JP2000088240A - 燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発電コストを低く抑えながら、燃焼設備から
排出される一定時間当たりの二酸化炭素の総排出量を環
境規制の観点から設定された規定値以下にする。 【解決手段】 ボイラで生成される蒸気の圧力と、ボイ
ラに供給される空気の流量と、ボイラに供給されるＡ燃
料流量と、ボイラに供給されるＢ燃料流量と、一定時間
内における二酸化炭素排出量規制値（炭素相当総量規制
値Ｆ_ck）と、Ａ燃料の炭素含有量Ｒ_acと、Ｂ燃料の炭素
含有量Ｒ_bcとに基づき、Ａ燃料と、Ｂ燃料との比率を調
整して、ボイラから排出される二酸化炭素の排出量を規
定値以内に収めるながら、発電に必要な量の蒸気を確保
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、火力発電所などに
設けられる燃焼制御装置に係わり、特にボイラに供給す
る燃料の種類、供給量などを調節して二酸化炭素の排出
量を規定値以内にする燃焼制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】火力発電所などに設けられ、発電機のタ
ービンを駆動するのに必要な蒸気を発生するボイラなど
の燃焼設備では、燃料流量センサで検知された燃料流
量、空気流量センサで検知された空気流量、主蒸気圧力
センサで検知された蒸気圧値、および蒸気圧設定値（主
蒸気圧設定値）などに基づき、燃料弁の開度、空気流量
調節器の開度などを調節して、指定された蒸気量を得る
ようにしている。

【０００３】また、このような燃焼設備以外の燃焼設備
として、通常の状態では、燃料動特性が悪いものの、コ
ストが低い燃料を燃焼させ、発電量などの設定が変更さ
れて、発電に必要な蒸気量などが変更されたとき、コス
トが高いものの、燃料動特性に優れた燃料の供給を開始
して、不足しているカロリーを補いながら、指定された
蒸気量を発生するようにしたものも開発されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、世界
的な規模で二酸化炭素の排出規制が予定され、これに伴
い火力発電所などに設けられているボイラなどの燃焼設
備から排出される二酸化炭素にも規制がかけられること
が予想される。

【０００５】しかしながら、このような火力発電所など
に設けられる燃焼設備では、各需要家の消費電力量に応
じて、発電量を調整しなければならないことから、必要
な蒸気量が変動し、これに応じて二酸化炭素の排出量が
変動し、燃焼設備から排出される一定時間当たりの二酸
化炭素の総排出量（排出量積算値）を環境規制の観点か
ら設定されている規定値以下にできない恐れがある。

【０００６】そこで、このような問題を解決するため
に、二酸化炭素の排出量が少ない燃料、例えば天然ガス
などの燃料を使用することも考えられるが、このような
燃料は、コストが高いため、発電コストが上昇してしま
うという問題がある。

【０００７】このため、発電コストを低く抑えながら、
燃焼設備から排出される一定時間当たりの二酸化炭素の
総排出量を環境規制の観点から設定された規定値以下に
することができる燃焼制御装置の開発が強く望まれてい
た。

【０００８】本発明は上記の事情に鑑み、請求項１で
は、現時点を基準とした一定期間内に燃焼炉から排出さ
れる二酸化炭素の総排出量を指定された総排出量規制値
以内に収めることができる燃焼制御装置を提供すること
を目的としている。

【０００９】請求項２では、発電コストを低く抑えなが
ら、燃焼設備から排出される一定時間当たりの二酸化炭
素の総排出量を環境規制の観点から設定された規定値以
下にすることができる燃焼制御装置を提供することを目
的としている。

【００１０】請求項３では、燃焼炉に供給する各種燃料
の混合比率を調節しても、燃焼炉から排出される単位時
間当たりの二酸化炭素総量を二酸化炭素総排出量規制値
以内に収めることができない恐れがあるとき、燃料の供
給量を強制的に低減させて、燃焼負荷を抑制し、これに
よって燃焼炉から排出される単位時間当たりの二酸化炭
素総量を二酸化炭素総排出量規制値以内に収めることが
できる燃焼制御装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、請求項１では、炭素含有量が異なるＡ燃
料と、Ｂ燃料とを燃焼炉に供給して燃焼させる際に、Ａ
燃料、Ｂ燃料の各燃料単位重量流量Ｆ_a，Ｆ_bに対してそ
れぞれ含まれる炭素重量比率をＲ_ac，Ｒ_bcとしたとき、
所定の炭素分の排出量Ｆ_cとするためのＡ燃料の燃料混
合比率ｒ_aを、

