JP5984426B2

JP5984426B2 - 固体燃料粉砕装置および固体燃料粉砕装置の制御方法

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Publication number: JP5984426B2
Application number: JP2012042316A
Authority: JP
Inventors: 和司福井; 松本　慎治; 慎治松本; 山本　次男; 次男山本; 由道富永
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2016-09-06
Anticipated expiration: 2032-02-28
Also published as: JP2013178037A

Description

本発明は、固体燃料粉砕装置および固体燃料粉砕装置の制御方法に関する。

従来から、回転テーブルに供給される石炭等の固体燃料をローラで粉砕し、粉砕された固体燃料を所定粒径より小さい微粉燃料に分級し、分級された微粉燃料を、微粉燃料を燃焼させるバーナ部へ供給する固体燃料粉砕装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
そして、固体燃料粉砕装置は、粉砕部に酸化剤を含有する空気等の酸化性ガスを供給して粉砕された固体燃料を上昇させて分級するとともに、微粉燃料が混合した酸化性ガスを、供給流路を介してバーナ部へ供給する。
また、固体燃料粉砕装置は、燃料供給部が回転テーブルの中央部に固体燃料を供給し、回転テーブルが回転する際の遠心力を利用して中央部分から外周部分に固体燃料を移動させ、回転テーブルの外周部を押圧するように配置された複数のローラを用いて固体燃料を粉砕する。

特開２００１−２９８３５号公報

燃料供給部が、水分を多く含む石炭等の固体燃料を回転テーブルの中央部に供給する場合、回転テーブルの中央部に固体燃料が堆積し、回転テーブルが回転する際の遠心力が固体燃料に加わっても固体燃料が回転テーブルの外周部へ移動しにくくなるという問題が発生する。
この問題は、ボイラを起動する起動時に特に顕著である。それは、固体燃料粉砕部に供給される一次酸化性ガスを、バーナ部を備えるボイラの排出ガスの熱を利用して予熱する場合、ボイラを起動する際にボイラが十分に暖まっておらず、一次酸化性ガスの予熱が不十分となるからである。十分に予熱されていない一次酸化性ガスが供給される回転テーブルでは、水分を多く含む固体燃料が回転テーブルの中央部に堆積しやすい。
そして、回転テーブルの中央部に固体燃料が堆積した状態で燃料供給部から更に固体燃料が供給され、その後に回転テーブルの中央部から外周部に大量の固体燃料がまとめて移動すると、大量の微粉燃料がバーナ部に供給され、ボイラの蒸気温度および蒸気圧力が急上昇してしまうという問題が発生する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、水分を多く含む石炭等の固体燃料を粉砕する場合に、回転テーブルの中央部に堆積した大量の固体燃料がまとめて粉砕されて、大量の微粉燃料がバーナ部に供給されることを防止することができる固体燃料粉砕装置およびその制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を採用する。
本発明に係る固体燃料粉砕装置は、駆動源からの駆動力により回転する回転テーブルと、前記回転テーブルの中央部に固体燃料を供給する燃料供給部と、前記回転テーブルの外周部に押圧され、前記回転テーブルの回転に伴って前記中央部から前記外周部に移動する前記固体燃料を粉砕するローラと、前記回転テーブルの上方に設けられ、前記ローラにより粉砕された前記固体燃料を所定粒径より小さい微粉燃料に分級する分級部と、前記ローラにより粉砕された前記固体燃料を前記分級部へ供給するための一次酸化性ガスを送風する一次送風部と、前記ローラが前記燃料供給部により供給された前記固体燃料の粉砕を開始したか否かを検出する検出部と、前記燃料供給部による前記固体燃料の供給と、前記一次送風部による前記ローラへの前記一次酸化性ガスの送風を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記燃料供給部による前記固体燃料の供給開始からの経過時間と前記検出部による前記固体燃料の粉砕開始の検出情報に基づき、前記一次送風部による前記ローラへの前記一次酸化性ガスの送風状態と、前記燃料供給部による前記固体燃料の供給状態を制御することを特徴とする。

本発明に係る固体燃料粉砕装置によれば、燃料供給部による固体燃料の供給開始からの経過時間と検出部による固体燃料の粉砕開始の検出情報に基づき、一次送風部によるローラへの一次酸化性ガスの送風状態と、燃料供給部による固体燃料の供給状態が制御される。
このようにすることで、水分を多く含む石炭等の固体燃料が回転テーブルの中央部分に大量に堆積してしまう場合であっても、ローラへの一次酸化性ガスの送風状態と固体燃料の供給状態を適切に制御し、大量の微粉燃料がバーナ部に供給されることを防止することができる。

本発明の第１態様の固体燃料粉砕装置は、前記制御部が、前記燃料供給部による前記固体燃料の供給を開始させてから所定時間経過しても前記検出部が前記固体燃料の粉砕の開始を検出しない場合に、前記一次送風部による前記ローラへの前記一次酸化性ガスの送風を停止させることなく前記燃料供給部による前記固体燃料の供給を停止させ、前記検出部が前記固体燃料の粉砕の開始を検出したことに応じて前記燃料供給部による前記固体燃料の供給を再開させるよう制御することを特徴とする。

本発明の第１態様の固体燃料粉砕装置によれば、燃料供給部による固体燃料の供給が開始されてから所定時経過しても固体燃料の粉砕の開始が検出されない場合に、一次送風部によるローラへの一次酸化性ガスの送風を停止させることなく燃料供給部による固体燃料の供給を停止させる。また、その後に固体燃料の粉砕の開始が検出されたことに応じて燃料供給部による固体燃料の供給が再開される。

