JP2008157545A - ミルトリップ時の残炭パージ方法および残炭パージシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 石炭噛み込み異常等でミルをトリップさせた際に、ボイラの安定運転に悪影響を与えることなく残炭パージを行ってミルの再起動操作を行う。
【解決手段】 ミル駆動部の電流値、ミルローラリフトのリフト量、およびミルテーブル差圧が所定の条件値となった場合にミルをトリップさせる（Ｓ１，Ｓ２）。ボイラの発熱量補正値を通常値よりも増加させ（Ｓ３）、さらに、ボイラの出力目標設定を増加させて（Ｓ５）、主蒸気圧力偏差の増大を回避しながら残炭パージを行う。そして、確実な石炭噛み込みを確認しながらミルの再起動操作を行う（Ｓ６）。
【選択図】 図１

Description

本発明は、微粉炭を燃焼空気とともにボイラに送出するミルを複数備えたボイラ設備において、石炭噛み込み異常等でミルをトリップさせた際に、ボイラの安定運転に悪影響を与えることなく残炭パージを行ってミルの再起動操作を行うことが可能なミルトリップ時の残炭パージ方法および残炭パージシステムに関するものである。

タービンを用いて発電機を駆動するようにした発電プラントでは、ボイラ内で微粉炭等の燃料を燃焼させることにより蒸気を発生させ、この蒸気によりタービンを回転させ、タービンの回転軸に駆動軸が接続された発電機を駆動して発電を行っている。
このような発電プラントでは、ボイラの前段に、石炭等の原燃料を粉砕して、燃焼空気とともに火炉へ供給するためのミル（微粉炭機）が設置されている。

ミルはボイラへ燃料を供給するための重要な装置であり、このミルにおいて石炭等の原燃料が正常に供給されないと、ボイラを安定して運転することができなくなる。特に、石炭噛み込み異常等でミルをトリップさせた際には、残炭パージを行う必要があり、残炭パージの方法が適切でないと、主蒸気圧力偏差が増大してボイラの安定運転に支障を来すおそれがあった。

そこで、従来より、石炭噛み込み異常等でミルをトリップさせた際の残炭パージに関する技術が種々提案されている。
例えば、ミル内に残炭を存在させてミルを停止させた場合に、ミル内部の残炭排出状態を確実に監視して残炭の排出終了判定を行うための技術が開示されている（特許文献１参照）。

この特許文献１に記載されている「石炭粉砕機における残炭排出終了判定方法およびその装置」は、微粉炭を燃料として使用する石炭焚きボイラに微粉炭を供給するミルに適用する技術である。この技術では、不燃性媒体を注入しながらミルの可動部を回転させて残炭を排出する過程におけるミルの振動値と残炭無しの状態での振動値とを比較判定する手段と、ミルの可動部を回転させて残炭を排出する過程におけるミル電動機の電流値と残炭無しの状態での電流値とを比較判定する手段を備えている。そして、ミルの振動値と、ミル電動機の電流値とに基づいて、残炭の排出終了時期を把握するようになっている。

特開平８−１９６９３５号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載された技術では、残炭の排出終了時期を把握することができるとしても、ミルの再起動においてボイラの安定運転を行うことまでは考慮していない。

すなわち、従来のミル内部残炭パージ方法では、ミルトリップ時のように残炭量が多い場合には、ミルを再起動させた際に、他ミルに対する給炭量減指令が出されないと給炭量が一時的に過多となり、主蒸気圧力偏差が増大してボイラの安定運転に支障を来すおそれがあった。

本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、石炭噛み込み異常等でミルをトリップさせた際に、ボイラの安定運転に悪影響を与えることなく残炭パージを行ってミルの再起動操作を行うことが可能なミルトリップ時の残炭パージ方法および残炭パージシステムを提供することを目的とする。

本発明に係るミルトリップ時の残炭パージ方法および残炭パージシステムは、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を備えている。
すなわち、本発明に係るミルトリップ時の残炭パージ方法は、テーブルとローラとの間に投入された石炭等の原燃料を粉砕して微粉炭とし、該微粉炭を燃焼空気とともにボイラに送出するミルを複数備えたボイラ設備において、ミルをトリップさせた際の残炭パージ方法であって、ボイラの発熱量補正値を通常値よりも増加させて主蒸気圧力偏差の増大を回避しながら残炭パージを行い、ミルの再起動操作を行うことを特徴とするものである。

