CN111482243A - 固体燃料粉碎装置、具备其的发电设备、以及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种固体燃料粉碎装置、具备其的发电设备、以及其控制方法，能够检测分级性能的降低。研磨机(10)具备：旋转台(12)；辊(13)，在辊(13)与旋转台(12)之间将固体燃料粉碎；旋转式分级机(16)，其位于旋转台(12)的铅垂上方，用于对由辊(13)粉碎了的粉碎后燃料进行分级；以及粉体层高度测量单元(52)，其对形成于旋转台(12)上的粉碎后燃料的粉体层高度(H1)进行测量。粉体层高度测量单元(52)具备测压计(53)、以及与测压计(53)连接的检测管(54)。

Description

固体燃料粉碎装置、具备其的发电设备、以及其控制方法

技术领域

本发明涉及固体燃料粉碎装置、具备其的发电设备、以及其控制方法。

背景技术

以往，将煤、生物质燃料等固体燃料利用粉碎机(研磨机)粉碎成小于规定粒径的微粉状而向燃烧装置供给。研磨机通过将向旋转台投入的煤、生物质燃料等固体燃料在旋转台与辊之间碾碎而粉碎，并通过从旋转台的外周供给的搬运气体，将被粉碎而成为微粉状的燃料利用分级机筛选粒径尺寸小的燃料，向锅炉搬运而通过燃烧装置使其燃烧。在火力发电设备中，通过与在锅炉中燃烧生成的燃烧气体的热交换而产生蒸汽，通过蒸汽驱动涡轮，由此进行发电。

由研磨机粉碎的粉碎后的固体燃料(粉碎后燃料)通过设置于研磨机上部的旋转式分级机而被分级为微粒和粗粒。作为微粒的微粒燃料通过旋转式分级机的叶片之间而被送至作为后工序的燃烧装置，作为粗粒的粗粒燃料与旋转式分级机的叶片碰撞而落下至旋转台，再次被粉碎。因此，由于旋转式分级机的分级性能，在研磨机内部产生在旋转分级机附近与旋转台附近之间循环的固体燃料的粉碎后燃料的循环量的增减。

在这样的研磨机中，为了掌握运转时被粉碎的粉碎后燃料的研磨机内的内部状态，测量供给到研磨机内的搬运气体的上游侧与粉碎机内部之间的压差即研磨机压差(参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-141420号公报

近年来可再生能源的应用不断进展，使用以往的煤用研磨机来粉碎生物质燃料的需求不断增高。但是，在研磨机运转时，在旋转台的正上方粉碎后燃料滞留而形成粉体浓度高的粉体层，但与煤相比生物质燃料的粗粒也较轻，因此粗粒上浮，即使是位于旋转台附近的粗粒也容易被搬运气体搬运到旋转式分级机附近，从而粗粒有可能进入旋转式分级机内。若生物质燃料的粗粒被搬运到旋转式分级机内，则从研磨机向燃烧嘴运出的微粒燃料的加工粒度降低，由此存在有可能燃烧嘴的燃烧性能降低这样的问题。

在专利文献1所示那样的检测研磨机压差的测量点中，难以检测旋转台上的粉体层的高度，不能将分级性能的降低防范于未然。

发明内容

本发明是鉴于上述的状况而完成的，其目的在于，提供一种能够抑制分级性能的降低的固体燃料粉碎装置、具备其的发电设备、以及其控制方法。

本发明的一方案的固体燃料粉碎装置具备：旋转台；粉碎辊，在该粉碎辊与所述旋转台之间将固体燃料粉碎；旋转式分级机，其位于所述旋转台的铅垂上方，用于对由所述粉碎辊粉碎了的粉碎后燃料进行分级；以及粉体层高度测量单元，其对形成于所述旋转台上的所述粉碎后燃料的粉体层高度进行测量。

由旋转台和粉碎辊粉碎了的粉碎后的固体燃料成为粉碎燃料，并在旋转台上形成规定高度的粉体层。粉体层表示被搬运气体吹起的粉碎后燃料以比其他区域高的浓度滞留的区域。另外，粉体层高度表示例如将基准位置设为旋转台的粉碎面而至铅垂上方的位置。若粉体层高度变高而接近铅垂上方的旋转式分级机，则一部分粗粒燃料没有被旋转式分级机分级而与微粒燃料混合并从固体燃料粉碎装置向燃烧器部供给，因此燃烧器部的燃烧性能有可能降低。为此，通过粉体层高度测量单元来测量粉体层高度。由此，能够调整为适当的粉体层高度而抑制在固体燃料粉碎装置内的分级性能的降低。