このようにすることで、水分を多く含む石炭等の固体燃料が回転テーブルの中央部分に大量に堆積してしまうことを防止するとともに、適切なタイミングで燃料供給部による固体燃料の供給を再開することができる。したがって、水分を多く含む固体燃料を粉砕する場合に、回転テーブルの中央部に堆積した大量の固体燃料がまとめて粉砕されて、大量の微粉燃料がバーナ部に供給されることを防止することができる。

本発明の第２態様の固体燃料粉砕装置は、操作者による前記固体燃料の供給再開指示を受け付ける受付手段を備え、前記制御部が、前記燃料供給部による前記固体燃料の供給を停止させた後に前記検出部が前記固体燃料の粉砕の開始を検出し、かつ、前記受付手段が前記供給再開指示を受け付けた場合に、前記燃料供給部による前記固体燃料の供給を再開させるよう制御することを特徴とする。

本発明の第２態様の固体燃料粉砕装置によれば、燃料供給部による固体燃料の供給が停止した後に固体燃料の粉砕が検出され、更に操作者による固体燃料の供給再開指示が受け付けられた場合に、燃料供給部による固体燃料の供給を再開させる。このようにすることで、操作者が固体燃料の粉砕の状況を目視等により確認して操作者が供給再開指示をするまでは、燃料供給部による固体燃料の供給を再開させないようにすることができる。

本発明の第３態様の固体燃料粉砕装置は、前記制御部が、前記燃料供給部による前記固体燃料の供給を停止させた後に前記検出部が前記固体燃料の粉砕の開始を検出し、かつ、所定の待機時間が経過した場合に、前記燃料供給部による前記固体燃料の供給を再開させるよう制御することを特徴とする。このようにすることで、固体燃料の供給を停止させた後に検出部が固体燃料の粉砕の開始を検出した場合であっても、ボイラ等の運転が安定するまでの所定の待機時間が経過するまでは、燃料供給部による固体燃料の供給を再開させないようにすることができる。

本発明の第４態様の固体燃料粉砕装置は、前記駆動部が、電動モータを含み、前記検出部は、前記電動モータに供給される電流の電流値が所定値を上回った場合に、前記ローラが前記燃料供給部により供給された前記固体燃料の粉砕を開始したと検出することを特徴とする。このようにすることで、回転テーブルを回転させる電動モータに供給される電流の電流値に基づいて、固体燃料の粉砕の開始を検出することができる。

本発明の第５態様の固体燃料粉砕装置は、前記検出部は、前記回転テーブルに対して前記ローラが所定距離以上離れた場合に、前記ローラが前記燃料供給部により供給された前記固体燃料の粉砕を開始したと検出することを特徴とする。このようにすることで、回転テーブルに対するローラの位置に基づいて、固体燃料の粉砕の開始を検出することができる。

本発明に係る固体燃料粉砕装置の制御方法は、駆動源からの駆動力により回転する回転テーブルと、前記回転テーブルの中央部に固体燃料を供給する燃料供給部と、前記回転テーブルの外周部に押圧され、前記回転テーブルの回転に伴って前記中央部から前記外周部に移動する前記固体燃料を粉砕するローラと、前記回転テーブルの上方に設けられ、前記ローラにより粉砕された前記固体燃料を所定粒径より小さい微粉燃料に分級する分級部と、前記ローラにより粉砕された前記固体燃料を前記分級部へ供給するための一次酸化性ガスを送風する一次送風部とを備える固体燃料粉砕装置の制御方法であって、前記燃料供給部による前記固体燃料の供給を開始させる供給開始工程と、前記供給開始工程による前記固体燃料の供給が開始されてから所定時間が経過するまでに前記ローラが前記燃料供給部により供給された前記固体燃料の粉砕を開始したか否かを検出する第１検出工程と、前記第１検出工程が、前記固体燃料の粉砕の開始を検出しない場合に、前記一次送風部による前記ローラへの前記一次酸化性ガスの送風を停止させることなく前記燃料供給部による前記固体燃料の供給を停止させる供給停止工程と、前記供給停止工程により前記固体燃料の供給が停止された後に前記ローラが前記燃料供給部により供給された固体燃料の粉砕を開始したか否かを検出する第２検出工程と、前記第２検出工程が前記固体燃料の粉砕の開始を検出したことに応じて前記燃料供給部による前記固体燃料の供給を再開させるよう制御する供給再開工程と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る固体燃料粉砕装置の制御方法によれば、燃料供給部による固体燃料の供給が開始されてから所定時経過しても固体燃料の粉砕の開始が検出されない場合に、一次送風部によるローラへの一次酸化性ガスの送風を停止させることなく燃料供給部による固体燃料の供給を停止させる。また、その後に固体燃料の粉砕の開始が検出されたことに応じた燃料供給部による固体燃料の供給が再開される。

このようにすることで、水分を多く含む石炭等の固体燃料が回転テーブルの中央部分に大量に堆積してしまうことを防止するとともに、適切なタイミングで燃料供給部による固体燃料の供給を再開することができる。したがって、水分を多く含む石炭等の固体燃料を粉砕する場合に、回転テーブルの中央部に堆積した大量の固体燃料がまとめて粉砕されて、大量の微粉燃料がバーナ部に供給されることを防止することができる。

本発明によれば、水分を多く含む石炭等の固体燃料を粉砕する場合に、回転テーブルの中央部に堆積した大量の固体燃料がまとめて粉砕されて、大量の微粉燃料がバーナ部に供給されることを防止することができる固体燃料粉砕装置およびその制御方法を提供することができる。

