JP2020116536A - 固体燃料粉砕装置及びこれを備えた発電プラント並びに固体燃料粉砕装置の制御方法 - Google Patents

固体燃料粉砕装置及びこれを備えた発電プラント並びに固体燃料粉砕装置の制御方法 Download PDF

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昇吾 澤
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慎治 松本
優也 植田
Yuya Ueda
優也 植田
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誠矢 栗原
聡太朗 山口
Sotaro Yamaguchi
聡太朗 山口
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Abstract

【課題】回転式分級機の内部に堆積した粗粒固体燃料を検出することができる固体燃料粉砕装置を提供する。【解決手段】回転テーブル12と、回転テーブル12との間で固体燃料を粉砕するローラ13と、回転軸線を中心として回転するとともに円周方向に沿って固定部16bに対して立設された複数の分級羽根16aを備え、ローラ13によって粉砕された粉砕後燃料を分級する分級機16と、円周方向に立設された複数の分級羽根16aの内周側である分級機16の内部SP1に接続され、分級機16によって分級された微粉燃料を排出する排出口19と、分級機16の内部SP1の圧力と、分級機16の外部SP2の圧力との差圧を検出する差圧検出部43とを備えている。【選択図】図2

Description

本発明は、固体燃料粉砕装置及びこれを備えた発電プラント並びに固体燃料粉砕装置の制御方法に関するものである。
従来、石炭やバイオマス燃料等の固体燃料は、粉砕機(ミル)で所定粒径より小さい微粉状に粉砕して、燃焼装置へ供給される。ミルは、回転テーブルへ投入された石炭やバイオマス燃料等の固体燃料を、回転テーブルとローラの間で噛み砕くことで粉砕し、回転テーブルの外周から供給される搬送ガスによって、粉砕されて微粉状となった燃料を分級機で粒径サイズの小さいものを選別し、ボイラへ搬送して燃焼装置で燃焼させている。火力発電プラントでは、ボイラで燃焼して生成された燃焼ガスとの熱交換により蒸気を発生させ、蒸気によりタービンを駆動することで発電が行なわれる。
ミルで粉砕された粉砕後の固体燃料(粉砕後燃料)は、ミル上部に設置された回転式分級機によって微粒と粗粒に分級される。微粒である微粒燃料は回転式分級機のブレード間を通過して後工程である燃焼装置に送られ、粗粒である粗粒燃料は回転式分級機のブレードに衝突して回転テーブルへ落下し、再度粉砕される。これにより、回転式分級機の分級性能により、ミル内部にて回転分級機付近と回転テーブル付近の間で循環する固体燃料の粉砕後燃料の循環量の増減が発生する。
このようなミルでは、運転時の粉砕された粉砕後燃料のミル内での内部状態を把握するために、ミル内に供給する搬送ガスの上流側と粉砕機内部との間の差圧であるミル差圧を計測することが行われている(特許文献1参照)。
特開平8−141420号公報
近年は再生可能エネルギーの活用が進められており、従来の石炭用のミルを用いてバイオマス燃料も粉砕するニーズが高まっている。しかしながら、バイオマス燃料の粉砕粒は石炭の粉砕粒(微粉炭)と比較し、比重が軽いために回転テーブル付近にある粗粒でも搬送ガスで回転式分級機付近へと搬送され易く、ミルの回転式分級機内に粗粒が混入すると、搬送ガスの気流が小さい領域に滞留してミルから搬出されずに、また比重が軽いために遠心力が小さく回転式分級機内に粗粒が留まり堆積するおそれがある。バイオマス燃料の粗粒が回転式分級機内に堆積すると、回転式分級機の分級性能が低下するため、粗粒が堆積しないようにミルの運転条件を変更する必要がある。
しかし、特許文献1で示されているようなミル差圧を検出する計測点では、回転式分級機内のバイオマス燃料の粗粒の堆積状況を正確に検出することが難しく、ミルの運転条件を適正に変更することができなかった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、回転式分級機の内部に堆積した粗粒燃料を検出することができる固体燃料粉砕装置及びこれを備えた発電プラント並びに固体燃料粉砕装置の制御方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る固体燃料粉砕装置は、回転テーブルと、前記回転テーブルとの間で固体燃料を粉砕する粉砕ローラと、回転軸線を中心として回転するとともに円周方向に沿って固定部に対して立設された複数のブレードを備え、前記粉砕ローラによって粉砕された粉砕後燃料を分級する回転式分級機と、前記円周方向に立設された複数の前記ブレードの内周側である回転式分級機の内部に接続され、前記回転式分級機によって分級された微粒燃料を排出する排出口と、前記回転式分級機の前記内部の圧力と、該回転式分級機の外部の圧力との差圧を検出する差圧検出部と、を備えている。
回転テーブルと粉砕ローラによって粉砕された固体燃料は、鉛直上下方向の回転軸線を中心に回転する回転式分級機によって粗粒燃料と微粒燃料とに分級される。分級された微粒燃料は、回転式分級機の内部に接続された排出口から後工程側へ排出される。分級された粗粒燃料は、回転式分級機の外部へと戻される。しかし、一部の粗粒燃料がブレード間をすり抜け、回転分級機の外部に戻らずに各ブレードが固定された固定部上などの搬送ガスの気流搬送力の低い領域に堆積することがある。固定部上に粗粒燃料が堆積すると、各ブレードの下部が粗粒燃料で埋まり、固体燃料の粉砕後燃料を分級するための各ブレードの有効面積が減少してしまい、分級性能が低下する。そこで、回転式分級機の内部と外部の圧力差を検出する差圧検出部を設けることとした。これにより、各ブレードの下部が粗粒燃料で埋まり回転式分級機の内外で圧力損失が増大したことを検出し、回転式分級機の内部に粗粒燃料が堆積したことを検出することができる。
回転式分級機の外部の圧力としては、例えば、回転式分級機の外周側でかつ回転式分級機を収容するミル本体内部の圧力を用いることができる。ただし、ミル本体内の圧力変動が小さい場合のブレードによる圧力損失の変化が計測できれば良い場合には、回転式分級機の内部の絶対圧力変化の計測でも良く、この場合の回転式分級機の外部の圧力としては、ミル本体内の圧力が大きく変動しないのであれば一定の基準圧力でもよく、例えばミル本体外の大気圧などを用いても良い。
なお、固体燃料としては、例えば、バイオマス燃料またはバイオマス燃料と石炭との混合燃料が用いられる。
さらに、本発明の一態様に係る固体燃料粉砕装置では、前記差圧検出部は、前記回転式分級機の前記内部に開口して、前記内部の流れの上流側方向に交差する方向に向くように折曲する検出管を備えている。
