JP3718592B2 - 竪型ローラミルならびに石炭焚ボイラシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭等の粒状またはブロック状の原料を粉砕して所定粒度の微粉を取り出す竪型ローラミルに係り、特に、微粉炭に混入する粗粉の量を低減し、超微粉生成時のミル差圧と動力を低減して効率的にミルを運用するための手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１４に、石炭焚ボイラシステムにおける燃料の前処理装置として使用されている竪型ローラミルの一従来例を示す。図１４から明らかなように、従来例の竪型ローラミルには、粉砕テーブル２と粉砕ローラ３からなる粉砕部５の上方にサイクロン型の固定式分級器１０が配置され、当該固定式分級器１０の内側に回転式分級機２０が配置されている。
【０００３】
給炭管１より供給された被粉砕物である原炭は、回転している粉砕テーブル２の中心部に落下し、粉砕テーブル２の回転に伴う遠心力によって粉砕テーブル２上を渦巻き状の軌跡を描いて外周部へ移動し、粉砕テーブル２と粉砕ローラ３との間にかみ込まれて粉砕される。粉砕された石炭は粉砕テーブル２の周りに設けられたスロート４より導入された熱風によって、乾燥されながら上方に吹き上げられる。
【０００４】
吹き上げられた石炭粉のうち、粒度が大きいものは、固定式分級器１０まで搬送される途中で重力により落下し、粉砕部５に戻される（一次分級）。分級部６に到達した石炭粉は、固定式分級器１０及び回転式分級機２０によって所定粒度以下の微粉炭と所定粒度以上の粗粉炭とに分級され、粗粉炭は固定式分級器１０の旋回羽根１２を通してコーン部１１の内側に沿って落下し、再び粉砕部５にて粉砕される。
【０００５】
一方、分級部６を出た微粉炭は、送炭管３０を経て図示しないボイラへと送られる。送炭管３０より排出される微粉炭の粒度は、回転式分級機２０の回転数を調整することによって制御できる。
【０００６】
近年、石炭焚ボイラにおける高効率・低ＮＯｘ燃焼を実現するため、当該石炭焚ボイラに燃料である微粉炭を供給する竪型ローラミルには、粒径が小さく、しかも粒度が揃った微粉炭を製造することが要求されている。石炭焚ボイラが要求する微粉炭の粒径及び粒度は使用する原料炭の燃焼性によって変化し、燃焼性が悪い石炭については微粉の割合が高い微粉炭が要求され、燃焼性が良好な石炭については微粉の割合をある程度低下できる。
【０００７】
わが国で燃料として使用される石炭の輸入先は多岐にわたり、燃料比（固定炭素／揮発分量）も１程度のものから３程度のものまでが利用されている。このため、わが国では、使用する原料炭の燃焼性の良否、例えば燃料比の大小に応じて、製品である微粉炭中に含まれる２００メッシュパスの微粉（粒径が７５μｍ以下）の割合を、約７０〜９０％の範囲で調整している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、竪型ローラミルで製造する微粉炭は、竪型ローラミルの構造上、微粉の割合を下げると粗粉の割合が増加するという問題がある。これは、微粉の割合が低い微粉炭を製造する場合には、微粉の割合が高い微粉炭を製造する場合よりも回転式分級機２０の回転数を下げて竪型ローラミルを運転するが、２００メッシュパス７０％程度の微粉炭を製造する場合には、回転式分級機２０で発生する遠心力が固定式分級器１０で発生する遠心力とさほど変わらないため、回転羽根２１で分離された粗粉が固定式分級器１０から回転式分級機２０に向かう固気２相流（粉砕により生成した粒子と気流からなる）に合流し、一旦分離した粗粉が旋回羽根１２を通って回転式分級機２０内に導入される確立が高まることによる。
【０００９】
図１５は、微粉炭中における２００メッシュパスの微粉炭の割合を変化させたときの１００メッシュオーバーの粗粉（粒径が１５０μｍ以上）の混合率を示す図であって、この図から明らかなように、図１４に示した従来の竪型ローラミルにおいては、２００メッシュパスの微粉の割合を９０％にした場合には１００メッシュオーバーの粗粉はほとんど含まれないが、２００メッシュパスの微粉の割合を７０％にした場合には１００メッシュオーバーの粗粉が約４％も含まれる。
【００１０】
燃料比が１程度の燃焼性が良好な石炭を燃料として用いる場合においては、２００メッシュパス７０％（重量平均径５０μｍ）の粒度でもボイラ出口より排出されるフライアッシュ中の未燃分は５％以下になるので、１００メッシュオーバーの粗粉が増加しても大きな問題はない。ところが、揮発分の少ない燃料比が３程度の燃焼性が悪い石炭を燃料として用いる場合においては、１００メッシュオーバーの粗粉が増加するとフライアッシュ中の未燃分が高くなって高効率燃焼を実現できないため、微粉炭を２００メッシュパス９０％（重量平均径３０μｍ）の粒度にして１００メッシュオーバーの粗粉を除くことが要求される。
【００１１】
ところが、このような微粉を製造するためには、竪型ローラミルの運転動力を大きくする必要があり、微粉炭の製造効率が低下する。また、フライアッシュはセメント材料として有効利用されるが、２００メッシュパス９０％程度の微粉炭を燃焼するとフライアッシュが細かくなりすぎ、セメント材料として適さなくなるという問題がある。
【００１２】
また、粉砕物の粒度分布を任意に変えられる分級機を備えた竪型ローラミルは、例えば特公平５−８０７５号公報に記載されているように、従来から提案されていて公知である。図１６は、前記公知例に係る竪型ローラミルであって、サイクロン型の固定式分級器７０の内側に、第１回転分級機７１と第２回転分級機７２とからなる回転分級機７３を配置し、前記第２回転分級機７２の周囲に開口部７４を有する筒状の衝突部材７５が配置されている。第１回転分級機７１と第２回転分級機７２とは、上下２段に配置され、固定環材７６を介して一体に形成されている。第２回転分級機７２に設けられる回転羽根の枚数は、第１回転分級機７１に設けられる回転羽根の枚数よりも少なく、かつ前記衝突部材７５に設けられた開口部７４は、その開度が適宜調節できるように構成されている。
【００１３】
前記公知例の分級装置によれば、第１回転分級機７１と第２回転分級機７２とが異なる分級特性を有しており、かつ開口部７４の開度が可変になっているので、製品微粉の粒度分布を任意に変えることができる。しかし、この分級装置は、微粉粒度が細かいセメントを製造するために開発されたものであって、例えば１７０メッシュ（８８μｍ）オーバーが１％以下といった粒度が非常に細かい微粉を製造するには適するが、２００メッシュパスが７０〜８０％といった比較的粗い粒度の微粉を製造する場合には、やはり１００メッシュオーバーの粗粉の製品への飛び込みを防止することができない。
