特許 6104791 固体燃料粉砕装置および固体燃料粉砕装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6104791

(24)【登録日】2017年3月10日

(45)【発行日】2017年3月29日

(54)【発明の名称】固体燃料粉砕装置および固体燃料粉砕装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   F23K 1/04 20060101AFI20170316BHJP

   F23K 3/02 20060101ALI20170316BHJP

【ＦＩ】

   F23K1/04

   F23K3/02 302

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-273205(P2013-273205)

(22)【出願日】2013年12月27日

(65)【公開番号】特開2015-127615(P2015-127615A)

(43)【公開日】2015年7月9日

【審査請求日】2015年11月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】514030104

【氏名又は名称】三菱日立パワーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100118913

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 邦生

(72)【発明者】

【氏名】松本 慎治

(72)【発明者】

【氏名】大丸 卓一郎

(72)【発明者】

【氏名】福井 和司

(72)【発明者】

【氏名】筒場 孝志

(72)【発明者】

【氏名】有馬 謙一

【審査官】 渡邉 洋

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１８１６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０００８７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０３３８５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１１３５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３７２２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０８０２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１４５０２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１１２５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２９１６９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−１２３５５０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第０４５１８１２３（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｋ １／００− １／０４

Ｆ２３Ｋ ３／００− ３／２２

Ｂ０２Ｃ１５／００

Ｂ０２Ｃ２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固体燃料を粉砕するとともに該粉砕された固体燃料を分級し、所定粒径よりも小さい微粉燃料を生成する固体燃料粉砕部と、
前記固体燃料粉砕部に１次空気を送風する送風部と、
該固体燃料粉砕部により生成された前記微粉燃料と前記１次空気を含む混合ガスの湿度を検出する湿度検出部と、
前記湿度検出部が検出する前記混合ガスの湿度が所定湿度を超えたと判定した場合に、該混合ガスの湿度が前記所定湿度以下となるように前記送風部が前記固体燃料粉砕部へ送風する前記１次空気の送風量を増加させるよう制御する制御部とを備える固体燃料粉砕装置。

【請求項2】

前記送風部が、熱空気を送風する第１送風部と、該熱空気よりも低温の冷空気を送風する第２送風部とを備え、
前記制御部が、前記湿度検出部が検出する前記混合ガスの湿度が前記所定湿度以下となるように前記第１送風部が送風する前記熱空気の送風量を制御する請求項１に記載の固体燃料粉砕装置。

【請求項3】

前記固体燃料粉砕部が、前記粉砕された固体燃料を分級するための回転式分級器を備えており、
前記制御部が、前記送風部が送風する前記１次空気の送風量を増加させる場合に、前記回転式分級器の回転数を増加させるよう制御する請求項１または請求項２に記載の固体燃料粉砕装置。

【請求項4】

前記固体燃料粉砕部から排出される前記混合ガスを、バーナ部に供給する供給路と、
前記混合ガスに混合させる補助空気を前記供給路に送風する補助送風部を備え、
前記湿度検出部が、前記供給路の前記補助空気が送風される位置よりも前記バーナ部側の前記供給路上に設けられており、
前記制御部は、前記湿度検出部が検出する前記混合ガスの湿度が前記所定湿度以下となるように前記補助送風部が前記供給路に送風する前記補助空気の送風量を制御する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の固体燃料粉砕装置。

【請求項5】

固体燃料を粉砕するとともに該粉砕された固体燃料を分級し、所定粒径よりも小さい微粉燃料を生成する固体燃料粉砕部と、前記固体燃料粉砕部に１次空気を送風する送風部とを備える固体燃料粉砕装置の制御方法であって、
該固体燃料粉砕部により生成された前記微粉燃料と前記１次空気を含む混合ガスの湿度が所定湿度を超えたかどうかを判定する判定工程と、
前記判定工程で前記混合ガスの湿度が前記所定湿度を超えたと判定した場合に、該混合ガスの湿度が前記所定湿度以下となるように前記送風部が送風する前記１次空気の送風量を増加させるよう制御する制御工程とを備える固体燃料粉砕装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、固体燃料粉砕装置および固体燃料粉砕装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、石炭等の固体燃料を粉砕し、粉砕された固体燃料を所定粒径より小さい微粉燃料に分級し、分級された微粉燃料を、微粉燃料を燃焼させるバーナ部へ供給する固体燃料粉砕装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
そして、従来の固体燃料粉砕装置は、石炭等の固体燃料を粉砕する粉砕部に一次空気を供給することにより、固体燃料を乾燥させるとともに分級部にて分級し、一次空気と微粉燃料を含む混合ガス生成している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１−２９８３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

