(57)【要約】      （修正有）【課題】石炭の出炭遅れをより改善可能な石炭粉砕装置の制御装置を提供する。【解決手段】回転可能に構成されたテーブル１２と、テーブル１２から供給される石炭を粉砕するためのローラ１３と、ローラ１３における前記石炭の粉砕によって得られた微粉炭を分級するための回転分級器２０と、前記微粉炭を回転分級器２０に向けて導く空気流を生成するための空気供給部３０と、を備える石炭粉砕装置２００。制御装置４００が、テーブル１２の回転速度、ローラ１３のテーブル１２への押付け力、または、空気供給部３０における空気供給量の少なくとも一つを含む第１パラメータの指令値を生成するための第１指令値生成部と、回転分級器２０の回転速度を少なくとも含む第２パラメータの指令値を生成するための第２指令値生成部と、を備える石炭粉砕装置２００。【選択図】図１
2018039009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に構成されたテーブルと、前記テーブルから供給される石炭を粉砕するためのローラと、前記ローラにおける前記石炭の粉砕によって得られた微粉炭を分級するための回転分級器と、前記微粉炭を前記回転分級器に向けて導く空気流を生成するための空気供給部と、を備える石炭粉砕装置のための制御装置であって、
前記テーブルの回転速度、前記ローラの前記テーブルへの押付け力、または、前記空気供給部における空気供給量の少なくとも一つを含む第１パラメータの指令値を生成するための第１指令値生成部と、
前記回転分級器の回転速度を少なくとも含む第２パラメータの指令値を生成するための第２指令値生成部と、
を備え、
前記第１指令値生成部は、少なくとも、前記石炭粉砕装置からの前記微粉炭を燃焼させる燃焼装置の負荷情報に応じて決定される第１先行信号に基づいて、前記第１パラメータの指令値を求めるように構成され、
前記第２指令値生成部は、少なくとも前記負荷情報に応じて決定される第２先行信号に基づいて、前記第２パラメータの指令値を求めるように構成され、
前記第１指令値生成部又は前記第２指令値生成部は、前記第１パラメータ又は前記第２パラメータの一方の指令値の変化率に基づいて、前記第１パラメータ又は前記第２パラメータの他方の先行信号を決定するように構成された
ことを特徴とする石炭粉砕装置の制御装置。
【請求項２】
前記第１指令値生成部は、前記第１先行信号の変化率が、前記第２パラメータの指令値の変化率に基づいて決定される第１レートリミット以下となるように、前記第１先行信号を決定するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の石炭粉砕装置の制御装置。
【請求項３】
前記第２指令値生成部は、前記第２先行信号の変化率が、前記第１パラメータの指令値の変化率に基づいて決定される第２レートリミット以下となるように、前記第２先行信号を決定するように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の石炭粉砕装置の制御装置。
【請求項４】
前記燃焼装置は、発電機を駆動するための蒸気タービンに供給される蒸気を生成するためのボイラであって、
前記燃焼装置の前記負荷情報は、前記発電機の負荷、負荷変化率または負荷変化幅の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の石炭粉砕装置の制御装置。
【請求項５】
前記第１指令値生成部は、前記負荷情報、および、原料炭の性状に関する原料炭性状情報に応じて前記第１先行信号を求めるように構成されたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の石炭粉砕装置の制御装置。
【請求項６】
前記第２指令値生成部は、前記負荷情報、および、原料炭の性状に関する原料炭性状情報に応じて前記第２先行信号を求めるように構成されたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の石炭粉砕装置の制御装置。
【請求項７】
前記原料炭性状情報は、前記原料炭の含水率を含むことを特徴とする請求項５又は６に記載の石炭粉砕装置の制御装置。
【請求項８】
回転可能に構成されたテーブルと、
前記テーブルから供給される石炭を粉砕するためのローラと、
前記ローラを前記テーブルに押し付けるためのアクチュエータと、
前記ローラにおける前記石炭の粉砕によって得られた微粉炭を分級するための回転分級器と、
前記微粉炭を前記回転分級器に向けて導く空気流を生成するための空気供給部と、
前記テーブル、前記アクチュエータまたは前記空気供給部の少なくとも一つ、および、前記回転分級器を制御するように構成された、請求項１乃至７の何れか一項に記載の制御装置と、
を備えることを特徴とする石炭粉砕装置。
【請求項９】
請求項８に記載の石炭粉砕装置と、
前記石炭粉砕装置からの前記微粉炭を燃焼させて蒸気を生成するためのボイラと、
前記ボイラからの前記蒸気によって駆動される蒸気タービンと、
前記蒸気タービンによって駆動される発電機と、
を備えることを特徴とする石炭焚き火力発電プラント。
【請求項１０】
回転可能に構成されたテーブルと、前記テーブルから供給される石炭を粉砕するためのローラと、前記ローラにおける前記石炭の粉砕によって得られた微粉炭を分級するための回転分級器と、前記微粉炭を前記回転分級器に向けて導く空気流を生成するための空気供給部と、を備える石炭粉砕装置のための制御方法であって、
前記テーブルの回転速度、前記ローラの前記テーブルへの押付け力、または、前記空気供給部における空気供給量の少なくとも一つを含む第１パラメータの指令値を生成する第１指令値生成ステップと、
前記回転分級器の回転速度を少なくとも含む第２パラメータの指令値を生成する第２指令値生成ステップと、
を備え、
前記第１指令値生成ステップでは、少なくとも、前記石炭粉砕装置からの前記微粉炭を燃焼させる燃焼装置の負荷情報に応じて決定される第１先行信号に基づいて、前記第１パラメータの指令値を求め、
前記第２指令値生成ステップでは、少なくとも前記負荷情報に応じて決定される第２先行信号に基づいて、前記第２パラメータの指令値を求めるとともに、
前記第１指令値生成ステップ又は前記第２指令値生成ステップでは、前記第１パラメータ又は前記第２パラメータの一方の指令値の変化率に基づいて、前記第１パラメータ又は前記第２パラメータの他方の先行信号を決定する
ことを特徴とする石炭粉砕装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、石炭を粉砕する石炭粉砕装置及びその制御装置及び制御方法、並びに石炭焚き火力発電プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、石炭焚き火力発電プラントは、石炭粉砕装置が粉砕した微粉炭を火炉で燃焼させることで生成された燃焼ガスとの熱交換により蒸気を発生させ、該蒸気によりタービンを駆動することで発電を行っている。
【０００３】
ここで、石炭焚き火力発電プラントの負荷は一定とは限らず、負荷変化を伴う石炭焚き火力発電プラントの運用を行うことがある。例えば、石炭焚き火力発電プラントが電力系統に連系されている場合、系統周波数の安定化等の目的で、系統側の要請に応じて石炭焚き火力発電プラントに負荷を迅速に変化させることが望まれる。
【０００４】
しかしながら、石炭焚き火力発電プラントにおいては、石炭粉砕装置への石炭（原料炭）の供給量を変化させても、石炭粉砕装置からの出炭量が変化するまでにタイムラグ（出炭遅れ）が存在する。このため、石炭焚き火力発電プラントに負荷を迅速に変化させることが難しい。
【０００５】
この点、特許文献１には、出炭遅れを解消するために、給炭量指令値と発電機の負荷の変化に係るパラメータとに基づいて、テーブルの回転速度を決定することが開示されている。
【０００６】