【数２】 ｒ_a＝（Ｆ_c／（Ｆ_a＋Ｆ_b）−Ｒ_bc）／（Ｒ_ac−Ｒ_bc）…（１） に制御することを特徴としている。

【００１２】請求項２では、炭素含有量が異なる数種類
の燃料を燃焼炉に各々供給して燃焼させる燃料調節部
と、前記燃焼炉から排出される単位時間当たりの二酸化
炭素総排出量を推定し、この推定処理によって、単位時
間当たりの二酸化炭素総排出量が二酸化炭素総排出量規
制値を越える恐れがあるときには、前記燃料調節部を制
御して炭素含有量の少ない燃料を選択または混合するよ
うに前記各種燃料の供給比率を変更して前記燃焼炉から
排出される単位時間当たりの二酸化炭素総排出量を二酸
化炭素総排出量規制値以内に収める燃料比率調節部とを
備えたことを特徴としている。

【００１３】請求項３では、請求項２に記載の燃焼制御
装置において、前記燃料比率調節部は、前記燃料調節部
を制御して前記各種燃料の供給比率を変更しても、前記
燃焼炉から排出される単位時間当たりの二酸化炭素総排
出量を二酸化炭素総排出量規制値以内に収めることがで
きないときには、燃料の供給量を低減させて燃焼負荷を
抑制することを特徴としている。

【００１４】上記の構成により、請求項１では、炭素含
有量が異なるＡ燃料と、Ｂ燃料とを燃焼炉に供給して燃
焼させる際に、Ａ燃料、Ｂ燃料の各燃料単位重量流量Ｆ
_a，Ｆ_bに対してそれぞれ含まれる炭素重量比率をＲ_ac，
Ｒ_bcとしたとき、所定の炭素分の排出量Ｆ_cとするため
のＡ燃料の燃料混合比率ｒ_aを（１）式により制御す
る。これにより、現時点を基準とした一定期間内に燃焼
炉から排出し得る二酸化炭素の総排出量規制値が指定さ
れているとき、各種燃料の混合比率を調整して、燃焼炉
から排出される二酸化炭素の総排出量を指定された総排
出量規制値以内に収める。

【００１５】請求項２では、燃焼炉に燃料を供給して燃
焼させ、必要なカロリーを得る燃焼制御装置において、
燃料調節部によって、炭素含有量が異なる数種類の燃料
を燃焼炉に各々供給して、燃焼させながら、燃料比率調
節部によって、燃焼炉から排出される単位時間当たりの
二酸化炭素総排出量を推定し、この推定処理によって、
単位時間当たりの二酸化炭素総排出量が二酸化炭素総排
出量規制値を越える恐れがあるとき、燃料調節部を制御
して、各種燃料の供給比率を変更し、燃焼炉から排出さ
れる単位時間当たりの二酸化炭素総排出量を二酸化炭素
総排出量規制値以内に収める。これにより、発電コスト
を低く抑えながら、燃焼設備から排出される一定時間当
たりの二酸化炭素の総排出量を環境規制の観点から設定
された規定値以下にする。

【００１６】請求項３では、燃料比率調節部によって、
燃料調節部を制御して、各種燃料の供給比率を変更して
も、燃焼炉から排出される単位時間当たりの二酸化炭素
総排出量を二酸化炭素総排出量規制値以内に収めること
ができないとき、燃料の供給量を低減させて、燃焼負荷
を抑制する。これにより、燃焼炉に供給する各種燃料の
混合比率を調節しても、燃焼炉から排出される単位時間
当たりの二酸化炭素総量を二酸化炭素総排出量規制値以
内に収めることができない恐れがあるとき、燃料の供給
量を強制的に低減させて、燃焼負荷を抑制し、これによ
って燃焼炉から排出される単位時間当たりの二酸化炭素
総量を二酸化炭素総排出量規制値以内に収める。

