(57)【要約】【課題】回転式分級機の内部に堆積した粗粒固体燃料を検出することができる固体燃料粉砕装置を提供する。【解決手段】回転テーブル１２と、回転テーブル１２との間で固体燃料を粉砕するローラ１３と、回転軸線を中心として回転するとともに円周方向に沿って固定部１６ｂに対して立設された複数の分級羽根１６ａを備え、ローラ１３によって粉砕された粉砕後燃料を分級する分級機１６と、円周方向に立設された複数の分級羽根１６ａの内周側である分級機１６の内部ＳＰ１に接続され、分級機１６によって分級された微粉燃料を排出する排出口１９と、分級機１６の内部ＳＰ１の圧力と、分級機１６の外部ＳＰ２の圧力との差圧を検出する差圧検出部４３とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転テーブルと、
前記回転テーブルとの間で固体燃料を粉砕する粉砕ローラと、
回転軸線を中心として回転するとともに円周方向に沿って固定部に対して立設された複数のブレードを備え、前記粉砕ローラによって粉砕された粉砕後燃料を分級する回転式分級機と、
前記円周方向に立設された複数の前記ブレードの内周側である前記回転式分級機の内部に接続され、前記回転式分級機によって分級された微粒燃料を排出する排出口と、
前記回転式分級機の前記内部の圧力と、該回転式分級機の外部の圧力との差圧を検出する差圧検出部と、
を備えている固体燃料粉砕装置。
【請求項２】
前記差圧検出部は、前記回転式分級機の前記内部に開口して、前記内部の流れの上流側方向に交差する方向に向くように折曲する検出管を備えている請求項１の記載の固体燃料粉砕装置。
【請求項３】
前記検出管には、パージ流体が供給可能なパージ配管が接続されている請求項２に記載の固体燃料粉砕装置。
【請求項４】
前記差圧検出部の検出信号を得る制御部を備え、
前記制御部は、前記差圧検出部で得られた差圧が所定値を超えた場合又は差圧の時間に対する変化量が所定値を超えた場合に、第１信号を出力する前記回転式分級機の前記内部に粗粒燃料が堆積したと判断する請求項１から３のいずれかに記載の固体燃料粉砕装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１信号と同時又は該第１信号を出力した後に、前記回転式分級機の前記内部の粗粒燃料の堆積を抑制する運転条件を変更する第２信号を出力する請求項４に記載の固体燃料粉砕装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記回転式分級機の回転数を低下させるように前記運転条件を変更する請求項５に記載の固体燃料粉砕装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記回転テーブル上に供給される固体燃料供給量を低下させるように前記運転条件を変更する請求項６に記載の固体燃料粉砕装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記回転テーブルから前記回転式分級機に向かって流れる搬送ガス流量を増加させるように前記運転条件を変更する請求項７に記載の固体燃料粉砕装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記回転テーブルに対する前記粉砕ローラの荷重である粉砕荷重を増加させるように前記運転条件を変更する請求項８に記載の固体燃料粉砕装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記回転式分級機の回転数を一時的に増加させるように前記運転条件を変更する請求項５に記載の固体燃料粉砕装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の固体燃料粉砕装置と、
前記固体燃料粉砕装置にて粉砕された固体燃料を燃焼して蒸気を生成するボイラと、
前記ボイラによって生成された蒸気を用いて発電する発電部と、
を備えている発電プラント。
【請求項１２】
回転テーブルと、
前記回転テーブルとの間で固体燃料を粉砕する粉砕ローラと、
回転軸線を中心として回転するとともに円周方向に沿って固定部に対して立設された複数のブレードを備え、前記粉砕ローラによって粉砕された粉砕後燃料を分級する回転式分級機と、
前記円周方向に立設された複数の前記ブレードの内周側である前記回転式分級機の内部に接続され、前記回転式分級機によって分級された微粒燃料を排出する排出口と、
を備えた固体燃料粉砕装置の制御方法であって、
前記回転式分級機の前記内部の圧力と、該回転式分級機の外部の圧力との差圧を検出す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、固体燃料粉砕装置及びこれを備えた発電プラント並びに固体燃料粉砕装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、石炭やバイオマス燃料等の固体燃料は、粉砕機（ミル）で所定粒径より小さい微粉状に粉砕して、燃焼装置へ供給される。ミルは、回転テーブルへ投入された石炭やバイオマス燃料等の固体燃料を、回転テーブルとローラの間で噛み砕くことで粉砕し、回転テーブルの外周から供給される搬送ガスによって、粉砕されて微粉状となった燃料を分級機で粒径サイズの小さいものを選別し、ボイラへ搬送して燃焼装置で燃焼させている。火力発電プラントでは、ボイラで燃焼して生成された燃焼ガスとの熱交換により蒸気を発生させ、蒸気によりタービンを駆動することで発電が行なわれる。
【０００３】
ミルで粉砕された粉砕後の固体燃料（粉砕後燃料）は、ミル上部に設置された回転式分級機によって微粒と粗粒に分級される。微粒である微粒燃料は回転式分級機のブレード間を通過して後工程である燃焼装置に送られ、粗粒である粗粒燃料は回転式分級機のブレードに衝突して回転テーブルへ落下し、再度粉砕される。これにより、回転式分級機の分級性能により、ミル内部にて回転分級機付近と回転テーブル付近の間で循環する固体燃料の粉砕後燃料の循環量の増減が発生する。
【０００４】
このようなミルでは、運転時の粉砕された粉砕後燃料のミル内での内部状態を把握するために、ミル内に供給する搬送ガスの上流側と粉砕機内部との間の差圧であるミル差圧を計測することが行われている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１４１４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年は再生可能エネルギーの活用が進められており、従来の石炭用のミルを用いてバイオマス燃料も粉砕するニーズが高まっている。しかしながら、バイオマス燃料の粉砕粒は石炭の粉砕粒（微粉炭）と比較し、比重が軽いために回転テーブル付近にある粗粒でも搬送ガスで回転式分級機付近へと搬送され易く、ミルの回転式分級機内に粗粒が混入すると、搬送ガスの気流が小さい領域に滞留してミルから搬出されずに、また比重が軽いために遠心力が小さく回転式分級機内に粗粒が留まり堆積するおそれがある。バイオマス燃料の粗粒が回転式分級機内に堆積すると、回転式分級機の分級性能が低下するため、粗粒が堆積しないようにミルの運転条件を変更する必要がある。
