DE112013001463T5

DE112013001463T5 - Pulverzuführvorrichtung und Pulverzuführverfahren

Info

Publication number: DE112013001463T5
Application number: DE112013001463.7T
Authority: DE
Inventors: c/o Diamond Engineering Co. Teraoka Kazutoshi; c/o Diamond Engineering Co. L Takeda Takahiro; c/o Diamond Engineering Co. L Shimono Kimihiro; c/o Diamond Engineering Co. Ltd Kasagi Fumihito
Original assignee: Diamond Engineering Co Ltd
Current assignee: Diamond Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2013-02-12
Publication date: 2014-12-04
Also published as: JP5324729B1; CN104169198B; WO2013136893A1; CN104169198A; JPWO2013136893A1; US20150021358A1

Abstract

Es werden eine Pulverzuführvorrichtung und ein Pulverzuführverfahren bereitgestellt, die das Unterschwingen der Pulverdurchflussrate unterdrücken können, während die Pulverdurchflussrate schnell reduziert wird. In einem schnellen Lastreduktionsmodus der Reduktion einer Durchflussrate von Pulver, das zu der Außenseite des Zuführtanks 11 zuzuführen ist, auf eine vorgegebene Rate nach einer vorgegebenen Zeitdauer, stellt eine Steuerung 60 ein Innendrucksteuerventil 22 in einen Entleerungszustand um und schliert ein Pulverauslassventil 21 bis auf eine vorgegebene Öffnung, und sobald die Pulverdurchflussrate kleiner wird als eine vorgesehene Pulverdurchflussrate, die vor dem Ablauf der vorgesehenen Zeitdauer zu erwarten ist, steuert die Steuerung 60 zumindest eines aus dem Innendrucksteuerventil und dem Pulverauslassventil 21, so dass die Pulverdurchflussrate zu der vorgesehenen Durchflussrate wird.

Description

Technischer Hintergrund
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Pulverzuführvorrichtung und ein Pulverzuführverfahren, die das Unterschwingen der Pulverdurchflussrate bzw. -geschwindigkeit unterdrücken können, während die Pulverdurchflussrate bzw. -geschwindigkeit schnell reduziert wird.
Stand der Technik
Verbrennungsöfen zum Verbrennen von pulverisiertem Brennstoff bzw. Brennstaub, wie pulverisierter Kohle bzw. Kohlenstaub, der von Pulverzuführvorrichtungen zugeführt wird, sind als Verbrennungsöfen bekannt geworden, die in Hochofenanlagen, thermischen Kraftwerken und dergleichen eingesetzt werden. In solchen Verbrennungsöfen wird der pulverisierte Brennstoff verbrannt, während der pulverisierte Brennstoff gemeinsam mit Luft in den Verbrennungsofen eingespült bzw. eingestoßen wird. Ein Verbrennungsverfahren unter der Verwendung des Kohlenstaubs bzw. der pulverisierten Kohle als den pulverisierten Brennstoff war weithin beliebt, beispielsweise weil die Kohle selbst eine hohe Brennbarkeit aufweist.
Eine Gas-geführte bzw. eine von Gas getragene Pulverzuführvorrichtung, die pulverisierten Brennstoff mit einem Trägergas fördert, ist als eine Pulverzuführvorrichtung zum Zuführen von pulverisiertem Brennstoff zu einem Verbrennungsofen bekannt geworden. In dieser Pulverzuführvorrichtung wird der pulverisierte Brennstoff in einem Zuführtank einer Pulverförderleitung zugeführt und in der Pulverförderleitung mit Trägergas gefördert. Die pro Zeiteinheit zu dem Innenraum der Pulverförderleitung zuzuführende Menge an pulverisiertem Brennstoff (Pulverdurchflussrate) kann beispielsweise durch die Öffnung eines Pulverauslassventils gesteuert werden, das für einen Ausgang eines Bodenabschnitts des Zuführtanks bereitgestellt ist, oder durch den Druckunterschied bzw. die Druckdifferenz zwischen dem Druck in dem Zuführtank und dem Druck in der Pulverförderleitung (siehe nachstehendes Patentdokument 1). Die Öffnung des Pulverauslassventils und der Druckunterschied zwischen dem Druck in dem Zuführtank und dem Druck in der Pulverförderleitung werden im Allgemeinen durch die Rückführung der Information bezüglich der Pulverdurchflussrate gesteuert, die durch einen Pulver-Durchflussmesser gemessen wird, der für die Pulverförderleitung oder dergleichen bereitgestellt ist.
Im Allgemeinen wird die Pulverdurchflussrate beispielsweise auf Basis der Anweisung von dem Verbrennungsofen bestimmt, dem das Pulver zugeführt wird. Wenn die Pulverdurchflussrate reduziert wird, wird die Information bezüglich der Pulverdurchflussrate auch zu der Steuerung für die Öffnung des Pulverauslassventils oder der Steuerung für den Druckunterschied zwischen dem Druck in dem Zuführtank und dem Druck in der Pulverförderleitung zurückgeführt, sodass der Wert der Pulverdurchflussrate den vorgegebenen Zielwert annimmt.
Referenzliste
Patentdokument

[Patentdokument 1] JP-A-06-115690

Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Aufgaben
Beim Auftreten eines Problems in dem Verbrennungsofen, dem der pulverisierte Brennstoff zugeführt wird, kann der Modus der Pulverzuführvorrichtung ein schneller bzw. rapider Lastreduktionsmodus werden, bei dem die Pulverdurchflussrate schnell reduziert werden muss. Selbst in dem schnellen Lastreduktionsmodus kann die sofortige Reduktion der Pulverdurchflussrate jedoch den Verbrennungsofen belasten, was zu dem Problem in dem Verbrennungsofen führen kann. In diesem Lichte, muss die Pulverdurchflussrate in dem schnellen Lastreduktionsmodus während bzw. innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer auf eine vorgegebene Durchflussrate reduziert werden.
In diesem Fall kann die schnelle Reduktion der Pulverdurchflussrate fehlschlagen, wenn die Pulverdurchflussrate unter der vorstehenden Rückkopplung reduziert wird. In diesem Lichte wird das Pulverauslassventil in diesem schnellen Lastreduktionsmodus bis zu einer vorgegebenen Öffnung geschlossen, und gleichzeitig wird der Druckunterschied zwischen dem Druck in dem Zuführtank und dem Druck in der Pulverförderleitung reduziert, anstelle der vorstehend erwähnten Rückkopplungssteuerung, sodass der Wert der Pulverdurchflussrate zum dem Zielwert wird. In diesem Fall kann jedoch das Unterschwingen bzw. das Unterschreiten („undershooting”) verursacht werden, bei welchem die Pulverdurchflussrate weiter reduziert wird, um niedriger zu sein als die Durchflusrate, die letzten Endes ermittelt wird, infolge des externen Faktors wie der Druckvariation bei dem Bestimmungsort der Pulverzufuhr.
In diesem Lichte besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Pulverzuführvorrichtung und ein Pulverzuführverfahren bereitzustellen, die dazu geeignet sind, das Unterschwingen der Pulverdurchflussrate zu unterdrücken, während die Pulverdurchflussrate schnell reduziert wird.
Mittel zum Lösen der Aufgabe
Zum Lösen der vorstehenden Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung eine Pulverzuführvorrichtung, die Pulver in einem Zuführtank der Außenseite des Zuführtanks durch eine mit dem Zuführtank verbundene Pulverförderleitung zuführt, wobei die Vorrichtung aufweist: ein Innendrucksteuerventil, das mit dem Zuführtank verbunden ist und das den Druck in dem Zuführtank einstellt; ein Pulverauslassventil, das mit der Pulverförderleitung verbunden ist; und eine Steuerung, welche das Innendrucksteuerventil und das Pulverauslassventil steuert, wobei: in einem schnellen Lastreduktionsmodus zum nach bzw. innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer Reduzieren einer Durchflussrate bzw. -geschwindigkeit von zu der Außenseite des Zuführtanks zuzuführendem Pulver auf eine vorgegebene Rate, die Steuerung das Innendrucksteuerventil in einen Abluftzustand bzw. einen Auslasszustand (”exhaust state”) der Reduktion des Drucks in den Zuführtank versetzt, und das Pulverauslassventil bis auf eine vorgegebene Öffnung schließt, so dass die Pulverdurchflussrate bzw. -geschwindigkeit nach der vorgegebenen Zeitdauer kleiner wird als die vorgegebene Rate; und die Steuerung, sobald die Pulverdurchflussrate bzw. -geschwindigkeit kleiner wird als eine geplante Pulverdurchflussrate bzw. -geschwindigkeit, die zu erwarten ist vor einem Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer zum Reduzieren der Pulverdurchflussrate bzw. -geschwindigkeit der vorgegebenen Rate innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer, das Innendrucksteuerventil und/oder das Pulverauslassventil auf der Basis von der Information der Pulverdurchflussrate steuert, sodass die Pulverdurchflussrate zu der geplanten Pulverdurchflussrate wird.