回転式分級機の内部に挿入された一端部を開口する検出管を設けることによって、回転式分級機の内部の圧力を検出することができる。
検出管の開口は、排出口側に向かう内部の流れの上流側方向に交差する方向に向くように折曲させていることが好ましい。これにより、回転式分級機の内部の流れの動圧による影響を少なくして静圧を正確に計測することができる。
また、検出管を回転分級機の内部および回転分級機の外部からそれぞれ取り外し可能としても良い。これにより、圧力を計測する必要がないときは検出管を取り外すことができ検出管内部に粉砕後燃料などが入り込むことを抑制できる。
さらに、本発明の一態様に係る固体燃料粉砕装置では、前記検出管には、パージ流体が供給可能なパージ配管が接続されている。
パージ配管から圧力計測に影響しない流量のパージ流体(例えば、空気や窒素)を流すことで検出管内にパージ流体を流通させて検出管内部に粉砕後燃料などが入り込み閉塞することを防止することができる。例えば、パージ流体を検出管の先端付近から導入して先端から回転式分級機の内部にパージ流体を噴出させることで閉塞を防止する。
さらに、本発明の一態様に係る固体燃料粉砕装置では、前記差圧検出部の検出信号を得る制御部を備え、前記制御部は、前記差圧検出部で得られた差圧が所定値を超えた場合又は差圧の時間に対する変化量が所定値を超えた場合に、第1信号を出力する前記回転式分級機の前記内部に粗粒燃料が堆積したと判断する。
制御部は、差圧検出部で得られた差圧の値又は差圧の時間に対する変化量が所定値を超えた場合に第1信号を出力することとした。これにより、回転式分級機の内部に粗粒燃料が堆積による差圧値の増加または差圧変化速度の増加を感知して、堆積したと判断することができる。
さらに、本発明の一態様に係る固体燃料粉砕装置では、前記制御部は、前記第1信号と同時又は該第1信号を出力した後に、前記回転式分級機の前記内部の粗粒燃料の堆積を抑制する運転条件を変更する第2信号を出力する。
第1信号によって粗粒燃料が回転式分級機の内部に堆積したことを把握したと同時又はその後に、粗粒燃料の堆積を抑制する第2信号によって運転条件を変更することとした。これにより、回転式分級機の内部に堆積した粗粒燃料が蓄積し堆積することを抑制することができる。
さらに、本発明の一態様に係る固体燃料粉砕装置では、前記制御部は、前記回転式分級機の回転数を低下させるように前記運転条件を変更する。
回転式分級機の回転数を低下させることによって、分級性能を調整して、回転するブレードによる圧力損失を低下させて回転式分級機の差圧を適正化させることとした。これにより、回転式分級機の内部の流れ状態を変更して、堆積した粗粒燃料の排出を促進することができる。
また、この運転条件の変更は、固体燃料粉砕装置の試運転時に用いることもできるし、運転中に用いることもできる。
さらに、本発明の一態様に係る固体燃料粉砕装置では、前記制御部は、前記回転テーブル上に供給される固体燃料の供給量を低下させるように前記運転条件を変更する。
回転テーブル上に供給される固体燃料の供給量を低下させることによって、粉砕後燃料の生成量が低下し、各ブレード間を通過して回転分級機の内部へ入り込む粗粒燃料が減少し、粗粒燃料の堆積量の増加を抑制して排出を継続することで、回転式分級機の内部の粗粒燃料の堆積量を減少することができる。
固体燃料の供給量の低下は、上述の回転式分級機の回転数低下と同時でも良いし、回転式分級機の回転数低下の後に行っても良い。
また、この運転条件の変更は、固体燃料粉砕装置の試運転時に用いることもできるし、運転中に用いることもできる。
さらに、本発明の一態様に係る固体燃料粉砕装置では、前記制御部は、前記回転テーブルから前記回転式分級機に向かって流れる搬送ガス流量を増加させるように前記運転条件を変更する。
回転テーブルから回転式分級機に向かって流れる搬送ガスの流量を増加することによって、回転式分級機の内部に堆積した粗粒燃料の排出を促進することができる。
搬送ガスの流量増加は、上述の回転式分級機の回転数の低下及び固体燃料の供給量低下と同時に行っても良いし、固体燃料の供給量低下の後に行っても良い。固体燃料の供給量低下の後に搬送ガスの流量を増加することとすると、回転式分級機の内部に堆積した粗粒燃料をある程度排出した後に、搬送ガスを増加して供給することになるので、搬送ガス供給量の増加を抑制して搬送ガス供給用の送風機に要する補機動力を抑制することができる。
また、この運転条件の変更は、固体燃料粉砕装置の試運転時に用いることもできるし、運転中に用いることもできる。
さらに、本発明の一態様に係る固体燃料粉砕装置では、前記制御部は、前記回転テーブルに対する前記粉砕ローラの荷重である粉砕荷重を増加させるように前記運転条件を変更する。
回転テーブルに対する粉砕ローラの荷重である粉砕荷重を増加させることによって、固体燃料をさらに細かく粉砕することができる。これにより、粉砕後燃料に含まれる粗粒燃料の発生を抑制して、回転式分級機内部に入り込む粗粒燃料の量が減少するので、回転式分級機の内部に粗粒燃料が堆積することを抑制することができる。
粉砕荷重の増加は、上述した回転式分級機の回転数低下や、固体燃料の供給量低下、搬送ガス流量の増加の後で、しかも粗粒燃料の堆積抑制の改善が見られずに、回転式分級機の内部と外部の圧力差に改善が少ない場合に行うことが好ましい。粉砕荷重の増加による粗粒燃料の堆積抑制は、他の運転条件に比べて時間応答が遅く、また、動力増加を招くからである。
また、この運転条件の変更は、固体燃料粉砕装置の試運転時に用いることもできるし、運転中に用いることもできる。
さらに、本発明の一態様に係る固体燃料粉砕装置では、前記制御部は、前記回転式分級機の回転数を一時的に増加させるように前記運転条件を変更する。
回転式分級機の回転数を一時的に増加させて再び元の回転数に戻すことで遠心力を増大させ、回転式分級機の内部に堆積した粗粒燃料に遠心力を増加作用させて粗粒燃料を各ブレードの間から回転式分級機の外周側における回転式分級機の外部に排出することができる。これにより、回転式分級機の内部に堆積した粗粒燃料を減少させることができる。各ブレードの外周側における外部に排出された粗粒燃料は、回転テーブル上へ落下して再び粉砕される。
この運転条件の変更は、固体燃料粉砕装置の運転中に行うことで、固体燃料粉砕装置を継続して運転させることができる。
また、本発明の一態様に係る発電プラントは、上記のいずれかに記載の固体燃料粉砕装置と、前記固体燃料粉砕装置にて粉砕された固体燃料を燃焼して蒸気を生成するボイラと、前記ボイラによって生成された蒸気を用いて発電する発電部と、を備えている。