水分を多く含む石炭等の固体燃料を粉砕する場合、粉砕部からバーナ部へ微粉燃料を供給する供給路内を流通する混合ガスの湿度が高くなる。そして、混合ガスの湿度が高いと供給路において混合ガス中の水分が結露し、供給路上に微粉燃料が堆積しやすくなる。そして、供給路上に微粉燃料が堆積すると、堆積物により供給路の流路径が減少する不具合や堆積物が発熱する不具合が生じる。

【0005】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、微粉燃料と１次空気を含む混合ガスの湿度が所定湿度を超えることを抑制し、微粉燃料の堆積やそれに伴う不具合を防止した固体燃料粉砕装置および固体燃料粉砕装置の制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を採用する。
本発明に係る固体燃料粉砕装置は、固体燃料を粉砕するとともに該粉砕された固体燃料を分級し、所定粒径よりも小さい微粉燃料を生成する固体燃料粉砕部と、前記固体燃料粉砕部に１次空気を送風する送風部と、該固体燃料粉砕部により生成された前記微粉燃料と前記１次空気を含む混合ガスの湿度を検出する湿度検出部と、前記湿度検出部が検出する前記混合ガスの湿度が所定湿度を超えたと判定した場合に、該混合ガスの湿度が前記所定湿度以下となるように前記送風部が前記固体燃料粉砕部へ送風する前記１次空気の送風量を増加させるよう制御する制御部とを備える。

【0007】

本発明に係る固体燃料粉砕装置によれば、固体燃料粉砕部により生成された微粉燃料と送風部により送風される１次空気を含む混合ガスの湿度が所定湿度以下となるように送風部が送風する１次空気の送風量が制御される。
このようにすることで、固体燃料粉砕部から微粉燃料を燃焼させるバーナ部へ混合ガスを供給する供給路上で、混合ガスに含まれる水分が凝縮して微粉炭が供給路上に堆積してしまうことや、それに伴う不具合を防止することができる。

【0008】

また、本発明の第１態様の固体燃料粉砕装置は、前記送風部が、熱空気を送風する第１送風部と、該熱空気よりも低温の冷空気を送風する第２送風部とを備え、前記制御部が、前記湿度検出部が検出する前記混合ガスの湿度が前記所定湿度以下となるように前記第１送風部が送風する前記熱空気の送風量を制御する。
このようにすることで、粉砕された固体燃料を乾燥させる熱源として用いられる第１送風部から送風される熱空気の送風量を制御して、混合ガスの湿度が所定湿度以下となるようにすることができる。

【0009】

本発明の第２態様の固体燃料粉砕装置は、前記固体燃料粉砕部が、前記粉砕された固体燃料を分級するための回転式分級器を備えており、前記制御部が、前記送風部が送風する前記１次空気の送風量を増加させる場合に、前記回転式分級器の回転数を増加させるよう制御する。
このようにすることで、固体燃料粉砕部に送風される１次空気の送風量が増加して回転式分級器から粒径の大きい微粉燃料が排出されてしまうことが無いように、回転式分級器が分級する微粉燃料の粒径を適切に維持することができる。

【0010】

本発明の第３態様の固体燃料粉砕装置は、前記固体燃料粉砕部から排出される前記混合ガスを、バーナ部に供給する供給路と、前記混合ガスに混合させる補助空気を前記供給路に送風する補助送風部を備え、前記湿度検出部が、前記供給路の前記補助空気が送風される位置よりも前記バーナ部側の前記供給路上に設けられており、前記制御部は、前記湿度検出部が検出する前記混合ガスの湿度が前記所定湿度以下となるように前記補助送風部が前記供給路に送風する前記補助空気の送風量を制御する。

【0011】

このようにすることで、例えば、送風部による送風量の調整だけでは混合ガスの相対湿度を所定湿度以下に低下させることができない場合であっても、補助空気を供給路に送風して混合ガスの湿度を所定湿度以下に維持することができる。