Zusätzlich schafft die vorliegende Erfindung zum Lösen der vorstehenden Aufgabe ein Pulverzuführverfahren zum Zuführen von Pulver in einem Zuführtank zu der Außenseite des Zuführtanks, durch eine mit dem Zuführtank verbundene Pulverförderleitung, wobei das Verfahren umfasst: in einem schnellen Lastreduktionsmodus zum nach bzw. innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer Reduzieren einer Durchflussrate von zu der Außenseite des Zuführtanks zuzuführendem Pulver auf eine vorgegebene Rate, in einen Entleerungs- bzw. Ausstoß- bzw. Entweichungszustand (”exhaust state”) der Reduktion des Drucks in dem Zuführtank Versetzen eines Innendrucksteuerventils, das mit dem Zuführtank verbunden ist, und Schließen eines mit der Pulverförderleitung verbundenen Pulverauslassventils in eine bzw. bis zu einer vorgegebenen Öffnung, so dass die Pulverdurchflussrate nach der vorgegebenen Zeitdauer kleiner wird als die vorgegebene Rate; und sobald die Pulverdurchflussrate kleiner wird als eine geplante Pulverdurchflussrate, die vor Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer zum Reduzieren der Pulverdurchflussrate auf die vorgegebene Rate innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer zu erwarten ist, Einstellen des Innendrucksteuerventils und/oder des Pulverauslassventils auf der Basis von Information der Pulverdurchflussrate, sodass die Pulverdurchflussrate zu der geplanten Pulverdurchflussrate wird.
Im Allgemeinen ist es in dem schnellen Lastreduktionsmodus der Pulverzuführvorrichtung, selbst wenn das Innendrucksteuerventil auf den Entleerungs- bzw. Entweichungszustand eingestellt ist und das Pulverauslassventil bis auf eine vorgegebene Öffnung geschlossen ist, schwierig, die Pulverdurchflussrate gerade nach dem Start des schnellen Lastreduktionsmodus zu reduzieren, in Folge der Betätigungszeit der Vorrichtung oder der primären Zeitverzögerung. Daher ist es wahrscheinlich, dass die tatsächliche Pulverdurchflussrate größer ist als die geplante Pulverdurchflussrate (Pulverdurchflussrate, die als ein Index gemäß der Zeit in der Mitte des schnellen Lastreduktionsmodus zum innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer Reduzieren der Pulverdurchflussrate auf eine vorgegebene Rate ermittelt wird). Daher wird in der Pulverzuführvorrichtung und dem Pulverzuführverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung der Druck in dem Zuführtank reduziert, indem das Innendrucksteuerventil in dem Entleerungszustand bzw. Ausstoßzustand betreiben wird, um dadurch den Druckunterschied zwischen dem Druck in dem Zuführtank und dem Druck in der Pulverförderleitung zu reduzieren, und darüber hinaus wird das Pulverauslassventil bis auf eine vorgegebene Öffnung geschlossen, sodass die Pulverdurchflussrate nach der vorgegebenen Zeitdauer in dem schnellen Lastreduktionsmodus kleiner wird als die vorgegebene Rate. Daher kann die Durchflussrate des von dem Zuführtank zuzuführenden Pulvers schnell reduziert werden. Nachdem die Durchflussrate von dem Zuführtank zuzuführendem Pulver reduziert wurde, um kleiner zu sein als die geplante Pulverdurchflussrate zum nach der vorgegebenen Zeitdauer Reduzieren der Pulverdurchflussrate auf die vorgegebene Rate, wird andererseits zumindest das eine unter dem Innendrucksteuerventil und dem Pulverauslassventil auf Basis der tatsächlichen Pulverdurchflussrate gesteuert, sodass die Pulverdurchflussrate zu der geplanten Pulverdurchflussrate wird. Nachdem die Pulverdurchflussrate zu der geplanten Pulverdurchflussrate geworden ist, wird mit anderen Worten zumindest das eine unter dem Innendrucksteuerventil und dem Pulverauslassventil einer Rückkopplungssteuerung unterworfen. Daher kann das Unterschwingen der Pulverdurchflussrate zu dem Ende des schnellen Lastreduktionsmodus hin unterdrückt werden. Auf diese Weise wird das Unterschwingen der Pulverdurchflussrate in der Pulverzuführvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung unterdrückt, während die Pulverdurchflussrate schnell reduziert wird.
Wenn in dieser Beschreibung einfach auf ”die Pulverdurchflussrate” Bezug genommen wird, bezeichnet dieser Ausdruck die Durchflussrate des Pulvers, das von dem Zuführtank zugeführt wird und durch die Pulverförderleitung strömt.
Die geplante Pulverdurchflussrate wird vorzugsweise auf Basis der Pulverdurchflussrate ermittelt, die gerade bevor der schnelle Lastreduktionsmodus gestartet wird, vorhanden ist. Da die geeignete geplante Pulverdurchflussrate gemäß der Bedingung der Pulverzufuhr vor dem schnellen Lastreduktionsmodus eingestellt werden kann, indem die geplante Pulverdurchflussrate wie vorstehend erwähnt ermittelt wird, kann die reibungslose (”smooth”) Reduktion der Pulverdurchflussrate erreicht werden.
Bei der vorstehenden Pulverzuführvorrichtung ist der Pulver-Durchflussmesser mit der Pulverförderleitung verbunden, und die Steuerung steuert vorzugsweise das Innendrucksteuerventil und das Pulverauslassventil auf der Basis der Information von dem Pulver-Durchflussmesser. In dem vorstehenden Pulverzuführverfahren werden das Innendrucksteuerventil und das Pulverauslassventil vorzugsweise auf Basis der Information von dem Pulver-Durchflussmesser, der mit der Pulverförderleitung verbunden ist, eingestellt.
Indem der Druck in dem Zuführtank und das Pulverauslassventil auf der Basis der Information von dem Pulver-Durchflussmesser eingestellt werden, kann die Pulverdurchflussrate, der leichten Variation in der Pulverdurchflussrate genauestens folgend, genauestens eingestellt werden. Daher kann das Unterschwingen weiter unterdrückt werden.
Bei der vorstehenden Pulverzuführvorrichtung stellt die Steuerung das Innendrucksteuerventil vorzugsweise, bevor das Pulverauslassventil bis auf die vorgegebene Öffnung geschlossen ist, in den Ausstoß- bzw. Entweichungs- bzw. Entleerungszustand ein, und in dem vorstehenden Pulverzuführverfahren wird das Innendrucksteuerventil vorzugsweise, bevor das Pulverauslassventil bis auf die vorgegebene Öffnung geschlossen ist, in den Ausstoß- bzw. Entleerungszustand eingestellt.
Wenn das Pulverauslassventil, welches das Pulver aus dem Zuführtank ausstößt, bis hin zu der vorgegebenen Öffnung geschlossen ist, hat der Druck in dem Zuführtank die Tendenz, sich temporär zu erhöhen. Selbst wenn der Zeitpunkt, zu dem das Innendrucksteuerventil in den Ausstoß- bzw. Entleerungszustand überführt wird, und der Zeitpunkt, zu dem das Pulverauslassventil bis auf die vorgegebene Öffnung geschlossen wird, gleichzeitig sind, wird diese Tendenz in Folge der zeitlichen Verzögerung der Entleerung bzw. des Ausstoßens (”the exhaustion”) oder dergleichen erzeugt. Daher kann es in dem Anfangsstadium des schnellen Lastreduktionsmodus geschehen, dass die Pulverdurchflussrate nicht so sehr bzw. genügend reduziert wird zum schnellen Reduzieren der Pulverdurchflussrate, obwohl das Pulverauslassventil bis auf die vorgegebene Öffnung geschlossen ist. In diesem Lichte wird das Gas in dem Zuführtank ausgestoßen (”exhausted”), bevor das Pulverauslassventil bis auf die vorgegebene Öffnung geschlossen ist. Dies ermöglicht es, dagegen vorzubeugen, dass der Druck in dem Zuführtank höher wird als der Druck vor dem Ausstoßen, obwohl das Pulverauslassventil bis auf die vorgegebene Öffnung geschlossen ist. Daher kann die Pulverdurchflussrate schnell reduziert werden.
Wirkung der Erfindung
Wie vorstehend beschrieben, werden gemäß der vorliegenden Erfindung die Pulverzuführvorrichtung und das Pulverzuführverfahren bereitgestellt, welche das Unterschwingen der Pulverdurchflussrate unterdrücken können, während die Pulverdurchflussrate schnell reduziert wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, das eine Pulverzuführvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Diagramm, das ein Pulverauslassventil zeigt.
3 ist ein Diagramm, das eine Struktur eines Schnitts des Pulverauslassventils zeigt.
4 ist ein Diagramm, das eine Tabelle 1 zeigt.
5 ist ein Diagramm, das eine Tabelle 2 zeigt.
6 ist ein Ablaufdiagramm bzw. Flussdiagramm eines Verfahrens zum Einstellen der Pulverdurchflussrate in einem schnellen Lastreduktionsmodus.
7 ist ein Diagramm, das die geplante bzw. vorgesehene Pulverdurchflussrate in dem schnellen Lastreduktionsmodus und die Veränderung der Pulverdurchflussrate im Verlauf der Zeit zeigt.
Beschreibung von Ausführungsformen
Eine bevorzugte Ausführungsform einer Pulverzuführvorrichtung und ein Pulverzuführverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben.
