KR102490917B1 - 고체 연료 분쇄 장치와 이것을 구비한 발전 플랜트 및 고체 연료 분쇄의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

고체 연료의 분쇄 입자가 퇴적되는 것을 억제할 수 있는 고체 연료 분쇄 장치를 제공한다. 회전 테이블(12)과, 회전 테이블(12)과의 사이에서 바이오매스 연료를 분쇄하는 롤러와, 롤러를 지지하는 지지 암과, 지지 암의 외주 측에 마련된 롤러 커버(52)와, 지지 암과 롤러 커버의 사이의 공간에 시일 에어를 공급하는 노즐(54)을 구비하고 있다. 노즐(54)은, 복수의 분출구를 갖는다. 노즐(54)은, 롤러 커버(52)의 일 측벽부(52a)로부터 일 측벽부(52a)에 대향하는 타 측벽부(52b)에 걸쳐서 장착되어 있다.

Description

고체 연료 분쇄 장치와 이것을 구비한 발전 플랜트 및 고체 연료 분쇄의 제어 방법

본 개시는, 고체 연료 분쇄 장치와 이것을 구비한 발전 플랜트 및 고체 연료 분쇄의 제어 방법에 관한 것이다.

종래, 석탄 연료나 바이오매스 연료 등의 고체 연료는, 밀(분쇄기)로 소정 입경보다 작은 미분(微粉)상으로 분쇄하여, 연소 장치에 공급된다. 밀은, 회전 테이블에 투입된 석탄 연료나 바이오매스 연료 등의 고체 연료를, 회전 테이블과 롤러의 사이에서 잘게 부숨으로써 분쇄하고, 회전 테이블의 외주(外周)로부터 공급되는 반송 가스에 의하여, 분쇄되어 미분상으로 된 연료를 분급기로 입경 사이즈가 작은 것을 선별하며, 보일러로 반송하여 연소 장치에서 연소시키고 있다. 화력 발전 플랜트에서는, 보일러에서 연소하여 생성된 연소 가스와의 열교환에 의하여 증기를 발생시키고, 이 증기에 의하여 터빈을 구동함으로써 발전이 행해진다.

밀로 분쇄된 미분상의 입자는, 밀 상부에 설치된 회전 분급기에 의하여 미립과 조립(粗粒)으로 분급된다. 미립은 회전 분급기의 블레이드 사이를 통과하여 후 공정으로 보내지고, 조립은 회전 분급기의 블레이드에 충돌하여 회전 테이블에 낙하하여, 재차 분쇄된다.

밀의 운전 중, 밀 내에 고체 연료의 분쇄 입자가 두껍게 퇴적되면, 고체 연료의 분쇄 입자의 자연 산화 승온 등에 의하여, 밀 착화의 원인이 되는 경우가 있기 때문에, 밀 내의 퇴적을 방지할 필요가 있다. 특허문헌 1에는, 분쇄 테이블의 하방의 공기 공급 덕트에 퇴적된 분쇄 입자를, 노즐로부터 어시스트 가스를 분사하여 날려 버리는 것이 개시되고 있다.

석탄 연료를 분쇄하는 경우는, 석탄의 분쇄 입자인 미분탄의 안식각(40~45° 정도) 이상의 경사를 밀 내부에 마련하고, 미분탄이 자체 중량에 의하여 미끄러져 떨어지는 구조로 하고 있었다.

일본 공개특허공보 2018-51524호

최근에는, 종래의 석탄 연료용 밀을 이용하여 바이오매스 연료를 분쇄하는 요구가 높아지고 있다. 그러나, 바이오매스 연료의 분쇄 입자는 석탄 연료의 분쇄 입자(미분탄)와 비교하여, 안식각이 예를 들면 10%~20% 커지고, 미분탄용으로서는 충분한 경사각이 있어도 바이오매스 연료의 분쇄 입자는 경사 부분으로부터 미끄러져 떨어지기 어려운 경우가 있다. 또, 바이오매스 연료의 분쇄 입자는, 석탄 연료의 분쇄 입자(미분탄)에 비하여 분쇄한 입자경이 크기 때문에, 반송용의 1차 공기의 흐름에 정체가 발생하는 영역에서 침강하기 쉬워, 퇴적이 발생하기 쉽다. 또, 협애부(狹隘部)에서는 브리지를 일으켜, 퇴적의 기점이 발생하기 쉽다. 특히, 롤러를 지지하는 지지 암과 롤러 커버의 사이의 간극은 좁아, 바이오매스 연료의 분쇄 입자가 퇴적되기 쉬운 상태가 되는 경우가 있다.

본 개시는, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 고체 연료의 분쇄 입자가 퇴적되는 것을 억제할 수 있는 고체 연료 분쇄 장치와 이것을 구비한 발전 플랜트 및 고체 연료 분쇄의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 개시의 일 양태에 관한 고체 연료 분쇄 장치는, 회전 테이블과, 상기 회전 테이블과의 사이에서 고체 연료를 분쇄하는 분쇄 롤러와, 상기 분쇄 롤러를 지지하는 지지 암과, 상기 지지 암의 외주 측에 마련된 롤러 커버와, 상기 지지 암과 상기 롤러 커버의 사이의 공간에 가스를 공급하는 가스 공급부를 구비하고 있다.

회전 테이블과 분쇄 롤러의 사이에서 고체 연료를 분쇄함으로써, 고체 연료의 분쇄 입자가 고체 연료 분쇄 장치의 내부에 확산되고, 분쇄 입자의 안식각 이상의 경사를 갖고 있지 않은 부위에 분쇄 입자가 퇴적되기 쉬워진다. 특히, 지지 암과 롤러 커버의 사이에는 안식각 이상의 경사가 마련되어 있지 않은 부위가 존재하는 경우가 있거나, 혹은 지지 암과 롤러 커버의 사이가 좁아 분쇄 입자가 브리지를 형성하여 퇴적의 기점이 될 우려가 있다.

이것에 대하여, 가스 공급부에 의하여, 지지 암과 롤러 커버의 사이의 공간에 가스를 공급하는 것으로 했다. 이로써, 지지 암과 롤러 커버의 사이의 고체 연료의 분쇄 입자의 농도가 다른 부위(예를 들면 회전 테이블 상부의 영역)보다 커지는 부분이나, 가스 흐름에 정체가 발생하는 영역이 있어, 고체 연료의 분쇄 입자의 퇴적되기 쉬운 분위기가 되는 것을 억제할 수 있다. 또, 공급한 가스가 퇴적되기 시작한 고체 연료의 분쇄 입자의 일부를 날려 버림으로써, 고체 연료의 분쇄 입자의 퇴적이 진행되는 것을 억제할 수 있다.

가스 공급부로부터 공급되는 가스로서는, 예를 들면 공기가 이용된다.

가스 공급부로부터 공급되는 가스의 공급 압력은, 예를 들면 2kPa 이상 10kPa(게이지압) 이하가 된다. 이 공급 유량은, 고체 연료 분쇄 장치의 퍼지 에어(반송용 1차 공기)의 유량의 0.1% 이하로 되어 있기 때문에, 항상 가스 공급이 가능하고, 보기(補機) 동력을 새롭게 증가시키는 레벨은 아니다.

고체 연료로서는, 예를 들면 석탄 연료뿐만 아니라 바이오매스 연료도 이용할 수 있다. 바이오매스 연료는, 석탄 연료에 비하여 퇴적되기 쉽기 때문에 특히 적합하다.

본 개시의 일 양태에 관한 고체 연료 분쇄 장치에서는, 상기 가스 공급부는, 분출구를 구비하는 노즐로 되어 있다.

노즐에 형성된 분출구로부터 가스를 소정 범위로 분산하여 분출함으로써, 지지 암과 롤러 커버의 사이의 공간에 가스 흐름을 형성하여, 정체 영역을 제거할 수 있다. 이로써, 고체 연료의 분쇄 입자의 침강하기 쉬운 분위기가 되는 것을 억제할 수 있다. 또, 분출구로부터 분출된 가스 흐름에 의하여, 퇴적된 분쇄 입자의 일부를 날려 버림으로써 고체 연료의 분쇄 입자의 퇴적이 진행되는 것을 억제할 수도 있다.

본 개시의 일 양태에 관한 고체 연료 분쇄 장치에서는, 상기 노즐은, 상기 롤러 커버의 일 측벽부로부터 상기 일 측벽부에 대향하는 타 측벽부를 관통하여 장착되어 있다.

노즐은, 롤러 커버의 일 측벽부로부터 타 측벽부에 관통하여 장착되고, 양단 지지로 되어 있다. 이로써, 노즐을 삽입하여 장착하는 것이 용이해짐과 함께, 노즐을 양 단부 부근에서 안정적으로 지지할 수 있어, 진동에 의한 노즐의 손상 등을 방지할 수 있다.