しかし、特許文献１で示されているようなミル差圧を検出する計測点では、回転式分級機内のバイオマス燃料の粗粒の堆積状況を正確に検出することが難しく、ミルの運転条件を適正に変更することができなかった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、回転式分級機の内部に堆積した粗粒燃料を検出することができる固体燃料粉砕装置及びこれを備えた発電プラント並びに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】
【０００８】
本発明の一態様に係る固体燃料粉砕装置は、回転テーブルと、前記回転テーブルとの間で固体燃料を粉砕する粉砕ローラと、回転軸線を中心として回転するとともに円周方向に沿って固定部に対して立設された複数のブレードを備え、前記粉砕ローラによって粉砕された粉砕後燃料を分級する回転式分級機と、前記円周方向に立設された複数の前記ブレードの内周側である回転式分級機の内部に接続され、前記回転式分級機によって分級された微粒燃料を排出する排出口と、前記回転式分級機の前記内部の圧力と、該回転式分級機の外部の圧力との差圧を検出する差圧検出部と、を備えている。
【０００９】
回転テーブルと粉砕ローラによって粉砕された固体燃料は、鉛直上下方向の回転軸線を中心に回転する回転式分級機によって粗粒燃料と微粒燃料とに分級される。分級された微粒燃料は、回転式分級機の内部に接続された排出口から後工程側へ排出される。分級された粗粒燃料は、回転式分級機の外部へと戻される。しかし、一部の粗粒燃料がブレード間をすり抜け、回転分級機の外部に戻らずに各ブレードが固定された固定部上などの搬送ガスの気流搬送力の低い領域に堆積することがある。固定部上に粗粒燃料が堆積すると、各ブレードの下部が粗粒燃料で埋まり、固体燃料の粉砕後燃料を分級するための各ブレードの有効面積が減少してしまい、分級性能が低下する。そこで、回転式分級機の内部と外部の圧力差を検出する差圧検出部を設けることとした。これにより、各ブレードの下部が粗粒燃料で埋まり回転式分級機の内外で圧力損失が増大したことを検出し、回転式分級機の内部に粗粒燃料が堆積したことを検出することができる。
回転式分級機の外部の圧力としては、例えば、回転式分級機の外周側でかつ回転式分級機を収容するミル本体内部の圧力を用いることができる。ただし、ミル本体内の圧力変動が小さい場合のブレードによる圧力損失の変化が計測できれば良い場合には、回転式分級機の内部の絶対圧力変化の計測でも良く、この場合の回転式分級機の外部の圧力としては、ミル本体内の圧力が大きく変動しないのであれば一定の基準圧力でもよく、例えばミル本体外の大気圧などを用いても良い。
なお、固体燃料としては、例えば、バイオマス燃料またはバイオマス燃料と石炭との混合燃料が用いられる。
【００１０】
さらに、本発明の一態様に係る固体燃料粉砕装置では、前記差圧検出部は、前記回転式分級機の前記内部に開口して、前記内部の流れの上流側方向に交差する方向に向くように折曲する検出管を備えている。
【００１１】
回転式分級機の内部に挿入された一端部を開口する検出管を設けることによって、回転式分級機の内部の圧力を検出することができる。
検出管の開口は、排出口側に向かう内部の流れの上流側方向に交差する方向に向くように折曲させていることが好ましい。これにより、回転式分級機の内部の流れの動圧による影響を少なくして静圧を正確に計測することができる。
また、検出管を回転分級機の内部および回転分級機の外部からそれぞれ取り外し可能としても良い。これにより、圧力を計測する必要がないときは検出管を取り外すことができ検出管内部に粉砕後燃料などが入り込むことを抑制できる。
【００１２】
さらに、本発明の一態様に係る固体燃料粉砕装置では、前記検出管には、パージ流体が供給可能なパージ配管が接続されている。
【００１３】
パージ配管から圧力計測に影響しない流量のパージ流体（例えば、空気や窒素）を流すことで検出管内にパージ流体を流通させて検出管内部に粉砕後燃料などが入り込み閉塞することを防止することができる。例えば、パージ流体を検出管の先端付近から導入して先端から回転式分級機の内部にパージ流体を噴出させることで閉塞を防止する。
【００１４】
さらに、本発明の一態様に係る固体燃料粉砕装置では、前記差圧検出部の検出信号を得る制御部を備え、前記制御部は、前記差圧検出部で得られた差圧が所定値を超えた場合又は差圧の時間に対する変化量が所定値を超えた場合に、第１信号を出力する前記回転式分級機の前記内部に粗粒燃料が堆積したと判断する。
【００１５】
制御部は、差圧検出部で得られた差圧の値又は差圧の時間に対する変化量が所定値を超えた場合に第１信号を出力することとした。これにより、回転式分級機の内部に粗粒燃料が堆積による差圧値の増加または差圧変化速度の増加を感知して、堆積したと判断することができる。
【００１６】
さらに、本発明の一態様に係る固体燃料粉砕装置では、前記制御部は、前記第１信号と同時又は該第１信号を出力した後に、前記回転式分級機の前記内部の粗粒燃料の堆積を抑制する運転条件を変更する第２信号を出力する。
【００１７】
第１信号によって粗粒燃料が回転式分級機の内部に堆積したことを把握したと同時又はその後に、粗粒燃料の堆積を抑制する第２信号によって運転条件を変更することとした。これにより、回転式分級機の内部に堆積した粗粒燃料が蓄積し堆積することを抑制することができる。
【００１８】
さらに、本発明の一態様に係る固体燃料粉砕装置では、前記制御部は、前記回転式分級機の回転数を低下させるように前記運転条件を変更する。
【００１９】
回転式分級機の回転数を低下させることによって、分級性能を調整して、回転するブレードによる圧力損失を低下させて回転式分級機の差圧を適正化させることとした。これにより、回転式分級機の内部の流れ状態を変更して、堆積した粗粒燃料の排出を促進することができる。
また、この運転条件の変更は、固体燃料粉砕装置の試運転時に用いることもできるし、運転中に用いることもできる。
【００２０】
さらに、本発明の一態様に係る固体燃料粉砕装置では、前記制御部は、前記回転テーブル上に供給される固体燃料の供給量を低下させるように前記運転条件を変更する。
【００２１】
回転テーブル上に供給される固体燃料の供給量を低下させることによって、粉砕後燃料の生成量が低下し、各ブレード間を通過して回転分級機の内部へ入り込む粗粒燃料が減少し、粗粒燃料の堆積量の増加を抑制して排出を継続することで、回転式分級機の内部の粗粒燃料の堆積量を減少することができる。
固体燃料の供給量の低下は、上述の回転式分級機の回転数低下と同時でも良いし、回転式分級機の回転数低下の後に行っても良い。
また、この運転条件の変更は、固体燃料粉砕装置の試運転時に用いることもできるし、運転中に用いることもできる。
