JP7458782B2 - 摩耗評価システム及び固体燃料粉砕装置、並びに摩耗評価方法、並びに摩耗評価プログラム - Google Patents

Description

本開示は、摩耗評価システム及び固体燃料粉砕装置、並びに摩耗評価方法、並びに摩耗評価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（例えば、特許文献１）。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内のものを選別し、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。

固体燃料の粉砕により、特にミルのローラや回転テーブル(テーブルライナ)に摩耗が発生する。このため、ミルのローラや回転テーブルの摩耗状態に応じて適切に補修や交換等のメンテナンス作業を行う必要がある。

特開平２－２１９５０号公報

ミルのローラや回転テーブルのメンテナンスまでの余寿命の推定にあたり、精度の高い余寿命の推定のためには、ミルのローラや回転テーブルの摩耗状況を計測する必要がある。摩耗状況を計測するにあたり、一般的には計測用の治具を用いて摩耗状況を計測したい箇所を直接計測する方法が採られている。摩耗状況を直接計測するためには、ミルを停止して開放し、手作業で計測を行う必要がある。そして、摩耗の進行を把握するためには、運転時間の経過に対して複数回計測を行う必要があり、その都度ミルを停止させる必要がある。従って、頻繁に摩耗量の直接計測を行うことが出来ないために、摩耗の進捗状況の把握には限界がある。このように、ミルの停止が必要となるため、ミル稼働率の低下を抑制するためにミルを停止した点検頻度を少なくすると、摩耗状況を正確に把握することができない可能性がある。このため、精度の高い余寿命の推定のためには、ミルを停止することなく、より精度よく摩耗状況を把握することが望まれている。

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、より精度よく摩耗状況を把握して摩耗評価を行うことのできる摩耗評価システム及び固体燃料粉砕装置、並びに摩耗評価方法、並びに摩耗評価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、粉砕部において固体燃料を粉砕して微粉燃料とし、前記微粉燃料を搬送ガスにより燃焼装置へと搬出する固体燃料粉砕装置の摩耗評価システムであって、前記搬送ガスにより前記燃焼装置へ搬出されず前記粉砕部から排出される排出物の排出量を検出する検出部と、検出された前記排出量に基づいて、前記粉砕部に対する摩耗評価を行う評価部と、を備え、前記評価部は、予め設定された前記排出量と前記粉砕部における摩耗量との関係情報に基づいて、検出された前記排出量より前記粉砕部における摩耗量を評価する摩耗評価システムである。

本開示の第２態様は、粉砕部において固体燃料を粉砕して微粉燃料とし、前記微粉燃料を搬送ガスにより燃焼装置へと搬出する固体燃料粉砕装置の摩耗評価方法であって、前記搬送ガスにより前記燃焼装置へ搬出されず前記粉砕部から排出される排出物の排出量を検出する工程と、検出された前記排出量に基づいて、前記粉砕部に対する摩耗評価を行う工程と、を有し、前記摩耗評価を行う工程は、予め設定された前記排出量と前記粉砕部における摩耗量との関係情報に基づいて、検出された前記排出量より前記粉砕部における摩耗量を評価する摩耗評価方法である。

本開示の第３態様は、粉砕部において固体燃料を粉砕して微粉燃料とし、前記微粉燃料を搬送ガスにより燃焼装置へと搬出する固体燃料粉砕装置の摩耗評価プログラムであって、前記搬送ガスにより前記燃焼装置へ搬出されず前記粉砕部から排出される排出物の排出量を検出する処理と、検出された前記排出量に基づいて、前記粉砕部に対する摩耗評価を行う処理と、をコンピュータに実行させ、前記摩耗評価を行う処理は、予め設定された前記排出量と前記粉砕部における摩耗量との関係情報に基づいて、検出された前記排出量より前記粉砕部における摩耗量を評価する摩耗評価プログラムである。

本開示によれば、より精度よく摩耗状況を把握して摩耗評価を行う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実施形態に係るミル及びスピレージの排出系統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実施形態に係るスピレージの排出系統を示した部分拡大縦断面図である。 本開示の第１実施形態に係るパルス信号の形成例を示した図である。 本開示の第１実施形態に係る閾値とパルス発生数との関係を例示した図である。 本開示の第１実施形態に係るスピレージに含まれる粒径を示す図である。 本開示の第１実施形態に係るスピレージの排出量とパルス数との対応情報の一例を示した図である。 本開示の第１実施形態に係る合計摩耗量とスピレージの排出量との関係の一例を示す図である。 本開示の第１実施形態に係るミル動力と合計摩耗量との関係の一例を示す図である。 本開示の第１実施形態に係るテーブル差圧と合計摩耗量との関係の一例を示す図である。 本開示の第１実施形態に係る合計摩耗量とスピレージの排出量との関係の一例を示す図である。 本開示の第１実施形態に係る摩耗評価処理のフローチャートを示した図である。 本開示の第１実施形態に係る摩耗評価処理のフローチャートを示した図である。 本開示の第１実施形態に係る摩耗評価処理の効果を示す図である。 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、本開示に係る摩耗評価システム及び固体燃料粉砕装置、並びに摩耗評価方法、並びに摩耗評価プログラムの第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、摩耗評価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を回転駆動させる分級機モータ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の略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、ミルモータ１４ａに減速機が連結された駆動部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。回転テーブル１２の上にはテーブルライナ１２ａが設置されている。すなわち、固体燃料は、テーブルライナ１２ａとローラ１３との間で粉砕される。本実施形態では、回転テーブル１２の上にテーブルライナ１２ａが設置されている場合を例として説明するが、回転テーブル１２とテーブルライナ１２ａとが一体のテーブルとして形成されることとしてもよい。

固体燃料が燃料供給部１７から回転テーブル１２の略中央領域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、再びローラ１３との間で粉砕される。

このように、ミル１０では固体燃料を粉砕し、微粉燃料を一次空気（搬送ガス）によって燃焼装置（ボイラ）へ搬送される。また、粒径の大きな微粉燃料や、不純物等は、一次空気によって搬送されず、排出物（以下、「スピレージ」という）として排出される。図１のような構成では、微粉燃料は一次空気によってミル１０の上方へ搬送されて、出口１９より供給流路１００ｂを経由してバーナ部２２０へと搬出されるが、一次空気によってミル１０の上方へ搬送されず、ミル１０の下方（すなわち回転テーブル１２の下）へ落下した落下物がスピレージとなる。図２は、スピレージの排出系統を詳細に示した図である。スピレージは、ミル１０から排出された排出物であり、一般的な鉱物（石炭を含む）を粉砕する際には、その主成分が黄鉄鉱であることからパイライト（黄鉄鉱）ともいう。スピレージは、例えば、異物や粗粒燃料等であり、回転テーブル１２の周囲より落下した物である。本実施形態では、スピレージは一次空気によって燃料装置へ搬送されず回転テーブル１２の下に落下した落下物として説明するが、燃焼に用いられずミル１０から排出される排出物であれば、落下物に限定されない。なお、後述するように、ローラ１３やテーブルライナ１２ａが固体燃料と接触することにより摩耗が発生して、摩耗量が増加すると粉砕性能が低下して粗粒燃料が増加して、スピレージに含まれる粗粒燃料が増加する場合がある。

図２に示すように回転テーブル１２の下に落下したスピレージは、スクレーパ７１によって掻き出されてスピレージホッパ７４へ送られる。スクレーパ７１は回転テーブル１２の下部に設けられており、回転テーブル１２と同軸に回転する。これによって、回転テーブル１２の下に落下して堆積したスピレージをスクレーパ７１によってシュート７２の入口へ寄せ集めて排出する。