【００１４】
即ち、この分級機において、１００メッシュオーバーの粗粉の製品への飛び込みを防止するためには、回転分級機７３の回転数を下げ、かつ衝突部材７５に設けられた開口部面積ができるだけ小さくなるように調節する必要があるが、第２回転分級機７２の分級性能が第１回転分級機７１の性能よりも劣るため、たとえ衝突部材７５の開口部７４を閉鎖したとしても、１００メッシュオーバーの粗粉の製品への飛び込みを防止することができず、燃焼性が悪い石炭を燃料として用いる場合の燃焼効率を高めることができない。
【００１５】
本発明は、上記した問題を解決し、粗粉の製品への混入を抑制し、超微粉生成時のミル差圧及びミル動力を低減することが可能な竪型ローラミルならびにそれを備えた石炭焚ボイラシステムを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は次のような構成を採用する。
【００１７】
第１の手段は、粉砕テーブルと粉砕ローラからなる粉砕部と、
前記粉砕テーブルの周りに設けられたスロートと、
前記粉砕部の上方に配置された入口部を構成する旋回羽根を有する固定式分級器と、その固定式分級器の内側に配置された入口部を構成する回転羽根を有する回転式分級機とからなる分級部と、
粉砕された微粉を排出する排出管とを備え、
前記粉砕部で粉砕されて生成した粒子は前記スロートより導入された熱風によって吹き上げられ、その吹き上げられた粒子と気流からなる固気２相流は、前記固定式分級器で発生する遠心力ならびに前記回転式分級機で発生する遠心力により固気２相流中の粗粉が除去されて、微粉が前記排出管から排出される竪型ローラミルにおいて、
前記固定式分級器の旋回羽根と前記回転式分級機の回転羽根の間に仕切円筒が設けられ、前記旋回羽根と回転羽根と仕切円筒は前記粉砕部に対してほぼ同一の高さの前記分級部の上壁に設置され、
前記固定式分級器を通過した固気２相流が前記仕切円筒に衝突した後、流れの向きが下向きに変えられて下降流となり、仕切円筒の下端を通過した固気２相流は排出管の負圧により前記回転式分級機に向かう流れに変えられて、回転式分級機の入口部に達するよう上昇流を作り、
前記仕切円筒における、前記旋回羽根と前記回転羽根の間の配置を
０．８５≦Ｕ d ／Ｕ u ≦１．１５
ここで、Ｕ d ：仕切円筒外側の下降流の見かけの流速
Ｕ u ：仕切円筒内側の上昇流の見かけの流速
となる位置の範囲から選定することを特徴とするものである。
【００１８】
また、第２の手段は、粉砕テーブルと粉砕ローラからなる粉砕部と、
前記粉砕テーブルの周りに設けられたスロートと、
前記粉砕部の上方に配置された入口部を構成する旋回羽根を有する固定式分級器と、その固定式分級器の内側に配置された入口部を構成する回転羽根を有する回転式分級機とからなる分級部と、
粉砕された微粉を排出する排出管とを備え、
前記粉砕部で粉砕されて生成した粒子は前記スロートより導入された熱風によって吹き上げられ、その吹き上げられた粒子と気流からなる固気２相流は、前記固定式分級器で発生する遠心力ならびに前記回転式分級機で発生する遠心力により固気２相流中の粗粉が除去されて、微粉が前記排出管から排出される竪型ローラミルにおいて、
前記固定式分級器の旋回羽根と前記回転式分級機の回転羽根の間に仕切円筒が設けられ、前記旋回羽根と回転羽根と仕切円筒は前記粉砕部に対してほぼ同一の高さの前記分級部の上壁に設置され、
前記固定式分級器を通過した固気２相流が前記仕切円筒に衝突した後、流れの向きが下向きに変えられて下降流となり、仕切円筒の下端を通過した固気２相流は排出管の負圧により前記回転式分級機に向かう流れに変えられて、回転式分級機の入口部に達するよう上昇流を作り、
前記仕切円筒の長さを ０．２０≦Ｈ／Ｈ RF ≦０．８７
ここで、Ｈ ：上壁からの仕切円筒の長さ
Ｈ RF ：回転式分級機の回転羽根の長さ
の範囲から選定するとともに、
前記仕切円筒における、前記旋回羽根と前記回転羽根の間の配置を
０．８５≦Ｕ d ／Ｕ u ≦１．１５
ここで、Ｕ d ：仕切円筒外側の下降流の見かけの流速
Ｕ u ：仕切円筒内側の上昇流の見かけの流速
となる位置の範囲から選定することを特徴とするものである。
【００１９】
また、第３の手段は前記第１の手段または第２の手段において、前記仕切円筒の長さ（Ｈ）をＨ／Ｈ RF ＝０．５よりも短くして、かつ仕切円筒を旋回羽根側に寄った位置に配置したことを特徴とするものである。
さらに第４の手段は、供給された原炭を粉砕して微粉炭を得る竪型ローラミルと、その微粉炭を燃焼させてフライアッシュを排出する石炭焚ボイラを備えた石炭焚ボイラシステムにおいて、前記竪型ローラミルが前記第１の手段ないし第３の手段のいずれかの竪型ローラミルであることを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、図面を用いて以下説明する。図１に、本発明に係る最適仕様の仕切円筒を搭載した竪型ローラミルの一実施形態を示す。サイクロン型の固定式分級器１０と当該固定式分級器１０の内側に配置された回転式分級機２０との間の空間に円筒形に形成された仕切円筒４０が設けられている。
【００２１】
前記固定式分級器１０の入口部を構成する旋回羽根１２と、前記回転式分級機２０の入口部を構成するを構成する回転羽根２１と、前記仕切円筒４０とは、粉砕部５（粉砕テーブル２）に対してほぼ同一の高さ位置で分級部の上壁８に設置されている。
【００２２】
粉砕により生成した粒子と気流からなる固気２相流は、固定式分級器１０を通過し、仕切円筒４０に衝突した後、流れの向きが下向きに変えられ、下降流４３となる。仕切円筒４０の下端を通過した固気２相流は、送炭管３０の負圧により回転式分級機に向かう流れに変えられ、 回転式分級機２０の入口に達する。このように、固定式分級器１０の入口部（旋回羽根１２）と回転式分級機２０の入口部（回転羽根２１）の間に仕切円筒４０を設けると、固定式分級器１０を通過して回転式分級機２０の入口部に至る固気２相流の流れの方向と固定式分級器１０及び回転式分級機２０の入口部の配列とを異ならせることができるので、固定式分級器１０を通過した粗粉が回転式分級機２０に直接飛び込むことがない。
【００２３】
また、下降流４３を下降する過程で、流れのエネルギー及び重力のエネルギーによって重量の大きな粗粉がコーン部１１へ流下するため、粗粉の分離が行われる。その結果、ほとんど粗粉を含まない固気２相流が回転式分級機２０の入口部へと運ばれる。
【００２４】
このような結果を実現できる仕切円筒の最適な仕様は、後述するように、図６に示す実験結果から次のようになる。
【００２５】