【0012】

本発明の固体燃料粉砕装置の制御方法は、固体燃料を粉砕するとともに該粉砕された固体燃料を分級し、所定粒径よりも小さい微粉燃料を生成する固体燃料粉砕部と、前記固体燃料粉砕部に１次空気を送風する送風部とを備える固体燃料粉砕装置の制御方法であって、該固体燃料粉砕部により生成された前記微粉燃料と前記１次空気を含む混合ガスの湿度が所定湿度を超えたかどうかを判定する判定工程と、前記判定工程で前記混合ガスの湿度が前記所定湿度を超えたと判定した場合に、該混合ガスの湿度が前記所定湿度以下となるように前記送風部が送風する前記１次空気の送風量を増加させるよう制御する制御工程とを備える。

【0013】

本発明に係る固体燃料粉砕装置の制御方法によれば、固体燃料粉砕部により生成された微粉燃料と送風部により送風される１次空気を含む混合ガスの湿度が所定湿度以下となるように送風部が送風する１次空気の送風量が制御される。
このようにすることで、固体燃料粉砕部から微粉燃料を燃焼させるバーナ部へ混合ガスを供給する供給路上で、混合ガスに含まれる水分が凝縮して微粉炭が供給路上に堆積してしまうことや、それに伴う不具合を防止することができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、微粉燃料と１次空気を含む混合ガスの湿度が所定湿度を超えることを抑制し、微粉燃料の堆積やそれに伴う不具合を防止した固体燃料粉砕装置および固体燃料粉砕装置の制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１実施形態に係るボイラシステムを示す系統図である。

【図2】図１に示す固体燃料粉砕装置を示す縦断面図である。

【図3】固定燃料粉砕装置の制御方法を示すフローチャートである。

【図4】湿度センサが検出する相対湿度と固体燃料粉砕部の動力の関係を示すグラフである。

【図5】本発明の第２実施形態に係るボイラシステムを示す系統図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態のボイラシステム１００について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態のボイラシステム１００は、固体燃料粉砕装置５０と、ボイラ２０と、空気予熱器６０と、電気集塵機７２と煙突９０と、主送風機７０と、押込通風機７１と、誘引通風機７３とを備える。

【0017】

固体燃料粉砕装置５０は、石炭等の固体燃料を粉砕して微粉燃料を生成し、微粉燃料と１次空気の混合ガスを生成する装置である。固体燃料粉砕装置５０により生成された混合ガスは、微粉燃料供給路５４（供給路）を介してボイラ２０のバーナ部２５に供給される。

【0018】

ボイラ２０はバーナ部２５で微粉炭を燃焼させることにより高温の燃焼ガスを生成し、その燃焼ガスの温度により蒸気を発生させる装置である。バーナ部２５がボイラ２０の火炉内で燃焼ガスを生成することにより、火炉内に設置される蒸発器，過熱器，再熱器等の熱交換器が加熱される。これらの熱交換器は、外部から流入する水を加熱して蒸気を発生させる。ボイラ２０で発生した蒸気は蒸気タービン（図示しない）を回転させる動力として用いられ、蒸気タービンに連結された発電機による発電が行われる。ボイラ２０で蒸気の発生に用いられた燃焼ガスは、空気予熱器６０に供給される。

【0019】

空気予熱器６０は、ボイラ２０により生成される高温（約３００〜４００℃）の燃焼ガスと大気中の常温の空気との熱交換を行う熱交換器である。大気中の常温の空気は、押込通風機７１によって空気予熱器６０に送風される。空気予熱器６０において燃焼ガスとの熱交換により加熱された空気は、燃焼用の２次空気としてボイラ２０のバーナ部２５へ供給される。

【0020】

電気集塵機７２は、燃焼ガスに含まれるばい煙等を除去する装置である。電気集塵機７２を通過した燃焼ガスは、誘引通風機によって煙突９０に導かれ、煙突９０から大気中に排出される。

【0021】

押込通風機７１によって送風される空気は、その一部が空気予熱器６０を経由して２次空気としてバーナ部２５に導かれるが、他の一部は主送風機７０に導かれる。
主送風機７０は、押込通風機７１から導かれた空気の一部を空気予熱器６０に送風し、他の一部を送風部３０の冷空気ダンパ３０ｂに送風する。空気予熱器６０により加熱された空気は熱空気ダンパ３０ａに導かれる。

