JP3873483B2 - 竪型粉砕機の運転制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭を粉砕する際に竪型粉砕機に発生する振動を防止するための竪型粉砕機の運転制御方法に係り、特に、被粉砕物の量が大きく変化する負荷変動の大きな竪型粉砕機に発生する振動を防止するに有効な竪型粉砕機の運転制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来から、石炭、石灰石、セメント原料、スラグ、セメントクリンカ、セラミック及び化学品等の原料を粉砕する粉砕機として、回転テーブルと複数の粉砕ローラを備えた竪型粉砕機が広く用いられている。
図９に、従来の竪型粉砕機１０を示す。竪型粉砕機１０は、粉砕機の下部に設置された減速機２Ｂを介して電動機により駆動されて回転する回転テーブル２と、回転テーブルの上面である回転テーブル上面２Ａの外周部を円周方向に等分する位置に配設された複数個の粉砕ローラ３とを備えている。
また、粉砕ローラ３は、下部ケーシング１Ａの上部に軸７により回動自在に軸着された上部アーム６と該上部アーム６と一体に形成された下部アーム６Ａとを介して油圧シリンダ８のピストンロッド９に連結されており、該油圧シリンダ８の作動により回転テーブル上面２Ａの方向に押圧され、回転テーブル上面２Ａに原料を介して従働し回転する。
【０００３】
原料投入シュート１３より回転テーブル２の上部から回転テーブル上面２Ａの中央部に供給された原料は、回転テーブル上面２Ａで回転させられ、また、回転による遠心力が発生することにより、回転テーブル上面２Ａを渦巻き状の軌跡を描きながら回転テーブル上面２Ａの外周部に移動する。そして、回転テーブル上面２Ａの外周縁部にあるダムリング１５により、回転テーブル上面２Ａで原料が滞留することによって、所要の原料層の厚み（粉砕層厚と称することもある）となって、回転テーブル上面２Ａと粉砕ローラ３に噛み込まれ粉砕される。
【０００４】
このような構成の従来の竪型粉砕機１０において、回転テーブル上面２Ａと粉砕ローラ３に噛み込まれて粉砕された原料は、該回転テーブル上面２Ａの外縁部に周設されたダムリング１５を乗り越え、回転テーブル上面２Ａの外周部と下部ケーシング１Ａとの隙間である環状空間部３０へと向かい、そこで、環状空間部３０から吹き込まれる熱風（空気）などのガスにより吹き上げられて上部ケーシング１Ｂ内を上昇する。上部ケーシング１Ｂ内を上昇した粉砕原料はセパレータ１４の羽根１４Ａによって分級され所定粒度の製品のみが排出口１６より排出される。１４Ａは前記環状空間部３０と連通した熱風などのガスの供給通路である。また、セパレータ１４を通過できなかった原料は回転テーブル上面２Ａに落下し、再度、粉砕される。
なお、回転テーブル上面２Ａの外周部と下部ケーシング１Ａとの隙間である環状空間部３０へと向かい、そこで、環状空間部３０から吹き込まれる熱風などのガスにより吹き上げられなかった大径の原料や異物（比重の大きい金物等）は環状空間部３０より下部に落下して竪型粉砕機１０の外部に取出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、竪型粉砕機１０に供給される被粉砕物の原料の量は、常に一定であるとは限らず、供給量が大きく変化する場合も多い。
一例として、石炭ボイラ用竪型粉砕機のボイラ運転パターンと粉砕原料供給パターンの関係を図８に示すが、ボイラの負荷の変動に応じて粉砕原料の供給量を大きく変化させる必要がある。
【０００６】
また、石炭ボイラ用竪型粉砕機に限らず、竪型粉砕機１０の起動時、停止時において粉砕原料の供給量を、大きく変化させる必要がある。
このように、竪型粉砕機１０に供給される原料の量は大きく変化することがあり、竪型粉砕機１０に供給される原料の量が、大きく変化すると、回転テーブル上面２Ａの粉砕層厚も変化して厚くなったり、薄くなったりする。
【０００７】
しかしながら、従来の竪型粉砕機１０の運転制御方法においては、粉砕層厚が異なる場合においても、同じ粉砕力で粉砕ローラ３を回転テーブル上面２Ａに押し付けて原料を噛み込ませて粉砕することが多く、前記のように粉砕層厚が異なる場合に、常に同じ粉砕力で原料を粉砕すると、竪型粉砕機１０に振動を生じたり、また、粉砕品の粒度が大きく変わるなど問題が発生して運転に支障を生じる。
【０００８】
特に、図８に運転パターンの一例を示すような石炭焚きボイラ用の竪型粉砕機１０は、ボイラの負荷状況に応じて竪型粉砕機１０で粉砕する原料の供給量を大きく変化させなければならず、投入する原料の量が、投入した原料の量を最大にしたときの４０％程度になることもある。そのような場合は、回転テーブル２Ａと粉砕ローラ３の間にある、原料の層厚が極端に薄くなるため、投入した原料の量を最大にした時と同じ粉砕圧力のままで原料を粉砕すると、大きな振動が生じ、振動値が特に大きい場合には、竪型粉砕機１０に損傷を起こして、運転不能になる。
【０００９】
従って、従来では、運転者の経験と感に頼って竪型粉砕機１０の粉砕圧力を変更し、振動を防ぐこともあったが、振動が防げたとしても、粉砕後の原料の粒度が大きくなりすぎて所望の粒度の粉砕品を得ることができないといった問題が多く発生していた。
【００１０】
また、上記のように運転者の経験と感に頼って粉砕圧力を変更すると、粉砕後の原料の粒度が大きくなり、環状空間部３０から落下する原料量が増加することが多いが、環状空間部３０から落下して取出された原料は、排石となるか、あるいは、再び竪型粉砕機１０に投入されるため、環状空間部３０から落下して取出される原料の量が増えると粉砕効率を悪くするという問題がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明による運転制御方法は、
（１） 回転テーブルの外周上面に回転自在な粉砕ローラを配置し、回転テーブル上に供給した原料を粉砕ローラに所定の粉砕圧力を与えて回転テーブル上面と粉砕ローラ周面との間で原料を粉砕する竪型粉砕機の運転制御方法であって、該回転テーブル上に供給する原料の量が変化する場合において、該粉砕圧力を回転テーブル上面と粉砕ローラ周面との間の原料の層厚で除した値である比加圧力が、ＨＧＩ（ハードグローブインデックス）が同程度の石炭を粉砕する際に同一かつ一定となるように、該粉砕ローラに与える粉砕力を変化させる構成とした。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図に基づいて本発明の詳細について説明する。図１〜図８は本発明に係る実施例を示し、図１は竪型粉砕機の運転制御方法のフローシート、図２は竪型粉砕機の縦断面図、図３は竪型粉砕機の粉砕層厚の測定機構の説明図であり、ストッパＳ１とストッパ受けＳ２が当接した場合の図、図４は竪型粉砕機の粉砕層厚の測定機構の説明図であり、ストッパＳ１とストッパ受けＳ２の間の離間距離がＧであって粉砕層厚がＴの場合の図、図５は比加圧力と振動の関係を示すグラフ、図６は比加圧力と粉砕品の粒度を関係を示すグラフ、図７は比加圧力と排石量の関係を示すグラフ、図８は石炭ボイラ用竪型粉砕機の運転パターンと粉砕原料の供給量の関係を示すグラフである。
【００１７】
本実施例に用いられる竪型粉砕機１の構成について以下に説明する。
