JP6828113B1 - 余寿命推定システム及び固体燃料粉砕装置、並びに余寿命推定方法、並びに余寿命推定プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】より精度よく余寿命推定を行うことのできる余寿命推定システム及び固体燃料粉砕装置、並びに余寿命推定方法、並びに余寿命推定プログラムを提供することを目的とする。【解決手段】回転テーブル１２との間で固体燃料を粉砕するローラ１３のジャーナル軸受の余寿命推定システムであって、ローラ１３に掛かる荷重に関する情報として油圧荷重の計測値と、回転テーブル１２に対するローラ１３の傾斜角に関する情報としてローラ１３のリフト量の計測値とを取得する取得部と、取得部において取得した情報に基づいて、ジャーナル軸受の余寿命を推定する推定部とを備える。【選択図】図１

Description

本開示は、余寿命推定システム及び固体燃料粉砕装置、並びに余寿命推定方法、並びに余寿命推定プログラムに関するものである。

従来、石炭やバイオマス燃料等の固体燃料（炭素含有固体燃料）は、粉砕機（ミル）で所定粒径範囲内の微粉状に粉砕して、燃焼装置へ供給される。ミルは、回転テーブルへ投入された石炭やバイオマス燃料等の固体燃料を、回転テーブルとローラの間で噛み砕くことで粉砕する。そして、回転テーブルの外周から供給される搬送用ガスによって、粉砕されて微粉状となった燃料を分級機で所定粒径範囲のものを選別し、ボイラへ搬送して燃焼装置で燃焼させている。火力発電プラントでは、ボイラで燃焼して生成された燃焼ガスとの熱交換により蒸気を発生させ、該蒸気により蒸気タービンを回転駆動して、蒸気タービンに接続した発電機を回転駆動することで発電が行われる。

固体燃料の粉砕時には、ローラには荷重がかかるため、ローラのジャーナル軸受に対しても荷重がかかり、耐久できる寿命が低下する。このため、ローラのジャーナル軸受の余寿命を把握して適切な時期にメンテナンスを行う必要がある。

特許文献１では、油圧荷重を計測してローラ荷重変動を算出し、ローラ荷重変動により算出した疲労損傷度に基づいて交換時期を予測することが開示されている。

特開２０００−２４６１２６号公報

しかしながら、従来の余寿命推定方法では、ローラのジャーナル軸受へ付加される最大荷重（例えば最大給炭量）にあわせた設計値を固定値として用い、余寿命を推定している。このため、発電プラントにおける負荷変動に対応してミルの運転負荷変動が生じているものの、ジャーナル軸受荷重の変動は推定した余寿命に反映されていなかった。また、最大荷重にあわせた設計値を用いて推定した余寿命から予測される交換時期に加えて、実際には余裕期間を設けた交換時期を選定する場合が多いため、本来必要とされているメンテナンス頻度に比べてメンテナンス頻度が増加する恐れがある。

また、特許文献１では、油圧荷重を計測することが開示されているものの、油圧荷重の計測のみではジャーナル軸受に対する半径方向と軸方向の荷重の分配を正確に把握することができず、余寿命推定時に荷重値の変動を効果的に反映できない場合がある。

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、より精度よくローラのジャーナル軸受の余寿命の推定を行うことができる余寿命推定システム及び固体燃料粉砕装置、並びに余寿命推定方法、並びに余寿命推定プログラムを提供することを目的とする。

本開示の第１態様は、テーブルとの間で固体燃料を粉砕するローラのジャーナル軸受の余寿命推定システムであって、前記ローラに掛かる荷重に関する情報の計測値と、前記テーブルに対する前記ローラの傾斜角に関する情報の計測値とを取得する取得部と、前記取得部において取得した情報に基づいて、前記ジャーナル軸受の余寿命を推定する推定部と、を備える余寿命推定システムである。

本開示の第２態様は、テーブルとの間で固体燃料を粉砕するローラのジャーナル軸受の余寿命推定方法であって、前記ローラに掛かる荷重に関する情報の計測値と、前記テーブルに対する前記ローラの傾斜角に関する情報の計測値とを取得する取得工程と、前記取得工程において取得した情報に基づいて、前記ジャーナル軸受の余寿命を推定する推定工程と、を有する余寿命推定方法である。

本開示の第３態様は、テーブルとの間で固体燃料を粉砕するローラのジャーナル軸受の余寿命推定プログラムであって、前記ローラに掛かる荷重に関する情報の計測値と、前記テーブルに対する前記ローラの距離であるリフト量に関する情報の計測値とを取得する取得処理と、前記取得処理において取得した情報に基づいて、前記ジャーナル軸受の余寿命を推定する推定処理と、をコンピュータに実行させるための余寿命推定プログラムである。

本開示によれば、より精度よくローラのジャーナル軸受の余寿命を推定することができるという効果を奏する。

本開示の第１実施形態に係る固体燃料粉砕装置およびボイラを示す構成図である。 本開示の第１実施形態に係るローラ周りを示した部分拡大縦断面図である。 本開示の第１実施形態に係る制御部のハードウェア構成図である。 本開示の第１実施形態に係る制御部が備える機能を示した機能ブロック図である。 本開示の第１実施形態に係るローラの荷重状態を示す部分拡大縦断面図である。 本開示の第１実施形態に係るローラ傾斜角を示す部分拡大縦断面図である。 本開示の第１実施形態に係るローラ傾斜角を示す部分拡大縦断面図である。 本開示の第１実施形態に係るギャップセンサの構成例を示す図である。 本開示の第１実施形態に係る余寿命推定処理のフローチャートを示した図である。 本開示の第１実施形態に係る余寿命の推定結果を示す図である。 本開示の第２実施形態に係る制御部が備える機能を示した機能ブロック図である。 本開示の第２実施形態に係る余寿命の予測結果を示す図である。 本開示の第３実施形態に係る制御部が備える機能を示した機能ブロック図である。 本開示の第３実施形態に係るメンテナンス計画に係るシステムの例を示す図である。

〔第１実施形態〕
以下に、本開示に係る余寿命推定システム及び固体燃料粉砕装置、並びに余寿命推定方法、並びに余寿命推定プログラムの第１実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、余寿命システムが発電プラント１の固体燃料粉砕装置１００に適用される場合について説明する。

本実施形態に係る発電プラント１は、図１に示すように、固体燃料粉砕装置１００とボイラ２００とを備えている。

本実施形態の固体燃料粉砕装置１００は、一例として石炭やバイオマス燃料等の固体燃料（炭素含有固体燃料）を粉砕し、微粉燃料を生成してボイラ２００のバーナ部（燃焼装置）２２０へ供給する装置である。図１に示す固体燃料粉砕装置１００とボイラ２００とを含む発電プラント１は、１台の固体燃料粉砕装置１００を備えるものであるが、１台のボイラ２００の複数のバーナ部２２０のそれぞれに対応する複数台の固体燃料粉砕装置１００を備えるシステムとしてもよい。

本実施形態の固体燃料粉砕装置１００は、図１に示すように、ミル（粉砕部）１０と、給炭機（燃料供給機）２０と、送風部（搬送用ガス供給部）３０と、状態検出部（状態検出装置）４０と、制御部（制御装置）６０とを備えている。
なお、本実施形態では、上方とは鉛直上側の方向を、上部や上面などの“上”とは鉛直上側の部分を示している。また同様に“下”とは鉛直下側の部分を示している。

ボイラ２００に供給する石炭やバイオマス燃料等の固体燃料を微粉状の固体燃料である微粉燃料へと粉砕するミル１０は、石炭のみを粉砕する形式であっても良いし、バイオマス燃料のみを粉砕する形式であっても良いし、石炭とともにバイオマス燃料を粉砕する形式であってもよく、固体燃料の種類は限定されない。ここで、バイオマス燃料とは、再生可能な生物由来の有機性資源であり、例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを原料としたリサイクル燃料（ペレットやチップ）などであり、ここに提示したものに限定されることはない。バイオマス燃料は、バイオマスの成育過程において二酸化炭素を取り込むことから、地球温暖化ガスとなる二酸化炭素を排出しないカーボンニュートラルとされるため、その利用が種々検討されている。

ミル１０は、ハウジング１１と、回転テーブル（テーブル）１２と、ローラ（粉砕ローラ）１３と、駆動部１４と、回転式分級機１６と、燃料供給部１７と、回転式分級機１６を回転駆動させるモータ１８とを備えている。
ハウジング１１は、鉛直方向に延びる筒状に形成されるとともに、回転テーブル１２とローラ１３と回転式分級機１６と、燃料供給部１７とを収容する筐体である。
ハウジング１１の天井部４２の中央部には、燃料供給部１７が取り付けられている。この燃料供給部１７は、バンカ２１から導かれた固体燃料をハウジング１１内に供給するものであり、ハウジング１１の中心位置に上下方向に沿って配置され、下端部がハウジング１１内部まで延設されている。