본 개시의 일 양태에 관한 고체 연료 분쇄 장치에서는, 상기 분출구는, 상기 노즐의 길이 방향에 소정 간격을 두고 복수 마련되고, 상기 일 측벽부 및/또는 상기 타 측벽부의 근방에 마련된 상기 분출구는, 다른 분출구보다 개구 면적이 크다.

분출구를 노즐의 길이 방향에 소정 간격을 두고 복수 마련함으로써, 지지 암과 롤러 커버의 사이의 공간에 보다 넓게 가스 흐름을 형성하여 고체 연료의 분쇄 입자의 퇴적을 억제한다. 또한, 소정 간격과 분출구의 개구 면적은 지지 암과 롤러 커버의 사이의 공간에 널리 확산되도록 선정되어, 분출구의 개구 면적의 총합은 노즐의 단면적 이하로 하고 있다. 또, 롤러 커버의 벽부의 근방에 마련된 분출구의 개구 면적을, 다른 분출구보다 크게 했다. 이로써, 벽부 근방에 넓은 범위에 걸쳐서 흐름을 형성할 수 있어, 벽부에 부착·퇴적되는 분쇄 입자를 저감시킬 수 있다. 예를 들면, 벽부 근방의 분출구는, 벽부를 따르는 방향(예를 들면 노즐의 길이 방향에 직교하는 방향)으로 확대된 개구 형상으로 되어 있다.

본 개시의 일 양태에 관한 고체 연료 분쇄 장치에서는, 상기 노즐은, 상기 롤러 커버에 대하여 착탈 가능하게 되어 있다.

노즐을 롤러 커버에 대하여 착탈 가능하게 함으로써, 바이오매스 연료를 이용할 때는 노즐을 장착하고, 석탄 연료를 이용할 때는 분리할 수 있다. 이로써, 석탄 연료를 이용할 때에 노즐이 마모되어 소모하는 것을 방지할 수 있다.

노즐을 분리했을 때에는, 롤러 커버에 형성된 장착 구멍을 덮는 덮개부를 장착하는 것이 바람직하다.

본 개시의 일 양태에 관한 고체 연료 분쇄 장치에서는, 상기 롤러 커버의 근방에, 상기 롤러 커버로부터 분리한 상기 노즐을 보관하는 보관부가 마련되어 있다.

롤러 커버로부터 분리한 노즐을 보관하는 보관부를 롤러 커버의 근방에 마련함으로써, 노즐의 착탈 작업이 용이해져, 분실을 방지할 수 있다.

본 발명의 일 양태에 관한 고체 연료 분쇄 장치에서는, 상기 노즐은, 상기 분출구로부터 분출되는 가스의 분출 방향을 나타낸 표시부를 구비하고 있다.

노즐을 설치했을 때에 고체 연료 분쇄 장치의 외부로부터 확인 가능한 위치에 분출 방향을 나타낸 표시를 마련함으로써, 노즐을 롤러 커버에 장착할 때에 분출구의 방향을 육안으로 확인하지 않고도, 올바른 방향으로 노즐을 향하게 할 수 있다. 이로써 오작업을 방지하여, 작업이 용이해진다.

본 개시의 일 양태에 관한 고체 연료 분쇄 장치에서는, 상기 노즐은, 복수의 상기 롤러 커버에 대하여 각각 마련되어 있다.

복수의 롤러 커버의 각각에 노즐을 마련하는 것으로 했기 때문에, 각각의 롤러 커버와 지지 암의 사이의 공간에 분쇄 입자가 퇴적되는 것을 방지할 수 있다.

본 개시의 일 양태에 관한 고체 연료 분쇄 장치에서는, 각각의 상기 노즐은, 대응하는 상기 롤러 커버에 대하여, 동일한 방향으로부터 삽입된다.

각각의 노즐을, 롤러 커버에 대하여 동일한 방향으로부터 삽입하도록 함으로써, 노즐 형상을 공통화하여, 어느 롤러 커버에 대해서도 장착할 수 있어 비용의 삭감이나 작업의 효율화가 가능해진다.

본 개시의 일 양태에 관한 고체 연료 분쇄 장치에서는, 각각의 상기 노즐은, 유량 조정 밸브를 구비하고 있다.

각각의 노즐에 유량 조정 밸브를 마련함으로써, 각 노즐로부터 분출되는 가스 유량을 균일화할 수 있다.

본 개시의 일 양태에 관한 고체 연료 분쇄 장치에서는, 상기 유량 조정 밸브를 제어하는 제어부와, 상기 롤러 커버와 상기 지지 암의 사이의 영역의 온도를 계측하는 온도 계측부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 온도 계측부의 온도가 소정 값을 초과한 경우에, 상기 유량 조정 밸브의 개도(開度)를 증대시킨다.

롤러 커버와 지지 암의 사이의 영역의 온도가 상승한 경우에는, 분쇄 입자가 퇴적된 가능성이나, 퇴적된 분쇄 입자가 산화 승온하고 있을 가능성이 있다. 그래서, 온도 계측부의 온도가 소정 값을 초과한 경우에는 유량 조정 밸브의 개도를 증대시켜 많은 가스를 공급하고, 고체 연료의 분쇄 입자의 퇴적을 보다 억제하는 것으로 했다. 온도 계측부의 온도가 소정 값을 하회한 경우에는, 유량 조정 밸브의 개도를, 개도 증대 전의 초깃값으로 되돌리는 것으로 해도 된다.

본 개시의 일 양태에 관한 고체 연료 분쇄 장치에서는, 상기 유량 조정 밸브를 제어하는 제어부와, 내부에 반송용 1차 가스를 공급하는 1차 가스 공급부와, 분쇄 후의 고체 연료가 배출되는 분쇄 후 연료 배출부와, 상기 1차 가스 공급부와 상기 분쇄 후 연료 배출부의 차압을 얻는 차압 취득부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 차압 취득부에서 얻어진 차압이 소정 값 이상인 경우에, 상기 유량 조정 밸브의 개도를 증대시킨다.

1차 가스 공급부와 분쇄 후 연료 배출부의 차압이 소정 값을 초과하면, 내부에서 정체 영역의 형성이 증가되고 있다고 추정할 수 있다. 그래서, 차압 취득부의 차압이 소정 값을 상회한 경우에는 유량 조정 밸브의 개도를 증대시켜 많은 가스를 공급하고, 고체 연료의 분쇄 입자의 퇴적을 보다 억제하는 것으로 했다. 차압 취득부의 차압이 소정 값을 하회한 경우에는, 유량 조정 밸브의 개도를, 개도 증대 전의 초깃값으로 되돌리는 것으로 해도 된다.

본 개시의 일 양태에 관한 고체 연료 분쇄 장치에서는, 각 상기 노즐은, 플렉시블 배관을 통하여, 공통의 공급 배관에 접속되어 있다.

플렉시블 배관을 이용하여 공통의 공급 배관에 접속하는 것으로 했기 때문에, 각각의 노즐의 설치 위치나 장착 방향에 대하여, 용이하게 배관을 돌려 배관을 접속할 수 있다. 또, 플렉시블 배관으로 되어 있기 때문에, 밀의 진동을 흡수하여 노즐의 손상을 억제할 수 있다.

본 개시의 일 양태에 관한 고체 연료 분쇄 장치에서는, 상기 공급 배관에는, 밸브가 마련되어 있다.

각 노즐에 공통의 공급 배관에 밸브를 마련함으로써, 노즐을 사용하지 않을 때에 밸브를 완전 폐쇄로 하는 것만으로, 가스 공급을 차단하고, 각 노즐을 각 롤러 커버로부터 분리하는 작업을 효율화할 수 있다.

본 개시의 일 양태에 관한 발전 플랜트는, 상기 중 어느 하나에 기재된 고체 연료 분쇄 장치와, 상기 고체 연료 분쇄 장치에서 분쇄된 고체 연료를 연소하여 증기를 생성하는 보일러와, 상기 보일러에 의하여 생성된 증기를 이용하여 발전하는 발전부를 구비하고 있다.

본 개시의 일 양태에 관한 고체 연료 분쇄 장치의 제어 방법은, 회전 테이블과, 상기 회전 테이블과의 사이에서 고체 연료를 분쇄하는 분쇄 롤러와, 상기 분쇄 롤러를 지지하는 지지 암과, 상기 지지 암의 외주 측에 마련된 롤러 커버를 구비한 고체 연료 분쇄 장치의 제어 방법으로서, 상기 지지 암과 상기 롤러 커버의 사이의 공간에 가스를 공급한다.

