(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粉炭機を経て微粉炭焚きボイラ火炉へと供給される石炭を調整する方法であって、
原料石炭を第１分級点で分級する第１分級工程と、
前記第１分級工程で分級されたオーバーサイズ炭を、破砕機で破砕する破砕工程と、
前記第１分級工程で分級されたアンダーサイズ炭と、前記破砕工程により得られた石炭の少なくとも一部とを、前記微粉炭機に供給する供給工程と、を有し、
前記第１分級点が４０〜６０ｍｍであり、
さらに、前記第１分級工程と前記破砕工程との間に、前記オーバーサイズ炭を第２分級点で分級する第２分級工程を有し、
前記第２分級点は、１００ｍｍよりも大きく、
前記第２分級工程で分級されたアンダーサイズ炭は、前記破砕工程へと送られ、
前記第２分級工程で分級されたオーバーサイズ炭は、前記破砕工程へと送られることなく排出される、微粉炭焚きボイラ火炉における石炭調整方法。
【請求項２】
さらに、前記破砕工程と前記供給工程との間に、石炭を第３分級点で分級する第３分級工程を有し、
前記第３分級点は、４０〜６０ｍｍであり、
前記第３分級工程で分級されたアンダーサイズ炭は、前記微粉炭機へと供給され、
前記第３分級工程で分級されたオーバーサイズ炭は、前記微粉炭機へと供給されること
なく排出される、請求項１に記載の微粉炭焚きボイラ火炉における石炭調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微粉炭焚きボイラ火炉用の微粉炭を製造する微粉炭機へ原料石炭を供給する石炭搬送系統設備における、石炭調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
微粉炭焚きボイラ火炉（以下、単に「ボイラ火炉」とも称する。）では、７４μｍ（２００メッシュ）以下が７０質量％程度の粒度に粉砕された微粉炭を、空気と共にボイラ火炉に供給して燃焼させている。微粉炭の原料となる石炭は、貯炭されている石炭ヤードから石炭搬送系統に移送され、石炭搬送系統内に設置されている粉砕設備によって微粉炭とされた後、ボイラ火炉に供給される。石炭搬送系統では、原料石炭を石炭ヤードからリクレーマによりベルトコンベアに払い出し、石炭バンカへと搬送した後、石炭バンカから微粉炭機へ石炭が供給される。石炭バンカから供給される石炭を微粉炭機によって粉砕させることで微粉炭を製造して、ボイラ火炉の燃焼用原料として利用している。
【０００３】
原料石炭は、通常は積地にて簡易的な粉砕、整粒を行った程度で輸送されてくる。そのため、原料石炭には、細粉から直径が１００ｍｍを超える塊石炭までもが含まれている。このように粒度分布の広い原料石炭を、直接微粉炭機に供給して全量粉砕により微粉炭を製造するためには、大容量の微粉炭機が必要であり、このような微粉炭機は非常に大規模な設備になる。微粉炭機の種類や形式にも依るが、微粉炭機は直径が数十ｍｍ程度以下の石炭を粉砕して微粉炭にする機能を有している場合が多い。そのため、原料石炭中に粒径の大きい石炭が存在すると、当該石炭を微粉炭機へ安定的な供給することが困難になったり、供給しても微粉炭機の効率的な運転を阻害したりする可能性がある。そこで、通常は原料石炭に対して粗粉砕等の事前処理が施される。
【０００４】
また、原料石炭内には、存在量は少ないが、金属片やプラスチック片などの石炭外混入物（異物などとも称される。）が含まれている。金属片は、石炭搬送系統内において、特にベルトコンベア切断等の設備破損の原因となる。プラスチック片は、大きさにも依るが、石炭搬送系統や各種配管内において障害物となる可能性がある。これらの石炭外混入物は、石炭ヤードから石炭搬送系統へ送られる際の検知器や目視で除去できる場合もあるが、石炭搬送系統に混入するものを皆無にすることは困難なので、石炭搬送系統内において系外へ排出する対策が望まれる。
