JP6139763B1 - 粉体並列吹込システム及び粉体並列吹込方法 - Google Patents

Abstract

【課題】吹込タンクを備えた粉体供給装置の切り替え時における粉体の供給量を高精度に制御すること。【解決手段】粉体供給装置Ａを、予め設定された粉体流量の目標値に対応した弁の開度に基づいて可変弁３ａを制御するとともに、粉体流量計９で計測された粉体流量実測値が粉体流量の目標値に近づくように加圧制御弁２ａを制御し、さらに、粉体供給装置Ａの吹込タンク１ａ内の粉体の重量が所定の値（L1）以下となった時に、制御手段が、粉体供給装置Ａの可変弁３ａの開度を所定のパターンで漸減するとともに、吹込タンク１ａ内の圧力と粉体搬送配管枝管６ａ内の圧力との差を一定にし、粉体供給装置Ｂの可変弁３ｂの開度を目標値に対応した開度に設定して粉体の搬送供給を開始して並列吹込み状態とし、粉体流量実測値が粉体流量の目標値に近づくように粉体供給装置Ｂの加圧制御弁２ｂを制御する。【選択図】図４

Description

本発明は、吹込タンクから搬送ガスにより搬送される粉体の並列吹込システム及びその方法に関し、特に、複数台の吹込タンクを用いて粉体を溶鉱炉又は火力発電プラント若しくは化学プラント等のガス化炉等へ供給する際、吹込タンクの切り替え時における粉体の供給量を高精度に制御するための粉体並列吹込システム及び粉体並列吹込方法に関する。

溶鉱炉設備等に用いる燃焼炉として、吹込タンクを備えた粉体供給装置から供給される微粉炭等の粉体燃料を燃焼する燃焼炉が知られている。この燃焼炉においては、粉体燃料を搬送ガスと共に燃焼炉内に噴射しながら燃焼させる。このような微粉炭を用いた燃焼方式は、石炭自体の燃焼性が高い等の理由から広く普及している。

このような粉体供給装置においては、連続して粉体燃料を供給する必要性から、吹込タンクを複数台備え、１台の吹込タンク内の粉体燃料が空になったり、あるいは所定の量よりも少なくなった場合に、他の粉体燃料が十分に充填されている吹込タンクに切り替えて、継続して粉体燃料を供給できるようにしている。

この吹込タンク（以下単に「タンク」という。）切り替えの概念を図１を参照しつつ説明する。図１（Ａ）は１台のタンク（仮に「タンクＡ」とする。）内の粉体燃料が空になった時に他のタンク（仮に「タンクＢ」とする。）に切り替える場合を示している。図１（Ａ）から明らかなように、タンクの切り替え時の前後においては供給される粉体燃料の総量は、予め設定した目標値の０％〜１００％まで大きく変動するため、安定した操業ができなかった。

図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示したようなタンク切り替え時の問題点を解決するために提案されたタンク切り替え時の制御方法の概念を示したものである。すなわち、タンクＡ内の粉体燃料が所定の量よりも少なくなった時に、併行してタンクＢから徐々に粉体燃料の供給を開始し、タンクＡ内の粉体燃料が予め設定した下限値に達するまでの所定の期間中（図中の「切替え期間」を指す。）、タンクＡからの供給量とタンクＢからの供給量との合計が目標値になるように制御を行うものである。
切替え期間の経過後はタンクＢによる単独吹込みに移行すると共に、タンクＡには図示しない貯蔵タンクから粉体燃料が補充され、次回の切替え時まで待機することになる。以下これを繰り返すことにより、安定した操業を実現するものである。この方法を、以下この明細書においては便宜的に「並列吹込み」と称することとする。

かかる並列吹込みの従来技術について次に説明する。図２は並列吹込みの従来技術の第１例（例えば特許文献１参照）を示す概略図である。
図２の装置の動作は特許文献１に記載されているので詳細な説明は省略するが、タンクを切り替える際に、吹込中のタンク（１−１）の吹込調節弁（７Ｂ−１）を規定開度まで徐々に閉じるとともに、待機中のタンク（１−２）の吹込調節弁（７Ｂ−２）を吹込流量に応じて徐々に開き、各々のタンクからの吹込流量を監視しつつタンクを切り替えるものである。

しかし、「各々の微粉炭吹込タンクからの吹込流量を監視しつつ、吹込タンクを切り替える」と記載されているものの、吹込流量に応じてどのようにしてタンク（１−２）の吹込調節弁（７Ｂ−２）の開度を制御しつつ切り替えるのかが全く開示されていない。
また、特許文献１の従来の技術の欄（段落０００２及び０００３）の記載から判断すると、吹込流量は、秤量器３で検知したタンク１内の微粉炭の重量信号に基づいて、吹込流量調節器６が吹込タンク圧力調節弁５を調節することによって制御するものと考えられる。

しかし、段落０００９の記載及び（特許文献１の）図３によれば、この従来例は、タンク切り替えの過渡期において、タンク（１−１）の吹込調節弁（７Ｂ−１）の開度を１００％から５０％まで緩やかに閉じ、同時に、待機中のタンク（１−２）の吹込調節弁（７Ｂ−２）を開度０％から５０％まで緩やかに開き、双方５０％になった時にタンク（１−１）の吹込調節弁（７Ｂ−１）を全閉し、タンク（１−２）の吹込調節弁（７Ｂ−２）を全開とするものである。この場合に、タンク（１−１）、（１−２）からの吹込流量の情報は吹込調節弁（７Ｂ−１）、（７Ｂ−２）の開度制御には利用されていない。