본 개시의 일 양태에 관한 고체 연료 분쇄 장치의 제어 방법에서는, 상기 롤러 커버와 상기 지지 암의 사이의 공간 영역에 있어서의 분쇄 입자의 농도를, 회전 테이블 상부의 영역보다 작게 한다.

가스 공급부에 의하여, 지지 암과 롤러 커버의 사이의 공간에 가스를 공급하는 것으로 했기 때문에, 고체 연료의 분쇄 입자의 퇴적을 억제할 수 있다.

도 1은 본 개시의 일 실시형태에 관한 발전 플랜트를 나타낸 개략 구성도이다.
도 2는 도 1의 밀의 평면도이다.
도 3은 노즐을 롤러 커버에 고정하는 구조를 나타낸 사시도이다.
도 4는 노즐에 형성된 각 분출구를 나타낸 측면도이다.
도 5a는 노즐에 형성된 벽부 측 분출구를 나타낸 횡단면도이다.
도 5b는 노즐에 형성된 중앙 측 분출구를 나타낸 횡단면도이다.
도 6은 노즐에 형성된 벽부 측 분출구 및 중앙 측 분출구를 나타낸 사시도이다.
도 7은 노즐의 보관부를 나타낸 사시도이다.
도 8은 롤러 커버 내의 온도에 대한 시일 에어의 분출량을 나타낸 그래프이다.
도 9는 밀 차압에 대한 시일 에어의 분출량을 나타낸 그래프이다.

이하, 본 개시의 일 실시형태에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관한 발전 플랜트(1)는, 고체 연료 분쇄 장치(100)와, 증기를 생성하는 보일러(200)와, 보일러(200)에서 생성된 증기를 이용하여 발전하는 발전부(도시하지 않음)를 구비하고 있다.

고체 연료 분쇄 장치(100)는, 일례로서 석탄 연료나 바이오매스 연료 등의 고체 연료를 분쇄하고, 미분 연료를 생성하여 보일러(200)의 버너부(연소 장치)(220)에 공급하는 장치이다. 발전 플랜트(1)는, 1대의 고체 연료 분쇄 장치(100)를 구비하는 것이지만, 1대의 보일러(200)의 복수의 버너부(220)의 각각에 대응하여 복수 대의 고체 연료 분쇄 장치(100)를 구비하는 시스템으로 해도 된다.

고체 연료 분쇄 장치(100)는, 밀(분쇄부)(10)과, 급탄기(연료 공급기)(20)와, 송풍부(30)와, 상태 검출부(40)와, 제어부(판정부)(50)를 구비하고 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 상방은 연직 상측의 방향을, 상부나 상면 등의 "상"은 연직 상측의 부분을 나타내고 있다. 또 동일하게 "하"는 연직 하측의 부분을 나타내고 있다.

보일러(200)에 공급하는 석탄 연료나 바이오매스 연료 등의 고체 연료를 미분상의 고체 연료인 미분 연료로 분쇄하는 밀(10)은, 석탄 연료뿐만 아니라 바이오매스 연료도 분쇄하는 형식으로 되어 있다.

바이오매스 연료란, 재생 가능한 생물 유래의 유기성 자원이며, 예를 들면 간벌재(間伐材), 폐재목(廢材木), 유목, 초류(草類), 폐기물, 오니(汚泥), 타이어 및 이들을 원료로 한 리사이클 연료(펠릿이나 칩) 등이고, 여기에 제시한 것에 한정되는 경우는 없다. 바이오매스 연료는, 바이오매스의 성육 과정에 있어서 이산화 탄소를 도입하는 점에서, 지구 온난화 가스가 되는 이산화 탄소를 배출하지 않는 카본 뉴트럴이 되기 때문에, 그 이용이 다양하게 검토되고 있다.

밀(10)은, 하우징(11)과, 회전 테이블(12)과, 롤러(분쇄 롤러)(13)와, 구동부(14)와, 분급기(16)와, 연료 공급부(17)와, 분급기(16)를 회전 구동시키는 모터(18)를 구비하고 있다.

하우징(11)은, 연직 방향으로 뻗는 통상으로 형성됨과 함께, 회전 테이블(12)과 롤러(13)와 분급기(16)와, 연료 공급부(17)를 수용하는 케이스이다.

하우징(11)의 천장부(42)의 중앙부에는, 연료 공급부(17)가 장착되어 있다. 이 연료 공급부(17)는, 벙커(21)로부터 유도된 고체 연료를 하우징(11) 내에 공급하는 것이며, 하우징(11)의 중심 위치에 상하 방향을 따라 배치되고, 하단부가 하우징(11) 내부까지 뻗어 형성되어 있다.

하우징(11)의 바닥면부(41) 부근에는 구동부(14)가 설치되고, 이 구동부(14)로부터 전달되는 구동력에 의하여 회전하는 회전 테이블(12)이 회전 가능하게 배치되어 있다.

회전 테이블(12)은, 평면시(平面視) 원형의 부재이며, 연료 공급부(17)의 하단부가 대향하도록 배치되어 있다. 회전 테이블(12)의 상면은, 예를 들면 중심부가 낮고, 외측을 향하여 높아지는 것 같은 경사 형상을 이루고, 외주부가 상방으로 절곡한 형상을 이루고 있어도 된다. 연료 공급부(17)는, 고체 연료(본 실시형태에서는 예를 들면 석탄 연료나 바이오매스 연료)를 상방으로부터 하방의 회전 테이블(12)을 향하여 공급하고, 회전 테이블(12)은 공급된 고체 연료를 롤러(13)와의 사이에서 분쇄하는 것이며, 분쇄 테이블이라고도 불린다.

고체 연료가 연료 공급부(17)로부터 회전 테이블(12)의 중앙을 향하여 투입되면, 회전 테이블(12)의 회전에 의한 원심력에 의하여 고체 연료는 회전 테이블(12)의 외주 측으로 유도되어, 롤러(13)와의 사이에 끼워 넣어져 분쇄된다. 분쇄된 고체 연료는 미분 연료가 되어, 1차 가스 공급부(이하 "1차 공기 유로"라고 함)(100a)로부터 유도된 반송용 가스(이하 "1차 공기"라고 함)에 의하여 상방으로 권상되고, 분급기(16)로 유도된다. 즉, 회전 테이블(12)의 외주 측의 복수 개소에는, 1차 공기 유로(100a)로부터 유입되는 1차 공기를 하우징(11) 내의 회전 테이블(12)의 상방의 공간에 유출시키는 분출구(도시 생략)가 마련되어 있다. 분출구의 상방에는 베인(도시 생략)이 설치되어 있고, 분출구로부터 분출한 1차 공기에 선회력을 부여한다. 베인에 의하여 선회력이 부여된 1차 공기는, 선회하는 속도 성분을 갖는 기류로 되어, 회전 테이블(12) 상에서 분쇄된 고체 연료를 하우징(11) 내의 상방의 분급기(16)로 유도한다. 또한, 1차 공기에 혼합한 고체 연료의 분쇄물 중, 소정 입경보다 큰 것은 분급기(16)에 의하여 분급되거나, 또는 분급기(16)까지 도달하지 않고, 낙하하여 회전 테이블(12)에 되돌려져, 재차 분쇄된다.

롤러(분쇄 롤러)(13)는, 연료 공급부(17)로부터 회전 테이블(12)에 공급된 고체 연료를 분쇄하는 회전체이다. 롤러(13)는, 회전 테이블(12)의 상면에 압압되어 회전 테이블(12)과 협동하여 고체 연료를 분쇄한다.

도 1에서는, 롤러(13)가 대표로 1개만 나타나 있지만, 회전 테이블(12)의 상면을 압압하도록, 둘레 방향으로 일정한 간격을 두고, 복수의 롤러(13)가 대향하여 배치된다. 예를 들면, 외주부 상에 120°의 각도 간격을 두고, 3개의 롤러(13)가 둘레 방향으로 균등한 간격으로 배치된다. 이 경우, 3개의 롤러(13)가 회전 테이블(12)의 상면과 접하는 부분(압압하는 부분)은, 회전 테이블(12)의 회전 중심축으로부터의 거리가 등거리가 된다.

롤러(13)는, 저널 헤드(45)에 의하여, 상하로 요동(搖動) 가능하게 되어 있고, 회전 테이블(12)의 상면에 대하여 접근 이간 가능하게 지지되어 있다. 롤러(13)는, 외주면이 회전 테이블(12)의 상면에 접촉한 상태로, 회전 테이블(12)이 회전하면, 회전 테이블(12)로부터 회전력을 받아 동반 회전하도록 되어 있다. 연료 공급부(17)로부터 고체 연료가 공급되면, 롤러(13)와 회전 테이블(12)의 사이에서 고체 연료가 압압되어 분쇄되고, 미분 연료가 된다.