また、本発明の一態様に係る固体燃料粉砕装置の制御方法は、回転テーブルと、前記回転テーブルとの間で固体燃料を粉砕する粉砕ローラと、回転軸線を中心として回転するとともに円周方向に沿って固定部に対して立設された複数のブレードを備え、前記粉砕ローラによって粉砕された粉砕後燃料を分級する回転式分級機と、前記円周方向に立設された複数の前記ブレードの内周側である回転式分級機の内部に接続され、前記回転式分級機によって分級された微粒燃料を排出する排出口と、を備えた固体燃料粉砕装置の制御方法であって、前記回転式分級機の前記内部の圧力と、該回転式分級機の外部の圧力との差圧を検出する。
回転式分級機の内部と外部の圧力差を検出する差圧検出手段を設けることとしたので、回転式分級機の内部に堆積した粗粒燃料を検出することができる。
本発明の一実施形態に係る発電プラントを示した概略構成図である。 図1のミルの概略を示した縦断面図である。 下流側検出管の取付位置周りを示した縦断面図である。 分級機回転数に対する粗粒燃料の堆積割合を示したグラフである。 燃料供給量に対する粗粒燃料の堆積割合を示したグラフである。 搬送ガス流量に対する粗粒燃料の堆積割合を示したグラフである。 粉砕荷重に対する粗粒燃料の堆積割合を示したグラフである。 ミルの運転条件の変更を示したフローチャートである。 分級機のスイング運転を示したグラフである。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
<発電プラント1の全体構成>
本実施形態に係る発電プラント1は、固体燃料粉砕システム100とボイラ200とを備えている。
固体燃料粉砕システム100は、バイオマス燃料等の固体燃料を粉砕し、微粒燃料を生成してボイラ200のバーナ部220へ供給する装置である。なお、発電プラント1は、1台の固体燃料粉砕システム100を備えるものであるが、1台のボイラ200の複数のバーナ部220のそれぞれに対応する複数台の固体燃料粉砕システム100を備えるシステムとしてもよい。また、本実施形態の発電プラント1では、主としてバイオマス燃料を用いることとするが、石炭とバイオマス燃料の混焼としても良い。
固体燃料粉砕システム100は、ミル(固体燃料粉砕装置)10と、給炭機20と、送風部30と、状態検出部40と、制御部50とを備えている。
なお、本実施形態では、上方とは鉛直上側の方向を、上部や上面などの“上”とは鉛直上側の部分を示している。また同様に“下”とは鉛直下側の部分を示している。
バイオマス燃料は、再生可能な生物由来の有機性資源であり、例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを原料としたリサイクル燃料(ペレットやチップ)などであり、ここに提示したものに限定されることはない。ペレットのサイズは、例えば、直径6〜8mm程度、長さは40mm以下程度とされる。バイオマス燃料は、バイオマスの成育過程において二酸化炭素を取り込むことから、地球温暖化ガスとなる二酸化炭素を排出しないカーボンニュートラルとされるため、その利用が種々検討されている。
ミル10は、ハウジング11と、回転テーブル12と、ローラ13(粉砕ローラ)と、駆動部14と、分級機(回転式分級機)16と、燃料供給部17と、分級機16を回転駆動させるモータ18とを備えている。
ハウジング11は、鉛直方向に延びる筒状に形成されるとともに、回転テーブル12とローラ13と分級機16と、燃料供給部17とを収容する筐体である。ハウジング11の天井部42の中央部には、燃料供給部17が取り付けられている。この燃料供給部17は、バンカ21から導かれた固体燃料をハウジング11内に供給するものであり、ハウジング11の中心位置に上下方向に配置され、下端部がハウジング11内部まで延設されている。
ハウジング11の底面部41付近には駆動部14が設置され、この駆動部14から伝達される駆動力により回転する回転テーブル12が回転自在に配置されている。駆動部14は、制御部50によって制御されるようになっている。
回転テーブル12は、平面視円形の部材であり、燃料供給部17の下端部が対向するように配置されている。回転テーブル12の上面は、例えば、中心部が低く、外側に向けて高くなるような傾斜形状をなし、外周部が上方に曲折した形状をなしていてもよい。燃料供給部17は、固体燃料(本実施形態ではバイオマス燃料)を上方から下方の回転テーブル12に向けて供給し、回転テーブル12は供給された固体燃料をローラ13との間で粉砕するもので、粉砕テーブルとも呼ばれる。
固体燃料が燃料供給部17から回転テーブル12の中央へ向けて投入されると、回転テーブル12の回転による遠心力によって固体燃料は回転テーブル12の外周側へと導かれ、ローラ13との間に挟み込まれて粉砕される。粉砕された固体燃料は粉砕後燃料となり、一次ガス供給部(以下「一次空気流路」という。)100aから導かれた搬送ガス(以下「一次空気」という。)によって上方へと巻き上げられ、分級機16へと導かれる。すなわち、回転テーブル12の外周側の複数箇所には、一次空気流路100aから流入する一次空気をハウジング11内の回転テーブル12の上方の空間に流出させる吹出口15(図2参照)が設けられている。吹出口15の上方にはベーン(図示省略)が設置されており、吹出口15から吹き出した一次空気に旋回力を与える。ベーンにより旋回力が与えられた一次空気は、旋回する速度成分を有する気流となって、回転テーブル12上で粉砕された固体燃料をハウジング11内の上方の分級機16へと導く。なお、一次空気に混合した固体燃料の粉砕物のうち、所定粒径より大きい粗粒燃料の大部分は分級機16により分級されて、または、分級機16まで到達することなく、落下して回転テーブル12に戻されて、再び粉砕される。
ローラ(粉砕ローラ)13は、燃料供給部17から回転テーブル12に供給された固体燃料を粉砕する回転体である。ローラ13は、回転テーブル12の上面に押圧されて回転テーブル12と協働して固体燃料を粉砕する。図1では、ローラ13が代表して1つのみ示されているが、回転テーブル12の上面を押圧するように、周方向に一定の間隔を空けて、複数のローラ13が対向して配置される。例えば、外周部上に120°の角度間隔を空けて、3つのローラ13が周方向に均等な間隔で配置される。この場合、3つのローラ13が回転テーブル12の上面と接する部分(押圧する部分)は、回転テーブル12の回転中心軸からの距離が等距離となる。
ローラ13は、ジャーナルヘッド45によって、上下に揺動可能となっており、回転テーブル12の上面に対して接近離間自在に支持されている。ローラ13は、外周面が回転テーブル12の上面に接触した状態で、回転テーブル12が回転すると、回転テーブル12から回転力を受けて連れ回りするようになっている。燃料供給部17から固体燃料が供給されると、ローラ13と回転テーブル12との間で固体燃料が押圧されて粉砕されて、微粒燃料と粗粒燃料からなる粉砕後燃料となる。