スピレージは、シュート７２を介して、スピレージホッパ７４へ堆積される。シュート７２には、入口弁７３が設けられており、入口弁７３が閉の場合にスピレージがシュート７２でせき止められ、入口弁７３が開の場合にシュート７２からスピレージホッパ７４へスピレージが流れる。スピレージホッパ７４では、ミル１０から排出されたスピレージが堆積される。スピレージホッパ７４の下部には排出弁７５が設けられており、排出弁７５が開となることによって、堆積されたスピレージが排出される。排出弁７５を開放状態とする際には、搬送ガスがスピレージシュートを介して流出することを防止するため、入口弁７３は閉止状態とされる。なお、排出弁７５の代わりにスピレージホッパ７４に開閉可能な開口部を設けて、該開口部より堆積したスピレージを排出してもよい。

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の上面の固体燃料に接触した状態で、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外周面と回転テーブル１２（すなわちテーブルライナ１２ａ）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。粉砕によってローラ１３とテーブルライナ１２ａとには摩耗が発生するため、定期的に補修や交換が必要となる。このため、後述の制御部６０では、摩耗評価が行われる。

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の外周面を回転テーブル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３（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。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、ミルモータ１４ａに連結されており、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分級機モータ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、給炭機モータ２３とを備える。搬送部２２は、給炭機モータ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。
従って、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、固体燃料粉砕装置１００におけるバイオマス燃料の搬送性の悪化や給炭機２０内部及びバンカ２１上部での粉塵発生、バンカ２１及びダウンスパウト部２４内に積層されたバイオマス燃料の着火や、また、ミル１０内部の圧力が低下すると、微粉燃料のバーナ部２２０へ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が給炭機２０及びバンカ２１へ向けて吹き上げること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、ミル１０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（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）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、ミル１０へ投入された固体燃料の供給量に対応した量の微粉燃料をボイラ２００に設けられたバーナ部２２０に安定して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６０～９０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，節炭器などの熱交換器（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、節炭器（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、ミルモータ１４ａ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の分級機モータ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の給炭機モータ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（給炭量）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。具体的には、制御部６０は、搬送ガスの流量と出口温度が、固体燃料種別毎に給炭量に対して設定された所定値となるように、熱ガスダンパ３０ｃおよび冷ガスダンパ３０ｄを制御する。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、ミル１０におけるローラ１３の寿命や回転テーブル１２上に設置されたテーブルライナ１２ａの余寿命の推定のための摩耗評価を行う。すなわち、制御部６０は、余寿命の推定のための摩耗評価システムとしての機能を有している。ミル１０において摩耗が発生する部位であるローラ１３とテーブルライナ１２ａは、耐摩耗性の高い素材で作られているが、それでも長時間の使用に伴い摩耗が進行する。このため、定期的な点検を行い、補修や交換が必要である。ミル１０はテーブルライナ１２ａへ投入された石炭やバイオマス燃料等の固体燃料をテーブルライナ１２ａとローラ１３の間で噛み砕くことで微粉燃料へ粉砕する。ミル１０は、ローラ１３やテーブルライナ１２ａが固体燃料と接触することにより摩耗が発生して、摩耗量が増加すると粉砕性能が低下するため、適切な時期にメンテナンスにより補修や交換などを行う必要がある。

このため、制御部６０は、ミル１０におけるローラ１３とテーブルライナ１２ａに対して摩耗評価を行う。本実施形態では、ローラ１３とテーブルライナ１２ａの摩耗量を合算し、合計摩耗量（摩耗量）として摩耗評価する場合について説明するが、ローラ１３とテーブルライナ１２ａの各摩耗量を摩耗評価する場合や、いずれか一方を摩耗評価することとしてもよい。また、摩耗評価とは、固体燃料の粉砕によって生じる摩耗に関する評価であり、摩耗量評価や摩耗速度評価、摩耗による寿命評価（余寿命評価）等を含むものである。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。精度の高い余寿命の推定にあたり、本実施形態による摩耗評価を行う。

図４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４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。なお、大容量記憶装置としては、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）を用いることもできる。

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５は、制御部６０が備える摩耗評価システムに関する機能を示した機能ブロック図である。図５に示されるように、制御部６０は、検出部６１と、評価部６７とを備えている。

検出部６１は、一次空気（搬送ガス）により燃焼装置へ搬送されずにミル１０からスピレージホッパ７４へ排出される排出物（スピレージ）の排出量を検出する。このため、本実施形態における検出部６１は、取得部６２と、変換部６３と、カウント部６４と、演算部６５と、補正部６６とを備えている。

取得部６２は、スピレージがミル１０からスピレージホッパ７４へ排出されるときの信号情報を検出して取得し、取得部６２、変換部６３、カウント部６４、演算部６５、補正部６６で処理を行い、スピレージの排出量を算出する。本実施形態では、取得部６２で取得する信号情報は、例えば、音に関する信号を取得する。具体的には、図６に示すように、スピレージの排出系統であるシュート７２には、シュート７２内を移動するスピレージと接触する接触板８３がシュート７２の底面領域の一部に設けられている。シュート７２内を移動するスピレージは、ほぼ全量が接触板８３に接触することが望ましい。接触板８３に対しては、例えばピエゾ素子などの音検出素子（スピレージフロー検出素子）８２が設けられており、スピレージと接触板８３とが接触することによって生ずる音（摩擦音や衝撃音等）を検出する。なお、シュート７２の底面と接触板８３との間に音響絶縁材８１を設けても良い。シュート７２の底面と接触板８３との間に音響絶縁材８１を設けることによって、シュート７２と接触板８３とを音響的に絶縁することができる。このため、音響絶縁材８１によって、シュート７２が伝達するミル１０等で発生する振動（雑音）が接触板８３に伝達されることを抑制し、その結果、音検出素子８２では、スピレージと接触板８３との接触音を精度よく検出することができる。

取得部６２では、音検出素子８２によって検出された、スピレージがミル１０からスピレージホッパ７４へ排出されるときの音に関する信号を取得する。そして、取得部６２では、取得した音に関する信号を増幅及び検波する。

変換部６３は、取得部６２で取得され増幅した信号（入力信号）をパルス信号（フローパルス信号）へ変換する。具体的には、変換部６３では、信号の振幅と閾値とを比較して、信号の振幅が閾値未満である場合に、パルス信号としてＬｏｗ（０）を出力し、信号の振幅が閾値以上である場合に、パルス信号としてＨｉｇｈ（１）を出力する。

例えば、図７のように時間経過に対して信号が変換部６３に入力された場合には、信号（入力信号）の振幅が閾値以上である場合に、パルスが立ち上がり、パルス信号が形成される。図７のように、スピレージによる音は低周波で高振幅となり、一方、その他のミル１０等で発生する雑音（例えばスクレーパ７１の回転による雑音等）は、スピレージによる音と比較すると高周波であり、また前記音響絶縁材８１の効果もあり低振幅となる傾向にある。このため、事前試験等によって、スピレージによる音と、その他の雑音との境界として閾値を予め設定しておくことによって、スピレージが排出されるときに発生する音をパルス信号（フローパルス）へ変換することができる。例えば、変換部６３へ入力される音の信号の振幅の閾値と、パルスの発生数とは図８のような関係となる。すなわち、閾値を低く設定すると、振幅の大きな雑音が影響して変換部６３でのパルスの発生数が増加し、閾値を高く設定すると、振幅の小さなスピレージの衝撃音等を雑音と誤判定してパルスの発生数が減少する。このため、例えば図８のような特性において、特性曲線が閾値の選定に影響されにくい比較的平坦な領域、すなわち特性曲線の傾きが所定値未満となる領域（図８のＲ）において閾値を設定することによって、スピレージによる音とその他の雑音とを区別する適切な閾値を設定することができる。

カウント部６４は、Ｈｉｇｈ（１）として出力されたパルス信号に基づいて所定期間内におけるパルス数をカウントする。すなわち、カウント部６４は、変換部６３において生成されたパルス信号におけるパルスの数（立ち上がりの数）を所定期間計測し、所定期間内におけるパルスの発生数をカウントする。すなわち、カウント部６４では、所定期間においてシュート７２内を移動するスピレージと接触板８３とが接触することによって生ずる音の発生回数を計測する。なお、カウント部６４では、パルス数をカウントする場合でなくても、パルス信号のパルス幅を積算することとしてもよい。