【００２２】
さらに、本発明の一態様に係る固体燃料粉砕装置では、前記制御部は、前記回転テーブルから前記回転式分級機に向かって流れる搬送ガス流量を増加させるように前記運転条件を変更する。
【００２３】
回転テーブルから回転式分級機に向かって流れる搬送ガスの流量を増加することによって、回転式分級機の内部に堆積した粗粒燃料の排出を促進することができる。
搬送ガスの流量増加は、上述の回転式分級機の回転数の低下及び固体燃料の供給量低下と同時に行っても良いし、固体燃料の供給量低下の後に行っても良い。固体燃料の供給量低下の後に搬送ガスの流量を増加することとすると、回転式分級機の内部に堆積した粗粒燃料をある程度排出した後に、搬送ガスを増加して供給することになるので、搬送ガス供給量の増加を抑制して搬送ガス供給用の送風機に要する補機動力を抑制することができる。
また、この運転条件の変更は、固体燃料粉砕装置の試運転時に用いることもできるし、運転中に用いることもできる。
【００２４】
さらに、本発明の一態様に係る固体燃料粉砕装置では、前記制御部は、前記回転テーブルに対する前記粉砕ローラの荷重である粉砕荷重を増加させるように前記運転条件を変更する。
【００２５】
回転テーブルに対する粉砕ローラの荷重である粉砕荷重を増加させることによって、固体燃料をさらに細かく粉砕することができる。これにより、粉砕後燃料に含まれる粗粒燃料の発生を抑制して、回転式分級機内部に入り込む粗粒燃料の量が減少するので、回転式分級機の内部に粗粒燃料が堆積することを抑制することができる。
粉砕荷重の増加は、上述した回転式分級機の回転数低下や、固体燃料の供給量低下、搬送ガス流量の増加の後で、しかも粗粒燃料の堆積抑制の改善が見られずに、回転式分級機の内部と外部の圧力差に改善が少ない場合に行うことが好ましい。粉砕荷重の増加による粗粒燃料の堆積抑制は、他の運転条件に比べて時間応答が遅く、また、動力増加を招くからである。
また、この運転条件の変更は、固体燃料粉砕装置の試運転時に用いることもできるし、運転中に用いることもできる。
【００２６】
さらに、本発明の一態様に係る固体燃料粉砕装置では、前記制御部は、前記回転式分級機の回転数を一時的に増加させるように前記運転条件を変更する。
【００２７】
回転式分級機の回転数を一時的に増加させて再び元の回転数に戻すことで遠心力を増大させ、回転式分級機の内部に堆積した粗粒燃料に遠心力を増加作用させて粗粒燃料を各ブレードの間から回転式分級機の外周側における回転式分級機の外部に排出することができる。これにより、回転式分級機の内部に堆積した粗粒燃料を減少させることができる。各ブレードの外周側における外部に排出された粗粒燃料は、回転テーブル上へ落下して再び粉砕される。
この運転条件の変更は、固体燃料粉砕装置の運転中に行うことで、固体燃料粉砕装置を継続して運転させることができる。
【００２８】
また、本発明の一態様に係る発電プラントは、上記のいずれかに記載の固体燃料粉砕装置と、前記固体燃料粉砕装置にて粉砕された固体燃料を燃焼して蒸気を生成するボイラと、前記ボイラによって生成された蒸気を用いて発電する発電部と、を備えている。
【００２９】
また、本発明の一態様に係る固体燃料粉砕装置の制御方法は、回転テーブルと、前記回転テーブルとの間で固体燃料を粉砕する粉砕ローラと、回転軸線を中心として回転するとともに円周方向に沿って固定部に対して立設された複数のブレードを備え、前記粉砕ローラによって粉砕された粉砕後燃料を分級する回転式分級機と、前記円周方向に立設された複数の前記ブレードの内周側である回転式分級機の内部に接続され、前記回転式分級機によって分級された微粒燃料を排出する排出口と、を備えた固体燃料粉砕装置の制御方法であって、前記回転式分級機の前記内部の圧力と、該回転式分級機の外部の圧力との差圧を検出する。
【発明の効果】
【００３０】
回転式分級機の内部と外部の圧力差を検出する差圧検出手段を設けることとしたので、回転式分級機の内部に堆積した粗粒燃料を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る発電プラントを示した概略構成図である。
【図２】図１のミルの概略を示した縦断面図である。
【図３】下流側検出管の取付位置周りを示した縦断面図である。
【図４Ａ】分級機回転数に対する粗粒燃料の堆積割合を示したグラフである。
【図４Ｂ】燃料供給量に対する粗粒燃料の堆積割合を示したグラフである。
【図４Ｃ】搬送ガス流量に対する粗粒燃料の堆積割合を示したグラフである。
【図４Ｄ】粉砕荷重に対する粗粒燃料の堆積割合を示したグラフである。
【図５】ミルの運転条件の変更を示したフローチャートである。
【図６】分級機のスイング運転を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３３】
＜発電プラント１の全体構成＞
本実施形態に係る発電プラント１は、固体燃料粉砕システム１００とボイラ２００とを備えている。
固体燃料粉砕システム１００は、バイオマス燃料等の固体燃料を粉砕し、微粒燃料を生成してボイラ２００のバーナ部２２０へ供給する装置である。なお、発電プラント１は、１台の固体燃料粉砕システム１００を備えるものであるが、１台のボイラ２００の複数のバーナ部２２０のそれぞれに対応する複数台の固体燃料粉砕システム１００を備えるシステムとしてもよい。また、本実施形態の発電プラント１では、主としてバイオマス燃料を用いることとするが、石炭とバイオマス燃料の混焼としても良い。
【００３４】
固体燃料粉砕システム１００は、ミル（固体燃料粉砕装置）１０と、給炭機２０と、送風部３０と、状態検出部４０と、制御部５０とを備えている。
なお、本実施形態では、上方とは鉛直上側の方向を、上部や上面などの“上”とは鉛直上側の部分を示している。また同様に“下”とは鉛直下側の部分を示している。
【００３５】
バイオマス燃料は、再生可能な生物由来の有機性資源であり、例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを原料としたリサイクル燃料（ペレットやチップ）などであり、ここに提示したものに限定されることはない。ペレットのサイズは、例えば、直径６〜８ｍｍ程度、長さは４０ｍｍ以下程度とされる。バイオマス燃料は、バイオマスの成育過程において二酸化炭素を取り込むことから、地球温暖化ガスとなる二酸化炭素を排出しないカーボンニュートラルとされるため、その利用が種々検討されている。
【００３６】
ミル１０は、ハウジング１１と、回転テーブル１２と、ローラ１３（粉砕ローラ）と、駆動部１４と、分級機（回転式分級機）１６と、燃料供給部１７と、分級機１６を回転駆動させるモータ１８とを備えている。
【００３７】
ハウジング１１は、鉛直方向に延びる筒状に形成されるとともに、回転テーブル１２とローラ１３と分級機１６と、燃料供給部１７とを収容する筐体である。ハウジング１１の天井部４２の中央部には、燃料供給部１７が取り付けられている。この燃料供給部１７は、バンカ２１から導かれた固体燃料をハウジング１１内に供給するものであり、ハウジング１１の中心位置に上下方向に配置され、下端部がハウジング１１内部まで延設されている。