０．２０≦Ｈ／ＨRF≦０．８７ ……（１）
より望ましくは、 ０．３３≦Ｈ／ＨRF≦０．６７ ……（２）
ここで、Ｈ ：分級部上壁からの仕切円筒の長さ
ＨRF：回転式分級機の回転羽根の長さ
さらに、前記仕切円筒の位置について、
０．８５≦Ｕd／Ｕu≦１．１５ ……（３）
より望ましくは、Ｕd＝Ｕu ……（４）
ここで、Ｕd：仕切円筒外側の下降流の見かけの流速
Ｕu：仕切円筒内側の上昇流の見かけの流速
である。
【００２６】
図２に仕切円筒の最適な仕様の一実施形態を示している。このときの仕切円筒の仕様は、Ｈ／ＨRF＝０．５０，Ｕd＝Ｕuである。
【００２７】
次に、本発明の実施形態についての機能並びに作用について以下説明する。図５は、仕切円筒の最適な仕様の一実施形態における粒子のフローパターンを示す。旋回羽根１２を通過した固気２相流は、仕切円筒４０に衝突した後、下向きに流れを変えられる。仕切円筒４０の下端部を通過した固気２相流は送炭管の負圧により回転式分級機２０へ向かう流れに変えられる。
【００２８】
このとき、粗粉５４は流れのエネルギー及び重力のエネルギーによってコーン部１１へと流下し、微粉５３は固気２相の流れに乗って回転式分級機２０に到達するのが望ましい。また、仕切円筒４０の周りでの固気２相流がスムーズに流れて、旋回羽根１２・回転羽根２１間の圧力損失が低いことが望ましい。
【００２９】
以上のことを考慮すると、仕切円筒の最適な仕様の条件は、次のことを全て満たす構造となる。
【００３０】
（１）粗粉はコーンに流下させ、回転式分級機まで到達しない。
（２）微粉はコーンに流下せず、回転式分級機に到達する。
（３）仕切円筒周りでの固気２相流がスムーズで、旋回羽根・回転羽根間の圧力損失が低い。
【００３１】
まず、仕切円筒の長さについては、図１０に示すように仕切円筒４０が長すぎると大半の粗粉５４はコーン部１１に流下するものの、微粉５３までもが前記コーン部１１に流下してしまうため、微粉の過粉砕によるミル差圧上昇及びミル動力増加が予測されるので好ましくない。また、仕切円筒４０が長すぎると旋回羽根１２・回転羽根２１間の圧力損失が増大するため、分級機差圧が増加するので好ましくない。
【００３２】
図１１に示すように、仕切円筒４０が短すぎると大半の粗粉５４が回転式分級機２０へ到達するため、製品微粉炭への粗粉の混入量が増加するので好ましくない。
【００３３】
図６は仕切円筒の長さに対する粗粉及び微粉の回転式分級機への到達量の実験結果を示す。
【００３４】
ここで、
ＱRC ：粗粉及び微粉の回転式分級機への到達量
ＱRC * ：Ｈ／ＨRF＝０での粗粉及び微粉の回転式分級機への到達量
ｒ ：旋回羽根からの仕切円筒の距離
ｒ* ：Ｕd＝Ｕuとなる旋回羽根からの仕切円筒の距離
である。
【００３５】
図６より、粗粉の回転式分級機への到達量は、Ｈ／ＨRF≦０．２０でＱRC／ＱRC *≦０．９５となり、Ｈ／ＨRF≦０．３３でＱRC／ＱRC *≦０．９０となっている。粗粉をコーンへと流下させることを考慮すると、仕切円筒の長さは粗粉の到達量を９５％以下にするＨ／ＨRF＝０．２０以上とし、さらには粗粉の到達量を９０％以下にするＨ／ＨRF＝０．３３以上がより望ましい。
【００３６】
微粉の回転式分級機への到達量はＨ／ＨRF＝０．８７でＱRC／ＱRC *＝０．７０となり、これ以上仕切円筒を長くすると微粉が過粉砕される。微粉を回転式分級機へ到達させることを考慮すると、Ｈ／ＨRF＝０．８７以下とする。
【００３７】
図７は、仕切円筒の長さに対する分級機の圧力損失の実験結果を示す。ここで、 ΔＰ ：分級機の圧力損失
ΔＰ* ：仕切円筒を設置していないときでの分級機の圧力損失
である。図より、分級機の圧力損失はＨ／ＨRF＝０．６７でΔＰ／ΔＰ*＝１．５となり、これ以上では急激に増加している。圧力損失を少なくするという観点では、仕切円筒の長さはＨ／ＨRF＝０．６７以下がより望ましい。
【００３８】
これらの実験結果からすると、仕切円筒の長さは０．２０≦Ｈ／ＨRF≦０．８７、また、より多く粗粉をカットし圧力損失をなるべく少なくするには０．３３≦Ｈ／ＨRF≦０．６７が最適仕様であることが決定される。
【００３９】
次に、仕切円筒の位置については、図１２に示すように、仕切円筒４０が旋回羽根１２側に寄りすぎると、仕切円筒４０下部を通過した固気２相流５２が上壁方向に巻き上げられており、仕切円筒内外で流れが急変しているため、分級機の圧力損失が増大するので好ましくない。
【００４０】
図１３に示すように、仕切円筒４０が回転羽根２１側に寄りすぎると、仕切円筒４０下部を通過した固気２相流５２は分散が悪く速度の速い流れとなって回転式分級機２０に流れ込んでいるため、分級機の圧力損失が増大するだけでなく、回転羽根２１の摩耗が促進されるので好ましくない。
【００４１】
図８は、仕切円筒の位置に対する粗粉及び微粉の回転式分級機への到達量の実験結果を示す。図８より、仕切円筒の位置を変えても粗粉及び微粉の回転式分級機への到達量はあまり変わっていないことが分かる。
【００４２】
図９は仕切円筒の位置に対する分級機の圧力損失の実験結果を示す。ここで、ΔＰｃ：ｒ／ｒ*＝１．００（Ｕd／Ｕu＝１．００）での分級機の圧力損失である。図９より、圧力損失はｒ／ｒ*＝１．００（Ｕd／Ｕu＝１．００）で最小となり、旋回羽根側及び回転羽根側に仕切円筒が移動するにつれ増加している。そして、ｒ／ｒ*＝０．９０（Ｕd／Ｕu＝１．１５）、及びｒ／ｒ*＝１．１０（Ｕd／Ｕu＝０．８５）で、ΔＰ／ΔＰｃ＝１．２となり、それ以上では急激に増加している。
【００４３】
この結果より、分級機の圧力損失を低くし、仕切円筒を通過する流れを巻き上げや収縮が無くスムーズすることを考慮すると、仕切円筒の位置は、０．８５≦Ｕd／Ｕu＝１．１５となる位置、また、圧力損失を最小限に抑えるにはＵd＝Ｕuが最適であることが決定される。
【００４４】
本発明に係る竪型ローラミルの他の実施形態を図３、図４に示す。図３は仕切円筒４０の長さがＨ／ＨRF＝０．３３で、仕切円筒４０の位置はｒ／ｒ*＝０．９５（Ｕd／Ｕu＝１．１０）である。図２と比較すると、仕切円筒４０の長さは短く、位置は旋回羽根１２側に寄っている。
【００４５】
図４は仕切円筒４０の長さがＨ／ＨRF＝０．６７で、仕切円筒４０の位置はｒ／ｒ*＝１．０５（Ｕd／Ｕu＝０．９０）である。図２と比較すると、仕切円筒４０の長さは長く、位置は回転羽根２１側に寄っている。図３及び図４に示す構成は、ともに仕切円筒の長さとその位置が若干違うものの、Ｈ／ＨRFの数値範囲、Ｕd／Ｕuの数値範囲はともに（１）式、（３）式を満足するものである。
【００４６】
以上説明したように、本発明の実施形態は次のような構成と機能を奏するものを含むものである。
