KR102150849B1

KR102150849B1 - 분쇄기 및 분쇄기의 운전 방법

Info

Publication number: KR102150849B1
Application number: KR1020180130552A
Authority: KR
Inventors: 유야 우에다; 신지 마츠모토
Original assignee: 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2017-11-02
Filing date: 2018-10-30
Publication date: 2020-09-02
Also published as: JP2019084476A; KR20190050284A; JP7175601B2; CN109746084A; CN109746084B

Abstract

공급되는 고체 연료의 성질에 의존하지 않고서, 분쇄기 내부의 차압을 소정의 차압 이하로 하고, 매우 적합하게 처리하는 것을 목적으로 한다. 분쇄기는, 공급된 고체 연료를 분쇄하는 분쇄부와, 분쇄부에서 고체 연료가 분쇄된 미분 연료를 반송하는 반송용 가스를 공급하는 반송용 가스 공급관과, 중심축선(C) 주위에 소정의 간격으로 마련된 복수의 날개(59)를 구비하는 분급부(60)를, 중심축선(C) 주위로 회전하는 것으로, 반송용 가스에 의해서 반송되는 미분 연료의 입경을 분급하는 로터리 세퍼레이터(53)와, 분급부(60)의 내측에 설치되고, 분급부(60)에 의해서 분급된 미분 연료를 외부에 배출하는 배출 구멍과 분급부(60)의 중심축선(C) 주위의 회전 방향을 변경하는 반전 기어를 구비하고 있다. 복수의 날개(59)는, 각각, 평면에서 보았을 때에, 반경 방향 외측 단부의 회전 궤적에 대한 접선(A)에 대해서 경사지도록 설치되어 있다.

Description

분쇄기 및 분쇄기의 운전 방법{MILL AND METHOD OF OPERATING THE MILL}

본 개시는 분쇄기 및 분쇄기의 운전 방법에 관한 것이다.

보일러 등에 공급되는 탄소 함유의 고체 연료로서 목질계 등의 바이오매스 연료를 사용하는 경우가 있다. 바이오매스 연료는 잘게 분쇄하기 어렵고, 또한 연소성이 높고 비교적 큰 입경이라도 매우 적합하게 연소시킬 수 있는 성질이다. 또한, 바이오매스 연료를 고체 연료로서 사용하는 경우, 분쇄성으로부터 석탄과 비교해서 약 5~10배 정도 큰 입경 상태로 보일러에 마련된 버너에 공급된다.

이와 같이, 석탄과 바이오매스 연료는, 버너에 공급하는 입경이 상이하므로, 고체 연료의 분쇄 및 분급을 실시하는 분쇄기는, 바이오매스 연료 분쇄 용도와 석탄 분쇄 용도는 상이한 설계(예를 들면, 하우징 형상, 분쇄 테이블의 회전 속도나 회전식 분급기의 회전 속도 등)로 하고, 개별 설계하는 것이 본래 바람직하다. 그렇지만, 설비 코스트나 설치 스페이스 등의 관점으로부터 동일한 분쇄기로 바이오매스 연료와 석탄의 양쪽 모두의 고체 연료에 대해서 개조를 수반하지 않고 대응할 수 있어, 석탄과 바이오매스 연료를 공용할 수 있는 분쇄기를 사용해 바이오매스 연료에 적용할 수 있는 것이 요망되고 있다.

석탄과 바이오매스 연료를 공용하는 것에 특허문헌 1이 있다. 특허문헌 1에서는, 석탄 전쇄 모드와 바이오매스 전쇄 모드를 갖고, 바이오매스 전쇄의 모드의 경우에는 분급기는 거의 정지로 하고, 분쇄기 내의 차압을 안정시키는 장치가 기재되어 있다.

일본 특허 공개 제 2015-1347 호 공보

그런데, 분쇄되기 어려운 바이오매스 연료를 분쇄기로 분쇄했을 경우에는, 회전식 분급기로 분급된 조립(粗粒)이 분쇄부에 되돌려져 재차 분쇄되는 것에 의해, 분쇄기 내부를 순환하는 바이오매스 연료의 양이 증가하고, 증가에 수반해 분쇄기 내의 차압이 상승할 가능성이 있다. 분쇄기 내의 차압이 상승하면, 분쇄기의 운전할 시에 여러 가지의 문제가 생기기 때문에, 바람직하지 않다. 이 때문에, 분쇄기 내의 차압의 상승을 억제하기 위해서, 회전식 분급기의 회전을 조정하는 것으로 분급 성능의 조정을 실시하고, 바이오매스 연료의 조립이 회전식 분급기를 통과해 보일러에 공급되기 쉽게 하는 것에 의해, 분쇄기 내를 순환하는 바이오매스 연료의 양을 저감하는 것을 고려하고 있다.

특허문헌 1에 기재의 장치에서는, 바이오매스 전쇄 모드에서는, 회전식 분급기를 거의 정지시키고 있다. 그렇지만, 회전식 분급기의 회전을 정지시키는 것만으로는, 분쇄기 내를 순환하는 바이오매스 연료를 매우 적합하게 저감하지 못하고, 분쇄기 내의 차압을 매우 적합하게 억제할 수 없을 가능성이 있었다.

본 개시는, 이러한 사정을 감안하여 이뤄진 것이며, 공급되는 고체 연료의 성질에 의존하지 않고, 분쇄기 내부의 차압을 소정의 차압 이하로 하여, 매우 적합하게 처리할 수 있는 분쇄기 및 분쇄기의 운전 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 개시의 분쇄기 및 분쇄기의 운전 방법은 이하의 수단을 채용한다.

본 발명의 몇개의 실시형태에 관한 분쇄기는, 공급된 고체 연료를 분쇄하는 분쇄부와, 중심축선 주위에 소정의 간격으로 마련된 복수의 날개를 구비하는 분급부를, 상기 중심축선 주위로 회전하는 것으로, 상기 분쇄부에서 분쇄된 미분 연료를 분급하는 회전식 분급기와, 상기 분급부의 내측에 설치되고, 상기 분급부에 의해서 분급된 상기 미분 연료를 외부에 배출하는 배출부와, 상기 분급부의 상기 중심축선 주위의 회전 방향을 제어하는 회전 방향 변경 수단을 구비하며, 상기 복수의 날개는, 각각, 평면에서 보았을 때에, 반경 방향 외측 단부의 회전 궤적에 대한 접선에 대해서 경사지도록 설치되어 있다.

상기 구성에서는, 복수의 날개의 회전 궤적에 대한 접선에 대해서 경사지도록 설치되어 있으므로, 접선과 날개가 이루는 각도에는, 둔각(90도보다 큰 각도)과 예각(90도보다 작은 각도)이 존재한다.

예각이 되는 각도가 회전 방향의 전방이 되도록 분급부가 회전했을 경우(즉, 날개의 외주 단부보다 내주 단부가 회전 방향의 전방이 되도록 분급부가 회전했을 경우, 이하 이 회전 방향을 「제 1 방향」이라고 한다), 날개의 회전 방향의 전면은 분급부의 외측 방향을 향하고 있다. 이것에 의해, 분쇄된 고체 연료인 미분 연료가 날개에 충돌하기 쉬워지는 것과 동시에, 날개에 충돌한 미분 연료에는, 원심력이 강하게 작용하므로, 분급부의 외측 방향으로 튕긴다. 미분 연료 중 특히, 질량 및 관성력이 크고 직선성이 높은 조립은, 미립과 비교하여, 충돌에 의한 원심력이 강하게 작용하므로, 보다 현저하게 외측 방향으로 튕겨지기 쉬워져, 보다 분쇄부에 되돌려지기 쉬워진다. 한편, 미분 연료 중 미립은, 질량 및 관성력이 작아서 직진성이 낮기 때문에, 날개에 충돌하기 어렵고, 또한 충돌했을 경우여도 작용하는 원심력이 작기 때문에, 조립과 비교하여, 분급부의 내부에 들어가기 쉽다. 이와 같이, 분급부가 제 1 방향으로 회전하고 있는 경우에는, 조립이 분쇄부에 되돌려지기 쉽고, 미립이 분급부의 내부에 들어가기 쉽기 때문에, 비교적 분급 성능이 높아진다.

