(57)【要約】【課題】より適切に燃焼炉に微粉炭を供給することができる微粉炭供給システムを提供することにある。【解決手段】燃焼炉に微粉炭を供給する微粉炭供給システムであって、石炭を粉砕し微粉炭を生成するミルと、前記ミルに石炭を供給する供給部と、前記ミルに一次空気を供給し、生成した微粉炭を一次空気と共に前記燃焼炉内に供給する一次空気搬送部と、前記ミルの駆動状態と、前記燃焼炉で必要な出力とに基づいて、前記燃焼炉に供給する排炭量を決定し、決定した排炭量に基づいて、前記ミル、前記一次空気搬送部、及び、前記供給部の少なくとも１つの操作量を決定し、決定した操作量に基づいて前記ミル、前記一次空気搬送部、及び、前記供給部の少なくとも１つの動作を制御する制御部と、を有することで上記課題を解決する。【選択図】図３
2012007811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼炉に微粉炭を供給する微粉炭供給システムであって、
石炭を粉砕し微粉炭を生成するミルと、
前記ミルに石炭を供給する供給部と、
前記ミルに一次空気を供給し、生成した微粉炭を一次空気と共に前記燃焼炉内に供給する一次空気搬送部と、
前記ミルの駆動状態と、前記燃焼炉で必要な出力とに基づいて、前記燃焼炉に供給する排炭量を決定し、決定した排炭量に基づいて、前記ミル、前記一次空気搬送部、及び、前記供給部の少なくとも１つの操作量を決定し、決定した操作量に基づいて前記ミル、前記一次空気搬送部、及び、前記供給部の少なくとも１つの動作を制御する制御部と、を有することを特徴とする微粉炭供給システム。
【請求項２】
前記操作量は、前記供給部から前記ミルへの石炭の供給量、前記ミルの分級回転数、及び、前記ミルで前記石炭に作用させる圧力の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の微粉炭供給システム。
【請求項３】
前記制御部は、一次空気の流量と前記石炭の炭種とに基づいて、前記排炭量を推定する排炭量推定値演算部をさらに有し、
前記排炭量推定値演算部で推定した排炭量に基づいて、前記排炭量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の微粉炭供給システム。
【請求項４】
前記一次空気の流量を検出する一次空気流量検出部と、前記ミルの圧力を検出するミル圧力検出部と、前記燃焼炉の圧力を検出する燃焼炉圧力検出部と、前記ミルの出口温度を検出するミル出口温度検出部とを有し、
前記排炭量推定値演算部は、前記一次空気の流量をＦａとし、前記ミルの圧力と前記燃焼炉の圧力との差をΔＰとし、ミル出口温度をＴ０とし、炭種毎の定数をＫとし、一次空気の流量がＦのときの空気単流時の前記ミルの圧力と前記燃焼炉の圧力との差をｆ（Ｆ）とすると、排炭量推定値Ｆｃを下記式１で算出することを特徴とする請求項３に記載の微粉炭供給システム。
【数１】
2012007811.tif 000006
【請求項５】
前記一次空気量検出部は、前記一次空気の流量を前記操作量から算出することを特徴とする請求項４に記載の微粉炭供給システム。
【請求項６】
前記ミル出口温度検出部は、前記ミルの出口温度を前記操作量から算出することを特徴とする請求項４または５に記載の微粉炭供給システム。
【請求項７】
前記排炭量推定値演算部は、前記排炭量推定値の積算値と、前記供給部から供給される石炭の供給量の積算値とに基づいて、前記石炭の炭種に応じて決定する定数を算出する定数決定部を有することを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の微粉炭供給システム。
【請求項８】
前記制御部は、前記燃焼炉の出力値を設定する出力指令値を生成する出力指令生成部と、前記出力指令生成部で設定した出力指令値に基づいて、前記ミルが前記燃焼炉に排出する排炭量指令値を算出する指令値演算部と、をさらに有し、
前記指令値演算部で算出した排炭量指令値に基づいて、前記ミル、前記一次空気搬送部、及び、前記供給部の少なくとも１つの操作量を決定することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の微粉炭供給システム。
【請求項９】
前記燃焼炉で加熱する蒸気発生部で発生する主蒸気圧力を検出する主蒸気圧力検出部をさらに有し、
前記制御部は、前記主蒸気圧力を設定する主蒸気圧力設定部をさらに有し、
前記指令値演算部は、前記出力指令値と、前記主蒸気圧力設定部で設定した値と、前記主蒸気圧力検出部で検出した主蒸気圧力の検出値とに基づいて、前記排炭量指令値を算出することを特徴とする請求項８に記載の微粉炭供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼炉に微粉炭を供給する微粉炭供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭焚火力発電プラント等の石炭を燃焼させるシステムでは、石炭をミル（微粉砕機）で粉砕して、微粉炭を生成し、生成した微粉炭を燃焼炉に噴射することで、燃焼炉内で燃焼させる。なお、石炭焚火力発電プラントは、燃焼炉内で、微粉炭を燃焼させることで発生する熱で水分を加熱し、水蒸気を生成し、その水蒸気でタービンを回転させることで、発電を行う。
