JP6896564B2 - 燃料供給配管構造およびこれを備えた燃料粉砕供給システムならびに燃料供給配管構造の運用方法 - Google Patents

Description

本発明は、バイオマス燃料と石炭とを切り替えて使用する燃料供給配管構造およびこれを備えた燃料粉砕供給システムならびに燃料供給配管構造の運用方法に関するものである。

火力発電設備などで使用される石炭やバイオマス等の固体燃料は、粉砕機で微粉状に粉砕してボイラ等の燃焼装置へ供給される。粉砕機は、給炭管から粉砕テーブルへ投入された石炭やバイオマス等の固体燃料を、粉砕テーブルと粉砕ローラの間で噛み砕くことで粉砕し、粉砕テーブルの外周から供給される搬送ガスによって粉砕されて微粉状となった燃料を分級器で粒径サイズの小さいものに分けて燃焼装置へ搬送している。

バイオマス燃料は、化石燃料を使用するボイラなどの二酸化炭素排出量の削減対策の１つとして注目されている。特許文献１には、バイオマス燃料と石炭燃料とで粉砕機を共用として燃料供給管にてバイオマス燃料と石炭とを混合し、その後に粉砕機で一緒に粉砕を行うことが開示されている。また、特許文献１には、バイオマス燃料を供給する燃料供給管の途中にロータリバルブを設けた構成が示されている。

特開２００４−３４７２４１号公報

一般に、石炭火力発電では、石炭燃料を貯留するバンカから給炭機までを鋼管で接続し、給炭機で必要量を計量して粉砕機に燃料を投入する。このとき、一般には、内部が加圧された加圧粉砕機で石炭を粉砕する場合、給炭機内圧を粉砕機内圧よりも大きい値に設定する。これは、加圧粉砕機から加圧ガスが給炭機へ流入することを防止するためである。また、バンカから給炭機までの連結鋼管部（以下、「ダウンスパウト」という。）に積層される石炭充填層のシール性で、給炭機内からバンカ側へ加圧ガスの流れが発生することを防止している。

これに対して、バイオマス燃料は、粉砕機で粉砕される前はペレット状とされているので、ペレット間の隙間が大きく石炭と比較してバンカ内部でのガス通過を阻止する吹上シール性が劣り、ダウンスパウトにおける充填層でのシール性が十分に確保できない。このためバイオマス燃料では石炭と比較してより長いダウンスパウト長さが必要になり設備が大型化するという問題がある。

これに対して、特許文献１の燃料供給管にはロータリバルブが設けられているので、加圧粉砕機からの加圧ガスをシールすることができる構成となっている。しかし、特許文献１では、バンカや給炭機（燃料供給機）がバイオマス燃料と石炭燃料のそれぞれに設けられており、設備の大型化が避けられないという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、バイオマス燃料と石炭燃料とを切り替えて運用する場合であっても、可及的に設備を共有してコンパクトに構成することができる燃料供給配管構造およびこれを備えた燃料粉砕供給システムならびに燃料供給配管構造の運用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、本発明の燃料供給配管構造およびこれを備えた燃料粉砕供給システムならびに燃料供給配管構造の運用方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる燃料供給配管構造は、粉砕前の燃料を所定の供給量で供給する燃料供給機に接続された上部配管と、粉砕機に接続されて該粉砕機に前記燃料を導く下部配管と、前記上部配管と前記下部配管の間に設けられ、ロータリバルブと接続配管とが交換可能とされた交換部とを備えていることを特徴とする。

粉砕前の燃料は、燃料供給機によって所定の供給量で供給され、上部配管を通り下方の下部配管へと送られ、粉砕機へと導かれる。粉砕機では、燃料を粉砕することによって微粉燃料とし、微粉燃料をボイラ等の燃焼装置へと供給する。
上部配管と下部配管との間に、ロータリバルブと接続配管とが交換可能な交換部を設けることとした。これにより、バイオマス燃料を用いる場合にはロータリバルブを設置して粉砕機からの加圧ガスの吹き上げをロータリバルブでシールし、燃料供給機やさらにその上流のバンカまで加圧ガスが吹き上げることを防止することができる。石炭燃料を用いる場合にはロータリバルブに代えて接続配管を設置する。石炭燃料の場合は、バイオマス燃料に比べて密に貯留されるので、粉砕機からの加圧ガスの吹き上げは燃料供給機やその上流のダウンスパウトで石炭の層によりシールすることができる。
したがって、粉砕機に供給する燃料を石炭燃料もしくはバイオマス燃料のいずれかに切り替えた場合であっても、共通の燃料供給機や粉砕機を利用することができる。

