JPH1043616A - 出炭遅れ修正制御を行う石炭粉砕機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 出炭遅れの変動を少なくし石炭流量に対応し
た微粉炭の流量を送出する。 【解決手段】 石炭粉砕機の制御部は、石炭流量に対す
る回転分級機の基準回転数の関係を示す第１関数発生器
２１と、石炭流量Ｃｏに対する基準のミル差圧の関係を
示す第２関数発生器２２と、計測されたミル差圧Ｐと石
炭流量Ｃｏに対する基準のミル差圧との差である二重差
圧に対しこの二重差圧を少なくするために必要な回転分
級機の追加回転数との関係を示す第３関数発生器２４
と、を備え、石炭流量Ｃｏと計測されたミル差圧Ｐが入
力されると、第１関数発生器２１より回転分級機の基準
回転数を求め、第２関数発生器２２より求めた基準ミル
差圧と計測されたミル差圧とから二重差圧を求め、この
二重差圧を用いて第３関数発生器２４から追加回転数を
求め、この追加回転数を第１関数発生器２１より求めた
基準回転数に加算して回転分級機の回転数指令を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石炭を微粉炭に粉
砕してボイラなどに供給する石炭粉砕機に関する。

【０００２】

【従来の技術】石炭燃焼ボイラでは原料石炭を石炭粉砕
機で粉砕し微粉炭としてボイラで燃焼する。石炭粉砕機
は石炭をローラで粉砕し、供給された一次空気で粉砕さ
れた粉炭を回転分級機へ送り、粗粉は石炭と共に再粉砕
するためローラへ循環させ、微粉炭を出炭する。回転分
級機はベーンを回転させ微粉炭は外部へ送出するが、粗
炭はローラに戻すことにより粉炭をその粒度により選別
して出炭するもので、ベーンの回転数を変えることによ
り出炭する粒度が変わり出炭量も過渡的に変化する。つ
まり回転数を少なくすれば大きな粒度の粉炭まで出炭す
るので出炭量は増大し、回転数を多くすれば出炭する粒
度が小さくなり出炭量は減少する。

【０００３】一次空気の入口の圧力と石炭粉砕機内の圧
力との差をミル差圧と言い、このミル差圧は石炭粉砕機
（以下ミルと称する）内の炭層厚さの大小により変化
し、この炭層厚さはミル内の粗粉炭の循環量の多少で決
定される。粉砕性の悪い石炭は所定の分級性能に見合う
微粉に粉砕されるまでローラで何回も粉砕され、それに
よりミル内部での粗粉炭の循環量を増大させミル差圧が
上昇する結果となる。

【０００４】ミルでは供給される石炭の単位時間当たり
の重量を表す石炭流量と微粉炭の払い出し量との関係が
ミル内部での粗粉炭の循環量により時間遅れを生じ、こ
れを出炭遅れと称する。ボイラでは供給される微粉炭の
流量を石炭流量を制御することにより制御している。こ
のため微粉炭の流量と石炭流量は一定の関係、例えば比
例関係を有する必要がある。しかし石炭の粉砕性により
ミル内の粗粉炭の循環量が変化するため一定の関係を維
持することができない。石炭の粉砕性は石炭の産地（石
炭銘柄）や水分の含水率などによって異なる。このため
従来は石炭の粉砕性を石炭銘柄や含水量を調べ、手動に
より回転分級機の回転数を設定していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】出炭遅れは石炭銘柄や
含水率が同じであっても変動する。このためこれらに基
づいた回転分級機の回転数の設定では微粉炭の流量と石
炭流量を一定の関係に維持することができない。また手
動では時々刻々変化する出炭遅れに対応できなかった。