【０００３】
ここで、微粉炭の供給を制御する方法としては、特許文献１に、ミルへの給炭量の一次遅れを出炭量と見なし、該出炭量が出炭量指令と等しくなるよう給炭機の駆動装置の回転数を制御する石炭焚火力発電プラントの出炭量制御方法において、ミルへの給炭量と、一次空気流量と、ミル入口一次空気温度と、ミル出口一次空気温度と、分級ベーン開度或いは分級回転数と、ミル差圧との全て、もしくはそのいずれかに基づいて石炭の水分量と粉砕性を推定すると共に出炭量を推定し、該出炭量に基づいて出炭遅れ時定数を求め、該出炭遅れ時定数と出力指令と負荷変化率とに基づいて出炭量指令のための先行指令を求め、負荷変化時には前記先行指令を出炭量指令に加えることを特徴とする石炭焚火力発電プラントの出炭量制御方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１７１０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されているように、石炭の種類に応じて、出炭遅れ時定数を求め、その出炭遅れに基づいて、給炭機の駆動装置の回転数を制御することで、出炭遅れを加味して、給炭機から石炭を供給することができる。しかしながら、給炭機からミルへの給炭量を調整しても、つまり、ミルへの石炭の供給を制御しても、燃焼炉に供給される微粉炭が、設定された量とは、異なる量となる場合がある。このように、燃焼炉に供給される微粉炭の量が設定された量とは、異なる量となると、燃焼炉での燃焼の制御が不十分となる。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、より適切に燃焼炉に微粉炭を供給することができる微粉炭供給システム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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、燃焼炉に微粉炭を供給する微粉炭供給システムであって、石炭を粉砕し微粉炭を生成するミルと、前記ミルに石炭を供給する供給部と、前記ミルに一次空気を供給し、生成した微粉炭を一次空気と共に前記燃焼炉内に供給する一次空気搬送部と、前記ミルの駆動状態と、前記燃焼炉で必要な出力とに基づいて、前記燃焼炉に供給する排炭量を決定し、決定した排炭量に基づいて、前記ミル、前記一次空気搬送部、及び、前記供給部の少なくとも１つの操作量を決定し、決定した操作量に基づいて前記ミル、前記一次空気搬送部、及び、前記供給部の少なくとも１つの動作を制御する制御部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
上記微粉炭供給システムを用いることで、より短い時間で、所望の微粉炭を燃焼炉に供給することができる。これにより、より適切に燃焼炉に微粉炭を供給することができる。
【０００９】
前記操作量は、前記供給部から前記ミルへの石炭の供給量、前記ミルの分級回転数、及び、前記ミルで前記石炭に作用させる圧力の少なくとも１つであることが好ましい。これにより、各部の動作を好適に制御することができる。
【００１０】
また、前記制御部は、一次空気の流量と前記石炭の炭種とに基づいて、前記排炭量を推定する排炭量推定値演算部をさらに有し、前記排炭量推定値演算部で推定した排炭量に基づいて、前記排炭量を算出することが好ましい。これにより、排炭量（微粉炭の供給）を適正に推定することができる。
【００１１】
また、前記一次空気の流量を検出する一次空気流量検出部と、前記ミルの圧力を検出するミル圧力検出部と、前記燃焼炉の圧力を検出する燃焼炉圧力検出部と、前記ミルの出口温度を検出するミル出口温度検出部とを有し、前記排炭量推定値演算部は、前記一次空気の流量をＦａとし、前記ミルの圧力と前記燃焼炉の圧力との差をΔＰとし、ミル出口温度をＴ０とし、炭種毎の定数をＫとし、一次空気の流量がＦのときの空気単流時の前記ミルの圧力と前記燃焼炉の圧力との差をｆ（Ｆ）とすると、排炭量推定値Ｆｃを下記式１で算出することが好ましい。
【数１】
2012007811.tif 000003
これにより、より高い精度で微粉炭の供給を制御することができる。
【００１２】
また、前記一次空気量検出部は、前記一次空気の流量を前記操作量から算出することが好ましい。これにより、より高い応答性で微粉炭の供給を制御することができる。
【００１３】
また、前記ミル出口温度検出部は、前記ミルの出口温度を前記操作量から算出することが好ましい。これにより、より高い応答性で微粉炭の供給を制御することができる。
【００１４】
また、前記排炭量推定値演算部は、前記排炭量推定値の積算値と、前記供給部から供給される石炭の供給量の積算値とに基づいて、前記石炭の炭種に応じて決定する定数を算出する定数決定部を有することが好ましい。これにより、より高い精度で微粉炭の供給を制御することができる。
【００１５】
また、前記制御部は、前記燃焼炉の出力値を設定する出力指令値を生成する出力指令生成部と、前記出力指令生成部で設定した出力指令値に基づいて、前記ミルが前記燃焼炉に排出する排炭量指令値を算出する指令値演算部と、をさらに有し、前記指令値演算部で算出した排炭量指令値に基づいて、前記ミル、前記一次空気搬送部、及び、前記供給部の少なくとも１つの操作量を決定することが好ましい。これにより、より高い精度で微粉炭の供給を制御することができる。
