JP2008246407A - 横型ミルの出口空気温度制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】石炭乾燥必要熱量を増加させて、負荷変動幅を拡大し得、負荷変化率の大きな運転に対応し得る横型ミルの出口空気温度制御方法及び装置を提供する。
【解決手段】横型ミル２の低負荷運用時に、該横型ミル２へ供給される石炭に所内用水等の水を注入する注水制御手段１１を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、横型ミルの出口空気温度制御方法及び装置に関するものである。

図４は横型ミルを備えた石炭焚ボイラ設備の一例を示すものであって、１は石炭焚ボイラ、２はミルモータ（図示せず）によって回転駆動されるドラム内部に多数のボールが装填され石炭を微粉砕して微粉炭とするための横型ミル、３は石炭が貯留されたコールバンカ、４はコールバンカ３に貯留された石炭を切り出すための給炭機、５は給炭機４で切り出された石炭の石炭供給管、６は石炭供給管５から供給される石炭を横型ミル２へ導入すると共に横型ミル２で微粉砕された微粉炭を粗粉と分離して石炭焚ボイラ１へ導くための粗粉分離器、７は石炭焚ボイラ１から排出される排ガスの熱を回収して空気を予熱するための空気予熱器、８は空気予熱器７を通過した熱空気（およそ３００［℃］程度）の粗粉分離器６への供給量を調節するための熱空気ダンパ、９は空気予熱器７をバイパスした冷空気（およそ３５［℃］程度）の粗粉分離器６への供給量を調節するための冷空気ダンパ、１０は石炭焚ボイラ１から排出され空気予熱器７を通過した排ガスを大気放出するための煙突である。

図４に示されるような石炭焚ボイラ設備の運転時には、空気予熱器７を通過した熱空気と空気予熱器７をバイパスした冷空気とを熱空気ダンパ８と冷空気ダンパ９との開度調節にて適宜混ぜることにより所要温度に制御された一次空気が粗粉分離器６を介して横型ミル２へ導入されており、この状態で、コールバンカ３に貯留された石炭を給炭機４によって切り出し、石炭供給管５から粗粉分離器６を介して横型ミル２へ導入すると、該横型ミル２の回転駆動されるドラム内部において石炭は、前記一次空気によって乾燥されつつ、ボールの衝撃並びに摩擦等の粉砕作用により微粉砕され、粗粉分離器６で粗粉が分離されて微粉炭のみが一次空気と一緒に石炭焚ボイラ１の図示していないバーナへ供給され、該石炭焚ボイラ１の火炉内において、空気予熱器７を通過して予熱された燃焼用二次空気と前記微粉炭とが混合されて燃焼が行われ、該燃焼熱によって蒸気が発生され、前記石炭焚ボイラ１から排出される排ガスは、図示していない脱硝・集塵装置・脱硫等の環境装置で処理され、空気予熱器７において石炭焚ボイラ１へ供給される空気と熱交換した後、煙突１０から大気へ放出されるようになっている。

ところで、前述の如き石炭焚ボイラ設備においては、一般に、複数台の横型ミル２（図４には一台のみ図示している）が設置されており、低負荷で運用するニーズがあった場合、前記横型ミル２の運転台数を減らすことで対応しているが、通常、運転台数を二台以下にはしない方針がある。これは、万一、一台の横型ミル２がトリップしたとしても、もう一台の横型ミル２で運転を継続することにより、プラント全体の運転を停止させるという事態を回避するためである。

即ち、前記横型ミル２として可能な最低給炭量の二台分に相当する負荷が、運用できる最低負荷となる。

尚、前述の如き横型ミルに関連する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
特開９−２５３５１８号公報

前述の如く、横型ミル２においては、石炭粉砕と乾燥とを行っているが、前記横型ミル２での乾燥の熱量は、図５に示される如く、温度制御されている一次空気による入熱と、前記横型ミル２の動力が熱に置換される、いわゆるミルモータからの入熱とによって供給されている。

