JP2002143714A - 微粉砕機の運転状態監視装置 - Google Patents

微粉砕機の運転状態監視装置

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JP2002143714A
JP2002143714A JP2000343808A JP2000343808A JP2002143714A JP 2002143714 A JP2002143714 A JP 2002143714A JP 2000343808 A JP2000343808 A JP 2000343808A JP 2000343808 A JP2000343808 A JP 2000343808A JP 2002143714 A JP2002143714 A JP 2002143714A
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pulverizing
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Teruaki Tatsuma
照章 立間
Hitoshi Migaki
仁志 三垣
Kenji Kiyama
研滋 木山
Akira Jirobo
昭 次郎坊
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Babcock Hitachi KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 筐体内部で急速燃焼が生じた時に、速やかに
それを検出することができる微粉砕機の運転状態監視装
置を提供する。 【解決手段】 圧力検出座26,31の圧力差を検出す
る微粉砕機差圧検出器33が検出した微粉砕機差圧ΔP
が負圧になったならば、または内圧検出器34が検出し
た微粉砕機内圧Pが予め定めた規定値を超えたなら
ば、退避警告を発し、それから所定時間が経過したな
ら、微粉砕機5を停止させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は回転する粉砕輪と該
粉砕輪に接して従動回転する粉砕ローラとにより石炭を
粉砕し、熱空気で乾燥および搬送するようにした微粉砕
機の運転状態監視装置に関する。
【0002】
【従来の技術】石炭を直接燃焼させるための石炭微粉砕
設備は石炭を粉砕する微粉砕機、粉砕された石炭を乾燥
し搬送するための熱空気を導入する熱空気ダクト、微粉
砕機に石炭を供給する給炭機、粉砕され乾燥された微粉
砕をバーナに供給する輸送管等を具えている。図6は微
粉砕機を含む石炭焚きボイラの工程系統図である。同図
に示すように、押込通風機1により送り込まれた燃焼用
空気Aは一次空気A1と二次空気A2とに分離され、一
次空気A1は分岐して冷空気として一次空気用押込通風
機4により直接、微粉砕機5に送られるものと、空気予
熱器3により加熱されて、微粉砕機5に送られる熱空気
とになり、さらに、微粉砕機5の上流側で混合されて混
合比において適温に調整されて、微粉砕機5に供給され
る。一方、二次空気A2は蒸気式空気予熱機2と空気予
熱器3により加熱されて熱空気としてボイラ8のバーナ
用ウインドボックス20に送られる。
【0003】また、石炭Cは石炭バンカ6に投入された
後、給炭機7により所定量ずつ微粉砕機5に供給されて
微粉砕に粉砕される。微粉砕機5では一次空気A1によ
り一部乾燥されながら粉砕された石炭は、一次空気A1
に搬送されてボイラ8のバーナ用ウインドボックス20
に搬送され、ボイラ8の内部で二次空気A2により燃焼
する。ボイラ内で石炭の燃焼により生じた排ガスは集塵
機9で塵埃が取り除かれ、脱硝装置10で窒素分が除去
され、空気予熱器3を経て誘引通風機11で吸引されて
脱硫装置12に送り込まれ、硫黄分が除去された後、煙
突13から大気中に放出される。
【0004】図7は微粉砕機5の内部構成を示す縦断面
図である。微粉砕機5の上部に設けられた給炭管14内
に平均粒径2〜70mm程度の石炭Cが供給され、粉砕テ
ーブル16上に落下する。粉砕テーブル16は回転可能
に支持されていて、減速機32を介して電動機17によ
り駆動され、20〜40rpmで回転する。粉砕テーブル
16上部に粉砕輪19が取り付けられていて、この上部
に粉砕荷重が加えられた複数の粉砕ローラ18が粉砕輪
19に対向して粉砕物を介して間接的に接し、従動回転
するように取り付けられている。粉砕テーブル16上に
落下した石炭Cは遠心力により粉砕ローラ18と粉砕輪
19との間に移動し、それらの間を通過する過程で圧壊
されて粉砕輪19の外周に設けられたスロート21上部
へと送られる。
【0005】一方、熱空気ダクト29から送り込まれた
一次空気A1はチャンバ22を経てスロート21を通過
して上部に噴き上がりながら、微粉状の石炭Cを乾燥し
つつ搬送する。こうして搬送される石炭Cの中、比較的
細かい粒子は更に上方に送られてベーン23を経て分級
機24に送られ、粗い粒子は気流から分離されて再び粉
砕テーブル16上に戻される。分級機24に送り込まれ
