JP6195512B2 - 固体燃料粉砕装置および固体燃料粉砕方法 - Google Patents

Description

本発明は、固体燃料粉砕装置および固体燃料粉砕方法に関する。

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。固体燃料粉砕装置に供給される酸化性ガスの温度を高温に維持することにより、固体燃料が含む水分を乾燥させて固体燃料の粉砕に要する時間を短縮するとともに、バーナ部での燃焼効率を向上させることができる。

特開平５−３４５１４４号公報

固体燃料粉砕装置が供給する微粉燃料を用いるボイラにおいては、運転負荷を増加させる際に、運転負荷を増加させる指令を行ってから、指令に応じた運転負荷となるまでに要する時間を短縮することが求められている。微粉燃料を用いるボイラの運転負荷は、固体燃料粉砕装置からボイラに排出される微粉燃料の量（排炭量）に応じて変化するので、運転負荷を増加させる指令に伴って固体燃料の供給量を増加させた後、指令に応じた排炭量となるまでに要する時間（出炭遅れ時間）を短縮することが求められる。特許文献１には、回転式分級器の回転数を調整することで、固体燃料の供給量を増加させてから、ボイラに供給される微粉燃料の量が増加するまでに要する時間を短縮する技術が開示されている。

しかしながら、特許文献１に開示された技術は、回転式分級器の回転数を下げてやや粗い（粒径の大きい）微粉燃料を供給させることで排炭量を増加させるため、適切でない粒径の微粉燃料がボイラに供給されてしまう可能性がある。また、特許文献１では、固体燃料を乾燥させ、十分に粉砕するまでに要する時間を短くすることに関する対策がなされていない。特に、固体燃料として水分を多く含む高水分炭を用いる場合、固体燃料を乾燥させるのに要する熱量が多くなり、出炭遅れ時間が長くなってしまうという問題が顕著である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、固体燃料の供給量を増加させてからボイラに供給される微粉燃料の量が増加するまでに要する出炭遅れ時間を短縮した固体燃料粉砕装置および固体燃料粉砕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、前記回転テーブルに固体燃料を供給する燃料供給部と、前記回転テーブル上の前記固体燃料を粉砕するローラと、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酸化性ガスを送風する送風部と、前記燃料供給部が前記回転テーブルに供給する前記固体燃料の供給量および前記送風部が送風する前記酸化性ガスの温度を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記酸化性ガスの温度を所定温度上昇させた後に前記固体燃料の供給量を所定量増加させるよう前記燃料供給部および前記送風部を制御する。

本発明に係る固体燃料粉砕装置によれば、回転テーブルに供給される固体燃料の供給量を増加させる場合に、供給量を増加させる前に予め酸化性ガスの温度が所定温度上昇している。そのため、適切な所定温度を設定することにより、固体燃料の供給量が増加することに伴って増加する固体燃料を乾燥させるのに要する熱量を十分に確保し、出炭遅れ時間を短縮することができる。

また、本発明の第１態様の固体燃料粉砕装置は、前記分級部にて分級された前記微粉燃料をボイラに供給する供給流路を備え、前記制御部は、前記供給流路に供給される前記微粉燃料を含む一次空気の温度が、前記供給量の増加が開始されてから所定期間に渡って上昇するように前記送風部を制御する。
このようにすることで、微粉燃料を含む一次空気の温度を一時的に上昇する程度にまで熱量を増加させ、出炭遅れ時間を短縮することができる。

また、本発明の第２態様の固体燃料粉砕装置は、前記送風部が、第１温度の第１酸化性ガスを供給する第１ガス供給部と、前記第１温度より低温の第２温度の第２酸化性ガスを供給する第２ガス供給部とを有し、前記制御部が、前記第１ガス供給部が供給する前記第１酸化性ガスの供給量と前記第２ガス供給部が供給する前記第２酸化性ガスの供給量とを調整することにより、前記送風部が送風する前記酸化性ガスの温度を制御する。

このようにすることで、第１温度の第１酸化性ガスの供給量と第１温度より低温の第２温度の第２酸化性ガスの供給量とを適切に調整し、粉砕された固体燃料を分級部へ供給するための酸化性ガスの温度を所定温度上昇させることができる。

