以下、本発明の実施例を添付図面を参照� ��て説明する。

 図1は本発明の実施例の一例であって、1は� �炭を貯留するコールバンカ、2はコールバン� ��1に貯留された石炭を切り出す給炭機、3は� �炭機2から供給される石炭を微粉砕し且つ乾� ��させるミル、4は酸素燃焼ボイラ、5は酸素� �焼ボイラ4に取り付けられたウィンドボック� ��、6はウィンドボックス5内に配設され且つ� �ル3から供給される微粉炭を燃焼させるバー� ��、7は酸素燃焼ボイラ4から排出される排ガ� �が流れる排ガスライン、8は排ガスライン7を 流れる排ガスと一次再循環排ガス並びに二次 再循環排ガスとを熱交換させる空気予熱器、 9は空気予熱器8を通過した排ガスを処理する� ��硫装置や集塵機等の排ガス処理装置、10は� �ガス処理装置9で浄化された排ガスの一部を� ��り出す再循環取出系路、11は再循環取出系� �10に設けた押込通風機(FDF)、12は再循環取出� �路10に再循環される全ガス量を調節するため の全ガス量調節器、13は押込通風機11によっ� �圧送される排ガスの一部を一次再循環排ガ� �として空気予熱器8で予熱してミル3へ導く一 次再循環系路、14は一次再循環排ガスの流量� ��調節するための一次ガス調節器、15は押込� �風機11によって圧送される排ガスの残りを二 次再循環排ガスとして空気予熱器8で予熱し� �ウィンドボックス5へ導く二次再循環系路、1 6は二次再循環排ガスの流量を調節するため� �二次ガス調節器、17は前記二次再循環系路15� ��ら分岐した排ガスの一部をボイラ4のOAP(オ� �バーエアーポート)18へ導入するOAP再循環系� �、19はOAP再循環ガスの流量を調節するための OAPガス調節器、20は排ガス処理装置9で浄化さ れた排ガスを取り入れてCO ₂ 等を回収する回収装置、21は排ガス処理装置9 の下流側に設けて排ガスを誘引する誘引通風 機(IDF)、22は排ガス処理装置9で浄化され誘引� ��風機21で誘引される排ガスを大気放出する� �突である。

 上記構成において、空気を取り入れて酸� ��を製造する酸素製造装置23を設ける。酸素� �造装置23で製造した酸素は、その一部を前記 二次再循環系路15に二次酸素として供給する� ��次酸素混合系路24を設け、該二次酸素混合� �路24には、流量を計測する二次酸素計測器25� ��流量を調節する二次酸素調節器26とを設け� �。ここで、図示例では空気予熱器8の下流側� ��二次再循環系路15に二次酸素を供給するよ� �にした場合について例示したが、空気予熱� �8の上流側に二次酸素を供給するようにして� ��よい。

 又、前記酸素製造装置23で製造した酸素� �他の一部をOAP供給酸素としてOAP再循環系路17 に供給するOAP酸素混合系路27を設け、該OAP酸� ��混合系路27に、流量を計測するOAP酸素計測� �28と流量を調節するOAP酸素調節器29とを設け� ��。

 更に、前記酸素製造装置23で製造した酸� �の更に他の一部はミル3とバーナ6に供給する ようにしている。即ち、酸素製造装置23で製� ��した酸素を前記二次酸素と分岐するダイレ� ��ト酸素供給系路30を設け、該ダイレクト酸� �供給系路30には流量を計測するダイレクト酸 素計測器31と流量を調節するダイレクト酸素� ��節器32を設けている。更に、前記ダイレク� �酸素供給系路30には一次酸素混合系路33が分� ��して設けてあり、該一次酸素混合系路33に� �流量を計測する一次酸素計測器34と流量を調 節する一次酸素調節器35を設けている。従っ� ��、一次酸素調節器35を調節することにより� �前記酸素の更に他の一部は一次酸素として� �次再循環系路13を介してミル3へ供給し、前� �酸素の残りはダイレクト酸素供給系路30によ りバーナ6へ供給するようにしている。