ハウジング１１の底面部４１付近には駆動部１４が設置され、この駆動部１４から伝達される駆動力により回転する回転テーブル１２が回転自在に配置されている。
回転テーブル１２は、平面視円形の部材であり、燃料供給部１７の下端部が対向するように配置されている。回転テーブル１２の上面は、例えば、中心部が低く、外側に向けて高くなるような傾斜形状をなし、外周部が上方に曲折した形状をなしていてもよい。燃料供給部１７は、固体燃料（本実施形態では例えば石炭やバイオマス燃料）を上方から下方の回転テーブル１２に向けて供給し、回転テーブル１２は供給された固体燃料をローラ１３との間で粉砕するもので、粉砕テーブルとも呼ばれる。

固体燃料が燃料供給部１７から回転テーブル１２の中央へ向けて投入されると、回転テーブル１２の回転による遠心力によって固体燃料は回転テーブル１２の外周側へと導かれ、ローラ１３との間に挟み込まれて粉砕される。粉砕された固体燃料は、搬送用ガス流路（以降は、一次空気流路と記載する）１００ａから導かれた搬送用ガス（以降は、一次空気と記載する）によって上方へと吹き上げられ、回転式分級機１６へと導かれる。すなわち、回転テーブル１２の外周には、一次空気流路１００ａ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吹出口（図示省略）が設けられている。吹出口にはベーン（図示省略）が設置されており、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内の上方の回転式分級機１６へと導く。なお、一次空気に混合した固体燃料の粉砕物のうち、所定粒径より大きいものは回転式分級機１６により分級されて、または、回転式分級機１６まで到達することなく、落下して回転テーブル１２に戻されて、再び粉砕される。

ローラ１３は、燃料供給部１７から回転テーブル１２に供給された固体燃料を粉砕する回転体である。ローラ１３は、回転テーブル１２の上面に押圧されて回転テーブル１２と協働して固体燃料を粉砕する。図１では、ローラ１３が代表して１つのみ示されているが、回転テーブル１２の上面を押圧するように、周方向に一定の間隔を空けて、複数のローラ１３が対向して配置される。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が周方向に均等な間隔で配置される。この場合、３つのローラ１３が回転テーブル１２の上面と接する部分（押圧する部分）は、回転テーブル１２の回転中心軸からの距離が等距離となる。

ローラ１３は、ジャーナルヘッド４５によって、上下に揺動可能となっており、回転テーブル１２の上面に対して接近離間自在に支持されている。ローラ１３は、外周面が回転テーブル１２の上面に接触した状態で、回転テーブル１２が回転すると、回転テーブル１２から回転力を受けて連れ回りするようになっている。燃料供給部１７から固体燃料が供給されると、ローラ１３と回転テーブル１２との間で固体燃料が押圧されて粉砕されて、微粉燃料となる。

ジャーナルヘッド４５の支持アーム４７は、中間部が水平方向に沿った支持軸４８によって、ハウジング１１の側面部に支持軸４８を中心としてローラ１３を上下方向に揺動可能に支持されている。また、支持アーム４７の鉛直上側にある上端部には、押圧装置４９が設けられている。押圧装置４９は、ハウジング１１に固定され、ローラ１３を回転テーブル１２に押し付けるように、支持アーム４７等を介してローラ１３に荷重を付与する。

ローラ１３の詳細な構成の例を図２（ローラ１３周りを示した部分拡大縦断面図）に示す。ローラ１３は、ローラ支持部５５によってハウジング１１に支持されている。ローラ支持部５５は、ローラ１３を取り付ける支持軸５２と、支持軸５２を保持する本体５６と、本体５６の側部に固定して取り付けられた支持軸４８と、本体５６の上面に上方へ延在するように取り付けられた支持アーム４７と、本体５６の下面に下方に突出するように設けられた突起部５７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５１が取り付けられている。ローラ１３は、ハブ５１を介して、支持軸５２の先端部に取り付けられる。すなわち、ローラ１３は支持軸５２に対してジャーナル軸受（ローラジャーナル軸受）５９を介して取り付けられることによって、ローラ１３は、支持軸５２を中心に周方向に回転可能となっている。なお、後述するように、本実施形態では、ジャーナル軸受５９の余寿命を推定する。支持軸４８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５５は支持軸４８を中心に回動可能となっており、支持軸４８を中心に回動することにより、回転テーブル１２に対するローラ１３の距離（リフト量Ｘ）が変化する。

ハウジング１１には、支持アーム４７の上端部を押圧する押圧装置４９が取り付けられている。押圧装置４９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５３と、ハウジング１１の外周に取り付けられ中間ピストン５３の外側端部を押圧する油圧荷重部５４を備える。中間ピストン５３の内側端部は、支持アーム４７の上端部外周側に接触している。押圧装置４９は、油圧荷重部５４によって油圧荷重Ｌ１（図５参照）を発生させ、中間ピストン５３を長手方向に移動させることにより、ローラ支持部５５を、支持軸４８を中心に揺動させる。すなわち、ローラ１３は、押圧装置４９によって回転テーブル１２に押圧されている。

突起部５７は、ローラ支持部５５が支持軸４８を中心に一定の位置まで揺動した場合に、ストッパ５８に突き当たる。ストッパ５８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。

駆動部１４は、回転テーブル１２に駆動力を伝達し、回転テーブル１２を中心軸（回転軸）回りに回転させる装置である。駆動部１４は、回転テーブル１２を回転させる駆動力を発生する。

回転式分級機１６は、ハウジング１１の上部に設けられ中空状の略逆円錐形状の外形を有している。回転式分級機１６は、その外周位置に上下方向に延在する複数のブレード１６ａを備えている。各ブレード１６ａは、回転式分級機１６の中心軸線周りに所定の間隔（均等間隔）で設けられている。また、回転式分級機１６は、ローラ１３により粉砕された固体燃料を所定粒径（例えば、石炭では７０〜１００μｍ）より大きいもの（以下、所定粒径を超える粉砕された固体燃料を「粗粉燃料」という。）と所定粒径以下のもの（以下、所定粒径以下の粉砕された固体燃料を「微粉燃料」という。）に分級する装置である。回転により分級する回転式分級機１６は、ロータリセパレータとも呼ばれ、制御部６０によって制御されるモータ１８により回転駆動力を与えられ、ハウジング１１の上下方向に延在する円筒軸（図示省略）を中心に燃料供給部１７の周りを回転する。

回転式分級機１６に到達した粉砕された固体燃料において、ブレード１６ａの回転により生じる遠心力と、一次空気の気流による向心力との相対的なバランスにより、大きな径の粗粉燃料は、ブレード１６ａによって叩き落とされ、回転テーブル１２へと戻されて再び粉砕され、微粉燃料はハウジング１１の天井部４２にある出口１９に導かれる。
回転式分級機１６によって分級された微粉燃料は、出口１９から供給流路１００ｂへ排出され、一次空気とともに後工程へと搬送される。供給流路１００ｂへ流出した微粉燃料は、ボイラ２００のバーナ部２２０へ供給される。

燃料供給部１７は、ハウジング１１の上端を貫通するように上下方向に沿って下端部がハウジング１１内部まで延設されて取り付けられ、燃料供給部１７の上部から投入される固体燃料を回転テーブル１２の略中央領域に供給する。燃料供給部１７は、給炭機２０から固体燃料が供給される。

給炭機２０は、搬送部２２と、モータ２３とを備える。搬送部２２は、モータ２３から与えられる駆動力によってバンカ２１の直下にあるダウンスパウト部２４の下端部から排出される固体燃料を搬送し、ミル１０の燃料供給部１７に導かれる。
通常、ミル１０の内部には、粉砕した固体燃料である微粉燃料を搬送するための一次空気が供給されて、圧力が高くなっている。バンカ２１の直下にある上下方向に延在する管であるダウンスパウト部２４には内部に燃料が積層状態で保持されていて、ダウンスパウト部２４内に積層された固体燃料層により、ミル１０側の一次空気と微粉燃料が逆流入しないようなシール性を確保している。
ミル１０へ供給する固体燃料の供給量は、搬送部２２のベルトコンベアのベルト速度で調整されてもよい。

一方、粉砕前のバイオマス燃料のチップやペレットは、石炭燃料（すなわち粉砕前の石炭の粒径は、例えば、粒径が２〜５０ｍｍ程度）に比べて、粒径が一定であり（ペレットのサイズは、例えば、直径６〜８ｍｍ程度、長さは４０ｍｍ以下程度）、かつ、軽量である。このため、バイオマス燃料がダウンスパウト部２４内に貯留されている場合は、石炭燃料の場合に比べて、各バイオマス燃料間に形成される隙間が大きくなる。
したがって、ダウンスパウト部２４内のバイオマス燃料のチップやペレットの間には隙間があることから、ミル１０内部から吹き上げる一次空気と微粉燃料が各バイオマス燃料間に形成される隙間を通過して、ミル１０内部の圧力が低下する可能性がある。また、一次空気がバンカ２１の貯留部へと吹き抜けると、バイオマス燃料の搬送性の悪化や粉塵発生、バンカ２１及びダウンスパウト部２４の着火や、また、ミル１０内部の圧力が低下すると、微粉燃料の搬送量が低下するなど、ミル１０の運転に種々の問題が生じる可能性がある。このため、給炭機２０から燃料供給部１７の途中にロータリバルブ（図示省略）を設けて、一次空気と微粉燃料の吹き上げによる逆流を抑制するようにしてもよい。

