熱介質(zhì)。高溫燃燒氣體通過換熱器組，由此進(jìn)行高溫燃燒氣體與在換熱器組的內(nèi)部流通的換熱介質(zhì)之間的換熱。結(jié)束與換熱介質(zhì)的換熱的燃燒氣體通過出口側(cè)氣體導(dǎo)管7從氣體出口 8排到船用鍋爐I的外部。
[0020]船用鍋爐I具備設(shè)置于蒸發(fā)管組6的下方的水鼓9、設(shè)置于蒸發(fā)管組6的上方的蒸汽鼓10及與前柵管4連接的集管11、12。另外，本實(shí)施方式中的船用鍋爐I為產(chǎn)生用作推動船舶的動力的蒸汽的主鍋爐，但也可以是其他方式。例如，也可以是產(chǎn)生成為作為船舶的裝卸工作的動力而使用的裝油栗的驅(qū)動源的蒸汽的輔助鍋爐。輔助鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽供給到裝卸用渦輪，且裝卸用渦輪的旋轉(zhuǎn)動力作為裝油栗的驅(qū)動源而被儲存。并且，作為船用鍋爐I可以是用于發(fā)電用等其他用途的鍋爐。
[0021]如圖1所示，船用鍋爐I還具備控制裝置50、燃料控制閥30及燃料關(guān)閉閥41。 燃料關(guān)閉閥41為通過控制裝置50開閉的閥，經(jīng)由主燃料管路35將鍋爐主燃料(例如，
HFO(Heavy Fuel Oil:重燃料油)、MDO(Marine Diesel Oil:船舶用柴油)、甲烷等)供給到船用鍋爐I時，成為開啟狀態(tài)。
燃料控制閥30為通過控制裝置50調(diào)整開度的閥，通過其開度調(diào)整供給到燃燒器3的鍋爐主燃料的流量。
[0022]設(shè)定部51接收是否執(zhí)行后述VOC處理模式的操作人員的指示，并根據(jù)從操作人員接收到的指示設(shè)定是否執(zhí)行VOC處理模式的設(shè)定值。是否執(zhí)行VOC處理模式的設(shè)定值被控制成，從設(shè)定部51通知到控制裝置50，并通過控制裝置50執(zhí)行VOC處理模式。
[0023]船用鍋爐I所具備的VOC氣體供給部60 (揮發(fā)性氣體供給部)具備流量計60a、氣體分析儀60b、流量控制閥60c、關(guān)閉閥60d、止回閥60e及火花制止器60f。
流量計60a為測量經(jīng)由VOC氣體管路34流入的VOC氣體的流量的測量儀，并將所測量的流量通知給控制裝置50。
[0024]氣體分析儀60b為測定包含于從VOC氣體管路34流入的VOC氣體中的揮發(fā)性有機(jī)化合物的濃度或VOC氣體所具有的發(fā)熱量和密度等的測量儀，并將所測量的濃度通知給控制裝置50。如后述，是否執(zhí)行適于氧化處理低濃度的VOC氣體的VOC處理模式由船用鍋爐I的操作人員經(jīng)由設(shè)定部51設(shè)定。氣體分析儀60b將VOC氣體中所包含的揮發(fā)性有機(jī)化合物的濃度通知給控制裝置50，且由控制裝置50在顯示部(未圖示)顯示濃度等，由此船用鍋爐I的操作人員能夠確切意識到是否應(yīng)該執(zhí)行VOC處理模式。另外，VOC處理模式在如下情況下設(shè)定時有效，即從原油罐22卸載原油之后，向該船的蒸汽需求較少且成為略空狀態(tài)的原油罐22內(nèi)重新灌裝原油時。因?yàn)椋?dāng)向原油罐22內(nèi)灌裝新的原油時，尤為容易產(chǎn)生VOC氣體。
[0025]之所以在灌裝新的原油時容易產(chǎn)生VOC氣體，是因?yàn)楫?dāng)向成為略空狀態(tài)的原油罐22內(nèi)灌裝原油時，原油容易在原油罐22內(nèi)部被攪拌。原油在原油罐22內(nèi)部被攪拌，由此促進(jìn)原油與周圍惰性氣體的接觸，隨此，容易從原油產(chǎn)生VOC氣體。
[0026]流量控制閥60c為調(diào)整向燃燒器3供給從VOC氣體管路34供給的VOC氣體的供給量的閥?？刂蒲b置50通過調(diào)整流量控制閥60c的開度，能夠調(diào)整供給到燃燒器3的VOC氣體的供給量。