【０００６】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、出炭遅れの変動を少なくし石炭流量に対応した
微粉炭の流量を送出するようにした石炭粉砕機を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１の発明では、石炭をローラで粉砕し、供給され
た一次空気で粉砕された粉炭を回転分級機へ送り、粗粉
は石炭と共に再粉砕するためローラへ循環させ、微粉炭
を出炭する石炭粉砕機であり、前記回転分級機は回転数
を変えることにより微粉炭の出炭量の過渡的変化が可能
である石炭粉砕機において、石炭の単位時間当たりの供
給量を表す石炭流量と、一次空気入口の圧力と石炭粉砕
機内の圧力との差であるミル差圧とを入力し、回転分級
機の回転数を指示する制御部を備え、前記制御部は、石
炭流量に対する回転分級機の基準回転数の関係を示す第
１関数発生器と、石炭流量に対する基準のミル差圧の関
係を示す第２関数発生器と、計測されたミル差圧と石炭
流量に対する基準のミル差圧との差である二重差圧に対
しこの二重差圧を少なくするために必要な回転分級機の
追加回転数との関係を示す第３関数発生器と、を備え、
石炭流量と計測されたミル差圧データが入力されると、
第１関数発生器より回転分級機の基準回転数を求め、第
２関数発生器より求めた基準ミル差圧と計測されたミル
差圧とから二重差圧を求め、この二重差圧を用いて第３
関数発生器から追加回転数を求め、この追加回転数を第
１関数発生器より求めた基準回転数に加算して回転分級
機の回転数指令を得る。

【０００８】回転分級機から粗粉炭としてローラに循環
される石炭の循環量が多くなると、粉砕テーブル上の炭
層が厚くなる。一次空気はこの層の下から吹上げ微粉炭
と粗粉炭を巻き込み回転分級機へ流入し遠心力により粗
粉炭は再びローラへ戻されるが、微粉炭は一次空気とと
もに送出される。炭層が厚くなるとこれを通過して石炭
粉砕機内へ入った一次空気の圧力は低くなる。ミル差圧
は石炭粉砕機入口の一次空気の圧力と石炭粉砕機内へ入
った一次空気の圧力との差圧であるので、この差圧は炭
層の厚み、つまり循環量の多さ、つまり出炭遅れを表し
ている。故にミル差圧が大きくなったら回転分級機の回
転数を低下させ、循環する粗粉炭の一部を微粉炭ととも
に送出することにより出炭遅れの変化を少なくし石炭流
量に対応した粉炭を送出する。

【０００９】以上に述べた制御を実現するため、第１関
数発生器で石炭流量に応じた回転分級機の基準の回転数
を求める。第２関数発生器で石炭流量に応じた基準のミ
ル差圧を求め、計測されたミル差圧と基準のミル差圧と
の二重差圧を求めて、第３関数発生器よりこの二重差圧
に対する追加回転数を求める。この追加回転数を第１関
数発生器で求めた基準回転数に加算して回転分級機に指
示することにより、石炭粉砕機の循環量の増加を防ぎ出
炭遅れの変化を少なくし、石炭流量に対応した粉炭を送
出する。

【００１０】請求項２の発明では、前記制御部は石炭流
量に対する回転分級機の基準の追加回転数の上限値との
関係を表す第４関数発生器を有し、第３関数発生器より
求めた追加回転が第４関数発生器より求めた上限値を越
えるときは、この上限値を追加回転数とする。

【００１１】第３関数発生器で求めた追加回転数が大き
過ぎると循環量が過大となるので石炭流量に対応した上
限値を求めこれ以上にはしないようにする。

【００１２】請求項３の発明では、前記制御部は石炭流
量に対する回転分級機の基準の追加回転数の下限値との
関係を表す第５関数発生器を有し、第３関数発生器より
求めた追加回転数が第５関数発生器より求めた下限値未
満となるときは、この下限値を追加回転数とする。

【００１３】第３関数発生器で求めた追加回転数が小さ
過ぎると回転分級機の遠心力が少なくなり、粗大な粉炭
まで微粉炭とともに送出されるので、石炭流量に対応し
た下限値を求めこれ以下にはならないようにする。

【００１４】請求項４の発明では、前記第１関数発生器
ないし第５関数発生器は使用される石炭の銘柄に応じた
関数を有している。

【００１５】石炭はその銘柄に応じて粉砕性に相違があ
り、粉砕し易さに応じて関数発生器の発生する関数を設
定する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態
を説明する竪型ミルの構成を示す図である。竪型ミル１
は円筒形のミルケーシング１ａの下部に粉砕テーブル２
を有し、減速機３を介しミルモータ４で回転する。粉砕
テーブル２の上には複数のローラが設けられ、不図示の
駆動装置により回転し石炭を粉砕する。粉砕テーブル２
の外周にはスリット７を有して円板２ａがミルケーシン
グ１ａに取り付けられている。この円板２ａ下部には一
次空気入口６があり、一次空気はスリット７を通過し、
粉砕テーブル２と円板２ａ上の粉砕された粗粉炭や微粉
炭からなる出炭層１５を通り、粗粉炭や微粉炭を巻き込
み上昇する。一次空気入口６の圧力とミルケーシング１
ａ内の圧力の差圧を計測するミル差圧計８が設けられミ
ル差圧を計測する。

