(57)【要約】【課題】排出物処理装置を設置する際の占有スペースを低減することができるとともに、排出物処理装置を設置する際の設置コストを低減することを目的とする。【解決手段】排出物処理装置３は、粉砕機２の内部から排出された排出物を導入口１９から導入して貯留するスピレージホッパ４と、スピレージホッパ４に貯留された排出物をスピレージホッパ４の外部に排出する排出配管５と、排出配管５に設けられるスピレージホッパ排出弁２５と、スピレージホッパ排出弁２５を制御する制御装置２９と、を備えている。制御装置２９は、粉砕機２が運転を停止した際に粉砕機２の内部に残留した残留固体燃料をスピレージホッパ４に排出するクリアリングを行っている間、スピレージホッパ排出弁２５を開状態に維持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体燃料を粉砕する粉砕機の内部から排出される排出物を処理する排出物処理装置であって、
前記排出物を導入口から導入して貯留するホッパ部と、
前記ホッパ部に貯留された前記排出物を該ホッパ部の外部に排出する排出流路と、
前記排出流路に設けられる弁と、
前記弁を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記粉砕機が運転を停止した際に前記粉砕機の内部に残留した残留固体燃料を前記ホッパ部に排出するクリアリングを行っている間、前記弁を開状態に維持する排出物処理装置。
【請求項２】
前記ホッパ部の天井部には、該ホッパ部の内部に対して水を噴射する噴射装置が設けられ、
前記噴射装置は、前記粉砕機の前記クリアリング時に、前記水を噴射する請求項１に記載の排出物処理装置。
【請求項３】
前記噴射装置は、前記ホッパ部の前記導入口から導入される前記排出物と接触する方向を含めて前記ホッパ部に導入された前記残留固体燃料に対して前記水を噴射する請求項２に記載の排出物処理装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載された排出物処理装置と、
固体燃料を粉砕する粉砕機と、を備え、
前記排出物処理装置は、前記粉砕機から排出される前記排出物を処理する粉砕システム。
【請求項５】
固体燃料を粉砕する粉砕機の内部から排出される排出物を処理する排出物処理装置であって、
前記排出物を導入口から導入して貯留するホッパ部と、
前記ホッパ部に貯留された前記排出物を該ホッパ部の外部に排出する排出流路と、
前記排出流路に設けられる弁と、を備える排出物処理装置を用いた排出物処理方法であって、
前記粉砕機が運転を停止した際に前記粉砕機の内部に残留した残留固体燃料を前記ホッパ部に排出するクリアリングを行っている間、前記弁を開状態に維持する工程を備える排出物処理方法。
【請求項６】
前記ホッパ部の天井部には、該ホッパ部の内部に対して水を噴射する噴射装置が設けられ、
前記粉砕機の前記クリアリング時に、前記噴射装置によって前記ホッパ部の内部に水を噴射する工程を備えた請求項５に記載の排出物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、排出物処理装置及び粉砕システム並びに排出物処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
火力発電設備などでは、使用される石炭やバイオマス等の炭素含有の固体燃料を、粉砕機（ミル）で微粉状に粉砕してボイラの燃焼装置へ供給している。粉砕機は、固体燃料供給管から粉砕テーブルへ投入された固体燃料を、粉砕テーブルと粉砕ローラの間で噛み砕くことで粉砕し、粉砕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固体燃料を分級機で粒径サイズの小さいものに分級してボイラの燃焼装置へ搬送している。
【０００３】
また、通常、粉砕機には固体燃料に混在している石や金属片などの異物を粉砕機の内部から排出し、貯留する為のスピレージホッパが備えられている。このようなスピレージホッパを備えたものに、例えば、特許文献１及び特許文献２の装置がある。特許文献１及び特許文献２では、石炭中に混在している石、鉄片等のパイライトは、異物排出管を通ってパイライトホッパ（スピレージホッパ）内へ導入される。
【０００４】
このような粉砕機は、ボイラの停止や粉砕機の異常等で運転を、緊急停止を含めて速やかに停止させることがある。運転を停止させた際には、粉砕テーブル上など、粉砕機の内部には運転停止直前までに供給された固体燃料とこの粉砕物（以下、残留固体燃料という）が残留する。
粉砕機の内部に残留した残留固体燃料は、次回の粉砕機の運転開始までに早い段階で粉砕機の内部から排出する必要がある。残留固体燃料は、そのまま放置すると自然酸化昇温等により自然発火する可能性があり、長時間粉砕機の内部に貯留していると発火の原因となる。このため、粉砕機の停止に必要な時間を短くして、残留固体燃料は速やかに粉砕機の内部より排出する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２７７４２３号公報
【特許文献２】特開平１０−１２９８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
粉砕機が固体燃料を粉砕する通常運転を停止した際に、粉砕機の内部より残留固体燃料を排出する運転工程として、スピレージホッパへ残留固体燃料を排出するクリアリングと呼ばれる運転工程がある。クリアリングは、以下の工程で行われる。
