JP2018044719A - 循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法、装置及びプログラム、並びに原料供給量の演算方法、装置及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度を高精度に予測できるようにする。【解決手段】熱ガス発生装置と、ミルと、バグフィルターとを備え、循環ファンを用いて、バグフィルターからの排ガスを、その一部を大気中に放散するとともに、熱ガス発生装置に循環させる循環系粉砕プラントにおいて、ミル入口温度ＴINは、バーナーにより発生する熱量ΔＱHGGと、循環ファンによる仕事量ΔＱFANと、大気中への排ガスの放散による排熱量とを補うものとする熱収支に基づいて、ガスの比熱Ｃ、バグフィルターの出口排ガス流量Ｆbug、放散ガス流量Ｆexh、ミル出口温度ＴOUT、外気温Ｔ0を用いて、式（１０２）により、計算する。Ｃ・（Ｆbug−Ｆexh）・（ＴIN—ＴOUT）＝ΔＱHGG＋ΔＱFAN＋Ｃ・Ｆexh・（ＴOUT−Ｔ0）・・・（１０２）【選択図】図２
Description
本発明は、循環系粉砕プラントにおいて粉砕機の入口温度を予測するのに利用して好適な循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法、装置及びプログラム、並びに原料供給量の演算方法、装置及びプログラムに関する。
微粉炭やセメント等を製造するための粉砕プラントとして、負圧式の循環系粉砕プラントが知られている（例えば特許文献１を参照）。負圧式の循環系粉砕プラントでは、燃料ガスと燃焼エアとを熱ガス発生装置に供給し、熱ガス発生装置において、熱風を排ガスとして発生させる。排ガスは、原料の粉砕を行う粉砕機の内部に供給される。粉砕機で粉砕された原料は、排ガスと共にバグフィルターに供給され、バグフィルターで捕集される。その後、排ガスは、循環ファンで昇圧されて循環ガスとして再び熱ガス発生装置に供給される。このように熱ガス発生装置で発生した排ガス（熱風）は、熱ガス発生装置から、粉砕機、バグフィルターを経由して熱ガス発生装置に循環される。
この種の循環系粉砕プラントにおいて、粉砕機の入口温度は、石炭の含有水分、外気温、石炭粉砕量等によって大きく変化するため、プラント設計の段階で事前評価しておく必要がある。プラントの運転条件に応じて粉砕機の入口温度を高精度に予測できれば、設備仕様を適正化することが可能となる。
特に循環系粉砕プラントでは、加熱された排ガスがライン内を循環するため、排ガスを全て排気する１パス式の粉砕プラントに比べると、粉砕機の入口温度が高くなる傾向がある。また、排ガス循環によって排ガス排出量を抑制できる構造から粉砕量を大型化することがあり、やはり粉砕機の入口温度が高くなる傾向にある。そのため、循環系粉砕プラントにおいては、粉砕機の入口温度を高精度に予測し、運転条件を適正化することへの要求が１パス式の粉砕プラントよりも高いと言える。
また、循環系粉砕プラントの操業中においても、粉砕機の入口温度を高精度に予測できれば、プラント制御に有効活用することができる。
特に循環系粉砕プラントでは、加熱された排ガスがライン内を循環するため、排ガスを全て排気する１パス式の粉砕プラントに比べると、粉砕機の入口温度が高くなる傾向がある。また、排ガス循環によって排ガス排出量を抑制できる構造から粉砕量を大型化することがあり、やはり粉砕機の入口温度が高くなる傾向にある。そのため、循環系粉砕プラントにおいては、粉砕機の入口温度を高精度に予測し、運転条件を適正化することへの要求が１パス式の粉砕プラントよりも高いと言える。
また、循環系粉砕プラントの操業中においても、粉砕機の入口温度を高精度に予測できれば、プラント制御に有効活用することができる。
しかしながら、循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測手法は十分に確立されているとは言い難い。
特許文献１では、循環系粉砕プラントにおいて熱・物質収支計算を行うことが開示されているが、粉砕機の入口温度を予測することは開示されていない。
また、循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度を、１パス式の粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法に倣って予測することが行われているが、実際の温度に比較して遥かに低い温度を計算してしまうことが多いという実情がある。
特許文献１では、循環系粉砕プラントにおいて熱・物質収支計算を行うことが開示されているが、粉砕機の入口温度を予測することは開示されていない。
また、循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度を、１パス式の粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法に倣って予測することが行われているが、実際の温度に比較して遥かに低い温度を計算してしまうことが多いという実情がある。
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度を高精度に予測できるようにすることを目的とする。
上記の課題を解決するための本発明の要旨は、以下のとおりである。
［１］ 熱風を排ガスとして発生する熱ガス発生装置と、原料を粉砕し、粉砕後の原料を前記熱ガス発生装置で発生する排ガスの流れに乗せて外部に放出する粉砕機と、前記粉砕機から排ガスの流れに乗って放出された粉砕後の原料を捕集する捕集機とを備え、循環ファンにより、前記捕集機からの排ガスを、その一部を大気中に放散するとともに、前記熱ガス発生装置に循環させる循環系粉砕プラントにおいて、前記粉砕機の入口温度を予測する方法であって、
前記粉砕機の入口温度は、前記熱ガス発生装置が有するバーナーにより発生する熱量と、前記循環ファンによる仕事量と、大気中への排ガスの放散による排熱量とを補うものとする熱収支に基づいて、前記粉砕機の入口温度を計算することを特徴とする循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法。
［２］ 大気中への排ガスの放散による排熱量は、放散ガスを外気温から前記粉砕機の出口温度まで加熱するのに必要な熱量として表わすことを特徴とする［１］に記載の循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法。
［３］ 前記バーナーにより発生する熱量ΔＱHGGは、燃料ガスカロリーが
一定であるとして、式（１０１）によりで与えられ、
ΔＱHGG＝燃料ガスカロリー×燃料ガス流量・・・（１０１）
前記循環ファンによる仕事量は、既知の値が与えられることを特徴とする［１］又は［２］に記載の循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法。
［４］ 前記粉砕機の入口温度ＴINを、ガスの比熱Ｃ、前記捕集機の出口排ガス流量Ｆbug、放散ガス流量Ｆexh、前記粉砕機の出口温度ＴOUT、前記バーナーにより発生する熱量ΔＱHGG、前記循環ファンによる仕事量ΔＱFAN、外気温Ｔ0を用いて、式（１０２）により、
Ｃ・（Ｆbug−Ｆexh）・（ＴIN―ＴOUT）＝
ΔＱHGG＋ΔＱFAN＋Ｃ・Ｆexh・（ＴOUT−Ｔ0）・・・（１０２）
計算することを特徴とする［１］乃至［３］のいずれか一つに記載の循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法。
［５］ 前記ガスの比熱Ｃ、前記循環ファンによる仕事量ΔＱFANは、既知の値が与えられ、
前記放散ガス流量Ｆexh、前記バーナーにより発生する熱量ΔＱHGGは、運転条件として設定される、前記捕集機の出口排ガス流量Ｆbug、前記粉砕機の出口温度ＴOUT、及び前記外気温Ｔ0を含む条件を用いて、熱及び物質収支に基づいて計算されることを特徴とする［４］に記載の循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法。
［６］ 熱風を排ガスとして発生する熱ガス発生装置と、原料を粉砕し、粉砕後の原料を前記熱ガス発生装置で発生する排ガスの流れに乗せて外部に放出する粉砕機と、前記粉砕機から排ガスの流れに乗って放出された粉砕後の原料を捕集する捕集機とを備え、循環ファンにより、前記捕集機からの排ガスを、その一部を大気中に放散するとともに、前記熱ガス発生装置に循環させる循環系粉砕プラントにおいて、前記粉砕機の入口温度を予測する装置であって、
前記粉砕機の入口温度は、前記熱ガス発生装置が有するバーナーにより発生する熱量と、前記循環ファンによる仕事量と、大気中への排ガスの放散による排熱量とを補うものとする熱収支に基づいて、前記粉砕機の入口温度を計算する手段を備えたことを特徴とする循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測装置。
