KR102400696B1 - 분쇄기 및 분쇄기의 운전 방법 - Google Patents

Abstract

적어도 케이스 내의 압력이 다른 어느 운전 상태여도, 케이스 내에서 급속 연소가 발생한 경우에는, 소화제를 분출하여 급속 연소를 억제하는 것을 목적으로 한다. 고체 연료를 미분상의 고체 연료로 분쇄하는 분쇄기(5)가, 분쇄기(5)의 외각을 구성하는 하우징(41)과, 하우징(41) 내의 압력을 검출하는 압력 센서(61A, 61B)와, 분쇄기(5)의 통상 운전 상태에 있어서, 압력 센서(61A)가 검출한 압력이, 소정의 제1 임곗값 이상인 경우에, 소화제를 분출하는 제1 소화제 분출부(60A)와, 분쇄기(5)의 정지 동작 상태에 있어서, 압력 센서(61B)가 검출한 압력이, 제1 임곗값과는 다른 임곗값인 제2 임곗값 이상인 경우에, 소화제를 분출하는 제2 소화제 분출부(60B)를 구비하고 있다.

Description

분쇄기 및 분쇄기의 운전 방법

본 발명은, 소화 설비를 구비한 분쇄기 및 분쇄기의 운전 방법에 관한 것이다.

화력 발전 설비 등에서 사용되는 석탄이나 바이오매스 등의 고체 연료는, 분쇄기로 미분상(微粉狀)으로 분쇄하여 보일러 등의 연소(燃燒) 장치로 공급된다. 분쇄기는, 급탄관(給炭管)으로부터 분쇄 테이블로 투입된 석탄이나 바이오매스 등의 고체 연료를, 분쇄 테이블과 분쇄 롤러의 사이에서 부숨으로써 분쇄하고, 분쇄 테이블의 외주(外周)로부터 공급되는 반송 가스에 의하여 분쇄되어 미분상이 된 연료를 분급기에서 입경 사이즈가 작은 것으로 나누어 연소 장치에 반송하고 있다.

바이오매스 연료는, 화석 연료를 사용하는 보일러 등의 이산화 탄소 배출량의 삭감 대책의 하나로서 주목받고 있다. 바이오매스 연료는, 펠릿상으로 분쇄기에 공급되어 분쇄되지만, 예를 들면 정전기에 의하여 착화하기 쉽기 때문에 급속 연소를 일으킬 가능성이 있으며, 석탄(미분탄)보다 급속 연소가 발생할 우려가 있기 때문에, 바이오매스를 연료로 할 경우, 안전 관리의 강화가 필요하다.

특허문헌 1에는, 밀 내부에 정상 조작 압력 이상의 압력이 발생했을 때에, 다수 마련한 진압기를 작동시킴과 함께, 미분탄 공급 수단, 분쇄 수단, 분리 수단을 정지시키는 것이 개시되어 있다.

특허문헌 2에는, 급속 연소에 의하여 발생한 충격파의 진행 방향을 따른 압력과 진행 방향에 수직인 방향의 압력의 차압이 소정 이상, 혹은 미분쇄기 또는 열공기 덕트의 내부 압력이 소정 이상이 되었을 때에 미분쇄기를 정지시키는 것이 개시되어 있다.

일본 특허공표공보 소58-035239호 일본 특허공개공보 2002-143714호

특허문헌 1 및 특허문헌 2에는, 분쇄기 내의 압력이 소정의 압력 이상이 된 경우에, 분쇄기의 기능을 정지시키는 취지는 개시되어 있지만, 분쇄기의 정지 시 또는 정지 이행 시에 있어서의 분쇄기 내부에서의 고체 연료의 착화에 대해서는 기재되어 있지 않다.

분쇄기는, 운전 상태(예를 들면, 통상 운전 상태나, 가동 정지 동작 상태 등)에 따라, 분쇄기 내의 압력이 다를 뿐만 아니라, 어느 운전 상태에 있어서도, 내부에 고체 연료가 존재하고 있는 경우에는, 분쇄기의 내부에서 고체 연료가 착화되어 급속 연소가 발생할 가능성이 있다. 따라서, 특정의 운전 상태에 대해서만 고체 연료에 대한 착화를 감지하여 급속 연소를 억제했다고 해도, 다른 운전 상태에 있어서는, 급속 연소를 억제할 수 없을 우려가 있다.

본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 적어도 분쇄기 내의 압력이 다른 어느 운전 상태여도, 케이스 내에서 급속 연소가 발생한 경우에는, 소화제를 분출하여 급속 연소를 억제할 수 있는 분쇄기 및 분쇄기의 운전 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 분쇄기 및 분쇄기의 운전 방법은 이하의 수단을 채용한다.

본 발명의 일 양태에 관한 분쇄기는, 고체 연료를 미분상의 고체 연료로 분쇄하는 분쇄기로서, 상기 분쇄기의 외각(外殼)을 구성하는 케이스와, 상기 케이스 내의 압력을 검출하는 압력 센서와, 상기 분쇄기가 제1 운전 상태에 있어서, 상기 압력 센서가 검출한 압력이, 소정의 제1 임곗값 이상인 경우에, 상기 케이스 내에 소화제를 분출하는 제1 소화제 분출부와, 상기 분쇄기가 상기 제1 운전 상태와는 다른 운전 상태인 제2 운전 상태에 있어서, 상기 압력 센서가 검출한 압력이, 상기 제1 임곗값과는 다른 임곗값인 제2 임곗값 이상인 경우에, 상기 케이스 내에 소화제를 분출하는 제2 소화제 분출부를 구비하고 있다.

분쇄기의 케이스 내에는, 분쇄된 고체 연료가 많이 존재하고 있으므로, 분쇄한 미분상의 고체 연료가 착화할 가능성이 있다. 미분상의 고체 연료가 착화하면, 케이스 내의 압력이, 급속 연소 전의 압력(즉 정상 운전 시의 압력)보다 상승한다. 이로 인하여, 케이스 내의 압력을 검출함으로써 급속 연소의 발생을 판단할 수 있다.

상기 구성에서는, 제1 운전 상태에는 제1 임곗값으로 하고, 제2 운전 상태에는 제2 임곗값으로 하여, 다른 임곗값을 설정하고 있다. 따라서, 제1 운전 상태와 제2 운전 상태에서 정상 운전 시의 압력이 다른 경우에도, 각 운전 상태에 있어서의 케이스 내에서의 급속 연소의 발생을 판단할 수 있다. 또, 제1 운전 상태와 제2 운전 상태에서, 다른 소화제 분출부가 작동한다. 이로써, 한쪽의 운전 상태에서 소화제를 분출한 후에 다른 쪽의 운전 상태가 된 경우여도, 다른 쪽의 운전 상태에 있어서도 급속 연소가 발생한 경우에는, 소화제를 분출할 수 있다. 따라서, 적어도 케이스 내의 압력이 다른 어느 운전 상태여도, 케이스 내에서 급속 연소가 발생한 경우에는, 소화제를 분출하여 급속 연소를 억제할 수 있다.

본 발명의 일 양태에 관한 분쇄기는, 상기 제1 운전 상태는, 상기 분쇄기가 통상 운전 상태이고, 상기 제2 운전 상태는, 상기 분쇄기가 가동 정지 시 및 가동 정지 이행 시를 포함하는 정지 동작 상태이며, 상기 제1 임곗값은, 상기 통상 운전 상태의 상기 케이스 내의 압력에 근거하여 설정하고, 상기 제2 임곗값은, 상기 정지 동작 상태의 상기 케이스 내의 최고 압력에 근거하여 설정해도 된다. 또, 상기 제2 임곗값은 상기 제1 임곗값보다 높게 설정되어 있어도 된다.

상기 구성에서는, 제1 임곗값을 분쇄기가 통상 운전 상태인 케이스 내의 압력에 근거하여 설정되어 있다. 이로써, 분쇄기가 통상 운전 상태에 있어서, 케이스 내에서 발생한 급속 연소에 대응하여 소화제를 분사하고, 급속 연소를 억제할 수 있다. 또, 정지 동작 상태에서는 케이스 내의 압력값은 각 동작 상태에서 바뀌므로, 제2 임곗값을 분쇄기가 정지 동작 상태인 케이스 내의 최고 압력에 근거하여 설정되어 있다. 이로써, 분쇄기가 정지 동작 상태에 있어서, 케이스 내에서 발생한 급속 연소에 대응하여 소화제를 분사하여, 급속 연소를 억제할 수 있다.