【００１６】
また、前記燃焼炉で加熱する蒸気発生部で発生する主蒸気圧力を検出する主蒸気圧力検出部をさらに有し、前記制御部は、前記主蒸気圧力を設定する主蒸気圧力設定部をさらに有し、前記指令値演算部は、前記出力指令値と、前記主蒸気圧力設定部で設定した値と、前記主蒸気圧力検出部で検出した主蒸気圧力の検出値とに基づいて、前記排炭量指令値を算出することが好ましい。これにより、より高い精度で微粉炭の供給を制御することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかる微粉炭供給システムは、高い応答性で微粉炭の供給量を調整することができ、より適切に微粉炭を供給することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、微粉炭供給システムを有する発電プラントの概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示す微粉炭供給システムの概略構成を示す模式図である。
【図３】図３は、微粉炭供給システムの制御部の制御動作の一例を説明するためのブロック図である。
【図４】図４は、微粉炭供給システムの制御部の制御動作の他の例を説明するためのブロック図である。
【図５】図５は、微粉炭供給システムの制御部の制御動作の他の例を説明するためのブロック図である。
【図６】図６は、微粉炭供給システムの制御部の制御動作の他の例を説明するためのブロック図である。
【図７−１】図７−１は、排炭量の推定値と、シミュレーションの算出値との関係の一例を示すグラフである。
【図７−２】図７−２は、排炭量の推定値と、シミュレーションの算出値との関係の一例を示すグラフである。
【図７−３】図７−３は、排炭量の推定値と、シミュレーションの算出値との関係の一例を示すグラフである。
【図７−４】図７−４は、排炭量の推定値と、シミュレーションの算出値との関係の一例を示すグラフである。
【図７−５】図７−５は、排炭量の推定値と、シミュレーションの算出値との関係の一例を示すグラフである。
【図７−６】図７−６は、排炭量の推定値と、シミュレーションの算出値との関係の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００２０】
以下に、本発明にかかる微粉炭供給システムの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、本実施形態では、微粉炭供給システムを、石炭を燃焼して発電を行う石炭燃焼システムに用いた場合で説明するが、本発明はこれに限定されない。微粉炭供給システムは、燃焼炉に微粉炭を供給する種々のシステム、プラントに用いることができる。例えば、微粉炭供給システムは、ゴミを燃焼させる燃焼炉に微粉炭を供給するシステムとしても用いることができる。また、燃焼炉に、微粉炭とともに、液体燃料、バイオ燃料を供給するようにしてもよい。
【００２１】
図１は、微粉炭供給システムを有する発電プラントの概略構成を示す模式図である。図１に示す、石炭燃焼システム５０は、屋内貯炭場５１内から運び出された原炭５２を搬送すると共に磁性異物と石炭とを分別回収する払出磁気コンベア５３と、払出磁気コンベア５３より搬送された石炭を粗粉砕する粗粉砕機５５と、粗粉砕された石炭を貯蔵する石炭バンカ５６と、貯蔵された石炭を搬送する供給手段５７と、搬送された石炭を更に微粉砕するミル（微粉砕機）５８と、油を貯留する油タンク５９と、空気を予熱する空気予熱器６１と、油タンク５９から配管９２を介して供給された油と空気予熱器６１から配管９１を介して供給された空気と混合し燃焼させるバーナ６２と、ミル５８から供給された微粉炭を燃焼させるバーナ６３と、バーナ６２とバーナ６３とにより油と微粉炭とが燃焼させるボイラ（燃焼炉）６４と、ボイラ６４から排出される排ガスを蒸気発生用の熱源として使用する共に、発生した蒸気を用いて発電機６６を駆動し、該発電機６６で凝縮した水を復水器６８で再び回収し、循環させる蒸気タービン６９と、ボイラ６４から排出される排ガスの脱硝を行う排煙脱硝装置７０と、ボイラ６４で熱交換され、排出される排ガス中の煤塵を除去する集塵装置７１と、排ガス６５中のＳＯXを希硫酸（Ｈ2ＳＯ4）へ脱硫反応させると共にＳＯ3ミストを捕集する排煙脱硫装置７２と、煙脱硫装置７２で脱硫された浄化ガス７３を外部へ排出する煙突７４とからなるものである。
【００２２】
屋内貯炭場５１内に貯蔵された原炭５２はコンベアにより払出磁気コンベア５３に運び出される。原炭５２は、石炭の他に磁性異物が含まれており、磁性異物を含有する石炭をいう。払出磁気コンベア５３は、運び出された原炭５２から磁性異物を除去し、石炭を石炭バンカ５６に向けて搬送する。また、払出磁気コンベア５３は、除去した磁性異物を磁性異物回収容器に回収する。
【００２３】
払出磁気コンベア５３から石炭バンカ５６に向けて搬送される石炭は、例えばミルなどの粗粉砕機５５に送給され、例えば３〜１０ｍｍ程度に粗粉砕されている。粗粉砕機５５で粗粉砕された石炭は、石炭バンカ５６に送給される。
【００２４】