需要说明的是，作为固体燃料，例如使用生物质燃料或者生物质燃料与煤的混合燃料。

并且，在本发明的一方案的固体燃料粉碎装置中，所述粉体层高度测量单元在所述旋转台与所述旋转式分级机之间具备设置于不同的高度位置的多个压力检测部。

在旋转台与旋转式分级机之间，在不同的高度位置设置有多个压力检测部。由此，能够得到高度方向上的压力分布。粉体层与粉体层以外的气体层(例如空气层)相比密度高，因此压力损失大。在此，若得到高度方向的压力分布，则可知压力损失的变化大的高度位置是与粉体层高度相当的位置。

并且，在本发明的一方案的固体燃料粉碎装置中，多个所述压力检测部设置于所述旋转台的周向上的不同的位置。

在旋转台的周向上的不同的位置设置压力检测部。由此，能够在不同的高度位置沿周向分散地配置压力检测部，因此能够在配置多个压力检测部时确保设置空间。

并且，在本发明的一方案的固体燃料粉碎装置中，所述固体燃料粉碎装置具备取得所述粉体层高度测量单元的检测信号的控制部，所述控制部基于所述检测信号，以使所述粉体层高度减少的方式变更运转条件。

控制部基于粉体层高度测量单元的检测信号以使粉体层高度减少的方式变更运转条件。由此，通过实现适当的粉体层高度，能够维持所希望的分级性能。

该运转条件的变更能够用于固体燃料粉碎装置的试运转时，也能够用于运转中。

并且，在本发明的一方案的固体燃料粉碎装置中，所述控制部以使向所述旋转台上供给的固体燃料供给量降低的方式变更所述运转条件。

通过使向旋转台上供给的固体燃料的供给量降低，从而能够使粉体层高度减少。

并且，在本发明的一方案的固体燃料粉碎装置中，所述控制部以使从所述旋转台朝向所述旋转式分级机流动的搬运气体流量增加的方式变更所述运转条件。

通过使从旋转台朝向旋转式分级机流动的搬运气体的流量增加，从而能够使粉体层高度减少。

搬运气体的流量增加可以与上述的固体燃料的供给量的降低同时进行，也可以在固体燃料的供给量降低之后进行。若在固体燃料的供给量降低之后使搬运气体的流量增加，则在堆积于内部的粉碎后燃料减少之后增加供给搬运气体，因此能够抑制搬运气体供给量的增加而抑制搬运气体供给用的鼓风机所需的辅机动力。

另外，本发明的一方案的发电设备具备：上述任一种所述的固体燃料粉碎装置；锅炉，其将由所述固体燃料粉碎装置粉碎了的所述粉碎后燃料燃烧而生成蒸汽；以及发电部，其利用由所述锅炉生成的蒸汽进行发电。

另外，在本发明的一方案的固体燃料粉碎装置的控制方法中，所述固体燃料粉碎装置具备：旋转台；粉碎辊，在该粉碎辊与所述旋转台之间将固体燃料粉碎；以及旋转式分级机，其位于所述旋转台的铅垂上方，用于对由所述粉碎辊粉碎了的粉碎后燃料进行分级，在所述固体燃料粉碎装置的控制方法中，对形成于所述旋转台上的所述粉碎后燃料的粉体层高度进行测量。

发明效果

通过粉体层高度测量单元来测量旋转台上的粉体层高度，因此能够调整为适当的粉体层高度而抑制分级性能的降低。

附图说明

图1是示出本发明的一实施方式的发电设备的概要结构图。

图2是示出图1的研磨机的主要部分的纵剖视图。

图3是示出检测管的配置的研磨机的横剖视图。

图4是示出连接有吹扫配管的检测管的研磨机的主要部分的纵剖视图。

图5A是示出测压计的配置的概要结构图。

图5B是示出图5A的测量结果的一例的图表。

图6A是示出相对于燃料供给量的粉体层高度的图表。

图6B是示出相对于搬运气体流量的粉体层高度的图表。

图7是示出研磨机的运转条件的变更的流程图。

图8A是示出变形例的测压计的配置的概要结构图。

图8B是示出图8A的测量结果的一例的图表。

附图标记说明：

1...发电设备

10...研磨机(固体燃料粉碎装置)

11...外壳

12...旋转台

13...辊(粉碎辊)

14...驱动部

15...吹出口

16...分级机(旋转式分级机)

16a...分级桨叶(叶片)

17...燃料供给部

18...马达

20...供煤机

21...料仓

22...搬运部

23...马达

24...下料口部

30...鼓风部

30a...热气鼓风机

30b...冷气鼓风机

30c...热气风门

30d...冷气风门

40...状态检测部(温度测量单元、压差测量单元)