例えば、カウント部６４において、所定期間におけるパルスの発生数として、１分間のパルス数（個／分）が計測され、計測結果を演算部６５へ出力する。

演算部６５は、予め設定されたパルス数と排出量との対応情報に基づいて、カウントされたパルス数より排出量を演算する。具体的には、演算部６５は、ミル１０へ供給される固体燃料の種類、及びミル１０へ供給される固体燃料のサイズの少なくともいずれか一方に対応する対応情報に基づいて、演算を行う。

スピレージは、その粒径によって、図９のような関係を有する。図９では、棒グラフが粒径に対する個数を示しており、丸点が粒径に対する重量（重量／個）を示している。すなわち、小粒径（例えば直径が１ｍｍ以上５ｍｍ以下）の粒子は存在個数が多いものの粒子単位における重量は軽く、大粒径（例えば直径が１５ｍｍ以上）の粒子は存在個数が少ないものの粒子単位における重量は重い。そして、排出されるスピレージでは、小粒径の排出物と大粒径の排出物とが混合したものとなる。このため、スピレージにおいて大粒径もしくは小粒径の構成比率の大小に対して、スピレージと接触板８３とが接触することによって生ずる音の発生回数とスピレージの排出量との関係を把握することができる。

例えば、ミル１０へ供給される固体燃料に対して、予め事前試験等を行うことによって、パルスの発生回数とスピレージの排出量（シュート７２を通過したスピレージの量）とを対応情報として関連付けることができる。スピレージの排出量とは、単位時間当たりに排出されるスピレージの重量（例えばｋｇ／ｈ）である。なお、スピレージの排出量としては単にスピレージの重量（例えばｋｇ）としてもよい。図１０は、例えば、ミル１０へ供給される固体燃料の種類が異なる場合に、スピレージの排出量とパルス発生数との対応情報の一例を示した図である。例えばスピレージにおいて大粒径の構成比率が多い場合には、パルス発生数に対してスピレージの排出量が多い方へ特性が変化し、スピレージにおいて小粒径の構成比率が多い場合には、パルス発生数に対してスピレージの排出量が少ない方へ特性が変化する。このように、予めパルスの発生回数をスピレージの排出量との関係を試験等によって得て置くことで、図１０のような対応関係を得る。

そして、演算部６５では、対応情報に基づいて、カウントされたパルス数に対応するスピレージの排出量を演算することが可能となる。このようにして、スピレージの排出量が導出される。例えば、カウント部６４において１分間のパルス数（個／分）が計測され、図１０に基づいて、該パルス数に対応するスピレージの排出量（例えばｋｇ／ｈ）が演算される。

スピレージにおいて、小粒径の排出物と大粒径の排出物との構成比は、ミル１０へ供給される固体燃料の種類や、ミル１０へ供給される固体燃料のサイズと相関関係を有している。ミル１０へ供給される固体燃料のサイズとは、固体燃料の粒径分布等の固体燃料の大きさに関する情報である。本実施形態では、固体燃料の種類を用いる場合について説明するが、固体燃料のサイズを用いることとしてもよいし、両方の情報を用いることとしてもよい。

すなわち、使用する固体燃料の種類のそれぞれに対して、予め事前試験等を行い、図１０のような対応関係を得ておくことによって、使用する固体燃料に対応して、パルス数からより正確にスピレージの排出量を得ることができる。演算部６５では、使用する固体燃料に対応する対応情報に基づいて、カウントされたパルス数に対応するスピレージの排出量を演算する。

補正部６６は、スピレージの排出量の計測値に基づいて対応情報を補正する。シュート７２内を移動したスピレージはスピレージホッパ７４に蓄積され、スピレージホッパ７４の排出弁７５を開とすることによってスピレージホッパ７４の外へ排出することができる。例えば、ある所定期間に蓄積したスピレージを排出して排出量（重量）を計測し、該所定時間において発生したパルス数を対応させることによって、実際に排出されたスピレージの量より、パルス数と排出量との関係（対応関係）を確認することができる。このため、補正部６６は、予め設定された対応情報（事前試験により設定された対応情報）に基づくカウントされたパルス数に対応するスピレージの排出量の対応関係と、実際の排出量の計測によって取得されたパルス数と排出量との対応関係とが異なる場合に、計測によって取得された対応関係に基づいて演算部６５で使用する対応情報を補正する。

具体的には、補正部６６は、固体燃料の種類等に対応して複数設けられた対応情報のうち、計測によって取得された対応関係と一致する対応情報を、演算部６５において使用する対応情報として設定する。このようにして、実際の計測に適応するように対応情報を補正することができる。

なお、補正の方法については上記に限定されない。例えば、予め設定された対応情報（事前試験により設定された対応情報）と、計測によって取得された対応関係とが異なる場合に、スピレージの排出量の差分を演算し、該差分だけ予め設定された対応情報を排出量に対して平行移動させることとしてもよい。

評価部６７は、検出されたスピレージの排出量に基づいて、ミル１０に対する摩耗評価を行う。評価部６７は、後述するような予め設定されたスピレージ排出量とミル１０における摩耗量との関係情報に基づいて、検出されたスピレージの排出量よりミル１０における摩耗量を評価する。

スピレージは、ミル１０において一次空気によって搬送されずに回転テーブル１２の下に落下した落下物がスピレージホッパ７４へ排出される排出物であり、異物や粗粒燃料等の微粉燃料と比較して重量が重い粒子等が含まれるものとなる。ミル１０では、ローラ１３と回転テーブル１２のテーブルライナ１２ａとによって固体燃料を所定の粒径以下へ粉砕して微粉燃料を生成するように設計されている。しかしながら、粉砕によってローラ１３やテーブルライナ１２ａの摩耗が発生すると、ローラ１３とテーブルライナ１２ａとの間の隙間が増加し、粗粒燃料が多く発生するようになる。すなわち、摩耗が進行すると一次空気によって搬送されずに回転テーブル１２の下に落下する粗粒燃料が多くなり、スピレージの排出量が多くなる傾向にある。このように、ローラ１３やテーブルライナ１２ａの摩耗と、スピレージの排出量とは相関関係を有している。

具体的には、図１１に、ローラ１３及びテーブルライナ１２ａの合計摩耗量（摩耗量）とスピレージの排出量との関係の一例を示す。合計摩耗量とは、ローラ１３の摩耗量の累積量と、テーブルライナ１２ａの摩耗量の累積量との合計である。本実施形態では合計摩耗量として評価する場合について説明するが、ローラ１３とテーブルライナ１２ａのそれぞれの摩耗量を評価することとしてもよいし、いずれか一方を評価することとしてもよい。すなわち、ローラ１３の摩耗量とテーブルライナ１２ａの摩耗量とは所定の比率となる相関関係を持っているため、いずれか一方の摩耗量を評価することで合計摩耗量を推定することが可能である。

例えば、ミル１０へ供給される固体燃料に対して、合計摩耗量とスピレージの排出量とは相関を有しているため、予め行った事前試験や仕様が類似しているミルの実績等によって、図１１のような合計摩耗量とスピレージの排出量との関係を得ておくことができる。このため、評価部６７では、検出部６１から出力されたスピレージの排出量に基づいて、予め設定した図１１のような関係情報により、合計摩耗量を評価することができる。例えば、図１１より、スピレージの排出量（例えばｋｇ／ｈ）に対応した摩耗状態として、合計摩耗量を評価することができる。このように、ミル１０が運転中であり、ローラ１３やテーブルライナ１２ａの摩耗量を直接計測できなくても、ミル１０の外部からローラ１３とテーブルライナ１２ａの合計摩耗量を推定して評価することで、摩耗限界に至るかどうかを検知することができる。摩耗限界とは、許容される合計摩耗量の累積値であり、ローラ１３及びテーブルライナ１２ａの交換や補修が推奨される摩耗量である。

例えば、図１１において、スピレージの排出量が閾値ａに達した場合には、合計摩耗量が摩耗限界に近いこと（警戒値に達したこと）を判定することができる。スピレージの排出量が閾値ｂに達した場合には、合計摩耗量が摩耗限界となったことを判定することができる。

