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公開番号2024175407
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-18
出願番号2023093178
出願日2023-06-06
発明の名称ボイラシステムおよびボイラシステムの運転方法
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F23J 15/00 20060101AFI20241211BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】アンモニアを含む第1燃料とアンモニアを含まない第2燃料を混焼させる際に排ガスの温度が上昇することを抑制する。
【解決手段】ボイラ10と、第1バーナ210Aへアンモニア燃料を供給する第1燃料供給系統210と、第2バーナへ固体燃料を供給する第2燃料供給系統と、ボイラ10から排出される排ガスと熱媒体との熱交換をする第1熱交換器221と、脱硫部224を通過した排ガスと第1熱交換器221により加熱された熱媒体との熱交換をする第2熱交換器222と、アンモニア気化器231と、第1熱交換器221と第2熱交換器222との間で熱媒体を循環させる第1循環系統240と、第1熱交換器221とアンモニア気化器231との間で熱媒体を循環させる第2循環系統250と、を備え、アンモニア気化器231は、液体のアンモニア燃料との熱交換により第2循環系統250を流通する熱媒体を冷却するボイラシステム100を提供する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
アンモニアを含む第１燃料を燃焼させる第１バーナと、アンモニアを含まない第２燃料を燃焼させる第２バーナとを有するボイラと、
前記第１バーナへ前記第１燃料を供給する第１燃料供給系統と、
前記第２バーナへ前記第２燃料を供給する第２燃料供給系統と、
前記ボイラから排出される排ガスと熱媒体との熱交換をする第１熱交換器と、
前記第１熱交換器を通過した前記排ガスに含まれる硫黄酸化物を除去する脱硫部と、
前記脱硫部を通過した前記排ガスと前記第１熱交換器により加熱された前記熱媒体との熱交換をする第２熱交換器と、
前記第１燃料供給系統を流通する液体の前記第１燃料を気化させるアンモニア気化器と、
前記第１熱交換器と前記第２熱交換器との間で前記熱媒体を循環させる第１循環系統と、
前記第１熱交換器と前記アンモニア気化器との間で前記熱媒体を循環させる第２循環系統と、を備え、
前記アンモニア気化器は、前記第１燃料供給系統を流通する液体の前記第１燃料との熱交換により前記第２循環系統を流通する前記熱媒体を冷却するボイラシステム。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
前記ボイラと前記脱硫部との間に配置され、前記ボイラから排出される前記排ガスに含まれる煤塵を除去する電気集塵機を備える請求項１に記載のボイラシステム。
【請求項３】
前記アンモニア気化器へ供給される液体の前記第１燃料を海水で予熱するアンモニア予熱器を備える請求項１または請求項２に記載のボイラシステム。
【請求項４】
前記第２循環系統に配置され、前記第１熱交換器から前記アンモニア気化器へ供給される前記熱媒体を前記ボイラで生成される蒸気により加熱する熱媒体加熱器を備える請求項１または請求項２に記載のボイラシステム。
【請求項５】
前記アンモニア気化器は、前記第２循環系統を流通する前記熱媒体および前記ボイラで生成される蒸気との熱交換により前記第１燃料供給系統を流通する液体の前記第１燃料を気化させる請求項１または請求項２に記載のボイラシステム。
【請求項６】
ボイラシステムの運転方法であって、
前記ボイラシステムは、
アンモニアを含む第１燃料を燃焼させる第１バーナと、アンモニアを含まない第２燃料を燃焼させる第２バーナとを有するボイラと、
前記第１バーナへ前記第１燃料を供給する第１燃料供給系統と、
前記ボイラから排出される排ガスと熱媒体との熱交換をする第１熱交換器と、
前記第１熱交換器を通過した前記排ガスに含まれる硫黄酸化物を除去する湿式の脱硫部と、
前記脱硫部を通過した前記排ガスと前記第１熱交換器により加熱された前記熱媒体との熱交換をする第２熱交換器と、
前記第１燃料供給系統を流通する液体の前記第１燃料を気化させるアンモニア気化器と、
前記第１熱交換器と前記第２熱交換器との間で前記熱媒体を循環させる第１循環系統と、
前記第１熱交換器と前記アンモニア気化器との間で前記熱媒体を循環させる第２循環系統と、を有し、
前記第１燃料供給系統を流通する液体の前記第１燃料との熱交換により前記第２循環系統を流通する前記熱媒体を冷却する熱媒体冷却工程を備えるボイラシステムの運転方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ボイラシステムおよびボイラシステムの運転方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、脱炭素化に有効な技術として、発電機等を駆動する蒸気を発生させるための燃料としてアンモニア燃料を用いる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、石炭等の固体燃料を用いる石炭焚きボイラにおける排ガス処理システムとして、ボイラからの排ガスを空気予熱器で熱回収し、電気集塵装置で除塵し、湿式脱硫装置で脱硫し、再加熱器で昇温させた後、煙突から排出する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に開示される石炭焚きボイラが有する複数のバーナの一部に石炭等の固体燃料を供給し、複数のバーナの他の一部にアンモニア燃料を供給することで、固体燃料とアンモニア燃料を混焼させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１４８３５７号公報