【００４７】
サイクロン型の固定式分級器と当該固定式分級器内に配置された回転式分級機からなる分級機において、旋回羽根と回転羽根の間に仕切円筒を設置し、仕切円筒の長さと位置について、次のような最適な条件を設定する。
【００４８】
０．２０≦Ｈ／ＨRF≦０．８７
より望ましくは、０．３３≦Ｈ／ＨRF≦０．６７
また、０．８５≦Ｕd／Ｕu≦１．１５
より望ましくは、ＵD＝Ｕu
また、前記条件を組み合わせるもの。
【００４９】
このような構成とすることによって、仕切円筒を有する分級部で、粗粉の仕切円筒への衝突作用や仕切円筒内外での固気２相流の下降・上昇流の作用によって、粗粉を粉砕部へ落下させ、微粉の粉砕部への落下を抑制するように、粗粉と微粉とにうまく振り分けられる。そのため、１００メッシュオーバーの粗粉の製品への混入を抑制することができる。
【００５０】
超微粉生成時には、回転式分級機の回転数を必要以上に上げなくても超微粉生成を達成できるので、微粉の粉砕部への落下量が少なくなり、微粉の過粉砕によるミル差圧及びミル動力の増加を抑制することができる。さらに、粉砕テーブル上にある石炭層中の微粉の割合が少なく微粉の割合が少なくなるので、自励振動が発生しにくくなり、ミルの安定運用が可能となる。
【００５１】
また、分級部内で極端な狭隘部がなく、固気２相流の流速や流れの向きが急激に変化する箇所もないので、仕切円筒を通過する流れは巻き上げや収縮が無くスムーズで、分級機での圧力損失は増加しない。また、回転式分級機へ高速で衝突する流れもないため、分級機の寿命も長く保つことができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の実施形態の奏する効果を取りまとめると次のようになる。
【００５３】
（１）製品微粉炭中の粗粉の割合を減少することができる。また、容易に超微粉を生成することができる。
【００５４】
（２）前記（１）により、フライアッシュ中の未燃分と排煙中のＮＯx濃度を低減することができる。
【００５５】
（３）前記（１）により、ボイラをコンパクトにできる。
【００５６】
（４）超微粉生成時において、微粉の粉砕部への落下を抑制できるので、微粉の過粉砕によるミル差圧の上昇及びミル動力の増加を抑制することができる。
【００５７】
（５）超微粉生成時において、微粉の粉砕部への落下を抑制するため、粉砕テーブル上にある石炭層中の微粉割合が少なくなり自励振動が発生しにくくなるので、ミルの安定運用が可能となる。
【００５８】
（６）前記（１）（４）（５）より、ミルが幅広い性状の炭種を粉砕できるので、ボイラの運用性を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る最適仕様の仕切円筒を搭載した竪型ローラミルの断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る仕切円筒を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る仕切円筒を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る仕切円筒を示す図である。
【図５】本実施形態に係る最適仕様の仕切円筒部を通過する固気２相流の流動形態を描いた模式図である。
【図６】本発明の最適仕様決定の根拠となる試験結果を示す図である。
【図７】本発明の最適仕様決定の根拠となる試験結果を示す図である。
【図８】本発明の最適仕様決定の根拠となる試験結果を示す図である。
【図９】本発明の最適仕様決定の根拠となる試験結果を示す図である。
【図１０】最適仕様の範囲外の一例における固気２相流の流動形態を描いた図である。
【図１１】最適仕様の範囲外の一例における固気２相流の流動形態を描いた図である。
【図１２】最適仕様の範囲外の一例における固気２相流の流動形態を描いた図である。
【図１３】最適仕様の範囲外の一例における固気２相流の流動形態を描いた図である。
【図１４】従来型の一般的な竪型ローラミルを示す図である。
【図１５】１００メッシュオーバーと２００メッシュパスの関係を示した図である。
【図１６】従来技術に係る竪型ローラミルの構造を示した図である。
【符号の説明】
１ 給炭管
２ 粉砕テーブル
３ 粉砕ローラ
４ スロート
５ 粉砕部
６ 分級装置
１０ 固定式分級器
１１ コーン部
１２ 旋回羽根
２０ 回転式分級機
２１ 回転羽根
３０ 送炭管
４０ 仕切円筒
４３ 下降流
５０ 原炭
５１ 空気
５２ 固気２相流
５３ 微粉
５４ 粗粉
７０ サイクロン分級器
７１ 第１回転分級機
７２ 第２回転分級機
７３ 回転分級機
７４ 開口部
７５ 筒状の衝突部材
７６ 固定環材
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭等の粒状またはブロック状の原料を粉砕して所定粒度の微粉を取り出す竪型ローラミルに係り、特に、微粉炭に混入する粗粉の量を低減し、超微粉生成時のミル差圧と動力を低減して効率的にミルを運用するための手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１４に、石炭焚ボイラシステムにおける燃料の前処理装置として使用されている竪型ローラミルの一従来例を示す。図１４から明らかなように、従来例の竪型ローラミルには、粉砕テーブル２と粉砕ローラ３からなる粉砕部５の上方にサイクロン型の固定式分級器１０が配置され、当該固定式分級器１０の内側に回転式分級機２０が配置されている。
【０００３】
給炭管１より供給された被粉砕物である原炭は、回転している粉砕テーブル２の中心部に落下し、粉砕テーブル２の回転に伴う遠心力によって粉砕テーブル２上を渦巻き状の軌跡を描いて外周部へ移動し、粉砕テーブル２と粉砕ローラ３との間にかみ込まれて粉砕される。粉砕された石炭は粉砕テーブル２の周りに設けられたスロート４より導入された熱風によって、乾燥されながら上方に吹き上げられる。
【０００４】
吹き上げられた石炭粉のうち、粒度が大きいものは、固定式分級器１０まで搬送される途中で重力により落下し、粉砕部５に戻される（一次分級）。分級部６に到達した石炭粉は、固定式分級器１０及び回転式分級機２０によって所定粒度以下の微粉炭と所定粒度以上の粗粉炭とに分級され、粗粉炭は固定式分級器１０の旋回羽根１２を通してコーン部１１の内側に沿って落下し、再び粉砕部５にて粉砕される。
【０００５】
一方、分級部６を出た微粉炭は、送炭管３０を経て図示しないボイラへと送られる。送炭管３０より排出される微粉炭の粒度は、回転式分級機２０の回転数を調整することによって制御できる。