【０００５】
原料石炭の事前処理の例として、特許文献１では原料石炭を破砕機で粉砕し、破砕後の石炭は分級機にかけられ、既定の粒子径以下の石炭が微粉炭機へ供給される。既定の粒子径を超える石炭は破砕機の一次側に回収され、新たに供給される原料石炭と混合されて、再び破砕機を通って事前処理として破砕機で粉砕される仕組みになっている。
また、特許文献２には、焼結鉱凝結材として石炭および／または粉コークスを分級および破砕する整粒工程において、過破砕防止のため、破砕機の一次側に篩を設置することで細粒子を粉砕なしに利用できる分流を作った石炭調整方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−７０８７２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８１０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示されている技術では、供給された原料となる石炭を、比較的簡潔な工程で、微粉炭機に供給する石炭の全量を、既定の粒子以下とすることが可能と考えられる。しかしながら、この技術では、原料石炭の全量が通過する系統に破砕機を設置している。そのため、塊石炭を含む全量の石炭を破砕および通炭する容量の大規模な破砕機が必要となる。
また、特許文献２に開示されている技術では、供給原料を全量粉砕せず事前に篩分けしている。この技術で、微粉炭機用の石炭を篩分けすると、既定粒子径を超えるものが分流に混入するため、既定粒子径以下にする方法が必要となる。
このように、特許文献１や特許文献２に開示されている技術では、大規模な粉砕設備を用いることなく、規定粒子径以下の石炭を微粉炭機へ供給することは困難であった。
【０００８】
そこで本発明は、大規模な粉砕設備を用いることなく、規定粒子径以下の石炭を微粉炭機へ供給することが可能な、微粉炭焚きボイラ火炉における石炭調整方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、鋭意検討の結果、石炭搬送系統内を搬送される石炭を分級できるように、直径が４０〜６０ｍｍ以下である石炭を分級できる篩を設置し、この篩によって分級された、分級点を超える大きな石炭（オーバーサイズ炭）を粉砕するための破砕機を設置した。その結果、破砕機で粉砕される石炭の粒度分布を狭くし量を減らすことができるので、大規模な破砕機が不要になり、破砕機により破砕された石炭を微粉炭機へ供給することによって、規定粒子径以下の石炭を微粉炭機へ供給することが可能であることを知見した。
本発明は、このような知見に基づいて完成させた。以下、本発明について説明する。
【００１０】
本発明は、微粉炭機を経て微粉炭焚きボイラ火炉へと供給される石炭を調整する方法であって、原料石炭を第１分級点で分級する第１分級工程と、該第１分級工程で分級されたオーバーサイズ炭を、破砕機で破砕する破砕工程と、第１分級工程で分級されたアンダーサイズ炭と、破砕工程により得られた石炭の少なくとも一部とを、微粉炭機に供給する供給工程と、を有し、上記第１分級点が４０〜６０ｍｍである、微粉炭焚きボイラ火炉における石炭調整方法である。
【００１１】
本発明において、「微粉炭機」および「破砕機」は、何れも、石炭を粉砕するための粉砕設備である。本発明では、ボイラ火炉に供給する微粉炭を製造するための粉砕設備を、慣用に従って「微粉炭機」と称する。また、微粉炭機に投入する前の段階で、原料石炭を事前処理するための粉砕設備を「破砕機」と称する。