41...底面部

42...顶部

45...轴颈头

47...支承臂

48...支承轴

49...按压装置

50...控制部

52...粉体层高度测量单元

53...测压计(压力检测部)

54...检测管(压力检测部)

54a...开口端

54b...开闭阀

54c...吹扫配管

56...盖部

100...固体燃料粉碎系统

100a...一次空气流路(一次气体供给部)

100b...供给流路

200...锅炉

210...炉膛

220...燃烧器部

B1...粉体层

H1...粉体层高度

Qa...搬运气体流量(一次空气流量)

Qb...燃料供给量(固体燃料供给量)

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。

<发电设备1的整体结构>

本实施方式的发电设备1具备固体燃料粉碎系统100和锅炉200。

固体燃料粉碎系统100是将生物质燃料等固体燃料粉碎而生成微粒燃料并向锅炉200的燃烧器部220供给该微粒燃料的装置。需要说明的是，发电设备1具备一台固体燃料粉碎系统100，但也可以为具备与一台锅炉200的多个燃烧器部220分别对应的多台固体燃料粉碎系统100的系统。另外，在本实施方式的发电设备1中，主要使用生物质燃料，但也可以为煤与生物质燃料的混烧。

固体燃料粉碎系统100具备研磨机(固体燃料粉碎装置)10、供煤机20、鼓风部30、状态检测部40、以及控制部50。

需要说明的是，在本实施方式中，上方表示铅垂上侧的方向，上部、上表面等的“上”表示铅垂上侧的部分。另外，同样地，“下”表示铅垂下侧的部分。

生物质燃料是能够再生的源自生物的有机资源，例如是间伐材、废料木、漂流木、草类、废弃物、污泥、轮胎及将它们作为原料的再利用燃料(颗粒、碎屑)等，且并不限定于此处所示出的物质。对于颗粒的尺寸，例如直径为6～8mm程度，长度为40mm以下程度。生物质燃料在生物质的生长过程中引入二氧化碳，成为不排出作为全球变暖气体的二氧化碳的碳中和，因此对其利用进行了各种研究。

研磨机10具备外壳11、旋转台12、辊13(粉碎辊)、驱动部14、分级机(旋转式分级机)16、燃料供给部17、以及驱动分级机(旋转式分级机)16旋转的马达18。

外壳11形成为沿铅垂方向延伸的筒状，并且是收容旋转台12、辊13、分级机16、以及燃料供给部17的框体。在外壳11的顶部42的中央部安装有燃料供给部17。该燃料供给部17将从料仓21导入的固体燃料供给至外壳11内，在外壳11的中心位置沿上下方向配置，下端部延伸设置至外壳11内部。

在外壳11的底面部41附近设置有驱动部14，在从该驱动部14传递的驱动力的作用下旋转的旋转台12以旋转自如的方式配置。驱动部14由控制部50控制。

旋转台12是俯视下呈圆形的构件，以与燃料供给部17的下端部对置的方式配置。旋转台12的上表面例如呈中心部低、朝向外侧而变高的倾斜形状，也可以呈外周部向上方弯折的形状。燃料供给部17从上方朝向下方的旋转台12供给固体燃料(在本实施方式中为生物质燃料)，旋转台12将供给的固体燃料在其与辊13之间粉碎，因此也被称为粉碎台。

在从燃料供给部17朝向旋转台12的中央投入固体燃料时，通过由旋转台12的旋转产生的离心力，固体燃料被导向并夹入旋转台12的外周侧与辊13之间而被粉碎。粉碎了的固体燃料成为粉碎后燃料，通过从一次气体供给部(以下称为“一次空气流路”。)100a导入的搬运气体(以下称为“一次空气”。)被向上方卷扬，被导向分级机16。即，在旋转台12的外周侧的多个部位设置有使从一次空气流路100a流入的一次空气向外壳11内的旋转台12的上方的空间流出的吹出口15(参照图2)。在吹出口15的上方设置有桨叶(省略图示)，对从吹出口15吹出的一次空气施加回旋力。由桨叶施加了回旋力的一次空气成为具有回旋的速度成分的气流，将在旋转台12上粉碎了的固体燃料向外壳11内的上方的分级机16引导。需要说明的是，与一次空气混合后的固体燃料的粉碎物中的比规定粒径大的粗粒燃料的大部分被分级机16分级、或者未到达分级机16而落下返回至旋转台12，再次被粉碎。