特許文献２には、竪型ミルの負荷の増減に対応させて給炭量を増減させるとともに、給炭から出炭までの時間遅れに基づく出炭量の過不足を補うようにテーブルの回転速度を増減するようにした竪型ミルの制御方法が開示されている。
【０００７】
特許文献３には、石炭の水分又は硬度、一次空気流量、分級器回転数等のパラメータが変化した際における出力指令変化時での出炭量の動特性に基づいて負荷補正信号を求め、該負荷補正信号に基づいて給炭量及び分級器回転数を制御することが開示されている。
【０００８】
特許文献４には、出力デマンド信号を一次遅れ演算子に入力して得られる信号から出力デマンド信号を減算して補正信号を生成し、該補正信号に対してリミッタ及び積分器による処理を加えるとともに定数発生器からの信号を加算することで、負荷状態に対応するロータリーセパレータ（回転分級器）の回転数指令を生成するようにした石炭粉砕装置の制御方法が開示されている。ここで、定数発生器は、ロータリーセパレータ（回転分級器）の回転数を一定値に設定するように構成されている。
【０００９】
特許文献５には、ボイラ又は発電機からの検出データに基づいて給炭量に関連する指令信号を演算するための主演算回路と、石炭粉砕装置に予め設定された標準の出炭量パターンと現在の出炭量パターンとの偏差を算出する追加制御部と、を備え、該追加制御部による算出結果を補正信号として主演算回路に加えるようにした石炭粉砕装置の制御方法が開示されている。
【００１０】
特許文献６には、ミルの駆動状態と燃焼炉で必要な出力とに基づいて決定した排炭量（出炭量）に基づいて、ミル、一次空気搬送部又は石炭供給部の少なくとも一つの操作量を決定するようにした微粉炭供給システムが開示されている。
【００１１】
特許文献７には、負荷変化時における搬送用空気流量調節ダンパの開度制御に起因した微粉炭機の出口温度の変動が発生した場合においても、出炭量指令信号に応じた出炭量を確保するために、微粉炭機の出口温度の検出値と設定温度との偏差に基づいて出炭量温度補正信号を求め、該出炭量温度補正信号を搬送用空気流量調節ダンパの開度制御に用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１５−１００７４０号公報
【特許文献２】特開昭６３−６２５５６号公報
【特許文献３】特開平８−２４３４２９号公報
【特許文献４】特開平４−３３４５６３号公報
【特許文献５】特開２０１０−１０４９３９号公報
【特許文献６】特開２０１２−７８１１号公報
【特許文献７】特開平４−９３５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、石炭焚き発電プラントに対してより大きな負荷変化率が要求されつつあり、特許文献１〜７に記載の石炭粉砕装置では、出炭遅れの改善効果が十分でない場合がある。
【００１４】
本発明の少なくとも幾つかの実施形態は上述の問題点に鑑みなされたものであり、石炭の出炭遅れをより改善可能な石炭粉砕装置及びその制御装置及び制御方法、並びに石炭焚き火力発電プラント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】
【００１５】
（１）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る石炭粉砕装置用の制御装置は、
回転可能に構成されたテーブルと、前記テーブルから供給される石炭を粉砕するためのローラと、前記ローラにおける前記石炭の粉砕によって得られた微粉炭を分級するための回転分級器と、前記微粉炭を前記回転分級器に向けて導く空気流を生成するための空気供給部と、を備える石炭粉砕装置のための制御装置であって、
前記テーブルの回転速度、前記ローラの前記テーブルへの押付け力、または、前記空気供給部における空気供給量の少なくとも一つを含む第１パラメータの指令値を生成するための第１指令値生成部と、
前記回転分級器の回転速度を少なくとも含む第２パラメータの指令値を生成するための第２指令値生成部と、
を備え、
前記第１指令値生成部は、少なくとも、前記石炭粉砕装置からの前記微粉炭を燃焼させる燃焼装置の負荷情報に応じて決定される第１先行信号に基づいて、前記第１パラメータの指令値を求めるように構成され、
前記第２指令値生成部は、少なくとも前記負荷情報に応じて決定される第２先行信号に基づいて、前記第２パラメータの指令値を求めるように構成される。
【００１６】
なお、本明細書において、燃焼装置の負荷情報とは、燃焼装置の負荷に係る情報そのものであってもよいし、燃焼装置の負荷を間接的に示す負荷（例えば、燃焼装置としてのボイラで生成された蒸気によって駆動される蒸気タービンの負荷、または、該蒸気タービンによって駆動される発電機の負荷）に係る情報であってもよい。
【００１７】
石炭（原料炭）は、石炭粉砕装置のテーブル上に供給される。テーブルの回転に伴い、テーブル上の石炭はテーブルの外周側に向かって移動し、ローラによって粉砕される。ローラにおける粉砕の結果得られた微粉炭粒子は、空気供給部からの空気流に随伴されて回転分級器に向かって移動する。回転分級器では、微粉炭粒子の分級が行われて、微粉炭粒子のうち微粒子のみが回転分級器を通過して石炭粉砕装置から流出する。このように、石炭粉砕装置内において、原料炭の供給から出炭までに、種々の工程を経る必要がある。
そのため、石炭粉砕装置への原料炭の供給量の変化の影響が、石炭粉砕装置からの出炭量の変化として表れるまでにタイムラグ（出炭遅れ）が存在する。
なお、出炭遅れは、石炭粉砕装置のテーブルへの原料炭の供給から回転分級器の入口への微粉炭の到達までの上流側工程における応答遅れと、回転分級器を微粉炭が通過して石炭粉砕装置から出炭されるまでの下流側工程における応答遅れと、に分けて考えることができる。
【００１８】
上記（１）の構成では、第１指令値生成部において、燃焼装置の負荷情報に応じて決定される第１先行信号に基づいて第１パラメータの指令値を決定するようになっている。
これにより、燃焼装置の負荷変化に応じて、テーブルの回転速度、ローラの押付け力、または、空気供給量の少なくとも一つを含む第１パラメータを先行して変化させ、テーブルへの原料炭の供給から回転分級器の入口への微粉炭の到達までの上流側工程における応答遅れを改善することができる。
一方、第２指令値生成部では、燃焼装置の負荷情報に応じて決定される第２先行信号に基づいて第２パラメータの指令値を決定するようになっている。これにより、燃焼装置の負荷変化に応じて、回転分級器の回転速度を含む第２パラメータを先行して変化させ、回転分級器を微粉炭が通過して石炭粉砕装置から出炭されるまでの下流側工程における応答遅れを改善することができる。
こうして、上流側工程における応答遅れと、下流側工程における応答遅れとの両方を改善し、石炭粉砕装置全体としての出炭遅れを効果的に低減することができる。
【００１９】
また、石炭粉砕装置からの出炭量を迅速に変化させるために、第２パラメータとしての回転分級器の回転速度のみを先行制御で調節すると、回転分級器における分級精度が低下してしまう可能性がある。
この点、上記（１）の構成によれば、第２パラメータだけでなく、第１パラメータについても先行制御を行うこととしたので、回転分級器における分級精度低下を抑制しながら、出炭遅れを改善することができる。
【００２０】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記第１指令値生成部は、前記第２パラメータの指令値の変化率に基づいて、前記第１先行信号を決定するように構成される。
【００２１】
上記（２）の構成によれば、第２パラメータの指令値の変化率に基づいて、第１制御信号を決定するようにしたので、分級精度の確保と出炭遅れの改善との両立の観点から、第１制御信号を適切に設定することができる。
例えば、分級精度に影響しかねない第２パラメータ（回転分級器の回転速度）の指令値の変化率が大きい場合、このことを踏まえて第１先行信号を比較的大きい値に決定することで、分級精度の確保と出炭遅れの改善とを両立することができる。