따라서, 예를 들면 통상 운전 상태 시에 케이스 내에서 급속 연소가 발생하고, 제1 소화제 분사부가 소화제를 분사하여 급속 연소를 억제한 후에, 분쇄기를 정지시키기 위하여, 정지 동작 상태에서 운전하고 있을 때에, 재차 케이스 내에서 급속 연소가 발생한 경우여도, 제2 소화제 분사부가 소화제를 분사함으로, 케이스 내의 급속 연소를 억제할 수 있다.

또한, 제1 임곗값을 통상 운전 상태의 케이스 내의 압력에 근거하여 설정하는 방법으로서, 예를 들면 제1 임곗값으로서, 통상 운전 상태에 있어서의 정상 시의 압력에 소정의 압력을 가산한 압력을 설정해도 된다. 또, 제2 임곗값을 정지 동작 상태의 케이스 내의 압력에 근거하여 설정하는 방법으로서, 예를 들면 제2 임곗값으로서, 정지 동작 상태에 있어서의 정상 시의 압력에 소정의 압력을 가산한 압력을 설정해도 된다.

본 발명의 일 양태에 관한 분쇄기는, 상기 제1 소화제 분출부와, 상기 제2 소화제 분출부는, 쌍으로 마련되어 있어도 된다.

상기 구성에서는, 제1 소화제 분출부와 제2 소화제 분출부가 쌍으로 마련되어 있다. 이로써, 제1 소화제 분출부 및 제2 소화제 분출부의 설치나 메인터넌스를 행할 때에, 제1 소화제 분출부와 제2 소화제 분출부에 대하여, 동시에 작업할 수 있다. 따라서, 제1 소화제 분출부와 제2 소화제 분출부가 따로 마련되는 경우에 비하여, 설치 시의 작업 부담을 경감시키고, 메인터넌스 시의 작업 부담도 경감시킬 수 있다.

본 발명의 일 양태에 관한 분쇄기는, 상기 고체 연료의 종류에 따라, 상기 제1 소화제 분출부 및/또는 상기 제2 소화제 분출부로부터 상기 소화제를 분사시키지 않도록 해도 된다.

상기 구성에서는, 분쇄기에서 분쇄하는 고체 연료의 종류에 따라, 제1 소화제 분출부 및/또는 제2 소화제 분출부로부터 소화제를 분사시키지 않도록 하고 있다. 이로써, 고체 연료의 종류에 따라, 케이스 내에 소화제를 분사하는지 여부에 대하여 결정할 수 있다. 따라서, 예를 들면 착화성이 낮은 고체 연료를 분쇄할 때에, 제1 소화제 분출부 및/또는 제2 소화제 분출부로부터 소화제를 분출시키지 않도록 한 경우에는, 케이스 내에서 급속 연소가 발생하고 있지 않은 상태에서, 급속 연소 이외의 요인으로 압력이 상승하여, 케이스 내에 소화제를 분사하는 오작동을 방지할 수 있다.

본 발명의 일 양태에 관한 분쇄기는, 상기 케이스 내에 공급되는 반송 가스가 유통되는 반송 가스 공급관을 구비하고, 상기 반송 가스 공급관의 일부는, 상기 반송 가스 공급관의 내부가 소정의 압력 이상이 됨으로써 개구(開口)되어도 된다.

상기 구성에서는, 반송 가스 공급관의 내부가 소정의 압력 이상이 됨으로써, 반송 가스 공급관의 일부가 개구된다. 이로써, 케이스 내에서 급속 연소가 발생하고, 케이스 내의 압력 상승이 반송 가스 공급관 내에 전파된 경우, 반송 가스 공급관 내의 압력이 소정의 압력 이상이 되면 반송 가스 공급관의 일부가 개구된다. 반송 가스 공급관의 일부가 개구되면, 개구 부분으로부터 압력이 유효하게 빠져나가므로, 반송 가스 공급관 내의 압력의 소정의 압력을 초과하는 상승을 억제할 수 있다. 따라서, 반송 가스 공급관 내의 압력을 소정의 압력 이하로 유지함과 함께, 분쇄기의 케이스 내의 압력의 급상승도 억제하고 케이스 내의 국소적인 미분상의 고체 연료의 밀도 증가를 억제하여 급속 연소의 진전을 보다 억제할 수 있다. 따라서, 반송 가스 공급관 내가 상정 이상의 압력이 되어 반송 가스 공급관이 파손되는 것을 방지하고, 아울러 분쇄기의 케이스 내의 소화제를 분출했을 때의 급속 연소를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

또, 반송 가스 공급관의 일부가 개구되어 있으므로, 반송 가스 공급관에 별도 럽쳐 디스크 등의 장치 등을 새로운 공간을 확보하여 마련하지 않고, 반송 가스 공급관 내의 압력을 빼낼 수 있다. 따라서, 별도 장치 등을 마련하는 경우와 비교하여, 공간 절약화 및 비용의 억제를 도모할 수 있다.

본 발명의 일 양태에 관한 분쇄기의 운전 방법은, 외각을 구성하는 케이스 내에 공급된 고체 연료를 분쇄하는 분쇄기의 운전 방법이며, 상기 케이스 내의 압력을 검출하는 압력 검출 스텝과, 상기 분쇄기가 제1 운전 상태에 있어서, 상기 압력 검출 스텝에서 검출한 압력이, 소정의 제1 임곗값 이상인 경우에, 상기 케이스 내에, 제1 소화제 분출부로부터 소화제를 분출하는 제1 소화제 분출 스텝과, 상기 분쇄기가 상기 제1 운전 상태와는 다른 운전 상태인 제2 운전 상태에 있어서, 상기 압력 검출 스텝에서 검출한 압력이, 상기 제1 임곗값과는 다른 임곗값인 제2 임곗값 이상인 경우에, 상기 케이스 내에, 제2 소화제 분출부로부터 소화제를 분출하는 제2 소화제 분출 스텝을 구비하고 있다.

본 발명에 의하면, 적어도 케이스 내의 압력이 다른 어느 운전 상태여도, 케이스 내에서 급속 연소가 발생한 경우에는, 소화제를 분출하여 급속 연소를 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 분쇄기를 구비한 보일러 설비를 나타낸 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 관한 분쇄기를 나타낸 종단면도이다.

이하에, 본 발명에 관한 분쇄기 및 분쇄기의 운전 방법의 일 실시형태에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다.

〔제1 실시형태〕

이하, 본 발명의 제1 실시형태에 대하여, 도 1 및 도 2를 이용하여 설명한다.

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

본 실시형태에서는, 보일러 설비(1)는, 고체 연료로서 예를 들면 바이오매스 연료를 사용하고, 보일러 본체(3)에 공급하는 바이오매스 연료 등의 고체 연료를 미분상의 고체 연료로 분쇄하는 분쇄기(5)를 구비하고 있다. 분쇄기(5)는, 바이오매스 연료만을 분쇄하는 형식이어도 되고, 석탄과 함께 바이오매스 연료를 분쇄하는 형식이어도 된다. 여기서, 바이오매스 연료란, 재생 가능한 생물 유래의 유기성 자원이며, 예를 들면 간벌재(間伐材), 폐재목(廢材木), 유목(流木), 풀류, 폐기물, 진흙, 타이어 및 이들을 원료로 한 리사이클 연료(펠릿이나 칩) 등이며, 여기에 제시한 것에 한정되지 않는다. 바이오매스 연료는, 바이오매스의 성육(成育) 과정에 있어서 이산화 탄소를 도입하는 점에서, 지구 온난화 가스가 되는 이산화 탄소를 배출하지 않는 카본 뉴트럴로 여겨지기 때문에, 그 이용이 다양하게 검토되고 있다.

분쇄기(5)에는 미분 연료 공급관(7)이 접속되어 있고, 분쇄기(5)로 분쇄된 미분 연료가 반송 가스가 되는 열공기와 함께 미분 연료 공급관(7)을 통하여 버너(9)로 유도되도록 되어 있다.

분쇄기(5)에는, 바이오매스용 사일로(11)에 저장된 바이오매스 연료가 벙커(13)를 통하여 유도된다.

분쇄기(5)에는, 열공기 공급관(반송 가스 공급관)(15)이 접속되어 있다. 열공기 공급관(15)은, 1차 통풍기(17)에 접속되어 있고, 공기 예열기(19)에 의하여 예열된 공기와, 공기 예열기(19)를 바이패스한 공기가 혼합되어 온도 조정된 공기가 유도되도록 되어 있다. 또, 열공기 공급관(15)에는, 가스 재순환 통풍기(21)를 통하여 전기 집진기(23)를 통과한 배기 가스의 일부가 유도되도록 되어 있다. 따라서, 분쇄기(5)에는, 열공기 공급관(15)을 통하여, 공기 예열기(19)에서 온도 조정되고, 또한 배기 가스에 의하여 산소 농도 조정된 혼합 공기가 유도된다.