また、本発明に係る固体燃料粉砕装置は、前記制御部が、前記所定温度を前記所定量に応じて設定する。
このようにすることで、固体燃料の増加量（所定量）に応じた適切な熱量が確保できるように所定温度が設定される。

また、本発明の第４態様の固体燃料粉砕装置は、前記送風部から送風される前記酸化性ガスに不活性ガスを混合させる不活性ガス供給部を備える。
このようにすることで、粉砕された固体燃料と混合する酸化性ガスの温度が高く、固体燃料の自然発火の危険がある場合に、酸化性ガス中の酸素濃度を低めて自然発火の危険を抑制することができる。

本発明に係る固体燃料粉砕方法は、回転テーブルに固体燃料を供給する燃料供給工程と、該燃料供給工程により前記回転テーブルに供給された前記固体燃料をローラにより粉砕する粉砕工程と、分級部により、該粉砕工程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工程と、前記粉砕工程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酸化性ガスを送風する送風工程と、を備え、前記送風工程は、前記燃料供給工程にて供給される前記固定燃料の供給量が所定量増加する場合に、該供給量の増加に先立って前記酸化性ガスの温度を前記所定量に応じて設定される所定温度上昇させる。

本発明に係る固体燃料粉砕方法によれば、回転テーブルに供給される固体燃料の供給量を増加させる場合に、供給量を増加させる前に予め酸化性ガスの温度が所定温度上昇している。そのため、適切な所定温度を設定することにより、固体燃料の供給量が増加することに伴って増加する固体燃料を乾燥させる熱量を十分に確保し、出炭遅れ時間を短縮することができる。

本発明によれば、固体燃料の供給量を増加させてからボイラに供給される微粉燃料の量が増加するまでに要する出炭遅れ時間を短縮した固体燃料粉砕装置および固体燃料粉砕方法を提供することができる。

本発明の一実施形態の固体燃料粉砕装置およびボイラを示す構成図である。 本発明の一実施形態の固体燃料粉砕装置の動作を示すフローチャートである。 給炭機の給炭量の時間経過を示すグラフである。 ミル出口ガス温度の時間経過を示すグラフである。 ミル入口ガス温度の時間経過を示すグラフである。 熱ガス送風量の時間経過を示すグラフである。 冷ガス送風量の時間経過を示すグラフである。 燃料の供給量の時間経過を示すグラフである。

以下、本発明の一実施形態の固体燃料粉砕装置および固体燃料粉砕方法について、図面を参照して説明する。
本実施形態の固体燃料粉砕装置１００は、ミル１０と、給炭機２０（燃料供給部）と、送風部３０と、制御部４０とを備えている。制御部４０は、給炭機２がミル１０に供給する固体燃料（石炭等）の供給量および送風部３０が送風する空気（酸化性ガス）の温度を制御するように構成されている。

制御部４０は、給炭機２がミル１０に供給する固体燃料の供給量を増加させる際に、送風部３０が送風する空気の温度を上昇させた後に、固体燃料の供給量を増加させるよう給炭機２および送風部３０を制御する。
このようにすることで、固体燃料の供給量が増加することに伴って増加する固体燃料を乾燥させるのに要する熱量を十分に確保し、出炭遅れ時間を短縮することができる。

以下、固体燃料粉砕装置１００を構成する各部と、固体燃料粉砕装置１００から供給される微粉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。

固体燃料粉砕装置１００が備えるミル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１３と、回転テーブル１２を回転させる駆動部１４を備える。

また、ミル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５０に連通しており、流路５０からハウジング１１の下端部に一次空気（一次酸化性ガス）が流入する。

図１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の外周部と接する部分（押圧する部分）は、回転テーブル１２の中心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５０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酸化性ガス吹出口（不図示）が設けられている。酸化性ガス吹出口の上方にはベーン（不図示）が設置されており、ベーンは酸化性ガス吹出口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の上方の分級部１６へ導く。なお、一次空気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空気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１８から流出する。出口１８は供給流路６０に連通している。出口１８には温度センサ９０が設けられている。温度センサ９０は、出口１８における一次空気の温度を検出し、制御部４０に通知する。
分級部１６のブレードは、モータ１９により駆動力を与えられ、ハウジング１１の円筒軸を中心に回転する。モータ１９の回転は、制御部４０からの指示によって制御される。