さらに、タンクの切り替え時においては、タンク（１−１）内の粉体の残量が少なくなっているから、吹込調節弁（７Ｂ−１）の開度を１００％から５０％まで緩やかに閉じていったとしても、吹込流量がそれに比例して１００％から５０％まで漸減するとは限らず、仮に、粉体の量が十分にあるタンク（１−２）の吹込調節弁（７Ｂ−２）を開度０％から５０％まで緩やかに開いて行き、吹込流量がそれに比例して０％から５０％まで漸増したとしても、両者の吹込流量の合計は計算通り１００％になるとは限らない。

また、図３は、並列吹込みの従来技術の第２例を示す概略図であり、特許文献２の図１の主要部を示すものである。特許文献１に記載されているような従来技術の第１例の問題点を解決するために為されたものである。
すなわち、タンクの切り替え時に、双方のタンクからの合計の吹込み量（総吹込み量）の実測値に基づいて、一方のタンクについてのみ可変弁４（特許文献１における「吹込調節弁７Ｂ」に相当）の開度設定量を補正し、他方のタンクの可変弁４は上記実測値による補正を行わないことを特徴とするものである。

これを図３を参照しつつ具体的に説明する。図３に示す装置の基本的な流量制御は、タンク１ａが単独で吹込みを行っている期間は、流量計１０によって測定される粉体流量の実測値に基づいて、流量調節計１２が可変弁４ａの開度を補正することによって行う。
次に、タンク１ａ内の粉体の重量が一定値以下になったことを検知すると、流量調節計１２は可変弁４ａを徐々に閉じて行き、同時にタンク１ｂの可変弁４ｂを徐々に開いて行く。そして、流量計１０で測定される（総吹込み量の）実測値が設定値になるように、可変弁４ａ又は４ｂのいずれか一方のみの開度を補正するものである。補正の対象とする可変弁は、例えば、単位時間あたりに輸送される粉体の量が多い方を選択するようにすればよい。

いずれか一方の可変弁のみを補正する理由は、粉体の量が少なくなると吹込み量が不安定になるため、両タンクの吹込み量のバランスを取る事が難しく、総吹込み量を一定に制御することが困難になるからである。
その後、タンク１ａ内の粉体量が所定の値より少なくなると、タンク１ｂによる単独吹込みに移行し、以降同様にこれを繰り返す。
このようにすることで、両タンクの吹込み量のバランスを取る必要がなくなり、総吹込み量を精度良く一定に保つことができるという効果があるとされている。

特開平８−２９５９１１号公報 特開平１０−３３８３４９号公報

しかしながら、特許文献２に記載の方法は、片方の可変弁のみを補正することで総流量の制御を行うため、弁の開閉範囲が広くならざるを得ず、それにより応答性もよくないことから制御性が悪くなるという欠点がある。
また、制御を行う可変弁を条件によって切り替える方法が複雑であり、場合によっては制御性が悪くなる場合がある（特許文献２の段落００２２参照）。
さらに、可変弁４を高速で頻繁に開閉させることになり、可変弁４の摩耗の進行が早まることにもなる。その結果、可変弁４の開度設定が同じでも、摩耗によって実際の開度が異なってきて、タンク切替時の粉体流量の制御に乱れが生ずるおそれがある。

またさらに、待機側タンクの可変弁の開度を小さくした状態（ほぼ０％）で吹込開始する事が前提なので、待機側タンクの加圧ガスも高い圧力に設定しておく必要がある。これでは加圧用ガスの使用量が多くなるという問題もある。
かかる問題は粉体燃料以外の他の粉体の搬送においても同様に起こり得るものである。
本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑み為されたものであり、吹込タンクを備えた粉体供給装置の切り替え時における粉体の供給量を高精度に制御するための粉体並列吹込システム及び粉体並列吹込方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る粉体並列吹込システムは、内部に粉体が充填される吹込タンクと、該吹込タンク内の粉体の重量を検出する秤量器と、上記吹込タンクの下部付近に設けられた排出口に接続された粉体搬送配管枝管と、上記粉体搬送配管枝管の途中に設けられ上記排出口から排出される粉体の量を弁の開度により調節可能な可変弁と、上記吹込タンク内の圧力を検出するタンク内圧力計と、上記吹込タンクの内部に加圧されたガスを導入し、上記吹込タンク内の圧力と上記粉体搬送配管枝管内の圧力差により上記吹込タンク内の粉体を上記排出口より排出するための加圧ガスの圧力を調整する加圧制御弁と、上記粉体搬送配管枝管内の圧力を検出する管内圧力計とを有する粉体供給装置を複数台と、搬送ガスが導入され、該搬送ガスにより上記粉体を搬送する粉体搬送配管本管と、該粉体搬送配管本管内を搬送される粉体の総流量を計測する粉体流量計測手段と、上記各粉体供給装置の上記各弁の開度を制御することにより上記粉体搬送配管本管内を搬送される粉体の総流量を制御する制御手段とを備え、上記各粉体供給装置の粉体搬送配管枝管が上記粉体搬送配管本管に並列に接続され、上記各粉体供給装置を切り替えあるいは同時稼動させながら連続的に一定量の粉体を搬送供給する粉体並列吹込システムであって、
上記制御手段は、予め設定された弁の開度設定値に基づいて上記各可変弁の開閉を制御するとともに、上記粉体流量計測手段で計測された粉体流量実測値が所定の目標値に近づくように上記加圧制御弁を制御するものであり、粉体の搬送供給開始前の待機中の上記粉体供給装置の上記吹込タンク内の圧力が上記粉体搬送配管枝管内の圧力に略等しくなるように上記加圧制御弁を制御し、上記複数の粉体供給装置のうちの稼動中の一の粉体供給装置の上記吹込タンク内の粉体の重量が所定の値（L1）より多い時は、上記可変弁を上記目標値に対応した開度設定値に基づいて制御するとともに、上記稼動中の一の粉体供給装置の吹込タンク内の粉体の重量が所定の値（L1）以下となった時は、所定のパターンで上記可変弁の開度を漸減させ、かつ、上記吹込タンク内の圧力と上記粉体搬送配管枝管内の圧力との差が所定の一定値（ゼロではない。）になるように上記加圧制御弁を制御するとともに、待機中の他の粉体供給装置の可変弁を上記目標値に対応した開度設定値に設定して粉体の搬送供給を開始させ、かつ、上記粉体流量計測手段で計測された粉体流量実測値が上記所定の目標値に近づくように上記他の粉体供給装置の上記加圧制御弁を制御することを特徴とする。