보일러 본체(3) 내의 화로에서 버너(9)에 의하여 화염이 형성되고, 보일러 본체(3) 내의 도시하지 않은 열교환기에 의하여 증기가 생성된다. 생성된 증기는, 도시하지 않은 증기 터빈으로 유도되어 발전이 행해진다.

보일러 본체(3)로부터 배출된 배기 가스는, 탈질 장치(25)에 의하여 탈질된 후에 공기 예열기(19)에서 1차 통풍기(17)로부터 유도된 공기를 가열한 후에 전기 집진기(23)로 유도된다. 배기 가스는, 전기 집진기(23)에서 탈진(脫塵)된 후에, 유인 통풍기(27)를 통하여 탈황 장치(29)로 유도된다. 유인 통풍기(27)의 상류 측에서, 일부의 배기 가스가 추기(抽氣)되어 가스 재순환 통풍기(21)를 통하여 열공기 공급관(15)으로 유도되어도 된다.

유인 통풍기(27)로부터 유도된 배기 가스는, 탈황 장치(29)에서 탈황된 후에 굴뚝(31)으로 유도되어 대기로 방출된다.

도 2에는, 도 1에 나타낸 분쇄기(5)의 상세가 나타나 있다. 분쇄기(5)는, 세로형 밀로 되어 있으며, 바이오매스 연료 등의 고체 연료를 분쇄하여 미분으로 한다.

분쇄기(5)의 외각을 구성하는 하우징(케이스)(41)은, 세로형의 원통 중공(中空) 형상을 이루고, 천장부(42)의 중앙부에 연료 공급관(43)이 장착되어 있다. 이 연료 공급관(43)은, 바이오매스용 사일로(11)(도 1 참조)로부터 유도된 펠릿상의 바이오매스 연료를 하우징(41) 내에 공급하는 것이며, 하우징(41)의 중심 위치에 상하 방향(연직 방향)을 따라 배치되고, 하단부가 하우징(41) 내부까지 연설(延設)되어 있다.

하우징(41)의 바닥면부(40) 상에는 가대(44)가 설치되고, 이 가대(44) 상에 분쇄 테이블(45)이 회전 가능하게 배치되어 있다. 분쇄 테이블(45)의 중앙에 대하여 연료 공급관(43)의 하단부가 대향하도록 배치되어 있다. 연료 공급관(43)은, 화살표(A0)로 나타내는 바와 같이, 바이오매스 연료를 상방으로부터 하방을 향하여 공급한다.

분쇄 테이블(45)은, 상하 방향(연직 방향)의 중심축선 둘레로 회전 가능함과 함께, 도시하지 않은 구동 장치에 의하여 구동되도록 되어 있다. 분쇄 테이블(45)의 상면은, 예를 들면 중심부가 높고, 외측을 향하여 낮아지는 경사 형상을 이루며, 외주부가 상방으로 만곡한 형상을 이루고 있어도 된다.

분쇄 테이블(45)의 상방에는, 대향하여 복수의 분쇄 롤러(46)가 배치되어 있다. 각 분쇄 롤러(46)는, 분쇄 테이블(45)의 외주부의 상방에, 원주 방향으로 균등 간격으로 배치되어 있다(또한, 도 2에서는 대표로 1개의 분쇄 롤러(46)와 그 주변기기만이 나타나 있다). 분쇄 롤러(46)는, 상하로 요동 가능하도록 되어 있으며, 분쇄 테이블(45)의 상면에 대하여 접근 이간 가능하게 지지되어 있다. 분쇄 롤러(46)는, 외주면이 분쇄 테이블(45)의 상면에 접촉한 상태에서 이 분쇄 테이블(45)이 회전하면, 분쇄 테이블(45)로부터 회전력을 받아 동반 회전하도록 되어 있다. 연료 공급관(43)으로부터 바이오매스 연료가 공급되면, 분쇄 롤러(46)와 분쇄 테이블(45)의 사이에서 바이오매스 연료가 압압되어 분쇄된다.

분쇄 테이블(45)의 연직 하방에는, 하우징(41)의 바닥면부(40)에 퇴적한 바이오매스 연료나 이물을 하우징(41)의 외부로 배출하는 스크레이퍼(48)가 마련되어 있다. 스크레이퍼(48)는, 분쇄 테이블(45)의 일부에 고정되어, 분쇄 테이블(45)과 동축으로 회전 가능하도록 되어 있다. 스크레이퍼(48)의 선단에는, 브러시부(49)가 마련되어 있다. 브러시부(49)는, 하단이 하우징(41)의 바닥면부(40) 상면에 당접하도록 배치되어, 바닥면부(40)의 상면을 슬라이딩한다. 또, 하우징(41)의 바닥면부(40)이며, 브러시부(49)의 회전 궤도 상에, 배출 개구(50)가 형성되어 있다. 배출 개구(50)는, 배출관(51)을 통하여, 하우징(41)의 외부에 배치되는 파이라이트 박스(52)에 연통되어 있다.

하우징(41)의 하부에는, 열공기 공급관(15)(도 1 참조)이 접속되어 있다. 열공기 공급관(15)은, 공기 예열기(19)로 예열된 공기가 유통하는 예열 공기 유통관(15b)과, 공기 예열기(19)를 바이패스한 냉각 공기가 유통하는 냉각 공기 유통관(15c)과, 예열 공기 유통관(15b) 내를 유통한 예열된 공기 및 냉각 공기 유통관(15c) 내를 유통한 냉각 공기가 합류(혼합)하는 합류부(15a)와, 합류부(15a)에서 혼합된 공기가 유통하는 혼합 공기 유통관(15d)을 갖는다. 혼합 공기 유통관(15d)은, 하우징(41)에 연통되어 있다. 공기는 1차 통풍기(17)로부터 공급되고, 이 중 공기 예열기(19)로 가열된 예열 공기와 공기 예열기(19)를 바이패스하여 공급된 냉공기가 공급되며, 예열 공기와 냉공기가 합류부(15a)에서 열공기가 소정 범위의 온도가 되도록 제어된다. 또한, 가스 재순환 통풍기(21)를 통하여 전기 집진기(23)를 통과한 배기 가스의 일부가 유도되어, 배기 가스에 의하여 열공기의 산소 농도가 조정된다.

냉각 공기 유통관(15c)의 일부는, 그 냉각 공기 유통관(15c)의 연장 방향의 신축을 허용하도록, 예를 들면 가요성의 익스팬션(47)으로 형성되어 있다. 또한, 익스팬션(47)은, 열공기 공급관(15)의 내부의 압력이 소정 압력이 되면 파구(破口)(개구)되도록 형성되어 있다. 익스팬션(47)이 파구되는 소정 압력은, 통상 운전 상태의 하우징(41) 내의 압력에 근거하여 설정된다. 구체적으로는, 분쇄기(5)의 정상 운전 시(즉, 급속 연소 등의 이상이 일어나지 않은 상황)에 익스팬션(47)에 작용하는 압력보다 높은 압력이며, 열공기 공급관(15)에 공급하는 열공기의 흐름의 상류 측에 배치되는 각종 장치(예를 들면, 1차 통풍기(17)나 공기 예열기(19))가 파손되는 압력보다 낮은 압력으로 설정된다. 또한, 본 실시형태에서는, 익스팬션(47)이 파구되는 것으로 하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 플랜지 이음매 부분의 일부나 계측용 시트 등 교환 가능한 다른 부위가 파구(개구)되도록 형성되어 있어도 된다.

열공기 공급관(15)에 의하여 공급된 열공기는, 화살표(A1)로 나타내는 바와 같이 하우징(41) 내로 유도되어, 분쇄 테이블(45)의 하방에 위치하는 하방 공간(S1)에 공급된다.

또한, 도 2에 있어서, 가스 재순환 통풍기(21)로부터 배기 가스가 유통하는 배관에 대해서는, 도시의 관계상 생략하고 있다.

착화되어 급속 연소가 발생할 가능성이 있는 공간에 대하여 설명한다. 본 실시형태에서는, 하방 공간(S1)과 상방 공간(S2) 및 분급 공간(S3)이 대응한다.

하방 공간(S1)을 형성하는 하우징(41)의 측벽부에는, 소화제를 하방 공간(S1) 내를 향하여 분사하는 소화제 분출 장치(60)가 마련되어 있다. 소화제 분출 장치(60)는, 제1 소화제 분출부(60A)와, 제2 소화제 분출부(60B)를 구비한다. 제1 소화제 분출부(60A)와 제2 소화제 분출부(60B)는, 쌍으로 마련되어 있다. 즉, 제1 소화제 분출부(60A)와 제2 소화제 분출부(60B)는, 서로 근접하여 마련되어 있다. 또한, 제1 소화제 분출부(60A)와 제2 소화제 분출부(60B)는 떨어뜨려 배치해도 된다.