【0022】

主送風機７０は、ボイラシステム１００が運転状態にある場合には常に一定の回転数で回転するようになっている。主送風機７０から熱空気ダンパ３０ａに導かれる空気の供給量と、主送風機７０から熱空気ダンパ３０ａに導かれる空気の供給量との割合は、熱空気ダンパ３０ａの開度と冷空気ダンパ３０ｂの開度とによって決定される。

【0023】

次に、本実施形態の固体燃料粉砕装置５０について説明する。
固体燃料粉砕装置５０は、固体燃料粉砕部１０と、送風部３０と、制御部４０と、湿度センサ５１と、温度センサ５２と、流量計５３とを備えている。送風部３０は、前述した熱空気ダンパ３０ａと冷空気ダンパ３０ｂとにより構成されている。

【0024】

図２に示すように、固体燃料粉砕部１０は、略円筒形状の中空のハウジング１１と、ハウジング１１内の下部に配置され、上下方向に延在する軸線周りに回転可能に取り付けられた回転テーブル１２と、回転テーブル１２の外周部１２ｂに押圧され回転テーブル１２と協働して固体燃料を粉砕するローラ１３と、回転テーブル１２を回転させる駆動部１４を備える。駆動部１４は電動モータと減速機を含み、電動モータの回転数を減速させる減速機が回転軸１５を介して回転テーブル１２の中心部１２ａに接続されている。

【0025】

また、固体燃料粉砕部１０は、ハウジング１１内の上部に配置された回転式分級器１６と、ハウジング１１の上端を貫通するように取り付けられ上部から投入される固体燃料を回転テーブル１２の中央部１２ａに供給する固体燃料投入部１７とを備える。ハウジング１１の下端部は送風部３０に連通しており、送風部３０からハウジング１１の下端部に１次空気が流入する。ハウジング１１は、床１８に設置された一対の直方体形状のコンクリート製のブロック１９の上面に固定されている。

【0026】

図２では、支持軸２１に連結されるローラ１３が１つのみ示されているが、回転テーブル１２の外周部１２ｂを押圧するように、外周方向に一定の間隔を空けて、複数のローラ１３が配置される。例えば、外周部１２ｂ上に１２０°の角度間隔を空けて、３つのローラ１３が配置される。この場合、３つのローラ１３が回転テーブル１２の外周部１２ｂと接する部分（押圧する部分）は、回転テーブル１２の中心部１２ａからの距離が等距離となる。

【0027】

回転テーブル１２の外側の複数箇所には、送風部３０から流入する１次空気をハウジング１１内の回転テーブル１２の上方の空間に流出させる吹出口３２が設けられている。吹出口３２の上方にはベーン３３が設置されており、ベーン３３は吹出口３２から吹き出した１次空気に旋回力を与える。ベーン３３により旋回力が与えられた１次空気は、図２中に矢印に示すような気流となって回転テーブル１２上で粉砕された固体燃料をハウジング１１の上方の回転式分級器１６へ導く。なお、１次空気に混合した固体燃料の粉砕物のうち、粒径の大きいものは回転式分級器１６まで到達することなく落下して回転テーブル１２に再び戻される。

【0028】

回転式分級器１６は、略円筒形状のハウジング１１の円筒軸を中心に回転するブレードを備えている。回転式分級器１６に到達した固体燃料の粉砕物は、回転するブレードと１次空気の流れにより生ずる遠心力と求心力の相対的なバランスにより、所定粒径より小さい微粉燃料のみがブレードの内部に流入し、出口３４から流出する。出口３４から流出する微粉燃料は１次空気とともに微粉燃料供給路５４に導かれる。微粉燃料供給路５４に導かれる微粉燃料と１次空気を含む混合ガスの温度は、約７０℃となっている。

【0029】

送風部３０は、熱空気ダンパ３０ａと冷空気ダンパ３０ｂとを備えている。熱空気ダンパ３０ａは、主送風機７０から空気予熱器６０を介して送風される高温（約３００℃）の熱空気の送風量を調整する装置である。また、冷空気ダンパ３０ｂは、主送風機７０から空気予熱器６０を介さずに送風される低温（約２０℃）の冷空気の送風量を調整する装置である。熱空気ダンパ３０ａおよび冷空気ダンパ３０ｂは、空気が通過する流路の開度（流路断面積）を変化させることにより流量を調整するものである。熱空気ダンパ３０ａおよび冷空気ダンパ３０ｂそれぞれの開度は、制御部４０によって制御される。