辊(粉碎辊)13是将从燃料供给部17供给到旋转台12的固体燃料粉碎的旋转体。辊13按压于旋转台12的上表面，与旋转台12协同配合而粉碎固体燃料。在图1中，代表性地仅示出一个辊13，但可以以按压旋转台12的上表面的方式，在周向上隔开一定的间隔地对置配置多个辊13。例如，在外周部上隔开120°的角度间隔，使三个辊13在周向上以均等的间隔配置。在该情况下，三个辊13与旋转台12的上表面接触的部分(按压的部分)距旋转台12的旋转中心轴的距离为等距离。

辊13被轴颈头(journal head)45支承为能够上下摆动，相对于旋转台12的上表面自如地接近或分离。辊13在外周面与旋转台12的上表面接触的状态下，当旋转台12旋转时，从旋转台12受到旋转力而连动旋转。在从燃料供给部17供给固体燃料时，固体燃料被按压在辊13与旋转台12之间而被粉碎，成为包括微粒燃料和粗粒燃料的粉碎后燃料。

轴颈头45的支承臂47的中间部由沿水平方向延伸的支承轴48支承。即，支承臂47被外壳11的侧面部支承为能够以支承轴48为中心在辊上下方向上摆动。另外，在位于支承臂47的铅垂上侧的上端部设置有按压装置49。按压装置49固定于外壳11，并以将辊13按压于旋转台12的方式经由支承臂47等对辊13施加载荷。按压装置49的按压力(即粉碎载荷)由控制部50控制。

驱动部14是向旋转台12传递驱动力并使旋转台12绕中心轴线旋转的装置。驱动部14产生使旋转台12旋转的驱动力。

分级机16设置于外壳11的上部，具有中空状的大致倒圆锥形状的外形。分级机16在其外周位置具备沿上下方向延伸的多个分级桨叶(叶片)16a。各分级桨叶16a的下端固定于固定部。各分级桨叶16a在分级机16的中心轴线周围隔开规定的间隔(均等间隔)并列设置。另外，分级机16是将由辊13粉碎了的固体燃料分级为比规定粒径大的粗粒燃料和规定粒径以下的微粒燃料的装置。分级机16为通过整体绕铅垂方向的旋转轴线旋转从而进行分级的旋转式分级机，也称为旋转式分选机。由马达18对分级机16施加旋转驱动力。马达18的转速由控制部50控制。

在到达分级机16的固体燃料的粉碎后燃料中，由于由分级桨叶16a的旋转产生的离心力与由一次空气的气流产生的向心力的相对平衡，较大的粗粒燃料被分级桨叶16a打落，返回到旋转台12再次被粉碎，微粒燃料被导入位于外壳11的顶部42的排出口19。

由分级机16分级后的微粒燃料从排出口19向供给流路100b排出，与一次空气一起向下流工序搬运。流出到供给流路100b的微粒燃料向锅炉200的燃烧器部220供给。

燃料供给部17安装为下端部以将外壳11的上端贯通的方式沿着上下方向延伸设置至外壳11内部，将从上部投入的固体燃料向旋转台12的大致中央区域供给。燃料供给部17被从供煤机20供给固体燃料。

供煤机20具备料仓21、搬运部22、以及马达23。搬运部22通过从马达23施加的驱动力而搬运从位于料仓21的正下方的落料管部24的下端部排出的固体燃料，并将其导入研磨机10的燃料供给部17。

通常，在研磨机10的内部，由于被供给用于搬运粉碎了的固体燃料即微粒燃料的一次空气，因此压力比大气压高。在位于料仓21的正下方的沿上下方向延伸的管即落料管部24中，燃料以层叠状态保持于内部，通过层叠于落料管部24内的燃料层来确保研磨机10侧的一次空气和微粒燃料不会逆流那样的密封性。需要说明的是，向研磨机10供给的固体燃料的供给量也可以通过搬运部22的带式输送机的带速度来调整。

鼓风部30是将一次空气(搬运气体)吹送至外壳11的内部的装置，该一次空气用于使由辊13粉碎了的固体燃料干燥并向分级机16供给。

鼓风部30为了将向外壳11吹送的一次空气调整至适当的温度，而具备热气鼓风机30a、冷气鼓风机30b、热气风门30c、以及冷气风门30d。

热气鼓风机30a是吹送从空气预热器等热交换器供给的被加热了的一次空气的鼓风机。在热气鼓风机30a的下游侧设置有热气风门30c。热气风门30c的开度由控制部50控制。根据热气风门30c的开度来决定热气鼓风机30a吹送的一次空气的流量。