한편, 제 1 방향과는 반대의 방향이며, 둔각이 되는 각도가 회전 방향의 전방이 되도록 분급부가 회전했을 경우(즉, 날개의 외주 단부보다 내주 단부가 회전 방향의 후방이 되도록 분급기가 회전했을 경우, 이하 이 회전 방향을 「제 2 방향」이라고 한다), 날개의 회전 방향의 전면은 분급부의 내측 방향을 향하고 있다. 이것에 의해, 날개에 충돌한 분쇄된 고체 연료인 미분 연료는 분급부의 내측 방향으로 튕겨지기 쉽다. 따라서, 미분 연료는, 날개의 회전 방향의 전면이 분급부의 외측 방향을 향하고 있는 경우와 비교하여, 분급부의 내측에 유입하기 쉽고, 배출부로부터 배출되기 쉽다. 미분 연료 중 질량 및 관성력이 크고 직선성이 높은 조립이어도, 분급부의 내측에 유입하기 쉬워지므로, 분급부가 제 2 방향으로 회전하고 있는 경우에는, 제 1 방향으로 회전하고 있는 경우에 비해, 분급 성능을 억제할 수 있다. 이와 같이, 분급부가 제 2 방향으로 회전하고 있는 경우에는, 분급 성능이 억제되어, 배출부로부터 분쇄기의 외부에 미분 연료의 미립 뿐만이 아니라 조립도 배출되기 쉬워지므로, 분쇄기 내를 순환하는 미분 연료의 양이 감소한다. 분쇄기 내를 순환하는 미분 연료의 양이 감소하면, 분쇄기 내의 차압의 상승이 억제된다. 이것에 의해, 분쇄기의 내부에 공급하는 고체 연료에 예를 들면 목질계 등의 바이오매스 연료를 사용하는 경우여도, 순환하는 미분 연료의 양이 감소하므로, 분쇄기 내의 차압을 소정의 값 이하로 할 수 있다. 따라서, 분급부가 제 2 방향으로 회전하고 있는 경우에는, 분쇄기의 내부에 공급하는 고체 연료를 증가시켜, 보다 많은 미분 연료를 배출부로부터 배출시킬 수 있다. 따라서, 미분 연료의 입도가 보일러 등의 연소성에 영향을 주지 않는 범위에서, 배출부로부터 배출된 미분 연료가 보일러 등에 공급되는 경우에는, 많은 미분 연료를 보일러 등에 공급할 수 있다.

이와 같이, 상기 구성에서는, 분급부의 회전 방향에 의해서, 정확하게, 공급되는 고체 연료의 성질에 따른 분급 성능으로 할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 석탄과 같이, 분쇄하기 쉽고, 또한 연소성이 특히 높지 않고 작은 입경까지 분쇄할 필요가 있는 고체 연료를 분쇄해서 미분 연료로 하는 경우에는, 구동부가 분급부를 제 1 방향으로 회전시키는 것으로, 소정의 작은 입경이 될 때까지 석탄을 분쇄할 수 있다. 한편, 예를 들면, 바이오매스 연료와 같이, 잘게 분쇄하기 어렵고, 또한 연소성이 높고 작은 입경까지 분쇄할 필요가 없는 고체 연료를 분쇄해서 미분 연료로 하는 경우에는, 구동부가 분급부를 제 2 방향으로 회전시키는 것으로, 분쇄기 내의 차압의 상승을 억제할 수 있으므로, 분쇄기 내의 차압을 소정의 값 이하로 유지한 상태로, 보다 많은 바이오매스 연료를 분쇄기 내에 공급하고, 배출부로부터 배출되는 미분 연료를 증가시킬 수 있다.

이상으로부터, 상기 구성에서는, 분급부의 회전 방향을 변경하는 것으로, 회전식 분급기의 분급 성능을 조정 가능해지므로, 공급된 고체 연료의 성질에 따른 분급 성능으로 할 수 있다. 이것에 의해, 공급되는 고체 연료의 성질에 의존하지 않고서, 분쇄기 내부의 차압을 소정의 차압 이하로 하고, 미분 연료의 입도가 보일러 등의 연소성에 영향을 주지 않는 범위에서, 매우 적합하게 처리할 수 있다. 따라서, 분쇄기를 복수의 성질이 상이한 고체 연료에 대해서 공용 가능하게 할 수 있다.

또한, 복수의 성질이 상이한 고체 연료에 대해서 공용 가능하게 할 수 있으므로, 성질이 상이한 고체 연료를 처리하기 위해서, 각각에 대해서 분쇄기를 마련하는 경우에 비해, 설비 코스트를 대폭으로 저감하고 설치 스페이스를 삭감할 수 있다.

본 발명의 몇개의 실시형태에 관한 분쇄기는, 상기 미분 연료를 상기 분쇄부로부터 상기 배출부로 반송하는 반송용 가스를 공급하는 반송용 가스 공급부와, 상기 반송용 가스 공급부와 상기 배출부와의 차압을 계측하는 차압 계측 수단을 구비하고, 상기 차압 계측 수단이 계측한 차압에 근거하여, 상기 분급부의 회전 방향을 결정해도 좋다.

분쇄기 내의 차압이 소정의 값보다 높아지면, 반송용 가스로서 필요한 공급 유량이 저하하는 등 분쇄기의 운전할 때에 여러 가지의 문제가 생기기 때문에 바람직하지 않지만, 상기 구성에서는, 차압 계측 수단이 계측한 차압에 근거하여 분급부의 회전 방향을 결정하고 있다. 이와 같이, 분쇄기의 내부의 차압에 근거하여, 분급부의 회전 방향을 결정하는 것으로, 보다 확실히 분쇄기 내의 차압을 소정의 값 이하로 할 수 있다.

본 발명의 몇개의 실시형태에 관한 분쇄기는, 상기 회전식 분급기의 상기 분급부에 대해서 구동력을 공급하는 구동부와, 상기 구동부의 구동력을 계측하는 구동력 계측 수단을 구비하고, 상기 구동력 계측 수단이 계측한 구동력에 근거하여, 상기 분급부의 회전 방향을 결정해도 좋다.

상기 구성에서는, 구동부의 구동력이 높아지고 있는 경우에는, 분쇄기 내를 순환하는 미분 연료가 증가하고 있다고 판단할 수 있기 때문에, 회전 방향을 변경하는 것으로, 분쇄기 내에 있어서의 미분 연료의 순환량을 저감할 수 있다.

본 발명의 몇개의 실시형태에 관한 분쇄기는, 상기 분급부의 회전수를 제어하는 회전수 제어 수단을 구비해도 좋다.

상기 구성에서는, 분급부의 회전수를 제어하는 것도, 분급부의 분급 성능을 조정할 수 있다.

본 발명의 몇개의 실시형태에 관한 분쇄기는, 상기 회전식 분급기의 상기 분급부에 대해서 구동력을 공급하는 구동부와, 상기 회전식 분급기를 상기 구동부로부터 구동력이 공급되지 않는 상태로 하는 분리 수단을 구비해도 좋다.

상기 구성에서는, 회전식 분급기를 구동부로부터 구동력이 공급되지 않는 상태로 하면, 분급부에 구동부로부터의 부하가 걸리지 않는 상태가 되므로, 분급부가 반송용 가스의 흐름에 의해서 제 2 방향으로 회전한다. 이와 같이, 반송용 가스의 흐름만에 의해 분급부가 회전하므로, 분급부의 회전에 기인한 반송용 가스의 기류의 혼란을 가급적으로 억제하고, 반송용 가스의 흐름을 정류화할 수 있다.

또한, 반송용 가스의 흐름만에 의해 분급부가 제 2 방향으로 회전하므로, 분급부의 회전이, 반송용 가스와 반송용 가스에 의해서 반송되는 미분 연료가 가장 통과하기 쉬운 회전수가 된다. 이것에 의해, 반송용 가스 및 미분 연료가 분급부를 통과할 때에 생기는 압력 손실을 가급적으로 억제할 수 있다. 따라서, 매우 적합하게 미분 연료를 분쇄기의 외부에 배출시키고, 분쇄기 내의 차압의 상승을 억제할 수 있다.

또한, 구동부로부터 분급부에 대해서 구동력이 공급되지 않는 상태로 하는 것만으로, 분쇄기 내의 차압의 상승을 억제할 수 있다. 따라서, 차압의 상승을 억제하기 위해서 특별한 제어를 계속적으로 실시하는 경우나, 장치를 계속적으로 작동시키는 경우와 비교하여, 코스트를 저감할 수 있다.