送風部３０は、ローラ１３により粉砕された固体燃料を乾燥させるとともに回転式分級機１６へ供給するための一次空気をハウジング１１の内部へ送風する装置である。
送風部３０は、ハウジング１１へ送風される一次空気を適切な温度に調整するために、本実施形態では、一次空気通風機（ＰＡＦ：Ｐｒｉｍａｒｙ Ａｉｒ Ｆａｎ）３１と、熱ガス流路３０ａと、冷ガス流路３０ｂと、熱ガスダンパ３０ｃと、冷ガスダンパ３０ｄとを備えている。

本実施形態では、熱ガス流路３０ａは、一次空気通風機３１から送出された空気（外気）の一部を、例えば空気予熱器などの熱交換器（加熱器）３４を通過して加熱せられた熱ガスとして供給する。熱ガス流路３０ａの下流側には熱ガスダンパ３０ｃ（第１送風部）が設けられている。熱ガスダンパ３０ｃの開度は制御部６０によって制御される。熱ガスダンパ３０ｃの開度によって熱ガス流路３０ａから供給する熱ガスの流量が決定する。

冷ガス流路３０ｂは、一次空気通風機３１から送出された空気の一部を常温の冷ガスとして供給する。冷ガス流路３０ｂの下流側には冷ガスダンパ（第２送風部）３０ｄが設けられている。冷ガスダンパ３０ｄの開度は制御部６０によって制御される。冷ガスダンパ３０ｄの開度によって冷ガス流路３０ｂから供給する冷ガスの流量が決定する。

一次空気の流量は、本実施形態では、熱ガス流路３０ａから供給する熱ガスの流量と冷ガス流路３０ｂから供給する冷ガスの流量の合計の流量となり、一次空気の温度は、熱ガス流路３０ａから供給する熱ガスと冷ガス流路３０ｂから供給する冷ガスの混合比率で決まり、制御部６０によって制御される。
また、熱ガス流路３０ａから供給する熱ガスに、図示しないガス再循環通風機を介してボイラ２００から排出された燃焼ガスの一部を導き、混合気とすることで、一次空気流路１００ａから流入する一次空気の酸素濃度を調整してもよい。

本実施形態では、ハウジング１１の状態検出部４０により、計測または検出したデータを制御部６０に送信する。本実施形態の状態検出部４０は、例えば、差圧計測手段であり、一次空気流路１００ａからミル１０内部へ一次空気が流入する部分及びミル１０内部から供給流路１００ｂへ一次空気及び微粉燃料が排出する出口１９との差圧をミル１０内の差圧として計測する。例えば、回転式分級機１６の分級性能により、ミル１０内部を回転式分級機１６付近と回転テーブル１２付近の間で循環する粉砕された固体燃料の循環量の増減とこれに対するミル１０内の差圧の上昇低減が変化する。すなわち、ミル１０の内部に供給する固体燃料に対して、出口１９から排出させる微粉燃料を調整して管理することができるので、微粉燃料の粒度がバーナ部２２０の燃焼性に影響しない範囲で、多くの微粉燃料をボイラ２００に設けられたバーナ部２２０に供給することができる。
また、本実施形態の状態検出部４０は、例えば、温度計測手段であり、ローラ１３により粉砕された固体燃料を回転式分級機１６へ吹き上げるためにハウジング１１の内部に供給する一次空気の温度と、ハウジング１１の内部において出口１９までの一次空気の温度を検出して、上限温度を超えないように送風部３０を制御する。なお、一次空気は、ハウジング１１内において、粉砕物を乾燥しながら搬送することによって冷却されるので、ハウジング１１の上部空間から出口１９での温度は、例えば約６０〜８０度程度となる。

ボイラ２００は、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。このため、ボイラ２００は、火炉２１０とバーナ部２２０とを備えている。

バーナ部２２０は、供給流路１００ｂから供給される微粉燃料を含む一次空気と、押込気通風機（ＦＤＦ：Ｆｅｅｄ Ｄｒａｆｔ Ｆａｎ）３２から送出される空気（外気）を熱交換器３４で加熱して供給される二次空気とを用いて微粉燃料を燃焼させて火炎を形成する装置である。微粉燃料の燃焼は火炉２１０内で行われ、高温の燃焼ガスは、蒸発器，過熱器，エコノマイザなどの熱交換器（図示省略）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、環境装置（脱硝装置、電気集塵機などで図示省略）で所定の処理を行うとともに、例えば空気予熱器などの熱交換器３４で一次空気通風機３１から送出される空気と押込気通風機３２から送出される空気との熱交換が行われ、誘引通風機（ＩＤＦ：Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｄｒａｆｔ Ｆａｎ）３３を介して煙突（図示省略）へと導かれて外気へと放出される。熱交換器３４において燃焼ガスにより加熱された一次空気通風機３１から送出される空気は、前述した熱ガス流路３０ａに供給される。
ボイラ２００の各熱交換器への給水は、エコノマイザ（図示省略）において加熱された後に、蒸発器（図示省略）および過熱器（図示省略）によって更に加熱されて高温高圧の蒸気が生成され、発電部である蒸気タービン（図示省略）へと送られて蒸気タービンを回転駆動し、蒸気タービンに接続した発電機（図示省略）を回転駆動して発電が行われ、発電プラント１を構成する。

制御部６０は、固体燃料粉砕装置１００の各部を制御する装置である。制御部６０は、例えば、駆動部１４に駆動指示を伝達することによりミル１０の運転に対する回転テーブル１２の回転速度を制御してもよい。制御部６０は、例えば回転式分級機１６のモータ１８へ駆動指示を伝達して回転速度を制御することで、分級性能を調整することにより、ミル１０内の差圧を所定の範囲に適正化して微粉燃料の供給を安定化させることができる。また、制御部６０は、例えば給炭機２０のモータ２３へ駆動指示を伝達することにより、搬送部２２が固体燃料を搬送して燃料供給部１７へ供給する固体燃料の供給量を調整することができる。また、制御部６０は、開度指示を送風部３０に伝達することにより、熱ガスダンパ３０ｃおよび冷ガスダンパ３０ｄの開度を制御して一次空気の流量と温度を制御することができる。また、制御部６０は、押圧装置４９の油圧荷重部５４に付加する油圧を、例えば、固体燃料の供給量や回転式分級機１６の回転数に応じて制御することで、ローラ１３が回転テーブル１２に押圧される力を適正化し、安定した固体燃料の粉砕を可能とする。

また、制御部６０は、ジャーナル軸受５９における余寿命の推定を行う。すなわち、制御部６０は、回転テーブル１２との間で固体燃料を粉砕するローラ１３のジャーナル軸受５９の余寿命推定システムとしての機能を有している。なお、余寿命推定システムとしての機能は、制御部６０とは別の制御装置に設けることとしてもよい。

図３は、本実施形態に係る制御部６０のハードウェア構成の一例を示した図である。
図３に示すように、制御部６０は、コンピュータシステム（計算機システム）であり、例えば、ＣＰＵ１１０と、ＣＰＵ１１０が実行するプログラム等を記憶するためのＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２０と、各プログラム実行時のワーク領域として機能するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３０と、大容量記憶装置としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１４０と、ネットワーク等に接続するための通信部１５０とを備えている。これら各部は、バス１８０を介して接続されている。

また、制御部６０は、キーボードやマウス等からなる入力部や、データを表示する液晶表示装置等からなる表示部などを備えていてもよい。

なお、ＣＰＵ１１０が実行するプログラム等を記憶するための記憶媒体は、ＲＯＭ１２０に限られない。例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等の他の補助記憶装置であってもよい。

後述の各種機能を実現するための一連の処理の過程は、プログラムの形式でＨＤＤ１４０等に記録されており、このプログラムをＣＰＵ１１０がＲＡＭ１３０等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、後述の各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭ１２０やその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。また、ＨＤＤ１４０はソリッドステートディスク（ＳＳＤ）等で置き換えられてもよい。

図４は、制御部６０が備える余寿命推定に関する機能を示した機能ブロック図である。図４に示されるように、制御部６０は、取得部６２と、推定部６３とを備えている。

取得部６２は、ローラ１３に掛かる荷重に関する情報の計測値と、回転テーブル１２に対するローラ１３の傾斜角に関する情報の計測値とを取得する。取得部６２では、ジャーナル軸受５９の余寿命推定において実際の運転状態を反映するために重要な、ローラ１３にかかる荷重に関する情報の計測値と、回転テーブル１２に対するローラ１３の傾斜角に関する情報とを取得している。

