CN103796938A - 粉体供给装置以及粉体供给方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供能够更正确地控制所供给的粉体的流量的粉体供给装置、以及粉体供给方法。粉体供给装置（1）具备：至少一部分成为伸缩部（71）的粉体供给配管（70）、承受来自料罐（11）的负荷的载荷单元（45）、检测伸缩部（71）内的压力的压力指示计（48）、以及控制部（60），控制部（60），基于对载荷单元（45）从料罐（11）承受的负荷减去与伸缩部（11）内的压力成比例的值并加上与伸缩部（71）内的压力的变化率成比例的值后的值，求出料罐（11）内的粉体重量或粉体重量的变化率，并基于该粉体重量或粉体重量的变化率，控制供给到料罐（11）外的粉体的流量。

Description

粉体供给装置以及粉体供给方法

技术领域

本发明涉及粉体供给装置、以及粉体供给方法，详细而言，涉及能够更正确地控制所供给的粉体的流量的粉体供给装置、以及粉体供给方法。

背景技术

作为熔矿炉设备或火力发电厂等所使用的燃烧炉，已知有燃烧由粉体供给装置所供给的细粉炭等的粉体燃料的燃烧炉。在该燃烧炉中，一边将粉体燃料与空气一起喷射到燃烧炉内一边进行燃烧。使用了这样的细粉炭的燃烧方法由于石炭自身的经济性与石油或LPG相比要高等的理由而广泛地普及。

作为将粉体燃料供给到该燃烧炉的粉体供给装置，已知有将粉体燃料通过载气搬送的气体搬送式的粉体供给装置。在这样的粉体供给装置中，料罐（feed tank）内的粉体燃料被供给给粉体输送配管，通过粉体输送配管内的载气来搬送。一般而言，粉体燃料向粉体输送配管内的供给量由设置在料罐下部的排出口的粉体用阀的开度或料罐内的压力与粉体输送配管内的压力的差压所控制（例如，参照下述专利文献1）。

此时，就向粉体输送配管内供给的粉体燃料的量，基于多个计量仪器检测的值来进行调整。作为该计量仪器的一种，可以列举测量料罐的重量的载荷单元（load cell）（重量计）。向使用了载荷单元的粉体输送配管内供给的粉体燃料的量按如下进行调整。即，从由载荷单元所测量的料罐的重量求出料罐内的粉体的重量，并从由对该粉体的重量的变化进行微分所得到的粉体重量的变化率运算出向粉体输送配管内供给的粉体燃料的每单位时间的供给量。然后，基于该运算结果，调整粉体用阀的开度或料罐内与粉体输送配管的差压，并调整粉体的供给量。

从这样调整粉体的供给量的观点看，从由载荷单元所测量的值正确地求出料罐内的粉体的重量是很重要的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平06-115690号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，料罐内的粉体从设置在料罐的上部的均压罐内经由配管而被供给。在该配管的中途，设置有交替形成有直径大的部分和直径小的部分的蛇腹状的伸缩部。该伸缩部成为料罐通过拉伸配管的力而可以在上下方向上伸缩一点点的结构。然后，在料罐内的粉体的量多，料罐全体的重量大的情况下，伸缩部伸展，料罐位于下方。在料罐内的粉体的量少且料罐全体的重量比较小的情况下，伸缩部不那么伸展，料罐相对位于上方。如此，通过料罐仅上下移动了伸缩部的伸展程度的量，能够利用载荷单元来检测料罐全体的重量。

然而，在料罐内为非常高的压力的情况下，连接料罐与均压罐的配管的一部分即伸缩部内处于与料罐内同样的压力，因而伸缩部除了向料罐拉伸的伸展以外，还有由于自身的内部压力而伸展的倾向。若这样伸缩部由于自身的内部压力而伸展，则伸缩部经由配管而将料罐向下方挤压。在这种情况下，在载荷单元中，所检测的料罐全体的重量比实际的料罐的重量要重。若基于来自这样的载荷单元的输出而求出向粉体输送配管内供给的粉体燃料的每单位时间的供给量，则会输出错误的值。因此，对粉体用阀的开度或料罐内与粉体输送配管的差压的调整产生影响，存在不能正确地控制所供给的粉体的流量的担忧。

因此，本发明的目的在于，提供能够更正确地控制所供给的粉体的流量的粉体供给装置和粉体供给方法。

解决问题的技术手段

为了解决上述技术问题，本发明人等以基于从载荷单元输出的值来正确地求出料罐内的粉体的重量的方式进行了锐意研究。再者，从来自载荷单元的所输出的料罐赋予载荷单元的负荷中，扣除通过伸缩部由于自己的内部压力而伸展从而将料罐向下方挤压的力。该伸缩部由于自身的内部压力而伸展的力是与伸缩部内的压力成比例的值，具体而言，是与伸缩部的下端的开口的面积和伸缩部内的压力的积成比例的值。从由负荷单元输出的值中扣除该值。由此可以认为能够正确地求出料罐内的粉体的重量。然而，在伸缩部内的压力变化的情况下，可知即使扣除伸缩部挤压料罐的力，也存在不能正确地求出料罐内的粉体的重量的情况。因此，本发明人等进一步进行锐意研究，从而完成本发明。

即，本发明的特征在于，是将料罐内的粉体供给到所述料罐外的粉体供给装置，具备：粉体供给配管，至少一部分成为在上下方向上伸缩的伸缩部，并且连接于所述料罐的上部，将所述粉体供给到所述料罐内；载荷单元，承受来自所述料罐的负荷，并检测所述负荷；压力指示计，检测所述伸缩部内的压力；以及控制部，所述控制部基于对所述载荷单元所检测的所述负荷进行了与所述压力指示计所检测的所述伸缩部内的压力成比例的值的减法、以及与所述伸缩部内的压力的变化率成比例的值的加法后的值，求出所述料罐内的粉体重量或粉体重量的变化率，并基于所述粉体重量或所述粉体重量的变化率，控制供给到所述料罐外的粉体的流量。

另外，本发明的特征在于，是将料罐内的粉体供给到所述料罐外的粉体供给方法，具备：供给步骤，从至少一部分成为在上下方向上伸缩的伸缩部并且连接于所述料罐的上部的粉体供给配管，将粉体供给到所述料罐内；计算步骤，对承受来自所述料罐的负荷的载荷单元所检测的所述负荷进行了与所述伸缩部内的压力成比例的值的减法、以及与所述伸缩部内的压力的变化率成比例的值的加法后的值，求出所述料罐内的粉体重量或粉体重量的变化率；以及流量控制步骤，基于所述粉体重量或所述粉体重量的变化率，控制供给到所述料罐外的粉体的流量。