【００３８】
ハウジング１１の底面部４１付近には駆動部１４が設置され、この駆動部１４から伝達される駆動力により回転する回転テーブル１２が回転自在に配置されている。駆動部１４は、制御部５０によって制御されるようになっている。
【００３９】
回転テーブル１２は、平面視円形の部材であり、燃料供給部１７の下端部が対向するように配置されている。回転テーブル１２の上面は、例えば、中心部が低く、外側に向けて高くなるような傾斜形状をなし、外周部が上方に曲折した形状をなしていてもよい。燃料供給部１７は、固体燃料（本実施形態ではバイオマス燃料）を上方から下方の回転テーブル１２に向けて供給し、回転テーブル１２は供給された固体燃料をローラ１３との間で粉砕するもので、粉砕テーブルとも呼ばれる。
【００４０】
固体燃料が燃料供給部１７から回転テーブル１２の中央へ向けて投入されると、回転テーブル１２の回転による遠心力によって固体燃料は回転テーブル１２の外周側へと導かれ、ローラ１３との間に挟み込まれて粉砕される。粉砕された固体燃料は粉砕後燃料となり、一次ガス供給部（以下「一次空気流路」という。）１００ａから導かれた搬送ガス（以下「一次空気」という。）によって上方へと巻き上げられ、分級機１６へと導かれる。すなわち、回転テーブル１２の外周側の複数箇所には、一次空気流路１００ａから流入する一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１５（図２参照）が設けられている。吹出口１５の上方にはベーン（図示省略）が設置されており、吹出口１５から吹き出した一次空気に旋回力を与える。ベーンにより旋回力が与えられた一次空気は、旋回する速度成分を有する気流となって、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内の上方の分級機１６へと導く。なお、一次空気に混合した固体燃料の粉砕物のうち、所定粒径より大きい粗粒燃料の大部分は分級機１６により分級されて、または、分級機１６まで到達することなく、落下して回転テーブル１２に戻されて、再び粉砕される。
【００４１】
ローラ（粉砕ローラ）１３は、燃料供給部１７から回転テーブル１２に供給された固体燃料を粉砕する回転体である。ローラ１３は、回転テーブル１２の上面に押圧されて回転テーブル１２と協働して固体燃料を粉砕する。図１では、ローラ１３が代表して１つのみ示されているが、回転テーブル１２の上面を押圧するように、周方向に一定の間隔を空けて、複数のローラ１３が対向して配置される。例えば、外周部上に１２０°の角度間隔を空けて、３つのローラ１３が周方向に均等な間隔で配置される。この場合、３つのローラ１３が回転テーブル１２の上面と接する部分（押圧する部分）は、回転テーブル１２の回転中心軸からの距離が等距離となる。
【００４２】
ローラ１３は、ジャーナルヘッド４５によって、上下に揺動可能となっており、回転テーブル１２の上面に対して接近離間自在に支持されている。ローラ１３は、外周面が回転テーブル１２の上面に接触した状態で、回転テーブル１２が回転すると、回転テーブル１２から回転力を受けて連れ回りするようになっている。燃料供給部１７から固体燃料が供給されると、ローラ１３と回転テーブル１２との間で固体燃料が押圧されて粉砕されて、微粒燃料と粗粒燃料からなる粉砕後燃料となる。
【００４３】
ジャーナルヘッド４５の支持アーム４７は、その中間部が水平方向に延在する支持軸４８によって支持されている。すなわち、支持アーム４７は、ハウジング１１の側面部に支持軸４８を中心としてローラ上下方向に揺動可能に支持されている。また、支持アーム４７の鉛直上側にある上端部には、押圧装置４９が設けられている。押圧装置４９は、ハウジング１１に固定され、ローラ１３を回転テーブル１２に押し付けるように、支持アーム４７等を介してローラ１３に荷重を付与する。押圧装置４９の押圧力（すなわち粉砕荷重）は、制御部５０によって制御されるようになっている。
【００４４】
駆動部１４は、回転テーブル１２に駆動力を伝達し、回転テーブル１２を中心軸線回りに回転させる装置である。駆動部１４は、回転テーブル１２を回転させる駆動力を発生する。
【００４５】
分級機１６は、ハウジング１１の上部に設けられ、中空状の略逆円錐形状の外形を有している。分級機１６は、その外周位置に上下方向に延在する複数の分級羽根（ブレード）１６ａを備えている。各分級羽根１６ａは、下端が固定部に固定されている。各分級羽根１６ａは、分級機１６の中心軸線周りに所定の間隔（均等間隔）を空けて並列に設けられている。また、分級機１６は、ローラ１３により粉砕されて一次空気で搬送された粉砕後燃料を所定粒径よりも大きい粗粒燃料と所定粒径以下の微粒燃料に分級する装置である。分級機１６は、全体が鉛直方向の回転軸線回りに回転することによって分級する回転式分級機とされ、ロータリセパレータとも称されている。分級機１６に対しては、モータ１８によって回転駆動力が与えられる。モータ１８の回転数は、制御部５０によって制御されるようになっている。
【００４６】
分級機１６に到達した固体燃料の粉砕後燃料は、分級羽根１６ａの回転により生じる遠心力と、一次空気の気流による向心力との相対的なバランスにより、大きな粗粒燃料は、分級羽根１６ａによって叩き落とされ、回転テーブル１２へと戻されて再び粉砕され、微粒燃料はハウジング１１の天井部４２にある排出口１９に導かれる。
【００４７】
分級機１６によって分級された微粒燃料は、排出口１９から供給流路１００ｂへ排出され、一次空気とともに後流工程へと搬送される。供給流路１００ｂへ流出した微粒燃料は、ボイラ２００のバーナ部２２０へ供給される。
【００４８】
燃料供給部１７は、ハウジング１１の上端を貫通するように上下方向に沿って下端部がハウジング１１内部まで延設されて取り付けられ、上部から投入される固体燃料を回転テーブル１２の略中央領域に供給する。燃料供給部１７は、給炭機２０から固体燃料が供給される。
【００４９】
給炭機２０は、バンカ２１と、搬送部２２と、モータ２３とを備えている。搬送部２２は、モータ２３から与えられる駆動力によってバンカ２１の直下にあるダウンスパウト部２４の下端部から排出される固体燃料を搬送し、ミル１０の燃料供給部１７に導かれる。
通常、ミル１０の内部には、粉砕した固体燃料である微粒燃料を搬送するための一次空気が供給されて、大気圧よりも圧力が高くなっている。バンカ２１の直下にある上下方向に延在する管であるダウンスパウト部２４には内部に燃料が積層状態で保持されていて、ダウンスパウト部２４内に積層された燃料層により、ミル１０側の一次空気と微粒燃料が逆流入しないようなシール性を確保している。なお、ミル１０へ供給する固体燃料の供給量は、搬送部２２のベルトコンベアのベルト速度で調整されてもよい。
【００５０】
送風部３０は、ローラ１３により粉砕された固体燃料を乾燥させるとともに分級機１６へ供給するための一次空気（搬送ガス）をハウジング１１の内部へ送風する装置である。