冷气鼓风机30b是吹送常温的外部气体即一次空气的鼓风机。在冷气鼓风机30b的下游侧设置有冷气风门30d。冷气风门30d的开度由控制部50控制。根据冷气风门30d的开度来决定冷气鼓风机30b吹送的一次空气的流量。一次空气的流量为热气鼓风机30a吹送的一次空气的流量与冷气鼓风机30b吹送的一次空气的流量的合计流量，一次空气的温度由热气鼓风机30a吹送的一次空气与冷气鼓风机30b吹送的一次空气的混合比率决定，由控制部50控制。另外，也可以向热气鼓风机30a吹送的一次空气导入经由气体再循环通风机而通过了电集尘机等环境装置的从锅炉200排出的燃烧气体的一部分，形成混合气体，由此对从一次空气流路100a流入的一次空气的氧浓度进行调整。

在本实施方式中，通过外壳11的状态检测部40向控制部50发送测量或检测出的数据。状态检测部40例如为压差测量单元，将从一次空气流路100a向研磨机10内部流入一次空气的部分与从研磨机10内部向供给流路100b排出一次空气及微粒燃料的排出口19的压差作为研磨机10内的压差来测量。根据分级机16的分级性能，在研磨机10内部循环的固体燃料的粉碎后燃料的循环量的增减和相对于此的研磨机10内的压差的上升降低发生变化。即，能够相对于向研磨机10的内部供给的固体燃料，调整并管理从排出口19排出的微粒燃料，因此能够在微粒燃料的粒度不影响燃烧器部220的燃烧性的范围内，向设置于锅炉200的燃烧器部220供给较多的微粒燃料。并且，在本实施方式中，除了测量上述的排出口19与研磨机10内的压差的压差测量单元(研磨机压差的测量单元)以外，还设置有压力检测部53、54，对此利用图2及之后的图进行说明。

另外，状态检测部40例如为温度测量单元，对通过鼓风部30而温度调整的一次空气在外壳11的温度进行检测，以不超过上限温度的方式对鼓风部30进行控制，该鼓风部30向外壳11的内部吹送用于向分级机16供给由辊13粉碎了的固体燃料的一次空气。需要说明的是，一次空气在外壳11内干燥并搬运粉碎物，由此被冷却，因此外壳11的上部空间的温度例如约为60～80℃程度。

控制部50是对固体燃料粉碎系统100的各部分进行控制的装置。控制部50例如能够通过向驱动部14传递驱动指示来控制旋转台12相对于研磨机的运转的旋转。控制部50例如能够通过向分级机16的马达18传递驱动指示并控制转速来调整分级性能，由此使研磨机10内的压差合理化并使微粒燃料的供给稳定化。另外，控制部50例如能够通过向供煤机20的马达23传递驱动指示，来调整搬运部22搬运固体燃料而向燃料供给部17供给的固体燃料的供给量。另外，控制部50能够通过向鼓风部30传递开度指示，来控制热气风门30c及冷气风门30d的开度以控制一次空气的流量和温度。

控制部50例如由CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、以及计算机可读取的存储介质等构成。并且，用于实现各种功能的一系列的处理作为一例而以程序的形式存储于存储介质等，CPU在RAM等中读取该程序，并执行信息的加工、运算处理，由此实现各种功能。需要说明的是，程序也可以应用预先安装于ROM、其他存储介质的方式、以存储于计算机可读取的存储介质的状态提供的方式、经由基于有线或无线的通信单元而分配的方式等。计算机可读取的存储介质是指磁盘、光磁盘、CD-ROM、DVD-ROM、半导体存储器等。

接着，对使用从固体燃料粉碎系统100供给的微粒燃料进行燃烧而产生蒸汽的锅炉200进行说明。锅炉200具备炉膛210和燃烧器部220。

燃烧器部220是使用包含从供给流路100b供给的微粒燃料的一次空气和从热交换器(省略图示)供给的二次空气使微粒燃料燃烧而形成火焰的装置。微粒燃料的燃烧在炉膛210内进行，高温的燃烧气体在通过蒸发器、过热器、节能器等热交换器(省略图示)后向锅炉200的外部排出。

从锅炉200排出的燃烧气体在环境装置(脱硝装置、电集尘机等省略图示)中进行规定的处理，并且在空气预热器等热交换器(省略图示)中进行与外部气体的热交换，并经由诱导通风机(省略图示)导向烟囱(省略图示)而向大气释放。在热交换器中，通过与燃烧气体的热交换而被加热的外部气体被输送至前述的热气鼓风机30a。

向锅炉200的各热交换器供给的供水在节能器(省略图示)中被加热之后，通过蒸发器(省略图示)及过热器(省略图示)进一步加热而生成高温高压的蒸汽，向蒸汽轮机(省略图示)输送并驱动发电机(省略图示)旋转而进行发电。