도 2에 나타낸 본 실시형태에서는, 소화제 분출 장치(60)는, 하방 공간(S1) 내에 예를 들면 2개(제1 소화제 분출부(60A)와 제2 소화제 분출부(60B)의 각각 2개씩) 마련되어 있으며, 하우징(41)의 중심축선을 사이에 두고 대향하도록 마련되어 있다. 단, 소화제 분출 장치(60)의 수는, 2개에 한정되지 않고 하방 공간(S1)의 크기에 따라 결정된다.

하방 공간(S1) 내에는, X표로 나타내는 위치에, 압력 센서(61)를 마련해도 된다. 압력 센서(61)는, 제1 압력 센서(61A) 및 제2 압력 센서(61B)를 갖고, 제1 압력 센서(61A)와 제2 압력 센서(61B)는, 쌍으로 마련된다. 즉, 제1 압력 센서(61A)와 제2 압력 센서(61B)는, 서로 근접하여 마련된다. 또한, 제1 압력 센서(61A)와 제2 압력 센서(61B)는 떨어뜨려 배치해도 된다.

또한, 하방 공간(S1) 내의 압력 센서(61)는, 생략할 수도 있다(후술함).

하우징(41)의 상부에는, 로터리 세퍼레이터(분급기)(53)가 마련되어 있다. 로터리 세퍼레이터(53)는, 연료 공급관(43)을 둘러싸도록 배치되고, 연료 공급관(43)의 둘레를 회전한다. 로터리 세퍼레이터(53)의 회전에 따라, 그 외주 측에 장착된 복수의 블레이드(53a)가 원주 방향으로 주행하도록 되어 있다. 분쇄 테이블(45)과 분쇄 롤러(46)에 의하여 분쇄된 바이오매스 연료의 미분은, 하방 공간(S1)으로부터 분쇄 테이블(45)의 외주 측을 통과하여 상승하는 열공기의 흐름(화살표(A2) 참조)에 의하여 상방으로 휘말려 올라간다. 휘말려 올라간 미분 중 비교적 큰 직경의 미분은, 블레이드(53a)에 의하여 털어내어지고, 분쇄 테이블(45)로 되돌려져 다시 분쇄된다. 이로써, 로터리 세퍼레이터(53)에 의하여 미분의 사이즈로 분급되어, 소정의 직경 이하의 바이오매스 연료의 미분은, 열공기와 함께 미분 연료 공급관(7)에서 반송하여 반출된다.

로터리 세퍼레이터(53)의 상류 측(로터리 세퍼레이터(53)의 하방 측)과 분쇄 테이블(45)의 상방의 사이에는, 상방 공간(S2)이 형성되어 있다. 상방 공간(S2)을 형성하는 하우징(41)의 측벽부에는, 소화제를 상방 공간(S2) 내를 향하여 분사하는 소화제 분출 장치(60)가 마련되어 있다. 도 2에서는, 상방 공간(S2) 내에 소화제 분출 장치(60)는, 예를 들면 2개 마련되어 있으며, 하우징(41)의 중심축선을 사이에 두고 대향하여 쌍이 되도록 마련되어 있다. 소화제 분출 장치(60)의 수는, 2개에 한정되지 않는다. 단, 소화제 분출 장치(60)의 수는, 상방 공간(S2)의 크기에 따라 결정된다.

소화제 분출 장치(60)가 예를 들면 2개 마련되어 있는 경우, 하우징(41)의 중심축선을 사이에 두고 대향하여 쌍이 되도록 마련되어 있지만, 상방 공간(S2)의 소화제 분출 장치(60)와, 하방 공간(S1)의 소화제 분출 장치(60)는, 하우징(41)의 원주 방향으로 동일한 위치에 있을 필요는 없으며, 서로 원주 방향으로 어긋나 있어도 된다. 이로 인하여, 상방 공간(S2)과 하방 공간(S1)의 양쪽 모두의 넓은 영역에 걸쳐 편향을 줄여 소화제를 분사할 수 있다.

상방 공간(S2) 내에는, X표로 나타내는 위치에, 급속 연소를 검출하는 압력 센서(61)가 마련되어 있다. 압력 센서(61)의 수는, 상방 공간(S2) 내의 용적에 따라 결정되며, 도 2에 나타낸 본 실시형태에서는 예를 들면 2개로 되어 있다. 압력 센서(61)의 수는, 2개에 한정되지 않는다.

천장부(42)에는, 미분 연료 공급관(7)이 접속되어 있다. 미분 연료 공급관(7)은, 로터리 세퍼레이터(53)에 의하여 분급된 후의 바이오매스 연료의 미분을 열공기와 함께 화살표(A3)로 나타내는 바와 같이 배출하고, 보일러 본체(3)(도 1 참조)로 유도한다. 로터리 세퍼레이터(53)의 하류 측이고 또한 미분 연료 공급관(7)의 상류 측의 공간(즉, 로터리 세퍼레이터(53)의 블레이드(53a)에 의하여 둘러싸인 내측의 공간)에는, 분급 공간(S3)이 형성되어 있다.

분급 공간(S3)을 형성하는 천장부(42)에는, 소화제를 분급 공간(S3) 내를 향하여 분사하는 소화제 분출 장치(60)가 마련되어 있다. 도 2에서는, 분급 공간(S3) 내에 마련되는 소화제 분출 장치(60)는 예를 들면 1개로 되어 있다. 소화제 분출 장치(60)의 수는, 1개에 한정되지 않는다. 단, 소화제 분출 장치(60)의 수는, 분급 공간(S3)의 크기에 따라 결정된다.

분급 공간(S3) 내에는, X표로 나타내는 위치에, 급속 연소를 검출하는 압력 센서(61)가 마련되어 있다. 분급 공간(S3) 내에 마련되는 압력 센서(61)의 수는, 분급 공간(S3) 내의 용적에 따라 결정되며, 도 2에 나타낸 본 실시형태에서는 예를 들면 1개로 되어 있다. 압력 센서(61)의 수는, 1개에 한정되지 않는다.

하방 공간(S1), 상방 공간(S2) 및 분급 공간(S3)에 마련한 소화제 분출 장치(60)로부터 분출하는 소화제(즉, 제1 소화제 분출부(60A) 및 제2 소화제 분출부(60B)로부터 분출되는 소화제)로서는, 소화 기능을 구비하고 있으면 종류를 불문하지만, 예를 들면 분체(탄산 수소 나트륨: 일반적으로 중조(重曹) 등)가 이용된다.

하방 공간(S1), 상방 공간(S2) 및 분급 공간(S3)에 마련한 압력 센서(61)는, 분쇄기(5) 내에서 바이오매스 연료가 착화되어 급속 연소가 발생했을 때의 압력 상승을 검출한다. 압력 센서(61)의 출력은, 도시하지 않은 제어부로 송신된다. 제어부에서는, 압력 센서(61)로부터 송신된 압력값으로부터 급속 연소의 발생을 판단하고, 그 결과에 근거하여 하방 공간(S1), 상방 공간(S2) 및 분급 공간(S3)에 마련한 소화제 분출 장치(60)의 동작을 제어한다.

상세하게는, 이하에 나타내는 바와 같이, 제어부는 급속 연소의 발생을 판단하여, 소화제 분출 장치(60)의 동작을 제어한다.

제어부는, 항상 분쇄기(5)의 운전 상태를 파악한다. 분쇄기(5)의 운전 상태는, 제어부가 자동으로 판단해도 되고, 수동으로 입력되어도 된다.

제어부는, 분쇄기(5)의 운전 상태가 통상 운전 상태(제1 운전 상태) 시에, 제1 압력 센서(61A)가 검출하는 압력이 소정의 제1 임곗값을 초과한 경우에, 급속 연소가 발생했다고 판단한다. 통상 운전 상태 시에, 제어부에 의하여 급속 연소가 발생했다고 판단되면, 이것과 거의 동시에 제1 소화제 분출부(60A)로부터 소화제가 분출되도록 제어된다.

또, 제어부는, 분쇄기(5)의 운전 상태가 정지 동작 상태(제2 운전 상태) 시에, 제2 압력 센서(61B)가 검출하는 압력이 소정의 제2 임곗값을 초과한 경우에도, 급속 연소가 발생했다고 판단한다. 정지 동작 상태 시에, 제어부에 의하여 급속 연소가 발생했다고 판단되면, 이것과 거의 동시에 제2 소화제 분출부(60B)로부터 소화제가 분출되도록 제어된다.