ローラ１３に掛かる荷重に関する情報とは、図５に示すように、ローラ１３における回転テーブル１２から受ける荷重Ｌ２に関する情報である。回転テーブル１２からの荷重Ｌ２とは、回転テーブル１２の上面に供給されて粉砕される固体燃料に対してローラ１３が押圧されることによって回転テーブル１２から受ける力（荷重）である。すなわち、回転テーブル１２とローラ１３の接触面もしくはローラ１３と回転テーブル１２の隙間が最小と設定するときの近接した対面に垂直な方向にローラ１３が受ける力である。回転テーブル１２からの荷重Ｌ２は、回転テーブル１２の回転軸と平行な軸ＡＸ１に沿って作用する（例えば、回転軸方向となる）。なお、図５における回転テーブル１２の形状は一例であり該形状に限定されない。

本実施形態では、ローラ１３に掛かる荷重に関する情報として、押圧装置４９における付加荷重（ローラ１３を粉砕する固体燃料を介して回転テーブル１２に向けて押し付ける押圧力）、すなわち油圧荷重部５４における油圧荷重Ｌ１を取得する場合について説明する。油圧荷重（付加荷重）Ｌ１については、回転テーブル１２に対してローラ１３を押圧制御する際に制御されるパラメータであり設置されたセンサによって実測値が計測され取得部６２へ出力される。センサは例えばロードセルや感圧センサなどの圧力センサが使用できる。なお、ローラ１３に掛かる荷重に関する情報としては、ローラ１３に掛かる荷重に関するパラメータであれば油圧荷重（付加荷重）Ｌ１に限定されず適用することができる。例えば、ローラ１３に掛かる荷重やジャーナル軸受５９に掛かる荷重を直接的にセンサによって計測し、取得することとしてもよい。

回転テーブル１２に対するローラ１３の傾斜角に関する情報とは、図６（ローラ傾斜角を示す部分拡大縦断面図）に示すように、ローラ傾斜角θに関する情報である。ローラ傾斜角θとは、回転テーブル１２に対するローラ１３の傾きであり、回転テーブル１２の回転軸方向の軸（または回転軸と平行な軸）ＡＸ１と、ローラ１３の回転軸ＡＸ２に垂直な軸（垂直な面）ＡＸ３とがなす角である。

本実施形態では、回転テーブル１２に対するローラ１３の傾斜角に関する情報として、ローラ１３のリフト量Ｘを用いる。ローラ１３のリフト量Ｘとは、回転テーブル１２とローラ１３との距離である。リフト量Ｘは回転テーブル１２とローラ１３との間に粉砕される固体燃料が存在することで生じる距離である。ローラ１３は支持軸４８を中心に回動するため、リフト量Ｘは、支持軸４８に対してローラ１３が上下に移動した場合における回転テーブル１２とローラ１３との距離となる。リフト量Ｘは、本実施形態では、例えば図８のようなギャップセンサによって取得される。リフト量Ｘはリニア移動センサ、静電容量距離センサやレーザ距離センサなどでもよい。図７では、支持軸４８に対して計測バー７１とギャップセンサ７２が設けられている。計測バー７１は、支持軸４８の回転（ローラ１３の回転）に伴って回転する。ギャップセンサ７２は設置位置が固定されており、ギャップセンサ７２と計測バー７１との間の距離を計測する。図７及び図８において、ローラ１３の中心軸（ＡＸ３）と支持軸４８との距離Ｌとリフト量Ｘとの比と、ギャップセンサ７２における計測バー７１の長さｌとギャップ値ｘとの比は等しくなる。このため、以下の式（１）によりギャップセンサ７２よりリフト量Ｘを算出することができる。

なお、式（１）において、Ｌ及びｌは設計値であり、ｘはギャップセンサより取得できるため、リフト量Ｘが算出可能となる。なお、リフト量Ｘの計測は、押圧装置４９の動作量、例えば中間ピストン５３の移動量から算出してもよいし、直接的にリフト量Ｘが計測可能であればリフト量Ｘを計測することとしてもよい。

取得部６２では、リフト量Ｘを取得することとしてもよいし、ギャップセンサの出力であるギャップ値ｘを取得することとしてもよい。また、突起部５７及びストッパ５８によりローラ１３の移動量に制限が設けられ、ローラ１３と回転テーブル１２との間に隙間が設けられている場合は、ギャップ値ｘの０（零）点をローラ１３と回転テーブル１２の隙間が最小とする点として置いてもよく、同様にギャップセンサ７２のギャップ値ｘの０（零）点をギャップセンサ７２と計測バー７１との間の距離が最小とする点として置いてもよい。

なお、本実施形態では、回転テーブル１２に対するローラ１３の傾斜角に関する情報としてローラ１３のリフト量Ｘを用いることとしているが、ローラ傾斜角θに関する情報であればローラ１３のリフト量Ｘに限定されず用いることが可能である。また、ローラ傾斜角θを直接的にセンサ等で計測して取得することとしてもよい。また、後述するように、本実施形態では、ローラ１３のリフト量Ｘからローラ傾斜角θを算出し、スラスト荷重Ｌｓとラジアル荷重Ｌｒとを算出して余寿命推定に使用しているが、ローラ１３のリフト量Ｘを取得した場合にはローラ傾斜角θの算出を介さずに、スラスト荷重Ｌｓ及びラジアル荷重Ｌｒの算出や余寿命推定を行うこととしてもよい。この場合には、取得部６２は、ローラ１３に掛かる荷重に関する情報の計測値と、回転テーブル１２に対するローラ１３のリフト量Ｘに関する情報の計測値とを取得する。回転テーブル１２に対するローラ１３のリフト量Ｘに関する情報は、リフト量Ｘに関する情報であればリフト量Ｘに限定されず用いることが可能である。

推定部６３は、取得部６２において取得した情報に基づいて、ジャーナル軸受５９の余寿命を推定する。具体的には、推定部６３は、ジャーナル軸受５９に負荷されるラジアル荷重Ｌｒとスラスト荷重Ｌｓとを算出し、ラジアル荷重Ｌｒとスラスト荷重Ｌｓとに基づいてジャーナル軸受５９の余寿命を推定する。

図５は、ローラ１３周りの各荷重の関係を示した図（部分拡大縦断面図）である。図５に示すように、油圧荷重Ｌ１によって、ローラ１３が回転テーブル１２へ押し付けられるため、回転テーブル１２からの荷重Ｌ２がローラ１３へ掛かっている。ローラ１３と回転テーブル１２との間には粉砕される固体燃料が存在してもよい。そして、回転テーブル１２からの荷重Ｌ２は、ローラ１３を介してジャーナル軸受５９に対しても掛かっている。ジャーナル軸受５９の受ける荷重Ｌ２をラジアル成分とスラスト成分とに分解することで、ジャーナル軸受５９におけるラジアル荷重Ｌｒとスラスト荷重Ｌｓを算出することができる。推定部６３では、ラジアル荷重Ｌｒとスラスト荷重Ｌｓとにより、ジャーナル軸受５９の余寿命を推定している。なお、ラジアル荷重Ｌｒとスラスト荷重Ｌｓを用いてジャーナル軸受５９の寿命を推定する方法については、公知の手法を用いることが可能である。

具体的には、推定部６３には、取得部６２において取得した油圧荷重Ｌ１とリフト量Ｘが入力される。なお、推定部６３には、ギャップ値ｘが入力され上述の計算によりリフト量Ｘを算出することとしてもよい。推定部６３では、入力された油圧荷重Ｌ１に基づいて、回転テーブル１２からのジャーナル軸受５９の受ける荷重Ｌ２を算出する。ローラ１３では、油圧荷重Ｌ１に基づいて回転テーブル１２へ向けて、粉砕される固体燃料を介して押圧されているため、油圧荷重Ｌ１と回転テーブル１２からの荷重Ｌ２とは相関関係を有している。このため、推定部６３では、油圧荷重Ｌ１から回転テーブル１２からの荷重Ｌ２を算出することができる。なお、各種センサを用いた計測器により取得部６２において回転テーブル１２からの荷重Ｌ２が直接的に取得可能な場合には、取得した回転テーブル１２からの荷重Ｌ２を用いることとしてもよい。また、油圧荷重Ｌ１から荷重Ｌ２を算出する際、油圧荷重Ｌ１に加え、ローラ１３とそれを支持する部材の自重による荷重を加味してもよい。

そして、推定部６３では、入力されたリフト量Ｘに基づいて、ローラ傾斜角θを算出する。ローラ傾斜角θは、以下の式（２）により算出される。

図６のように、式（２）において、θ_０はローラ傾斜基準角であり、リフト量Ｘが０（零）の時（すなわちローラ１３と回転テーブル１２とが接している、もしくはローラ１３と回転テーブル１２の隙間が最小とするときの状態）のローラ傾斜角θである。そして、Δθは、ローラ傾斜基準角に対するローラ傾斜角θの変化量であり、Δθはリフト量Ｘと距離Ｌとの比の逆正接関数の値となる。すなわち、リフト量Ｘが小さい場合にはローラ傾斜角θは大きくなり、リフト量Ｘが大きくなるとローラ傾斜角θは小さくなっていく。