［７］ 熱風を排ガスとして発生する熱ガス発生装置と、原料を粉砕し、粉砕後の原料を前記熱ガス発生装置で発生する排ガスの流れに乗せて外部に放出する粉砕機と、前記粉砕機から排ガスの流れに乗って放出された粉砕後の原料を捕集する捕集機とを備え、循環ファンにより、前記捕集機からの排ガスを、その一部を大気中に放散するとともに、前記熱ガス発生装置に循環させる循環系粉砕プラントにおいて、前記粉砕機の入口温度を予測するためのプログラムであって、
前記粉砕機の入口温度は、前記熱ガス発生装置が有するバーナーにより発生する熱量と、前記循環ファンによる仕事量と、大気中への排ガスの放散による排熱量とを補うものとする熱収支に基づいて、前記粉砕機の入口温度を計算する処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
［１］ 熱風を排ガスとして発生する熱ガス発生装置と、原料を粉砕し、粉砕後の原料を前記熱ガス発生装置で発生する排ガスの流れに乗せて外部に放出する粉砕機と、前記粉砕機から排ガスの流れに乗って放出された粉砕後の原料を捕集する捕集機とを備え、循環ファンにより、前記捕集機からの排ガスを、その一部を大気中に放散するとともに、前記熱ガス発生装置に循環させる循環系粉砕プラントにおいて、前記粉砕機の入口温度を予測する方法であって、
前記粉砕機の入口温度は、前記熱ガス発生装置が有するバーナーにより発生する熱量と、前記循環ファンによる仕事量と、大気中への排ガスの放散による排熱量とを補うものとする熱収支に基づいて、前記粉砕機の入口温度を計算することを特徴とする循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法。
［２］ 大気中への排ガスの放散による排熱量は、放散ガスを外気温から前記粉砕機の出口温度まで加熱するのに必要な熱量として表わすことを特徴とする［１］に記載の循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法。
［３］ 前記バーナーにより発生する熱量ΔＱHGGは、燃料ガスカロリーが
一定であるとして、式（１０１）によりで与えられ、
ΔＱHGG＝燃料ガスカロリー×燃料ガス流量・・・（１０１）
前記循環ファンによる仕事量は、既知の値が与えられることを特徴とする［１］又は［２］に記載の循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法。
［４］ 前記粉砕機の入口温度ＴINを、ガスの比熱Ｃ、前記捕集機の出口排ガス流量Ｆbug、放散ガス流量Ｆexh、前記粉砕機の出口温度ＴOUT、前記バーナーにより発生する熱量ΔＱHGG、前記循環ファンによる仕事量ΔＱFAN、外気温Ｔ0を用いて、式（１０２）により、
Ｃ・（Ｆbug−Ｆexh）・（ＴIN―ＴOUT）＝
ΔＱHGG＋ΔＱFAN＋Ｃ・Ｆexh・（ＴOUT−Ｔ0）・・・（１０２）
計算することを特徴とする［１］乃至［３］のいずれか一つに記載の循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法。
［５］ 前記ガスの比熱Ｃ、前記循環ファンによる仕事量ΔＱFANは、既知の値が与えられ、
前記放散ガス流量Ｆexh、前記バーナーにより発生する熱量ΔＱHGGは、運転条件として設定される、前記捕集機の出口排ガス流量Ｆbug、前記粉砕機の出口温度ＴOUT、及び前記外気温Ｔ0を含む条件を用いて、熱及び物質収支に基づいて計算されることを特徴とする［４］に記載の循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法。
［６］ 熱風を排ガスとして発生する熱ガス発生装置と、原料を粉砕し、粉砕後の原料を前記熱ガス発生装置で発生する排ガスの流れに乗せて外部に放出する粉砕機と、前記粉砕機から排ガスの流れに乗って放出された粉砕後の原料を捕集する捕集機とを備え、循環ファンにより、前記捕集機からの排ガスを、その一部を大気中に放散するとともに、前記熱ガス発生装置に循環させる循環系粉砕プラントにおいて、前記粉砕機の入口温度を予測する装置であって、
前記粉砕機の入口温度は、前記熱ガス発生装置が有するバーナーにより発生する熱量と、前記循環ファンによる仕事量と、大気中への排ガスの放散による排熱量とを補うものとする熱収支に基づいて、前記粉砕機の入口温度を計算する手段を備えたことを特徴とする循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測装置。
［７］ 熱風を排ガスとして発生する熱ガス発生装置と、原料を粉砕し、粉砕後の原料を前記熱ガス発生装置で発生する排ガスの流れに乗せて外部に放出する粉砕機と、前記粉砕機から排ガスの流れに乗って放出された粉砕後の原料を捕集する捕集機とを備え、循環ファンにより、前記捕集機からの排ガスを、その一部を大気中に放散するとともに、前記熱ガス発生装置に循環させる循環系粉砕プラントにおいて、前記粉砕機の入口温度を予測するためのプログラムであって、
前記粉砕機の入口温度は、前記熱ガス発生装置が有するバーナーにより発生する熱量と、前記循環ファンによる仕事量と、大気中への排ガスの放散による排熱量とを補うものとする熱収支に基づいて、前記粉砕機の入口温度を計算する処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
［８］ ［１］乃至［５］のいずれか一つに記載の循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法により、前記粉砕機の入口温度を原料供給量を変更して繰り返し計算し、前記粉砕機の入口温度と原料供給量との複数の組み合わせを得るステップと、
前記粉砕機の入口温度と原料供給量との複数の組み合わせに基づいて、前記粉砕機の入口温度が上限を超えない範囲で最大となる原料供給量を求めるステップとを有することを特徴とする循環系粉砕プラントにおける原料供給量の演算方法。
［９］ ［１］乃至［５］のいずれか一つに記載の循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法により、前記粉砕機の入口温度を原料供給量を変更して繰り返し計算し、前記粉砕機の入口温度と原料供給量との複数の組み合わせを得る手段と、
前記粉砕機の入口温度と原料供給量との複数の組み合わせに基づいて、前記粉砕機の入口温度が上限を超えない範囲で最大となる原料供給量を求める手段とを備えたことを特徴とする循環系粉砕プラントにおける原料供給量の演算装置。
［１０］ ［１］乃至［５］のいずれか一つに記載の循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法により、前記粉砕機の入口温度を原料供給量を変更して繰り返し計算し、前記粉砕機の入口温度と原料供給量との複数の組み合わせを得る処理と、
前記粉砕機の入口温度と原料供給量との複数の組み合わせに基づいて、前記粉砕機の入口温度が上限を超えない範囲で最大となる原料供給量を求める処理とをコンピュータに実行させるためのプログラム。
前記粉砕機の入口温度と原料供給量との複数の組み合わせに基づいて、前記粉砕機の入口温度が上限を超えない範囲で最大となる原料供給量を求めるステップとを有することを特徴とする循環系粉砕プラントにおける原料供給量の演算方法。
［９］ ［１］乃至［５］のいずれか一つに記載の循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法により、前記粉砕機の入口温度を原料供給量を変更して繰り返し計算し、前記粉砕機の入口温度と原料供給量との複数の組み合わせを得る手段と、
前記粉砕機の入口温度と原料供給量との複数の組み合わせに基づいて、前記粉砕機の入口温度が上限を超えない範囲で最大となる原料供給量を求める手段とを備えたことを特徴とする循環系粉砕プラントにおける原料供給量の演算装置。
［１０］ ［１］乃至［５］のいずれか一つに記載の循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法により、前記粉砕機の入口温度を原料供給量を変更して繰り返し計算し、前記粉砕機の入口温度と原料供給量との複数の組み合わせを得る処理と、
前記粉砕機の入口温度と原料供給量との複数の組み合わせに基づいて、前記粉砕機の入口温度が上限を超えない範囲で最大となる原料供給量を求める処理とをコンピュータに実行させるためのプログラム。
本発明によれば、循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度は、熱ガス発生装置が有するバーナーにより発生する熱量と、循環ファンによる仕事量と、大気中への排ガスの放散による排熱量とを補うものとする熱収支に基づいて、粉砕機の入口温度を計算することにより、粉砕機の入口温度を高精度に予測することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１は、高炉への微粉炭の吹込み（ＰＣＩ：Pulverized Coal Injection）を行うために石炭を粉砕する、負圧式の循環系粉砕プラント（以下、単に循環系粉砕プラントと呼ぶ）の構成例を示す図である。図１において、各構成要素を繋ぐ実線は配管を示し、矢印線は配管内のガスや石炭の進行方向を示す。