本実施例に用いられる竪型粉砕機１は、図２に示すように、従来と同様に粉砕機の下部に設置された減速機２Ｂを介して電動機により駆動されて回転する回転テーブル２と、回転テーブルの上面である回転テーブル上面２Ａの外周部を円周方向に等分する位置に配設された複数個の粉砕ローラ３とを備えている。
【００１８】
そして、粉砕ローラ３は下部ケーシング１Ａの上部に軸７により回動自在に軸着された上部アーム６と該上部アーム６と一体に形成された下部アーム６Ａとを介して油圧シリンダ８のピストンロッド９に連結されており、該油圧シリンダ８の作動により回転テーブル上面２Ａの方向に押圧され、回転テーブル上面２Ａに原料を介して従働し回転する。
【００１９】
ここで、本発明の実施例の竪型粉砕機１において、粉砕ローラ３を軸着したローラアーム（スイングレバーと称することもある）は、上部アーム６と下部アーム６Ａとからなり、下部アーム６Ａの端部近傍の下端に、ストッパＳ１が取付けられており、ストッパＳ１の下方には、ストッパ受けＳ２が下部ケーシング１Ａに取付けられて位置されている。そして、油圧シリンダ８の作動によって、下部アーム６Ａの位置が下降してきた時、ストッパＳ１がストッパ受けＳ２に当接することによって下部アーム６Ａの下降を停止させる。
【００２０】
また、図４に示すように、ストッパＳ１がストッパ受けＳ２に当接することによって下部アーム６Ａの下降を停止した時、回転テーブル上面２Ａと粉砕ローラ３の間には隙間Ｌ０が生じるように、ストッパＳ１とストッパ受けＳ２の距離が調整されており、粉砕ローラ３と回転テーブル上面２Ａが接触するメタルタッチを防止するようになっている。
なお、本実施例に用いたストッパＳ１は、下部アーム６Ａに固設されて一体とされた取付座と、該取付座に螺入するようにして取付けられたスクリュ部とからなり、スクリュウ部を自在に回転させることによって、下部アーム６Ａからスクリュウ部の先端部（ストッパ受けＳ２と当接する部分）までの距離を変えることができ、その結果、ストッパＳ１がストッパ受けＳ２に当接することによって生じる回転テーブル上面２Ａと粉砕ローラ３との間の隙間Ｌ０の長さを自在に変更することができるので、セットスクリュと称されることもある。
【００２１】
そして、このストッパＳ１とストッパ受けＳ２の離間距離Ｇを測定する変位計Ｓを下部ケーシング１Ａ上の、ストッパ受けＳ２の近傍の、前記離間距離Ｇを測定することができる位置に配置して取付けている。
【００２２】
また、図１に示すように、油圧シリンダ８のロッド側の油室にかかる緊張圧力Ｐ１を測定できるように圧力計Ｐが取付けられており、油圧シリンダ８の緊張圧力Ｐ１を常に測定できる構成となっている。
さらに、前記変位計Ｓで測定した測定値と圧力計Ｐで測定した測定値は、それぞれの変位計アンプＳＡと圧力計アンプＰＡで変換されて、粉砕ローラ圧力制御装置である制御盤１００に送られるよう構成されている。制御盤１００は、演算器と比較器と設定器等で構成されており、制御盤１００は、前記の測定値を演算して、予め設定器に設定した設定値と比較して、その結果に基づいて、粉砕ローラ緊張圧用油圧ユニット１１０に制御信号を送り油圧シリンダ８に送る圧油の圧力を制御することができる構成となっている。
【００２３】
前記のように構成された本実施例による竪型粉砕機１の作動を以下に説明する。図示されない原料ホッパーより竪型粉砕機１に供給した原料（本実施例では、石炭）を、竪型粉砕機１の回転テーブル上面２Ａの中央上部に設けられた原料投入シュート１３を通して、回転テーブル上面２Ａの上方より回転テーブル上面２Ａの中央部に投入する。投入された原料は、回転テーブル上面２Ａで回転させられ、また、回転による遠心力が発生することにより、回転テーブル上面２Ａを渦巻き状の軌跡を描きながら回転テーブル上面２Ａの外周部に移動し、回転テーブル上面２Ａと粉砕ローラ３に噛み込まれ粉砕される。
【００２４】
回転テーブル上面２Ａと粉砕ローラ３に噛み込まれ粉砕された原料は該回転テーブル上面２Ａの外縁部まで達するが、回転テーブル上面２Ａの外周縁部にはダムリング１５が固定されて設けられているので、該回転テーブル２の外縁部に達した原料は、該回転テーブル上面２Ａの外縁部に周設されたダムリング１５にせき止められて、回転テーブル上面２Ａに滞留し、回転テーブル上面２Ａと粉砕ローラ３に噛み込まれ粉砕される。
【００２５】
また、ダムリング１５を乗り越えた原料は、回転テーブル２Ａの外周面とケーシング内周面との間の環状空間部３０に放り出されるが、この時、図示されないガス導入口より導入された熱ガス（本実施例では、原料に含まれる水分を取り除くため、熱ガスを使用した。）が、回転テーブル２Ａの外周面とケーシング内周面との間の環状空間部３０から、ミル内を上方に向かって流れており、環状空間部３０に放り出された原料の中の、比較的小さな粒径の原料が熱ガスの気流によってミル内の上方へ運ばれ、回転テーブル２の上方にあるセパレータ１４に達しそこで、分級されて、所望の粒度になった微粉だけがセパレータ１４を通過して、竪型粉砕機１の上部取出口１６より熱ガスとともに取出される。また、セパレータ１４を通過できなかった原料は回転テーブル上面２Ａに落下し、再度、粉砕される。
【００２６】
そして、環状空間部３０に放り出された原料であって該熱ガスの気流によって持上げられない大きな粒径の原料は、回転テーブル上面２Ａの外周面とケーシング内周面との間の環状空間部３０よりミル下方外部へ落下させ図示されていない下部取出口よりミル外部へ取出され排石とされる。
【００２７】
以上のような運転をおこなう場合において、例えば、前述したような石炭焚きボイラ用の竪型粉砕機のように、ボイラの運転状況に合わせて竪型粉砕機１に供給する原料の量を大きく変化させる必要がある場合や、竪型粉砕機の起動停止時等に該供給する原料の量を大きく変化させる必要が発生する場合がある。
そのような場合において、供給される原料の量が大きく変化すると、回転テーブル２Ａと粉砕ローラとの間の粉砕層厚Ｔも変化するが、該粉砕層厚Ｔが変化した場合においても粉砕力を変更せずにいると振動が発生して運転不能となったり、あるいは、粉砕品の粒度が大きくなり所望の粒度の製品を得られなくなったりして著しく効率が下がる。
【００２８】
そこで、本発明者はこのような状況に鑑みて振動防止などについて鋭意研究した結果、該粉砕圧力を回転テーブル上面と粉砕ローラ周面との間の原料の粉砕層厚Ｔで除した値に着目し、この値を比加圧力と定義し、当該比加圧力Ｋがある一定の値となるように粉砕圧力を調整すれば振動が発生せず、また、粉砕品の粒度が変化せず所望の粒度の粉砕品を得られることを見出した。
すなわち、石炭焚きボイラ用の竪型粉砕機でボイラに供給する石炭を粉砕する場合は比加圧力がおおむね、０．１〜０．２（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍの値になるように粉砕ローラの圧力を設定すれば、振動低減、粉砕品粒度、排石量の点で有効であり、粉砕効率が向上することを見出した。
【００２９】
ここで、比加圧力Ｋは、粉砕ローラの中心径をＤ、粉砕ローラ幅をＷ、粉砕層厚をＴとし、粉砕ローラ３を回転テーブル２Ａに押し付ける力である粉砕力をＦとすると、Ｋ＝[Ｆ／（Ｄ×Ｗ）]／Ｔであり、Ｋ＝Ｆ／（Ｔ×Ｄ×Ｗ）である。
【００３０】
図５は石炭ボイラ用竪型粉砕機で石炭を粉砕した時の、比加圧力Ｋと、竪型粉砕機の振動値（ミル振動と称することもある）の関係を示すグラフである。