 ここで、前記一次酸素調節器35と、二次� �素調節器26と、OAP酸素調節器29と、ダイレク� ��酸素調節器32を制御することにより、酸素� �造装置23で製造した酸素は一次再循環系路13� ��供給する一次酸素と、二次再循環系路15に� �給する二次酸素と、OAP再循環系路17に供給す るOAP酸素と、バーナ6に直接供給するダイレ� �ト供給酸素とに任意の供給割合になるよう� �調節できる。

 図中36は再循環取出系路10により再循環さ れる全排ガス量を計測する全排ガス量計測器 であり、再循環取出系路10に設けた全ガス量� ��節器12によって再循環される全ガス量を調� �すると、ボイラ4へ導入される全ガス量に対� ��る酸素濃度を示す、ボイラ持込酸素濃度を� ��意に調節できるようになっている。

 更に、酸素燃焼ボイラ4出口の排ガスのNOx 濃度を計測するNOx濃度計37と、前記排ガス処� ��装置9での除塵によって得られる灰分から排 ガス中の未燃分を計測して得る未燃分計測手 段38と、前記コールバンカ1に供給する石炭の 燃料比と炭素含有量の一方或いは両方を計測 して得る燃料計測手段39を備えている。前記� ��燃分計測手段38には、未燃分を自動的に計� �できる装置を用いることもできるが、従来� �ら一般に実施されている手分析により計測� �る方法を用いることができる。又、前記燃� �計測手段39には、燃料比と炭素含有量の一方 或いは両方を自動的に計測できる装置を用い ることもできるが、従来から一般に実施され ている手分析により計測する方法を用いるこ とができる。

 コールバンカ1に供給する石炭は、燃料計 測手段39によって燃料比(FR)及び/又は炭素含� �量を予め求めるようにしてあり、石炭をボ� �ラ4で酸素燃焼させて安定燃焼しているとき� ��石炭の燃料比及び/又は炭素含有量とボイラ 持込酸素濃度との関係を予め実験により求め ておく。又、燃料比及び/又は炭素含有量と� �酸素量に対するダイレクト供給酸素の割合� �の関係も、予め実験により求めておく。

 尚、前記ボイラ4の起動時には、一次再循 環排ガスの代わりに空気(図示せず)がミル3内 へ導入され、該空気によりミル3へ投入され� �石炭の乾燥が行われつつ、微粉砕された微� �炭がバーナ6へ搬送される一方、酸素の代わ� ��に空気(図示せず)がボイラ4のウィンドボッ� ��ス5に供給され、ボイラ4内で微粉炭の空気� �焼が行われ、該ボイラ4の収熱が所定値に到� ��すると、前記空気に代えて酸素又は再循環� ��スを供給するように切り換えることにより� ��酸素燃焼に移行するようになっている。

 酸素燃焼ボイラ4による石炭の酸素燃焼で は、バーナ6による火炎形状、ボイラ収熱、NO x濃度、未燃分等が所定の状態に維持される� �うに、酸素製造装置23により石炭(微粉炭)の� ��給量に対応した量の酸素が供給され、又、� ��粉炭の搬送に必要な一次再循環排ガス、ウ� ��ンドボックス5に供給する二次再循環排ガス 、OAP18に供給するOAP再循環排ガスの夫々が調� ��されると共に、これらの再循環排ガスの総� ��である全ガス量が全ガス量調節器12により� �節され、これによって酸素燃焼ボイラ4での� ��定燃焼が行われる。

 酸素燃焼ボイラ4で燃焼する石炭の種類が 変わることによってボイラの燃焼状態が変化 して不安定燃焼を生じる要因としては、まず 石炭の燃料比(FR)及び/又は炭素含有量が考え� ��れる。燃料比と炭素含有量は石炭の燃焼に� ��いては略同様に用いられるものであり、よ� ��て本発明の制御においては燃料比と炭素含� ��量の一方を用いても、或いは両方を用いる� ��うにしてもよい。そして、石炭の燃料比及� ��/又は炭素含有量が変化した場合にも酸素燃 焼ボイラ4を安定して燃焼させるには、ボイ� �持込酸素濃度及び/又は酸素製造装置23から� �全酸素量に対するダイレクト供給酸素の割� �を制御することが有効であることが判明し� �。