固体燃料粉砕装置１００が備える給炭機２０は、ホッパ２１と、搬送部２２と、モータ２３とを有する。搬送部２２は、モータ２３から与えられる駆動力によってホッパ２１の下端部から排出される固体燃料を搬送し、ミル１０の固体燃料投入部１７に導く。制御部４０は、モータ２３への回転数指令を調整することにより、搬送部２２が固体燃料を搬送する速度を制御することができる。ミル１０に単位時間当たりに供給される固体燃料の量（給炭量）は、搬送部２２が固体燃料を搬送する速度に比例したものとなる。
従って、制御部４０は、搬送部２２が固体燃料を搬送する速度を制御することにより、給炭量を調整することができる。

固体燃料粉砕装置１００が備える送風部３０は、熱ガス送風機３０ａと、冷ガス送風機３０ｂを備えている。熱ガス送風機３０ａおよび冷ガス送風機３０ｂは、それぞれローラ１３により粉砕された固体燃料を分級部１６へ供給するための一次空気を送風する装置である。
熱ガス送風機３０ａ、は熱交換器から供給される熱ガス（第１酸化性ガス）を吸入して送風する送風機である。また、冷ガス送風機３０は、常温の外気である冷ガス（第２酸化性ガス）を吸入して送風する送風機である。

制御部４０は、熱ガス送風機３０ａの送風量と、冷ガス送風機３０ｂの送風量をそれぞれ制御し、流路５０に供給される一次空気の流量および温度を調整することができる。制御部４０は、各送風機が備えるファンの回転数を調整することにより、それぞれの送風量を制御することができる。
流路５０には、流路５０を流通する一次空気の温度を検出する温度センサ７０が設けられている。温度センサ７０が検出する温度は、制御部４０に伝達されるようになっている。したがって、制御部４０は、流路５０を流通する一次空気の温度が目標温度となるように、熱ガス送風機３０ａの送風量と、冷ガス送風機３０ｂの送風量をそれぞれ制御することができる。

固体燃料粉砕装置１００は、窒素ガス供給部（不活性ガス供給部）８０を備えている。窒素ガス供給部８０は、窒素ガス供給源８１と調整弁８２とを有している。制御部４０は、調整弁８２を制御することにより、流路５０に供給される一次空気に混入させる窒素ガス（不活性ガス）の量を調整することができる。一次空気に混入させる窒素ガス（不活性ガス）の量を調整することにより、一次空気に含まれる酸素の濃度を調整することができる。

次に、固体燃料粉砕装置１００から供給される微粉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、エコノマイザ２３０とを備えている。

バーナ部２２０は、供給流路６０から供給される微粉燃料を含む一次空気と、熱交換器（不図示）から供給される２次空気とを用いて微粉燃料を燃焼させる装置である。微粉燃料の燃焼は火炉２１０内で行われ、高温の燃焼ガスは、エコノマイザ２３０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、熱交換器（不図示）に送られ、外気との熱交換が行われる。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。
エコノマイザ２３０において加熱された水は、蒸発器（不図示）および過熱器（不図示）によって更に加熱されて蒸気となり、蒸気タービン（不図示）に送られる。

ボイラ２００から排出される前の燃焼ガスは、エコノマイザ２３０の上流側において抽気され、調整弁２４０に送られる。エコノマイザ２３０の上流側において抽気される燃焼ガスは、例えば、５５０℃程度の温度となっている。
また、ボイラ２００から排出される前の燃焼ガスは、エコノマイザ２３０の下流側において抽気され、調整弁２５０に送られる。エコノマイザ２３０の下流側において抽気される燃焼ガスは、例えば、３５０〜４００℃程度の温度となっている。