【００１７】ミルケーシング１ａの軸心には粉砕テーブ
ル２の上部まで伸びた石炭供給管９が設けられ、石炭を
粉砕テーブル２に供給する。この石炭供給管９を中心に
して回転分級機１０が設けられ、一次空気に巻き込まれ
て上昇してきた粗粉炭や微粉炭を吸引して微粉炭を分離
し外部へ送出し、粗粉炭を粉砕テーブル２へ戻す。回転
分級機１０は、逆円錐形で下部は石炭供給管９の外周と
間隙を有しており上部はミルケーシング１ａの頂板１ｂ
と間隙を有して配置された分級胴１１と、頂板１ｂとの
間隙に設けられ円周上に多数のベーンを有する分級ベー
ン１２と、この分級ベーン１２を回転する分級機モータ
１３と、石炭供給管９と同心状に設けられ下端より微粉
炭が流入し、不図示のボイラへ接続された微粉炭出口管
１４とを備えている。

【００１８】次に動作について説明する。石炭供給管９
より石炭が供給され、ミルモータ４により粉砕テーブル
２を回転しながらローラ５を回転し石炭を粉砕する。粉
砕された石炭は粉砕テーブル２の外周部や円板２ａ上に
積層して炭層１５を形成する。一次空気入口６より一次
空気が供給され、スリット７を通り出炭層１５の微粉炭
や粗粉炭を巻き込み上昇し回転分級機１０に吸入され
る。回転分級機１０では分級機モータ１３により分級ベ
ーン１２を回転し流入した粉炭を回転して遠心力を与え
る。質量の大きな粉炭は遠心力が大きく働くので分級胴
１１に押し付けられこれに沿って落下し、粉砕テーブル
２に戻りローラ５で粉砕され、一次空気で吹き上げられ
て循環が発生する。質量の小さな微粉炭は遠心力が小さ
いので一次空気の流れに乗って微粉炭出口管１４に流入
しボイラへ送られる。

【００１９】分級機モータ１３により分級ベーン１２の
回転数を変えて流入する粉炭に発生する遠心力の大きさ
を変えることにより分級胴１１に沿って落下する粉炭の
大きさを変え、循環する粉炭の量を制御することができ
る。分級ベーン１２の回転数を大きくすれば遠心力は大
きくなり循環する量が大きくなり微粉炭出口管１４から
ボイラへ供給される微粉炭は少なくなり、回転数を少な
くすれば、ボイラへ供給される微粉炭の量は多くなる。

【００２０】一次空気の圧力は炭層１５を通過すること
により低下し、低下量は炭層１５の厚みに対応してい
る。このためミル差圧計８で計測されるミル差圧Ｐは、
炭層１５の厚み、つまり粉炭の循環量を表しており、ミ
ル差圧Ｐをパラメータとして分級機モータ１３の回転数
を制御し粉炭の循環量を制御することができる。

【００２１】図２は本実施の形態の制御部３０の構成を
示すブロック図である。石炭供給管９より供給される石
炭流量（ｔ／ｈ）を不図示の測定器で計測し、ミル差圧
計８で計測したミル差圧Ｐ（ｍｍＡｑ）とともに入力デ
ーダとし、分級機モータ１３の回転数（ＲＰＭ）を出力
とする。