図５の中にあるＨＧＩ（ハードグローブインデックス）は被粉砕物である石炭の粉砕性評価指数であり、ＨＧＩが６４、４９、４４の場合のデータをそれぞれ示した。
図５より、ＨＧＩが６４の場合において、比加圧力が０．２（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍを超えると、ミル振動が石炭ボイラ用竪型粉砕機の許容限界振動値（本実施例においては、３０μｍ／Ｐ−Ｐ）を超えることがわかる。また、ＨＧＩが４９の場合において、０．４５（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍ付近の値において、ＨＧＩが４４の場合において、０．５５（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍ付近の値においてそれぞれ石炭ボイラ用竪型粉砕機の許容限界振動値を超えている。
【００３１】
また、図６は石炭ボイラ用竪型粉砕機で石炭を粉砕した時の、比加圧力Ｋと、粉砕品の粒度（微粉粒度と称することもある）の関係を示すグラフであり、図７は石炭ボイラ用竪型粉砕機で石炭を粉砕した時の比加圧力Ｋと排石量の関係を示すグラフである。
図６、および、図７に示すデータはＨＧＩが６４の場合を示すが、図６に示すように比加圧力が０．１（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍ以下であると被粉砕物の粒度が大きくなってしまい、許容限界粒度（例えば、２００メッシュ残２０％）を超えてしまうため、石炭ボイラで燃焼させるには粒度が大きくなりすぎてしまうことがわかる。
【００３２】
さらに、図７に示すように石炭ボイラ用竪型粉砕機においては、比加圧力が０．１（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍ以下の場合においては、微粉粒度が大きくなってしまうため、環状空間部３０に落下する石炭の量（排石量）が増え、許容限界排石量（本実施例では、５ｋｇ／ｈ）を超えてしまい、粉砕効率を悪化させてしまうことがわかる。
なお、図６、および、図７に示す粉砕品の粒度、排石量は、ＨＧＩの値により多少変化はするもののＨＧＩが４９の場合も、４４の場合も略同値である。
【００３３】
ここで、図５、図６、および、図７に用いた粉砕層厚Ｔの単位はｍｍであり、粉砕圧力Ｆの単位は、ｋｇｆであり、粉砕ローラの中心径Ｄ、および、粉砕ローラ幅Ｗの単位はｃｍである。
また、本実施例に用いた竪型粉砕機１のテーブル回転数は４３ＲＰＭであり、粉砕ローラ径Ｄは１３２ｃｍであり、ダムリング１５の高さはテーブル上面２Ａより約９０ｍｍであり、セパレータ１４の回転数は５５ＲＰＭである。
【００３４】
このようなことから、石炭ボイラ用竪型粉砕機で石炭を粉砕する場合は、ＨＧＩが６４程度の原料においては、比加圧力Ｋが、０．２（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍ以下の範囲で運転するのが好ましく、ＨＧＩが４９程度の原料の場合においては、０．４５（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍ以下の範囲で運転するのが好ましく、ＨＧＩが４４程度の原料の場合においては、０．５５（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍ以下の範囲で運転するのが好ましい。
さらに言えば、ＨＧＩが６４程度の原料の場合においては、比加圧力Ｋが、０．１〜０．２（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍの範囲で運転するのが特に好ましく、ＨＧＩが４９程度の原料の場合においては、０．１〜０．４５（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍの範囲で運転するのが特に好ましく、ＨＧＩが４４程度の原料の場合においては、０．１〜０．５５（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍの範囲で運転するのが特に好ましい。
【００３５】
同様に、他の原料を粉砕する場合においても、ミル振動が竪型粉砕機の許容振動値内であって、所望の微粉粒度を得られる比加圧力を求めれば、竪型粉砕機に供給される原料の量が大きく変化したとしても、それに応じて、比加圧力Ｋが一定になるように粉砕力Ｆを変化させることによって、ミル振動が竪型粉砕機の許容振動値内あって、所望の微粉粒度の粉砕品を得ることができる。
【００３６】
また、本実施例においては、コニカル形状の粉砕ローラを有する竪型粉砕機を使用したが、その他の粉砕ローラ形状（例えば、スフェリカル形状等）の竪型粉砕機を用いても、ミル振動が竪型粉砕機の許容振動値内であって、所望の微粉粒度を得られる比加圧力を求めれば、竪型粉砕機に供給される原料の量が大きく変化したとしても、それに応じて比加圧力Ｋが一定になるように粉砕力Ｆを変化させることによって、ミル振動が竪型粉砕機の許容振動値内であって、所望の微粉粒度の粉砕品を得ることができる。
【００３７】
本実施例による制御方法について以下に説明する。
本実施例における粉砕力Ｆは、図１、図２、および、図３に示すように、油圧シリンダ８のロッドを引込力（油圧シリンダ力と称することもある）をＦ１とし、油圧シリンダ８から粉砕ローラ３までのレーバー比をＲ（本実施例においては、Ｒ＝Ｌ３／Ｌ２である）とすると、Ｆ＝Ｆ１×Ｒである。
そして、油圧シリンダ力Ｆ１（ｋｇｆ）は、緊張油圧Ｐ１（ｋｇｆ／ｃｍ2）、油圧シリンダロッド側有効面積Ｕ（ｃｍ2）とすると、Ｆ１＝Ｐ１×Ｕである。
従って、Ｆ＝Ｐ１×Ｕ×Ｒとなり、油圧シリンダロッド側有効面積Ｕとレーバー比Ｒは竪型粉砕機１により決まっている固定値なので、緊張油圧Ｐ１を調整することにより、粉砕力Ｆを自在に制御することができる。
【００３８】
また、図４に示すように、粉砕ローラを軸着したローラアームの下部アーム６Ａに取付けたストッパＳ１が、ストッパ受けＳ２に当接することによって下部アーム６Ａの下降が停止した時、回転テーブル上面２Ａと粉砕ローラ３の間には隙間Ｌ０が生じるように、ストッパＳ１とストッパ受けＳ２は調整されており、ストッパＳ１とストッパ受けＳ２の離間距離Ｇを測定する変位計Ｓを下部ケーシング１Ａ上の、ストッパ受けＳ２の近傍に、前記離間距離Ｇを測定することができるように配置している。
【００３９】
また、図３に示すように下部アーム６Ａに取付けられたストッパＳ１から上部アーム６と下部アーム６Ａの支点までの距離をＬ１とし、粉砕ローラ３の下端側周面の幅方向における中心位置から上部アーム６と下部アーム６Ａの支点までの距離をＬ２とすると、粉砕層厚Ｔは、Ｔ＝Ｇ×Ｌ２／Ｌ１＋Ｌ０となる。
従って、竪型粉砕機が運転中においても、ストッパＳ１とストッパ受けＳ２の離間距離Ｇを変位計Ｓで測定することによって常に知ることができる。
【００４０】
なお、本発明の実施例においては、粉砕層厚ＴをストッパＳ１とストッパ受けＳ２の離間距離Ｇによって測定し、粉砕ローラ３と回転テーブル上面２Ａの接触を防止すると共に、粉砕層厚Ｔを測定できる構成として機能的なものとしたが、上部アーム６や下部アーム６Ａや油圧シリンダ８のピストンロッド９の動きを、該動きを測定できる変位計（例えば、作動変圧器等）で測定し、レバー比等を勘案して、粉砕層厚Ｔを算出することもできる。