さらに、本発明の燃料供給配管構造では、前記上部配管の下端には、該上部配管の本体から分割されるとともに前記交換部に接続される上部配管下端部が設けられ、前記上部配管の前記本体の下端側と前記上部配管下端部の上端側を覆う筒部と、該筒部を外周側から締め付けて固定する締付固定具とを備えるスリーブジョイントを備えていることを特徴とする。

上部配管の下端に、上部配管の本体から分割された上部配管下端部を設けた。そして、上部配管の本体の下端側と上部配管下端部の上端側との接続部を筒部で覆い、締付固定具で筒部を締め付けて固定するスリーブジョイントを設けることとした。これにより、上部配管と交換部とを接続する際に上部配管下端部を取り外すことで、交換部を移動し易くして取り外しを容易にした。また、スリーブジョイントにより配管長さの誤差を吸収して交換を容易にすることができる。

さらに、本発明の燃料供給配管構造では、前記ロータリバルブの鉛直下方には、水を供給する水供給部が設けられていることを特徴とする。

水供給部をロータリバルブよりも鉛直上方に設けると、水を散水した際にバイオマス燃料が吸水し湿潤して閉塞してしまうおそれがある。そこで、ロータリバルブの下方に水供給部を設け、下部配管へ向けて水を供給し散水するようにした。これにより、バイオマス燃料によってロータリバルブが閉塞されるおそれを回避する。供給される水は、例えば消火水として用いられる。

さらに、本発明の燃料供給配管構造では、前記水供給部は、水平方向に対して安息角以上に傾斜して前記下部配管へと通気する分岐配管に設けられていることを特徴とする。

水供給部を分岐配管に設け、分岐配管の水平方向に対する傾斜角度を安息角以上とした。これにより、バイオマス燃料が分岐配管内に入り込んでも分岐配管内に滞留することがない。

さらに、本発明の燃料供給配管構造では、前記分岐配管には、パージエア供給部、及び／又は、温度計挿入部、及び／又は、突き棒挿入部が設けられていることを特徴とする。

分岐配管にパージエア供給部を設けることで、下部配管等をパージし、粉砕機内の加圧ガスが下部配管を経由して燃料供給機側へ向かって逆流して流通しないようにすることができる。また、分岐配管に温度計挿入部を設けることで、下部配管内の温度を計測することができる。また、分岐配管に突き棒挿入部を設けることで、突き棒を挿入して下部配管等の詰まりを解消することができる。

さらに、本発明の燃料供給配管構造では、前記上部配管の内部には、鉛直下方へ向けて水を供給し散布する洗浄水ノズルと、前記水の供給を制御する弁が設けられていることを特徴とする。

上部配管の内部に洗浄水ノズルを設け、鉛直下方へ向けて水を供給し散布することとした。これにより、配管内面を摺動して付着石炭を除去するスクレーパを設ける必要がなくなり、接続配管に交換する際の作業容易性を高めることができる。
なお、バイオマス燃料の場合は、水を供給するとバイオマス燃料が吸水し湿潤して管内を閉塞するおそれがあるので、水の供給を停止するよう開閉する弁を設けてある。

さらに、本発明の燃料供給配管構造では、前記下部配管の上端部には、ホッパ部が設けられ、該ホッパ部の内面には耐摩耗材が設けられていることを特徴とする。

下部配管の上端部にはホッパ部が設けられ、この鉛直上方に交換部としてのロータリバルブや接続配管が取り付けられる。石炭燃料を使用する際に接続配管が取り付けられると、燃料供給機から供給された石炭は自重で重力落下して加速した状態でホッパ部の内面に衝突する。この衝突によってホッパ部が摩耗するおそれがあるので、ホッパ部の内面に耐摩耗材を設けることとし、ホッパ部の損傷を防止することとした。