送風部３０は、ハウジング１１へ送風される一次空気を適切な温度に調整するために、熱ガス送風機３０ａと、冷ガス送風機３０ｂと、熱ガスダンパ３０ｃと、冷ガスダンパ３０ｄとを備えている。
【００５１】
熱ガス送風機３０ａは、空気予熱器などの熱交換器から供給される熱せられた一次空気を送風する送風機である。熱ガス送風機３０ａの下流側には熱ガスダンパ３０ｃが設けられている。熱ガスダンパ３０ｃの開度は制御部５０によって制御される。熱ガスダンパ３０ｃの開度によって熱ガス送風機３０ａが送風する一次空気の流量が決定する。
【００５２】
冷ガス送風機３０ｂは、常温の外気である一次空気を送風する送風機である。冷ガス送風機３０ｂの下流側には冷ガスダンパ３０ｄが設けられている。冷ガスダンパ３０ｄの開度は制御部５０によって制御される。冷ガスダンパ３０ｄの開度によって冷ガス送風機３０ｂが送風する一次空気の流量が決定する。一次空気の流量は、熱ガス送風機３０ａが送風する一次空気の流量と冷ガス送風機３０ｂが送風する一次空気の流量の合計の流量となり、一次空気の温度は、熱ガス送風機３０ａが送風する一次空気と冷ガス送風機３０ｂが送風する一次空気の混合比率で決まり、制御部５０によって制御される。また、熱ガス送風機３０ａが送風する一次空気に、ガス再循環通風機を介して電気集塵機など環境装置を通過したボイラ２００から排出された燃焼ガスの一部を導き、混合気とすることで、一次空気流路１００ａから流入する一次空気の酸素濃度を調整してもよい。
【００５３】
本実施形態では、ハウジング１１の状態検出部４０により、計測または検出したデータを制御部５０に送信する。状態検出部４０は、例えば、差圧計測手段であり、一次空気流路１００ａからミル１０内部へ一次空気が流入する部分及びミル１０内部から供給流路１００ｂへ一次空気及び微粒燃料が排出する排出口１９との差圧をミル１０内の差圧として計測する。分級機１６の分級性能により、ミル１０内部を循環する固体燃料の粉砕後燃料の循環量の増減とこれに対するミル１０内の差圧の上昇低減が変化する。すなわち、ミル１０の内部に供給する固体燃料に対して、排出口１９から排出させる微粒燃料を調整して管理することができるので、微粒燃料の粒度がバーナ部２２０の燃焼性に影響しない範囲で、多くの微粒燃料をボイラ２００に設けられたバーナ部２２０に供給することができる。さらに、本実施形態では、上述の排出口１９とミル１０内の差圧を計測する差圧計測手段（ミル差圧の計測手段）とは別に差圧検出部４３を設けているが、これについては図２以降で説明する。
【００５４】
また、状態検出部４０は、例えば、温度計測手段であり、ローラ１３により粉砕された固体燃料を分級機１６へ供給するための一次空気を、ハウジング１１の内部に送風する送風部３０により温度調整される一次空気のハウジング１１での温度を検出して、上限温度を超えないように送風部３０を制御する。なお、一次空気は、ハウジング１１内において、粉砕物を乾燥しながら搬送することによって冷却されるので、ハウジング１１の上部空間の温度は、例えば約６０〜８０℃程度となる。
【００５５】
制御部５０は、固体燃料粉砕システム１００の各部を制御する装置である。制御部５０は、例えば、駆動部１４に駆動指示を伝達することによりミルの運転に対する回転テーブル１２の回転を制御することができる。制御部５０は、例えば分級機１６のモータ１８へ駆動指示を伝達して回転数を制御することで、分級性能を調整することにより、ミル１０内の差圧を適正化して微粒燃料の供給を安定化させることができる。また、制御部５０は、例えば給炭機２０のモータ２３へ駆動指示を伝達することにより、搬送部２２が固体燃料を搬送して燃料供給部１７へ供給する固体燃料の供給量を調整することができる。また、制御部５０は、開度指示を送風部３０に伝達することにより、熱ガスダンパ３０ｃおよび冷ガスダンパ３０ｄの開度を制御して一次空気の流量と温度を制御することができる。
【００５６】
制御部５０は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
【００５７】
次に、固体燃料粉砕システム１００から供給される微粒燃料を用いて燃焼を行って蒸気を発生させるボイラ２００について説明する。ボイラ２００は、火炉２１０とバーナ部２２０とを備えている。
【００５８】
バーナ部２２０は、供給流路１００ｂから供給される微粒燃料を含む一次空気と、熱交換器（図示省略）から供給される二次空気とを用いて微粒燃料を燃焼させて火炎を形成する装置である。微粒燃料の燃焼は火炉２１０内で行われ、高温の燃焼ガスは、蒸発器，過熱器，エコノマイザなどの熱交換器（図示省略）を通過した後にボイラ２００の外部に排出される。
【００５９】
ボイラ２００から排出された燃焼ガスは、環境装置（脱硝装置、電気集塵機などで図示省略）で所定の処理を行うとともに、空気予熱器などの熱交換器（図示省略）で外気との熱交換が行われ、誘引通風機（図示省略）を介して煙突（図示省略）へと導かれて大気へと放出される。熱交換器において燃焼ガスとの熱交換により加熱された外気は、前述した熱ガス送風機３０ａに送られる。
ボイラ２００の各熱交換器への給水は、エコノマイザ（図示省略）において加熱された後に、蒸発器（図示省略）および過熱器（図示省略）によって更に加熱されて高温高圧の蒸気が生成され、蒸気タービン（図示省略）へと送られて発電機（図示省略）を回転駆動して発電が行われる。
【００６０】
＜差圧検出部＞
図２には、状態検出部４０とは別に設けられた差圧検出部４３が示されている。差圧検出部４３は、状態検出部４０で計測するミル１０の上流側（ミル１０内）と下流側（排出口１９）の差圧であるミル差圧とは異なる差圧を検出する。具体的には、差圧検出部４３は、分級羽根１６ａの内周側である分級機（回転式分級機）１６の内部ＳＰ１の圧力と、分級羽根１６ａの外周側でかつハウジング１１内部（分級機１６の外部ＳＰ２）の圧力との差圧（以下、この差圧を「分級機差圧」という。）を計測する。より具体的には、差圧検出部４３は、分級羽根１６ａの粉砕後燃料を含む一次空気（搬送ガス）流れにおける上流側（外部ＳＰ２）と下流側（内部ＳＰ１）との差圧を計測する。差圧検出部４３としては、例えばデジタル式とされたマノメータ４３ａが用いられる。マノメータ４３ａの計測値は、制御部５０へと送信される。なお、差圧検出部４３としては、デジタルマノメータ等の差圧計に限定されるものではなく、他の形式の差圧計でも良く、分級羽根１６ａの粉砕後燃料を含む一次空気流れにおける上流側及び下流側にそれぞれに差圧計を設け、これらの差圧計にて計測された圧力値の差分を得るようにしても良い。
【００６１】
差圧検出部４３は、分級羽根１６ａの上流側にミル本体外部側から挿入されて一端部が開口する上流側検出管４３ｂと、分級羽根１６ａの下流側にミル本体外部側から挿入されて一端部が開口する下流側検出管４３ｃとを備えている。上流側検出管４３ｂ及び下流側検出管４３ｃのそれぞれには、マノメータ４３ａとの間に開閉弁４３ｄが設けられている。開閉弁４３ｄは、差圧を計測する際には開とされ、差圧を計測しない際には閉とされる。また、マノメータ４３ａの交換の際に開閉弁４３ｄを閉とする。開閉弁４３ｄの開閉制御は、制御部５０によって行っても良い。