このように、推定部６３において、回転テーブル１２からの荷重Ｌ２及びローラ傾斜角θが算出されると、図５の関係のように、スラスト荷重Ｌｓ及びラジアル荷重Ｌｒが算出される。スラスト荷重Ｌｓは、回転テーブル１２からの荷重にｓｉｎ（θ）を乗ずることによって算出され、ラジアル荷重Ｌｒは、回転テーブル１２からの荷重にｃｏｓ（θ）を乗ずることによって算出される。

このようにして、推定部６３では、ジャーナル軸受５９にかかるスラスト荷重Ｌｓ及びラジアル荷重Ｌｒが算出され、スラスト荷重Ｌｓ及びラジアル荷重Ｌｒに基づいて余寿命推定を行う。余寿命推定の方法については、スラスト荷重Ｌｓ及びラジアル荷重Ｌｒに基づくものであれば様々な方法を適用することが可能である。

次に、上述の制御部６０による余寿命推定処理の一例について図９を参照して説明する。図９は、本実施形態に係る余寿命推定処理の手順の一例を示すフローチャートである。図９に示すフローは、例えば、運転員等によって余寿命推定の開始指示がされた場合に実行される。なお、余寿命推定処理は、運転員等による開始指示がなくとも、定期的に実行されることとしてもよい。

まず、油圧荷重Ｌ１及びリフト量Ｘの実測値を取得する（Ｓ１０１）。

次に、リフト量Ｘに基づいて、ローラ傾斜角θを算出する（Ｓ１０２）。

次に、ジャーナル軸受５９に負荷されるラジアル荷重Ｌｒ及びスラスト荷重Ｌｓを算出する（Ｓ１０３）。

次に、ラジアル荷重Ｌｒ及びスラスト荷重Ｌｓを用いて、ジャーナル軸受５９の余寿命を推定する（Ｓ１０４）。なお、余寿命の推定に関しては、推定方法に応じて、ラジアル荷重Ｌｒ及びスラスト荷重Ｌｓ以外の情報（例えばジャーナル軸受５９の設計値等）を用いることが可能である。

次に、上述の余寿命推定処理による効果について図１０を参照して説明する。図１０は、運転時間に対する発電プラント負荷及びジャーナル軸受に掛かる荷重の変化と、運転時間に対する余寿命の変化とを示している。図１０では、参考例として、設計値として最大荷重が掛かり続けていると想定して余寿命を推定した場合を示している。

参考例では、発電プラント１の負荷が定格負荷（例えば、１００％負荷）で運転されていると想定した場合に、発電プラント１の負荷に比例してジャーナル軸受５９に掛かる荷重も最大となることが想定されている。このため、余寿命は運転時間に対して直線的に減っていき、図１０における運転時間Ｔ２でメンテナンスが必要な時期と推定される。

これに対して、本実施形態では、油圧荷重Ｌ１としてローラ１３に係る荷重を逐次計測しているため、実際の発電プラント１の運転状態に対応したジャーナル軸受５９に掛かる荷重を取得することができる。図１０の実際のジャーナル軸受５９に掛かる荷重(折れ線グラフ)のように、最大荷重よりも低くなる場合があるため、ローラ傾斜角θの実測値を考慮して余寿命を推定した場合に、参考例と比較して運転時間に対する余寿命の低減が緩やかになる。特に、図１０の期間Ｔａでは、ジャーナル軸受５９に掛かる荷重が低いため、余寿命消費量が少なくなる。なお、期間Ｔａは運転状態に応じて変化するため、図１０に示す期間に限定されない。

例えば、図１０において現在の地点を運転時間Ｔ１とすると、現在から過去所定期間の余寿命推移を直線的に延長することによって、メンテナンスが必要な時期として運転時間Ｔ３を推定することも可能となる。

本実施形態の余寿命推定によれば、実際の運転状態に応じてジャーナル軸受５９の余寿命をより高精度に推定することが可能となる。このため、参考例と比較してより正確なメンテナンス必要時期を推定することができ（運転時間はＴ２＜Ｔ３）、ミル１０をより効率的に運用することが可能となる。

なお、本実施形態では、油圧荷重Ｌ１及びリフト量Ｘの実測値を用いて余寿命を推定することとしているが、ジャーナル軸受５９の回転速度（ローラ１３の回転速度）の実測値も用いて余寿命を推定することとしてもよい。この場合には、取得部６２は、ジャーナル軸受５９の回転速度に関する情報の実測値を取得し、推定部６３では、ジャーナル軸受５９の回転速度に関する情報の実測値も加味して余寿命を推定する。例えば、回転テーブル１２上の粉砕された固体燃料に対してローラ１３のスリップ現象が発生した場合に、ジャーナル軸受５９の回転速度が低下ないし停止してしまう場合がある。そのため、実際のジャーナル軸受５９の回転速度を検知する回転速度センサを設置して回転速度の実計測値を余寿命の推定時に加味しても良い。ジャーナル軸受５９の回転速度の実測値を考慮することにより、ジャーナル軸受５９の回転速度を一定と想定して余寿命を推定する場合と比較して、より推定精度を向上させることができる。センサとしては、例えば、ロータリーエンコーダのような回転位置センサの他、回転速度センサ、重力方向の変化や遠心力を捉える加速度センサを用いてもよい。また、計測された情報をミル１０外部へ伝達する方法としては、有線通信手段にて伝達しても良く、また、何らかの無線通信手段を用いて伝達してもよい。

なお、本実施形態では、油圧荷重Ｌ１及びリフト量Ｘの実測値を用いて余寿命を推定することとしているが、ジャーナル軸受５９の潤滑剤の状態も用いて余寿命を推定することとしてもよい。この場合には、取得部６２は、ジャーナル軸受５９の潤滑剤の状態に関する情報の実測値を取得し、推定部６３では、ジャーナル軸受５９の潤滑剤の状態に関する情報の実測値も加味して余寿命を推定する。例えば、粉砕された固体燃料の微粉粒子がローラ１３のジャーナル軸受５９箱内の潤滑油に混入した場合、ジャーナル軸受５９寿命が極端に短くなる場合がある。このため、潤滑剤の状態として、例えばジャーナル軸受５９箱内に潤滑油の状態（汚染、劣化など）を検知するセンサを設置して、潤滑油の状態からの影響を余寿命の推定時に加味しても良い。潤滑剤の状態も加味することにより、余寿命の推定精度をより向上させることができる。潤滑剤の汚染原因の大半はローラ１３のシール部（オイルシール部）から固体燃料が粉砕された微粉粒子の侵入による汚濁である。そして、微粉粒子が侵入する原因としてはシール部のシールエア圧力が不足することによるものが多いため、シールエア圧力の変化を検知するセンサを設置して、シールエア圧力の不足による影響を余寿命の推定時に加味することとしても良い。

以上説明したように、本実施形態に係る余寿命推定システム及び固体燃料粉砕装置、並びに余寿命推定方法、並びに余寿命推定プログラムによれば、ローラ１３に掛かる荷重に関する情報及び回転テーブル１２に対するローラ１３の傾斜角に関する情報を、計測値として取得し、ジャーナル軸受５９の余寿命を推定する。このため、ローラ１３を備えているミル１０の運転状態の変動に対して余寿命推定への影響を考慮した対応が可能となり、余寿命の推定精度を向上させることができる。なお、回転テーブル１２に対するローラ１３のリフト量Ｘによれば、ジャーナル軸受５９に掛かる荷重の方向が推定できるため、ローラ１３のリフト量Ｘを用いてジャーナル軸受５９の余寿命を推定することができる。

また、余寿命がより正確に推定されることによって、より適切なタイミングでジャーナル軸受５９のメンテナンス（交換等）を実施することができる。すなわち、より長くジャーナル軸受５９を使用することができるため、ミル１０のメンテナンス頻度を低減させることができる。このため、メンテナンスコストを低減することができる。また、ミル１０および発電プラント１の稼働率を向上させることができる。

〔第２実施形態〕
次に、本開示の第２実施形態に係る余寿命推定システム及び固体燃料粉砕装置、並びに余寿命推定方法、並びに余寿命推定プログラムについて説明する。
本実施形態では、将来の余寿命の変化推移を推定する。以下、本実施形態に係る余寿命推定システム及び固体燃料粉砕装置、並びに余寿命推定方法、並びに余寿命推定プログラムについて、第１実施形態と異なる点について主に説明する。