【０００６】
近年、石炭焚ボイラにおける高効率・低ＮＯｘ燃焼を実現するため、当該石炭焚ボイラに燃料である微粉炭を供給する竪型ローラミルには、粒径が小さく、しかも粒度が揃った微粉炭を製造することが要求されている。石炭焚ボイラが要求する微粉炭の粒径及び粒度は使用する原料炭の燃焼性によって変化し、燃焼性が悪い石炭については微粉の割合が高い微粉炭が要求され、燃焼性が良好な石炭については微粉の割合をある程度低下できる。
【０００７】
わが国で燃料として使用される石炭の輸入先は多岐にわたり、燃料比（固定炭素／揮発分量）も１程度のものから３程度のものまでが利用されている。このため、わが国では、使用する原料炭の燃焼性の良否、例えば燃料比の大小に応じて、製品である微粉炭中に含まれる２００メッシュパスの微粉（粒径が７５μｍ以下）の割合を、約７０〜９０％の範囲で調整している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、竪型ローラミルで製造する微粉炭は、竪型ローラミルの構造上、微粉の割合を下げると粗粉の割合が増加するという問題がある。これは、微粉の割合が低い微粉炭を製造する場合には、微粉の割合が高い微粉炭を製造する場合よりも回転式分級機２０の回転数を下げて竪型ローラミルを運転するが、２００メッシュパス７０％程度の微粉炭を製造する場合には、回転式分級機２０で発生する遠心力が固定式分級器１０で発生する遠心力とさほど変わらないため、回転羽根２１で分離された粗粉が固定式分級器１０から回転式分級機２０に向かう固気２相流（粉砕により生成した粒子と気流からなる）に合流し、一旦分離した粗粉が旋回羽根１２を通って回転式分級機２０内に導入される確立が高まることによる。
【０００９】
図１５は、微粉炭中における２００メッシュパスの微粉炭の割合を変化させたときの１００メッシュオーバーの粗粉（粒径が１５０μｍ以上）の混合率を示す図であって、この図から明らかなように、図１４に示した従来の竪型ローラミルにおいては、２００メッシュパスの微粉の割合を９０％にした場合には１００メッシュオーバーの粗粉はほとんど含まれないが、２００メッシュパスの微粉の割合を７０％にした場合には１００メッシュオーバーの粗粉が約４％も含まれる。
【００１０】
燃料比が１程度の燃焼性が良好な石炭を燃料として用いる場合においては、２００メッシュパス７０％（重量平均径５０μｍ）の粒度でもボイラ出口より排出されるフライアッシュ中の未燃分は５％以下になるので、１００メッシュオーバーの粗粉が増加しても大きな問題はない。ところが、揮発分の少ない燃料比が３程度の燃焼性が悪い石炭を燃料として用いる場合においては、１００メッシュオーバーの粗粉が増加するとフライアッシュ中の未燃分が高くなって高効率燃焼を実現できないため、微粉炭を２００メッシュパス９０％（重量平均径３０μｍ）の粒度にして１００メッシュオーバーの粗粉を除くことが要求される。
【００１１】
ところが、このような微粉を製造するためには、竪型ローラミルの運転動力を大きくする必要があり、微粉炭の製造効率が低下する。また、フライアッシュはセメント材料として有効利用されるが、２００メッシュパス９０％程度の微粉炭を燃焼するとフライアッシュが細かくなりすぎ、セメント材料として適さなくなるという問題がある。
【００１２】
また、粉砕物の粒度分布を任意に変えられる分級機を備えた竪型ローラミルは、例えば特公平５−８０７５号公報に記載されているように、従来から提案されていて公知である。図１６は、前記公知例に係る竪型ローラミルであって、サイクロン型の固定式分級器７０の内側に、第１回転分級機７１と第２回転分級機７２とからなる回転分級機７３を配置し、前記第２回転分級機７２の周囲に開口部７４を有する筒状の衝突部材７５が配置されている。第１回転分級機７１と第２回転分級機７２とは、上下２段に配置され、固定環材７６を介して一体に形成されている。第２回転分級機７２に設けられる回転羽根の枚数は、第１回転分級機７１に設けられる回転羽根の枚数よりも少なく、かつ前記衝突部材７５に設けられた開口部７４は、その開度が適宜調節できるように構成されている。
【００１３】
前記公知例の分級装置によれば、第１回転分級機７１と第２回転分級機７２とが異なる分級特性を有しており、かつ開口部７４の開度が可変になっているので、製品微粉の粒度分布を任意に変えることができる。しかし、この分級装置は、微粉粒度が細かいセメントを製造するために開発されたものであって、例えば１７０メッシュ（８８μｍ）オーバーが１％以下といった粒度が非常に細かい微粉を製造するには適するが、２００メッシュパスが７０〜８０％といった比較的粗い粒度の微粉を製造する場合には、やはり１００メッシュオーバーの粗粉の製品への飛び込みを防止することができない。
【００１４】
即ち、この分級機において、１００メッシュオーバーの粗粉の製品への飛び込みを防止するためには、回転分級機７３の回転数を下げ、かつ衝突部材７５に設けられた開口部面積ができるだけ小さくなるように調節する必要があるが、第２回転分級機７２の分級性能が第１回転分級機７１の性能よりも劣るため、たとえ衝突部材７５の開口部７４を閉鎖したとしても、１００メッシュオーバーの粗粉の製品への飛び込みを防止することができず、燃焼性が悪い石炭を燃料として用いる場合の燃焼効率を高めることができない。
【００１５】
本発明は、上記した問題を解決し、粗粉の製品への混入を抑制し、超微粉生成時のミル差圧及びミル動力を低減することが可能な竪型ローラミルならびにそれを備えた石炭焚ボイラシステムを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は次のような構成を採用する。
【００１７】
第１の手段は、粉砕テーブルと粉砕ローラからなる粉砕部と、
前記粉砕テーブルの周りに設けられたスロートと、
前記粉砕部の上方に配置された入口部を構成する旋回羽根を有する固定式分級器と、その固定式分級器の内側に配置された入口部を構成する回転羽根を有する回転式分級機とからなる分級部と、
粉砕された微粉を排出する排出管とを備え、
前記粉砕部で粉砕されて生成した粒子は前記スロートより導入された熱風によって吹き上げられ、その吹き上げられた粒子と気流からなる固気２相流は、前記固定式分級器で発生する遠心力ならびに前記回転式分級機で発生する遠心力により固気２相流中の粗粉が除去されて、微粉が前記排出管から排出される竪型ローラミルにおいて、
前記固定式分級器の旋回羽根と前記回転式分級機の回転羽根の間に仕切円筒が設けられ、前記旋回羽根と回転羽根と仕切円筒は前記粉砕部に対してほぼ同一の高さの前記分級部の上壁に設置され、