關(guān)閉閥60d為被用作切換是否將從VOC氣體管路34供給的VOC氣體供給到燃燒器3的閥。當(dāng)設(shè)置于供VOC氣體流通的流路的外部的氣體檢測器70檢測到規(guī)定濃度以上的揮發(fā)性有機(jī)化合物時，控制裝置50將關(guān)閉閥60d切換成阻斷狀態(tài)。由此，當(dāng)發(fā)生VOC氣體從流路泄漏的不良情況時，能夠防止揮發(fā)性有機(jī)化合物進(jìn)一步泄露。另外，作為氣體檢測器70例如能夠使用檢測揮發(fā)性有機(jī)化合物的主成分即丁烷的濃度的檢測器。
[0027]船用鍋爐I還具備測量爐子2內(nèi)的溫度的溫度檢測器80及測量從氣體出口排出的廢氣的溫度的溫度檢測器90。溫度檢測器80及溫度檢測器90所測量的溫度通知給控制裝置50。
船用鍋爐I還具備用于測定在蒸汽鼓10產(chǎn)生并導(dǎo)入到裝卸用渦輪的蒸汽的流量的差壓變送器91。差壓變送器91為通過檢測節(jié)流裝置92的上游側(cè)與下游側(cè)的壓力的差量(差壓)來測量通過節(jié)流裝置92的蒸汽的流量的測量儀。差壓變送器91所測量的蒸汽的流量通知給控制裝置50。
[0028]接著，對VOC氣體處理系統(tǒng)100所具備的結(jié)構(gòu)中的船用鍋爐I以外的其他結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
原油罐22為儲藏原油的罐子，為防止從原油揮發(fā)的揮發(fā)性有機(jī)化合物著火，內(nèi)部封入有惰性氣體。惰性氣體例如為CO2SN 2等不活性氣體。原油罐22內(nèi)的上方被混合揮發(fā)性有機(jī)化合物和惰性氣體的VOC氣體所充滿。關(guān)閉閥44通過控制裝置50被控制成開啟狀態(tài)，由此原油罐22內(nèi)的VOC氣體被導(dǎo)入VOC氣體過濾器27。
[0029]VOC氣體過濾器27為用于去除VOC氣體中所含的灰塵和水分等的過濾器。通過VOC氣體過濾器27來去除灰塵和水分等，由此能夠使向下游側(cè)流通的VOC氣體中不含有雜質(zhì)。
通過VOC氣體過濾器27而去除雜質(zhì)的VOC氣體通過鼓風(fēng)機(jī)28并經(jīng)由VOC氣體管路34而被導(dǎo)入到船用鍋爐I。
[0030]VOC氣體處理系統(tǒng)100具備用于使從船用鍋爐I的氣體出口 8排出的廢氣中所含的惰性氣體再循環(huán)的惰性氣體管路33。惰性氣體管路33從直至排出船用鍋爐I所排出的廢氣的煙囪(未圖示)的路徑32上開始分支。流入到惰性氣體管路33的廢氣被供給到惰性氣體凈氣器25。
[0031]惰性氣體管路33上的惰性氣體凈氣器25的上游側(cè)設(shè)有關(guān)閉閥45。關(guān)閉閥45根據(jù)來自控制裝置50的指示來將閥的開閉狀態(tài)調(diào)整為開啟狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)中的任一個狀態(tài)。當(dāng)關(guān)閉閥45成為關(guān)閉狀態(tài)時，從氣體出口 8排出的所有廢氣不進(jìn)行再循環(huán)而直接排出到VOC氣體處理系統(tǒng)100的外部。
[0032]惰性氣體凈氣器25進(jìn)行從包含二氧化碳、氮、灰塵、NOx、SOx等的廢氣中去除硫磺成分等的清洗處理，并通過冷卻水冷卻廢氣。經(jīng)清洗處理的廢氣成為惰性氣體而被供給到鼓風(fēng)機(jī)26。