저널 헤드(45)의 지지 암(47)은, 그 중간부가 수평 방향으로 뻗어 있는 지지축(48)에 의하여 지지되어 있다. 즉, 지지 암(47)은, 하우징(11)의 측면부에 지지축(48)을 중심으로 하여 롤러 상하 방향으로 요동 가능하게 지지되어 있다. 지지 암(47)의 후방 즉 외주 측에는, 롤러 커버(52)가 마련되어 있다. 롤러 커버(52)는, 하우징(11)에 대하여 외주 방향으로 팽출(膨出)하도록 마련되어 있다.

지지 암(47)의 연직 상측에 있는 상단부에는, 압압 장치(49)가 마련되어 있다. 압압 장치(49)는, 하우징(11)에 고정되어, 롤러(13)를 회전 테이블(12)에 누르도록, 지지 암(47) 등을 통하여 롤러(13)에 하중을 부여한다.

구동부(14)는, 회전 테이블(12)에 구동력을 전달하여, 회전 테이블(12)을 중심축선 둘레로 회전시키는 장치이다. 구동부(14)는, 회전 테이블(12)을 회전시키는 구동력을 발생한다.

분급기(16)는, 하우징(11)의 상부에 마련되어, 중공상의 대략 역원뿔 형상의 외형을 갖고 있다. 분급기(16)는, 그 외주 위치에 상하 방향으로 뻗어 있는 복수의 블레이드(16a)를 구비하고 있다. 각 블레이드(16a)는, 분급기(16)의 중심축선 둘레로 소정의 간격(균등 간격)을 두고 병렬로 마련되어 있다. 분급기(16)는, 롤러(13)에 의하여 분쇄된 고체 연료를 소정 입경(예를 들면, 석탄에서는 70~100μm, 바이오매스 연료에서는 0.6~1.0mm)보다 큰 것(이하, 소정 입경을 초과하는 분쇄된 고체 연료를 "조분(粗粉) 연료"라고 함)과 소정 입경 이하의 것(이하, 소정 입경 이하로 분쇄된 고체 연료를 "미분 연료"라고 함)에 분급하는 장치이다. 분급기(16) 중, 전체가 회전함으로써 분급하는 분급기(16)는, 로터리 세퍼레이터라고도 칭해지고 있다. 분급기(16)에 대해서는, 모터(18)에 의하여 회전 구동력이 부여된다.

분급기(16)에 도달한 고체 연료의 분쇄 후 연료는, 블레이드(16a)의 회전에 의하여 발생하는 원심력과, 1차 공기의 기류에 의한 구심력의 상대적인 밸런스에 의하여, 큰 직경의 조분 연료는, 블레이드(16a)에 의하여 부딪혀 떨어져 회전 테이블(12)로 되돌려져 재차 분쇄되고, 미분 연료는 하우징(11)의 천장부(42)에 있는 출구(19)로 유도된다.

분급기(16)에 의하여 분급된 미분 연료는, 출구(19)로부터 공급 유로(분쇄 후 연료 배출부)(100b)로 배출되어, 1차 공기와 함께 반송된다. 공급 유로(100b)로 유출된 미분 연료는, 보일러(200)의 버너부(220)에 공급된다.

연료 공급부(17)는, 하우징(11)의 상단을 관통하도록 상하 방향을 따라 하단부가 하우징(11) 내부까지 뻗어 형성되어 장착되어 있다. 연료 공급부(17)의 상부로부터 투입된 고체 연료는, 회전 테이블(12)의 대략 중앙 영역에 공급된다. 연료 공급부(17)에는, 급탄기(20)로부터 고체 연료가 공급된다.

급탄기(20)는, 벙커(21)와, 반송부(22)와, 모터(23)를 구비한다. 반송부(22)는, 모터(23)로부터 부여되는 구동력에 의하여 벙커(21)의 바로 아래에 있는 다운스파우트부(24)의 하단부로부터 배출되는 고체 연료를 반송한다. 반송부(22)에 의하여 반송된 고체 연료는, 밀(10)의 연료 공급부(17)로 유도된다.

통상, 밀(10)의 내부에는, 분쇄한 고체 연료인 미분 연료를 반송하기 위한 1차 공기가 공급되어, 압력이 대기압보다 높아지고 있다. 벙커(21)의 바로 아래에 있는 상하 방향으로 뻗어 있는 관인 다운스파우트부(24)에는 내부에 연료가 적층 상태로 유지되어 있고, 다운스파우트부(24) 내에 적층된 연료층에 의하여, 밀(10) 측의 1차 공기와 분쇄 후 연료가 역유입하지 않는 것 같은 시일성을 확보하고 있다. 밀(10)에 공급하는 고체 연료의 공급량은, 모터(23)에 의하여 반송부(22)의 벨트 컨베이어의 벨트 속도를 조정함으로써 행해져도 된다.

분쇄 전의 바이오매스 연료의 칩이나 펠릿은, 석탄 연료(즉 분쇄 전의 석탄의 입경은, 예를 들면 입경이 2~50mm 정도)에 비하여, 입경이 일정하며(펠릿의 사이즈는, 예를 들면 직경 6~8mm 정도, 길이는 40mm 이하 정도), 또한 경량이다. 이 때문에, 바이오매스 연료가 다운스파우트부(24) 내에 저류되어 있는 경우는, 석탄 연료의 경우에 비하여, 각 바이오매스 연료 간에 형성되는 간극이 커진다. 이와 같이, 다운스파우트부(24) 내의 바이오매스 연료의 칩이나 펠릿의 사이에는 간극이 있는 점에서, 밀(10) 내부로부터 분출하는 1차 공기와 분쇄 후 연료가 각 바이오매스 연료 간에 형성되는 간극을 통과하여, 밀(10) 내부의 압력이 저하될 가능성이 있다. 또, 1차 공기가 벙커(21)의 저류부로 빠져나가면, 바이오매스 연료의 반송성의 악화나 분진 발생, 다운스파우트부(24)의 발화나, 밀(10) 내부의 압력이 저하되면, 미분 연료의 반송량이 저하되는 등, 밀(10)의 운전에 다양한 문제가 발생할 가능성이 있다. 이 때문에, 급탄기(20)로부터 연료 공급부(17)의 도중에 로터리 밸브(도시 생략)를 마련하여, 1차 공기와 분쇄 후 연료의 분출에 의한 역유입을 억제하도록 해도 된다.

송풍부(30)는, 롤러(13)에 의하여 분쇄된 고체 연료를 건조시킴과 함께 분급기(16)에 공급하기 위한 1차 공기를 하우징(11)의 내부로 송풍하는 장치이다. 송풍부(30)는, 하우징(11)으로 송풍되는 1차 공기를 적절한 온도로 조정하기 위하여, 열가스 송풍기(30a)와, 냉가스 송풍기(30b)와, 열가스 댐퍼(30c)와, 냉가스 댐퍼(30d)를 구비하고 있다.

열가스 송풍기(30a)는, 공기 예열기 등의 열교환기(가열기)로부터 공급되는 가열된 1차 공기를 송풍하는 송풍기이다. 열가스 송풍기(30a)의 하류 측에는 열가스 댐퍼(30c)(제1 송풍부)가 마련되어 있다. 열가스 댐퍼(30c)의 개도는 제어부(50)에 의하여 제어된다. 열가스 댐퍼(30c)의 개도에 의하여 열가스 송풍기(30a)가 송풍하는 1차 공기의 유량이 결정된다.

냉가스 송풍기(30b)는, 상온의 외기(外氣)인 1차 공기를 송풍하는 송풍기이다. 냉가스 송풍기(30b)의 하류 측에는 냉가스 댐퍼(제2 송풍부)(30d)가 마련되어 있다. 냉가스 댐퍼(30d)의 개도는 제어부(50)에 의하여 제어된다. 냉가스 댐퍼(30d)의 개도에 의하여 냉가스 송풍기(30b)가 송풍하는 1차 공기의 유량이 결정된다.

1차 공기의 유량은, 열가스 송풍기(30a)가 송풍하는 1차 공기의 유량과 냉가스 송풍기(30b)가 송풍하는 1차 공기의 유량의 합계의 유량이 되고, 1차 공기의 온도는, 열가스 송풍기(30a)가 송풍하는 1차 공기와 냉가스 송풍기(30b)가 송풍하는 1차 공기의 혼합 비율로 정해져, 제어부(50)에 의하여 제어된다.

또한, 열가스 송풍기(30a)가 송풍하는 1차 공기에, 가스 재순환 통풍기를 통하여 전기 집진기 등 환경 장치를 통과한 보일러(200)로부터 배출된 연소 가스의 일부를 유도하여, 혼합기로 함으로써, 1차 공기 유로(100a)로부터 유입되는 1차 공기의 산소 농도를 조정해도 된다.