（第１の実施形態）
図１は、高炉への微粉炭の吹込み（ＰＣＩ：Pulverized Coal Injection）を行うために石炭を粉砕する、負圧式の循環系粉砕プラント（以下、単に循環系粉砕プラントと呼ぶ）の構成例を示す図である。図１において、各構成要素を繋ぐ実線は配管を示し、矢印線は配管内のガスや石炭の進行方向を示す。
図１において、熱ガス発生装置１０１は、一又は複数のバーナーを有し、燃料ガス及び燃焼エア（空気）をバーナーへの入力として、バーナーの空燃比を制御し、熱風を排ガスとして発生させる。排ガスの酸素濃度は略０％である。本実施形態では、燃料ガスとしてＢＦＧ（Blast Furnace Gas）を利用する。空燃比制御は、温度制御装置２００から送信されるバーナー負荷と、バーナーに供給されている燃料ガス及び燃焼エアの流量とを入力として、空燃比を制御（例えばフィードバック制御）して、バーナーに供給する燃料ガス・燃焼エアの流量を調整する弁の開度をそれぞれ調整することにより行われる。ここで、バーナー負荷とは、バーナーに供給できる燃料ガスの流量の最大値に対する、バーナーに供給する燃料ガスの流量の割合を示すものである。また、空燃比制御は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）等を用いることにより公知の技術で実現できるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
燃焼エアファン１０２は、熱ガス発生装置１０１に燃焼エアを送り込む。
燃焼エアファン１０２は、熱ガス発生装置１０１に燃焼エアを送り込む。
バンカー１０３は、原料である石炭を貯蔵する。なお、系内の圧力は一定の微負圧に保たれるため、バンカー１０３から系内にエアが侵入する（バンカー侵入エア）。
給炭機１０４は、チェーンコンベアを有し、バンカー１０３内に貯蔵されている石炭をチェーンコンベアにより切り出してミル１０５に投入する。
ミル１０５は、給炭機１０４から投入された石炭を粉砕する粉砕機である。ミル１０５は、例えばロールミル１０５ａと粉砕テーブル１０５ｂとを有する。ミル１０５の上部から投入された石炭をロールミル１０５ａと粉砕テーブル１０５ｂとの間に供給する。回転している粉砕テーブル１０５ｂに対してロールミル１０５ａを押し付けながら回転させることにより、石炭は押し潰されて粉砕される。粉砕された石炭（以下、微粉炭と称する）は、熱ガス発生装置１０１から供給された排ガスの流れにのって、ミル１０５の上部に供給され、分級機で分級された後、外部に放出される。
給炭機１０４は、チェーンコンベアを有し、バンカー１０３内に貯蔵されている石炭をチェーンコンベアにより切り出してミル１０５に投入する。
ミル１０５は、給炭機１０４から投入された石炭を粉砕する粉砕機である。ミル１０５は、例えばロールミル１０５ａと粉砕テーブル１０５ｂとを有する。ミル１０５の上部から投入された石炭をロールミル１０５ａと粉砕テーブル１０５ｂとの間に供給する。回転している粉砕テーブル１０５ｂに対してロールミル１０５ａを押し付けながら回転させることにより、石炭は押し潰されて粉砕される。粉砕された石炭（以下、微粉炭と称する）は、熱ガス発生装置１０１から供給された排ガスの流れにのって、ミル１０５の上部に供給され、分級機で分級された後、外部に放出される。
シールエアファン１０６は、ミル１０５の内部（粉砕テーブル１０５ｂの軸受部）の隙間にシールエアを供給することにより、その隙間から外部に放出されようとする微粉炭を、熱ガス発生装置１０１から供給された排ガスの流れに押し戻す。ミル１０５の内部の圧力がシールエアの圧力未満になるように、シールエアの流速が定められる。このように、シールエアファン１０６は、粉砕テーブル１０５ｂの軸受部に微粉炭が進入し、その結果として、粉砕テーブル１０５ｂの軸受部の潤滑不良が起こることと、粉砕テーブル１０５ｂの軸受部から外部に放出されることとを防止する。
バグフィルター１０７は、ミル１０５から放出された微粉炭を、濾布を用いて捕集する濾過式の捕集機である。微粉炭以外の異物がバグフィルター１０７で捕集されることがある。
異物除去装置１０８は、バグフィルター１０７で捕集された異物を除去する。
リザーブタンク１０９は、異物除去装置１０８で異物が除去された微粉炭を貯蔵する。リザーブタンク１０９に貯蔵された微粉炭は、高炉の羽口から高炉の内部に吹き込まれる（微粉炭吹き込みが行われる）。
異物除去装置１０８は、バグフィルター１０７で捕集された異物を除去する。
リザーブタンク１０９は、異物除去装置１０８で異物が除去された微粉炭を貯蔵する。リザーブタンク１０９に貯蔵された微粉炭は、高炉の羽口から高炉の内部に吹き込まれる（微粉炭吹き込みが行われる）。
ダンパー１１２は、バグフィルター１０７を通過した排ガスの流量を調整する。
循環ファン１１３は、ダンパー１１２を通過した排ガスを熱ガス発生装置１０１に循環させることができるように、排ガスを昇圧する。
放散塔（煙突）１１４は、循環ファン１１３により昇圧された排ガスの一部（放散ガス）を大気中に放散する。
放散系圧力調整弁１１５は、放散塔１１４から大気中に放散される排ガスの圧力を調整する。
循環ファン１１３は、ダンパー１１２を通過した排ガスを熱ガス発生装置１０１に循環させることができるように、排ガスを昇圧する。
放散塔（煙突）１１４は、循環ファン１１３により昇圧された排ガスの一部（放散ガス）を大気中に放散する。
放散系圧力調整弁１１５は、放散塔１１４から大気中に放散される排ガスの圧力を調整する。
循環系圧力調整弁１１６は、循環ファン１１３により昇圧された排ガスのうち、放散塔１１４を介して大気中に放散されずに熱ガス発生装置１０１に循環させる排ガスの圧力を調整する。このようにして、熱ガス発生装置１０１で発生した排ガスは、循環ガスとして再び熱ガス発生装置１０１に供給され、熱ガス発生装置１０１、ミル１０５、バグフィルター１０７、ダンパー１１２、循環ファン１１３、循環系圧力調整弁１１６、熱ガス発生装置１０１の経路を循環する。
オリフィス流量計１１７は、大気中の空気（希釈エア）を、循環系粉砕プラントに供給すべく、希釈エアの流量を調整する。
エア流量調整弁１１８は、循環系粉砕プラントに供給されるエアの流量を調整する。
希釈エアファン１１９は、エア流量調整弁１１８で流量が調整された希釈エアを昇圧し、希釈エアを熱ガス発生装置１０１の入側の配管に押し込む。これにより、循環ガスの酸素濃度を大きくすることができる。
エア流量調整弁１１８は、循環系粉砕プラントに供給されるエアの流量を調整する。
希釈エアファン１１９は、エア流量調整弁１１８で流量が調整された希釈エアを昇圧し、希釈エアを熱ガス発生装置１０１の入側の配管に押し込む。これにより、循環ガスの酸素濃度を大きくすることができる。
このような循環系粉砕プラントを管理するための指標として、ミル１０５の入口温度（以下、「ミル入口温度」と称する）と、ミル１０５の出口温度（以下、「ミル出口温度」と称する）とがある。
ミル入口温度は、熱ガス過熱防止のための管理指標として用いられる。ミル入口伸縮管の耐熱温度や石炭の発火温度の関係から、ミル入口温度には上限が設定される。
ミル出口温度は、石炭乾燥のための管理指標として用いられる。ミル出口温度が下がると石炭を十分に乾燥できなくなるため、ミル出口温度は一定にすることが好ましい。ミル出口温度を一定に保つため、ミル出口温度制御を行う。ミル出口温度制御とは、ミル出口温度を目標温度に追従させるためにバーナー負荷を操作するものを指し、ミル出口温度計で測定されたミル出口温度の偏差からフィードバック制御を行う。フィードバック制御としては、ＰＩＤ制御が一般的である。
ミル入口温度は、熱ガス過熱防止のための管理指標として用いられる。ミル入口伸縮管の耐熱温度や石炭の発火温度の関係から、ミル入口温度には上限が設定される。
ミル出口温度は、石炭乾燥のための管理指標として用いられる。ミル出口温度が下がると石炭を十分に乾燥できなくなるため、ミル出口温度は一定にすることが好ましい。ミル出口温度を一定に保つため、ミル出口温度制御を行う。ミル出口温度制御とは、ミル出口温度を目標温度に追従させるためにバーナー負荷を操作するものを指し、ミル出口温度計で測定されたミル出口温度の偏差からフィードバック制御を行う。フィードバック制御としては、ＰＩＤ制御が一般的である。
以下、上述した循環系粉砕プラントにおけるミル入口温度の予測手法を説明する。
既述したように、プラントの運転条件に応じて粉砕機の入口温度を高精度に予測できれば、設備仕様を適正化することが可能となる。本実施形態では、プラント設計の事前評価に有効活用できるように、循環系粉砕プラントにおけるミル入口温度を、オフラインの熱・物質収支モデルに基づいて計算する。
既述したように、プラントの運転条件に応じて粉砕機の入口温度を高精度に予測できれば、設備仕様を適正化することが可能となる。本実施形態では、プラント設計の事前評価に有効活用できるように、循環系粉砕プラントにおけるミル入口温度を、オフラインの熱・物質収支モデルに基づいて計算する。