【００４１】
例えば、他の実施例として、図４に示すように粉砕ローラ３と回転テーブル上面２Ａとの間に隙間Ｌ０が生じている状態のときの、粉砕ローラ押圧用油圧シリンダのピストンロッド９のロッド先端部の位置を基準点とし、粉砕層厚Ｔのときにおける該ロッド先端部の該基準点よりの移動量をピストンロッドの移動量Ｇ２として図示していない変位計で測定し、粉砕層厚ＴをＴ＝Ｇ２×Ｌ２／Ｌ３＋Ｌ０として容易に算出する方法がある。
また、上部アーム６や下部アーム６Ａ等についても、それぞれのレバー比を勘案して計算することによって同様に算出することができる。
なお、粉砕ローラの位置を直接測定して粉砕層厚Ｔを算出したり、あるいは、粉砕層厚Ｔを直接測定しても構わない。
【００４２】
本実施例の運転制御方法においては、図１に示すように、変位計ＳによってストッパＳ１とストッパ受けＳ２の離間距離Ｇを測定し、測定結果を変位計アンプＳＡを介し変換して制御盤１００に入力し、また、緊張油圧Ｐ１を圧力計Ｐによって測定し、圧力計アンプＰＡを介して変換して制御盤１００に入力している。そして、制御盤１００に内装された演算器１００によって、離間距離Ｇの値から、Ｔ＝Ｇ×Ｌ２／Ｌ１＋Ｌ０の関係式により、粉砕層厚Ｔの値を算出し、また、緊張油圧Ｐ１より、Ｆ＝Ｐ１×Ｕ×Ｒの関係式によってＦの値を算出して、Ｋ＝Ｆ／（Ｔ×Ｄ×Ｗ）として比加圧力Ｋを計算結果として得る。
【００４３】
次に、計算結果としての比加圧力Ｋを、予め、設定した比加圧力Ｃと比較して、設定値Ｃより計算により算出した比加圧力Ｋの方が大きい場合においては、制御盤１００より粉砕ローラ緊張圧用油圧ユニット１１０に減圧指令信号を出して、緊張油圧Ｐ１を小さくし、また、設定値Ｃより計算により算出した比加圧力Ｋが小さい場合においては、制御盤１００より粉砕ローラ緊張圧用油圧ユニット１１０に加圧指令信号を出して、緊張油圧Ｐ１を大きくすることによって、また、設定値Ｃと計算により算出した比加圧力Ｋが等しい場合においては、制御盤１００より粉砕ローラ緊張圧用油圧ユニット１１０に現状の油圧を維持する保圧指令信号を出す。
このことにより、粉砕層厚Ｔが変化した場合においても、比加圧力Ｋを一定に保つことができる。
【００４４】
また、本実施例においては、制御の安定性を高めるため、設定値Ｃと計算により算出した比加圧力Ｋの比較をする場合、設定値Ｃと計算により算出した比加圧力ＫとＣの差の絶対値が、一定値[例えば、０．０１（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍ]以上の場合にのみ、Ｋ＜Ｃ、あるいは、Ｋ＞Ｃと判定するようにし、ＫとＣの差の絶対値が一定値[０．０１（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍ]未満の場合においては、Ｋ＝Ｃと判定するようにプログラムした。
なお、設定値Ｃは、一点の値（例えば、Ｃ１）として設定しても良いが、良好な運転のできる比加圧力Ｋの範囲に幅があれば、一定の範囲の値（例えば、Ｃ１〜Ｃ２）として設定しても構わない。
【００４５】
なお、本実施例は、Ｋ＝Ｆ／（Ｔ×Ｄ×Ｗ）を演算器で算出し、これを設定器に設定した比加圧力の設定値Ｃと比較して制御するようにしたが、Ｋ＝Ｆ／（Ｔ×Ｄ×Ｗ）は、Ｆ＝Ｐ１×Ｕ×ＲからＫ＝（Ｐ１／Ｔ）×[（Ｕ×Ｒ）／（Ｄ×Ｗ）]で表される。
また、油圧シリンダロッド側有効面積Ｕとレーバー比Ｒと粉砕ローラ中心径Ｄと粉砕ローラ幅Ｗは、竪型粉砕機のサイズ等により決まっている固定値であり、Ｚ＝[（Ｕ×Ｒ）／（Ｄ×Ｗ）]とすれば、Ｚは竪型粉砕機のサイズ等により決まっている定数である。
従って、Ｋ＝Ｆ／（Ｔ×Ｄ×Ｗ）を演算器で算出する代わりに、ＫをＺで除した値であるＫＰを、ＫＰ＝Ｐ１／Ｔとして演算器で算出し、ＣをＺで除した値であるＣＰを、設定器に設定する設定値ＣＰとすれば、ＫＰとＣＰを比較制御して、比加圧力Ｋを一定に保つ制御を行なうことができる。
【００４６】
このように、本発明の実施例であれば、粉砕原料の供給量が変化した場合においても、上記のようにして比加圧力Ｋを常に一定に保つことができるので、竪型粉砕機１０に振動が生じず、また、粉砕品の粒度も変化せず所望の粒度の製品が得られるので、効率よく粉砕することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の粉砕装置においては、請求項１の発明による竪型粉砕機の運転制御方法では、回転テーブル上に供給する原料の量が変化する場合において、回転テーブルに粉砕ローラを押圧する粉砕力を変化させて、回転テーブルに粉砕ローラを押圧する粉砕圧力を回転テーブル上面と粉砕ローラ周面との間の原料の層厚で除した値である比加圧力が、ＨＧＩ（ハードグローブインデックス）が同程度の石炭を粉砕する際に同一かつ一定となるように制御することにより、竪型粉砕機に振動が生じることなく、所望の粒度の製品を効率よく得ることができる。特に、ボイラの負荷状況に応じて竪型粉砕機で粉砕する原料の供給量を大きく変化させる必要がある石炭焚きボイラ用の竪型粉砕機に本願発明を適用した場合、原料の供給量が変わることによって、回転テーブル上面と粉砕ローラ周面との間の原料の層厚が大きく変化したとしても、竪型粉砕機の竪型粉砕機に振動が生じることがないので、竪型粉砕機に損傷を起こして、運転不能になることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る竪型粉砕機の運転制御方法のフローシートである。
【図２】本発明の実施例に係る竪型粉砕機の縦断面図である。
【図３】本発明の実施例に係る竪型粉砕機の層厚測定機構を説明する説明図であり、ストッパＳ１とストッパ受けＳ２が当接した場合の図である。
【図４】本発明の実施例に係る竪型粉砕機の層厚測定機構を説明する説明図であり、ストッパＳ１とストッパ受けＳ２の間の離間距離がＧであって粉砕層厚がＴの場合の図である。
【図５】比加圧力と振動の関係を示すグラフである。
【図６】比加圧力と粉砕品の粒度の関係を示すグラフである。
【図７】比加圧力と排石量の関係を示すグラフである。
【図８】石炭ボイラ用竪型粉砕機の運転パターンと粉砕原料の供給量の関係を示すグラフである。
【図９】従来の竪型粉砕機の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 竪型粉砕機
２ 回転テーブル
２Ａ 回転テーブル上面
３ 粉砕ローラ
６ 上部アーム
６Ａ 下部アーム
８ 油圧シリンダ
９ ピストンロッド
１００ 制御盤（粉砕ローラ圧力制御装置）
１１０ 粉砕ローラ緊張圧用油圧ユニット
Ｓ 変位計
Ｓ１ ストッパ
Ｓ２ ストッパ受け
ＳＡ 変位計アンプ（信号変換器）
Ｐ 圧力計
ＰＡ 圧力計アンプ（信号変換器）
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭を粉砕する際に竪型粉砕機に発生する振動を防止するための竪型粉砕機の運転制御方法に係り、特に、被粉砕物の量が大きく変化する負荷変動の大きな竪型粉砕機に発生する振動を防止するに有効な竪型粉砕機の運転制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来から、石炭、石灰石、セメント原料、スラグ、セメントクリンカ、セラミック及び化学品等の原料を粉砕する粉砕機として、回転テーブルと複数の粉砕ローラを備えた竪型粉砕機が広く用いられている。
