(57)【要約】【課題】空気過剰率を低減した微粉炭焚きボイラにおいてＣＯなどの未燃分の発生を低減した微粉炭焚きボイラを提供する。【解決手段】送炭管４３で搬送される微粉炭供給量を個別に計測する微粉炭供給量計測手段５１と、微粉炭供給量計測手段５１によって計測された微粉炭供給量と、燃焼用空気供給量計測手段によって計測された当該送炭管４３に接続されている微粉炭バーナ６１に供給される燃焼用空気の供給量に基づいて、バーナ空気比設定手段によって設定されているバーナ空気比が維持できるように、微粉炭供給量に見合う燃焼用空気供給量を演算して、燃焼用空気供給量調整手段６４に制御指令信号を送信する制御手段６６とを設けたことを特徴とする。【選択図】図１
2008133051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給した石炭を粉砕して微粉炭を生成する粉砕手段と、
１台の前記粉砕手段に対して複数本接続されて、それぞれ１次空気によって前記微粉炭を気流搬送する送炭管と、
各送炭管の先端側に接続されて火炉内に臨むように設置された微粉炭ノズルを有する微粉炭バーナと、
その微粉炭バーナに前記１次空気以外の燃焼用空気を個別に供給する燃焼用空気供給手段と、
各燃焼用空気供給手段によって供給される前記燃焼用空気の供給量を個別に計測する燃焼用空気供給量計測手段と、
前記燃焼用空気の供給量を調整する燃焼用空気供給量調整手段と、
バーナ空気比を設定するバーナ空気比設定手段を備え、
前記粉砕手段で粉砕して生成した微粉炭を前記各送炭管に分配して各微粉炭ノズルから前記火炉内に噴射して、前記燃焼用空気の供給下において燃焼する微粉炭焚きボイラにおいて、
前記各送炭管によって搬送される微粉炭供給量を個別に計測する微粉炭供給量計測手段と、
その微粉炭供給量計測手段によって計測された微粉炭供給量と、前記燃焼用空気供給量計測手段によって計測された当該送炭管に接続されている前記微粉炭バーナに供給される燃焼用空気の供給量に基づいて、前記バーナ空気比設定手段によって設定されているバーナ空気比が維持できるように、前記微粉炭供給量に見合う燃焼用空気供給量を演算して、前記燃焼用空気供給量調整手段に制御指令信号を送信する空気供給量制御手段と
を設けたことを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
【請求項２】
請求項１記載の微粉炭焚きボイラにおいて、前記微粉炭バーナのうち未燃分低減効果の高い微粉炭バーナあるいは微粉炭バーナのグループに対して、その微粉炭バーナの送炭管に前記微粉炭供給量計測手段を取り付けて個別に燃焼用空気供給量を調整することを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
【請求項３】
請求項１記載の微粉炭焚きボイラにおいて、前記微粉炭バーナが火炉に対して複数段に亘って設置されており、その下段に設置された微粉炭バーナを除く他の段の微粉炭バーナに対して、当該微粉炭バーナの送炭管に前記微粉炭供給量計測手段を取り付けて個別に燃焼用空気供給量を調整することを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
【請求項４】
請求項１記載の微粉炭焚きボイラにおいて、前記微粉炭バーナが火炉に対して複数段に亘って設置されており、少なくとも最上段に設置された微粉炭バーナに対して、当該微粉炭バーナの送炭管に前記微粉炭供給量計測手段を取り付けて個別に燃焼用空気供給量を調整することを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
【請求項５】
請求項１記載の微粉炭焚きボイラにおいて、前記微粉炭バーナを複数本横並びにしてバーナ段を構成し、そのバーナ段の燃焼排ガス流れ方向下流側に複数のアフターエアポートを横並びに設置して、
前記微粉炭バーナのうちの少なくとも１本の微粉炭バーナに対する燃焼用空気供給量を調整するとともに、
当該１本の微粉炭バーナによって形成される火炎に近い位置にあるアフターエアポートに対する燃焼用空気供給量も調整する構成になっていることを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
【請求項６】
請求項５記載の微粉炭焚きボイラにおいて、前記複数本の微粉炭バーナと前記複数のアフターエアポートが火炉の缶前と缶後にそれぞれ分かれて設置されており、
缶前に設置されている微粉炭バーナに対する燃焼用空気供給量を調整するときには缶後に設置されているアフターエアポートに対する燃焼用空気供給量を調整し、缶後に設置されている微粉炭バーナに対する燃焼用空気供給量を調整するときには缶前に設置されているアフターエアポートに対する燃焼用空気供給量を調整するように構成されていることを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
【請求項７】
請求項１記載の微粉炭焚きボイラにおいて、前記微粉炭バーナの燃焼排ガス流れ方向下流側に複数のアフターエアポートを分散して設置し、そのアフターエアポートの燃焼排ガス流れ方向下流側の煙道内の燃焼排ガス中の酸素濃度またはＣＯ濃度の分布を検知する濃度分布検知手段を設け、
前記微粉炭バーナに対する燃焼用空気供給量を調整するとともに、前記濃度分布検知手段によって検知された酸素濃度の低い領域またはＣＯ濃度の高い領域に対応する前記アフターエアポートに対する燃焼用空気供給量を増加するように構成されていることを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれか１項記載の微粉炭焚きボイラにおいて、前記微粉炭バーナが火炉に対して複数段に亘って設置されており、前記燃焼用空気供給量を調整する前記微粉炭バーナが最上段に設置された微粉炭バーナであることを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
【請求項９】
請求項１記載の微粉炭焚きボイラにおいて、前記微粉炭供給量計測手段が、前記微粉炭と１次空気の混合流体が流通するマイクロ波共振管と、そのマイクロ波共振管内に前記混合流体の流れ方向に沿って所定の間隔をおいて設置されたマイクロ波送信機ならびにマイクロ波受信機とを備え、
前記マイクロ波送信機からマイクロ波受信機に向けてマイクロ波を発信して、前記マイクロ波共振管の共振周波数を測定して、その共振周波数に基づいて前記微粉炭供給量を計測する構成になっていることを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
【請求項１０】
請求項９記載の微粉炭焚きボイラにおいて、前記送炭管の一部を前記マイクロ波共振管として利用することを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
【請求項１１】
請求項９または１０記載の微粉炭焚きボイラにおいて、前記マイクロ波送信機とマイクロ波受信機が前記マイクロ波共振管内に突出しており、その管内の前記マイクロ波送信機の上流側に、前記マイクロ波共振管内を前記微粉炭が紐状に濃縮して流れるのを崩すための当り部材を設置したことを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
【請求項１２】
請求項１記載の微粉炭焚きボイラにおいて、前記微粉炭供給量計測手段が、前記送炭管にその管軸方向に沿って所定の間隔をおいて設置された第１電荷センサと第２電荷センサを有し、
その送炭管内を微粉炭が通過するのに伴う静電荷の移動を前記２つの電荷センサで測定し、その２つの電荷センサの測定に基づいて前記微粉炭供給量を計測する構成になっていることを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
【請求項１３】
請求項１２記載の微粉炭焚きボイラにおいて、前記第１電荷センサと第２電荷センサが円環状をしており、その電荷センサの上流側に流体案内手段を設けて、その流体案内手段により微粉炭を前記送炭管の中心部側に集めて流し、前記電荷センサの内周面側を通る微粉炭の量を減少したことを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
【請求項１４】
第１の再熱器系統と第２の再熱器系統を並設し、供給した蒸気を前記第１の再熱器系統と第２の再熱器系統に分岐して流通する微粉炭焚きボイラにおいて、
前記第１の再熱器系統と第２の再熱器系統への蒸気分配量を調整する再熱蒸気分配量調整手段と、
前記第１の再熱器系統と第２の再熱器系統の再熱器出口蒸気温度を計測する再熱器出口蒸気温度計測手段と、
その再熱器出口蒸気温度計測手段によって求められた再熱器出口蒸気温度偏差に基づいて、その温度差が無くなるように前記再熱蒸気分配量調整手段に制御指令信号を送信する再熱蒸気分配量制御手段と
を設けたことを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
【請求項１５】
供給した石炭を粉砕して微粉炭を生成する粉砕手段と、
１台の前記粉砕手段に対して複数本接続されて、それぞれ１次空気によって前記微粉炭を気流搬送する送炭管と、
各送炭管の先端側に接続されて火炉内に臨むように設置された微粉炭ノズルを有する微粉炭バーナと、
その微粉炭バーナに前記１次空気以外の燃焼用空気を個別に供給する燃焼用空気供給手段と、
各燃焼用空気供給手段によって供給される前記燃焼用空気の供給量を個別に計測する燃焼用空気供給量計測手段と、
前記燃焼用空気の供給量を調整する燃焼用空気供給量調整手段と、
バーナ空気比を設定するバーナ空気比設定手段と、
第１の再熱器系統と第２の再熱器系統を並設した再熱器を備え、
前記粉砕手段で粉砕して生成した微粉炭を前記各送炭管に分配して各微粉炭ノズルから前記火炉内に噴射して、前記燃焼用空気の供給下において燃焼し、
高圧タービンからの蒸気を前記再熱器により加熱して中低圧タービンへ供給する微粉炭焚きボイラにおいて、
前記各送炭管によって搬送される微粉炭供給量を個別に計測する微粉炭供給量計測手段と、
その微粉炭供給量計測手段によって計測された微粉炭供給量と、前記燃焼用空気供給量計測手段によって計測された当該送炭管に接続されている前記微粉炭バーナに供給される燃焼用空気の供給量に基づいて、前記バーナ空気比設定手段によって設定されているバーナ空気比が維持できるように、前記微粉炭供給量に見合う燃焼用空気供給量を演算して、前記燃焼用空気供給量調整手段に制御指令信号を送信する空気供給量制御手段と、
前記第１の再熱器系統と第２の再熱器系統への蒸気分配量を調整する再熱蒸気分配量調整手段と、
前記第１の再熱器系統と第２の再熱器系統の再熱器出口蒸気温度を計測する再熱器出口蒸気温度計測手段と、
その再熱器出口蒸気温度計測手段によって求められた再熱器出口蒸気温度偏差に基づいて、その温度差が無くなるように前記再熱蒸気分配量調整手段に制御指令信号を送信する再熱蒸気分配量制御手段と
を設けたことを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
【請求項１６】
請求項１４または１５記載の微粉炭焚きボイラにおいて、
前記第１の再熱器系統を加熱するグループの微粉炭バーナに供給する微粉炭供給量と、前記第２の再熱器系統を加熱するグループの微粉炭バーナに供給する微粉炭供給量の偏差を求める微粉炭供給量偏差算出手段を設け、
前記再熱器出口蒸気温度計測手段によって求められた再熱器出口蒸気温度偏差と、前記微粉炭供給量偏差算出手段によって求められた微粉炭供給量偏差に基づいて、前記再熱蒸気分配量制御手段から前記再熱蒸気分配量調整手段に制御指令信号を出力することを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
【請求項１７】
請求項１４または１５記載の微粉炭焚きボイラにおいて、
前記再熱蒸気温度に影響を与える情報を元に再熱蒸気温度偏差を予測する再熱蒸気温度偏差予測モデルを備えた再熱蒸気温度偏差予測手段と、
その再熱蒸気温度偏差予測手段によって得られる予測再熱蒸気温度偏差値を基にして前記再熱蒸気分配量制御手段から出力される制御指令信号を補正するための補正信号を得る補正手段と
を設けたことを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
【請求項１８】
請求項１７記載の微粉炭焚きボイラにおいて、
前記再熱蒸気温度に影響を与える情報が、微粉炭供給量、給水量、スプレ流量、発電機出力のグループから選択された少なくとも１つの情報を含むことを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
【請求項１９】
第１の過熱器系統と第２の過熱器系統を並設し、供給した蒸気を前記第１の過熱器系統と第２の過熱器系統に分岐して流通する微粉炭焚きボイラにおいて、
前記第１の過熱器系統と第２の過熱器系統への蒸気分配量を調整する過熱蒸気分配量調整手段と、
前記第１の過熱器系統と第２の過熱器系統の過熱器出口蒸気温度を計測する過熱器出口蒸気温度計測手段と、
