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公開番号2025088205
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-11
出願番号2023202751
出願日2023-11-30
発明の名称ボイラ
出願人三浦工業株式会社
代理人個人,個人
主分類F23L 7/00 20060101AFI20250604BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】負荷機器の要求負荷に連続的に対応するように制御でき、かつ、アンモニアの未燃物の発生を抑制し、安定した燃焼ができる、油燃料とアンモニアを混焼するボイラを提供する。
【解決手段】ボイラとしてのアンモニア混焼ボイラ装置1は、油燃料F1及びアンモニア燃料F2が供給されるバーナ10と、バーナ10から噴出された燃料が燃焼された燃焼ガスから熱回収を行う缶体30と、制御部70と、を備え、制御部70は、複数の段階的な燃焼位置での油燃料F1の燃焼を可能とするとともに、アンモニア燃料F2の燃焼量を所定の範囲において連続的に変更させて、アンモニア燃料F2の燃焼を可能とする燃焼制御部71を備える。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
油燃料及びアンモニア燃料が供給されるバーナと、
前記バーナから噴出された燃料が燃焼された燃焼ガスから熱回収を行う缶体と、
制御部と、
前記バーナに前記油燃料を供給する油燃料供給ラインと、
前記バーナに前記アンモニア燃料を供給するアンモニア供給ラインと、
前記バーナに燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給ラインと、
前記缶体に接続され該缶体において前記油燃料及び前記アンモニア燃料が燃焼されて発生した燃焼ガスが流通する排ガスラインと、を備え、
前記制御部は、
複数の段階的な燃焼位置での前記油燃料の燃焼を可能とするとともに、前記アンモニア燃料の燃焼量を所定の範囲において連続的に変更させて、前記アンモニア燃料の燃焼を可能とする燃焼制御部を備える、ボイラ。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
前記燃焼制御部は、前記アンモニア燃料の供給を停止した後に、前記油燃料の前記燃焼位置を変更する、
請求項１に記載のボイラ。
【請求項３】
前記燃焼制御部は、
前記油燃料と前記アンモニア燃料との総燃焼量が前記燃焼位置に応じて設定された燃焼率に相当する燃焼量に達した場合に、前記アンモニア燃料の供給を停止した後に、前記油燃料の前記燃焼位置を変更する、
請求項１に記載のボイラ。
【請求項４】
前記燃焼制御部は、
前記アンモニア燃料の燃焼量が増加することにより、前記総燃焼量が前記燃焼位置に応じて設定された燃焼率に相当する燃焼量に達した場合に、前記油燃料の前記燃焼位置を一段高い前記燃焼位置へ変更する、
請求項３に記載のボイラ。
【請求項５】
前記油燃料の前記複数の段階的な燃焼位置のうち前記アンモニア燃料との混焼を行う最大の燃焼率の燃焼位置における、前記アンモニア燃料の燃焼量を連続的に変更可能な範囲の上限値のアンモニア燃料混焼率は、
前記油燃料の前記複数の段階的な燃焼位置のうち前記アンモニア燃料との混焼を行う最小の燃焼率の燃焼位置における、前記アンモニア燃料の燃焼量を連続的に変更可能な範囲の上限値のアンモニア燃料混焼率に比べて大きい、
請求項１に記載のボイラ。
【請求項６】
前記アンモニア供給ラインは、
アンモニア流量調整弁と、
アンモニア遮断弁と、を備え、
前記燃焼制御部は、前記油燃料の前記燃焼位置を変更する場合に、前記アンモニア遮断弁を閉止する、
請求項１に記載のボイラ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
バーナの燃料として使われている天然ガスや石油燃料等の炭化水素系燃料の一部を、二酸化炭素を発生しないアンモニアに置き換えることで、二酸化炭素の排出削減が期待されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１８５１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アンモニアは、都市ガスの主成分であるメタン等他の炭化水素系燃料と比較して燃焼速度が非常に遅く保炎範囲が狭い等、燃焼性が低い燃料であることが知られている。このため、燃焼ガスから被加熱媒体に熱回収を行うボイラでは、燃焼ガスは熱交換器で速やかに冷却され、燃焼量や空気比等の燃焼条件の変化に起因したアンモニアの未燃物が発生しやすい。
【０００５】
また、食品工場や化学プラント等において需要部に熱を供給する産業用ボイラでは、負荷（需要）に応じた熱量を供給するために、燃焼量を増減する制御が行われる。例えば、燃焼停止、低燃焼位置、中燃焼位置、高燃焼位置の４段階の燃焼位置で燃焼量を制御可能な蒸気ボイラの場合、低燃焼位置で燃焼中に蒸気圧が所定圧以下に低下すると、低燃焼位置から中燃焼位置に燃焼量を増加させる。こうした過渡期において、燃焼状態が不安定となり、未燃物の発生が増加する。
【０００６】
油燃料の燃焼量を段階的に制御するアンモニア混焼ボイラでは、油燃料の燃焼量を段階的に増減させる際の燃焼不安定化により、アンモニアの未燃物の発生が増加することが問題となっている。そのため、要求負荷の変動に対して素早く柔軟に熱供給ができ、かつ、アンモニアを安定的に燃焼させて未燃物の発生を抑制することができるボイラが求められている。
【０００７】
本発明は、アンモニア燃焼による熱供給を負荷機器の要求負荷に連続的に対応するように制御でき、かつ、アンモニアの未燃物の発生を抑制し、安定した燃焼ができる、油燃料とアンモニアを混焼するボイラ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】
【０００８】
本発明は、油燃料及びアンモニア燃料が供給されるバーナと、前記バーナから噴出された燃料が燃焼された燃焼ガスから熱回収を行う缶体と、制御部と、前記バーナに前記油燃料を供給する油燃料供給ラインと、前記バーナに前記アンモニア燃料を供給するアンモニア供給ラインと、前記バーナに燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給ラインと、前記缶体に接続され該缶体において前記油燃料及び前記アンモニア燃料が燃焼されて発生した燃焼ガスが流通する排ガスラインと、を備え、前記制御部は、複数の段階的な燃焼位置での前記油燃料の燃焼を可能とするとともに、前記アンモニア燃料の燃焼量を所定の範囲において連続的に変更させて、前記アンモニア燃料の燃焼を可能とする燃焼制御部を備える、ボイラに関する。
【０００９】
また、前記燃焼制御部は、前記アンモニア燃料の供給を停止した後に、前記油燃料の前記燃焼位置を変更することが好ましい。
【００１０】
また、前記燃焼制御部は、前記油燃料と前記アンモニア燃料との総燃焼量が前記燃焼位置に応じて設定された燃焼率に相当する燃焼量に達した場合に、前記アンモニア燃料の供給を停止した後に、前記油燃料の前記燃焼位置を変更することが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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