た石炭C粒子に遠心力が作用して、比較的粗い粒子は分
離されて落下し、ホッパ25を経て再び粉砕テーブル1
6上に戻され、微粒子のみが送炭管15を経てバーナ2
0へ供給される。また、石炭C中の石、鉄片等の異物は
スロート21を一次空気A1で搬送される過程で分離さ
れて落下し、回転するパイライトプロー27により掻き
集められてパイライト箱28内に収納される。
【0006】また、熱空気ダクト29、微粉砕機5の側
壁および分級機24の排出側上部には、そこの温度を計
測するための温度計35,36,37がそれぞれ設けら
れている。そして、温度計35,36,37がそれぞれ
計測した熱空気入口温度T、微粉砕機外周温度T
、微粉砕機内温度Tは図示しない制御装置Hに伝
達される。このように、微粉砕機5の要部に温度計3
5,36,37を設置して当該箇所の温度を計測するの
は、何らかの事情で微粉砕機5の内部で石炭Cが連続的
に異常燃焼する、即ち、微粉砕機5内の「火災」が発生
する場合があり、このような場合に微粉砕機5内部全体
の温度が上昇するので、上記箇所の温度を計測して異常
の発生を検知するためである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、微粉砕機5
では、石炭Cが内部全体で異常燃焼する場合の外に、局
部的かつ短期的に石炭Cが急激に燃焼する、粉塵爆発の
様相を呈する急速燃焼が発生することがある。このよう
な場合には燃焼時間が短いため、微粉砕機5の内部の温
度はあまり上昇しない。従って、微粉砕機5の要部に設
置した温度計35,36,37で上記急速燃焼の発生を
検出することはできない。この急速燃焼が生じると、小
さな燃焼が連鎖的に発生して急速燃焼となり、瞬間的に
大きな圧力変動を起こす衝撃(圧力)波を発生させる。
この衝撃波の衝突圧力は波面圧力の数倍以上になる。急
速燃焼が単発的に発生する場合は、さ程問題ないが、頻
発したり連続的に発生すると、機器が疲労劣化して破損
に至る虞があるばかりでなく、高温高圧のガスが機器外
に噴出して作業員や他の機器に損傷を与える等の二次災
害が発生する虞もある。
【0008】本発明は従来技術におけるかかる不具合を
解消すべく為されたものであり、筐体内部で急速燃焼が
生じた時に、速やかにそれを検出することができる微粉
砕機の運転状態、特に火災等に対する運転状態を監視す
る運転状態監視装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、微粉砕機または熱空気ダクト内部で発生し
た急速燃焼により生じた衝撃波の進行方向に沿った圧力
と進行方向に垂直な方向の圧力の差圧を測定して、該差
圧が所定値以上変化した時、あるいは、微粉砕機または
熱空気ダクトの内部圧力を検出して、該圧力が所定値を
越えた時に微粉砕機を停止させるようにしたものであ
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
例を詳細に説明する。図1は本発明の実施例に係る微粉
砕機の内部構成を示す縦断面図である。同図において、
31,30,26は熱空気ダクト29、分級機24の排
出側上部および微粉砕機5の上部側壁にそれぞれ設けら
れ、内部の圧力を検出するための圧力検出座、33は圧
力検出座26,31間に接続され、両箇所の圧力差を検
出する微粉砕機差圧検出器、34は圧力検出座30に接
続され、次に述べる筐体内のガス圧を検出する内圧検出
器、38は微粉砕機5の筐体である。微粉砕機差圧検出
器33および内圧検出器34がそれぞれ検出した微粉砕
機差圧ΔPおよび微粉砕機内圧Pは制御装置Hに伝達
される。
【0011】図2は衝撃波の特性を示す波形図である。
同図において、Pは進行する衝撃波の前後の静圧、P
は衝撃波の波面圧力、P(破線)は衝撃波に向かっ
て測定した衝突圧力、P20(一点鎖線)は衝撃波の進
行方向に対して垂直に測定した波面圧力である。D1,
D2は圧力検出器の測定方向を示しており、それぞれ衝
撃波の進行方向に向かう方向および垂直な方向を示して
いる。(垂直)衝撃波は音速以上の速さ(マッハ値)で
伝搬し、先端部の圧力は測定方向により大きく異なり、
瞬間的に作用する衝突圧力Pは波面圧力Pの数倍以
上の大きさになる。
【0012】本実施例では急速燃焼は図1でFで示す箇
所で発生する場合が多い。Fで発生した急速燃焼による
衝撃波は球面状に拡がって伝搬し、微粉砕機5の筐体3
8の複雑な内部壁面に反復して反射される中に、方向性
が失われてほぼ壁面に垂直な進行波となる。従って、筐
体38の上部壁面に垂直な向きに取り付けられた圧力検
出座26は衝突圧力Pに相当する衝突圧力を検出し、
これを急速燃焼の衝撃波のエネルギーが減衰するまで検
出する。一方、熱空気ダクト29に向かった衝撃波は熱
空気ダクト29に沿って進行するから、熱空気ダクト2
9の壁面に垂直に取り付けられた圧力検出座31は衝撃
波の衝突を全く受けないから、衝撃波が通過しても上述
の静圧P1のみを検出する。
【0013】つまり、微粉砕機差圧検出器33は平常時
は熱空気ダクト29内と筐体38の上内部との間の圧力