また、前記ボイラの発熱量補正値の増操作を行ってもボイラ圧力が上昇する場合には、ボイラの出力目標設定を増加させて、主蒸気圧力偏差の増大を回避しながら残炭パージを行い、ミルの再起動操作を行うことが好ましい。

さらに、ミルのトリップ操作は、ミル駆動部の電流値、ミルローラリフトのリフト量、およびミルテーブル差圧が所定の条件値となった場合に行うことが好ましい。

本発明に係るミルトリップ時の残炭パージシステムは、テーブルとローラとの間に投入された石炭等の原燃料を粉砕して微粉炭とし、該微粉炭を燃焼空気とともにボイラに送出するミルを複数備えたボイラ設備において、ミルをトリップさせた際の残炭パージシステムであって、ボイラの発熱量補正値を通常値よりも増加させる発熱量補正手段と、ボイラの出力目標設定を増加させる出力目標設定制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。

本発明に係るミルトリップ時の残炭パージ方法および残炭パージシステムでは、ボイラの発熱量補正値を通常値よりも増加させ、さらに、ボイラの出力目標設定を増加させて、主蒸気圧力偏差の増大を回避しながら残炭パージを行い、ミルの再起動操作を行っている。したがって、ミル内部の残炭量が多い可能性がある場合であっても、主蒸気圧力偏差の変化を最低限に抑えて、ボイラの安定運転に悪影響を与えることなく残炭パージを行ってミルの再起動操作を行うことが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明に係るミルトリップ時の残炭パージ方法および残炭パージシステムの実施形態を説明する。
図１および図２は、本発明の実施形態に係るミルトリップ時の残炭パージ方法および残炭パージシステムに関するもので、図１は残炭パージ方法の手順を示すフローチャート、図２は残炭パージシステムの概略構成図である。また、図３は、本発明の実施形態に係る本発明に係るミルトリップ時の残炭パージ方法および残炭パージシステムを適用するボイラ設備の一部を示す概略構成図である。なお、図３では、ボイラ設備を構成する機器のうち、特に本実施形態の説明に必要なミルおよびボイラのみについて示している。

＜ボイラ設備＞
本発明の実施形態に係るミルトリップ時の残炭パージ方法および残炭パージシステムを適用するボイラ設備は、図３に示すように、ボイラ１０へ燃料である微粉炭を粉砕して供給するためのミル（微粉炭機）２０を備えている。

ミル２０の上方には、バンカ３０が配設されており、ミル２０内には、石炭を粉砕するためのテーブル２１およびローラ２２と、微粉炭を分級して所望の粒径とするための回転式分級器２３が配設されている。また、ミル２０には、原燃料である石炭内に混入した異物を回収するためのパイライトホッパ４０と、微粉炭をボイラ１０の火炉１１内へ移送するための押込送風機５０が接続されている。

このミル２０は、バンカ３０から原燃料である石炭の供給を受けて、テーブル２１とローラ２２との間に石炭を噛み込ませ、ローラ２２をテーブル２１に押し付けながらテーブル２１を回転させることにより、石炭を粉砕して微粉炭を製造する。また、回転式分級器２３の回転速度を調整することにより微粉炭を所望の粒径とすることができる。

ミル２０で製造された微粉炭は、押込送風機５０から供給される燃焼空気とともにボイラ１０の火炉１１に供給されて燃焼し、火炉１１、過熱器および再熱器により水を加熱して蒸気を発生させる。発生した蒸気はタービンに送出されてタービンを回転させるとともに、タービンと同軸に接続された発電機を駆動して発電が行われる。タービンを回転させた後の蒸気は、復水器により水に戻され、再び過熱器に供給される。

このような構成からなるミル２０では、押込送風機５０から供給される燃焼空気により原料投入口側からミル２０の出口に向かって圧力差が生じるようになっている。

なお、図３にはバンカ３０およびミル２０を１機のみ示しているが、本実施形態に係るボイラ設備は合計６機のバンカ３０およびミル２０を備えている。そして、通常の運転状態では５機のミル２０を稼働させて発電を行い、点検時や異常発生時に、予備のミル２０を稼働させて発電を行うようになっている。