上記構成により、各粉体供給装置の切り替え時における粉体の供給量を高精度に制御することが可能となる。

粉体並列吹込みの概念を説明するための図である。 並列吹込みの従来技術の第１例を示す概略図である。 並列吹込みの従来技術の第２例を示す概略図である。 本発明に係る粉体並列吹込システムの構成の実施形態を示す概略図である。 制御部の機能構成を示すブロック図である。 粉体流量制御部が行う処理の流れを示すフローチャートの一例である。 タンク切り替え制御部が行う処理の流れを示すフローチャートの一例である。 弁開閉制御部が行う処理の流れを示すフローチャートの一例である。 弁開閉制御部が行う他の処理の流れを示すフローチャートの一例である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
図４は、本発明に係る粉体並列吹込システムの構成の実施形態を示す概略図である。
図４において、参照符号１ａ，１ｂで示すのは、内部に粉体が充填される吹込タンクＡ，Ｂである。粉体の例としては、例えば微粉炭が挙げられる。
参照符号２ａ、２ｂで示すのは、吹込タンク１ａ、１ｂ（以下、ａとｂを特に区別して説明する場合を除き、単に吹込タンク１という。他の参照符号についても同様）の内部に加圧されたガスを導入し、吹込タンク１内の圧力と後述の粉体搬送配管枝管６内の圧力差により吹込タンク１内の粉体を排出口より排出するための加圧ガスの圧力を調整する加圧制御弁である。加圧ガスの例としては、窒素等の不活性ガスや空気等が挙げられる。

参照符号３ａ、３ｂで示すのは、排出口の下流側に設けられ、排出口から排出される粉体の量を弁の開度により調節可能な可変弁である。可変弁３の実施例として、ダイヤモンドエンジニアリング株式会社製の商品名「可変弁」が利用可能である。
また、参照符号４ａ、４ｂで示すのは、吹込タンク１内の粉体の重量を検出する秤量器である。秤量器４の例として、荷重（Load）を電気信号に変換するロードセルがある。

参照符号５で示すのは、上述の各弁の開度を制御することにより後述の粉体搬送配管本管８内を搬送される粉体の総流量を制御する制御部であり、制御手段の一形態である。その詳細な機能については後述する。例えば、汎用のパーソナルコンピュータが利用可能である。
参照符号６ａ、６ｂで示すのは、吹込タンク１の排出口に接続され、排出口から排出された粉体を後述の粉体搬送配管本管８に導くための粉体搬送配管枝管である。

参照符号７ａ、７ｂで示すのは、吹込タンク１の密閉を保つための下部弁である。吹込み停止時に加圧ガスの導入を停止し吹込タンク１内の圧力が低下すると、搬送ガスの圧力により粉体搬送配管枝管６を介して吹込タンク１内に搬送ガス及び粉体が逆流するので、これを完全に防止するために設けられる。
参照符号８で示すのは、粉体搬送配管枝管６が接続され、排出口から排出された粉体を搬送ガスによって炉等へ搬送するための粉体搬送配管本管である。
参照符号９で示すのは、粉体搬送配管本管８内を搬送される粉体の流量を計測する粉体流量計であり、粉体流量計測手段の一形態である。
参照符号１０で示すのは、吹込タンク１内の圧力を検出するタンク内圧力計であり、また、参照符号１１で示すのは、粉体搬送配管枝管６内の圧力を検出する管内圧力計である。これらの出力は制御部５に入力される。

本発明に係る粉体並列吹込システムは、上述の吹込タンク１、加圧制御弁２、可変弁３、秤量器４、粉体搬送配管枝管６、下部弁７、タンク内圧力計１０及び管内圧力計１１を備えた粉体供給装置を複数台（この説明では２台とする。）備え、その各粉体搬送配管枝管６を粉体搬送配管本管８に並列に接続し、粉体搬送配管本管８の下流に設けられた粉体流量計９で計測された粉体流量実測値が予め設定した所定の目標値になるように制御部５が加圧制御弁２と可変弁３を制御することにより、各粉体供給装置を切り替えあるいは同時に稼動させながら、炉に対して一定量（目標値）の粉体を連続的に搬送供給するものである。

図５は、制御部５の機能構成を示すブロック図である。図５には、この実施形態の特徴に関連する機能を示している。
図５に示す制御部５は、粉体流量取得部５１、粉体流量制御部５２、タンク切り替え制御部５３及び弁開閉制御部５４を備える。

このうち、粉体流量取得部５１は、図示しない外部入力手段から流量の規定量（炉等へ供給する粉体総量の目標値のこと。以下「規定量」という。）を取得して記憶する機能を備えるとともに、粉体流量計９から粉体流量実測値（以下「実測値」という。）を取得する機能を備える。そして、粉体流量取得部５１は、粉体流量制御部５２、タンク切り替え制御部５３及び弁開閉制御部５４からの送信要求に応じて、規定量及び／又は実測値を送信する機能を備える。