図９に、従来の竪型粉砕機１０を示す。竪型粉砕機１０は、粉砕機の下部に設置された減速機２Ｂを介して電動機により駆動されて回転する回転テーブル２と、回転テーブルの上面である回転テーブル上面２Ａの外周部を円周方向に等分する位置に配設された複数個の粉砕ローラ３とを備えている。
また、粉砕ローラ３は、下部ケーシング１Ａの上部に軸７により回動自在に軸着された上部アーム６と該上部アーム６と一体に形成された下部アーム６Ａとを介して油圧シリンダ８のピストンロッド９に連結されており、該油圧シリンダ８の作動により回転テーブル上面２Ａの方向に押圧され、回転テーブル上面２Ａに原料を介して従働し回転する。
【０００３】
原料投入シュート１３より回転テーブル２の上部から回転テーブル上面２Ａの中央部に供給された原料は、回転テーブル上面２Ａで回転させられ、また、回転による遠心力が発生することにより、回転テーブル上面２Ａを渦巻き状の軌跡を描きながら回転テーブル上面２Ａの外周部に移動する。そして、回転テーブル上面２Ａの外周縁部にあるダムリング１５により、回転テーブル上面２Ａで原料が滞留することによって、所要の原料層の厚み（粉砕層厚と称することもある）となって、回転テーブル上面２Ａと粉砕ローラ３に噛み込まれ粉砕される。
【０００４】
このような構成の従来の竪型粉砕機１０において、回転テーブル上面２Ａと粉砕ローラ３に噛み込まれて粉砕された原料は、該回転テーブル上面２Ａの外縁部に周設されたダムリング１５を乗り越え、回転テーブル上面２Ａの外周部と下部ケーシング１Ａとの隙間である環状空間部３０へと向かい、そこで、環状空間部３０から吹き込まれる熱風（空気）などのガスにより吹き上げられて上部ケーシング１Ｂ内を上昇する。上部ケーシング１Ｂ内を上昇した粉砕原料はセパレータ１４の羽根１４Ａによって分級され所定粒度の製品のみが排出口１６より排出される。１４Ａは前記環状空間部３０と連通した熱風などのガスの供給通路である。また、セパレータ１４を通過できなかった原料は回転テーブル上面２Ａに落下し、再度、粉砕される。
なお、回転テーブル上面２Ａの外周部と下部ケーシング１Ａとの隙間である環状空間部３０へと向かい、そこで、環状空間部３０から吹き込まれる熱風などのガスにより吹き上げられなかった大径の原料や異物（比重の大きい金物等）は環状空間部３０より下部に落下して竪型粉砕機１０の外部に取出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、竪型粉砕機１０に供給される被粉砕物の原料の量は、常に一定であるとは限らず、供給量が大きく変化する場合も多い。
一例として、石炭ボイラ用竪型粉砕機のボイラ運転パターンと粉砕原料供給パターンの関係を図８に示すが、ボイラの負荷の変動に応じて粉砕原料の供給量を大きく変化させる必要がある。
【０００６】
また、石炭ボイラ用竪型粉砕機に限らず、竪型粉砕機１０の起動時、停止時において粉砕原料の供給量を、大きく変化させる必要がある。
このように、竪型粉砕機１０に供給される原料の量は大きく変化することがあり、竪型粉砕機１０に供給される原料の量が、大きく変化すると、回転テーブル上面２Ａの粉砕層厚も変化して厚くなったり、薄くなったりする。
【０００７】
しかしながら、従来の竪型粉砕機１０の運転制御方法においては、粉砕層厚が異なる場合においても、同じ粉砕力で粉砕ローラ３を回転テーブル上面２Ａに押し付けて原料を噛み込ませて粉砕することが多く、前記のように粉砕層厚が異なる場合に、常に同じ粉砕力で原料を粉砕すると、竪型粉砕機１０に振動を生じたり、また、粉砕品の粒度が大きく変わるなど問題が発生して運転に支障を生じる。
【０００８】
特に、図８に運転パターンの一例を示すような石炭焚きボイラ用の竪型粉砕機１０は、ボイラの負荷状況に応じて竪型粉砕機１０で粉砕する原料の供給量を大きく変化させなければならず、投入する原料の量が、投入した原料の量を最大にしたときの４０％程度になることもある。そのような場合は、回転テーブル２Ａと粉砕ローラ３の間にある、原料の層厚が極端に薄くなるため、投入した原料の量を最大にした時と同じ粉砕圧力のままで原料を粉砕すると、大きな振動が生じ、振動値が特に大きい場合には、竪型粉砕機１０に損傷を起こして、運転不能になる。
【０００９】
従って、従来では、運転者の経験と感に頼って竪型粉砕機１０の粉砕圧力を変更し、振動を防ぐこともあったが、振動が防げたとしても、粉砕後の原料の粒度が大きくなりすぎて所望の粒度の粉砕品を得ることができないといった問題が多く発生していた。
【００１０】
また、上記のように運転者の経験と感に頼って粉砕圧力を変更すると、粉砕後の原料の粒度が大きくなり、環状空間部３０から落下する原料量が増加することが多いが、環状空間部３０から落下して取出された原料は、排石となるか、あるいは、再び竪型粉砕機１０に投入されるため、環状空間部３０から落下して取出される原料の量が増えると粉砕効率を悪くするという問題がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明による運転制御方法は、
（１） 回転テーブルの外周上面に回転自在な粉砕ローラを配置し、回転テーブル上に供給した原料を粉砕ローラに所定の粉砕圧力を与えて回転テーブル上面と粉砕ローラ周面との間で原料を粉砕する竪型粉砕機の運転制御方法であって、該回転テーブル上に供給する原料の量が変化する場合において、該粉砕圧力を回転テーブル上面と粉砕ローラ周面との間の原料の層厚で除した値である比加圧力が、ＨＧＩ（ハードグローブインデックス）が同程度の石炭を粉砕する際に同一かつ一定となるように、該粉砕ローラに与える粉砕力を変化させる構成とした。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図に基づいて本発明の詳細について説明する。図１〜図８は本発明に係る実施例を示し、図１は竪型粉砕機の運転制御方法のフローシート、図２は竪型粉砕機の縦断面図、図３は竪型粉砕機の粉砕層厚の測定機構の説明図であり、ストッパＳ１とストッパ受けＳ２が当接した場合の図、図４は竪型粉砕機の粉砕層厚の測定機構の説明図であり、ストッパＳ１とストッパ受けＳ２の間の離間距離がＧであって粉砕層厚がＴの場合の図、図５は比加圧力と振動の関係を示すグラフ、図６は比加圧力と粉砕品の粒度を関係を示すグラフ、図７は比加圧力と排石量の関係を示すグラフ、図８は石炭ボイラ用竪型粉砕機の運転パターンと粉砕原料の供給量の関係を示すグラフである。
【００１７】
本実施例に用いられる竪型粉砕機１の構成について以下に説明する。
本実施例に用いられる竪型粉砕機１は、図２に示すように、従来と同様に粉砕機の下部に設置された減速機２Ｂを介して電動機により駆動されて回転する回転テーブル２と、回転テーブルの上面である回転テーブル上面２Ａの外周部を円周方向に等分する位置に配設された複数個の粉砕ローラ３とを備えている。
【００１８】
そして、粉砕ローラ３は下部ケーシング１Ａの上部に軸７により回動自在に軸着された上部アーム６と該上部アーム６と一体に形成された下部アーム６Ａとを介して油圧シリンダ８のピストンロッド９に連結されており、該油圧シリンダ８の作動により回転テーブル上面２Ａの方向に押圧され、回転テーブル上面２Ａに原料を介して従働し回転する。