ミル２０およびその付属機器には、ミル２０の運転状況を監視するための機器類が取り付けられている。図示しないが、機器類は、テーブル２１およびローラ２２等を駆動させるための駆動部への負荷電流を測定するための電流計、ミル２０へ供給される空気量を測定するための流量計、ミル２０の出口温度を計測するための温度計、テーブル２１の上下位置を測定するための位置測定器、ローラ２２の押付油圧を測定するための油圧計、回転式分級器２３の回転速度を測定するための回転計等からなる。

図示しないが、これらの機器類は中央制御室に設けられたコンピュータに接続されており、各機器類における測定値が、パネル表示器や液晶表示器等の表示装置により表示されるようになっている。また、コンピュータおよび表示装置は、警報発生手段としても機能し、各種の異常が発生した場合に、警報を発生することができるようになっている。

＜残炭パージ方法＞
本発明の実施形態に係る残炭パージ方法は、石炭噛み込み異常等でミルをトリップさせた際の残炭パージ方法であり、ボイラの発熱量補正値を通常値よりも増加させ、さらに、ボイラの出力目標設定を増加させて、主蒸気圧力偏差の増大を回避しながら残炭パージを行うようになっている。

すなわち、図１に示すように、ミルの状態を監視してミルをトリップさせる条件が成立したか否かを判断し（Ｓ１）、ミルをトリップさせる条件が成立した場合にはミルをトリップさせる（Ｓ２）。具体的には、ミル駆動部の電流値、ミルローラリフトのリフト量、およびミルテーブル差圧を監視し、ミル駆動部の電流値が最低許容値となったこと、ミルローラリフトのリフト量が０ｍｍとなったこと、およびミルテーブル差圧が２．０ＫＰａ以上となったことを条件としてミルをトリップさせる。

ここで、ミル駆動部の電流値が最低許容値となったことを条件の１つとするのは、例えば高水分炭をミルに投入したため、石炭がミルターンテーブル上で落下とともに拡散せず、ミルターンテーブル中央部で山状になり、石炭がミルローラに噛み込まなかったり、石炭の特性（異常乾燥等）やミル粉砕部摩耗等により、石炭がミルローラに噛み込まなかったりした場合に対処するためである。また、ミルローラリフトのリフト量が０ｍｍとなったことを条件の１つとするのは、実際に炉内に燃料が投入されていれば、ミルローラリフトが上昇することを考慮したためである。また、ミルテーブル差圧が２．０ＫＰａ以上となったことを条件の１つとするのは、ミル内部に滞留した石炭が一気に炉内へ投入されたため、主蒸気圧力が上昇してメタル温度が高すぎる旨の警報が発生した過去の実績と、ミルローラリフトがゼロからの残炭パージ時の燃料過剰投入を抑制することを考慮したためである。

ミルをトリップさせると、ミル内に残留した残炭のパージを行う。この際、まず、ボイラの発熱量補正値を通常値よりも増加させて主蒸気圧力偏差の増大を回避しながら残炭パージを行う（Ｓ３）。具体的には、例えば発熱補正量を＋０．０２増補正する。そして、主蒸気圧力偏差が規定の範囲内で推移しているか否か、すなわちボイラ圧力が上昇しているか否かを判断し（Ｓ４）、主蒸気圧力偏差が規定の範囲内で推移している場合には、そのまま残炭パージを続行して、確実な石炭噛み込みを確認しながらミルの再起動操作を行う（Ｓ６）。

一方、ボイラの発熱量補正値の増操作を行ってもボイラ圧力が上昇する場合には、ボイラの出力目標設定を増加させて、主蒸気圧力偏差の増大を回避しながら残炭パージを行う（Ｓ５）。具体的には、例えば出力目標設定を５ＭＷ程度増加させる。そして、主蒸気圧力偏差が規定の範囲内で推移していることを確認し、残炭パージを続行して、確実な石炭噛み込みを確認しながミルの再起動操作を行う（Ｓ６）。

＜残炭パージシステム＞
本発明の実施形態に係る残炭パージシステム１００は、上述した残炭パージ方法を実施するのに適したシステムであって、図２に示すように、ボイラの発熱量補正値を通常値よりも増加させる発熱量補正手段１０１と、ボイラの出力目標設定を増加させる出力目標設定制御手段１０２とを、主な構成要素としている。さらに、本発明の実施形態に係る残炭パージシステム１００は、ミル駆動部の電流値を検知するためのミル電流検知手段１０３、ミルローラリフトのリフト量を検知するためのミルローラリフト量検知手段１０４、およびミルテーブル差圧を検知するためのミルテーブル差圧検知手段１０５を備えている。