본 발명의 몇개의 실시형태에 관한 분쇄기는, 공급된 고체 연료를 분쇄하는 분쇄부와, 중심축선 주위에 소정의 간격으로 마련된 복수의 날개를 구비하는 분급부를, 상기 중심축선 주위로 회전하는 것으로, 상기 분쇄부에서 분쇄된 미분 연료를 분급하는 회전식 분급기와, 상기 분급부의 내측에 설치되고, 상기 분급부에 의해서 분급된 상기 미분 연료를 외부에 배출하는 배출부와, 상기 회전식 분급기의 상기 분급부에 대해서 구동력을 공급하는 구동부와, 상기 분급부를 상기 구동부로부터 구동력이 공급되지 않는 상태로 하는 분리 수단을 구비하고, 상기 복수의 날개는, 각각, 평면에서 보았을 때에, 반경 방향 외측 단부의 회전 궤적에 대한 접선에 대해서 경사지도록 설치되어 있어도 좋다.

구동부로부터 구동력이 공급되어, 분급부가 회전하고 있는 경우에는, 분급부에 의해서, 미립을 배출부로 유도하고, 조립을 분쇄부에 되돌리는 것으로, 고체 연료를 분급할 수 있다.

한편, 구동부로부터 분급부에 대해서 구동력이 공급되지 않는 상태로 했을 경우에는, 분급부에 구동부로부터의 부하가 걸리지 않는 상태가 되므로, 분급부가 반송용 가스의 흐름에 의해서 제 2 방향으로 회전한다. 이와 같이, 반송용 가스의 흐름만에 의해 분급부가 제 2 방향으로 회전하므로, 분급부의 회전에 기인한 반송용 가스의 기류의 혼란을 가급적으로 억제하고, 반송용 가스의 흐름을 정류화할 수 있다.

또한, 반송용 가스의 흐름만에 의해 분급부가 회전하므로, 분급부의 회전이, 반송용 가스와 반송용 가스에 의해서 반송되는 미분 연료가 가장 통과하기 쉬운 회전이 된다. 이것에 의해, 반송용 가스 및 고체 연료가 분급부를 통과할 때에 생기는 압력 손실을 가급적으로 억제할 수 있다. 따라서, 매우 적합하게 고체 연료를 분쇄기의 외부에 배출시키고, 분쇄기 내의 차압의 상승을 억제할 수 있다. 따라서, 분쇄기의 내부에 공급하는 고체 연료를 증가시켜, 보다 많은 미분 연료를 배출부로부터 배출시킬 수 있다. 따라서, 미분 연료의 입도가 보일러 등의 연소성에 영향을 주지 않는 범위에서, 배출부로부터 배출된 미분 연료가 보일러 등에 공급되는 경우에는, 많은 미분 연료를 보일러 등에 공급할 수 있다.

이와 같이, 상기 구성에서는, 분급기에 구동력을 공급하는지 아닌지에 의해서, 정확하게, 공급되는 고체 연료의 성질에 따른 분급 성능으로 할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 석탄과 같이, 잘게 분쇄하기 쉽고, 또한 연소성이 특히 높지 않고 작은 입경까지 분쇄할 필요가 있는 고체 연료를 분쇄해서 미분 연료로 하는 경우에는, 분급부에 구동력을 공급하고, 분급부를 회전시키는 것으로, 소정의 작은 입경이 될 때까지 석탄을 분쇄할 수 있다. 한편, 예를 들면, 바이오매스 연료와 같이, 잘게 분쇄하기 어렵고, 또한 연소성이 높고 작은 입경까지 분쇄할 필요가 없는 고체 연료를 분쇄해서 미분 연료로 하는 경우에는, 구동부로부터 분급부에 대해서 구동력이 공급되지 않는 상태로 하는 것으로, 분쇄기 내의 차압의 상승을 억제할 수 있으므로, 분쇄기 내의 차압을 소정의 값 이하로 유지한 상태로, 미분 연료의 입도가 보일러 등의 연소성에 영향을 주지 않는 범위에서, 보다 많은 바이오매스 연료를 분쇄기 내에 공급하고, 배출부로부터 배출되는 고체 연료를 증가시킬 수 있다.

이상으로부터, 상기 구성에서는, 구동부로부터 분급부에 대해서 구동력이 공급되지 않는 상태로 하는 것으로, 분쇄기 내의 차압의 상승을 억제할 수 있다. 이것에 의해, 공급되는 고체 연료의 성질에 의존하지 않고서, 분쇄기 내부의 차압을 소정의 차압 이하로 하고, 매우 적합하게 처리할 수 있다. 따라서, 분쇄기를 복수의 성질이 상이한 고체 연료에 대해서 공용 가능하게 할 수 있다. 또한, 복수의 성질이 상이한 고체 연료에 대해서 공용 가능하게 할 수 있으므로, 성질이 상이한 고체 연료를 처리하기 위해서, 각각에 대해서 분쇄기를 마련하는 경우에 비해, 설비 코스트를 대폭으로 저감하고 설치 스페이스를 저감할 수 있다.

본 발명의 몇개의 실시형태에 관한 분쇄기는, 상기 미분 연료를 상기 분쇄부로부터 상기 배출부로 반송하는 반송용 가스를 공급하는 반송용 가스 공급부와, 상기 반송용 가스 공급부와 상기 배출부와의 차압을 계측하는 차압 계측 수단을 구비하고, 상기 차압 계측 수단이 계측한 차압에 근거하여, 상기 분리 수단을 작동시켜도 좋다.

분쇄기 내의 차압이 소정의 값보다 높아지면, 반송용 가스로서 필요한 공급 유량이 저하하는 등 분쇄기의 운전할 때에 여러 가지의 문제가 생기기 때문에 바람직하지 않지만, 상기 구성에서는, 차압 계측 수단이 계측한 차압에 근거해 분리 수단을 작동시키고 있다. 이와 같이, 분쇄기의 내부의 차압을 검출하고, 그 차압에 근거해 분리 수단을 제어하는 것으로, 확실히 분쇄기 내의 차압을 소정의 값 이하로 할 수 있다.

본 발명의 몇개의 실시형태에 관한 분쇄기는, 상기 구동부의 구동력을 계측하는 구동력 계측 수단을 구비하고, 상기 구동력 계측 수단이 계측한 구동력에 근거하여, 상기 분리 수단을 작동시켜도 좋다.

상기 구성에서는, 구동부의 구동력이 높아지고 있는 경우에는, 분쇄기 내를 순환하는 미분 연료가 증가하고 있다고 판단할 수 있기 때문에, 분리 수단을 작동시키는 것으로, 분쇄기 내에 있어서의 미분 연료의 순환량을 저감할 수 있다.

본 발명의 몇개의 실시형태에 관한 분쇄기의 운전 방법은, 공급된 고체 연료를 분쇄하는 분쇄부와, 중심축선 주위에 소정의 간격으로 마련된 복수의 날개를 구비하는 분급부를, 상기 중심축선 주위로 회전하는 것으로, 상기 분쇄부에서 분쇄된 미분 연료를 분급하는 회전식 분급기와, 상기 분급부의 내측에 설치되고, 상기 분급부에 의해서 분급된 상기 미분 연료를 외부에 배출하는 배출부와, 상기 분급부의 상기 중심축선 주위의 회전 방향을 제어하는 회전 방향 변경 수단을 구비하고, 상기 복수의 날개는, 각각, 평면에서 보았을 때에, 반경 방향 외측 단부의 회전 궤적에 대한 접선에 대해서 경사지도록 설치되어 있는 분쇄기의 운전 방법에 있어서, 상기 회전 방향 변경 수단에 의해서 상기 분급부의 회전 방향을 변경하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 몇개의 실시형태에 관한 분쇄기의 운전 방법은, 공급된 고체 연료를 분쇄하는 분쇄부와, 중심축선 주위에 소정의 간격으로 마련된 복수의 날개를 구비하는 분급부를, 상기 중심축선 주위로 회전하는 것으로, 상기 분쇄부에서 분쇄된 미분 연료를 분급하는 회전식 분급기와, 상기 분급부의 내측에 설치되고, 상기 분급부에 의해서 분급된 상기 미분 연료를 외부에 배출하는 배출부와, 상기 회전식 분급기의 상기 분급부에 대해서 구동력을 공급하는 구동부와, 상기 분급부를 상기 구동부로부터 구동력이 공급되지 않는 상태로 하는 분리 수단을 구비하고, 상기 복수의 날개는, 각각, 평면에서 보았을 때에, 반경 방향 외측 단부의 회전 궤적에 대한 접선에 대해서 경사지도록 설치되어 있는 분쇄기의 운전 방법에 있어서, 상기 분리 수단에 의해서, 상기 분급부를 상기 구동부로부터 구동력이 공급되지 않는 상태로 하는 단계를 포함한다.

