JP2015025582A - 固体燃料燃焼装置 - Google Patents
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【解決手段】燃料Aを粉砕して燃焼させている状態で、バンカに燃料Bを投入し、燃料Aから燃料Bへ連続的に燃料を切り替える固体燃料燃焼装置に、供給されている燃料Aと燃料Bの混合比を算出する混合比算出手段59と、混合比算出手段によって算出された混合比に応じて、粉砕機の運用条件を補正する粉砕機運用補正手段61を備えたことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
前記駆動部では、竪型粉砕機1の外側に設置された粉砕テーブル駆動用モータ3から粉砕テーブル用減速機4に回転力を伝達し、その減速機4の回転力を上部に設置されている粉砕テーブル5に伝達する仕組みになっている。
バンカ22に貯留されている石炭などの固体燃料10は、搬送ベルト23の回転により給炭管9に供給され、矢印で示したように粉砕テーブル5の中央部に落下する。
搬送ベルト23により供給される固体燃料10の重量は、重量検出器30によって検出される。一方、搬送ベルト23は搬送ベルト駆動用モータ24によりその回転数が変更可能になっており、そのモータ24の回転数は回転数検出器31によって検出される。
また、前記固定フィン13は長方形の板状部材から構成され、それの長手方向が固定式分級器の中心線と平行になるように、各固定フィン13は垂直方向に設置されている。
固体燃料を貯留するバンカと、
前記固体燃料を粉砕する粉砕機と、
前記バンカに貯留されている固体燃料を前記粉砕機に供給する燃料供給機と、
前記粉砕機によって粉砕された微粒子状の固体燃料を搬送ガスで搬送して燃焼するバーナを備え、
前記固体燃料としてかさ密度が異なる少なくとも燃料Aと燃料Bを用い、
前記バンカに貯留されている燃料Aを粉砕して燃焼させている状態で、当該バンカに前記燃料Bを投入し、燃料Aから燃料Bへ連続的に燃料を切り替えて、
または、バンカに貯留されている燃料Bを粉砕して燃焼させている状態で、当該バンカに前記燃料Aを投入し、燃料Bから燃料Aへ連続的に燃料を切り替えて、
前記粉砕機で粉砕して前記バーナで燃焼する固体燃料燃焼装置を対象とするものである。
前記燃料供給機によって供給されている前記固体燃料の燃料Aと燃料Bの混合比を算出する混合比算出手段と、
その混合比算出手段によって算出された混合比に応じて、例えば前記粉砕機における粉砕テーブルの回転数、粉砕ローラの荷重、回転フィンの回転数、固定フィンのベーン角度、前記搬送ガスの流量ならびに搬送ガスの温度などの前記粉砕機の運用条件を補正する粉砕機運用補正手段を備えたことを特徴とするものである。
前記燃料供給機からの計測値に基づいてその燃料供給機によって供給されている前記固体燃料のかさ密度を算出するかさ密度算出手段を設け、
そのかさ密度算出手段によって算出された前記固体燃料のかさ密度と、前記燃料A単独のかさ密度と、前記燃料B単独のかさ密度に基づいて、前記混合比算出手段が前記固体燃料の燃料Aと燃料Bの混合比を算出する構成になっていることを特徴とするものである。
前記燃料供給機は、所定の間隔をおいて配置された駆動プーリおよび従動プーリと、その駆動プーリと従動プーリの間に架設された搬送ベルトと、その搬送ベルトを回転駆動する搬送ベルト駆動用モータと、前記搬送ベルト上に搭載されている前記固体燃料の一定区間上の固体燃料の重量を計測する例えばロードセルなどの重量計測手段とを備え、
前記燃料供給機による前記固体燃料の供給量を一定にした状態で、前記重量計測手段によって計測した固体燃料の重量に基づいて、前記かさ密度算出手段が前記固体燃料のかさ密度を算出する構成になっていることを特徴とするものである。
前記燃料供給機は、所定の間隔をおいて配置された駆動プーリおよび従動プーリと、その駆動プーリと従動プーリの間に架設された搬送ベルトと、その搬送ベルトを回転駆動する搬送ベルト駆動用モータと、その搬送ベルト駆動用モータの回転数を検出する回転数検出手段とを備え、