【００２２】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記第１指令値生成部は、前記第１先行信号の変化率が、前記第２パラメータの指令値の変化率に基づいて決定される第１レートリミット以下となるように、前記第１先行信号を決定するように構成される。
【００２３】
上記（３）の構成によれば、第１先行信号の変化率を制限する第１レートリミットは、第２パラメータ（回転分級器の回転速度）の指令値の変化率に基づいて可変である。このため、分級精度に影響しかねない第２パラメータ（回転分級器の回転速度）の指令値の変化率に応じて適切に第１先行信号を決定することができ、分級精度の確保と出炭遅れの改善とを両立することができる。
【００２４】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（３）の何れかの構成において、
前記第２指令値生成部は、前記第１パラメータの指令値の変化率に基づいて、前記第２先行信号を決定するように構成される。
【００２５】
上記（４）によれば、第１パラメータの指令値の変化率に基づいて、第２制御信号を決定するようにしたので、分級精度の確保と出炭遅れの改善との両立の観点から、第２制御信号を適切に設定することができる。
例えば、第１パラメータの先行制御による出炭遅れの改善が十分でない場合、このことを踏まえて第２先行信号を決定することで、出炭遅れの改善効果を十分に得ることができる。
【００２６】
（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、
前記第２指令値生成部は、前記第２先行信号の変化率が、前記第１パラメータの指令値の変化率に基づいて決定される第２レートリミット以下となるように、前記第２先行信号を決定するように構成される。
【００２７】
上記（５）の構成では、第２先行信号の変化率を制限する第２レートリミットは、第１パラメータの指令値の変化率に基づいて可変である。このため、第１パラメータの指令値の変化率が小さくて第１パラメータの先行制御による出炭遅れの改善が十分でない場合であっても、第２レートリミットを適切に調節することで、第２パラメータの先行制御による出炭遅れ改善効果を高めて、石炭粉砕装置全体としての出炭遅れを十分に抑制できる。
【００２８】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（５）の何れかの構成において、
前記燃焼装置は、発電機を駆動するための蒸気タービンに供給される蒸気を生成するためのボイラであって、
前記燃焼装置の前記負荷情報は、前記発電機の負荷、負荷変化率または負荷変化幅の少なくとも一つを含む。
【００２９】
上記（６）の構成によれば、発電機の負荷、負荷変化率、負荷変化幅等の負荷情報に基づいて、上記（１）で述べたようにして第１先行信号および第２先行信号が決定される。このため、上流側工程における応答遅れと、下流側工程における応答遅れとの両方を改善することで、出炭遅れを効果的に改善し、発電機の負荷変化に対応して石炭粉砕装置を適切に制御できる。また、第２パラメータだけでなく、第１パラメータについても先行制御が行われるので、回転分級器における分級精度低下を抑制しながら、石炭粉砕装置における出炭遅れを改善することができる。
【００３０】
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（６）の構成において、
前記第１指令値生成部は、前記負荷情報、および、原料炭の性状に関する原料炭性状情報に応じて前記第１先行信号を求めるように構成される。
【００３１】
原料炭の性状が異なると、第１パラメータの操作量に対する出炭遅れの改善効果も同一ではない。
この点、上記（７）の構成によれば、負荷情報だけでなく、原料炭性状情報も考慮して第１先行信号を設定するようにしたので、原料炭の性状に応じて適切に第１パラメータの先行制御を行うことができ、出炭遅れを効果的に改善できる。
【００３２】
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（７）の構成において、
前記第２指令値生成部は、前記負荷情報、および、原料炭の性状に関する原料炭性状情報に応じて前記第２先行信号を求めるように構成される。
【００３３】
原料炭の性状が異なると、第２パラメータの操作量に対する出炭遅れの改善効果も同一ではない。
この点、上記（８）の構成によれば、負荷情報だけでなく、原料炭性状情報も考慮して第２先行信号を設定するようにしたので、原料炭の性状に応じて適切に第２パラメータの先行制御を行うことができ、出炭遅れを効果的に改善できる。
【００３４】
（９）幾つかの実施形態では、上記（７）又は（８）の構成において、
前記原料炭性状情報は、前記原料炭の含水率を含む。
【００３５】
本発明者らの知見によれば、原料炭の含水率は、各パラメータの操作量に対する出炭遅れの改善効果に大きく影響し得る。
この点、上記（９）の構成によれば、原料炭性状情報として原料炭の含水率を用いるようにしたので、原料炭の含水率に応じて適切に第１パラメータまたは第２パラメータの先行制御を行うことができ、出炭遅れを効果的に改善できる。
【００３６】
（１０）本発明の少なくとも幾つかの実施形態にかかる石炭粉砕装置は、
回転可能に構成されたテーブルと、
前記テーブルから供給される石炭を粉砕するためのローラと、
前記ローラを前記テーブルに押し付けるためのアクチュエータと、
前記ローラにおける前記石炭の粉砕によって得られた微粉炭を分級するための回転分級器と、
前記微粉炭を前記回転分級器に向けて導く空気流を生成するための空気供給部と、
前記テーブル、前記アクチュエータまたは前記空気供給部の少なくとも一つ、および、前記回転分級器を制御するように構成された、上記（１）〜（９）の何れかの構成の制御装置と、
を備える。
【００３７】
上記（１０）の構成によれば、上記（１）で述べたように、第１指令値生成部における第１パラメータの先行制御と、第２指令値生成部における第２パラメータの先行制御とによって、上流側工程における応答遅れと、下流側工程における応答遅れとの両方を改善できる。これにより、石炭粉砕装置全体としての出炭遅れを効果的に低減することができる。
さらに、第２パラメータだけでなく、第１パラメータについても先行制御を行うこととしたので、回転分級器における分級精度低下を抑制しながら、出炭遅れを改善することができる。
【００３８】
（１１）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る石炭焚き火力発電プラントは、
上記（１０）の構成の石炭粉砕装置と、
前記石炭粉砕装置からの前記微粉炭を燃焼させて蒸気を生成するためのボイラと、
前記ボイラからの前記蒸気によって駆動される蒸気タービンと、
前記蒸気タービンによって駆動される発電機と、
を備える。
【００３９】
上記（１１）の構成によれば、上記（１）で述べたように、第１指令値生成部における第１パラメータの先行制御と、第２指令値生成部における第２パラメータの先行制御とによって、上流側工程における応答遅れと、下流側工程における応答遅れとの両方を改善できる。これにより、石炭粉砕装置全体としての出炭遅れを効果的に低減し、石炭焚き火力発電プラントの負荷を迅速に変化させることができる。
さらに、第２パラメータだけでなく、第１パラメータについても先行制御を行うこととしたので、回転分級器における分級精度低下を抑制しながら、出炭遅れを改善することができる。
【００４０】
（１２）本発明の少なくとも幾つかの実施形態にかかる石炭粉砕装置の制御方法は、
回転可能に構成されたテーブルと、前記テーブルから供給される石炭を粉砕するためのローラと、前記ローラにおける前記石炭の粉砕によって得られた微粉炭を分級するための回転分級器と、前記微粉炭を前記回転分級器に向けて導く空気流を生成するための空気供給部と、を備える石炭粉砕装置のための制御方法であって、