まず、粉砕テーブルで粉砕された微粉燃料を粉砕機の上部空間へと搬送するために粉砕機の内部に導入される搬送ガスの供給を停止する。搬送ガスの供給停止後に、粉砕テーブルを回転させて、遠心力によって粉砕テーブル上の残留固体燃料を粉砕テーブル外周から下部ケーシングへと落下させる。下部ケーシング内に落下した残留固体燃料は、粉砕テーブル下部にあるスクレーパにより掃き出され、排出シュートを介してミル内部からホッパへ排出される。
このとき、スピレージホッパでは、スピレージホッパから後流側へ搬送する際の残留固体燃料の排出不良（詰り）や、後流側の灰処理設備（残炭集積部：Bottom  Ash  Holding  Bin）の空容量や処理状況などによる影響を受けずに、速やかに粉砕機の内部からスピレージホッパへ残留固体燃料の排出をさせることを優先して、大容量のスピレージホッパを設置して、粉砕機の内部より排出された残留固体燃料の全量を一旦スピレージホッパに貯留していた。
【０００７】
しかしながら、残留固体燃料の発生量は、粉砕機の運転停止直前のボイラの運転負荷や使用する固体燃料の種類などで、大きく変動するため、スピレージホッパの容量は、予想される最大時の残留固体燃料の量を貯留可能となるよう設計しなければならなかった。したがって、クリアリングの実施には、大容量（大型）のスピレージホッパを設ける必要が発生していた。この大容量のスピレージホッパを設けるためには、占有スペースが増大するとともに、設置する際の設置コストが増大する可能性があった。特に、スピレージホッパを地下に設置する場合には、大容量のスピレージホッパを収容可能なように、基礎を掘り下げてピットを設ける必要があり、スピレージホッパを設置する際の設置コストが、より増加する可能性があった。
【０００８】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、排出物処理装置を設置する際の占有スペースを低減することができるとともに、排出物処理装置を設置する際の設置コストを低減することができる排出物処理装置及び粉砕システム並びに排出物処理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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本開示の排出物処理装置及び粉砕システム並びに排出物処理方法は以下の手段を採用する。
本開示の一態様に係る排出物処理装置は、固体燃料を粉砕する粉砕機の内部から排出される排出物を処理する排出物処理装置であって、前記排出物を導入口から導入して貯留するホッパ部と、前記ホッパ部に貯留された前記排出物を該ホッパ部の外部に排出する排出流路と、前記排出流路に設けられる弁と、前記弁を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記粉砕機が運転を停止した際に前記粉砕機の内部に残留した残留固体燃料を前記ホッパ部に排出するクリアリングを行っている間、前記弁を開状態に維持する。
【００１０】
上記構成では、粉砕機が運転を停止して際にクリアリングを行っている間、排出流路に設けられた弁が開状態に維持されるので、クリアリング時にホッパ部に導入された残留固体燃料は、順次、排出流路を介して外部に排出される。これにより、ホッパ部に貯留される残留固体燃料の量が少なくなる。したがって、ホッパ部を小型化することができる。以上から、排出物処理装置を設置する際の占有スペースを低減することができるとともに、排出物処理装置を設置する際の設置コストを低減することができる。特に、例えば、ホッパ部の一部または全部を地下に設置する場合には、基礎を掘り下げてピットを設ける必要があるが、ホッパ部を小型化することで、掘り下げ量を低減することができるので、ホッパ部を設置する際の設置コストを、大幅に低減することができる。
なお、運転とは、粉砕機で固体燃料を粉砕し、粉砕した固体燃料を所定の供給先に供給している運転状態をいう。
【００１１】
また、本開示の一態様に係る排出物処理装置は、前記ホッパ部の天井部には、該ホッパ部の内部に対して水を噴射する噴射装置が設けられ、前記噴射装置は、前記粉砕機の前記クリアリング時に、前記水を噴射してもよい。
【００１２】
クリアリング時には、ホッパ部内に粉砕機の内部から残留固体燃料が大量に導入されることで、ホッパ部内で残留固体燃料が山積み状態となる可能性がある。残留固体燃料が山積み状態となると、山積み状態となった残留固体燃料がホッパ部の導入口を閉塞してしまう可能性がある。上記構成では、粉砕機のクリアリング時に、噴射装置がホッパ部内に天井部から水を噴射するので、水と残留固体燃料とが混合されて、ホッパ部内の残留固体燃料が流動化して順次、排出流路を介して外部に排出される。流動化した残留固体燃料は、山積み状態となり難い。したがって、残留固体燃料が山積み状態となることに起因した、ホッパ部の導入口の閉塞を防止することができる。また、山積み状態となり導入口を閉塞してしまって場合であっても、水を噴射することでより残留固体燃料を流動化させて、山積み状態を解消し、導入口の閉塞を解消することができる。
【００１３】
また、ホッパ部内に排出される残留固体燃料の量が、ホッパ部内から排出される残留固体燃料の量よりも多い場合には、ホッパ部内に貯留される残留固体燃料の量が増加する。ホッパ部内に貯留される残留固体燃料の量が増加する状態が続くと、ホッパ部内が残留固体燃料により充填された状態となり、導入口を閉塞してしまう可能性がある。上記構成では、水を噴射してホッパ部内の残留固体燃料を流動化させているので、ホッパ部内及び排出流路内における残留固体燃料の移動速度を上げることができる。これにより、単位時間当たりのホッパ部内から排出する残留固体燃料の量を増加させて、貯留される残留固体燃料の量の増加を抑制することができる。したがって、ホッパ部内が残留固体燃料により充填された状態となることに起因した、ホッパ部の導入口の閉塞を防止することができる。