その過熱器出口蒸気温度計測手段によって求められた過熱器出口蒸気温度偏差に基づいて、その温度差が無くなるように前記過熱蒸気分配量調整手段に制御指令信号を送信する過熱蒸気分配量制御手段と
を設けたことを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
【請求項２０】
供給した石炭を粉砕して微粉炭を生成する粉砕手段と、
１台の前記粉砕手段に対して複数本接続されて、それぞれ１次空気によって前記微粉炭を気流搬送する送炭管と、
各送炭管の先端側に接続されて火炉内に臨むように設置された微粉炭ノズルを有する微粉炭バーナと、
その微粉炭バーナに前記１次空気以外の燃焼用空気を個別に供給する燃焼用空気供給手段と、
各燃焼用空気供給手段によって供給される前記燃焼用空気の供給量を個別に計測する燃焼用空気供給量計測手段と、
前記燃焼用空気の供給量を調整する燃焼用空気供給量調整手段と、
バーナ空気比を設定するバーナ空気比設定手段と、
第１の過熱器系統と第２の過熱器系統を並設した過熱器を備え、
前記粉砕手段で粉砕して生成した微粉炭を前記各送炭管に分配して各微粉炭ノズルから前記火炉内に噴射して、前記燃焼用空気の供給下において燃焼し、
前記過熱器により蒸気を過熱して高圧タービンへ供給する微粉炭焚きボイラにおいて、
前記各送炭管によって搬送される微粉炭供給量を個別に計測する微粉炭供給量計測手段と、
その微粉炭供給量計測手段によって計測された微粉炭供給量と、前記燃焼用空気供給量計測手段によって計測された当該送炭管に接続されている前記微粉炭バーナに供給される燃焼用空気の供給量に基づいて、前記バーナ空気比設定手段によって設定されているバーナ空気比が維持できるように、前記微粉炭供給量に見合う燃焼用空気供給量を演算して、前記燃焼用空気供給量調整手段に制御指令信号を送信する空気供給量制御手段と、
前記第１の過熱器系統と第２の過熱器系統への蒸気分配量を調整する過熱蒸気分配量調整手段と、
前記第１の過熱器系統と第２の過熱器系統の過熱器出口蒸気温度を計測する過熱器出口蒸気温度計測手段と、
その過熱器出口蒸気温度計測手段によって求められた過熱器出口蒸気温度偏差に基づいて、その温度差が無くなるように前記過熱蒸気分配量調整手段に制御指令信号を送信する過熱蒸気分配量制御手段と
を設けたことを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
【請求項２１】
請求項１９または２０記載の微粉炭焚きボイラにおいて、
前記第１の過熱器系統を加熱するグループの微粉炭バーナに供給する微粉炭供給量と、前記第２の過熱器系統を加熱するグループの微粉炭バーナに供給する微粉炭供給量の偏差を求める微粉炭供給量偏差算出手段を設け、
前記過熱器出口蒸気温度計測手段によって求められた過熱器出口蒸気温度偏差と、前記微粉炭供給量偏差算出手段によって求められた微粉炭供給量偏差に基づいて、前記過熱蒸気分配量制御手段から前記過熱蒸気分配量調整手段に制御指令信号を出力することを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
【請求項２２】
請求項１９または２０記載の微粉炭焚きボイラにおいて、
前記過熱蒸気温度に影響を与える情報を元に過熱蒸気温度偏差を予測する過熱蒸気温度偏差予測モデルを備えた過熱蒸気温度偏差予測手段と、
その過熱蒸気温度偏差予測手段によって得られる予測過熱蒸気温度偏差値を基にして前記過熱蒸気分配量制御手段から出力される制御指令信号を補正するための補正信号を得る補正手段と
を設けたことを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
【請求項２３】
請求項２２記載の微粉炭焚きボイラにおいて、
前記過熱蒸気温度に影響を与える情報が、微粉炭供給量、給水量、スプレ流量、発電機出力のグループから選択された少なくとも１つの情報を含む
ことを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば発電用ボイラ装置などの微粉炭焚きボイラに係り、特に１台の例えばローラ粉砕機などの粉砕手段に対して複数本の送炭管を接続して、粉砕手段によって生成した微粉炭を複数本の送炭管に分配して個々の微粉炭バーナに供給して燃焼する微粉炭焚きボイラに関する。
【背景技術】
【０００２】
（従来技術１）
微粉炭焚きボイラにおいては、従来からＮＯｘの発生量を低減するために、バーナでは理論空気比よりも少ない空気を投入して還元雰囲気で低ＮＯｘ燃焼した後、ＣＯなどの未燃分を燃焼するために、後段のアフターエアポート（以下、ＡＡＰと略記する）から追加空気を投入する二段燃焼方式が採用されている。【０００３】
最終的には火炉出口で完全燃焼させるため、燃焼装置全体で投入される空気量は理論空気比の１．０よりも多い１．２程度となるように過剰に投入している。【０００４】
近年、燃焼ガス量を削減することにより、火炉ならびにそれに後続する燃焼排ガス処理装置等のコンパクト化、ならびに各種ファン動力のユーティリティ低減などを図る目的から、できるだけ理論空気比１．０に近付けたい、すなわち低空気過剰率での燃焼の要求が高まっている。【０００５】
この従来技術１に関しては、例えば特許文献１〜３を挙げることができる。【０００６】
（従来技術２）
図３６と図３７ は、従来の変圧貫流式微粉炭焚きボイラを説明するための図である。従来のこの種の微粉炭焚きボイラは図３６に示すように、火炉７０１に対して複数段、複数列の微粉炭バーナ７０２を配置し、各微粉炭バーナ７０２から微粉炭と燃焼用空気を炉内に噴出して燃焼させる。この燃焼装置ではＮＯｘの発生を低減させるため、微粉炭バーナ７０２で理論空気量よりも少ない燃焼用空気を投入し、還元雰囲気で低ＮＯｘ燃焼をした後、ＣＯなどの未燃分を燃焼するために後段のＡＡＰ７０３から追加空気を投入する二段燃焼方式が採用されている。【０００７】
この追加空気量は、微粉炭バーナ７０２で供給された空気量と合わせた全空気量が理論空気量に対して過剰になる量を供給する。これは後で述べる微粉炭バーナ７０２への不均等な微粉炭供給などによる局所的な空気の不足、あるいは微粉炭バーナ７０２からの燃焼排ガスとＡＡＰ７０３から投入した空気の不完全な混合などを補うためである。【０００８】
従って全空気量の理論空気量に対する過剰率、すなわち空気過剰率が大きいほど燃焼排ガス中のＣＯ濃度は低減される一方、燃焼排ガスによる熱損失が増加してボイラ効率の低下を招く。このため空気過剰率は一般に２０〜３０％程度に設定されている。なお、ＡＡＰを設置しないで、全ての空気を微粉炭バーナから供給する、いわゆる単段燃焼方式を採用した微粉炭焚きボイラもある。【０００９】
微粉炭は原炭を粉砕手段により粉砕して生成し、前記各微粉炭バーナ７０２に供給される。試運転時に各微粉炭バーナ７０２へ供給される微粉炭量が均等になるように調整されるが、全ての負荷で均等に調整することは困難であり、経年変化によっても微粉炭供給量のバランスが崩れる場合があるため、缶左右で微粉炭供給量に偏差が生じことがある。缶左右の微粉炭供給量の偏差は炉内の燃焼ガス温度の偏差を招き、結果として缶左右の蒸気温度に偏差が発生する。【００１０】
従来の微粉炭焚きボイラは図３６に示すように、再熱蒸気温度制御においては、煙道に吊り下げの２次再熱器が設置されている場合、缶左側１次再熱器７１０を缶右側２次再熱器７１３に、缶右側１次再熱器７１１を缶左側２次再熱器７１２に接続させることにより、缶左右の蒸気温度偏差を低減させていた。【００１１】
図３７ は、燃料（微粉炭）供給量の偏差に基づく再熱蒸気温度（ＲＯＴ）の偏差の一例を示す特性図で、図中の実線は缶左側、破線は缶右側の状態を示している。同図に示すように、時点Ａで何らかの理由で缶左右の微粉炭供給量に偏差が生じると、ガス温度分布に偏差が生じ、遅れて再熱器のメタル温度分布に偏差が生じ、さらに遅れて時点Ｂから缶左右の再熱蒸気温度（ＲＯＴ）に偏差が生じる。これに対応しなければ、同図に示すように偏差はずっと残ったままである。【００１２】
日本国内では通常、再熱蒸気温度は指定された蒸気条件により８℃以上上昇してはならないので、図３７ に示すように高い方が蒸気条件により５℃高く、低い方が−５℃という状態では、制御上の裕度が３℃しかないことになる。この８℃の制約は材料保護が目的であるので、平均ではなく、缶左右の再熱蒸気温度のどちらか一方が８℃以上超えそうになると、直ちに再熱器入口スプレが起動する。【００１３】
（従来技術３）
特開平６−１０１８０６号公報（特許文献４）には、火炉の後方に設置されているガス分配ダンパの開度調整により缶左右でバイアスをかけることにより、再熱蒸気温度の偏差を低減することが記載されている。図３８ は、この提案に基づく煙道内でのガス分配ダンパの配置を示す図である。【００１４】
同図に示すように缶左右の中央に隔壁８０１ａを設け、さらにその隔壁８０１ａと直交する隔壁８０１ｂを設ける。そして隔壁８０１ａ、８０１ｂとケーシング８０２によって区画形成された各空間部にガス分配ダンパ７１８，７１９，７２０，７２１がそれぞれ設置され、ガス分配ダンパ７１８〜７２１は開度が個別に調整可能になっている。【００１５】
（従来技術４）
特開平９−２１５０５号公報（特許文献５）には図３９ に示すように、１次再熱器９０１の入口と出口を結ぶ連絡管９０２を設け、缶左右の系統の温度差により、連絡管９０２の途中に挿入した蒸気流量調節弁９０３を操作して缶左右の蒸気流量を調整することにより、再熱蒸気温度の偏差を低減することが記載されている。【００１６】
図中の９０４は２次再熱器、９０５は１次再熱器入口連絡管、９０６は再熱器入口スプレ連絡管、９０７は再熱器入口スプレ、９０８は再熱器入口スプレ調節弁、９０９は２次再熱器入口連絡管、９１０は再熱器出口連絡管である。【００１７】
（従来技術５）
また図３６に示されているように、主蒸気温度制御においては、缶左側２次過熱器７０６を缶右側３次過熱器７０９に、缶右側２次過熱器７０７を缶左側３次過熱器７０８に接続させることにより、左右の蒸気温度偏差を低減させていた。【００１８】
あるいは、同図に示されている過熱器入口スプレ７２３、７２４でのスプレ水投入量を缶左右でバイアスをかけることにより、主蒸気温度偏差を低減させていた。【００１９】
図３６において７０４は缶左側１次過熱器、７０５は缶右側１次過熱器、７１４はヘッダ、矢印付の太線で描いた７１５は各種蒸気配管、７２２は１次再熱器入口スプレである。【００２０】
図４０は、燃料（微粉炭）供給量の偏差に基づく過熱蒸気温度（ＳＯＴ）の偏差の一例を示す特性図である。同図に示すように、時点Ａで何らかの理由で缶左右の微粉炭供給量に偏差が生じると、ガス温度分布に偏差が生じ、遅れて過熱器のメタル温度分布に偏差が生じ、さらに遅れて時点Ｃから缶左右の過熱蒸気温度（ＳＯＴ）に偏差が生じる。
【特許文献１】特開平８−２７０９３１号公報
【特許文献２】特開平４−２２２３１５号公報
【特許文献３】特開昭６０−２２１６１６号公報
【特許文献４】特開平６−１０１８０６号公報
【特許文献５】特開平９−２１５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
（課題１）
（従来技術１）で述べたように低空気過剰率での燃焼では、従来よりも大幅に燃焼用空気の供給量が減り、ＣＯなどの未燃分の発生が増えるという欠点を有している。【００２２】
前記特許文献１には、ＮＯｘの発生量を低減するための微粉炭燃焼方法が開示されている。具体的には酸素不足の還元炎領域を形成する火炎内脱硝方式の微粉炭バーナによる微粉炭の燃焼では、燃焼排ガス中のＮＯｘ濃度は還元炎領域の温度或いは還元炎領域の空気比に大きく影響されるという観点に立っている。【００２３】
そして前記微粉炭バーナに採光器を取り付け、そのバーナによって形成される還元炎領域の火炎の発光を前記採光器で検出し、その検出信号を発光分析器に導き発光強度を検出して還元炎領域の温度或いは還元炎領域の空気比を算出して、その算出結果に基づいてバーナへ供給する微粉炭量あるいは空気量を制御する構成になっている。【００２４】
この微粉炭燃焼方法はＮＯｘの低減には有効であるが、全体として酸素不足の状態になり結果的にはＣＯなどの未燃分の発生が増えるという問題がある。【００２５】
（課題２）
（従来技術２）で述べた缶左側１次再熱器７１０を缶右側２次再熱器７１３に、缶右側１次再熱器７１１を缶左側２次再熱器７１２にそれぞれ接続した構造では（図３６参照）、缶左右の再熱蒸気温度偏差を低減する傾向にはあるが、定量的な制御ができず、そのために再熱蒸気温度の偏差を確実に解消することはできず、信頼性に問題がある。【００２６】
（課題３）
（従来技術３）で述べたガス分配ダンパで缶左右の再熱蒸気温度の偏差を解消する方法では、図３８ に示すように区画された各空間部にガス分配ダンパ７１８〜７２１が設置されている。ここで例えば、缶左再熱器側の再熱蒸気温度を上げ、缶右再熱器側の再熱蒸気温度を下げるために、缶左再熱器側ガス分配ダンパ７２０を開き、缶右再熱器側ガス分配ダンパ７２１を閉じたとする。そのときガス流量は、再熱器側の缶左側が多くなり、缶右側が少なくなるだけでなく、過熱器側では缶左側が少なくなり、缶右側が多くなる。これは、ガス流量は、後部伝熱面の入口からそれぞれのガス分配ダンパ７１８〜７２１までの圧力損失が全て等しくなるところでバランスするためで、それぞれが互いに干渉し合うためである。【００２７】