図１１に示すようにスピレージの排出量によっても合計摩耗量を評価することができるが、スピレージの排出量が所定の閾値に達した後は、他の情報も加味して、より詳細に合計摩耗量を評価することが可能である。

具体的には、評価部６７は、スピレージの排出量により評価した合計摩耗量が所定値以上となった場合に、ミル１０における粉砕に要する動力、及びミル１０における圧力状態の少なくともいずれか一方を用いて、評価した摩耗量を補正することがより好ましい。スピレージの排出量により評価した摩耗量が所定値以上となった場合とは、図１４に示すようにスピレージの排出量が閾値ｃ以上となった場合に対応している。このため閾値ｃは、スピレージの排出量によって摩耗評価する場合と、スピレージの排出量とその他の情報により摩耗評価をする場合との境界として設定される。なお、閾値ｃについては、閾値ａと等しい値としてもよいし異なる値としてもよい。

ミル１０における粉砕に要する動力とは、具体的には回転テーブル１２を駆動する駆動部１４における動力（電力）である。すなわち、駆動部１４において回転駆動するためのモータの動力（ミル動力）となる。ミル動力については、ミルモータに流れる電流を計測し、該電流値から導出することができる。ミル動力は、ミル１０における粉砕状態、すなわち摩耗状態と相関関係を有している。図１２に、ミル動力と合計摩耗量との関係の一例を示す。図１２に示すように、摩耗が進行するにしたがって、粉砕に多くの電力を必要とするため、ミル動力は増加する。図１２のようなミル動力と合計摩耗量との関係は、予め行った事前試験や仕様が類似した他のミルの実績等によって取得される。ミル動力と合計摩耗量との関係は、スピレージの排出量が閾値ｃ以上となり、ミル動力の少量の増加に対して精度よく合計摩耗量の増加量を推定できるものである。

ミル１０における圧力状態とは、ミル１０内における一次空気の流れ方向において、ミル１０に対する上流側と下流側の圧力差である。具体的には、回転テーブル１２の下部領域とミル１０の出口１９付近の上部領域との圧力の差（テーブル差圧）である。なお、圧力状態については、ミル１０内へ流入する一次空気とミル１０から排出される一次空気との差圧としてもよい。ミル１０における圧力状態は、ミル１０における粉砕状態、すなわち摩耗状態と相関関係を有している。図１３に、テーブル差圧と合計摩耗量との関係の一例を示す。図１３に示すように、摩耗が進行するにしたがって、粗粒燃料が増加して燃料が排出されにくくなるため、テーブル差圧は増加する。図１３のようなテーブル差圧と合計摩耗量との関係は、予め行った事前試験や仕様が類似した他のミルの実績等によって取得される。テーブル差圧と合計摩耗量との関係は、スピレージの排出量が閾値ｃ以上となり、テーブル差圧の少量の増加に対して精度よく合計摩耗量の増加量を推定できるものである。

本実施形態では、ミル動力を用いる場合について説明する。なお、テーブル差圧を用いることとしてもよいし、ミル動力とテーブル差圧の両方を使用することとしてもよい。

評価部６７は、図１４に示すように、スピレージの排出量が閾値ｃ以上となった場合（推定される合計摩耗量が所定値以上となった場合）に、閾値ｃにおけるミル動力の基準値と合計摩耗量の基準値として参照して取得する。ミル動力は、ミルモータ電流の計測値に基づいて取得される。そして、ミル１０の運転の経過に伴い、評価部６７は、図１２のようなミル動力と合計摩耗量との関係に基づいて、取得したミル動力の基準値からの増加量に対応する合計摩耗量の増加量を特定して、合計摩耗量の基準値に加えることで合計摩耗量を推定する。（以下、この方法をミル動力に基づく合計摩耗量と記載する。）スピレージの排出量に基づいて評価した合計摩耗量の補正方法については、例えば、閾値ｃ以上の領域については、ミル動力に基づく合計摩耗量を用いることとしてもよい。また、スピレージの排出量に基づく合計摩耗量と、ミル動力に基づく合計摩耗量との平均を合計摩耗量としてもよい。また、スピレージの排出量に基づく合計摩耗量が所定値以上となっている場合に、ミル動力に基づく合計摩耗量についても該所定値以上である場合に、合計摩耗量が所定値以上となっていると判断することとしてもよい。また、スピレージの排出量に基づく合計摩耗量が摩耗限界に達する時間と、ミル動力（及び／またはテーブル差圧）に基づく合計摩耗量が摩耗限界に達する時間とを比較して、より短い方を摩耗限界へ達するまでの時間（余寿命）と推定することとしてもよい。

ミル動力やテーブル差圧に基づく合計摩耗量は、直接的な相対関係を予め行った事前試験などにより得たものなので、高い精度で合計摩耗量を推定できるが、ミル動力やテーブル差圧では合計摩耗量が少ない状態からの長期間にわたるミル１０の運転に対して評価を行うことが困難である。このため、摩耗量が所定値（閾値ｃ）未満の領域では、スピレージの排出量によって閾値ｃになるまでの評価を行い、摩耗量が所定値の閾値ｃ以上の領域では、スピレージの排出量だけでなくミル動力やテーブル差圧も用いて摩耗評価を行うことによって、より効果的に摩耗評価を行うことが可能となる。なお、摩耗限界に近い領域では、ミル動力やテーブル差圧による摩耗評価の方が正確である場合があるため、所定値以上の領域においてミル動力やテーブル差圧を用いることで評価の精度を向上させることが可能となる。

そして、評価部６７は、スピレージ排出量に基づいて、ミル１０における余寿命を評価する。上述のように、評価部６７では合計摩耗量を評価することができる。このため、評価部６７は、過去所定期間内における合計摩耗量の評価点の推移を摩耗速度として評価することができる。また、評価部６７は、過去所定期間内における合計摩耗量の評価点の推移（摩耗速度）に基づいて、合計摩耗量が摩耗限界へ到達するまでの時間（余寿命）を推定する。例えば、過去所定期間における合計摩耗量に対する評価点に基づいて近似線（直線近似や曲線近似）を引き、該近似線が摩耗限界へ到達するまでの期間を余寿命として推定する。なお、評価した合計摩耗量に基づいて余寿命が評価されれば、上記のような評価方法に限定されない。

このように、評価部６７では、摩耗状況に基づいて、余寿命を評価することができる。余寿命の更新については、予め設定した時間間隔で行うこととしてもよいし、運転員等によって手動で更新指示がされてもよい。

本実施形態では、ミル１０へ供給される固体燃料に対して、検出部６１と評価部６７で、合計摩耗量の推定と、ミル１０の余寿命を評価することができる。また、評価部６７において、ミル１０の運転状態（累積運転時間や、使用燃料種、運転負荷、過去の計測による摩耗量等）に基づいて、余寿命を補正することとしてもよい。例えば、使用燃料種の違いによるミル動力（及び／またはやテーブル差圧）の違いをミル動力に基づく合計摩耗量に反映して推定してもよい。

評価部６７において評価した摩耗量や摩耗速度、余寿命については、ディスプレイ等の表示装置に表示させ、運転員等に通知することとしてもよい。

また、摩耗量や摩耗速度、余寿命などの情報は、インターネットなどを経由して製造メーカ等に設置した遠隔監視装置へ送信して、ミル運転状況の監視に利用してもよい。また、スピレージの排出量や算出した摩耗速度、余寿命が急速に変化した場合には、異常発生の連絡を行い、異常を回避するようにミル１０の運転状態を変更可能な運転条件（ジャーナル油圧荷重、給炭量、分級機の回転数、回転テーブル回転数、搬送ガス流量など）を運転員へ提案できるようにしてもよい。

次に、上述の制御部６０による摩耗評価処理の一例について図１５を参照して説明する。図１５は、本実施形態に係る摩耗評価処理の手順の一例を示すフローチャートである。図１５に示すフローは、例えば、運転員等によって摩耗評価の開始指示がされた場合に実行される。なお、摩耗評価処理は、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、スピレージがミル１０から排出されるときの音に関する信号を取得する（Ｓ１０１）。例えば、Ｓ１０１では、音検出素子８２において検出した信号が取得される。