【００１７】

【発明の実施の形態】《第１の実施の形態》図１は本発
明による燃焼制御装置の第１の実施の形態を示すブロッ
ク図である。

【００１８】この図に示す燃焼制御装置１は、Ａ燃料、
Ｂ燃料の燃料比率を計算する燃料比率調節部２と、この
燃料比率調節部２で決定されたＡ燃料の燃料混合比率
（「混燃焼率」ともいう。）ｒ_aに基づいてＡ燃料流量
を調節するＡ燃料調節部３と、燃料比率調節部２で決定
されたＢ燃料の混合比率（混燃焼率）１−ｒ_aに基づい
てＢ燃料流量を調節するＢ燃料調節部４とを備え、現時
点を基準とした一定期間中において、ボイラから排出さ
れる二酸化炭素の総量を一定の値に抑制した燃焼制御を
実行する。

【００１９】燃料比率調節部２は、現時点を基準とした
一定期間中に、ボイラから排出される二酸化炭素中の炭
素総量を規制するのに必要な総排出量（炭素分比率）Ｆ
_cが設定される設定器５と、ボイラで使用されるＡ燃料
の炭素含有量（炭素重量比率）Ｒ_acが設定される設定器
６と、ボイラで使用されるＢ燃料の炭素含有量Ｒ_bcが設
定される設定器７と、各設定器５、６、７に設定されて
いる炭素分比率Ｆ_c、Ａ燃料の炭素含有量Ｒ_ac、Ｂ燃料
の炭素含有量Ｒ_bc、Ａ燃料調節部３で測定されたＡ燃料
流量Ｆ_a、Ｂ燃料調節部４で測定されたＢ燃料流量Ｆ_bに
基づき、Ａ燃料弁開度ｒ_a’、Ｂ燃料弁開度１００−
ｒ_a’を求める燃料比率演算器８とを備えている。

【００２０】そして、設定器５に設定されている炭素分
比率Ｆ_cと、設定器６に設定されているＡ燃料の炭素含
有量Ｒ_acと、設定器７に設定されているＢ燃料の炭素含
有量Ｒ_bcと、Ａ燃料調節部３で測定されたＡ燃料流量Ｆ
_aと、Ｂ燃料調節部４で測定されたＢ燃料流量Ｆ_bとに基
づき、燃料比率演算器８によってＡ燃料弁開度ｒ_a’を
求め、これをＡ燃料調節部３に供給するとともに、Ａ燃
料弁開度ｒ_a’に基づき、Ｂ燃料弁開度１００−ｒ_a’を
求め、これをＢ燃料調節部４に供給する。

【００２１】この場合、燃料比率演算器８は、Ａ燃料調
節部３から出力されるＡ燃料流量Ｆ_aとＢ燃料調節部４
から出力されるＢ燃料流量Ｆ_bとを加算して、総燃料流
量Ｆ_a＋Ｆ_bを求める総加算器９と、この総加算器９から
出力される総燃料流量Ｆ_a＋Ｆ_bでＡ燃料流量Ｆ_aを除算
し、Ａ燃料流量比率Ｆ_a／（Ｆ_a＋Ｆ_b）を求め、これを
プロセス値ＰＶとして出力する除算器１０と、総加算器
９から出力される総燃料流量Ｆ_a＋Ｆ_bと各設定器５，
６，７に設定されている炭素分比率Ｆ_c、Ａ燃料の炭素
含有量Ｒ_ac、Ｂ燃料の炭素含有量Ｒ_bcとに基づき、下記
の（１）式に示す演算を行ってＡ燃料流量比率設定値ｒ
_aを求め、これを設定値ＳＶとして出力する混合比演算
器１１と、除算器１０から出力されるＡ燃料流量比率Ｆ
_a／（Ｆ_a＋Ｆ_b）と混合比演算器１１から出力されるＡ
燃料流量比率設定値ｒ_aとの差に基づき、Ａ燃料弁開度
ｒ_a’を生成し、これをＡ燃料調節部３に供給する燃料
流量比率調節計１２と、この燃料流量比率調節計１２か
ら出力されるＡ燃料弁開度ｒ_a’に基づき、Ｂ燃料弁開
度１００−ｒ_a’を求め、これをＢ燃料調節部４に供給
する減算器１３を備えている。