1 ist ein Diagramm, das die Pulverzuführvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 1 gezeigt, weist eine Pulverzuführvorrichtung 1 hauptsächlich auf: einen Zuführtank 11, der eine vorgegebene Menge an pulverisierten Brennstoff, so wie pulverisierte Kohle bzw. Kohlenstaub, zuführt; einen Druckausgleichtank 12, der den pulverisierten Brennstoff, der dem Zuführtank 11 zuzuführen ist, lagert; eine Innendruckgaszuführleitung 32, die mit dem Zuführtank 11 verbunden ist, und die das Innendruckgas, das dem Zuführtank 11 zuzuführen ist, fördert; ein Innendrucksteuerventil, das mit der Innendruckgaszuführleitung 32 verbunden ist und den Druck in dem Zuführtank 11 einstellt; eine Pulverförderleitung 31, welche den von dem Zuführtank 11 zugeführten pulverisierten Brennstoff fördert; ein Pulverauslassventil 21, das mit der Pulverförderleitung 31 verbunden ist und die Menge an pulverisierten Brennstoff, der von dem Zuführtank 11 zugeführt wird, einstellt; eine Trägergashauptleitung 33, die mit der Pulverförderleitung 31 verbunden ist und das Trägergas in die Pulverförderleitung 31 einführt; und einen Pulver-Durchflussmesser 40, der die Durchflussrate des pulverisierten Brennstoffs, der durch die Pulverförderleitung 31 gefördert wird, erfasst.
Der Zuführtank 11 und der Druckausgleichstank 12 sind Metalltanks. Der Zuführtank 11 ist unterhalb des Druckausgleichstanks 12 angeordnet, und die mit einem Bodenabschnitt des Druckausgleichstanks 12 verbundene Pulverförderleitung 35 ist mit einem Kopfabschnitt („top portion”) des Zuführtanks 11 verbunden. Der pulverisierte Brennstoff wird von dem Druckausgleichstank 12 durch diese Pulverförderleitung 35 zu dem Zuführtank 11 zugeführt. Ein Pulverzuführventil 25 ist in der Mitte Pulverförderleitung 35 vorgesehen, und der Beginn oder der Stopp der Zufuhr des pulverisierten Brennstoffs von dem Druckausgleichstank 12 zu dem Zuführtank 11 wird durch Öffnen oder Schließen des Pulverzuführventils 25 gesteuert.
Der Zuführtank 11 weist eine damit verbundene Messdose bzw. Lastdose bzw. Messzelle (”load cell”) 45 auf, und das von dem Zuführtank 11 auf die Messzelle 45 angelegte Gewicht wird durch diese Messzelle 45 kontinuierlich erfasst. Die Messzelle 45 weist eine Gewichtsanzeige/Steuerung 46 auf, die damit verbunden ist. Die Gewichtsanzeige/Steuerung 46 misst das Gewicht des pulverisierten Brennstoffs in dem Zuführtank auf Basis eines Detektionssignals kontinuierlich, das von der Messzelle ausgegeben wird, und gibt ein Signal aus, das die Information auf Basis des Gewichts des pulverisierten Brennstoffs einschließt.
Der Zuführtank weist eine Druckanzeige 48 auf, die damit verbunden ist. Die Druckanzeige 48 ermfasst den Druck in dem Zuführtank 11 und gibt ein Signal aus, das die Information auf Basis des Drucks in dem Zuführtank 11 einschließt.
Zusätzlich ist die Pulverförderleitung 31 mit einem Bodenabschnitt des Zuführtanks 11 verbunden. Der von dem Zuführtank 11 zugeführte pulverisierte Brennstoff wird von dem Zuführtank 11 in die Pulverförderleitung 31 eingeführt und durch die Pulverförderleitung 31 gefördert, wie vorstehend beschrieben.
Das Pulverauslassventil 21 ist in der Mitte der Pulverförderleitung 31 unterhalb des Zuführtanks 11 verbunden. Daher wird der von dem Zuführtank 11 durch die Pulverförderleitung 31 zugeführte pulverisierte Brennstoff durch das Pulverauslassventil 21 gefördert.
2 ist ein Diagramm, das einen Teil der Struktur des Pulverauslassventil 21 gemäß dieser Ausführungsform zeigt, und 3 ist ein Diagramm, das die Struktur des Schnitts bzw. Abschnitts des Pulverauslassventils 21 zeigt. Wie in 2 und 3 gezeigt, weist das Pulverauslassventil 21 hauptsächlich ein Ventilgehäuse bzw. eine Ventilbox 76 auf, einen Satz Ventilkörper 71, die jeweils in der Ventilbox 76 aufgenommen sind und eine ungefähr zylindrische Form aufweisen und ein axiales Zentrum 73, das durch die Achse des Ventilkörpers 71 läuft. In 3 ist die Illustration der Ventilbox 76 weggelassen, zur Erleichterung des Verständnisses.
Jeder Ventilkörper 71 weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf, und eine Seitenfläche 72 jedes Ventilkörpers 71 ist mit einem Ausschnitt (”cutout”) 75 versehen. Das axiale Zentrum 73 ist entlang bzw. auf der Achse jedes Ventilkörpers 71 vorgesehen. Die Ventilkörper 71 sind um die Achse drehbar angeordnet, wobei die Seitenfläche 72 derselben miteinander auf eine solche Weise in Kontakt stehen, dass die Längsrichtungen der Ventilkörper 71 parallel zueinander verlaufen. Diese ermöglicht, dass die Abschnitte der Seitenflächen 72 mit den Ausschnitten 75 einander zugewandt sind, wenn die Ventilkörper 71 um ihre Achsen gedreht werden. Daher bilden in dem Zustand, in dem ihre Ausschnitte 75 einander zugewandt sind, die Ausschnitte 75 einen Durchgang H zwischen den Ventilkörpern 71, wie in 2 und 3 gezeigt. Durch die Drehung der Ventilkörper 75 um ihre Achsen kann der Gesamtdurchmesser des Durchgangs H stufenlos verändert werden (der Bereich des Durchgangs H auf einer Ebene entlang des axialen Zentrums 73 kann verändert werden). Dieser Durchgang H ist ein von dem Zuführtank 11 kontinuierlich verlaufendes Loch, und indem der Lochdurchmesser des Durchgangs H eingestellt wird, wird die Menge des von dem Zuführtank 11 zugeführten pulverisierten Brennstoffs stufenlos eingestellt.
Das Pulverauslassventil 21 weist eine Pulverauslassventilanzeige 41 auf, und diese Pulverauslassventilanzeige 41 wird angepasst, um die Öffnung des Pulverauslassventils 21 einzustellen.
Wie vorstehend erwähnt, ist der Zuführtank 11 mit der Innendruckgaszuführleitung 32 zum Zuführen des Innendruckgases zum Einstellen des Drucks in dem Zuführtank 11 verbunden, und die Innendruckgaszuführleitung 32 weist das damit verbundene Innendrucksteuerventil 22 auf. Durch die Öffnung des Ventils, das eine Verbindung zwischen dem Zuführtank 11 und der Innendruckgaszuführleitung 32 des Innendrucksteuerventils 22 schafft, wird die Menge des Innendruckgases, das dem Zuführtank 11 zuzuführen ist, eingestellt. Bei dieser Ausführungsform weist das Innendrucksteuerventil 22 eine Funktion als das Entleerungsventil zum Reduzieren des Drucks in dem Zuführtank durch Entleeren des Gases aus dem Zuführtank 11 auf. Da das Innendrucksteuerventil 22 eine solche Funktion aufweist, kann ein Dreiwegeventil bereitgestellt werden. Obwohl bei dieser Ausführungsform nicht gezeigt, kann das Innendrucksteuerventil 22 ein einer Druckanwendung bzw. -beaufschlagung gewidmetes Ventil aufweisen, das mit der Innendruckgaszuführleitung 32 verbunden ist und lediglich die Zufuhr des Innendruckgases in dem Zuführtank 11 durchführt, und ein einer Entleerung gewidmetes Ventil aufweisen, das mit dem Zuführtank 11 verbunden ist und das Gas aus dem Zuführtank 11 ausstößt. Das Innendrucksteuerventil 22 weist eine Innendrucksteuerventilanzeige 42 auf, die damit verbunden ist. Die Innendrucksteuerventilanzeige 42 ist dazu geeignet, die Öffnung des Ventils zum Ausstoßen bzw. Entleeren oder des Ventils, das eine Verbindung zwischen dem Zuführtank 11 und der Innendruckgaszuführleitung 32 des Innendrucksteuerventils 22 schafft, einzustellen.
Ein Gasgenerator 32 ist mit einem Ende der Innendruckgaszuführleitung 32 verbunden, entgegengesetzt zu dem Ende derselben auf der Seite des Zuführtanks 11. Ein Teil des von dem Gasgenerator 30 ausgegebenen Gases wird in die Innendruckgaszuführleitung 32 eingeführt und als Innendruckgas verwendet.