次に、取得した信号をパルス信号へ変換する（Ｓ１０２）。これによって、雑音が排除され、スピレージがシュート７２と通過するときに発生する音に基づいてパルス信号が生成される。

次に、変換したパルス信号に基づいてパルス数をカウントする（Ｓ１０３）。例えば、所定期間内において発生したパルスの数をカウントする。

次に、パルス数に基づいて、スピレージの排出量を演算する（Ｓ１０４）。例えば、パルス数とスピレージの排出量との関係を表す対応情報に基づいて、スピレージの排出量が演算される。

次に、スピレージの排出量に基づいて、合計摩耗量を評価する（Ｓ１０５）。例えば、スピレージの排出量と合計摩耗量との関係を表す関係情報に基づいて、合計摩耗量が演算により推定される。

このように合計摩耗量が推定されるため、合計摩耗量によって摩耗速度が推定されてもよいし、余寿命が推定されてもよい。

ミル動力やテーブル差圧を用いて摩耗評価を行う場合には、例えば図１６に示すフローのように処理が実行される。なお、図１６のフローにおいて、図１５のフローと同一の処理については同一の符号を付し、説明を省略する。

スピレージの排出量を演算後、スピレージの排出量が閾値（閾値ｃ）以上であるか否かを判定する（Ｓ２０４）。スピレージの排出量が閾値以上でない場合（Ｓ２０４のＮＯ判定）には、スピレージの排出量に基づいて、合計摩耗量を評価する（Ｓ１０５）。

スピレージの排出量が閾値以上である場合（Ｓ２０４のＹＥＳ判定）には、スピレージの排出量に加えて、ミル動力（及び／またはテーブル差圧）を用い合計摩耗量を評価する（Ｓ２０５）。Ｓ２０５では、スピレージの排出量に基づいて評価した合計摩耗量を、ミル動力（及び／またはテーブル差圧）を用いて補完し、評価精度を向上させている。このように合計摩耗量が演算で推定された後に、合計摩耗量によって摩耗速度が推定されてもよいし、余寿命が推定されてもよい。

次に、上述の摩耗評価処理による効果について図１７を参照して説明する。図１７は、縦軸を合計摩耗量として、横軸を時間（ミル１０の累積運転時間）としている。そして、図１７には、本実施形態における摩耗評価処理により推定した合計摩耗量の推移をＬ１として実線で示している。図１７では、固体燃料の種類（炭種情報や燃料種類情報など）の切り替えを考慮しないで摩耗量を推定した場合を参考例し、参考例の場合において推定された合計摩耗量の推移をＬｅとして破線で示している。参考例のような合計摩耗量の推移Ｌｅは、例えば、ミル１０の運転を一時停止して内部点検などにより、ローラ１３やテーブルライナ１２ａの摩耗量を計測したときの結果を利用して、直線で推定したものである。図１７では、燃料が、Ｆ１、Ｆ２（高摩耗燃料）、Ｆ３（低摩耗燃料）、Ｆ１の順に切り替えられる場合を例としている。

図１７に示すように、参考例のように合計摩耗量を推定した場合には、固体燃料の種類の切り替え等の変更を反映しないため、一定の傾きで摩耗量が増加していると仮定して推定したものである。しかしながら、実際の運転では、固体燃料の種類が切り替わる等によって摩耗の進行状況は変化する。本実施形態における摩耗評価処理では、固体燃料の種類の切り替わりに対応して、ミル１０の累積運転時間に対応した合計摩耗量の進行状況を推定することができる。このため、累積運転時間がＴ１の時点において、参考例では摩耗限界に達しているのに対して、本実施形態では、摩耗量Ｍ１と推定され、さらに点線で示した累積運転時間の経過での合計摩耗量はＴ２の時点で摩耗限界に達すると予想される。このため、参考例ではＴ１の時点で交換等を行う必要があると判断されていたが、本実施形態では、Ｔ２の時点で交換等を行う必要があると判断されるため、運転時間を延長することが可能となる。このため、同じローラ１３やテーブルライナ１２ａであっても、図１７の摩耗量ΔＭ分だけ有効に使用することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態に係る摩耗評価システム及び固体燃料粉砕装置、並びに摩耗評価方法、並びに摩耗評価プログラムによれば、より精度よく摩耗評価を行うことが可能となる。固体燃料はミル（粉砕部）１０において粉砕されて微粉燃料となって搬送ガスによってバーナ部（燃焼装置）２２０へ搬送されるが、ミル１０における摩耗状態によって、十分に粉砕が行われない場合がある。すなわち、摩耗状態と、搬送ガスによりバーナ部２２０へ搬送されずミル１０から排出されるスピレージ（排出物）の排出量とは相関関係を有している。このため、スピレージにより摩耗評価を行うことが可能となる。ミル１０における摩耗状態を直接計測することなく、合計摩耗量を推定して摩耗評価を行うことが可能となるため、定期的に固体燃料粉砕装置１００を停止及びミル１０を開放してローラ１３やテーブルライナ１２ａの摩耗状態を直接計測する作業が不要となる。これによって、固体燃料粉砕装置１００の稼働率を向上させることが可能となる。また、ミル１０における狭く、粉塵が存在する環境でのミル１０内部での摩耗状況の直接計測作業が省略されることになり、作業者の負担軽減に寄与する。運転累積時間における短い時間間隔で合計摩耗量の進行状況の推定ができることから、ミル１０の運用の途中で、炭種等の運転状況が変わった場合でも開放点検による摩耗状況の直接計測作業無しに摩耗状況の変化が推定でき、ローラ１３やテーブルライナ１２ａの摩耗部品の交換時期や補修時期が高精度で予測可能となる。

排出物が排出されるときの音によるパルス信号のパルス数をカウントすることによって、排出される排出物の量を推定することが可能となる。予め事前試験などで設定されたパルス数と排出量との対応情報に基づくことで、カウントされたパルス数からスピレージの排出量を導出することが可能となる。固体燃料の種類や、固体燃料のサイズに対応するパルス数とスピレージの排出量との対応情報を用いることによって、パルス数からより正確にスピレージの排出量を得ることが可能となる。また、スピレージの排出量を実際に計測した計測値を用いることによって、パルス数とスピレージの排出量との対応情報を補正し、パルス数からより正確にスピレージの排出量を得ることが可能となる。予め事前試験などで設定されたスピレージとミル１０における合計摩耗量との関係情報によることで、検出されたスピレージの排出量よりミル１０における合計摩耗量を推定して摩耗量を評価することが可能となる。

排出量により評価した合計摩耗量が所定値以上となった場合には、ミル１０におけるミル動力（粉砕に要する動力）、及びミル１０におけるテーブル差圧（圧力状態）の少なくともいずれか一方を用いて摩耗量を補正することによって、より正確な摩耗量を得ることが可能となる。ミル１０におけるミル動力や、ミル１０におけるテーブル圧力では合計摩耗量が少ない状態からの長期間にわたるミル１０の運転に対して評価を行うことが困難であるが、摩耗量が所定値（閾値ｃ）未満の領域では、スピレージの排出量によって閾値ｃになるまでの評価を行い、摩耗量が所定値（閾値ｃ）以上の領域では排出量の評価に対してミル１０におけるミル動力や、ミル１０におけるテーブル圧力で補正を行うことで、効果的に合計摩耗量を推定して摩耗評価を行うことが可能となる。

また、より正確に合計摩耗量を推定して摩耗評価を行うことができるため、摩耗評価の信頼性が低い場合を想定して余裕をもって補修や交換等を行う場合にはメンテナンスコスト等が増加する場合もあるが、信頼性の高い摩耗評価が可能となるため、余寿命の予想精度を考慮した余裕時間を少なくして余裕として残していた残肉厚も使い切ることが可能となる。このため、摩耗部材の交換サイクルをより延長することができ、メンテナンス頻度の低減となる。このため、ミル１０の稼働率を向上してメンテナンスコストの低減ができると共に、部品の交換や補修を行うメンテナンス工事に伴って発生する廃棄物を削減できる。