図２は、ミル入口温度の予測方法を示すフローチャートである。
＜熱・物質収支モデルに基づくガス流量及び熱量の計算＞
まず、熱・物質収支モデルに基づくガス（エアを含む）流量及び熱量の計算を行う（ステップＳ１）。ミル入口温度の計算を行うには、プロセス全体として熱・物質収支を満足するガス流量、熱量が必要である。
そこで、以下に述べる［Ａ］〜［Ｄ］のモデルを連立して、ＢＦＧ流量Ｆbfg、燃焼エア流量Ｆcair、希釈エア流量Ｆpairを計算する。
＜熱・物質収支モデルに基づくガス流量及び熱量の計算＞
まず、熱・物質収支モデルに基づくガス（エアを含む）流量及び熱量の計算を行う（ステップＳ１）。ミル入口温度の計算を行うには、プロセス全体として熱・物質収支を満足するガス流量、熱量が必要である。
そこで、以下に述べる［Ａ］〜［Ｄ］のモデルを連立して、ＢＦＧ流量Ｆbfg、燃焼エア流量Ｆcair、希釈エア流量Ｆpairを計算する。
［操業条件］
次のパラメータが与えられたとする。
ミル出口温度（製品温度） ：ＴOUT＝９０［℃］
給炭量 ：［ｔｏｎ／ｈｒ］
バグフィルター出口排ガス流量 ：Ｆbug［Ｎｍ3／ｈｒ］
バグフィルター出口のＯ2濃度 ：１０［％］
石炭水分 ：［％］ ※粉砕前の石炭に含まれる水分
製品水分 ：１．５［％］ ※粉砕・乾燥後の微粉炭の水分
外気温 ：Ｔ0［℃］
バンカー侵入エア流量 ：Ｆbair［Ｎｍ3／ｈｒ］
シールエア流量 ：Ｆsair［Ｎｍ3／ｈｒ］
次のパラメータが与えられたとする。
ミル出口温度（製品温度） ：ＴOUT＝９０［℃］
給炭量 ：［ｔｏｎ／ｈｒ］
バグフィルター出口排ガス流量 ：Ｆbug［Ｎｍ3／ｈｒ］
バグフィルター出口のＯ2濃度 ：１０［％］
石炭水分 ：［％］ ※粉砕前の石炭に含まれる水分
製品水分 ：１．５［％］ ※粉砕・乾燥後の微粉炭の水分
外気温 ：Ｔ0［℃］
バンカー侵入エア流量 ：Ｆbair［Ｎｍ3／ｈｒ］
シールエア流量 ：Ｆsair［Ｎｍ3／ｈｒ］
これらのパラメータの中で、給炭量は、人為的に変更可能な代表的なパラメータである。
一方、バグフィルター出口排ガス流量Ｆbugは、例えば循環ファン１１３の吸引能力を上限とした適切な設定値が与えられる。また、ミル出口温度ＴOUT、バグフィルター出口のＯ2濃度は、プラントが爆発せず、かつ、プラント内を循環する水蒸気が液滴化して配管に付着・腐食しない範囲での最適な設定値が与えられる。
製品水分は、例えばバグフィルター１０７で捕集された微粉炭のサンプリングを行って、平均値を設定すればよい。一例としては経験的に１．５［％］が与えられる。
外気温Ｔ0は、例えば夏場及び冬場それぞれの温度を設定してもよいし、その中間の温度を設定してもよい。
オフライン計算では、バンカー侵入エア流量Ｆbair、シールエア流量Ｆsair、石炭水分の３つが不明量であるが、既知として値を与えた上で計算を行うことにする。例えば石炭水分は、原料サンプリングを行って、その平均値を設定すればよい。
一方、バグフィルター出口排ガス流量Ｆbugは、例えば循環ファン１１３の吸引能力を上限とした適切な設定値が与えられる。また、ミル出口温度ＴOUT、バグフィルター出口のＯ2濃度は、プラントが爆発せず、かつ、プラント内を循環する水蒸気が液滴化して配管に付着・腐食しない範囲での最適な設定値が与えられる。
製品水分は、例えばバグフィルター１０７で捕集された微粉炭のサンプリングを行って、平均値を設定すればよい。一例としては経験的に１．５［％］が与えられる。
外気温Ｔ0は、例えば夏場及び冬場それぞれの温度を設定してもよいし、その中間の温度を設定してもよい。
オフライン計算では、バンカー侵入エア流量Ｆbair、シールエア流量Ｆsair、石炭水分の３つが不明量であるが、既知として値を与えた上で計算を行うことにする。例えば石炭水分は、原料サンプリングを行って、その平均値を設定すればよい。
［計算前提］
全ての物質は初期温度が外気温Ｔ0であり、バーナーが排出する熱風によって全てのガス（水蒸気含む）、微粉炭の温度がミル出口温度ＴOUTになる。
また、系内に注入、或いは発生するガスは、全て放散塔１１４から放散され、系内の圧力は一定の微負圧に保たれている。
全ての物質は初期温度が外気温Ｔ0であり、バーナーが排出する熱風によって全てのガス（水蒸気含む）、微粉炭の温度がミル出口温度ＴOUTになる。
また、系内に注入、或いは発生するガスは、全て放散塔１１４から放散され、系内の圧力は一定の微負圧に保たれている。
［計算方法］
熱・物質収支モデルに基づくガス流量の計算方法を示す。
［Ａ］放散ガス流量モデル
放散塔１１４からの放散ガス流量Ｆexhは、式（１）で表わされる。Ｆcvは石炭由来の蒸気流量である。
Ｆexh＝Ｆbfg＋Ｆcair＋Ｆcv＋Ｆsair＋Ｆbair＋Ｆpair・・・（１）
熱・物質収支モデルに基づくガス流量の計算方法を示す。
［Ａ］放散ガス流量モデル
放散塔１１４からの放散ガス流量Ｆexhは、式（１）で表わされる。Ｆcvは石炭由来の蒸気流量である。
Ｆexh＝Ｆbfg＋Ｆcair＋Ｆcv＋Ｆsair＋Ｆbair＋Ｆpair・・・（１）
［Ｂ］Ｏ2濃度モデル
バグフィルター出口のＯ2濃度は、上記のガス成分によって、式（２）で表わされる。Ｏ2濃度目標値は例えば１０［％］であるとする。
Ｏ2濃度＝（Ｆpair＋Ｆbair＋Ｆsair＋Ｆcair×０．１）×２１／Ｆexh・・・（２）
バグフィルター出口のＯ2濃度は、上記のガス成分によって、式（２）で表わされる。Ｏ2濃度目標値は例えば１０［％］であるとする。
Ｏ2濃度＝（Ｆpair＋Ｆbair＋Ｆsair＋Ｆcair×０．１）×２１／Ｆexh・・・（２）
［Ｃ］石炭水分モデル
石炭由来の蒸気流量Ｆcvと、水蒸気として存在する水の単位時間あたりの重量ＷＶを紐付けることができる。製品水分は例えば１．５［％］であるとする。
Ｆcv＝ＷＶ×１８／２２．４
ＷＶ＝給炭量×１０００×｛石炭水分／（１００−石炭水分）−製品水分／（１００−製品水分）｝・・・（３）
石炭由来の蒸気流量Ｆcvと、水蒸気として存在する水の単位時間あたりの重量ＷＶを紐付けることができる。製品水分は例えば１．５［％］であるとする。
Ｆcv＝ＷＶ×１８／２２．４
ＷＶ＝給炭量×１０００×｛石炭水分／（１００−石炭水分）−製品水分／（１００−製品水分）｝・・・（３）
［Ｄ］熱収支モデル
［Ａ］〜［Ｃ］のモデルに加えて、以下の熱収支式を連立して、ＢＦＧ流量Ｆbfg、燃焼エア流量Ｆcair、希釈エア流量Ｆpairを計算することができる。
図３に、熱収支モデルのイメージを示す。図３に示すように、バーナーにより発生する熱量ΔＱHGG、循環ファン１１３による仕事量（圧縮熱）ΔＱFANについて、式（４）が成立する。
ΔＱHGG＋ΔＱFAN
＝ΔＱ潜熱＋ΔＱ顕熱＋ΔＱ石炭＋ΣΔＱGAS(ｉ)・・・（４）
［Ａ］〜［Ｃ］のモデルに加えて、以下の熱収支式を連立して、ＢＦＧ流量Ｆbfg、燃焼エア流量Ｆcair、希釈エア流量Ｆpairを計算することができる。
図３に、熱収支モデルのイメージを示す。図３に示すように、バーナーにより発生する熱量ΔＱHGG、循環ファン１１３による仕事量（圧縮熱）ΔＱFANについて、式（４）が成立する。
ΔＱHGG＋ΔＱFAN
＝ΔＱ潜熱＋ΔＱ顕熱＋ΔＱ石炭＋ΣΔＱGAS(ｉ)・・・（４）
ここで、各種ガスをガス注入温度（＝外気温）から製品温度（＝ミル出口温度）まで加熱するのに必要な熱量ΔＱGAS(ｉ)は、式（５）で表わされる。ｉはガスの種類を表わす。
ΔＱGAS(ｉ)＝ガス比熱(ｉ)［ｋｃａｌ／Ｎｍ3／℃］×ガス流量(ｉ)×（製品温度−ガス注入温度(ｉ)）・・・（５）
具体的には、ｉ＝１〜５を考える。ｉ＝１はＢＦＧガス、ｉ＝２はバーナー燃焼エア、ｉ＝３はシールエア、ｉ＝４はバンカー侵入エア、ｉ＝５は希釈エアであるとすれば、以下のように解釈することができる。
ガス比熱(１)はＢＦＧの比熱、ガス比熱(２)〜(５)は空気の比熱とする。ガス流量は以下のようになる。
ガス流量(１)＝Ｆbfg
ガス流量(２)＝Ｆcair
ガス流量(３)＝Ｆsair
ガス流量(４)＝Ｆbair
ガス流量(５)＝Ｆpair
なお、ガス注入温度(１)〜(５)は外気温Ｔ0とする。
ここで、
Ｆcair＝Ｆbfg×理論空気量×過剰空気量
である。例えば、ＢＦＧガスの理論空気量＝０．６３８、過剰空気量＝１．１とする。
ΔＱGAS(ｉ)＝ガス比熱(ｉ)［ｋｃａｌ／Ｎｍ3／℃］×ガス流量(ｉ)×（製品温度−ガス注入温度(ｉ)）・・・（５）
具体的には、ｉ＝１〜５を考える。ｉ＝１はＢＦＧガス、ｉ＝２はバーナー燃焼エア、ｉ＝３はシールエア、ｉ＝４はバンカー侵入エア、ｉ＝５は希釈エアであるとすれば、以下のように解釈することができる。
ガス比熱(１)はＢＦＧの比熱、ガス比熱(２)〜(５)は空気の比熱とする。ガス流量は以下のようになる。
ガス流量(１)＝Ｆbfg
ガス流量(２)＝Ｆcair
ガス流量(３)＝Ｆsair
ガス流量(４)＝Ｆbair
ガス流量(５)＝Ｆpair
なお、ガス注入温度(１)〜(５)は外気温Ｔ0とする。
ここで、
Ｆcair＝Ｆbfg×理論空気量×過剰空気量