또한, 통상 운전 상태란, 분쇄기(5) 내에서 바이오매스 연료를 분쇄하여 미분으로 하고, 분쇄한 바이오매스 연료의 미분을 반송용 열공기에 의하여 보일러 본체(3)에 공급하고 있는 운전 상태를 의미한다. 또, 정지 동작 상태란, 분쇄기(5)가 가동을 정지하고 있는 상태(가동 정지 시) 및 가동 정지로 이행하고 있는 상태(가동 정지 이행 시)의 양쪽 모두를 포함하는 운전 상태를 의미한다. 가동 정지로 이행하고 있는 상태에는, 가동 정지하기 위하여, 로터리 세퍼레이터(53)를 고속으로 회전시켜 로터리 세퍼레이터(53)를 클리닝하고 있는 클리닝 상태나, 바이오매스 연료 및 열공기를 하우징(41) 내에 공급하고 있지 않는 상태에서 분쇄 테이블(45) 및 스크레이퍼(48)를 회전시켜, 분쇄기(5) 내로부터 바이오매스 연료를 배출하고 있는 클리어링 상태 등이 있다.

또, 제어부에 의한 급속 연소의 발생은, 다음과 같이 판단해도 된다. 제어부는, 하방 공간(S1), 상방 공간(S2) 및 분급 공간(S3)에 마련한 어느 1개의 압력 센서(61)가 소정의 임곗값을 초과한 압력을 검출한 경우에 급속 연소가 발생했다고 판단한다. 혹은, 통상 운전 상태 시에, 상방 공간(S2)에 마련한 압력 센서(61) 중 2개의 제1 압력 센서(61A)와, 분급 공간(S3)에 마련한 압력 센서(61) 중 1개의 제1 압력 센서(61A)로 구성되는 3개의 제1 압력 센서(61A) 중 2개가 소정의 임곗값을 초과한 압력을 검출한 경우에, 급속 연소의 발생으로 판단하여 오판단을 억제해도 된다. 또, 마찬가지로 제어부는, 정지 동작 상태 시에, 상방 공간(S2)에 마련한 압력 센서(61) 중 2개의 제2 압력 센서(61B)와, 분급 공간(S3)에 마련한 압력 센서(61) 중 1개의 제2 압력 센서(61B)로 구성되는 3개의 제2 압력 센서(61B) 중 2개가 소정의 임곗값을 초과한 압력을 검출한 경우에, 급속 연소의 발생으로 판단하여 오판단을 억제해도 된다. 제어부에 의하여 급속 연소가 발생했다고 판단되면, 이것과 거의 동시에 하방 공간(S1), 상방 공간(S2) 및 분급 공간(S3)에 마련한 소화제 분출 장치(60)로부터 소화제가 분출되도록 제어된다.

제1 임곗값은, 통상 운전 상태의 하우징(41) 내의 압력에 근거하여 설정되어 있다. 구체적으로는, 통상 운전 상태 시이며, 정상적으로 운전하고 있는 경우의 하우징(41) 내의 압력에, 소정 압력(예를 들면, 200Aq 이상이며 500Aq 이하)을 가산한 압력으로 설정된다. 또, 제2 임곗값은, 정지 동작 상태의 하우징(41) 내의 최고 압력에 근거하여 설정되어 있다. 구체적으로는, 정지 동작 상태 시이며, 밀 정지 시의 동작에 따라 압력값이 다르므로, 정상적으로 운전하고 있는 경우의 하우징(41) 내의 가장 높아지는 압력에, 소정 압력(예를 들면, 200Aq 이상이며 500Aq 이하)을 가산한 압력으로 설정된다. 또한, 통상 운전 시이며 정상적으로 운전하고 있는 경우의 하우징 내의 압력과, 정지 동작 상태 시이며 정상적으로 운전하고 있는 경우의 하우징(41) 내의 압력은, 다른 압력값이기 때문에, 제1 임곗값과 제2 임곗값은 다른 압력이 된다. 구체적으로는, 정지 동작 상태 시에는, 분쇄기(5) 내로부터 바이오매스 연료를 배출하고 있는 클리어링 상태 시 등에서 불활성 가스가 대량으로 하우징(41) 내에 공급되는 관계로, 통상 운전 시의 압력보다 높아진다. 즉, 정지 동작 상태 시에는, 하우징(41) 내의 산소 농도를 저하시킬 목적으로 불활성 가스를 투입하는 작업이 발생하고, 본 매체의 투입의 분량만큼 하우징(41)의 내압이 증가한다. 또, 제2 임곗값은 제1 임곗값보다 높게 설정된다.

제어부는, 예를 들면 CPU(Central Processing Unit), RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), 및 컴퓨터 판독이 가능한 기억 매체 등으로 구성되어 있다. 그리고, 각종 기능을 실현하기 위한 일련의 처리는, 일례로서 프로그램의 형식으로 기억 매체 등에 기억되어 있으며, 이 프로그램을 CPU가 RAM 등으로 읽어내어, 정보의 가공·연산 처리를 실행함으로써, 각종 기능이 실현된다. 또한, 프로그램은, ROM이나 그 외의 기억 매체에 미리 인스톨해두는 형태나, 컴퓨터 판독이 가능한 기억 매체에 기억된 상태로 제공되는 형태, 유선 또는 무선에 의한 통신 수단을 통하여 전송되는 형태 등이 적용되어도 된다. 컴퓨터 판독이 가능한 기억 매체란, 자기 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, DVD-ROM, 반도체 메모리 등이다.

하방 공간(S1), 상방 공간(S2) 및 분급 공간(S3)에 있어서의 소화제 분출 장치(60)를 설치하는 이유에 대하여 설명한다.

상방 공간(S2) 및 분급 공간(S3)에 소화제 분출 장치(60)를 설치한 이유는, 상방 공간(S2)에서는, 분쇄 테이블(45)의 상방 부분을 위하여 분쇄 후의 바이오매스 연료량이 많이 존재하고 있는 것, 분급 공간(S3)에서는, 미분이 된 바이오매스 연료가 많이 존재함과 함께 반송 가스가 되는 열공기가 가열되고 있는 경우에는 다른 공간에 비하여 더 착화하기 쉽기 때문이다. 나아가서는 바이오매스 연료로부터의 휘발분, 이물 혼입이 있었던 경우에 의한 스파크 발생이 있고, 다른 공간에 비하여 착화하기 쉬운 공간이며, 또 미분으로서 존재하여 표면적이 크고 착화하기 쉬운 공간이기 때문이다. 따라서, 이와 같은 공간에는, 압력 센서(61)도 설치하여 적절한 타이밍에 소화를 행할 수 있도록 한다.

한편, 하방 공간(S1)은, 분쇄 테이블(45)의 하방으로 되어 있으며, 분쇄 테이블(45) 상에서 분쇄된 바이오매스 연료는 하방 공간(S1)에 공급된 열공기에 의하여 휘말려 올라가므로, 상방 공간(S2)에 비하여 미분의 존재량이 적다. 그러나 바이오매스 연료의 미분은 적지 않게 존재하고 있으며, 열공기가 다량으로 공급되는 공간이므로 다른 공간에 비하여 착화의 우려가 있다. 따라서, 소화제 분출 장치(60)를 마련한다. 단, 압력 센서(61)는 생략해도 되고, 하방 공간(S1)에 가까운 상방 공간(S2)이나 분급 공간(S3)의 압력 센서(61)의 신호를 이용해도 된다.

상술한 바와 같이 열공기 공급관(15)으로부터 하방 공간(S1)에 열공기가 공급되어, 상방 공간(S2)을 지나, 분급 공간(S3)을 통과하여 미분 연료 공급관(7)으로 흐른다. 분쇄 롤러(46)와 분쇄 테이블(45)의 사이에서 분쇄된 연료가 미분이 되어, 열공기에 의하여 휘말려 올라가고, 로터리 세퍼레이터(53)를 지나 분급된 후에, 미분 연료 공급관(7)을 지나 보일러 본체(3)의 버너(9)로 유도된다. 이로 인하여, 하방 공간(S1), 상방 공간(S2), 분급 공간(S3) 이외에도 급속 연소의 영향이 있는 공간이 있다.

다음으로, 착화되어 급속 연소가 발생하는 공간과는 달리, 다른 공간에서 착화되어 급속 연소의 번짐이 발생할 가능성이 있는 공간에 대하여 설명한다. 본 실시형태에서는, 연료 공급관(43), 열공기 공급관(15) 및 미분 연료 공급관(7)이 대응한다.

