(57)【要約】【課題】燃焼装置へ搬送する固体燃料の乾燥・搬送が効果的に行え、かつ熱効率の良い固体燃料燃焼方法と装置及び該燃焼装置への固体燃料燃焼装置などを提供すること。【解決手段】微粉炭を主燃料とする火炉１のバーナに供給する微粉炭の乾燥と搬送用の気体として少なくともガスタービン、ディーゼル機関などの熱機関排ガスを用いる。さらに火炉１からの燃焼ガス及び／又は燃焼用空気を微粉炭の乾燥と搬送用の気体として用いることができる。熱機関排ガスが、高温で低酸素濃度であるため、褐炭などの高湿分で発火し易い固体燃料を乾燥させると同時に発火し難い搬送気体として利用でき、また、熱機関排ガスの保有熱をボイラ等の燃焼装置で回収することにより、ボイラなどの熱効率が良好となり、発電効率の高いボイラプラントが得られる。【選択図】  図４
2005016750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体燃料を主燃料とする燃焼炉のバーナに供給する粉砕固体燃料の乾燥と燃焼用の気体として少なくとも熱機関から排出する排ガスの一部又は全部を用いることを特徴とする固体燃料燃焼方法。
【請求項２】
前記燃焼炉から取り出した燃焼ガス及び／又は燃焼用空気を熱機関排ガスと共に燃焼炉に供給する粉砕固体燃料の乾燥と燃焼用の気体として用いることを特徴とする請求項１記載の固体燃料燃焼方法。
【請求項３】
前記固体燃料として含有水分が２０％以上の高水分燃料を用いることを特徴とする請求項１または２記載の固体燃料燃焼方法。
【請求項４】
前記熱機関排ガスの一部は燃焼炉に供給する粉砕固体燃料の乾燥と燃焼用の気体として用い、前記熱機関排ガスの残部は燃焼炉のバーナ以外の燃焼ガス流路内に直接供給することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の固体燃料燃焼方法。
【請求項５】
燃焼炉の燃焼ガス流路内に直接供給される前記熱機関排ガスは、その供給量が調整されることを特徴とする請求項４記載の固体燃料燃焼方法。
【請求項６】
前記燃焼炉燃焼ガス及び／又は燃焼用空気の供給量を調整しながら熱機関排ガスと共に燃焼炉に供給する粉砕固体燃料の乾燥と燃焼用の気体として用いることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の固体燃料燃焼方法。
【請求項７】
前記燃焼炉に供給する熱機関排ガスの熱量分に相当する固体燃料供給量及びその燃焼用空気量を削減して燃料炉に固体燃料及び燃焼用空気を供給することを特徴とする請求項６記載の固体燃料燃焼方法。
【請求項８】
前記燃焼炉に供給する熱機関排ガスの供給量に相当する固体燃料供給量及び燃焼用空気供給量を削減して燃料炉に固体燃料及び燃焼用空気を供給することを特徴とする請求項６記載の固体燃料燃焼方法。
【請求項９】
前記熱機関として高温で且つ酸素濃度の低いガスを排出するガスタービン又はディーゼル発電機を用いることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の固体燃料燃焼方法。
【請求項１０】
少なくとも熱機関から排出する排ガスを用いて燃焼する粉砕固体燃料を濃縮した後に燃焼炉のバーナに供給し、粉砕固体燃料を濃縮時に分離された燃焼気体を燃焼炉のバーナ以外の燃焼ガス流路内に供給することを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の固体燃料燃焼方法。
【請求項１１】
粉砕固体燃料を濃縮時に分離された燃焼気体は前記燃焼炉のバーナの前流側又は後流側の燃焼ガス流路内に供給することを特徴とする請求項１０記載の固体燃料燃焼方法。
【請求項１２】
少なくとも前記熱機関から排出する排ガスを用いて燃焼する粉砕固体燃料を濃縮した後に燃焼炉のバーナに供給し、粉砕固体燃料を濃縮時に分離された燃焼気体中の微量固体燃料を除去した後、大気に排出し、除去された微量固体燃料を燃焼炉に設けた微量固体燃料供給口から燃焼炉燃焼ガス流路内に供給することを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の固体燃料燃焼方法。
【請求項１３】