本実施形態における制御部６０では、図１１に示すように、予測部６４を備える。
予測部６４は、ミル１０の運転状態と、運転状態に対応した余寿命推移特性とが予め蓄積されたデータベースに基づいて、推定部６３において推定した余寿命の推移より将来の余寿命の推移を予測する。余寿命推定特性とは、運転状態によって推移する余寿命の特性を示した情報であり、具体的には図１２のＡ、Ｂ、Ｃに示すような曲線特性（直線でもよい）である。すなわち、データベースには、ミル１０の過去または現在まで運転情報が格納されている。データベースには、寿命推定対象のミル１０の過去または現在までの運転データを格納することとしてもよいし、構成が類似する他のミル１０の過去運転データを格納することとしてもよい。また、実運転データだけでなく、仮想的にシミュレーションしたデータをデータベースに格納することとしてもよい。データベースは制御部６０に設けられてもよい（記憶部）し、別装置に設けられることとしてもよい。運転状態は、固体燃料の種類（炭種情報）、固体燃料の供給量（給炭量）、ローラ１３に掛かる荷重に関する情報（油圧荷重）、ミル１０に設けられた分級機（回転式分級機１６）の回転数（分級機回転数）、及びミル１０内へ流入するガスとミル１０から排出されるガスとの差圧（ミル１０内の差圧であり、ミル１０の負荷状況を示す指標となる。例えば、回転テーブル１２の上側雰囲気と下側雰囲気との間で発生する。）の少なくともいずれか１つを含む。なお、運転状態としては、ジャーナル軸受５９の寿命に影響を与えるパラメータであれば上記に限定されず含むことができる。また、類似する運転状態どうしで運転時間に対する余寿命の変化が、例えば、明らかに突飛と判断される運転情報（推定する余寿命）を除いて±１０％以内での一致あり、さらに好ましくは±５％以内での一致あれば、類似した運転状態のデータのなかでも優先順位を上げて類似していると判断してもよい。

具体的には、予測部６４は、データベースを参照して、余寿命推定対象となっているミル１０の運転状態に類似した運転状態のデータを選定し、類似した運転状態のデータに対応する余寿命推移特性を選定及び取得する。類似した運転状態のデータとは、余寿命推定対象となっているミル１０の運転状態に対して、余寿命影響度が類似すると推定される運転状態のデータである。例えば、運転状態として固体燃料の種類を用いる場合には、余寿命推定対象となっているミル１０の固体燃料に対して、余寿命影響度の観点から影響が似ていると想定される固体燃料を含む運転状態が、類似する運転状態となる。なお、運転状態の各パラメータにおいて、類似判断の優先順位を設定し、優先順位の高いパラメータ（例えば、固体燃料の種類）について類似判断を行うこととしてもよい。

図１２は、余寿命推定対象となっているミル１０に対して、類似した運転状態の余寿命推移特性を選定した例である。図１２では、余寿命推移特性として、特性Ａ、特性Ｂ、及び特性Ｃが選定された例を示している。そして、図１２では、余寿命推定対象となっているミル１０に対する余寿命の推定結果であるＥ１（１回目の推定結果）、Ｅ２（２回目の推定結果）、Ｅｎ（ｎ回目の推定結果）を示している。

予測部６４は、選定した余寿命推移特性（Ａ、Ｂ、Ｃ）の中から、余寿命推定対象となっているミル１０に対する余寿命の推定結果のＥ１からＥｎまでの推定結果を基にした推移特性Ｅに類似する推移特性をもつ余寿命推移特性（Ａ、Ｂ、Ｃ）を特定する。図１２の例では、Ｅ１からＥｎまでの推移特性が、特性Ｂに類似しているため、特性Ｂが特定される。このため、余寿命推定対象となっているミル１０は、将来的に特性Ｂのように運転時間に対する余寿命特性が推移し、寿命到達時期Ｔｂに達すると推定される。このように過去または現在までのデータベースに対して推移特性Ｅを参照することで、将来の余寿命推移をミル１０の運転状態も加味して予測することができるため、より精度よく余寿命を推定することが可能となる。余寿命推定対象となっているミル１０に対する余寿命の推定結果の推移特性Ｅについては、竣工時から現在までの推移特性としてもよいし、現在から過去所定期間における推移特性としてもよいし、運転状態が大きく変化した（例えば固体燃料の種類が変化した）期間を選定して推移特性としてもよい。

なお、図１２の例のように、余寿命推定対象となっているミル１０に対してした余寿命の推定結果の推移特性と、選定した余寿命推移特性とで完全に対応する場合でなくても、選定した余寿命推移特性の中から類似する推移特性が選定されればよい。また、選定した余寿命推移特性の中に余寿命推定対象となっているミル１０に対する余寿命の推定結果の推移特性と類似する推移特性が過去または現在までのデータベースにない場合には、選定した余寿命推移特性に基づいて予測をすることとしてもよい。例えば、図１２において、余寿命推定対象となっているミル１０に対する余寿命の推定結果の推移特性が特性Ａと特性Ｂの間に特性Ａ側との差と特性Ｂ側との差の比で位置している場合には、特性Ａと特性Ｂとに基づいて、余寿命推定対象となっているミル１０の将来の余寿命推移を予測することとしてもよい。この場合には、例えば、特性Ａと特性Ｂの中間線を特性Ａ側との差と特性Ｂ側との差の案分比で生成して余寿命推移予測を行う。

なお、予測部６４による処理（データベースにおける類似した運転状態の選定や、選定した余寿命推移特性における余寿命推定対象となっているミル１０に対してした余寿命の推定結果の推移特性に類似する推移特性をもつ余寿命推移特性の選定や、選定した余寿命推移特性に基づく将来の余寿命推移の予測）については、予め設定したアルゴリズムで処理してもよいし、ＡＩを用いて適切に処理することとしてもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る余寿命推定システム及び固体燃料粉砕装置、並びに余寿命推定方法、並びに余寿命推定プログラムによれば、運転状態と余寿命推移特性とが対応づけられたデータベースに基づくことで、推定部６３において推定した余寿命の推移より将来の余寿命の推移を予測することができる。将来の余寿命の推移をより正確に予測することができ、より適切なタイミングでジャーナル軸受５９のメンテナンス（交換等）を実施することができる。すなわち、より長くジャーナル軸受５９を使用することがでるため、ミル１０のメンテナンス頻度を低減させることができる。このため、メンテナンスコストを低減することができる。また、ミル１０および発電プラント１の稼働率を向上させることができる。

〔第３実施形態〕
次に、本開示の第３実施形態に係る余寿命推定システム及び固体燃料粉砕装置、並びに余寿命推定方法、並びに余寿命推定プログラムについて説明する。
本実施形態では、推定された余寿命に基づいてメンテナンス計画を作成する。以下、本実施形態に係る余寿命推定システム及び固体燃料粉砕装置、並びに余寿命推定方法、並びに余寿命推定プログラムについて、第１実施形態及び第２実施形態と異なる点について主に説明する。

本実施形態における制御部６０では、図１３に示すように、計画部６５を備える。
計画部６５は、推定された余寿命に基づいて、メンテナンス計画を行う。具体的には、推定部６３において推定した余寿命や、予測部６４において推定した余寿命から、将来のどの時期に寿命を完全に消費してしまうかを判断して、計画部６５でメンテナンス計画を行う。なお、上述のようにより正確に余寿命を推定することができるため、寿命を完全に消費する前に適正な余裕をもって計画を立てることが可能となる。

計画部６５では、例えば、推定される寿命到達時期に対して、所定期間前にメンテナンス計画を行う。所定期間とは、例えばジャーナル軸受５９の手配から交換に要する期間等のメンテナンスを安全で効率的な工程で行うために必要な期間に基づいて設定される。メンテナンス計画では、例えば、メンテナンス時期、メンテナンス時期を調整するための運転方案、及び複数台のミル１０における負荷分担調整の少なくとも１つを含んで計画を行う。

メンテナンス時期とは、推定された余寿命に基づいて設定されるジャーナル軸受５９の交換をすべき時期（推奨時期）である。メンテナンス時期は、例えば推定される寿命到達時期に対して所定の余裕度を加味して設定される。

メンテナンス時期を調整するための運転方案とは、ミル１０に対する運転方案であり、メンテナンス時期を調整するためのものである。例えば、メンテナンス時期がすでに設定されており、推定される寿命到達時期よりも後である場合には、寿命を延長するための運転方案が計画される。具体的には、固体燃料の種類の変更や、固体燃料に粉砕する微粉度の緩和等である。運転状態を適切にすることで、より安全で効率的な工程にて寿命を延ばし、適切な時期にメンテナンスを行うことが可能となる。なお、予め設定されたメンテナンス時期が推定される寿命到達時期よりも前である場合には、余寿命の余裕が大きくならないように負荷を上げる運転方案を計画することで、余寿命を有効に活用することとしてもよい。

複数台のミル１０における負荷分担調整とは、複数台設けられたミル１０間で負荷分担を適切に調整することである。例えば、複数台におけるミル１０のメンテナンス時期を合わせる、または段階的に時期を設定する（例えば、メンテナンス間隔を複数のミル１０で等間隔とする）等のために各ミル１０の負荷分担の調整を計画する。例えば複数台のミル１０のうち１台のミル１０の寿命到達地点が他のミル１０と比較して早い場合には、該ミル１０の負荷を低減して、他のミル１０の負荷を上昇して負担させることによって、複数台のミル１０の寿命到達地点を合わせるように調整することができる。