本发明人等在求取料罐内的粉体的重量时，发现了即使自载荷单元从料罐承受的负荷中扣除伸缩部由于自身的内部压力而伸展从而将料罐向下方挤压的力，当伸缩部内的压力变动时也会产生与伸缩部内的压力的变化率成比例的误差。作为像这样伸缩部内的压力变化的状况，典型地可以列举料罐内的压力变化的状况。这是因为，伸缩部设置在连接于料罐的粉体供给配管，因而伸缩部内与料罐内在空间上被连接。虽然该误差产生的原因不确定，但本发明人等发现了，该误差是在伸缩部内的压力上升时为负值，在伸缩部内的压力下降时为正值，此外，误差的大小大致与伸缩部内的压力的变化率成比例的值。因此，在本发明中，达到如下结论：可以基于自载荷单元从料罐承受的负荷中减去伸缩部由于自身的内部压力而伸展从而将料罐向下方挤压的力（与伸缩部内的压力成比例的值），并且加上与伸缩部内的压力的变化率成比例的力的值，求出料罐内的粉体重量或粉体重量的变化率。通过这样求出料罐内的粉体重量或粉体重量的变化率，即使在伸缩部内的压力变化的情况下，也能够减小上述误差，因而能够正确地求出料罐内的粉体重量或粉体重量的变化率。再者，基于该正确求出的料罐内的粉体重量或粉体重量的变化率，控制供给到料罐外的粉体流量，因而能够更正确地控制所供给的粉体的流量。

另外，在上述粉体供给装置中，优选，还具备检测所述伸缩部的伸缩量的位移计，所述控制部基于对所述载荷单元所检测的所述负荷进行了与所述压力指示计所检测的所述伸缩部内的压力成比例的值的减法、与所述伸缩部内的压力的变化率成比例的值的加法、以及与所述伸缩量成比例的值的减法的值，求出所述料罐内的粉体重量或粉体重量的变化率。

另外，在上述粉体供给方法中，优选，在所述计算步骤中，基于对承受来自所述料罐的负荷的所述载荷单元所检测的所述负荷进行了与所述伸缩部内的压力成比例的值的减法、与所述伸缩部内的压力的变化率成比例的值的加法、以及与所述伸缩部的伸缩量成比例的值的减法的值，求出所述料罐内的粉体重量或粉体重量的变化率。

伸缩部除了上述的内部压力之外存在由于热等的影响而伸缩的情况。因此，通过进一步减去与伸缩部的伸缩量成比例的值，从而能够排除由于热等而使伸缩部伸展所引起的影响，并能够更准确地求出粉体重量或粉体重量的变化率。

另外，在上述粉体供给装置中，优选，所述控制部基于对所求出的所述粉体重量或所述粉体重量的变化率实施一阶时滞处理和移动平均处理中的至少一者后的值，控制供给到所述料罐外的粉体的流量。

另外，在上述粉体供给方法中，优选，在所述流量控制步骤中，基于对所求出的所述粉体重量或所述粉体重量的变化率实施一阶时滞处理和移动平均处理中的至少一者后的值，控制供给到所述料罐外的粉体的流量。

在伸缩部的压力变化的情况下，对于该压力的变化，产生延迟，直至粉体供给配管挤压料罐。即，在将伸缩部内的压力的变化作为输入且将粉体供给配管挤压料罐的力作为输出的情况下，输入输出间产生延迟。该延迟对所求出的粉体重量或粉体重量的变化率带来误差。另外，存在由于仪器的误差或突发的理由等而使粉体重量或粉体重量的变化率暂时包含异常的误差的情况。因此，通过对所求出的粉体重量或粉体重量的变化率的值实施一阶时滞处理或移动平均处理，能够缓和粉体重量或粉体重量的变化率的误差的急剧的上升或下降，并进一步减小误差。因此，能够更正确地控制供给到料罐外的粉体的流量。

另外，在上述粉体供给装置中，所述压力指示计可以将所述料罐内的压力作为所述伸缩部内的压力来检测，在上述粉体供给方法中，可以将所述料罐内的压力作为所述伸缩部内的压力来进行所述计算步骤。

伸缩部设置在连接于料罐的粉体供给配管，因而伸缩部内与料罐内在空间上被连接。因此，料罐内与伸缩部内为彼此相同的压力。再者，在料罐通常设置有压力指示计，因而由该压力指示计检测料罐内的压力，并将所检测的压力作为伸缩部内的压力，由此在伸缩部不设置压力指示计也可以，能够使结构简易。

发明的效果

如以上所述，根据本发明，提供了能够更正确地控制所供给的粉体的流量的粉体供给装置和粉体供给方法。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的粉体供给装置的图。

图2是表示粉体供给配管的一部分的图。

图3是示意性地表示存储器的信息的一部分的一个例子。

图4是表示粉体供给装置的动作的流程图。

图5是表示在以粉体流量的值为0且使压力变化的情况下从控制部得到的粉体燃料的重量的图。

图6是表示减小了所检测的粉体重量的误差的状况的图。

图7是表示本发明的第2实施方式所涉及的粉体供给装置的图。

具体实施方式

以下，就本发明所涉及的粉体供给装置、以及粉体供给方法的优选实施方式，一边参照附图一边详细地进行说明。

（第1实施方式）

<<粉体供给装置1的结构>>

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的粉体供给装置的图。

如图1所示，粉体供给装置1具备如下要素作为主要的结构：料罐（feed tank）11，供给规定量的细粉炭等的粉体燃料；均压罐12，贮存有供给给料罐11的粉体燃料；粉体供给配管70，将均压罐12内的粉体燃料供给给料罐11；内压用气体供给配管32，连接于料罐11，并搬送供给给料罐11内的内压用气体；粉体输送配管31，连接于料罐11，并搬送从料罐11供给的粉体燃料；粉体用阀21，连接于粉体输送配管31，并调节从料罐11供给的粉体燃料的量；以及载气主管33，连接于粉体输送配管31，将载气导入到粉体输送配管31。