前記熱機関から排出する排ガスの一部を固体燃料供給系外に放出して、残りの排ガスを用いて粉砕固体燃料を燃焼炉に供給することを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の固体燃料燃焼方法。
【請求項１４】
請求項１３の固体燃料燃焼方法で固体燃料供給系外に放出される熱機関排出排ガスを排熱回収ボイラに供給して蒸気タービン発電機用の蒸気を生成させることを特徴とする熱回収方法。
【請求項１５】
燃焼炉に主燃料である固体燃料を供給する固体燃料供給装置と、該固体燃料供給装置に接続した固体燃料と該固体燃料の燃焼ガスの混合流体を供給する混合流体供給ラインと、該混合流体供給ラインに接続した固体燃料を粉砕する固体燃料粉砕機と、該固体燃料粉砕機で粉砕された固体燃料を燃焼炉のバーナに供給する粉砕固体燃料供給ラインとを備えた固体燃料燃焼装置において、
前記混合流体供給ラインは、固体燃料の乾燥と燃焼用の気体として少なくとも熱機関から排出する排ガスの一部又は全部を供給する熱機関排ガス供給ラインであることを特徴とする固体燃料燃焼装置。
【請求項１６】
前記混合流体供給ラインに熱機関排ガス供給ラインの他に燃焼炉の燃焼ガス流路から取り出した燃焼炉燃焼ガスの供給ライン及び／又は燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給ラインを接続したことを特徴とする請求項１５記載の固体燃料燃焼装置。
【請求項１７】
前記固体燃料供給ラインへ接続する燃焼炉燃焼ガスの供給ライン及び／又は燃焼用空気供給ラインには燃焼炉燃焼ガス及び／又は燃焼用空気の供給量調整手段を設けたことを特徴とする請求項１６記載の固体燃料燃焼装置。
【請求項１８】
前記熱機関排ガス供給ラインは、固体燃料粉砕機をバイパスして燃焼炉の燃焼ガス流路に接続する分岐熱機関排ガス供給ラインを有することを特徴とする請求項１５ないし１７のいずれかに記載の固体燃料燃焼装置。
【請求項１９】
前記分岐熱機関排ガス供給ラインには熱機関排ガスの流量調整手段を設けたことを特徴とする請求項１８記載の固体燃料燃焼装置。
【請求項２０】
前記熱機関は、高温で且つ酸素濃度の低いガスを排出するガスタービン又はディーゼル発電機であることを特徴とする請求項１５ないし２０のいずれかに記載の固体燃料燃焼装置。
【請求項２１】
前記燃焼炉のバーナに主燃料である粉砕された固体燃料と燃焼ガスの混合流体を供給する混合流体供給ラインの中間部に粉砕燃料を濃縮する濃縮装置を備え、該濃縮装置で分離された燃焼気体を燃焼炉のバーナの前流側又は後流側に設けられた分離気体供給口から燃焼ガス流路内に供給する燃焼気体供給ラインを設けたことを特徴とする請求項１５ないし２０のいずれかに記載の固体燃料燃焼装置。
【請求項２２】
前記燃焼炉のバーナに主燃料である粉砕された固体燃料と燃焼ガスの混合流体を供給する混合流体供給ラインの中間部に粉砕固体燃料を濃縮する濃縮装置を備え、該濃縮装置で分離された燃焼気体を大気中に排出する燃焼気体排出ラインと、該燃焼気体排出ラインの中間部に設けた微量の固体燃料を分離する微量固体燃料分離装置と、該微量固体燃料分離装置で分離された微量の固体燃料を燃焼炉のバーナ又はバーナ以外に設けられた微量固体燃料供給口から燃焼ガス流路内に供給する微量固体燃料供給ラインとを設けたことを特徴とする請求項１５ないし２０のいずれかに記載の固体燃料燃焼装置。
【請求項２３】
前記燃焼炉のバーナ以外の前記微量固体燃料供給口はバーナより後流側の燃焼炉の燃焼ガス流路内に設けられたことを特徴とする請求項２２記載の固体燃料燃焼装置。
【請求項２４】
前記熱機関排ガス供給ラインには、固体燃料粉砕機をバイパスして固体燃料燃焼装置の系外に熱機関排ガスを排出する分岐熱機関排ガス排出ラインを設けたことを特徴とする請求項１５ないし２３のいずれかに記載の固体燃料燃焼装置。
【請求項２５】
一基の燃焼炉に対して一台以上の熱機関からの排ガスが供給される前記熱機関排ガス供給ラインがそれぞれ設けられ、一基の燃焼炉に対して各熱機関からの前記熱機関排ガス供給ラインが一系列以上設けられたことを特徴とする請求項１５ないし２４のいずれかに記載の固体燃料燃焼装置。
【請求項２６】
請求項２４記載の固体燃料燃焼装置の系外に排熱回収ボイラを設け、前記分岐熱機関排ガス排出ラインを前記排熱回収ボイラに接続したことを特徴とする熱回収装置。