図１４は、メンテナンス計画に係るシステムの例である。図１４のように、ユーザ側において、ミル１０の余寿命推定情報が情報集約システム１０１に集約されており、装置メーカ側のサーバ１０２において、集約システムに集約された情報を取得し、計画システム１０３で計画を行い、ユーザへ提案を行う。なお、図１４では計画部６５が計画システム１０３として装置メーカ側に設けられる場合を例示しているが、ユーザにおける固体燃料粉砕装置側に設けられることとしてもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る余寿命推定システム及び固体燃料粉砕装置、並びに余寿命推定方法、並びに余寿命推定プログラムによれば、推定された余寿命によりメンテナンス計画を行うことで、メンテナンスを設定する時期に余裕をもって計画を立てることができる。このため、ミル１０及び発電プラント１の稼働率を向上させることができる。

本開示は、上述の実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施が可能である。なお、各実施形態を組み合わせることも可能である。すなわち、上記の第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態については、それぞれ組み合わせることも可能である。

以上説明した各実施形態に記載の余寿命推定システム及び固体燃料粉砕装置、並びに余寿命推定方法、並びに余寿命推定プログラムは例えば以下のように把握される。
本開示に係る余寿命推定システムは、テーブル（１２）との間で固体燃料を粉砕するローラ（１３）のジャーナル軸受（５９）の余寿命推定システムであって、前記ローラ（１３）に掛かる荷重に関する情報の計測値と、前記テーブル（１２）に対する前記ローラ（１３）の傾斜角に関する情報の計測値とを取得する取得部（６２）と、前記取得部（６２）において取得した情報に基づいて、前記ジャーナル軸受（５９）の余寿命を推定する推定部（６３）と、を備える。なお、テーブル（１２）とは例えば回転テーブル１２である。

本開示に係る余寿命推定システムによれば、ローラ（１３）に掛かる荷重に関する情報及びテーブル（１２）に対するローラ（１３）の傾斜角に関する情報を、計測値として取得し、ジャーナル軸受（５９）の余寿命を推定する。このため、ローラ（１３）を備えているミル（１０）の運転状態の変動に対して余寿命推定への影響を考慮した対応が可能となるため、余寿命の推定精度を向上させることができる。余寿命がより正確に推定されることによって、より適切なタイミングでジャーナル軸受（５９）のメンテナンス（交換等）を実施することができる。すなわち、より長くジャーナル軸受（５９）を使用することができるため、ミル（１０）のメンテナンス頻度を低減させることができる。このため、メンテナンスコストを低減することができる。また、ミル（１０）及び発電プラント（１）の稼働率を向上させることができる。

本開示に係る余寿命推定システムは、テーブル（１２）との間で固体燃料を粉砕するローラ（１３）のジャーナル軸受（５９）の余寿命推定システムであって、前記ローラ（１３）に掛かる荷重に関する情報の計測値と、前記テーブル（１２）に対する前記ローラ（１３）の距離であるリフト量（Ｘ）に関する情報の計測値とを取得する取得部（６２）と、前記取得部（６２）において取得した情報に基づいて、前記ジャーナル軸受（５９）の余寿命を推定する推定部（６３）と、を備える。

本開示に係る余寿命推定システムによれば、ローラ（１３）に掛かる荷重に関する情報及びテーブル（１２）に対するローラ（１３）のリフト量（Ｘ）に関する情報を、計測値として取得し、ジャーナル軸受（５９）の余寿命を推定する。このため、ローラ（１３）を備えているミル（１０）の運転状態の変動に対して余寿命推定への影響を考慮した対応が可能となるため、余寿命の推定精度を向上させることができる。なお、テーブル（１２）に対するローラ（１３）のリフト量（Ｘ）によれば、ジャーナル軸受（５９）に掛かる荷重の方向が推定できるため、ローラ（１３）のリフト量（Ｘ）を用いてジャーナル軸受（５９）の余寿命を推定することができる。余寿命がより正確に推定されることによって、より適切なタイミングでジャーナル軸受（５９）のメンテナンス（交換等）を実施することができる。すなわち、より長くジャーナル軸受（５９）を使用することができるため、ミル（１０）メンテナンス頻度を低減させることができる。このため、メンテナンスコストを低減することができる。また、ミル（１０）及び発電プラント（１）の稼働率を向上させることができる。

本開示に係る余寿命推定システムは、前記ローラ（１３）に掛かる荷重に関する情報は、前記ローラ（１３）を前記テーブル（１２）に押し付ける押圧力であることとしてもよい。

本開示に係る余寿命推定システムによれば、ローラ（１３）に掛かる荷重に関する情報としてローラ（１３）をテーブル（１２）に押し付ける押圧力を用いることで、効率的にジャーナル軸受（５９）に掛かる荷重を推定し余寿命を推定することができる。

本開示に係る余寿命推定システムは、前記推定部（６３）は、前記ジャーナル軸受（５９）に負荷されるラジアル荷重（Ｌｒ）とスラスト荷重（Ｌｓ）とを算出し、前記ラジアル荷重（Ｌｒ）と前記スラスト荷重（Ｌｓ）とに基づいて前記ジャーナル軸受（５９）の余寿命を推定することとしてもよい。

本開示に係る余寿命推定システムによれば、ジャーナル軸受（５９）に負荷されるラジアル荷重（Ｌｒ）とスラスト荷重（Ｌｓ）によって効率的にジャーナル軸受（５９）の余寿命を推定することができる。

本開示に係る余寿命推定システムは、前記取得部（６２）は、前記ジャーナル軸受（５９）の回転速度に関する情報の実測値を取得することとしてもよい。

本開示に係る余寿命推定システムによれば、ジャーナル軸受（５９）の回転速度に関する情報の実測値を取得して、ジャーナル軸受（５９）の余寿命推定にジャーナル軸受（５９）の回転速度を加味することで回転速度が低下ないし停止した場合を考慮した対応が可能となるため、より正確に余寿命を推定することができる。

本開示に係る余寿命推定システムは、前記取得部（６２）は、前記ジャーナル軸受（５９）の潤滑剤の状態に関する情報の実測値を取得することとしてもよい。

本開示に係る余寿命推定システムによれば、ジャーナル軸受（５９）の潤滑剤の状態に関する情報の実測値を取得することで、ジャーナル軸受（５９）の余寿命推定にジャーナル軸受（５９）の潤滑剤の状態を加味することができ、より正確に余寿命を推定することができる。潤滑剤の状態とは、例えば潤滑剤の汚染度合や劣化状態等である。

本開示に係る余寿命推定システムは、ミル（１０）の運転状態と、前記運転状態に対応した余寿命推移特性とが予め蓄積されたデータベースに基づいて、前記推定部（６３）において推定した前記ジャーナル軸受（５９）の余寿命の推移より将来の余寿命の推移を予測する予測部（６４）を備えることとしてもよい。

本開示に係る余寿命推定システムによれば、運転状態と余寿命推移特性とが対応づけられたデータベースに基づくことで、推定部（６３）において推定した余寿命の推移より将来の余寿命の推移を予測することができる。将来の余寿命の推移をより正確に予測することができ、より適切なタイミングでジャーナル軸受（５９）のメンテナンス（交換等）を実施することができる。すなわち、より長くジャーナル軸受（５９）を使用することがでるため、ミル（１０）メンテナンス頻度を低減させることができる。このため、メンテナンスコストを低減することができる。また、ミル（１０）及び発電プラント（１）の稼働率を向上させることができる。

本開示に係る余寿命推定システムは、前記運転状態は、固体燃料の種類、固体燃料の供給量、前記荷重に関する情報、前記ミル（１０）に設けられた分級機の回転数、及び前記ミル（１０）内へ流入するガスと前記ミル（１０）から排出されるガスとの差圧の少なくともいずれか１つを含むこととしてもよい。

本開示に係る余寿命推定システムによれば、固体燃料の種類、固体燃料の供給量、荷重に関する情報、ミル（１０）に設けられた分級機の回転数、及びミル（１０）内へ流入するガスとミル（１０）から排出されるガスとの差圧は、余寿命に影響を与える因子である。このため、運転状態として、固体燃料の種類、固体燃料の供給量、荷重に関する情報、ミル（１０）に設けられた分級機の回転数、及びミル（１０）内へ流入するガスとミル（１０）から排出されるガスとの差圧の少なくともいずれか１つを用いることで、効果的に将来の余寿命の推移を予測することができる。

本開示に係る余寿命推定システムは、推定された前記ジャーナル軸受（５９）の余寿命に基づいて、メンテナンス計画を行う計画部（６５）を備えることとしてもよい。

本開示に係る余寿命推定システムによれば、推定された余寿命によりメンテナンス計画を行うことで、メンテナンスを設定する時期に余裕をもって計画を立てることができる。このため、稼働率を向上させることができる。メンテナンス計画では、例えば、メンテナンス時期や、メンテナンス時期を調整するための今後の運転方案（例えば、固体燃料の種類の変更や提案等）、また複数台のミル（１０）における負荷分担調整などを行うことができる。