また、ガス分配ダンパ７１８〜７２１は機構的に動作速度が遅い上にメタルの熱容量も介在するため、例えばガス分配ダンパ−再熱蒸気温度の特性は、無駄時間が１分から５分で、時定数が３分から１０分程度となる。結局、前述の干渉とガス分配ダンパ７１８〜７２１の応答遅れのため、ガス分配ダンパ７１８〜７２１から再熱蒸気温度、主蒸気温度への応答性は更に悪化し、ガス分配ダンパ７１８〜７２１によって缶左右蒸気温度の偏差が解消できないことがある。そしてこの場合は、蒸気温度条件を守るために、無駄時間が３０秒から２分で、時定数が２分から５分とガス分配ダンパ７１８〜７２１よりも応答性の速い過熱器スプレを起動することになる。【００２８】
再熱器スプレを使用することは、過熱した蒸気をスプレ水で冷却することであり、燃焼装置の効率低下を招く。また、過熱蒸気が流通している連絡管に圧縮水を投入する回数が増えると、スプレの熱衝撃による損傷が生じ、スプレの耐用寿命が短くなる。【００２９】
（課題４）
（従来技術４）で述べた1次再熱器９０１の入口と出口を結ぶ連絡管９０２を設け、缶左右の系統の蒸気流量を調整する方法では（図３９ 参照）、流量調整のためにどちらかの1次再熱器をバイパスさせる必要があるから、熱吸収量が下がる。そのため低下分を見越して、伝熱面積を大きくする必要があり、装置が大型化するとともに、建設費の増加を招く。また、蒸気流量が低下した1次再熱器では再熱器出口蒸気温度が高くなり過ぎるため、再熱スプレを起動することになり、燃焼装置の効率低下、ならびにスプレの熱衝撃による損傷が生じ、スプレの耐用寿命が短くなる。【００３０】
（課題５）
（従来技術５）で述べた缶左側２次過熱器７０６を缶右側３次過熱器７０９に、缶右側２次過熱器７０７を缶左側３次過熱器７０８にそれぞれ接続した構造では（図３６参照）、缶左右の蒸気温度偏差を低減する傾向にはあるが、定量的な制御ができず、そのために蒸気温度の偏差を確実に解消することはできず、信頼性に問題がある。【００３１】
また、同図に示されている２次過熱器入口スプレ７２３、３次過熱器入口スプレ７２４でのスプレ水投入量を缶左右でバイアスをかける方法は、スプレ７２３、７２４に過熱蒸気温度の制御以外に、缶左右の過熱蒸気温度の調整機能を追加することになり、そのために過熱器入口スプレ量の増加を余儀なくされ、これによっても燃焼装置の効率低下、ならびに可制御範囲の縮小などの欠点を有している。【００３２】
本発明の第１の目的は、空気過剰率を低減した微粉炭焚きボイラにおいてＣＯなどの未燃分の発生を低減した微粉炭焚きボイラを提供することにある。【００３３】
本発明の第２の目的は、缶左右の蒸気温度の偏差が低減でき、効率の高い微粉炭焚きボイラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
前記第１の目的を達成するため本発明の第１の手段は、供給した石炭を粉砕して微粉炭を生成する例えば竪型ローラ粉砕機などの粉砕手段と、
１台の前記粉砕手段に対して複数本接続されて、それぞれ１次空気によって前記微粉炭を気流搬送する送炭管と、
各送炭管の先端側に接続されて火炉内に臨むように設置された微粉炭ノズルを有する微粉炭バーナと、
その微粉炭バーナに前記１次空気以外の燃焼用空気を個別に供給する燃焼用空気供給手段と、
各燃焼用空気供給手段によって供給される前記燃焼用空気の供給量を個別に計測する燃焼用空気供給量計測手段と、
前記燃焼用空気の供給量を調整する燃焼用空気供給量調整手段と、
バーナ空気比を設定するバーナ空気比設定手段を備え、
前記粉砕手段で粉砕して生成した微粉炭を前記各送炭管に分配して各微粉炭ノズルから前記火炉内に噴射して、前記燃焼用空気の供給下において燃焼する微粉炭焚きボイラにおいて、
前記各送炭管によって搬送される微粉炭供給量を個別に計測する微粉炭供給量計測手段と、
その微粉炭供給量計測手段によって計測された微粉炭供給量と、前記燃焼用空気供給量計測手段によって計測された当該送炭管に接続されている前記微粉炭バーナに供給される燃焼用空気の供給量に基づいて、前記バーナ空気比設定手段によって設定されているバーナ空気比が維持できるように、前記微粉炭供給量に見合う燃焼用空気供給量を演算して、前記燃焼用空気供給量調整手段に制御指令信号を送信する空気供給量制御手段とを設けたことを特徴とするものである。【００３５】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記微粉炭バーナのうち未燃分低減効果の高い微粉炭バーナあるいは微粉炭バーナのグループに対して、その微粉炭バーナの送炭管に前記微粉炭供給量計測手段を取り付けて個別に燃焼用空気供給量を調整することを特徴とするものである。【００３６】
本発明の第３の手段は前記第１の手段において、前記微粉炭バーナが火炉に対して複数段に亘って設置されており、その下段に設置された微粉炭バーナを除く他の段の微粉炭バーナに対して、当該微粉炭バーナの送炭管に前記微粉炭供給量計測手段を取り付けて個別に燃焼用空気供給量を調整することを特徴とするものである。【００３７】
本発明の第４の手段は前記第１の手段において、前記微粉炭バーナが火炉に対して複数段に亘って設置されており、少なくとも最上段に設置された微粉炭バーナに対して、当該微粉炭バーナの送炭管に前記微粉炭供給量計測手段を取り付けて個別に燃焼用空気供給量を調整することを特徴とするものである。【００３８】
本発明の第５の手段は前記第１の手段において、前記微粉炭バーナを複数本横並びにしてバーナ段を構成し、そのバーナ段の燃焼排ガス流れ方向下流側に複数のアフターエアポートを横並びに設置して、
前記微粉炭バーナのうちの少なくとも１本の微粉炭バーナに対する燃焼用空気供給量を調整するとともに、
当該１本の微粉炭バーナによって形成される火炎に近い位置にあるアフターエアポートに対する燃焼用空気供給量も調整する構成になっていることを特徴とするものである。【００３９】
本発明の第６の手段は前記第５の手段において、前記複数本の微粉炭バーナと前記複数のアフターエアポートが火炉の缶前と缶後にそれぞれ分かれて設置されており、
缶前に設置されている微粉炭バーナに対する燃焼用空気供給量を調整するときには缶後に設置されているアフターエアポートに対する燃焼用空気供給量を調整し、缶後に設置されている微粉炭バーナに対する燃焼用空気供給量を調整するときには缶前に設置されているアフターエアポートに対する燃焼用空気供給量を調整するように構成されていることを特徴とするものである。【００４０】
本発明の第７の手段は前記第１の手段において、前記微粉炭バーナの燃焼排ガス流れ方向下流側に複数のアフターエアポートを分散して設置し、そのアフターエアポートの燃焼排ガス流れ方向下流側の煙道内の燃焼排ガス中の酸素濃度またはＣＯ濃度の分布を検知する例えば濃度計測器などの濃度分布検知手段を設け、
前記微粉炭バーナに対する燃焼用空気供給量を調整するとともに、前記濃度分布検知手段によって検知された酸素濃度の低い領域またはＣＯ濃度の高い領域に対応する前記アフターエアポートに対する燃焼用空気供給量を増加するように構成されていることを特徴とするものである。【００４１】
本発明の第８の手段は前記第５ないし第７のいずれかの手段において、前記微粉炭バーナが火炉に対して複数段に亘って設置されており、前記燃焼用空気供給量を調整する前記微粉炭バーナが最上段に設置された微粉炭バーナであることを特徴とするものである。【００４２】
本発明の第９の手段は前記第１の手段において、前記微粉炭供給量計測手段が、前記微粉炭と１次空気の混合流体が流通するマイクロ波共振管と、そのマイクロ波共振管内に前記混合流体の流れ方向に沿って所定の間隔をおいて設置されたマイクロ波送信機ならびにマイクロ波受信機とを備え、
前記マイクロ波送信機からマイクロ波受信機に向けてマイクロ波を発信して、前記マイクロ波共振管の共振周波数を測定して、その共振周波数に基づいて前記微粉炭供給量を計測する構成になっていることを特徴とするものである。【００４３】
本発明の第１０の手段は前記第９の手段において、前記送炭管の一部を前記マイクロ波共振管として利用することを特徴とするものである。【００４４】
本発明の第１１の手段は前記第９または第１０の手段において、前記マイクロ波送信機とマイクロ波受信機が前記マイクロ波共振管内に突出しており、その管内の前記マイクロ波送信機の上流側に、前記マイクロ波共振管内を前記微粉炭が紐状に濃縮して流れるのを崩すための後述する例えば流体案内手段などの当り部材を設置したことを特徴とするものである。【００４５】
本発明の第１２の手段は前記第１の手段において、前記微粉炭供給量計測手段が、前記送炭管にその管軸方向に沿って所定の間隔をおいて設置された第１電荷センサと第２電荷センサを有し、
その送炭管内を微粉炭が通過するのに伴う静電荷の移動を前記２つの電荷センサで測定し、その２つの電荷センサの測定に基づいて前記微粉炭供給量を計測する構成になっていることを特徴とするものである。【００４６】
本発明の第１３の手段は前記第１２の手段において、前記第１電荷センサと第２電荷センサが円環状をしており、その電荷センサの上流側に流体案内手段を設けて、その流体案内手段により微粉炭を前記送炭管の中心部側に集めて流し、前記電荷センサの内周面側を通る微粉炭の量を減少したことを特徴とするものである。【００４７】
前記第２の目的を達成するため本発明の第１４の手段は、第１の再熱器系統と第２の再熱器系統を並設し、供給した蒸気を前記第１の再熱器系統と第２の再熱器系統に分岐して流通する微粉炭焚きボイラにおいて、
前記第１の再熱器系統と第２の再熱器系統への蒸気分配量を調整する再熱蒸気分配量調整手段と、
前記第１の再熱器系統と第２の再熱器系統の再熱器出口蒸気温度を計測する再熱器出口蒸気温度計測手段と、
その再熱器出口蒸気温度計測手段によって求められた再熱器出口蒸気温度偏差に基づいて、その温度差が無くなるように前記再熱蒸気分配量調整手段に制御指令信号を送信する再熱蒸気分配量制御手段とを設けたことを特徴とするものである。【００４８】
前記第２の目的を達成するため本発明の第１５の手段は、供給した石炭を粉砕して微粉炭を生成する粉砕手段と、
１台の前記粉砕手段に対して複数本接続されて、それぞれ１次空気によって前記微粉炭を気流搬送する送炭管と、
各送炭管の先端側に接続されて火炉内に臨むように設置された微粉炭ノズルを有する微粉炭バーナと、
その微粉炭バーナに前記１次空気以外の燃焼用空気を個別に供給する燃焼用空気供給手段と、
各燃焼用空気供給手段によって供給される前記燃焼用空気の供給量を個別に計測する燃焼用空気供給量計測手段と、
前記燃焼用空気の供給量を調整する燃焼用空気供給量調整手段と、
バーナ空気比を設定するバーナ空気比設定手段と、
第１の再熱器系統と第２の再熱器系統を並設した再熱器を備え、
前記粉砕手段で粉砕して生成した微粉炭を前記各送炭管に分配して各微粉炭ノズルから前記火炉内に噴射して、前記燃焼用空気の供給下において燃焼し、
高圧タービンからの蒸気を前記再熱器により加熱して中低圧タービンへ供給する微粉炭焚きボイラにおいて、
前記各送炭管によって搬送される微粉炭供給量を個別に計測する微粉炭供給量計測手段と、
その微粉炭供給量計測手段によって計測された微粉炭供給量と、前記燃焼用空気供給量計測手段によって計測された当該送炭管に接続されている前記微粉炭バーナに供給される燃焼用空気の供給量に基づいて、前記バーナ空気比設定手段によって設定されているバーナ空気比が維持できるように、前記微粉炭供給量に見合う燃焼用空気供給量を演算して、前記燃焼用空気供給量調整手段に制御指令信号を送信する空気供給量制御手段と、
前記第１の再熱器系統と第２の再熱器系統への蒸気分配量を調整する再熱蒸気分配量調整手段と、
前記第１の再熱器系統と第２の再熱器系統の再熱器出口蒸気温度を計測する再熱器出口蒸気温度計測手段と、
その再熱器出口蒸気温度計測手段によって求められた再熱器出口蒸気温度偏差に基づいて、その温度差が無くなるように前記再熱蒸気分配量調整手段に制御指令信号を送信する再熱蒸気分配量制御手段とを設けたことを特徴とするものである。【００４９】
本発明の第１６の手段は前記第１４または１５の手段において、前記第１の再熱器系統を加熱するグループの微粉炭バーナに供給する微粉炭供給量と、前記第２の再熱器系統を加熱するグループの微粉炭バーナに供給する微粉炭供給量の偏差を求める微粉炭供給量偏差算出手段を設け、
前記再熱器出口蒸気温度計測手段によって求められた再熱器出口蒸気温度偏差と、前記微粉炭供給量偏差算出手段によって求められた微粉炭供給量偏差に基づいて、前記再熱蒸気分配量制御手段から前記再熱蒸気分配量調整手段に制御指令信号を出力することを特徴とするものである。【００５０】
本発明の第１７の手段は前記第１４または１５の手段において、前記再熱蒸気温度に影響を与える情報を元に再熱蒸気温度偏差を予測する再熱蒸気温度偏差予測モデルを備えた再熱蒸気温度偏差予測手段と、