【請求項２７】
請求項１５ないし２５のいずれかに記載の固体燃料燃焼装置に用いることを特徴とする固体燃料搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は固体燃料を燃焼するボイラ等の固体燃料燃焼方法と装置及び該固体燃料燃焼装置への固体燃料搬送装置に関し、特に高温かつ低酸素濃度のガスを固体燃料搬送用ガスとして用いる必要のある、高水分で発火性の高い褐炭などの固体燃料を燃焼する燃焼装置への固体燃料燃焼方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
褐炭などの炭化度が進んでいない固体燃料は、表１に示すように、日本国内の事業用ボイラで一般的に使用される瀝青炭に比べ、高水分で揮発分が高いという特徴を有している。
【０００３】
【表１】
2005016750.tif 000003
【０００４】
このような固体燃料を粉砕燃焼させるためには、粉砕過程で水分を低減（乾燥）させるとともに、発火を防止する手段が採られる。具体的には、高温で、かつ酸素濃度の低い燃焼ガスの一部を再循環させて乾燥用及び粉砕後の搬送用ガスとして用いることが多い。
【０００５】
図１４に特開２００２−２２８１０９号公報（図１４）に示す典型的な褐炭焚きボイラの火炉（燃焼炉）及び粉砕機まわりの側面図（図１４（ａ））と平面図（図１４（ｂ））を示す。ボイラ火炉１には、固体燃料貯留ビン３から固体燃料供給装置４を経由して固体燃料粉砕機５に固体燃料が送られる。
【０００６】
伝熱管群１４を設けたボイラ火炉１には固体燃料粉砕機５で粉砕された石炭が固体燃料供給ライン６を通り、粉砕固体燃料供給口７から火炉１の側壁に設けられたバーナに供給して燃焼用空気と共に燃焼させる。
【０００７】
また、火炉１のバーナ設置部の下流側の壁面の開口部から燃焼ガス再循環ライン２を通って排ガスが取り出され、該燃焼ガス再循環ライン２は固体燃料粉砕機５の近傍の固体燃料供給装置４の出口流路に合流している。従って、燃焼ガス再循環ライン２、固体燃料粉砕機５、粉砕固体燃料供給ライン６及び粉砕燃料供給口７からなる排ガス循環系統が形成され、これが火炉１の側壁に４〜８系統、並列に設置されている。
【０００８】
図１５は、前記排ガス循環系統の固体燃料粉砕機５まわりの１系統についての構成を図示したものである。図１５に示すように、火炉１の内部の１０００℃前後の高温かつ低酸素濃度の燃焼ガスの一部を燃焼ガス再循環ライン２を通して固体燃料粉砕機５に導入し、石炭を粉砕及び乾燥させた後、粉砕固体燃料供給ライン６を通して粉砕固体燃料供給口（バーナ）７から火炉１に供給する。このとき同時に燃焼用空気供給ライン８から燃焼用空気も火炉１に供給することで火炉１内で石炭が燃焼される。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−２２８１０９号公報（図１４）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
水分含有量が高い石炭をボイラで使用すると、ボイラ排ガス中の水分濃度も高くなり、潜熱損失が大きいという問題点がある。このため、ボイラ効率（燃料の単位燃焼エネルギーに対して得られる発生蒸気エネルギーの割合）並びにボイラと発電機とを含むプラントの運転効率（プラント効率と呼び、投入エネルギーに対して得られる電気エネルギーの割合）が低く、装置の経済的な運用が難しくなるばかりでなく、大気中に排出する二酸化炭素濃度をできるだけ低減させようという要請に応えられない。
【００１１】
本発明の課題は、燃焼装置へ搬送する固体燃料の乾燥・搬送が効果的に行え、かつ熱効率の良い固体燃料燃焼装置及び該固体燃料燃焼装置への固体燃料搬送装置などを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためには、本発明では次の解決手段を採用する。
（１）主燃料とする燃焼炉のバーナに供給する粉砕固体燃料の乾燥と燃焼用の気体として少なくとも熱機関から排出する排ガスを用いる固体燃料燃焼方法である。
【００１３】