<粉体层高度测量>

在图2中示出了利用与状态检测部40分开设置的压力检测部的粉体层高度测量单元52。压力检测部(测压计53、检测管54)对与由状态检测部40测量的研磨机10的上游侧(研磨机10内)与下游侧(排出口19)的压差即研磨机压差不同的压差进行检测。粉体层B1表示以比其他区域高的浓度滞留有由一次空气吹起的粉碎后燃料的区域。粉体层高度测量单元52具备多个测压计53。作为测压计53，例如使用数字式。测压计53的测量值向控制部50发送。

在测压计53的U形管的各个端部连接有插穿于研磨机10的内部的检测管54。在各检测管54的前端设置有向研磨机10的内部开口的开口端54a。与共用的测压计53连接的成为成对的检测管54的开口端54a以在上下方向上具有规定间隔的方式相邻地设置。关于与其他测压计53连接的检测管54的开口端54a，以在上下方向上具有规定间隔的方式设置于互不相同的位置。优选为在上下方向上相邻的开口端54a的间隔恒定为例如50mm以上200mm以下的间隔。另外，由滞留于旋转台12上的粉碎后的固体燃料形成的粉体层B1的高度(粉体层高度H1)表示例如将基准位置设为旋转台12的粉碎面而至铅垂上方的位置，在与粉体层B1的高度的位置相当的前后的位置，为了提升测量精度，也可以使间隔比其他部位窄(参照图4)。

各检测管54例如以将设置于外壳11的检修口的盖部56贯通的方式安装，使得能够将检测管54与盖部56一起取下。由此，能够不改变研磨机10的结构而容易地将粉体层高度测量单元52安装和取下。

优选为各检测管54由具有耐磨损性的材料形成，另外，也可以设置不会由于振动而破损的那样的防护单元。

检测管54的开口端54a设置于旋转台12与分级机16的下端之间的高度方向的区域。在控制部50的存储区域作为数据而保存有各开口端54a的设置高度。由此，能够通过由测压计53得到压差来得到上下方向的压力分布。

各开口端54a在研磨机10内以朝向与一次空气气流的上游侧方向交叉的方向的方式弯折。在本实施方式中，以朝向一次空气气流的下游侧的方式设置。具体而言，例如各检测管54的前端也可以设为以沿一次空气气流的方式弯曲的形状。由此，能够减少由研磨机10内的一次空气气流的动压造成的影响而准确地测量静压。

在各检测管54分别设置有开闭阀54b。开闭阀54b在由测压计53测量压差时为开(涂白)，在不测量压差时为闭(涂黑)。另外，在测压计53的更换时将开闭阀54b设为闭。开闭阀54b的开闭控制也可以通过控制部50来进行。

如图3所示，在俯视研磨机10的情况下，也可以在以旋转台12的旋转轴为中心的周向即外壳11的周向上的不同的位置设置检测管54。此时，检测管54优选为设置于相邻的辊13之间，以避免与辊13的干涉。

如图4所示，也可以在各检测管54连接吹扫配管54c。在吹扫配管54c的上游侧连接有未图示的空气供给源。能够使吹扫空气(吹扫流体)从吹扫配管54c朝向检测管54的开口端54a流动。由此，能够防止由于滞留于粉体层B1的粉碎后燃料而闭塞检测管54。因此，吹扫空气在通常时不供给，但在检测到检测管54的闭塞的情况下供给。需要说明的是，也可以定期地供给吹扫空气。需要说明的是，作为吹扫空气，也可以代替空气而使用氮等非活性气体。

需要说明的是，在图4中，如上所述，示出了与粉体层高度H1相当的位置的开口端54a的设置间隔L1比其他位置的开口端54a的设置间隔L2小的情形。

在图5A以及图5B示出了粉体层高度测量的一例。

如图5A所示，以从旋转台12朝向铅垂上方依次配置开口端54a的方式设置测压计53A、53B、53C、53D。因此，由测压计53A测量最下方的位置的压差，由测压计53B测量最下方的位置的上方的压差，由测压计53C测量最下方的位置的更上方的压差，由测压计53D测量最上方的压差。此时，若在测压计53B与测压计53C之间存在粉体层高度H1，则成为图5B那样的测量结果。即，测压计53A以及测压计53B与上方的测压计53C以及测压计53D相比显示出较大的压差。这是由于在粉体层B1中密度高，因此压力损失大。因此，可知在图5B的测量结果的情况下，粉体层高度H1位于测压计53B与测压计53C之间。该粉体层高度H1的判断由控制部50来进行。