その再熱蒸気温度偏差予測手段によって得られる予測再熱蒸気温度偏差値を基にして前記再熱蒸気分配量制御手段から出力される制御指令信号を補正するための補正信号を得る補正手段とを設けたことを特徴とするものである。【００５１】
本発明の第１８の手段は前記第１７の手段において、前記再熱蒸気温度に影響を与える情報が、微粉炭供給量、給水量、スプレ流量、発電機出力のグループから選択された少なくとも１つの情報を含むことを特徴とするものである。【００５２】
前記第２の目的を達成するため本発明の第１９の手段は、第１の過熱器系統と第２の過熱器系統を並設し、供給した蒸気を前記第１の過熱器系統と第２の過熱器系統に分岐して流通する微粉炭焚きボイラにおいて、
前記第１の過熱器系統と第２の過熱器系統への蒸気分配量を調整する過熱蒸気分配量調整手段と、
前記第１の過熱器系統と第２の過熱器系統の過熱器出口蒸気温度を計測する過熱器出口蒸気温度計測手段と、
その過熱器出口蒸気温度計測手段によって求められた過熱器出口蒸気温度偏差に基づいて、その温度差が無くなるように前記過熱蒸気分配量調整手段に制御指令信号を送信する過熱蒸気分配量制御手段とを設けたことを特徴とするものである。【００５３】
前記第２の目的を達成するため本発明の第２０の手段は、供給した石炭を粉砕して微粉炭を生成する粉砕手段と、
１台の前記粉砕手段に対して複数本接続されて、それぞれ１次空気によって前記微粉炭を気流搬送する送炭管と、
各送炭管の先端側に接続されて火炉内に臨むように設置された微粉炭ノズルを有する微粉炭バーナと、
その微粉炭バーナに前記１次空気以外の燃焼用空気を個別に供給する燃焼用空気供給手段と、
各燃焼用空気供給手段によって供給される前記燃焼用空気の供給量を個別に計測する燃焼用空気供給量計測手段と、
前記燃焼用空気の供給量を調整する燃焼用空気供給量調整手段と、
バーナ空気比を設定するバーナ空気比設定手段と、
第１の過熱器系統と第２の過熱器系統を並設した過熱器を備え、
前記粉砕手段で粉砕して生成した微粉炭を前記各送炭管に分配して各微粉炭ノズルから前記火炉内に噴射して、前記燃焼用空気の供給下において燃焼し、
前記過熱器により蒸気を過熱して高圧タービンへ供給する微粉炭焚きボイラにおいて、
前記各送炭管によって搬送される微粉炭供給量を個別に計測する微粉炭供給量計測手段と、
その微粉炭供給量計測手段によって計測された微粉炭供給量と、前記燃焼用空気供給量計測手段によって計測された当該送炭管に接続されている前記微粉炭バーナに供給される燃焼用空気の供給量に基づいて、前記バーナ空気比設定手段によって設定されているバーナ空気比が維持できるように、前記微粉炭供給量に見合う燃焼用空気供給量を演算して、前記燃焼用空気供給量調整手段に制御指令信号を送信する空気供給量制御手段と、
前記第１の過熱器系統と第２の過熱器系統への蒸気分配量を調整する過熱蒸気分配量調整手段と、
前記第１の過熱器系統と第２の過熱器系統の過熱器出口蒸気温度を計測する過熱器出口蒸気温度計測手段と、
その過熱器出口蒸気温度計測手段によって求められた過熱器出口蒸気温度偏差に基づいて、その温度差が無くなるように前記過熱蒸気分配量調整手段に制御指令信号を送信する過熱蒸気分配量制御手段とを設けたことを特徴とするものである。【００５４】
本発明の第２１の手段は前記第１９または２０の手段において、前記第１の過熱器系統を加熱するグループの微粉炭バーナに供給する微粉炭供給量と、前記第２の過熱器系統を加熱するグループの微粉炭バーナに供給する微粉炭供給量の偏差を求める微粉炭供給量偏差算出手段を設け、
前記過熱器出口蒸気温度計測手段によって求められた過熱器出口蒸気温度偏差と、前記微粉炭供給量偏差算出手段によって求められた微粉炭供給量偏差に基づいて、前記過熱蒸気分配量制御手段から前記過熱蒸気分配量調整手段に制御指令信号を出力することを特徴とするものである。【００５５】
本発明の第２２の手段は前記第１９または２０の手段において、前記過熱蒸気温度に影響を与える情報を元に過熱蒸気温度偏差を予測する過熱蒸気温度偏差予測モデルを備えた過熱蒸気温度偏差予測手段と、
その過熱蒸気温度偏差予測手段によって得られる予測過熱蒸気温度偏差値を基にして前記過熱蒸気分配量制御手段から出力される制御指令信号を補正するための補正信号を得る補正手段とを設けたことを特徴とするものである。【００５６】
本発明の第２３の手段は前記第２２の手段において、前記過熱蒸気温度に影響を与える情報が、微粉炭供給量、給水量、スプレ流量、発電機出力のグループから選択された少なくとも１つの情報を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００５７】
本発明の第１の手段は前述のような構成になっており、送炭管によって搬送される微粉炭流量を個別に計測して、予め設定されているバーナ空気比が維持できるように、前記微粉炭供給量に見合う燃焼用空気供給量を演算して供給することができるから、空気過剰率を例えば１．１に低減した微粉炭焚きボイラにおいてもＣＯなどの未燃分の発生を有効に低減できる。【００５８】
本発明の第１４，１５，１９，２０の手段は前述のような構成になっており、蒸気温度偏差を検出して蒸気流量を調整するので、蒸気温度偏差を０にすることができ、効率の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
以下、本発明の具体的な内容を図とともに説明する。 
（１）微粉炭焚き燃焼システムの構成
図２３は、微粉炭焚き燃焼システムの一例を示す概略構成図である。 
同図に示すように、押込送風機１により送り込まれた空気Ａは１次空気Ａ１と２次空気Ａ２に分岐され、１次空気Ａ１は冷空気として１次空気押込送風機２により直接竪型ローラ粉砕機３に送られるものと、燃焼排ガス式空気予熱器４により加熱されて温空気として竪型ローラ粉砕機３に送られるものとに分岐される。そして冷空気と温空気は混合空気が適温になるように混合調整されて、ローラ粉砕機３に供給される。【００６０】
原炭５は石炭バンカ６に投入された後、給炭機７により竪型ローラ粉砕機３に供給されて粉砕される。１次空気Ａ１により乾燥されながら粉砕されて生成した微粉炭は１次空気Ａ１により搬送され、微粉炭ノズル８から微粉炭焚きボイラ９内に噴射されて着火・燃焼する。前記２次空気Ａ２は蒸気式空気予熱器１０と燃焼排ガス式空気予熱器４により加熱されてウインドボックス１１ならびにアフターエアーポート（ＡＡＰ）６５に送られ、微粉炭焚きボイラ９内での燃焼に供せられる。【００６１】
微粉炭の燃焼で生成した燃焼排ガスは集塵機１２で塵埃が除去され、脱硝装置１３でＮＯｘが還元されて、燃焼排ガス式空気予熱器４を経て誘引送風機１４で吸引され、脱硫装置１５で硫黄分が除去され、煙突１６から大気中に放出されるシステムになっている。【００６２】
この一例では燃焼排ガスの流れ方向上流側から集塵機１２、脱硝装置１３、燃焼排ガス式空気予熱器４の順に配置されているが、例えば脱硝装置１３、燃焼排ガス式空気予熱器４、集塵機１２の順に配置する場合もある。【００６３】
（２）竪型ローラ粉砕機３の構成
図２４は、前記竪型ローラ粉砕機３の一例を示す概略構成図である。【００６４】
竪型ローラ粉砕機３は同図に示すように、粉砕部２１、分級部２２、粉砕部駆動部２３、分級部駆動部２４及び分配部２５とから主に構成されている。【００６５】
前記粉砕部２１は、ハウジング２６、粉砕テーブル２７、粉砕テーブル２７の上を転動する複数の粉砕ローラ２８及び粉砕テーブル２７の外周に設けられた１次空気導入口であるスロート２９などから構成されている。【００６６】
前記分級部２２は、ハウジング２６、その内側に配置されたサイクロン型の固定式分級器３０、固定式分級器３０の内側に配置された回転式分級機３１から構成されている。前記固定式分級器３０は、固定フィン３２と、その下端に連設された回収コーン３３を有している。前記回転式分級機３１は、回転軸３４と、その回転軸３４に支持された回転羽根３５を有している。【００６７】
前記粉砕部駆動部２３は、前記粉砕テーブル２７を回転駆動する粉砕部モータ３６、前記粉砕テーブル２７を回転可能に搭載した基台３７、前記粉砕ローラ２８を支持する加圧フレーム３８ならびにブラケット３９、ロッド４０、前記粉砕テーブル２７に対する前記粉砕ローラ２８の加圧力を調整する加圧用シリンダー４１などから構成されている。【００６８】
前記分級部駆動部２４は分級機モータ４２を有し、その分級機モータ４２の出力は歯車を介して前記分級部２２の回転軸３４に伝達される。前記分配部２５は竪型ローラ粉砕機３の上部に設けられて、１つの分配室４７を有し、その１つの分配室４７に対して複数本の送炭管４３が接続されている。本実施形態では４本〜６本程度の送炭管４３が接続されているが、図２４では図面簡略化のため１本の送炭管４３しか描いていない。【００６９】
給炭管４４より供給された原炭５は回転している粉砕テーブル２７の中央部に落下し、粉砕テーブル２７の回転に伴って発生した遠心力によって外周側に移動し、粉砕テーブル２７と粉砕ローラ２８の間に噛み込まれて粉砕される。【００７０】
粉砕された石炭粒は更に外周へと移動し、粉砕テーブル２７の外周に設けられたスロート２９から粉砕室に導入される１５０℃〜３００℃に加熱された１次空気４５と合流し、乾燥されながら上方へと吹き上げられる。吹き上げられた粒子は重量による１次分級を受け、粗い石炭粒は落下して粉砕部２１へ戻される。【００７１】
分級部２２へ到達した細かい石炭粒は固定式分級器３０及び回転式分級機３１によって所定粒度以下の微粉炭と所定粒度を超えた粗粉炭とに分級され（２次分級）、粗粉炭は回収コーン３３の内壁に沿って落下して再粉砕を受ける。一方、所定粒度以下の微粉炭と１次空気の混合流体４６は分配室４７に送られ、そこで複数本の送炭管４３に夫々分配され、各送炭管４３を通して各微粉炭ノズル８に搬送される。【００７２】
なお、粉砕機には少数本（例えば１〜４本程度）の送炭管を接続し、各々の送炭管が途中で分岐して、２以上のバーナに接続する構成もある。本願明細書の請求項１に記載されている「１台の粉砕手段に対して複数本接続され・・る送炭管」はこのような形態も含む。【００７３】
各送炭管４３の途中には、微粉炭流量計５１が付設されている。次にこの微粉炭流量計５１の構成とその計測原理について説明する。【００７４】
（３）微粉炭流量計５１の構成とその計測原理
本実施形態で使用する微粉炭流量計５１には、マイクロ波式流量計と静電荷式流量計とがある。【００７５】
図２５は、マイクロ波式の微粉炭流量計５１ａの概略構成図である。この流量計５１ａは送炭管４３をマイクロ波共振管（導波管）として利用し、送炭管４３の管内に所定の間隔をおいてマイクロ波送信機５２とマイクロ波受信機５３とを対向するように設置する。【００７６】
そして前記送信機５２から受信機５３に向けてマイクロ波を発信するが、送炭管４３（マイクロ波共振管）の共振周波数は管内部の誘電率εｒで異なる。空気の誘電率εｒは１であるのに対して石炭の誘電率εｒは約４であり、この差を利用して送炭管４３が空の場合と、送炭管４３に微粉炭と１次空気の混合流体４６を流通した場合の周波数特性を夫々測定し、共振周波数の差に基づいて送炭管４３内を通過する微粉炭の流量を演算することができる。【００７７】
図２６は、静電荷式の微粉炭流量計５１ｂの概略構成図である。この流量計５１ｂは、送炭管４３内を微粉炭が通過する際に微粉炭が流路壁に衝突して発生する静電気を捉え、その電荷量が微粉炭の濃度に応じて増減することを利用しており、送炭管４３内を微粉炭が通過するのに伴う静電荷の移動を２つの電荷センサ５４ａ、５４ｂで検出して微粉炭の流量を計測するものである。【００７８】
図に示すように送炭管４３の途中に管軸方向に沿って所定の間隔Ｌをおいて第１電荷センサ５４ａと第２電荷センサ５４ｂを設置する。【００７９】
まず、電荷センサ５４ａ、５４ｂで送炭管４３内を通過する微粉炭の濃度ρを求める。次に微粉炭が第１電荷センサ５４ａから第２電荷センサ５４ｂの間を通過する通過時間τを求める。この通過時間τは、微粉炭が第１電荷センサ５４ａを通過する際に検出されるゆらぎ現象（特定の波形部分）と第２電荷センサ５４ｂを通過する際に検出されるゆらぎ現象（同じ特定の波形部分）との時間差によって求めることができる。そしてＶ＝Ｌ／τの関係式から微粉炭の流速Ｖを演算する。ついで前記微粉炭の濃度ρ、微粉炭の流速Ｖならびに送炭管４３の流通断面積Ｓから、Ｑ＝ρ×Ｖ×Ｓの関係式より微粉炭の流量Ｑを演算することができる。【００８０】
なお同図に示すように、電荷センサ５４ａ、５４ｂは円環状をしており、その内径は送炭管４３の内径とほぼ同寸であり、これによって微粉炭流による電荷センサ５４ａ、５４ｂの磨耗を極力抑えている。【００８１】
粉砕機から各バーナへ分配供給される微粉炭の流量は、粉砕機への石炭供給量や分配上の偏差などにより、常に変動する。ところで従来は、微粉炭流量を直接計測する手段が無かったため、リアルタイムで各バーナ及び下流側のＡＡＰへの空気供給量を制御できなかった。そのため火炉燃焼領域内で全体としては空気を過剰に供給して、ＣＯなどの未燃分を完全燃焼させなければならず、前述した低空気過剰率の燃焼ができなかった。【００８２】