【0030】

制御部４０は、固体燃料粉砕装置５０を制御するものである。制御部４０には、湿度センサ５１が検出する相対湿度を示す湿度検出値と、温度センサ５２が検出する温度を示す温度検出値と、流量計５３が検出する１次空気の流量を示す流量検出値等の各種の検出値が入力される。制御部４０は、固体燃料粉砕部１０と、送風部３０のそれぞれに対して信号線（図示しない）を介して制御信号を伝達することにより、固体燃料粉砕部１０と、送風部３０の各部を制御する。

【0031】

湿度センサ５１は、出口３４から流出する微粉燃料と１次空気の混合ガスの相対湿度を検出するセンサである。温度センサは、出口３４から流出する微粉燃料と１次空気の混合ガスの温度を検出するセンサである。湿度センサ５１および温度センサ５２は、それぞれ固体燃料粉砕装置５０の出口３４近傍に設けられているか、あるいは微粉燃料供給路５４の上流側に設けられているものとする。湿度センサ５１が検出する混合ガスの相対湿度および温度センサ５２が検出する混合ガスの温度は、それぞれ制御部４０に伝達されるようになっている。

【0032】

流量計５３は、送風部３０から固体燃料粉砕部１０に１次空気を供給する供給路に設けられており、供給路を通過する１次空気の流量を検出する計測器である。流量計５３が検出する１次空気の流量は制御部１０に伝達されるようになっている。

【0033】

次に、制御部４０が実行する固体燃料粉砕装置５０の制御方法について説明する。制御部４０は、図示しない記憶部に記憶された制御プログラムを読み出して実行することにより、以下の図３に示す各処理を実行する。

【0034】

ステップＳ３０１（判定工程）で、制御部４０は、湿度センサ５１から伝達される湿度検出値に基づいて、固体燃料粉砕部１０の出口３４から排出される混合ガスの相対湿度が所定湿度を超えたかどうかを判定する。制御部４０は、相対湿度が所定湿度を超えたと判定した場合はステップＳ３０２に処理を進め、そうでなければステップＳ３０３に処理を進める。

【0035】

ここで、ステップＳ３０１における所定湿度とは、８５％以上かつ９０％以下の範囲で任意に設定される値である。図４に示すように、固体燃料粉砕部１０が回転テーブル１２を回転軸１５回りに回転させる動力は、混合ガスの相対湿度が８０％以下となる範囲では略一定となる。一方、混合ガスの相対湿度が８０％を超えると動力が徐々に増大し、相対湿度が９５％程度になると回転テーブル１２を回転させる動力の限界値（図４でＰＬで示す値）となってしまう。
このように相対湿度が高くなると動力が増加するのは、高い相対湿度が原因となって、固体燃料粉砕部１０で粉砕される固体燃料の乾燥と分級が進まずに回転テーブル１２に堆積する固体燃料の量が増大してしまうことが主な原因である。

【0036】

また、固体燃料粉砕部１０の出口３４から排出される混合ガスの温度は約７０℃であるが、微粉燃料供給路５４を介してバーナ部２５へ搬送される際に約１０℃温度が低下してバーナ部２５へ供給される際に約６０℃となる。この条件において、混合ガスの相対湿度が９０％を超えると、微粉燃料供給路５４の内部で混合ガス中の水分が凝縮し、微粉燃料の一部が水分ともに付着する現象が発生する。

【0037】

このように固体燃料粉砕部１０の動力が限界値に到達して固体燃料粉砕部１０が停止してしまう不具合や、微粉燃料の一部が微粉燃料供給路５４の内部に付着してしまう不具合を避けるために、ステップＳ３０１の所定湿度として、８５％以上かつ９０％以下の範囲の値が設定される。この値の設定は、入力部（図示しない）を介して固体燃料粉砕装置５０の操作者により入力されるものとする。

【0038】

ステップＳ３０２（制御工程）で、制御部４０は、混合ガスの相対湿度を低下させるために、熱空気ダンパ３０ａの開度を増加させるよう熱空気ダンパ３０ａに制御信号を伝達する。制御部４０から制御信号が伝達された熱空気ダンパ３０ａは、開度を増加させて固体燃料粉砕部１０に供給する熱空気の送風量を増加させる。熱空気の送風量を増加させることにより、混合ガスに含まれる１次空気量を増加させ、混合ガスの相対湿度を低下させることができる。