본 실시형태에서는, 하우징(11)의 상태 검출부(40)에 의하여, 계측 또는 검출한 데이터를 제어부(50)에 송신한다. 본 실시형태의 상태 검출부(40)는, 예를 들면 차압계측 수단이며, 1차 공기 유로(100a)로부터 밀(10) 내부로 1차 공기가 유입되는 부분 및 밀(10) 내부로부터 공급 유로(100b)로 1차 공기 및 미분 연료가 배출하는 출구(19)와의 차압을 밀(10) 내의 차압(밀 차압)으로서 계측한다. 분급기(16)의 분급 성능에 의하여, 밀(10) 내부를 순환하는 고체 연료의 미분 연료의 순환량의 증감과 이것에 대한 밀(10) 내의 차압의 상승 저감이 변화한다. 즉, 밀(10)의 내부에 공급하는 고체 연료에 대하여, 출구(19)로부터 배출시키는 미분 연료를 조정하여 관리할 수 있기 때문에, 미분 연료의 입도가 버너부(220)의 연소성에 영향을 주지 않는 범위에서, 많은 미분 연료를 보일러(200)에 마련된 버너부(220)에 공급할 수 있다.

본 실시형태의 상태 검출부(40)는, 예를 들면 온도 센서이며, 롤러(13)에 의하여 분쇄된 고체 연료를 분급기(16)에 공급하기 위한 1차 공기를, 하우징(11)의 내부에 송풍하는 송풍부(30)에 의하여 온도 조정되는 1차 공기의 하우징(11)에서의 온도를 검출하여, 상한 온도를 초과하지 않도록 송풍부(30)를 제어한다. 또한, 1차 공기는, 하우징(11) 내에 있어서, 분쇄물을 건조하면서 반송함으로써 냉각되기 때문에, 하우징(11)의 상부 공간의 온도는, 예를 들면 약 60~80℃정도가 된다.

제어부(50)는, 고체 연료 분쇄 장치(100)의 각부를 제어하는 장치이다. 제어부(50)는, 예를 들면 구동부(14)에 구동 지시를 전달함으로써 밀(10)의 운전에 대한 회전 테이블(12)의 회전을 제어할 수 있다. 제어부(50)는, 예를 들면 분급기(16)의 모터(18)에 구동 지시를 전달하여 회전수를 제어함으로써, 분급 성능을 조정하는 것에 의하여, 밀(10) 내의 차압을 적정화하여 미분 연료의 공급을 안정화시킬 수 있다. 제어부(50)는, 예를 들면 급탄기(20)의 모터(23)에 구동 지시를 전달함으로써, 반송부(22)가 고체 연료를 반송하여 연료 공급부(17)에 공급하는 고체 연료의 공급량을 조정할 수 있다. 제어부(50)는, 개도 지시를 송풍부(30)에 전달함으로써, 열가스 댐퍼(30c) 및 냉가스 댐퍼(30d)의 개도를 제어하여 1차 공기의 유량과 온도를 제어할 수 있다. 제어부(50)는, 후술하는 노즐(54)(도 2 참조)에 마련한 유량 조정 밸브(56)(도 2 참조)의 개도를 제어한다.

제어부(50)는, 예를 들면 CPU(Central Processing Unit), RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), 및 컴퓨터 독취 가능한 기억 매체 등으로 구성되어 있다. 각종 기능을 실현하기 위한 일련의 처리는, 일례로서 프로그램의 형식으로 기억 매체 등에 기억되어 있고, 이 프로그램을 CPU가 RAM 등으로 읽어내, 정보의 가공·연산 처리를 실행함으로써, 각종 기능이 실현된다. 또한, 프로그램은, ROM이나 그 외의 기억 매체에 미리 인스톨해 두는 형태나, 컴퓨터 독취 가능한 기억 매체에 기억된 상태로 제공되는 형태, 유선 또는 무선에 의한 통신 수단을 통하여 전달되는 형태 등이 적용되어도 된다. 컴퓨터 독취 가능한 기억 매체란, 자기 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, DVD-ROM, 반도체 메모리 등이다.

다음으로, 고체 연료 분쇄 장치(100)로부터 공급되는 미분 연료를 이용하고 연소를 행하여 증기를 발생시키는 보일러(200)에 대하여 설명한다. 보일러(200)는, 화로(210)와 버너부(220)를 구비하고 있다.

버너부(220)는, 공급 유로(100b)로부터 공급되는 미분 연료를 포함하는 1차 공기와, 열교환기(도시 생략)로부터 공급되는 2차 공기를 이용하여 미분 연료를 연소시켜 화염을 형성하는 장치이다. 미분 연료의 연소는 화로(210) 내에서 행해지고, 고온의 연소 가스는, 증발기, 과열기, 이코노마이저 등의 열교환기(도시 생략)를 통과한 후에 보일러(200)의 외부로 배출된다.

보일러(200)로부터 배출된 연소 가스는, 환경 장치(예를 들면 탈질 장치, 전기 집진기 등: 도시 생략)로 소정의 처리를 행함과 함께, 공기 예열기 등의 열교환기(도시 생략)에서 외기와의 열교환이 행해지며, 유인 통풍기(도시 생략)를 통하여 굴뚝(도시 생략)으로 유도되어 대기로 방출된다. 열교환기에 있어서 연소 가스와의 열교환에 의하여 가열된 외기는, 상술한 열가스 송풍기(30a)로 보내진다.

보일러(200)의 각 열교환기로의 급수는, 이코노마이저(도시 생략)에 있어서 가열된 후에, 증발기(도시 생략) 및 과열기(도시 생략)에 의하여 재차 가열되어 고온 고압의 증기가 생성되고, 증기 터빈(도시 생략)으로 보내져 발전기(도시 생략)를 회전 구동하여 발전이 행해진다.

[롤러 커버의 시일 에어 공급 구조]

다음으로, 밀(10)에 마련한 롤러 커버(52)의 시일 에어(가스) 공급 구조에 대하여 설명한다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 롤러 커버(52)는, 하우징(11)에 대하여 예를 들면 둘레 방향으로 균등하게 3개 마련되어 있다. 각 롤러 커버(52)는, 하우징(11)에 대하여 외주 방향으로 팽출하도록 장착되어 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 각 롤러 커버(52)는, 각 롤러(13)의 각 지지 암(47)에 대응한 위치에 마련되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 각 롤러 커버(52)에는, 열전대 등의 온도 계측부(53)가 마련되어 있고, 각 지지 암(47)과 각 롤러 커버(52)의 사이의 공간 혹은 이 공간에 접하는 구조 부위의 온도를 계측한다. 온도 계측부(53)의 출력은, 제어부(50)로 보내진다.

각 롤러 커버(52)에 대하여, 각각 1개의 노즐(가스 공급부)(54)이 삽입되어 있다. 노즐(54)은, 금속제로 이루어지며, 대략 수평 방향으로 뻗어 있도록 마련되어 있다. 노즐(54)은, 예를 들면 원통 형상으로 이루어지며, 내경은 예를 들면 φ20mm~φ50mm로 되어 있다.

노즐(54)은, 롤러 커버(52)의 일 측벽부(52a)로부터, 일 측벽부(52a)에 대향하는 타 측벽부(52b)에 걸쳐서 관통하도록 마련되어 있다. 즉, 밀(10)의 외주부로부터 작업을 행하여, 노즐(54)의 기단부(54a)가 일 측벽부(52a) 측에 위치하도록 배치하고, 노즐(54)의 선단부(54b)가 타 측벽부(52b) 측에 위치하여 관통하도록 배치하고 있다. 각 노즐(54)은, 각 롤러 커버(52)에 대하여 항상 동일한 방향을 향하여 삽입하여 설치되도록 되어 있다. 즉, 노즐(54)은, 일 측벽부(52a)로부터 타 측벽부(52b)를 향하여 삽입되고, 롤러 커버(52)를 측면시한 경우에 항상 좌측으로부터 우측을 향하여 삽입되도록 되어 있다.

각 노즐(54)의 선단부(54b)는, 유로가 폐쇄된 폐색단으로 되어 있다.