また、粉体流量制御部５２は、粉体流量取得部５１から取得した規定量及び実測値に基づいて、規定量と実測値との差が所定の誤差内に収まるように、弁開閉制御部５４に対して加圧制御弁２の制御を指令する機能を備える。
図６は粉体流量制御部５２が行う処理の流れを示すフローチャートの一例である。この処理は、タンク切り替え制御部５３から流量の目標値を規定量に設定することの指令を受けた時にスタートする。

制御部５のＣＰＵ（不図示）は、粉体流量取得部５１から規定量を取得し、目標値を規定量に設定する（Ｓ６０１）。次に、同じタイミングで実測値を取得する（Ｓ６０２）。次に、規定量と実測値との差が所定の誤差（δ）よりも小さいか否かをチェックし、規定量と実測値との差がδ以上の場合は（Ｓ６０３のＮＯ）、加圧制御弁２の開度を調整して実測値を規定量に近づける必要がある。なお、δはシステムの要求に応じて適宜設定可能である。
そこで、実測値が規定量よりも少ない場合は（Ｓ６０４のＹＥＳ）、加圧制御弁２の開度を上げて吹込タンク１内の圧力を上げ、搬送される粉体の流量を増やす（Ｓ６０５）。なお、加圧制御弁２の開度制御は、上述の通り、粉体流量制御部５２が弁開閉制御部５４に対して指令することにより行う。そして、ステップＳ６０２に戻り、その時の実測値を取得し（Ｓ６０２）、規定量と実測値の差がδよりも小さいか否かをチェックする。

また、ステップＳ６０４において、実測値が規定量を超えている場合は（Ｓ６０４のＮＯ）、加圧制御弁２の開度を下げて吹込タンク１内の圧力を下げ、搬送される粉体の流量を減らす（Ｓ６０６）。そして、ステップＳ６０２に戻り、その時の実測値を取得し（Ｓ６０２）、規定量と実測値の差がδよりも小さいか否かをチェックする（Ｓ６０３）。以下、この処理を繰り返す。

一方、ステップＳ６０３において、規定量と実測値との差がδよりも小さい場合は（Ｓ６０３のＹＥＳ）、タンク切り替え制御部５３からの制御対象の加圧制御弁の変更指示がなければ（Ｓ６０７のＮＯ）、ステップＳ６０２に戻り、その時の実測値を取得し（Ｓ６０２）、規定量との差がδよりも小さいか否かをチェックする（Ｓ６０３）。なお、後述のように、並列吹込みが開始された場合は、それまで待機していた粉体供給装置の加圧制御弁の方に制御対象が変わるので、制御対象の加圧制御弁の変更指示があったときは（Ｓ６０７のＹＥＳ）、制御対象の加圧制御弁を変更し（Ｓ６０８）、ステップＳ６０２に戻り、その時の実測値を取得し、以降の処理を行う。
以上の処理を繰り返すことにより、粉体の流量の実測値を規定量に近づけることができる。

図５に戻り、タンク切り替え制御部５３は、現在稼動中の粉体供給装置Ａ（吹込タンク１ａを含む粉体供給装置を表す。以下同様。）の吹込タンク１ａ内の粉体の残量が所定の値（例えばＬ１とする。）以下になった時に、所定のパターンで可変弁３ａの開度を漸減させ、かつ、吹込タンク１ａ内の圧力と粉体搬送配管枝管６ａ内の圧力との差が所定の一定値（ゼロではない。）になるように加圧制御弁２ａを制御するとともに、待機中の粉体供給装置Ｂの可変弁３ｂを規定量に対応した開度に設定して粉体の搬送供給を開始させ、かつ、粉体流量計９で計測された粉体流量実測値が規定量に近づくように加圧制御弁２ｂを制御する機能を備える。これが本発明の特徴的な機能である。処理の詳細は後述する。

そして、粉体供給装置Ａを所定の条件により吹き込み停止とした後は、粉体供給装置Ｂが単独で吹込みを継続し、一定量（規定量）の粉体を搬送する機能を備える。
なお、「所定の条件」とは、例えば、吹込タンク１ａ内の粉体の残量が所定の下限値（例えばＬ１よりも小さなＬ２とする。）以下になった時、あるいは、吹込タンク１ａ内の粉体の残量がＬ１に到達してから所定の時間（例えば１分程度）経過後とすることが考えられる。

また、弁開閉制御部５４は、粉体流量制御部５２及びタンク切り替え制御部５３からの指令に応じて加圧制御弁２の開度を調節したり、加圧制御弁２及び下部弁７の開閉を制御したりする機能を備える。また、粉体流量取得部５１から取得した規定値に基づいて、可変弁３の開度を設定する機能も備える。弁開閉制御部５４の制御については後述する。
以上、制御部５の機能を分かり易く説明するために各ブロックに分けて説明したが、必ずしも機能ブロックごとに制御プログラムを作成する必要はなく、これらを一つにまとめた一つのプログラムで制御してもよいことは言うまでもない。