【００２２】

【数３】 ｒ_a＝（Ｆ_c／（Ｆ_a＋Ｆ_b）−Ｒ_bc）／（Ｒ_ac−Ｒ_bc） …（１） ここで、上記（１）式は以下のように導かれる。

【００２３】 今、 炭素分比率Ｆ_c＝Ｆ_a×Ｒ_ac＋Ｆ_b×Ｒ_bc …（２） Ａ燃料流量比率ｒ_a＝Ｆ_a／（Ｆ_a＋Ｆ_b） …（３） とし、Ｆ_a＋Ｆ_b＝Ｆ_tと置くと、（３）式より、 Ｆ_a＝ｒ_a×（Ｆ_a＋Ｆ_b） ＝ｒ_a×Ｆ_t …（４） Ｆ_b＝Ｆ_t−Ｆ_a ＝Ｆ_t−ｒ_a×Ｆ_t …（５） （２）式に（４）式、（５）式を代入すると、

【数４】 Ｆ_c＝ｒ_a×Ｆ_t×Ｒ_ac＋（Ｆ_t−ｒ_a×Ｆ_t）×Ｒ_bc ＝ｒ_a×（Ｆ_t×Ｒ_ac−Ｆ_t×Ｒ_bc）＋Ｆ_t×Ｒ_bc …（６） 故に、

【数５】 ｒ_a＝（Ｆ_c−Ｆ_t×Ｒ_bc）／（Ｆ_t×Ｒ_ac−Ｆ_t×Ｒ_bc） ＝（Ｆ_c／Ｆ_t−Ｒ_bc）／（Ｒ_ac−Ｒ_bc） …（７） （７）式のＦ_tを元に戻すと、前記（１）式になる。

【００２４】Ａ燃料調節部３は、ボイラに供給されるＡ
燃料流量を測定し、この測定動作で得られるＡ燃料流量
Ｆ_aを燃料比率調節部２に供給するＡ燃料流量センサ１
４と、燃料比率調節部２から出力されるＡ燃料弁開度ｒ
_a’に基づき、弁の開度を調節して、ボイラの第１バー
ナーに供給するＡ燃料流量を調節するＡ燃料流量調節弁
１５とを備えており、ボイラの第１バーナーに供給され
るＡ燃料流量を測定し、この測定動作で得られるＡ燃料
流量Ｆ_aを燃料比率調節部２に供給しながら、燃料比率
調節部２から出力されるＡ燃料弁開度ｒ_a’に基づき、
弁の開度を調節して、ボイラの第１バーナーに供給する
Ａ燃料流量を調節する。

【００２５】また、Ｂ燃料調節部４は、ボイラに供給さ
れるＢ燃料流量を測定し、この測定動作で得られるＢ燃
料流量Ｆ_bを燃料比率調節部２に供給するＢ燃料流量セ
ンサ１６と、燃料比率調節部２から出力されるＢ燃料弁
開度１００−ｒ_a’に基づき、弁の開度を調節して、ボ
イラの第２バーナーに供給するＢ燃料流量を調節するＢ
燃料流量調節弁１７とを備えており、ボイラの第２バー
ナーに供給されるＢ燃料流量を測定し、この測定動作で
得られるＢ燃料流量Ｆ_bを燃料比率調節部２に供給しな
がら、燃料比率調節部２から出力されるＢ燃料弁開度１
００−ｒ_a’に基づき、弁の開度を調節して、ボイラの
第２バーナーに供給するＢ燃料流量を調節する。

【００２６】このように、この実施の形態では、設定器
５に設定されている炭素分比率Ｆ_cと、設定器６に設定
されているＡ燃料の炭素含有量Ｒ_acと、設定器７に設定
されているＢ燃料の炭素含有量Ｒ_bcと、Ａ燃料調節部３
で測定されたＡ燃料流量Ｆ_aと、Ｂ燃料調節部４で測定
されたＢ燃料流量Ｆ_bとに基づき、燃料比率演算器８に
よってＡ燃料弁開度ｒ_a’を求め、これをＡ燃料調節部
３に供給して、Ａ燃料流量を調節するとともに、Ａ燃料
弁開度ｒ_a’に基づき、Ｂ燃料弁開度１００−ｒ_a’を求
め、これをＢ燃料調節部４に供給して、Ｂ燃料流量を調
節するようにした。このため、現時点を基準とした一定
期間内にボイラから排出し得る二酸化炭素の総排出量規
制値となる炭素分比率Ｆ_cが指定されているとき、Ａ燃
料と、Ｂ燃料との混合比率を調整して、現時点から一定
期間内に、ボイラから排出される二酸化炭素の総排出量
を指定された総排出量規制値以内に収めることができ
る。