料罐11和均压罐12是金属制的罐，料罐11配置在均压罐12之下，粉体供给配管70的一端连接于均压罐12的下部，另一端连接于料罐11的上部。另外，在粉体供给配管70的中途，设置有粉体供给用阀75，通过粉体供给用阀75的开闭，控制粉体燃料从均压罐12向料罐11的供给有无。另外，在粉体供给配管70中的粉体供给用阀75的下方，设置有在上下方向上伸缩的伸缩部71，料罐11内与粉体供给配管70的伸缩部71内在空间上被连接。

图2是表示粉体供给配管70的一部分的图，特别是表示伸缩部71的结构的图。在图2中，右半部分是表示伸缩部71的外观的图，左半部分是表示伸缩部71的截面的构造的样子的图。如图2所示，在伸缩部71中，直径大的大径部71a与直径小的小径部71b重复，粉体供给配管70的外形为蛇腹状。伸缩部71通过成为这样的结构，可以沿着粉体供给配管70的长度方向伸缩。再者，粉体供给配管70由于长度方向沿着上下方向设置，因此如上述那样伸缩部在上下方向上伸缩。

另外，在小径部71b的外周面上，设置有金属制的环73。通过该环73，防止小径部71b的直径变得过大，由此防止伸缩部71在半径方向上膨胀。

在料罐11，连接有载荷单元（load cell）45，通过该载荷单元45，从料罐11加载于载荷单元45的负荷被连续地检测。即，在料罐11内的粉体燃料的流量多的情况下，料罐11的全体的重量变大，因而粉体供给配管70的伸缩部71伸展，料罐11位于下方。这样，载荷单元45能够检测从料罐11承受的负荷。另外，在载荷单元45，连接有重量指示调节计（WIC）46，输出包含从载荷单元45输出的检测信号的信号。

此外，在料罐11，连接有压力指示计48，检测料罐11内的压力，并输出包含基于料罐11内的压力的信息的信号。如上述那样料罐11内与伸缩部71内在空间上被连接，因而料罐11内的压力与伸缩部71内的压力彼此相等。因此，压力指示计48通过检测料罐11内的压力，能够检测伸缩部71内的压力。换言之，压力指示计48能够将料罐11内的压力作为伸缩部71内的压力来检测。

另外，在料罐11的下部，连接有粉体输送配管31，从料罐11供给的粉体燃料从料罐11被导入到粉体输送配管31，如上述那样，被粉体输送配管31搬送。

在该粉体输送配管31的中途，如上述那样，连接有粉体用阀21。因此，从料罐11供给的粉体燃料经由粉体用阀21而被粉体输送配管31搬送。

粉体用阀21由在球体形成有具有规定的内径的贯通孔的球阀、或者在侧面设置有切口的一组圆柱体以侧面彼此相接的方式排列的旋转式调节阀等所构成。通过调节该粉体用阀21的开度，能够调节从料罐11供给的粉体燃料的量。另外，该粉体用阀21由于是粉体燃料通过的阀，因此能够直接地控制粉体燃料的流量。因此，通过调节粉体用阀的开度，能够使粉体流量在短时间变动大。另外，在粉体用阀21，连接有粉体用阀指示计41，粉体用阀指示计41以能够调节粉体用阀21的开度的方式构成。

另外，如上述那样在料罐11，连接有调节料罐11内的压力的供给内压用气体的内压用气体供给配管32，在内压用气体供给配管32，设置有内压调节阀22。通过调节该内压调节阀22的开度，从而调节供给给料罐11的内压用气体的供给量。另外，在内压调节阀22，连接有内压调节阀指示计42，内压调节阀指示计42以能够调节内压调节阀22的开度的方式构成。再有，在内压调节阀22，优选具有作为将料罐11内的气体放出到外部的排出阀的功能。或者，在料罐11，也可以设置有未图示的排出用配管，在该排出用配管设置有作为第2内压调节阀的排出阀，以能够将料罐11内的不要的气体放出到外部的方式构成。

在内压用气体供给配管32的与料罐11侧相反的一侧，连接有气体发生装置30。从该气体发生装置30输出的气体的一部分被导入到内压用气体供给配管32，成为内压用气体。

另外，在气体发生装置30，连接有载气（carrier gas）主管33。载气主管33是用于将用于搬送粉体燃料的载气导入到粉体输送配管31的配管。因此，载气主管33的与气体发生装置30侧相反的一侧连接于以上述的粉体输送配管31中的粉体用阀21为基准的与料罐11侧相反的一侧。通过从该载气主管33导入到粉体输送配管31的载气，从料罐11经由粉体用阀21而导入到粉体输送配管31的粉体燃料被搬送。此外，在载气主管33，连接有压力指示计43，检测载气主管33内的压力，并输出基于载气主管33内的压力的信号。

再有，如上述那样从气体发生装置30输出的气体的一部分被导入到内压用气体供给配管32，从气体发生装置30输出的气体的其他一部分被导入到载气主管33。即，在本实施方式中，内压用气体与载气为相同的气体种类。

另外，流动化气体管34从载气主管33的中途分支，流动化气体管34的与载气主管33的分支侧的相反侧连接于料罐11的下部侧。在本实施方式中，在该料罐11连接有流动化气体管34的部分成为粉体流动化部54。在流动化气体管34，在载气主管33流动的载气的一部分作为流动化气体被导入，流动化气体经由粉体流动化部54从下方侧被导入到料罐11内。在本实施方式中，如上述那样，载气的一部分成为流动化气体，因而流动化气体与载气为相同的气体种类。另外，在流动化气体管34的中途，设置有流动化气体用阀24，通过调节流动化气体用阀24的开度，从而调节导入到料罐11内的流动化气体的量。此外，在流动化气体用阀24，连接有流动化气体用阀指示计44，流动化气体用阀指示计44以能够调节流动化气体用阀24的开度的方式构成。