Die Trägergashauptleitung 33 ist auch mit dem Gasgenerator 30 verbunden. Die Trägergashauptleitung 33 ist eine Leitung zum Einführen von Trägergas zum Fördern des pulverisierten Brennstoffs in die Pulverförderleitung 31. Daher ist ein Ende der Trägergashauptleitung 33, entgegengesetzt zu dem Ende derselben auf der Seite des Gasgenerators 30, mit einem Ende der vorstehend erwähnten Pulverförderleitung 31, entgegengesetzt zu dem Ende der Seite des Zuführtanks 11, verbunden, auf Basis des Pulverauslassventils 21. Mit dem von der Trägergashauptleitung 33 in die Pulverförderleitung 31 eingeführten Trägergas wird der von dem Zuführtank 11 zu der Pulverförderleitung 31 eingeführte pulverisierte Brennstoff durch das Pulverauslassventil 21 gefördert. Ferner ist eine Druckanzeige 43 mit der Trägergashauptleitung 33 verbunden, um den Druck in der Trägergashauptleitung 33 zu erfassen und ein Signal auf Basis des Drucks in der Trägergashauptleitung 33 auszugeben.
Ein weiterer Teil des von dem Gasgenerator 30 ausgegebenen Gases wird in die Trägergashauptleitung 33 eingeführt. Daher sind das Innendruckgas und das Trägergas bei der vorliegenden Ausführungsform dieselbe Gassorte.
Ferner ist eine Fluidisierungsgasleitung bzw. Wirbelgasleitung (”fluidizing gas pipe”) 34 von der Trägergashauptleitung 33 abgezweigt, und ein Ende der Fluidisierungsgasleitung 34, entgegengesetzt zu demjenigen auf der Seite des Abzweigungspunkts bei der Trägergashauptleitung 33, ist mit dem Bodenabschnitt des Zuführtanks 11 verbunden. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Abschnitt, wo die Fluidisierungsgasleitung 34 mit dem Zuführtank 11 verbunden ist, ein Pulververflüssigungsabschnitt bzw. Pulverfluidisierungsabschnitt (”powder fluidizing portion”) 54. Ein Teil des durch die Trägergashauptleitung 33 strömenden Trägergases wird als Fluidisierungsgas bzw. Wirbelgas in die Fluidisierungsgasleitung 34 eingeführt, und das Fluidisierungsgas wird in dem Zuführtank 11 von unten her über den Pulverfluidisierungsabshcnitt 54 eingeführt. Da ein Teil des Trägergases als das Fluidisierungsgas verwendet wird, wie vorstehend beschrieben, sind das Fluidisierungsgas und das Trägergas bei der vorliegenden Ausführungsform dieselbe Gassorte. Ferner ist die Fluidisierungsgasleitung 34 in dem Mittelabschnitt derselben mit einem Fluidisierungsgasventil bzw. Wirbelgasventil (”fluidizing gas”) 24 versehen. Die Menge des Fluidisierungsgases bzw. Fluidisierungsgases, das in dem Zuführtank 11 eingeführt wird, wird durch Einstellen der Öffnung des Fluidisierungsgasventils 24 eingestellt. Ferner ist eine Fluidisierungsgasventilanzeige bzw. Wirbelgasventilanzeige 44 mit dem Fluidisierungsgasventil 24 verbunden und dazu geeignet, die Öffnung des Fluidisierungsgasventils 24 bzw. Fluidisierungsgasventils 24 einzustellen.
Zusätzlich ist bei der sich von der Fluidisierungsgasleitung 34 unterscheidenden Position eine Refluidisierungsgasleitung 37 von der Trägergashauptleitung 33 abgezweigt, und ein Ende der Refluidisierungsgasleitung 37, entgegengesetzt zu demjenigen auf der Seite des Abzweigungspunkts bei der Trägergashauptleitung 33, ist zwischen dem Pulverfluidisierungsabschnitt 54 und dem Pulverauslassventil 21 in der Pulverförderleitung 31 verbunden. Bei dieser Ausführungsform entspricht der Abschnitt, wo die Refluidisierungsgasleitung 37 zwischen dem Pulverauslassventil 21 und dem Pulverfluidisierungsabschnitt 54 verbunden ist, einem Pulverrefluidisierungsabschnitt 57 und das Refluidisierungsgas wird von dem Pulverrefluidisierungsabschnitt 57 in die Pulverförderleitung 31 eingeführt. In 1 verbindet die Pulverförderleitung 31 zwischen dem Pulverrefluidisierungsabschnitt 57 und dem Pulverauslassventil 21; der Pulverrefluidisierungsabschnitt 57 ist jedoch vorzugsweise direkt mit dem Pulverauslassventil 21 verbunden. Auf diese Weise wird ein Teil des durch die Trägergashauptleitung 33 strömenden Trägergases als das Refluidisierungsgas in die Refluidisierungsgasleitung 37 eingeführt, und das Refluidisierungsgas wird von zwischen dem Pulverauslassventil 21 und dem Pulverfluidisierungsabschnitt 54 durch den Pulverrefluidisierungsabschnitt 57 eingeführt. Wie vorstehend beschrieben, ist die Refluidisierungsgasleitung 37 von der Trägergashauptleitung 33 abgezweigt, und das Refluidisierungsgas und das Trägergas sind bei der vorliegenden Ausführungsform dieselbe Gassorte. Daher entsprechen sowohl das Fluidisierungsgas, das Refluidisierungsgas und das Trägergas alle derselben Gassorte. Ferner ist das Refluidisierungsgas 37 in einem Mittelabschnitt der Refluidisierungsgasleitung 37 vorgesehen, und die Menge des eingeführten Refluidisierungsgases wird durch Einstellen der Öffnung des Refluidisierungsgasventils 27 eingestellt. Ferner ist eine Refluidisierungsgasventilanzeige 47 mit dem Refluidisierungsgasventil 27 verbunden und dazu geeignet, die Öffnung des Refluidisierungsgasventils 27 einzustellen.
Zusätzlich ist eine Druckanzeige 49 mit einem Abschnitt der Pulverförderleitung 31 verbunden, wo der pulverisierte Brennstoff durch das Trägergas gefördert wird, das heißt einem Abschnitt stromabwärts der Position der Pulverförderleitung 31, mit welcher die Trägergashauptleitung 33 verbunden ist, und dazu geeignet, einen Druck in der Pulverförderleitung 31 zu erfassen und ein Signal auszugeben, das Information auf Basis des Drucks in der Pulverförderleitung 31 enthält. Ein Pulver-Durchflussmesser 40 ist ferner in dem Abschnitt der Pulverförderleitung 31 bereitgestellt, wo der pulverisierte Brennstoff durch das Trägergas gefördert wird, und ist dazu geeignet, die Pulverdurchflussrate zu erfassen, die durch die Pulverförderleitung 31 strömt, und ein Signal auszugeben, welches die erfasste Information enthält.
In einer solchen Pulverzuführvorrichtung ist der Druck in dem Zuführtank 11 höher als in der Trägergashauptleitung 33, und der Druck in der Trägergashauptleitung 33 ist höher als der Druck in der Pulverförderleitung 31. Die Pulverzuführvorrichtung 1 ist dazu geeignet, den pulverisierten Brennstoff zu fördern, indem die Druckunterschiede bzw. Druckdifferenzen zwischen diesen Drücken verwendet werden. Diese Drücke sind nicht speziell eingeschränkt, können aber beispielsweise in einem Bereich von 2 MPa bis 4 MPa liegen.
Indem der Druck in dem Zuführtank 11 eingestellt bzw. angepasst wird, kann der Druckunterschied zwischen dem Druck in dem Zuführtank 11 und der Druck in der Pulverförderleitung eingestellt bzw. angepasst werden. Wie vorstehend beschrieben, wird der pulverisierte Brennstoff unter Verwendung des Druckunterschieds in der Pulverzuführvorrichtung 1 gefördert; daher kann die Durchflussrate des von dem Zuführtank 11 zuzuführenden pulverisierten Brennstoffs, zusätzlich zur Einstellung durch die Öffnung des Pulverauslassventils 25, durch den Druckunterschied eingestellt werden. In dem Fall des Einstellens der Durchflussrate des pulverisierten Brennstoffs durch Steuern des Druckunterschieds, wie vorstehend beschrieben, ist die genaue bzw. genauere Steuerung der Pulverdurchflussrate möglich, im Vergleich zu dem Fall, in dem die Durchflussrate des pulverisierten Brennstoffs durch Steuern der Öffnung des Pulverauslassventils 21 eingestellt wird.