本開示に係る固体燃料粉砕装置（１００）は、テーブル（１２）と、前記テーブル（１２）との間で固体燃料を粉砕するローラ（１３）と、前記ローラ（１３）を回転可能に支持するジャーナル軸受（５９）と、上記の余寿命推定システムと、を備える。

本開示に係る余寿命推定方法は、テーブル（１２）との間で固体燃料を粉砕するローラ（１３）のジャーナル軸受（５９）の余寿命推定方法であって、前記ローラ（１３）に掛かる荷重に関する情報の計測値と、前記テーブル（１２）に対する前記ローラ（１３）の傾斜角に関する情報の計測値とを取得する取得工程と、前記取得工程において取得した情報に基づいて、前記ジャーナル軸受（５９）の余寿命を推定する推定工程と、を有する。

本開示に係る余寿命推定方法は、テーブル（１２）との間で固体燃料を粉砕するローラ（１３）のジャーナル軸受（５９）の余寿命推定方法であって、前記ローラ（１３）に掛かる荷重に関する情報の計測値と、前記テーブル（１２）に対する前記ローラ（１３）の距離であるリフト量（Ｘ）に関する情報の計測値とを取得する取得工程と、前記取得工程において取得した情報に基づいて、前記ジャーナル軸受（５９）の余寿命を推定する推定工程と、を有する。

本開示に係る余寿命推定プログラムは、テーブル（１２）との間で固体燃料を粉砕するローラ（１３）のジャーナル軸受（５９）の余寿命推定プログラムであって、前記ローラ（１３）に掛かる荷重に関する情報の計測値と、前記テーブル（１２）に対する前記ローラ（１３）の傾斜角に関する情報の計測値とを取得する取得処理と、前記取得処理において取得した情報に基づいて、前記ジャーナル軸受（５９）の余寿命を推定する推定処理と、をコンピュータに実行させる。

本開示に係る余寿命推定プログラムは、テーブル（１２）との間で固体燃料を粉砕するローラ（１３）のジャーナル軸受（５９）の余寿命推定プログラムであって、前記ローラ（１３）に掛かる荷重に関する情報の計測値と、前記テーブル（１２）に対する前記ローラ（１３）の距離であるリフト量（Ｘ）に関する情報の計測値とを取得する取得処理と、前記取得処理において取得した情報に基づいて、前記ジャーナル軸受（５９）の余寿命を推定する推定処理と、をコンピュータに実行させる。

１ ：発電プラント
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 ：回転式分級機
１６ａ ：ブレード
１７ ：燃料供給部
１８ ：モータ
１９ ：出口
２０ ：給炭機
２１ ：バンカ
２２ ：搬送部
２３ ：モータ
２４ ：ダウンスパウト部
３０ ：送風部
３０ａ ：熱ガス流路
３０ｂ ：冷ガス流路
３０ｃ ：熱ガスダンパ
３０ｄ ：冷ガスダンパ
３１ ：一次空気通風機（ＰＡＦ）
３２ ：押込通風機（ＦＤＦ）
３４ ：熱交換器
４０ ：状態検出部
４１ ：底面部
４２ ：天井部
４５ ：ジャーナルヘッド
４７ ：支持アーム
４８ ：支持軸
４９ ：押圧装置
５１ ：ハブ
５２ ：支持軸
５３ ：中間ピストン
５４ ：油圧荷重部
５５ ：ローラ支持部
５６ ：本体
５７ ：突起部
５８ ：ストッパ
５９ ：ジャーナル軸受
６０ ：制御部
６２ ：取得部
６３ ：推定部
６４ ：予測部
６５ ：計画部
７１ ：計測バー
７２ ：ギャップセンサ
１００ ：固体燃料粉砕装置
１００ａ ：一次空気流路
１００ｂ ：供給流路
１０１ ：情報集約システム
１０２ ：サーバ
１０３ ：計画システム
１１０ ：ＣＰＵ
１２０ ：ＲＯＭ
１３０ ：ＲＡＭ
１４０ ：ＨＤＤ
１５０ ：通信部
１８０ ：バス
２００ ：ボイラ
２１０ ：火炉
２２０ ：バーナ部
Ｌ１ ：油圧荷重
Ｌｒ ：ラジアル荷重
Ｌｓ ：スラスト荷重
Ｘ ：リフト量
θ ：ローラ傾斜角

Claims (13)

1. テーブルとの間で固体燃料を粉砕するローラのジャーナル軸受の余寿命推定システムであって、
   前記ローラを前記テーブルに押し付ける押圧力の計測値と、前記テーブルに対する前記ローラの傾斜角に関する情報の計測値とを取得する取得部と、
   前記取得部において取得した情報に基づいて、前記ジャーナル軸受の余寿命を推定する推定部と、
   を備える余寿命推定システム。
2. テーブルとの間で固体燃料を粉砕するローラのジャーナル軸受の余寿命推定システムであって、
   前記ローラを前記テーブルに押し付ける押圧力の計測値と、前記テーブルに対する前記ローラの距離であるリフト量に関する情報の計測値とを取得する取得部と、
   前記取得部において取得した情報に基づいて、前記ジャーナル軸受の余寿命を推定する推定部と、
   を備える余寿命推定システム。
3. 前記推定部は、前記ジャーナル軸受に負荷されるラジアル荷重とスラスト荷重とを算出し、前記ラジアル荷重と前記スラスト荷重とに基づいて前記ジャーナル軸受の余寿命を推定する請求項１または２に記載の余寿命推定システム。
4. 前記取得部は、前記ジャーナル軸受の回転速度に関する情報の実測値を取得する請求項１から３のいずれか１項に記載の余寿命推定システム。
5. 前記取得部は、前記ジャーナル軸受の潤滑剤の状態に関する情報の実測値を取得する請求項１から４のいずれか１項に記載の余寿命推定システム。
6. ミルの運転状態と、前記運転状態に対応した余寿命推移特性とが予め蓄積されたデータベースに基づいて、前記推定部において推定した前記ジャーナル軸受の余寿命の推移より将来の余寿命の推移を予測する予測部を備える請求項１から５のいずれか１項に記載の余寿命推定システム。
7. 前記運転状態は、固体燃料の種類、固体燃料の供給量、前記押圧力、前記ミルに設けられた分級機の回転数、及び前記ミル内へ流入するガスと前記ミルから排出されるガスとの差圧の少なくともいずれか１つを含む請求項６に記載の余寿命推定システム。
8. 推定された前記ジャーナル軸受の余寿命に基づいて、メンテナンス計画を行う計画部を備える請求項１から７のいずれか１項に記載の余寿命推定システム。
9. テーブルと、
   前記テーブルとの間で固体燃料を粉砕するローラと、
   前記ローラを回転可能に支持するジャーナル軸受と、
   請求項１から８のいずれか１項に記載の余寿命推定システムと、
   を備える固体燃料粉砕装置。
10. テーブルとの間で固体燃料を粉砕するローラのジャーナル軸受の余寿命推定方法であって、
    前記ローラを前記テーブルに押し付ける押圧力の計測値と、前記テーブルに対する前記ローラの傾斜角に関する情報の計測値とを取得する取得工程と、
    前記取得工程において取得した情報に基づいて、前記ジャーナル軸受の余寿命を推定する推定工程と、
    を有する余寿命推定方法。
11. テーブルとの間で固体燃料を粉砕するローラのジャーナル軸受の余寿命推定方法であって、
    前記ローラを前記テーブルに押し付ける押圧力の計測値と、前記テーブルに対する前記ローラの距離であるリフト量に関する情報の計測値とを取得する取得工程と、
    前記取得工程において取得した情報に基づいて、前記ジャーナル軸受の余寿命を推定する推定工程と、
    を有する余寿命推定方法。
12. テーブルとの間で固体燃料を粉砕するローラのジャーナル軸受の余寿命推定プログラムであって、
    前記ローラを前記テーブルに押し付ける押圧力の計測値と、前記テーブルに対する前記ローラの傾斜角に関する情報の計測値とを取得する取得処理と、
    前記取得処理において取得した情報に基づいて、前記ジャーナル軸受の余寿命を推定する推定処理と、
    をコンピュータに実行させるための余寿命推定プログラム。
13. テーブルとの間で固体燃料を粉砕するローラのジャーナル軸受の余寿命推定プログラムであって、
    前記ローラを前記テーブルに押し付ける押圧力の計測値と、前記テーブルに対する前記ローラの距離であるリフト量に関する情報の計測値とを取得する取得処理と、
    前記取得処理において取得した情報に基づいて、前記ジャーナル軸受の余寿命を推定する推定処理と、
    をコンピュータに実行させるための余寿命推定プログラム。

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