ジャーナルヘッド45の支持アーム47は、その中間部が水平方向に延在する支持軸48によって支持されている。すなわち、支持アーム47は、ハウジング11の側面部に支持軸48を中心としてローラ上下方向に揺動可能に支持されている。また、支持アーム47の鉛直上側にある上端部には、押圧装置49が設けられている。押圧装置49は、ハウジング11に固定され、ローラ13を回転テーブル12に押し付けるように、支持アーム47等を介してローラ13に荷重を付与する。押圧装置49の押圧力(すなわち粉砕荷重)は、制御部50によって制御されるようになっている。
駆動部14は、回転テーブル12に駆動力を伝達し、回転テーブル12を中心軸線回りに回転させる装置である。駆動部14は、回転テーブル12を回転させる駆動力を発生する。
分級機16は、ハウジング11の上部に設けられ、中空状の略逆円錐形状の外形を有している。分級機16は、その外周位置に上下方向に延在する複数の分級羽根(ブレード)16aを備えている。各分級羽根16aは、下端が固定部に固定されている。各分級羽根16aは、分級機16の中心軸線周りに所定の間隔(均等間隔)を空けて並列に設けられている。また、分級機16は、ローラ13により粉砕されて一次空気で搬送された粉砕後燃料を所定粒径よりも大きい粗粒燃料と所定粒径以下の微粒燃料に分級する装置である。分級機16は、全体が鉛直方向の回転軸線回りに回転することによって分級する回転式分級機とされ、ロータリセパレータとも称されている。分級機16に対しては、モータ18によって回転駆動力が与えられる。モータ18の回転数は、制御部50によって制御されるようになっている。
分級機16に到達した固体燃料の粉砕後燃料は、分級羽根16aの回転により生じる遠心力と、一次空気の気流による向心力との相対的なバランスにより、大きな粗粒燃料は、分級羽根16aによって叩き落とされ、回転テーブル12へと戻されて再び粉砕され、微粒燃料はハウジング11の天井部42にある排出口19に導かれる。
分級機16によって分級された微粒燃料は、排出口19から供給流路100bへ排出され、一次空気とともに後流工程へと搬送される。供給流路100bへ流出した微粒燃料は、ボイラ200のバーナ部220へ供給される。
燃料供給部17は、ハウジング11の上端を貫通するように上下方向に沿って下端部がハウジング11内部まで延設されて取り付けられ、上部から投入される固体燃料を回転テーブル12の略中央領域に供給する。燃料供給部17は、給炭機20から固体燃料が供給される。
給炭機20は、バンカ21と、搬送部22と、モータ23とを備えている。搬送部22は、モータ23から与えられる駆動力によってバンカ21の直下にあるダウンスパウト部24の下端部から排出される固体燃料を搬送し、ミル10の燃料供給部17に導かれる。
通常、ミル10の内部には、粉砕した固体燃料である微粒燃料を搬送するための一次空気が供給されて、大気圧よりも圧力が高くなっている。バンカ21の直下にある上下方向に延在する管であるダウンスパウト部24には内部に燃料が積層状態で保持されていて、ダウンスパウト部24内に積層された燃料層により、ミル10側の一次空気と微粒燃料が逆流入しないようなシール性を確保している。なお、ミル10へ供給する固体燃料の供給量は、搬送部22のベルトコンベアのベルト速度で調整されてもよい。
送風部30は、ローラ13により粉砕された固体燃料を乾燥させるとともに分級機16へ供給するための一次空気(搬送ガス)をハウジング11の内部へ送風する装置である。
送風部30は、ハウジング11へ送風される一次空気を適切な温度に調整するために、熱ガス送風機30aと、冷ガス送風機30bと、熱ガスダンパ30cと、冷ガスダンパ30dとを備えている。
熱ガス送風機30aは、空気予熱器などの熱交換器から供給される熱せられた一次空気を送風する送風機である。熱ガス送風機30aの下流側には熱ガスダンパ30cが設けられている。熱ガスダンパ30cの開度は制御部50によって制御される。熱ガスダンパ30cの開度によって熱ガス送風機30aが送風する一次空気の流量が決定する。
冷ガス送風機30bは、常温の外気である一次空気を送風する送風機である。冷ガス送風機30bの下流側には冷ガスダンパ30dが設けられている。冷ガスダンパ30dの開度は制御部50によって制御される。冷ガスダンパ30dの開度によって冷ガス送風機30bが送風する一次空気の流量が決定する。一次空気の流量は、熱ガス送風機30aが送風する一次空気の流量と冷ガス送風機30bが送風する一次空気の流量の合計の流量となり、一次空気の温度は、熱ガス送風機30aが送風する一次空気と冷ガス送風機30bが送風する一次空気の混合比率で決まり、制御部50によって制御される。また、熱ガス送風機30aが送風する一次空気に、ガス再循環通風機を介して電気集塵機など環境装置を通過したボイラ200から排出された燃焼ガスの一部を導き、混合気とすることで、一次空気流路100aから流入する一次空気の酸素濃度を調整してもよい。
本実施形態では、ハウジング11の状態検出部40により、計測または検出したデータを制御部50に送信する。状態検出部40は、例えば、差圧計測手段であり、一次空気流路100aからミル10内部へ一次空気が流入する部分及びミル10内部から供給流路100bへ一次空気及び微粒燃料が排出する排出口19との差圧をミル10内の差圧として計測する。分級機16の分級性能により、ミル10内部を循環する固体燃料の粉砕後燃料の循環量の増減とこれに対するミル10内の差圧の上昇低減が変化する。すなわち、ミル10の内部に供給する固体燃料に対して、排出口19から排出させる微粒燃料を調整して管理することができるので、微粒燃料の粒度がバーナ部220の燃焼性に影響しない範囲で、多くの微粒燃料をボイラ200に設けられたバーナ部220に供給することができる。さらに、本実施形態では、上述の排出口19とミル10内の差圧を計測する差圧計測手段(ミル差圧の計測手段)とは別に差圧検出部43を設けているが、これについては図2以降で説明する。
また、状態検出部40は、例えば、温度計測手段であり、ローラ13により粉砕された固体燃料を分級機16へ供給するための一次空気を、ハウジング11の内部に送風する送風部30により温度調整される一次空気のハウジング11での温度を検出して、上限温度を超えないように送風部30を制御する。なお、一次空気は、ハウジング11内において、粉砕物を乾燥しながら搬送することによって冷却されるので、ハウジング11の上部空間の温度は、例えば約60〜80℃程度となる。
