研究開発された技術紹介

顧客からはNOx排出量が法規制値を大きく下回る高効率のボイラーが求められ、一部海外では国内以上に厳しいNOx排出量規制もある。そのため、世界一のNOx排出量10ppm以下を目指しながら、同時に低CO2化達成のため運転効率を98%と世界一のレベルまで高め、AIを用いた最適運転制御技術により達成する新小型蒸気ボイラーを開発する。これによりSDGs目標に合致させESG投資対象製品としての確立を目指す。

・水管なし大気開放試験機において、バーナの基本仕様、燃焼条件を確定するとともに、非燃焼場シミュレーションと流動可視化試験により、最適な水管配列を確定させた。
・水管付き大気開放試験機において、水管の最適な配列を確定させるとともに、燃焼場シミュレーションにより、詳細を確定させた。
・耐圧試験機(蒸発量2t/h相当)において、燃焼試験、耐久試験、性能試験を行なったところ、以下の目標を概ね達成できた。
‐燃焼後の排出NOx:目標値10ppmに対して14.1ppm(O2=0%換算)
‐最大最低燃焼量差:目標値10対1に対して、10対1の比率(ターンダウン比)
‐ボイラ運転効率:目標値98%に対して、102.9%(低位発熱量基準)
‐超低NOx、低CO2高運転効率という相反する運転を両立するための制御技術の確立

・「超低NOx」技術の確立
‐製品化燃焼試験、性能試験、耐久性試験および非定常燃焼場シミュレーション結果により決定した設計基準に基づき、耐圧仕様の試験機を設計、製作し、耐圧試験機にて実施した燃焼試験により、NOx値14.1ppmを達成し、概ね目標値を達成することができた。
・「低CO2高運転効率」技術の確立
‐耐圧試験機により、目標性能の燃焼量可変幅確保10対1、ボイラ運転効率98%以上、CO2排出量8%以上減量を達成した。
‐耐久性試験に関して、新規開発ボイラにおける試験後のボイラ部材(水管試験片)の酸化劣化具合は、従来型ボイラと比較して組織の粗大化や、火炎接触部の高温の可能性はあるものの、高温腐食試験(Blank～350℃加熱)の組織と同等の結果を得た。
・「AI運転制御」技術の確立
‐吸気温度、吸気湿度、排ガス成分等をセンシングし、制御する技術を制御装置に組み込み、必要なセンサと共に試験機に装備し、環境試験装置ドライ空調システムにより、吸気温度と湿度を変動させての制御性能を検証し、ボイラ制御方法を確立した。

派生技術として新たなボイラ開発に利用検討中

今後、地域熱供給会社やエネルギーサービス事業者、工場、病院、商業施設等のエンドユーザーに対し、事業化を展開していく。

世界一の超低NOx・低CO2高運転効率を実現するAI運転制御機能付の小型蒸気ボイラであり、社会全体の環境負荷低減、SDGs達成に貢献する。

・地域熱供給会社
‐大・中規模の即納入ボイラからの入替を提案し、販売開始後の実績作りを目論む。
・エネルギーサービス事業者
・工場、病院、商業施設等のエンドユーザー
‐大規模施設の新築・回収を手がける大手設計事務所やスーパーゼネコンなどに対し、販売促進を進めていく。