エコノマイザ２３０の上流側および下流側で抽気される燃焼ガスの流量は、制御部４０が調整弁２４０および調整弁２５０の開度を制御することにより、調整される。調整弁２４０および調整弁２５０を通過した燃焼ガスは、サイクロン２６０に送られる。サイクロン２６０は、燃焼ガスに含まれる粒子状物質等を除去し、調整弁２７０に燃焼ガスを送る。そして、調整弁２７０の開度に応じた流量の燃焼ガスが熱ガス送風機３０ａに送られる。

制御部４０は、エコノマイザ２３０の上流側で抽気される燃焼ガスの流量と、エコノマイザ２３０の下流側で抽気される燃焼ガスの流量とを調整することにより、例えば、３５０℃〜５５０℃の範囲で、サイクロン２６０に送られる燃焼ガスの温度を調整することができる。
また、制御部４０は、調整弁２７０の開度を制御することにより、熱交換器（不図示）により加熱された外気に混入させる高温（３５０℃〜５５０℃の範囲）の燃焼ガスの流量を調整することができる。

次に、ボイラ負荷が変更される場合に固体燃料粉砕装置１００が実行する動作について図２を用いて説明する。図２は、本発明の一実施形態の固体燃料粉砕装置１００が実行する動作を示すフローチャートである。図２に示す各処理は、制御部４０が記憶部（不図示）に記憶された制御プログラムを読み出して実行することにより行われる。固体燃料粉砕装置１００が実行する動作を説明する際に、図３〜図８を参照しながら説明する。

ステップＳ２０１で、制御部４０は、外部からボイラ２００の負荷を変更するための変更指令を受信したかどうかを判定し、変更指令を受信した場合に処理をステップＳ２０２に進める。ボイラ負荷の変更指令は、本実施形態の固体燃料粉砕装置１００およびボイラ２００を備えるプラント全体を制御する主制御装置から受信する指令である。

ステップＳ２０２で、制御部４０は、ボイラ負荷の変更指令が、ボイラ負荷を増加させるための増加指令であるかどうかを判定し、増加指令である場合はステップＳ２０３に処理を進め、ボイラ負荷を減少させるための減少指令である場合はステップＳ２０６に処理を進める。

ここで、ステップＳ２０３〜ステップＳ２０５の処理は、ボイラ２００の負荷を増加させるために固体燃料粉砕装置１００が実行する処理である。一方、ステップＳ２０６〜ステップＳ２０８の処理は、ボイラ２００の負荷を減少させるために固体燃料粉砕装置１００が実行する処理である。
固体燃料粉砕装置１００は、ボイラ２００の負荷を増加させるためにボイラ２００に供給する単位時間あたりの微粉燃料の量（排炭量）を増加させ、ボイラ２００の負荷を減少させるためにボイラ２００に供給する単位時間あたりの微粉燃料の量（排炭量）を減少させる。

ステップＳ２０３で、制御部４０は、送風量の増加指示を熱ガス送風機３０ａに送信し、熱ガス送風機３０ａの送風量を増加させる。熱ガス送風機３０ａの送風量を増加させることにより、流路５０からミル１０に導かれる一次空気の温度を所定温度上昇させることができる。
ここで、制御部４０は、熱ガス送風機３０ａが増加させる送風量を、例えば、温度センサ７０が検知する現在の一次空気の温度と、ボイラ２００の負荷の増加量とに基づいて設定される目標温度との差分となる温度（所定温度）に基づいて設定する。

図６に示すように、制御部４０は、時刻ｔ０より早いタイミングから熱ガスの送風量をＱｈｇ０から一定の増加率で増加させ、時刻ｔ１より早いタイミングで送風量がＱｈｇ１となるように熱ガス送風機３０ａを制御する。このようにすることで、図５に示すように、ミル１０に流入する一次空気の温度が時刻ｔ０から一定の上昇率で上昇し、時刻ｔ１で一次空気の温度がＴｉｎ１となる。
制御部４０が時刻ｔ０より早いタイミングから熱ガスの送風量を増加させているのは、熱ガス送風機３０ａから送風された熱ガスを含む一次空気がミル１０に到達するまでの時間遅れを埋め合わせるためである。

制御部４０は、熱ガスの送風量がＱｈｇ１となった後、時刻ｔ２より早いタイミングで熱ガスの送風量がＱｈｇ３となるように、熱ガス送風機３０ａを制御する。その後、制御部４０は、熱ガスの送風量をＱｈｇ３からＱｈｇ２まで減少させ、その後は送風量Ｑｈｇ２が維持されるように熱ガス送風機３０ａを制御する。