소화제 분출 장치(60)는, 연료 공급관(43), 열공기 공급관(15) 및 미분 연료 공급관(7)에도 마련되어 있다. 열공기 공급관(15)에 마련되는 소화제 분출 장치(60)는, 합류부(15a)보다 열공기의 흐름의 하류 측에 마련되어 있다. 각 소화제 분출 장치(60)는, 상술한 소화제 분출 장치(60)와 동일하게 제어부에 의하여 제어된다. 이들 소화제 분출 장치(60)에 의하여, 급속 연소의 번짐이 방지된다.

또한, 냉각 공기 유통관(15c)의 일부에, 소정 압력으로 파구되는 익스팬션(47)을 마련한 경우에는, 익스팬션(47)이 파구함으로써, 열공기 공급관(15) 내가 소정 이상의 압력으로는 되지 않음으로써, 급속 연소의 번짐을 억제할 수 있는 용량의 공간인 경우에는, 열공기 공급관(15)에 마련하는 소화제 분출 장치(60)는 생략할 수 있는 경우도 있다.

또, 연료 공급관(43), 열공기 공급관(15) 및 미분 연료 공급관(7)에는, 번짐의 우려가 있으므로 소화제 분출 장치(60)를 마련할 필요가 있지만, 착화의 가능성은 낮기 때문에 압력 센서(61)를 마련할 필요는 없으며, 이 번짐의 공간에 가까운 상방 공간(S2)이나 분급 공간(S3)의 압력 센서(61)의 신호를 이용하여, 급속 연소의 전파 시간을 고려하여 소화제가 적절한 타이밍에 분출되도록 하는 것이 바람직하다.

소화제 분출 장치(60)의 설치 위치는, 급속 연소의 전파 시간을 고려하여 설치되어 있다. 구체적으로는, 급속 연소가 발생한 경우에, 급속 연소의 화염 전파가 도달하기 전후에 걸쳐 소화제를 분사할 수 있는 위치에 설치되어 있다. 번짐 전파가 도달하기 전후에 걸쳐 소화제를 분사함으로써, 압력 상승을 억제할 수 있다.

이에 대하여, 소화제 분출 장치(60)의 설치 위치가 적정 위치보다 급속 연소 발생 개소에 가까운 경우에는, 화염의 확대에 대하여 소화제의 분출이 너무 빠르기 때문에, 번짐 전파에 의한 화염이 발달하지 않은 채 소화제 분출 장치(60)를 통과한 후에 소화제를 분사하게 되어, 번짐 전파를 효과적으로 억제하지 못하고, 소화제를 분사한 후에 화염이 발달하여 확산되어, 압력이 상승한다.

또, 소화제 분출 장치(60)의 설치 위치가 적정 위치보다 급속 연소 발생 개소에서 먼 경우에는, 번짐 전파가 확산된 후에 소화제를 분출하게 되어, 소화가 늦거나, 혹은 번짐 전파가 설계 시보다 확대된 상태에서 소화제를 투입하는 것이 필요하게 되고, 상정한 소화제량보다 다량의 소화제가 필요하게 되어 효율적으로 급속 연소를 억제할 수 없다. 이로 인하여 비용 상승의 요인이 된다.

상기 구성의 분쇄기(5)는, 이하와 같이 동작한다.

바이오매스 연료가 연료 공급관(43)으로부터 분쇄 테이블(45)의 중앙을 향하여 투입되면(화살표(A0) 참조), 분쇄 테이블(45)의 회전에 의한 원심력에 의하여 바이오매스 연료는 분쇄 테이블(45)의 외주 측으로 유도되어, 분쇄 롤러(46)와의 사이에 들어가 분쇄된다. 분쇄된 바이오매스 연료는, 열공기 공급관(15)으로부터 유도된 열공기에 의하여 상방으로 휘말려 올라가고(화살표(A2) 참조), 로터리 세퍼레이터(53)로 유도된다. 로터리 세퍼레이터(53)에서는, 비교적 직경이 큰 미분은 블레이드(53a)에 의하여 털어내어지고, 분쇄 테이블(45)로 되돌려진다. 블레이드(53a)를 통과한 분급 후의 미분은, 열공기와 함께 미분 연료 공급관(7)으로 유도되어, 보일러 본체(3)의 버너(9)(도 1 참조)에 공급된다.

상술과 같은 분쇄기(5)의 통상 운전 상태 시에, 바이오매스 연료가 착화되어 급속 연소가 발생한 경우에는, 각 공간에 적절히 마련한 제1 압력 센서(61A)의 검출값에 의하여 제어부가 급속 연소의 발생을 판단하여, 각 공간에 적절히 마련한 각 제1 소화제 분출부(60A)로부터 적절한 타이밍에 소화제를 분사시킨다. 또, 분쇄기(5)의 정지 동작 상태 시에, 바이오매스 연료가 착화되어 급속 연소가 발생한 경우에는, 각 공간에 적절히 마련한 제2 압력 센서(61B)의 검출값에 의하여 제어부가 급속 연소의 발생을 판단하여, 각 공간에 적절히 마련한 각 제2 소화제 분출부(60B)로부터 적절한 타이밍에 소화제를 분사시킨다.

상세하게는, 제어부는 이하의 제어를 행한다.

먼저, 제어부가 분쇄기(5)의 운전 상태를 판단한다. 운전 상태가 통상 운전 상태인 경우에는, 제1 압력 센서(61A)가 하우징(41) 내의 압력을 검출하고(압력 검출 스텝), 검출한 압력을 제어부로 송신한다. 제어부는, 제1 압력 센서(61A)가 검출한 압력이 제1 임곗값 이상인지 여부를 판단한다. 제1 임곗값 이상인 경우에는, 분쇄기(5) 내에서 바이오매스 연료가 착화되어 급속 연소가 발생했다고 판단하고, 각 제1 소화제 분출부(60A)로부터 소화제를 분출시킨다(제1 소화제 분출 스텝). 검출한 압력이 제1 임곗값보다 낮았던 경우는, 운전 상태를 판단하는 스텝으로 돌아온다. 또, 소화제를 분출한 후는, 운전 상태를 판단하는 스텝으로 돌아온다. 또, 각 제1 소화제 분출부(60A)로부터 분출된 소화제를 청소하는 경우는, 분쇄기(5)를 정지하는 동작으로 이행한다.

한편, 운전 상태가 정지 동작 상태인 경우에는, 제2 압력 센서(61B)가 하우징(41) 내의 압력을 검출하고(압력 검출 스텝), 검출한 압력을 제어부로 송신한다. 제어부는, 제2 압력 센서(61B)가 검출한 압력이 제2 임곗값 이상인지 여부를 판단한다. 제2 임곗값 이상인 경우에는, 분쇄기(5) 내에서 바이오매스 연료가 착화되어 급속 연소가 발생했다고 판단하고, 각 제2 소화제 분출부(60B)로부터 소화제를 분출시킨다(제2 소화제 분출 스텝). 검출된 압력이 제2 임곗값보다 낮았던 경우는, 운전 상태를 판단하는 스텝으로 돌아온다. 또, 각 제2 소화제 분출부(60B)로부터 분출된 소화제를 청소하는 경우는, 분쇄기(5)를 완전히 정지하는 동작으로 이행한다.

본 실시형태에 의하면, 이하의 작용 효과를 나타낸다.

분쇄기(5) 내에서는, 통상 운전 상태 및 정지 동작 상태 중 어느 운전 상태여도, 급속 연소가 발생할 가능성이 있다.

본 실시형태에서는, 통상 운전 상태와 정지 동작 상태에서, 다른 임곗값을 설정하고 있다. 구체적으로는, 분쇄기(5)가 통상 운전 상태의 하우징(41) 내의 압력에 근거하여 제1 임곗값을 설정하고, 분쇄기(5)가 정지 동작 상태의 하우징(41) 내의 압력에 근거하여 제2 임곗값을 설정하고 있다. 통상 운전 상태와 정지 동작 상태에서는, 정상 운전 시의 압력값이 다르지만, 이와 같이 각각의 운전 상태에 따른 임곗값을 설정함으로써, 어느 운전 상태에 있어서도, 하우징(41) 내에서의 급속 연소의 발생을 판단할 수 있다.

또, 통상 운전 상태와 정지 동작 상태에서, 다른 소화제 분출부가 작동한다. 따라서, 어느 운전 상태여도, 각 운전 상태에 대하여 소화제가 준비되어 있으므로, 하우징(41) 내에서 급속 연소가 발생한 경우에는, 소화제를 분출하여 급속 연소를 억제할 수 있다.