特開２０１９－０１３８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、固体燃料とアンモニア燃料を混焼させると、全てのバーナに固体燃料を供給する場合に比べ、ボイラから排出される排ガスの温度が上昇する傾向がある。ボイラから排出される排ガスの温度が上昇すると、排ガスに含まれる硫黄酸化物を除去する脱硫部等の排ガス処理装置の性能に影響が生じてしまう。
【０００５】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、アンモニアを含む第１燃料とアンモニア燃料を混焼させる際に排ガスの温度が上昇することを抑制することが可能なボイラシステムおよびボイラシステムの運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本開示は以下の手段を採用する。
本開示に係るボイラシステムは、アンモニアを含む第１燃料を燃焼させる第１バーナと、前記アンモニアを含まない第２燃料を燃焼させる第２バーナとを有するボイラと、前記第１バーナへ前記第１燃料を供給する第１燃料供給系統と、前記第２バーナへ前記第２燃料を供給する第２燃料供給系統と、前記ボイラから排出される排ガスと熱媒体との熱交換をする第１熱交換器と、前記第１熱交換器を通過した前記排ガスに含まれる硫黄酸化物を除去する湿式の脱硫部と、前記脱硫部を通過した前記排ガスと前記第１熱交換器により加熱された前記熱媒体との熱交換をする第２熱交換器と、前記第１燃料供給系統を流通する液体の前記第１燃料を気化させるアンモニア気化器と、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器との間で前記熱媒体を循環させる第１循環系統と、前記第１熱交換器と前記アンモニア気化器との間で前記熱媒体を循環させる第２循環系統と、を備え、前記アンモニア気化器は、前記第１燃料供給系統を流通する液体の前記第１燃料との熱交換により前記第２循環系統を流通する前記熱媒体を冷却する。
【０００７】
本開示に係るボイラシステムの運転方法において、前記ボイラシステムは、アンモニアを含む第１燃料を燃焼させる第１バーナと、前記アンモニアを含まない第２燃料を燃焼させる第２バーナとを有するボイラと、前記第１バーナへ前記第１燃料を供給する第１燃料供給系統と、前記第２バーナへ前記第２燃料を供給する第２燃料供給系統と、前記ボイラから排出される排ガスと熱媒体との熱交換をする第１熱交換器と、前記第１熱交換器を通過した前記排ガスに含まれる硫黄酸化物を除去する湿式の脱硫部と、前記脱硫部を通過した前記排ガスと前記第１熱交換器により加熱された前記熱媒体との熱交換をする第２熱交換器と、前記第１燃料供給系統を流通する液体の前記第１燃料を気化させるアンモニア気化器と、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器との間で前記熱媒体を循環させる第１循環系統と、前記第１熱交換器と前記アンモニア気化器との間で前記熱媒体を循環させる第２循環系統と、を有し、前記第１燃料供給系統を流通する液体の前記第１燃料との熱交換により前記第２循環系統を流通する前記熱媒体を冷却する熱媒体冷却工程を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、アンモニアを含む第１燃料とアンモニアを含まない第２燃料を混焼させる際に排ガスの温度が上昇することを抑制することが可能なボイラシステムおよびボイラシステムの運転方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の第１実施形態に係るボイラを示す概略構成図である。
本開示の第１実施形態に係るボイラシステムにおけるボイラ水の循環系統を示す概略構成図である。
本開示の第１実施形態に係るボイラシステムにおける第１燃料供給系統および排ガス処理系統を示す概略構成図である。
本開示の第２実施形態に係るボイラシステムにおける第１燃料供給系統および排ガス処理系統を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〔第１実施形態〕
以下に、本開示の第１実施形態に係るボイラシステム１００について、図面を参照して説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含む。以降の説明で、上や上方とは鉛直方向上側を示し、下や下方とは鉛直方向下側を示すものであり、鉛直方向は厳密ではなく誤差を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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