본 개시에 의하면, 공급되는 고체 연료의 성질에 의존하지 않고서, 분쇄기 내부의 차압을 소정의 차압 이하로 하고, 매우 적합하게 처리할 수 있다.

도 1은 몇개의 실시형태에 관한 분쇄기를 나타낸 종단면도이다.
도 2는 도 1의 회전식 분급기의 횡단면도이다.

이하에, 본 발명의 몇개의 실시형태에 관한 분쇄기 및 분쇄기의 운전 방법으로 대해서, 도면을 참조해 설명한다.

[제 1 실시형태]

이하, 본 개시의 제 1 실시형태에 대해서, 도 1 및 도 2를 이용해 설명한다.

도 1에는, 본 실시형태에 관한 분쇄기를 갖춘 보일러 설비(1)가 개시되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는 상방은 연직 상측 방향을, 하방은 연직 하측 방향을 나타내고 있다.

본 실시형태에서는, 보일러 설비(1)는, 보일러 본체(3)에 공급하는 석탄이나 바이오매스 연료 등의 고체 연료를 미분형상의 고체 연료인 미분 연료로 분쇄하는 분쇄기(5)를 구비하고 있다.

분쇄기(5)는 석탄만을 분쇄하는 형식이어도 좋고, 바이오매스 연료만을 분쇄하는 형식이어도 좋고, 석탄과 함께 바이오매스 연료를 분쇄하는 형식이어도 좋다. 여기서, 바이오매스 연료는 재생 가능한 생물 유래의 유기성 자원이며, 예를 들면 간벌재, 폐재목, 유목, 초류, 폐기물, 오니, 타이어 및 이들을 원료로 한 리사이클 연료(펠릿이나 칩) 등이며, 여기에 제시한 것으로 한정되는 것은 아니다. 바이오매스 연료는, 바이오매스의 성육 과정에 있어서 이산화탄소를 취입하기부터, 지구 온난화 가스가 되는 이산화탄소를 배출하지 않는 카본 뉴트럴로 되기 때문에, 그 이용이 여러 가지 검토되고 있다.

분쇄기(5)에는 미분 연료 공급관(7)이 복수 접속되어 있고, 분쇄기(5)로 분쇄된 미분 연료가 반송 가스가 되는 열공기와 함께 복수의 미분 연료 공급관(7)을 거쳐서 보일러 본체(3)에 마련된 버너(9)로 유도되도록 되어 있다.

분쇄기(5)에는, 호퍼(11)에 저장된 고체 연료가 연료 반송용 컨베이어(13)를 거쳐서 유도된다.

보일러 본체(3) 내의 화로로 버너(9)에 의해서 화염이 형성되고, 보일러 본체(3) 내의 도시하지 않은 열교환기에 의해서 증기가 생성한다. 생성된 증기는 도시하지 않은 증기 터빈으로 유도되어 발전을 한다.

다음에, 분쇄기(5)의 상세한 것에 대하여 설명한다. 분쇄기(5)는 석탄이나 바이오매스 연료 등의 고체 연료를 분쇄해서 미분으로 한다.

분쇄기(5)의 외곽을 구성하는 하우징(41)은, 수형(竪型)의 대략 원통 중공형상을 이루고, 천정부(42)의 중앙부에 연료 공급관(43)이 장착되어 있다. 이 연료 공급관(43)은 호퍼(11)로부터 유도된 고체 연료를 하우징(41) 내에 공급하는 것이며, 하우징(41)의 중심 위치에 상하 방향(연직 방향)에 따라서 배치되고, 하단부가 하우징(41) 내부까지 연장 설치되어 있다.

하우징(41)의 저면부(40) 위에는 가대(44)가 설치되고, 이 가대(44)상에 분쇄 테이블(분쇄부)(45)이 회전 가능하게 배치되어 있다. 분쇄 테이블(45)의 중앙에 대해서 연료 공급관(43)의 하단부가 대향하도록 배치되어 있다. 연료 공급관(43)은 고체 연료를 상방으로부터 하방의 분쇄 테이블(45)을 향해서 공급한다.

분쇄 테이블(45)은 상하 방향(연직 방향)의 중심축선 주위로 회전 가능한 동시에, 도시하지 않은 구동 장치에 의해 구동되게 되어 있다. 분쇄 테이블(45)의 상면은, 예를 들면, 중심부가 낮고, 외측으로 향해서 높게 되는 것과 같은 경사 형상을 이루고, 외주부가 상방으로 절곡된 형상을 이루고 있어도 좋다.

분쇄 테이블(45)의 상방에는, 대향해서 복수(예를 들면, 3개)의 분쇄 롤러(46)가 배치되어 있다. 각 분쇄 롤러(46)는, 분쇄 테이블(45)의 외주부의 상방에, 둘레 방향으로 균등 간격으로 배치되어 있다(또한, 도 1에서는 대표로 1개의 분쇄 롤러(46)와 그 주변 기기만이 도시되어 있다). 분쇄 롤러(46)는, 저널 헤드(47)에 의해서, 상하로 요동 가능으로 되어 있고, 분쇄 테이블(45)의 상면에 대해서 접근 이간 가능하게 지지되어 있다. 분쇄 롤러(46)는, 외주면이 분쇄 테이블(45)의 상면에 접촉한 상태로 이 분쇄 테이블(45)이 회전하면, 분쇄 테이블(45)로부터 회전력을 받아 따라 돌아가도록 되어 있다. 연료 공급관(43)으로부터 고체 연료가 공급되면, 분쇄 롤러(46)와 분쇄 테이블(45)과의 사이에 고체 연료가 압압되어 분쇄되고, 미분 연료가 된다.

하우징(41)의 하부에는, 반송용 가스 공급부(50)가 접속되어 있다. 반송용 가스 공급부(50)는, 도시하지 않은 반송용 가스 공급 장치로부터 보내져 오는 반송용 가스를 하우징(41)의 내부에 공급한다. 반송용 가스는, 예를 들면 도시하지 않은 송풍기 등에서 송풍되는 공기를 이용한다. 또한, 보일러 본체(3)의 연소 가스를 열원으로 하는 도시하지 않은 공기 예열기 등의 열교환기(가열기)를 경유해서 공급되는 가열된 공기를 혼합하고, 반송용 가스의 온도를 조정해도 좋다.

하우징(41)의 상부에는, 로터리 세퍼레이터(회전식 분급기)(53)가 설치되어 있다. 로터리 세퍼레이터(53)는, 연료 공급관(43)을 둘러싸도록 배치되고, 구동 장치(구동부)(52)로부터의 구동력에 의해서, 연료 공급관(43)의 주위를 회전한다.

로터리 세퍼레이터(53)는, 연료 공급관(43)의 주위를 둘러싸도록, 상하 방향(연직 방향)에 따라서 연재하는 원통 형상의 회전축부(도시 생략)를 구비한다. 회전축은, 원통 형상의 중심이며 상하 방향으로 연재하는 중심축선(C)의 주위로 회전 가능하게 지지되어 있다.

또한, 로터리 세퍼레이터(53)는 프레임체(54)를 구비한다. 프레임체(54)는, 원형상을 이루는 상부 지지 프레임(55)과, 상부 지지 프레임(55)으로부터 하방으로 이간한 위치에 배치되고, 중공형상의 대략 역원추형상을 이루는 하부 지지 프레임(56)에 의해 구성된다. 상부 지지 프레임(55) 및 하부 지지 프레임(56)은, 평면에서 보았을 때의 중심이 회전축의 중심축선(C)상에 배치되어 회전축에 지지되어 있다.

프레임체(54)는 상부 지지 프레임(55) 및 하부 지지 프레임(56)에 의해 상하를 폐쇄하도록 구성되어 있다. 그리고, 상부 지지 프레임(55)은, 중심축선(C)을 중심으로 하여 둘레 방향에 따라서 등 간격에 마련된 복수(예를 들면, 4개소)의 배출 구멍(배출부)(57)이 형성되어 있다. 각 배출 구멍(57)은 상하 방향으로 관통하는 구멍이며, 각각이 미분 연료 공급관(7)에 연통하고 있다.