따라서, 예를 들면 통상 운전 상태 시에 분쇄기(5) 내에서 급속 연소가 발생하고, 제1 소화제 분출부(60A)가 소화제를 분사하여 급속 연소를 억제한 후에, 분쇄기(5)를 정지시키기 위하여, 정지 동작 상태에서 운전하고 있을 때에, 재차 분쇄기(5) 내에서 급속 연소가 발생한 경우여도, 제2 압력 센서(61B) 및 제어부가 급속 연소를 검지하고, 제2 소화제 분출부(60B)가 소화제를 분사함으로써, 분쇄기(5) 내에서 발생한 급속 연소를 억제할 수 있다.

또, 제1 소화제 분출부(60A)와 제2 소화제 분출부(60B)가 쌍으로 마련되어 있다. 이로써, 제1 소화제 분출부(60A) 및 제2 소화제 분출부(60B)의 설치나 메인터넌스를 행할 때에, 제1 소화제 분출부(60A)와 제2 소화제 분출부(60B)의 설치 작업에 대하여, 동시에 작업할 수 있다. 따라서, 제1 소화제 분출부(60A)와 제2 소화제 분출부(60B)가 각각 마련되는 경우에 비하여, 설치 시의 작업 부담을 경감시킴과 함께, 메인터넌스 시의 작업 부담도 경감시킬 수 있다.

또, 열공기 공급관(15)의 일부에 마련한 익스팬션(47)이, 내부로부터 작용하는 소정 압력에 의하여 파구된다. 이로써, 분쇄기(5) 내에서 급속 연소가 발생하고, 하우징(41) 내의 압력 상승이 열공기 공급관(15) 내에 전파된 경우, 열공기 공급관(15) 내의 압력이 소정의 압력이 되면 익스팬션(47)이 파구된다. 익스팬션(47)이 파구되면, 파구 부분으로부터 압력이 빠져나가므로, 열공기 공급관(15) 내의 압력의 상승을 억제할 수 있다. 따라서, 열공기 공급관(15) 내의 압력을 소정 압력 이하로 유지할 수 있다. 따라서, 열공기 공급관(15) 내가 상정 이상의 압력이 되어, 익스팬션(47) 부분 이외의 열공기 공급관(15)이 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또, 열공기 공급관(15)에 의하여 공급하는 열공기의 흐름의 상류 측의 각종 장치가 압력의 전파에 의하여 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또, 열공기 공급관(15)의 파손 개소를 간단히 교환 가능한 익스팬션(47)으로 하고 있으므로, 파손 부분을 간단히 수복할 수 있다.

또한, 열공기 공급관(15) 내의 압력을 소정 압력 이하로 유지함으로써, 아울러 분쇄기(5)의 케이스 내의 압력의 급상승도 억제하게 되어, 바이오매스 연료의 미분이 존재하는 밀도가 국소적으로 급증하는 것을 억제하고, 소화제를 분출했을 때의 하우징(41) 내에서의 급속 연소의 진전을 보다 억제하며, 분쇄기(5) 내의 소화제를 분출했을 때의 급속 연소를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

또, 열공기 공급관(15)의 일부에 이미 설치되어 있는 익스팬션(47)이 파구되도록 하고 있으므로, 열공기 공급관(15)에 압력 상승을 억제하기 위한 럽쳐 디스크 등의 장치 등을 별도로 마련하지 않고, 열공기 공급관(15) 내의 압력을 빼낼 수 있다. 또, 기존의 분쇄기(5)에 대하여, 별도 장치 등을 마련하는 경우에는, 장치를 배치하는 새로운 스페이스를 확보할 필요가 있는 점에서, 배관의 레이아웃을 변경해야 할 가능성이 있지만, 본 실시형태의 구성이면, 종래의 배관의 레이아웃을 변경하지 않고 압력의 상승을 억제할 수 있다. 따라서, 별도 장치 등을 마련하는 경우와 비교하여, 공간 절약화 및 비용의 억제를 도모할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 분쇄기(5)로 분쇄하는 고체 연료로서 바이오매스 연료를 분쇄하는 예에 대하여 설명했지만, 분쇄하는 고체 연료는 바이오매스 연료에 한정하지 않고, 착화성이 높은 석탄 등이어도 된다. 또, 분쇄기(5)는, 석탄만을 분쇄하는 형식이어도 되고, 바이오매스 연료만을 분쇄하는 형식이어도 된다. 또, 석탄과 함께 바이오매스 연료를 분쇄하는 형식이어도 되고, 석탄과 바이오매스 연료를 전환하여 분쇄하는 형식이어도 된다.

또, 본 실시형태에서는, 제1 압력 센서(61A)와 제2 압력 센서(61B)를 각각 마련하고, 분쇄기(5)의 운전 상태에 따라, 압력을 검출하는 압력 센서를 구분하여 사용하는 예에 대하여 설명했지만, 압력 센서를 1개로 하고, 모든 운전 상태에 있어서, 1개의 압력 센서로 압력을 검출해도 된다.

〔제2 실시형태〕

이하, 본 발명의 제2 실시형태에 대하여 설명한다.

본 실시형태에서는, 분쇄기(5)가, 석탄과 바이오매스 연료를 전환하여 분쇄하는 형식인 점에서, 제1 실시형태와 다르다. 그 외의 구성에 대해서는, 제1 실시형태와 동일하므로, 그 설명을 생략한다.

본 실시형태에서는, 착화성이 낮은 고체 연료인 석탄을 분쇄하는 경우에는, 압력 센서(61)를 정지한다. 한편, 착화성이 높은 고체 연료인 바이오매스 연료를 분쇄하는 경우에는, 제1 실시형태에서 설명한 방법으로, 소화제 분출 장치(60) 및 압력 센서(61) 등을 운용한다. 이와 같이, 분쇄기(5)로 분쇄하는 고체 연료의 종류에 따라, 제1 소화제 분출부(60A) 및 제2 소화제 분출부(60B)로부터 소화제를 분사시키지 않게 하거나, 분사시키도록 하거나, 전환을 행한다.

또한, 압력 센서(61)의 정지 및 운전의 전환은, 작업자가 수동으로 행해도 되고, 제어부가 자동으로 행해도 된다.

본 실시형태에 의하면, 이하의 작용 효과를 나타낸다.

제어부는, 분쇄기(5) 내의 압력 상승에 근거하여 급속 연소를 판단하므로, 급속 연소가 발생하고 있지 않음에도 불구하고 다른 요인에 의한 압력 상승이 발생한 경우에는, 실제로는 급속 연소가 발생하고 있지 않는데, 급속 연소가 발생했다고 잘못된 판단을 할 가능성이 있다. 이와 같이 잘못된 판단을 하게 되면, 불필요한 소화제의 분사(오작동)가 행해진다. 본 실시형태에서는, 착화성이 낮은(즉, 급속 연소가 일어날 가능성이 낮은) 고체 연료인 석탄을 분쇄할 때에는, 제1 소화제 분출부(60A) 및 제2 소화제 분출부(60B)로부터 소화제를 분사시키지 않도록 하고 있다. 따라서, 급속 연소가 발생하고 있지 않은 상태에서, 급속 연소 이외의 요인으로 압력이 상승한 경우여도, 분쇄기(5) 내에 소화제를 분사하는 오작동을 방지할 수 있다.

또한, 착화성이 낮은 고체 연료인 석탄을 분쇄하는 경우에는, 제1 임곗값 및 제2 임곗값을, 석탄보다 착화성이 높은 연료인 바이오매스를 고체 연료로서 이용하는 경우에 설정하는 제1 임곗값 및 제2 임곗값보다 높은 값(예를 들면 2000Aq 이상)으로 조정해도 된다. 그리고, 착화성이 높은 고체 연료인 바이오매스 연료를 분쇄하는 경우에는, 제1 실시형태에서 설명한 바와 같이, 제1 임곗값 및 제2 임곗값을 설정한다. 이와 같이, 고체 연료의 종류에 따라, 제1 임곗값 및 제2 임곗값을 조정한다. 또한, 제1 임곗값 및 제2 임곗값의 조정은, 작업자가 수동으로 행해도 되고, 제어부가 자동으로 행해도 된다.

이와 같이, 석탄을 분쇄할 때에, 실제로는 도달하지 않는 압력을 임곗값으로 함으로써, 소화제 분출 장치(60)를 용이하게 작동하지 않는 상태로 할 수 있다. 따라서, 급속 연소가 발생하고 있지 않는 상태에서, 급속 연소 이외의 요인으로 압력이 상승한 경우여도, 분쇄기(5) 내에 소화제를 분사하는 오작동을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 각 실시형태에 관한 발명에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 벗어나지 않는 범위에 있어서, 적절히 변형이 가능하다. 예를 들면 상기 각 실시형태에서는, 연료 공급관(43), 열공기 공급관(15) 및 미분 연료 공급관(7)에, 소화제 분출 장치(60)를 마련하는 것으로 했지만, 이들 중 어느 1개 또는 2개에 소화제 분출 장치(60)를 마련하도록 해도 된다.