上記例では、パルス信号からスピレージ排出量を演算する方法を例示して説明をしたが、スピレージ排出量を測定することができれば、音によるパルス信号によりスピレージ排出量を特定する場合に限定されない。具体的には、所定時間間隔でスピレージホッパ７４において、またはスピレージホッパ７４から排出して、スピレージの排出量の重量を計測することとしてもよい。また、スピレージホッパ７４内にレベル計等を設けて置き、堆積したスピレージの容積からスピレージの排出量を計測することとしてもよい。また、スピレージホッパ７４の重量を連続して計測することにより、増加した重量からスピレージの排出量を計測することとしてもよい。

〔第２実施形態〕
次に、本開示の第２実施形態に係る摩耗評価システム及び固体燃料粉砕装置、並びに摩耗評価方法、並びに摩耗評価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、本実施形態に係る摩耗評価システム及び固体燃料粉砕装置、並びに摩耗評価方法、並びに摩耗評価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１８に示すように、予測部６８をさらに備える。
予測部６８は、ミル１０の運転状態（運転状態データ）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（データベース７０）、または現在の運用で蓄積されたデータベース（データベース７０）に基づいて、評価部６７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。余寿命推移特性とは、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、具体的には後述する図１９のＡ、Ｂ、Ｃに示すような運転時間と余寿命との相関関係を示した曲線特性（直線でもよい）である。すなわち、データベース７０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７０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７０に格納することとしてもよい。データベース７０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（炭種情報や燃料種類情報など）、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（油圧荷重等の粉砕のために付加する荷重）、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）、ミル１０内へ流入するガス（搬送用ガス）とミル１０から排出されるガス（微粉燃料と搬送用ガスの混合ガス）との差圧（テーブル差圧）、ミル１０のミルモータ動力、運転時間、及びスピレージの排出量の少なくともいずれか１つを含む。差圧は、ミル１０内の差圧（テーブル差圧）であり、ミル１０の負荷状態を示す指標となる。例えば、テーブル差圧は、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。なお、運転状態としては、ローラ１３やテーブルライナ１２ａ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、類似する運転状態同士で運転時間に対する余寿命の変化が所定の範囲内で一致していることで判断する。所定の範囲内で一致とは、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％以内での一致があり、さらに好ましくは±５％以内での一致である。所定の範囲内で一致があれば、類似した運転状態のデータの中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６８は、データベース７０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、余寿命推定に対する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て選定する場合には、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、余寿命への影響度の観点から運転時間に対する余寿命の変化への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、固体燃料の種類やＨＧＩなど）について類似判断へのウエイトを大きくして判断を行うこととしてもよい。

図１９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複数選定した例である。図１９では、余寿命推移特性として、選定された例として、特性Ａを実線で示し、特性Ｂを破線で示し、及び特性Ｃを一点鎖線で示している。また後述する余寿命を推定する推移特性Ｅは余寿命を評価した結果の推移を太実線で示している。そして、図１９では、余寿命推定対象となっているミル１０に対して実施した運転時間が経過した際の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６８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に対して実施した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１９の例では、推定結果であるＥ１からＥｎまでの余寿命の推移特性Ｅ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７０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に対して実施した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１９の例のように、余寿命推定対象となっているミル１０に対して実施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に対して実施した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７０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１９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側との差の案分比が継続されると仮定して生成して余寿命推移予測を行うことでもよい。

なお、予測部６８による処理（データベース７０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に対して実施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、本実施形態に係る摩耗評価システム及び固体燃料粉砕装置、並びに摩耗評価方法、並びに摩耗評価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７０に基づくことで、評価部６７において推定した余寿命の推移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を選定することにより、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メンテナンス（補修や交換等）を実施することができる。すなわち、より長くローラ１３やテーブルライナ１２ａ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３実施形態〕
次に、本開示の第３実施形態に係る摩耗評価システム及び固体燃料粉砕装置、並びに摩耗評価方法、並びに摩耗評価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、本実施形態に係る摩耗評価システム及び固体燃料粉砕装置、並びに摩耗評価方法、並びに摩耗評価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２０に示すように、計画部６９を備える。
計画部６９は、推定された余寿命推移特性に基づいて、メンテナンス計画を行う。具体的には、評価部６７において推定した余寿命や、予測部６８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するかを判断して、計画部６９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推移特性を推定することができるため、従来のような余裕をもった交換等のメンテナンス実施時期の計画よりも、寿命を完全に消費する以前のより適切な時期に適正な余裕をもって効率的なメンテナンス計画を立てることが可能となる。

計画部６９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、例えばメンテナンスを行うローラ１３やテーブルライナ１２ａの手配から交換に要する時間までを所定期間とする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所定期間を設定される。メンテナンス計画では、例えば、メンテナンス内容、メンテナンス時期に加えて、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、推定された余寿命推移特性に基づいて設定されるローラ１３やテーブルライナ１２ａの交換や補修をすべき適切な時期（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過剰とならない所定の適正な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、メンテナンス時期までの時間を調整するためのものである。例えば、ユーザのもとで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の時期に設定されている場合には、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。運転状態を適切に変更することで、より安全で効率的な工程にてミル１０の交換すべき部位の寿命を延ばし、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の時期に設定されている場合には、余寿命の余裕が大きくならないようにミル１０の負荷（粉砕処理をする固体燃料量、ミル容量負荷率）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、発電プラント１に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。例えば固体燃料粉砕装置１００として供給可能な微粉燃料の必用量の計画に対して、複数台のミル１０のうち１台のミル１０に対して予想された寿命到達時期が他のミル１０と比較して早い場合には、該ミル１０の負荷（粉砕処理をする固体燃料量）を低減して寿命到達時期を遅延させ、他のミル１０の負荷を上昇して負担させることによって寿命到達時期を加速させるようにして、複数台のミル１０の寿命到達時期を合わせるように調整して、複数台のミル１０を同時に停止するメンテナンスを計画的に実施することができる。

図２１は、メンテナンス計画に係るシステムの例である。図２１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でメンテナンス計画を行い、ユーザへ提案を行う。またメンテナンス計画は複数のパターンについての複数のメンテナンス計画を行って、ユーザへ提案を行ってもよい。メンテナンス計画は、複数台のミル１０に対して、停止してメンテナンスを実施するミル１０の台数と時期、並びにメンテナンスまでのミル１０の運転方案計画を組み合わせたメンテナンス計画である。ユーザは複数のメンテナンス計画から発電プラント１の運転計画に対して固体燃料粉砕装置１００の最も適するメンテナンス実施時期を比較しながら選定することができる。なお、図２１では計画部６９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。また、情報集約システム１０１が装置メーカ側に設けられることとしてもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る摩耗評価システム及び固体燃料粉砕装置、並びに摩耗評価方法、並びに摩耗評価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を複数の計画の選択案があるので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摩耗評価システム及び固体燃料粉砕装置、並びに摩耗評価方法、並びに摩耗評価プログラムは例えば以下のように把握される。
本開示に係る摩耗評価システムは、粉砕部（１０）において固体燃料を粉砕して微粉燃料とし、前記微粉燃料を搬送ガスにより燃焼装置（２２０）へと搬出する固体燃料粉砕装置（１００）の摩耗評価システムであって、前記搬送ガスにより前記燃焼装置（２２０）へ搬出されず前記粉砕部（１０）から排出される排出物の排出量を検出する検出部（６１）と、検出された前記排出量に基づいて、前記粉砕部（１０）に対する摩耗評価を行う評価部（６７）と、を備える。