また、本発明の燃料粉砕供給システムは、燃料を貯留するバンカと、該バンカから燃料を受け入れて所定の供給量で供給する燃料供給機と、請求項１から７のいずれかに記載された燃料供給配管構造と、該燃料供給配管構造の鉛直下方に設けられた粉砕機とを備えていることを特徴とする。

また、本発明の燃料供給配管構造の運用方法は、粉砕前の燃料を所定の供給量で供給する燃料供給機に接続された上部配管と、粉砕機に接続されて該粉砕機に前記燃料を導く下部配管と、前記上部配管と前記下部配管の間に設けられ、ロータリバルブと接続配管とが交換可能とされた交換部と、を備えた燃料供給配管構造の運用方法であって、バイオマス燃料を用いる場合に、前記接続配管に代えて前記ロータリバルブを設置し、石炭を用いる場合に、前記ロータリバルブに代えて前記接続配管を設置することを特徴とする。

バイオマス燃料と石炭燃料とを切り替えて運用する場合であっても、可及的に設備を共有してコンパクトに構成することができる。

本発明の一実施形態に係る燃料供給配管構造を備えたボイラ設備を示した概略構成図である。 一実施形態に係る燃料供給配管構造を示した正面図である。 短管に交換した燃料供給配管構造を示した正面図である。 台座の取り付け位置を示した正面図である。 図３のＡ−Ａ断面であり、洗浄水ノズルを示した断面図である。 ロータリバルブを設置した場合のホッパ部の配置を示した正面図である。 短管を設置した場合のホッパ部の配置を示した正面図である。 比較例の場合のホッパ部の位置を示した正面図である。 ロータリバルブと短管とを交換する工程を示した概略図である。

以下に、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１には、本実施形態に係る燃料粉砕供給システム及び燃料供給配管構造を備えたボイラ設備１が示されている。なお、本実施形態では上方とは鉛直上側方向を、下方とは鉛直下側方向を示している。
ボイラ設備１は、ボイラ本体３に供給するバイオマス燃料及び石炭燃料を粉砕する粉砕機５を備えている。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。
粉砕機５には微粉燃料供給管７が接続されており、粉砕機５で粉砕された微粉燃料が搬送ガスとなる熱空気とともに微粉燃料供給管７を介してバーナ９へと導かれるようになっている。
粉砕機５には、バイオマス用サイロ１１に貯蔵されたバイオマス燃料がバンカ１３を介して導かれる。
粉砕機５には、熱空気供給管１５が接続されている。熱空気供給管１５は、１次通風機１７に接続されており、空気予熱器１９によって予熱された空気と、空気予熱器１９をバイパスした空気とが混合して温度調整された空気が導かれるようになっている。また、熱空気供給管１５には、ガス再循環通風機２１を介して電気集塵機２３を通過した排ガスの一部が導かれるようになっている。したがって、粉砕機５には、熱空気供給管１５を介して、空気予熱器１９で温度調整され、かつ排ガスによって酸素濃度調整された混合気が導かれる。
上述したバイオマス用サイロ１１からバーナ９までの機器によって、燃料粉砕供給システムが構成されている。

ボイラ本体３内の火炉にてバーナ９によって火炎が形成され、ボイラ本体３内の図示しない熱交換器によって蒸気が生成する。生成された蒸気は、図示しない蒸気タービンへと導かれて発電が行われる。

ボイラ本体３から排出された排ガスは、脱硝装置２５によって脱硝された後に空気予熱器１９にて１次通風機１７から導かれた空気を加熱した後に電気集塵機２３へと導かれる。排ガスは、電気集塵機２３で脱塵された後に、誘引通風機２７を介して脱硫装置２９へと導かれる。誘引通風機２７の上流側で、一部の排ガスが抽気されてガス再循環通風機２１を介して熱空気供給管１５へと導かれる。
誘引通風機２７から導かれた排ガスは、脱硫装置２９にて脱硫された後に煙突３１へと導かれて大気へと放出される。