前記固定式分級器を通過した固気２相流が前記仕切円筒に衝突した後、流れの向きが下向きに変えられて下降流となり、仕切円筒の下端を通過した固気２相流は排出管の負圧により前記回転式分級機に向かう流れに変えられて、回転式分級機の入口部に達するよう上昇流を作り、
前記仕切円筒における、前記旋回羽根と前記回転羽根の間の配置を
０．８５≦Ｕ d ／Ｕ u ≦１．１５
ここで、Ｕ d ：仕切円筒外側の下降流の見かけの流速
Ｕ u ：仕切円筒内側の上昇流の見かけの流速
となる位置の範囲から選定することを特徴とするものである。
【００１８】
また、第２の手段は、粉砕テーブルと粉砕ローラからなる粉砕部と、
前記粉砕テーブルの周りに設けられたスロートと、
前記粉砕部の上方に配置された入口部を構成する旋回羽根を有する固定式分級器と、その固定式分級器の内側に配置された入口部を構成する回転羽根を有する回転式分級機とからなる分級部と、
粉砕された微粉を排出する排出管とを備え、
前記粉砕部で粉砕されて生成した粒子は前記スロートより導入された熱風によって吹き上げられ、その吹き上げられた粒子と気流からなる固気２相流は、前記固定式分級器で発生する遠心力ならびに前記回転式分級機で発生する遠心力により固気２相流中の粗粉が除去されて、微粉が前記排出管から排出される竪型ローラミルにおいて、
前記固定式分級器の旋回羽根と前記回転式分級機の回転羽根の間に仕切円筒が設けられ、前記旋回羽根と回転羽根と仕切円筒は前記粉砕部に対してほぼ同一の高さの前記分級部の上壁に設置され、
前記固定式分級器を通過した固気２相流が前記仕切円筒に衝突した後、流れの向きが下向きに変えられて下降流となり、仕切円筒の下端を通過した固気２相流は排出管の負圧により前記回転式分級機に向かう流れに変えられて、回転式分級機の入口部に達するよう上昇流を作り、
前記仕切円筒の長さを ０．２０≦Ｈ／Ｈ RF ≦０．８７
ここで、Ｈ ：上壁からの仕切円筒の長さ
Ｈ RF ：回転式分級機の回転羽根の長さ
の範囲から選定するとともに、
前記仕切円筒における、前記旋回羽根と前記回転羽根の間の配置を
０．８５≦Ｕ d ／Ｕ u ≦１．１５
ここで、Ｕ d ：仕切円筒外側の下降流の見かけの流速
Ｕ u ：仕切円筒内側の上昇流の見かけの流速
となる位置の範囲から選定することを特徴とするものである。
【００１９】
また、第３の手段は前記第１の手段または第２の手段において、前記仕切円筒の長さ（Ｈ）をＨ／Ｈ RF ＝０．５よりも短くして、かつ仕切円筒を旋回羽根側に寄った位置に配置したことを特徴とするものである。
さらに第４の手段は、供給された原炭を粉砕して微粉炭を得る竪型ローラミルと、その微粉炭を燃焼させてフライアッシュを排出する石炭焚ボイラを備えた石炭焚ボイラシステムにおいて、前記竪型ローラミルが前記第１の手段ないし第３の手段のいずれかの竪型ローラミルであることを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、図面を用いて以下説明する。図１に、本発明に係る最適仕様の仕切円筒を搭載した竪型ローラミルの一実施形態を示す。サイクロン型の固定式分級器１０と当該固定式分級器１０の内側に配置された回転式分級機２０との間の空間に円筒形に形成された仕切円筒４０が設けられている。
【００２１】
前記固定式分級器１０の入口部を構成する旋回羽根１２と、前記回転式分級機２０の入口部を構成するを構成する回転羽根２１と、前記仕切円筒４０とは、粉砕部５（粉砕テーブル２）に対してほぼ同一の高さ位置で分級部の上壁８に設置されている。
【００２２】
粉砕により生成した粒子と気流からなる固気２相流は、固定式分級器１０を通過し、仕切円筒４０に衝突した後、流れの向きが下向きに変えられ、下降流４３となる。仕切円筒４０の下端を通過した固気２相流は、送炭管３０の負圧により回転式分級機に向かう流れに変えられ、 回転式分級機２０の入口に達する。このように、固定式分級器１０の入口部（旋回羽根１２）と回転式分級機２０の入口部（回転羽根２１）の間に仕切円筒４０を設けると、固定式分級器１０を通過して回転式分級機２０の入口部に至る固気２相流の流れの方向と固定式分級器１０及び回転式分級機２０の入口部の配列とを異ならせることができるので、固定式分級器１０を通過した粗粉が回転式分級機２０に直接飛び込むことがない。
【００２３】
また、下降流４３を下降する過程で、流れのエネルギー及び重力のエネルギーによって重量の大きな粗粉がコーン部１１へ流下するため、粗粉の分離が行われる。その結果、ほとんど粗粉を含まない固気２相流が回転式分級機２０の入口部へと運ばれる。
【００２４】
このような結果を実現できる仕切円筒の最適な仕様は、後述するように、図６に示す実験結果から次のようになる。
【００２５】
０．２０≦Ｈ／ＨRF≦０．８７ ……（１）
より望ましくは、 ０．３３≦Ｈ／ＨRF≦０．６７ ……（２）
ここで、Ｈ ：分級部上壁からの仕切円筒の長さ
ＨRF：回転式分級機の回転羽根の長さ
さらに、前記仕切円筒の位置について、
０．８５≦Ｕd／Ｕu≦１．１５ ……（３）
より望ましくは、Ｕd＝Ｕu ……（４）
ここで、Ｕd：仕切円筒外側の下降流の見かけの流速
Ｕu：仕切円筒内側の上昇流の見かけの流速
である。
【００２６】
図２に仕切円筒の最適な仕様の一実施形態を示している。このときの仕切円筒の仕様は、Ｈ／ＨRF＝０．５０，Ｕd＝Ｕuである。
【００２７】
次に、本発明の実施形態についての機能並びに作用について以下説明する。図５は、仕切円筒の最適な仕様の一実施形態における粒子のフローパターンを示す。旋回羽根１２を通過した固気２相流は、仕切円筒４０に衝突した後、下向きに流れを変えられる。仕切円筒４０の下端部を通過した固気２相流は送炭管の負圧により回転式分級機２０へ向かう流れに変えられる。
【００２８】
このとき、粗粉５４は流れのエネルギー及び重力のエネルギーによってコーン部１１へと流下し、微粉５３は固気２相の流れに乗って回転式分級機２０に到達するのが望ましい。また、仕切円筒４０の周りでの固気２相流がスムーズに流れて、旋回羽根１２・回転羽根２１間の圧力損失が低いことが望ましい。
【００２９】
以上のことを考慮すると、仕切円筒の最適な仕様の条件は、次のことを全て満たす構造となる。
【００３０】
（１）粗粉はコーンに流下させ、回転式分級機まで到達しない。
（２）微粉はコーンに流下せず、回転式分級機に到達する。
（３）仕切円筒周りでの固気２相流がスムーズで、旋回羽根・回転羽根間の圧力損失が低い。
【００３１】
まず、仕切円筒の長さについては、図１０に示すように仕切円筒４０が長すぎると大半の粗粉５４はコーン部１１に流下するものの、微粉５３までもが前記コーン部１１に流下してしまうため、微粉の過粉砕によるミル差圧上昇及びミル動力増加が予測されるので好ましくない。また、仕切円筒４０が長すぎると旋回羽根１２・回転羽根２１間の圧力損失が増大するため、分級機差圧が増加するので好ましくない。