【００１９】
ここで、本発明の実施例の竪型粉砕機１において、粉砕ローラ３を軸着したローラアーム（スイングレバーと称することもある）は、上部アーム６と下部アーム６Ａとからなり、下部アーム６Ａの端部近傍の下端に、ストッパＳ１が取付けられており、ストッパＳ１の下方には、ストッパ受けＳ２が下部ケーシング１Ａに取付けられて位置されている。そして、油圧シリンダ８の作動によって、下部アーム６Ａの位置が下降してきた時、ストッパＳ１がストッパ受けＳ２に当接することによって下部アーム６Ａの下降を停止させる。
【００２０】
また、図４に示すように、ストッパＳ１がストッパ受けＳ２に当接することによって下部アーム６Ａの下降を停止した時、回転テーブル上面２Ａと粉砕ローラ３の間には隙間Ｌ０が生じるように、ストッパＳ１とストッパ受けＳ２の距離が調整されており、粉砕ローラ３と回転テーブル上面２Ａが接触するメタルタッチを防止するようになっている。
なお、本実施例に用いたストッパＳ１は、下部アーム６Ａに固設されて一体とされた取付座と、該取付座に螺入するようにして取付けられたスクリュ部とからなり、スクリュウ部を自在に回転させることによって、下部アーム６Ａからスクリュウ部の先端部（ストッパ受けＳ２と当接する部分）までの距離を変えることができ、その結果、ストッパＳ１がストッパ受けＳ２に当接することによって生じる回転テーブル上面２Ａと粉砕ローラ３との間の隙間Ｌ０の長さを自在に変更することができるので、セットスクリュと称されることもある。
【００２１】
そして、このストッパＳ１とストッパ受けＳ２の離間距離Ｇを測定する変位計Ｓを下部ケーシング１Ａ上の、ストッパ受けＳ２の近傍の、前記離間距離Ｇを測定することができる位置に配置して取付けている。
【００２２】
また、図１に示すように、油圧シリンダ８のロッド側の油室にかかる緊張圧力Ｐ１を測定できるように圧力計Ｐが取付けられており、油圧シリンダ８の緊張圧力Ｐ１を常に測定できる構成となっている。
さらに、前記変位計Ｓで測定した測定値と圧力計Ｐで測定した測定値は、それぞれの変位計アンプＳＡと圧力計アンプＰＡで変換されて、粉砕ローラ圧力制御装置である制御盤１００に送られるよう構成されている。制御盤１００は、演算器と比較器と設定器等で構成されており、制御盤１００は、前記の測定値を演算して、予め設定器に設定した設定値と比較して、その結果に基づいて、粉砕ローラ緊張圧用油圧ユニット１１０に制御信号を送り油圧シリンダ８に送る圧油の圧力を制御することができる構成となっている。
【００２３】
前記のように構成された本実施例による竪型粉砕機１の作動を以下に説明する。図示されない原料ホッパーより竪型粉砕機１に供給した原料（本実施例では、石炭）を、竪型粉砕機１の回転テーブル上面２Ａの中央上部に設けられた原料投入シュート１３を通して、回転テーブル上面２Ａの上方より回転テーブル上面２Ａの中央部に投入する。投入された原料は、回転テーブル上面２Ａで回転させられ、また、回転による遠心力が発生することにより、回転テーブル上面２Ａを渦巻き状の軌跡を描きながら回転テーブル上面２Ａの外周部に移動し、回転テーブル上面２Ａと粉砕ローラ３に噛み込まれ粉砕される。
【００２４】
回転テーブル上面２Ａと粉砕ローラ３に噛み込まれ粉砕された原料は該回転テーブル上面２Ａの外縁部まで達するが、回転テーブル上面２Ａの外周縁部にはダムリング１５が固定されて設けられているので、該回転テーブル２の外縁部に達した原料は、該回転テーブル上面２Ａの外縁部に周設されたダムリング１５にせき止められて、回転テーブル上面２Ａに滞留し、回転テーブル上面２Ａと粉砕ローラ３に噛み込まれ粉砕される。
【００２５】
また、ダムリング１５を乗り越えた原料は、回転テーブル２Ａの外周面とケーシング内周面との間の環状空間部３０に放り出されるが、この時、図示されないガス導入口より導入された熱ガス（本実施例では、原料に含まれる水分を取り除くため、熱ガスを使用した。）が、回転テーブル２Ａの外周面とケーシング内周面との間の環状空間部３０から、ミル内を上方に向かって流れており、環状空間部３０に放り出された原料の中の、比較的小さな粒径の原料が熱ガスの気流によってミル内の上方へ運ばれ、回転テーブル２の上方にあるセパレータ１４に達しそこで、分級されて、所望の粒度になった微粉だけがセパレータ１４を通過して、竪型粉砕機１の上部取出口１６より熱ガスとともに取出される。また、セパレータ１４を通過できなかった原料は回転テーブル上面２Ａに落下し、再度、粉砕される。
【００２６】
そして、環状空間部３０に放り出された原料であって該熱ガスの気流によって持上げられない大きな粒径の原料は、回転テーブル上面２Ａの外周面とケーシング内周面との間の環状空間部３０よりミル下方外部へ落下させ図示されていない下部取出口よりミル外部へ取出され排石とされる。
【００２７】
以上のような運転をおこなう場合において、例えば、前述したような石炭焚きボイラ用の竪型粉砕機のように、ボイラの運転状況に合わせて竪型粉砕機１に供給する原料の量を大きく変化させる必要がある場合や、竪型粉砕機の起動停止時等に該供給する原料の量を大きく変化させる必要が発生する場合がある。
そのような場合において、供給される原料の量が大きく変化すると、回転テーブル２Ａと粉砕ローラとの間の粉砕層厚Ｔも変化するが、該粉砕層厚Ｔが変化した場合においても粉砕力を変更せずにいると振動が発生して運転不能となったり、あるいは、粉砕品の粒度が大きくなり所望の粒度の製品を得られなくなったりして著しく効率が下がる。
【００２８】
そこで、本発明者はこのような状況に鑑みて振動防止などについて鋭意研究した結果、該粉砕圧力を回転テーブル上面と粉砕ローラ周面との間の原料の粉砕層厚Ｔで除した値に着目し、この値を比加圧力と定義し、当該比加圧力Ｋがある一定の値となるように粉砕圧力を調整すれば振動が発生せず、また、粉砕品の粒度が変化せず所望の粒度の粉砕品を得られることを見出した。
すなわち、石炭焚きボイラ用の竪型粉砕機でボイラに供給する石炭を粉砕する場合は比加圧力がおおむね、０．１〜０．２（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍの値になるように粉砕ローラの圧力を設定すれば、振動低減、粉砕品粒度、排石量の点で有効であり、粉砕効率が向上することを見出した。
【００２９】
ここで、比加圧力Ｋは、粉砕ローラの中心径をＤ、粉砕ローラ幅をＷ、粉砕層厚をＴとし、粉砕ローラ３を回転テーブル２Ａに押し付ける力である粉砕力をＦとすると、Ｋ＝[Ｆ／（Ｄ×Ｗ）]／Ｔであり、Ｋ＝Ｆ／（Ｔ×Ｄ×Ｗ）である。
【００３０】
図５は石炭ボイラ用竪型粉砕機で石炭を粉砕した時の、比加圧力Ｋと、竪型粉砕機の振動値（ミル振動と称することもある）の関係を示すグラフである。
図５の中にあるＨＧＩ（ハードグローブインデックス）は被粉砕物である石炭の粉砕性評価指数であり、ＨＧＩが６４、４９、４４の場合のデータをそれぞれ示した。
図５より、ＨＧＩが６４の場合において、比加圧力が０．２（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍを超えると、ミル振動が石炭ボイラ用竪型粉砕機の許容限界振動値（本実施例においては、３０μｍ／Ｐ−Ｐ）を超えることがわかる。また、ＨＧＩが４９の場合において、０．４５（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍ付近の値において、ＨＧＩが４４の場合において、０．５５（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍ付近の値においてそれぞれ石炭ボイラ用竪型粉砕機の許容限界振動値を超えている。