図２には、図１に示した粉砕機５とバンカ１３との間に設けられた燃料供給配管構造４０が示されている。
粉砕機５は、加圧式とされた竪型ミルとされており、石炭燃料やバイオマス燃料などの固形物を粉砕する。粉砕機５は、鉛直方向に延在する中心軸線回りを回転する粉砕テーブル４２と、粉砕テーブル４２の上面に対向して設けられた粉砕ローラ４３とを備えている。粉砕テーブル４２と粉砕ローラ４３との間で石炭燃料やバイオマス燃料（ペレット）が粉砕される。粉砕された燃料は、熱空気供給管１５（図１参照）から供給された熱空気によって巻き上げられ、ロータリセパレータ４４を通り微粉のサイズで分級された後に、微粉燃料供給管７（図１参照）を通りボイラ本体３のバーナ９へと導かれる。

粉砕機５の上部中央には、燃料供給配管構造４０の下部配管４５が固定されている。下部配管４５の上方には、ロータリバルブ４７および上部配管４９がこの順番で接続されている。上部配管４９の上方には燃料供給機５０が接続されている。

燃料供給機５０は、石炭燃料の場合は給炭機と称されるものであり、所定量の供給量で燃料を送り出すものである。例えば、燃料供給機５０は、ベルトコンベア式とされる。燃料供給機５０には、シールエア用バルブ５０ａ１が設けられたシールエア配管５０ａと、消火水用バルブ５０ｂ１が設けられた消火水配管５０ｂとが接続されていてもよい。シールエア用バルブ５０ａ１は、石炭燃料の場合に開とされ、シールエアを燃料供給機５０内へと供給することで燃料供給機５０の内圧を粉砕機５の内圧より高くして、粉砕機５内の微粉を含む加圧ガスの逆流を防止するようにしてもよい。消火水用バルブ５０ｂ１は、石炭燃料の場合に消火が必要となった場合に開とされて散水され、通常時は閉とされる。消火水用バルブ５０ｂ１は、バイオマス燃料の場合には吸水により湿潤しないように常に閉とされる。

燃料供給機５０の上方には、ダウンスパウト５２を介してバンカ１３が接続されている。バンカ１３は、バイオマス燃料を用いる際にはベレット状のバイオマス燃料が貯留され、石炭燃料を用いる際には石炭燃料が貯留される。ダウンスパウト５２は、鉛直方向に延在する鋼管部とされており、内部に燃料が積層状態で保持されている。石炭燃料の場合には、ダウンスパウト５２内に積層された石炭燃料によって粉砕機５側の微粉を含む加圧ガスがバンカ１３側へ逆流入しないシール性が確保されるようになっている。

バイオマス燃料を用いる際にはベレット状のバイオマス燃料の間には隙間があり、石炭燃料と比較してダウンスパウト５２での燃料層によるシール性が不十分になる。このため、バイオマス燃料を用いる際には、上部配管４９の下方にロータリバルブ４７を設けることで、粉砕機５側の微粉を含む加圧ガスがバンカ１３側へ逆流入しないシール性を確保する。また、石炭燃料を用いる際には、石炭による摩耗等を考慮しロータリバルブ４７を外してもよい。
上部配管４９の下方のロータリバルブ４７との間には、上部配管４９の本体から分割された上部配管下端部５６が設けられている。上部配管下端部５６の下端はフランジを介してロータリバルブ４７に対して固定される。上部配管４９の本体の下側と上部配管下端部５６の上側との接続部には、スリーブジョイント５４が設けられている。スリーブジョイント５４は、ロータリバルブ４７と短管（接続配管）４８（図３参照）とを交換する際に取り外しがされる。スリーブジョイント５４は、上部配管４９の本体の下側と上部配管下端部５６の上側との接続部を覆う筒部５４ａと、筒部５４ａを外周側から締め付けて固定する締付バンド（締付固定具）５４ｂとを備えている。筒部５４ａは、例えば可撓性を備えるゴム製とされている。締付バンド５４ｂは、例えば半割りとされたリング形状とされている。上部配管４９の本体と上部配管下端部５６とを突き合わせた状態で筒部５４ａを覆うように被せ、締付バンド５４ｂで筒部５４ａを締め付けることで、上部配管４９の本体の下側と上部配管下端部５６の上側との間を気密に固定するようになっている。締付バンド５４ｂは複数設けても良い。