<研磨机10的运转条件和粉体层高度H1>

在图6A以及图6B中与各个运转条件相应地示出了粉体层高度H1的增减。图6A以及图6B以直线示出了纵轴的粉体层高度H1的增减，但不必是成比例的，另外，没有示出粉体层高度H1的增减的角度的大小，而示出粉体层高度H1的增减的倾向。

图6A是以向分级机16供给生物质燃料的燃料供给量(固体燃料供给量)Qb为运转条件的情况。燃料供给量Qb是向旋转台12上供给的生物质燃料的燃料量，因此与粉体层高度H1大致成比例。通过增加燃料供给量Qb，包含粗粒和微粒的粉碎后燃料与一次空气混合而成的流体中的粉碎后燃料量增加，通过减少燃料供给量Qb，粉碎后燃料量减少。因此，若使燃料供给量Qb减少，则粉体层高度H1减少。因而，通过使燃料供给量Qb相比目前的燃料供给量Qb0减少，能够使粉体层高度H1减少。

图6B是以向研磨机10供给的搬运气体流量(一次空气流量)Qa为运转条件的情况。搬运气体流量(一次空气流量)Qa与粉体层高度H1大致负相关。通过搬运气体流量(一次空气流量)Qa的增加，包含粗粒与微粒的粉碎后燃料与一次空气混合而成的流体中的粉碎后燃料量增加，但若以超过该增加的方式使搬运气体流量(一次空气流量)Qa增加，则由于相对于粉碎后燃料的气体量增加而使粉体密度降低。因此，若使搬运气体流量Qa增大，则粉体层高度H1减少。因而，通过使搬运气体流量(一次空气流量)Qa相比目前的搬运气体流量(一次空气流量)Qa0增大，能够使粉体层高度H1减少。

<运用开始前的试运转中的运转条件变更>

接下来，对用于上述的粉体层高度测量单元52的控制方法进行说明。

首先，对运转中的条件变更的控制方法进行说明。

如图7所示，在研磨机10开始运用开始前的试验运转并达到稳定运转后，开始控制(步骤S0)。

然后，控制部50判断由粉体层高度测量单元52得到的粉体层高度H1是否超过规定值(步骤S1)。在此所使用的粉体层高度H1的规定值是根据研磨机10的运用前的试验运转或者同机种等的实际结果、或者该机种的煤运用时的粉体层高度H1而确定的固定值。

在粉体层厚度H1不超过规定值的情况下，保持不变由粉体层高度测量单元52进行粉体层高度H1的监视。

在粉体层高度H1超过规定值的情况下，控制部50使向旋转台12上供给的生物质燃料的燃料供给量Qb减少(步骤S2)。由此，粉体层高度H1减少(参照图6A)。

然后，控制部50在步骤S3中与步骤S1同样地判断粉体层厚度H1是否超过规定值。在粉体层厚度H1依然超过规定值的情况下，使向研磨机10供给一次空气的供给量即搬运气体流量(一次空气流量)Qa增大(步骤S4)。由此，粉体层高度H1减少(参照图6B)。需要说明的是，该步骤S4也可以与步骤S2同时进行。但是，若在步骤S2的后使搬运气体流量(一次空气流量)Qa增加，则在存在于研磨机10的内部的粉碎后燃料减少后供给一次空气，因此能够抑制搬运气体流量(一次空气流量)Qa的增加而抑制一次空气供给用的热气鼓风机30a和冷气鼓风机30b所需的辅机动力。

当步骤S4结束时，一系列的运转条件变更的控制结束(步骤S5)。

需要说明的是，上述的研磨机10的运转条件的变更也可以用于研磨机10的运用开始前的试验运转时。控制部50将试运转时所得到的各运转条件作为初期值而保存于未图示的存储部。由此，能够在运用前预先设定粉体层高度H1小于规定值的运转条件。

<本实施方式的作用效果>

根据本实施方式，起到以下的作用效果。

由旋转台12和辊13粉碎了的粉碎后的生物质燃料(固体燃料)成为粉碎后燃料，并在旋转台12上形成规定高度的粉体层高度H1。若粉体层高度H1变高而接近铅垂上方的分级机16，则一部分粗粒没有被分级机16分级而向研磨机10的下游侧流出，从而分级性能降低。因此，微粒燃料的加工粒度降低，微粒与一部分粗粒混合并向燃烧器部供给，从而燃烧器部的燃烧性有可能降低。为此，通过粉体层高度测量单元52来测量粉体层高度H1。由此，能够调整为适当的粉体层高度H1而抑制分级性能的降低。