【００２２】第１関数発生器２１は石炭流量Ｃｏに対応
した基準の分級機モータ１３の回転数（ＲＰＭｏ）を発
生する。この回転数に後述するミル差圧Ｐに基づく追加
回転数を加算器２９で加算することにより、分級機モー
タ１３への指令回転数（ＲＰＭｃ）となる。図３は第１
関数発生器２１で発生する関数を示し、石炭流量Ｃｏに
対する基準回転数ＲＰＭｏ（以下特に断らないかぎり回
転数は分級機モータ１３の回転数）を表す。石炭流量Ｃ
ｏ１まではローラ５による粉砕能力も追従して増大し微
粉炭まで粉砕さるため粗粉炭の発生も少なく循環量も少
ないので、回転数を一定とし、Ｃｏ１を越えると粗粉炭
の発生も増大してくるので回転数を逓減し循環量を少な
くし、出炭遅れが増大するのを防止する。なお、本発明
は出炭遅れ自体は認めるがその変動を制御して出炭流量
が石炭流量Ｃｏに対応した値になるようにし、石炭流量
Ｃｏを制御することにより出炭流量を制御できるように
するものである。図３〜図６に示す関数曲線は設計デー
タを試験データや実機の稼働データにより修正して得ら
れたものである。

【００２３】第２関数発生器２２は図４に示すように、
石炭流量Ｃｏに対応した基準ミル差圧Ｐｏを発生する。
石炭流量Ｃｏ１までは基準ミル差圧Ｐｏはなだらかに上
昇するが、Ｃｏ１を越えると急激に増大する。減算器２
３は計測したミル差圧Ｐより基準ミル差圧Ｐｏを減算し
その差圧（これを二重差圧ΔＰとする）を出力する。

【００２４】第３関数発生器２４は図５に示すように、
二重差圧ΔＰに対応する追加回転数ＲＰＭａを発生す
る。二重差圧ΔＰ１の値は石炭流量Ｃｏ１にほぼ相当す
るときの値で、このΔＰ１まではＲＰＭａはほぼ一定で
あるが、これを過ぎると急激に降下してくる。

【００２５】第４関数発生器２５は石炭流量Ｃｏに対す
る追加回転数の上限値を発生し、第５関数発生器２６は
石炭流量Ｃｏに対する追加回転数の下限値を発生する。
図６は石炭流量Ｃｏに対する追加回転数の上限値Ｆ４、
下限値Ｆ５を示す。石炭流量Ｃｏ１を過ぎるといずれも
低下する。

【００２６】上下限チェック器２７は第３関数発生器２
４で発生した追加回転数ＲＰＭａが第４関数発生器２５
で発生した上限値を越えるか調べ、越える場合はＲＰＭ
ａを上限値とする。これにより分級ベーン１２の回転数
が大きくなり過ぎ、微粉炭まで循環させるのを防止す
る。また、追加回転数ＲＰＭａが第５関数発生器２６で
発生した下限値未満となるか調べ、未満となる場合はＲ
ＰＭａを下限値とする。これにより分級ベーン１２の回
転数が小さくなり過ぎ、大きな粗粉炭まで微粉炭ととも
に送出されるのを防止する。

【００２７】比例積分器２８は上下限チェック器２７で
チェックされた追加回転数ＲＰＭａを比例積分処理して
出力する。加算器２９はこの比例積分処理された追加回
転数ＲＰＭａを第１関数発生器２１で発生した基準回転
数ＲＰＭｏと加算し分級機モータ１３への指令回転数Ｒ
ＰＭｃを出力する。

【００２８】以上の制御により石炭流量Ｃｏに対して出
炭遅れの変動を押さえ、石炭流量Ｃｏに対応した微粉炭
の出炭流量を得ることができる。これにより石炭流量Ｃ
ｏに基づいてボイラの燃焼制御を精度よく行うことが可
能となり、ボイラの安定制御を行うことができる。

【００２９】図７は石炭銘柄別の石炭流量Ｃｏとミル差
圧Ｐとの関係を示す図である。石炭の粉砕し易さを表す
粉砕性は、石炭の産地などを表す石炭銘柄により異なる
のが普通である。石炭銘柄Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４つにつき
本実施の形態の石炭粉砕機で粉砕したときのデータであ
り、ローラ５および分級ベーン１２の回転数および動作
条件は同一としている。図３〜図６に示した関数発生器
のデータは石炭銘柄に応じた値に設定するようにしてあ
り、これにより出炭遅れの変化を精度よく制御すること
ができる。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
は、石炭流量とミル差圧に応じて回転分級機の回転数を
制御し石炭粉砕機内の粉炭の循環量を制御することによ
り、出炭遅れの変動を少なくしたので、石炭流量に対応
した出炭流量を得ることができる。これによりボイラで
は石炭流量により燃焼制御を精度よく安定して行うこと
ができる。また回転分級機の回転数の上下限値を設ける
ことにより供給する微粉炭の粒径を所定範囲に押さえボ
イラでの燃焼に支障をきたさないようにすることができ
る。さらに石炭銘柄に応じた制御係数等を用いることに
より制御精度を向上している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の石炭粉砕装置の構成を示
す図である。