ロータリバルブ４７は、バルブハウジング内に設けられた回転方向に区画された複数の部屋を備える回転部を備えている。回転部に形成された各部屋が独立しているので、バイオマス燃料を供給する場合であっても、下部配管４５から上方へ向かう加圧ガスの流れをシールできるようになっている。
ロータリバルブ４７には、シールエア用バルブ４７ａ１を介してシールエア配管４７ａが接続されている。シールエア配管４７ａから供給されたシールエアによって、バルブハウジングと回転部との摺動部をシールするようになっている。

ロータリバルブ４７は、図３に示した短管４８と交換ができるようになっている。短管４８は、直線状の鋼管とされている。石炭燃料を用いる場合に短管４８に交換される。

ロータリバルブ４７の下方には、分岐配管とされた台座５８が設けられている。台座５８は、燃料が流通する流路（図２では下部配管４５）から斜め上方に向かって傾斜している。台座５８の水平方向に対する傾斜角度θは、バイオマス燃料及び石炭燃料の安息角以上に設定されている。台座５８には、消火水用バルブ６０ａが設けられた消火水配管（水供給部）６０と、パージエア用バルブ６１ａが設けられたパージエア配管６１とが接続されている。パージエア用バルブ６１ａを開としてパージエアを台座５８を介して下部配管４５へ流すことで、粉砕機５内の加圧ガスがバンカ１３に向かって逆流して流通しないようにすることができる。また、下部配管４５内をパージエアが流れることで、バイオマス燃料や石炭燃料の固着を抑制することができる。消火水用バルブ６０ａは、バイオマス燃料の場合に消火が必要となった場合に開とされ、通常時は閉とされる。消火水が散水されても水は上方にあるロータリバルブ４７へは流れないので、ロータリバルブ４７内でのバイオガス燃料が吸水し湿潤して閉塞することを防止できる。パージエア用バルブ６１ａ及び消火水用バルブ６０ａは、バイオガス燃料のみならず石炭燃料の場合にも同様に使用される。また、バイオマス燃料を用いる際にもシールエア用バルブ５０ａ１を開として、シールエアを燃料供給機５０内へと供給することで燃料供給機５０の内圧を粉砕機５の内圧よりも高くして、粉砕機５内の微粉を含む加圧ガスの逆流を防止するようにしてもよい。または、分岐配管とされた台座５８からシールエアを供給しても良い。

台座５８には、消火水配管６０及びパージエア配管６１との接続部よりも上方に、ボール弁６２が設けられ、ボール弁６２のさらに上方の開口端にはキャップ６３が設けられている。ボール弁６２は、常時は閉とされており、突き棒を挿入する際に開とされる。突き棒は、キャップ６３を取り外して開放端から挿入される。突き棒によって、下部配管４５等の詰まりが解消されるようになっている。また、ボール弁６２は、熱電対など（温度計）を挿入する場合にも開とされる。粉砕機５内の加圧ガスは、熱空気であるので、燃料供給機５０側へと逆流が生じていないかを温度により確認する場合など、必要時に熱電対などを台座５８に介して挿入することで、下部配管４５等における温度を計測することができる。

図４に示すように、ホッパ部７０を備える中継管６５を設けても良い。この場合、台座５８は、ロータリバルブ４７の下方に設けた中継管６５に取り付けるようにしても良い。これにより、接続する下部配管４５等の口径が異なる場合でも、口径を合わせた中継管６５を介して台座５８を取り付けることができる。また、台座５８をバイオマス燃料時のみに使用する場合は、ロータリバルブ４７とともに、取り外すことができる。