【００１４】
このように、導入口の閉塞を防止または解消することで、粉砕機からホッパ部に円滑に残留固体燃料を導入して排出されるようになり、粉砕機内の残留固体燃料をホッパ部を介して外部に排出する排出時間を短縮することができる。また、上述のように、ホッパ部内及び排出流路内における残留固体燃料の移動速度を上げることができるので、排出時間を短縮することができる。
排出時間を短縮することで、粉砕機におけるクリアリングを終了するまでの時間を短縮し、迅速に粉砕機を再度運転することが可能となる。また、例えば、ホッパ部の外部に排出された残留固体燃料を、灰処理等を行う灰処理設備の受入槽まで海水などの搬送水を使って搬送している場合には、排出時間を短縮することで、受入槽へ搬送用の搬送水の量を低減することができる。したがって、コストを低減することができるとともに、受入槽に流入する搬送水の量が減少するので、受入槽を小型化することができる。
【００１５】
また、ホッパ部の内部に天井部から水を噴射することで、ホッパ部内において、塵状の残留固体燃料の巻き上がりを抑制することができる。これにより、ホッパ内での発火等の発生を防止することができる。また、塵状の残留固体燃料の巻き上がりを抑制することで、覗き窓からのホッパ部内の視認性を向上させることができる。
【００１６】
また、本開示の一態様に係る排出物処理装置は、前記噴射装置は、前記ホッパ部の前記導入口から導入される前記排出物と接触する方向を含めて前記ホッパ部に導入された前記残留固体燃料に対して前記水を噴射してもよい。
【００１７】
上記構成では、ホッパ部の内部に排出された残留固体燃料に対して水を噴射しているので、噴射装置から噴射された水は直接残留固体燃料に噴射されて導入口から導入される残留固体燃料と接触する。これにより、確実に水と残留固体燃料とを混合することができる。
【００１８】
本開示の一態様に係る粉砕システムは、上記のいずれかに記載された排出物処理装置と、固体燃料を粉砕する粉砕機と、を備え、前記排出物処理装置は、前記粉砕機から排出される前記排出物を処理する。
【００１９】
本開示の一態様に係る排出物処理方法は、固体燃料を粉砕する粉砕機の内部から排出される排出物を処理する排出物処理装置であって、前記排出物を導入口から導入して貯留するホッパ部と、前記ホッパ部に貯留された前記排出物を該ホッパ部の外部に排出する排出流路と、前記排出流路に設けられる弁と、を備える排出物処理装置における排出物処理方法であって、前記粉砕機が運転を停止した際に前記粉砕機の内部に残留した残留固体燃料を前記ホッパ部に排出するクリアリングを行っている間、前記弁を開状態に維持する工程を備える。
【００２０】
また、本開示の一態様に係る排出物処理方法は、前記ホッパ部の天井部には、該ホッパ部の内部に対して水を噴射する噴射装置が設けられ、前記粉砕機の前記クリアリング時に、前記噴射装置によって前記ホッパ部の内部に水を噴射する工程を備えていてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本開示によれば、排出物処理装置を設置する際の占有スペースを低減することができるとともに、排出物処理装置を設置する際の設置コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】粉砕システムの概略を示す模式的な構成図である。
【図２】図１の粉砕システムの噴射装置から噴射される噴射水の噴射角度を示す図である。
【図３】図１の粉砕システムにおいて、クリアリング時にアシスト水を供給した状態を示す図である。
【図４】図１の粉砕システムにおいて、クリアリング時にアシスト水及び噴射水を供給した状態を示す図である。
【図５】図１の粉砕システムにおける制御装置が行うクリアリング処理を示すフローチャートである。
【図６】図１の粉砕システムにおける、クリアリング時の各種部分の流量状況を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本開示に係る排出物処理装置及び粉砕システム並びに排出物処理方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では上方とは鉛直上側方向を、下方とは鉛直下側方向を示している。
粉砕システム１は、図１に示すように、石炭燃料やバイオマス燃料等の炭素含有の固体燃料を微粉状の微粉燃料へと粉砕する粉砕機２と、粉砕機２から排出される排出物を処理する排出物処理装置３とを備えている。排出物処理装置３は、粉砕機２から排出された排出物を導入して貯留するスピレージホッパ（ホッパ部）４及びスピレージホッパ４内の排出物を排出する排出配管（排出流路）５等を備えている。
【００２４】
粉砕機２は、石炭燃料のみを粉砕する形式であってもよく、バイオマス燃料のみを粉砕する形式であってもよく、石炭燃料とともにバイオマス燃料を粉砕する形式であってもよい。ここで、バイオマス燃料とは、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。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。
【００２５】