また、「分級」とは、ある連続した変化量を持つ粉粒体群を指定する特性範囲に区分することを言う。通常は、ある粒度分布を有する粉粒体群を、指定する粒径で区分する場合を称することが多く、本発明における「分級」も、特段に言及しない限り、粒度分布を有する粉粒体群を、指定する粒径（以後、「分級点」とも称する。）に区分することを言う。
また、分級された後の粉粒体について、分級点より大きい成分を「オーバーサイズ」、分級点以下の成分を「アンダーサイズ」と称する。なお、理想的な分級では、オーバーサイズは分級点より大きい粒径の粉粒体群であり、アンダーサイズは分級点以下の粒径の粉粒体群である。しかしながら、実際の分級操作では、分級点の前後で完全に分級することは難しく、例えば、オーバーサイズの成分中に分級点より小さい粒子が混在する。
【００１２】
オーバーサイズ炭が破砕機で破砕される本発明では、破砕機で粉砕される石炭の粒度分布を狭くし量を減らすことができるので、大規模な粉砕設備が不要になる。また、破砕機により破砕された石炭を微粉炭機へ供給することによって、規定粒子径以下の石炭を微粉炭機へ供給することが可能になる。
【００１３】
また、上記本発明において、さらに、第１分級工程と破砕工程との間に、上記オーバーサイズ炭を第２分級点で分級する第２分級工程を有し、第２分級点は１００ｍｍよりも大きく、第２分級工程で分級されたアンダーサイズ炭は、上記破砕工程へと送られ、第２分級工程で分級されたオーバーサイズ炭は、上記破砕工程へと送られることなく排出されることが好ましい。
第２分級工程を有することにより、１００ｍｍよりも大きいオーバーサイズ炭（石炭外混入物）を第２分級工程で除去しやすくなる。したがって、このような形態にすることにより、上記効果に加えて、原料石炭中に含まれている石炭外混入物を石炭搬送中に選別して除去することが可能になる。
【００１４】
また、上記本発明において、さらに、破砕工程と供給工程との間に、石炭を第３分級点で分級する第３分級工程を有し、第３分級点は４０〜６０ｍｍであり、第３分級工程で分級されたアンダーサイズ炭は、上記微粉炭機へと供給され、第３分級工程で分級されたオーバーサイズ炭は、上記微粉炭機へと供給されることなく排出されることが好ましい。
第３分級工程を有することにより、第１分級工程で分級されたオーバーサイズ炭に含まれていたアンダーサイズ炭を、微粉炭機へと供給できるようにしながら、オーバーサイズ炭（石炭外混入物）を破砕後分級工程で除去しやすくなる。したがって、このような形態にすることにより、上記効果に加えて、微粉炭機へと供給されるアンダーサイズ炭の量を増大させつつ、原料石炭中に含まれている石炭外混入物を石炭搬送中に選別して除去することが可能になる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、大規模な粉砕設備を用いることなく、規定粒子径以下の石炭を微粉炭機へ供給することが可能な、微粉炭焚きボイラ火炉における石炭調整方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を説明する図である。
【図２】本発明を適用可能な石炭搬送系統を説明する概略図である。
【図３】原料石炭中のオーバーサイズの割合と粒子径分布を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、微粉炭焚きボイラ火炉の手前に配置されている微粉炭機へ、粒子径が２００ｍｍ以下である石炭を供給する際に、石炭混入物を除去しながらより多くの石炭を利用できるようにする目的を、粒子径が４０〜６０ｍｍの範囲内にある規定粒子径（例えば５０ｍｍ）以下である石炭を分級できる分級設備を石炭搬送系統内に設置することにより達成した例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。本発明において、分級設備は周知の設備を適宜採用することができ、例えば、篩を使用することができる。以下の説明では、分級設備として篩を例示する。また、以下の説明では、粉砕設備の前後において、粉砕前の段階を一次側、粉砕後の段階を二次側と称することがある。なお、以下に示す形態は本発明の例であり、本発明は以下に示す形態に限定されない。
