      該石炭灰生成器で生成された石炭灰を石炭焚ボイラの燃焼温度範囲における複数点温度で加熱することにより各加熱温度での焼結灰を生成する焼結灰生成器と、
      該焼結灰生成器で生成された各焼結灰を回転分離するラトラ試験機と、
      該ラトラ試験機による回転分離前後の焼結灰の重量比から膠着度を測定する膠着度測定器と、
      該膠着度測定器で測定された膠着度となる石炭を石炭焚ボイラで燃焼させて排ガス温度を測定し、膠着度と排ガス温度との相関関係を求める相関関係演算器と、
      該相関関係演算器で求められた膠着度と排ガス温度との相関関係に基づき燃料として採用する石炭の膠着度から排ガス温度を予測する排ガス温度予測器と、
      該排ガス温度予測器で予測された排ガス温度に基づき前記石炭の燃焼時間を調節する燃焼時間調節器と
      を備えた石炭焚ボイラ運用装置。
  12. 　前記石炭は、複数種類の石炭が混合されたものである請求項１１記載の石炭焚ボイラ運用装置。
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