ここで、要求される負荷の低下に伴って給炭量を引き下げた場合、石炭を乾燥させるのに必要な熱量が減少すると共に、前記熱空気ダンパ８の開度が絞られて一次空気による入熱も減少するが、前記ミルモータからの入熱は、給炭量によらず一定であって減少しないため、トータルの入熱が石炭乾燥必要熱量を上回ると、熱空気ダンパ８を全閉とし且つ冷空気ダンパ９を全開としても、横型ミル２の出口空気温度が上昇してしまい、制御不能となって、運転を停止せざるを得なくなる。因みに、プラントの負荷変動幅を拡大し、負荷変化率の大きな運転に対応するためには、横型ミル２の起動・停止を極力避ける必要がある。

しかしながら、前記横型ミル２においては、出口空気温度を制御可能な最低値となる給炭量が、運転を停止させずに継続できる石炭乾燥能力の下限となるため、従来においては、こうした出口空気温度の制御性に伴う制約から、給炭量を絞りきれず、結果的にプラントの負荷も充分には下げられず、運用のニーズに答えられないことがあった。

本発明は、斯かる実情に鑑み、石炭乾燥必要熱量を増加させて、負荷変動幅を拡大し得、負荷変化率の大きな運転に対応し得る横型ミルの出口空気温度制御方法及び装置を提供しようとするものである。

本発明は、熱空気と冷空気とを熱空気ダンパと冷空気ダンパとの開度調節にて適宜混ぜることにより所要温度に制御された一次空気が導入され、且つ該一次空気によって石炭を乾燥させつつ微粉砕して石炭焚ボイラへ供給する横型ミルの出口空気温度制御装置において、
横型ミル低負荷運用時に、該横型ミルへ供給される石炭に水を注入することを特徴とする横型ミルの出口空気温度制御方法にかかるものである。

前記横型ミルの出口空気温度制御方法においては、横型ミルが運転中で、給炭量が設定値以下となり、且つ注水が行われていない状態で、熱空気ダンパの開度が設定値以下となった場合に、石炭への注水を行うようにすることが有効となる。

一方、本発明は、熱空気と冷空気とを熱空気ダンパと冷空気ダンパとの開度調節にて適宜混ぜることにより所要温度に制御された一次空気が導入され、且つ該一次空気によって石炭を乾燥させつつ微粉砕して石炭焚ボイラへ供給する横型ミルの出口空気温度制御装置において、
横型ミル低負荷運用時に、該横型ミルへ供給される石炭に水を注入する注水制御手段を備えたことを特徴とする横型ミルの出口空気温度制御装置にかかるものである。

前記横型ミルの出口空気温度制御装置においては、前記注水制御手段を、
横型ミルへの石炭供給管に接続され且つ途中に注水弁が設けられた注水ラインと、
横型ミルへの給炭量を検出する給炭量検出器と、
横型ミルが運転中で、前記給炭量検出器で検出される給炭量が設定値以下となり、且つ前記注水弁が閉じている状態で、熱空気ダンパの開度が設定値以下となった場合に、前記注水弁を開く指令信号を出力する制御器と
から構成することが有効となる。

上記手段によれば、以下のような作用が得られる。

横型ミル低負荷運用時に、該横型ミルへ供給される石炭に水が注入されると、石炭乾燥必要熱量が増加し、横型ミルへのトータルの入熱、即ち一次空気による入熱及びミルモータからの入熱の和が前記石炭乾燥必要熱量を上回ることが避けられ、横型ミルの出口空気温度の制御性を確保しながら、運転を停止させずに継続できる石炭乾燥能力の下限となる給炭量を更に絞ることが可能となり、結果的にプラントの負荷も充分に下げられ、運用のニーズに答えられることとなる。