また、粉砕機２は、加圧式とされた竪型ミルとされており、石炭燃料やバイオマス燃料などの固形物を粉砕する。また、粉砕機２は、地面上に立設した架台６の上に設けられている。粉砕機２は、外殻を構成する竪型円筒中形状のハウジング１１を備える。また、粉砕機２は、ハウジング１１の軸方向に延在する中心軸線回りを、例えば平面視時計回り方向（図１矢印Ａ１参照）に回転する粉砕テーブル１２と、粉砕テーブル１２の上面に対向して設けられた複数の粉砕ローラ１３とをハウジング１１内に備えている。粉砕テーブル１２と粉砕ローラ１３との間で石炭燃料やバイオマス燃料（ペレット）が粉砕される。ハウジング１１の下部に接続された一次空気ダクト１４から供給された搬送用ガスとして例えば空気が、粉砕テーブル１２とハウジング１１の側面部との隙間から吹出して、粉砕された固体燃料が巻き上げられ、ロータリセパレータ（図示省略）を通り微粉の粒径サイズで分級された後に、ハウジング１１の天井部に接続された微粉燃料供給管（図示省略）を通りボイラ（図示省略）へと導かれる。このように、粉砕機２の通常運転時には、固体燃料を粉砕し、粉砕した固体燃料である微粉燃料をボイラへと導いている。
また、一次空気ダクト１４内には、複数のアシスト水噴射ノズル１５が設けられている。複数のアシスト水噴射ノズル１５は、一次空気ダクト１４の内部で粉砕テーブル１２の円軌道方向（周方向）に沿うように並んで設けられている。複数のアシスト水噴射ノズル１５は、それぞれ、一次空気ダクト１４内のからハウジング１１の内部方向にアシスト水を噴射可能となっている。なお、アシスト水噴射ノズル１５は、粉砕機２の通常運転時には、作動しない。アシスト水噴射ノズル１５の作動タイミングについては後述する。
【００２６】
粉砕テーブル１２の鉛直下方には、ハウジング１１の底面部１１ａに堆積した残留固体燃料や異物を粉砕機２の外部に排出するスクレーパ１６が設けられている。スクレーパ１６は、粉砕テーブル１２の一部に固定されて、粉砕テーブル１２と同軸に回転可能となっている。スクレーパ１６の先端には、摺動部（図示省略）が設けられている。摺動部は、下端がハウジング１１の底面部１１ａの上面に当接するように配置され、底面部１１ａの上面を摺動する。また、ハウジング１１の底面部１１ａであって、摺動部の回転軌道上に、排出開口１７が形成されている。排出開口１７は、管状の排出シュート１８を介して、ハウジング１１の外部に配置されるスピレージホッパ４に連通している。排出シュート１８には、排出シュート１８の開閉状態を切替えるスピレージホッパ入口弁２０が設けられている。なお、スピレージホッパ４は、粉砕機２のハウジング１１の底面部１１ａよりも低い位置に配置できるように、スピレージホッパ４の一部は、地面を掘り下げたピット内に配置されていてもよい（すなわち、半地下状態で設置されていてもよい）。すなわち、粉砕機２とスピレージホッパ４とを連通する排出シュート１８は、粉砕機２側から見て、斜め下方に延びている。スクレーパ１６によって排出開口１７に導かれた固体燃料や異物は、排出シュート１８を介して導入口１９からスピレージホッパ４へと送られる。なお、スピレージホッパ４は、スピレージホッパ４の全体を地下に配置してもよい。
【００２７】
スピレージホッパ４は、内部に空間を有する箱体状の部材である。スピレージホッパ４は、空間の上方を規定する円形の天井部２１と、天井部２１の外周端部から下方に延びて空間の側方を規定する側壁部２２と、側壁部２２の下端から下方に延びて空間の下方を規定する傾斜面を保有する逆円錐台形状の底部２３と、を一体的に有する。天井部２１と側壁部２２との接続部分の一部には、導入口１９が配設され、排出シュート１８が接続されている。また、底部２３には、底部２３の下端から下方に延びる排出配管５が接続されている。排出配管５には、排出配管５の開閉状態を切替えるスピレージホッパ排出弁（弁）２５が設けられている。なお、本実施形態に係るスピレージホッパ４は、いわゆる湿式のスピレージホッパである。
【００２８】
スピレージホッパ４の天井部２１には、下方に水を噴射する噴射ノズル２６が設けられている。噴射ノズル２６から噴射される水（以下、「噴水」ともいう。）の噴射角度θは、図２に示されているように、スピレージホッパ４内に導入された残留固体燃料に対して接触する方向を含めて、スピレージホッパ４の水平断面全域に水が至る角度に設定されている。また、噴射ノズル２６は、スピレージホッパ４内に導入された残留固体燃料に対して接触する方向を含めて水を噴射する。すなわち、噴射ノズル２６は、噴射した水が直接固体燃料と接触するように噴射を行う。なお、噴射ノズル２６を設ける位置は、噴射ノズル２６から噴射された水が、可及的速やかに排出シュート１８から導入される排出物である残留固体燃料と接触する位置であれば好適であり、例えば、図２で示すように、スピレージホッパ４の天井部２１の中央部に配設し、さらに好ましくは平面視中心よりも、排出シュート１８が接続されている側に配置してもよい。
【００２９】
スピレージホッパ４の下方には、搬送水として例えば海水が流通可能な搬送配管２７が設けられている。排出配管５の下流側端部は、この搬送配管２７に接続されている。また、排出配管５と搬送配管２７との接続位置には、スピレージホッパ４内に貯留された貯留物を吸引するサクションポンプ２８が設けられている。サクションポンプ２８が吸引した貯留物は、搬送配管２７にて搬送水と混合される。搬送水と混合された貯留物は、搬送配管２７を流通し、図示しない灰処理設備（残炭集積部：Bottom  Ash  Holding  Bin）の受入槽へと導かれる。
【００３０】
また、排出物処理装置３は、スピレージホッパ入口弁２０、スピレージホッパ排出弁２５、アシスト水噴射ノズル１５、噴射ノズル２６及びサクションポンプ２８を制御する制御装置（制御部）２９を備えている。