Die Pulverzuführvorrichtung 1 weist ferner eine Steuerung 60 und einen Speicher 61 auf, der mit der Steuerung 60 verbunden ist. Die Steuerung 60 ist mit dem Pulver-Durchflussmesser 40, den Druckanzeigen 43, 48, 49, und der Gewichtsanzeige/Steuerung 46 verbunden. Die Steuerung 60 nimmt den Eingang eines Signals mit der Information an, die sich auf die Pulverdurchflussrate bezieht, das von dem Pulver-Durchflussmesser 40 ausgegeben wird, ein Signal mit der Information, die sich auf den Druck in der Trägergashauptleitung 33 bezieht, das von der Druckanzeige 44 ausgegeben wird, ein Signal mit der Information, die sich auf den Druck in dem Zuführtank 11 bezieht, das von der Druckanzeige 48 ausgegeben wird, ein Signal mit der Information, die sich auf den Druck in der Pulverförderleitung 31 bezieht, das von der Druckanzeige 49 ausgegeben wird, ein Signal mit der Information, die sich auf das Gewicht des pulverisierten Brennstoffs in dem Zuführtank 11 bezieht, das von der Gewichtsanzeige/Steuerung 46 ausgegeben wird, und dergleichen. Dann erzeugt die Steuerung 60 ein Steuersignal auf Basis der Information von dem Speicher 61 und der Information von dem Pulver-Durchflussmesser 40. Bei dieser Gelegenheit verwendet die Steuerung 60 die Signale von den Druckanzeigen 43, 48 und 49 und das Signal, das von der Gewichtsanzeige/Steuerung 46 ausgegeben wird, je nach Notwendigkeit. Die Steuerung 60 ist mit der Pulverauslassventilanzeige 41, der Innendrucksteuerventilanzeige 42, der Fluidisierungsgasventilanzeige 44, und der Refluidisierungsgasventilanzeige 47 verbunden und führt die erzeugten Steuersignale diesen Anzeigen zu.
Die Pulverauslassventilanzeige 41 ist dazu geeignet, die Öffnung des Pulverauslassventils 21 auf Basis des Steuersignals von der Steuerung 60 einzustellen. Daher stellt die Pulverauslassventilanzeige 41 in dem Fall, in dem die Steuerung 60 das Steuersignal auf Basis des Signals von dem Pulver-Durchflussmesser 40 ausgibt, die Öffnung des Pulverauslassventils 21 auf Basis der Information von dem Pulver-Durchflussmesser 40 ein. Andererseits stellt die Pulverauslassventilanzeige 41 in dem Fall, in dem die Steuerung 60 das Steuersignal auf Basis der Information von dem Speicher 61 ausgibt, die Öffnung des Pulverauslassventils 21 auf Basis der Information von dem Speicher 61 ein.
Darüber hinaus ist die Innendrucksteuerventilanzeige 42 dazu geeignet, die Öffnung des Ausstoßventils bzw. Entleerungsventils oder die Öffnung des Ventils, das eine Verbindung zwischen dem Zuführtank 11 und der Innendruckgaszuführleitung 32 des Innendrucksteuerventils 22 schafft, auf Basis des Signals von der Steuerung 60 einzustellen. Im Ergebnis stellt die Innendrucksteuerventilanzeige 42 in dem Fall, in dem die Steuerung 60 das Steuersignal auf der Basis des Signals von dem Pulver-Durchflussmesser 40 ausgibt, die Öffnung des Innendrucksteuerventils 22 auf Basis der Information von dem Pulver-Durchflussmesser 40 ein. Andererseits stellt die Innendrucksteuerventilanzeige 42 in dem Fall, in dem die Steuerung 60 das Steuersignal auf Basis der Information von dem Speicher 61 ausgibt, die Öffnung des Innendrucksteuerventils 22 auf Basis der Information von dem Speicher 61 ein. Es wird darauf hingewiesen, dass die Steuerung 60 die Signale von den Druckanzeigen 43, 48, 49 je nach Notwendigkeit verwendet, wenn sie das Steuersignal erzeugt, welches das Innendrucksteuerventil 22 steuert.
Ferner ist die Fluidisierungsgasventilanzeige 44 dazu geeignet, die Öffnung des Fluidisierungsgasventils 24 auf der Basis eines Steuersignals von der Steuerung 60 einzustellen. Daher stellt die Fluidisierungsgasventilanzeige 44, wenn die Steuerung 60 das Steuersignal auf der Basis des Signals von dem Pulver-Durchflussmesser 40 ausgibt, die Öffnung des Fluidisierungsgasventils 24 auf Basis der Information von dem Pulver-Durchflussmesser 40 ein. Andererseits stellt die Fluidisierungsgasventilanzeige 44, wenn die Steuerung 60 das Steuersignal auf Basis der Information von dem Speicher 61 ausgibt, die Öffnung des Fluidisierungsgasventils 24 auf Basis der Information des Speichers 61 ein.
Ferner ist die Refluidisierungsgasventilanzeige 47 dazu geeignet, die Öffnung des Refluidisierungsgasventils 27 auf Basis eines Steuersignals von der Steuerung 60 einzustellen. Daher stellt die Refluidisierungsgasventilanzeige 47, wenn die Steuerung 60 das Steuersignal auf Basis der Öffnung des Pulverauslassventils 21 ausgibt, die Öffnung des Refluidisierungsgasventils 24 auf Basis der Öffnung des Pulverauslassventils 21 ein. In diesem Fall kann das Steuersignal auf Basis der Öffnung des Pulverauslassventils 21, das von der Steuerung 60 auszugeben ist, auf Basis des Steuersignals erzeugt werden, das von der Steuerung 60 an die Pulverauslassventilanzeige 41 auszugeben ist. Wenn die Steuerung 60 das Steuersignal auf Basis der Information des Speichers 61 ausgibt, stellt die Refluidisierungsgasventilanzeige 47 andererseits die Öffnung des Refluidisierungsgasventils 27 auf Basis der Information von dem Speicher 61 ein.
4 ist ein Diagramm, das einen Teil der Information des Speichers 61 schematisch zeigt. Das Diagramm zeigt insbesondere schematisch eine Tabelle, welche die Beziehung der Pulverdurchflussrate, der Öffnung des Pulverauslassventils 21, und des Druckunterschieds zwischen dem Druck in dem Zuführtank 11 und dem Druck in der Pulverförderleitung 31 darstellt. Diese Tabelle wird als eine Tabelle 1 bezeichnet. Wie in 4 gezeigt, ist die Beziehung zwischen dem Druckunterschied [MPa] und der Öffnung [%] des Pulverauslassventils 21 relativ zu der Pulverdurchflussrate spezifiziert, wenn die Pulverdurchflussrate [kg/h] spezifiziert ist. Wenn die Pulverdurchflussrate beispielsweise 500 [kg/h] beträgt, betragen die Öffnung des Pulverauslassventils 21 60[%] und der Druckunterschied 0.03 [MPa]. Dann steuert die Steuerung die Öffnung des Pulverauslassventils 21 oder die Öffnung des Innendrucksteuerventils 22 auf Basis der Information des Speichers 61, welche die Öffnung des Pulverauslassventils 21 darstellt, je nach Notwendigkeit. Es wird darauf hingewiesen, dass eine solche Tabelle in dem Speicher 61 im Voraus durch Experimente oder dergleichen ermittelt wird und in dem Speicher 61 gespeichert wird.
5 ist ein Diagramm, das die Information schematisch zeigt, die sich von der Information in der Tabelle 1 in dem Speicher 61 unterscheidet. Spezifisch ist 5 ein Diagramm, das eine Tabelle schematisch zeigt, die in dem Fall, in dem der Modus der Steuerung 60 zu dem schnellen Lastreduktionsmodus wird, die Beziehung zwischen der seit dem Start bzw. Beginn des schnellen Lastreduktionsmodus abgelaufenen Zeitdauer und der zu diesem Zeitpunkt vorgesehenen Pulverdurchflussrate darstellt. Diese Tabelle wird als eine Tabelle 2 bezeichnet. Diese vorgesehene Pulverdurchflussrate bezieht sich auf die Pulverdurchflussrate des pulverisierten Brennstoffs, der von dem Zuführtank 11 zu diesem Zeitpunkt zuzuführen ist. Mit anderen Worten bezieht sich die vorgesehene Pulverdurchflussrate auf die Pulverdurchflussrate, die den Index in der Mitte des schnellen Lastreduktionsmodus zum innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer nach dem Start des schnellen Lastreduktionsmodus Reduzieren der Pulverdurchflussrate auf die vorgegebene Rate darstellt. Wie in 5 gezeigt, ist das Verhältnis [%] der vorgesehenen Pulverdurchflussrate relativ zu der Pulverdurchflussrate gerade bevor der schnelle Lastreduktionsmodus eingestellt wurde spezifiziert, wenn die abgelaufene Zeitdauer [sec] seit dem Beginn des schnellen Lastreduktionsmodus spezifiziert worden ist. Wenn die abgelaufene Zeitdauer seit dem Beginn des schnellen Lastreduktionsmodus beispielsweise 20 [sec] beträgt, beträgt die vorgesehene Pulverdurchflussrate zu diesem Zeitpunkt 83.3 [%] der Pulverdurchflussrate, welche gerade bevor der schnelle Lastreduktionsmodus eingestellt wurde, vorhanden war.
In der Pulverzuführvorrichtung 1 ist die Pulverförderleitung 31 direkt oder indirekt mit einem Verbrennungsofen 100 zum Verbrennen des pulverisierten Brennstoffs, um Energie zu extrahieren bzw. zu entnehmen, verbunden.
Als nächstes wird eine Beschreibung der Betätigung der Pulverzuführvorrichtung und eines Verfahrens zum Einstellen der Pulverdurchflussrate des pulverisierten Brennstoffs durch die Pulverzuführvorrichtung 1 beschrieben.
6 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Einstellen der Pulverdurchflussrate in dem schnellen Lastreduktionsmodus.