本発明の横型ミルの出口空気温度制御方法及び装置によれば、石炭乾燥必要熱量を増加させて、負荷変動幅を拡大し得、負荷変化率の大きな運転に対応し得るという優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１〜図３は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図４に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１〜図３に示す如く、横型ミル２の低負荷運用時に、該横型ミル２へ供給される石炭に所内用水等の水を注入する注水制御手段１１を備えた点にある。

本図示例の場合、前記注水制御手段１１は、
横型ミル２の粗粉分離器６への石炭供給管５に注水ライン１２を接続し、該注水ライン１２途中に注水弁１３を設け、
給炭機４に、横型ミル２への給炭量１４ａを検出する給炭量検出器１４を設け、
横型ミル２が運転中であることを示す横型ミル運転中信号２ａと、前記給炭量検出器１４で検出される給炭量１４ａと、前記注水弁１３が閉じているか否かを示す注水弁状態信号１３ａと、熱空気ダンパ８の開度信号８ａとが入力され、条件に応じて前記注水弁１３を開閉する指令信号１３ｂを出力する制御器１５を設ける
ことによって構成してある。

又、前記制御器１５には、図２に示す如く、前記横型ミル運転中信号２ａと、前記給炭量１４ａと、前記注水弁状態信号１３ａと、前記熱空気ダンパ８の開度信号８ａとに基づき、横型ミル２が運転中で、前記給炭量１４ａが設定値（例えば、１５［ｔ／ｈ］）以下となり、且つ前記注水弁１３が閉じている状態で、前記熱空気ダンパ８の開度が設定値（例えば、３０［％］）以下となった場合に、前記注水弁１３を開く指令信号１３ｂを出力するＡＮＤ回路１６を内蔵してある。

尚、図３は、出力がおよそ６００〜７００［ｋＷ］クラスの石炭焚ボイラ設備における横型ミル２を一例として、横軸に時間を取り、縦軸に、給炭量１４ａ、注水弁１３の開度、及び熱空気ダンパ８の開度をそれぞれ取ったタイムチャートである。

次に、上記図示例の作用を説明する。

横型ミル２の運転時には、注水制御手段１１の制御器１５に対し、横型ミル２が運転中であることを示す横型ミル運転中信号２ａと、給炭量検出器１４で検出される給炭量１４ａと、注水弁１３が閉じているか否かを示す注水弁状態信号１３ａと、熱空気ダンパ８の開度信号８ａとが入力されており、出力がおよそ６００〜７００［ｋＷ］クラスの石炭焚ボイラ設備における横型ミル２を一例として挙げると、図３に示す如く、前記給炭量１４ａが３５［ｔ／ｈ］程度の場合には、注水弁１３は閉じ、熱空気ダンパ８の開度はおよそ５０［％］程度に保持されている。

この状態から、負荷の低下に伴って前記給炭量１４ａが徐々に絞り込まれて行き、前記横型ミル運転中信号２ａと、前記給炭量１４ａと、前記注水弁状態信号１３ａと、前記熱空気ダンパ８の開度信号８ａとに基づき、横型ミル２が運転中で、前記給炭量１４ａが設定値（例えば、１５［ｔ／ｈ］）以下となり、且つ前記注水弁１３が閉じている状態で、前記熱空気ダンパ８の開度が設定値（例えば、３０［％］）以下となった場合に、前記注水制御手段１１の制御器１５におけるＡＮＤ回路１６から前記注水弁１３を開く指令信号１３ｂが出力され、該注水弁１３が開き、注水ライン１２から石炭供給管５に所内用水等の水が供給される。尚、前記注水ライン１２から石炭供給管５に供給される水の流量は、およそ１［ｌ／ｈ］程度で良い。