【００２７】《第２の実施の形態》図２は本発明による
燃焼制御装置の第２の実施の形態を示すブロック図であ
る。

【００２８】この図に示す燃焼制御装置２１は、ボイラ
（図示は省略する）によって生成される蒸気の圧力を測
定し、この測定結果に基づき、蒸気の圧力を調節するの
に必要な制御出力値を生成する主蒸気圧力調節部２２
と、ボイラに供給される空気の流量を測定し、この測定
結果と主蒸気圧力調節部２２から出力される制御出力値
とに基づき、ボイラに供給される空気の流量を調節する
空気量調節部２３と、ボイラで使用されるＡ燃料、Ｂ燃
料の燃料比率を計算する燃料比率調節部２４と、この燃
料比率調節部２４で決定されたＡ燃料混燃焼率（設定
値）ｒ_asvと主蒸気圧力調節部２２から出力される制御
出力値とに基づき、ボイラに供給されるＡ燃料流量を調
節するＡ燃料調節部２５と、燃料比率調節部２４で決定
されたＢ燃料混燃焼率（設定値）１−ｒ_asvと主蒸気圧
力調節部２２から出力される制御出力値とに基づき、ボ
イラに供給されるＢ燃料流量を調節するＢ燃料調節部２
６とを備えている。この燃焼制御装置２１は、ボイラで
生成される蒸気の圧力と、ボイラに供給される空気の流
量と、ボイラに供給されるＡ燃料流量と、ボイラに供給
されるＢ燃料流量と、一定時間内における二酸化炭素排
出量規制値（炭素相当総量規制値Ｆ_ck）と、Ａ燃料の炭
素含有量Ｒ_acと、Ｂ燃料の炭素含有量Ｒ_bcとに基づき、
Ａ燃料と、Ｂ燃料との比率を調整して、ボイラから排出
される二酸化炭素の排出量を規定値以内に収めるなが
ら、発電に必要な量の蒸気を確保する。

【００２９】主蒸気圧力調節部２２は、ボイラによって
生成される蒸気の圧力を測定する主蒸気圧センサ２７
と、この主蒸気圧センサの測定結果（蒸気圧値）と発電
に必要な主蒸気圧設定値との差に基づき、必要な圧力の
蒸気を生成するのに必要な制御出力値を生成する主蒸気
圧力調節計２８とを備えており、ボイラによって生成さ
れる蒸気の圧力を測定するとともに、この測定結果と、
発電に必要な主蒸気圧設定値との差に基づき、必要な圧
力の蒸気を生成するのに必要な制御出力値を生成し、こ
れを空気量調節部２３と、Ａ燃料調節部２５と、Ｂ燃料
調節部２６とに供給する。

【００３０】空気量調節部２３は、ボイラに供給される
空気の流量を測定する空気流量センサ２９と、この空気
流量センサ２９の測定結果（空気流量測定値）と主蒸気
圧力調節部２２から出力される制御出力値とに基づき、
ボイラに供給される空気の流量を調節するのに必要な空
気流量設定値を生成する空気流量調節計３０と、この空
気流量調節計３０から出力される空気流量設定値に基づ
き、ボイラに供給される空気の流量を調節する空気流量
調節器３１とを備えており、ボイラに供給される空気の
流量を測定するとともに、この測定結果と、主蒸気圧力
調節部２２から出力される制御出力値とに基づき、ボイ
ラに供給される空気の流量を調節する。