【００６２】
図２に示すように、各分級羽根１６ａの下端は、固定部１６ｂによって固定されている。固定部１６ｂを含む分級機１６の底部は、分級機１６の鉛直下方の空間ＳＰ３に対して固定部１６ｂで仕切られている。したがって、分級羽根１６ａで分級されずに分級機１６の内部ＳＰ１に入り込んだ粗粒燃料（粗粒）は、固定部１６ｂから上方側に堆積粗粒燃料Ｂ１として堆積する。堆積粗粒燃料Ｂ１は、各分級羽根１６ａの下方から上方に向けて堆積量が増すと、分級羽根１６ａの分級のための有効面積を塞いでしまうため、分級機１６の分級性能が低下する。また、堆積粗粒燃料Ｂ１が分級羽根１６ａの下方から上方に向けて堆積量が増すと、圧力損失が増大して分級羽根１６ａの上下流における分級機差圧が増大することになる。制御部５０は、差圧検出部４３で得られる分級機１６の内部ＳＰ１と外部ＳＰ２との差圧を監視するようになっている。
【００６３】
図３には、下流側検出管４３ｃの下流側が示されている。下流側検出管４３ｃは、ミル１０の天井部４２に形成した開口部４２ａから分級機１６の内部ＳＰ１に挿入されている。下流側検出管４３ｃは、例えばＯリング４４を介挿したフランジ部４６によってミル１０の天井部４２に対して気密に固定されている。なお、図３ではフランジ部４６の固定前の状態が示されているが、固定する際には固定ボルト（図示せず）によってフランジ部４６が固定される。このように、フランジ部４６を用いて下流側検出管４３ｃが容易に取り外し可能となっている。したがって、分級機１６の内部ＳＰ１の圧力を計測する必要がないときは下流側検出管４３ｃを取り外すことができ、下流側検出管４３ｃの粉砕後燃料による閉塞を防止する。
【００６４】
下流側検出管４３ｃは、先端の開口端４３ｃ１が、排出口１９側に向かう内部の流れＦ１の上流側方向に交差する方向に向くように折曲させている。本実施形態では、内部ＳＰ１でＬ字状に曲成され、先端の開口端４３ｃ１が内部の流れＦ１の下流側方向である排出口１９側を向くように設けられている。これにより、分級機１６の内部の流れＦ１の動圧による影響を少なくして静圧を正確に計測することができるようになっている。なお、開口端４３ｃ１の向きは、分級機１６の内部の流れＦ１の動圧の影響が無視できる位置であれば、どの方向であっても良い。この場合には、例えば下流側検出管４３ｃの先端を鉛直下方に向いた直管としても良い。
【００６５】
図３に示すように、下流側検出管４３ｃにパージ配管４３ｅを接続しても良い。パージ配管４３ｅの上流側には図示しない空気供給源が接続されている。パージ配管４３ｅから下流側検出管４３ｃの開口端４３ｃ１に向かってパージ空気（パージ流体）を流すことができるようになっている。これにより、開口端４３ｃ１から侵入する分級機内部の流れＦ１に含まれる粉砕後燃料による下流側検出管４３ｃの閉塞を防止できる。したがって、パージ空気は、通常時には供給されないが、下流側検出管４３ｃの閉塞が検出された場合に供給されるようになっている。なお、パージ空気を定期的に供給するようにしても良い。なお、パージ流体として、空気に代えて窒素等の不活性ガスを用いても良い。
【００６６】
＜ミル１０の運転条件と堆積粗粒燃料Ｂ１＞
図４Ａ〜図４Ｄには、それぞれの運転条件に応じて、分級機１６の内部ＳＰ１の堆積粗粒燃料Ｂ１の堆積割合の増減が示されている。図４Ａ〜図４Ｄは、縦軸の堆積度合の増減が直線で示されているが、必ずしも比例するものではなく、また堆積度合の増減の勾配の大小を示したものではなく、堆積度合の増減の傾向を示したものである。
図４Ａは、分級機１６の回転数である分級機回転数Ｒを運転条件とした場合である。分級機回転数Ｒは分級機差圧に略比例する。すなわち、分級機回転数Ｒが増大すると、分級羽根１６ａの周速が大きくなるのと各分級羽根１６ａ間を通り抜ける粗粒を含む粉砕後燃料と一次空気との混合した流体の圧力損失が増大するので、分級機差圧は増大する。したがって、分級機回転数Ｒを減少させると、分級機差圧が減少し、各分級羽根１６ａ間を通過する粗粒を含む粉砕後燃料と一次空気との混合した流体の流量が増加する。これにより、分級機１６の内部の流れＦ１を変更し、堆積粗粒燃料Ｂ１の増加を抑制して排出を継続することができる。よって、現状の分級機回転数Ｒ０よりも分級機回転数Ｒを減少させることによって、堆積粗粒燃料Ｂ１の堆積割合を減少させることができる。
【００６７】
図４Ｂは、固体燃料（バイオマス燃料）をミル１０に供給する燃料供給量Ｑｂを運転条件とした場合である。燃料供給量Ｑｂの増加は、粗粒を含む粉砕後燃料と一次空気との混合した流体における粗粒を含む粉砕後燃料量を増加し、分級機１６に導かれる粗粒燃料量の増加になるので、分級機１６の内部ＳＰ１の堆積粗粒燃料Ｂ１の堆積度合いが増加する。したがって、燃料供給量Ｑｂを減少させると、分級機１６の内部ＳＰ１の堆積粗粒燃料Ｂ１の堆積度合は減少する。よって、現状の燃料供給量Ｑｂ０よりも燃料供給量Ｑｂを減少させることによって、堆積粗粒燃料Ｂ１の増加を抑制して排出を継続することができ、堆積粗粒燃料Ｂ１の堆積度合を減少させることができる。
【００６８】
図４Ｃは、ミル１０に供給する一次空気流量Ｑａを運転条件とした場合である。一次空気流量Ｑａの増加は、分級機１６の内部ＳＰ１の堆積粗粒燃料Ｂ１の堆積度合を減少する。一次空気流量Ｑａを増加させると、粗粒を含む粉砕後燃料と一次空気との混合した流体における粗粒を含む粉砕後燃料量が増加するが、これを上回るように分級機１６の内部の流れＦ１の流量が増加して堆積粗粒燃料Ｂ１の排出が一層に促進されるからである。したがって、一次空気流量Ｑａを増大させると、分級機１６の内部ＳＰ１の堆積粗粒燃料Ｂ１の堆積度合は減少する。よって、現状の一次空気流量Ｑａ０よりも一次空気流量Ｑａを増大させることによって、堆積粗粒燃料Ｂ１の堆積度合を減少させることができる。
【００６９】
図４Ｄは、回転テーブル１２に対するローラ１３の荷重である粉砕荷重Ｌを運転条件とした場合である。粉砕荷重Ｌの増加は、回転テーブル１２上で固体燃料を粉砕する能力を増加するので、粗粒を含む粉砕後燃料と一次空気との混合した流体における粗粒の量を減少するので、分級機１６に導かれる粗粒燃料量の減少になり、分級機１６の内部ＳＰ１の堆積粗粒燃料Ｂ１の堆積度合を減少する。したがって、粉砕荷重Ｌを増大させると、分級機１６の内部ＳＰ１の堆積粗粒燃料Ｂ１の堆積度合は減少する。よって、現状の粉砕荷重Ｌ０よりも粉砕荷重Ｌを増大させることによって、堆積粗粒燃料Ｂ１の堆積割合を減少させることができる。
【００７０】
＜運転中の運転条件変更＞
次に、上述の差圧検出部４３を用いた制御方法について説明する。
先ず、運転中の条件変更の制御方法について説明する。
【００７１】
図５に示すように、ミル１０が運転を開始して定常運転に達した後に差圧検出部４３が常時もしくは定期的に分級機差圧の監視を行い、制御を開始する（ステップＳ０）。