前述の如く、横型ミル２の低負荷運用時に、横型ミル２の粗粉分離器６へ供給される石炭に対して注水ライン１２から所内用水等の水が注入されると、石炭乾燥必要熱量が増加し、横型ミル２へのトータルの入熱、即ち一次空気による入熱及びミルモータからの入熱の和が前記石炭乾燥必要熱量を上回ることが避けられ、横型ミル２の出口空気温度の制御性を確保しながら、運転を停止させずに継続できる石炭乾燥能力の下限となる給炭量１４ａを更に、図３に示す如く、１３［ｔ／ｈ］程度まで絞ることが可能となり、結果的にプラントの負荷も充分に下げられ、運用のニーズに答えられることとなる。

尚、その後、負荷の上昇に伴って前記給炭量１４ａが徐々に増加して行き、前記給炭量１４ａが設定値（例えば、１５［ｔ／ｈ］）を越えると、前記注水制御手段１１の制御器１５におけるＡＮＤ回路１６から前記注水弁１３を開く指令信号１３ｂが出力されなくなり、該注水弁１３が閉じ、注水ライン１２から石炭供給管５への水の供給が停止される。

こうして、石炭乾燥必要熱量を増加させて、負荷変動幅を拡大し得、負荷変化率の大きな運転に対応し得る。

尚、本発明の横型ミルの出口空気温度制御方法及び装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明を実施する形態の一例を示す概要構成図である。 本発明を実施する形態の一例における制御器の論理回路図である。 本発明を実施する形態の一例における給炭量、注水弁開度、及び熱空気ダンパ開度の関係を示すタイムチャートである。 横型ミルを備えた石炭焚ボイラ設備の一例を示す概要構成図である。 通常運転時における石炭乾燥必要熱量と、給炭量減少時における石炭乾燥必要熱量とを示す概念図である。

符号の説明

１ 石炭焚ボイラ
２ 横型ミル
２ａ 横型ミル運転中信号
３ コールバンカ
４ 給炭機
５ 石炭供給管
６ 粗粉分離器
７ 空気予熱器
８ 熱空気ダンパ
８ａ 開度信号
９ 冷空気ダンパ
１１ 注水制御手段
１２ 注水ライン
１３ 注水弁
１３ａ 注水弁状態信号
１３ｂ 指令信号
１４ 給炭量検出器
１４ａ 給炭量
１５ 制御器
１６ ＡＮＤ回路

Claims (4)

1. 熱空気と冷空気とを熱空気ダンパと冷空気ダンパとの開度調節にて適宜混ぜることにより所要温度に制御された一次空気が導入され、且つ該一次空気によって石炭を乾燥させつつ微粉砕して石炭焚ボイラへ供給する横型ミルの出口空気温度制御装置において、
   横型ミル低負荷運用時に、該横型ミルへ供給される石炭に水を注入することを特徴とする横型ミルの出口空気温度制御方法。
2. 横型ミルが運転中で、給炭量が設定値以下となり、且つ注水が行われていない状態で、熱空気ダンパの開度が設定値以下となった場合に、石炭への注水を行うようにした請求項１記載の横型ミルの出口空気温度制御方法。
3. 熱空気と冷空気とを熱空気ダンパと冷空気ダンパとの開度調節にて適宜混ぜることにより所要温度に制御された一次空気が導入され、且つ該一次空気によって石炭を乾燥させつつ微粉砕して石炭焚ボイラへ供給する横型ミルの出口空気温度制御装置において、
   横型ミル低負荷運用時に、該横型ミルへ供給される石炭に水を注入する注水制御手段を備えたことを特徴とする横型ミルの出口空気温度制御装置。
4. 前記注水制御手段を、
   横型ミルへの石炭供給管に接続され且つ途中に注水弁が設けられた注水ラインと、
   横型ミルへの給炭量を検出する給炭量検出器と、
   横型ミルが運転中で、前記給炭量検出器で検出される給炭量が設定値以下となり、且つ前記注水弁が閉じている状態で、熱空気ダンパの開度が設定値以下となった場合に、前記注水弁を開く指令信号を出力する制御器と
   から構成した請求項３記載の横型ミルの出口空気温度制御装置。
   

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