[0033]鼓風(fēng)機(jī)26的下游側(cè)分支成與原油罐22連結(jié)的流路和與噴嘴24連結(jié)的流路23。各個流路上設(shè)有控制閥42及控制閥43。控制裝置50通過調(diào)整控制閥42及控制閥43各自的開度，能夠調(diào)整從鼓風(fēng)機(jī)26排出的惰性氣體中導(dǎo)入到原油罐22的惰性氣體的流量和導(dǎo)入到噴嘴24的惰性氣體的流量。
[0034]接著，參考圖3對控制裝置50所執(zhí)行的船用鍋爐I的運(yùn)行進(jìn)行說明。
通過由控制裝置50從存儲部(省略圖示)讀取控制程序并執(zhí)行，由此進(jìn)行圖3所示的各工序。
參考圖4說明圖3。圖4為表示相對于圖1所示的船用鍋爐中的鍋爐負(fù)載的VOC氣體的爐內(nèi)滯留時間及爐子出口溫度的曲線圖。爐內(nèi)滯留時間是指從燃燒器3流入到爐子2內(nèi)的VOC氣體到達(dá)爐子出口(即換熱器組入口)為止所需的經(jīng)過時間。并且，爐子出口溫度是指爐子2的下游側(cè)且換熱器組的上游側(cè)附近的溫度。
[0035]本實(shí)施方式的VOC處理模式中，如后述通過適當(dāng)管理爐內(nèi)滯留時間來促進(jìn)VOC氣體的氧化處理。之所以將該爐內(nèi)滯留時間設(shè)為到達(dá)包括前柵管4，過熱器5及蒸發(fā)管組6的換熱器組的入口為止的時間是因?yàn)?，在換熱器組所在的區(qū)域內(nèi)有可能被換熱器組奪去熱量，而無法促進(jìn)VOC氣體的氧化處理?；诒緦?shí)施方式的VOC處理模式的氧化處理在爐子2的入口至出口的區(qū)域進(jìn)行。
[0036]步驟S301中，控制裝置50確定船用鍋爐I的鍋爐負(fù)載的目標(biāo)值。鍋爐負(fù)載例如通過船內(nèi)的蒸汽需求、例如基于裝卸工作的裝油栗的驅(qū)動用蒸汽、工藝用蒸汽、雜用蒸汽的需求來確定。
步驟S302中，船用鍋爐I的操作人員通過控制裝置50并經(jīng)由設(shè)定部51判定有無設(shè)定VOC處理模式。其中，VOC處理模式(限制運(yùn)行模式)是指惰性氣體所含的VOC濃度為低濃度，想要可靠地進(jìn)行VOC氣體的氧化處理時通過操作人員設(shè)定的運(yùn)行模式。例如，當(dāng)通過氣體分析儀60b測量的揮發(fā)性有機(jī)化合物的濃度為低濃度時，操作人員經(jīng)由設(shè)定部51設(shè)定VOC處理模式。
[0037]另外，VOC處理模式的設(shè)定由操作人員進(jìn)行，但也可以是其他方式。例如可以是，當(dāng)通過氣體分析儀60b測量的揮發(fā)性有機(jī)化合物的濃度為低濃度時，由設(shè)定部51自動設(shè)定VOC處理模式的方式。
步驟S302中判定為設(shè)定了 VOC處理模式時，控制裝置50過渡到步驟S303進(jìn)行處理，否則過渡到步驟S304進(jìn)行處理。
[0038]其中，利用圖4對VOC處理模式中的鍋爐負(fù)載進(jìn)行說明。如圖4所示，爐內(nèi)滯留時間具有鍋爐負(fù)載越變大則越變短，鍋爐負(fù)載越變小則越變長的趨勢。這是因?yàn)?，隨著鍋爐負(fù)載的增大，鍋爐主燃料與燃燒用空氣的流量增加，其結(jié)果通過船用鍋爐I的爐子2的燃燒氣體及VOC氣體的流速變快。
并且，如圖4所示，爐子出口溫度具有鍋爐負(fù)載越變大則越變高，鍋爐負(fù)載越變小則越變低的趨勢。這是因?yàn)?，隨著鍋爐負(fù)載的增大，鍋爐主燃料與燃燒用空氣的流量增加，其結(jié)果通過燃燒產(chǎn)生的燃燒氣體的溫度上升。
[0039]并且，已知當(dāng)?shù)蜐舛鹊腣OC氣體在爐內(nèi)的滯留時間大致為0.5秒以上，并且爐子出口溫度大致達(dá)到800°C以上時，促進(jìn)氧化處理。滿足該條件的鍋爐負(fù)載根據(jù)鍋爐的特性等變化，但例如圖4所示的船用鍋爐I的例子中，鍋爐負(fù)載在大致20%?大致50%的范圍內(nèi)。
因此，通