在旋转台12上方与分级机16下端之间，在不同的高度位置设置有与测压计53连接的检测管54来作为多个压力检测部。由此，能够得到高度方向上的压力分布。粉体层B1与粉体层B1以外的气体层(例如空气层)相比密度高，因此压力损失大。在此，若得到高度方向的压力分布，则可知压力损失的变化大的高度位置是与粉体层高度H1相当的位置。

在以旋转台12的旋转轴为中心的周向上的不同的位置设置检测管54来作为压力检测部。由此，能够在不同的高度位置沿周向分散地配置检测管54，因此能够在多个压力检测部的配置时确保设置空间。

控制部50基于粉体层高度测量单元52的检测信号以使粉体层高度H1减少的方式变更运转条件。由此，通过实现适当的粉体层高度H1，能够维持所希望的分级性能。

具体而言，通过使向旋转台12上供给的生物质燃料的燃料供给量Qb降低来使粉体层高度H1减少(参照图6A)。另外，通过使从旋转台12朝向分级机16流动的一次空气的搬运气体流量(一次空气流量)Qa增加来使粉体层高度H1减少(参照图6B)。

需要说明的是，在本实施方式中，如图5A以及图5B所示，作为粉体层高度测量单元52而使用的测压计53以测量研磨机10内部的高度方向的压差的方式使用，但测量旋转台12上方的高度方向的压差的单元并不限定于此。例如，如图8A所示，在设置多个测压计53、并将与各测压计53连接的相邻的检测管54设为一对的情况下，将一方的检测管54的开口端54a(参照图5A)设置于研磨机10的内部，并将另一方的检测管54的开口端54a向大气开放。由此，如图8B所示，能够得到各粉体层高度H1的与大气的压差即绝对压强。若如图8B那样得到绝对压强的压力分布，则压力的拐点成为粉体层B1与气体层的边界，因此能够得到粉体层高度H1。另外，由于能够得到绝对压强，因此能够得到粉体层B1的密度和密度分布，从而能够更加详细地调整运转条件。

另外，作为测量旋转台12上方的高度方向的压力的单元，也可以使用设置于不同的高度位置的压力传感器。

另外，在本实施方式中，说明了在研磨机10中仅粉碎生物质燃料，但作为在研磨机10中粉碎的固体燃料，本发明并不限定于此，也可以是其他固体燃料，另外，也可以是煤与生物质燃料的混合燃料。

Claims (8)

1.一种固体燃料粉碎装置，其中，

所述固体燃料粉碎装置具备：

旋转台；

粉碎辊，在该粉碎辊与所述旋转台之间将固体燃料粉碎；

旋转式分级机，其位于所述旋转台的铅垂上方，用于对由所述粉碎辊粉碎了的粉碎后燃料进行分级；以及

粉体层高度测量单元，其对形成于所述旋转台上的所述粉碎后燃料的粉体层高度进行测量。

2.根据权利要求1所述的固体燃料粉碎装置，其中，

所述粉体层高度测量单元在所述旋转台与所述旋转式分级机之间具备设置于不同的高度位置的多个压力检测部。

3.根据权利要求2所述的固体燃料粉碎装置，其中，

多个所述压力检测部设置于所述旋转台的周向上的不同的位置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的固体燃料粉碎装置，其中，

所述固体燃料粉碎装置具备取得所述粉体层高度测量单元的检测信号的控制部，

所述控制部基于所述检测信号，以使所述粉体层高度减少的方式变更运转条件。

5.根据权利要求4所述的固体燃料粉碎装置，其中，

所述控制部以使向所述旋转台上供给的固体燃料供给量降低的方式变更所述运转条件。

6.根据权利要求5所述的固体燃料粉碎装置，其中，

所述控制部以使从所述旋转台朝向所述旋转式分级机流动的搬运气体流量增加的方式变更所述运转条件。

7.一种发电设备，其中，

所述发电设备具备：

权利要求1至6中任一项所述的固体燃料粉碎装置；

锅炉，其将由所述固体燃料粉碎装置粉碎了的所述粉碎后燃料燃烧而生成蒸汽；以及

发电部，其利用由所述锅炉生成的蒸汽进行发电。

8.一种固体燃料粉碎装置的控制方法，所述固体燃料粉碎装置具备：

旋转台；

粉碎辊，在该粉碎辊与所述旋转台之间将固体燃料粉碎；以及

旋转式分级机，其位于所述旋转台的铅垂上方，用于对由所述粉碎辊粉碎了的粉碎后燃料进行分级，

在所述固体燃料粉碎装置的控制方法中，

对形成于所述旋转台上的所述粉碎后燃料的粉体层高度进行测量。

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