Wie in 6 gezeigt, schließt das Verfahren zum Zuführen der Pulverdurchflussrate durch die Pulverzuführvorrichtung 1 SCHRITT1 der Betätigung der Vorrichtung in einem normalen Betätigungsmodus, SCHRITT2 der Veränderung des Modus von dem normalen Betätigungsmodus zu dem schnellen Lastreduktionsmodus, in dem das Innendrucksteuerventil 22 in den Ausstoß- bzw. Entleerungszustand versetzt ist und das Pulverauslassventil bis zu der vorgegebenen Öffnung geschlossen ist, und SCHRITT3 der Betätigung von zumindest dem einen von Innendrucksteuerventil und dem Pulverauslassventil auf Basis der Information der Pulverdurchflussrate ein.
<SCHRITT1>
Zunächst wird die Pulverzuführvorrichtung 1 in dem normalen Betätigungsmodus betätigt. Zu diesem Anlass ist der Zuführtank 11 bereits mit dem von dem Druckausgleichstank 12 zugeführten pulverisierten Brennstoff gefüllt. Das Fluidisierungsgas wird von der Fluidisierungsgasleitung 34 durch den Pulverfluidisierungsabschnitt 54 in den Zuführtank 11 eingeführt, wodurch der pulverisierte Brennstoff in dem Zuführtank 11 fluidisiert wird.
Wenn die Durchflussrate des von dem Zuführtank 11 zuzuführenden Pulvers ermittelt worden ist, ermittelt die Steuerung 60 die Öffnung des Pulverauslassventils 21 und den Druckunterschied zwischen dem Druck in dem Zuführtank 11 und dem Druck in der Trägergashauptleitung 33 für die vorgesehene Pulverdurchflussrate unter Bezugnahme auf die Tabelle 1 in dem Speicher 61. Als nächstes überträgt die Steuerung 60 das Steuersignal, welches die Öffnung des Pulverauslassventils 21 bestimmt, das auf Basis der Information des Speichers 61 erzeugt wurde, an die Pulverauslassventilanzeige 41, und die Pulverauslassventilanzeige 41 stellt die Öffnung des Pulverauslassventils 21 auf Basis dieses Steuersignals ein. Daher wird die Öffnung des Pulverauslassventils 21 auf Basis der Information des Speichers 61 gesteuert. Ferner erzeugt die Steuerung 60 das Steuersignal, welches die Öffnung des Ventils bestimmt, das zwischen dem Zuführtank 11 und der Innendruckgaszuführleitung 32 des Innendrucksteuerventils 22 verbindet, auf Basis der Tabelle 1 des Speichers 61 und der Information von den Druckanzeigen 48 und 49, und überträgt dieses Steuersignal an die Innendrucksteuerventilanzeige 42. Die Innendrucksteuerventilanzeige 42 stellt die Öffnung des Innendrucksteuerventils 22 auf Basis dieses Steuersignals ein. Wenn die Öffnung des Innendrucksteuerventils 22 eingestellt worden ist, liegt der Druckunterschied zwischen dem Druck in dem Zuführtank 11 und dem Druck in der Pulverförderleitung 31 in dem vorgegebenen Bereich. Daher wird das Pulver von dem Zuführtank 11 zugeführt.
In dem Fall, in dem die Menge des zuzuführenden Refluidisierungsgases auf Basis der Öffnung des Pulverauslassventils 21 festgelegt wird, wie vorstehend beschrieben, wird die Öffnung des Refluidisierungsgasventils 27 verkleinert, wenn die Öffnung des Pulverauslassventils 21 vergrößert wird, wobei in diesem Fall die Menge des einzuführenden Refluidisierungsgases kleiner wird. Mit anderen Worten wird bei dieser Ausführungsform die Menge des einzuführenden Refluidisierungsgases gesteuert, um in inversem Verhältnis zu der Öffnung des Pulverauslassventils 21 zu stehen.
In dem Fall, in dem das Signal mit der Information der Pulverdurchflussrate von dem Pulver-Durchflussmesser 40 anzeigt, dass eine Differenz zwischen der ermittelten Pulverdurchflussrate und der Pulverdurchflussrate in der Pulverförderleitung 31 besteht und die Differenz in dem vorgegebenen Bereich liegt, steuert die Steuerung 60 das Innendrucksteuerventil 22, um den Druckunterschied zwischen dem Druck in dem Zuführtank 11 und dem Druck in der Trägergashauptleitung 33 einzustellen. Dies liegt daran, dass die präzisere Steuerung für die Pulverdurchflussrate möglich ist, wenn der Druckunterschied in dem Zuführtank 11 und dem Druck in der Trägergashauptleitung 33 durch Steuern des Innendrucksteuerventils 22 eingestellt wird, als wenn die Öffnung des Pulverauslassventils 21 eingestellt wird. Wenn diese Differenz andererseits außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, steuert die Steuerung 60 die Öffnung des Pulverauslassventils 21 erneut und steuert dann das Innendrucksteuerventil 22 erneut, um den Druckunterschied zwischen dem Druck in dem Zuführtank 11 und dem Druck in der Trägergashauptleitung 33 einzustellen. Auf diese Weise wird die Rückkopplungssteuerung in dem normalen Betätigungsmodus durch das Signal durchgeführt, das die Information der Pulverdurchflussrate von dem Pulver-Durchflussmesser 40 einschließt, um die korrekte Einstellung der Pulverdurchflussrate zu ermöglichen.
[SCHRITT2]
7 ist ein Diagramm, das die zeitliche Veränderung der vorgesehenen Pulverdurchflussrate SV in dem schnellen Lastreduktionsmodus und die Pulverdurchflussrate PV von dem Zuführtank 11 zeigt. Wie in 7 gezeigt, stellt bei dieser Ausführungsform t1 den Zeitpunkt dar, zu dem der Modus zu dem schnellen Lastreduktionsmodus wird, und t3 stellt den Zeitpunkt nach einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Zeitpunkt t1 dar, und die Pulverdurchflussrate, die zu dem Zeitpunkt t3 die vorgesehene Durchflussrate sein soll, beträgt 50 der Pulverdurchflussrate, die vor dem schnellen Lastreduktionsmodus vorhanden ist.
Wie in 7 gezeigt, wird beim Empfang eines Abnormalitätssignals des Verbrennungsofens 100 oder dem Eingang des Signals von einem Bediener (”operator”), das die Abnormalität anzeigt, in der Steuerung 60 zum Zeitpunkt t1, der Modus der Steuerung 60 zu dem schnellen Lastreduktionsmodus.
Wenn der Modus zu dem schnellen Lastreduktionsmodus wurde, versetzt die Steuerung 60 zunächst das Innendrucksteuerventil 22 in den Entleerungs- bzw. Ausstoßzustand. Mit anderen Worten wird bei dieser Ausführungsform die Öffnung des Ventils, das zwischen dem Zuführtank 11 und der Innendruckgaszuführleitung 33 des Innendrucksteuerventils 22 verbindet, verkleinert, um das Ausstoßventil zum Reduzieren des Drucks in dem Zuführtank durch Ausstoßen bzw. Entleeren des Gases in dem Zuführtank 11 auf die vorgegebene Öffnung festgesetzt, wodurch das Gas in dem Zuführtank 11 entleert wird. Dies reduziert den Druckunterschied zwischen dem Druck in dem Zuführtank 11 und dem Druck in der Pulverförderleitung 31, um den Druck zu reduzieren, der das Pulver ausstößt bzw. extrudiert. Danach steuert die Steuerung 60, um das Pulverauslassventil auf die vorgegebene Öffnung hin zu schließen. Die Zeitdauer, nachdem das Innendrucksteuerventil 22 in den Entleerungszustand versetzt wurde und bevor das Pulverauslassventil 21 bis auf die vorgegebene Öffnung geschlossen wurde, ist nicht speziell eingeschränkt, kann aber beispielsweise 3 Sekunden betragen. Indem das Innendrucksteuerventil 22 in den Entleerungszustand versetzt wird und das Pulverauslassventil 21 bis auf die vorgegebene Öffnung hin geschlossen wird, wird die Durchflussrate des von dem Zuführtank 11 zugeführten Pulvers reduziert. Zu diesem Anlass werden das Innendrucksteuerventil 22 und das Pulverauslassventil 21 ohne die Rückkopplung der Information von dem Pulver-Durchflussmesser 40 gesteuert, die sich auf die Pulverdurchflussrate bezieht, sodass der Durchschnitt der Steigung der Pulverdurchflussrate PV, nachdem die Pulverdurchflussrate PV abzufallen beginnt, in der negativen Richtung erhöht ist im Vergleich mit dem Durchschnitt der Steigung der vorgesehenen Pulverdurchflussrate SV. Das Innendrucksteuerventil 22 wird mit anderen Worten in den Entleerungszustand versetzt, und das Pulverauslassventil 21 wird bis zu der vorgegebenen Öffnung geschlossen, sodass die Pulverdurchflussrate nach der vorgegebenen Zeitdauer (zu dem Zeitpunkt t3) kleiner wird als die vorgesehene Durchflussrate (50% der Pulverdurchflussrate, die vorhanden ist, bevor der Modus zu dem schnellen Lastreduktionsmodus wird). Die Steuerung des Innendrucksteuerventils 22 und des Pulverauslassventils 21 wird im Voraus durch Experimente ermittelt. Wie vorstehend beschrieben, weist das Pulverauslassventil 21 bei dieser Ausführungsform den stufenlos veränderbaren Lochdurchmesser des Durchgangs H auf, wodurch die Menge des von dem Zuführtank 11 zuzuführenden pulverisierten Brennstoffs stufenlos eingestellt werden kann. Wenn der Modus daher der dringende bzw. akute Lastreduktionsmodus ist, kann ein Gleichgewicht zwischen der Druckreduktion in dem Zuführtank 11 durch das Innendrucksteuerventil 22 und derjenigen durch die Öffnung des Pulverauslassventils 21 geschaffen werden.
