効率的でクリーンな燃焼を実現するためには、バイオマスの粒度や水分含有量を適切に調整したうえで、化学組成に応じて選別を行う必要があります。また、産地の違いによるばらつきは、適切な配分および混合によって最小限に抑えなければなりません。さらに、バイオマスの粒度を所定の範囲内に収めるため、破砕やふるい分けといった追加処理が行われる場合もあります。バルク状のバイオマスは前処理エリアで処理されますが、こうしたバルク材の測定は容易ではありません。表面の凹凸、水分含有量のばらつき、粉じん濃度の高さといった障害が存在するためです。従来の計測では、用途に合わせて放射線源を用いた方式や、メンテナンス負荷の高い機械式レベル計などが使用されてきました。

KROHNEは、プロセス用途向けのレーダーレベル測定技術において業界をリードしてきました。現在は液体からあらゆる種類の固体まで対応するFMCW／TDR方式の高度な技術を幅広く提供しており、さまざまな用途を網羅しています。OPTIWAVEシリーズは、液体および固体の測定に適したマイクロ波レベル計で、6～80GHzの周波数帯で動作します。OPTIWAVE 6400の特許取得済みドロップアンテナは、金属製ホーンで発生しやすい粉じん付着を防ぎ、機器の信頼性、稼働率を大幅に向上させることができます。特に、粉じんの多い環境には非常に有効です。OPTIWAVE 6500は、バイオマスの貯蔵／混合、コンベヤベルトによるバイオマスバンカーへの搬送といった工程全体で活用されています。

プロセスバーナと燃焼

バイオマス発電所の大半は、燃焼に粉砕バイオマスバーナを使用します。バーナはボイラー壁面に設置する方式（ウォールファイアリング）か、ボイラー四隅に設置する方式（コーナファイアリング）があります。バーナは段階燃焼を用いた低NOx設計となっており、バイオマスを効率よく利用しながら排出ガスを低減することができます。粉砕機へ供給されるバイオマスの質量流量は、バイオマスフィーダによって制御されます。粉砕機は、バイオマスを粉砕し乾燥させた後、所定の粒度範囲に応じて分類を行います。熱風を送ることにより粉砕されたバイオマスを乾燥させ、燃焼器へと運びます。低NOxバイオマスバーナでは、まず初期燃焼にバイオマスと一次空気を使用します。さらに後段の燃焼では、二次空気および三次空気を使用します。バイオマスバーナの着火は、点火ランスまたは独立した点火用バーナによって行います。着火用燃料には通常、油かガスが使用されます。バイオマスバーナの運転が安定するまでは、ガスや油のような揮発分の少ない燃料で着火する必要があるのです。

こうした起動から着火までの一連のプロセスは、バーナ管理システムによって監視され、バーナの起動や運転が安全に行えるよう制御されています。天然ガス燃料の使用量の測定には、一般的に差圧式流量計またはタービン式流量計が使用されます。超音波式ガス流量計 OPTISONIC 7300は、点火時や補助バーナ用に使用される天然ガスの流量を測定することができます。流量変化に即座に応答できるほか、可動部を持たない構造で、メンテナンスフリーで使用可能です。また、本流量計はターンダウン比が広いため、低負荷時や負荷変動が大きい場合の計測に適しており、流量がゼロに近いケースまで対応が可能です。