である。例えば、ＢＦＧガスの理論空気量＝０．６３８、過剰空気量＝１．１とする。
また、石炭を原料温度（＝外気温）から製品温度（＝ミル出口温度）まで加熱するのに必要な熱量ΔＱ石炭は、式（６）で表わされる。
ΔＱ石炭＝石炭比熱［ｋｃａｌ／ｋｇ／℃］×給炭量×１０００×（製品温度−原料温度）・・・（６）
なお、原料温度は外気温Ｔ0とする。
ΔＱ石炭＝石炭比熱［ｋｃａｌ／ｋｇ／℃］×給炭量×１０００×（製品温度−原料温度）・・・（６）
なお、原料温度は外気温Ｔ0とする。
また、石炭水分を原料温度（＝外気温）から製品温度（＝ミル出口温度）まで加熱するのに必要な熱量ΔＱ顕熱は、式（７）で表わされる。
ΔＱ顕熱＝水比熱［ｋｃａｌ／ｋｇ／℃］×ＷＭ×（製品温度−原料温度）・・・（７）
ここで、石炭持ち込みの水の単位時間あたりの重量ＷＭは、式（８）で表わされる。
ＷＭ＝給炭量×１０００×石炭水分／（１００−石炭水分）・・・（８）
なお、原料温度は外気温Ｔ0とする。
ΔＱ顕熱＝水比熱［ｋｃａｌ／ｋｇ／℃］×ＷＭ×（製品温度−原料温度）・・・（７）
ここで、石炭持ち込みの水の単位時間あたりの重量ＷＭは、式（８）で表わされる。
ＷＭ＝給炭量×１０００×石炭水分／（１００−石炭水分）・・・（８）
なお、原料温度は外気温Ｔ0とする。
また、石炭水分の蒸発に必要な熱量ΔＱ潜熱は、式（９）で表わされる。水蒸気として存在する水の単位時間あたりの重量ＷＶは、式（３）のとおりである。
ΔＱ潜熱＝水潜熱［ｋｃａｌ／ｋｇ］×ＷＶ・・・（９）
ΔＱ潜熱＝水潜熱［ｋｃａｌ／ｋｇ］×ＷＶ・・・（９）
また、バーナーにより発生する熱量ΔＱHGGは、式（１０）で表わされる。ＢＦＧカロリー［ｋｃａｌ／Ｎｍ3］は一定であるとする。
ΔＱHGG＝ＢＦＧカロリー×Ｆbfg・・・（１０）
ΔＱHGG＝ＢＦＧカロリー×Ｆbfg・・・（１０）
また、循環ファン１１３による仕事量ΔＱFANは、ハード仕様により決定される既知の値として、式（１１）で表わされる。
ΔＱFAN＝一定・・・（１１）
ΔＱFAN＝一定・・・（１１）
熱・物質収支計算は、既知の物理量（各種の比熱や水潜熱、循環ファン１１３による仕事量、ＢＦＧカロリー）を入力し、［Ａ］〜［Ｄ］のモデルで記述された数式を満足するように反復計算を行うことで達成される。
具体的には、式（４）で記述される熱・物質収支計算と式（１）、式（２）で記述されるＯ2濃度に関する制約条件を同時に満たすＦbfg、Ｆcair、Ｆpairを計算することになる。反復計算とは、以下の偏差の絶対値が一定値（例えば、ΔＯ2濃度が０．０１％）以下になるまで、繰り返すことを指す。
ΔＱ＝ΔＱHGG＋ΔＱFAN−｛ΔＱ潜熱＋ΔＱ顕熱＋ΔＱ石炭＋ΣΔＱGAS(ｉ)｝
ΔＯ2濃度＝Ｏ2濃度目標値
−（Ｆpair＋Ｆbair＋Ｆsair＋Ｆcair×０．１）×２１／Ｆexh
まず、式（４）で希釈エア流量をゼロと仮定してＢＦＧ流量・燃焼エア流量を計算する。次に、式（１）に基づいて放散ガス流量Ｆexhを計算して、式（２）からＯ2濃度に関する制約条件を満足する希釈エアの流量Ｆpairを導出する。再び、導出した希釈エアの流量を式（４）に与えて、ＢＦＧ流量・燃焼エア流量を計算する。これらの反復計算をΔＯ2濃度の絶対値が一定値（例えば、０．０１％）以下になるまで繰り返す。
結果として、熱・物質収支を満足するＢＦＧ流量Ｆbfg、燃焼エア流量Ｆcair、希釈エア流量Ｆpairが計算される。
具体的には、式（４）で記述される熱・物質収支計算と式（１）、式（２）で記述されるＯ2濃度に関する制約条件を同時に満たすＦbfg、Ｆcair、Ｆpairを計算することになる。反復計算とは、以下の偏差の絶対値が一定値（例えば、ΔＯ2濃度が０．０１％）以下になるまで、繰り返すことを指す。
ΔＱ＝ΔＱHGG＋ΔＱFAN−｛ΔＱ潜熱＋ΔＱ顕熱＋ΔＱ石炭＋ΣΔＱGAS(ｉ)｝
ΔＯ2濃度＝Ｏ2濃度目標値
−（Ｆpair＋Ｆbair＋Ｆsair＋Ｆcair×０．１）×２１／Ｆexh
まず、式（４）で希釈エア流量をゼロと仮定してＢＦＧ流量・燃焼エア流量を計算する。次に、式（１）に基づいて放散ガス流量Ｆexhを計算して、式（２）からＯ2濃度に関する制約条件を満足する希釈エアの流量Ｆpairを導出する。再び、導出した希釈エアの流量を式（４）に与えて、ＢＦＧ流量・燃焼エア流量を計算する。これらの反復計算をΔＯ2濃度の絶対値が一定値（例えば、０．０１％）以下になるまで繰り返す。
結果として、熱・物質収支を満足するＢＦＧ流量Ｆbfg、燃焼エア流量Ｆcair、希釈エア流量Ｆpairが計算される。
＜ミル入口温度の計算＞
次に、ミル入口温度の計算を行う（ステップＳ２）。
［Ａ］〜［Ｄ］のモデルで計算された熱・物質収支計算の結果に基づいて、式（１２）により、ミル入口温度ＴINを計算する。
ここで、ガスの比熱Ｃは、既知として扱う。ミル入口温度ＴIN以外のパラメータは、設定値、或いは［Ａ］〜［Ｄ］のモデルで計算された値であるので、式（１２）から直ちに「ミル入口温度」を計算することができる。
Ｃ・（Ｆbug−Ｆexh）・（ＴIN―ＴOUT）＝
ΔＱHGG＋ΔＱFAN＋Ｃ・Ｆexh・（ＴOUT−Ｔ0）・・・（１２）
次に、ミル入口温度の計算を行う（ステップＳ２）。
［Ａ］〜［Ｄ］のモデルで計算された熱・物質収支計算の結果に基づいて、式（１２）により、ミル入口温度ＴINを計算する。
ここで、ガスの比熱Ｃは、既知として扱う。ミル入口温度ＴIN以外のパラメータは、設定値、或いは［Ａ］〜［Ｄ］のモデルで計算された値であるので、式（１２）から直ちに「ミル入口温度」を計算することができる。
Ｃ・（Ｆbug−Ｆexh）・（ＴIN―ＴOUT）＝
ΔＱHGG＋ΔＱFAN＋Ｃ・Ｆexh・（ＴOUT−Ｔ0）・・・（１２）
式（１２）は、図４に示すように、温度分布、流量分布を無視して集中定数化し、循環系粉砕プラントの構造を単純化した上で、その熱収支に基づいて定式化したものである。すなわち、系全体の温度はミル出口温度ＴOUTに代表され、ミル入口流量はＦbug−Ｆexhで定義される。ミル入口温度ＴINは、バーナーにより発生する熱量ΔＱHGGと、循環ファン１１３による仕事量ΔＱFANと、大気中への排ガスの放散による排熱量とを補うものでなければならない。そして、大気中への排ガスの放散による排熱量は、放散ガスを外気温からミル出口温度まで加熱するのに必要な熱量Ｃ・Ｆexh・（ＴOUT−Ｔ0）として表わす。
ここで、比較例として、１パス式の粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法に倣って、ミル入口温度ＴINを計算することを考える。
１パス式に倣った計算式は、式（１３）で表わされる。Ｆcirは循環ガス流量、ＦINはミル入口流量である。
Ｃ・ＦIN・ＴIN＝ΔＱHGG＋ΔＱFAN＋Ｃ・Ｆcir・ＴOUT＋Ｃ・（Ｆpair＋Ｆbfg＋Ｆcair）・・・（１３）
ただし、
ＦIN＝Ｆbug−Ｆexh＋Ｆpair＋Ｆbfg＋Ｆcair
Ｆcir＝Ｆbug−Ｆexh
１パス式に倣った計算式は、式（１３）で表わされる。Ｆcirは循環ガス流量、ＦINはミル入口流量である。
Ｃ・ＦIN・ＴIN＝ΔＱHGG＋ΔＱFAN＋Ｃ・Ｆcir・ＴOUT＋Ｃ・（Ｆpair＋Ｆbfg＋Ｆcair）・・・（１３）
ただし、
ＦIN＝Ｆbug−Ｆexh＋Ｆpair＋Ｆbfg＋Ｆcair
Ｆcir＝Ｆbug−Ｆexh
式（１３）は、以下のように定式化される。
まず、１パス式の場合、次のようにミル入口温度を計算する。図５（ａ）には、１パス式の粉砕プラントの構造を単純化したモデルを示す。ミル出口温度ＴOUTに見合ったΔＱHGGを計算してから、式（１４）のように、単純な熱収支でミル入口温度ＴINを計算する。
ΔＱHGG＋ΔＱFAN＝Ｃ・ＦIN・（ＴIN−Ｔ0）・・・（１４）
ＦIN＝冷風流量＋燃焼排ガス流量
まず、１パス式の場合、次のようにミル入口温度を計算する。図５（ａ）には、１パス式の粉砕プラントの構造を単純化したモデルを示す。ミル出口温度ＴOUTに見合ったΔＱHGGを計算してから、式（１４）のように、単純な熱収支でミル入口温度ＴINを計算する。
ΔＱHGG＋ΔＱFAN＝Ｃ・ＦIN・（ＴIN−Ｔ0）・・・（１４）
ＦIN＝冷風流量＋燃焼排ガス流量
この考え方を循環系粉砕プラントに適用すると、図５（ｂ）に示すようにモデル化される。ＦHGGは燃焼排ガス流量であり、ＢＦＧ流量Ｆbfgと燃焼エア流量Ｆcairの和で与えられる。
ＦIN＝Ｆcir＋ＦHGG＋Ｆpair・・・（１５）
ΔＱHGG＋Ｃ・（Ｆpair＋ＦHGG）・Ｔ0＋Ｃ・Ｆcir・Ｔcir
＝Ｃ．ＦIN・ＴIN・・・（１６）
Ｃ・Ｆcir・（Ｔcir−ＴOUT）＝ΔＱFAN・・・（１７）
これら式を整理すると、式（１３）が得られる。
ＦIN＝Ｆcir＋ＦHGG＋Ｆpair・・・（１５）
ΔＱHGG＋Ｃ・（Ｆpair＋ＦHGG）・Ｔ0＋Ｃ・Ｆcir・Ｔcir
＝Ｃ．ＦIN・ＴIN・・・（１６）
Ｃ・Ｆcir・（Ｔcir−ＴOUT）＝ΔＱFAN・・・（１７）
これら式を整理すると、式（１３）が得られる。
図６、図７には、実運転データに基づいて、式（１２）に基づくミル入口温度の予測手法（発明法と呼ぶ）と、式（１３）に基づく１パス式に倣ったミル入口温度の予測手法（従来法と呼ぶ）とを比較した結果を示す。