制御部50は、固体燃料粉砕システム100の各部を制御する装置である。制御部50は、例えば、駆動部14に駆動指示を伝達することによりミルの運転に対する回転テーブル12の回転を制御することができる。制御部50は、例えば分級機16のモータ18へ駆動指示を伝達して回転数を制御することで、分級性能を調整することにより、ミル10内の差圧を適正化して微粒燃料の供給を安定化させることができる。また、制御部50は、例えば給炭機20のモータ23へ駆動指示を伝達することにより、搬送部22が固体燃料を搬送して燃料供給部17へ供給する固体燃料の供給量を調整することができる。また、制御部50は、開度指示を送風部30に伝達することにより、熱ガスダンパ30cおよび冷ガスダンパ30dの開度を制御して一次空気の流量と温度を制御することができる。
制御部50は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをCPUがRAM等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ROMやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等である。
次に、固体燃料粉砕システム100から供給される微粒燃料を用いて燃焼を行って蒸気を発生させるボイラ200について説明する。ボイラ200は、火炉210とバーナ部220とを備えている。
バーナ部220は、供給流路100bから供給される微粒燃料を含む一次空気と、熱交換器(図示省略)から供給される二次空気とを用いて微粒燃料を燃焼させて火炎を形成する装置である。微粒燃料の燃焼は火炉210内で行われ、高温の燃焼ガスは、蒸発器,過熱器,エコノマイザなどの熱交換器(図示省略)を通過した後にボイラ200の外部に排出される。
ボイラ200から排出された燃焼ガスは、環境装置(脱硝装置、電気集塵機などで図示省略)で所定の処理を行うとともに、空気予熱器などの熱交換器(図示省略)で外気との熱交換が行われ、誘引通風機(図示省略)を介して煙突(図示省略)へと導かれて大気へと放出される。熱交換器において燃焼ガスとの熱交換により加熱された外気は、前述した熱ガス送風機30aに送られる。
ボイラ200の各熱交換器への給水は、エコノマイザ(図示省略)において加熱された後に、蒸発器(図示省略)および過熱器(図示省略)によって更に加熱されて高温高圧の蒸気が生成され、蒸気タービン(図示省略)へと送られて発電機(図示省略)を回転駆動して発電が行われる。
<差圧検出部>
図2には、状態検出部40とは別に設けられた差圧検出部43が示されている。差圧検出部43は、状態検出部40で計測するミル10の上流側(ミル10内)と下流側(排出口19)の差圧であるミル差圧とは異なる差圧を検出する。具体的には、差圧検出部43は、分級羽根16aの内周側である分級機(回転式分級機)16の内部SP1の圧力と、分級羽根16aの外周側でかつハウジング11内部(分級機16の外部SP2)の圧力との差圧(以下、この差圧を「分級機差圧」という。)を計測する。より具体的には、差圧検出部43は、分級羽根16aの粉砕後燃料を含む一次空気(搬送ガス)流れにおける上流側(外部SP2)と下流側(内部SP1)との差圧を計測する。差圧検出部43としては、例えばデジタル式とされたマノメータ43aが用いられる。マノメータ43aの計測値は、制御部50へと送信される。なお、差圧検出部43としては、デジタルマノメータ等の差圧計に限定されるものではなく、他の形式の差圧計でも良く、分級羽根16aの粉砕後燃料を含む一次空気流れにおける上流側及び下流側にそれぞれに差圧計を設け、これらの差圧計にて計測された圧力値の差分を得るようにしても良い。
差圧検出部43は、分級羽根16aの上流側にミル本体外部側から挿入されて一端部が開口する上流側検出管43bと、分級羽根16aの下流側にミル本体外部側から挿入されて一端部が開口する下流側検出管43cとを備えている。上流側検出管43b及び下流側検出管43cのそれぞれには、マノメータ43aとの間に開閉弁43dが設けられている。開閉弁43dは、差圧を計測する際には開とされ、差圧を計測しない際には閉とされる。また、マノメータ43aの交換の際に開閉弁43dを閉とする。開閉弁43dの開閉制御は、制御部50によって行っても良い。
図2に示すように、各分級羽根16aの下端は、固定部16bによって固定されている。固定部16bを含む分級機16の底部は、分級機16の鉛直下方の空間SP3に対して固定部16bで仕切られている。したがって、分級羽根16aで分級されずに分級機16の内部SP1に入り込んだ粗粒燃料(粗粒)は、固定部16bから上方側に堆積粗粒燃料B1として堆積する。堆積粗粒燃料B1は、各分級羽根16aの下方から上方に向けて堆積量が増すと、分級羽根16aの分級のための有効面積を塞いでしまうため、分級機16の分級性能が低下する。また、堆積粗粒燃料B1が分級羽根16aの下方から上方に向けて堆積量が増すと、圧力損失が増大して分級羽根16aの上下流における分級機差圧が増大することになる。制御部50は、差圧検出部43で得られる分級機16の内部SP1と外部SP2との差圧を監視するようになっている。
図3には、下流側検出管43cの下流側が示されている。下流側検出管43cは、ミル10の天井部42に形成した開口部42aから分級機16の内部SP1に挿入されている。下流側検出管43cは、例えばOリング44を介挿したフランジ部46によってミル10の天井部42に対して気密に固定されている。なお、図3ではフランジ部46の固定前の状態が示されているが、固定する際には固定ボルト(図示せず)によってフランジ部46が固定される。このように、フランジ部46を用いて下流側検出管43cが容易に取り外し可能となっている。したがって、分級機16の内部SP1の圧力を計測する必要がないときは下流側検出管43cを取り外すことができ、下流側検出管43cの粉砕後燃料による閉塞を防止する。
下流側検出管43cは、先端の開口端43c1が、排出口19側に向かう内部の流れF1の上流側方向に交差する方向に向くように折曲させている。本実施形態では、内部SP1でL字状に曲成され、先端の開口端43c1が内部の流れF1の下流側方向である排出口19側を向くように設けられている。これにより、分級機16の内部の流れF1の動圧による影響を少なくして静圧を正確に計測することができるようになっている。なお、開口端43c1の向きは、分級機16の内部の流れF1の動圧の影響が無視できる位置であれば、どの方向であっても良い。この場合には、例えば下流側検出管43cの先端を鉛直下方に向いた直管としても良い。
図3に示すように、下流側検出管43cにパージ配管43eを接続しても良い。パージ配管43eの上流側には図示しない空気供給源が接続されている。パージ配管43eから下流側検出管43cの開口端43c1に向かってパージ空気(パージ流体)を流すことができるようになっている。これにより、開口端43c1から侵入する分級機内部の流れF1に含まれる粉砕後燃料による下流側検出管43cの閉塞を防止できる。したがって、パージ空気は、通常時には供給されないが、下流側検出管43cの閉塞が検出された場合に供給されるようになっている。なお、パージ空気を定期的に供給するようにしても良い。なお、パージ流体として、空気に代えて窒素等の不活性ガスを用いても良い。