制御装置２９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。
【００３１】
次に、粉砕システムの運転について説明する。
［通常運転時］
粉砕システム１の通常運転時には、粉砕機２内に供給された固体燃料は、粉砕テーブル１２上で粉砕される。粉砕された固体燃料は、一次空気ダクト１４からハウジング１１内に供給される一次空気によって巻き上げられ、ロータリセパレータ（図示省略）を通り微粉のサイズで分級されて微粉燃料として、ハウジング１１の天井部に接続された微粉燃料供給管（図示省略）を通りボイラ（図示省略）へと導かれる。
この時、粉砕機２内に供給された固体燃料に混在している礫や金属片などの異物等は、質量が大きいため、一次空気によって上昇せず、粉砕テーブル１２からハウジング１１の底面部１１ａに落下する。
ハウジング１１の底面部１１ａに落下した異物等は、粉砕テーブル１２の下方で回転するスクレーパ１６によって排出シュート１８に案内される。通常運転時において、スピレージホッパ入口弁２０は開状態とされており、排出シュート１８に案内された異物等は排出シュート１８を介してスピレージホッパ４に導入される。このとき、スピレージホッパ排出弁２５は閉状態とされており、スピレージホッパ４に導入された異物等は、スピレージホッパ４内に貯留される。スピレージホッパ排出弁２５は、所定の時間ごとに開状態とされる。スピレージホッパ排出弁２５が開状態とされると、スピレージホッパ４内に貯留した異物等をサクションポンプ２８が吸引する。吸引された異物等は、搬送配管２７にて搬送水と混合されて、灰処理設備等へと搬送される。
【００３２】
［クリアリング時］
ボイラの運転停止や粉砕機２の異常対応等で、粉砕機２の運転を、緊急停止を含めて運転を速やかに停止させることがある。運転を停止させた際には、粉砕テーブル１２上など、粉砕機２の内部には停止直前までに供給された固体燃料やこの粉砕物が残留する。残留した残留固体燃料を粉砕機２の内部から排出するために、クリアリングが行われる。
本実施形態におけるクリアリングの概要は以下となる。クリアリング時には、一次空気ダクト１４からの一次空気の供給が停止された状態で、アシスト水噴射ノズル１５及び噴射ノズル２６を起動させる。さらに、粉砕テーブル１２を回転させて、遠心力によって粉砕テーブル１２上の残留固体燃料を粉砕テーブル１２外周からハウジング１１の底面部１１ａへと落下させる。底面部１１ａに落下した残留固体燃料は、スクレーパ１６によって排出シュート１８を介して粉砕機２の内部からスピレージホッパ４へと排出される。このとき、スピレージホッパ排出弁２５は開状態とされており、スピレージホッパ４へと排出された残留固体燃料は、順次、サクションポンプ２８に吸引され、搬送配管２７内で搬送水として例えば海水と混合されて、灰処理設備等へと搬送される。
アシスト水噴射ノズル１５から噴射されたアシスト水は、図３の実線矢印で示されるように、一次空気ダクト１４内からハウジング１１の底面部１１ａ上を流通する。この流通の際に、一次空気ダクト１４出口付近と底面部１１ａ上に堆積した残留固体燃料と接触することで、残留固体燃料を押し流すとともに、水を含んだ状態にさせる。また、噴射ノズル２６から噴射された水は、スピレージホッパ４内に導入された残留固体燃料に接触する方向を含めて、スピレージホッパ４の水平断面全域に水が至るとともに、図４の実線矢印で示されるように、側壁部２２の内周面をつたって下降する。なお、図４では、噴射ノズル２６から遠い側の内周面（すなわち、紙面左側の内周面）の上部において、実線矢印が細く図示されている。これは、噴射ノズル２６から比較的離れているので、内周面をつたって下降する水の量が上部では比較的少ないことを示している。
【００３３】
次に、制御装置２９が実行するクリアリング時の処理について、図５に示すフローチャートに基づいて説明する。
クリアリングが開始されると、制御装置２９は、サクションポンプ２８を駆動する（Ｓ１）。次に、制御装置２９は、排出配管５に設けられたスピレージホッパ排出弁２５を開状態とする（Ｓ２）。次に、制御装置２９は、スピレージホッパ４の天井部２１に設けられた噴射ノズル２６から水を噴射する（Ｓ３）。なお、噴射ノズル２６から噴射される水の量は残留固体燃料の排出効果を得られる範囲で少ない方が好ましく、例えば粉砕機２内から排出される排出物である残留固体燃料に対して、重量比で１：１〜１：０．５程度となる水量である。次に、制御装置２９は、一次空気ダクト１４に設けられた複数のアシスト水噴射ノズル１５からアシスト水を噴射する（Ｓ４）。次に、制御装置２９は、粉砕テーブル１２の回転を開始する（Ｓ５）。なお、アシスト水噴射ノズル１５によるアシスト水の噴射から、粉砕テーブル１２の回転の開始までの間は残留固体燃料の排出効果を得られる範囲で短い方が好ましく、例えば１０秒〜３０秒程度とする。このように、制御装置２９は、粉砕機２内の残留固体燃料の排出を開始する。
粉砕機２内の残留固体燃料の排出が完了すると（例えば、ローラリフトが無くなり、ミルモータ電流値が無負荷時電流値と近い値となる、または、排出に伴う音が無くなるなどの条件から残留固体燃料の排出完了を確認する。）、制御装置２９は、まず、アシスト水噴射ノズル１５からのアシスト水の噴射を停止する（Ｓ６）。次に、制御装置２９は、噴射ノズル２６からの水の噴射を停止する（Ｓ７）。次に、制御装置２９は、粉砕テーブル１２の回転を停止する（Ｓ８）。次に、制御装置２９は、スピレージホッパ排出弁２５を閉状態とする（Ｓ９）。次に、制御装置２９は、サクションポンプ２８を停止する（Ｓ１０）。このように、クリアリングを終了する。