図５には、上部配管４９に設けられた洗浄水ノズル６７が示されている。図５は、図３におけるＡ−Ａ断面である。洗浄水ノズル６７は、上部配管４９の内周面に沿って配置された２つの略半円弧状のヘッダ６７ａから洗浄水を下方に向かって供給し散布する。これにより、石炭燃料の際に短管４８の内面に付着した石炭を洗い流すようになっている。洗浄水ノズル６７には、洗浄水供給配管６８が接続されている。洗浄水は、洗浄水供給配管６８に設けられた洗浄水用ボール弁６９によって供給及び停止が制御される。洗浄水用ボール弁６９は、バイオマス燃料の際には常に閉とされ、バイオマス燃料が吸水し湿潤してロータリバルブ４７などに閉塞することを抑制する。

本実施形態では、粉砕機５の上流側にホッパ部７０を備える場合がある。図６に示されているように、下部配管４５の上端部には、上方に向かって拡径するホッパ部７０が設けられている。なお、図６には燃料供給機５０内に設けられたベルトコンベア５１が示されている。このベルトコンベア５１によって燃料が順次下方へと送り出されるようになっている。

ホッパ部７０の内面には、耐摩耗材が設けられている。耐摩耗材としては、例えば、セラミックスや、硬化肉盛溶接が挙げられる。
ホッパ部７０の内面に耐摩耗材を設ける理由は以下のとおりである。図６のようにロータリバルブ４７が存在していると、燃料がホッパ部７０に直接衝突することはなく、またロータリバルブ４７を用いる場合は燃料がバイオマス燃料とされるのでホッパ部７０の内面が損傷するおそれはない。これに対して、ロータリバルブ４７を設置した状態から、図７に示すように短管４８を設置した状態に交換すると、短管４８が存在するだけなので燃料供給機５０から落下した石炭は重力で加速して直接ホッパ部７０に衝突するものがある。また、ロータリバルブ４７との交換を前提とした構造となっているので、ホッパ部７０の位置はロータリバルブ４７の下方になる方が便宜であり、この場合は燃料供給機５０からホッパ部７０までの距離が長くなる。比較例として図８の場合のように石炭専用の場合にはロータリバルブ４７との交換を前提としないので、給炭管４０’の上端部側に設けたホッパ部７０’は、燃料供給機５０の近傍に近づけて配置することができる。したがって、図７に示したようにロータリバルブ４７を設置した状態から短管４８を設置した状態に交換することが可能な構造を採用する場合には、燃料供給機５０からホッパ部７０までの距離が長くなるために、ホッパ部７０の内面に重力落下で加速した石炭が高速で衝突することになる。したがって、ホッパ部７０の内面に耐摩耗材を設けることは、ホッパ部７０の内面の損傷を低減する上で有効となる。

次に、図９を用いて、図２に示したロータリバルブ４７と、図３に示した短管４８とを交換する工程について説明する。
図９に示されているように、粉砕機５は、下部床Ｆ１上に設置され、燃料供給機５０は上部床Ｆ２上に設置されている。下部床Ｆ１と上部床Ｆ２との間で、ロータリバルブ４７の設置位置よりも下方でかつ下部配管４５の上部付近の接続部分の高さ位置に、中間床Ｆ３が設けられている。

以下に、ロータリバルブ４７を取り外して、短管４８を取り付ける工程について説明する。
まず、スリーブジョイント５４の筒部５４ａを締め付けている半割とされた締付バンド５４ｂを緩める、または取外す（符号Ｓ１参照）。
次に、スリーブジョイント５４の筒部５４ａを上方向へスライドする（符号Ｓ２参照）。なお、筒部５４ａを下方向へスライドさせても良い。
次に、上部配管下端部５６を水平方向に移動して取り外す（符号Ｓ３参照）。これにより、ロータリバルブ４７の上方に空間が形成され、ロータリバルブ４７の取外しが容易になる。
次に、ロータリバルブ４７を、上部床Ｆ２から吊り下げたロープ７２を利用し、吊り下げて水平方向に移動する（符号Ｓ４参照）。例えば、上部床Ｆ２に設けたホイスト又はモノレールから吊り下げたロープの下端を、ロータリバルブ４７に設けたアイプレートに取り付けて吊り下げる。なお、中間床Ｆ３に下部レールや、台車、コロ等の横引装置を設けてロータリバルブ４７を移動させても良い。
次に、ロータリバルブ４７をさらに水平方向に吊り下げて移動させ（符号Ｓ５参照）、中間床Ｆ３上の所定位置に保管する。
以上により、ロータリバルブ４７の搬出及び保管が終了する。