 このため、先ず石炭の燃料比を燃料計測手� ��39によって予め計測しておき、この石炭を� �イラ4で酸素燃焼させて安定燃焼している状� ��のときの燃料比とボイラ持込酸素濃度との� ��係を予め計算により求めて図4(a)の点P ₁ を得る。

 次に、上記操作を他の1種類以上の石炭につ いて実施することにより図4(a)のように1つ以� ��の点P ₂ を求め、これにより石炭が安定燃焼する燃料 比とボイラ持込酸素濃度との関係X ₁ を予め求めておくようにする。

 又、上記と同様にして、図4(b)に示すように 、燃料比と酸素製造装置23からの全酸素量に� ��するバーナ6に直接供給されるダイレクト供 給酸素の割合との関係X ₂ を予め求めておくようにする。尚、前記燃料 比に代えて炭素含有量を用いた場合には、図 4(a)、図4(b)に示す関係X ₁ 及びX ₂ に近似した関係X ₁ '及び関係X ₂ 'が求められる。従って、制御に先立って、� �4(a)、図4(b)に示した関係X ₁ 、X ₁ '、X ₂  、X ₂ 'の少なくとも1つを計測しておくようにする� ��

 図2は、前記図1の酸素燃焼ボイラにおい� �石炭の性状(燃料比FR、炭素含有量)が変化し� ��場合でも安定した酸素燃焼を行えるように� ��るための制御器40の一例を示すもので、こ� �制御器40には、前記全ガス量計測器36で計測� ��た再循環する全ガス量と、一次酸素計測器3 4で計測した一次酸素の供給量と、ダイレク� �酸素計測器31で計測したダイレクト供給酸素 の供給量と、二次酸素計測器25で計測した二� ��酸素の供給量と、OAP酸素計測器28で計測し� �OAP酸素の供給量と、前記未燃分計測手段38で 計測した未燃分計測値と、NOx濃度計37で計測� ��たNOx濃度計測値が入力されている。

 尚、燃料比と炭素含有量とは略同等のも� ��と考えることができるので、以下において� ��説明を簡略化するために、燃料比を用いた� ��御の場合を例にとって説明するが、炭素含� ��量を用いた制御も同様に行うことができる� ��

 前記制御器40には、前記したように予め計� �しておいた図4(a)、図4(b)に示した石炭の燃料 比とボイラ持込酸素濃度との関係X ₁ 及び/又はダイレクト供給酸素の割合との関� �X ₂ が入力されている。又、制御器40には、燃料� ��測手段39によって予め計測された現在燃焼� �ている石炭の燃料比(FR)と、次に燃焼を行う� ��たな石炭の予め計測した燃料比(FR')が入力� �れている。

 更に、前記制御器40は、全ガス量調節器12 を調節する制御信号と、OAP酸素調節器29を調� ��する制御信号と、一次酸素調節器35を調節� �る制御信号と、二次酸素調節器26を調節する 制御信号と、ダイレクト酸素調節器32を調節� ��る制御信号を出力するようになっている。

 一方、酸素燃焼ボイラ4から排ガスと共に 排出される灰中未燃分は、ボイラ効率に直結 するものであるため所定の未燃分制限値以下 に制御する必要がある。未燃分制限値は実例 として5%以下としている場合があるが、更に� ��をセメント原料として用いる場合などには� ��の使用目的によって灰中未燃分の制限を受� ��る場合があるため、未燃分制限値は状況に� ��じて設定する。