前述の微粉炭流量計５１を用いれば、粉砕機から各バーナへ分配供給される微粉炭の流量を正確に計測することができる。そのため計測される微粉炭流量に応じて各バーナ及びＡＡＰ毎に空気供給量を精密に調整・制御することができ、できるだけ理論空気比１．０に近づける、即ち低空気過剰率の燃焼が可能となった。【００８３】
（４）第１実施形態
図1は、第１実施形態に係る微粉炭焚きボイラの概略平面構成図である。  
この実施形態の場合、微粉炭焚きボイラ９の缶前に例えば４本の微粉炭バーナ６１ａ〜６１ｄが、缶後にはそれと対向するように４本の微粉炭バーナ６１ｅ〜６１ｈが夫々設置されている。粉砕機３は缶前用と缶後用の２台が備えられ、缶前用粉砕機３ａから延びている４本の送炭管４３ａ〜４３ｄは夫々前記微粉炭バーナ６１ａ〜６１ｄに接続され、缶後用粉砕機３ｂから延びている４本の送炭管４３ｅ〜４３ｈは夫々前記微粉炭バーナ６１ｅ〜６１ｈに接続されている。【００８４】
そして各送炭管４３ａ〜４３ｈには微粉炭流量計５１ａ〜５１ｈが付設され、送炭管４３内を通過する微粉炭流量が個別に計測できるようになっている。【００８５】
図２は、微粉炭バーナ６１の概略構成図である。同図に示されているように微粉炭バーナ６１の中央部に微粉炭ノズル８が設置され、その微粉炭ノズル８の外周部に１次空気以外の燃焼用空気（２次空気、３次空気）６２を供給する燃焼用空気供給路６３がバーナ６１毎に個別に設けられている。またこの燃焼用空気供給路６３の途中には、燃焼用空気６２の供給量を調整する例えばダンパ式あるいはスライド式の燃焼用空気供給量調整手段６４（図４参照）が設けられている。同図に示されているように、微粉炭と１次空気の混合流体４６が微粉炭ノズル８から火炉内に噴射されるとともに、低空気過剰率の燃焼用空気６２が燃焼用空気供給路６３から供給されることにより、微粉炭が着火・燃焼される。【００８６】
この実施形態では燃焼用空気６２を微粉炭ノズル８の外周に供給したが、本発明はこれに限定されるものではなく、要は微粉炭ノズル８から火炉内に噴出される微粉炭を燃焼するように燃焼用空気６２が供給されればよい。【００８７】
図３は、１台の粉砕機３に対して原炭をＸ（ｔ／ｈ）供給して粉砕し、それによって得られた微粉炭を４本の送炭管４３ａ〜４３ｄに分配して、各微粉炭流量計５１ａ〜５１ｄで微粉炭の流量を計測した場合の平均流量からの偏差の一例を示した図である。【００８８】
この図で偏差値が０％は、平均流量（この例の場合はＸ／４）の微粉炭が検出されたことを示している。この例では、送炭管４３ａと４３ｂには平均流量より少ない微粉炭が搬送され、送炭管４３ｃと４３ｄには平均流量より多い微粉炭が搬送されたことを示している。この計測値の偏差は、例えば送炭管４３の管長差に基づく圧力損失の差あるいは粉砕機の構造上などが原因で現れ、また回転分級機の回転速度など粉砕機の運転条件によって前記偏差は変動することが確認されている。【００８９】
本実施形態では各送炭管４３によって搬送される微粉炭流量の偏差状態を検出して、その偏差に基づいて、バーナ空気比設定手段によって設定されている空気比が維持できるように、前記微粉炭供給量に見合う燃焼用空気供給量をバーナ毎に個別に演算して、各燃焼用空気供給量調整手段６４に制御信号を送信することにより、各バーナ６１への燃焼用空気の供給量を個別に調整するものである。【００９０】
図４は、その燃焼用空気の供給量制御系統を説明するための図である。同図の右側の図は、微粉炭焚きボイラ９における微粉炭バーナ６１と、その下流側のＡＡＰ６５の配置例を示す図である。缶前、缶後とも複数のバーナ段に分かれており、各バーナ段毎に多数の微粉炭バーナ６１が横並びに設置されている。またＡＡＰ６５も缶前、缶後に別れて、各微粉炭バーナ６１に対応して横並びに設けられている。【００９１】
同図の左側の図は、微粉炭バーナ６１への燃焼用空気の供給量制御系統を示す図である。前述のように粉砕機３から各バーナ６１ａ、６１ｂへ分配供給される微粉炭流量は、微粉炭流量計５１ａ、５１ｂにより個別に計測され、その計測値が制御回路６６に入力される。【００９２】
一方、各バーナ６１ａ、６１ｂに対応して設けられている燃焼用空気供給路６３ａ、６３ｂの途中には燃焼用空気供給量調整手段６４ａ、６４ｂと空気流量計６７ａ、６７ｂがそれぞれ個別に付設されている。空気流量計６７ａ、６７ｂにより個別に計測された各バーナ６１ａ、６１ｂへの空気供給量の計測値も制御回路６６に入力される。そして制御回路６６からは、燃焼用空気供給量制御信号６８ａ、６８ｂが燃焼用空気供給量調整手段６４ａ、６４ｂに対して個別に出力される仕組みになっている。【００９３】
図５は、制御回路６６の構成例を示すブロック図である。制御回路６６には微粉炭流量計５１ａ、５１ｂからの計測値が入力され、加算器６９と割算器７０により各送炭管４３ａ、４３ｂでの平均流量からの偏差値が求められる。【００９４】
制御回路６６には、給炭量７１、バーナ空気比７２、理論空気量７３、各バーナに対する燃焼空気量７４ａ、７４ｂなどが予め入力されている。本実施形態では前記バーナ空気比７２は０．８、ＡＡＰでの空気比は０．３に設定されており、従ってボイラ全体の空気比は１．１の低空気過剰率となっている。【００９５】
そしてこれら各種設定値と前述の各送炭管４３ａ、４３ｂにおける微粉炭流量の偏差値とにより、前述のバーナ空気比が維持できるように、前記微粉炭供給量に見合う燃焼用空気供給量を燃焼空気量制御指令値６８ａ、６８ｂとして演算して出力する。制御回路６６中の各種掛算器７６並びに引算器７７などは、前記指令値６８ａ、６８ｂの演算手段として用いられる。制御回路６６の出力端側に設けられた補正量制限器７５ａ、７５ｂの制限項目は、絶対値の上限と下限、変化幅並び変化率である。【００９６】
前述のように各送炭管での微粉炭供給量に見合う燃焼用空気供給量を個別に制御することにより、低空気過剰率での燃焼においてもＣＯ低減効果が大きい。【００９７】
（５）第２実施形態
図６は、第２実施形態に係る微粉炭焚きボイラの概略構成図である。  
同図に示すように複数台の粉砕機３ａ〜３ｃが設置されており、そのうち粉砕機３ａは上段のバーナ６１に、粉砕機３ｂは中段のバーナ６１に、粉砕機３ｃａは下段のバーナ６１に、それぞれ微粉炭を供給するように接続されている。【００９８】
図７は、ＣＯ低減効果の大きいバーナ段を特定するためになされた実験の結果を示す図である。本実験は、各バーナ段とも６本のバーナを設置した燃焼解析モデルを用いて行った。【００９９】
各バーナ段とも微粉炭（燃料）が均一にバーナへ分配供給された場合のＣＯ発生量を測定し、その発生量を基準値（１．００）とした（同図左列参照）。そして６本のバーナの平均流量からの偏差値（図３参照）の合計が２０％になるように燃料供給量に偏差を与えた場合のＣＯ発生量の相対値を同図中央列に示した。この同図中央列に示すように、下段のバーナはＣＯの発生量は燃料供給量に多少の偏差があってもＣＯの発生量は殆ど増えていないが、上段並びに中段においては燃料供給量に偏差があるとＣＯ発生量は約４０％以上増えており、特に上段のバーナではＣＯ発生量の増加が顕著である。【０１００】
次に各バーナ６１に接続されている送炭管４３に微粉炭流量計５１を取り付けて、前記第１実施形態のように燃焼空気量の調整を行い、その結果を同図右列に示した。この同図右列の結果から明らかなように上段並びに中段においてＣＯ低減効果が大きく、特に上段のバーナにおいてはその効果が顕著である。【０１０１】
従って本実施形態では、下段には微粉炭流量計５１や制御回路６６などは付設せず、ＣＯ低減効果のある上段と中段、少なくとも上段に微粉炭流量計５１や制御回路６６などを付設して燃焼空気量の調整を行う構成にした。【０１０２】
本実施形態ではバーナ段毎に分けて微粉炭流量計５１や制御回路６６の付設の有無を決めたが、バーナ全般にわたってＣＯ低減効果の大小を実験などによって予め把握しておき、ＣＯ低減効果のあるバーナだけに微粉炭流量計５１や制御回路６６を付設することもできる。【０１０３】
（６）第３実施形態
次に第３実施形態について説明する。図２６に示す静電荷式微粉炭流量計５１ｂでは、前述のように送炭管４３内を通過する微粉炭の濃度ρと微粉炭の流速Ｖを求めることができるから、その微粉炭の濃度ρ、流速Ｖ、送炭管４３の流通断面積Ｓ、温度補正値に基づいて微粉炭を気流搬送する１次空気の流量を演算することができる。流速Ｖが速ければ１次空気の流量、すなわちバーナ６１に供給される１次空気流量が多くなる。【０１０４】
従って本実施形態では、この１次空気流量を演算して、１次空気流量が多い場合には燃焼用空気６２の供給量を減らすなど、１次空気流量を加味して燃焼用空気６２の供給量を調整する構成になっている。なお、１次空気流量の演算と、その演算結果に基づく燃焼用空気６２の供給量調整は、制御回路６６によって行われる。【０１０５】
理論空気量の少ない例えば亜瀝青炭などの炭種では１次空気量の割合が例えば瀝青炭などの炭種に比べて大きいから、本実施形態は特に有効である。瀝青炭の理論空気量は７．０ｍ３Ｎ／ｋｇであるのに対して、亜瀝青炭の理論空気量は５．５ｍ３Ｎ／ｋｇと小さい。【０１０６】
（７）第４実施形態
図８は第４実施形態に係る微粉炭焚きボイラの概略構成図で、同図（ａ）は微粉炭バーナ６１とＡＡＰ６５の対応関係を示す図、同図（ｂ）は微粉炭バーナ６１の配置を示す図、同図（ｃ）はＡＡＰ６５の配置を示す図である。【０１０７】
本実施形態の場合、同図（ｂ）に示すように缶前の微粉炭バーナ６１ａ〜６１ｄと缶後の微粉炭バーナ６１ｅ〜６１ｈは平面上において対向しており、また、同図（ｃ）に示すように缶前のＡＡＰ６５ａ〜６５ｄと缶後のＡＡＰ６５ｅ〜６５ｈも平面上において対向している。そして同図（ａ）に示すように各微粉炭バーナ６１の直上にそれぞれＡＡＰ６５が配置されている。【０１０８】
バーナの設計上から各微粉炭バーナ６１ａ〜６１ｈでのバーナ燃焼用空気量の調整可能範囲が予め規制されており、本実施形態の場合は定格のバーナ燃焼用空気量に対して１０％までと定められている。【０１０９】
例えば同図（ｂ）に示す微粉炭流量計５１ｃの出力に基づいて演算した結果、空気量を定格の１３％増やしたい場合、微粉炭バーナ６１ｃに供給するバーナ燃焼用空気量を１０％増しにして、残りの３％はそれと対向する側のＡＡＰ６５ｇへ供給するＡＡＰ用空気量を増す構成になっている。【０１１０】
図９は、本実施形態のＣＯ低減効果を示す図である。この実験例の場合、缶前上段の微粉炭バーナ６１ｃに+２０％の燃料偏差が検出されており、そのときのＣＯ相対値は１．５３である（図７の上段参照）。そのため微粉炭バーナ６１ｃに供給するバーナ燃焼用空気量を１０％増しにすると、ＣＯ相対値は０．７５まで下がり（図９の上段右側参照）、これによりＣＯ量を基準値に対して２５％低減することができた。【０１１１】
さらに残りの１０％をＡＡＰ用空気量で賄う訳であるが、微粉炭バーナ６１ｃの直上にある缶前のＡＡＰ６５ｃへの供給量を１０％増した場合と、微粉炭バーナ６１ｃとは対向側にある缶後のＡＡＰ６５ｇへの供給量を１０％増した場合のＣＯ低減効果を調べたところ、缶前のＡＡＰ６５ｃへの供給量増しでは殆ど効果は見られないが（図９の下段左側参照）、缶後のＡＡＰ６５ｇへの供給量増しにより更にＣＯの低減効果があり、総合的にはＣＯ量を基準値に対して３７％低減することができた（図９の下段右側参照）。【０１１２】
（８）第５実施形態
図１０は第５実施形態に係る微粉炭焚きボイラでの微粉炭バーナ６１とＡＡＰ６５の対応関係を示す図である。【０１１３】
本実施形態の場合、ＡＡＰ６５の本数が微粉炭バーナ６１よりも増えており、２本のＡＡＰ６５の中間の真下に微粉炭バーナ６１が設置されている。例えば仮に缶前の微粉炭バーナ６１ｂへの空気量を増すとともに、それとほぼ対向位置にある、すなわち前記微粉炭バーナ６１ｂによって形成される火炎に最も近い缶後のＡＡＰ６５ｇとＡＡＰ６５ｈとに２等分して空気量を増す。また、缶前の微粉炭バーナ６１ｃへの空気量を増す場合には、それとはほぼ対向位置にある缶後のＡＡＰ６５ｈとＡＡＰ６５ｉとに２等分して空気を増す構成になっている。【０１１４】
（９）第６実施形態
図１１は、第６実施形態に係る微粉炭焚きボイラの概略構成図である。火炉７８の出口側には節炭器７９が設置され、その節炭器７９の下流側には燃焼排ガス中の酸素濃度（またはＣＯ濃度）を計測する酸素濃度計測器（またはＣＯ濃度計測器）８０が設けられている。ＡＡＰ６５に供給するＡＡＰ用空気８３の各供給経路の途中には、ダンパ式の供給量調整器８４が個別に付設されている。【０１１５】
前記酸素濃度計測器８０の検出端８１は煙道８２の幅方向Ｘ（図１２参照）に亘って複数個（本実施形態では４個）設置され、各検出端８１は煙道８２の上下方向Ｙ（図１２参照）に亘って複数段（本実施形態では３段階）に位置が切り替えられるよう上下動可能になっている。【０１１６】
図１２は煙道８２内での計測点を示しており、これにより節炭器出口の酸素濃度あるいはＣＯ濃度の分布状態が把握でき、各計測点はＡＡＰ６５の位置（缶前、缶後、缶右、缶左）とほぼ対応している。【０１１７】