図７は、タンク切り替え制御部５３が行う処理の流れを示すフローチャートの一例である。なお、制御部５のＣＰＵはマルチタスク処理が可能であることが必要であり、粉体供給装置Ａと粉体供給装置Ｂの制御を同時並行処理するものである。
この処理は、吹込タンク１に粉体を充填した後に、図示しない吹込み開始ボタンをオペレータが押下した時にスタートする。
先に粉体供給装置Ａの吹込タンク１ａから吹込みを開始する場合を例として説明する。
図７のフローにおいて、粉体供給装置Ａに対する処理であるステップＳ７０１ａ〜Ｓ７１２ａと粉体供給装置Ｂに対する処理であるＳ７０１ｂ〜Ｓ７１１ｂは、並行して処理されるものであるが、説明の都合上、先にステップＳ７０１ａ〜Ｓ７１２ａを説明し、その後にＳ７０１ｂ〜Ｓ７１１ｂについて説明することとする。

まず、粉体流量制御部５２に対して粉体流量（ＦＩ）の目標値を規定量に設定するように指令を行う（Ｓ７００）。
次に、吹込タンク１ａ内に図示しない貯蔵タンクから粉体を充填し、ＰＡがＰ１にほぼ等しくなるように加圧制御弁２ａを開いて制御するよう弁開閉制御部５４に対して指令して待機する（Ｓ７０１ａ）。
次に、弁開閉制御部５４に対して、可変弁３ａを規定量に対応した開度に設定するように指令を行う（Ｓ７０２ａ）。
次に、下部弁７ａを開くよう、弁開閉制御部５４に対して指令する（Ｓ７０３ａ）。そうすると吹込みが開始され、秤量器４ａの値(WI_A)の監視を開始する（Ｓ７０４ａ）。
吹込み開始すると、粉体流量制御部５２に対して、流量実測値が規定量になるように制御を開始するよう指令する（Ｓ７０５ａ）。

吹込タンク１ａからの吹き込み開始後、WI_Aが所定の値（Ｌ１）より多い間は（Ｓ７０６ａのＮＯ）、そのままの状態（すなわち、可変弁３ａの開度設定を変更せずに）で吹き込みを継続する。
その後、WI_AがＬ１以下となった時に（Ｓ７０６ａのＹＥＳ）吹込タンク１ｂとの並列吹込みに移行する。すなわち、粉体供給装置ＢにおけるステップＳ７０３ｂ以降の処理がスタートする。なお、並列吹込みとは、吹込タンク１ａからの吹込み量を徐々に減らしつつ、吹込タンク１ｂからの吹込み量を徐々に増やし、双方の合計の吹込み量が規定量（一定量）になるように制御することである。並列吹込み状態になると、粉体供給装置Ｂの吹込タンク１ｂからの吹込みを開始するが、このフローについては後述する。
次に、並列吹込み時は、可変弁３ａの開度を所定のパターンで変化させると共に、吹込タンク１ａ内の圧力（以下「ＰＡ」という。）と粉体搬送配管枝管６ａ内の圧力（以下「Ｐ１」という。）との差（ＰＡ−Ｐ１）が一定になるよう加圧制御弁２ａを制御することを
弁開閉制御部５４に指令する（Ｓ７０７ａ）。

上記の「所定のパターン」の例としては、例えば、次の式１のようなものが考えられる。
可変弁３ａの開度（％）＝Ｍ（％）−ｋｘ・・・（式１）
kは比例定数、xは時間、Ｍは規定量に対応した可変弁の開度（％）である。
式１は、時間によって開度が漸減するパターンである。また、差圧（ＰＡ−Ｐ１）を一定にしたのは、可変弁３ａの開度と吹込タンク１ａからの吹き出し量を略比例させるためである。

並列吹込み中に、WI_Aが所定の下限値Ｌ２（Ｌ２＜Ｌ１）より大きい間は（Ｓ７０８ａのＮＯ）、並列吹込みを継続するが、WI_AがＬ２以下となった場合は（Ｓ７０８ａのＹＥＳ）、粉体供給装置Ａの吹込タンク１ａからの吹込みを停止すべく、弁開閉制御部５４に対して加圧制御弁２ａ及び下部弁７ａの閉栓を指令する（Ｓ７０９ａ）。
加圧制御弁２ａ及び下部弁７ａを閉じると吹込みが停止するので、秤量器４ａの値の監視を停止する（Ｓ７１０ａ）。
粉体供給装置Ａからの吹込停止後は、吹込タンク１ａ内に図示しない貯蔵タンクから粉体を充填し、ＰＡがＰ１にほぼ等しくなるように加圧制御弁２ａを開いて制御するよう弁開閉制御部５４に対して指令して待機する（Ｓ７１１ａ）。
なお、待機中にＰＡがＰ１にほぼ等しくなるようにしておくのは、並列吹込み開始時に、可変弁開度を規定量に対応した開度に設定するため（Ｓ７０２ａ）、粉体が急に多く排出されないようにするためである。

やがて、並列吹込み中の粉体供給装置Ｂの秤量器４ｂの値（WI_B）がＬ１以下となったことを検知すると（Ｓ７１２ａのＹＥＳ）、ステップＳ７０２ａに戻って、弁開閉制御部５４に対して、可変弁３ａを規定量に対応した開度に設定するように指令を行う（Ｓ７０２ａ）。以下、以降のステップを繰り返す。
次に、粉体供給装置Ｂに対する処理であるＳ７０１ｂ〜Ｓ７１１ｂであるが、この処理は粉体供給装置Ａに対する処理であるＳ７１１ａからＳ７１０ａまでの処理と同じである。
具体的には、Ｓ７０１ｂ、Ｓ７０２ｂ、Ｓ７０３ｂ、Ｓ７０４ｂ、Ｓ７０５ｂ、Ｓ７０６ｂ、Ｓ７０７ｂ、Ｓ７０８ｂ、Ｓ７０９ｂ、Ｓ７１０ｂ及びＳ７１１ｂは、それぞれＳ７１１ａ、Ｓ７１２ａ、Ｓ７０２ａ、Ｓ７０３ａ、Ｓ７０４ａ、Ｓ７０５ａ、Ｓ７０６ａ、Ｓ７０７ａ、Ｓ７０８ａ、Ｓ７０９ａ及びＳ７１０ａに対応している。
すなわち、Ｓ７１１ａからＳ７１０ａまでのフローの説明において、ａをｂ、ＡをＢ、ＢをＡ、Ｐ１をＰ２と読み替えれば、そのままＳ７０１ｂ〜Ｓ７１１ｂの説明となる。従って、Ｓ７０１ｂ〜Ｓ７１１ｂの説明は省略する。