【0039】

ステップＳ３０３で、制御部４０は、温度センサ５２から伝達される温度検出値に基づいて、固体燃料粉砕部１０の出口３４から排出される混合ガスの温度が所定温度を超えたかどうかを判定する。制御部４０は、温度センサ５２かが検出する温度が所定温度を超えたと判定した場合はステップＳ３０４に処理を進め、そうでなければステップＳ３０５に処理を進める。

【0040】

ここで、ステップＳ３０３における所定温度とは、７０℃以上かつ１００℃以下の範囲で任意に設定される値である。前述した様に、微粉燃料供給路５４の内部で微粉燃料が付着する不具合を避けるには、固体燃料粉砕部１０の出口３４から排出される混合ガスの温度を７０℃以上とするのが望ましい。一方、微粉燃料が発火する危険性を考慮して、混合ガスの温度を１００℃以下とするのが望ましい。そのため、ステップＳ３０３の所定温度として、７０℃以上かつ１００℃以下の範囲の値が設定される。この値の設定は、入力部（図示しない）を介して固体燃料粉砕装置５０の操作者により入力されるものとする。

【0041】

ステップＳ３０４（制御工程）で、制御部４０は、混合ガスの温度を低下させるために、冷空気ダンパ３０ｂの開度を増加させるよう冷空気ダンパ３０ｂに制御信号を伝達する。制御部４０から制御信号が伝達された冷空気ダンパ３０ｂは、開度を増加させて固体燃料粉砕部１０に供給する冷空気の送風量を増加させる。

【0042】

ステップＳ３０４においては、熱空気の送風量に対する冷空気の送風量の比率を高めるように冷空気の送風量を増加させるようにしてもよい。このようにすることで、固体燃料粉砕部１０に送風される１次空気の温度を低下させて微粉燃料の発火の危険性を低下させることができる。
また、ステップＳ３０４においては、熱空気の送風量に対する冷空気の送風量の比率が維持されるように冷空気の送風量を増加させるようにしてもよい。このようにすることで、固体燃料粉砕部１０に送風される１次空気の温度が変化しないようにすることができる。したがって、本フローチャートの処理を実行する前後において１次空気の温度を変化させずに安定した運転を行うことが可能である。

【0043】

ステップＳ３０５で、制御部４０は、送風部３０が送風する１次空気の送風量が増加したかどうかを判定する。制御部４０は、１次空気の送風量が増加したと判定した場合はステップＳ３０６に処理を進め、そうでなければ本フローチャートの処理を終了する。制御部４０は、ステップＳ３０２での熱空気ダンパ３０ａの開度の増加、またはステップＳ３０４での冷空気ダンパ３０ｂの開度の増加の少なくともいずれか一方が実行される場合に、１次空気の送風量が増加したと判定する。

【0044】

ステップＳ３０６で、制御部４０は、回転式分級器１６の回転速度を増加させるよう、固体燃料粉砕部１０に制御信号を送信する。
ステップＳ３０５で１次空気の送風量が増加したと判定された場合に回転式分級器１６の回転速度を増加させているのは、１次空気の送風量が増加したことによって粗い粒径の微粉燃料が混合ガスに混入してしまうことを防止するためである。

【0045】

以上説明した本実施形態の固体燃料粉砕装置５０が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態の固体燃料粉砕装置５０によれば、固体燃料粉砕部１０により生成された微粉燃料と送風部３０により送風される１次空気を含む混合ガスの湿度が所定湿度以下となるように送風部３０が送風する１次空気の送風量が制御される。
このようにすることで、固体燃料粉砕部１０から微粉燃料を燃焼させるバーナ部２５へ混合ガスを供給する供給路上で、混合ガスに含まれる水分が凝縮して微粉炭が微粉燃料供給路５４上に堆積してしまうことや、それに伴う不具合を防止することができる。