【００１８】
図１は、本発明の微粉炭焚きボイラ火炉における石炭調整方法を説明する図である。図１に示した本発明の石炭調整方法は、第１分級工程（Ｓ１）と、第２分級工程（Ｓ２）と、破砕工程（Ｓ３）と、第３分級工程（Ｓ４）と、供給工程（Ｓ５）と、を順に有している。
【００１９】
＜第１分級工程Ｓ１＞
第１分級工程（以下において、「Ｓ１」と称することがある。）は、４０〜６０ｍｍの範囲内の第１分級点で、原料石炭を分級する工程である。第１分級点が例えば５０ｍｍである場合、Ｓ１で分級されたオーバーサイズ炭は破砕前分級工程Ｓ２へと送られる。これに対し、Ｓ１で分級されたアンダーサイズ炭は、そのまま微粉炭機へと供給するために、供給工程Ｓ５へと送られる。より具体的には、Ｓ１で分級されたアンダーサイズ炭は、ベルトコンベアからバンカに送られる。
【００２０】
原料石炭の粒度分布の例を表１に示す。この例では、５０ｍｍ以上が１．２％存在している。石炭の最大搬送量を３００ｔ／ｈとすると、オーバーサイズ炭は３．６ｔ／ｈ程度になるので、これを破砕機で破砕処理すればよい。なお、原料石炭の粒度分布は入荷毎に変動するので、変動を勘案した設備余裕が必要である。
【００２１】
【表１】
0006610230.tif 000002
【００２２】
＜第２分級工程Ｓ２＞
第２分級工程（以下において、「Ｓ２」と称することがある。）は、Ｓ１で分級されたオーバーサイズ炭を、１００ｍｍよりも大きい第２分級点で分級する工程である。第２分級点が例えば２００ｍｍである場合、Ｓ２で分級されたオーバーサイズ炭は破砕工程Ｓ３へと送られることなくコンテナへと排出され、Ｓ２で分級されたアンダーサイズ炭は破砕工程Ｓ３へと送られる。
Ｓ２により、２００ｍｍを超える石炭外混入物を、石炭搬送中に選別して容易に除去することができる。また、Ｓ２により、Ｓ１で分級されたオーバーサイズ炭の粒度分布の幅をさらに狭くし量を減らすことができるので、破砕工程Ｓ３で用いられる破砕機の容量を小さくしやすくなる。
【００２３】
＜破砕工程Ｓ３＞
破砕工程（以下において、「Ｓ３」と称することがある。）は、Ｓ２で分級されたアンダーサイズ炭を、破砕機で粉砕する工程である。Ｓ１で分級されたオーバーサイズ炭がＳ２で分級されるので、Ｓ３は、Ｓ１で分級されたオーバーサイズ炭を破砕機で粉砕する工程、と表現することも可能である。Ｓ３で破砕される石炭は、Ｓ１で分級されたオーバーサイズ炭なので、Ｓ１で分級する前と比較して、石炭の粒度分布の幅が狭く量が少ない。それゆえ、大規模ではない破砕機によって、石炭を破砕することができる。Ｓ１で分級されたオーバーサイズ炭をＳ３で破砕することにより、石炭を微細化することが可能になるので、微粉炭機へと供給される、規定粒子径以下の石炭の量を増大させることが可能になる。
【００２４】
＜第３分級工程Ｓ４＞
第３分級工程（以下において、「Ｓ４」と称することがある。）は、Ｓ３で破砕された石炭を、４０〜６０ｍｍの範囲内の第３分級点で分級する工程である。第３分級点が例えば５０ｍｍである場合、Ｓ４で分級されたオーバーサイズ炭は供給工程Ｓ５へと送られることなくコンテナへと排出される。これに対し、Ｓ４で分級されたアンダーサイズ炭は供給工程Ｓ５へと送られる。より具体的には、Ｓ４で分級されたアンダーサイズ炭は、ベルトコンベアからバンカに送られる。