そして、石炭バンカ５６に貯蔵された石炭は供給手段５７によりミル５８に搬送され、搬送された石炭１２は例えば直径７５μｍ程度の微粉炭に微粉砕される。また、供給手段５７としては例えばスクリューフィーダを用いミル５８に連続的に供給するようにしてもよい。また、外部から供給される空気は押込みファン８０により空気予熱器６１に送給され予熱される。なお、押し込みファン８０から供給された空気の一部は、一次通風機（ＰＡＦ）９０を介してミル５８にも空気を供給する。一次通風機９０からミル５８に供給される空気は一次空気となる。
【００２５】
そして、油タンク５９から供給される油６０と空気予熱器６１で予熱された空気とはバーナ６２に供給され、ミル５８で破砕された微粉炭は、一次通風機９０から供給される一次空気により搬送されバーナ６３に供給され、例えば火力発電設備の蒸気タービン６９を駆動するための蒸気を発生させるため、石炭や油等の燃料がボイラ６４で燃焼される。なお、ボイラ６４への微粉炭の供給動作については、後ほど説明する。
【００２６】
ボイラ６４内で燃焼して発生する排ガス６５は排出され、排煙脱硝装置７０に送給される。このとき、排ガス６５は復水器６８から排出される水と熱交換し、蒸気を発生する熱源として使用され、発生した蒸気は蒸気タービン６９の発電機６６を駆動している。そして、復水器６８により凝縮した水を給水ポンプ８１により再びボイラ６４に戻し、循環せしめるようにしている。また、ボイラ６４には必要に応じて別途水６７を供給するようにしてもよい。また、ボイラ６４内に堆積する石炭灰（クリンカ）８２はボイラ６４の底部より抜出されるようにしている。
【００２７】
そして、ボイラ６４から排出され、排煙脱硝装置７０に導かれた排ガス６５は排煙脱硝装置７０内で脱硝され、空気予熱器６１で空気と熱交換した後、集塵装置７１に送給され、排ガス６５中の煤塵を除去する。集塵装置７１は、電気式のものを採用しているが、排ガス６５中の煤塵を除去するものであれば、特にこれに限定されるものではない。また、集塵装置７１内に発生する石炭灰（フライアッシュ）８３は集塵装置７１の底部より抜出されるようにしている。
【００２８】
そして、集塵装置７１で除塵された排ガス６５は誘引ファン８４により排煙脱硫装置７２内に供給される。排ガス６５には硫黄酸化物（ＳＯX)が含有され、排煙脱硫装置７２では、所定量の脱硫剤として石灰水８５を本体８６の上方から供給し、排ガス６５中のＳＯXを希硫酸（Ｈ2ＳＯ4）へ脱硫反応させると共にＳＯ3ミストを捕集し、排ガス６５中の脱硫を効率良く行うことができる。
【００２９】
また、排煙脱硫装置７２に供給する前に排ガス６５を冷却すると共に増湿を行う図示しない増湿冷却装置を設けるようにしてもよい。
【００３０】
また、排煙脱硫装置７２には、得られた希硫酸（Ｈ2ＳＯ4）を貯蔵すると共に石灰スラリを供給して石膏を析出させる図示しない石膏反応槽と、石膏を沈降させる図示しない沈降槽（シックナー）と、図示しない石膏スラリから水分を排水（濾液）として除去して石膏８７を得る図示しない脱水器とを備えるようにしている。本実施形態では、排煙脱硫装置７２で得られた希硫酸（Ｈ2ＳＯ4）に石灰スラリを供給して石膏スラリを得た後、脱水して石膏８７として利用する。また、脱硫して得られた希硫酸（Ｈ2ＳＯ4）をそのまま硫酸（Ｈ2ＳＯ4）として使用するようにしてもよい。その場合には、希硫酸（Ｈ2ＳＯ4）を濃縮する濃縮槽を設けるようにしてもよい。
【００３１】
また、排煙脱硫装置７２から排出される浄化された浄化ガス７３を排出するラインには必要に応じてミストエリミネータを介装し、ガス中の水分を分離するようにしてもよい。
【００３２】
そして、排煙脱硫装置７２で脱硫された浄化ガス７３は煙突７４より外部へ排出されるようにしている。また、最終的に大気に排出する排出口である煙突７４の出口部分にはダイオキシン類、前駆体濃度を検出するための図示しない検出手段を設けている。検出手段の検出端は必要箇所でのガスのサンプルを取得し、図示しない吸引手段で随時サンプリングが可能なように構成されている。このサンプルガスは検出手段に含まれる図示しない分析器によって、ガス中の物質が同定、定量され、制御するようにしている。なお、ダイオキシン類若しくは前駆体の分析器としては、例えばガスクロマトグラフ、真空紫外光（ＶＵＶ）、レーザーなどが使用できる。
【００３３】
また、制御部１０２は、石炭燃焼システム５０の各部の動作を制御する。本実施形態に係る石炭燃焼システム５０によれば、バーナ６３から空気（一次空気）とともに微粉炭を供給することで、ボイラ６４で微粉炭を燃焼させることができる。
【００３４】
次に、図２を用いて、微粉炭供給システムについて説明する。図２は、図１に示す微粉炭供給システムの概略構成を示す模式図である。図２に示すように、微粉炭供給システム１００は、ボイラ６４に微粉炭を供給するシステムであり、石炭燃焼システム５０の一部で構成されている。微粉炭供給システム１００は、石炭バンカ５６と、供給手段５７と、ミル５８と、バーナ６３と、押し込みファン８０と、一次通風機９０と、制御部１０２と、一次空気流量検出部１０４と、主蒸気圧力検出部１０６と、火炉圧力検出部１０８と、ミル圧力検出部１１０と、ミル出口温度検出部１１２と、を有する。なお、上述したように、ボイラ６４には、さらに、油と空気を供給するバーナ６２等も接続されている。なお、石炭バンカ５６と、供給手段５７と、ミル５８と、バーナ６３と、押し込みファン８０と、一次通風機９０とは、上述したとおりの構成である。