以上、粉体供給装置を２台並列に接続した場合を例として説明したが、３台以上の場合でも同様に実施可能である。
例えば、３台（例えば、粉体供給装置Ａ，Ｂ，Ｃ）の並列処理の場合は、粉体供給装置Ｃの制御フローは、粉体供給装置Ｂの制御フローにおいて、ＢをＣ（Ｐ２をＰ３）に、ＡをＢに置き換えたものと同じになる。その場合、粉体供給装置ＡのステップＳ７１２ａの「WI_B」を「WI_C」と置き換えればよい。

このようにすることにより、粉体供給装置Ａ，Ｂ，Ｃの切り替え順は、次のようになる。
（１）粉体供給装置Ａの単独吹込み
（２）粉体供給装置Ａと粉体供給装置Ｂの並列吹込み
（３）粉体供給装置Ｂの単独吹込み
（４）粉体供給装置Ｂと粉体供給装置Ｃの並列吹込み
（５）粉体供給装置Ｃの単独吹込み
（６）粉体供給装置Ｃと粉体供給装置Ａの並列吹込み→（１）に戻る。
なお、これらの切り替え順は一例であり、任意に変更は可能である。

図８は、弁開閉制御部５４が行う処理の流れを示すフローチャートの一例である。この処理は、タンク切り替え制御部５３から、吹込タンク１ａへの粉体充填が完了し、加圧制御弁２ａの開栓指令を受信した時にスタートする。図８は、粉体供給装置Ａに対する処理について示したものであるが、粉体供給装置Ｂについても同じ処理となる（図８において、Ｐ１をＰ２に、ＰＡをＰＢに、２ａを２ｂに、それぞれ置き換えればよい。）。
ここで行う処理は、待機中の吹込タンク１ａ内の圧力（ＰＡ）が粉体搬送配管枝管６ａ内の圧力（Ｐ１）にほぼ等しくなるように、加圧制御弁２ａを制御することである。
なお、「ほぼ等しく」とは、｜ＰＡ−Ｐ１｜の値が所定の値δ（例えば３％以下）より小さくなるようにするという意味である。

まず、ＣＰＵは、管内圧力計１１ａから粉体搬送配管枝管６ａ内の圧力Ｐ１を取得する（Ｓ８０１）。次に、タンク内圧力計１０ａから吹込タンク１ａ内の圧力ＰＡを取得する（Ｓ８０２）。そして、ＰＡとＰ１との差｜ＰＡ−Ｐ１｜（以下「差圧」という。）がδより小さいか否かをチェックする（Ｓ８０３）。
差圧がδよりも小さい場合は、並列吹込み開始状態（図７のステップ７１２ａのＹＥＳの状態を指す。）にならない限り（Ｓ８０４のＮＯ）、ステップＳ８０１に戻って以上の処理を繰り返すことにより、差圧がδよりも小さい状態を維持する。並列吹込み開始状態（Ｓ８０４のＹＥＳ）になるとこの制御は不要になるので、処理は終了する。

これに対し、差圧がδ以上の場合は（Ｓ８０３のＮＯ）、加圧制御弁２ａの開度を調整してＰＡをＰ１に近づける必要がある。
そこで、差圧がδ以上になった原因が、ＰＡが（Ｐ１と比較して）小さ過ぎるために生じたのか、逆にＰＡが大き過ぎるために生じたのかを判断するため、ＰＡとＰ１の比較を行う（Ｓ８０５）。
ＰＡがＰ１よりも小さい場合は（Ｓ８０５のＹＥＳ）、加圧制御弁２ａの開度を上げ（Ｓ８０６）、ステップＳ８０２に戻って、加圧制御弁２ａの開度を上げた後のＰＡを取得し、差圧がδより小さくなったか否かをチェックする（Ｓ８０３）。

一方、ＰＡがＰ１よりも大きい場合は（Ｓ８０５のＮＯ）、加圧制御弁２ａの開度を下げ（Ｓ８０７）、ステップＳ８０２に戻って、加圧制御弁２ａの開度を下げた後のＰＡを取得し、差圧がδより小さくなったか否かをチェックする（Ｓ８０３）。
そして、差圧がδより小さくなるまでＳ８０５〜Ｓ８０６（又はＳ８０７）の処理を繰り返す。
以上の処理を繰り返すことにより、差圧がほぼゼロの状態で待機させることができる。

図９は、弁開閉制御部５４が行う他の処理の流れを示すフローチャートの一例である。ここでいう「他の処理」とは、図７のフローチャートのステップＳ７０７ａにおける差圧（ＰＡ−Ｐ１）が一定値Ｋ（ゼロではない）になるように制御する処理を指す。
この処理プログラムは、粉体供給装置Ａの電源投入と同時にスタートする。図９は、粉体供給装置Ａに対する処理について示したものであるが、粉体供給装置Ｂについても同じ処理となる（図９において、Ｐ１をＰ２に、ＰＡをＰＢに、２ａを２ｂに、WI_AをWI_Bにそれぞれ置き換えればよい。）。