前記テーブルの回転速度、前記ローラの前記テーブルへの押付け力、または、前記空気供給部における空気供給量の少なくとも一つを含む第１パラメータの指令値を生成する第１指令値生成ステップと、
前記回転分級器の回転速度を少なくとも含む第２パラメータの指令値を生成する第２指令値生成ステップと、
を備え、
前記第１指令値生成ステップでは、少なくとも、前記石炭粉砕装置からの前記微粉炭を燃焼させる燃焼装置の負荷情報に応じて決定される第１先行信号に基づいて、前記第１パラメータの指令値を求め、
前記第２指令値生成ステップでは、少なくとも前記負荷情報に応じて決定される第２先行信号に基づいて、前記第２パラメータの指令値を求める。
【００４１】
上記（１２）の方法によれば、第１パラメータの先行制御と第２パラメータの先行制御とによって、上流側工程における応答遅れと、下流側工程における応答遅れとの両方を改善できる。これにより、石炭粉砕装置全体としての出炭遅れを効果的に低減することができる。
さらに、第２パラメータだけでなく、第１パラメータについても先行制御を行うこととしたので、回転分級器における分級精度低下を抑制しながら、出炭遅れを改善することができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、回転分級器における分級精度低下を抑制しながら、石炭粉砕装置における出炭遅れを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】一実施形態に係る石炭焚き火力発電プラントの概略構成図である。
【図２】一実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】一実施形態に係る第１先行信号演算部の構成を示すブロック図である。
【図４】一実施形態に係る第２先行信号演算部の構成を示すブロック図である。
【図５】石炭焚き火力発電プラントの負荷変化時における各種パラメータの挙動を示すグラフであり、（ａ）は石炭粉砕装置の給炭量および出炭量の変化を示し、（ｂ）は第１パラメータの指令値の変化を示し、（ｃ）は第２パラメータの指令値の変化を示し、（ｄ）は発電機負荷の変化を示している。
【図６】一実施形態に係る石炭粉砕装置の制御方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００４５】
図１は、一実施形態に係る石炭焚き火力発電プラントの概略構成図である。
【００４６】
図１に示すように、一実施形態に係る石炭焚き火力発電プラント１００は、石炭粉砕装置２００、燃焼装置（ボイラ）３００、制御装置４００を備える。
【００４７】
石炭粉砕装置２００は、石炭（原料炭）を粉砕するための粉砕機１０と、粉砕機１０における粉砕によって得られた微粉炭の微粒子を分級するための回転分級器２０と、粉砕機１０からの微粉炭を回転分級器２０に向けて導く空気流を生成するための空気供給部３０とを備える。
【００４８】
なお、図１に示す例示的な実施形態では、石炭粉砕装置２００は、粉砕機１０の上方に回転分級器２０が配置され、粉砕機１０の周囲に空気供給部３０が設けられた竪型粉砕分級装置である。この場合、粉砕機１０の粉砕機ハウジング１１の上端部と回転分級器２０の分級器ハウジング２１の下端部とが接続されることにより一体的に石炭粉砕装置２００全体としてのハウジングが構成される。
【００４９】
また、幾つかの実施形態では、図１に示すように、石炭粉砕装置２００は、石炭（原料炭）を供給するための供給管５０と、粉砕及び分級された石炭の微粒子を後述する燃焼装置３００の火炉３０１に出炭するための排出管５１とを有している。供給管５０は、石炭粉砕装置２００の上部に設けられており、石炭粉砕装置２００の上方から供給される原料炭が後述の粉砕機１０のテーブル１２に落下するように構成されている。また、排出管５１は、石炭粉砕装置２００の上部に設けられ、回転分級器２０を通過した微粉炭粒子を火炉３０１に向けて出炭可能に構成されている。
【００５０】
石炭粉砕装置２００の粉砕機１０は、図１に示すように、回転可能に構成されたテーブル１２と、テーブル１２に対して押圧されることで原料炭を粉砕するように構成されたローラ１３と、を含む。
テーブル１２は、テーブル１２の下方に位置するテーブル駆動部１５によって駆動されて、テーブル１２の中心軸Ｃ周りに回転するようになっている。テーブル駆動部１５は、制御装置４００からのテーブル回転数指令に従って回転数が可変に制御されるモータを含んでいてもよい。
一方、ローラ１３は、アクチュエータ１６によってテーブル１２側に押し付けられながら、テーブル駆動部１５によって回転駆動されるテーブル１２上を転動するように構成されている。アクチュエータ１６は、例えば油圧シリンダを用いることができ、制御装置４００からのローラ押付け力指令に従って、テーブル１２に対するローラ１３の押付け力が可変に制御されてもよい。なお、ローラ１３は、テーブル１２の外周側領域において、テーブル１２の周方向にて互いに間隔を空けて複数個（例えば３個）配置されていてもよい。
【００５１】
上記構成の粉砕機１０では、テーブル１２の上方に位置する供給管５０からテーブル１２の内周側領域に落下した原料炭が、テーブル１２の遠心力によってテーブル１２の外周側に向かって移動し、テーブル１２とローラ１３との間の隙間に供給される。ローラ１３は、アクチュエータ１６によってテーブル１２側に押し付けられているから、テーブル１２とローラ１３との間の隙間に供給された原料炭は粉砕され、微粉炭が得られる。
【００５２】
空気供給部３０は、粉砕機ハウジング１１に設けられた空気吸込口３１と、空気吸込口３１に連通するようにテーブル１２の下方に設けられた環状空間である空気室３３と、空気吸込口３１を介して空気室３３に空気を供給するためのファン３４と、空気室３３からの空気流が上方に向かって吹き出すように構成された空気吹出口３２とを備える。
空気吹出口３２は、テーブル１２の外周側において互いに間隔を空けて周方向に配列された複数のスロートベーン間に形成される流路であってもよい。
また、空気供給部３０は、ファン３４からの空気供給量を調節するためのダンパ３５をさらに備えていてもよい。この場合、ダンパ３５は、制御装置４００からの空気供給量指令に従って、空気供給部３０における空気供給量を調節するように開度制御されてもよい。
【００５３】
上記構成の空気供給部３０によれば、空気吹出口３２から空気室３３に取り込まれた空気が、空気吹出口３２を介して上方に吹き出す結果、石炭粉砕装置２００のハウジング（１１，２１）内において上方に向かう空気流（図１の矢印ａ参照）が形成される。
この際、粒度の大きい粒子は、重力の影響により空気流ａから逸れて、下方へ落下してテーブル１２に戻り、再び粉砕される。
【００５４】
回転分級器２０は、粉砕機１０の上方に設けられ、空気供給部３０によって形成される空気流ａに随伴される微粉炭粒子を分級するように構成される。
幾つかの実施形態では、図１に示すように、回転分級器２０は、微粉炭粒子を分級するための環状回転部２２を含む。環状回転部２２は、分級器ハウジング２１の内部空間において上下方向に沿った回転軸Ｏ周りに回転可能に設けられている。環状回転部２２は、互いに間隔を空けて周方向に配列された複数の回転フィンを含み、隣り合う回転フィン間の隙間を微粉炭の微粒子が通過可能となっている。
【００５５】
なお、環状回転部２２における微粉炭の分級原理は以下のとおりである。
空気流ａに随伴されて回転分級器２０に向かう微粉炭には、環状回転部２２の回転によって旋回が付与される。その結果、気流に随伴される微粉炭粒子には、環状回転部２２によって形成される遠心場に起因した半径方向外側に向かう遠心力と、半径方向内側に向かう気流の速度成分に起因した抗力とが作用する。これら遠心力と抗力とが釣り合う粒径が理論分級径である。この理論分級径よりも粒径が大きい粗粒子は、該気流の速度成分に起因した抗力よりも遠心力が大きくなり、環状回転部２２の外周側にはじき飛ばされる。一方、理論分級径よりも粒径が小さい微粒子は、遠心力よりも気流から受ける抗力が大きくなるため、気流に同伴されて環状回転部２２を通過する。このようにして、環状回転部２２において、気流によって搬送されてきた微粉炭粒子が粗粒子と微粒子とに分級されるようになっている。