なお、図示しないが、各手段を総合的に管理制御する総合制御手段を設け、ミル電流検知手段１０３、ミルローラリフト量検知手段１０４、およびミルテーブル差圧検知手段１０５からの検知信号を総合制御手段に入力して、自動的にミルのトリップを行うような構成としてもよい。さらに、ミルのトリップの制御だけではなく、発熱量補正手段１０１および出力目標設定制御手段１０２によるボイラ運転の制御に至るまで、全ての工程を総合制御手段による制御に基づいて全自動で行うような構成としてもよい。

なお、上述した各手段は、コンピュータシステムおよびその周辺機器により構成されるもので、コンピュータシステムを構成するＣＰＵ等がアプリケーションプログラムに従って動作することにより各手段としての機能を発揮するようになっている。

この残炭パージシステム１００では、上述したように、ミル電流検知手段１０３で検知したミル駆動部の電流値、ミルローラリフト量検知手段１０４で検知したミルローラリフトのリフト量、およびミルテーブル差圧検知手段１０５で検知したミルテーブル差圧が所定の条件値となった場合に、ミルのトリップ操作が行われる。具体的には、ミル駆動部の電流値が最小値となるとともに、ミルローラリフト量が０ｍｍとなり、さらにミルテーブル差圧が２．０ＫＰａ以上となった場合に、石炭噛み込み異常等の不具合が発生したとしてミルをトリップさせる。

そして、当該ミルにおいて残炭パージを行いながら、発熱量補正手段１０１によりボイラの発熱量補正値を通常値よりも増加させる。このボイラの発熱量補正値の増操作を行ってもボイラ圧力が上昇する場合には、出力目標設定制御手段１０２によりボイラの出力目標設定を増加させる。その後、ミルの残炭パージが終了し石炭噛み込み異常等の不具合が解消されたならば、ミルの再起動操作を行う。

本発明の実施形態に係る残炭パージ方法の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る残炭パージシステムの概略構成図である。 本発明の実施形態に係るミルトリップ時の残炭パージ方法および残炭パージシステムを適用するボイラ設備の一部を示す概略構成図である。

符号の説明

１０ ボイラ
１１ 火炉
２０ ミル
２１ テーブル
２２ ローラ
２３ 回転式分級器
３０ バンカ
４０ パイライトホッパ
５０ 押込送風機
１００ 残炭パージシステム
１０１ 発熱量補正手段
１０２ 出力目標設定制御手段
１０３ ミル電流検知手段
１０４ ミルローラリフト量検知手段
１０５ ミルテーブル差圧検知手段

Claims (4)

1. テーブルとローラとの間に投入された石炭等の原燃料を粉砕して微粉炭とし、該微粉炭を燃焼空気とともにボイラに送出するミルを複数備えたボイラ設備において、ミルをトリップさせた際の残炭パージ方法であって、
   ボイラの発熱量補正値を通常値よりも増加させて主蒸気圧力偏差の増大を回避しながら残炭パージを行い、ミルの再起動操作を行うことを特徴とするミルトリップ時の残炭パージ方法。
2. 前記ボイラの発熱量補正値の増操作を行ってもボイラ圧力が上昇する場合には、ボイラの出力目標設定を増加させて、主蒸気圧力偏差の増大を回避しながら残炭パージを行い、ミルの再起動操作を行うことを特徴とする請求項１に記載のミルトリップ時の残炭パージ方法。
3. ミルのトリップ操作は、ミル駆動部の電流値、ミルローラリフトのリフト量、およびミルテーブル差圧が所定の条件値となった場合に行うことを特徴とする請求項１または２に記載のミルトリップ時の残炭パージ方法。
4. テーブルとローラとの間に投入された石炭等の原燃料を粉砕して微粉炭とし、該微粉炭を燃焼空気とともにボイラに送出するミルを複数備えたボイラ設備において、ミルをトリップさせた際の残炭パージシステムであって、
   ボイラの発熱量補正値を通常値よりも増加させる発熱量補正手段と、
   ボイラの出力目標設定を増加させる出力目標設定制御手段と、を備えたことを特徴とするミルトリップ時の残炭パージシステム。

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