第１実施形態の固体燃料粉砕装置を示す構成図である。第１実施形態の固体燃料粉砕部を示す断面図である。第１実施形態のローラとローラ支持部を示す断面図である。第１実施形態の制御部の処理を示すフローチャートである。第１実施形態の制御部の処理を示すフローチャートである。第２実施形態の制御部の処理を示すフローチャートである。第２実施形態の制御部の処理を示すフローチャートである。第１実施形態の固体燃料粉砕装置の運転結果を示す図であり、（ａ）は一次酸化性ガスファンの風量を示し、（ｂ）は固体燃料粉砕部の出口温度を示し、（ｃ）は燃料供給部からの燃料供給量を示し、（ｄ）は蒸気温度を示す。第１実施形態の比較例の固体燃料粉砕装置の運転結果を示す図であり、（ａ）は一次酸化性ガスファンの風量を示し、（ｂ）は固体燃料粉砕部の出口温度を示し、（ｃ）は燃料供給部からの燃料供給量を示し、（ｄ）は蒸気温度を示す。

〔第１実施形態〕
以下、第１実施形態の固体燃料粉砕装置について、図１を用いて説明する。図１は、第１実施形態の固体燃料粉砕装置を示す構成図である。
第１実施形態の固体燃料粉砕装置１は、燃料粉砕部１０と、燃料粉砕部１０に固体燃料を供給する燃料供給部３６と、燃料粉砕部１０に送風される一次酸化性ガスを予熱する酸化性ガス予熱器４０と、酸化性ガス予熱器４０により予熱された酸化性ガスを一次酸化性ガスとして燃料粉砕部１０に送風する一次酸化性ガスファン９０を備える。また、固体燃料粉砕装置１は、燃料粉砕部１０から供給される微粉燃料を燃焼させるバーナ部１１０を含む微粉燃料ボイラ６０を備える。また、固体燃料粉砕装置１は、燃料粉砕部１０、燃料供給部３６、押込ファン８０、一次酸化性ガスファン９０などの固体燃料粉砕装置１の各部を制御する制御部５０を備える。

次に、固体燃料粉砕装置１における酸化性ガスの流れについて説明する。
固体燃料粉砕装置１の外部の酸化性ガスは、押込ファン８０により流路１００から流入する。押込ファン８０により流路１００から流入した酸化性ガスの一部は流路１０１から酸化性ガス予熱器４０を経由して予熱され、予熱された酸化性ガスが流路１０９を経由してバーナ部１１０へ供給される。この流路１０９を経由してバーナ部１１０へ供給される酸化性ガスは、二次酸化性ガスとしてバーナ部１１０における微粉燃料の燃焼に用いられる。

押込ファン８０により流路１００から流入した酸化性ガスの他の一部は、一次酸化性ガスファン９０に流入し、一次酸化性ガスファン９０により流路１０２ａへ送風される。流路１０２ａへ送風された酸化性ガスは、その一部が酸化性ガス予熱器４０にて予熱され、予熱された酸化性ガスが流路１０３を経て流路１０２ｂに合流する。流路１０２ａへ送風された酸化性ガスの他の一部は、酸化性ガス予熱器４０を経ずに流路１０２ｂに送風される。流路１０２ａと流路１０３が合流する位置では、酸化性ガス予熱器４０により予熱された酸化性ガスと酸化性ガス予熱器４０による予熱がされていない酸化性ガスとが混合し、流路１０２ｂを介して燃料粉砕部１０へ送風される。

流路１０２ａを通過する酸化性ガスと流路１０３を通過する酸化性ガスは、合流位置にて混合した後に燃料粉砕部１０へ流入する。燃料粉砕部１０へ流入した酸化性ガス（一次酸化性ガス）は、後述するように、燃料粉砕部１０にて微粉燃料と混合し、供給流路１０５を経て、バーナ部１１０に供給される。バーナ部１１０では、燃料粉砕部１０から供給される微粉燃料の混合酸化性ガスを一次酸化性ガスとし、酸化性ガス予熱器４０から供給される酸化性ガスを二次酸化性ガスとし、微粉燃料の燃焼が行われる。

ボイラ６０では、バーナ部１１０での微粉燃料の燃焼により発生した熱を、蒸気管（不図示）を流通する蒸気に与えることにより熱交換を行う。高温となった蒸気は蒸気タービン（不図示）を回転させる動力として用いられる。ボイラ６０からは、高温の燃焼ガスが流路１１２を介して酸化性ガス予熱器４０に供給された後、流路１１１を経て固体燃料粉砕装置１の外部へ排出される。高温の燃焼ガスを、流路１１２を介して酸化性ガス予熱器４０に供給しているのは、酸化性ガスを予熱する熱源として高温の燃焼ガスを用いるためである。

次に、図２を用いて燃料粉砕部１０を詳細に説明する。図２は、第１実施形態の固体燃料粉砕部を示す断面図である。
燃料粉砕部１０は、略円筒形状の中空のハウジング１１と、ハウジング１１内の下部に配置され、上下方向に延在する軸線周りに回転可能に取り付けられた回転テーブル１２と、回転テーブル１２の外周部１２ｂに押圧され回転テーブル１２と協働して固体燃料を粉砕するローラ（粉砕部）１３と、回転テーブル１２を回転させる駆動部１４と、電源装置２００を備える。駆動部１４は電動モータと減速機を含み、電動モータの回転数を減速させる減速機が回転軸１５を介して回転テーブル１２の中心部１２ａに接続されている。また、駆動部１４は、電源装置２００から電源ケーブル２００ｂを介して電力が供給され、供給された電力により電動モータが動作する。電源装置２００は、駆動部１４に供給する電流（電動モータに流れる電流）の電流値を検出する検出部（電流検出センサ）２００ａを備える。制御部５０が、電源装置２００に対して電流検出の指示をすると、電源装置２００は検出部２００ａにて検出される電流値を制御部５０に通知する。