また、このとき燃焼炉から取り出した燃焼ガス及び／又は燃焼用空気を熱機関排ガスと共に粉砕固体燃料の乾燥と燃焼用の気体として用いると、石炭燃料の粉砕及び乾燥に必要なガス量の不足分を、燃焼炉で得られる燃焼ガスの一部及び／又は燃焼用空気により補充するものことができる。
【００１４】
上記燃焼用空気を熱機関排ガスと共に粉砕固体燃料の乾燥と燃焼用の気体として用いる場合には熱機関排ガスの酸素濃度が十分低くて、粉砕固体燃料が発火しないことが条件である。
【００１５】
なお、前記固体燃料として含有水分が２０％以上の高水分燃料、例えば褐炭を用いても良い。
【００１６】
また、熱機関の排ガスとボイラ等の燃焼炉燃焼ガスの他に比較的低温の空気を固体燃料と共に固体燃料の粉砕に利用すると、固体燃料の粉砕用に導入するガスの温度、流量並びに酸素濃度の調整範囲が広がり、固体燃料の粉砕と燃焼にとって適正な設計条件の設定が可能となる。
【００１７】
前記熱機関排ガスの一部は、燃焼炉に供給する粉砕固体燃料の乾燥と燃焼用の気体として用い、熱機関排ガスの残部は燃焼炉のバーナ以外の燃焼ガス流路内に直接供給しても良い。
【００１８】
例えば、熱機関排ガス流量が固体燃料の粉砕及び乾燥に必要なガス量を上回る場合に、その過剰分を燃焼炉のバーナ以外の燃焼ガス流路内に直接供給することにより、適正な熱機関排ガス量を固体燃料の粉砕に利用することができる。
【００１９】
このとき、熱機関及び燃焼炉の運転条件に基づき燃焼炉の燃焼ガス流路内に直接供給する前記熱機関排ガスは、その供給量を調整することで、最適な運転状態が維持可能となる。
【００２０】
前記燃焼炉に供給する熱機関排ガスの供給量に相当する固体燃料供給量及び燃焼用空気供給量を削減して燃料炉に固体燃料及び燃焼用空気を供給しても良い。
【００２１】
このように、熱機関及びボイラなどの燃焼炉の運転条件に基づき熱機関排ガスの供給量、燃焼炉の燃焼ガスの再循環流量、固体燃料供給量及びその燃焼用空気量を調整すれば、最適な運転状態が維持可能となる。
【００２２】
本発明の熱機関として高温で且つ酸素濃度の低いガスを排出するガスタービン又はディーゼル発電機などを用いることができる。
【００２３】
本発明の固体燃料燃焼方法は、少なくとも熱機関から排出する排ガスを用いて燃焼する粉砕固体燃料を濃縮した後に燃焼炉のバーナに供給し、粉砕固体燃料を濃縮時に分離された燃焼気体を燃焼炉のバーナ以外の燃焼ガス流路内に供給する方法を採用しても良い。このとき、粉砕固体燃料を濃縮時に分離された燃焼気体は燃焼炉のバーナの前流側又は後流側の燃焼ガス流路内に供給しても良い。
【００２４】
上記熱機関排ガスの燃焼炉への供給方法は、熱機関排ガス量が固体燃料の粉砕及び乾燥には適正であるが、燃焼炉内に投入するには過剰である場合に、その過剰分を濃縮した後に抽気して、燃焼炉のバーナ以外の別の供給口から燃焼ガス流路内に投入するものである。
【００２５】
また、本発明の固体燃料燃焼方法は、少なくとも熱機関から排出する排ガスを用いて燃焼する粉砕固体燃料を濃縮した後に燃焼炉のバーナに供給し、粉砕固体燃料を濃縮時に分離された燃焼気体中の微量固体燃料を除去した後、大気に排出し、除去された微量固体燃料を燃焼炉に設けた微量固体燃料供給口から燃焼炉燃焼ガス流路内に供給する方法でも良い。
【００２６】
上記方法は、熱機関排ガス量が固体燃料の粉砕及び乾燥には適正であるが、燃焼炉内にバーナから投入するには過剰で、かつ燃料炉で必要なガス量に対しても過剰な場合に、その過剰分を燃焼炉の燃料供給系外に排出する場合に適している。
【００２７】
さらに、前記熱機関から排出する排ガスの一部を固体燃料供給系外に放出して、残りの排ガスを用いて粉砕固体燃料を燃焼炉に供給しても良い。このとき、固体燃料供給系外に放出される熱機関排ガスを無駄にしないために、これを排熱回収ボイラに供給して蒸気タービン発電機用の蒸気を生成させる熱回収方法も本発明の範囲内の発明である。
【００２８】
（２）燃焼炉に主燃料である固体燃料を供給する固体燃料供給装置と、該固体燃料供給装置に接続した固体燃料と該固体燃料の燃焼ガスの混合流体を供給する混合流体供給ラインと、該混合流体供給ラインに接続した固体燃料を粉砕する固体燃料粉砕機と、該固体燃料粉砕機で粉砕された固体燃料を燃焼炉のバーナに供給する粉砕固体燃料供給ラインとを備えた固体燃料燃焼装置において、前記混合流体供給ラインは、固体燃料の乾燥と燃焼用の気体として少なくとも熱機関から排出する排ガスの一部又は全部を供給する熱機関排ガス供給ラインである固体燃料燃焼装置である。