<ミル10の運転条件と堆積粗粒燃料B1>
図4A〜図4Dには、それぞれの運転条件に応じて、分級機16の内部SP1の堆積粗粒燃料B1の堆積割合の増減が示されている。図4A〜図4Dは、縦軸の堆積度合の増減が直線で示されているが、必ずしも比例するものではなく、また堆積度合の増減の勾配の大小を示したものではなく、堆積度合の増減の傾向を示したものである。
図4Aは、分級機16の回転数である分級機回転数Rを運転条件とした場合である。分級機回転数Rは分級機差圧に略比例する。すなわち、分級機回転数Rが増大すると、分級羽根16aの周速が大きくなるのと各分級羽根16a間を通り抜ける粗粒を含む粉砕後燃料と一次空気との混合した流体の圧力損失が増大するので、分級機差圧は増大する。したがって、分級機回転数Rを減少させると、分級機差圧が減少し、各分級羽根16a間を通過する粗粒を含む粉砕後燃料と一次空気との混合した流体の流量が増加する。これにより、分級機16の内部の流れF1を変更し、堆積粗粒燃料B1の増加を抑制して排出を継続することができる。よって、現状の分級機回転数R0よりも分級機回転数Rを減少させることによって、堆積粗粒燃料B1の堆積割合を減少させることができる。
図4Bは、固体燃料(バイオマス燃料)をミル10に供給する燃料供給量Qbを運転条件とした場合である。燃料供給量Qbの増加は、粗粒を含む粉砕後燃料と一次空気との混合した流体における粗粒を含む粉砕後燃料量を増加し、分級機16に導かれる粗粒燃料量の増加になるので、分級機16の内部SP1の堆積粗粒燃料B1の堆積度合いが増加する。したがって、燃料供給量Qbを減少させると、分級機16の内部SP1の堆積粗粒燃料B1の堆積度合は減少する。よって、現状の燃料供給量Qb0よりも燃料供給量Qbを減少させることによって、堆積粗粒燃料B1の増加を抑制して排出を継続することができ、堆積粗粒燃料B1の堆積度合を減少させることができる。
図4Cは、ミル10に供給する一次空気流量Qaを運転条件とした場合である。一次空気流量Qaの増加は、分級機16の内部SP1の堆積粗粒燃料B1の堆積度合を減少する。一次空気流量Qaを増加させると、粗粒を含む粉砕後燃料と一次空気との混合した流体における粗粒を含む粉砕後燃料量が増加するが、これを上回るように分級機16の内部の流れF1の流量が増加して堆積粗粒燃料B1の排出が一層に促進されるからである。したがって、一次空気流量Qaを増大させると、分級機16の内部SP1の堆積粗粒燃料B1の堆積度合は減少する。よって、現状の一次空気流量Qa0よりも一次空気流量Qaを増大させることによって、堆積粗粒燃料B1の堆積度合を減少させることができる。
図4Dは、回転テーブル12に対するローラ13の荷重である粉砕荷重Lを運転条件とした場合である。粉砕荷重Lの増加は、回転テーブル12上で固体燃料を粉砕する能力を増加するので、粗粒を含む粉砕後燃料と一次空気との混合した流体における粗粒の量を減少するので、分級機16に導かれる粗粒燃料量の減少になり、分級機16の内部SP1の堆積粗粒燃料B1の堆積度合を減少する。したがって、粉砕荷重Lを増大させると、分級機16の内部SP1の堆積粗粒燃料B1の堆積度合は減少する。よって、現状の粉砕荷重L0よりも粉砕荷重Lを増大させることによって、堆積粗粒燃料B1の堆積割合を減少させることができる。
<運転中の運転条件変更>
次に、上述の差圧検出部43を用いた制御方法について説明する。
先ず、運転中の条件変更の制御方法について説明する。
図5に示すように、ミル10が運転を開始して定常運転に達した後に差圧検出部43が常時もしくは定期的に分級機差圧の監視を行い、制御を開始する(ステップS0)。
そして、制御部50は、差圧検出部43で得られた分級機差圧が所定値を超えたか否かを判断する(ステップS1)。ここで用いられる分級機差圧の所定値は、ミル10の運用前の試験運転または同機種等の実績に応じて決定された固定値である。または、分級機差圧の所定値の代わりに、分級機差圧の時間に対する変化量である所定変化速度値を超えたか否かを判断してもよい。所定変化速度値は、ミル10の運用前の試験運転または同機種等の実績に応じて決定された固定値である。
分級機差圧が所定値を超えていない場合は、そのまま差圧検出部43による分級機差圧の監視を行う。
分級機差圧が所定値を超えた場合は、制御部50は、分級機16の内部SP1に粗粒燃料が所定値以上に堆積したと判断して第1信号を出力する。この第1信号に基づき、制御部50は、分級機16に対して運転条件を変更する制御指令(第2出力)を送信し、分級機16の内部SP1の堆積粗粒燃料B1の堆積度合を減少する効果が大きい順に運転条件を変更する。最初に分級機16の回転数を減少させる(ステップS2)。これにより、分級機差圧を減少することで分級機16の内部の流れF1を変更し、堆積粗粒燃料B1の増加を抑制して排出を継続することができる。分級機16の内部SP1の堆積粗粒燃料B1が減少する(図4A参照)。
そして、制御部50は、差圧検出部43で得られた分級機差圧が所定値を超えているか否かをステップS1と同様にステップS3にて判断する。分級機差圧が所定値を依然として超えている場合は、第1信号に基づき運転条件を変更する制御指令(第2出力)を送信し、次の堆積粗粒燃料B1の堆積度合を減少する効果が大きいものとして、ミル10に対するバイオマス燃料の供給量である燃料供給量Qbを減少させる(ステップS4)。これにより、粉砕後燃料の生成量が低下して、分級機16の内部SP1から分級羽根16a間を通過する粗粒が減少し、堆積粗粒燃料B1の排出が継続されることで減少する(図4B参照)。なお、このステップS4は、ステップS2と同時に行っても良い。
そして、制御部50は、差圧検出部43で得られた分級機差圧が所定値を超えているか否かをステップS1と同様にステップS5にて判断する。分級機差圧が所定値を依然として超えている場合は、第1信号に基づき運転条件を変更する制御指令(第2出力)を送信し、次の堆積粗粒燃料B1の堆積度合を減少する効果が大きいものとして、ミル10に対する一次空気の供給量である一次空気流量Qaを増大させる(ステップS6)。これにより、分級機16の内部SP1の堆積粗粒燃料B1が減少する(図4C参照)。なお、このステップS6は、ステップS2及び/又はステップS4と同時に行っても良い。但し、ステップS4の後に一次空気流量Qaを増加することとすると、分級機16の内部SP1の堆積粗粒燃料B1をある程度排出した後に一次空気を供給することになるので、一次空気流量Qaの増加を抑制して一次空気供給用の熱ガス送風機30aと冷ガス送風機30bに要する補機動力を抑制することができる。