【００５６】
幾つかの実施形態では、回転分級器２０は、環状回転部２２を回転軸Ｏ周りに回転させるための分級器駆動部２４を含む。
分級器駆動部２４は、制御装置４００からの分級器回転数指令に従って回転数が可変に制御されるモータを含んでいてもよい。
【００５７】
なお、回転分級器２０は、図１に示すように、分級器ハウジング２１の内部において環状回転部２２の外周側に設けられる環状静止部２３を備えていてもよい。環状静止部２３は、互いに間隔を空けて高さ方向に配列される複数の固定フィンを有し、隣り合う固定フィン間の隙間を空気流ａが通過可能となっている。環状静止部２３は、外周側から流れ込む空気流ａを整流するように構成されている。
さらに、図１に示すように、回転分級器２０は、環状回転部２２の下方に位置し、環状回転部２２を通過しなかった粗大粒子を粉砕機１０のテーブル１２に戻すためのホッパ２５をさらに備えていてもよい。
【００５８】
上記構成の石炭粉砕装置２００において生成された微粉炭は、燃焼装置３００に供給される。
燃焼装置（ボイラ）３００は、石炭粉砕装置２００から出炭された石炭の微粒子をバーナ３０２によって燃焼させて燃焼ガスを生成する火炉３０１を備える。火炉３０１内には、熱交換器３０３が設置されており、該熱交換器３０３において、火炉３０１内の燃焼ガスとの熱交換によって蒸気が生成される。
【００５９】
燃焼装置（ボイラ）３００において生成された蒸気は、石炭焚き火力発電プラント１００の蒸気タービン３１０に供給される。蒸気タービン３１０は、燃焼装置（ボイラ）３００から供給される蒸気によって駆動される。蒸気タービン３１０の回転シャフトには発電機３２０の軸が連結されており、蒸気タービン３１０によって発電機３２０が駆動されて電力が生成されるようになっている。
また、蒸気タービン３１０から流出した蒸気は、復水器３３０において復水される。そして、給水ポンプ３４０によって、復水器３３０で得られた凝縮水（復水）を熱交換器３０３に再び供給するようになっている。
【００６０】
上述した構成の石炭焚き火力発電プラント１００において、制御装置４００は、テーブル駆動部１５、アクチュエータ１６、ダンパ３５、分級器駆動部２４等の石炭粉砕装置２００の各部を制御する。
なお、石炭粉砕装置２００は、石炭粉砕装置２００の状態を知るための幾つかの計測器を備えており、例えば、入口空気流量計１１１、入口空気温度計１１２、出口空気温度計１１３、給炭量計１１４、給炭温度計１１５、火炉差圧計１１６、または、出口圧力計１１７の少なくとも一つを備えていてもよい。さらに、発電機３２０の出力を計測するための電力計（不図示）が設けられており、燃焼装置３００（石炭焚き火力発電プラント１００）の負荷情報（例えば、負荷変化幅、負荷変化率、負荷等）を取得可能になっていてもよい。
この場合、これらの各種計器による計測結果は、制御装置４００に送られて、制御装置４００による石炭粉砕装置２００の各部の制御に用いられてもよい。
【００６１】
以下、図２〜図４を参照して、制御装置４００の詳細について説明する。
図２は、一実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。図３は、制御装置４００の第１先行信号演算部５２０Ａの構成を示すブロック図である。図４は、制御装置４００の第２先行信号演算部６２０の構成を示すブロック図である。
【００６２】
幾つかの実施形態では、制御装置４００は、テーブル１２の回転速度、ローラ１３のテーブル１２への押付け力、または、空気供給部３０における空気供給量の少なくとも一つを含む第１パラメータの指令値を生成するための第１指令値生成部５００と、回転分級器２０の回転速度を少なくとも含む第２パラメータの指令値を生成するための第２指令値生成部６００と、を備える。
図２に示す例示的な実施形態では、第１指令値生成部５００は、テーブル１２の回転速度、ローラ１３のテーブル１２への押付け力、および、空気供給部３０における空気供給量の３種類の第１パラメータの各々について指令値を生成するように構成される。他の実施形態では、第１指令値生成部５００は、これら３種類の第１パラメータのうち一部のみについて指令値を生成するように構成される。
【００６３】
幾つかの実施形態では、図２に示すように、第１指令値生成部５００は、石炭粉砕装置２００への給炭量の指令（給炭量指令）に応じて第１パラメータの基本指令値を算出するための基本指令値算出部５１０（５１０Ａ〜５１０Ｃ）と、燃焼装置３００の負荷情報に応じて決定される第１先行信号を算出するための第１先行信号演算部５２０（５２０Ａ〜５２０Ｃ）と、を含む。ここで、基本指令値算出部５１０（５１０Ａ〜５１０Ｃ）は、給炭量指令の増加とともに第１パラメータの基本指令値が増大するような関数を含んでいてもよい。なお、給炭量指令は、燃焼装置３００の負荷（＝発電機３２０の負荷）に応じて決定されてもよい。
図２に示す例示的な実施形態では、加算器５３０（５３０Ａ〜５３０Ｃ）において、基本指令値算出部５１０（５１０Ａ〜５１０Ｃ）によって得られた第１パラメータの基本指令値、および、第１先行信号演算部５２０（５２０Ａ〜５２０Ｃ）によって得られた第１先行信号の和が算出され、加算器５３０からの出力信号に基づいて第１パラメータの指令値が生成されるようになっている。
【００６４】
なお、図２に示すように、加算器５３０（５３０Ａ）からの出力信号に対して、第１リミット（上限）５４０及び第２リミット（下限）５５０によるリミット処理を施すことで、第１パラメータの指令値を所望の範囲内に制限してもよい。
この場合、原料炭の水分率に応じて、第１パラメータの指令値の上限値を可変に設定するように構成された関数５４２からの出力信号に基づいて、第１リミット５４０が第１パラメータの指令値を前記上限値以下に制限するようになっていてもよい。なお、原料炭の水分率は、前述した各種計器（１１１〜１１７）の計測結果に基づく推定により算出してもよい。
同様に、ミル差圧（石炭粉砕装置２００の前後差圧）に応じて、第１パラメータの指令値の下限値を可変に設定するように構成された関数５５２からの出力信号に基づいて、第２リミット５５０が第１パラメータの指令値を前記上限値以下に制限するようになっていてもよい。
なお、図２に示す例では、第１リミット５４０及び第２リミット５５０によるリミット処理をテーブル回転数指令についてのみ行っているが、他の実施形態では、他の第１パラメータ（空気供給量指令またはローラ押付け力指令）についても第１リミット５４０及び第２リミット５５０によるリミット処理が行われる。
【００６５】
また、図２に示すように、一定の上限値及び一定の下限値によって規定される範囲内に第１パラメータの指令値を制限するためのリミット５６０を設けてもよい。リミット５６０は、加算器５３０（５３０Ｂ，５３０Ｂ）からの出力信号に対してリミット処理を施すことで、第１パラメータの指令値を規定範囲内に制限するように構成される。
なお、図２に示す例示的な実施形態では、リミット５６０によるリミット処理を空気供給量指令およびローラ押付け力指令のみに適用しているが、他の実施形態では、テーブル回転数指令についても、第１リミット５４０及び第２リミット５５０に替えて、リミット５６０によるリミット処理が行われる。
【００６６】
さらに、制御装置４００は、図２に示すように、第１指令値生成部５００により生成された第１パラメータの指令値の変化率（変化速度）を求めるための変化率演算器５８０（５８０Ａ〜５８０Ｃ）を備えていてもよい。変化率演算器５８０により求めた第１パラメータの指令値の変化率は、例えば、後述する第２先行信号演算部６２０における第２先行信号の算出に用いられてもよい（図４における関数８８０，８８２，８８４への入力信号参照）。