此外，从载气主管33中的与流动化气体管34分支的地方不同的中途，再流动化气体管37分支，再流动化气体管37的与载气主管33的分支侧的相反侧连接在粉体输送配管31中的粉体用阀21与粉体流动化部54之间。在本实施方式中，在该粉体用阀21与粉体流动化部54之间连接有再流动化气体管37的部分成为粉体再流动化部57，再流动化气体从粉体再流动化部57被导入到粉体输送配管31。再有，在图1中，粉体再流动化部57与粉体用阀21之间由粉体输送配管31连接，但优选粉体再流动化部57直接连接于粉体用阀21。这样，在载气主管33流动的载气的一部分作为再流动化气体被导入到再流动化气体管37，再流动化气体经由粉体再流动化部57而从粉体用阀21与粉体流动化部54之间被导入。如上述那样，再流动化气体管37从载气主管33的中途分支，在本实施方式中，再流动化气体与载气为相同的气体种类。即，流动化气体、再流动化气体、载气均为相同的气体种类。另外，在再流动化气体管37的中途，设置有再流动化气体用阀27，通过调节再流动化气体用阀27的开度，从而调节被导入的再流动化气体的量。此外，在再流动化气体用阀27，连接有再流动化气体用阀指示计47，再流动化气体用阀指示计47以能够调节再流动化气体用阀27的开度的方式构成。

另外，在粉体输送配管31中的粉体燃料被载气搬送的部分，即在比粉体输送配管31中的连接有载气主管33的位置更下游的一侧，连接有压力指示计49，检测粉体输送配管31内的压力，并输出包含基于粉体输送配管31内的压力的信息的信号。在粉体输送配管31中的粉体燃料被载气搬送的部分，还设置有粉体流量计40，以检测在粉体输送配管31流动的粉体流量，并输出包含所检测的信息的信号的方式构成。

在这样的粉体供给装置中，料罐11内的压力比载气主管33内的压力更高，载气主管33内的压力比粉体输送配管33内的压力更高。粉体供给装置1以能够利用这些压力彼此的差压来搬送粉体燃料的方式构成。这些压力没有特别限定，例如为2MPa以上4MPa以下。

然后，通过调节料罐11内的压力，能够调节料罐11内的压力与载气主管33内的压力的差压、或载气主管33内的压力与粉体输送配管31内的压力的差压、或料罐11内的压力与粉体输送配管31内的压力的差压。如上述那样粉体供给装置1利用差压来搬送粉体燃料，因而从料罐11供给的粉体燃料的流量除了上述粉体用阀21的开度以外，还可以通过它们的差压来调节。换言之，通过利用内压调节阀22的开度来调节料罐11内的压力，能够调节上述的差压，并能够调节从料罐11供给的粉体燃料的流量。在像这样通过控制上述的差压来调节粉体燃料的流量的情况下，能够进行粉体流量的微调节。

此外，粉体供给装置1具备与存储器61相连接的控制部60。控制部60与粉体流量计40、压力指示计43,48,49和重量指示调节计46相连接，从粉体流量计40输出的包含有关粉体流量的信息的信号、从压力指示计43输出的包含有关载气主管33内的压力的信息的信号、从压力指示计48输出的包含有关料罐11内的压力的信息的信号、从压力指示计49输出的包含有关粉体输送配管31内的压力的信息的信号、以及从重量指示调节计46输出的包含有关载荷单元45从料罐11承受的负荷的信息的信号等被输入到控制部60。

然后，控制部基于从重量指示调节计46输出的信号，并且根据需要，基于来自压力指示计43,48,49的信号、存储器61的信息、以及来自粉体流量计40的信号，生成控制信号。另外，控制部60以如下方式构成：连接于粉体用阀指示计41、内压调节阀指示计42、流动化气体用阀指示计44、以及再流动化气体用阀指示计47，所生成的控制信号输入到粉体用阀指示计41、内压调节阀指示计42、流动化气体用阀指示计44、以及再流动化气体用阀指示计47。

粉体用阀指示计41以能够基于来自控制部60的控制信号来调节粉体用阀21的开度的方式构成。另外，内压调节阀指示计42以能够基于来自控制部60的控制信号来调节内压调节阀22的开度的方式构成。另外，流动化气体用阀指示计44以能够基于来自控制部60的控制信号来调节流动化气体用阀24的开度的方式构成。另外，再流动化气体用阀指示计47以能够基于来自控制部60的控制信号来调节再流动化气体用阀27的开度的方式构成。

图3是示意性地表示存储器61的信息的一部分的一个例子，本例是示意性地表示显示粉体流量、粉体用阀21的开度、载气主管33内的压力与粉体输送配管31内的压力的差压的关系的表格的图。如图2所示，若特定粉体流量[I/h]，则粉体用阀21相对于该粉体流量的开度[%]与差压[MPa]的关系被特定。例如，在粉体流量是0.5[I/h]的情况下，粉体用阀21的开度为60[%]，差压为0.03[MPa]。然后，基于表示该粉体用阀21的开度的存储器61的信息，由控制部60生成调节粉体用阀21的开度的控制信号，该控制信号被输入到粉体用阀指示计41。另外，若特定载气主管33内的压力与粉体输送配管31内的压力的差压，则基于来自压力指示计43,49的信息和表示差压的存储器61的信息，由控制部60生成调节内压调节阀22的开度的控制信号，该控制信号被输入到内压调节阀指示计42。再有，该存储器61的表格是由实验等事先求得并被记录在存储器61内的表格。另外，在本例中，使用了载气主管33内的压力与粉体输送配管31内的压力的差压，但也可以在存储器61记录料罐11内的压力与载气主管33内的压力的差压、或料罐11内的压力与粉体输送配管31内的压力的差压，使用这些差压，并生成控制信号。

这样的粉体供给装置1中，粉体输送配管31直接或间接地连接于燃烧粉体燃料并取出能量的燃烧炉100。

<<粉体供给装置1的动作>>

以下，就粉体供给装置1的动作、以及通过粉体供给装置1调节粉体燃料的粉体流量的方法进行说明。

图3是表示粉体供给装置1的动作的流程图。如图3所示，粉体供给装置1的动作具备：供给步骤S1，将粉体从粉体供给配管70供给到料罐11内；输入步骤S2，输入所希望的粉体流量的信息；接收步骤S3，控制部60接收来自重量指示调节计46的信号；计算步骤S4，求出料罐11内的粉体重量的变化率；流量控制步骤S5，基于料罐11内的粉体重量的变化率来控制供给到料罐11外的粉体的流量。

<供给步骤S1>

首先，粉体供给用阀75开启，贮存在均压罐12的粉体燃料从粉体供给配管70被供给到料罐11。

另外，流动化气体用阀24开启，以粉体燃料从料罐11经由粉体用阀21而被供给到粉体输送配管31的方式，流动化气体从流动化气体管34经由粉体流动化部54而被导入到料罐11内，料罐11内的粉体燃料被流动化。这样，处于粉体燃料容易被从料罐11供给的状态。