一方、図７に示すように、制御部４０は、時刻ｔ１より遅いタイミングから冷ガスの送風量をＱｃｇ０から一定の増加率で増加させ、時刻ｔ２と時刻ｔ３の間のタイミングで冷ガスの送風量がＱｃｇ１となるように冷ガス送風機３０ｂを制御する。

以上のように熱ガス送風機３０ａおよび冷ガス送風機３０ｂを制御することで、図５に示すミル入口温度は、時刻ｔ１におけるＴｉｎ１から時刻ｔ２におけるＴｉｎ３まで一定の上昇率で上昇し、その後時刻ｔ３におけるＴｉｎ２まで低下する。時刻ｔ３以降は、ミル入口温度がＴｉｎ２に維持される。

図４には、温度センサ９０が検出するミル１０の出口１８における一次空気の温度（ミル出口温度）が示されている。図４に示すように、ミル出口温度Ｔｏｕｔは、時刻ｔ０におけるＴｏｕｔ０から時刻ｔ１におけるＴｏｕｔ１まで上昇し、その後は時刻ｔ２に至るまでＴｏｕｔ１が維持される。時刻ｔ２におけるＴｏｕｔ１は時刻ｔ３に至るまで一定の低下率で低下し、Ｔｏｕｔ０となる。

ここで、ミル出口温度Ｔｏｕｔは、ボイラ２００のバーナ部２２０に供給される微粉燃料の温度に対応するものである。ボイラ２００における燃焼効率を一定に保つためには、一定の温度の微粉燃料を供給するのが望ましい。そこで、時刻ｔ０以前と時刻ｔ３以降では、Ｔｏｕｔ０が維持されるようにしている。一方、給炭量（固体燃料の供給量）を増加させてからボイラに供給される微粉燃料の量（排炭量）が増加するまでに要する出炭時間遅れを短縮するには、ミル１０に供給される一次空気の温度を上昇させるのが望ましい。
そこで本実施形態では、制御部４０が、出炭時間遅れを短縮するために時刻ｔ０から時刻ｔ３に至るまでの所定期間に渡って一時的にミル出口温度が上昇するように送風部３０を制御する。

なお、制御部４０は、時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間でのミル出口温度Ｔｏｕｔ１と時刻ｔ０以前のミル出口温度Ｔｏｕｔ０の差分が、５℃〜１０℃となるように熱ガス送風機３０ａを制御する。
また、制御部４０は、ミル１０に供給される一次空気が高温となってミル１０の内部またはミル１０からボイラ２００に至る供給流路６０で自然発火することを避けるために、窒素ガス供給部８０を制御して流路５０に供給する窒素ガスの流量を調整する。流路５０に窒素ガスを供給し、一次空気に含まれる酸素濃度を低濃度（例えば、酸素と炭素のモル比が０．１２より小さい濃度）とすることにより、微粉燃料が自然発火する危険が抑制される。

ステップＳ２０４で、制御部４０は、モータ２３の回転数を上昇させる回転数指令をモータ２３に送信し、モータ２３の回転数を上昇させる。モータ２３の回転数が上昇することにより、搬送部２２が単位時間あたりにホッパ２１からミル１０の固体燃料投入部１７に導く固体燃料の供給量（給炭量）が所定量増加する。
図３に示すように、制御部４０は、時刻ｔ１における給炭量Ｑｃ１を一定の増加率で増加させ、時刻ｔ２おける給炭量をＱｃ２とする。

ステップＳ２０４で、制御部は、時刻ｔ１より遅いタイミングから冷ガスの送風量をＱｃｇ０から一定の増加率で増加させ、時刻ｔ２より遅いタイミングで送風量がＱｃｇ１となるように冷ガス送風機３０ｂを制御する。冷ガス（常温の外気）の送風量を増加させているのは、給炭量が増加するのに比例するように、ミル１０に供給する一次空気の供給量を増加させるためである。