각 노즐(54)의 기단부(54a)에는, 유량 조정 밸브(56)를 통하여, 가요성(可撓性)을 갖는 플렉시블 배관(58)이 접속되어 있다. 각 유량 조정 밸브(56)는, 제어부(50)(도 1 참조)에 의하여 개도가 제어된다. 구체적으로는, 각 유량 조정 밸브(56)의 하류에 마련한 시일 에어용 압력계(57)(도 4 참조)의 출력값을 제어부(50)에서 얻어, 각 시일 에어용 압력계(57)의 압력이 균등해지도록 제어부(50)가 각 유량 조정 밸브(56)의 개도를 조정한다. 이로써, 각 노즐(54)로부터 대략 동일한 유량의 시일 에어(본 실시형태에서는 공기)가 공급되도록 되어 있다. 각 유량 조정 밸브(56)가, 제어부(50)에 의하여 유량 조정을 하지 않는 경우는, 수동 밸브로 해도 된다. 이 경우, 시일 에어용 압력계(57)의 지싯값을 확인하면서, 각 노즐(54)의 시일 에어용 압력계(57)의 지싯값이 동일해지도록, 각 유량 조정 밸브(수동 밸브)(56)의 개도를 수동으로 조정한다.

각 플렉시블 배관(58)은, 하나의 밸브(60)를 통하여, 1개의 공통되는 공급 배관(62)에 접속되어 있다. 공급 배관(62)은, 가요성을 갖는 배관으로 해도 되고, 금속 배관으로 해도 된다. 밸브(60)는 수동 밸브로 하고 있지만, 제어부(50)(도 1 참조)에 의하여 개폐를 제어하여, 비상 시에 자동으로 개방 동작을 할 수 있도록 해도 된다.

공급 배관(62)에는, 도시하지 않은 블로어 등의 공기 공급원으로부터 시일 에어가 공급된다. 시일 에어의 공급 압력은, 예를 들면 2kPa 이상 10kPa(게이지압) 이하의 비교적 낮은 압력이 된다. 이 공급 유량은, 1차 공기 유로(100a)(도 1 참조)로부터 밀(10) 내에 분쇄 입자의 반송용으로 공급되는 1차 공기의 유량의 0.1% 이하로 되어 있다. 시일 에어의 공급량은, 예를 들면 0.05~0.15Nm³/min으로 되어 있다. 이와 같이, 시일 에어의 공급량은 1차 공기에 비하여 충분히 적으므로, 버너부(220)(도 1 참조)에 있어서의 연소 성능에 큰 영향을 미치지 않는 레벨로 되어 있기 때문에, 보기 동력을 새롭게 증가시키는 레벨은 아니다. 또, 운전 중에 있어서도 항상 시일 에어를 공급할 수 있다. 이와 같이 소량의 시일 에어를 흘리는 것만으로도, 분쇄 입자의 농도를 저하시킴으로써 분쇄 입자의 퇴적을 억제할 수 있다.

도 3에는, 노즐(54)을 롤러 커버(52)에 고정할 때의 구조가 나타나 있다. 노즐(54)의 기단부(54a)에는, 노즐 측 플랜지(64)가 고정되어 있다. 노즐 측 플랜지(64)에 대응하도록, 롤러 커버 측 플랜지(65)가 롤러 커버(52)의 일 측벽부(52a)의 밀 외측에 대하여 용접 등에 의하여 고정되어 있다. 각 플랜지(64, 65)를 볼트(66)로 체결함으로써, 노즐(54)의 기단부(54a) 측이 롤러 커버(52)에 대하여 밀 외측으로부터 고정된다. 또한, 롤러 커버 측 플랜지(65)를 생략하고, 볼트(66)에 대응하는 위치에 암 나사 구멍을 일 측벽부(52a)에 형성해도 된다. 이와 같이, 플랜지(64, 65)와 볼트(66)를 이용하여 노즐(54)을 장착하는 구조로 했기 때문에, 노즐(54)을 필요에 따라서 착탈할 수 있도록 되어 있다.

노즐 측 플랜지(64)에는, 화살표(표시부)(68)가 표시되어 있다. 화살표(68)는, 노즐(54)에 형성된 분출구(70)(도 4 참조)로부터 분출되는 시일 에어의 방향을 나타내고 있다. 화살표(68)는, 인쇄나 각인 등에 의하여 노즐 측 플랜지(64)의 표면에 형성되어 있다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 각 노즐(54)에는, 복수의 분출구(70)가 형성되어 있다. 각 분출구(70)는, 노즐(54)의 길이 방향(도 4에 있어서 좌우 방향)에 소정 간격을 두고 마련되어 있다. 분출구(70)로부터 분출된 시일 에어는, 롤러 커버(52)와 지지 암(47)(도 1 참조)의 사이의 협애 영역을 향하여 공급된다.

분출구(70)를 노즐(54)의 길이 방향에 소정 간격을 두고 복수 마련함으로써, 지지 암(47)과 롤러 커버(52)의 사이의 공간에 보다 넓게 가스 흐름을 형성하여 고체 연료의 분쇄 입자의 퇴적을 억제한다. 즉, 소정 간격과 분출구(70)의 개구 면적은 지지 암(47)과 롤러 커버(52)의 사이의 공간에 널리 확산되도록 선정된다. 분출구(70)는, 각 벽부(52a, 52b)에 가장 가까운 2개의 벽부 측 분출구(70a)와, 이들 벽부 측 분출구(70a)의 사이에 마련된 중앙 측 분출구(70b)를 구비하고 있다. 분출구(70)의 합계 개구 면적은, 노즐(54)의 유로 단면적 이하로 되어 있다. 이로써, 각 중앙 측 분출구(70b)로부터 시일 에어를 대략 균등하게 분출시킬 수 있다.

벽부 측 분출구(70a)는, 중앙 측 분출구(70b)보다 개구 면적이 크게 형성된다. 벽부 측 분출구(70a)는, 벽부(52a, 52b)를 따르는 방향(즉 노즐(54)의 길이 방향에 직교하는 방향)으로 확대된 가늘고 긴 개구 형상으로 되어 있다. 예를 들면, 도 5a에 나타내는 바와 같이, 노즐(54)의 둘레 방향에 있어서 약 60°~90° 정도의 넓은 각도 범위에서 개구하도록 되어 있다. 이와 같이 각도 범위를 넓힘으로써, 벽부(52a, 52b)에 부착 혹은 퇴적되는 분쇄 입자를 저감시키도록 되어 있다. 바람직하게는, 벽부 측 분출구(70a)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 벽부(52a, 52b)를 향하여 분출하도록 형성해도 된다.

중앙 측 분출구(70b)는 벽 부측 분출구(70a)보다 개구 면적이 작게 형성된다. 예를 들면, 도 5b에 나타낸 바와 같이, φ4~φ8mm 정도의 둥근 구멍이 형성되어 있다. 중앙 측 분출구(70b)의 분출 방향은 롤러 커버(52)와 지지 암(47)의 사이의 영역으로 되어 있으며, 예를 들면 도 6에 나타내는 바와 같이 하방으로 향해져 있다. 바람직하게는, 중앙 측 분출구(70b)의 분출은 지지 암(47)과 롤러 커버(52) 사이의 공간에 널리 확산됨과 함께, 중앙 측 분출구(70b)의 분출 방향은 바이오매스 연료의 분쇄 입자의 안식각보다 작은 각도를 갖고 있고, 코너 부분 등의 가스 흐름이 체류하기 때문에, 바이오매스 연료의 분쇄 입자가 퇴적되기 쉬운 부분으로 향해진다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 롤러 커버(52)의 타 측벽부(52b)는 노즐용 개구부(52b1)가 형성되어 있다. 노즐용 개구부(52b1)에 노즐(54)의 선단부(54b)가 삽입하여 관통되도록 되어 있다. 밀 외측의 노즐용 개구부(52b1)로부터 롤러 커버(52) 내를 육안으로 볼 수 있기 때문에, 노즐(54)을 삽입할 때의 작업성이 향상된다.

노즐용 개구부(52b1)를 덮도록 덮개부(72)가 타 측벽부(52b)에 대하여 착탈 가능하게 마련되어 있다. 덮개부(72)에 의하여 노즐용 개구부(52b1)를 덮음으로써, 밀(10)의 운전 중에 있어서의 분쇄 입자의 누출을 방지할 수 있다. 또, 덮개부(72)의 밀 내측에는, 노즐(54)의 선단부(54b)의 주위를 지지하는 구조로서, 예를 들면 통상의 단관(短管)을 마련해도 된다.

도 7에는, 비사용 시에 있어서의 노즐(54)의 보관 방법의 일례가 나타나 있다. 노즐(54)은, 바이오매스 연료를 분쇄할 때 이외, 즉 석탄 연료를 분쇄할 때는 시일 에어를 분출하는 운용으로 사용할 필요가 없다. 이와 같은 경우는, 롤러 커버(52)로부터 노즐(54)을 제거하여 롤러 커버(52)의 근방에 보관해도 된다. 구체적으로는, 도 7에 나타나 있는 바와 같이, 롤러 커버(52)의 일 측벽부(52a)의 밀 외측에 고정한 훅(보관부)(74)을 마련하여 재치해도 되고, 일 측벽부(52a)의 근방의 밀(10) 부근에 설치한 보관 상자(보관부)(76)에 삽입하여 재치해도 된다. 또한, 롤러 커버(52)의 타 측벽부(52b) 측에 훅(74)이나 보관 상자(76)를 마련해도 된다.