【００６７】
第１指令値生成部５００の第１先行信号演算部５２０（５２０Ａ）は、図３に示すように、燃焼装置３００（又はこれを備える石炭焚き火力発電プラント１００）の負荷情報に応じて、第１先行信号を決定するように構成される。
なお、図３には、第１パラメータの一例であるテーブル回転速度の指令値の算出に用いるための第１先行信号を求めるための第１先行信号演算部５２０Ａの構成を示しているが、他の第１パラメータ（空気供給量又はローラ押付け力）についても、図３に示す第１先行信号演算部５２０Ａと同様の構成を有する第１信号演算部（５２０Ｂ，５２０Ｃ）によって、第１先行信号を算出してもよい。
【００６８】
具体的には、第１先行信号演算部５２０（５２０Ａ）は、給炭量指令値に応じて第１先行信号の基準値（第１基準先行信号）を求めるための第１基準先行信号算出部７００と、燃焼装置３００（石炭焚き火力発電プラント１００）の負荷情報に応じて、第１基準先行信号に対して乗算されるべき演算係数（補正係数）を求めるための演算係数算出部７１０（７１０Ａ〜７１０Ｃ）と、を含んでいてもよい。
第１基準先行信号算出部７００で算出された第１基準先行信号と、演算係数算出部７１０（７１０Ａ〜７１０Ｃ）で算出された演算係数とは、乗算器７５０に入力されて互いに乗算され、乗算器７５０で求めた積に基づいて第１先行信号が決定されるようになっている。
【００６９】
第１基準先行信号算出部７００は、給炭量指令の増加とともに第１基準先行信号が増加するような関数を含んでいてもよい。
一方、演算係数算出部７１０（７１０Ａ〜７１０Ｃ）が演算係数を算出する際に考慮する負荷情報は、燃焼装置３００の負荷、負荷変化率、または、負荷変化幅の少なくとも一つの負荷情報であってもよい。この場合、演算係数算出部７１０（７１０Ａ〜７１０Ｃ）は、燃焼装置３００の負荷、負荷変化率、負荷変化幅等の負荷情報の増加とともに演算係数が増加するような関数を含んでいてもよい。
【００７０】
幾つかの実施形態では、図３に示すように、第１先行信号演算部５２０（５２０Ａ）は、負荷情報だけでなく、原料炭の性状に関する原料炭性状情報も考慮して、第１先行信号を求めるように構成される。
図３に示す例示的な実施形態では、第１先行信号演算部５２０（５２０Ａ）は、原料炭性状情報の一例である原料炭の水分率に応じた演算係数を算出するための演算係数算出部７４０をさらに備えており、演算係数算出部７４０で求めた演算係数を乗算器７５０に入力するようになっている。これにより、負荷情報だけでなく、原料炭性状情報も考慮して第１先行信号が設定されるので、原料炭の性状に応じて適切に第１パラメータの先行制御を行うことができ、出炭遅れを効果的に改善できる。
【００７１】
また、幾つかの実施形態では、図３に示すように、第１先行信号演算部５２０（５２０Ａ）は、第２パラメータの指令値の変化率に基づいて、第１先行信号を決定するように構成される。
図３に示す例示的な実施形態では、第１先行信号演算部５２０（５２０Ａ）は、第２パラメータの指令値の変化率（＝分級器回転数指令変化率）に基づいて決定される閾値（＝第１レートリミット）以下に第１先行信号の変化率を制限するためのレートリミット（７６０，７７０）を含んでいる。ここで、レートリミット７６０は、第１先行信号の正の変化率（＝増加速度）を閾値以下に制限するためのものである。一方、レートリミット７７０は、第１先行信号の負の変化率（＝減少速度）を閾値以下に制限するためのものである。
このように、レートリミット（７６０，７７０）では、第２パラメータの指令値の変化率（＝分級器回転数指令変化率）に応じて可変である閾値以下に第１先行信号の変化率を制限する。そのため、分級精度に影響しかねない第２パラメータ（回転分級器２０の回転速度）の指令値の変化率に応じて適切に第１先行信号を決定することができ、分級精度の確保と出炭遅れの改善とを両立することができる。
【００７２】
なお、図３に示す例では、第１先行信号演算部５２０（５２０Ａ）は、第２パラメータの指令値の変化率（＝分級器回転数指令変化率）に応じた値を出力する関数７８０と、第１先行信号演算部５２０（５２０Ａ）における演算対象に係る第１パラメータ（図３の例の場合、テーブル回転速度）以外の他の第１パラメータの変化率（図３の例の場合、空気供給量指令変化率及びローラ押付け力指令変化率）に応じた値を出力する関数（７８２，７８４）を備えている。加算器７８６では、各関数（７８０，７８２，７８４）からの出力の和が求められる。加算器７８６の演算結果がゲインＫ１，Ｋ２と乗算されて、各レートリミット（７６０，７７０）におけるリミット処理に用いる閾値が得られるようになっている。
【００７３】
図２に戻って、第２指令値生成部６００について説明する。
幾つかの実施形態では、図２に示すように、第２指令値生成部６００は、給炭量指令に応じて第２パラメータの基本指令値を算出するための基本指令値算出部６１０と、燃焼装置３００の負荷情報に応じて決定される第２先行信号を算出するための第２先行信号演算部６２０と、を含む。ここで、基本指令値算出部６１０は、給炭量指令の増加とともに第２パラメータの基本指令値が増大するような関数を含んでいてもよい。
図２に示す例示的な実施形態では、加算器６３０において、基本指令値算出部６１０によって得られた第２パラメータの基本指令値、および、第２先行信号演算部６２０によって得られた第２先行信号の和が算出され、加算器６３０からの出力信号に基づいて第２パラメータの指令値が生成されるようになっている。
【００７４】
また、図２に示す例示的な実施形態では、一定の上限値及び一定の下限値によって規定される範囲内に第２パラメータの指令値を制限するためのリミット６４０を設けてもよい。リミット６４０は、加算器６３０からの出力信号に対してリミット処理を施すことで、第２パラメータの指令値を規定範囲内に制限するように構成される。
他の実施形態では、加算器６３０からの出力信号に対して、リミット６４０に替えて、図２に示すような第１リミット（上限）５４０及び第２リミット（下限）５５０と同様な構成のリミット処理を施すことで、第２パラメータの指令値を所望の範囲内に制限してもよい。この場合、原料炭の水分率に応じて、第２パラメータの指令値の上限値を可変に設定するように構成された関数５４２からの出力信号に基づいて、第１リミット５４０が第２パラメータの指令値を前記上限値以下に制限するようになっていてもよい。同様に、ミル差圧（石炭粉砕装置２００の前後差圧）に応じて、第２パラメータの指令値の下限値を可変に設定するように構成された関数５５２からの出力信号に基づいて、第２リミット５５０が第２パラメータの指令値を前記上限値以下に制限するようになっていてもよい。
【００７５】
さらに、制御装置４００は、図２に示すように、第２指令値生成部６００により生成された第２パラメータの指令値の変化率（変化速度）を求めるための変化率演算器６８０を備えていてもよい。
変化率演算器６８０により求めた第２パラメータの指令値の変化率は、例えば、前述した第１先行信号演算部５２０における第１先行信号の算出に用いられてもよい（図３における関数７８０への入力信号参照）。
【００７６】
第２指令値生成部６００の第２先行信号演算部６２０は、図４に示すように、燃焼装置３００（又はこれを備える石炭焚き火力発電プラント１００）の負荷情報に応じて、第２先行信号を決定するように構成される。
具体的には、第２先行信号演算部６２０は、給炭量指令値に応じて第２先行信号の基準値（第２基準先行信号）を求めるための第２基準先行信号算出部８００と、燃焼装置３００（石炭焚き火力発電プラント１００）の負荷情報に応じて、第２基準先行信号に対して乗算されるべき演算係数（補正係数）を求めるための演算係数算出部８１０（８１０Ａ〜８１０Ｃ）と、を含んでいてもよい。