そして、短管４８を上部配管４９と下部配管４５との間の交換位置にロープ７３で吊下げて移動し（符号Ｓ６参照）、上部配管下端部５６と短管４８とを取り付ける。その後、スリーブジョイント５４の筒部５４ａを下方へスライドし、締付バンド５４ｂを取り付けて締め付けて固定する。これにより、短管４８の取り付けが終了する。

短管４８からロータリバルブ４７に交換する手順は、上記と逆の手順になる。

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
上部配管４９と下部配管４５との間に、ロータリバルブ４７と短管４８とが交換可能な交換部を設けることとした。これにより、バイオマス燃料を用いる場合にはロータリバルブ４７を設置して粉砕機５からの加圧ガスの吹き上げをロータリバルブ４７でシールし、燃料供給機５０やさらにその上流のバンカ１３まで加圧ガスが吹き上げることを防止することができる。石炭燃料を用いる場合にはロータリバルブ４７に代えて短管４８を設置する。石炭燃料の場合は、バイオマス燃料に比べて密に貯留されるので、粉砕機５からの加圧ガスの吹き上げは燃料供給機５０やその上流のダウンスパウト５２でシールすることができる。
したがって、バイオマス燃料を石炭燃料から切り替えた場合であっても、共通の燃料供給機５０や粉砕機５を利用することができる。

上部配管４９の下端に、上部配管４９の本体から分割された上部配管下端部５６を設け、上部配管４９の本体と上部配管下端部５６との接続部を筒部５４ａで覆い、締付バンド５４ｂで筒部５４ａを締め付けて気密に固定するスリーブジョイント５４を設けることとした。これにより、上部配管４９とロータリバルブ４７又は短管４８とを接続する際に、配管長さの誤差を吸収して交換を容易にすることができる。

バイオマス燃料を用いる場合に、ロータリバルブ４７よりも上方から水を供給すると、バイオマス燃料が吸水し湿潤してロータリバルブ４７内で閉塞してしまうおそれがある。そこで、ロータリバルブの下方に台座５８を設けて消火水配管６０を取り付けて、消火が必要になった場合に下部配管４５へ向けて水を供給し散布するようにした。これにより、バイオマス燃料によってロータリバルブ４７が閉塞されるおそれを回避する。

石炭を供給する上部配管４９などの給炭管に対しては、配管内面を摺動して付着石炭を除去するスクレーパを設けることがある。しかし、本実施形態のように石炭燃料を用いる場合には短管４８に交換する構成となっているので、短管４８に対してスクレーパを設けることは構造上困難である。そこで、上部配管４９に洗浄水ノズル６７（図５参照）を設け、石炭燃料の場合に下方へ向けて水を散布することとした。これにより、短管４８にスクレーパを設ける必要がなくなり、短管４８に交換する際の作業容易性を高めることができる。

石炭燃料を使用する際に短管４８が取り付けられると、燃料供給機５０から供給された石炭燃料が落下して重力で加速した状態でホッパ部７０の内面に衝突する（図７参照）。そこで、ホッパ部７０の内面に耐摩耗材を設けることとし、ホッパ部７０の損傷を防止することができる。

また、ロータリバルブ４７と短管４８とを交換可能として、バイオマス燃料と石炭燃料とを使い分けることができるようにした。これにより、バイオマス燃料が使用できない期間や、ＦＩＴ（Feed-in Tariff：固定価格買取制度）運用からバイオマス燃料を使用しない期間には、石炭燃料による運転が可能となるので、燃料供給設備を最小の変更を行うことで設備の大型化を抑制して、効率的なプラント運用が可能になる。
また、上述した実施形態では、バイオマス燃料としては全てをバイオマス系燃料を用いて粉砕する粉砕機５として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、石炭とともにバイオマス燃料を混合して粉砕する粉砕機に対しても用いることができる。