다음으로, 상술한 롤러 커버(52)의 에어 시일 구조의 사용 방법에 대하여 설명한다.

분쇄하는 고체 연료로서 바이오매스 연료를 사용할 때에는, 각 롤러 커버(52)에 대하여 노즐(54)을 각각 장착한다. 구체적으로는 롤러 커버(52)의 밀 외측으로부터 일 측벽부(52a)로부터 타 측벽부(52b)를 향하여 노즐(54)을 삽입하여 관통시킨다. 이때에, 노즐 측 플랜지(64)에 형성한 화살표(68)(도 3 참조)의 방향을 확인하면서, 노즐(54)의 토출 방향이 하방향이 되어 적정한 방향이 되도록 길이 축선 둘레의 방향의 각도를 조정하면서 노즐(54)을 삽입하고 관통시킨다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 타 측벽부(52b)에 형성된 노즐용 개구부(52b1)로부터 노즐(54)의 위치를 육안으로 확인하면서 노즐(54)을 관통하도록 삽입시킨다. 노즐(54)의 삽입이 완료되면, 밀 외측으로부터 노즐 측 플랜지(64)와 덮개부(72)를 장착하고, 밀(10) 내부의 분쇄물이 누설되지 않도록 밀봉한다.

바이오매스 연료를 분쇄하고 있는 동안은, 상시 시일 에어를 공급 배관(62) 및 플렉시블 배관(58)을 통하여 노즐(54)로부터 시일 에어를 공급하고, 롤러 커버(52)와 지지 암(47)의 사이의 공간에 분출시킨다. 시일 에어는, 롤러 커버(52)와 지지 암(47)의 사이의 협애부로 유도되어, 이 영역의 분쇄 입자의 농도를 회전 테이블(12)의 상부, 즉 회전 테이블(12)의 바로 위 부분이며 분급기(16)보다 하부의 영역의 분쇄 입자의 농도보다 저하시킨다. 이로써, 분쇄 입자의 퇴적 속도를 저하시켜, 분쇄 입자의 퇴적을 억제한다. 또, 시일 에어가 형성한 흐름에 의하여, 밀(10) 내에 형성된 정체가 해소되어, 분쇄 입자의 침강이 억제된다. 더 바람직하게는, 시일 에어를 분쇄 입자의 안식각보다 작은 각도를 갖는 부분이나 코너 부분 등의 가스 흐름이 체류하는 부분을 향하여 분출함으로써, 이미 퇴적된 분쇄 입자의 일부를 날려 버려, 바이오매스 연료의 분쇄 입자가 퇴적되는 것을 억제한다.

노즐(54)로부터 분출되는 시일 에어의 유량은, 제어부(50)에 의하여 유량 조정 밸브(56)의 개도를 제어함으로써 조정된다. 기본적으로는, 각 노즐(54)로부터 공급되는 시일 에어의 유량이 대략 균등해지도록 제어부(50)에 의하여 제어된다. 각 유량 조정 밸브(56)는, 제어부(50)에 의하여 유량 조정을 하지 않는 경우에는, 수동 밸브로서 시일 에어용 압력계(57)의 지싯값을 확인하면서, 각 노즐(54)의 시일 에어용 압력계(57)의 지싯값이 동일해지도록 각 유량 조정 밸브(수동 밸브)(56)의 개도를 수동으로 조정해도 된다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 제어부(50)는, 온도 계측부(53)에 의하여 검출된 롤러 커버(52) 내의 온도를 가로축에 마련한 것이다. 롤러 커버(52)내의 온도가 ● 표시로 나타낸 소정 값을 초과한 경우에는, 바이오매스 연료의 분쇄 입자의 퇴적이 증가하여 일부가 산화 반응을 시작했다고 판단하고, 각 유량 조정 밸브(56)의 개도를 증대시키고, 시일 에어의 공급 유량을 증대시킨다. 이와 같이, 온도 계측부(53)에 의하여 롤러 커버(52)와 지지 암(47)의 사이의 영역의 온도가 상승한 경우에는, 분쇄 입자가 퇴적된 가능성이나, 퇴적된 분쇄 입자가 착화될 가능성이 있다고 판단하고, 시일 에어를 공급하는 것으로 했다.

제어부(50)는, 온도 계측부(53)의 온도가 소정 값을 하회한 경우에는, 유량 조정 밸브(56)의 개도를, 개도 증대 전의 초깃값으로 되돌린다.

상술한 온도 계측부(53)에 의한 제어 대신, 혹은 이 제어와 함께, 제어부(50)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 상태 검출부(40)에 의하여 계측된 1차 공기 유로(100a)로부터 밀(10) 내부로 1차 공기가 유입되는 부분 및 밀(10) 내부로부터 공급 유로(100b)로 1차 공기 및 미분 연료가 배출하는 출구(19)와의 차압인 밀(10) 내의 밀 차압을 가로축에 마련한 것이다. 밀 차압이 ● 표시로 나타낸 소정 값을 초과한 경우에는, 각 유량 조정 밸브(56)의 개도를 증대시켜, 시일 에어의 공급 유량을 증대시킨다. 이와 같이, 밀 차압이 소정 값을 초과한 경우에는, 밀 내부에서 정체 영역의 형성이 증가하기 시작하고, 롤러 커버(52)와 지지 암(47)의 사이의 영역도 동일하게 정체 영역이 형성되기 시작하고 있다고 판단하고, 시일 에어를 공급하는 것으로 했다.

제어부(50)는, 밀 차압이 소정 값을 하회한 경우에는, 유량 조정 밸브(56)의 개도를, 개도 증대 전의 초깃값으로 되돌린다.

바이오매스 연료의 분쇄하는 경우로부터 석탄 연료를 분쇄하는 경우로 전환할 때에는, 밸브(60)를 완전 폐쇄로 한 후에, 각 노즐(54)을 롤러 커버(52)로부터 분리한다. 분리한 각 노즐(54)은, 도 7에 나타낸 바와 같이, 훅(74)이나 보관 상자(76)에 보관하여 분실을 방지한다. 노즐(54)을 분리한 후의 롤러 커버(52)의 개구에는, 도시하지 않은 덮개부(72)를 장착함으로써, 롤러 커버(52)를 밀폐한다.

본 실시형태에 의하면, 이하의 작용 효과를 나타낸다.

회전 테이블(12)과 롤러(13)의 사이에서 바이오매스 연료를 분쇄함으로써, 분쇄 입자가 밀(10)의 내부에 확산되어, 분쇄 입자의 안식각 이상의 경사를 갖고 있지 않은 부위에 분쇄 입자가 퇴적되기 쉬워진다. 특히, 지지 암(47)과 롤러 커버(52)의 사이에는 안식각 이상의 경사를 갖고 있지 않은 부위가 존재하는 부분이나, 가스 흐름에 정체가 발생하는 영역이 있거나, 혹은 지지 암(47)과 롤러 커버(52)의 사이가 좁아 분쇄 입자가 브리지를 형성하여 퇴적의 기점이 될 우려가 있다.

이것에 대하여, 노즐(54)에 의하여, 지지 암(47)과 롤러 커버(52)의 사이에 시일 에어를 공급하는 것으로 했다. 이로써, 지지 암(47)과 롤러 커버(52)의 사이의 분쇄 입자의 농도가 다른 부위(예를 들면, 회전 테이블(12)의 상부에서, 분급기(16)보다 하부의 영역에서, 밀(10)의 내부에서는 분쇄 입자의 농도가 높은 상태에 있다고 여겨지는 영역)보다 충분히 작아져, 분쇄 입자의 퇴적을 억제할 수 있다.

노즐(54)에 형성된 분출구(70)로부터 시일 에어를 분출함으로써, 지지 암(47)과 롤러 커버(52)의 사이의 공간에 흐름을 형성하고, 정체 영역을 제거하는 것으로 했다. 이로써, 바이오매스 연료의 분쇄 입자의 침강을 억제할 수 있다. 또, 분출구(70)로부터 분출된 가스 흐름에 의하여, 퇴적된 분쇄 입자를 날려 버릴 수도 있다.

노즐(54)을, 롤러 커버(52)의 일 측벽부(52a)로부터 타 측벽부(52b)를 관통시켜 삽입하여 장착함으로써 양단 지지로 했다. 이로써, 노즐(54)을 안정적으로 지지할 수 있어, 진동에 의한 노즐(54)의 손상 등을 방지할 수 있다.