상부 지지 프레임(55)과 하부 지지 프레임(56)과의 사이에는, 그 외주측에, 상하 방향으로 연재하는 복수의 날개(59)가 중심축선(C) 주위에 소정의 간격(균등 간격)으로 설치되어 있다. 이 복수의 날개(59)에 의해서 분급부(60)가 구성되어 있다. 복수의 날개(59)는, 본 실시형태에서는 예를 들면 평판형상으로 형성되고, 상단측이 회전축으로부터 멀어져 하단측이 회전축에 가까워지도록 중심축선(C)에 대해서 경사해서 설치되어 있다. 또한, 날개(59)와 인접하는 날개(59)와의 사이에는, 분급부(60)의 내측 공간(61)(즉, 상부 지지 프레임(55)과 하부 지지 프레임(56)과의 사이의 공간이며, 또한 복수의 날개(59)의 내주 단부보다 회전축측의 공간)으로 분급부(60)의 외측 공간(62)을 연통하는 개구부(58)가 형성되어 있다.

또한, 복수의 날개(59)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 각각, 평면에서 보았을 때에, 반경 방향 외측 단부의 회전 궤적에 대한 접선(A)에 대해서 경사지도록 설치되어 있다. 즉, 접선(A)과 각 날개(59)가 이루는 각도로서, 예각(90도보다 작은 각도)인 θ1과, 둔각(90도보다 큰 각도)인 θ2가 존재하도록 설치되어 있다.

구동 장치(52)는, 전동 모터(도시 생략)나 인버터(도시 생략) 등과, 반전 기어(회전 방향 변경 수단)(69)를 구비한다.

반전 기어(69)는 구동 장치(52)의 전동 모터와, 로터리 세퍼레이터(53)와의 사이에 개재되어 있다. 반전 기어(69)는, 제어 장치(64)에 의해서 제어되고, 로터리 세퍼레이터(53)의 분급부(60)의 회전 방향을 정회전(로터리 세퍼레이터(53)를 상방에서 보았을 때의 시계회전의 회전인 제 1 방향)과 역회전(로터리 세퍼레이터(53)를 상방에서 보았을 때의 반시계회전의 회전인 제 2 방향)을 전환한다. 또한, 전동 모터가 직류 모터이면, 반전 기어(69)를 이용하지 않고 전기적 공급의 변경으로 역회전시켜도 좋다.

또한, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 실시형태에 관한 보일러 설비(1)는 차압 센서(차압 계측 수단)(65), 구동력 계측 장치(구동력 계측 수단)(66), 연소 상태 검출 장치(67) 및 제어 장치(64)를 구비하고 있다.

차압 센서(65)는, 본 실시형태에서는 예를 들면, 반송용 가스 공급부(50) 및 배출 구멍(57)의 근방에 설치되고, 반송용 가스 공급부(50)와 배출 구멍(57)과의 차압을 계측한다. 구동력 계측 장치(66)는, 로터리 세퍼레이터(53)의 구동 장치(52)에 설치되고, 구동 장치(52)의 구동력을 계측한다. 연소 상태 검출 장치(67)는 버너(9)에 설치되고, 버너(9)의 연소 상태를 검출한다. 차압 센서(65), 구동력 계측 장치(66) 및 연소 상태 검출 장치(67)는 계측 또는 검출한 데이터를 제어 장치(64)에 송신한다.

제어 장치(64)는, 차압 센서(65), 구동력 계측 장치(66) 및 연소 상태 검출 장치(67)에서 계측 또는 검출한 데이터에 근거하여, 구동 장치(52)와 구동 장치(52)에 포함되는 반전 기어(69)의 제어를 실시한다. 또한, 제어 장치(64)는, 구동 장치(52)의 구동력이 로터리 세퍼레이터(53)에 공급되는 상태와, 구동 장치(52)의 구동력이 로터리 세퍼레이터(53)에 공급되지 않는 상태를 전환하는 도시하지 않은 전환 제어부(분리 수단)를 구비하고 있다. 전환 제어부는, 구동 장치(52)의 인버터에 대해서, 로터리 세퍼레이터(53)에 부하를 가하지 않는 제어를 실시하는 것으로, 구동 장치(52)의 구동력이 로터리 세퍼레이터(53)에 공급되지 않는 상태로 한다.

이 때, 로터리 세퍼레이터(53)가 반송용 가스의 흐름에 의해서, 후술하는 역회전 방향(제 2 방향)으로 회전한다.

제어 장치(64)는, 예를 들면, CPU(Central Processing Unit), RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), 및 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체 등으로 구성되어 있다. 그리고, 각종 기능을 실현하기 위한 일련의 처리는, 일례로서 프로그램의 형식에서 기억 매체 등에 기억되어 있고, 이 프로그램을 CPU가 RAM 등에 판독하고, 정보의 가공·연산 처리를 실행하는 것에 의해, 각종 기능이 실현된다. 또한, 프로그램은, ROM이나 그 외의 기억 매체에 미리 인스톨 해 두는 형태나, 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체에 기억된 상태로 제공되는 형태, 유선 또는 무선에 의한 통신 수단을 개입시켜 전달되는 형태 등이 적용되어도 좋다. 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체는 자기 디스크, 광학 자기 디스크, CD－ROM, DVD－ROM, 반도체 메모리 등이다.

상기 구성의 분쇄기(5)는 이하와 같이 동작한다.

고체 연료가 연료 공급관(43)으로부터 분쇄 테이블(45)의 중앙을 향하여 투입되면, 분쇄 테이블(45)의 회전에 의한 원심력에 의해서 고체 연료는 분쇄 테이블(45)의 외주측으로 유도되고, 분쇄 롤러(46)와의 사이에 끼워 넣어져 분쇄된다. 분쇄된 고체 연료는 미분 연료가 되어, 반송용 가스 공급부(50)로부터 유도된 반송용 가스에 의해서 상방으로 감아올려지고, 로터리 세퍼레이터(53)로 유도된다. 로터리 세퍼레이터(53)의 분급부(60)를 통과한 미분 연료는, 반송용 가스와 함께 미분 연료 공급관(7)으로 유도되고, 보일러 본체(3)의 버너(9)에 공급된다. 미분 연료는 반송용 가스를 일차 공기로서 혼합되고, 버너(9)에서 연소한다.

다음에, 로터리 세퍼레이터(53)의 동작에 대해 상세하게 설명한다.

[정회전시]

로터리 세퍼레이터(53)의 분급부(60)가, 도 2의 파선 화살표로 표시한 바와 같이, 정회전 방향(제 1 방향)으로 회전하는 경우를 설명한다. 분급부(60)가 정회전(즉, 날개(59)의 외주 단부보다 내주 단부가 회전 방향의 전방이 되도록 회전)했을 경우에는, 날개(59)의 회전 방향의 전면이 분급부(60)의 외측 공간(62)측을 향한다. 날개(59)의 회전 방향 전면이, 외측 공간(62)측을 향하고 있으면, 미분 연료가 날개(59)에 충돌하기 쉬워지는 것과 동시에, 충돌한 미분 연료에는, 원심력이 강하게 작용하므로, 미분 연료가 분급부(60)의 외측 공간(62)으로 튕겨지기 쉽다. 특히, 미분 연료 중 질량 및 관성력이 크고 직선성이 높은 조립은, 미립과 비교하여, 충돌에 의한 원심력이 강하게 작용하므로, 보다 현저하게 외측 공간(62)측으로 튕겨지기 쉬워져, 보다 분쇄 테이블(45)에 되돌려지기 쉬워진다. 한편, 미분 연료 중 미립은, 질량 및 관성력이 작아서 직진성이 낮기 때문에, 날개(59)에 충돌하기 어렵고, 또한 충돌했을 경우여도 작용하는 원심력이 작기 때문에, 조립과 비교하여, 분급부(60)의 내측 공간(61)에 들어가기 쉽다. 이와 같이, 분급부(60)가 정회전하고 있는 경우에는, 조립이 날개(59)에 의해서 튕겨져 분쇄 테이블(45)로 되돌려지기 쉽고, 미립이 분급부(60)의 내측 공간(61)에 들어가기 쉽기 때문에, 분급 성능을 높게 할 수 있다.