１ ボイラ設備
３ ボイラ本体
５ 粉砕機
７ 微粉燃料供給管
９ バーナ
１１ バイオマス用サイロ
１３ バンカ
１５ 熱空気供給管
１７ １次通風機
１９ 空気予熱器
２１ ガス再循環通風機
２３ 電気集塵機
２５ 脱硝装置
２７ 誘引通風機
２９ 脱硫装置
３１ 煙突
４０ 燃料供給配管構造
４２ 粉砕テーブル
４３ 粉砕ローラ
４４ ロータリセパレータ
４５ 下部配管
４７ ロータリバルブ
４８ 短管（接続配管）
４９ 上部配管
５０ 燃料供給機
５０ａ シールエア配管
５０ａ１ シールエア用バルブ
５０ｂ 消火水配管
５０ｂ１ 消火水用バルブ
５１ ベルトコンベア
５２ ダウンスパウト
５４ スリーブジョイント
５４ａ 筒部
５４ｂ 締付バンド（締付固定具）
５６ 上部配管下端部
５８ 台座（分岐配管）
６０ 消火水配管（水供給部）
６０ａ 消火水用バルブ
６１ パージエア配管
６１ａ パージエア用バルブ
６２ ボール弁
６３ キャップ
６５ 中継管
６７ 洗浄水ノズル
６８ 洗浄水供給配管
６９ 洗浄水用ボール弁
７０ ホッパ部
７２，７３ ロープ
Ｆ１ 下部床
Ｆ２ 上部床
Ｆ３ 中間床

Claims (9)

1. 粉砕前の燃料を所定の供給量で供給する燃料供給機に接続された上部配管と、
   粉砕機に接続されて該粉砕機に前記燃料を導く下部配管と、
   前記上部配管と前記下部配管の間に設けられ、ロータリバルブと接続配管とが交換可能とされた交換部と、
   を備えていることを特徴とする燃料供給配管構造。
2. 前記上部配管の下端には、該上部配管の本体から分割されるとともに前記交換部に接続される上部配管下端部が設けられ、
   前記上部配管の前記本体の下端側と前記上部配管下端部の上端側を覆う筒部と、該筒部を外周側から締め付けて固定する締付固定具とを備えるスリーブジョイントを備えていることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給配管構造。
3. 前記ロータリバルブの鉛直下方には、水を供給する水供給部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料供給配管構造。
4. 前記水供給部は、水平方向に対して安息角以上に傾斜して前記下部配管へと通気する分岐配管に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の燃料供給配管構造。
5. 前記分岐配管には、パージエア供給部、及び／又は、温度計挿入部、及び／又は、突き棒挿入部が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の燃料供給配管構造。
6. 前記上部配管の内部には、鉛直下方へ向けて水を供給し散布する洗浄水ノズルと、前記水の供給を制御する弁が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の燃料供給配管構造。
7. 前記下部配管の上端部には、ホッパ部が設けられ、
   該ホッパ部の内面には耐摩耗材が設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の燃料供給配管構造。
8. 燃料を貯留するバンカと、
   該バンカから燃料を受け入れて所定の供給量で供給する燃料供給機と、
   請求項１から７のいずれかに記載された燃料供給配管構造と、
   該燃料供給配管構造の鉛直下方に設けられた粉砕機と、
   を備えていることを特徴とする燃料粉砕供給システム。
9. 粉砕前の燃料を所定の供給量で供給する燃料供給機に接続された上部配管と、
   粉砕機に接続されて該粉砕機に前記燃料を導く下部配管と、
   前記上部配管と前記下部配管の間に設けられ、ロータリバルブと接続配管とが交換可能とされた交換部と、
   を備えた燃料供給配管構造の運用方法であって、
   バイオマス燃料を用いる場合に、前記接続配管に代えて前記ロータリバルブを設置し、石炭を用いる場合に、前記ロータリバルブに代えて前記接続配管を設置することを特徴とする燃料供給配管構造の運用方法。

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