図６（ａ）には、実運転データにおけるＢＦＧ流量、希釈エア流量、給炭量設定変化率制限を示す。
図６（ｂ）に、実際のミル入口温度と、発明法により計算したミル入口温度と、従来法により計算したミル入口温度とを示す。また、図７に、実際のミル入口温度に対する、発明法により計算したミル入口温度と、従来法により計算したミル入口温度との乖離度を示す。
図６（ｂ）、図７に示すように、従来法により計算したミル入口温度は実際の温度に比較して遥かに低い温度を計算してしまい、経験的には、粉砕量が大きくなるほどに実際の温度と乖離し、粉砕量によっては１００℃以上の誤差が生じてしまう。それに対して、発明法により計算したミル入口温度は実際の温度の略一致しており、実運転データを良く再現できていることがわかる。
図６（ａ）には、実運転データにおけるＢＦＧ流量、希釈エア流量、給炭量設定変化率制限を示す。
図６（ｂ）に、実際のミル入口温度と、発明法により計算したミル入口温度と、従来法により計算したミル入口温度とを示す。また、図７に、実際のミル入口温度に対する、発明法により計算したミル入口温度と、従来法により計算したミル入口温度との乖離度を示す。
図６（ｂ）、図７に示すように、従来法により計算したミル入口温度は実際の温度に比較して遥かに低い温度を計算してしまい、経験的には、粉砕量が大きくなるほどに実際の温度と乖離し、粉砕量によっては１００℃以上の誤差が生じてしまう。それに対して、発明法により計算したミル入口温度は実際の温度の略一致しており、実運転データを良く再現できていることがわかる。
図１０（ａ）には、上述したミル入口温度の予測方法を実現するためのミル入口温度の予測装置の機能構成を示す。
入力部１００１は、ミル入口温度の予測に必要な条件、具体的には、ミル出口温度ＴOUT、給炭量、バグフィルター出口排ガス流量Ｆbug、バグフィルター出口のＯ2濃度、石炭水分、製品水分、外気温Ｔ0、バンカー侵入エア流量Ｆbair、シールエア流量Ｆsairを入力する。
また、入力部１００１は、各種の比熱や水潜熱、循環ファン１１３による仕事量、ＢＦＧカロリーを入力する。
これらの情報は、不図示の入力装置を介してオペレータから入力されるようにしてもよいし、ネットワークを介して外部機器から入力されるようにしてもよい。
入力部１００１は、ミル入口温度の予測に必要な条件、具体的には、ミル出口温度ＴOUT、給炭量、バグフィルター出口排ガス流量Ｆbug、バグフィルター出口のＯ2濃度、石炭水分、製品水分、外気温Ｔ0、バンカー侵入エア流量Ｆbair、シールエア流量Ｆsairを入力する。
また、入力部１００１は、各種の比熱や水潜熱、循環ファン１１３による仕事量、ＢＦＧカロリーを入力する。
これらの情報は、不図示の入力装置を介してオペレータから入力されるようにしてもよいし、ネットワークを介して外部機器から入力されるようにしてもよい。
熱・物質収支計算部１００２は、入力部１００１で入力された情報に基づいて、ステップＳ１で述べた熱・物質収支モデルに基づくガス流量及び熱量の計算を行う。
ミル入口温度計算部１００３は、熱・物質収支計算部１００２での計算結果を用いて、ステップＳ２で述べたミル入口温度の計算を行う。
出力部１００４は、ミル入口温度計算部１００３で計算したミル入口温度を出力する。例えばミル入口温度を、不図示のディスプレイを表示したり、外部機器に送出したりする。
ミル入口温度計算部１００３は、熱・物質収支計算部１００２での計算結果を用いて、ステップＳ２で述べたミル入口温度の計算を行う。
出力部１００４は、ミル入口温度計算部１００３で計算したミル入口温度を出力する。例えばミル入口温度を、不図示のディスプレイを表示したり、外部機器に送出したりする。
以上述べたように、本発明を適用したミル入口温度の予測手法は、従来の１パス式に倣ったものとは全く異なり、循環系粉砕プラントの特徴を反映した独自のものであり、運転データを良く表現することができる。これにより、循環ファン１１３の能力やミル入口伸縮管の耐熱温度等の設備仕様の適正化を行うための事前評価として活用が可能であり、プラント設計の高精度化に貢献するものである。特に粉砕量を大型化する場合においては循環ファン１１３の容量をどの程度にすればよいかは、設備費に関わる重要な問題であり、正しく機器選定を行えるようになる。そして、例えば天候や石炭品種により石炭水分、外気温が変化する場合においても、ミル入口温度を高精度に予測することができ、結果として、ミル入口温度が上限（例えば４００℃）を超えないようなプラント運転条件を適切に設計することができる。
（第２の実施形態）
第1の実施形態では、プラント設計の事前評価に有効活用できるように、オフライン計算を行う例を説明した。
第２の実施形態では、循環系粉砕プラントの操業中にプラント制御を行うのに有効活用できるように、オンライン計算を行う例を説明する。具体的には、循環系粉砕プラントにおけるミル入口温度を、オンラインの熱・物質収支モデルに基づいて計算し、ミル入口温度が上限（例えば４００℃）を超えない範囲で最大となる給炭量（最大給炭量）を求める。
第1の実施形態では、プラント設計の事前評価に有効活用できるように、オフライン計算を行う例を説明した。
第２の実施形態では、循環系粉砕プラントの操業中にプラント制御を行うのに有効活用できるように、オンライン計算を行う例を説明する。具体的には、循環系粉砕プラントにおけるミル入口温度を、オンラインの熱・物質収支モデルに基づいて計算し、ミル入口温度が上限（例えば４００℃）を超えない範囲で最大となる給炭量（最大給炭量）を求める。
図８は、給炭量の演算方法を示すフローチャートである。
＜石炭水分の推定＞
まず、石炭水分を推定する（ステップＳ１１）。ミル入口温度の計算を高精度に行うには、実操業における石炭水分を推定することが求められる。
ここで、図９に示すように、循環系粉砕プラントにおいては、各種ガスの流量と、バグフィルター出口のＯ2濃度と、ミル入口温度及びミル出口温度とが計測され、石炭水分と、バンカー侵入エア流量Ｆbairと、シールエア流量Ｆsairとが未知量となる。
＜石炭水分の推定＞
まず、石炭水分を推定する（ステップＳ１１）。ミル入口温度の計算を高精度に行うには、実操業における石炭水分を推定することが求められる。
ここで、図９に示すように、循環系粉砕プラントにおいては、各種ガスの流量と、バグフィルター出口のＯ2濃度と、ミル入口温度及びミル出口温度とが計測され、石炭水分と、バンカー侵入エア流量Ｆbairと、シールエア流量Ｆsairとが未知量となる。
［操業条件］
次のパラメータが与えられたとする。
ミル出口温度（製品温度） ：実績値ＴOUT
給炭量 ：設定値［ｔｏｎ／ｈｒ］
バグフィルター出口排ガス流量 ：実績値Ｆbug［Ｎｍ3／ｈｒ］
バグフィルター出口のＯ2濃度 ：実績値［％］
製品水分 ：１．５［％］ ※粉砕・乾燥後の微粉炭の水分
外気温 ：実績値Ｔ0［℃］
放散ガス ：実績値Ｆexh［Ｎｍ3／ｈｒ］
ＢＦＧ流量 ：実績値Ｆbfg［Ｎｍ3／ｈｒ］
燃焼エア流量 ：実績値Ｆcair［Ｎｍ3／ｈｒ］
希釈エア流量 ：実績値Ｆpair［Ｎｍ3／ｈｒ］
次のパラメータが与えられたとする。
ミル出口温度（製品温度） ：実績値ＴOUT
給炭量 ：設定値［ｔｏｎ／ｈｒ］
バグフィルター出口排ガス流量 ：実績値Ｆbug［Ｎｍ3／ｈｒ］
バグフィルター出口のＯ2濃度 ：実績値［％］
製品水分 ：１．５［％］ ※粉砕・乾燥後の微粉炭の水分
外気温 ：実績値Ｔ0［℃］
放散ガス ：実績値Ｆexh［Ｎｍ3／ｈｒ］
ＢＦＧ流量 ：実績値Ｆbfg［Ｎｍ3／ｈｒ］
燃焼エア流量 ：実績値Ｆcair［Ｎｍ3／ｈｒ］
希釈エア流量 ：実績値Ｆpair［Ｎｍ3／ｈｒ］
［計算方法］
放散塔１１４からの放散ガス流量Ｆexhは、式（１）で表わされる。
また、バグフィルター出口のＯ2濃度［％］は、式（２）で表わされる。
式（１）、式（２）においては、石炭由来の蒸気流量Ｆcvと、バンカー侵入エア流量Ｆbairと、シールエア流量Ｆsairとが未知量となる。式（１）、式（２）の連立を解くと、石炭由来の蒸気流量Ｆcvと、バンカー侵入エア流量Ｆbairとシールエア流量Ｆsairの和とを計算することができる。
そして、石炭由来の蒸気流量Ｆcvが得られると、式（３）から石炭水分を計算することができる。結果として、石炭水分と、バンカー侵入エア流量Ｆbairとシールエア流量Ｆsairの和とを計算することができる。
放散塔１１４からの放散ガス流量Ｆexhは、式（１）で表わされる。
また、バグフィルター出口のＯ2濃度［％］は、式（２）で表わされる。
式（１）、式（２）においては、石炭由来の蒸気流量Ｆcvと、バンカー侵入エア流量Ｆbairと、シールエア流量Ｆsairとが未知量となる。式（１）、式（２）の連立を解くと、石炭由来の蒸気流量Ｆcvと、バンカー侵入エア流量Ｆbairとシールエア流量Ｆsairの和とを計算することができる。
そして、石炭由来の蒸気流量Ｆcvが得られると、式（３）から石炭水分を計算することができる。結果として、石炭水分と、バンカー侵入エア流量Ｆbairとシールエア流量Ｆsairの和とを計算することができる。