【００３１】
また、図６は石炭ボイラ用竪型粉砕機で石炭を粉砕した時の、比加圧力Ｋと、粉砕品の粒度（微粉粒度と称することもある）の関係を示すグラフであり、図７は石炭ボイラ用竪型粉砕機で石炭を粉砕した時の比加圧力Ｋと排石量の関係を示すグラフである。
図６、および、図７に示すデータはＨＧＩが６４の場合を示すが、図６に示すように比加圧力が０．１（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍ以下であると被粉砕物の粒度が大きくなってしまい、許容限界粒度（例えば、２００メッシュ残２０％）を超えてしまうため、石炭ボイラで燃焼させるには粒度が大きくなりすぎてしまうことがわかる。
【００３２】
さらに、図７に示すように石炭ボイラ用竪型粉砕機においては、比加圧力が０．１（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍ以下の場合においては、微粉粒度が大きくなってしまうため、環状空間部３０に落下する石炭の量（排石量）が増え、許容限界排石量（本実施例では、５ｋｇ／ｈ）を超えてしまい、粉砕効率を悪化させてしまうことがわかる。
なお、図６、および、図７に示す粉砕品の粒度、排石量は、ＨＧＩの値により多少変化はするもののＨＧＩが４９の場合も、４４の場合も略同値である。
【００３３】
ここで、図５、図６、および、図７に用いた粉砕層厚Ｔの単位はｍｍであり、粉砕圧力Ｆの単位は、ｋｇｆであり、粉砕ローラの中心径Ｄ、および、粉砕ローラ幅Ｗの単位はｃｍである。
また、本実施例に用いた竪型粉砕機１のテーブル回転数は４３ＲＰＭであり、粉砕ローラ径Ｄは１３２ｃｍであり、ダムリング１５の高さはテーブル上面２Ａより約９０ｍｍであり、セパレータ１４の回転数は５５ＲＰＭである。
【００３４】
このようなことから、石炭ボイラ用竪型粉砕機で石炭を粉砕する場合は、ＨＧＩが６４程度の原料においては、比加圧力Ｋが、０．２（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍ以下の範囲で運転するのが好ましく、ＨＧＩが４９程度の原料の場合においては、０．４５（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍ以下の範囲で運転するのが好ましく、ＨＧＩが４４程度の原料の場合においては、０．５５（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍ以下の範囲で運転するのが好ましい。
さらに言えば、ＨＧＩが６４程度の原料の場合においては、比加圧力Ｋが、０．１〜０．２（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍの範囲で運転するのが特に好ましく、ＨＧＩが４９程度の原料の場合においては、０．１〜０．４５（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍの範囲で運転するのが特に好ましく、ＨＧＩが４４程度の原料の場合においては、０．１〜０．５５（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍの範囲で運転するのが特に好ましい。
【００３５】
同様に、他の原料を粉砕する場合においても、ミル振動が竪型粉砕機の許容振動値内であって、所望の微粉粒度を得られる比加圧力を求めれば、竪型粉砕機に供給される原料の量が大きく変化したとしても、それに応じて、比加圧力Ｋが一定になるように粉砕力Ｆを変化させることによって、ミル振動が竪型粉砕機の許容振動値内あって、所望の微粉粒度の粉砕品を得ることができる。
【００３６】
また、本実施例においては、コニカル形状の粉砕ローラを有する竪型粉砕機を使用したが、その他の粉砕ローラ形状（例えば、スフェリカル形状等）の竪型粉砕機を用いても、ミル振動が竪型粉砕機の許容振動値内であって、所望の微粉粒度を得られる比加圧力を求めれば、竪型粉砕機に供給される原料の量が大きく変化したとしても、それに応じて比加圧力Ｋが一定になるように粉砕力Ｆを変化させることによって、ミル振動が竪型粉砕機の許容振動値内であって、所望の微粉粒度の粉砕品を得ることができる。
【００３７】
本実施例による制御方法について以下に説明する。
本実施例における粉砕力Ｆは、図１、図２、および、図３に示すように、油圧シリンダ８のロッドを引込力（油圧シリンダ力と称することもある）をＦ１とし、油圧シリンダ８から粉砕ローラ３までのレーバー比をＲ（本実施例においては、Ｒ＝Ｌ３／Ｌ２である）とすると、Ｆ＝Ｆ１×Ｒである。
そして、油圧シリンダ力Ｆ１（ｋｇｆ）は、緊張油圧Ｐ１（ｋｇｆ／ｃｍ2）、油圧シリンダロッド側有効面積Ｕ（ｃｍ2）とすると、Ｆ１＝Ｐ１×Ｕである。
従って、Ｆ＝Ｐ１×Ｕ×Ｒとなり、油圧シリンダロッド側有効面積Ｕとレーバー比Ｒは竪型粉砕機１により決まっている固定値なので、緊張油圧Ｐ１を調整することにより、粉砕力Ｆを自在に制御することができる。
【００３８】
また、図４に示すように、粉砕ローラを軸着したローラアームの下部アーム６Ａに取付けたストッパＳ１が、ストッパ受けＳ２に当接することによって下部アーム６Ａの下降が停止した時、回転テーブル上面２Ａと粉砕ローラ３の間には隙間Ｌ０が生じるように、ストッパＳ１とストッパ受けＳ２は調整されており、ストッパＳ１とストッパ受けＳ２の離間距離Ｇを測定する変位計Ｓを下部ケーシング１Ａ上の、ストッパ受けＳ２の近傍に、前記離間距離Ｇを測定することができるように配置している。
【００３９】
また、図３に示すように下部アーム６Ａに取付けられたストッパＳ１から上部アーム６と下部アーム６Ａの支点までの距離をＬ１とし、粉砕ローラ３の下端側周面の幅方向における中心位置から上部アーム６と下部アーム６Ａの支点までの距離をＬ２とすると、粉砕層厚Ｔは、Ｔ＝Ｇ×Ｌ２／Ｌ１＋Ｌ０となる。
従って、竪型粉砕機が運転中においても、ストッパＳ１とストッパ受けＳ２の離間距離Ｇを変位計Ｓで測定することによって常に知ることができる。
【００４０】
なお、本発明の実施例においては、粉砕層厚ＴをストッパＳ１とストッパ受けＳ２の離間距離Ｇによって測定し、粉砕ローラ３と回転テーブル上面２Ａの接触を防止すると共に、粉砕層厚Ｔを測定できる構成として機能的なものとしたが、上部アーム６や下部アーム６Ａや油圧シリンダ８のピストンロッド９の動きを、該動きを測定できる変位計（例えば、作動変圧器等）で測定し、レバー比等を勘案して、粉砕層厚Ｔを算出することもできる。
【００４１】
例えば、他の実施例として、図４に示すように粉砕ローラ３と回転テーブル上面２Ａとの間に隙間Ｌ０が生じている状態のときの、粉砕ローラ押圧用油圧シリンダのピストンロッド９のロッド先端部の位置を基準点とし、粉砕層厚Ｔのときにおける該ロッド先端部の該基準点よりの移動量をピストンロッドの移動量Ｇ２として図示していない変位計で測定し、粉砕層厚ＴをＴ＝Ｇ２×Ｌ２／Ｌ３＋Ｌ０として容易に算出する方法がある。