【００３１】また、燃料比率調節部２４は、一定時間Ｔ
内に排出することができる二酸化炭素の総量規制値に対
応する炭素の総量規定値（炭素量相当総量規制値）Ｆ_ck
が設定される設定器３２と、ボイラで使用されるＡ燃料
の炭素含有量Ｒ_acが設定される設定器３３と、ボイラで
使用されるＢ燃料の炭素含有量Ｒ_bcが設定される設定器
３４と、各設定器３２、３３、３４に設定されている炭
素量相当総量規制値Ｆ_ck、Ａ燃料の炭素含有量Ｒ_ac、Ｂ
燃料の炭素含有量Ｒ_bc、Ａ燃料調節部２５で測定された
Ａ燃料流量Ｆ_a、Ｂ燃料調節部２６で測定されたＢ燃料
流量Ｆ_bに基づき、一定時間Ｔ内における残り時間Ｔ−
ｔに燃焼可能な炭素流量Ｆ_csv、Ａ燃料混燃焼率ｒ_asv、
Ｂ燃料混燃焼率１−ｒ_asvを求める燃料比率演算器３５
とを備えている。

【００３２】そして、設定器３２に設定されている炭素
量相当総量規制値Ｆ_ckと、現時点までボイラで燃焼させ
たＡ燃料、Ｂ燃料に含まれていた総炭素流量Ｆ_cと、一
定時間Ｔと、一定時間Ｔの開始時点を基準にした現時点
までの経過時間ｔとに基づき、次式に示す演算を行っ
て、一定時間Ｔにおける残り時間Ｔ−ｔで燃焼させるこ
とができるＡ燃料、Ｂ燃料に含まれる炭素流量Ｆ_csvを
求める。

【００３３】

【数６】 Ｆ_csv＝（Ｆ_ck−Ｆ_c）／（Ｔ−ｔ） …（８） この後、この（８）式で得られた炭素流量Ｆ_csvと、設
定器３３に設定されているＡ燃料の炭素含有量Ｒ_acと、
設定器３４に設定されているＢ燃料の炭素含有量Ｒ
_bcと、Ａ燃料調節部２５で測定されたＡ燃料流量Ｆ
_aと、Ｂ燃料調節部２６で測定されたＢ燃料流量Ｆ_bとに
基づき、次式に示す演算を行って、Ａ燃料混燃焼率ｒ
_asvを求め、これをＡ燃料調節部２５に供給するととも
に、Ａ燃料混燃焼率ｒ_aに対応するＢ燃料混燃焼率１−
ｒ_asvを求め、これをＢ燃料調節部２６に供給する。但
し、Ａ燃料混燃焼率ｒ_asvが負の値になったときには、
負荷（燃料流量）として、Ａ燃料流量Ｆ_aの最大レンジ
（そのとき、供給することができる最大流量）を設定
し、これによってボイラの蒸気流量を制限し、制御不能
を回避する。

【００３４】

【数７】 ｒ_asv＝｛Ｆ_csv／（Ｆ_a＋Ｆ_b）−Ｒ_bc｝／（Ｒ_ac−Ｒ_bc） …（９） Ａ燃料調節部２５は、ボイラに供給されるＡ燃料流量を
測定し、この測定動作で得られるＡ燃料流量Ｆ_aを燃料
比率調節部２４に供給するＡ燃料流量センサ３６と、主
蒸気圧力調節部２２から出力される制御出力値と燃料比
率調節部２４から出力されるＡ燃料混燃焼率ｒ_asvとを
乗算して、ボイラに供給しなければならないＡ燃料設定
流量値を求める乗算器３７と、この乗算器３７から出力
されるＡ燃料設定流量値とＡ燃料流量センサ３６から出
力されるＡ燃料流量Ｆ_aとの差に基づき、弁開度値を生
成するＡ燃料調節計３８と、このＡ燃料調節計３８から
出力される弁開度値に基づき、弁の開度を調節して、ボ
イラの第１バーナーに供給するＡ燃料流量を調節するＡ
燃料流量調節弁３９とを備えており、ボイラに供給され
るＡ燃料流量を測定し、この測定動作で得られるＡ燃料
流量Ｆ_aを燃料比率調節部２４に供給しながら、主蒸気
圧力調節部２２から出力される制御出力値と燃料比率調
節部２４から出力されるＡ燃料混燃焼率ｒ_asvとを乗算
して、ボイラに供給しなければならないＡ燃料設定流量
値を求めるとともに、このＡ燃料設定流量値と、Ａ燃料
流量Ｆ_aとの差に基づき、弁の開度を調節して、ボイラ
の第１バーナーに供給するＡ燃料流量を調節する。