Darüber hinaus ist der Grund dafür, weshalb das Innendrucksteuerventil 22 in den Entleerungszustand versetzt wird, bevor das Pulverauslassventil 21 bis zu der vorgegebenen Öffnung geschlossen worden ist, wenn der Modus der schnelle Lastreduktionsmodus ist, wie folgt. Wenn das Pulverauslassventil 21 bis auf die vorgegebene Öffnung geschlossen ist, tendiert der Druck in dem Zuführtank 11 dazu, sich temporär zu erhöhen. Selbst wenn der Zeitpunkt, zu dem das Innendrucksteuerventil 22 in den Entleerungszustand versetzt wird, und der Zeitpunkt, zu dem das Pulverauslassventil 21 auf die vorgegebene Öffnung geschlossen wird, gleichzeitig sind, wird diese Tendenz in Folge der zeitlichen Verzögerung der Entleerung oder dergleichen erzeugt. Daher wird die Pulverdurchflussrate in dem Anfangsstadiums des schnellen Lastreduktionsmodus möglicherweise nicht den Erwartungen entsprechend reduziert, obwohl das Pulverauslassventil zum schnellen Reduzieren der Durchflussrate bis zu der vorgegebenen Öffnung hin geschlossen ist. Im Hinblick hierauf wird das Gas in dem Zuführtank 11 entleert, bevor das Pulverauslassventil 21 bis auf die vorgegebene Öffnung hin geschlossen ist. Im Ergebnis wird, obwohl das Pulverauslassventil 21 bis zu der vorgegebenen Öffnung hin geschlossen ist, dagegen vorgebeugt, dass der Druck in dem Zuführtank 11 höher wird als der Druck vor der Entleerung. Daher kann die Pulverdurchflussrate durch Steuern des Innendrucksteuerventils 22 und des Pulverauslassventils 21 auf diese Weise schnell bzw. schneller reduziert werden.
In dem schnellen Lastreduktionsmodus vergleicht die Steuerung 60 die vorgegebene Pulverdurchflussrate SV und die tatsächliche Pulverdurchflussrate PV. Die vorgesehene Pulverdurchflussrate SV in 7 wird ermittelt, sodass die Abnahme in der Pulverdurchflussrate in dem Fall konstant ist, in dem die Pulverdurchflussrate nach der vorgegebenen Zeitdauer auf die vorgegebene Durchflussrate verringert ist. Die Information, in der die Abnahme in der Pulverdurchflussrate konstant festgelegt ist, sodass die vorgesehene Pulverdurchflussrate SV dieser Ausführungsform nach 60 Sekunden 50.0% der Pulverdurchflussrate beträgt, die vor dem schnellen Lastreduktionsmodus vorhanden ist, wird auf Basis der Tabelle 2 des Speichers 61 von 5 dargestellt. Die tatsächliche Pulverdurchflussrate PV wird auf Basis der Information von dem Pulver-Durchflussmesser 40 dargestellt.
Wie vorstehend beschrieben, wird die Durchflussrate des von dem Zuführtank 11 zugeführten Pulvers in dem schnellen Lastreduktionsmodus reduziert. Wie in 7 gezeigt, beginnt die Pulverdurchflussrate PV jedoch nicht direkt nachdem der Modus zu dem schnellen Lastreduktionsmodus wurde abzunehmen, sondern beginnt nach einer vorgegebenen Zeitdauer abzunehmen, wegen der zum Betätigen des Innendrucksteuerventils 22 oder des Pulverauslassventils 21 benötigten Zeit oder der zeitlichen Verzögerung nach dem Beginn der Betätigung des Innendrucksteuerventils 22 oder des Pulverauslassventils 21. Daher geht, nachdem der Modus zu dem schnellen Lastreduktionsmodus wurde, die Pulverdurchflussrate PV von dem Zuführtank 11 für eine Weile lang mehr über („transits”) als die vorgesehene Pulverdurchflussrate SV.
Wenn die Zeit voranschreitet, ist die Differenz zwischen der Pulverdurchflussrate PV und der vorgesehenen Pulverdurchflussrate SV reduziert, und zu dem Zeitpunkt t2 existiert die Differenz zwischen der Pulverdurchflussrate PV und der vorgesehen Pulverdurchflussrate SV nicht mehr.
<SCHRITT3>
Sobald die Pulverdurchflussrate PV kleiner wird als das vorgesehene Pulver SV, steuert die Steuerung 60 zumindest eines aus dem Innendrucksteuerventil 22 und dem Pulverauslassventil 21 auf Basis der Information von dem Pulver-Durchflussmesser 40, die sich auf die Pulverdurchflussrate bezieht, so dass die Pulverdurchflussrate PV zu der vorgesehenen Pulverdurchflussrate SV wird. Mit anderen Worten führt die Steuerung 60 bei zumindest einem aus dem Innendrucksteuerventil 22 und dem Pulverauslassventil 21 die Rückkopplungssteuerung durch, unter Verwendung der Information von dem Pulver-Durchflussmesser 40, die sich auf die Pulverdurchflussrate bezieht, sodass sich die Pulverdurchflussrate PV dem vorgesehenen Pulver SV annähert. Die Pulverdurchflussrate PV von dem Zuführtank 11 ist gerade nach dem Verstreichen der Zeitdauer t2 kleiner als die vorgesehene Pulverdurchflussrate SV; daher steuert die Steuerung 60 in dem Fall der Steuerung des Innendrucksteuerventils 22 zu diesem Zeitpunkt, um das Entleeren von dem Zuführtank 11 zu reduzieren, und in dem Fall der Steuerung des Pulverauslassventils 21 zu diesem Zeitpunkt steuert die Steuerung 60 die Öffnung, um das Pulverauslassventil 21 zu öffnen. Es wird darauf hingewiesen, dass die präzisere Steuerung der Pulverdurchflussrate möglich ist, wenn der Druckunterschied zwischen dem Druck in dem Zuführtank 11 und dem Druck in der Trägergashauptleitung 33 eingestellt wird, als wenn die Öffnung des Pulverauslassventils 21 eingestellt wird. Daher ist es bevorzugt, dass das Innendrucksteuerventil 22 mit der festgelegten Öffnung des Pulverauslassventils 21 gesteuert wird.
Zu dem Zeitpunkt t3 wird die Menge des Pulvers zu der vorgegebenen Menge, und der schnelle Lastreduktionsmodus endet.
Daher wird die Durchflussrate des zu dem Verbrennungsofen 100 zuzuführenden Pulvers schnell abgesenkt. Direkt nach dem Ende des schnellen Lastreduktionsmodus wird die Steuerung zum Erhöhen der Pulverdurchflussrate nicht erneut durchgeführt, und der normale Steuerung, um die Pulverdurchflussrate zu der vorgesehenen Pulverdurchflussrate zu machen, wird fortgesetzt, bis eine weitere Anweisung gegeben wird.
Wie vorstehend beschrieben, wird in der Pulverzuführvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform der Druck in dem Zuführtank 11 reduziert, indem das Innendrucksteuerventil 22 in dem schnellen Lastreduktionsmodus in dem Entleerungszustand bzw. Ausstoßzustand belassen wird, wodurch der Druckunterschied zwischen dem Druck in dem Zuführtank 11 und dem Druck in der Pulverförderleitung reduziert wird, und zusätzlich das Pulverauslassventil 21 bis zu der vorgegebenen Öffnung hin geschlossen ist. Daher kann die Durchflussrate des von dem Zuführtank 11 zuzuführenden Pulvers schnell reduziert werden. Nachdem die Durchflussrate des von dem Zuführtank 11 zugeführten Pulvers reduziert worden ist, um kleiner zu sein als die vorgesehene Pulverdurchflussrate zum nach der vorgegebenen Zeitdauer Reduzieren der Pulverdurchflussrate auf die vorgegebene Durchflussrate, wird zumindest eines von dem Innendrucksteuerventil 22 und dem Pulverauslassventil 21 der Rückkopplungssteuerung durch die Information von dem Pulver-Durchflussmesser 40 unterworfen. Daher kann das Unterschwingen der Pulverdurchflussrate zu dem Ende des schnellen Lastreduktionsmodus hin unterdrückt werden. Auf diese Weise wird in der Pulverzuführvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung das Unterschwingen der Pulverdurchflussrate unterdrückt, während die Pulverdurchflussrate schnell reduziert wird.