そして、制御部50は、差圧検出部43で得られた分級機差圧が所定値を超えているか否かをステップS1と同様にステップS7にて判断する。分級機差圧が所定値を依然として超えている場合は、第1信号に基づき運転条件を変更する制御指令(第2出力)を送信し、次の堆積粗粒燃料B1の堆積度合を減少する効果が大きいものとして、回転テーブル12に対するローラ13の荷重である粉砕荷重Lを増大させる(ステップS8)。これにより、分級機16の内部SP1の堆積粗粒燃料B1が減少する(図4D参照)。ステップS8、ステップS2乃至S6の後で、しかも堆積粗粒燃料B1の堆積抑制の効果である分級機差圧の改善が見られない場合に行うことが好ましい。粉砕荷重Lの増加による堆積粗粒燃料B1の堆積抑制は、他の運転条件に比べて時間応答が遅く、また、動力増加を招くからである。
ステップS8が終了すると、一連の運転条件変更の制御が終了する(ステップS9)。
<運用開始前の試運転での運転条件設定>
なお、上述したミル10の運転条件の変更は、ミル10の運用開始前の試験運転時に用いても良い。制御部50は、試運転時に得られた各運転条件を制御部50内に設けられる図示されていない記憶部に初期値として格納する。これにより、分級機16の内部SP1に堆積粗粒燃料B1が所定値未満となる運転条件を運用前に予め設定することができる。また、運転中の運転条件変更で用いられる分級機差圧の所定値は、ミル10の運用開始前の試験運転の実績に応じて決定することができる。
<分級機16のスイング運転>
次に、ミル10の運転中に行われるスイング運転の制御について説明する。この制御は、分級機差圧の増加を感知して、急速に堆積粗粒燃料B1を排出する際に行われる。
図6に示すように、制御部50は、分級機差圧が所定値を超えた場合に、分級機回転数Rを一時的に短時間に増加させて再び元の回転数に戻すスイング運転を行う。分級機回転数Rの増加量は、増加前の回転数に対して2倍以上10倍以下とすることが好ましい。このように分級機回転数Rを増加させることで遠心力を増大させ、分級機16の内部SP1に堆積した堆積粗粒燃料B1を各分級羽根16aの間から分級機16の外部SP2に排出することができる。これにより、分級機16の内部SP1に堆積した堆積粗粒燃料B1の堆積量を減少させることができる。分級機16の外部SP2に排出された粗粒燃料は、回転テーブル12上へ落下して再び粉砕される。
分級機回転数Rの上昇は、一時的に行われる。具体的には、図6に示すように、分級機回転数Rを増加させると堆積粗粒燃料B1は減少する一方で、ボイラ200(図1参照)への燃料供給量が減少してしまう(すなわち、同時にミル10の保有燃料量は増大する)。したがって、スイング運転時間ΔTは、ボイラ200の負荷が変動してプラントの発電に影響を及ぼさない程度とする。例えば、スイング運転時間ΔTは、1秒以上10秒以下とすることが好ましい。
なお、スイング運転を行うときに、パージ空気を分級機16の内部SP1内の堆積粗粒燃料B1に向けて供給して堆積粗粒燃料B1の排出を促進しても良い。
また、ミル10の停止時に上述のスイング運転を行っても良い。これにより、停止後に分級機16の内部SP1に粗粒が堆積した状態を回避することができる。
<本実施形態の作用効果>
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
回転テーブル12とローラ13によって粉砕されたバイオマス燃料は、分級機16によって粗粒と微粒とに分級される。分級された微粒燃料は、分級機16の内部SP1に接続された排出口19から排出される。分級された粗粒燃料は、分級機16の外部SP2へと戻される。しかし、一部の粗粒燃料が分級羽根16a間をすり抜け、排出口19から排出されずに各分級羽根16aが固定された固定部16b上などの一次空気の気流搬送力の低い領域に堆積することがある。固定部16b上に粗粒燃料が堆積すると、各分級羽根16aの下部が粗粒燃料で埋まり、固体燃料の粉砕後燃料を分級するための各分級羽根16aの有効面積が減少してしまい、分級性能が低下する。そこで、分級機16の内部SP1と外部SP2の圧力差を検出する差圧検出部43を設けることとした。これにより、各分級羽根16aの下部が粗粒燃料で埋まり分級機16の内外で圧力損失が増大したことを検出し、分級機16の内部SP1に粗粒燃料が堆積したことを検出することができる。
分級機16の内部SP1に挿入された一端部に開口端43c1を有する下流側検出管43cを設けることによって、分級機16の内部SP1の圧力を検出することができる。
下流側検出管43cの開口端43c1は、排出口19側に向かう内部SP1の流れの上流側方向に交差する方向に向くように折曲させていることが好ましい。これにより、分級機16の内部SP1の流れの動圧による影響を少なくして静圧を正確に計測することができる。
また、下流側検出管43cを分級機16の内部SP1および上流側検出管43bを分級機16の外部SP2からそれぞれ取り外し可能としても良い。これにより、圧力を計測する必要がないときは上流側検出管43bと下流側検出管43cを取り外すことができ検出管内部に粉砕後燃料などが入り込むことを抑制できる。
下流側検出管43cに接続したパージ配管43eから圧力計測に影響しない流量のパージ流体(例えば、空気や窒素)を流すことで下流側検出管43c内にパージ流体を流通させて下流側検出管43c内部に粉砕後燃料などが入り込み閉塞することを防止することができる。例えば、パージ流体を下流側検出管43cの先端付近から導入して先端から分級機16の内部SP1にパージ流体を噴出させることで閉塞を防止することができる。
制御部50は、差圧検出部43で得られた分級機差圧が所定値を超えた場合、または分級機差圧の所定時間に対する変化量である所定変化速度値を超えた場合に、第1信号を出力することとした。これにより、分級機16の内部SP1に粗粒燃料が堆積したと判断することができる。
第1信号によって粗粒燃料が分級機16の内部SP1に堆積したことを把握したと同時又はその後に、粗粒燃料の堆積を抑制する第2信号によって運転条件を変更することとした(ステップS2〜S8)。これにより、分級機16の内部SP1に堆積した粗粒燃料が蓄積し堆積することを抑制することができる。
分級機回転数Rを低下させる(ステップS2)ことによって、分級性能を調整して、回転する分級羽根16aによる圧力損失を低下させて分級機16の差圧を適正化させることとした。これにより、分級機16の内部SP1の流れを変更して、堆積粗粒燃料B1は堆積量の増加を抑制して排出を継続することで減少することができる。
回転テーブル12上に供給されるバイオマス燃料の燃料供給量Qbを減少させる(ステップS4)ことによって、粉砕後燃料の生成量が低下し、分級羽根16a間を通過して分級機16の内部SP1へ入り込む粗粒燃料が減少し、堆積粗粒燃料B1は堆積量の増加を抑制して排出を継続することで減少することができる。