本実施形態の場合、全ＡＡＰ６５に供給されるトータルのＡＡＰ用空気量は一定に定められており、例えば計測点◎で他よりも低酸素濃度あるいは高ＣＯ濃度が計測されると、缶前で缶左側のＡＡＰ用空気量を増加するように制御部から指令信号を出力するように構成されている。【０１１８】
本実施形態では、全ＡＡＰ６５に供給されるトータルのＡＡＰ用空気量を一定に定めて、そこから各ＡＡＰ６５に配分するＡＡＰ用空気量を決定したが、トータルのＡＡＰ用空気量を一定に定めないで、低酸素濃度あるいは高ＣＯ濃度が検出された領域に対応するＡＡＰへの空気量を単純に増加することもできる。従ってこの場合、トータルのＡＡＰ用空気量はその分増加することになる。【０１１９】
これらの実施形態によれば、未燃ガス濃度の高い領域にＡＡＰ用空気量を的確に配分することができる。【０１２０】
なお、前記第５、第６実施形態においても、微粉炭流量に応じてバーナ燃焼用空気量を調整し、それで賄えない空気量をＡＡＰ用空気として補うものである。【０１２１】
（１０）第７実施形態
図１３は、第７実施形態に係る給炭量データの補正を説明するための図である。前述のように石炭バンカ６に投入された原炭５は給炭機７を通り、粉砕機３で粉砕されて、各送炭管４３に分配された微粉炭は微粉炭流量計５１で計測される。この計測時に給炭機７からの給炭量データ８５が微粉炭流量計５１（制御回路６６）に出力される訳であるが、粉砕機３内での石炭滞留時間は通常４５秒〜６０秒あり、実際に微粉炭が流量計５１を通過するまでには時間遅れがある。【０１２２】
そのため本実施形態では、前記給炭量データ８５に粉砕機内滞留時間を加味した補正係数を乗算して、その補正後の給炭量データ８５を微粉炭流量計５１（制御回路６６）に出力する構成になっている。【０１２３】
本実施形態によれば、微粉炭流量計５１の検出精度を向上することができる。本実施形態は、微粉炭流量炭計５１により送炭管４３を通過する微粉炭の絶対量を計測して、それに基づいて各送炭管４３間の偏差を演算するシステムに好適である。【０１２４】
（１１）第８実施形態
図１４は、第８実施形態に係る微粉炭流量の補正を説明するための図である。本実施形態は、原炭中の含有水分率、給炭量、粉砕機に供給する１次空気量、粉砕機の入口と出口の温度差により、微粉炭流量を補正するものである。【０１２５】
図１５は、水分含有率が３重量％の石炭における水分の増加量とその石炭の誘電率増加率との関係を示す特性図である。同図に示すように石炭中の水分含有率が変化すると誘電率に差が出るから、前述のように誘電率に基づいて微粉炭流量を計測する微粉炭流量計５１では、通過する微粉炭の水分含有率を推定して流量計５１の出力を補正することにより、計測値の精度を向上することができる。【０１２６】
そのため本実施形態では図１４に示されているように、粉砕機３の入口に粉砕機入口空気温度計８６が、また出口に粉砕機出口温度計８７が付設され、粉砕機３に供給される１次空気Ａ１の粉砕機入口空気温度Ｔ１と粉砕機出口空気温度Ｔ２が計測され、それに基づいて粉砕機３の入口と出口の温度差ΔＴ（＝Ｔ１−Ｔ２）が演算される。【０１２７】
原炭中の水分含有率Ｃは炭種によって異なり、分析などにより炭種別の水分含有率Ｃは予め制御回路６６の記憶部（図示せず）に記憶させておくことができる。粉砕機３に供給される給炭量Ｑは、給炭機７の回転数から求めることができる。粉砕機３に供給される１次空気Ａ１の流量Ａは、押込送風機１の回転数から求めることができる。【０１２８】
これらのデータから粉砕機３内で粉砕される石炭の蒸発水分量の推定値が、下記の関係式から演算される。【０１２９】
蒸発水分量推定値＝ｆ（Ｃ、Ｑ、Ａ、ΔＴ）
式中のｆは補正係数
このようにして演算された蒸発水分量推定値に基づいて微粉炭流量計５１を通過する微粉炭中の水分含有率を推定し、それに基づいて微粉炭流量計５１の出力を補正して検出精度を向上することができる。【０１３０】
（１２）第９実施形態
図１６は第９実施形態を示す概略構成図、図１７と図１８はこの実施形態に用いる流体案内手段の機能を説明するための図で、図１７は断面図、図１８は流体案内手段の上流側から視た側面図である。【０１３１】
本実施形態では微粉炭流量計５１の精度を向上するとともに微粉炭による磨耗を防止するため、微粉炭流量計５１の上流に耐摩耗性材料からなる、あるいは耐摩耗性材料をコーティングした流体案内手段８８が設置されている。この流体案内手段８８は具体的には図１７と図１８に示すように、送炭管４３の内側のほぼ中央位置に混合流体４６の流れ方向に沿って延びた仕切板８９と、その仕切板８９の先端部に設けられた回動板９０とから構成されている。回動板９０の側面形状は送炭管４３の開口に合わせてほぼ半円形をしており、図１７に示すように回動軸９１を中心にして矢印方向に回動できるようになっている。【０１３２】
送炭管４３内を前記微粉炭群が流れるとき、管内を微粉炭がほぼ均等に分散して流されるのではなく、不定形に屈曲した紐状のように濃縮した流れとなるケースが多く、この不均一な流れが微粉炭流量計５１の検出精度に悪影響を及ぼす。【０１３３】
また、本実施形態では送炭管４３の途中に、送信機５２と受信機５３とを有するマイクロ波式の微粉炭流量計５１ａが設置されている。この送，受信機５２，５３は送炭管４３の内部に挿入されているため、微粉炭が衝突して磨耗する。【０１３４】
そのため本実施形態では図１７と図１８に示すように回動板９０を立てて、紐状に濃縮した微粉炭の流れを回動板９０に衝突させて紐状に濃縮した流れを崩し、微粉炭の分布を均して、検出精度の向上を図っている。【０１３５】
また、回動板９０により送，受信機５２，５３側に流れる微粉炭濃度を計測に支障のない程度まで下げて、それによって受信機５２，５３の磨耗を抑制している。【０１３６】
（１３）第１０実施形態
図１９と図２０は第１０実施形態に用いる流体案内手段の機能を説明するための図で、図１９は断面図、図２０は流体案内手段の上流側から視た側面図である。本実施形態に係る流体案内手段８８は、縮径部９２と、その前後に設けられたテーパ面９３，９３を有している。【０１３７】
図２１と図２２は本実施形態の変形例を示す図で、図２１は断面図、図２２は流体案内手段の上流側から視た側面図である。この変形例に係る流体案内手段８８は、上流側から下流側に向けて徐々に径小になったラッパ状部材９４からなっている。【０１３８】
図１９と図２１に示されているように、前記流体案内手段８８の下流側には、第１電荷センサ５４ａと第２電荷センサ５４ｂからなる微粉炭流量計５１ｂが設置されている。前記電荷センサ５４ａ，５４ｂは環状体からなり、その内周面と送炭管４３の内周面はほぼ同一面になっている。【０１３９】
送炭管４３によって搬送されて来た混合流体４６中の微粉炭は、前記縮径部９２あるいはラッパ状部材９４により送炭管４３の中心部側に集められ、そのため電荷センサ５４ａ，５４ｂの内周面側を通る微粉炭の量が減り、電荷センサ５４ａ，５４ｂの微粉炭による磨耗を抑制することができる。【０１４０】
（１４）第１１実施形態
図２７は、第１１実施形態に係るボイラにおける再熱器の流路系統図である。火炉の燃焼排ガス流れ方向後流側の煙道内に設置された再熱器１００は、部材の配置構成から見ると1次再熱器部１０１と２次再熱器部１０２から構成され、蒸気の流路系統から見ると缶左側の第1の再熱器系統１０３と缶右側の第２の再熱器系統１０４から構成され、第1の再熱器系統１０３と第２の再熱器系統１０４は並設されている。【０１４１】
本実施形態の場合、第1の再熱器系統１０３は、１次再熱器入口ヘッダ１０５ａ−１次再熱器１０６ａ−１次再熱器出口ヘッダ１０７ａ−２次再熱器入口ヘッダ１０８ａ−２次再熱器１０９ａ−２次再熱器出口ヘッダ１１０ａから構成されている。第２の再熱器系統１０４は、１次再熱器入口ヘッダ１０５ｂ−１次再熱器１０６ｂ−１次再熱器出口ヘッダ１０７ｂ−２次再熱器入口ヘッダ１０８ｂ−２次再熱器１０９ｂ−２次再熱器出口ヘッダ１１０ｂから構成されている。【０１４２】
本実施形態の場合、第1の再熱器系統１０３と第２の再熱器系統１０４の入口側には第1の再熱蒸気分配バルブ１１１と第２の再熱蒸気分配バルブ１１２が設置され、第1の再熱器系統１０３と第２の再熱器系統１０４の出口側には第1の再熱器蒸気温度計１１３と第２の再熱器蒸気温度計１１４が設置されている。【０１４３】
高圧タービン（図示せず）から供給された蒸気は、1つの再熱器スプレ１１５を経由して２つの流路に分岐される。分岐された蒸気はそれぞれ第1の再熱蒸気分配バルブ１１１から第1の再熱器系統１０３を通り、第２の再熱蒸気分配バルブ１１２から第２の再熱器系統１０４を通って加熱され、２次再熱器出口ヘッダ１１０ａ，ｂからの再熱蒸気は中低圧タービンに送気される。【０１４４】
本実施形態では第1の再熱器系統１０３と第２の再熱器系統１０４のそれぞれに分配バルブ１１１，１１２を設け、それらによって蒸気分配流量を調整する構成になっているが、一方の再熱器系統に分配バルブを設け、それを操作することにより第1の再熱器系統と第２の再熱器系統への蒸気分配流量を調整することもできる。【０１４５】
次に前記分配バルブ１１１，１１２の開度調整方法について説明する。まず、缶左右、すなわち第1の再熱器系統１０３と第２の再熱器系統１０４の再熱器出口蒸気温度１１６、１１７を再熱器蒸気温度計１１３、１１４で計測し、その計測信号を減算器１１８に入力して偏差値１１９を求める。この偏差値１１９の信号はＰＩ制御器１２０に入力され、このＰＩ制御器１２０からは、前記偏差値１１９を無くすための開度調整信号１２１、１２２が分配バルブ１１１、１１２に対して出力される。このとき分配バルブ１１２に対しては反転器（「−１」）１２３を介して分配バルブ１１１と逆位相操作を行う。【０１４６】
図２８は、本実施形態における燃料流量（微粉炭流量）、分配バルブの開度、蒸気流量ならびに再熱器出口蒸気温度（ＲＯＴ）の経時的変化の一例を示す特性図である。【０１４７】
同図に示すように、何らかの理由によって時点Ａでバーナに供給する燃料量に偏差が発生すると、それに遅れて時点Ｂで第1の再熱器系統１０３と第２の再熱器系統１０４のＲＯＴに偏差が生じる。この偏差を前記再熱器蒸気温度計１１３、１１４で検知して、時点ＣからＲＯＴの高い系統の分配バルブ（例えば分配バルブ１１１）に対して前記開度調整信号１２１により開度を開き、反対にＲＯＴの低い系統の分配バルブ（例えば分配バルブ１１２）に対して前記開度調整信号１２２によりの開度を絞る操作を行う。これによりＲＯＴの高い、すなわち熱負荷が増加した系統の蒸気分配流量が増加し、ＲＯＴの低い、すなわち熱負荷が低下した系統の蒸気分配流量が減少することで、第1の再熱器系統１０３と第２の再熱器系統１０４のＲＯＴの偏差が解消される。【０１４８】
なお、前述の例では分配バルブ１１１、１１２の両方の開度を調整したが、ＲＯＴの低下した側、すなわち蒸気分配流量を低下させたい側の分配バルブ（例えば分配バルブ１１２）の開度のみを絞ることでも同様の効果が期待できる。【０１４９】
前記実施形態では第1の再熱器系統１０３と第２の再熱器系統１０４の入口側にそれぞれ分配バルブ１１１、１１２を設置したが、一方の分配バルブ（例えば分配バルブ１１１）の代わりにオリフィスなどの抵抗体を設けることで、他方の分配バルブ（例えば分配バルブ１１２）のみの開度調整により、第1の再熱器系統１０３と第２の再熱器系統１０４の蒸気分配流量を調整することも可能である。【０１５０】
ＲＯＴの最高温度制約が基準蒸気条件プラス８℃以下であるとき、第1の再熱器系統１０３と第２の再熱器系統１０４のＲＯＴが平均化されるので、裕度をそのまま８℃とする作用がある。従って燃焼装置の負荷変化や粉砕機の起動停止、スートブロワの作動などによる外乱に対しても、再熱器スプレ１１５の起動回数を減らし、ボイラ効率の向上と再熱器スプレ１１５の長寿命化が図れる。【０１５１】
（１５）第１２実施形態
図２９は、本発明の第１２実施形態に係るボイラにおける再熱器の流路系統図である。【０１５２】
近年一層の低ＮＯｘ化、ボイラ効率向上のため、空気過剰率を１０％程度まで低減する試みがなされている。空気過剰率１０％においては、バーナへの微粉炭供給量が僅かでも不均等になると局所的な空気不足が生じ、ＣＯが発生する恐れがある。これに対応するため、各バーナに供給される微粉炭供給量を個別に計測し、それに合わせて各バーナに供給する燃焼用空気を動的に調整する手法、すなわち個別バーナ空気比制御を前記第１〜１０実施形態などで提案している。【０１５３】
この個別バーナ空気比制御を採用した微粉炭焚きボイラでは、各バーナに対して均等に燃焼用空気を供給する微粉炭焚きボイラに比べて缶左右方向での燃焼ガス温度の偏差が大きくなる恐れがある。従来は空気が缶左右に対して均等に供給されていたため、微粉炭が多めに供給された個所では空気不足による不完全燃焼が発生し、微粉炭供給量の偏差に比べて缶左右の熱負荷の偏差は小さく抑えられていた。しかし、前記個別バーナ空気比制御のように缶左右方向で偏差をもって供給された微粉炭に対して過不足のない空気が与えられることにより、微粉炭供給量の偏差がそのまま缶左右方向の熱負荷の偏差として現れる。【０１５４】