<输入步骤S2>

然后，由操作者从输入机构输入粉体流量的设定值SV所涉及的信息。再有，在图1中，输入机构被省略。然后，所输入的信息被输入到控制部60。

控制部60在接收来自输入机构的信息时，参照存储器61，读出与所输入的粉体流量的设定值SV所涉及的信息相对应的粉体用阀21的开度、以及载气主管33内的压力与粉体输送配管31内的压力的差压，生成初始的粉体用阀21的开度所涉及的控制信号，并将该控制信号送到粉体用阀指示计41。接收了控制信号的粉体用阀指示计41基于来自控制部60的控制信号来调节粉体用阀21的开度。这样，粉体用阀21的初始的开度基于存储器61的信息被调节。再有，上述的流动化气体所引起的粉体燃料的流动化可以是在粉体用阀21开启前，也可以在信息输入到输入机构后开始。

另外，当调节粉体用阀21的开度被调节时，再流动化气体被导入。此时，在再流动化气体的导入量基于粉体用阀21的开度来确定的情况下，粉体用阀21的开度变大，并且通过来自控制部60的控制信号，使再流动化气体用阀27的开度变小，再流动化气体的导入量变少。即，在该情况下，再流动化气体的导入量以与粉体用阀21的开度成反比例的方式被控制。这基于如下理由。即，在粉体用阀21的开度小的情况下，粉体燃料所引起的闭塞容易产生，在粉体用阀21的开度大的情况下，粉体燃料所引起的闭塞不易产生。因此，在粉体燃料所引起的闭塞容易产生的粉体用阀21的开度小的状态下，再流动化气体的导入量多，在粉体燃料所引起的闭塞不易产生的粉体用阀21的开度大的状态下，再流动化气体的导入量少。如此，再流动化气体的导入量基于粉体用阀的开度而确定，由此能够防止再流动化气体被不需要地导入过多。

然后，如上述那样，粉体再流动化部57设置在粉体输送配管31中的粉体流动化部54与粉体用阀21之间。粉体燃料即使在被流动化气体流动化的情况下，若从料罐11进入到粉体输送配管31，则流动性也会下降，粉体用阀21中容易产生闭塞。然而，粉体输送配管31中粉体燃料被再流动化的情况下，能够防止粉体用阀21中产生闭塞。另外，如上述那样，在粉体再流动化部57连接于粉体用阀21的情况下，粉体燃料在粉体用阀21的正上方再流动化，能够进一步防止粉体用阀21中产生闭塞。

此外，控制部60基于存储器61的信息和来自压力指示计43,49的信息而生成内压调节阀22的开度所涉及的控制信号，并将该控制信号送到内压调节阀指示计42。内压调节阀指示计42基于来自控制部60的控制信号来调节内压调节阀22的初始的开度。当内压调节阀22的开度被调节时，料罐11内的压力被调节至规定的值，使初始的载气主管33内的压力与粉体输送配管31内的压力的差压为规定的范围。再有，在本例中，通过调节料罐11内的压力，使载气主管33内的压力与粉体输送配管31内的压力的差压为规定的范围，但也可以通过调节料罐11内的压力，使料罐11内的压力与载气主管33内的压力的差压、或料罐11内的压力与粉体输送配管31内的压力的差压为规定的范围。

<接收步骤S3>

另外，从连接于料罐11的载荷单元45，输出载荷单元45从料罐11承受的负荷所涉及的信号，该信号输入到重量指示调节计46，从重量指示调节计46，输出包含载荷单元45从料罐11承受的负荷的信息的信号。从该料罐11输出的信号被输入到控制部60并被接收。

另外，连接于料罐11的压力指示计48检测料罐11内的压力，输出包含料罐11内的压力所涉及的信息的信号。该信号被输入到控制部60并被接收。再者，该料罐11内的压力如上述那样与粉体供给配管70的伸缩部71内的压力相等。因此，压力指示计48通过检测并输出料罐11内的压力，从而检测并输出伸缩部71内的压力。

即，在本步骤中，来自承受料罐11的负荷的载荷单元45的输出、以及来自将料罐11内的压力作为伸缩部71内的压力来检测的压力指示计48的输出由控制部60接收。

<计算步骤S4>

以下，控制部60使用从载荷单元45接收的载荷单元45从料罐11承受的负荷、以及从压力指示计48接收的料罐11内的压力，通过运算求出料罐11内的粉体燃料的重量的变化率。

在载荷单元45从料罐11承受的负荷中，包含料罐11的重量、料罐11内的粉体燃料的重量、以及料罐11受粉体供给配管70挤压的力。

料罐11的重量没有变动，因而只要事先测量并输入到存储器60即可。

另外，料罐11受粉体供给配管70挤压的力原则上为与伸缩部71的下端的开口的面积和伸缩部71内的压力的积成比例的值，由于开口的面积没有变化，因此料罐11受粉体供给配管70挤压的力可以成为与伸缩部71内的压力成比例的值。伸缩部71的下端的开口的面积由于没有变动因而只要事先测量并输入到存储器60即可。另外，伸缩部71内的压力由于如上述那样与在空间上连接于伸缩部71内的料罐11内的压力同等，因此只要使用来自将料罐11内的压力作为伸缩部71内的压力来检测的压力指示计48的信号即可。然而，本发明人等发现了，在料罐11内的压力变化的情况下，伸缩部71内的压力也变化，料罐11受粉体供给配管70挤压的力会产生误差。

本发明人等发现了，该误差是在伸缩部内的压力上升时为负值，在伸缩部内的压力下降时为正值，此外，误差的大小大致与伸缩部内的压力的变化率成比例的值。因此，若考虑料罐11内的压力变化的情况，则料罐11受粉体供给装置70挤压的力包含与伸缩部71内的压力成比例的值、以及与伸缩部71的压力的变化率成比例的值。

因此，控制部60基于对载荷单元45从料罐11承受的负荷，减去与压力指示计48所检测的伸缩部71内的压力成比例的值，并且对该减法后的值加上与伸缩部71内的压力的变化率成比例的值，进一步减去了料罐11的重量等后的值，求出料罐11内的粉体燃料的重量的变化率。具体而言，当令载荷单元45从料罐11承受的负荷为Ｗ₀，伸缩部71的下端的开口的面积为A，伸缩部71内的压力为P时，料罐11内的粉体燃料的重量Ｗ₁成为下述式（1）的形式。还有，在下述式（1）中，作为与伸缩部71内的压力成比例的值，对伸缩部71内的压力乘上伸缩部71的下端的开口的面积以及比例常数。