 図3は図1の酸素燃焼ボイラ4により燃料比� ��低い石炭A(低FR炭 )と、燃料比が高い石炭B(� ��FR炭)を燃焼した試験結果におけるボイラ持� ��酸素濃度又は全酸素量に対するダイレクト� ��給酸素の割合と灰中未燃分との関係を示し� ��もので、燃料比が高い石炭B(高FR炭)は燃料� �が低い石炭A(低FR炭)に対して未燃分が大幅に 増加することが分かる。図3では、燃料比が� �い石炭A(低FR炭)において所定の未燃分設定値 Sを維持するようにしたときのボイラ持込酸� �濃度又は全酸素量に対するダイレクト供給� �素の割合Oに対して、燃料比が高い石炭(高FR� ��)において同一の未燃分設定値Sを維持する� �めにはボイラ持込酸素濃度又は全酸素量に� �するダイレクト供給酸素の割合をO'のように 増加させる必要がある。

 前記制御器40には、予め求めておいた安定� �焼が達成される石炭の燃料比とボイラ持込� �素濃度との関係X ₁ 、及び/又は、燃料比と全酸素量に対するダ� �レクト供給酸素の割合との関係X ₂ が予め入力されているので、ボイラ4で燃焼� �る新たな石炭の予め計測しておいた燃料比(F R')を制御器40に入力することにより、制御器4 0は、石炭の燃料比(FR')が高い場合には全ガス 量調節器12を調節して再循環させる全ガス量� ��減少させることによりボイラ持込酸素濃度� ��増加するか、又はダイレクト酸素調節器32� �二次酸素調節器26、一次酸素調節器35を調節� ��てダイレクト供給酸素の割合を増加するか� ��或いはその両者を行い、石炭の燃料比(FR')� �低い場合には全ガス量調節器12により再循環 させる全ガス量を増大させることによりボイ ラ持込酸素濃度を減少するか、又はダイレク ト酸素調節器32、二次酸素調節器26、一次酸� �調節器35を調節してダイレクト供給酸素の割 合を減少するか、或いはその両者を行って自 動制御するようになっている。

 このように、新たな石炭の燃料比(FR')に� �じて再循環させる全ガス量を調節し、ボイ� �持込酸素濃度を適切に調節する、及び/又は� ��ダイレクト供給酸素の割合を適切に調節す� ��ことにより、図3に示す未燃分を、炭種が変 わっても未燃分制限値以下の所定の未燃分設 定値Sに安定して維持させることができる。

 又、排ガスのNOx濃度も所定のNOx制限値以� ��に維持する必要がある。ここで、ボイラ持� ��酸素濃度又はダイレクト供給酸素の割合と� ��ガスのNOx濃度の関係を調査したところ、図5 に示すようにNOx濃度はボイラ持込酸素濃度又 はダイレクト供給酸素の割合の増加に伴って 略直線に近い状態で増加することが得られた 。前記NOx制限値は発電所内のNOx濃度或いは総 量規制などによって制限されるものであり、 ボイラ出口での濃度に換算された実例がある 例えば180ppmをNOx制限値とすることができる。

 従って、制御器40は、前記全ガス量調節� �12により循環させる全ガス量を調節してボイ ラ持込酸素濃度を変える制御、及び/又は、� �イレクト供給酸素の割合を変える制御に加� �て、未燃分計測手段38で計測した未燃分が未 燃分制限値以下で、且つNOx濃度計37で計測し� ��NOx濃度がNOx制限値以下に保持されるように� ��OAP酸素調節器29を調節してOAP再循環系路17に 供給するOAP供給酸素の供給量を制御するよう にしている。

 更に、制御器40は、上記制御に加えて、� �次酸素調節器35を調節して一次再循環系路13� ��供給する一次酸素の供給量を制御すること� ��よりバーナ6を安定燃焼させるようにしてい る。

 又、制御器40は、図6に示すように、基準� ��石炭Aの燃焼から新たな石炭Bの燃焼に切り� �わることによってバーナ火炎が不安定にな� �た場合には、一次酸素調節器35を調節して一 次再循環系路13に供給する一次酸素の供給量� ��増加する操作と、OAP酸素調節器29を調節し� �OAP再循環系路17に供給するOAP供給酸素の供給 量を減少させてバーナ持込酸素濃度を高める 操作と、全ガス量調節器12を調節して循環さ� ��る全ガス量を減少させてボイラ持込酸素濃� ��を高める操作と、ダイレクト酸素調節器32� �二次酸素調節器26、一次酸素調節器35を調節� ��てダイレクト供給酸素の割合を増加する操� ��の、少なくとも1つを行うようにしている。 ここで、上記バーナ持込酸素濃度は、バーナ 6へ導入される全ガス量に対する酸素濃度を� �す。