Darüber hinaus wird die vorgesehene Pulverdurchflussrate bei dieser Ausführungsform auf Basis der Pulverdurchflussrate ermittelt, die gerade bevor der schnelle Lastreduktionsmodus eingestellt wird, vorhanden ist. Daher kann die Durchflussrate auf die vorgesehene Durchflussrate eingestellt werden, die angemessen ist in Übereinstimmung mit dem Umstand der Leistungszufuhr, und die schnelle Reduktion der Durchflussrate kann reibungslos durchgeführt werden.
Während die vorliegende Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf die Ausführungsform als ein Beispiel beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
Bei der vorstehenden Ausführungsform kann die Steuerung 60 beispielsweise, sobald die Pulverdurchflussrate PV kleiner wird als die vorgesehene Pulverdurchflussrate SV in SCHRITT3, nur das Pulverauslassventil 21 steuern oder sowohl das Innendrucksteuerventil 22 und das Pulverauslassventil 21 steuern.
Bei der vorstehenden Ausführungsform werden das Innendrucksteuerventil 22 und das Pulverauslassventil 21 auf Basis der Information der Pulverdurchflussrate von dem Pulver-Durchflussmesser 40 gesteuert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und die Steuerung 60 kann die Pulverdurchflussrate auf Basis der Information von der Gewichtsanzeige/Steuerung 46 berechnen und das Innendrucksteuerventil 22 und das Pulverauslassventil 21 steuern.
Bei der vorstehenden Ausführungsform können andere Sorten Ventile als das Pulverauslassventil 21 verwendet werden. Es kann beispielsweise ein Kugelventil mit einem Durchgangsloch mit einem vorgegebenen Innendurchmesser in einer Kugel verwendet werden.
Bei der vorstehenden Ausführungsform wird die vorgesehene Pulverdurchflussrate auf Basis der Pulverdurchflussrate ermittelt, die vorhanden ist, gerade bevor der schnelle Lastreduktionsmodus eingestellt wird; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Die vorgesehene Pulverdurchflussrate in dem schnellen Lastreduktionsmodus kann beispielsweise die Durchflussrate sein, die nicht auf der Pulverdurchflussrate basiert ist, die vorhanden ist, gerade bevor der schnelle Lastreduktionsmodus eingestellt wird. In diesem Fall entspricht die vorgesehene Pulverdurchflussrate in der Tabelle 2 in dem Speicher 61 beispielsweise der absoluten Durchflussrate, dargestellt durch [kg/h].
Ferner wird der pulverisierte Brennstoff in dem Zuführtank durch das Fluidisierungsgas fluidisiert und weiter refluidisiert in der Pulverförderleitung 31 bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, das Fluidisieren und Refluidisieren des pulverisierten Brennstoffs sind nicht essentiell.
Obwohl ferner vorstehend die Pulverzuführvorrichtung zum Zuführen von Pulver beschrieben worden ist, das pulverisierter Brennstoff ist, wie beispielsweise pulverisierte Kohle bzw. Kohlenstaub, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt und kann auf eine Pulverzuführvorrichtung zum Zuführen von Pulver angewendet werden, das sich von dem pulverisierten Brennstoff unterscheidet.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Wie vorstehend beschrieben, schafft die vorliegende Erfindung die Pulverzuführvorrichtung und das Pulverzuführverfahren, die zum Unterdrücken des Unterschwingens der Pulverzuführrate geeignet sind, während die Pulverdurchflussrate schnell reduziert wird, und die vorliegende Erfindung kann auf eine Pulverzuführvorrichtung zum Zuführen des pulverisierten Brennstoffs an den Verbrennungsofen verwendet werden, der in Hochofenanlagen oder Wärmekraftwerken oder anderen Leistungsversorgungsvorrichtungen verwendet wird.
Bezugszeichenliste

1: Pulverzuführvorrichtung
11: Zuführtank
12: Drucksausgleichstank
21: Pulverauslassventil
22: Innendrucksteuerventil
24: Fluidisierungsgasventil
25: Pulverzuführventil
27: Refluidisierungsgasventil
30: Gasgenerator
31: Pulverförderleitung
32: Innendruckgaszuführleitung
33: Trägergashauptleitung
34: Fluidisierungsgasleitung
35: Pulverförderleitung
37: Refluidisierungsgasleitung
40: Pulver-Durchflussmesser
41: Pulverauslassventilanzeige
42: Innendrucksteuerventilanzeige
43: Druckanzeige
44: Fluidisierungsgasventilanzeige
45: Lastzelle
46: Gewichtsanzeige/Steuerung
47: Refluidisierungsgasventilanzeige
48: Druckanzeige
49: Druckanzeige
54: Pulverfluidisierungsabschnitt
57: Pulverrefluidisierungsabschnitt
60: Steuerung
61: Speicher
100: Verbrennungsofen

Claims

Pulverzuführvorrichtung, die Pulver in einem Zuführtank durch eine Pulverförderleitung, die mit dem Zuführtank verbunden ist, nach außerhalb des Zuführtanks zuführt, wobei die Vorrichtung aufweist: ein Innendrucksteuerventil, das mit dem Zuführtank verbunden ist und einen Druck in dem Zuführtank einstellt; ein Pulverauslassventil, das mit der Pulverförderleitung verbunden ist; und eine Steuerung, die das Innendrucksteuerventil und das Pulverauslassventil steuert, wobei: die Steuerung in einem schnellen Lastreduktionsmodus zum nach einer vorgegebenen Zeitdauer Reduzieren einer Durchflussrate von nach außerhalb des Zuführtanks zuzuführendem Pulver auf eine vorgegebene Rate, das Innendrucksteuerventil in einen Entweichungszustand zur Reduktion des Drucks in dem Zuführtank einstellt, und das Pulverauslassventil bis auf eine vorgegebene Öffnung schließt, sodass die Pulverdurchflussrate nach der vorgegebenen Zeitdauer kleiner wird als die vorgegebene Rate; und sobald die Pulverdurchflussrate kleiner wird als eine vorgesehene Pulverdurchflussrate, die vor dem Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer zum nach der vorgegebenen Zeitdauer Reduzieren der Pulverdurchflussrate auf die vorgegebene Rate zu erwarten ist, die Steuerung das Innendrucksteuerventil und/oder das Pulverauslassventil auf Basis von Information der Pulverdurchflussrate steuert, sodass die Pulverdurchflussrate zu der vorgesehenen Pulverdurchflussrate wird.
Pulverzuführvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die vorgesehene Pulverdurchflussrate auf Basis der Pulverdurchflussrate ermittelt wird, die gerade bevor der schnelle Lastreduktionsmodus eingestellt wird vorhanden ist.
Pulverzuführvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der: die Pulverförderleitung einen damit verbundenen Pulver-Durchflussmesser aufweist; und sobald die Pulverdurchflussrate kleiner wird als die vorgesehene Pulverdurchflussrate, die Steuerung das Innendrucksteuerventil und das Pulverauslassventil auf der Basis von Information von dem Pulver-Durchflussmesser steuert.
Pulverzuführvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher die Steuerung das Innendrucksteuerventil in den Entweichungszustand versetzt, bevor das Pulverauslassventil bis auf die vorgegebene Öffnung geschlossen ist.
Pulverzuführverfahren zum Zuführen von Pulver in einem Zuführtank durch eine Pulverförderleitung, die mit dem Zuführtank verbunden ist, nach außerhalb des Zuführtanks, wobei das Verfahren umfasst: in einem schnellen Lastreduktionsmodus zum nach einer vorgegebenen Zeitdauer Reduzieren einer Durchflussrate von zu der Außenseite des Zuführtanks zuzuführendem Pulver auf eine vorgegebene Rate, Versetzen eines Innendrucksteuerventils, das mit dem Zuführtank verbunden ist, in einen Entweichungszustand zur Reduktion von Druck in dem Zuführtank, und bis auf eine vorgegebene Öffnung Schließen eines Pulverauslassventils, das mit der Pulverförderleitung verbunden ist, so dass die Pulverdurchflussrate nach der vorgegebenen Zeitdauer kleiner wird als die vorgesehene Rate; und sobald die Pulverdurchflussrate kleiner wird als eine vorgesehene Pulverdurchflussrate, die vor dem Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer zum nach der vorgegebenen Zeitdauer Reduzieren der Pulverdurchflussrate auf die vorgegebene Rate zu erwarten ist, Einstellen des Innendrucksteuerventils und/oder des Pulverauslassventils auf Basis von Information der Pulverdurchflussrate, so dass die Pulverdurchflussrate zu der vorgesehenen Pulverdurchflussrate wird.
Pulverzuführverfahren nach Anspruch 5, bei dem die vorgesehene Pulverdurchflussrate auf Basis der Pulverdurchflussrate ermittelt wird, die gerade bevor der schnelle Lastreduktionsmodus eingestellt wird vorhanden ist.
Pulverzuführverfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem, sobald die Pulverdurchflussrate kleiner wird als die vorgesehene Pulverdurchflussrate, das Innendrucksteuerventil und das Pulverauslassventil auf Basis von Information von einem Pulver-Durchflussmesser eingestellt werden, der mit der Pulverförderleitung verbunden ist.
Pulverzuführverfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem das Innendrucksteuerventil in den Entweichungszustand versetzt wird, bevor das Pulverauslassventil bis auf die vorgegebene Öffnung geschlossen wird.