固体燃料は粉砕部（１０）において粉砕されて微粉燃料となると搬送ガスによって燃焼装置（２２０）へ搬送されるが、粉砕部（１０）におけるローラ（１３）とテーブルライナ（１２ａ）の摩耗状態によって、粉砕性能が低下する場合がある。すなわち、摩耗状態と、搬送ガスにより燃焼装置（２２０）へ搬送されず粉砕部（１０）から排出される排出物の排出量とは相関関係を有している。このため、排出量により摩耗評価を行うことが可能となる。ここで、粉砕部（１０）における摩耗状態を粉砕部（１０）を開放して直接計測することなく、運転中においても摩耗評価を行うことが可能となるため、定期的に粉砕部（１０）を停止及び開放して摩耗状態を直接計測する作業が不要となる。これによって、粉砕部（１０）および固体燃料粉砕装置（１００）の稼働率を向上させることが可能となる。

本開示に係る摩耗評価システムは、前記微粉燃料は、前記搬送ガスによって前記粉砕部（１０）の上方から前記燃焼装置（２２０）へと搬出され、前記排出物は、前記粉砕部（１０）の下方へ落下して前記粉砕部（１０）から排出された落下物であることとしてもよい。

本開示に係る摩耗評価システムによれば、排出部は、搬送ガスによって粉砕部（１０）の上方から燃焼装置（２２０）へと搬出されずに、粉砕部（１０）の下方へ落下して粉砕部（１０）から排出された落下物であるため、ローラ１３やテーブルライナ１２ａの摩耗状態によって、粉砕性能が低下して粗粒燃料が増加して落下物が増加する場合がある。このため排出物が増加する場合がある。排出物の排出量と粉砕部（１０）の摩耗状態とは相関を有し、排出物の排出量により摩耗評価を行うことが可能となる。

本開示に係る摩耗評価システムは、前記検出部（６１）は、前記排出物が前記粉砕部（１０）から排出されるときに発生する音に関する信号を取得する取得部（６２）と、前記信号をパルス信号へ変換する変換部（６３）と、前記パルス信号に基づいて、所定期間内における前記パルス信号の数をパルス数としてカウントするカウント部（６４）と、を備えることとしてもよい。

本開示に係る摩耗評価システムによれば、排出物が排出されるときに発生する音によるパルス信号のパルス数をカウントすることによって、粉砕部（１０）を運転しながら排出される排出物の排出量を推定することが可能となる。

本開示に係る摩耗評価システムは、前記検出部（６１）は、予め設定された前記パルス数と前記排出量との対応情報に基づいて、カウントされた前記パルス数に基づいて前記排出量を演算する演算部（６５）を備えることとしてもよい。

本開示に係る摩耗評価システムによれば、予め事前試験などにより設定されたパルス数と排出量との対応情報に基づくことで、カウントされたパルス数から排出物の排出量を導出することが可能となる。

本開示に係る摩耗評価システムは、前記演算部（６５）は、前記粉砕部（１０）へ供給される前記固体燃料の種類、及び前記粉砕部（１０）へ供給される前記固体燃料のサイズの少なくともいずれか一方に対応する前記対応情報に基づいて、演算を行うこととしてもよい。

本開示に係る摩耗評価システムによれば、固体燃料の種類や、固体燃料のサイズに対応するパルス数と排出量との対応情報を用いることによって、パルス数からより正確に排出物の排出量を得ることが可能となる。

本開示に係る摩耗評価システムは、前記検出部（６１）は、前記排出量の計測値に基づいて前記対応情報を補正する補正部（６６）を備えることとしてもよい。

本開示に係る摩耗評価システムによれば、スピレージホッパ（７４）などで計測が可能な排出量が累計された実際に計測した計測値を累積運転時間で対応させた関係を用いることによって、パルス数と排出量との対応情報を補正し、パルス数からより正確に排出物の排出量を得ることが可能となる。

本開示に係る摩耗評価システムは、前記評価部（６７）は、予め設定された前記排出量と前記粉砕部（１０）における摩耗量との関係情報に基づいて、検出された前記排出量より前記粉砕部（１０）における摩耗量を評価することとしてもよい。

本開示に係る摩耗評価システムによれば、予め事前試験などにより設定された排出量と粉砕部（１０）における摩耗量との関係情報によることで、検出された排出量より粉砕部（１０）における摩耗量を評価することが可能となる。

本開示に係る摩耗評価システムは、前記評価部（６７）は、前記排出量により評価した前記摩耗量が所定値以上となった場合に、前記粉砕部（１０）における粉砕に要する動力、及び前記粉砕部（１０）における圧力状態の少なくともいずれか一方を用いて評価した前記摩耗量を補正することとしてもよい。

本開示に係る摩耗評価システムによれば、排出量により評価した摩耗量が所定値以上となった場合には、予め設定された摩耗量と粉砕部（１０）における粉砕に要する動力の関係情報、及び予め設定された摩耗量と粉砕部（１０）における圧力状態の関係情報の少なくともいずれか一方を用いて摩耗量を補正することによって、より正確な摩耗量を得ることが可能となる。粉砕部（１０）における粉砕に要する動力や、粉砕部（１０）における圧力状態では摩耗量が少ない状態からの長期間にわたる粉砕部（１０）の運転に対して評価を行うことが困難であるが、摩耗量が所定値未満の領域では、排出物の排出量によって評価を行い、摩耗量が所定値以上の領域では排出量の評価に対して粉砕部（１０）における粉砕に要する動力や、粉砕部（１０）における圧力状態で補正を行うことで、評価の精度を向上させて、効果的に摩耗評価を行うことが可能となる。

本開示に係る摩耗評価システムは、前記圧力状態は、前記粉砕部（１０）内における前記搬送ガスの流れ方向において、前記粉砕部（１０）に対する上流側と下流側の圧力差であることとしてもよい。

本開示に係る摩耗評価システムによれば、圧力状態として、粉砕部（１０）内における搬送ガスの流れ方向において粉砕部（１０）に対する上流側と下流側の圧力差を用いることで、圧力差の増加により、摩耗状態が進行にともない粗粒燃料が増加して燃料が排出されにくくなる状況を把握することができるので、より効果的に摩耗評価を行うことが可能となる。

本開示に係る摩耗評価システムは、前記評価部（６７）は、検出された前記排出量に基づいて、前記粉砕部（１０）における余寿命を評価することとしてもよい。

本開示に係る摩耗評価システムによれば、摩耗状態と排出物の排出量とは相関を有しているため、排出量に基づいて摩耗状態を演算し、この摩耗状態から粉砕部（１０）における摩耗限界へ達するまでの時間を推定して、余寿命を評価することが可能となる。

本開示に係る摩耗評価システムは、前記固体燃料粉砕装置（１００）の運転状態データと、前記運転状態データに対応して運転時間と余寿命との関係を示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、評価した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（６８）を備えることとしてもよい。

本開示に係る摩耗評価システムによれば、運転状態データと、運転状態データに対応して運転時間と余寿命との関係情報を示した余寿命推移特性とが対応づけられたデータベース（７０）に基づくことで、評価した余寿命の推移より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ことで、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メンテナンス（補修や交換等）を実施することができる。すなわち、より長く粉砕部（１０）を使用することがでるため、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、粉砕部（１０）および固体燃料粉砕装置（１００）の稼働率を向上させることができる。

本開示に係る摩耗評価システムは、前記運転状態データは、固体燃料の種類、固体燃料の供給量、粉砕のために付加する荷重、前記粉砕部（１０）に設けられた分級機の回転数、前記粉砕部（１０）内へ流入するガスと前記粉砕部（１０）から排出されるガスとの差圧、前記粉砕部（１０）の動力、運転時間、及び前記排出量の少なくともいずれか１つを含むこととしてもよい。

本開示に係る摩耗評価システムによれば、固体燃料の種類、固体燃料の供給量、粉砕のために付加する荷重、粉砕部（１０）に設けられた分級機の回転数、粉砕部（１０）内へ流入するガスと粉砕部（１０）から排出されるガスとの差圧、粉砕部（１０）の動力、運転時間、及び排出物の排出量は、余寿命に影響を与える因子である。このため、運転状態データとして、固体燃料の種類、固体燃料の供給量、粉砕のために付加する荷重、粉砕部（１０）に設けられた分級機の回転数、粉砕部（１０）内へ流入するガスと粉砕部（１０）から排出されるガスとの差圧、粉砕部（１０）の動力、運転時間、及び排出物の排出量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。