【００３５】また、Ｂ燃料調節部２６は、ボイラに供給
されるＢ燃料流量を測定し、この測定動作で得られるＢ
燃料流量Ｆ_bを燃料比率調節部２４に供給するＢ燃料流
量センサ４０と、主蒸気圧力調節部２２から出力される
制御出力値と燃料比率調節部２４から出力されるＢ燃料
混燃焼率１−ｒ_asvとを乗算して、ボイラに供給しなけ
ればならないＢ燃料設定流量値を求める乗算器４１と、
この乗算器４１から出力されるＢ燃料設定流量値とＢ燃
料流量センサ４０から出力されるＢ燃料流量Ｆ_bとの差
に基づき、弁開度値を生成するＢ燃料調節計４２と、こ
のＢ燃料調節計４２から出力される弁開度値に基づき、
弁の開度を調節して、ボイラの第２バーナーに供給する
Ｂ燃料流量を調節するＢ燃料流量調節弁４３とを備えて
おり、ボイラに供給されるＢ燃料流量を測定し、この測
定動作で得られるＢ燃料流量Ｆ_bを燃料比率調節部２４
に供給しながら、主蒸気圧力調節部２から出力される制
御出力値と燃料比率調節部２４から出力されるＢ燃料混
燃焼率１−ｒ_asvとを乗算して、ボイラに供給しなけれ
ばならないＢ燃料設定流量値を求めるとともに、このＢ
燃料設定流量値と、Ｂ燃料流量Ｆ_bとの差に基づき、弁
の開度を調節して、ボイラ第２バーナーに供給するＢ燃
料流量を調節する。

【００３６】これによって、図３に示すように、炭素量
相当総量規制値Ｆ_ckが設定されるとともに、一定時間Ｔ
が設定されている状態で、一定時間Ｔの開始時点を基準
にして、時間ｔが経過した時点で、Ａ燃料と、Ｂ燃料と
を現在の流量比率でボイラに供給し続けると、残り時間
Ｔ−ｔが経過した時点で、炭素の排出量が炭素量相当総
量規制値Ｆ_ckを越えてしまうと予測されるとき、Ａ燃料
流量Ｆ_aと、Ｂ燃料流量Ｆ_bとの比率を変更して、ボイラ
から排出される二酸化炭素中に含まれる炭素の量を抑制
し、これが炭素量相当総量規制値Ｆ_ckを越えないようす
る。

【００３７】このように、この実施の形態においては、
ボイラで生成される蒸気の圧力と、ボイラに供給される
空気の流量と、ボイラに供給されるＡ燃料流量と、ボイ
ラに供給されるＢ燃料流量と、一定時間内における二酸
化炭素排出量規制値（炭素相当総量規制値Ｆ_ck）と、Ａ
燃料の炭素含有量Ｒ_acと、Ｂ燃料の炭素含有量Ｒ_bcとに
基づき、Ａ燃料と、Ｂ燃料との比率を調整して、ボイラ
から排出される二酸化炭素の排出量を規定値以内に収め
ながら、発電に必要な量の蒸気を確保するようにした。
このため、石炭などのように、二酸化炭素排出量が多い
燃料（安価な燃料）を規制値以内で優先的に使用して、
発電コストを下げながら、ボイラから排出される二酸化
炭素中に含まれる炭素の量が炭素量相当総量規制値Ｆ_ck
を越える恐れがあるときにのみ、石炭などの使用量を低
減させながら、天然ガスなどの二酸化炭素排出量が少な
い燃料（高価な燃料）を多めに使用して、ボイラから排
出される二酸化炭素中に含まれる炭素の量が炭素量相当
総量規制値Ｆ_ckを越えないようにすることができる（請
求項２の効果）。

【００３８】また、この実施の形態では、（９）式によ
って得れたＡ燃料混燃焼率ｒ_asvが負の値になったと
き、負荷（燃料流量）として、Ａ燃料流量Ｆ_aの最大レ
ンジ（そのとき、供給することができる最大流量）を設
定し、これによってボイラの蒸気流量を制限し、制御不
能を回避するようにしているので、ボイラに供給するＡ
燃料と、Ｂ燃料との混合比率を調節しても、残り時間Ｔ
−ｔにおいて、ボイラから排出される二酸化炭素総量を
二酸化炭素総排出量規制値以内に収めることができない
恐れがあるとき、燃料の供給量を強制的に低減させて、
燃焼負荷を抑制し、これによってボイラから排出される
二酸化炭素の総量を二酸化炭素総排出量規制値以内に収
めることができる（請求項３の効果）。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、請
求項１の燃焼制御装置では、現時点を基準とした一定期
間内に燃焼炉から排出される二酸化炭素の総排出量を指
定された総排出量規制値以内に収めることができる。