【図２】本実施の形態の制御部の構成を示すブロック図
である。

【図３】第１関数発生器２１で発生する関数を示す図で
ある。

【図４】第２関数発生器２２で発生する関数を示す図で
ある。

【図５】第３関数発生器２４で発生する関数を示す図で
ある。

【図６】第４関数発生器２５と第５関数発生器２６で発
生する関数を示す図である。

【図７】石炭銘柄別の石炭流量Ｃｏとミル差圧Ｐとの関
係を示す図である。

【符号の説明】

１ 竪型ミル（石炭粉砕機） １ａ ミルケーシング １ｂ 頂板 ２ 粉砕テーブル ２ａ 円板 ３ 減速機 ４ ミルモータ ５ ローラ ６ 一時空気入口 ７ スリット ８ ミル差圧計 ９ 石炭供給管 １０ 回転分級機 １１ 分級胴 １２ 分級ベーン １３ 分級機モータ １４ 微粉炭出口管 １５ 炭層 ２１ 第１関数発生器 ２２ 第２関数発生器 ２３ 減算器 ２４ 第３関数発生器 ２５ 第４関数発生器 ２６ 第５関数発生器 ２７ 上下限チェック器 ２８ 比例積分器 ２９ 加算器 ３０ 制御部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 石炭をローラで粉砕し、供給された一次
   空気で粉砕された粉炭を回転分級機へ送り、粗粉は石炭
   と共に再粉砕するためローラへ循環させ、微粉炭を出炭
   する石炭粉砕機であり、前記回転分級機は回転数を変え
   ることにより微粉炭の出炭量の過渡的変化が可能である
   石炭粉砕機において、石炭の単位時間当たりの供給量を
   表す石炭流量と、一次空気入口の圧力と石炭粉砕機内の
   圧力との差であるミル差圧とを入力し、回転分級機の回
   転数を指示する制御部を備え、 前記制御部は、石炭流量に対する回転分級機の基準回転
   数の関係を示す第１関数発生器と、石炭流量に対する基
   準のミル差圧の関係を示す第２関数発生器と、計測され
   たミル差圧と石炭流量に対する基準のミル差圧との差で
   ある二重差圧に対しこの二重差圧を少なくするために必
   要な回転分級機の追加回転数との関係を示す第３関数発
   生器と、を備え、石炭流量と計測されたミル差圧データ
   が入力されると、第１関数発生器より回転分級機の基準
   回転数を求め、第２関数発生器より求めた基準ミル差圧
   と計測されたミル差圧とから二重差圧を求め、この二重
   差圧を用いて第３関数発生器から追加回転数を求め、こ
   の追加回転数を第１関数発生器より求めた基準回転数に
   加算して回転分級機の回転数指令を得ることを特徴とす
   る出炭遅れ修正制御を行う石炭粉砕機。
2. 【請求項２】 前記制御部は石炭流量に対する回転分級
   機の基準の追加回転数の上限値との関係を表す第４関数
   発生器を有し、第３関数発生器より求めた追加回転が第
   ４関数発生器より求めた上限値を越えるときは、この上
   限値を追加回転数とすることを特徴とする請求項１記載
   の出炭遅れ修正制御を行う石炭粉砕機。
3. 【請求項３】 前記制御部は石炭流量に対する回転分級
   機の基準の追加回転数の下限値との関係を表す第５関数
   発生器を有し、第３関数発生器より求めた追加回転が第
   ５関数発生器より求めた下限値未満となるときは、この
   下限値を追加回転数とすることを特徴とする請求項１記
   載の出炭遅れ修正制御を行う石炭粉砕機。
4. 【請求項４】 前記第１関数発生器ないし第５関数発生
   器は使用される石炭の銘柄に応じた関数を有しているこ
   とを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の出
   炭遅れ修正制御を行う石炭粉砕機。