＜熱・物質収支モデルに基づくガス流量及び熱量の計算、並びにミル入口温度の計算＞
次に、ステップＳ１１で得られた石炭水分と、バンカー侵入エア流量Ｆbairとシールエア流量Ｆsairの和とを用いて、熱・物質収支モデルに基づくガス流量及び熱量の計算を行い（ステップＳ１２）、ミル入口温度の計算を行う（ステップＳ１３）。
ステップＳ１２、Ｓ１３は、第１の実施形態で説明したステップＳ１、Ｓ２と同様であり、ここではその詳細な説明は省略するが、ここでは、給炭量を複数回にわたって変更してミル入口温度の計算を繰り返し、ミル入口温度と給炭量との複数の組み合わせを得る。
パラメータをまとめると、以下のようになる。
・複数回変更するパラメータ
給炭量 ：［ｔｏｎ／ｈｒ］
・固定パラメータ（設定値）
ミル出口温度（製品温度） ：ＴOUT＝９０［℃］
バグフィルター出口排ガス流量 ：Ｆbug［Ｎｍ3／ｈｒ］
バグフィルター出口のＯ2濃度 ：１０［％］
製品水分 ：１．５［％］
・固定パラメータ（実績値）
外気温 ：実績値Ｔ0［℃］
・固定パラメータ（推定値）
石炭水分［％］
バンカー侵入エア流量Ｆbairとシールエア流量Ｆsairの和［Ｎｍ3／ｈｒ］
次に、ステップＳ１１で得られた石炭水分と、バンカー侵入エア流量Ｆbairとシールエア流量Ｆsairの和とを用いて、熱・物質収支モデルに基づくガス流量及び熱量の計算を行い（ステップＳ１２）、ミル入口温度の計算を行う（ステップＳ１３）。
ステップＳ１２、Ｓ１３は、第１の実施形態で説明したステップＳ１、Ｓ２と同様であり、ここではその詳細な説明は省略するが、ここでは、給炭量を複数回にわたって変更してミル入口温度の計算を繰り返し、ミル入口温度と給炭量との複数の組み合わせを得る。
パラメータをまとめると、以下のようになる。
・複数回変更するパラメータ
給炭量 ：［ｔｏｎ／ｈｒ］
・固定パラメータ（設定値）
ミル出口温度（製品温度） ：ＴOUT＝９０［℃］
バグフィルター出口排ガス流量 ：Ｆbug［Ｎｍ3／ｈｒ］
バグフィルター出口のＯ2濃度 ：１０［％］
製品水分 ：１．５［％］
・固定パラメータ（実績値）
外気温 ：実績値Ｔ0［℃］
・固定パラメータ（推定値）
石炭水分［％］
バンカー侵入エア流量Ｆbairとシールエア流量Ｆsairの和［Ｎｍ3／ｈｒ］
＜給炭量の計算＞
次に、ミル入口温度と給炭量との複数の組み合わせに基づいて、ミル入口温度が上限（例えば４００℃）を超えない範囲で最大となる給炭量（最大給炭量）を求める（ステップＳ１４）。
［計算方法］
ステップＳ１２、Ｓ１３で得られたデータ集合を作成して、Ｙ：ミル入口温度とＸ：給炭量との近似関数を得て、その近似関数からミル入口温度が４００℃となる給炭量を計算する。
具体的には、まず給炭量の設定値「給炭量_ｋ」を与えて、ステップＳ１２、Ｓ１３でミル入口温度を予測する。このミル入口温度の予測値を「ＴIN_ｋ」と呼ぶ。なお、ステップＳ１２、Ｓ１３を簡単に表わすと、式（１８）のようになる。式（１８）において、φは給炭量を変数としてミル入口温度を計算するための関数を表わす。
ＴIN_ｋ＝φ（給炭量_ｋ）・・・（１８）
次に、ミル入口温度と給炭量との複数の組み合わせに基づいて、ミル入口温度が上限（例えば４００℃）を超えない範囲で最大となる給炭量（最大給炭量）を求める（ステップＳ１４）。
［計算方法］
ステップＳ１２、Ｓ１３で得られたデータ集合を作成して、Ｙ：ミル入口温度とＸ：給炭量との近似関数を得て、その近似関数からミル入口温度が４００℃となる給炭量を計算する。
具体的には、まず給炭量の設定値「給炭量_ｋ」を与えて、ステップＳ１２、Ｓ１３でミル入口温度を予測する。このミル入口温度の予測値を「ＴIN_ｋ」と呼ぶ。なお、ステップＳ１２、Ｓ１３を簡単に表わすと、式（１８）のようになる。式（１８）において、φは給炭量を変数としてミル入口温度を計算するための関数を表わす。
ＴIN_ｋ＝φ（給炭量_ｋ）・・・（１８）
例えば以下の４つの異なる給炭量でのミル入口温度の予測値を計算する。
ＴIN_１＝φ（給炭量_１）
ＴIN_２＝φ（給炭量_２）
ＴIN_３＝φ（給炭量_３）
ＴIN_４＝φ（給炭量_４）
給炭量_１＝最小給炭量（給炭機１０４のベルト速度の最小値で規定される量）、給炭量_４＝最大給炭量（給炭機１０４のベルト速度の最大値で規定される量）として、
給炭量_２＝（給炭量_４−給炭量_１）×１／３＋給炭量_１
給炭量_３＝（給炭量_４−給炭量_１）×２／３＋給炭量_１
とする。
ＴIN_１＝φ（給炭量_１）
ＴIN_２＝φ（給炭量_２）
ＴIN_３＝φ（給炭量_３）
ＴIN_４＝φ（給炭量_４）
給炭量_１＝最小給炭量（給炭機１０４のベルト速度の最小値で規定される量）、給炭量_４＝最大給炭量（給炭機１０４のベルト速度の最大値で規定される量）として、
給炭量_２＝（給炭量_４−給炭量_１）×１／３＋給炭量_１
給炭量_３＝（給炭量_４−給炭量_１）×２／３＋給炭量_１
とする。
次に、データ集合（Ｘ，Ｙ）＝（給炭量_１，ＴIN_１）、（（給炭量_２，ＴIN_２）、（給炭量_３，ＴIN_３）、（（給炭量_４，ＴIN_４）に対して、式（１９）の２次関数を仮定して、最小二乗法により係数（Ａ，Ｂ，Ｃ）を計算する。
Ｙ＝Ａ・Ｘ2＋Ｂ・Ｘ＋Ｃ・・・（１９）
Ｙ＝Ａ・Ｘ2＋Ｂ・Ｘ＋Ｃ・・・（１９）
そして、得られた係数（Ａ，Ｂ，Ｃ）を持つ（式１９）に基づいて、
４００＝Ａ・Ｘ2＋Ｂ・Ｘ＋Ｃ
を満足する給炭量Ｘ（＞０）を計算する。
４００＝Ａ・Ｘ2＋Ｂ・Ｘ＋Ｃ
を満足する給炭量Ｘ（＞０）を計算する。
図１０（ｂ）には、上述した給炭量の演算方法を実現するための給炭量演算装置の機能構成を示す。
入力部１１０１は、石炭水分の推定に必要な条件、具体的には、ミル出口温度の実績値ＴOUT、給炭量、バグフィルター出口排ガス流量の実績値Ｆbug、バグフィルター出口のＯ2濃度の実績値、製品水分、外気温の実績値Ｔ0、放散ガスの実績値Ｆexh、ＢＦＧ流量の実績値Ｆbfg、燃焼エア流量の実績値Ｆcair、希釈エア流量の実績値Ｆpairを入力する。
また、入力部１１０１は、ミル入口温度の予測に必要な条件、具体的には、複数回変更するパラメータである給炭量、固定パラメータ（設定値）である、製品温度（ミル出口温度）ＴOUT、バグフィルター出口排ガス流量Ｆbug、バグフィルター出口のＯ2濃度、製品水分を入力する。
また、入力部１１０１は、各種の比熱や水潜熱、循環ファン１１３による仕事量、ＢＦＧカロリーを入力する。
これらの情報は、不図示の入力装置を介してオペレータから入力されるようにしてもよいし、ネットワークを介して外部機器から入力されるようにしてもよい。
入力部１１０１は、石炭水分の推定に必要な条件、具体的には、ミル出口温度の実績値ＴOUT、給炭量、バグフィルター出口排ガス流量の実績値Ｆbug、バグフィルター出口のＯ2濃度の実績値、製品水分、外気温の実績値Ｔ0、放散ガスの実績値Ｆexh、ＢＦＧ流量の実績値Ｆbfg、燃焼エア流量の実績値Ｆcair、希釈エア流量の実績値Ｆpairを入力する。
また、入力部１１０１は、ミル入口温度の予測に必要な条件、具体的には、複数回変更するパラメータである給炭量、固定パラメータ（設定値）である、製品温度（ミル出口温度）ＴOUT、バグフィルター出口排ガス流量Ｆbug、バグフィルター出口のＯ2濃度、製品水分を入力する。
また、入力部１１０１は、各種の比熱や水潜熱、循環ファン１１３による仕事量、ＢＦＧカロリーを入力する。
これらの情報は、不図示の入力装置を介してオペレータから入力されるようにしてもよいし、ネットワークを介して外部機器から入力されるようにしてもよい。
石炭水分計算部１１０２は、入力部１１０１で入力された条件に基づいて、ステップＳ１１で述べた石炭水分の推定を行う。
熱・物質収支計算部１１０３は、石炭水分計算部１１０２で推定された石炭水分、及び入力部１１０１で入力された条件に基づいて、ステップＳ１２で述べた熱・物質収支モデルに基づくガス流量及び熱量の計算を行う。
ミル入口温度計算部１１０４は、熱・物質収支計算部１１０３での計算結果を用いて、ステップＳ１３で述べたミル入口温度の計算を行う。
最大給炭量計算部１１０５は、熱・物質収支計算部１１０３及びミル入口温度計算部１１０４での繰り返し計算により得られたミル入口温度と給炭量との複数の組み合わせに基づいて、ミル入口温度が上限を超えない範囲で最大となる給炭量を求める。
出力部１１０６は、最大給炭量計算部１１０５で求めた最大給炭量を出力する。例えば最大給炭量を、不図示のディスプレイを表示する。また、最大給炭量を、給炭量を制御する制御装置に送出し、この最大給炭量に基づいて制御装置が給炭量制御を実行するように構成してもよい。
熱・物質収支計算部１１０３は、石炭水分計算部１１０２で推定された石炭水分、及び入力部１１０１で入力された条件に基づいて、ステップＳ１２で述べた熱・物質収支モデルに基づくガス流量及び熱量の計算を行う。
ミル入口温度計算部１１０４は、熱・物質収支計算部１１０３での計算結果を用いて、ステップＳ１３で述べたミル入口温度の計算を行う。