[역회전시]

로터리 세퍼레이터(53)의 분급부(60)가, 도 2의 실선 화살표로 표시하는 바와 같이, 역회전 방향(제 2 방향)으로 회전하는 경우를 설명한다. 분급부(60)가 역회전(즉, 날개(59)의 내주 단부보다 외주 단부가 회전 방향의 전방이 되도록 회전)했을 경우에는, 날개(59)의 회전 방향의 전면이 분급부(60)의 내측 공간(61)측을 향한다. 날개(59)의 회전 방향 전면이, 내측 공간(61)측을 향하면, 미분 연료가 날개(59)에 충돌하기 어려워지는 것과 동시에, 충돌한 미분 연료는 분급부(60)의 내측 공간(61) 내에 튕겨지기 쉽다. 따라서, 분쇄된 미분 연료는, 날개(59)의 회전 방향 전면이 외측 공간(62)측을 향하고 있는 정회전의 경우와 비교하여, 분급부(60)의 내측 공간(61)에 유입하기 쉽고, 또한 내측 공간(61)에 유입하기 쉽기 때문에 내측 공간(61)에 마련된 배출 구멍(57)으로부터 배출되어 쉽다. 미분 연료가 질량 및 관성력이 크고 직선성이 높은 조립이어도, 분급부(60)의 내측 공간(61)에 유입하기 쉬워지므로, 분급부(60)가 역회전하고 있는 경우에는, 정회전하고 있는 경우에 비해, 분급 성능이 억제된다. 분급 성능이 억제되므로, 정회전시에 비해 분쇄기 내를 순환하는 미분 연료의 양이 저감한다. 따라서, 역회전시에는, 정회전시와 비교하여, 분쇄기 내의 차압의 상승이 억제된다. 또한, 분급부(60)를 역회전시키는 경우에는, 정회전시의 최대 회전수의 5% 내지 30%의 회전수로 역회전시키는 것이 바람직하다. 또한, 바이오매스 연료 등 고체 연료의 종류에 따라서, 역방향의 회전수를 마이너스 1rpm 내지 마이너스 50rpm으로부터 선정해도 좋다.

또한, 분급부(60)가 역회전하고 있는 경우에는, 날개(59)에 의해 미분 연료를 반송하는 반송용 가스의 기류가 정류화된다. 반송용 가스가 정류화되면, 분급부(60)에서 생기는 압력 손실을 저감할 수 있으므로, 분쇄기(5) 내의 차압이 한층 더 억제된다. 또한, 반송용 가스가 정류화되면, 반송용 가스와 미분 연료가 보다 균일하게 혼합된다.

또한, 분급부(60)가 역회전하고 있는 경우에는, 상술한 바와 같이, 분급부(60)에서 생기는 압력 손실이 저감하지만, 분급부(60)가 존재하고 있는 이상, 어느 정도의 분급부(60)에 의한 압력 손실이 확보된다. 즉, 외측 공간(62)과 내측 공간(61)과의 차압이 어느 정도 확보된다. 이와 같이, 외측 공간(62)과 내측 공간(61)과의 차압을 어느 정도 확보하는 것으로, 내측 공간(61)에 마련된 복수의 배출 구멍(57)으로부터 배출되는 반송용 가스 및 미분 연료의 유량이 균일화되어, 미분 연료가 혼합한 반송용 가스를 복수의 미분 연료 공급관(7)에 보다 균일하게 분배해 반송할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 분급부(60)가 역회전하고 있는 경우에는, 분쇄기(5) 내를 순환하는 분체 연료의 양이 감소하고, 차압의 상승이 억제된다. 이것에 의해, 호퍼(11)로부터 분쇄기(5) 내부에 공급되는 고체 연료에 예를 들면 목질계 등의 바이오매스 연료를 사용하는 경우여도, 순환하는 미분 연료의 양이 감소하므로, 분쇄기(5) 내의 차압을 소정의 값 이하로 할 수 있다. 따라서, 분급부(60)가 역회전하고 있는 경우에는, 분쇄기(5)의 내부에 공급하는 고체 연료를 증가시켜, 보다 많은 미분 연료를 배출 구멍(57)으로부터 배출시킬 수 있다. 따라서, 미분 연료의 입도가 버너(9)의 연소성에 영향을 주지 않는 범위에서, 많은 미분 연료를 보일러 본체(3)에 마련된 버너(9)에 공급할 수 있다.

[분리 운전시]

구동 장치(52)의 구동력이 로터리 세퍼레이터(53)에 공급되지 않는 상태, 즉 로터리 세퍼레이터(53)에 부하를 가하지 않는 상황이 되면, 분급부(60)는 반송용 가스의 흐름에 의해서, 자유롭게 회전한다. 구체적으로는, 날개(59)에 미분 연료와 반송용 가스가 충돌하는 것으로 역방향(제 2 방향)으로 회전한다. 역회전하는 것으로, 상술의 역회전시와 마찬가지로, 분쇄기(5) 내의 차압의 상승이 억제된다.

또한, 분리 운전시에는, 분급부(60)는 미분 연료와 반송용 가스가 가장 통과하기 쉬운(압력 손실이 적은) 회전수로 회전한다. 이것에 의해, 반송용 가스 및 미분 연료가 분급부(60)를 통과할 때에 생기는 압력 손실이 가급적으로 억제된다. 따라서, 분쇄기(5) 내의 차압의 상승은 억제된다.

또한, 분리 운전시에 있어서도, 분급부(60)를 역회전시켰을 경우와 마찬가지로, 반송용 가스가 정류화되므로, 반송용 가스와 미분 연료가 보다 균일하게 혼합된다. 또한, 분급부(60)가 존재하고 있는 이상, 어느 정도의 분급부(60)에 의한 압력 손실이 확보되므로, 내측 공간(61)에 마련된 복수의 배출 구멍(57)으로부터 배출되는 반송용 가스 및 미분 연료의 유량이 균일화되어, 미분 연료가 혼합한 반송용 가스를 복수의 미분 연료 공급관(7)에 보다 균일하게 분배해 반송할 수 있다.

다음에, 본 실시형태에 있어서의 운전 방법에 대해 설명한다.

제어 장치(64)는, 로터리 세퍼레이터(53)의 분급부(60)를 정회전시키는 정회전 운전 모드와, 로터리 세퍼레이터(53)의 분급부(60)를 역회전시키는 역회전 운전 모드와, 구동 장치(52)의 구동력이 로터리 세퍼레이터(53)에 공급되지 않는 분리 운전 모드를 가지고 있다. 본 실시형태의 분쇄기(5)로 예를 들면 석탄을 분쇄하고, 버너(9)에 분쇄된 석탄을 공급할 때, 정회전 운전 모드로 운전을 실시한다. 석탄은 잘게 분쇄하기 쉽고, 또한 연소성이 특히 높지 않고 작은 입경까지 분쇄할 필요가 있으므로, 분급 성능이 높은 정회전 운전 모드로 운전을 실시하는 것으로, 매우 적합하게 석탄을 분쇄한 미분 연료가 분쇄기(5)로부터 배출된다.

다음에, 본 실시형태의 분쇄기(5)로 예를 들면 바이오매스 연료를 분쇄하고, 버너(9)에 분쇄된 바이오매스 연료를 공급하는 경우에 대해 설명한다. 바이오매스 연료는, 섬유질이 많은 것이기 때문에 잘게 분쇄하기 어려운 한편, 연소성이 높고 연소하기 쉽다고 하는 성질을 가진다. 이러한 바이오매스 연료에서는, 분쇄기(5) 내에서 작은 입경까지 분쇄할 필요가 없다. 또한, 잘게 분쇄하기 어렵기 때문에, 로터리 세퍼레이터(53)의 분급 성능이 높은 상태이라면, 분쇄 테이블(45)에 되돌려지는 바이오매스 연료의 미분 연료가 증가하고, 분쇄기(5) 내를 순환하는 바이오매스 연료의 미분 연료가 증가한다. 순환량이 증가하면, 분쇄기(5) 내의 차압이 상승한다. 이러한 이유 때문에, 바이오매스 연료를 분쇄하는 경우에는, 차압이 상승하는 경향에 있다.

이상으로부터, 예를 들면 바이오매스 연료를 분쇄하는 경우에는, 다음과 같은 운전 방법을 실시한다.