この処理は、吹込タンク１ａ内の粉体の重量（WI_A）が所定の値（Ｌ１）以下になった時に、粉体供給装置Ｂの吹込タンク１ｂからの並列吹込みを開始し、それと同時に、粉体供給装置Ａ側の差圧（ＰＡ−Ｐ１）を一定に値（Ｋ）にするための制御であるから、WI_AがＬ１以下になるまでは待機している（Ｓ９０１のＮＯ）。
なお、差圧を一定の値（Ｋ）にするとは、現実の制御では、｜（ＰＡ−Ｐ１）−Ｋ｜の値がδ（例えば３％以下）より小さくなるようにするということである。

しばらくして、WI_AがＬ１以下になると（Ｓ９０１のＹＥＳ）、ＣＰＵは、管内圧力計１１ａから粉体搬送配管枝管６ａ内の圧力Ｐ１を取得する（Ｓ９０２）。
次に、タンク内圧力計１０ａから吹込タンク１ａ内の圧力ＰＡを取得する（Ｓ９０３）。そして、差圧とＫとの差｜（ＰＡ−Ｐ１）−Ｋ｜がδより小さいか否かをチェックする（Ｓ９０４）。
差圧とＫとの差がδよりも小さい場合は、吹込み停止（図７のステップ７０８ａのＹＥＳの状態を指す。）にならない限り（Ｓ９０５のＮＯ）、ステップＳ９０２に戻って以上の処理を繰り返すことにより、差圧を一定値Ｋに維持することができる。吹込み停止条件（Ｓ９０５のＹＥＳ）になるとこの制御は不要になるので、処理は終了する。

これに対し、差圧とＫとの差がδ以上の場合は（Ｓ９０４のＮＯ）、加圧制御弁２ａの開度を調整して差圧とＫとの差をδよりも小さくする必要がある。
そこで、差圧とＫとの差がδ以上になった原因が、ＰＡが（Ｐ１＋Ｋと比較して）小さ過ぎるために生じたのか、逆にＰＡが大き過ぎるために生じたのかを判断するため、ＰＡと（Ｐ１＋Ｋ）の比較を行う（Ｓ９０６）。
ＰＡがＰ１＋Ｋよりも小さい場合は（Ｓ９０６のＹＥＳ）、加圧制御弁２ａの開度を上げ（Ｓ９０７）、ステップＳ９０３に戻って、加圧制御弁２ａの開度を上げた後のＰＡを取得し、差圧とＫとの差がδより小さくなったか否かをチェックする（Ｓ９０４）。

一方、ＰＡがＰ１＋Ｋよりも大きい場合は（Ｓ９０６のＮＯ）、加圧制御弁２ａの開度を下げ（Ｓ９０８）、ステップＳ９０３に戻って、加圧制御弁２ａの開度を下げた後のＰＡを取得し、差圧とＫとの差がδより小さくなったか否かをチェックする（Ｓ９０４）。
そして、差圧とＫとの差がδより小さくなるまでＳ９０６〜Ｓ９０７（又はＳ９０８）の処理を繰り返す。
以上の処理を繰り返すことにより、差圧をほぼ一定の値Ｋに維持することができる。

本発明に係る粉体並列吹込システムにより、吹込タンク切替時の粉体流量の総量の規定量に対する精度が、±５％から±３％に向上した。
また、並列吹込み時における可変弁の開度を、一方は上記のパターン制御によって漸減させ、他方は一定の開度（規定量に対応した開度）に維持するため、可変弁の開閉の頻度を少なくすることができ、可変弁の摩耗の進行を遅らせることができる。
さらに、待機時においては、吹込タンク内圧力を粉体搬送配管枝管内の圧力にほぼ等しい状態に保持するため、吹込み開始時に加圧ガスを一気に吹き出すことがなくなるので、加圧ガスの無駄を省くことができる。また、このことにより吹込タンクの加圧工程を短くできるので、タイムサイクルを短くする事ができる。タイムサイクルが短くなるということは、吹込タンクの容量を小さくでき、装置の規模も小さくすることができることを意味する。

以上で実施形態の説明を終了するが、微粉炭以外の他の粉体の例としては、生石灰、脱リン剤（たとえば石灰、酸化鉄、螢石などを混合した粉粒体）、脱硫剤（酸化鉄あるいは酸化亜鉛の粉粒体）等がある。
また、粉体供給装置の具体的な構成、処理の内容、データの構成等は、実施形態で説明したものに限るものではなく、本発明の主旨を損なわない範囲で変更することが可能である。

１：吹込タンク、２：加圧制御弁、３：可変弁、４：秤量器、５：制御部、６：粉体搬送配管枝管、７：下部弁、８：粉体搬送配管本管、９：粉体流量計、１０：タンク内圧力計、１１：管内圧力計

Claims (4)