【００３５】
制御部１０２は、一次空気流量検出部１０４と、主蒸気圧力検出部１０６と、火炉圧力検出部１０８と、ミル圧力検出部１１０と、ミル出口温度検出部１１２との各部で検出した値に基づいて、ミル５８に石炭を供給する供給手段５７の動作、一次空気を発生、供給する押し込みファン８０及び一次通風機９０の動作、ミル５８の動作を制御する。制御部１０２の動作制御については、後ほど説明する。
【００３６】
一次空気流量検出部１０４は、一次通風機９０とミル５８との間に配置されており、一次通風機９０からミル５８に供給される一次空気の流量を計測する。なお、一次空気流量検出部１０４としては、流量を検出することができる各種流量計を用いることができる。主蒸気圧力検出部１０６は、ボイラ６４内での微粉炭及び油の燃焼で発生する熱を熱源として生成され、蒸気タービン６９に供給する水蒸気の圧力（主蒸気の圧力）を検出する圧力検出器であり、水蒸気を案内する蒸気管９５に配置されている。火炉圧力検出部１０８は、ボイラ（火炉）６４の内部の圧力、より具体的には、バーナ６３の周辺の圧力を検出する圧力検出部であり、ボイラ６４の内部に配置されている。ミル圧力検出部１１０は、ミル５８の圧力、つまり、微粉体をボイラ６４に供給する領域で発生する圧力を検出する圧力検出部であり、ミル５８の内部に配置されている。ミル出口温度検出部１１２は、ミル５８の出口、つまり、ミル５８のうちボイラ６４と連結している配管部分の温度を検出する温度検出素子である。一次空気流量検出部１０４と、主蒸気圧力検出部１０６と、火炉圧力検出部１０８と、ミル圧力検出部１１０と、ミル出口温度検出部１１２とは、検出した値を制御部１０２に供給する。
【００３７】
次に、図３を用いて、微粉炭供給システムの制御動作について説明する。ここで、図３は、微粉炭供給システムの制御部の制御動作の一例を説明するためのブロック図である。図３に示すように、制御部１０２は、出力指令生成部１２９と、主蒸気圧力設定部１３０と、制御器１３２と、指令値演算部１３４と、排炭量推定値演算部１３６と、ミルマスタ指令生成部１３８とを有する。また、制御部１０２は、一次空気流量検出部１０４、主蒸気圧力検出部１０６、火炉圧力検出部１０８、ミル圧力検出部１１０、ミル出口温度検出部１１２とも接続されており、各部での検出値を取得する。なお、制御部１０２は、微粉炭供給システム１００の制御部としての機能に加え、石炭燃焼システム５０の制御部として各部の機能を制御する。
【００３８】
出力指令生成部１２９は、発電機６６で発生させることが要求されている電力に基づいた出力指令を生成する生成部である。つまり、出力指令生成部１２９は、要求電力を満足するための出力に関する情報を出力指令として生成する。出力指令生成部１２９は、生成した出力指令を指令値演算部１３４に送る。
【００３９】
主蒸気圧力設定部１３０は、蒸気管９５を流れる水蒸気の圧力を設定する設定部である。なお、主蒸気圧力設定部１３０は、駆動条件、使用限界条件等に基づいて、主蒸気圧力の値を設定すればよい。主蒸気圧力設定部１３０は、設定した値を制御器１３２に供給する。なお、主蒸気圧力設定部１３０と制御器１３２との間には、設定した値から、主蒸気圧力検出部１０６で検出した値を除算する回路が設けられている。これにより、制御器１３２には、設定した値から、主蒸気圧力検出部１０６で検出した値を除算した値が入力される。
【００４０】
制御器１３２は、入力された圧力値を出力指令値と演算可能な数値に変換する回路である。制御器１３２は、入力された値を所定の演算により変換し、出力指令値に加算する。つまり、制御部１０２は、出力指令生成部１２９と、指令値演算部１３４との間に設けられた回路により、出力指令値に制御器１３２から出力された値が、加算される。
【００４１】
指令値演算部１３４は、出力指令生成部１２９及び制御器１３２から入力された値に基づいて、排炭指令値を算出する演算部である。つまり、指令値演算部１３４は、出力指令生成部１２９及び制御器１３２から入力された値に基づいて（ＢＩＤ，Boiler Input Demandに基づいて）、ボイラ６４に噴射する必要がある微粉炭の量を算出する。指令値演算部１３４は、算出した微粉炭の量を排炭量指令値として算出し、算出した排炭量指令値をミルマスタ指令生成部１３８に送る。
【００４２】
排炭量推定値演算部１３６は、一次空気流量検出部１０４、火炉圧力検出部１０８、ミル圧力検出部１１０、ミル出口温度検出部１１２のそれぞれで検出された値に基づいて排炭量の推定値を算出する演算部である。つまり、排炭量推定値演算部１３６は、各部で検出した値に基づいて、現状の条件でバーナ６３から噴射されている微粉炭の量を推定する。
【００４３】
具体的には、排炭量推定値演算部１３６は、一次空気流量検出部１０４で検出した、一次空気の流量［ｔ／ｈ］をＦａとし、火炉圧力検出部１０８で検出したボイラの圧力とミル圧力検出部１１０で検出したミルの圧力との差分［ｋＰａ］をΔＰとし、ミル出口温度検出部１１２で検出した、ミル出口温度［Ｋ］をＴ０とし、炭種毎の定数をＫとし、一次空気の流量がＦのときの空気単流時のミルの圧力とボイラの圧力との差［ｋＰａ］をｆ（Ｆ）とすると、下記式１を用いて排炭量の推定値［ｔ／ｈ］Ｆｃを算出する。なお、一次空気の流量は、Ｆａとなるので、式１での空気単流時のミルの圧力とボイラの圧力との差は、ｆ（Ｆａ）となる。