우선, 정회전 모드로 운전을 실시하는 것과 동시에, 계속해서 차압 센서(65)에 의해서 분쇄기(5) 내의 차압을 계측한다. 차압 센서(65)는, 예를 들면, 반송용 가스 공급부(50)와 배출 구멍(57)의 근방과의 압력차를 계측한다. 정회전 모드로 운전시에, 차압 센서(65)가 계측하는 차압이 소정의 값을 넘었다고 제어 장치(64)가 판단하면, 제어 장치(64)는, 도시하지 않은 회전수 제어부(회전수 제어 수단)에 의해서 분급부(60)의 회전수를 저감시킨다. 제어 장치(64)는, 분급부(60)의 회전수를 최저 회전수(예를 들면, 최대 회전수의 10%)로 해도, 분쇄기(5) 내의 차압이 소정의 값 이하가 되지 않는 경우에는, 전환 제어부를 작동시키고, 운전 모드를 정회전 운전 모드로부터 전환해서 운전 모드로 변경한다.

분리 운전 모드로 운전을 실시하고 있는 동안도, 계속해서 차압 센서(65)에 의해서 분쇄기(5) 내의 차압을 계측한다. 분리 운전 모드시에, 차압 센서(65)가 계측하는 차압이 소정의 값을 넘었다고 제어 장치(64)가 판단하면, 제어 장치(64)는, 전환 제어부에 의해서 구동 장치(52)의 구동력이 로터리 세퍼레이터(53)에 공급되는 상태로 변경하는 것과 동시에, 반전 기어(69)에 의해서 분급부(60)를 역회전시킨다. 즉, 운전 모드를 분리 운전 모드로부터 역회전 운전 모드로 변경한다. 또한, 전동 모터가 직류 모터이면, 반전 기어(69)를 이용하지 않고 전기적 공급의 변경으로 역회전시켜도 좋다.

또한, 상기 운전 방법은 일례이며, 본 개시는 이것으로 한정되지 않는다.

예를 들면, 석탄을 분쇄하는 경우에, 분쇄기(5)로부터 반출하는 미분 연료의 입경 사이즈가 허용되는 범위에서, 분리 운전 모드로 운전을 실시해도 좋고, 역회전 운전 모드로 운전을 실시해도 좋다.

또한, 바이오매스 연료를 분쇄하는 경우에, 분리 운전 모드로 운전을 개시하고, 그 후 차압이 소정의 값을 넘었을 때에, 역회전 운전 모드로 운전 모드를 변경해도 좋다.

또한, 바이오매스 연료를 분쇄하는 경우에, 역회전 운전 모드로 운전을 개시해도 좋다.

또한, 바이오매스 연료를 분쇄하는 경우에, 정회전 운전 모드로 운전을 개시하고, 그 후 차압이 소정의 값을 넘었을 때에, 분리 운전 모드를 거치지 않고, 역회전 운전 모드로 운전 모드를 변경해도 좋다.

또한, 운전 모드의 전환을 판단하는 데이터로서 구동력 계측 장치(66)가 계측한 구동력을 이용해도 좋다. 구동 장치(52)의 구동력이 높아지고 있는 경우에는, 분쇄기(5) 내를 순환하는 분체 연료가 증가하고 있다고 판단할 수 있기 때문에, 운전 모드를 변경하는 것으로, 분체 연료의 순환량을 저감할 수 있다. 또한, 운전 모드의 전환을 판단하는 데이터로서 버너(9)에 마련된 연소 상태 검출 장치(67)가 검출한 연소 상태를 이용해도 좋다. 버너(9)에 있어서의 연소 상태(실화하는 여부 등)나 연소 후에 생성되는 NOx나 CO 등의 생성량으로부터, 버너(9)의 연소 상태를 가미하는 것으로 분쇄기(5)로부터 반출하는 미분 연료의 입경 사이즈의 허용 범위를 적정하게 하고, 운전 모드를 변경해도 좋다.

본 실시형태에서는 이하의 작용 효과를 달성한다.

석탄은, 잘게 분쇄하기 쉽고, 또한 연소성이 특히 높지 않고 작은 입경까지 분쇄할 필요가 있지만, 본 실시형태에서는, 석탄을 분쇄하는 경우에는, 분급부(60)를 정회전시키고 있으므로, 소정의 입경이 될 때까지 석탄을 분쇄한 미분 연료로 할 수 있다.

한편, 바이오매스 연료는, 잘게 분쇄하기 어렵고, 또한 연소성이 높고 작은 입경까지 분쇄할 필요가 없다. 본 실시형태에서는, 바이오매스 연료를 분쇄하는 경우에는, 분급부(60)를 역회전시키고 있으므로, 분쇄기(5) 내의 차압의 상승을 억제할 수 있다. 따라서, 분쇄기(5) 내의 차압을 소정의 값 이하로 유지한 상태로, 보다 많은 바이오매스 연료를 분쇄기(5) 내에 공급하고, 배출 구멍(57)으로부터 배출되는 미분 연료를 증가시킬 수 있다.

이상으로부터, 본 실시형태에서는, 분급부(60)의 회전 방향을 변경하는 것으로, 로터리 세퍼레이터(53)의 분급 성능을 조정 가능해서, 공급된 고체 연료의 성질에 따른 분급 성능으로 할 수 있다. 이것에 의해, 공급되는 고체 연료의 성질에 의존하지 않고서, 분쇄기(5) 내부의 차압을 소정의 차압 이하로 하고, 매우 적합하게 처리할 수 있다. 따라서, 분쇄기(5)를 복수의 성질이 상이한 고체 연료에 대해서 공용 가능하게 할 수 있다.

또한, 분쇄기(5)를 복수의 성질이 상이한 고체 연료에 대해서 공용 가능하게 할 수 있으므로, 성질이 상이한 고체 연료를 처리하기 위해서, 각각에 대해서 분쇄기(5)를 마련하는 경우에 비해, 설비 코스트를 대폭으로 저감하고, 설치 스페이스를 저감할 수 있다.

또한, 분쇄기(5) 내의 차압이 소정의 값보다 높아지면, 분쇄기(5)의 운전할 때에 여러 가지의 문제가 생기기 위해 바람직하지 않지만, 본 실시형태에서는, 차압 센서(65)가 계측한 차압에 근거해서 분급부(60)의 회전 방향을 결정하고 있다. 이와 같이, 분쇄기(5)의 내부의 차압에 근거하여, 분급부(60)의 회전 방향을 결정하는 것으로, 보다 확실히 분쇄기(5) 내의 차압을 소정의 값 이하로 할 수 있다.

또한, 분급부(60)가 역회전하고 있는 경우(역회전 운전 모드시)에는, 날개(59)에 의해 미분 연료를 반송하는 반송용 가스의 기류가 정류화되는 것과 동시에, 복수의 배출 구멍(57)으로부터 배출되는 반송용 가스 및 미분 연료의 유량을 균일화할 수 있다. 따라서, 복수의 미분 연료 공급관(7)을 경유해서 복수의 버너(9)에 균일하게 반송용 가스 및 미분 연료를 공급할 수 있으므로, 버너(9)로의 균일한 연소가 가능해져, 보일러 본체(3)에서의 연소 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 구동 장치(52)로부터 로터리 세퍼레이터(53)에 대해서 구동력이 공급되지 않는 상태(분리 운전 모드)로 하면, 분급부(60)에 구동 장치(52)로부터의 부하가 걸리지 않는 상태가 되므로, 분급부(60)가 반송용 가스의 흐름에 의해서 자연스럽게 회전한다. 이와 같이, 반송용 가스의 흐름만에 의해 분급부(60)가 회전하므로, 분급부(60)의 회전에 기인한 반송용 가스의 기류의 혼란을 가급적으로 억제하고, 반송용 가스의 흐름을 정류화할 수 있다.

또한, 분리 운전 모드에서는, 반송용 가스의 흐름만에 의해 분급부(60)가 회전하므로, 분급부(60)의 회전이 반송용 가스와 반송용 가스에 의해서 반송되는 미분 연료가 가장 통과하기 쉬운 회전이 된다. 이것에 의해, 반송용 가스 및 미분 연료가 분급부(60)를 통과할 때에 생기는 압력 손실을 가급적으로 억제할 수 있다. 따라서, 매우 적합하게 미분 연료를 분쇄기(5)의 외부에 배출시키고, 분쇄기(5) 내의 차압의 상승을 억제할 수 있다.

또한, 분리 운전 모드에서는, 구동 장치(52)로부터 분급부(60)에 대해서 구동력이 공급되지 않는 상태로 하는 것만으로, 분쇄기(5) 내의 차압의 상승을 억제할 수 있다. 따라서, 차압의 상승을 억제하기 위해서 특별한 제어를 계속적으로 실시하는 경우나, 장치를 계속적으로 작동시키는 경우와 비교하여, 코스트를 저감할 수 있다.