前記燃料供給機による前記固体燃料の供給量を一定にした状態で、前記回転数検出手段によって計測した回転数に基づいて、前記かさ密度算出手段が前記固体燃料のかさ密度を算出する構成になっていることを特徴とするものである。
前記燃料供給機によって供給される前記固体燃料の表面状態を検出する画像検出手段と、
その画像検出手段によって得られた画像を2値化処理する画像処理手段を設け、
その画像処理手段によって得られた画像上の少なくとも一方の燃料の面積割合に基づいて、前記混合比算出手段が前記固体燃料の燃料Aと燃料Bの混合比を算出する構成になっていることを特徴とするものである。
前記バンカに貯留されている前記固体燃料のレベルを検出するレベル検出手段を設け、
そのレベル検出手段によって前記固体燃料が一定レベル以下になったことを検出すると、前記粉砕機運用補正手段が補正動作するように構成されていることを特徴とするものである。
前記粉砕機は、
回転する粉砕テーブルと、その粉砕テーブル上に配置された複数の粉砕ローラと、その粉砕ローラの荷重を調整する例えば後述する油圧シリンダーなどの荷重調整手段を備えた粉砕部と、
その粉砕部の上部に設けられて、少なくとも回転フィンを有する分級部と、
前記粉砕部によって生成した粉体を前記分級部に搬送して粗粒子と微粒子に分級して、得られた微粒子状の固体燃料を前記バーナに搬送する前記搬送ガスを供給する搬送ガス供給手段を備え、
前記粉砕機運用補正手段により、前記粉砕テーブルの回転数、粉砕ローラの荷重、回転フィンの回転数、搬送ガスの流量ならびに搬送ガスの温度の少なくとも1つを、前記固体燃料の混合比に応じて補正することを特徴とするものである。
前記燃料Aがバイオマス燃料で、前記燃料Bが石炭燃料であって、その燃料Aから燃料Bに切り替える際、前記粉砕テーブルの回転数、粉砕ローラの荷重、回転フィンの回転数、搬送ガスの流量ならびに搬送ガスの温度のうちで、前記粉砕テーブルの回転数を除く他の操作端の補正を先に行い、前記固体燃料中のバイオマスの割合が十分少なくなってから前記粉砕テーブルの回転数の補正を行う構成になっていることを特徴とするものである。
前記燃料Aがバイオマス燃料で、前記燃料Bが石炭燃料であって、
前記搬送ガスを供給する搬送ガス供給手段に搬送ガス中の酸素濃度を変更する酸素濃度変更手段が設けられ、
前記固体燃料の混合比に応じて、前記粉砕機運用補正手段を介して前記酸素濃度変更手段により前記搬送ガス中の酸素濃度が変更できることを特徴とする
ものである。
図14は、後述の実施例に係る竪型粉砕機を備えた事業用ボイラプラントの系統図である。
図1は、本発明の実施例1に係る竪型粉砕機の制御系統の概略構成図である。
前記駆動部では、竪型粉砕機1の外側に設置された粉砕テーブル駆動用モータ3から粉砕テーブル用減速機4に回転力を伝達し、その減速機4の回転力を上部に設置されている粉砕テーブル5に伝達する仕組みになっている。
バンカ22に貯留されている石炭などの固体燃料10は、搬送ベルト23の回転により給炭管9に供給され、矢印で示したように粉砕テーブル5の中央部に落下する。
搬送ベルト23により供給される固体燃料10の重量は、重量検出器30によって検出される。一方、搬送ベルト23は搬送ベルト駆動用モータ24によりその回転数が変更可能になっており、そのモータ24の回転数は回転数検出器31によって検出される。
前記燃料量指令値33は粉砕機運用制御器36にも入力される。また、分配器15内にはミル出口温度検出器42が設置されており、ミル出口温度検出値43が粉砕機運用制御器36に入力される。
また、前記固定フィン13は長方形の板状部材から構成され、それの長手方向が固定式分級器の中心線と平行になるように、各固定フィン13は垂直方向に設置されている。
また、燃料B(石炭)の場合、製品微粉の粒径を細かくする必要があるため、固定フィン13の角度を大きくすることが望ましい。