また、上部アーム６や下部アーム６Ａ等についても、それぞれのレバー比を勘案して計算することによって同様に算出することができる。
なお、粉砕ローラの位置を直接測定して粉砕層厚Ｔを算出したり、あるいは、粉砕層厚Ｔを直接測定しても構わない。
【００４２】
本実施例の運転制御方法においては、図１に示すように、変位計ＳによってストッパＳ１とストッパ受けＳ２の離間距離Ｇを測定し、測定結果を変位計アンプＳＡを介し変換して制御盤１００に入力し、また、緊張油圧Ｐ１を圧力計Ｐによって測定し、圧力計アンプＰＡを介して変換して制御盤１００に入力している。そして、制御盤１００に内装された演算器１００によって、離間距離Ｇの値から、Ｔ＝Ｇ×Ｌ２／Ｌ１＋Ｌ０の関係式により、粉砕層厚Ｔの値を算出し、また、緊張油圧Ｐ１より、Ｆ＝Ｐ１×Ｕ×Ｒの関係式によってＦの値を算出して、Ｋ＝Ｆ／（Ｔ×Ｄ×Ｗ）として比加圧力Ｋを計算結果として得る。
【００４３】
次に、計算結果としての比加圧力Ｋを、予め、設定した比加圧力Ｃと比較して、設定値Ｃより計算により算出した比加圧力Ｋの方が大きい場合においては、制御盤１００より粉砕ローラ緊張圧用油圧ユニット１１０に減圧指令信号を出して、緊張油圧Ｐ１を小さくし、また、設定値Ｃより計算により算出した比加圧力Ｋが小さい場合においては、制御盤１００より粉砕ローラ緊張圧用油圧ユニット１１０に加圧指令信号を出して、緊張油圧Ｐ１を大きくすることによって、また、設定値Ｃと計算により算出した比加圧力Ｋが等しい場合においては、制御盤１００より粉砕ローラ緊張圧用油圧ユニット１１０に現状の油圧を維持する保圧指令信号を出す。
このことにより、粉砕層厚Ｔが変化した場合においても、比加圧力Ｋを一定に保つことができる。
【００４４】
また、本実施例においては、制御の安定性を高めるため、設定値Ｃと計算により算出した比加圧力Ｋの比較をする場合、設定値Ｃと計算により算出した比加圧力ＫとＣの差の絶対値が、一定値[例えば、０．０１（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍ]以上の場合にのみ、Ｋ＜Ｃ、あるいは、Ｋ＞Ｃと判定するようにし、ＫとＣの差の絶対値が一定値[０．０１（ｋｇｆ／ｃｍ2）／ｍｍ]未満の場合においては、Ｋ＝Ｃと判定するようにプログラムした。
なお、設定値Ｃは、一点の値（例えば、Ｃ１）として設定しても良いが、良好な運転のできる比加圧力Ｋの範囲に幅があれば、一定の範囲の値（例えば、Ｃ１〜Ｃ２）として設定しても構わない。
【００４５】
なお、本実施例は、Ｋ＝Ｆ／（Ｔ×Ｄ×Ｗ）を演算器で算出し、これを設定器に設定した比加圧力の設定値Ｃと比較して制御するようにしたが、Ｋ＝Ｆ／（Ｔ×Ｄ×Ｗ）は、Ｆ＝Ｐ１×Ｕ×ＲからＫ＝（Ｐ１／Ｔ）×[（Ｕ×Ｒ）／（Ｄ×Ｗ）]で表される。
また、油圧シリンダロッド側有効面積Ｕとレーバー比Ｒと粉砕ローラ中心径Ｄと粉砕ローラ幅Ｗは、竪型粉砕機のサイズ等により決まっている固定値であり、Ｚ＝[（Ｕ×Ｒ）／（Ｄ×Ｗ）]とすれば、Ｚは竪型粉砕機のサイズ等により決まっている定数である。
従って、Ｋ＝Ｆ／（Ｔ×Ｄ×Ｗ）を演算器で算出する代わりに、ＫをＺで除した値であるＫＰを、ＫＰ＝Ｐ１／Ｔとして演算器で算出し、ＣをＺで除した値であるＣＰを、設定器に設定する設定値ＣＰとすれば、ＫＰとＣＰを比較制御して、比加圧力Ｋを一定に保つ制御を行なうことができる。
【００４６】
このように、本発明の実施例であれば、粉砕原料の供給量が変化した場合においても、上記のようにして比加圧力Ｋを常に一定に保つことができるので、竪型粉砕機１０に振動が生じず、また、粉砕品の粒度も変化せず所望の粒度の製品が得られるので、効率よく粉砕することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の粉砕装置においては、請求項１の発明による竪型粉砕機の運転制御方法では、回転テーブル上に供給する原料の量が変化する場合において、回転テーブルに粉砕ローラを押圧する粉砕力を変化させて、回転テーブルに粉砕ローラを押圧する粉砕圧力を回転テーブル上面と粉砕ローラ周面との間の原料の層厚で除した値である比加圧力が、ＨＧＩ（ハードグローブインデックス）が同程度の石炭を粉砕する際に同一かつ一定となるように制御することにより、竪型粉砕機に振動が生じることなく、所望の粒度の製品を効率よく得ることができる。特に、ボイラの負荷状況に応じて竪型粉砕機で粉砕する原料の供給量を大きく変化させる必要がある石炭焚きボイラ用の竪型粉砕機に本願発明を適用した場合、原料の供給量が変わることによって、回転テーブル上面と粉砕ローラ周面との間の原料の層厚が大きく変化したとしても、竪型粉砕機の竪型粉砕機に振動が生じることがないので、竪型粉砕機に損傷を起こして、運転不能になることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る竪型粉砕機の運転制御方法のフローシートである。
【図２】本発明の実施例に係る竪型粉砕機の縦断面図である。
【図３】本発明の実施例に係る竪型粉砕機の層厚測定機構を説明する説明図であり、ストッパＳ１とストッパ受けＳ２が当接した場合の図である。
【図４】本発明の実施例に係る竪型粉砕機の層厚測定機構を説明する説明図であり、ストッパＳ１とストッパ受けＳ２の間の離間距離がＧであって粉砕層厚がＴの場合の図である。
【図５】比加圧力と振動の関係を示すグラフである。
【図６】比加圧力と粉砕品の粒度の関係を示すグラフである。
【図７】比加圧力と排石量の関係を示すグラフである。
【図８】石炭ボイラ用竪型粉砕機の運転パターンと粉砕原料の供給量の関係を示すグラフである。
【図９】従来の竪型粉砕機の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 竪型粉砕機
２ 回転テーブル
２Ａ 回転テーブル上面
３ 粉砕ローラ
６ 上部アーム
６Ａ 下部アーム
８ 油圧シリンダ
９ ピストンロッド
１００ 制御盤（粉砕ローラ圧力制御装置）
１１０ 粉砕ローラ緊張圧用油圧ユニット
Ｓ 変位計
Ｓ１ ストッパ
Ｓ２ ストッパ受け
ＳＡ 変位計アンプ（信号変換器）
Ｐ 圧力計
ＰＡ 圧力計アンプ（信号変換器）
Claims (1)
- 回転テーブルの外周上面に回転自在な粉砕ローラを配置し、回転テーブル上に供給した原料を粉砕ローラに所定の粉砕圧力を与えて回転テーブル上面と粉砕ローラ周面との間で原料を粉砕する竪型粉砕機の運転制御方法であって、該回転テーブル上に供給する原料の量が変化する場合において、該粉砕圧力を回転テーブル上面と粉砕ローラ周面との間の原料の層厚で除した値である比加圧力が、ＨＧＩ（ハードグローブインデックス）が同程度の石炭を粉砕する際に同一かつ一定となるように、該粉砕ローラに与える粉砕力を変化させることを特徴とする竪型粉砕機の運転制御方法。
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| JP30367498A JP3873483B2 (ja) | 1998-10-26 | 1998-10-26 | 竪型粉砕機の運転制御方法 |
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-
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