【００３２】
図１１に示すように、仕切円筒４０が短すぎると大半の粗粉５４が回転式分級機２０へ到達するため、製品微粉炭への粗粉の混入量が増加するので好ましくない。
【００３３】
図６は仕切円筒の長さに対する粗粉及び微粉の回転式分級機への到達量の実験結果を示す。
【００３４】
ここで、
ＱRC ：粗粉及び微粉の回転式分級機への到達量
ＱRC * ：Ｈ／ＨRF＝０での粗粉及び微粉の回転式分級機への到達量
ｒ ：旋回羽根からの仕切円筒の距離
ｒ* ：Ｕd＝Ｕuとなる旋回羽根からの仕切円筒の距離
である。
【００３５】
図６より、粗粉の回転式分級機への到達量は、Ｈ／ＨRF≦０．２０でＱRC／ＱRC *≦０．９５となり、Ｈ／ＨRF≦０．３３でＱRC／ＱRC *≦０．９０となっている。粗粉をコーンへと流下させることを考慮すると、仕切円筒の長さは粗粉の到達量を９５％以下にするＨ／ＨRF＝０．２０以上とし、さらには粗粉の到達量を９０％以下にするＨ／ＨRF＝０．３３以上がより望ましい。
【００３６】
微粉の回転式分級機への到達量はＨ／ＨRF＝０．８７でＱRC／ＱRC *＝０．７０となり、これ以上仕切円筒を長くすると微粉が過粉砕される。微粉を回転式分級機へ到達させることを考慮すると、Ｈ／ＨRF＝０．８７以下とする。
【００３７】
図７は、仕切円筒の長さに対する分級機の圧力損失の実験結果を示す。ここで、 ΔＰ ：分級機の圧力損失
ΔＰ* ：仕切円筒を設置していないときでの分級機の圧力損失
である。図より、分級機の圧力損失はＨ／ＨRF＝０．６７でΔＰ／ΔＰ*＝１．５となり、これ以上では急激に増加している。圧力損失を少なくするという観点では、仕切円筒の長さはＨ／ＨRF＝０．６７以下がより望ましい。
【００３８】
これらの実験結果からすると、仕切円筒の長さは０．２０≦Ｈ／ＨRF≦０．８７、また、より多く粗粉をカットし圧力損失をなるべく少なくするには０．３３≦Ｈ／ＨRF≦０．６７が最適仕様であることが決定される。
【００３９】
次に、仕切円筒の位置については、図１２に示すように、仕切円筒４０が旋回羽根１２側に寄りすぎると、仕切円筒４０下部を通過した固気２相流５２が上壁方向に巻き上げられており、仕切円筒内外で流れが急変しているため、分級機の圧力損失が増大するので好ましくない。
【００４０】
図１３に示すように、仕切円筒４０が回転羽根２１側に寄りすぎると、仕切円筒４０下部を通過した固気２相流５２は分散が悪く速度の速い流れとなって回転式分級機２０に流れ込んでいるため、分級機の圧力損失が増大するだけでなく、回転羽根２１の摩耗が促進されるので好ましくない。
【００４１】
図８は、仕切円筒の位置に対する粗粉及び微粉の回転式分級機への到達量の実験結果を示す。図８より、仕切円筒の位置を変えても粗粉及び微粉の回転式分級機への到達量はあまり変わっていないことが分かる。
【００４２】
図９は仕切円筒の位置に対する分級機の圧力損失の実験結果を示す。ここで、ΔＰｃ：ｒ／ｒ*＝１．００（Ｕd／Ｕu＝１．００）での分級機の圧力損失である。図９より、圧力損失はｒ／ｒ*＝１．００（Ｕd／Ｕu＝１．００）で最小となり、旋回羽根側及び回転羽根側に仕切円筒が移動するにつれ増加している。そして、ｒ／ｒ*＝０．９０（Ｕd／Ｕu＝１．１５）、及びｒ／ｒ*＝１．１０（Ｕd／Ｕu＝０．８５）で、ΔＰ／ΔＰｃ＝１．２となり、それ以上では急激に増加している。
【００４３】
この結果より、分級機の圧力損失を低くし、仕切円筒を通過する流れを巻き上げや収縮が無くスムーズすることを考慮すると、仕切円筒の位置は、０．８５≦Ｕd／Ｕu＝１．１５となる位置、また、圧力損失を最小限に抑えるにはＵd＝Ｕuが最適であることが決定される。
【００４４】
本発明に係る竪型ローラミルの他の実施形態を図３、図４に示す。図３は仕切円筒４０の長さがＨ／ＨRF＝０．３３で、仕切円筒４０の位置はｒ／ｒ*＝０．９５（Ｕd／Ｕu＝１．１０）である。図２と比較すると、仕切円筒４０の長さは短く、位置は旋回羽根１２側に寄っている。
【００４５】
図４は仕切円筒４０の長さがＨ／ＨRF＝０．６７で、仕切円筒４０の位置はｒ／ｒ*＝１．０５（Ｕd／Ｕu＝０．９０）である。図２と比較すると、仕切円筒４０の長さは長く、位置は回転羽根２１側に寄っている。図３及び図４に示す構成は、ともに仕切円筒の長さとその位置が若干違うものの、Ｈ／ＨRFの数値範囲、Ｕd／Ｕuの数値範囲はともに（１）式、（３）式を満足するものである。
【００４６】
以上説明したように、本発明の実施形態は次のような構成と機能を奏するものを含むものである。
【００４７】
サイクロン型の固定式分級器と当該固定式分級器内に配置された回転式分級機からなる分級機において、旋回羽根と回転羽根の間に仕切円筒を設置し、仕切円筒の長さと位置について、次のような最適な条件を設定する。
【００４８】
０．２０≦Ｈ／ＨRF≦０．８７
より望ましくは、０．３３≦Ｈ／ＨRF≦０．６７
また、０．８５≦Ｕd／Ｕu≦１．１５
より望ましくは、ＵD＝Ｕu
また、前記条件を組み合わせるもの。
【００４９】
このような構成とすることによって、仕切円筒を有する分級部で、粗粉の仕切円筒への衝突作用や仕切円筒内外での固気２相流の下降・上昇流の作用によって、粗粉を粉砕部へ落下させ、微粉の粉砕部への落下を抑制するように、粗粉と微粉とにうまく振り分けられる。そのため、１００メッシュオーバーの粗粉の製品への混入を抑制することができる。
【００５０】
超微粉生成時には、回転式分級機の回転数を必要以上に上げなくても超微粉生成を達成できるので、微粉の粉砕部への落下量が少なくなり、微粉の過粉砕によるミル差圧及びミル動力の増加を抑制することができる。さらに、粉砕テーブル上にある石炭層中の微粉の割合が少なく微粉の割合が少なくなるので、自励振動が発生しにくくなり、ミルの安定運用が可能となる。
【００５１】
また、分級部内で極端な狭隘部がなく、固気２相流の流速や流れの向きが急激に変化する箇所もないので、仕切円筒を通過する流れは巻き上げや収縮が無くスムーズで、分級機での圧力損失は増加しない。また、回転式分級機へ高速で衝突する流れもないため、分級機の寿命も長く保つことができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の実施形態の奏する効果を取りまとめると次のようになる。
【００５３】
（１）製品微粉炭中の粗粉の割合を減少することができる。また、容易に超微粉を生成することができる。
【００５４】
（２）前記（１）により、フライアッシュ中の未燃分と排煙中のＮＯx濃度を低減することができる。