損失に相当する微粉砕機差圧ΔP≒0.5kPa程度の正
圧を検出しているが、微粉砕機5内に急速燃焼が発生し
て、圧力検出座26がその衝撃波を受けると、微粉砕機
差圧検出器33が検出した微粉砕機差圧ΔPは圧力検出
座26側の大きな圧力により急激に低下し、0乃至は負
圧になることもある。図3は微粉砕機5内に急速燃焼が
発生した時の微粉砕機差圧ΔPと温度計37が計測した
分級機24の排出側上部の温度Tの経時特性を示す特
性図である。上述のように、急速燃焼が発生しても分級
機24の排出側上部の温度Tは変化しないが、微粉砕
機差圧ΔPは急激に低下する。
【0014】図4は本実施例に係る微粉砕機の制御ブロ
ック図である。同図に示すように、微粉砕機5の運転中
に微粉砕機差圧ΔPが負圧になったならば、微粉砕機5
および送炭管15やバーナ用ウインドボックス20の周
囲に設置した拡声器により、作業員に至急退避するよう
に促す警告を発すると共に制御画面のランプを点滅させ
る等の警報(ANN)を発する。そして、タイマーTM
で時間を計時して、所定時間、例えば、1〜3秒が経過
したら、微粉砕機5を停止させて、微粉砕機5内部の圧
力異常により微粉砕機5を停止させた旨を表示器に表示
させる。タイマーTMを設けたのは、微粉砕機5を停止
させることはバーナ用ウインドボックス20への燃料供
給を停止することになり、それはボイラ8の停止に繋が
るため、できる限り誤検出を避けて精度の高い火災検出
を行えるようにするためである。また、微粉砕機5を停
止させた後は、内部清掃を行い、急速燃焼が起きない状
態に復旧させ、運転を再開させる。
【0015】図5は本発明の他の実施例に係る微粉砕機
の制御ブロック図である。この実施例では内圧検出器3
4が検出した微粉砕機内圧Pが予め定めた規定値を超
えたならば、退避警告を発し、それから所定時間が経過
したなら、微粉砕機5を停止させるようにしている。こ
のようにしても微粉砕機5内に発生した急速燃焼を速や
かに検出できる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、微
粉砕機または熱空気ダクト内部で発生した急速燃焼によ
り生じた衝撃波の進行方向に沿った圧力と進行方向に垂
直な方向の圧力の差圧を測定して、該差圧が所定値以上
変化した時、あるいは、微粉砕機または熱空気ダクトの
内部圧力を検出して、該圧力が所定値を越えた時に微粉
砕機を停止させるようにしたので、筐体内部で急速燃焼
が生じた時に、速やかにそれを検出することにより、急
速燃焼により発生した衝撃波で機器が損傷したり、作業
員が災害に巻き込まれるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る微粉砕機の内部構成を示
す縦断面図
【図2】衝撃波の特性を示す波形図
【図3】微粉砕機差圧ΔPと分級機の排出側上部の温度
の経時特性を示す特性図
【図4】本発明の実施例に係る微粉砕機の制御ブロック
【図5】本発明の他の実施例に係る微粉砕機の制御ブロ
ック図
【図6】石炭焚きボイラの工程系統図
【図7】従来例に係る微粉砕機の内部構成を示す縦断面
【符号の説明】
2 蒸気式空気予熱器 3 空気予熱器 5 微粉砕機 8 ボイラ 16 粉砕テーブル 18 粉砕ローラ 19 粉砕輪 20 バーナ用ウインドボックス 24 分級機 26,30,31 圧力検出座 33 微粉砕機差圧検出器 34 内圧検出器 35,36,37 温度計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木山 研滋 広島県呉市宝町6番9号 バブコック日立 株式会社呉事業所内 (72)発明者 次郎坊 昭 広島県呉市宝町6番9号 バブコック日立 株式会社呉事業所内 Fターム(参考) 4D063 EE03 EE12 GA08 GC29 4D067 EE45 GA04 GB02

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転する粉砕輪と該粉砕輪に接して従動
    回転する粉砕ローラとにより石炭を粉砕し、熱空気で乾
    燥および搬送するようにした微粉砕機の運転状態監視装
    置において、前記微粉砕機または熱空気ダクト内部で発
    生した急速燃焼により生じた衝撃波の進行方向に沿った
    圧力と進行方向に垂直な方向の圧力の差圧を測定して、
    該差圧が所定値以上変化した時に前記微粉砕機を停止さ
    せるようにしたことを特徴とする微粉砕機の運転状態監
    視装置。
  2. 【請求項2】 回転する粉砕輪と該粉砕輪に接して従
    動回転する粉砕ローラとにより石炭を粉砕し、熱空気で
    乾燥および搬送するようにした微粉砕機の運転状態監視
    装置において、微粉砕機または熱空気ダクトの内部圧力
    を検出して、該圧力が所定値を越えた時に前記微粉砕機
    を停止させるようにしたことを特徴とする微粉砕機の運
    転状態監視装置。
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