【００２９】
前記混合流体供給ラインに熱機関排ガス供給ラインの他に燃焼炉の燃焼ガス流路から取り出した燃焼炉燃焼ガスの供給ライン及び／又は燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給ラインを接続しても良い。
【００３０】
前記固体燃料供給ラインへ接続する燃焼炉燃焼ガスの供給ライン及び／又は燃焼用空気供給ラインには燃焼炉燃焼ガス及び／又は燃焼用空気の供給量調整手段を設けても良い。
【００３１】
前記熱機関排ガス供給ラインは、固体燃料粉砕機をバイパスして燃焼炉の燃焼ガス流路に接続する分岐熱機関排ガス供給ラインを有することができる。
前記分岐熱機関排ガス供給ラインには熱機関排ガスの流量調整手段を設けても良い。
【００３２】
前記燃焼炉のバーナに主燃料である粉砕された固体燃料と燃焼ガスの混合流体を供給する混合流体供給ラインの中間部に粉砕燃料を濃縮する濃縮装置を備え、該濃縮装置で分離された燃焼気体を燃焼炉のバーナの前流側又は後流側に設けられた分離気体供給口から燃焼ガス流路内に供給する燃焼気体供給ラインを設けても良い。
【００３３】
本発明の固体燃料燃焼装置は、前記燃焼炉のバーナに主燃料である粉砕された固体燃料と燃焼ガスの混合流体を供給する混合流体供給ラインの中間部に粉砕固体燃料を濃縮する濃縮装置を備え、該濃縮装置で分離された燃焼気体を大気中に排出する燃焼気体排出ラインと、該燃焼気体排出ラインの中間部に設けた微量の固体燃料を分離する微量固体燃料分離装置と、該微量固体燃料分離装置で分離された微量の固体燃料を燃焼炉のバーナ又はバーナ以外に設けられた微量固体燃料供給口から燃焼ガス流路内に供給する微量固体燃料供給ラインとを設けた構成にしても良い。
【００３４】
前記燃焼炉のバーナ以外の前記微量固体燃料供給口はバーナより後流側の燃焼炉の燃焼ガス流路内に設けることができる。
【００３５】
また、前記熱機関排ガス供給ラインには、固体燃料粉砕機をバイパスして固体燃料燃焼装置の系外に熱機関排ガスを排出する分岐熱機関排ガス排出ラインを設けても良い。このとき、固体燃料燃焼装置の系外に排熱回収ボイラを設け、前記分岐熱機関排ガス排出ラインを前記排熱回収ボイラに接続した熱回収装置も本発明に含まれる。
【００３６】
さらに、上記固体燃料燃焼装置において、一基の燃焼炉に対して一台以上の熱機関からの排ガスが供給される前記熱機関排ガス供給ラインがそれぞれ設けられ、一基の燃焼炉に対して各熱機関からの前記熱機関排ガス供給ラインが一系列以上設けられた構成も本発明に含まれる。
【００３７】
また、本発明の上記固体燃料燃焼装置に用いる固体燃料搬送装置も本発明に含まれる。
【００３８】
【作用】
上記（１）及び（２）の本発明によれば、ガスタービン、ディーゼル機関などの熱機関の排ガスが、高温で低酸素濃度であるため、褐炭などの高湿分で発火し易い固体燃料を乾燥させると同時に発火し難い搬送気体として利用でき、また、熱機関排ガスの保有熱をボイラ等の燃焼装置で回収することにより、ボイラなどの熱効率が良好となり、発電効率の高いボイラプラントが得られる。
また、プラント効率が従来より高くなると燃料消費量が低減され、その結果炭酸ガス排出量も低減される。
【００３９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面と共に説明する。
【実施例１】
図１に、本発明の一実施例の火炉１への石炭の供給系統の略図を示す。この図１に示す石炭の供給系統では、固体燃料貯留ビン３から固体燃料供給装置４を経由して固体燃料粉砕機５に向けて固体燃料が送られる。このとき固体燃料粉砕機５に向けてガスタービン９から排出した排ガスを排ガスライン１０に導く。固体燃料粉砕機５に搬送された石炭は、ガスタービン排ガスにより粉砕並びに乾燥される。粉砕並びに乾燥過程を終えた石炭は、ガスタービン排ガスにより粉砕固体燃料供給ライン６を通して粉砕固体燃料供給口（バーナ）７から供給される。
【００４０】
図１に示す火炉１への石炭の供給系統は火炉１の側壁に４〜８系統、並列に設置されている。