また、燃料粉砕部１０は、ハウジング１１内の上部に配置された分級部１６と、ハウジング１１の上端を貫通するように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の中央部１２ａに供給する固体燃料投入部１７とを備える。ハウジング１１の下端部は流路１０２ｂに連通しており、流路１０２ｂからハウジング１１の下端部に一次酸化性ガスが流入する。ハウジング１１は、床１８に設置された一対の直方体形状のコンクリート製のブロック１９の上面に固定されている。

図２では、ローラ１３が１つのみ示されているが、回転テーブル１２の外周部１２ｂを押圧するように、外周方向に一定の間隔を空けて、複数のローラ１３が配置される。例えば、外周部１２ｂ上に１２０°の角度間隔を空けて、３つのローラ１３が配置される。この場合、３つのローラ１３が回転テーブル１２の外周部１２ｂと接する部分（押圧する部分）は、回転テーブル１２の中心部１２ａからの距離が等距離となる。

回転テーブル１２の外側の複数箇所には、流路１０２ｂから流入する一次酸化性ガスをハウジング１１内の回転テーブル１２の上方の空間に流出させる酸化性ガス吹出口３２が設けられている。酸化性ガス吹出口３２の上方にはベーン３３が設置されており、ベーン３３は酸化性ガス吹出口３２から吹き出した一次酸化性ガスに旋回力を与える。ベーン３３により旋回力が与えられた一次酸化性ガスは、図２中に矢印に示すような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の上方の分級部１６へ導く。なお、一次酸化性ガスに混合した固体燃料の粉砕物のうち、粒径の大きいものは分級部１６まで到達することなく落下して回転テーブル１２に再び戻される。

分級部１６は、略円筒形状のハウジング１１の円筒軸を中心に回転するブレードを備えている。分級部１６に到達した固体燃料の粉砕物は、回転するブレードと一次酸化性ガスの流れにより生ずる遠心力と求心力の相対的なバランスにより、所定粒径より小さい微粉燃料のみがブレードの内部に流入し、出口３４から流出する。出口３４は供給流路１０５に連通している。

次に、図３を用いてローラ１３とローラ支持部２０の構成について説明する。ローラ１３は、ローラ支持部２０によってハウジング１１に支持されている。ローラ支持部２０は、ローラ１３を取り付ける支持軸２１と、支持軸２１を保持する本体２２と、本体２２の側部に固定して取り付けられた回転軸２３と、本体２２の上面に上方へ延在するように取り付けられたアーム２４と、本体２２の下面に下方に突出するように設けられた突起部２５を備える。

ローラ１３の中心には、略円筒形状をした中空のハブ２６が取り付けられている。ローラ１３は、ハブ２６を介して、支持軸２１の先端部に取り付けられる。したがって、ローラ１３は、支持軸２１を中心に周方向に回転可能となっている。
回転軸２３は、軸線が略水平方向であり、回転テーブル１２の円形形状の接線方向に延在するように配置されている。ローラ支持部２０は回転軸２３を中心に回動可能となっており、回転軸２３を中心に回動することにより、回転テーブル１２の外周部１２ｂに対するローラ１３の距離が変化する。

ハウジング１１には、アーム２４の上端部を押圧する荷重付加部２７が取り付けられている。荷重付加部２７は、長手方向に移動可能な状態でハウジング１１に取り付けられた中間ピストン２８と、ハウジング１１の外周に取り付けられ中間ピストン２８の外側端部を押圧する油圧荷重部２９を備える。中間ピストン２８の内側端部は、アーム２４の上端部外周側に接続されている。荷重付加部２７は、油圧荷重部２９によって中間ピストン２８を長手方向に移動させることにより、ローラ支持部２０を、回転軸２３を中心に揺動させる。

突起部２５は、ローラ支持部２０が回転軸２３を中心に一定の位置まで揺動した場合に、ストッパ３０に突き当たる。ストッパ３０は、ローラ１３の回転テーブル１２を押圧する方向への移動量を制限する制限部材として機能する。ストッパ３０は、外周面に雄ネジが刻まれたネジ部材であり、ハウジング１１を貫通するように取り付けられた保持部３１の内周に刻まれた雌ネジと螺合している。ストッパ３０は、専用の特殊工具で手動により、回転可能となっている。これにより、回転テーブル１２に最も近接する場合の、ローラ１３の回転テーブル１２に対する相対位置が調整可能となっている。

次に、固体燃料粉砕装置１の動作について図４および図５を用いて説明する。図４および図５は、固体燃料粉砕装置１の制御部５０の処理を示すフローチャートである。制御部５０は、制御部５０が備える記憶部に格納されたプログラムを実行することにより、図４および図５のフローチャートに示す各処理を実行する。
ステップＳ４０１で、制御部５０は、固体燃料粉砕装置１のウォーミングを開始する。ここで、ウォーミングとは、燃料粉砕部１０に一次酸化性ガスを流入させて燃料粉砕部１０のハウジング１１内を暖気する処理をいう。制御部５０は、押込ファン８０と一次酸化性ガスファン９０を動作させ、酸化性ガス予熱器４０により予熱された一次酸化性ガスを燃料粉砕部１０に流入させる。

なお、ステップＳ４０１のウォーミングにおいて、ボイラ６０は、軽油、重油等を燃料とした液体燃料バーナ（不図示）を用いて燃料を燃焼させることにより燃焼ガスを発生させる。そして、酸化性ガス予熱器４０は、ウォーミングにおいてはボイラ６０から排出される燃焼ガスを用いて酸化性ガスに熱を与えることで予熱を行う。