[式1]

$W_1=W_0-\mathrm{LAP}+\mathrm{\&alpha;}+K^{\text{'}}\frac{\mathrm{dP}}{\mathrm{dt}}...\left(1\right)$

其中，K是用于使由伸缩部71内的压力与伸缩部71的下端的面积的积所得到的力匹配于从载荷单元输出的单元系统的修正系数，为正的比例系数。另外，K’是用于将压力的微分值修正为力的单位制的修正系数，为正的比例系数。此外，α是皮重除去修正值，具体而言，是用于扣除料罐11的重量并再进行其他的修正的修正值，有正的情况和负的情况。该比例系数K,K’是以对式（1）的结果Ｗ₁微分后的值成为粉体燃料的重量的变化率的方式被事先确定的常数。再有，在本实施方式中，如上述那样将料罐11内的压力作为伸缩部71内的压力来检测。

通过对该式（1）在时间上进行微分，可以求出粉体燃料的重量的变化率。

或者，也可以求出料罐11内的粉体燃料与料罐11的重量之和后，对该值在时间上进行微分，求出粉体燃料的重量的变化率。在这种情况下，如上述那样由于料罐11的重量没有变动，因此仅仅式（1）的α的值改变。因此，由料罐11内的粉体燃料的重量求出粉体燃料的重量的变化率，或由料罐11与料罐11内的粉体燃料的重量之和求出粉体燃料的重量的变化率，结果均相同。

这里，说明上述式（1）所得到的料罐11内的粉体燃料的重量Ｗ₁是否被误差减小地求出。图5是表示在以粉体流量的值为0且使压力变化的情况下从控制部60得到的粉体燃料的重量的变化的图。在图5中，P与上述式（1）的说明同样地，表示伸缩部71内的压力（料罐11内的压力）的变化。该压力P从初始状态暂时上升，经过规定时间后下降，作为初始状态和最终状态的压力，例如约为2MPa，峰值时的压力例如约为5MPa。

另外，在图5中，Ｗ₀表示与上述式（1）中的说明同样地载荷单元45从料罐11承受的负荷。载荷单元45从料罐11承受的负荷Ｗ₀是控制部60接收的值。负荷Ｗ₀起因于伸缩部71内的压力变化后伸缩部71伸缩所需要的时间，并自伸缩部71内的压力P延迟规定时间而变化。

另外，W表示在不考虑与伸缩部71内的压力的变化率成比例的值的情况下，从控制部60输出的粉体燃料的重量的样子。即，表示使用从式（1）中删除了K’(dP/dt)后的下述式（2）来在控制部60进行运算的情况下的粉体燃料的重量。

[式2]

W=W₀-KAP+α··.(2)

如上述那样，在图5中，令粉体流量的值为0，因而料罐11内的粉体燃料的重量不变化。然而，如图5所示，使用上述式（2），从控制部60输出的粉体燃料的重量W随着伸缩部71内的压力P的上升而暂时变小，压力上升结束时迅速回到原来的值。此外，该粉体燃料的重量W随着伸缩部71内的压力P的下降而暂时变大，压力上升结束时迅速回到原来的值。在应该像这样不变化的粉体燃料的重量使用不考虑与伸缩部71内的压力的变化率成比例的值的上述式（2）来计算的情况下，伴随着伸缩部71内的压力的变化会变化很大。

在图5中，dP/dt表示对伸缩部71内的压力P在时间上进行微分后的值。Ｗ₁表示在考虑与伸缩部71内的压力的变化率成比例的值的情况下从控制部60输出的粉体燃料的重量的样子。即，表示使用上述的式（1）来求出粉体燃料的重量的情况的样子。再有，在图5中，为了理解的容易，将Ｗ,Ｗ₀,Ｗ₁在上下错开来记载，但并不表示各个值的大小。在这种情况下，如上述那样，令粉体流量的值为0，因而料罐11内的粉体燃料的重量不变化。然后，如图5所示，从在控制部60中使用上述式（2）来计算的情况的W中加上与dP/dt成比例的值而求出的粉体燃料的重量Ｗ₁，随着伸缩部71的压力的上升开始而稍微变小，但误差成为非常小的值。另外，从控制部60输出的粉体燃料的重量Ｗ₁在料罐11内的压力的上升结束时稍微变大，但误差成为非常小的值。同样地，从控制部60输出的粉体燃料的重量Ｗ₁随着伸缩部71内的压力的下降开始而稍微变小，但误差成为非常小的值，在伸缩部71内的压力的下降结束时稍微变大，但误差成为非常小的值。通过像这样使用上述式（1）来求出伸缩部71内的粉体燃料的重量，即使在伸缩部71内的压力变化的情况下，也能够求出误差小且更正确的粉体燃料的重量。

再有，也可以对计算步骤S4中所求出的粉体重量Ｗ₁或粉体重量Ｗ₁的变化率实施一阶时滞处理。即，在控制部60的运算电路图中设置一阶时滞滤波器或移动平均滤波器，并通过该滤波器。例如，在进行一阶时滞处理的情况下，如下述式（3）所示，只要对上述式（1）适用一阶时滞的传递函数G(s)=k/(1+Ts)即可。

[式3]

$W_2=(W_0-\mathrm{KAP}+\mathrm{\&alpha;}+K^{\text{'}}\frac{\mathrm{dP}}{\mathrm{dt}})\frac{k}{(1+\mathrm{Ts})}...\left(3\right)$

这里，k是增益常数，只要以Ｗ₂的相对于时间轴的平均值与标准偏差的比例收敛在规定的范围的方式适当决定即可，另外，Ts是第二常数，该第二常数随着料罐11被设置的环境等而使最佳值不同，例如为1～3秒左右。通过进行这样的计算，能够缓和粉体重量的误差的急剧的上升或下降，并进一步减小该误差。因此，能够更正确地计算粉体燃料的重量。