【0046】

また、本実施形態の固体燃料粉砕装置５０は、送風部３０が、熱空気を送風する熱空気ダンパ３０ａと、熱空気よりも低温の冷空気を送風する冷空気ダンパ３０ｂとを備える。そして、制御部４０が、湿度センサ５１が検出する混合ガスの湿度が所定湿度以下となるように熱空気ダンパ３０ａが送風する熱空気の送風量を制御する。
このようにすることで、粉砕された固体燃料を乾燥させる熱源として用いられる熱空気ダンパ３０ａから送風される熱空気の送風量を制御して、混合ガスの湿度が所定湿度以下となるようにすることができる。

【0047】

また、本実施形態の固体燃料粉砕装置５０は、固体燃料粉砕部１０が、粉砕された固体燃料を分級するための回転式分級器１６を備えている。そして、制御部４０が、送風部３０が送風する１次空気の送風量を増加させる場合に、回転式分級器１６の回転数を増加させるよう制御する。
このようにすることで、固体燃料粉砕部１０に送風される１次空気の送風量が増加して回転式分級器１６から粒径の大きい微粉燃料が排出されてしまうことが無いように、回転式分級器１６が分級する微粉燃料の粒径を適切に維持することができる。

【0048】

〔第２実施形態〕
次に本発明の第２実施形態について図５を参照して説明する。
第２実施形態は第１実施形態の変形例であり、以下で特に説明する場合を除き、同一の符号を付したものは同一の構成であるものとし、説明を省略する。

【0049】

本実施形態の固体燃料粉砕装置５０′は、第１実施形態の固体燃料粉砕装置５０に対して、補助送風機７４および補助空気ダンパ３１（補助送風部）が追加されている点が異なる。

【0050】

図５に示す補助送風機７４は、大気中の空気を補助空気として補助空気ダンパ３１に送風する送風機である。また、補助空気ダンパ３１は、補助送風機７４から送風される低温（約２０℃）の補助空気の送風量を調整する装置である。補助空気ダンパ３１は、補助空気が通過する流路の開度（流路断面積）を変化させることにより流量を調整するものである。補助空気ダンパ３１の開度は、制御部４０によって制御される。

【0051】

補助空気ダンパ３１から送風される補助空気は、固体燃料粉砕部１０の出口３４近傍の微粉燃料供給路５４に供給される。また、本実施形態の湿度センサ５１および温度センサ５２は、固体燃料粉砕部１０の出口３４近傍で、かつ微粉燃料供給路５４の補助空気が送風される位置よりもバーナ部２５側の微粉燃料供給路５４上に設けられている。湿度センサ５１および温度センサ５２をこのような位置に配置することで、補助空気が混入した混合ガスの湿度および温度の検出が可能となっている。

【0052】

本実施形態の制御部４０は、湿度センサ５１が検出する相対湿度が所定湿度以下となるように補助空気ダンパ３１が送風する補助空気の送風量を制御するものである。なお、ここでいう「所定湿度」とは、第１実施形態で説明した「所定湿度」と同様であるものとする。

【0053】

本実施形態の制御部４０は、第１実施形態の図３に示す処理と同様に、熱空気ダンパ３０ａと冷空気ダンパ３０ｂの開度を増加させることにより、湿度センサ５１が検出する相対湿度が所定湿度以下となるように調整する。
一方、制御部４０は、流量計５３が検出する１次空気の流量が所定流量を超えるかどうかを判定し、１次空気の流量が所定流量を超えないように、熱空気ダンパ３０ａと冷空気ダンパ３０ｂの開度を調整する。

【0054】

このように本実施形態の制御部４０が１次空気の流量が所定流量を超えないようにしているのは、１次空気の流量が所定流量を超えて増加してしまうことにより、回転式分級器１６の回転数を最大回転数まで増加させたとしても粗い粒径の微粉燃料が固体燃料粉砕部１０の出口３４に供給されてしまうという不具合を防止するためである。

【0055】

制御部４０は、流量計５３が検出する１次空気の流量が所定流量を超えてしまい、熱空気ダンパ３０ａと冷空気ダンパ３０ｂの開度を増加させることができない場合に、補助空気ダンパ３１が送風する補助空気の送風量を増加させる。
このようにすることで、熱空気ダンパ３０ａと冷空気ダンパ３０ｂの開度を増加させることにより混合ガスの相対湿度を低下させることができない場合であっても、適切に混合ガスの相対湿度を低下させることができる。