このように、制御部４０は、ステップＳ２０３〜ステップＳ２０５の処理において、給炭量の増加が開始される時刻ｔ１においてミル入口温度（ミル１０に供給される一次空気の温度）が予め上昇するように送風部３０を制御する。また、制御部４０は、ミル入口温度を上昇させた後に給炭量を増加させるよう給炭機２０を制御する。
このようにすることで、制御部４０は、給炭量が増加する時点で、増加する給炭量に応じた熱量がミル１０に十分に供給されるように固体燃料粉砕装置１００を制御することができる。

ステップＳ２０６で、制御部４０は、モータ２３の回転数を低下させる回転数指令をモータ２３に送信し、モータ２３の回転数を低下させる。モータ２３の回転数が低下することにより、搬送部２２が単位時間あたりにホッパ２１からミル１０の固体燃料投入部１７に導く固体燃料の供給量（給炭量）が減少する。

ステップＳ２０７で、制御部４０は、送風量の減少指示を熱ガス送風機３０ａに送信し、熱ガス送風機３０ａの送風量を減少させる。熱ガス送風機３０ａの送風量を減少させることにより、流路５０からミル１０に導かれる一次空気の温度を所定温度低下させることができる。
ここで、制御部４０は、熱ガス送風機３０ａが減少させる送風量を、例えば、温度センサ７０が検知する現在の一次空気の温度と、ボイラ２００の負荷の減少量とに基づいて設定される目標温度との差分となる温度に基づいて設定する。

ステップＳ２０４で、制御部は、冷ガスの送風量を減少させるように冷ガス送風機３０ｂを制御する。冷ガスの送風量を減少させているのは、給炭量が減少するのに比例するように、ミル１０に供給する一次空気の供給量を減少させるためである。

制御部４０は、ステップＳ２０５またはステップＳ２０８の処理が終了すると、図２に示す処理を終了させ、再び図２に示す処理をステップＳ２０１から開始する。

図８は、燃料の供給量の時間経過を示すグラフであり、本実施形態による排炭量の時間経過と本実施形態の比較例による排炭量の時間経過を示している。
図８において、実線は、給炭機２０がミル１０に供給する固体燃料の供給量（給炭量）の時間経過を示している。前述したように、給炭機２０は、時刻ｔ１から時刻ｔ２に至るまで給炭量を増加させ、時刻ｔ２以降は一定の給炭量を維持している。

図８において２点鎖線は、本実施形態の比較例の排炭量を示すものである。本実施形態の比較例は、図６に点線で示すように、時刻ｔ０より遅いタイミングで熱ガス送風量の増加を開始させる例である。同様に、比較例は、図７に示すように、時刻ｔ０より遅いタイミングで冷ガス送風量の増加を開始させる冷である。この比較例によれば、図５に点線で示すように、時刻ｔ１におけるミル入口温度がＴｉｎ０となっており、本実施形態での時刻ｔ１におけるミル入口温度Ｔｉｎ１よりも低い。従って、比較例によれば、給炭量の増加が開始される時刻ｔ１における一次空気の温度が給炭量の増加が開始される以前の温度と同じＴｉｎ０となっている。
このような比較例によれば、図８に示すように、給炭量の増加が開始される時刻ｔ１においてミル１０に供給される熱量が十分でなく、出炭遅れ時間が長くなってしまう。
それに対して、本実施形態によれば、図８に点線で示すように、給炭量の増加を開始させる時刻ｔ１の時点でミル１０に供給される熱量が十分となっているため、比較例よりも出炭遅れ時間が短くなっている。

次に、本実施形態の固体燃料粉砕装置１００が行う固体燃料粉砕方法について説明する。本実施形態の固体燃料粉砕方法は、制御部４０が固体燃料粉砕装置１００を制御することにより実行される。
本実施形態の固体燃料粉砕方法は、給炭機２０が回転テーブル１２に固体燃料を供給する燃料供給工程と、ローラ１３が回転テーブル１２に供給された固体燃料を粉砕する粉砕工程と、分級部１６が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する分級工程と、送風部３０が粉砕された固体燃料を分級部１６へ供給するための一次空気を送風する送風工程とを備える。
送風工程（図２のステップＳ２０３）は、図２で説明したように、回転テーブル１２に供給される固体燃料の単位時間あたりの供給量が所定量増加する場合に、供給量の増加に先立って一次空気の温度を所定温度上昇させる。