回転テーブル12から分級機16に向かって流れる一次空気の流量である一次空気流量Qaを増加する(ステップS6)ことによって、分級機16の内部SP1に堆積した粗粒燃料の排出を促進することができる。
回転テーブル12に対するローラ13の荷重である粉砕荷重Lを増加させることによって、バイオマス燃料をさらに細かく粉砕することができる。これにより、粉砕後燃料に含まれる粗粒燃料の発生を低減して、分級機16の内部SP1に入り込む粗粒燃料の量が減少するので、分級機16の内部SP1に粗粒燃料が堆積することを抑制することができる。
分級機差圧の増加を感知して、分級機回転数Rを一時的に増加させて再び元の回転数に戻すスイング運転を行う(図6参照)ことで粗粒燃料への遠心力を増大させ、分級機16の内部SP1に堆積粗粒燃料B1を各分級羽根16aの間から外部SP2に排出することができる。これにより、分級機16の内部SP1の堆積粗粒燃料B1を減少させることができる。
なお、本実施形態では、差圧検出部43の検出に基づいて運転条件を変更する際に、差圧の値を用いて判断していたが、差圧の時間に対する変化量である差圧の変化速度に基づいて判断することとしても良い。
また、本実施形態では、ミル10にてバイオマス燃料のみを粉砕することとして説明したが、ミル10にて粉砕する固体燃料としては、本発明はこれに限定されるものではなく、他の固体燃料であっても良く、また、石炭とバイオマス燃料との混合燃料であっても良い。
また、本実施形態では、分級機16の外部SP2の圧力として分級機16の外周側で、かつ分級機16を収容するハウジング11内の圧力を用いることとしたが、本発明はこれに限定されない。ミル本体内の圧力変動が小さい場合の分級羽根16aによる圧力損失の変化が計測できれば良い場合には、分級機16の内部の絶対圧力変化の計測でも良く、この場合の、分級機16の外部の圧力としては、ハウジング11内の圧力が大きく変動しないのであれば、一定の基準圧力でもよく、例えばハウジング11外の大気圧などを用いても良い。
1 発電プラント
10 ミル(固体燃料粉砕装置)
11 ハウジング
12 回転テーブル
13 ローラ(粉砕ローラ)
14 駆動部
15 吹出口
16 分級機(回転式分級機)
16a 分級羽根(ブレード)
16b 固定部
17 燃料供給部
18 モータ
19 排出口
20 給炭機
21 バンカ
22 搬送部
23 モータ
24 ダウンスパウト部
30 送風部
30a 熱ガス送風機
30b 冷ガス送風機
30c 熱ガスダンパ
30d 冷ガスダンパ
40 状態検出部(温度検出手段、差圧検出手段)
41 底面部
42 天井部
43 差圧検出部
43a マノメータ
43b 上流側検出管(検出管)
43c 下流側検出管(検出管)
43c1 開口端
43d 開閉弁
44 Oリング
45 ジャーナルヘッド
46 フランジ部
47 支持アーム
48 支持軸
49 押圧装置
50 制御部
100 固体燃料粉砕システム
100a 一次空気流路(一次ガス供給部)
100b 供給流路
200 ボイラ
210 火炉
220 バーナ部
B1 堆積粗粒燃料
F1 分級機内部の流れ
L 粉砕荷重
SP1 (分級機の)内部
SP2 (分級機の)外部
SP3 (分級機の下方の)空間
Qa 一次空気流量(搬送ガス流量)
Qb 燃料供給量(固体燃料供給量)
R 分級機回転数(回転数)

Claims (12)

  1. 回転テーブルと、
    前記回転テーブルとの間で固体燃料を粉砕する粉砕ローラと、
    回転軸線を中心として回転するとともに円周方向に沿って固定部に対して立設された複数のブレードを備え、前記粉砕ローラによって粉砕された粉砕後燃料を分級する回転式分級機と、
    前記円周方向に立設された複数の前記ブレードの内周側である前記回転式分級機の内部に接続され、前記回転式分級機によって分級された微粒燃料を排出する排出口と、
    前記回転式分級機の前記内部の圧力と、該回転式分級機の外部の圧力との差圧を検出する差圧検出部と、
    を備えている固体燃料粉砕装置。
  2. 前記差圧検出部は、前記回転式分級機の前記内部に開口して、前記内部の流れの上流側方向に交差する方向に向くように折曲する検出管を備えている請求項1の記載の固体燃料粉砕装置。
  3. 前記検出管には、パージ流体が供給可能なパージ配管が接続されている請求項2に記載の固体燃料粉砕装置。
  4. 前記差圧検出部の検出信号を得る制御部を備え、
    前記制御部は、前記差圧検出部で得られた差圧が所定値を超えた場合又は差圧の時間に対する変化量が所定値を超えた場合に、第1信号を出力する前記回転式分級機の前記内部に粗粒燃料が堆積したと判断する請求項1から3のいずれかに記載の固体燃料粉砕装置。
  5. 前記制御部は、前記第1信号と同時又は該第1信号を出力した後に、前記回転式分級機の前記内部の粗粒燃料の堆積を抑制する運転条件を変更する第2信号を出力する請求項4に記載の固体燃料粉砕装置。
  6. 前記制御部は、前記回転式分級機の回転数を低下させるように前記運転条件を変更する請求項5に記載の固体燃料粉砕装置。
  7. 前記制御部は、前記回転テーブル上に供給される固体燃料供給量を低下させるように前記運転条件を変更する請求項6に記載の固体燃料粉砕装置。
  8. 前記制御部は、前記回転テーブルから前記回転式分級機に向かって流れる搬送ガス流量を増加させるように前記運転条件を変更する請求項7に記載の固体燃料粉砕装置。
  9. 前記制御部は、前記回転テーブルに対する前記粉砕ローラの荷重である粉砕荷重を増加させるように前記運転条件を変更する請求項8に記載の固体燃料粉砕装置。
  10. 前記制御部は、前記回転式分級機の回転数を一時的に増加させるように前記運転条件を変更する請求項5に記載の固体燃料粉砕装置。
  11. 請求項1から10のいずれかに記載の固体燃料粉砕装置と、
    前記固体燃料粉砕装置にて粉砕された固体燃料を燃焼して蒸気を生成するボイラと、
    前記ボイラによって生成された蒸気を用いて発電する発電部と、
    を備えている発電プラント。
  12. 回転テーブルと、
    前記回転テーブルとの間で固体燃料を粉砕する粉砕ローラと、
    回転軸線を中心として回転するとともに円周方向に沿って固定部に対して立設された複数のブレードを備え、前記粉砕ローラによって粉砕された粉砕後燃料を分級する回転式分級機と、
    前記円周方向に立設された複数の前記ブレードの内周側である前記回転式分級機の内部に接続され、前記回転式分級機によって分級された微粒燃料を排出する排出口と、
    を備えた固体燃料粉砕装置の制御方法であって、
    前記回転式分級機の前記内部の圧力と、該回転式分級機の外部の圧力との差圧を検出する固体燃料粉砕装置の制御方法。
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