【0056】

〔他の実施形態〕
第１実施形態では、１次空気の送風量が増加した場合（図３のステップＳ３０５でＹＥＳ）に、回転式分級器１６の回転速度を増加させるものであったが、他の態様であってもよい。
例えば、固体燃料粉砕部１０のローラ１３を回転テーブル１２に押し付ける押圧力を増加させることにより固体燃料の粉砕荷重を増加させるようにしてもよい。固体燃料の粉砕荷重を増加させることにより、固体燃料がより細かく粉砕されるので、粗い粒径の微粉燃料が混合ガスに混入してしまうことを防止することができる。なお、ローラ１３を回転テーブル１２に押し付ける押圧力を増加させる動作は、ローラ１３に取り付けられた油圧ピストン等によって行うものとする。

【0057】

固体燃料の粉砕荷重を増加させる動作は、回転式分級器１６の回転速度を増加させる動作の代わりに行うようにしてもよい。また、固体燃料の粉砕荷重を増加させる動作は、回転式分級器１６の回転速度を増加させる動作とともに行うようにしてもよい。

【0058】

第１実施形態では、ステップＳ３０１における所定湿度を固体燃料粉砕装置５０の操作者が入力するものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、微粉燃料供給路５４を構成する管状部材の外面に温度センサを設け、その温度センサが検出する温度検出値に応じて設定するようにしてもよい。具体的には、管状部材の外面の温度センサが検出する温度が高い場合は所定湿度として低い値を設定し、管状部材の外面の温度センサが検出する温度が低い場合は所定湿度として高い値を設定すればよい。

【0059】

管状部材の外面の温度センサが検出する温度が高い場合に所定湿度として低い値を設定するのは、管状部材の外面の温度が高い場合は、管状部材の内部を流通する混合ガスに含まれる水分が凝縮しにくいからである。また、管状部材の外面の温度センサが検出する温度が低い場合に所定湿度として高い値を設定するのは、管状部材の外面の温度が低い場合は、管状部材の内部を流通する混合ガスに含まれる水分が凝縮し易いからである。

【0060】

第２実施形態において、補助送風機７４は大気中の空気を補助空気として補助空気ダンパ３１に送風するものであったが、他の態様であってもよい。
例えば、補助送風機７４が、空気予熱器６０により加熱された熱空気を補助空気ダンパ３１に送風するものであってもよい。また、例えば、補助送風機７４が、ボイラ２０から排出され空気予熱器６０を通過する前の燃焼ガスを補助空気ダンパ３１に送風するものであってもよい。燃焼ガスは６０％から７０％程度の湿度を有するが、目標とする所定湿度（８５％以上かつ９０％以下）よりも低いため、相対湿度を低下させるために用いることができる。

【0061】

補助送風機７４が、ボイラ２０から排出され空気予熱器６０を通過する前の燃焼ガスを補助空気ダンパ３１に送風するものである場合、微粉燃料供給路５４内に酸素濃度を検出する濃度センサを更に設けるようにしてもよい。この場合、制御部４０は、濃度センサが検出する酸素濃度が所定濃度以下（例えば１５％以下で、更に望ましくは８％以下）となるように微粉燃料供給路５４内に供給する燃焼ガスの送風量を制御する。このようにすることで、微粉燃料供給路５４内の混合ガスの酸素濃度を低下させ、微粉燃料供給路５４内で微粉燃料が発火する危険性を低下させることができる。

【0062】

また、微粉燃料供給路５４内に燃焼ガスを供給するのに変えて、固体燃料粉砕部１０への１次空気の流入口に燃焼ガスを供給するようにしてもよい。このようにすることで、固体燃料粉砕部１０に供給される１次空気の酸素濃度を低下させ、固体燃料粉砕部１０内で微粉燃料が発火する危険性を低下させることができる。

【符号の説明】

【0063】

１０ 固体燃料粉砕部
１６ 回転式分級器
２０ ボイラ
３０ 送風部
３０ａ 熱空気ダンパ（熱空気送風部）
３０ｂ 冷空気ダンパ（冷空気送風部）
３１ 補助空気ダンパ（補助送風部）
４０ 制御部
５０，５０′ 固体燃料粉砕装置
５１ 湿度センサ（湿度検出部）
５２ 温度センサ
５３ 流量計
５４ 微粉燃料供給路（供給路）
６０ 空気予熱器
７０ 主送風機
７１ 押込通風機
７２ 電気集塵機
７３ 誘引通風機
７４ 補助送風機
１００ ボイラシステム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】