중앙 측 분출구(70b)를 노즐(54)의 길이 방향에 소정 간격을 두고 복수 마련함으로써, 지지 암(47)과 롤러 커버(52)의 사이의 공간에 보다 넓게 가스 흐름을 형성하여 고체 연료의 분쇄 입자의 퇴적을 억제할 수 있다. 또, 롤러 커버(52)의 벽부(52a, 52b)의 근방에 마련된 벽부 측 분출구(70a)의 개구 면적을, 다른 중앙 측 분출구(70b)보다 크게 했다. 이로써, 일 측벽부(52a), 타 측벽부(52b) 근방에 넓은 범위에 걸쳐서 가스 흐름을 형성할 수 있어, 일 측벽부(52a), 타 측벽부(52b)에 부착되는 분쇄 입자를 저감시킬 수 있다.

노즐(54)을 롤러 커버(52)에 대하여 착탈 가능하게 함으로써, 바이오매스 연료를 분쇄하는 경우는 노즐(54)을 장착하여, 석탄 연료를 분쇄하는 경우는 분리할 수 있다. 이로써, 석탄 연료 시에 노즐(54)가 마모에 의하여 소모하는 것을 방지할 수 있다.

롤러 커버(52)로부터 분리한 노즐(54)을 보관하는 훅(74)이나 보관 상자(76)를 롤러 커버(52)의 근방에 마련함으로써, 노즐(54)의 분실을 방지하여 착탈 작업이 용이해진다.

노즐(54)의 노즐 측 플랜지(64)에 분출 방향을 나타낸 화살표(68)(도 3 참조)를 마련하는 것으로 했다. 이로써, 노즐(54)을 롤러 커버(52)에 장착할 때에 올바른 방향을 용이하게 판단하여 노즐(54)을 향하게 할 수 있어, 착탈 작업이 용이해진다.

각각의 노즐(54)을, 롤러 커버(52)에 대하여 동일한 방향, 즉 일 측벽부(52a)로부터 타 측벽부(52b)를 향하여 삽입하도록 했다. 이로써, 노즐(54)을 공통화할 수 있어 비용의 삭감이나 작업의 효율화가 가능해진다.

플렉시블 배관(58)을 이용하여 공통의 공급 배관(62)에 접속하는 것으로 했기 때문에, 각각의 노즐(54)의 설치 위치나 장착 방향에 대하여, 용이하게 배관을 돌려 배관을 접속할 수 있다. 또, 플렉시블 배관(58)으로 되어 있기 때문에, 밀(10)의 진동을 흡수하여 노즐(54)의 손상을 억제할 수 있다.

1 발전 플랜트
10 밀(분쇄부)
11 하우징
12 회전 테이블
13 롤러(분쇄 롤러)
14 구동부
16 분급기
16a 블레이드
17 연료 공급부
18 모터
19 출구
20 급탄기(연료 공급기)
21 벙커
22 반송부(연료 공급기)
23 모터(연료 공급기)
24 다운스파우트부
30 송풍부
30a 열가스 송풍기
30b 냉가스 송풍기
30c 열가스 댐퍼(제1 송풍부)
30d 냉가스 댐퍼(제2 송풍부)
40 상태 검출부(차압 취득부)
41 바닥면부
42 천장부
45 저널 헤드
47 지지 암
48 지지축
49 압압 장치
50 제어부
52 롤러 커버
52a 일 측벽부
52b 타 측벽부
52b1 노즐용 개구부
53 온도 계측부
54 노즐(가스 공급부)
54a 기단부
54b 선단부
56 유량 조정 밸브
57 시일 에어용 압력계
58 플렉시블 배관
60 밸브
62 공급 배관
64 노즐 측 플랜지
65 롤러 커버 측 플랜지
66 볼트
68 화살표(표시부)
70 분출구
70a 벽부 측 분출구(분출구)
70b 중앙 측 분출구(분출구)
72 덮개부
74 훅(보관부)
76 보관 상자(보관부)
100 고체 연료 분쇄 장치
100a 1차 공기 유로(1차 가스 공급부)
100b 공급 유로(분쇄 후 연료 배출부)
200 보일러
210 화로
220 버너부(연소 장치)

Claims (17)

1. 회전 테이블과,
   상기 회전 테이블과의 사이에서 고체 연료를 분쇄하는 분쇄 롤러와,
   상기 분쇄 롤러를 지지하는 지지 암과,
   상기 지지 암의 외주 측에 마련된 롤러 커버와,
   상기 고체 연료의 분쇄 입자가 상기 지지 암과 상기 롤러 커버의 사이의 공간에 퇴적되는 것을 억제하도록 상기 지지 암과 상기 롤러 커버의 사이의 공간에 가스를 공급하는 가스 공급부를 구비하고 있는 고체 연료 분쇄 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 가스 공급부는, 분출구를 구비하는 노즐로 되어 있는 고체 연료 분쇄 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 노즐은, 상기 롤러 커버의 일 측벽부로부터 상기 일 측벽부에 대향하는 타 측벽부를 관통하여 장착되어 있는 고체 연료 분쇄 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 분출구는, 상기 노즐의 길이 방향에 소정 간격을 두고 복수 마련되고,
   상기 일 측벽부 및/또는 상기 타 측벽부의 근방에 마련된 상기 분출구는, 다른 상기 분출구보다 개구 면적이 큰 고체 연료 분쇄 장치.
5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 노즐은, 상기 롤러 커버에 대하여 착탈 가능하게 되어 있는 고체 연료 분쇄 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 롤러 커버의 근방에, 상기 롤러 커버로부터 분리한 상기 노즐을 보관하는 보관부가 마련되어 있는 고체 연료 분쇄 장치.
7. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 노즐은, 상기 분출구로부터 분출되는 가스의 분출 방향을 나타낸 표시부를 구비하고 있는 고체 연료 분쇄 장치.
8. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 노즐은, 복수의 상기 롤러 커버에 대하여 각각 마련되어 있는 고체 연료 분쇄 장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   각각의 상기 노즐은, 대응하는 상기 롤러 커버에 대하여, 동일한 방향으로부터 삽입되는 고체 연료 분쇄 장치.
10. 청구항 8에 있어서,
    각각의 상기 노즐은, 유량 조정 밸브를 구비하고 있는 고체 연료 분쇄 장치.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 유량 조정 밸브를 제어하는 제어부와,
    상기 롤러 커버와 상기 지지 암의 사이의 공간의 온도를 계측하는 온도 계측부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 온도 계측부의 온도가 소정 값을 초과한 경우에, 상기 유량 조정 밸브의 개도를 증대시키는 고체 연료 분쇄 장치.
12. 청구항 10에 있어서,
    상기 유량 조정 밸브를 제어하는 제어부와,
    내부에 반송용 1차 가스를 공급하는 1차 가스 공급부와,
    분쇄 후의 고체 연료가 배출되는 분쇄 후 연료 배출부와,
    상기 1차 가스 공급부와 상기 분쇄 후 연료 배출부의 차압을 얻는 차압 취득부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 차압 취득부에서 얻어진 차압이 소정 값 이상인 경우에, 상기 유량 조정 밸브의 개도를 증대시키는 고체 연료 분쇄 장치.
13. 청구항 8에 있어서,
    각 상기 노즐은, 플렉시블 배관을 통하여, 공통의 공급 배관에 접속되어 있는 고체 연료 분쇄 장치.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 공급 배관에는, 밸브가 마련되어 있는 고체 연료 분쇄 장치.
15. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 고체 연료 분쇄 장치와,
    상기 고체 연료 분쇄 장치에서 분쇄된 고체 연료를 연소하여 증기를 생성하는 보일러와,
    상기 보일러에 의하여 생성된 증기를 이용하여 발전하는 발전부를 구비하고 있는 발전 플랜트.
16. 회전 테이블과,
    상기 회전 테이블과의 사이에서 고체 연료를 분쇄하는 분쇄 롤러와,
    상기 분쇄 롤러를 지지하는 지지 암과,
    상기 지지 암의 외주 측에 마련된 롤러 커버를 구비한 고체 연료 분쇄 장치의 제어 방법으로서,
    상기 고체 연료의 분쇄 입자가 상기 지지 암과 상기 롤러 커버의 사이의 공간에 퇴적되는 것을 억제하도록 상기 지지 암과 상기 롤러 커버의 사이의 공간에 가스를 공급하는 고체 연료 분쇄 장치의 제어 방법.
17. 청구항 16에 있어서,
    상기 롤러 커버와 상기 지지 암의 사이의 공간에 있어서의 분쇄 입자의 농도를, 상기 회전 테이블 상부의 영역보다 작게 하는 고체 연료 분쇄 장치의 제어 방법.

Images