 次に、上記図示例の作用を説明する。

 前述の如き酸素燃焼ボイラ4においては、 コールバンカ1に貯留される石炭は、先ず燃� �計測手段39によって燃料比(FR)が計測され、� �料比(FR)が計測された石炭は給炭機2によりミ ル3へ投入され、該ミル3において石炭が微粉� ��され微粉炭にされると共に、押込通風機11(F DF)によって排ガス処理装置9の下流から取り� �された排ガスの一部である一次再循環排ガ� �は一次再循環系路13によりミル3内へ導入さ� �、一次再循環排ガスはミル3へ投入される石� ��の乾燥を行いつつ、微粉砕された微粉炭を� ��イラ4のバーナ6へ搬送する。

 一方、ボイラ4のウィンドボックス5には� �前記押込通風機11からの排ガスの他の一部が 二次再循環排ガスとして二次再循環系路15に� ��り供給される。更に、二次再循環系路15か� �分岐したOAP再循環系路17により取り出すよう にした残りの排ガスはOAP再循環ガスとしてボ イラ4のOAP18へ供給される。

 更に、酸素製造装置23で製造された酸素� �一部は二次酸素として二次酸素混合系路24に より前記二次再循環系路15に供給され、前記� ��素の他の一部はOAP酸素としてOAP酸素混合系� ��27によりOAP再循環系路17に供給され、前記酸 素の更に他の一部は、一次酸素としてダイレ クト酸素供給系路30から分岐された一次酸素� ��合系路33により一次再循環系路13に供給され 、前記酸素の残りはダイレクト酸素としてダ イレクト酸素供給系路30により前記バーナ6に 直接供給される。

 従って、ミル3から一次再循環排ガスによっ てバーナ6に供給された微粉炭は、酸素が混� �されてバーナ6に供給される一次再循環ガス� ��、酸素が混合されてウィンドボックス5に供 給される二次再循環ガスと、酸素が混合され てOAP18に供給されるOAP再循環ガスと、バーナ6 に直接供給されるダイレクト供給酸素とによ り燃焼される。燃焼によって生じた排ガスは 、空気予熱器8により一次再循環排ガス及び� �次再循環排ガスを予熱し、更に排ガス処理� �置9により処理された後、一部は再循環排ガ� ��として再循環を行わせる押込通風機11と、CO ₂ 等の回収を行う回収装置20とに導かれ、残り� ��誘引通風機(IDF)により誘引されて煙突22から 大気放出される。

 酸素燃焼ボイラ4による石炭の酸素燃焼は 、バーナ6による火炎形状、ボイラ収熱、NOx� �度、未燃分等が所定の状態に維持されるよ� �に、酸素製造装置23によって製造される酸素 の供給量が石炭(微粉炭)の供給量に対応して� ��整され、又、微粉炭の搬送に必要な一次再� ��環排ガス、ウィンドボックス5に供給する二 次再循環排ガス、OAP18に供給するOAP再循環排� ��スの夫々が調節され、更に、これらの再循� ��排ガスの総和である全ガス量が全ガス量調� ��器12により調節され、これによって酸素燃� �ボイラ4での安定燃焼が行われる。

 このようにボイラ4が安定燃焼している状 態の時に、酸素製造装置23によりボイラ4に供 給される酸素量に基づいたボイラ持込酸素濃 度を計算により求めると共に、全酸素量に対 するダイレクト供給酸素の割合を求める。

 更に、上記と同様の操作を、他の少なくと� ��1種類以上の石炭について実施し、石炭が安 定燃焼しているときの燃料比とボイラ持込酸 素濃度及び/又はダイレクト供給酸素の割合� �の関係X ₁ ,X ₂ を図2の制御器40に入力しておく。