なお、本実施形態では、クリアリングにおいて、サクションポンプ２８の起動（Ｓ１）からサクションポンプ２８の停止（Ｓ１０）までは、例えば５分〜６分程度で行われる。
【００３４】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、粉砕機２がクリアリングを行っている間、排出配管５に設けられたスピレージホッパ排出弁２５が開状態に維持されるので、クリアリング時にスピレージホッパ４に導入された残留固体燃料は、順次、排出配管５を介してスピレージホッパ４の外部に排出される。これにより、スピレージホッパ４に貯留される残留固体燃料の量が少なくなる。したがって、スピレージホッパ４を小型化することができる。詳細には、スピレージホッパ４は、通常運転時に排出される異物等を所定時間貯留できる程度の大きさ、もしくは一時的に残留固体燃料の一部を貯留できる余裕を持たせる程度に少し大きな大きさとすることができる。これにより、粉砕機２内部より排出された残留固体燃料の全量を一旦スピレージホッパ４に貯留する方法を採用する粉砕システムと比較して、スピレージホッパ４の大幅な小型化が可能となる。
スピレージホッパ４を小型化することで、排出物処理装置３を設置する際の占有スペースを低減することができるとともに、排出物処理装置３を設置する際の設置コストを低減することができる。特に、本実施形態のように、スピレージホッパ４の一部または全部を地下に設置する場合には、基礎を掘り下げてピットを設ける必要があるが、スピレージホッパ４を小型化することで、掘り下げ量を低減することができるので、スピレージホッパ４を設置する際の設置コストを、大幅に低減することができる。
【００３５】
クリアリング時には、スピレージホッパ４内に残留固体燃料が大量に導入されることで、スピレージホッパ４内で残留固体燃料が山積み状態となる可能性がある。残留固体燃料が山積み状態となると、山積み状態となった残留固体燃料がスピレージホッパ４の導入口１９を閉塞してしまう可能性がある。本実施形態では、粉砕機２のクリアリング時に、天井部２１に設けた噴射ノズル２６が、スピレージホッパ４内に水を噴射するので、水と残留固体燃料とが混合されて、スピレージホッパ４内の残留固体燃料が流動化して順次、排出配管５を介して外部の搬送配管２７に排出される。流動化した残留固体燃料は、山積み状態となり難い。したがって、残留固体燃料が山積み状態となることに起因した、スピレージホッパ４の導入口１９の閉塞を防止することができる。また、山積み状態となり導入口１９を一時的に閉塞してしまって場合であっても、噴射ノズル２６から水を噴射することで残留固体燃料をより流動化させて、山積み状態を解消し、導入口１９の閉塞を解消することができる。
【００３６】
また、スピレージホッパ４内に導入される残留固体燃料の量が、スピレージホッパ４内から排出される残留固体燃料の量よりも多い場合には、スピレージホッパ４内に貯留される残留固体燃料の量が増加する。スピレージホッパ４内に貯留される残留固体燃料の量が増加する状態が続くと、スピレージホッパ４内が残留固体燃料により充填された状態となり、導入口１９を閉塞してしまう可能性がある。本実施形態では、噴射ノズル２６から水を噴射してスピレージホッパ４内の残留固体燃料を流動化させているので、スピレージホッパ４内及び排出配管５内における残留固体燃料の移動速度を上げることができる。これにより、単位時間当たりのスピレージホッパ４内から排出する残留固体燃料の量を増加させて、貯留される残留固体燃料の量の増加を抑制することができる。したがって、スピレージホッパ４内が残留固体燃料により充填された状態となることに起因した、スピレージホッパ４の導入口１９の閉塞を防止することができる。
【００３７】
このように、導入口１９の閉塞を防止または解消することで、粉砕機２からスピレージホッパ４に円滑に残留固体燃料を導入して排出されるようになり、粉砕機２内の残留固体燃料をスピレージホッパ４を介して外部に排出する排出時間を短縮することができる。また、上述のように、スピレージホッパ４内及び排出配管５内における残留固体燃料の移動速度を上げることができるので、排出時間を短縮することができる。また、噴射ノズル２６から噴射する水と残留固体燃料とが混合することによって、スピレージホッパ４内で残留固体燃料がスラリ化する。スラリ化した残留固体燃料は、サクションポンプ２８で吸引し易いので、単位時間当たりのサクションポンプ２８が吸引する残留固体燃料の量を増加させることができる。したがって、排出時間を短縮することができる。
排出時間を短縮することで、粉砕機２におけるクリアリングを終了するまでの時間を短縮し、迅速に粉砕機２を再度運転することが可能となる。また、本実施形態では、スピレージホッパ４の外部に排出された残留固体燃料を、灰処理等を行う灰処理設備の受入槽まで例えば海水などの搬送水を使って搬送しているので、排出時間を短縮することで、搬送用の搬送水の量を低減することができる。したがって、コストを低減することができるとともに、受入槽に流入する搬送水の水量が減少するので、受入槽を小型化することができる。
【００３８】
また、クリアリング時に、アシスト水噴射ノズル１５からアシスト水を噴射している。これにより、一次空気ダクト１４の出口付近における残留固体燃料の堆積を排出することができる。また、アシスト水は、ハウジング１１の底面部１１ａを流れて、排出シュート１８内に流入するので、排出シュート１８内における残留固体燃料の流動性を向上させることができる。したがって、残留固体燃料による排出シュート１８の閉塞を防止するとともに、スピレージホッパ４への残留固体燃料の排出速度を向上させることができる。