ステップＳ４０２で、制御部５０は、燃料粉砕部１０の出口付近に設けられた温度センサの出力を検出し、検出した温度が所定温度（例えば、７０℃）以上となったかどうかを判定する。制御部５０は、所定温度以上となったと判定した場合はステップＳ４０３に処理を進める。
ステップＳ４０３で、制御部５０は、燃料供給部３６に固体燃料の燃料供給を開始するよう指示する。制御部５０の指示を受けた燃料供給部３６は、燃料粉砕部１０の固体燃料投入部１７への固体燃料の供給を開始する。

ステップＳ４０４で、制御部５０は、ローラ１３が燃料供給部３６から固体燃料投入部１７に投入された固体燃料の粉砕を開始したかどうかを判定し、固体燃料の粉砕開始を検出したと判定した場合はステップＳ４０５に処理を進める。固体燃料の粉砕開始を検出しない場合はステップＳ４１０に処理を進める。
ステップＳ４０４で、制御部５０は、駆動部１４に対して電動モータに流れる電流の電流値を検出する検出部（電流検知センサ）２００ａの出力値を通知するように指示し、通知された電流値に基づいて固体燃料の粉砕が開始されたかどうかを判定する。ローラ１３は回転テーブル１２の外周部１２ｂに押圧されている。ローラ１３と回転テーブル１２の間に固体燃料が入り込んで粉砕が開始すると、回転テーブル１２とローラ１３の押圧力が高まり、それに伴って回転テーブル１２を回転させるのに要する駆動力が増加する。そして、回転テーブル１２を回転させるのに要する駆動力を補うために、駆動部１４は電動モータに供給する電流の電流値を高める。制御部５０は、電動モータに流れる電流が所定の電流値を超えた場合に、固体燃料の粉砕が開始されたと判定する。したがって、電動モータに流れる電流の電流値に基づいて判定された固体燃料の粉砕が開始されたか否かを示す情報が、粉砕開始の検出情報となる。

ステップＳ４０５で、制御部５０は、燃料供給部３６から供給される固体燃料の燃料供給量を減少させるよう燃料供給部３６を制御する。制御部５０から燃料供給量を減少させる指示を受けた燃料供給部３６は、固体燃料投入部１７に投入する固体燃料の量を減少させる。ステップＳ４０５で燃料供給量を減少させているのは、固体燃料の粉砕が開始されてから所定時間が経過するまでは、燃料供給量を減らして微粉燃料ボイラ６０を少ない負荷で運転させるためである。

ステップＳ４０６で、制御部５０は、固体燃料の粉砕が開始されてから所定時間が経過したかどうかを判定し、所定時間が経過したと判定した場合は燃料供給量を増加させるよう燃料供給部３６を制御する（ステップＳ４０７）。
ステップＳ４０８で、制御部５０は、固体燃料粉砕装置１の運転を終了させるかどうかを判定し、運転を終了させると判定した場合には、燃料供給部３６による燃料供給を停止させ（ステップＳ４０９）、図４の処理を終了させる。

以上のステップＳ４０５からステップＳ４０９は、固体燃料の粉砕が正常に開始された場合に実行される処理である。第１実施形態で特徴的な処理は、水分を多く含む石炭等の固体燃料が回転テーブル１２の中央部１２ａに堆積して、固体燃料の粉砕開始が検出されない場合に実行されるステップＳ４１０からステップＳ４１３の処理である。以下、ステップＳ４１０からステップＳ４１３の処理について説明する。

ステップＳ４０４にて固体燃料の粉砕開始が検出されない場合、ステップＳ４１０で、制御部５０は、燃料供給が開始されてから所定時間（例えば、１０分間）が経過したかどうかを判定する。制御部５０は、所定時間が経過したと判定した場合はステップＳ４１１に処理を進め、所定時間が経過したと判定しない場合はステップＳ４０４の判定を再び行う。

ステップＳ４１１では、燃料供給が開始されてから所定時間経過しても固体燃料の粉砕が開始されないことから、燃料供給部３６による燃料供給を停止させるよう燃料供給部３６を制御する。ステップＳ４１０にてＹＥＳと判定される場合、水分を多く含む石炭等の固体燃料が回転テーブル１２の中央部１２ａに堆積していることが予想される。従って、大量の固体燃料が中央部１２ａから外周部１２ｂにまとめて移動して、大量の微粉燃料がバーナ部１１０に供給されるという問題が発生しないように、燃料供給部３６による燃料供給を停止させる。

なお、ステップＳ４１１で、制御部５０は、燃料供給部３６による燃料供給を停止させる一方で、一次酸化性ガスファン９０および押込ファン８０による送風は停止させない。従って、一次酸化性ガスファン９０によるローラ１３への一次酸化性ガスの送風は維持される。このようにすることで、燃料粉砕部１０のハウジング１１内には、一次酸化性ガスによる気流が形成され、中央部１２ａに堆積した高水分の固体燃料から、水分が徐々に蒸発することとなる。

ステップＳ４１２で、制御部５０は、中央部１２ａに堆積した固体燃料が回転テーブル１２の遠心力により外周部１２ｂに移動し、固体燃料の粉砕が開始されたかどうかを検出する。なお、具体的な検出方法は、ステップＳ４０４と同様であるので説明を省略する。
制御部５０は、ステップＳ４１２で固体燃料の粉砕開始を検出したと判定した場合はステップＳ４１３に処理を進める。