また、搬送ベルト23のベルト回転速度51から計算することもできる。このベルト回転速度51は、搬送ベルト駆動用モータ24に付設している回転数検出器31によって検出される(図2参照)。
図3は、搬送ベルト23のベルト回転速度51と固体燃料10のかさ密度ρblkの関係の一例を示した特性図である。固体燃料10の供給量が一定であるため、搬送ベルトの回転数が速くなったということは、搬送ベルト23上の固体燃料10の重量が低下しており、かさ密度が小さくなったことを意味する。
よって、固体燃料10のかさ密度ρblkは前記式(1)より算出することが可能である。固体燃料10のかさ密度ρblkの計算は、図1ならびに図2に示したかさ密度計算機56によってなされる。
図4は、搬送されて来た固体燃料のかさ密度と、燃料Aと燃料Bの混合比の関係を模式的に示した特性図である。予め燃料Aと燃料Bの単体のかさ密度を求めて、図1に示したように燃料A単体のかさ密度を燃料Aかさ密度記憶部57に、燃料B単体のかさ密度を燃料Bかさ密度記憶部58に、それぞれ記憶しておく。
λ=(ρblk−ρblkA)/(ρblkB−ρblkA)・・・(3)
式中ρblk:算出された固体燃料10のかさ密度、
ρblkA:燃料A単体のかさ密度、
ρblkB:燃料B単体のかさ密度である。
但し、λ≧λ1において使用すること。λ1は前記不干渉帯の最大値である。λ1は各操作端で独立した値を用いても良いし、共通の値を用いても良い。
図9は、本発明の実施例2に係る竪型粉砕機の制御系統の概略構成図である。本実施例では、画像検出器によって得られた固体燃料の画像により、固体燃料のかさ密度および燃料Aと燃料Bの混合比を求める。
ρblk=ρblkA×(XA)1.5+ρblkB×(1−XA)1.5・・・(5)
式中ρblkA:燃料A単体のかさ密度、
ρblkB:燃料B単体のかさ密度である。
図12は、本発明の実施例3に係る竪型粉砕機の制御系統の概略構成図である。この実施例で前記実施例1と相違する点は、搬送ガス21の供給ライン70に、流量調整機構(ダンパ機構)66を有する排ガス循環ライン65を設けるとともに、供給ライン70の粉砕機入口側に酸素濃度検出器67を設けた点である。
バンカに投入される燃料A、Bの流動に関して説明する。
燃料Aがバンカに入っている状態で燃料Bを投入して使用を続けると、バンカ内に蓄積されている燃料Aの量が徐々に減少していくが、ある時間、瞬時に 燃料Aから燃料Bへ切り替わるとは限らない。
Claims (9)
- 固体燃料を貯留するバンカと、
前記固体燃料を粉砕する粉砕機と、
前記バンカに貯留されている固体燃料を前記粉砕機に供給する燃料供給機と、
前記粉砕機によって粉砕された微粒子状の固体燃料を搬送ガスで搬送して燃焼するバーナを備え、
前記固体燃料としてかさ密度が異なる少なくとも燃料Aと燃料Bを用い、
前記バンカに貯留されている燃料Aを粉砕して燃焼させている状態で、当該バンカに前記燃料Bを投入し、燃料Aから燃料Bへ連続的に燃料を切り替えて、
または、バンカに貯留されている燃料Bを粉砕して燃焼させている状態で、当該バンカに前記燃料Aを投入し、燃料Bから燃料Aへ連続的に燃料を切り替えて、
前記粉砕機で粉砕して前記バーナで燃焼する固体燃料燃焼装置において、
前記燃料供給機によって供給されている前記固体燃料の燃料Aと燃料Bの混合比を算出する混合比算出手段と、
その混合比算出手段によって算出された混合比に応じて、前記粉砕機の運用条件を補正する粉砕機運用補正手段を備えたことを特徴とする固体燃料燃焼装置。 - 請求項1に記載の固体燃料燃焼装置において、
前記燃料供給機からの計測値に基づいてその燃料供給機によって供給されている前記固体燃料のかさ密度を算出するかさ密度算出手段を設け、
そのかさ密度算出手段によって算出された前記固体燃料のかさ密度と、前記燃料A単独のかさ密度と、前記燃料B単独のかさ密度に基づいて、前記混合比算出手段が前記固体燃料の燃料Aと燃料Bの混合比を算出する構成になっていることを特徴とする固体燃料燃焼装置。 - 請求項2に記載の固体燃料燃焼装置において、