例えば空気過剰率１０％で運転する微粉炭焚きボイラにおいて、供給量の平均値よりも微粉炭が缶右側に１５％多く、すなわち缶左側に１５％少なく供給されたとする。これに対して全てのアフターエアポートに均等に空気を供給するため、微粉炭供給量の缶左右の偏差は供給される空気の裕度を超えて不完全燃焼を引き起こす。このため缶右側には１５％多い燃料（微粉炭）が供給されたにもかかわらず、熱負荷の増加は１０％に抑制される。しかし前記個別バーナ空気比制御を採用した微粉炭焚きボイラでは、微粉炭供給量の偏差に対して過不足のない空気が供給されるため、前述の例では微粉炭供給量の偏差と等しい１５％の熱負荷増加が現れる。この熱負荷の増加は直ちに熱交換器での熱交換量に影響を及ぼし、蒸気温度の偏差をもたらす。本実施形態は、この点に着目してなされたものである。【０１５５】
微粉炭焚きボイラでは、前述のように各バーナに対する微粉炭供給量の偏差は、時間遅れをもってＲＯＴの偏差として現れる。これは多数の伝熱管で構成された熱交換器は、そのメタル熱容量に起因してガス温度の変化に対する応答遅れを持つためである。その時定数は数十秒から数分に達することもある。【０１５６】
本実施形態でも前記第１実施形態などと同様に、微粉炭流量計５１ａ〜５１ｈで計測される微粉炭流量と、空気流量計６７ａ〜６７ｈで計測された燃焼用空気の供給量に基づいて、バーナ空気比設定手段によって設定されているバーナ空気比が維持できるように、前記微粉炭供給量に見合う燃焼用空気供給量を演算して、燃焼用空気供給量調整手段６４ａ〜６４ｈに制御指令信号を送信するようになっている。【０１５７】
図１に示されているようにローラ粉砕機３ａ，３ｂと各微粉炭バーナ６１ａ〜６１ｈを結ぶ各送炭管４３ａ〜４３ｈには微粉炭流量計５１ａ〜５１ｈが付設され、送炭管４３内を通過する微粉炭流量が個別に計測できるようになっている。【０１５８】
そして各微粉炭バーナ６１ａ〜６１ｈでの燃焼によって生成した燃焼排ガスの流れは、大きく乱れることはく殆どそのままの状態で煙道を流れて、再熱器１００に熱を与えることになる。【０１５９】
従って本実施形態では図1と図２９の関係から、缶左側に設置されている微粉炭バーナ６１ｃ，６１ｄ，６１ｇ，６１ｈから生成した燃焼排ガスによって缶左側に配置されている第１の再熱器系統１０３が加熱され、微粉炭バーナ６１ａ，６１ｂ，６１ｅ，６１ｆから生成した燃焼排ガスによって缶右側に配置されている第２の再熱器系統１０４が加熱される。【０１６０】
本実施形態では前述の燃焼用空気供給量の個別制御に加えて、図２９に示すように微粉炭流量計５１ａ〜５１ｈからの微粉炭流量の計測値を缶左右燃料供給量算出器１２４に入力する。缶左右燃料供給量算出器１２４では、缶左側の微粉炭バーナ６１ｃ，６１ｄ，６１ｇ，６１ｈに供給される微粉炭流量と、缶右側の微粉炭バーナ６１ａ，６１ｂ，６１ｅ，６１ｆに供給される微粉炭流量を算出する。前者は微粉炭流量計５１ｃ，５１ｄ，５１ｇ，５１ｈの合計で求まり、後者は微粉炭流量計５１ａ，６１ｂ，５１ｅ，５１ｆの合計で求まる。【０１６１】
このようにして算出された缶左右燃料供給量算出値１２５は、バイアス算出器１２６に入力される。バイアス算出器１２６では缶左側の微粉炭バーナ６１ｃ，６１ｄ，６１ｇ，６１ｈに供給される微粉炭流量と、缶右側の微粉炭バーナ６１ａ，６１ｂ，６１ｅ，６１ｆに供給される微粉炭流量の偏差を求め、その微粉炭流量偏差値を元に、ＰＩフィードバック制御信号である前記開度調整信号１２１，１２２に対するバイアス値１２７，１２８を算出する。なおバイアスの大きさ（フィードフォード分の形）は、予め動特性計算で最適なパターンを求め、試運転においてそのパターンを調整しておく。【０１６２】
算出されたバイアス値１２７，１２８は加算器１２９，１３０によって前記開度調整信号１２１，１２２に加算され、微粉炭流量の偏差を加味した開度調整信号１３１，１３２を得て、分配バルブ１１１、１１２の開度調整を行う。【０１６３】
図３０は、本実施形態における燃料流量（微粉炭流量）、分配バルブの開度、蒸気流量ならびにＲＯＴの経時的変化の一例を示す特性図である。【０１６４】
同図に示すように、缶左右の再熱器出口蒸気温度偏差を引き起こす原因となっている燃料流量（微粉炭流量）のアンバランス（偏差）を早い目に時点Ｄで検知して、それに基づいて時点Ｄから分配バルブ１０４ａ、１０４ｂの開度を調整することにより（図中の斜線部分）、フィードフォワード的に制御できるので缶左右のＲＯＴの偏差がさらに小さくなり、ボイラ制御性の向上が図れる。【０１６５】
（１６）第１３実施形態
前記第１２実施形態によればフィードフォワード分はほぼ固定した形になるため、場合によってはフィードフォワード分が強過ぎて、温度低下分が大きくなり過ぎたり、逆に小さくなり過ぎたりする懸念がある。【０１６６】
例えば図３６に示すように、再熱器７１０〜７１３の燃焼排ガス流れ方向上流側には過熱器７０６〜７０９が設置されている。そして過熱蒸気の過渡的な温度変化に対応して主としてスプレ７２３，７２４が用いられ、そのスプレ７２３，７２４の動作は、過熱器７０６〜７０９の熱交換量を変えるとともに、再熱器７１０〜７１３の入口ガス温度に影響を与える。従って前記第１２実施形態のように燃料流量（微粉炭流量）の変化のみを用いて再熱蒸気流量のバイアスを決定した場合には、スプレ７２３，７２４の効果による過不足が生じる場合がある。【０１６７】
本実施形態はこのような点を配慮したもので、図３１は、第１３実施形態に係るボイラにおける再熱器の流路系統図である。【０１６８】
本実施形態の場合、燃料供給量、ボイラ給水流量、過熱器入口スプレ量、発電機出力などの再熱蒸気温度に影響を与える複数の情報を元に再熱蒸気温度偏差を予測する再熱蒸気温度偏差予測モデル１３３を各種作成しておき、それを再熱蒸気温度偏差予測手段１３４の記憶部（図示せず）に記憶しておく。【０１６９】
現在運転中の微粉炭焚きボイラにおける燃料供給量１３５、ボイラ給水流量１３６、過熱器入口スプレ量１３７、発電機出力１３８を再熱蒸気温度偏差予測手段１３４に入力し、それら入力値と前記再熱蒸気温度偏差予測モデル１３３とを参照して、予測再熱蒸気温度偏差値１３９を得る。【０１７０】
この予測再熱蒸気温度偏差値１３９を再熱蒸気分配バルブ開度補正手段１４０に入力し、再熱蒸気分配バルブ開度補正手段１４０では予測再熱蒸気温度偏差値１３９を基にして、分配バルブ開度補正信号１４１，１４２を作成する。この分配バルブ開度補正信号１４１，１４２は加算器１４３，１４４によって前記開度調整信号１２１，１２２に加えられ、補正された開度調整信号１４５，１４６により再熱蒸気分配バルブ１１１，１１２の開度調整が行われる。【０１７１】
図３２は、本実施形態における燃料流量（微粉炭流量）、分配バルブの開度、蒸気流量ならびにＲＯＴの経時的変化の一例を示す特性図である。【０１７２】
本実施形態では缶左右のＲＯＴの偏差に燃料供給量、ボイラ給水流量、過熱器入口スプレ量、発電機出力など再熱蒸気温度に影響を与える複数の情報を加味して、それに基づいて時点Ｄから分配バルブ１０４ａ、１０４ｂの開度を調整する（図中の斜線部分）。このようにフィードフォワード的に制御できるので缶左右のＲＯＴの偏差がさらに小さくなり、更なるボイラ制御性の向上が図れる。【０１７３】
（１７）第１４実施形態
過熱器においては、過熱器スプレの投入量に缶左右でバイアスをかけることにより、缶左右の過熱蒸気温度の偏差を少なくすることは可能である。しかし、缶左右の過熱蒸気温度の偏差が大きいと、過熱器スプレの本来の目的である蒸気温度制御の裕度が少なくなるから、スプレ流量を増加させる必要があり、またスプレ制御が複雑になるため制御追従性も悪化する。結果としてスプレ流量が増えることは、途中の伝熱面をバイパスする量が増えることを意味し、ボイラ効率が低下する。【０１７４】
本実施形態では、過熱器での缶左右での蒸気流量を調整することにより、缶左右の主蒸気温度の偏差を解消しようとするものである。【０１７５】
図３３は、第１４実施形態に係るボイラにおける過熱器の流路系統図である。【０１７６】
火炉の上部からそれの燃焼排ガス流れ方向後流側の煙道内にかけて設置された過熱器２００は、部材の配置構成から見ると1次過熱器部２０１と２次過熱器部２０２と３次過熱器部２０３から構成され、蒸気の流路系統から見ると缶左側の第1の過熱器系統２０４と缶右側の第２の過熱器系統２０５から構成され、第1の過熱器系統２０４と第２の過熱器系統２０５は並設されている。【０１７７】
本実施形態の場合、第1の過熱器系統２０４は、１次過熱器入口ヘッダ２０６ａ−１次過熱器２０７ａ−１次過熱器出口ヘッダ２０８ａ−２次過熱器入口ヘッダ２０９ａ−２次過熱器２１０ａ−２次過熱器出口ヘッダ２１１ａ−３次過熱器入口ヘッダ２１２ａ−３次過熱器２１３ａ−３次過熱器出口ヘッダ２１４ａから構成されている。第２の過熱器系統２０５は、１次過熱器入口ヘッダ２０６ｂ−１次過熱器２０７ｂ−１次過熱器出口ヘッダ２０８ｂ−２次過熱器入口ヘッダ２０９ｂ−２次過熱器２１０ｂ−２次過熱器出口ヘッダ２１１ｂ−３次過熱器入口ヘッダ２１２ｂ−３次過熱器２１３ｂ−３次過熱器出口ヘッダ２１４ｂから構成されている。【０１７８】
本実施形態の場合、第1の過熱器系統２０４と第２の過熱器系統２０５の入口側には第1の過熱蒸気分配バルブ２１５と第２の過熱蒸気分配バルブ２１６が設置され、第1の過熱器系統２０４と第２の過熱器系統２０５の出口側には第1の過熱器蒸気温度計２１７と第２の過熱器蒸気温度計２１８が設置されている。【０１７９】
第1の過熱器系統２０４の１次過熱器出口ヘッダ２０８ａと２次過熱器入口ヘッダ２０９ａを結ぶ連絡管に２次過熱器入口スプレ２１９ａが、２次過熱器出口ヘッダ２１１ａと３次過熱器入口ヘッダ２１２ａを結ぶ連絡管に３次過熱器入口スプレ２２０ａが付設されている。第２の過熱器系統２０５の１次過熱器出口ヘッダ２０８ｂと２次過熱器入口ヘッダ２０９ｂを結ぶ連絡管に２次過熱器入口スプレ２１９ｂが、２次過熱器出口ヘッダ２１１ｂと３次過熱器入口ヘッダ２１２ｂを結ぶ連絡管に３次過熱器入口スプレ２２０ｂが付設されている。【０１８０】
ケージ（図示せず）から供給された蒸気は、出口ヘッダ２２１ａ、２２１ｂを通って２つの流路に分岐される。分岐された蒸気はそれぞれ第1の過熱蒸気分配バルブ２１５から第1の過熱器系統２０４を通り、第２の過熱蒸気分配バルブ２１６から第２の過熱器系統２０５を通って過熱され、３次過熱器出口ヘッダ２１４ａ，ｂからの過熱蒸気は高圧タービンに送気される。【０１８１】
次に前記分配バルブ２１５，２１６の開度調整方法について説明する。まず、缶左右、すなわち第1の過熱器系統２０４と第２の過熱器系統２０５の過熱器出口蒸気温度２２２、２２３を過熱器蒸気温度計２１７、２１８で計測し、その計測信号を減算器２２４に入力して偏差値２２５を求める。この偏差値２２５の信号はＰＩ制御器２２６に入力され、このＰＩ制御器２２６からは、前記偏差値２２５を無くすための開度調整信号２２７、２２８が分配バルブ２１５、２１６に対して出力される。このとき分配バルブ２１６に対しては反転器（「−１」）２２９を介して分配バルブ２１５と逆位相操作を行う。【０１８２】
何らかの理由によってバーナに供給する燃料量に偏差が発生すると、それに遅れて第1の過熱器系統２０４と第２の過熱器系統２０５の過熱器出口蒸気温度（ＳＯＴ）２２２，２２３に偏差が生じる。この偏差を過熱器蒸気温度計２１７、２１８で検知して、ＳＯＴの高い系統の分配バルブ（例えば分配バルブ２１５）に対して前記開度調整信号２２７により開度を開き、反対にＳＯＴの低い系統の分配バルブ（例えば分配バルブ２１６）に対して開度調整信号２２８によりの開度を絞る操作を行う。これによりＳＯＴの高い、すなわち熱負荷が増加した系統の蒸気配分流量が増加し、ＳＯＴの低い、すなわち熱負荷が低下した系統の蒸気配分流量が減少することで、第1の過熱器系統２０４と第２の過熱器系統２０５のＳＯＴの偏差が解消される。【０１８３】
図２８は前記第１１実施形態に係る燃料流量、分配バルブの開度、蒸気流量ならびに再熱器出口蒸気温度（ＲＯＴ）の経時的変化の一例を示す特性図であるが、本第１４実施形態では図２８の再熱器出口蒸気温度（ＲＯＴ）を過熱器出口蒸気温度（ＳＯＴ）に換えたのと同様の挙動を示す。【０１８４】
（１８）第１５実施形態
図３４は、第１５実施形態に係るボイラにおける過熱器の流路系統図である。【０１８５】
同図に示すように微粉炭流量計５１ａ〜５１ｈからの微粉炭流量の計測値を缶左右燃料供給量算出器２３０に入力する。缶左右燃料供給量算出器２３０では、缶左側の微粉炭バーナ６１ｃ，６１ｄ，６１ｇ，６１ｈに供給される微粉炭流量と、缶右側の微粉炭バーナ６１ａ，６１ｂ，６１ｅ，６１ｆに供給される微粉炭流量を算出する。前者は微粉炭流量計５１ｃ，５１ｄ，５１ｇ，５１ｈの合計で求まり、後者は微粉炭流量計５１ａ，６１ｂ，５１ｅ，５１ｆの合計で求まる。【０１８６】
このようにして算出された缶左右燃料供給量算出値２３１は、バイアス算出器２３２に入力される。バイアス算出器２３２では缶左側の微粉炭バーナ６１ｃ，６１ｄ，６１ｇ，６１ｈに供給される微粉炭流量と、缶右側の微粉炭バーナ６１ａ，６１ｂ，６１ｅ，６１ｆに供給される微粉炭流量の偏差を求め、その微粉炭流量偏差値を元に、ＰＩフィードバック制御信号である前記開度調整信号２２７，２２８に対するバイアス値２３３，２３４を算出する。なおバイアスの大きさ（フィードフォード分の形）は、予め動特性計算で最適なパターンを求め、試運転においてそのパターンを調整しておく。【０１８７】