图6是表示使用式（1）所求出的粉体重量Ｗ₁通过式（3）而误差进一步被减小而求出的样子的图。在图6中，Ｗ₂表示在使用上述式（3）来求出料罐11内的粉体燃料的重量的情况下从控制部60输出的粉体燃料的重量，Ｗ₁表示在使用上述式（1）来求出料罐11内的粉体燃料的重量的情况下从控制部60输出的粉体燃料的重量。再有，在图6中，为了理解的容易，用虚线表示Ｗ₁。在图6中，也与图5中的条件同样地令粉体流量的值为0。然后，在图6中，使压力在短时间发生变化。如图6所示，通过使用式（3）求出粉体重量，能够进一步抑制小的粉体重量的误差。如图6所示，若通过使用式（1）来求出料罐11内的粉体燃料的重量，则从控制部60输出的粉体燃料的重量Ｗ₁稍稍在输出上发生紊乱。然而，通过使用上述式（3）来求出料罐11内的粉体燃料的重量，能够抑制该紊乱，并能够更正确地求出粉体燃料的重量。然后，对该结果在时间上进行微分，能够求出更正确的粉体燃料的重量的变化率。为了抑制这样的小的紊乱，只要调整式（3）中的第二常数Ts或增益常数k即可。再有，虽然未特别图示，但在图6中，使用式（1）所求出的粉体重量Ｗ₁也比使用了式（2）的粉体重量W被误差更减小地求得。

上述中进行了一阶时滞处理的说明，但也可以进行移动平均处理。为了进行移动平均处理，对由上述式（1）所求出的粉体重量Ｗ₁，实施简单移动平均处理或加权移动平均处理等的移动平均处理即可。另外，对粉体重量Ｗ₁或粉体重量Ｗ₁的变化率，可以实施一阶时滞处理和移动平均处理这两者。在这种情况下，一阶时滞处理和移动平均处理的顺序没有特别限定。

<流量控制步骤S5>

在计算步骤S4中，若求出料罐11内的粉体重量Ｗ₁（或粉体重量Ｗ₂）或粉体重量Ｗ₁（或粉体重量Ｗ₂）的变化率，则基于该结果，控制部60根据需要使用存储器60的信息、来自压力指示计43的信号、来自压力指示计49的信号、来自粉体流量计40的信号，生成控制信号，将该控制信号输出到内压调节阀指示计42或粉体用阀指示计41，并调整内压调整阀22或粉体用阀21的开度。然后，通过粉体用阀21的开度，从而直接地控制供给给粉体输送配管31的粉体燃料的流量，另外，通过调整内压调整阀22的开度，从而调节料罐11内的压力，由此调整载气主管33内的压力与粉体输送配管31内的压力的差压，并微调整供给给粉体输送配管31的粉体燃料的流量。再有，也可以通过调节料罐11内的压力，从而调整料罐11内的压力与载气主管33内的压力的差压、料罐11内的压力与粉体输送配管31内的压力的差压，并微调整供给给粉体输送配管31的粉体燃料的量。

这样，控制从料罐11供给的粉体燃料的流量。

如以上说明的那样，根据本实施方式的粉体供给装置，基于自载荷单元45从料罐11承受的负荷中，扣除伸缩部71由于自身的内部压力而伸展从而将料罐11向下方挤压的力、以及与伸缩部71内的压力的变化率成比例的力后的值，求出料罐11内的粉体燃料的重量的变化率，因而在伸缩部71内的压力变化的情况下，能够正确地求出料罐11内的粉体燃料的重量的变化率。然后，基于该正确求出的料罐内的粉体燃料的重量的变化率，控制供给到料罐11外的粉体燃料的流量，因而能够更正确地控制所供给的粉体燃料的流量。

（第2实施方式）

以下，就本发明的第2实施方式参照图7进行详细地说明。再有，就与第1实施方式相同或同等的构成要素，除了特别说明的情况以外，均使用相同的参照符号并省略重复的说明。

本实施方式的粉体供给装置2与第1实施方式的粉体供给装置1的不同点在于，具有测量伸缩部71的伸缩量的位移计76。位移计76以例如在料罐11内不投入粉体燃料的状态下的伸缩部76的下端的位置为基准，测量伸缩部76的下端与该位置偏移多大程度，由此检测伸缩部76的伸缩量。作为这样的位移计，可以列举接触式的位移传感器或光学式的非接触位移传感器。

包含由位移计76所检测的伸缩部71的伸缩量的信号被输入到控制部60。

这样的粉体供给装置2如下进行动作。

首先，与第1实施方式的粉体供给装置1的动作同样地，进行供给步骤S1和输入步骤S2。接着，在接收步骤S3中，除了第1实施方式中的接收步骤S3的动作以外，还由位移计76检测伸缩部71的伸缩量，包含所检测的伸缩部71的伸缩量的信息的信号由控制部60接收。

接着，在本实施方式中，在计算步骤S4中，控制部60基于对载荷单元45从料罐11承受的负荷，减去与压力指示计48所检测的伸缩部71内的压力成比例的值，在该减法后的值加上与伸缩部71内的压力的变化率成比例的值，并且减去与伸缩部71的伸缩量成比例的值，再减去了料罐11的重量等的值，求出料罐11内的粉体燃料的重量的变化率。具体而言，在令位移计76所检测的伸缩部71的伸缩量为B的情况下，粉体燃料的重量Ｗ₃成为下述式（4）那样。再有，在下述式（4）中，K’是负常数，是对式（4）的结果Ｗ₃进行微分后的值以成为粉体燃料的重量的变化率的方式事先决定的常数。

[式4]

$W_3=W_0-\mathrm{KAP}+\mathrm{\&alpha;}+K^{\text{'}}\frac{\mathrm{dP}}{\mathrm{dt}}-K^{\text{'}\text{'}}B...\left(4\right)$

即，在本实施方式的计算步骤S4中，与第1实施方式的计算步骤S4不同的点在于，从在第1实施方式中的计算步骤S4计算的式（1）中减去与伸缩部71的伸缩量成比例的值，求出粉体重量Ｗ₃。

然后，通过对该式（4）在时间上进行微分，能够求出粉体燃料的重量的变化率。再有，在本实施方式中，也可以求出料罐11内的粉体燃料与料罐11的重量之和后，将该值在时间上进行微分，求出粉体燃料的重量的变化率。

另外，在本实施方式中，也可以对由上式所求出的粉体重量Ｗ₃或粉体重量的变化率实施一阶时滞处理和移动平均处理的至少一者。在这种情况下，能够更进一步地正确求出粉体重量或粉体重量的变化率。