또한, 분리 운전 모드에서는, 분급부(60)는 역회전한다. 따라서, 분급부(60)를 역회전시켰을 경우와 마찬가지로, 분쇄기(5) 내의 차압의 상승을 억제할 수 있다.

또한, 본 개시는, 상기 실시형태로 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 적당 변형이 가능하다.

예를 들면, 상기 실시형태에서는, 각 운전 모드를 제어 장치(64)에 의해서 전환하는 예에 대해 설명했지만, 본 개시는 이것으로 한정되지 않는다. 작업자가 수동으로 운전 모드를 전환해도 좋다. 작업자가 수동으로 운전 모드를 전환할 때, 예를 들면, 차압 센서(65)가 계측한 차압 등을 표시하는 표시 수단을 마련하고, 작업자가 그 표시 수단에 표시된 차압 등에 근거해서 운전 모드를 전환하도록 해도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 제어 장치(64)가 정회전 운전 모드, 역회전 운전 모드 및 분리 운전 모드의 3개의 운전 모드를 갖는 경우에 대해 설명했지만, 본 개시는 이것으로 한정되지 않는다. 제어 장치(64)가, 정회전 운전 모드와 역회전 운전 모드만을 가지고 있어도 좋고, 또한 정회전 운전 모드와 분리 운전 모드만을 갖고 있어도 좋다.

1: 보일러 설비
3: 보일러 본체
5: 분쇄기
9: 버너
11: 호퍼
41: 하우징
43: 연료 공급관
45: 분쇄 테이블(분쇄부)
46: 분쇄 롤러
50: 반송용 가스 공급관(반송용 가스 공급부)
52: 구동 장치(구동부)
53: 로터리 세퍼레이터(회전식 분급기)
57: 배출 구멍(배출부)
59: 날개
60: 분급부
61: 내측 공간
62: 외측 공간
64: 제어 장치
65: 차압 센서(차압 계측 수단)
66: 구동력 계측 장치(구동력 계측 수단)
69: 반전 기어(회전 방향 변경 수단)

Claims

공급된 고체 연료를 분쇄하는 분쇄부와,
중심축선 주위에 소정의 간격으로 마련된 복수의 날개를 구비하는 분급부를, 상기 중심축선 주위로 회전하는 것으로, 상기 분쇄부에서 분쇄된 미분 연료를 분급하는 회전식 분급기와,
상기 분급부의 내측에 설치되고, 상기 분급부에 의해서 분급된 상기 미분 연료를 외부에 배출하는 배출부와,
상기 분급부의 상기 중심축선 주위의 회전 방향을 제어하는 회전 방향 변경 수단과,
상기 분급부를 정회전시키는 정회전 운전 모드 및 상기 분급부를 상기 정회전과는 반대 방향으로 역회전 시키는 역회전 운전 모드를 갖고, 분쇄기의 운전 중과 정지 중의 어느 것에서도 상기 정회전 운전 모드와 상기 역회전 운전 모드를 전환할 수 있는 제어 장치를 구비하며,
상기 복수의 날개는, 각각, 평면에서 보았을 때에, 반경 방향 외측 단부의 회전 궤적에 대한 접선에 대해서 경사지도록 설치되어 있는
분쇄기.
제 1 항에 있어서,
상기 미분 연료를 상기 분쇄부로부터 상기 배출부로 반송하는 반송용 가스를 공급하는 반송용 가스 공급부와,
상기 반송용 가스 공급부와 상기 배출부와의 차압을 계측하는 차압 계측 수단을 구비하고,
상기 차압 계측 수단이 계측한 차압에 근거하여, 상기 분급부의 회전 방향을 결정하는
분쇄기.
제 1 항에 있어서,
상기 회전식 분급기의 상기 분급부에 대해서 구동력을 공급하는 구동부와,
상기 구동부의 구동력을 계측하는 구동력 계측 수단을 구비하고,
상기 구동력 계측 수단이 계측한 구동력에 근거하여, 상기 분급부의 회전 방향을 결정하는
분쇄기.
제 1 항에 있어서,
상기 분급부의 회전수를 제어하는 회전수 제어 수단을 구비하는
분쇄기.
제 1 항에 있어서,
상기 회전식 분급기의 상기 분급부에 대해서 구동력을 공급하는 구동부와,
상기 회전식 분급기를 상기 구동부로부터 구동력이 공급되지 않는 상태로 하는 분리 수단을 구비하는
분쇄기.
공급된 고체 연료를 분쇄하는 분쇄부와,
중심축선 주위에 소정의 간격으로 마련된 복수의 날개를 구비하는 분급부를, 상기 중심축선 주위로 회전하는 것으로, 상기 분쇄부에서 분쇄된 미분 연료를 분급하는 회전식 분급기와,
상기 분급부의 내측에 설치되고, 상기 분급부에 의해서 분급된 상기 미분 연료를 외부에 배출하는 배출부와,
상기 회전식 분급기의 상기 분급부에 대해서 구동력을 공급하는 구동부와,
상기 분급부를 상기 구동부로부터 구동력이 공급되지 않는 상태이며, 상기 분급부가 자유롭게 회전하는 상태로 하는 분리 수단을 구비하며,
상기 복수의 날개는, 각각, 평면에서 보았을 때에, 반경 방향 외측 단부의 회전 궤적에 대한 접선에 대해서 경사지도록 설치되어 있는
분쇄기.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 미분 연료를 상기 분쇄부로부터 상기 배출부로 반송하는 반송용 가스를 공급하는 반송용 가스 공급부와,
상기 반송용 가스 공급부와 상기 배출부와의 차압을 계측하는 차압 계측 수단을 구비하고,
상기 차압 계측 수단이 계측한 차압에 근거하여, 상기 분리 수단을 작동시키는
분쇄기.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 구동부의 구동력을 계측하는 구동력 계측 수단을 구비하고,
상기 구동력 계측 수단이 계측한 구동력에 근거하여, 상기 분리 수단을 작동시키는
분쇄기.
공급된 고체 연료를 분쇄하는 분쇄부와,
중심축선 주위에 소정의 간격으로 마련된 복수의 날개를 구비하는 분급부를, 상기 중심축선 주위로 회전하는 것으로, 상기 분쇄부에서 분쇄된 미분 연료를 분급하는 회전식 분급기와,
상기 분급부의 내측에 설치되고, 상기 분급부에 의해서 분급된 상기 미분 연료를 외부에 배출하는 배출부와,
상기 분급부의 상기 중심축선 주위의 회전 방향을 제어하는 회전 방향 변경 수단과,
상기 분급부를 정회전시키는 정회전 운전 모드 및 상기 분급부를 상기 정회전과는 반대 방향으로 역회전 시키는 역회전 운전 모드를 갖고, 분쇄기의 운전 중과 정지 중의 어느 것에서도 상기 정회전 운전 모드와 상기 역회전 운전 모드를 전환할 수 있는 제어 장치를 구비하며,
상기 복수의 날개는, 각각, 평면에서 보았을 때에, 반경 방향 외측 단부의 회전 궤적에 대한 접선에 대해서 경사지도록 설치되어 있는 분쇄기의 운전 방법에 있어서,
상기 회전 방향 변경 수단에 의해서 상기 분급부의 회전 방향을 변경하는 단계를 구비하는
분쇄기의 운전 방법.
공급된 고체 연료를 분쇄하는 분쇄부와,
중심축선 주위에 소정의 간격으로 마련된 복수의 날개를 구비하는 분급부를, 상기 중심축선 주위로 회전하는 것으로, 상기 분쇄부에서 분쇄된 미분 연료를 분급하는 회전식 분급기와,
상기 분급부의 내측에 설치되고, 상기 분급부에 의해서 분급된 상기 미분 연료를 외부에 배출하는 배출부와,
상기 회전식 분급기의 상기 분급부에 대해서 구동력을 공급하는 구동부와,
상기 분급부를 상기 구동부로부터 구동력이 공급되지 않는 상태이며, 상기 분급부가 자유롭게 회전하는 상태로 하는 분리 수단을 구비하며,
상기 복수의 날개는, 각각, 평면에서 보았을 때에, 반경 방향 외측 단부의 회전 궤적에 대한 접선에 대해서 경사지도록 설치되어 있는 분쇄기의 운전 방법에 있어서,
상기 분리 수단에 의해서, 상기 분급부를 상기 구동부로부터 구동력이 공급되지 않는 상태로 하는 단계를 구비하는
분쇄기의 운전 방법.