【００４４】
【数２】
2012007811.tif 000004
【００４５】
なお、炭種毎の定数Ｋは、供給する石炭の炭種により設定される。なお、石炭の炭種が、同じ場合は、一定の値とし、可変の場合は、石炭の炭種によって設定すればよい。なお、炭種毎の定数Ｋは、各種手段により炭種を検出し、自動的に設定してもよいし、ユーザの入力により設定してもよい。また、一次空気の流量がＦのときの空気単流時のミルの圧力と燃焼炉の圧力との差をｆ（Ｆ）は、予め実験、計測により計測しておき、データとして保持しておけばよい。また、式１中の３０８．１５［Ｋ］は、定常時の一次空気の温度である。
【００４６】
排炭量推定値演算部１３６は、式１を用いて算出した排炭量推定値Ｆｃを用いて、排炭量指令値を減算する。つまり、ミルマスタ指令生成部１３８には、指令値演算部１３４で生成された排炭量指令値から排炭量推定値を減算した値が供給される。
【００４７】
ミルマスタ指令生成部１３８には、指令値演算部１３４で生成された排炭量指令値から排炭量推定値を減算した値、つまり、ボイラ６４に供給が要求されている石炭の量（排炭量指令値）から、現状供給されている石炭の量（排炭量推定値）を引いた値が供給される。ミルマスタ指令生成部１３８は、供給された値に基づいて、ミルマスタ指令を生成する。ここで、ミルマスタ指令とは、ボイラ６４に微粉炭を供給する各部の動作を制御する指令値である。ミルマスタ指令としては、供給手段５７からミル５８に供給する石炭の量の指令、ミル５８の分級回転数の指令、ミル５８の加圧装置の加圧（油圧）値に対する指令等がある。また、これ以外にもミルマスタ指令としては、一次空気の流量や、ミル５８の回転数等の制御値（指令値）が例示される。ミルマスタ指令生成部１３８には、生成したミルマスタ指令に基づいて、微粉炭供給システム１００の各部（供給手段５７、ミル５８、押込みファン８０、一次通風機９０等）の動作を制御する。
【００４８】
微粉炭供給システム１００は、以上のような構成であり、各種値に基づいてボイラ６４に供給する排炭量を算出し、算出した排炭量に基づいて各部の動作を制御することで、要求された量の微粉炭を迅速にボイラ６４に供給することができる。つまり、微粉炭の供給遅れをより少なくすることができる。より具体的には、供給手段５７からミル５８に供給する石炭の量を制御する場合は、制御を開始してからボイラ６４に供給される微粉炭の量が変化するまでに一定の時間遅れが発生する。これに対して、微粉炭供給システム１００は、ボイラ６４に供給する微粉炭の量に基づいて制御を行うため、時間遅れを少なくすることができる。
【００４９】
このように、時間遅れを少なくできること、つまり負荷変化応答性を高くできることで、石炭と再生エネルギー（バイオマス等）とを用いてボイラでの燃焼を行う場合であっても、再生エネルギーの発電量、発熱量の急激な減少、増加に合わせて、微粉炭による発熱量（排炭量）の増減を高い応答で変化させることできる。これにより、再生エネルギーを用いる場合であっても、高い応答性で石炭による発電量、発熱量を制御できるため、系全体での発電量を安定化することができる。
【００５０】
また、微粉炭供給システム１００は、排炭量推定値演算部１３６により排炭量の推定値を算出し、それに基づいて、ミルマスタ指令値を生成することで、ボイラ６４に供給されている微粉炭の量を推定しつつ、制御を行うことができる。
【００５１】
なお、微粉炭供給システム１００は、より高い精度で推定値を算出できるため、式１を用いて、排炭量の推定値を算出したが、本発明はこれに限定されない。排炭量の推定値は、石炭の炭種と一次空気量との２つの値のみからでも算出することができる。なお、上述のように、圧力補正（ΔＰ／ｆ（Ｆａ））や、温度補正（Ｔ０／３０８．１５）等の補正を用いて、推定値を補正することで、より高い精度で排炭量の推定値を算出することができる。また、上記実施形態では、ミルでの圧力と、ボイラの圧力との差で補正を行ったが、圧力に代えて流速で補正を行うようにしてもよい。
【００５２】
ここで、微粉炭供給システムによる排炭量の推定値の算出方法は上記実施形態に限定されない。以下、図４から図６を用いて、微粉炭供給システムの排炭量の推定値の算出方法他の例について説明する。ここで、図４から図６は、それぞれ、微粉炭供給システムの制御部の制御動作の他の例を説明するためのブロック図である。
【００５３】
まず、図４を用いて、微粉炭供給システムの排炭量の推定値の算出方法他の例について説明する。ここで、図４に示す制御部２０２は、一部の構成を除いて、他の構成は、図３に示す制御部１０２と同様である。そこで、制御部１０２と同様の構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略し、以下、制御部２０２に特有の点について説明する。
【００５４】
図４に示す制御部２０２は、出力指令生成部１２９と、主蒸気圧力設定部１３０と、制御器１３２と、指令値演算部１３４と、排炭量推定値演算部２０４と、ミルマスタ指令生成部１３８とを有する。また、制御部２０２は、一次空気流量検出部１０４、主蒸気圧力検出部１０６、火炉圧力検出部１０８、ミル圧力検出部１１０、ミル出口温度検出部１１２とも接続されており、各部での検出値を取得する。また、制御部２０２は、給炭量検出部２１０とも接続されている。なお、給炭量検出部２１０は、供給手段５７からミル５８に供給する給炭量を検出し、給炭量の検出値を制御部２０２に送る。