【００５５】
（３）前記（１）により、ボイラをコンパクトにできる。
【００５６】
（４）超微粉生成時において、微粉の粉砕部への落下を抑制できるので、微粉の過粉砕によるミル差圧の上昇及びミル動力の増加を抑制することができる。
【００５７】
（５）超微粉生成時において、微粉の粉砕部への落下を抑制するため、粉砕テーブル上にある石炭層中の微粉割合が少なくなり自励振動が発生しにくくなるので、ミルの安定運用が可能となる。
【００５８】
（６）前記（１）（４）（５）より、ミルが幅広い性状の炭種を粉砕できるので、ボイラの運用性を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る最適仕様の仕切円筒を搭載した竪型ローラミルの断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る仕切円筒を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る仕切円筒を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る仕切円筒を示す図である。
【図５】本実施形態に係る最適仕様の仕切円筒部を通過する固気２相流の流動形態を描いた模式図である。
【図６】本発明の最適仕様決定の根拠となる試験結果を示す図である。
【図７】本発明の最適仕様決定の根拠となる試験結果を示す図である。
【図８】本発明の最適仕様決定の根拠となる試験結果を示す図である。
【図９】本発明の最適仕様決定の根拠となる試験結果を示す図である。
【図１０】最適仕様の範囲外の一例における固気２相流の流動形態を描いた図である。
【図１１】最適仕様の範囲外の一例における固気２相流の流動形態を描いた図である。
【図１２】最適仕様の範囲外の一例における固気２相流の流動形態を描いた図である。
【図１３】最適仕様の範囲外の一例における固気２相流の流動形態を描いた図である。
【図１４】従来型の一般的な竪型ローラミルを示す図である。
【図１５】１００メッシュオーバーと２００メッシュパスの関係を示した図である。
【図１６】従来技術に係る竪型ローラミルの構造を示した図である。
【符号の説明】
１ 給炭管
２ 粉砕テーブル
３ 粉砕ローラ
４ スロート
５ 粉砕部
６ 分級装置
１０ 固定式分級器
１１ コーン部
１２ 旋回羽根
２０ 回転式分級機
２１ 回転羽根
３０ 送炭管
４０ 仕切円筒
４３ 下降流
５０ 原炭
５１ 空気
５２ 固気２相流
５３ 微粉
５４ 粗粉
７０ サイクロン分級器
７１ 第１回転分級機
７２ 第２回転分級機
７３ 回転分級機
７４ 開口部
７５ 筒状の衝突部材
７６ 固定環材
Claims (4)
- 粉砕テーブルと粉砕ローラからなる粉砕部と、
前記粉砕テーブルの周りに設けられたスロートと、
前記粉砕部の上方に配置された入口部を構成する旋回羽根を有する固定式分級器と、その固定式分級器の内側に配置された入口部を構成する回転羽根を有する回転式分級機とからなる分級部と、
粉砕された微粉を排出する排出管とを備え、
前記粉砕部で粉砕されて生成した粒子は前記スロートより導入された熱風によって吹き上げられ、その吹き上げられた粒子と気流からなる固気２相流は、前記固定式分級器で発生する遠心力ならびに前記回転式分級機で発生する遠心力により固気２相流中の粗粉が除去されて、微粉が前記排出管から排出される竪型ローラミルにおいて、
前記固定式分級器の旋回羽根と前記回転式分級機の回転羽根の間に仕切円筒が設けられ、前記旋回羽根と回転羽根と仕切円筒は前記粉砕部に対してほぼ同一の高さの前記分級部の上壁に設置され、
前記固定式分級器を通過した固気２相流が前記仕切円筒に衝突した後、流れの向きが下向きに変えられて下降流となり、仕切円筒の下端を通過した固気２相流は排出管の負圧により前記回転式分級機に向かう流れに変えられて、回転式分級機の入口部に達するよう上昇流を作り、
前記仕切円筒における、前記旋回羽根と前記回転羽根の間の配置を
０．８５≦Ｕd／Ｕu≦１．１５
ここで、Ｕd：仕切円筒外側の下降流の見かけの流速
Ｕu：仕切円筒内側の上昇流の見かけの流速
となる位置の範囲から選定する
ことを特徴とする竪型ローラミル。 - 粉砕テーブルと粉砕ローラからなる粉砕部と、
前記粉砕テーブルの周りに設けられたスロートと、
前記粉砕部の上方に配置された入口部を構成する旋回羽根を有する固定式分級器と、その固定式分級器の内側に配置された入口部を構成する回転羽根を有する回転式分級機とからなる分級部と、
粉砕された微粉を排出する排出管とを備え、
前記粉砕部で粉砕されて生成した粒子は前記スロートより導入された熱風によって吹き上げられ、その吹き上げられた粒子と気流からなる固気２相流は、前記固定式分級器で発生する遠心力ならびに前記回転式分級機で発生する遠心力により固気２相流中の粗粉が除去されて、微粉が前記排出管から排出される竪型ローラミルにおいて、
前記固定式分級器の旋回羽根と前記回転式分級機の回転羽根の間に仕切円筒が設けられ、前記旋回羽根と回転羽根と仕切円筒は前記粉砕部に対してほぼ同一の高さの前記分級部の上壁に設置され、
前記固定式分級器を通過した固気２相流が前記仕切円筒に衝突した後、流れの向きが下向きに変えられて下降流となり、仕切円筒の下端を通過した固気２相流は排出管の負圧により前記回転式分級機に向かう流れに変えられて、回転式分級機の入口部に達するよう上昇流を作り、
前記仕切円筒の長さを ０．２０≦Ｈ／ＨRF≦０．８７
ここで、Ｈ ：上壁からの仕切円筒の長さ
ＨRF：回転式分級機の回転羽根の長さ
の範囲から選定するとともに、
前記仕切円筒における、前記旋回羽根と前記回転羽根の間の配置を
０．８５≦Ｕd／Ｕu≦１．１５
ここで、Ｕd：仕切円筒外側の下降流の見かけの流速
Ｕu：仕切円筒内側の上昇流の見かけの流速
となる位置の範囲から選定する
ことを特徴とする竪型ローラミル。 - 請求項１または請求項２記載の竪型ローラミルにおいて、前記仕切円筒の長さ（Ｈ）をＨ／Ｈ RF ＝０．５よりも短くして、かつ仕切円筒を旋回羽根側に寄った位置に配置したことを特徴とする竪型ローラミル。
- 供給された原炭を粉砕して微粉炭を得る竪型ローラミルと、その微粉炭を燃焼させてフライアッシュを排出する石炭焚ボイラを備えた石炭焚ボイラシステムにおいて、前記竪型ローラミルが請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の竪型ローラミルであることを特徴とする石炭焚ボイラシステム。
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