第２基準先行信号算出部８００で算出された第２基準先行信号と、演算係数算出部８１０（８１０Ａ〜８１０Ｃ）で算出された演算係数とは、乗算器８５０に入力されて互いに乗算され、乗算器８５０で求めた積に基づいて第２先行信号が決定されるようになっている。
【００７７】
第２基準先行信号算出部８００は、給炭量指令の増加とともに第２基準先行信号が増加するような関数を含んでいてもよい。
一方、演算係数算出部８１０（８１０Ａ〜８１０Ｃ）が演算係数を算出する際に考慮する負荷情報は、燃焼装置３００の負荷、負荷変化率、または、負荷変化幅の少なくとも一つの負荷情報であってもよい。この場合、負荷情報が燃焼装置３００の負荷変化率である場合、演算係数算出部８１０Ａは、燃焼装置３００の負荷変化率の増加とともに演算係数が減少するような関数を含んでいてもよい。これに対し、負荷情報が燃焼装置３００の負荷変化幅又は負荷である場合、演算係数算出部８１０（８１０Ｂ，８１０Ｃ）は、燃焼装置３００の負荷変化率の増加とともに演算係数が増加するような関数を含んでいてもよい。
【００７８】
幾つかの実施形態では、図４に示すように、第２先行信号演算部６２０は、負荷情報だけでなく、原料炭の性状に関する原料炭性状情報も考慮して、第２先行信号を求めるように構成される。
図４に示す例示的な実施形態では、第２先行信号演算部６２０は、原料炭性状情報の一例である原料炭の水分率に応じた演算係数を算出するための演算係数算出部８４０をさらに備えており、演算係数算出部８４０で求めた演算係数を乗算器８５０に入力するようになっている。これにより、負荷情報だけでなく、原料炭性状情報も考慮して第２先行信号が設定されるので、原料炭の性状に応じて適切に第２パラメータの先行制御を行うことができ、出炭遅れを効果的に改善できる。
【００７９】
また、幾つかの実施形態では、図４に示すように、第２先行信号演算部６２０は、第１パラメータの指令値の変化率に基づいて、第２先行信号を決定するように構成される。
図４に示す例示的な実施形態では、第２先行信号演算部６２０は、第１パラメータの指令値の変化率（＝テーブル回転速度指令変化率、ローラ押付け力指令変化率、空気供給量指令変化率）に基づいて決定される閾値（＝第２レートリミット）以下に第２先行信号の変化率を制限するためのレートリミット（８６０，８７０）を含んでいる。ここで、レートリミット８６０は、第２先行信号の正の変化率（＝増加速度）を閾値以下に制限するためのものである。一方、レートリミット８７０は、第２先行信号の負の変化率（＝減少速度）を閾値以下に制限するためのものである。
このように、レートリミット（８６０，８７０）では、第１パラメータの指令値の変化率（＝テーブル回転速度指令変化率、ローラ押付け力指令変化率、空気供給量指令変化率）に応じて可変である閾値以下に第２先行信号の変化率を制限する。このため、第１パラメータの指令値の変化率が小さくて第１パラメータの先行制御による出炭遅れの改善が十分でない場合であっても、第２レートリミットを適切に調節することで、第２パラメータの先行制御による出炭遅れ改善効果を高めて、石炭粉砕装置２００全体としての出炭遅れを十分に抑制できる。
【００８０】
なお、図４に示す例では、第２先行信号演算部６２０は、第１パラメータの指令値の変化率（＝テーブル回転速度指令変化率、ローラ押付け力指令変化率、空気供給量指令変化率）に応じた値を出力する関数（８８０，８８２，８８４）を備えている。加算器８８６では、各関数（８８０，８８２，８８４）からの出力の和が求められる。加算器８８６の演算結果がゲインＫ１，Ｋ２と乗算されて、各レートリミット（８６０，８７０）におけるリミット処理に用いる閾値が得られるようになっている。
【００８１】
以上述べた幾つかの実施形態によれば、第１指令値生成部５００の第１先行信号演算部５２０（５２０Ａ〜５２０Ｃ）において、燃焼装置３００の負荷情報に応じて第１先行信号を決定し、該第１先行信号に基づいて第１パラメータの指令値を決定するようになっている。これにより、燃焼装置３００の負荷変化に応じて、テーブル１２の回転速度、ローラ１３の押付け力、または、空気供給部３０における空気供給量の少なくとも一つを含む第１パラメータを先行して変化させ、テーブル１２への原料炭の供給から回転分級器２０の入口への微粉炭の到達までの上流側工程における応答遅れを改善することができる。
一方、第２指令値生成部６００の第２先行信号演算部６２０では、燃焼装置３００の負荷情報に応じて決定される第２先行信号に基づいて第２パラメータの指令値を決定するようになっている。これにより、燃焼装置３００の負荷変化に応じて、回転分級器２０の回転速度を含む第２パラメータを先行して変化させ、回転分級器２０を微粉炭が通過して石炭粉砕装置２００から出炭されるまでの下流側工程における応答遅れを改善することができる。
こうして、上流側工程における応答遅れと、下流側工程における応答遅れとの両方を改善し、石炭粉砕装置２００全体としての出炭遅れを効果的に低減することができる。
【００８２】
また、石炭粉砕装置２００からの出炭量を迅速に変化させるために、第２パラメータとしての回転分級器２０の回転速度のみを先行制御で調節すると、回転分級器２０における分級精度が低下してしまう可能性がある。
この点、上述の実施形態によれば、第２パラメータだけでなく、第１パラメータについても先行制御を行うこととしたので、回転分級器２０における分級精度低下を抑制しながら、出炭遅れを改善することができる。
【００８３】
図５は、石炭焚き火力発電プラント１００の負荷変化時における各種パラメータの挙動を示すグラフであり、図５（ａ）は石炭粉砕装置２００の給炭量および出炭量の変化を示し、図５（ｂ）は第１パラメータの指令値の変化を示し、図５（ｃ）は第２パラメータの指令値の変化を示し、図５（ｄ）は発電機３２０の負荷の変化を示している。
なお、図５（ａ）〜図５（ｄ）の各々について、第１先行信号および第２先行信号による先行制御を行わない場合の各種パラメータの経時変化を左側に示し、第１先行信号および第２先行信号による先行制御を行う場合の各種パラメータの経時変化を中央に示し、負荷変化幅が大きい場合における各種パラメータの経時変化を右側に示している。
【００８４】
図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、第１先行信号および第２先行信号による先行制御を行わない場合、第１パラメータおよび第２パラメータの指令値は、それぞれ、図２に示す基本指令値算出部（５１０，６１０）において給炭量指令に応じて算出される基本指令値（９００，９５０）そのものである。
このため、図５（ａ）に示すように、発電機３２０の負荷指令値の増加に従って石炭粉砕装置２００への給炭量を増加させても、石炭粉砕装置２００からの出炭量は緩やかにしか増加しない。これは、給炭量の増加に応じて、第１パラメータの指令値（＝テーブル回転速度指令、ローラ押付け力指令、空気供給量指令）および第２パラメータの指令値（＝分級器回転速度指令）を変化させても、出炭遅れのために、石炭粉砕装置２００からの出炭量が即座には追従しないためである。そして、石炭粉砕装置２００からの出炭量に応答遅れが生じてしまう結果、図５（ｄ）に示すように、発電機３２０の負荷も負荷指令値に対して応答遅れが発生してしまう。
【００８５】
これに対し、上述の実施形態で述べたように、第１先行信号および第２先行信号による先行制御を行う場合、負荷情報に応じて決定される第１先行信号および第２先行信号が基本指令値（９００，９５０）に加算されることで、第１パラメータの指令値９１０および第２パラメータの指令値９６０が生成される。
このため、図５（ａ）に示すように、発電機３２０の負荷指令値の増加に従って石炭粉砕装置２００への給炭量を増加させたとき、石炭粉砕装置２００からの出炭量の応答遅れ（出炭遅れ）は低減される。そして、石炭粉砕装置２００からの出炭量に応答遅れが低減される結果、図５（ｄ）に示すように、発電機３２０の負荷の負荷指令値に対する応答遅れも低減される。
【００８６】
