CFBボイラーの柔軟性を証明する100台目の受注

Valmet’s circulating fluidized bed (CFB) boiler

燃料が挑戦的であればあるほど、バルメットの循環流動床(CFB)ボイラーが示す柔軟性は高くなる。CFBボイラーは、石炭専用ボイラーから、バイオマスおよびその中間体を燃焼させるボイラーへと進化した。

過去数十年の間に、エネルギー生産に使用される燃料は大きく変化した。それがバルメットによる CFBボイラー開発を促した要因だった。1980年代には、エネルギー生産者は低品位の廃炭の使用を希望していた。安価なためであった。バルメットはこの問題を解決するための CFBボイラーを供給することができた。次に、スカンジナビアでボイラー設計を劇的に変えたのはバイオマスだった。1990年代後半には、エネルギー生産者は手ごろな価格のバイオマスの不足に直面していた。バルメットは CFBボイラーを改修して、より幅広い設計燃料ポートフォリオを可能にする、多燃料アプローチを導入した。

2000年代初めには、特に米国で、石油コークスおよび高灰分石炭プロジェクトの短期的ブームが起こった。その後さらに新たな挑戦的な燃料が続いた。廃棄物留分や、単独燃焼または他の燃料と混焼する農業バイオマス燃料などである。

「石炭は CFBの燃料ポートフォリオから消えることはありませんが、政治的判断により、ボイラーの主燃料としての重要性は減少しています。また、ますます厳しい要求のバイオマス燃料品質を受け入れなければなりません。廃棄物の利用は増え続けます。大都市では廃棄物を焼却対象ではなくエネルギー源と見なす必要があるからです。」 バルメットのCFBボイラープロダクトマネージャー Tero Luomaharjuは説明する。「当社の CFB技術の進化は、体系的な開発作業の結果であると共に、世界のプロジェクトで学んだ教訓です。そこでは誰もが最も競争力のある燃料の組み合わせを捜そうとしています。」

違いを生み出す部品

バルメットとその前身が CFBボイラーを開発・納入してきたほぼ 40年の間に、常に増大する顧客と排出ガス要件を満たすために、大きな技術的進化があった。バルメットは先駆的な概念ボイラー設計および機械的構造を導入し、非常に高度な燃料化学を利用した高揮発分含有燃料の燃焼を可能にした。

部品設計のハイライトの一つは、1985年に作られた最初の水冷サイクロンだ。そして 1995年以来、メンブレンサイクロンがバルメットのすべての CFB製品に含まれるようになった。この導入はメンテナンスの必要性とボイラーの信頼性に関して大きな前進だった。メンブレンサイクロンのスケールアップは成功している。今日では 100 MWeの CFBでさえ、一つのサイクロンで組み立てることができる。

もうひとつの CFB設計の大きな進展は、高塩素およびアルカリ金属レベルの高難度バイオマス燃料が燃料ポートフォリオに入ってきた時だった。これらの燃料のためには、耐腐食性を最大限に改善しなければならなかった。バルメットはこの問題に取り組むために、特別なループシールと最終スーパーヒーターソリューションを開発した。

Valmet CFB boiler development

バルメットでの CFBボイラーの開発

燃料の柔軟性に焦点

CFBのサクセスストーリーと部品開発は、フィンランドの Tampereに所在するバルメットのエネルギー研究開発センターの努力に負う部分が大きい。「長年にわたり、同センターでは大量の燃料データを蓄積し、多くの新しい技術的特徴を試験してきました。9,000トンの様々な燃料を産業用パイロット規模で試験することで、流動床ボイラーの運転用に、50種類以上の燃料と 100組以上の混合燃料の試験データが得られました。」研究開発ポートフォリオのマネージャーである Marko Palonenが説明する。

今日、燃料の価格と供給リスクを減らすために、一つのボイラーに対し 4〜5種類の設計燃料を行うのが普通だ。「CFB技術の最大の利点は燃料の柔軟性です。将来の燃料ポートフォリオがどうなろうと、CFBはプラントの将来を保証します。燃料に柔軟性があるため、お客様はどんな時でも、最も経済的な燃料の組み合わせを利用することができます。」バルメットエナジービジネスユニットの技術および R&D担当ディレクターである Ari Kokkoは強調する。確かに、将来の燃料はすべて、未使用の燃料ではなく様々プロセスや産業から生じる廃棄物流または副産物になると思われる。「これはつまり、エネルギー生産に対し、非常に資源効率の良いアプローチが求められることを意味しています。」彼は続けた。

本文: Marjaana Lehtinen

本記事は広報誌 Forward magazine 2/2019に掲載されています。