Ｓ４により、Ｓ１で分級されたオーバーサイズ炭に含まれていた、粒径が５０ｍｍ以下である石炭を、微粉炭機へと供給できるようにしながら、粒径が５０ｍｍを超える石炭外混入物を除去しやすくなる。したがって、このような形態にすることにより、微粉炭機へと供給される粒径が５０ｍｍ以下の石炭の量を増大させつつ、原料石炭中に含まれている大きさが５０ｍｍを超える石炭外混入物を石炭搬送中に選別して除去することができる。
【００２５】
＜供給工程Ｓ５＞
供給工程（以下において、「Ｓ５」と称することがある。）は、Ｓ１で分級されたアンダーサイズ炭と、Ｓ４で分級されたアンダーサイズ炭とを、微粉炭機に供給する工程である。
【００２６】
Ｓ１〜Ｓ５を有する本発明では、Ｓ１で分級されたオーバーサイズ炭のうち、Ｓ２で分級されたアンダーサイズ炭を破砕機で破砕する。Ｓ１およびＳ２で分級することにより、破砕機で粉砕される石炭の粒度分布を狭くし量を減らすことができるので、大規模な破砕機が不要になる。また、Ｓ１で分級されたアンダーサイズ炭に加えて、Ｓ３で破砕された石炭のうち、Ｓ４で分級されたアンダーサイズ炭も微粉炭機へと供給することによって、規定粒子径以下（５０ｍｍ以下）の石炭を微粉炭機へ供給することが可能になる。
また、Ｓ２を行うことにより、大きさが２００ｍｍを超える石炭外混入物を除去しやすくなる。さらに、Ｓ４を行うことにより、大きさが５０ｍｍを超える石炭外混入物を除去しやすくなる。したがって、Ｓ２やＳ４を行うことにより、原料石炭中に含まれている石炭外混入物を石炭搬送中に選別して除去しやすくなる。
【００２７】
本発明に関する上記説明では、Ｓ１、Ｓ３、および、Ｓ５に加えて、Ｓ２およびＳ４を有する形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されない。本発明は、Ｓ２およびＳ４の一方または両方を有しない形態とすることも可能である。ただし、原料石炭中に含まれている石炭外混入物を石炭搬送中に選別して除去しやすい形態にする観点からは、Ｓ２およびＳ４の一方または両方を有する形態にすることが好ましい。
【００２８】
上述した形態例において、原料石炭を事前処理するに際して、分級点で分級できる篩を用いたのは、微粉炭機に大塊が供給されることを前提として、微粉炭機の粉砕能力が過剰となるのを防止し、且つ、破砕機では原料石炭中のオーバーサイズ炭のみを破砕するためである。
破砕機の一次側に篩がない従来設備であると、破砕する必要のないアンダーサイズ炭が破砕機を通炭するので、破砕機の容量が大きくなる。これに対し、オーバーサイズ炭のみを破砕する本発明では、破砕機を適正規模とすることができる。特に、原料石炭中に破砕すべきオーバーサイズ炭の比率が少ない場合には、この効果が大きい。
【００２９】
また、本発明において、第１分級点（篩目）を４０ｍｍから６０ｍｍとするのは、以下の理由による。第１分級点（篩目）を４０ｍｍより小さくすると、微粉炭機で粉砕することが適当である粒径の石炭も破砕機で粉砕することになり、破砕機の能力を不必要に大きくする必要が生じる一方、第１分級点（篩目）を６０ｍｍより大きくすると、微粉炭機の粉砕能力を大きくする必要が生じるため、本発明の効果が得られない。
【００３０】
また、本発明において、第２分級点（篩目）を１００ｍｍよりも大きくするのは、以下の理由による。原料石炭中に含まれる１００ｍｍ超の粒体は、石炭外混入物である可能性が高いので、石炭外混入物を石炭搬送系統外へ排出できるようにするため、第２分級点（篩目）を１００ｍｍよりも大きくする。また、１００ｍｍ超の粒体が石炭であった場合でも、１００ｍｍ超の個数は少ないので、個別破砕等を行って石炭搬送系統に戻すことは容易であるという理由による。これによって、破砕機をさらに適正規模としながら、石炭外混入物を排出しやすくなる。
【００３１】