算出されたバイアス値２３３，２３４は加算器２３５，２３６によって前記開度調整信号２２７，２２８に加算され、微粉炭流量の偏差を加味した開度調整信号２３７，２３８を得て、分配バルブ２１５、２１６の開度調整を行う。【０１８８】
図３０は前記第１２実施形態に係る燃料流量、分配バルブの開度、蒸気流量ならびに再熱器出口蒸気温度（ＲＯＴ）の経時的変化の一例を示す特性図であるが、本第１５実施形態では図３０の再熱器出口蒸気温度（ＲＯＴ）を過熱器出口蒸気温度（ＳＯＴ）に換えたのと同様の挙動を示す。【０１８９】
（１９）第１６実施形態
図３５は、第１６実施形態に係るボイラにおける過熱器の流路系統図である。【０１９０】
本実施形態の場合、燃料供給量、ボイラ給水流量、過熱器入口スプレ量、発電機出力などの過熱蒸気温度に影響を与える複数の情報を元に過熱蒸気温度偏差を予測する過熱蒸気温度偏差予測モデル２４０を各種作成しておき、それを過熱蒸気温度偏差予測手段２４１の記憶部（図示せず）に記憶しておく。【０１９１】
現在運転中の微粉炭焚きボイラにおける燃料供給量２４２、ボイラ給水流量２４３、過熱器入口スプレ量２４４、発電機出力２４５を過熱蒸気温度偏差予測手段２４１に入力し、それら入力値と前記過熱蒸気温度偏差予測モデル２４０とを参照して、予測過熱蒸気温度偏差値２４６を得る。【０１９２】
この予測過熱蒸気温度偏差値２４６を過熱蒸気分配バルブ開度補正手段２４７に入力し、過熱蒸気分配バルブ開度補正手段２４７では予測過熱蒸気温度偏差値２４６を基にして、分配バルブ開度補正信号２４８，２４９を作成する。この分配バルブ開度補正信号２４８，２４９は加算器２５０，２５１によって前記開度調整信号２２７，２２８に加えられ、補正された開度調整信号２５２，２５３により過熱蒸気分配バルブ２１５，２１６の開度調整が行われる。【０１９３】
図３２は前記第１３実施形態に係る燃料流量、分配バルブの開度、蒸気流量ならびに再熱器出口蒸気温度（ＲＯＴ）の経時的変化の一例を示す特性図であるが、本第１６実施形態では図３２の再熱器出口蒸気温度（ＲＯＴ）を過熱器出口蒸気温度（ＳＯＴ）に換えたのと同様の挙動を示す。【０１９４】
前記実施形態では再熱器系統の蒸気分配バルブ制御と過熱器系統の蒸気分配バルブ制御を別々に行ったが、１つの微粉炭焚きボイラにおいて再熱器系統と過熱器系統の蒸気分配バルブ制御を行うこともできる。【０１９５】
本発明の具体的な効果を示せば下記の通りである。【０１９６】
（１）再熱器缶左右の系統を交換する従来の方法では、再熱器缶左右の蒸気温度偏差を完全に無くすことができない問題について、本発明によれば、再熱器缶左右の蒸気温度偏差をみて、蒸気流量を調整するので、蒸気温度偏差を０にする効果がある。【０１９７】
（２）ガスダンパで再熱器缶左右の蒸気温度偏差を調整する従来の方法では、干渉の影響と、ガスダンパの動作速度のため応答が遅い問題について、本発明によれば、再熱器の缶左右に供給する蒸気流量を調整することは、過熱器へ干渉せず、同様に過熱器の缶左右に供給する蒸気流量を再熱器へ干渉しないので、応答性を速くする効果がある。【０１９８】
（３）１次再熱器の入口と出口を結ぶ連絡管を設け、缶左右の系統の蒸気流量を調整する従来の方法では、バイパスさせることによる効率低下、伝熱面の増加、バイパスさせた伝熱面で温度の急上昇といった問題について、本発明によれば、再熱器缶左右に供給する蒸気流量のバランスを変えるだけで、バイパスさせることがないので、効率低下、伝熱面の増加、バイパスさせた伝熱面で温度の急上昇といった問題は起こらない。【０１９９】
（４）過熱器缶左右の系統を交換する従来の方法では、過熱器缶左右の蒸気温度偏差を完全に無くすことができない問題について、本発明によれば、過熱器缶左右の蒸気温度偏差をみて、蒸気流量を調整するので、蒸気温度偏差を０にする効果がある。【０２００】
（５）過熱スプレ流量に缶左右でバイアスをかける従来の方法では、スプレ流量が増大してしまう問題について、本発明によれば、過熱器の缶左右の蒸気温度偏差は、過熱器に導入する蒸気流量のみで調整するので、スプレは過熱蒸気の温度調整にのみ用いられるため、スプレ流量を低減する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０２０１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る微粉炭焚きボイラの概略平面構成図である。
【図２】その第１実施形態に係る微粉炭焚きボイラに用いる微粉炭バーナの概略構成図である。
【図３】微粉炭を４本の送炭管に分配して、各微粉炭流量計で微粉炭流量を計測した場合の平均流量からの偏差の一例を示した図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る燃焼用空気の供給量制御系統を説明するための図である。
【図５】その燃焼用空気の供給量制御系統に用いる制御回路のブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る微粉炭焚きボイラの概略構成図である。
【図７】ＣＯ低減効果の大きいバーナ段を特定するためになされた実験の結果を示す図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る微粉炭焚きボイラの概略構成図で、同図（ａ）は微粉炭バーナとＡＡＰの対応関係を示す図、同図（ｂ）は微粉炭バーナの配置を示す図、同図（ｃ）はＡＡＰの配置を示す図である。
【図９】第３実施形態においてＣＯの低減効果を示す図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る微粉炭焚きボイラでの微粉炭バーナとＡＡＰの対応関係を示す図である。
【図１１】本発明の第６実施形態に係る微粉炭焚きボイラの概略構成図である。
【図１２】その第６実施形態において煙道内での計測点を示す図である。
【図１３】本発明の第７実施形態に係る給炭量データの補正を説明するための図である。
【図１４】本発明の第８実施形態に係る微粉炭流量の補正を説明するための図である。
【図１５】石炭における水分の増加量とその石炭の誘電率増加率との関係を示す特性図である。
【図１６】本発明の第９実施形態を示す概略構成図である。
【図１７】この実施形態に用いる流体案内手段の機能を説明するための断面図である。
【図１８】流体案内手段の上流側から視た側面図である。
【図１９】本発明の第１０実施形態に用いる流体案内手段の機能を説明するための断面図である。
【図２０】流体案内手段の上流側から視た側面図である。
【図２１】本発明の第１０実施形態の変形例に用いる流体案内手段の機能を説明するための断面図である。
【図２２】流体案内手段の上流側から視た側面図である。
【図２３】本発明の実施形態に係る微粉炭焚き燃焼システムの概略構成図である。
【図２４】本発明の実施形態に用いる竪型ローラ粉砕機の概略構成図である。
【図２５】本発明の実施形態に用いるマイクロ波式微粉炭流量計の概略構成図である。
【図２６】本発明の実施形態に用いる静電荷式微粉炭流量計の概略構成図である。
【図２７】本発明の第１１実施形態に係るボイラにおける再熱器の流路系統図である。
【図２８】この実施形態実施形態における燃料流量、分配バルブの開度、蒸気流量ならびに再熱器出口蒸気温度（ＲＯＴ）の経時的変化の一例を示す特性図である。
【図２９】本発明の第１２実施形態に係るボイラにおける再熱器の流路系統図である。
【図３０】この実施形態実施形態における燃料流量、分配バルブの開度、蒸気流量ならびに再熱器出口蒸気温度（ＲＯＴ）の経時的変化の一例を示す特性図である。
【図３１】本発明の第１３実施形態に係るボイラにおける再熱器の流路系統図である。
【図３２】この実施形態実施形態における燃料流量、分配バルブの開度、蒸気流量ならびに再熱器出口蒸気温度（ＲＯＴ）の経時的変化の一例を示す特性図である。
【図３３】本発明の第１４実施形態に係るボイラにおける過熱器の流路系統図である。
【図３４】本発明の第１５実施形態に係るボイラにおける過熱器の流路系統図である。
【図３５】本発明の第１６実施形態に係るボイラにおける過熱器の流路系統図である。
【図３６】従来の変圧貫流式微粉炭焚きボイラを説明するための図である。
【図３７】その微粉炭焚きボイラでの燃料供給量の偏差に基づく再熱蒸気温度（ＲＯＴ）の偏差の一例を示す特性図である。
【図３８】従来の提案に基づく煙道内でのガス分配ダンパの配置を示す図である。
【図３９】従来提案されたボイラの再熱蒸気系統を示す図である。
【図４０】従来の微粉炭焚きボイラでの燃料供給量の偏差に基づく過熱蒸気温度（ＳＯＴ）の偏差の一例を示す特性図である。
【符号の説明】
【０２０２】
１：押込送風機、２：１次空気押込送風機、３：竪型ローラ粉砕機、４：燃焼排ガス式空気予熱器、５：原炭、６：石炭バンカ、７：給炭機、８：微粉炭ノズル、９：微粉炭焚きボイラ、１０：蒸気式空気予熱器、１１：ウインドボックス、１２：集塵機、１３：脱硝装置、１４：誘引送風機、１５：脱硫装置、２１：粉細部、２２：分級部、２３：粉砕部駆動部、２４：分級部駆動部、２５：分配部、４３：送炭管、４４：給炭管、４５：１次空気、４６：混合流体、４７：分配室、５１：微粉炭流量計、５１ａ：マイクロ波式微粉炭流量計、５１ｂ：静電荷式微粉炭流量計、５２：マイクロ波送信機、５３：マイクロ波受信機、５４ａ：第1電荷センサ、５４ｂ：第２電荷センサ、６１：微粉炭バーナ、６２：燃焼用空気、６３：燃焼用空気供給路、６４：燃焼用空気供給量調整手段、６５：ＡＡＰ、６６：制御回路、６７：空気流量計、６８：燃焼空気量制御指令値、６９：加算器、７０：減算器、７１：給炭量、７２：バーナ空気比、７３：理論空気量、７４：燃焼空気量、７５：補正量制限器、７６：掛算器、７７：引算器、７８：火炉、７９：節炭器、８０：酸素濃度計測器、８１：検出端、８２：煙道、８３：ＡＡＰ用空気、８４：供給量調整器、８５：給炭量データ、８６：粉砕機入口温度計、８７：粉砕機出口温度計、８８：流体案内手段、８９：仕切板、９０：回動板、９１：回動軸、９２：縮径部、９３：テーパ面、９４：ラッパ状部材、Ａ：空気、Ａ１：１次空気、Ａ２：２次空気。
【０２０３】
１００：再熱器、１０１：１次再熱器部、１０２：２次再熱器部、１０３：第１の再熱器系統、１０４：第２の再熱器系統、１０５：１次再熱器入口ヘッダ、１０６：１次再熱器、１０７：１次再熱器出口ヘッダ、１０８：２次再熱器入口ヘッダ、１０９：２次再熱器、１１０：２次再熱器出口ヘッダ、１１１：第１の再熱蒸気分配バルブ、１１２：第２の再熱蒸気分配バルブ、１１３：第１の再熱蒸気温度計、１１４：第２の再熱蒸気温度計、１１５：再熱器スプレ、１１６：第１の再熱器出口蒸気温度、１１７：第２の再熱器出口蒸気温度、１１８：減算器、１１９：偏差値、１２０：ＰＩ制御器、１２１，１２２：開度調整信号、１２３：反転器、１２４：缶左右燃料供給量算出器、１２５：缶左右燃料供給量算出値、１２６：バイアス算出器、１２７，１２８：バイアス算出値、１２９，１３０：加算器、１３１，１３２：開度調整信号、１３３：再熱蒸気温度偏差予測モデル、１３４：再熱蒸気温度偏差予測手段、１３５：燃料供給量、１３６：ボイラ給水量、１３７：過熱器入口スプレ量、１３８：発電機出力、１３９：予測再熱蒸気偏差値、１４０：再熱蒸気分配バルブ開度補正手段、１４１，１４２：分配バルブ開度補正信号、１４３，１４４：加算器、２００：過熱器、２０１：１次過熱器部、２０２：２次過熱器部、２０３：３次過熱器部、２０４：第１の過熱器系統、２０５：第２の過熱器系統、２０６：１次過熱器入口ヘッダ、２０７：１次過熱器、２０８：１次過熱器出口ヘッダ、２０９：２次過熱器入口ヘッダ、２１０：２次過熱器、２１１：２次過熱器出口ヘッダ、２１２：３次過熱器入口ヘッダ、２１３：３次過熱器、２１４：３次過熱器出口ヘッダ、２１５：第１の過熱蒸気分配バルブ、２１６：第２の過熱蒸気分配バルブ、２１７：第１の過熱蒸気温度計、２１８：第２の過熱蒸気温度計、２１９：２次過熱器入口スプレ、２２０：３次過熱器入口スプレ、２２１：出口ヘッダ、２２２，２２３：過熱器出口蒸気温度、２２４：減算器、２２５：偏差値、２２６：ＰＩ制御器、２２７，２２８：開度調整信号、２２９：反転器、２３０：缶左右燃料供給量算出器、２３１：缶左右燃料供給量算出値、２３２：バイアス算出器、２３３，２３４：バイアス算出値、２３５，２３６：加算器、２３７，２３８：開度調整信号、２４０：過熱蒸気温度偏差予測モデル、２４１：過熱蒸気温度偏差予測手段、２４２：燃料供給量、２４３：ボイラ給水量、２４４：過熱器入口スプレ量、２４５：発電機出力、２４６：予測過熱蒸気偏差値、２４７：過熱蒸気分配バルブ開度補正手段、２４８，２４９：分配バルブ開度補正信号、２５０，２５１：加算器、２５２，２５３：開度調整信号。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【国際調査報告】
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