接着，与第1实施方式同样地，进行流量控制步骤S5。这样，控制从料罐11供给的粉体燃料的流量。

根据本实施方式，通过减去与伸缩部71的伸缩量成比例的值，能够排除热等所引起的伸缩部71的伸展所引起的影响，能够更正确地求出粉体重量或粉体重量的变化率。因此，能够更正确地控制所供给的粉体的流量。

以上，就本发明，以实施方式为例进行了说明，但本发明不限定于此。

在上述实施方式中，用压力指示计48检测料罐11内的压力，并将其作为伸缩部71内的压力，但也可以在粉体供给配管70中的伸缩部71的前后设置压力指示计，直接检测伸缩部71内的压力，并将包含该压力的信息的信号输入到控制部60。

另外，在上述实施方式中，成为粉体用阀21和再流动化部57设置在粉体输送配管31的中途的结构，但本发明不限于此。例如，粉体用阀21与再流动化部57也可以被直接连接，粉体用阀21连接于粉体输送配管31的端部，再流动化部57连接于料罐11的下部。在这种情况下，粉体输送配管31间接地连接于料罐11。

另外，在上述实施方式中，供给到料罐11外的粉体燃料的流量基于料罐内的粉体燃料的重量的变化率进行控制，但也可以按粉体燃料的重量进行控制。

另外，在上述实施方式中，就供给细粉炭等的作为粉体燃料的粉体的粉体供给装置进行了说明，但本发明不限于此，也可以适用于供给不是粉体燃料的其他粉体的粉体供给装置。

另外，在上述实施方式中，料罐内的粉体燃料被流动化气体进行流动化，再在粉体输送配管31内，粉体燃料被再流动化，但粉体燃料的流动化和再流动化不是必须的。

产业上的可利用性

如以上说明的那样，根据本发明，提供了能够更正确地控制所供给的粉体的流量的粉体供给装置、以及粉体供给方法，这样的粉体供给装置和粉体供给能够在能源发电厂或熔矿炉厂等中为了供给粉体燃料而使用、或者在使用了粉体的食材的制造工厂中为了供给粉体而使用。

符号的说明

1…粉体供给装置

11…料罐

12…均压罐

21…粉体用阀

22…内压调节阀

24…流动化气体用阀

27…再流动化气体用阀

30…气体发生装置

31…粉体输送配管

32…内压用气体供给配管

33…载气主管

34…流动化气体管

37…再流动化气体管

40…粉体流量计

41…粉体用阀指示计

42…内压调节阀指示计

43…压力指示计

44…流动化气体用阀指示计

45…载荷单元

46…重量指示调节计

47…再流动化气体用阀指示计

48…压力指示计

49…压力指示计

54…粉体流动化部

57…粉体再流动化部

60…控制部

61…存储器

70…粉体供给配管

71…伸缩部

71a…大径部

71b…小径部

73…环

75…粉体供给用阀

76…位移计

100…燃烧炉

Claims (8)

1.一种粉体供给装置，其特征在于，

是将料罐内的粉体供给到所述料罐外的粉体供给装置，

具备：

粉体供给配管，至少一部分成为在上下方向上伸缩的伸缩部，并且连接于所述料罐的上部，将所述粉体供给到所述料罐内；

载荷单元，承受来自所述料罐的负荷，并检测所述负荷；

压力指示计，检测所述伸缩部内的压力；以及

控制部，

所述控制部基于对所述载荷单元所检测的所述负荷进行了与所述压力指示计所检测的所述伸缩部内的压力成比例的值的减法、以及与所述伸缩部内的压力的变化率成比例的值的加法后的值，求出所述料罐内的粉体重量或粉体重量的变化率，并基于所述粉体重量或所述粉体重量的变化率，控制供给到所述料罐外的粉体的流量。

2.如权利要求1所述的粉体供给装置，其特征在于，

还具备检测所述伸缩部的伸缩量的位移计，

所述控制部基于对所述载荷单元所检测的所述负荷进行了与所述压力指示计所检测的所述伸缩部内的压力成比例的值的减法、与所述伸缩部内的压力的变化率成比例的值的加法、以及与所述伸缩量成比例的值的减法的值，求出所述料罐内的粉体重量或粉体重量的变化率。

3.如权利要求1或2所述的粉体供给装置，其特征在于，

所述控制部基于对所求出的所述粉体重量或所述粉体重量的变化率实施一阶时滞处理和移动平均处理的至少一者后的值，控制供给到所述料罐外的粉体的流量。

4.如权利要求1～3中的任一项所述的粉体供给装置，其特征在于，

所述压力指示计将所述料罐内的压力作为所述伸缩部内的压力来检测。

5.一种粉体供给方法，其特征在于，

是将料罐内的粉体供给到所述料罐外的粉体供给方法，

具备：

供给步骤，从至少一部分成为在上下方向上伸缩的伸缩部并且连接于所述料罐的上部的粉体供给配管，将粉体供给到所述料罐内；

计算步骤，基于对承受来自所述料罐的负荷的载荷单元所检测的所述负荷进行了与所述伸缩部内的压力成比例的值的减法、以及与所述伸缩部内的压力的变化率成比例的值的加法后的值，求出所述料罐内的粉体重量或粉体重量的变化率；以及

流量控制步骤，基于所述粉体重量或所述粉体重量的变化率，控制供给到所述料罐外的粉体的流量。

6.如权利要求5所述的粉体供给方法，其特征在于，

在所述计算步骤中，基于对承受来自所述料罐的负荷的载荷单元所检测的所述负荷进行了与所述伸缩部内的压力成比例的值的减法、与所述伸缩部内的压力的变化率成比例的值的加法、以及与所述伸缩部的伸缩量成比例的值的减法的值，求出所述料罐内的粉体重量或粉体重量的变化率。

7.如权利要求5或6所述的粉体供给方法，其特征在于，

在所述流量控制步骤中，基于对所求出的所述粉体重量或所述粉体重量的变化率实施一阶时滞处理和移动平均处理的至少一者后的值，控制供给到所述料罐外的粉体的流量。

8.如权利要求5～7中的任一项所述的粉体供给方法，其特征在于，

将所述料罐内的压力作为所述伸缩部内的压力来进行所述计算步骤。

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