【００５５】
排炭量推定値演算部２０４は、第１演算部２２２と、第２演算部２２４と、定数決定部２２６とを有する。
【００５６】
第１演算部２２２は、一次空気流量検出部１０４、火炉圧力検出部１０８、ミル圧力検出部１１０、ミル出口温度検出部１１２のそれぞれで検出された値に基づいて第１の演算値を算出する演算部である。
【００５７】
具体的には、第１演算部２２２は、一次空気流量検出部１０４で検出した、一次空気の流量［ｔ／ｈ］をＦａとし、火炉圧力検出部１０８で検出したボイラの圧力とミル圧力検出部１１０で検出したミルの圧力との差分［ｋＰａ］をΔＰとし、ミル出口温度検出部１１２で検出した、ミル出口温度［Ｋ］をＴ０とし、一次空気の流量がＦのときの空気単流時のミルの圧力とボイラの圧力との差［ｋＰａ］をｆ（Ｆ）とすると、下記式２を用いて排炭量の推定値を算出するための第１演算値［ｔ／ｈ］Ｆｃ１を算出する。なお、式２でも流量がＦａなので、ｆ（Ｆ）は、ｆ（Ｆａ）となる。
【００５８】
【数３】
2012007811.tif 000005
【００５９】
つまり、第１演算部２２２は、炭種毎の定数Ｋを用いない以外は、上述した排炭量推定値演算部１３６と同様の計算を行う。第１演算部２２２は、算出した第１演算値Ｆｃ１を第２演算部２２４に供給する。
【００６０】
第２演算部２２４は、第１演算値に炭種毎の定数Ｋを乗算する演算部である。ここで、第２演算部２２４は、炭種毎の定数Ｋとして、定数決定部２２６で決定した定数Ｋを用いて、演算を行い、排炭量推定値Ｆｃを算出する。つまり、Ｆｃ１×Ｋを行い、Ｆｃを算出する。第２演算部２２４は、算出した排炭量推定値Ｆｃを、ミルマスタ指令生成部１３８に送る。
【００６１】
定数決定部２２６は、排炭量推定値の積算値と、給炭量検出部２１０で検出した給炭量の積算値に基づいて、定数Ｋを決定する。つまり、排炭量推定値の積算値と、給炭量検出部２１０で検出した給炭量の積算値とが同じ値となるように、定数Ｋを補正し、補正した定数Ｋを、新たな定数Ｋとする。
【００６２】
制御部２０２のように、排炭量の推定に用いる定数Ｋを、計測値に基づいて補正することにより、定数Ｋをより適正な値とすることができる。また、一定時間運転を行うことで、定数Ｋを自動的に算出することができ、利用者の手間も低減することができる。なお、微粉体供給システムは、一定時間運転すると、ミル内に貯留された石炭を差し引くと、ミルに供給される石炭と、ボイラに噴射される石炭の量が同じ値となる。したがって、排炭量推定値の積算値と、給炭量検出部２１０で検出した給炭量の積算値とを比較することで、両者のズレを算出することでき、定数Ｋを補正することができる。
【００６３】
次に、図５を用いて、微粉炭供給システムの排炭量の推定値の算出方法他の例について説明する。ここで、図５に示す制御部３０２は、一部の構成を除いて、他の構成は、図３に示す制御部１０２と同様である。そこで、制御部１０２と同様の構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略し、以下、制御部３０２に特有の点について説明する。
【００６４】
図５に示す制御部３０２は、出力指令生成部１２９と、主蒸気圧力設定部１３０と、制御器１３２と、指令値演算部１３４と、排炭量推定値演算部１３６と、ミルマスタ指令生成部１３８とを有する。また、制御部１０２は、一次空気流量指令値検出部３０４、主蒸気圧力検出部１０６、火炉圧力検出部１０８、ミル圧力検出部１１０、ミル出口温度指令値検出部３０６とも接続されており、各部での検出値を取得する。
【００６５】
一次空気流量指令値検出部３０４は、一次空気流量を検出することに代えて、指令値、つまり、押込みファン８０、一次通風機９０の駆動条件を検出する検出部である。また、ミル出口温度指令値検出部３０６は、ミル５８の出口の温度を検出することに代えて、指令値、つまり、ミル５８の加熱条件や、一次空気の温度の設定値を検出する検出部である。一次空気流量指令値検出部３０４と、ミル出口温度指令値検出部３０６は、検出した指令値を制御部３０２の排炭量推定値演算部１３６に送る。
【００６６】
排炭量推定値演算部１３６は、一次空気流量指令値検出部３０４から送られた一次空気流量の指令値を、一次空気の流量として用い、ミル出口温度指令値検出部３０６から送られたミル出口温度の指令値を、ミル出口温度として用い、排炭量推定値Ｆｃを算出する。
【００６７】
このように、制御部３０２は、一部の計測値を実際に計測した値ではなく、指令値を用いて排炭量推定値を算出する。このように、指令値を用いることで、指令値が入力されてから、実際に条件が変化するまでの時間遅れもなくすことができる。これにより、より高い応答性で排炭量を制御することができる。
【００６８】
次に、図６を用いて、微粉炭供給システムの排炭量の推定値の算出方法の他の例について説明する。ここで、図６に示す制御部４０２は、一部の構成を除いて、他の構成は、図４に示す制御部２０２と同様である。そこで、制御部２０２と同様の構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略し、以下、制御部４０２に特有の点について説明する。