前記燃料供給機は、所定の間隔をおいて配置された駆動プーリおよび従動プーリと、その駆動プーリと従動プーリの間に架設された搬送ベルトと、その搬送ベルトを回転駆動する搬送ベルト駆動用モータと、前記搬送ベルト上に搭載されている前記固体燃料の一定区間上の固体燃料の重量を計測する重量計測手段とを備え、
前記燃料供給機による前記固体燃料の供給量を一定にした状態で、前記重量計測手段によって計測した固体燃料の重量に基づいて、前記かさ密度算出手段が前記固体燃料のかさ密度を算出する構成になっていることを特徴とする固体燃料燃焼装置。 - 請求項2に記載の固体燃料燃焼装置において、
前記燃料供給機は、所定の間隔をおいて配置された駆動プーリおよび従動プーリと、その駆動プーリと従動プーリの間に架設された搬送ベルトと、その搬送ベルトを回転駆動する搬送ベルト駆動用モータと、その搬送ベルト駆動用モータの回転数を検出する回転数検出手段とを備え、
前記燃料供給機による前記固体燃料の供給量を一定にした状態で、前記回転数検出手段によって計測した回転数に基づいて、前記かさ密度算出手段が前記固体燃料のかさ密度を算出する構成になっていることを特徴とする固体燃料燃焼装置。 - 請求項1に記載の固体燃料燃焼装置において、
前記燃料供給機によって供給される前記固体燃料の表面状態を検出する画像検出手段と、
その画像検出手段によって得られた画像を2値化処理する画像処理手段を設け、
その画像処理手段によって得られた画像上の少なくとも一方の燃料の面積割合に基づいて、前記混合比算出手段が前記固体燃料の燃料Aと燃料Bの混合比を算出する構成になっていることを特徴とする固体燃料燃焼装置。 - 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の固体燃料燃焼装置において、
前記バンカに貯留されている前記固体燃料のレベルを検出するレベル検出手段を設け、
そのレベル検出手段によって前記固体燃料が一定レベル以下になったことを検出すると、前記粉砕機運用補正手段が補正動作するように構成されていることを特徴とする固体燃料燃焼装置。 - 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の固体燃料燃焼装置において、
前記粉砕機は、
回転する粉砕テーブルと、その粉砕テーブル上に配置された複数の粉砕ローラと、その粉砕ローラの荷重を調整する荷重調整手段を備えた粉砕部と、
その粉砕部の上部に設けられて、少なくとも回転フィンを有する分級部と、
前記粉砕部によって生成した粉体を前記分級部に搬送して粗粒子と微粒子に分級して、得られた微粒子状の固体燃料を前記バーナに搬送する前記搬送ガスを供給する搬送ガス供給手段を備え、
前記粉砕機運用補正手段により、前記粉砕テーブルの回転数、粉砕ローラの荷重、回転フィンの回転数、搬送ガスの流量ならびに搬送ガスの温度の少なくとも1つを、前記固体燃料の混合比に応じて補正することを特徴とする固体燃料燃焼装置。 - 請求項7に記載の固体燃料燃焼装置において、
前記燃料Aがバイオマス燃料で、前記燃料Bが石炭燃料であって、その燃料Aから燃料Bに切り替える際、前記粉砕テーブルの回転数、粉砕ローラの荷重、回転フィンの回転数、搬送ガスの流量ならびに搬送ガスの温度のうちで、前記粉砕テーブルの回転数を除く他の操作端の補正を先に行い、前記固体燃料中のバイオマスの割合が十分少なくなってから前記粉砕テーブルの回転数の補正を行う構成になっていることを特徴とする固体燃料燃焼装置。 - 請求項1ないし8のいずれか1項に記載の固体燃料燃焼装置において、
前記燃料Aがバイオマス燃料で、前記燃料Bが石炭燃料であって、
前記搬送ガスを供給する搬送ガス供給手段に搬送ガス中の酸素濃度を変更する酸素濃度変更手段が設けられ、
前記固体燃料の混合比に応じて、前記粉砕機運用補正手段を介して前記酸素濃度変更手段により前記搬送ガス中の酸素濃度が変更できることを特徴とする固体燃料燃焼装置。
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