そして、制御部５０は、差圧検出部４３で得られた分級機差圧が所定値を超えたか否かを判断する（ステップＳ１）。ここで用いられる分級機差圧の所定値は、ミル１０の運用前の試験運転または同機種等の実績に応じて決定された固定値である。または、分級機差圧の所定値の代わりに、分級機差圧の時間に対する変化量である所定変化速度値を超えたか否かを判断してもよい。所定変化速度値は、ミル１０の運用前の試験運転または同機種等の実績に応じて決定された固定値である。
【００７２】
分級機差圧が所定値を超えていない場合は、そのまま差圧検出部４３による分級機差圧の監視を行う。
【００７３】
分級機差圧が所定値を超えた場合は、制御部５０は、分級機１６の内部ＳＰ１に粗粒燃料が所定値以上に堆積したと判断して第１信号を出力する。この第１信号に基づき、制御部５０は、分級機１６に対して運転条件を変更する制御指令（第２出力）を送信し、分級機１６の内部ＳＰ１の堆積粗粒燃料Ｂ１の堆積度合を減少する効果が大きい順に運転条件を変更する。最初に分級機１６の回転数を減少させる（ステップＳ２）。これにより、分級機差圧を減少することで分級機１６の内部の流れＦ１を変更し、堆積粗粒燃料Ｂ１の増加を抑制して排出を継続することができる。分級機１６の内部ＳＰ１の堆積粗粒燃料Ｂ１が減少する（図４Ａ参照）。
【００７４】
そして、制御部５０は、差圧検出部４３で得られた分級機差圧が所定値を超えているか否かをステップＳ１と同様にステップＳ３にて判断する。分級機差圧が所定値を依然として超えている場合は、第１信号に基づき運転条件を変更する制御指令（第２出力）を送信し、次の堆積粗粒燃料Ｂ１の堆積度合を減少する効果が大きいものとして、ミル１０に対するバイオマス燃料の供給量である燃料供給量Ｑｂを減少させる（ステップＳ４）。これにより、粉砕後燃料の生成量が低下して、分級機１６の内部ＳＰ１から分級羽根１６ａ間を通過する粗粒が減少し、堆積粗粒燃料Ｂ１の排出が継続されることで減少する（図４Ｂ参照）。なお、このステップＳ４は、ステップＳ２と同時に行っても良い。
【００７５】
そして、制御部５０は、差圧検出部４３で得られた分級機差圧が所定値を超えているか否かをステップＳ１と同様にステップＳ５にて判断する。分級機差圧が所定値を依然として超えている場合は、第１信号に基づき運転条件を変更する制御指令（第２出力）を送信し、次の堆積粗粒燃料Ｂ１の堆積度合を減少する効果が大きいものとして、ミル１０に対する一次空気の供給量である一次空気流量Ｑａを増大させる（ステップＳ６）。これにより、分級機１６の内部ＳＰ１の堆積粗粒燃料Ｂ１が減少する（図４Ｃ参照）。なお、このステップＳ６は、ステップＳ２及び／又はステップＳ４と同時に行っても良い。但し、ステップＳ４の後に一次空気流量Ｑａを増加することとすると、分級機１６の内部ＳＰ１の堆積粗粒燃料Ｂ１をある程度排出した後に一次空気を供給することになるので、一次空気流量Ｑａの増加を抑制して一次空気供給用の熱ガス送風機３０ａと冷ガス送風機３０ｂに要する補機動力を抑制することができる。
【００７６】
そして、制御部５０は、差圧検出部４３で得られた分級機差圧が所定値を超えているか否かをステップＳ１と同様にステップＳ７にて判断する。分級機差圧が所定値を依然として超えている場合は、第１信号に基づき運転条件を変更する制御指令（第２出力）を送信し、次の堆積粗粒燃料Ｂ１の堆積度合を減少する効果が大きいものとして、回転テーブル１２に対するローラ１３の荷重である粉砕荷重Ｌを増大させる（ステップＳ８）。これにより、分級機１６の内部ＳＰ１の堆積粗粒燃料Ｂ１が減少する（図４Ｄ参照）。ステップＳ８、ステップＳ２乃至Ｓ６の後で、しかも堆積粗粒燃料Ｂ１の堆積抑制の効果である分級機差圧の改善が見られない場合に行うことが好ましい。粉砕荷重Ｌの増加による堆積粗粒燃料Ｂ１の堆積抑制は、他の運転条件に比べて時間応答が遅く、また、動力増加を招くからである。
【００７７】
ステップＳ８が終了すると、一連の運転条件変更の制御が終了する（ステップＳ９）。
【００７８】
＜運用開始前の試運転での運転条件設定＞
なお、上述したミル１０の運転条件の変更は、ミル１０の運用開始前の試験運転時に用いても良い。制御部５０は、試運転時に得られた各運転条件を制御部５０内に設けられる図示されていない記憶部に初期値として格納する。これにより、分級機１６の内部ＳＰ１に堆積粗粒燃料Ｂ１が所定値未満となる運転条件を運用前に予め設定することができる。また、運転中の運転条件変更で用いられる分級機差圧の所定値は、ミル１０の運用開始前の試験運転の実績に応じて決定することができる。
【００７９】
＜分級機１６のスイング運転＞
次に、ミル１０の運転中に行われるスイング運転の制御について説明する。この制御は、分級機差圧の増加を感知して、急速に堆積粗粒燃料Ｂ１を排出する際に行われる。
【００８０】
図６に示すように、制御部５０は、分級機差圧が所定値を超えた場合に、分級機回転数Ｒを一時的に短時間に増加させて再び元の回転数に戻すスイング運転を行う。分級機回転数Ｒの増加量は、増加前の回転数に対して２倍以上１０倍以下とすることが好ましい。このように分級機回転数Ｒを増加させることで遠心力を増大させ、分級機１６の内部ＳＰ１に堆積した堆積粗粒燃料Ｂ１を各分級羽根１６ａの間から分級機１６の外部ＳＰ２に排出することができる。これにより、分級機１６の内部ＳＰ１に堆積した堆積粗粒燃料Ｂ１の堆積量を減少させることができる。分級機１６の外部ＳＰ２に排出された粗粒燃料は、回転テーブル１２上へ落下して再び粉砕される。
【００８１】
分級機回転数Ｒの上昇は、一時的に行われる。具体的には、図６に示すように、分級機回転数Ｒを増加させると堆積粗粒燃料Ｂ１は減少する一方で、ボイラ２００（図１参照）への燃料供給量が減少してしまう（すなわち、同時にミル１０の保有燃料量は増大する）。したがって、スイング運転時間ΔＴは、ボイラ２００の負荷が変動してプラントの発電に影響を及ぼさない程度とする。例えば、スイング運転時間ΔＴは、１秒以上１０秒以下とすることが好ましい。
【００８２】
なお、スイング運転を行うときに、パージ空気を分級機１６の内部ＳＰ１内の堆積粗粒燃料Ｂ１に向けて供給して堆積粗粒燃料Ｂ１の排出を促進しても良い。
また、ミル１０の停止時に上述のスイング運転を行っても良い。これにより、停止後に分級機１６の内部ＳＰ１に粗粒が堆積した状態を回避することができる。
【００８３】
＜本実施形態の作用効果＞
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