1. 内部に粉体が充填される吹込タンクと、該吹込タンク内の粉体の重量を検出する秤量器と、前記吹込タンクの下部付近に設けられた排出口に接続された粉体搬送配管枝管と、前記粉体搬送配管枝管の途中に設けられ前記排出口から排出される粉体の量を弁の開度により調節可能な可変弁と、前記吹込タンク内の圧力を検出するタンク内圧力計と、前記吹込タンクの内部に加圧されたガスを導入し、前記吹込タンク内の圧力と前記粉体搬送配管枝管内の圧力差により前記吹込タンク内の粉体を前記排出口より排出するための加圧ガスの圧力を調整する加圧制御弁と、前記粉体搬送配管枝管内の圧力を検出する管内圧力計とを有する粉体供給装置を複数台と、
   搬送ガスが導入され、該搬送ガスにより前記粉体を搬送する粉体搬送配管本管と、該粉体搬送配管本管内を搬送される粉体の総流量を計測する粉体流量計測手段と、前記各粉体供給装置の前記各弁の開度を制御することにより前記粉体搬送配管本管内を搬送される粉体の総流量を制御する制御手段とを備え、
   前記各粉体供給装置の粉体搬送配管枝管が前記粉体搬送配管本管に並列に接続され、前記各粉体供給装置を切り替えあるいは同時稼動させながら連続的に一定量の粉体を搬送供給する粉体並列吹込システムであって、
   前記制御手段は、
   予め設定された弁の開度設定値に基づいて前記各可変弁の開閉を制御するとともに、前記粉体流量計測手段で計測された粉体流量実測値が所定の目標値に近づくように前記加圧制御弁を制御するものであり、
   粉体の搬送供給開始前の待機中の前記粉体供給装置の前記吹込タンク内の圧力が前記粉体搬送配管枝管内の圧力に略等しくなるように前記加圧制御弁を制御し、
   前記複数の粉体供給装置のうちの稼動中の一の粉体供給装置の前記吹込タンク内の粉体の重量が所定の値（L1）より多い時は、前記可変弁を前記目標値に対応した開度設定値に基づいて制御するとともに、
   前記稼動中の一の粉体供給装置の吹込タンク内の粉体の重量が所定の値（L1）以下となった時は、所定のパターンで前記可変弁の開度を漸減させ、かつ、前記吹込タンク内の圧力と前記粉体搬送配管枝管内の圧力との差が所定の一定値（ゼロではない。）になるように前記加圧制御弁を制御するとともに、待機中の他の粉体供給装置の可変弁を前記目標値に対応した開度設定値に設定して粉体の搬送供給を開始させ、かつ、前記粉体流量計測手段で計測された粉体流量実測値が前記所定の目標値に近づくように前記他の粉体供給装置の前記加圧制御弁を制御することを特徴とする粉体並列吹込システム。
2. さらに、前記排出口と前記可変弁との間に下部弁を備え、前記吹込タンク内の粉体の重量が前記所定の値（L１）よりも少ない値（L２）以下となった時に、前記加圧制御弁及び前記下部弁を閉じて前記粉体搬送配管枝管内への前記粉体の排出を停止することを特徴とする請求項１に記載の粉体並列吹込システム。
3. さらに、前記排出口と前記可変弁の間に下部弁を備え、前記吹込タンク内の粉体の重量が前記所定の値（L１）以下となってから所定の時間経過後に、前記加圧制御弁及び前記下部弁を閉じて前記粉体搬送配管枝管内への前記粉体の排出を停止することを特徴とする請求項１に記載の粉体並列吹込システム。
4. 内部に粉体が充填される吹込タンクと、該吹込タンク内の粉体の重量を検出する秤量器と、前記吹込タンクの下部付近に設けられた排出口に接続された粉体搬送配管枝管と、前記粉体搬送配管枝管の途中に設けられ前記排出口から排出される粉体の量を弁の開度により調節可能な可変弁と、前記吹込タンク内の圧力を検出するタンク内圧力計と、前記吹込タンクの内部に加圧されたガスを導入し、前記吹込タンク内の圧力と前記粉体搬送配管枝管内の圧力差により前記吹込タンク内の粉体を前記排出口より排出するための加圧ガスの圧力を調整する加圧制御弁と、前記粉体搬送配管枝管内の圧力を検出する管内圧力計とを有する粉体供給装置を複数台と、
   搬送ガスが導入され、該搬送ガスにより前記粉体を搬送する粉体搬送配管本管と、該粉体搬送配管本管内を搬送される粉体の総流量を計測する粉体流量計測手段と、前記各粉体供給装置の前記各弁の開度を制御することにより前記粉体搬送配管本管内を搬送される粉体の総流量を制御する制御手段とを備え、
   前記各粉体供給装置の粉体搬送配管枝管が前記粉体搬送配管本管に並列に接続され、前記各粉体供給装置を切り替えあるいは同時稼動させながら連続的に一定量の粉体を搬送供給する粉体並列吹込方法であって、
   前記制御手段は、予め設定された弁の開度設定値に基づいて前記各可変弁の開閉を制御するとともに、前記粉体流量計測手段で計測された粉体流量実測値が所定の目標値に近づくように前記加圧制御弁を制御するものであり、
   粉体の搬送供給開始前の待機中の前記粉体供給装置の前記吹込タンク内の圧力が前記粉体搬送配管枝管内の圧力に等しくなるように前記加圧制御弁を制御するステップと、
   前記複数の粉体供給装置のうちの稼動中の一の粉体供給装置の前記吹込タンク内の粉体の重量が所定の値（L1）より多い時は、前記可変弁を前記目標値に対応した開度設定値に基づいて制御するステップとを備えるとともに、
   前記稼動中の一の粉体供給装置の吹込タンク内の粉体の重量が所定の値（L1）以下となった時は、所定のパターンで前記可変弁の開度を漸減させ、かつ、前記吹込タンク内の圧力と前記粉体搬送配管枝管内の圧力との差が所定の一定値（ゼロではない。）になるように前記加圧制御弁を制御するとともに、待機中の他の粉体供給装置の可変弁を前記目標値に対応した開度設定値に設定して粉体の搬送供給を開始させ、かつ、前記粉体流量計測手段で計測された粉体流量実測値が前記所定の目標値に近づくように前記他の粉体供給装置の前記加圧制御弁を制御するステップとを備えたことを特徴とする粉体並列吹込方法。