本開示に係る摩耗評価システムは、推定された前記粉砕部（１０）の余寿命に基づいて、メンテナンス計画を行う計画部（６９）を備えることとしてもよい。

本開示に係る摩耗評価システムによれば、推定された余寿命によりメンテナンス計画を作成することで、メンテナンス時期に余裕をもって計画を立てることができる。また、メンテナンス計画を複数のパターンについて行って、ユーザへ提案を行って最も適するメンテナンス実施時期を比較しながら選定してもよい。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、メンテナンス内容とメンテナンス時期に加えて、メンテナンス時期を調整するための粉砕部（１０）の運転方案（例えば炭種変更等）、複数台の粉砕部（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、テーブルと、前記テーブルとの間で固体燃料を粉砕するローラと、上記の摩耗評価システムと、を備える。

本開示に係る摩耗評価方法は、粉砕部（１０）において固体燃料を粉砕して微粉燃料とし、前記微粉燃料を搬送ガスにより燃焼装置（２２０）へと搬出する固体燃料粉砕装置（１００）の摩耗評価方法であって、前記搬送ガスにより前記燃焼装置（２２０）へ搬出されず前記粉砕部（１０）から排出される排出物の排出量を検出する工程と、検出された前記排出量に基づいて、前記粉砕部（１０）に対する摩耗評価を行う工程と、を有する。

本開示に係る摩耗評価プログラムは、粉砕部（１０）において固体燃料を粉砕して微粉燃料とし、前記微粉燃料を搬送ガスにより燃焼装置（２２０）へと搬出する固体燃料粉砕装置（１００）の摩耗評価プログラムであって、前記搬送ガスにより前記燃焼装置（２２０）へ搬出されず前記粉砕部（１０）から排出される排出物の排出量を検出する処理と、検出された前記排出量に基づいて、前記粉砕部（１０）に対する摩耗評価を行う処理と、をコンピュータに実行させる。

１ ：発電プラント
１０ ：ミル（粉砕部）
１１ ：ハウジング
１２ ：回転テーブル
１２ａ ：テーブルライナ
１３ ：ローラ
１４ ：駆動部（減速機）
１４ａ ：ミルモータ
１６ ：回転式分級機
１６ａ ：ブレード
１７ ：燃料供給部
１８ ：分級機モータ
１９ ：出口
２０ ：給炭機
２１ ：バンカ
２２ ：搬送部
２３ ：給炭機モータ
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
３２ ：押込気通風機
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
６０ ：制御部（摩耗評価システム）
６１ ：検出部
６２ ：取得部
６３ ：変換部
６４ ：カウント部
６５ ：演算部
６６ ：補正部
６７ ：評価部
６８ ：予測部
６９ ：計画部
７１ ：スクレーパ
７２ ：シュート
７３ ：入口弁
７４ ：スピレージホッパ
７５ ：排出弁
８１ ：音響絶縁材
８２ ：音検出素子
８３ ：接触板
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（燃焼装置）

Claims (16)

1. 粉砕部において固体燃料を粉砕して微粉燃料とし、前記微粉燃料を搬送ガスにより燃焼装置へと搬出する固体燃料粉砕装置の摩耗評価システムであって、
   前記搬送ガスにより前記燃焼装置へ搬出されず前記粉砕部から排出される排出物の排出量を検出する検出部と、
   検出された前記排出量に基づいて、前記粉砕部に対する摩耗評価を行う評価部と、
   を備え、
   前記評価部は、予め設定された前記排出量と前記粉砕部における摩耗量との関係情報に基づいて、検出された前記排出量より前記粉砕部における摩耗量を評価する摩耗評価システム。
2. 前記微粉燃料は、前記搬送ガスによって前記粉砕部の上方から前記燃焼装置へと搬出され、
   前記排出物は、前記粉砕部の下方へ落下して前記粉砕部から排出された落下物である請求項１に記載の摩耗評価システム。
3. 前記検出部は、
   前記排出物が前記粉砕部から排出されるときに発生する音に関する信号を取得する取得部と、
   前記信号をパルス信号へ変換する変換部と、
   前記パルス信号に基づいて、所定期間内における前記パルス信号の数をパルス数としてカウントするカウント部と、
   を備える請求項１または２に記載の摩耗評価システム。
4. 前記検出部は、予め設定された前記パルス数と前記排出量との対応情報に基づいて、カウントされた前記パルス数に基づいて前記排出量を演算する演算部を備える請求項３に記載の摩耗評価システム。
5. 前記演算部は、前記粉砕部へ供給される前記固体燃料の種類、及び前記粉砕部へ供給される前記固体燃料のサイズの少なくともいずれか一方に対応する前記対応情報に基づいて、演算を行う請求項４に記載の摩耗評価システム。
6. 前記検出部は、前記排出量の計測値に基づいて前記対応情報を補正する補正部を備える請求項４または５に記載の摩耗評価システム。
7. 前記検出部は、
   前記粉砕部から排出された前記排出物の重量、容積、及び増加重量のいずれか一つから前記排出物の前記排出量を検出する、
   請求項１または２に記載の摩耗評価システム。
8. 前記評価部は、前記排出量により評価した前記摩耗量が所定値以上となった場合に、前記粉砕部における粉砕に要する動力、及び前記粉砕部における圧力状態の少なくともいずれか一方を用いて評価した前記摩耗量を補正する請求項１に記載の摩耗評価システム。
9. 前記圧力状態は、前記粉砕部内における前記搬送ガスの流れ方向において、前記粉砕部に対する上流側と下流側の圧力差である請求項８に記載の摩耗評価システム。
10. 前記評価部は、検出された前記排出量に基づいて、前記粉砕部における余寿命を評価する請求項１から９のいずれか１項に記載の摩耗評価システム。
11. 前記固体燃料粉砕装置の運転状態データと、前記運転状態データに対応して運転時間と余寿命との関係を示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、評価した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１０に記載の摩耗評価システム。
12. 前記運転状態データは、固体燃料の種類、固体燃料の供給量、粉砕のために付加する荷重、前記粉砕部に設けられた分級機の回転数、前記粉砕部内へ流入するガスと前記粉砕部から排出されるガスとの差圧、前記粉砕部の動力、運転時間、及び前記排出量の少なくともいずれか１つを含む請求項１１に記載の摩耗評価システム。
13. 推定された前記粉砕部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１０から１２のいずれか１項に記載の摩耗評価システム。
14. 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、
    請求項１から１３のいずれか１項に記載の摩耗評価システムと、
    を備える固体燃料粉砕装置。
15. 粉砕部において固体燃料を粉砕して微粉燃料とし、前記微粉燃料を搬送ガスにより燃焼装置へと搬出する固体燃料粉砕装置の摩耗評価方法であって、
    前記搬送ガスにより前記燃焼装置へ搬出されず前記粉砕部から排出される排出物の排出量を検出する工程と、
    検出された前記排出量に基づいて、前記粉砕部に対する摩耗評価を行う工程と、
    を有し、
    前記摩耗評価を行う工程は、予め設定された前記排出量と前記粉砕部における摩耗量との関係情報に基づいて、検出された前記排出量より前記粉砕部における摩耗量を評価する摩耗評価方法。
16. 粉砕部において固体燃料を粉砕して微粉燃料とし、前記微粉燃料を搬送ガスにより燃焼装置へと搬出する固体燃料粉砕装置の摩耗評価プログラムであって、
    前記搬送ガスにより前記燃焼装置へ搬出されず前記粉砕部から排出される排出物の排出量を検出する処理と、
    検出された前記排出量に基づいて、前記粉砕部に対する摩耗評価を行う処理と、
    をコンピュータに実行させ、
    前記摩耗評価を行う処理は、予め設定された前記排出量と前記粉砕部における摩耗量との関係情報に基づいて、検出された前記排出量より前記粉砕部における摩耗量を評価する摩耗評価プログラム。

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