【００６９】
図６に示す制御部４０２は、出力指令生成部１２９と、主蒸気圧力設定部１３０と、制御器１３２と、指令値演算部１３４と、排炭量推定値演算部２０４と、ミルマスタ指令生成部１３８とを有する。また、制御部４０２は、一次空気流量指令値検出部３０４、主蒸気圧力検出部１０６、火炉圧力検出部１０８、ミル圧力検出部１１０、ミル出口温度指令値検出部３０６とも接続されており、各部での検出値を取得する。また、制御部４０２は、給炭量検出部２１０とも接続されている。なお、給炭量検出部２１０は、供給手段５７からミル５８に供給する給炭量を検出し、給炭量の検出値を制御部４０２に送る。
【００７０】
一次空気流量指令値検出部３０４は、一次空気流量を検出することに代えて、指令値、つまり、押込みファン８０、一次通風機９０の駆動条件を検出する検出部である。また、ミル出口温度指令値検出部３０６は、ミル５８の出口の温度を検出することに代えて、指令値、つまり、ミル５８の加熱条件や、一次空気の温度の設定値を検出する検出部である。一次空気流量指令値検出部３０４と、ミル出口温度指令値検出部３０６は、検出した指令値を制御部４０２の排炭量推定演算部１３６に送る。
【００７１】
排炭量推定値演算部２０４は、一次空気流量指令値検出部３０４から送られた一次空気流量の指令値を、一次空気の流量として用い、ミル出口温度指令値検出部３０６から送られたミル出口温度の指令値を、ミル出口温度として用い、排炭量推定値Ｆｃを算出する。
【００７２】
このように、定数Ｋを補正する場合も、一部の値に指令値を用いることで、より応答性を高くすることができる。
【００７３】
次に、図７−１から図７−６を用いて、微粉炭供給システムについてより詳細に説明する。図７−１から図７−６は、それぞれ、排炭量の推定値と、シミュレーションの算出値との関係の一例を示すグラフである。図７−１から図７−６に示すグラフは、それぞれ、種々の炭種の石炭を用いた場合に各条件で微粉炭供給システムの制御部で算出される排炭量の算出値と、同一の条件で行ったシミュレーションにより算出される排炭量の算出値とを比較した結果である。縦軸がシミュレーションで算出される排炭量であり、横軸が排炭量推定値である。なお、グラフは、同一の条件で行ったシミュレーションにより算出される排炭量と、本システムの排炭量推定値とが一致した場合に、測定点が直線上にプロットされる。また、図７−１は、石炭としてバルガ炭を用い、図７−２は、石炭として大同炭を用い、図７−３は、石炭としてバンジャール炭を用い、図７−４は、石炭としてブレアゾール炭を用い、図７−５は、石炭としてプリマ炭とハンタバレ炭を混合した石炭を用い、図７−６は、石炭としてハンタバレ炭を用いた場合の測定結果である。
【００７４】
図７−１から図７−６に示すように、いずれの比較の場合でも、本システムの排炭量推定値を用いることで、排炭量を正確に算出（推定）できていることがわかる。このように、正確に推定できた、排炭量推定値を用いて、微粉炭供給システムを制御することで、時間遅れを抑制しつつ、適切な制御を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
以上のように、本発明にかかる微粉炭供給システムは、燃焼炉に微粉炭を供給するのに有用である。
【符号の説明】
【００７６】
５０  石炭燃焼システム
５１  屋内貯炭場
５２  原炭
５３  払出磁気コンベア
５５  粗粉砕機
５６  石炭バンカ
５７  供給手段
５８  ミル（微粉砕機）
５９  油タンク
６１  空気予熱器
６３  バーナ
６４  ボイラ
６５  排ガス
６６  発電機
６８  復水器
６９  蒸気タービン
７０  排煙脱硝装置
７１  集塵装置
７２  排煙脱硫装置
７４  煙突
８０  押込みファン
８１  給水ポンプ
８２  石炭灰（クリンカ）
８３  石炭灰（フライアッシュ）
８４  誘引ファン
８５  石灰水
８６  本体
８７  石膏
９０  一次通風機
９１、９２  配管
１００  微粉炭供給システム
１０２  制御部
１０４  一次空気流量検出部
１０６  主蒸気圧力検出部
１０８  火炉圧力検出部
１１０  ミル圧力検出部
１１２  ミル出口温度検出部
１２９  出力指令生成部
１３０  主蒸気圧力設定部
１３２  制御器
１３４  指令値演算部
１３６  排炭量推定値演算部
１３８  ミルマスタ指令生成部
【図１】
2012007811.tif 000007
【図２】
2012007811.tif 000008
【図３】
2012007811.tif 000009
【図４】
2012007811.tif 000010
【図５】
2012007811.tif 000011
【図６】
2012007811.tif 000012
【図７−１】
2012007811.tif 000013
【図７−２】
2012007811.tif 000014
【図７−３】
2012007811.tif 000015
【図７−４】
2012007811.tif 000016
【図７−５】
2012007811.tif 000017
【図７−６】
2012007811.tif 000018