回転テーブル１２とローラ１３によって粉砕されたバイオマス燃料は、分級機１６によって粗粒と微粒とに分級される。分級された微粒燃料は、分級機１６の内部ＳＰ１に接続された排出口１９から排出される。分級された粗粒燃料は、分級機１６の外部ＳＰ２へと戻される。しかし、一部の粗粒燃料が分級羽根１６ａ間をすり抜け、排出口１９から排出されずに各分級羽根１６ａが固定された固定部１６ｂ上などの一次空気の気流搬送力の低い領域に堆積することがある。固定部１６ｂ上に粗粒燃料が堆積すると、各分級羽根１６ａの下部が粗粒燃料で埋まり、固体燃料の粉砕後燃料を分級するための各分級羽根１６ａの有効面積が減少してしまい、分級性能が低下する。そこで、分級機１６の内部ＳＰ１と外部ＳＰ２の圧力差を検出する差圧検出部４３を設けることとした。これにより、各分級羽根１６ａの下部が粗粒燃料で埋まり分級機１６の内外で圧力損失が増大したことを検出し、分級機１６の内部ＳＰ１に粗粒燃料が堆積したことを検出することができる。
【００８４】
分級機１６の内部ＳＰ１に挿入された一端部に開口端４３ｃ１を有する下流側検出管４３ｃを設けることによって、分級機１６の内部ＳＰ１の圧力を検出することができる。
下流側検出管４３ｃの開口端４３ｃ１は、排出口１９側に向かう内部ＳＰ１の流れの上流側方向に交差する方向に向くように折曲させていることが好ましい。これにより、分級機１６の内部ＳＰ１の流れの動圧による影響を少なくして静圧を正確に計測することができる。
また、下流側検出管４３ｃを分級機１６の内部ＳＰ１および上流側検出管４３ｂを分級機１６の外部ＳＰ２からそれぞれ取り外し可能としても良い。これにより、圧力を計測する必要がないときは上流側検出管４３ｂと下流側検出管４３ｃを取り外すことができ検出管内部に粉砕後燃料などが入り込むことを抑制できる。
【００８５】
下流側検出管４３ｃに接続したパージ配管４３ｅから圧力計測に影響しない流量のパージ流体（例えば、空気や窒素）を流すことで下流側検出管４３ｃ内にパージ流体を流通させて下流側検出管４３ｃ内部に粉砕後燃料などが入り込み閉塞することを防止することができる。例えば、パージ流体を下流側検出管４３ｃの先端付近から導入して先端から分級機１６の内部ＳＰ１にパージ流体を噴出させることで閉塞を防止することができる。
【００８６】
制御部５０は、差圧検出部４３で得られた分級機差圧が所定値を超えた場合、または分級機差圧の所定時間に対する変化量である所定変化速度値を超えた場合に、第１信号を出力することとした。これにより、分級機１６の内部ＳＰ１に粗粒燃料が堆積したと判断することができる。
【００８７】
第１信号によって粗粒燃料が分級機１６の内部ＳＰ１に堆積したことを把握したと同時又はその後に、粗粒燃料の堆積を抑制する第２信号によって運転条件を変更することとした（ステップＳ２〜Ｓ８）。これにより、分級機１６の内部ＳＰ１に堆積した粗粒燃料が蓄積し堆積することを抑制することができる。
【００８８】
分級機回転数Ｒを低下させる（ステップＳ２）ことによって、分級性能を調整して、回転する分級羽根１６ａによる圧力損失を低下させて分級機１６の差圧を適正化させることとした。これにより、分級機１６の内部ＳＰ１の流れを変更して、堆積粗粒燃料Ｂ１は堆積量の増加を抑制して排出を継続することで減少することができる。
【００８９】
回転テーブル１２上に供給されるバイオマス燃料の燃料供給量Ｑｂを減少させる（ステップＳ４）ことによって、粉砕後燃料の生成量が低下し、分級羽根１６ａ間を通過して分級機１６の内部ＳＰ１へ入り込む粗粒燃料が減少し、堆積粗粒燃料Ｂ１は堆積量の増加を抑制して排出を継続することで減少することができる。
【００９０】
回転テーブル１２から分級機１６に向かって流れる一次空気の流量である一次空気流量Ｑａを増加する（ステップＳ６）ことによって、分級機１６の内部ＳＰ１に堆積した粗粒燃料の排出を促進することができる。
【００９１】
回転テーブル１２に対するローラ１３の荷重である粉砕荷重Ｌを増加させることによって、バイオマス燃料をさらに細かく粉砕することができる。これにより、粉砕後燃料に含まれる粗粒燃料の発生を低減して、分級機１６の内部ＳＰ１に入り込む粗粒燃料の量が減少するので、分級機１６の内部ＳＰ１に粗粒燃料が堆積することを抑制することができる。
【００９２】
分級機差圧の増加を感知して、分級機回転数Ｒを一時的に増加させて再び元の回転数に戻すスイング運転を行う（図６参照）ことで粗粒燃料への遠心力を増大させ、分級機１６の内部ＳＰ１に堆積粗粒燃料Ｂ１を各分級羽根１６ａの間から外部ＳＰ２に排出することができる。これにより、分級機１６の内部ＳＰ１の堆積粗粒燃料Ｂ１を減少させることができる。
【００９３】
なお、本実施形態では、差圧検出部４３の検出に基づいて運転条件を変更する際に、差圧の値を用いて判断していたが、差圧の時間に対する変化量である差圧の変化速度に基づいて判断することとしても良い。
また、本実施形態では、ミル１０にてバイオマス燃料のみを粉砕することとして説明したが、ミル１０にて粉砕する固体燃料としては、本発明はこれに限定されるものではなく、他の固体燃料であっても良く、また、石炭とバイオマス燃料との混合燃料であっても良い。
また、本実施形態では、分級機１６の外部ＳＰ２の圧力として分級機１６の外周側で、かつ分級機１６を収容するハウジング１１内の圧力を用いることとしたが、本発明はこれに限定されない。ミル本体内の圧力変動が小さい場合の分級羽根１６ａによる圧力損失の変化が計測できれば良い場合には、分級機１６の内部の絶対圧力変化の計測でも良く、この場合の、分級機１６の外部の圧力としては、ハウジング１１内の圧力が大きく変動しないのであれば、一定の基準圧力でもよく、例えばハウジング１１外の大気圧などを用いても良い。
【符号の説明】
【００９４】
１  発電プラント
１０  ミル（固体燃料粉砕装置）
１１  ハウジング
１２  回転テーブル
１３  ローラ（粉砕ローラ）
１４  駆動部
１５  吹出口
１６  分級機（回転式分級機）
１６ａ  分級羽根（ブレード）
１６ｂ  固定部
１７  燃料供給部
１８  モータ
１９  排出口
２０  給炭機
２１  バンカ
２２  搬送部
２３  モータ
２４  ダウンスパウト部
３０  送風部
３０ａ  熱ガス送風機
３０ｂ  冷ガス送風機
３０ｃ  熱ガスダンパ
３０ｄ  冷ガスダンパ
４０  状態検出部（温度検出手段、差圧検出手段）
４１  底面部
４２  天井部
４３  差圧検出部
４３ａ  マノメータ
４３ｂ  上流側検出管（検出管）
４３ｃ  下流側検出管（検出管）
４３ｃ１  開口端
４３ｄ  開閉弁
４４  Ｏリング
４５  ジャーナルヘッド
４６  フランジ部
４７  支持アーム
４８  支持軸
４９  押圧装置
５０  制御部
１００  固体燃料粉砕システム
１００ａ  一次空気流路（一次ガス供給部）
１００ｂ  供給流路
２００  ボイラ
２１０  火炉
２２０  バーナ部
Ｂ１  堆積粗粒燃料
Ｆ１  分級機内部の流れ
Ｌ  粉砕荷重
ＳＰ１  （分級機の）内部
ＳＰ２  （分級機の）外部
ＳＰ３  （分級機の下方の）空間
Ｑａ  一次空気流量（搬送ガス流量）
Ｑｂ  燃料供給量（固体燃料供給量）
Ｒ  分級機回転数（回転数）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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