次に、以上で説明した本実施形態の固体燃料粉砕装置１００が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態の固体燃料粉砕装置１００によれば、回転テーブル１２に供給される固体燃料の供給量を増加させる場合に、供給量を増加させる前に予め一次空気（酸化性ガス）の温度が所定温度上昇している。そのため、適切な所定温度を設定することにより、固体燃料の供給量が増加することに伴って増加する固体燃料を乾燥させるのに要する熱量を十分に確保し、出炭遅れ時間を短縮することができる。

また、本実施形態の固体燃料粉砕装置１００は、分級部１６にて分級された微粉燃料をボイラ２００に供給する供給流路６０を備え、制御部４０は、供給流路６０に供給される微粉燃料を含む一次空気の温度が、供給量の増加が開始されてから所定期間に渡って上昇するように前記送風部を制御する。
このようにすることで、微粉燃料を含む一次空気の温度を一時的に上昇する程度にまで熱量を増加させ、出炭遅れ時間を短縮することができる。

また、本実施形態の固体燃料粉砕装置１００は、送風部３０が、第１温度の熱ガス（第１酸化性ガス）を供給する熱ガス送風機３０ａ（第１ガス供給部）と、第１温度より低温の第２温度の冷ガス（第２酸化性ガス）を供給する冷ガス送風機３０ｂ（第２ガス供給部）とを有する。そして、制御部４０が、熱ガス送風機３０ａが供給する熱ガスの供給量と冷ガス送風機３０ｂが供給する冷ガスの供給量とを調整することにより、送風部３０が送風する一次空気の温度を制御する。

このようにすることで、第１温度の熱ガスの供給量と第１温度より低温の第２温度の冷ガスの供給量とを適切に調整し、粉砕された固体燃料を分級部１６へ供給するための一次空気の温度を所定温度上昇させることができる。

また、本実施形態の固体燃料粉砕装置１００は、制御部４０が、時刻ｔ１におけるミル入口温度Ｔｉｎ１と時刻ｔ０におけるミル入口温度Ｔｉｎ０との差分の温度（所定温度）を、時刻ｔ２における給炭量Ｑｃ２と時刻ｔ１における給炭量Ｑｃ１との差分の量（所定量）に応じて設定する。
このようにすることで、固体燃料の増加量（所定量）に応じた適切な熱量が確保できるように所定温度が設定される。

また、本実施形態の固体燃料粉砕装置１００は、送風部３０から送風される一次空気に窒素ガス（不活性ガス）を混合させる窒素ガス供給部（不活性ガス供給部）８０を備える。
このようにすることで、粉砕された固体燃料と混合する一次空気の温度が高く、固体燃料の自然発火の危険がある場合に、一次空気中の酸素濃度を低めて自然発火の危険を抑制することができる。

また、本実施形態の固体燃料粉砕方法によれば、回転テーブル１２に供給される固体燃料の供給量を増加させる場合に、供給量を増加させる前に予め一次空気の温度が所定温度上昇している。そのため、適切な所定温度を設定することにより、固体燃料の供給量が増加することに伴って増加する固体燃料を乾燥させる熱量を十分に確保し、出炭遅れ時間を短縮することができる。

上記の実施形態において、送風部３０が備える熱ガス送風機３０ａおよび冷ガス送風機３０ｂは、それぞれファンの回転数により熱ガスおよび冷ガスの送風量を調整することが可能なものであったが、他の態様の送風部を用いるようにしてもよい。
例えば、一定の風量を送風可能な送風機と、送風機により送風される空気の流路上に設けられるダンパとから構成される送風部を用いるようにしてもよい。この場合、制御部４０は、ダンパの開度を調整することにより、送風量を制御する。