ステップＳ４１３で、制御部５０は、固体燃料粉砕装置１の操作者から燃料供給再開指示を受け付けたかどうかを判定し、操作者からの燃料供給再開指示を受け付けたと判定した場合は、ステップＳ４０３に処理を進める。燃料供給再開指示を受け付けたかどうかは、燃料供給再開指示ボタン（不図示）を操作者が押下したかどうかを制御部５０が検出することにより判定される。なお、ステップＳ４１２で固体燃料粉砕開始が検出された後に、すぐに燃料供給を開始せずに、操作者による燃料供給再開指示を受け付けているのは、操作者が固体燃料粉砕装置１の運転状況を確認した上で固体燃料粉砕装置１の運転を再開させるためである。

ステップＳ４１３で、燃料供給再開指示がなされたと判定された場合（ステップＳ４１３でＹＥＳ）、ステップＳ４０３以降の処理が実行される。ステップＳ４０３以降の処理の詳細は、前述した説明の通りである。
以上の図４の処理によれば、固体燃料粉砕装置１のウォーミングが完了し、燃料供給が開始された後に所定時間経過しても固体燃料の粉砕開始が検出されない場合、燃料供給を停止した上で一次酸化性ガスファン９０による一次酸化性ガスの送風を継続し、ハウジング１１内の固体燃料の粉砕が開始されるまで燃料供給の再開を待機させることができる。

次に、図８および図９を用いて、第１実施形態の固体燃料粉砕装置の運転結果と、第１実施形態の比較例の固体燃料粉砕装置の運転結果について説明する。
図８は、第１実施形態の固体燃料粉砕装置の運転結果を示す図であり、（ａ）は一次酸化性ガスファンの風量を示し、（ｂ）は固体燃料粉砕部の出口温度を示し、（ｃ）は燃料供給部からの燃料供給量を示し、（ｄ）は蒸気温度を示す。
また、図９は、第１実施形態の比較例の固体燃料粉砕装置の運転結果を示す図であり、（ａ）は一次酸化性ガスファンの風量を示し、（ｂ）は固体燃料粉砕部の出口温度を示し、（ｃ）は燃料供給部からの燃料供給量を示し、（ｄ）は蒸気温度を示す。
なお、図８および図９の横軸はいずれも時間であり、Ｔ０〜Ｔ６は、時刻を示す。また、出口温度とは、燃料粉砕部１０の出口３４および出口３５の近傍に設けられた温度センサ（不図示）が検出する温度を示す。また、蒸気温度とは、微粉燃料ボイラ６０にて蒸気管（不図示）を流通する蒸気の温度を示す。

図８に示すように、時刻Ｔ０で風量が増加するとともに、出口温度の上昇が始まる。時刻Ｔ０は、図４のフローチャートにおけるステップＳ４０１（ウォーミング開始）に対応する。そして、時刻Ｔ１で、風量がさらに増加するとともに、燃料供給部３６による燃料供給が開始される。時刻Ｔ１は、出口温度が所定温度以上と判定され（ステップＳ４０２でＹＥＳ）、燃料供給開始（ステップＳ４０３）が実行されるタイミングに対応している。

図８に示すように、時刻Ｔ２で燃料供給部３６による燃料供給が停止される。時刻Ｔ２は、図５のステップＳ４１０で燃料供給開始から所定時間（例えば、１０分間）が経過しても固体燃料の粉砕開始が検出されず、燃料供給停止（ステップＳ４１１）が実行されるタイミングに対応している。なお、時刻Ｔ２で、燃料供給部３６による燃料供給は停止されるが、一次酸化性ガスファン９０による送風は維持される。ただし、時刻Ｔ２となったタイミングで、一次酸化性ガスファン９０による送風の風量が減少する。

時刻Ｔ３では、制御部５０が、電動モータに流れる電流の電流値が所定値を上回ったことを検出し、固体燃料の粉砕が開始されたと判定する（ステップＳ４１２でＹＥＳ）。そして、時刻Ｔ４では、固体燃料粉砕装置１の操作者からの燃料供給再開指示を受け付けたと制御部５０が判定し（ステップＳ４１３でＹＥＳ）、燃料供給部３６による固体燃料の燃料供給を再開する（ステップＳ４０３）。

制御部５０は、時刻Ｔ５で固体燃料の粉砕開始を検出して（ステップＳ４０４でＹＥＳ）燃料供給量を減少させ（ステップＳ４０５）、粉砕開始から所定時間経過したことに応じて燃料供給量を増加させる（ステップＳ４０７）。なお、制御部５０は、燃料供給量の増加に伴って、一次酸化性ガスファン９０が送風する風量も増加させる。

次に、第１実施形態の比較例の固体燃料粉砕装置の運転結果について図９を用いて説明する。
図９に示すように、時刻Ｔ０で風量が増加するとともに、出口温度の上昇が始まる。そして、時刻Ｔ１で、風量がさらに増加するとともに、燃料供給部３６による燃料供給が開始される。ここまでの運転結果は、図８に示す第１実施形態の固体燃料粉砕装置の運転結果と同様である。

図９に示す比較例では、時刻Ｔ１にて燃料供給部３６による燃料供給が開始されるが、時刻Ｔ６まで固体燃料の粉砕が開始されずに燃料供給が継続的に行われる。図９の時刻Ｔ１から時刻Ｔ６までの経過時間は、図８の時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの経過時間よりも十分に長い。つまり、図９の比較例では、時刻Ｔ１から供給が開始された固体燃料が、回転テーブル１２の中心部１２ａに堆積し続け、時刻Ｔ６に至るまで固体燃料が中央部１２ａから外周部１２ｂに移動しない。従って、図９の時刻Ｔ６の時点で中央部１２ａに堆積している固体燃料の量は、図８の時刻Ｔ５の時点で中央部１２ａに堆積している固体燃料の量よりも格段に多い。