【００４１】
ガスタービン９では、ガス燃料又は液体燃料が燃焼して、その排ガスが発電に利用され、さらにガスタービン排ガスの保有熱はボイラで回収されるため、ガスタービン９とボイラを備えたプラントのエネルギー効率はガスタービン排ガスを利用しないボイラだけのプラントに比べて向上する。
【００４２】
ガスタービン排ガスをボイラ燃料（石炭）の粉砕と乾燥に利用する場合に、ガスタービン排ガスの流量とボイラ燃料（石炭）の粉砕と乾燥に必要なガス量が一致しない場合、次のような問題が発生する場合がある。
【００４３】
１）ガスタービン排ガス流量が石炭の粉砕及び乾燥に必要なガス量を上回る場合必要以上のガスタービン排ガス量を固体燃料粉砕機５に供給することになるため、固体燃料粉砕機５の出口の排ガス温度が許容値を上回ることがある。また、必要以上のガス量がボイラ火炉１に供給されると、ボイラ火炉１内でのボイラ燃料濃度が低くなるため、石炭の燃焼が不安定になりやすく、また燃焼ガス中の窒素酸化物濃度が上昇することが懸念される。
【００４４】
２）ガスタービン排ガス流量が石炭の粉砕及び乾燥に必要なガス量を下回る場合石炭燃料の乾燥に必要なガスタービン排ガス量が供給できないため、ボイラでの負荷を減少させてボイラ火炉１への燃料供給量を絞る必要がある。
【００４５】
次の実施例２〜８は、図１に示す実施例１で述べたケース２）のガスタービン排ガス流量が石炭燃料の粉砕及び乾燥に必要なガス量に満たない場合における対策として有効な実施例である。
【００４６】
【実施例２】
図２に示す実施例は、石炭燃料の粉砕及び乾燥に必要なガス量の不足分を、ボイラで得られる燃焼ガスの一部により補充するものであり、火炉１のバーナ設置部の後流側の壁面の開口部から燃焼ガス再循環ライン２を通って排ガスが取り出され、該燃焼ガス再循環ライン２は固体燃料粉砕機５の近傍の固体燃料供給装置４の出口に接続している。従って、燃焼ガス再循環ライン２、固体燃料粉砕機５、粉砕固体燃料供給ライン６及び粉砕燃料供給口７からなる排ガス循環系統が形成され、これが火炉１の側壁に４〜８系統、並列に設置されている。
【００４７】
【実施例３】
図３に示す本実施例は、図２に示す実施例２の構成のボイラ燃焼ガスの再循環ライン２に燃焼ガス再循環流量調整機構１２を設けたものであり、ガスタービン９及びボイラ火炉１の運転条件に基づきボイラ燃焼ガスの再循環流量を調整すれば、最適な運転状態が維持可能となる。
【００４８】
【実施例４】
図４に示す本実施例は、ガスタービン９の排ガスライン１０及びボイラ燃焼ガスの再循環ライン２に加えて、燃焼用空気供給ライン１３を固体燃料供給装置４の出口に設けてある。
【００４９】
ガスタービン９の排ガスとボイラ燃焼ガスの他に比較的低温の空気を燃焼用空気供給ライン１３から石炭と共に固体燃料粉砕機５に向けて供給することにより、固体燃料粉砕機５に導入するガスの温度、流量並びに酸素濃度の調整範囲が広がり、石炭の粉砕と燃焼にとって適正な設計条件の設定が可能となる。
【００５０】
酸素濃度が高くなると石炭燃料の発火が起こりやすくなるので、ガスタービン排ガス中及び再循環ボイラ燃焼ガス中の酸素濃度が石炭燃焼用空気を混合後も十分低い場合に、本実施例の適用を限定することが望ましい。
【００５１】
【実施例５】
図５に示す本実施例は、ボイラ燃焼ガス再循環ライン２及び燃焼用空気供給ライン１３に、燃焼ガス再循環流量調整機構１６及び燃焼用空気流量調整機構１７をそれぞれ設けたものであり、ガスタービン９及びボイラ火炉１の運転条件に基づきボイラ燃焼ガスの再循環流量及び燃焼用空気流量を調整することができ、ボイラ燃焼ガスの再循環流量及び燃焼用空気流量の調整により最適なボイラ火炉１及びガスタービン９の運転状態が維持可能となる。
【００５２】
【実施例６】
図６に示す本実施例は、酸素濃度が高くなると石炭燃料が発火し易くなるため、本実施例６の適用は、ガスタービン排ガスの酸素濃度が低く、ガスタービン排ガスに燃焼用空気供給ライン１３からの燃焼用空気を混合しても、混合ガス中の酸素濃度が十分低い場合に限ることが望ましい。
【００５３】
【実施例７】
図７に示す本実施例は、図６に示す実施例６の燃焼用空気供給ライン１３に燃焼用空気流量調整機構１８を設けた例であり、ガスタービン９及びボイラ火炉１の運転条件に基づきボイラ燃焼用空気流量を調整することができ、最適な運転状態が維持可能となる。