上記の実施形態の固体燃料粉砕装置１００は、固体燃料として水分を多く含む高水分炭を用いる場合に、特に好適である。一方、固体燃料として水分が少ない低水分炭を用いる場合には、給炭量を増加させる場合であっても、給炭量の増加に先立って酸化性ガスの温度を予め上昇させておく必然性は少ない。そこで、本実施形態の変形例として、制御部４０が入力部（不図示）を介して操作者からの制御モードの入力を受け付け、固体燃料として高水分炭を用いるのに適した高水分炭モードと、固体燃料として高水分炭以外の低水分炭等を用いる通常モードのいずれかで固体燃料粉砕装置１００を制御するようにしてもよい。

制御部４０は、操作者が高水分炭モードを設定した場合には、図２に示す通りの処理を行い、ボイラ負荷の増加指令がなされた場合に、熱ガス送風機３０ａの送風量を増加させた後（ステップＳ２０３の後）に給炭量を増加させる（ステップＳ２０４）。一方、制御装置４０は、操作者が通常モードを設定した場合には、ボイラ負荷の変更指令が増加指令であるか否かに拘わらず図２に示すステップＳ２０６〜ステップＳ２０８の処理を行うものとする。

このような変形例によれば、固体燃料粉砕装置１００の操作者は、操作部を介して高水分炭モードまたは通常モードのいずれかを入力することにより、固体燃料に含まれる水分量に応じた適切な動作を固体燃料粉砕装置１００に実行させることができる。

１０ ミル
１１ ハウジング
１２ 回転テーブル
１３ ローラ
１４ 駆動部
１６ 分級部
１７ 固体燃料投入部
１８ 出口
１９ モータ
２０ 給炭機（燃料供給部）
２３ モータ
３０ 送風部
３０ａ 熱ガス送風機（第１ガス供給部）
３０ｂ 冷ガス送風機（第２ガス供給部）
４０ 制御部
５０ 流路
６０ 供給流路
７０ 温度センサ
８０ 窒素ガス供給部（不活性ガス供給部）
１００ 固体燃料粉砕装置
２００ ボイラ

Claims (5)

1. 駆動部からの駆動力により回転する回転テーブルと、
   前記回転テーブルに固体燃料を供給する燃料供給部と、
   前記回転テーブル上の前記固体燃料を粉砕するローラと、
   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酸化性ガスを送風する送風部と、
   前記燃料供給部が前記回転テーブルに供給する前記固体燃料の単位時間あたりの供給量および前記送風部が送風する前記酸化性ガスの温度を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記酸化性ガスの温度を所定温度上昇させた後に前記固体燃料の単位時間あたりの供給量を所定量増加させるよう前記燃料供給部および前記送風部を制御するとともに、前記所定温度を前記所定量に応じて設定する固体燃料粉砕装置。
2. 前記分級部にて分級された前記微粉燃料をボイラに供給する供給流路を備え、
   前記制御部は、前記供給流路に供給される前記微粉燃料を含む前記酸化性ガスの温度が、前記供給量の増加が開始されてから所定期間に渡って上昇するように前記送風部を制御する請求項１に記載の固体燃料粉砕装置。
3. 前記送風部は、第１温度の第１酸化性ガスを供給する第１ガス供給部と、前記第１温度より低温の第２温度の第２酸化性ガスを供給する第２ガス供給部とを有し、
   前記制御部は、前記第１ガス供給部が供給する前記第１酸化性ガスの供給量と前記第２ガス供給部が供給する前記第２酸化性ガスの供給量とを調整することにより、前記送風部が送風する前記酸化性ガスの温度を制御する請求項１または請求項２に記載の固体燃料粉砕装置。
4. 前記送風部から送風される前記酸化性ガスに不活性ガスを混合させる不活性ガス供給部を備える請求項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。
5. 回転テーブルに固体燃料を供給する燃料供給工程と、
   該燃料供給工程により前記回転テーブルに供給された前記固体燃料をローラにより粉砕する粉砕工程と、
   分級部により、該粉砕工程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工程と、
   前記粉砕工程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酸化性ガスを送風する送風工程と、を備え、
   前記送風工程は、前記燃料供給工程にて供給される前記固体燃料の単位時間あたりの供給量が所定量増加する場合に、該供給量の増加に先立って前記酸化性ガスの温度を前記所定量に応じて設定される所定温度上昇させる固体燃料粉砕方法。

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