また、一次空気ダクト１４へのアシスト水の供給を粉砕テーブル１２の回転の開始直前（例えば、本実施形態では、１０秒〜３０秒前）から供給を開始している。従来では、粉砕テーブル１２の回転の開始の１分前から供給していた。これにより、従来と比較して、クリアリングの時間を短縮しアシスト水量を低減することができる。なお、試験による知見から、クリアリング開始直前からアシスト水の供給を開始しても、従来と同等の効果が得られることを確認している。
【００３９】
また、スピレージホッパ４の内部に噴射ノズル２６から水を噴射することで、スピレージホッパ４内において、塵状の残留固体燃料の巻き上がりを抑制することができる。これにより、スピレージホッパ４内での発火等の発生を防止することができる。また、覗き窓からのスピレージホッパ４内の視認性を向上させることができる。特に、粉砕テーブル１２の回転が開始された直後には、アシスト水によって湿らされる前の残留固体燃料がスピレージホッパ４内に導入される可能性があり、残留固体燃料が巻き上がり易い状態にある。本実施形態では、粉砕テーブル１２の回転開始前に、さらにはアシスト水の供給の少し前から噴射ノズル２６からの噴射を行っているので、スピレージホッパ４内において塵状の残留固体燃料の巻き上がりを確実に抑制することができる。
【００４０】
また、噴射ノズル２６が、スピレージホッパ４の内部に導入された残留固体燃料に対して導入口１９から導入される残留固体燃料と接触する方向を含めて水を噴射しているので、噴射ノズル２６から噴射された水は直接残留固体燃料に噴射される。これにより、確実に水と残留固体燃料とを混合することができる。
【００４１】
スピレージホッパ４内に堆積する残留固体燃料は、噴射ノズル２６から遠い側の内周面よりも、排出シュート１８の導入口１９が設けられている側の内周面に多く堆積する。
本実施形態では、噴射ノズル２６が、スピレージホッパ４の天井部２１において、中央部よりも、排出シュート１８側に設けられている。これにより、図４に示すように、スピレージホッパ４の排出シュート１８側に多く水が噴射される。したがって、残留固体燃料の堆積量に応じた量の水を噴射ノズル２６から噴射することができる。
【００４２】
次に、本実施形態におけるクリアリングと、従来におけるクリアリングとの対比について、図６を用いて説明する。なお、図６における横軸に示されたＳ１〜Ｓ５及びＳ８は、上述の制御装置２９が行う制御のステップと対応している。また、Ｓ’は、従来におけるクリアリングでのアシスト水を供給するタイミングを示している。また、図６の実線は本実施形態におけるクリアリングのものを示し、破線は従来におけるクリアリングのものを示している。
【００４３】
なお、ここでいう従来におけるクリアリングとは、以下の方法によるクリアリングをいう。従来におけるクリアリングを行う粉砕システムは、クリアリングを行う方法及び、噴射ノズル２６を設けていない点と各工程の所要時間以外は、本実施形態における粉砕システムと略同一であるので、以下の従来におけるクリアリングの説明において、本実施形態と同一の構成については、同一の符号を付している。
従来におけるクリアリングは、まず、一次空気を停止し、粉砕テーブル１２を回転させて、遠心力で粉砕テーブル１２上の残留固体燃料を粉砕テーブル１２外周からハウジング１１の底面部１１ａへと落下させる。底面部１１ａ上に落下した残留固体燃料は、スクレーパ１６により掃き出され、排出シュート１８を介して粉砕機２の内部からスピレージホッパ４へ導入される。このとき、一次空気ダクト１４より粉砕機２内に向けてアシスト水を投入する事で、一次空気ダクト１４内への残留固体燃料の侵入と、残留を抑制する。なお、アシスト水の供給は、例えば粉砕テーブル１２の回転の開始１分前から開始されている。
次に、粉砕機２内部より排出された残留固体燃料の全量を一旦スピレージホッパ４内に貯留する。これは、排出配管５における残留固体燃料の排出不良（詰り）や、灰処理設備の受入槽の空容量や処理状況などによる影響を受けずに、スピレージホッパ４への粉砕機２内部の残留固体燃料の排出を速やかに完了させることを優先的な目的としたものである。排出を必要とする残留固体燃料の全量がスピレージホッパ４内に貯留されたと判断すると、粉砕テーブル１２の回転を停止するとともに、スピレージホッパ入口弁２０を閉状態とする。
次に、スピレージホッパ４内に貯留された残留固体燃料は、灰処理設備の空容量や処理状況に合わせて、順次、スピレージホッパ排出弁２５を開状態として、サクションポンプ２８で灰処理設備へ排出する。
【００４４】
図６（ａ）に示されているように、排出シュート１８の出口を通過する残留固体燃料の流量は、本実施形態と従来とで、特段の変化はない。どちらも、粉砕テーブル１２が回転し始めてからすぐにピークとなり、その後徐々に減少してゆき、ゼロとなる。
【００４５】
図６（ｂ）は、アシスト水噴射ノズル１５及び噴射ノズル２６から噴射される水の流量（従来では、噴射ノズル２６は設けられていないのでアシスト水噴射ノズル１５のみから噴射される流量となる）を示している。図６（ｂ）に示されているように、従来には、粉砕テーブル１２の回転開始の例えば１分前であるＳ’でアシスト水の噴射を開始し、その後一定のアシスト水を噴射し続ける（図６（ｂ）破線グラフ参照）。