同様に、負荷変化幅が大きい場合においても、第１先行信号および第２先行信号による先行制御を行う場合、負荷情報に応じて決定される第１先行信号および第２先行信号が基本指令値（９３０，９７０）に加算されることで、第１パラメータの指令値９４０および第２パラメータの指令値９８０が生成される。
このため、図５（ａ）に示すように、発電機３２０の負荷指令値の増加に従って石炭粉砕装置２００への給炭量を増加させたとき、石炭粉砕装置２００からの出炭量の応答遅れ（出炭遅れ）は低減される。そして、石炭粉砕装置２００からの出炭量に応答遅れが低減される結果、図５（ｄ）に示すように、発電機３２０の負荷の負荷指令値に対する応答遅れも低減される。
【００８７】
続いて、図６を参照して、幾つかの実施形態に係る石炭粉砕装置２００の制御方法について説明する。図６は、一実施形態に係る石炭粉砕装置２００の制御方法のフローチャートである。
【００８８】
図６に示すように、最初に、燃焼装置３００（石炭焚き火力発電プラント１００）の負荷情報を取得する（ステップＳ１０）。負荷情報は、燃焼装置３００の負荷、負荷変化率、または、負荷変化幅の少なくとも一つの負荷情報であってもよい。
【００８９】
そして、ステップＳ１０で取得した燃焼装置３００の負荷情報に応じて、第１パラメータの指令値の算出に用いる第１先行信号を算出する（ステップＳ１２）。ここで、第１パラメータは、上述のとおり、テーブル１２の回転速度、ローラ１３のテーブル１２への押付け力、または、空気供給部３０における空気供給量の少なくとも一つを含む。
第１先行信号の算出は、図３に示した第１先行信号演算部５２０を用いて行ってもよい。この場合、第１基準先行信号算出部７００により、給炭量指令値に応じて第１先行信号の基準値（第１基準先行信号）を求めるとともに、演算係数算出部７１０（７１０Ａ〜７１０Ｃ）により、燃焼装置３００（石炭焚き火力発電プラント１００）の負荷情報に応じて求めた演算係数（補正係数）を求め、第１基準先行信号と演算係数との積に基づいて第１先行信号を決定してもよい。この際、燃焼装置３００の負荷情報に加えて、原料炭の性状に関する原料炭性状情報も考慮して、第１先行信号を求めてもよい。具体的には、原料炭性状情報の一例である原料炭の水分率に応じた演算係数を演算係数算出部７４０により算出し、第１基準先行信号と、演算係数算出部７１０（７１０Ａ〜７１０Ｃ）で求めた演算係数と、演算係数算出部７４０で求めた演算係数との積に基づいて第１先行信号を決定してもよい。さらに、第１先行信号演算部５２０において第１先行信号を決定する際、第２パラメータの指令値の変化率を考慮してもよい。具体的には、レートリミット（７６０，７７０）により、第２パラメータの指令値の変化率（＝分級器回転数指令変化率）に基づいて決定される閾値（＝第１レートリミット）以下に第１先行信号の変化率を制限してもよい。
【００９０】
続いて、ステップＳ１２で求めた第１先行信号に基づいて、第１パラメータの指令値を生成する（ステップＳ１４）。
具体的には、基本指令値算出部５１０（５１０Ａ〜５１０Ｃ）により、石炭粉砕装置２００への給炭量の指令（給炭量指令）に応じて第１パラメータの基本指令値を算出し、該基本指令値に対して、ステップＳ１２で求めた第１先行信号を加算することで、第１パラメータの指令値を算出する。
【００９１】
また、ステップＳ１０で取得した燃焼装置３００の負荷情報に応じて、第２パラメータの指令値の算出に用いる第２先行信号を算出する（ステップＳ１６）。ここで、第２パラメータは、上述のとおり、回転分級器２０の回転速度を含む。
第２先行信号の算出は、図４に示した第２先行信号演算部６２０を用いて行ってもよい。この場合、第２基準先行信号算出部８００により、給炭量指令値に応じて第２先行信号の基準値（第２基準先行信号）を求めるとともに、演算係数算出部８１０（８１０Ａ〜８１０Ｃ）により、燃焼装置３００（石炭焚き火力発電プラント１００）の負荷情報に応じて求めた演算係数（補正係数）を求め、第２基準先行信号と演算係数との積に基づいて第２先行信号を決定してもよい。この際、燃焼装置３００の負荷情報に加えて、原料炭の性状に関する原料炭性状情報も考慮して、第２先行信号を求めてもよい。具体的には、原料炭性状情報の一例である原料炭の水分率に応じた演算係数を演算係数算出部８４０により算出し、第２基準先行信号と、演算係数算出部８１０（８１０Ａ〜８１０Ｃ）で求めた演算係数と、演算係数算出部８４０で求めた演算係数との積に基づいて第２先行信号を決定してもよい。さらに、第２先行信号演算部６２０において第２先行信号を決定する際、第１パラメータの指令値の変化率を考慮してもよい。具体的には、レートリミット（８６０，８７０）により、第１パラメータの指令値の変化率（＝テーブル回転速度指令変化率、ローラ押付け力指令変化率、空気供給量指令変化率）に基づいて決定される閾値（＝第２レートリミット）以下に第２先行信号の変化率を制限してもよい。
【００９２】
続いて、ステップＳ１６で求めた第２先行信号に基づいて、第２パラメータの指令値を生成する（ステップＳ１８）。
具体的には、基本指令値算出部６１０により、石炭粉砕装置２００への給炭量の指令（給炭量指令）に応じて第２パラメータの基本指令値を算出し、該基本指令値に対して、ステップＳ１６で求めた第２先行信号を加算することで、第２パラメータの指令値を算出する。
【００９３】
そして、ステップＳ１４で得られた第１パラメータの指令値と、ステップＳ１８で得られた第２パラメータの指令値と、に基づいて、石炭粉砕装置２００の各部を制御する（ステップＳ２０）。
具体的には、第１パラメータの指令値に従って、石炭粉砕装置２００のテーブル駆動部１５、アクチュエータ１６、または、ダンパ３５の少なくとも一つを制御する。同様に、第２パラメータの指令値に従って、石炭粉砕装置２００の分級器駆動部２４を制御する。
【００９４】
図６に示した方法によれば、第１パラメータの先行制御と第２パラメータの先行制御とによって、上流側工程における応答遅れと、下流側工程における応答遅れとの両方を改善できる。これにより、石炭粉砕装置２００全体としての出炭遅れを効果的に低減することができる。
さらに、第２パラメータだけでなく、第１パラメータについても先行制御を行うこととしたので、回転分級器２０における分級精度低下を抑制しながら、出炭遅れを改善することができる。
【００９５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【符号の説明】
【００９６】
１０  粉砕機
１１  粉砕機ハウジング
１２  テーブル
１３  ローラ
１５  テーブル駆動部
１６  アクチュエータ
２０  回転分級器
２１  分級器ハウジング
２２  環状回転部
２３  環状静止部
２４  分級器駆動部
２５  ホッパ
３０  空気供給部
３１  空気吸込口
３２  空気吹出口
３３  空気室
３４  ファン
３５  ダンパ
５０  供給管
５１  排出管
１００  石炭焚き火力発電プラント
１１１  入口空気流量計
１１２  入口空気温度計
１１３  出口空気温度計
１１４  給炭量計
１１５  給炭温度計
１１６  火炉差圧計
１１７  出口圧力計
２００  石炭粉砕装置
３００  燃焼装置
３０１  火炉
３０２  バーナ
３０３  熱交換器
３１０  蒸気タービン
３２０  発電機
３３０  復水器
３４０  給水ポンプ
４００  制御装置
５００  第１指令値生成部
５１０  基本指令値算出部
５２０  第１先行信号演算部
６００  第２指令値生成部
６１０  基本指令値算出部
６２０  第２先行信号演算部
７００  第１基準先行信号算出部
７１０（７１０Ａ〜７１０Ｃ）  演算係数算出部
８００  第２基準先行信号算出部
８１０（８１０Ａ〜８１０Ｃ）  演算係数算出部
【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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