最大給炭量計算部１１０５は、熱・物質収支計算部１１０３及びミル入口温度計算部１１０４での繰り返し計算により得られたミル入口温度と給炭量との複数の組み合わせに基づいて、ミル入口温度が上限を超えない範囲で最大となる給炭量を求める。
出力部１１０６は、最大給炭量計算部１１０５で求めた最大給炭量を出力する。例えば最大給炭量を、不図示のディスプレイを表示する。また、最大給炭量を、給炭量を制御する制御装置に送出し、この最大給炭量に基づいて制御装置が給炭量制御を実行するように構成してもよい。
以上述べたように、操業での実測データを入力して、石炭水分の推定を行うことができる。そして、石炭水分の推定値に基づいて、ミル入口温度値が上限値を超えない範囲で最大となる給炭量を求める。これにより、例えば天候や石炭品種により石炭水分、外気温が変化する場合においても、常に最大のスループットを実現することができ、粉砕プラントの生産性を向上することができる。
なお、ミル入口温度の予測装置、及び給炭量演算装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えるコンピュータ装置により実現可能である。ＣＰＵが、ＲＡＭを主メモリ、ワークエリアとして用いて、ＲＯＭや外部メモリに記憶されたプログラムを実行することにより、図１０（ａ）、（ｂ）に示す各部として機能する。
以上、本発明を実施形態と共に説明したが、上記実施形態は本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
また、本発明は、本発明の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータがプログラムを読み出して実行することによっても実現可能である。
また、本発明は、本発明の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータがプログラムを読み出して実行することによっても実現可能である。
１０１：熱ガス発生装置、１０５：ミル、１０７：バグフィルター、１１３：循環ファン、１１４：放散塔、１００１：入力部、１００２：熱・物質収支計算部、１０３：ミル入口温度計算部、１００４：出力部、１１０１：入力部、１１０２：石炭水分計算部、１１０３：熱・物質収支計算部、１１０４：ミル入口温度計算部、１１０５：最大給炭量計算部、１１０６：出力部
Claims (10)
- 熱風を排ガスとして発生する熱ガス発生装置と、原料を粉砕し、粉砕後の原料を前記熱ガス発生装置で発生する排ガスの流れに乗せて外部に放出する粉砕機と、前記粉砕機から排ガスの流れに乗って放出された粉砕後の原料を捕集する捕集機とを備え、循環ファンにより、前記捕集機からの排ガスを、その一部を大気中に放散するとともに、前記熱ガス発生装置に循環させる循環系粉砕プラントにおいて、前記粉砕機の入口温度を予測する方法であって、
前記粉砕機の入口温度は、前記熱ガス発生装置が有するバーナーにより発生する熱量と、前記循環ファンによる仕事量と、大気中への排ガスの放散による排熱量とを補うものとする熱収支に基づいて、前記粉砕機の入口温度を計算することを特徴とする循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法。 - 大気中への排ガスの放散による排熱量は、放散ガスを外気温から前記粉砕機の出口温度まで加熱するのに必要な熱量として表わすことを特徴とする請求項１に記載の循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法。
- 前記バーナーにより発生する熱量ΔＱHGGは、燃料ガスカロリーが一定であるとして、式（１０１）によりで与えられ、
ΔＱHGG＝燃料ガスカロリー×燃料ガス流量・・・（１０１）
前記循環ファンによる仕事量は、既知の値が与えられることを特徴とする請求項１又は２に記載の循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法。 - 前記粉砕機の入口温度ＴINを、ガスの比熱Ｃ、前記捕集機の出口排ガス流量Ｆbug、放散ガス流量Ｆexh、前記粉砕機の出口温度ＴOUT、前記バーナーにより発生する熱量ΔＱHGG、前記循環ファンによる仕事量ΔＱFAN、外気温Ｔ0を用いて、式（１０２）により、
Ｃ・（Ｆbug−Ｆexh）・（ＴIN―ＴOUT）＝
ΔＱHGG＋ΔＱFAN＋Ｃ・Ｆexh・（ＴOUT−Ｔ0）・・・（１０２）
計算することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法。 - 前記ガスの比熱Ｃ、前記循環ファンによる仕事量ΔＱFANは、既知の値が与えられ、
前記放散ガス流量Ｆexh、前記バーナーにより発生する熱量ΔＱHGGは、運転条件として設定される、前記捕集機の出口排ガス流量Ｆbug、前記粉砕機の出口温度ＴOUT、及び前記外気温Ｔ0を含む条件を用いて、熱及び物質収支に基づいて計算されることを特徴とする請求項４に記載の循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法。 - 熱風を排ガスとして発生する熱ガス発生装置と、原料を粉砕し、粉砕後の原料を前記熱ガス発生装置で発生する排ガスの流れに乗せて外部に放出する粉砕機と、前記粉砕機から排ガスの流れに乗って放出された粉砕後の原料を捕集する捕集機とを備え、循環ファンにより、前記捕集機からの排ガスを、その一部を大気中に放散するとともに、前記熱ガス発生装置に循環させる循環系粉砕プラントにおいて、前記粉砕機の入口温度を予測する装置であって、
前記粉砕機の入口温度は、前記熱ガス発生装置が有するバーナーにより発生する熱量と、前記循環ファンによる仕事量と、大気中への排ガスの放散による排熱量とを補うものとする熱収支に基づいて、前記粉砕機の入口温度を計算する手段を備えたことを特徴とする循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測装置。 - 熱風を排ガスとして発生する熱ガス発生装置と、原料を粉砕し、粉砕後の原料を前記熱ガス発生装置で発生する排ガスの流れに乗せて外部に放出する粉砕機と、前記粉砕機から排ガスの流れに乗って放出された粉砕後の原料を捕集する捕集機とを備え、循環ファンにより、前記捕集機からの排ガスを、その一部を大気中に放散するとともに、前記熱ガス発生装置に循環させる循環系粉砕プラントにおいて、前記粉砕機の入口温度を予測するためのプログラムであって、
前記粉砕機の入口温度は、前記熱ガス発生装置が有するバーナーにより発生する熱量と、前記循環ファンによる仕事量と、大気中への排ガスの放散による排熱量とを補うものとする熱収支に基づいて、前記粉砕機の入口温度を計算する処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。 - 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法により、前記粉砕機の入口温度を原料供給量を変更して繰り返し計算し、前記粉砕機の入口温度と原料供給量との複数の組み合わせを得るステップと、
前記粉砕機の入口温度と原料供給量との複数の組み合わせに基づいて、前記粉砕機の入口温度が上限を超えない範囲で最大となる原料供給量を求めるステップとを有することを特徴とする循環系粉砕プラントにおける原料供給量の演算方法。 - 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法により、前記粉砕機の入口温度を原料供給量を変更して繰り返し計算し、前記粉砕機の入口温度と原料供給量との複数の組み合わせを得る手段と、
前記粉砕機の入口温度と原料供給量との複数の組み合わせに基づいて、前記粉砕機の入口温度が上限を超えない範囲で最大となる原料供給量を求める手段とを備えたことを特徴とする循環系粉砕プラントにおける原料供給量の演算装置。 - 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の循環系粉砕プラントにおける粉砕機の入口温度の予測方法により、前記粉砕機の入口温度を原料供給量を変更して繰り返し計算し、前記粉砕機の入口温度と原料供給量との複数の組み合わせを得る処理と、
前記粉砕機の入口温度と原料供給量との複数の組み合わせに基づいて、前記粉砕機の入口温度が上限を超えない範囲で最大となる原料供給量を求める処理とをコンピュータに実行させるためのプログラム。
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|---|---|---|---|---|
| CN110110462A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-08-09 | 中国神华能源股份有限公司 | 热风始端温度的调控方法 |
| CN116116554A (zh) * | 2023-02-10 | 2023-05-16 | 华能曲阜热电有限公司 | 一种冷却风管积粉自动吹扫系统及方法 |
-
2016
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