そして、図９に示す比較例では、時刻Ｔ６の時点から固体燃料の粉砕が開始されて微粉燃料を含む一次酸化性ガスがバーナ部１１０に供給される。時刻Ｔ６の時点で、回転テーブル１２の外周部１２ｂ、すなわちローラ１３と回転テーブル１２が固体燃料を粉砕する部分には、大量の固体燃料が中央部１２ａから移動する。従って、図８の第１実施形態の時刻Ｔ５の時点と比べて、図９の比較例の時刻Ｔ６の時点で粉砕される固体燃料の量が格段に多くなる。したがって、図９（ｄ）に示すように、比較例においては時刻Ｔ６以降に蒸気温度が一時的に上昇している。それに対して図８（ｄ）に示すように、第１実施形態では、蒸気温度は一定に保たれた状態となっている。

このように、図８に示す第１実施形態の固体燃料粉砕装置の運転結果によれば、燃料供給部３６による燃料供給を開始してから所定時間（例えば、１０分間）が経過しても固体燃料の粉砕が開始されない場合には、燃料供給が一旦停止される。従って、第１実施形態の固体燃料粉砕装置の運転結果では、燃料供給部３６による燃料供給を開始してから所定時間（例えば、１０分間）が経過しても燃料供給が停止されない比較例と比べ、固体燃料の粉砕が開始されてから蒸気温度が急上昇してしまうという不具合を抑制することができることが示されている。

以上説明したように、第１実施形態の固体燃料粉砕装置１によれば、燃料供給部３６による固体燃料の供給が開始されてから所定時経過しても固体燃料の粉砕の開始が検出されない場合に、一次酸化性ガスファン９０によるローラ１３への一次酸化性ガスの送風を停止させることなく燃料供給部３６による固体燃料の供給を停止させる。また、その後に固体燃料の粉砕の開始が検出されたことに応じて燃料供給部３６による固体燃料の供給が再開される。

このようにすることで、水分を多く含む固体燃料が回転テーブル１２の中央部分１２ａに大量に堆積してしまうことを防止するとともに、適切なタイミングで燃料供給部３６による固体燃料の供給を再開することができる。したがって、水分を多く含む固体燃料を粉砕する場合に、回転テーブル１２の中央部１２ａに堆積した大量の固体燃料がまとめて粉砕されて、大量の微粉燃料がバーナ部１１０に供給されることを防止することができる。

また、第１実施形態の固体燃料粉砕装置１は、燃料供給部３６による固体燃料の供給が停止した後に固体燃料の粉砕が検出され、更に操作者による固体燃料の供給再開指示が受け付けられた場合に、燃料供給部３６による固体燃料の供給を再開させる。このようにすることで、操作者が固体燃料の粉砕の状況を目視等により確認して操作者が供給再開指示をするまでは、燃料供給部３６による固体燃料の供給を再開させないようにすることができる。

また、第１実施形態の固体燃料粉砕装置１は、駆動部１４が電動モータを含み、電動モータに供給される電流の電流値が所定値を上回った場合に、ローラ１３が燃料供給部３６により供給された固体燃料の粉砕を開始したと検出する。このようにすることで、回転テーブル１２を回転させる電動モータに供給される電流の電流値に基づいて、固体燃料の粉砕の開始を検出することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について、図６および図７を用いて説明する。
第２実施形態は、第１実施形態の変形例であり、燃料供給部３６による燃料供給を停止させた後に燃料供給部３６による燃料供給を再開させる場合の処理が、第１実施形態とは異なる。
第１実施形態では、燃料供給部３６による燃料供給が停止され（ステップＳ４１１）、固体燃料の粉砕開始が検出され（ステップＳ４１２でＹＥＳ）、その後に固体燃料粉砕装置１の操作者による燃料供給再開指示を受け付けた場合に（ステップＳ４１３でＹＥＳ）燃料供給部３６による燃料供給を再開するものであった。
それに対して第２実施形態では、燃料供給部３６による燃料供給が停止され（ステップＳ６１１）、固体燃料の粉砕開始が検出され（ステップＳ６１２でＹＥＳ）、その後に待機時間が経過した場合に（ステップＳ６１３でＹＥＳ）燃料供給部３６による燃料供給を再開する。

図６および図７は、固体燃料粉砕装置１の制御部５０の処理を示すフローチャートである。制御部５０は、制御部５０が備える記憶部に格納されたプログラムを実行することにより、図６および図７のフローチャートに示す各処理を実行する。
なお、図６および図７のフローチャートにおけるステップＳ６０１からステップＳ６１２までの各処理は、図４および図５のフローチャートにおけるステップＳ４０１からステップＳ４１２までの各処理と同様であるので、説明を省略する。

図７のステップＳ６１３で、制御部５０は、ステップＳ６１２で固体燃料の粉砕開始が検出されてから待機時間（例えば、２分）が経過したかどうかを判定する。制御部５０は、待機時間が経過したと判定した場合はステップＳ６０３へ処理を進める。なお、ステップＳ６１２で固体燃料粉砕開始が検出された後に、すぐに燃料供給を開始せずに、待機時間の経過を待っているのは、ボイラ等の運転が安定するまでの待機時間が経過するまでは、燃料供給部３６による固体燃料の供給を再開させないようにするためである。

以上説明したように、第２実施形態の固体燃料粉砕装置１は、制御部５０が、燃料供給部３６による固体燃料の供給を停止させた後に固体燃料の粉砕の開始を検出し、かつ、待機時間が経過した場合に、燃料供給部３６による固体燃料の供給を再開させるよう制御する。このようにすることで、固体燃料の供給を停止させた後に固体燃料の粉砕の開始を検出した場合であっても、微粉燃料ボイラ６０等の運転が安定するまでの待機時間が経過するまでは、燃料供給部３６による固体燃料の供給を再開させないようにすることができる。