1 보일러 설비
3 보일러 본체
5 분쇄기
7 미분 연료 공급관
9 버너
11 바이오매스용 사일로
13 벙커
15 열공기 공급관(반송 가스 공급관)
15b 예열 공기 유통관
15c 냉각 공기 유통관
15d 혼합 공기 유통관
17 1차 통풍기
19 공기 예열기
21 가스 재순환 통풍기
23 전기 집진기
25 탈질 장치
27 유인 통풍기
29 탈황 장치
31 굴뚝
40 바닥면부
41 하우징(케이스)
42 천장부
43 연료 공급관
44 가대
45 분쇄 테이블
46 분쇄 롤러
47 익스팬션
48 스크레이퍼
52 파이라이트 박스
60 소화제 분출 장치
60A 제1 소화제 분출부
60B 제2 소화제 분출부
61 압력 센서
61A 제1 압력 센서
61B 제2 압력 센서

Claims (8)

1. 고체 연료를 미분상의 고체 연료로 분쇄하는 분쇄기로서,
   상기 분쇄기의 외각을 구성하는 케이스와,
   상기 케이스 내의 압력을 검출하는 압력 센서와,
   상기 분쇄기가 제1 운전 상태에 있어서, 상기 압력 센서가 검출한 압력이, 소정의 제1 임곗값 이상인 경우에, 상기 케이스 내에 소화제를 분출하는 제1 소화제 분출부와,
   상기 분쇄기가 상기 제1 운전 상태와는 다른 운전 상태인 제2 운전 상태에 있어서, 상기 압력 센서가 검출한 압력이, 상기 제1 임곗값과는 다른 임곗값인 제2 임곗값 이상인 경우에, 상기 케이스 내에 소화제를 분출하는 제2 소화제 분출부를 구비하고 있고,
   상기 제1 운전 상태는, 상기 분쇄기가 통상 운전 상태이고,
   상기 제2 운전 상태는, 상기 분쇄기가 가동 정지 시 및 가동 정지 이행 시를 포함하는 정지 동작 상태이며,
   상기 제1 임곗값은, 상기 통상 운전 상태의 상기 케이스 내의 압력에 근거하여 설정하고,
   상기 제2 임곗값은, 상기 정지 동작 상태의 상기 케이스 내의 최고 압력에 근거하여 설정하는 분쇄기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 임곗값은 상기 제1 임곗값보다 높게 설정되어 있는 분쇄기.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 제1 소화제 분출부와 상기 제2 소화제 분출부는, 쌍으로 마련되어 있는 분쇄기.
4. 고체 연료를 미분상의 고체 연료로 분쇄하는 분쇄기로서,
   상기 분쇄기의 외각을 구성하는 케이스와,
   상기 케이스 내의 압력을 검출하는 압력 센서와,
   상기 분쇄기가 제1 운전 상태에 있어서, 상기 압력 센서가 검출한 압력이, 소정의 제1 임곗값 이상인 경우에, 상기 케이스 내에 소화제를 분출하는 제1 소화제 분출부와,
   상기 분쇄기가 상기 제1 운전 상태와는 다른 운전 상태인 제2 운전 상태에 있어서, 상기 압력 센서가 검출한 압력이, 상기 제1 임곗값과는 다른 임곗값인 제2 임곗값 이상인 경우에, 상기 케이스 내에 소화제를 분출하는 제2 소화제 분출부를 구비하고 있고,
   상기 고체 연료의 종류에 따라, 상기 제1 소화제 분출부 및/또는, 상기 제2 소화제 분출부로부터 상기 소화제를 분사시키지 않도록 하는 분쇄기.
5. 고체 연료를 미분상의 고체 연료로 분쇄하는 분쇄기로서,
   상기 분쇄기의 외각을 구성하는 케이스와,
   상기 케이스 내의 압력을 검출하는 압력 센서와,
   상기 분쇄기가 제1 운전 상태에 있어서, 상기 압력 센서가 검출한 압력이, 소정의 제1 임곗값 이상인 경우에, 상기 케이스 내에 소화제를 분출하는 제1 소화제 분출부와,
   상기 분쇄기가 상기 제1 운전 상태와는 다른 운전 상태인 제2 운전 상태에 있어서, 상기 압력 센서가 검출한 압력이, 상기 제1 임곗값과는 다른 임곗값인 제2 임곗값 이상인 경우에, 상기 케이스 내에 소화제를 분출하는 제2 소화제 분출부를 구비하고 있고,
   상기 케이스 내에 공급되는 반송 가스가 유통되는 반송 가스 공급관을 구비하고,
   상기 반송 가스 공급관의 일부는, 상기 반송 가스 공급관의 내부가 소정의 압력 이상이 됨으로써 개구되는 분쇄기.
6. 외각을 구성하는 케이스 내에 공급된 고체 연료를 분쇄하는 분쇄기의 운전 방법으로서,
   상기 케이스 내의 압력을 검출하는 압력 검출 스텝과,
   상기 분쇄기가 제1 운전 상태에 있어서, 상기 압력 검출 스텝에서 검출한 압력이, 소정의 제1 임곗값 이상인 경우에, 상기 케이스 내에, 제1 소화제 분출부로부터 소화제를 분출하는 제1 소화제 분출 스텝과,
   상기 분쇄기가 상기 제1 운전 상태와는 다른 운전 상태인 제2 운전 상태에 있어서, 상기 압력 검출 스텝에서 검출한 압력이, 상기 제1 임곗값과는 다른 임곗값인 제2 임곗값 이상인 경우에, 상기 케이스 내에, 제2 소화제 분출부로부터 소화제를 분출하는 제2 소화제 분출 스텝을 구비하고,
   상기 제1 운전 상태는, 상기 분쇄기가 통상 운전 상태이고,
   상기 제2 운전 상태는, 상기 분쇄기가 가동 정지 시 및 가동 정지 이행 시를 포함하는 정지 동작 상태이며,
   상기 제1 임곗값은, 상기 통상 운전 상태의 상기 케이스 내의 압력에 근거하여 설정하고,
   상기 제2 임곗값은, 상기 정지 동작 상태의 상기 케이스 내의 최고 압력에 근거하여 설정하는 분쇄기의 운전 방법.
7. 외각을 구성하는 케이스 내에 공급된 고체 연료를 분쇄하는 분쇄기의 운전 방법으로서,
   상기 케이스 내의 압력을 검출하는 압력 검출 스텝과,
   상기 분쇄기가 제1 운전 상태에 있어서, 상기 압력 검출 스텝에서 검출한 압력이, 소정의 제1 임곗값 이상인 경우에, 상기 케이스 내에, 제1 소화제 분출부로부터 소화제를 분출하는 제1 소화제 분출 스텝과,
   상기 분쇄기가 상기 제1 운전 상태와는 다른 운전 상태인 제2 운전 상태에 있어서, 상기 압력 검출 스텝에서 검출한 압력이, 상기 제1 임곗값과는 다른 임곗값인 제2 임곗값 이상인 경우에, 상기 케이스 내에, 제2 소화제 분출부로부터 소화제를 분출하는 제2 소화제 분출 스텝을 구비하고,
   상기 고체 연료의 종류에 따라, 상기 제1 소화제 분출부 및/또는, 상기 제2 소화제 분출부로부터 상기 소화제를 분사시키지 않도록 하는 분쇄기의 운전 방법.
8. 외각을 구성하는 케이스 내에 공급된 고체 연료를 분쇄하는 분쇄기의 운전 방법으로서,
   상기 케이스 내의 압력을 검출하는 압력 검출 스텝과,
   상기 분쇄기가 제1 운전 상태에 있어서, 상기 압력 검출 스텝에서 검출한 압력이, 소정의 제1 임곗값 이상인 경우에, 상기 케이스 내에, 제1 소화제 분출부로부터 소화제를 분출하는 제1 소화제 분출 스텝과,
   상기 분쇄기가 상기 제1 운전 상태와는 다른 운전 상태인 제2 운전 상태에 있어서, 상기 압력 검출 스텝에서 검출한 압력이, 상기 제1 임곗값과는 다른 임곗값인 제2 임곗값 이상인 경우에, 상기 케이스 내에, 제2 소화제 분출부로부터 소화제를 분출하는 제2 소화제 분출 스텝을 구비하고,
   상기 분쇄기는 상기 케이스 내에 공급되는 반송 가스가 유통되는 반송 가스 공급관을 구비하고,
   상기 반송 가스 공급관의 일부는, 상기 반송 가스 공급관의 내부가 소정의 압력 이상이 됨으로써 개구되는 분쇄기의 운전 방법.

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