【００５４】
【実施例８】
図８に示す本実施例は、図１に示す実施例１の構成における固体燃料粉砕機５に接続するガスタービン排ガス供給ライン１０にガスタービン排ガスバイパスライン２０を設け、該バイパスライン２０からボイラ火炉１の固体燃料供給口７より後流側の燃焼ガス流路内にガスタービン排ガスを供給し、残りのガスタービン排ガスはガスタービン排ガス供給ライン１０を通して固体燃料粉砕機５に供給する。
【００５５】
本実施例はガスタービン排ガス供給ライン１０に供給されるガスタービン排ガス流量が石炭の粉砕及び乾燥に必要なガス量を上回る場合に、その過剰分をガスタービン排ガスバイパスライン２０を通して逃がすことにより、適正なガスタービン排ガス量を固体燃料粉砕機５に供給することが可能なシステムである。
【００５６】
【実施例９】
図９に示す本実施例は、図８に示す実施例８の構成におけるガスタービン排ガスバイパスライン２０にガスタービン排ガスバイパス流量調整機構２１を設けたものである。ガスタービン９及びボイラ火炉１の運転条件に基づき前記バイパス流量調整機構２１によりガスタービン排ガスバイパス流量を調整すれば、最適な運転状態が維持可能となる。
【００５７】
【実施例１０】
図１０に示す本実施例は、図１に示す実施例１の粉砕固体燃料供給ライン６中に粉砕固体燃料濃縮器２２を設け、該濃縮器２２で濃縮された微粉炭は粉砕固体燃料供給口（バーナ）７を通して火炉１内に供給し、濃縮器２２で分離されたガスは分離気体供給ライン２４を通して粉砕固体燃料供給口７より後流側の火炉１の壁面に設けた分離気体供給口２５から燃焼ガス流路内に導入する。
【００５８】
本実施例はガスタービン排ガス流量が石炭の粉砕及び乾燥には適正であるが、粉砕固体燃料供給口７から投入する条件としては過剰な場合に、その過剰分を粉砕固体燃料濃縮器２２により抽気して、別の供給口２５から火炉内に投入するシステムである。分離気体の抽出量は分離気体流量調整機構２６によって適正に調整される。
【００５９】
【実施例１１】
図１１に示す本実施例は、図１０に示す実施例１０と同様に粉砕固体燃料供給ライン６中に粉砕固体燃料濃縮器２２を設けるが、該濃縮器２２で微粉炭から分離されたガスは分離気体供給ライン２４を通して微量固体燃料分離器２７に導くことが図１０に示す実施例１０とは相違する。なお、濃縮器２２で濃縮された微粉炭は粉砕固体燃料供給口７を通して火炉１内に供給することは図１０に示す実施例１０と同じである。
【００６０】
微量固体燃料分離器２７に導いた微量の微粉炭を分離除去した分離気体は、気体排出用送風機２８により大気中に排出され、一方、前記分離器２７で分離除去された微量の微粉炭は微量固体燃料搬送ライン２９を通してから火炉１内に供給する。
【００６１】
本実施例はガスタービン排ガス流量が石炭の粉砕及び乾燥には適正であるが、粉砕固体燃料供給口７から火炉１内に投入するには過剰で、かつボイラ火炉１で必要なガス量に対しても過剰な場合に、その過剰分をボイラ火炉の燃料供給系外に排出するのに適したシステムである。また、分離気体の抽出量は分離気体流量調整機構２６によって適正に調整される。
【００６２】
既設ボイラの改造に上記本発明の実施例からなるシステムを適用する場合、入熱を既設条件と合わせるためには、ガスタービン排ガスのボイラ火炉１での回収分は、ボイラ燃料及びそれに見合う燃焼用空気の低減を行って対処することになる。
【００６３】
また、既設ボイラの改造に上記本発明の実施例からなるシステムを適用する場合で、入熱を既設条件と合わせるために上記のようにボイラ燃料及び燃焼用空気の低減を行っても、ボイラを通過するガス量が既設ボイラの制限値を上回る場合、伝熱管の摩耗ポテンシャル増加に繋がる場合がある。そのような場合には、ボイラ通過ガス量を既設ボイラの制限値以内に抑えるよう、ボイラ燃料及び燃焼空気を削減してもよい。
【００６４】
【実施例１２】
図１２に示す本実施例は、図１に示した実施例１の構成においてガスタービン９の排ガス流量が石炭の粉砕及び乾燥に必要なガス量を上回る場合に、余剰分をガスタービン９の出口部から排ガス大気放出ライン３１を通して系外に放出し、残りの石炭の粉砕及び乾燥に必要なガスタービン排ガス流量を固体燃料粉砕機５に供給するシステムである。