また、本発明において、第３分級点（篩目）を４０ｍｍから６０ｍｍとするのは、破砕機による破砕を経ても上記第３分級点（４０ｍｍから６０ｍｍ）のオーバーサイズである粒体は石炭外混入物である可能性が高く、これを石炭搬送系統外へ排出できるようにするためである。
【実施例】
【００３２】
実施例を参照しつつ、本発明についてさらに説明を続ける。
【００３３】
図２に、実施例で使用した石炭搬送系統設備１００の概略図を示す。石炭搬送系統設備１００では、石炭ヤード１０に貯炭された原料となる石炭が、不図示のリクレーマによりベルトコンベア２０に払い出される。ベルトコンベア２０に払い出された原料石炭は、石炭搬送系統の主流に設置された篩３１により、分級点５０ｍｍで区分される。篩３１は、円振動形傾斜振動篩（開目は中央部５０ｍｍの末広グリズリ型）を使用した。石炭搬送系統設備１００の最大搬送量は２７０ｔ／ｈであり、通常は、石炭搬送を実施する場合は最大搬送量もしくは最大搬送量近辺での操業を行い、石炭搬送量を調整する必要がある場合や設備補修等の場合は、石炭搬送を停止する。
【００３４】
篩３１で区分されたアンダーサイズ（篩下）炭は、ベルトコンベア６０に載せられて、バンカ７０に投炭され、微粉炭機８０へ供給される。微粉炭機８０は、併設された４台のリングローラ型竪型ミル（容量４６．７ｔ／ｈ）によって構成されている。微粉炭機８０により、石炭は、７４μｍ以下（２００メッシュ通過）が７０質量％以上である粒度の微粉炭へと粉砕され、粉砕された微粉炭は気流輸送によって、微粉炭焚きボイラのボイラ火炉９０に供給される。
【００３５】
また、篩３１により分級されたオーバーサイズ（篩上）炭は約０．７ｔ／ｈで搬送され、粒径２００ｍｍで区分できる篩３２で区分される。篩３２は固定バー形式であり、目開きは２００ｍｍであった。篩３２で区分されたアンダーサイズ炭は、破砕能力が８．６ｔ／ｈであり、且つ、電動機出力が１１ｋＷである破砕機（シングルロールクラッシャー）４０へと装入されて破砕される。破砕機４０は、２００ｍｍ以下の石炭を５０ｍｍ以下に破砕する能力を有しているので、破砕機４０を通過した、５０ｍｍ以下でないものは、石炭外混入物である可能性が高い。破砕機４０で破砕された石炭は、その後、粒径５０ｍｍで区分できる篩３３で区分される。篩３３は固定バー形式であり、目開きは５０ｍｍであった。篩３３で区分されたアンダーサイズ炭は、ベルトコンベア６０に載せられ、篩３１で区分されたアンダーサイズ炭と合流して、バンカ７０に投炭され、微粉炭機８０へ供給される。
【００３６】
一方、篩３２で区分されたオーバーサイズ炭、および、篩３３で区分されたオーバーサイズ炭は、容量１３．５ｔのコンテナ５０へと搬送されることにより、排出される。
【００３７】
図３に、原料石炭中のオーバーサイズの割合とオーバーサイズの粒子径分布を示す。本実施例で使用した原料石炭の分級点である５０ｍｍ以上（オーバーサイズ）は０．２５％であり、オーバーサイズ（篩上）は約０．７ｔ／ｈであった。また、オーバーサイズ中に２００ｍｍ以上の粒子は存在しなかったので、オーバーサイズの全量が破砕機４０に装入された。
【００３８】
石炭搬送系統設備１００で本発明を実施することにより、大規模な粉砕設備ではない、破砕機４０および微粉炭機８０を用いて、５０ｍｍ以下の微粉炭を微粉炭機９０へ供給することが可能であった。また、破砕機４０の二次側に設置した篩３３を用いて分級することにより、５０ｍｍを超える石炭外混入物を排出することができた。
【符号の説明】
【００３９】
１０…石炭ヤード
２０、６０…ベルトコンベア
３１、３２、３３…篩
４０…破砕機
５０…コンテナ
７０…バンカ
８０…微粉炭機
９０…微粉炭焚きボイラ火炉
１００…石炭搬送系統設備
【図１】
0006610230.tif 000003
【図２】
0006610230.tif 000004
【図３】
0006610230.tif 000005