本実施形態では、まず、アシスト水の噴射の少し前のＳ３において、噴射ノズル２６から噴射をする。その後一定の噴水を噴射し続ける（図６（ｂ）一点鎖線グラフ参照）。噴射ノズル２６からの噴射開始後、粉砕テーブル１２の回転開始の例えば１０秒〜３０秒前であるＳ４でアシスト水の噴射を開始する。その後一定のアシスト水を噴射し続ける（図６（ｂ）二点鎖線グラフ参照）。これにより、本実施形態では、噴射ノズル２６及びアシスト水噴射ノズル１５の両方のノズルから噴射を行うＳ４から、合計した水量が増加する（図６（ｂ）実線グラフ参照）。
【００４６】
図６（ｃ）は、搬送配管２７への排出流量を示している。なお、図６（ｃ）中のＡは、噴射ノズル２６から噴射された噴水の排出開始のタイミングを示し、Ｂは、アシスト水噴射ノズル１５から噴射されたアシスト水の排出開始のタイミングを示し、Ｃは、粉砕機２内の残留固体燃料の排出開始のタイミングを示している。
本実施形態では、噴射ノズル２６が噴射を開始するＳ３（タイミングＡ）の直後から流量が増加していき、アシスト水の噴射を開始するＳ４（タイミングＢ）の直後で再度増加する。これは、図６（ｂ）でも示したが、Ｓ４からは噴射ノズル２６及びアシスト水噴射ノズル１５の両方のノズルから噴射を行うことに起因する。すなわち、増加した水量分も、好適に排出されていることを示す。
また、粉砕テーブル１２の回転が開始されるＳ５（タイミングＣ）の直後において、さらに増加している。これは、粉砕テーブル１２の回転が開始されたことで、粉砕機２内の残留固体燃料がスピレージホッパ４を介して搬送配管２７に排出されたことに起因する。すなわち、スピレージホッパ４に導入された残留固体燃料も、排出配管５を介して、スピレージホッパ４内から外部に対して好適に排出されていることを示す。
その後いったんピークを迎えた後に緩やかに減少していき、粉砕テーブル１２の回転が停止されるＳ８の直後に、急減する。これは、粉砕テーブル１２の回転が停止されたことで、粉砕機２内から排出される残留固体燃料が減少したことに起因する。
一方、従来は、粉砕機２内部より排出された残留固体燃料の全量を一旦スピレージホッパ４内に貯留し、その後に、順次スピレージホッパ排出弁２５を開状態として、サクションポンプ２８で灰処理設備へ排出するので、本実施形態とは、搬送配管２７への流量のグラフは全く異なるグラフとなる。
【００４７】
図６（ｄ）は、スピレージホッパ４内の残留固体燃料の量と各ノズルから噴射される水量との合計を示している。本実施形態では、クリアリング中に、スピレージホッパ排出弁２５を開状態とし、スピレージホッパ４に導入された残留固定燃料を、順次、排出配管５から排出しているので、スピレージホッパ４内の残留固体燃料の量と各ノズルから噴射される水量との合計は、常に低い値を推移している。一方、従来は、残留固体燃料の全量を一旦スピレージホッパ４内に貯留するので、当然の如く、スピレージホッパ４内の残留固体燃料の量と各ノズルから噴射される水量との合計は排出を開始するタイミングまで上昇をし続け、その最大値は、本実施形態よりも大幅に大きくなっている。
【００４８】
このように、順次残留固体燃料を搬送配管２７に排出する本実施形態では、スピレージホッパ４内の残留固体燃料の量と各ノズルから噴射される水量との合計が、従来の粉砕システムよりも大幅に少なくなることが図６（ｄ）からもわかる。したがって、スピレージホッパ４の容量を少なくすることができ、スピレージホッパ４の大幅な小型化が可能となる。
【００４９】
一方、順次残留固体燃料を搬送配管２７に排出するクリアリングでは、搬送配管２７に対する排出時間が長くなり、搬送配管２７内を流通する搬送水量が増加する可能性がある。しかしながら、本実施形態では、アシスト水噴射ノズル１５及び噴射ノズル２６によって、残留固体燃料の排出速度を上げ、サクションポンプ２８の駆動時間を例えば５分から６分程度と短時間としている（すなわち、搬送用配管内を搬送水が流通する時間も例えば５分から６分程度としている）。これにより、搬送配管２７内を流通する搬送水量が増加することを抑制することが可能となり、またクリアリングが終了するまでの時間も短縮される。
本開示は、このような知見からなされたものである。
【００５０】
なお、本開示は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、制御装置２９を設け、制御装置２９によって、スピレージホッパ入口弁２０及びスピレージホッパ排出弁２５の開閉や、アシスト水噴射ノズル１５、噴射ノズル２６及びサクションポンプ２８の起動及び停止を行う例について説明したが、全ての動作に制御装置２９を設けずに、作業員が各弁の開閉や、各装置の起動及び停止の一部または全部を行ってもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１      粉砕システム
２      粉砕機
３      排出物処理装置
４      スピレージホッパ（ホッパ部）
５      排出配管（排出流路）
６      架台
１１    ハウジング
１１ａ  底面部
１２    粉砕テーブル
１３    粉砕ローラ
１４    一次空気ダクト
１５    アシスト水噴射ノズル
１６    スクレーパ
１７    排出開口
１８    排出シュート
１９    導入口
２０    スピレージホッパ入口弁
２１    天井部
２２    側壁部
２３    底部
２５    スピレージホッパ排出弁
２６    噴射ノズル
２７    搬送配管
２８    サクションポンプ
２９    制御装置（制御部）
【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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