【００６５】
排ガス大気放出ライン３１には排ガス流量調整機構３２を設けておき、ガスタービン９及びボイラ火炉１の運転条件に基づき排ガス流量調整機構３２によりガスタービン排ガスの大気中への排ガス排出量を調整すれば、最適な運転状態が維持可能となる。
【００６６】
本実施例では、比較的簡素なシステムで最適なガスタービン排ガス流量を固体燃料粉砕機５に供給可能である。しかしボイラ火炉の燃料供給系の外に放出する排ガスの保有熱の回収ができない問題点がある。
【００６７】
【実施例１３】
図１３に示す本実施例は、図１２に示した実施例１２の問題点であるボイラ火炉の燃料供給系の系外に放出するガスタービン排ガスの保有熱を回収するために、ボイラ火炉の燃料供給系の系外への排ガス大気放出ライン３１に排熱回収ボイラ３３を設けたシステムである。
【００６８】
本実施例によりガスタービン排ガスの保有熱は排熱回収ボイラ３３で回収して蒸気を発生させて図示しない蒸気タービンによる発電を行い、最大限に排ガスのエネルギーを活用できる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、高温かつ低酸素濃度の排ガスで、高水分かつ高揮発分の固体燃料（石炭）を安全に粉砕乾燥することができ、かつ、高いプラント効率も達成できるため、従来技術に比べて固体燃料の燃料消費量を低減させることができ、かつ大気中に排出する二酸化炭素濃度を抑えることもできる。
【００７０】
また、本発明によれば、ガスタービン排ガスの熱量をボイラで回収することによりプラント効率を高めて、経済的でかつ環境保全にも適したシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の褐炭焚きボイラの固体燃料燃焼系統図である。
【図２】本発明の実施例２の褐炭焚きボイラの固体燃料燃焼系統図である。
【図３】本発明の実施例３の褐炭焚きボイラの固体燃料燃焼系統図である。
【図４】本発明の実施例４の褐炭焚きボイラの固体燃料燃焼系統図である。
【図５】本発明の実施例５の褐炭焚きボイラの固体燃料燃焼系統図である。
【図６】本発明の実施例６の褐炭焚きボイラの固体燃料燃焼系統図である。
【図７】本発明の実施例７の褐炭焚きボイラの固体燃料燃焼系統図である。
【図８】本発明の実施例８の褐炭焚きボイラの固体燃料燃焼系統図である。
【図９】本発明の実施例９の褐炭焚きボイラの固体燃料燃焼系統図である。
【図１０】本発明の実施例１０の褐炭焚きボイラの固体燃料燃焼系統図である。
【図１１】本発明の実施例１１の褐炭焚きボイラの固体燃料燃焼系統図である。
【図１２】本発明の実施例１２の褐炭焚きボイラの固体燃料燃焼系統図である。
【図１３】本発明の実施例１３の褐炭焚きボイラの固体燃料燃焼系統図である。
【図１４】従来技術からなる褐炭焚きボイラの側面図（図１４（ａ））及び平面図（図１４（ｂ））である。
【図１５】従来技術からなる褐炭焚きボイラの固体燃料燃焼系統図である。
【符号の説明】
１  ボイラ火炉        ２  ボイラ燃焼ガス再循環ライン
３  固体燃料貯留ビン  ４  固体燃料供給装置
５  固体燃料粉砕機    ６  粉砕固体燃料供給ライン
７  粉砕固体燃料供給口
８  燃焼用空気供給ライン
９  ガスタービン      １０  排ガスライン
１２  燃焼ガス再循環流量調整機構
１３  燃焼用空気供給ライン
１４  伝熱管群
１６  燃焼ガス再循環流量調整機構
１７  燃焼用空気流量調整機構
１８  燃焼用空気流量調整機構
２０  ガスタービン排ガスバイパスライン
２１  ガスタービン排ガスバイパス流量調整機構
２２  粉砕固体燃料濃縮器
２４  分離気体供給ライン
２５  分離気体供給口
２６  分離気体流量調整機構
２７  微量固体燃料分離器
２８  気体排出用送風機
２９  微量固体燃料搬送ライン
３１  排ガス大気放出ライン
３２  排ガス流量調整機構
３３  排熱回収ボイラ
【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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