〔他の実施形態〕
第１実施形態では、固体燃料の粉砕が開始されたかどうかを、電動モータに流れる電流の電流値を検出する検出部（電流検出センサ）２００ａの出力値に基づいて判定するものであったが、他の態様であっても良い。
例えば、回転テーブル１２の外周部１２ｂに対してローラ１３が所定距離以上離れたかどうかを検出し、所定距離以上離れたことを検出した場合に、固体燃料の粉砕が開始されたことを検出するようにしても良い。

この場合、回転テーブル１２の外周部１２ｂに対してローラ１３が所定距離以上離れたかどうかは、例えば、中間ピストン２８の近傍に中間ピストン２８の移動量を検出する移動量検出センサを設け、その移動量検出センサの出力値に基づいて判定するようにすれば良い。

以上説明したように、本発明の他の実施形態の固体燃料粉砕装置は、回転テーブル１２に対してローラ１３が所定距離以上離れた場合に、ローラ１３が燃料供給部３６により供給された固体燃料の粉砕を開始したと検出する。このようにすることで、回転テーブル１２に対するローラ１３の位置に基づいて、固体燃料の粉砕の開始を検出することができる。

１固体燃料粉砕装置
１０燃料粉砕部
１２回転テーブル
１３ローラ
１４駆動部
１６分級部
３６燃料供給部
８０押込ファン
９０一次酸化性ガスファン
１１０バーナ部
２００電源装置
２００ａ検出部（電流検出センサ）

Claims

駆動部からの駆動力により回転する回転テーブルと、
前記回転テーブルの中央部に固体燃料を供給する燃料供給部と、
前記回転テーブルの外周部に押圧され、前記回転テーブルの回転に伴って前記中央部から前記外周部に移動する前記固体燃料を粉砕するローラと、
前記回転テーブルの上方に設けられ、前記ローラにより粉砕された前記固体燃料を所定粒径より小さい微粉燃料に分級する分級部と、
前記ローラにより粉砕された前記固体燃料を前記分級部へ供給するための一次酸化性ガスを送風する一次送風部と、
前記ローラが前記燃料供給部により供給された前記固体燃料の粉砕を開始したか否かを検出する検出部と、
前記燃料供給部による前記固体燃料の供給と、前記一次送風部による前記ローラへの前記一次酸化性ガスの送風を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記燃料供給部による前記固体燃料の供給を開始させてから所定時間経過しても前記検出部が前記固体燃料の粉砕の開始を検出しない場合に、前記一次送風部による前記ローラへの前記一次酸化性ガスの送風を停止させることなく前記燃料供給部による前記固体燃料の供給を停止させ、前記検出部が前記固体燃料の粉砕の開始を検出したことに応じて前記燃料供給部による前記固体燃料の供給を再開させるよう制御することを特徴とする固体燃料粉砕装置。
操作者による前記固体燃料の供給再開指示を受け付ける受付手段を備え、
前記制御部は、前記燃料供給部による前記固体燃料の供給を停止させた後に前記検出部が前記固体燃料の粉砕の開始を検出し、かつ、前記受付手段が前記供給再開指示を受け付けた場合に、前記燃料供給部による前記固体燃料の供給を再開させるよう制御することを特徴とする請求項１に記載の固体燃料粉砕装置。
前記制御部は、前記燃料供給部による前記固体燃料の供給を停止させた後に前記検出部が前記固体燃料の粉砕の開始を検出し、かつ、所定の待機時間が経過した場合に、前記燃料供給部による前記固体燃料の供給を再開させるよう制御することを特徴とする請求項１に記載の固体燃料粉砕装置。
前記駆動部は、電動モータを含み、
前記検出部は、前記電動モータに供給される電流の電流値が所定値を上回った場合に、
前記ローラが前記燃料供給部により供給された前記固体燃料の粉砕を開始したと検出することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の固体燃料粉砕装置。
前記検出部は、前記回転テーブルに対して前記ローラが所定距離以上離れた場合に、前記ローラが前記燃料供給部により供給された前記固体燃料の粉砕を開始したと検出することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の固体燃料粉砕装置。
駆動部からの駆動力により回転する回転テーブルと、前記回転テーブルの中央部に固体燃料を供給する燃料供給部と、前記回転テーブルの外周部に押圧され、前記回転テーブルの回転に伴って前記中央部から前記外周部に移動する前記固体燃料を粉砕するローラと、前記回転テーブルの上方に設けられ、前記ローラにより粉砕された前記固体燃料を所定粒径より小さい微粉燃料に分級する分級部と、前記ローラにより粉砕された前記固体燃料を前記分級部へ供給するための一次酸化性ガスを送風する一次送風部とを備える固体燃料粉砕装置の制御方法であって、
前記燃料供給部による前記固体燃料の供給を開始させる供給開始工程と、
前記供給開始工程による前記固体燃料の供給が開始されてから所定時間が経過するまでに前記ローラが前記燃料供給部により供給された前記固体燃料の粉砕を開始したか否かを検出する第１検出工程と、
前記第１検出工程が、前記固体燃料の粉砕の開始を検出しない場合に、前記一次送風部による前記ローラへの前記一次酸化性ガスの送風を停止させることなく前記燃料供給部による前記固体燃料の供給を停止させる供給停止工程と、
前記供給停止工程により前記固体燃料の供給が停止された後に前記ローラが前記燃料供給部により供給された前記固体燃料の粉砕を開始したか否かを検出する第２検出工程と、
前記第２検出工程が前記固体燃料の粉砕の開始を検出したことに応じて前記燃料供給部による前記固体燃料の供給を再開させるよう制御する供給再開工程と、
を備えることを特徴とする固体燃料粉砕装置の制御方法。