【００４０】請求項２の燃焼制御装置では、発電コスト
を低く抑えながら、燃焼設備から排出される一定時間当
たりの二酸化炭素の総排出量を環境規制の観点から設定
された規定値以下にすることができる。

【００４１】請求項３の燃焼制御装置では、燃焼炉に供
給する各種燃料の混合比率を調節しても、燃焼炉から排
出される単位時間当たりの二酸化炭素総量を二酸化炭素
総排出量規制値以内に収めることができない恐れがある
とき、燃料の供給量を強制的に低減させて、燃焼負荷を
抑制し、これによって燃焼炉から排出される単位時間当
たりの二酸化炭素総量を二酸化炭素総排出量規制値以内
に収めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による燃焼制御装置の実施の形態を示す
部分ブロック図である。

【図２】本発明による燃焼制御装置の他の実施の形態を
示すブロック図である。

【図３】図２に示す燃焼制御装置の動作例を示す説明図
である。

【符号の説明】

１、２１…燃焼制御装置 ２、２４…燃料比率調節部 ３、２５…Ａ燃料調節部 ４、２６…Ｂ燃料調節部 ５、６、７、３２、３３、３４…設定器 ８、３５…燃料比率演算器 ９…総加算器 １０…除算器 １１…混合比演算器 １２…燃料流量比率調節計 １３…減算器 １４、３６…Ａ燃料流量センサ １５、３９…Ａ燃料流量調節弁 １６、４０…Ｂ燃料流量センサ １７、４３…Ｂ燃料流量調節弁 ２２…主蒸気圧力調節部 ２３…空気量調節部 ２７…主蒸気圧センサ ２８…主蒸気圧力調節計 ２９…空気流量センサ ３０…空気流量調節計 ３１…空気流量調節器 ３７、４１…乗算器 ３８…Ａ燃料調節計 ４２…Ｂ燃料調節計

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炭素含有量が異なるＡ燃料と、Ｂ燃料と
   を燃焼炉に供給して燃焼させる際に、 前記Ａ燃料、Ｂ燃料の各燃料単位重量流量Ｆ_a，Ｆ_bに対
   してそれぞれ含まれる炭素重量比率をＲ_ac，Ｒ_bcとした
   とき、所定の炭素分の排出量Ｆ_cとするための前記Ａ燃
   料の燃料混合比率ｒ_aを、 【数１】 ｒ_a＝（Ｆ_c／（Ｆ_a＋Ｆ_b）−Ｒ_bc）／（Ｒ_ac−Ｒ_bc）…（１） に制御することを特徴とする燃焼制御装置。
2. 【請求項２】 炭素含有量が異なる数種類の燃料を燃焼
   炉に各々供給して燃焼させる燃料調節部と、 前記燃焼炉から排出される単位時間当たりの二酸化炭素
   総排出量を推定し、この推定処理によって、単位時間当
   たりの二酸化炭素総排出量が二酸化炭素総排出量規制値
   を越える恐れがあるときには、前記燃料調節部を制御し
   て炭素含有量の少ない燃料を選択または混合するように
   前記各種燃料の供給比率を変更し、前記燃焼炉から排出
   される単位時間当たりの二酸化炭素総排出量を二酸化炭
   素総排出量規制値以内に収める燃料比率調節部と、 を備えたことを特徴とする燃焼制御装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の燃焼制御装置におい
   て、 前記燃料比率調節部は、前記燃料調節部を制御して前記
   各種燃料の供給比率を変更しても、前記燃焼炉から排出
   される単位時間当たりの二酸化炭素総排出量を二酸化炭
   素総排出量規制値以内に収めることができないときに
   は、燃料の供給量を低減させて燃焼負荷を抑制する、こ
   とを特徴とする燃焼制御装置。