 酸素燃焼ボイラ4で現在燃焼している石炭 と異なる新たな石炭を燃焼する際には、燃料 計測手段39によって予め計測しておいた新た� ��石炭の燃料比(FR')を制御器40に入力する。

 これにより制御器40は、供給する石炭種が� �更された際は図4に示した燃料比(FR)とボイラ 持込酸素濃度及び/又はダイレクト供給酸素� �割合との関係X ₁ ,X ₂ に基づいて、燃料比(FR')に見合うボイラ持込� ��素濃度及び/又はダイレクト供給酸素の割合 になるように全ガス量調節器12を調節して再� ��環する全ガス量を調節する制御と、ダイレ� ��ト酸素調節器32、二次酸素調節器26、一次酸 素調節器35を調節してダイレクト供給酸素の� ��合を調節する制御の、一方又は両方を自動� ��に行う。

 このように、石炭の燃料比(FR)に応じて、 再循環させる全ガス量を調節してボイラ持込 酸素濃度を適切に調節すること、及び/又は� �ダイレクト供給酸素の割合を調節してダイ� �クト供給酸素の供給量を調節することによ� �、ボイラ4に供給する炭種が変わっても未燃� ��を、未燃分制限値以下の所定の未燃分設定� ��Sに安定して維持させることができるように なる。

 又、制御器40は、前記全ガス量調節器12に より循環させる全ガス量を調節してボイラ持 込酸素濃度を変える制御に加えて、未燃分計 測手段38で計測した未燃分が未燃分制限値以� ��で、且つNOx濃度計37で計測したNOx濃度がNOx� �限値以下に保持されるようにOAP酸素調節器29 を調節してOAP再循環系路17に供給するOAP供給� ��素の供給量を制御する。これにより、炭種� ��変わっても、未燃分が未燃分制限値以下に� ��持され、且つNOx濃度がNOx制限値以下に保持� ��れるように自動的に制御されるようになる� ��

 更に、制御器40は、上記制御に加えて、� �次酸素調節器35を調節して一次再循環系路13� ��供給する一次酸素の供給量を制御すること� ��よりバーナ6を安定燃焼させた状態において 、二次酸素調節器26を調節することによる二� ��再循環系路15への二次酸素の供給量と、ダ� �レクト酸素調節器32を調節することによるバ ーナ6へ直接供給するダイレクト供給酸素の� �給量との供給割合を調節することにより、� �ーナ6の火炎形状を有効に制御することがで� ��る。これにより、炭種が変わっても、バー� ��火炎が吹き飛ぶような失火の問題を生じる� ��となく安定燃焼させることができ、且つ、� ��ーナ6の火炎形状を所定の形状に安定に保持 させることができる。

 又、制御器40は、図6に示すように、基準� ��石炭Aの燃焼から新たな石炭Bの燃焼に切り� �わることによりバーナ火炎が不安定になっ� �場合には、一次酸素調節器35を調節して一次 再循環系路13に供給する一次酸素の供給量を� ��加する操作を行うことでと、OAP酸素調節器2 9を調節してOAP再循環系路17に供給するOAP供給 酸素の供給量を減少させてバーナ持込酸素濃 度を高める操作と、全ガス量調節器12を調節� ��て循環させる全ガス量を減少させてボイラ� ��込酸素濃度を高める操作と、ダイレクト酸� ��調節器32、二次酸素調節器26、一次酸素調節 器35を調節して、二次酸素の供給量を減少さ� ��てダイレクト酸素の供給量を増加する操作� ��、少なくとも1つを行うようにしている。こ れにより、炭種が変わっても、安定した酸素 燃焼運転を維持することができる。

 尚、本発明の酸素燃焼ボイラの酸素供給� ��御方法及び装置は、上述の図示例にのみ限� ��されるものではなく、本発明の要旨を逸脱� ��ない範囲内において種々変更を加え得るこ� ��は勿論である。