(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原炭を粗粉砕する粗粉砕手段と、該粗粉砕手段に導管で接続して配置され該粗粉砕手段による粉砕で得た粉砕炭を一時貯留する貯留手段と、該貯留手段に導管で接続して配置され該貯留手段に貯留された粉砕炭を水及び脱硫剤とともに混練する混練手段と、を有してなる加圧流動層ボイラ燃料の製造装置において、前記粗粉砕手段と貯留手段を接続する導管に流路切替手段が介装され、該流路切替手段の一方の出側が前記貯留手段に接続され、該流路切替手段の他方の出側が前記混練手段入り側に接続されていることを特徴とする加圧流動層ボイラ燃料の製造装置。
【請求項２】
原炭を粗粉砕する粗粉砕手段と、該粗粉砕手段に導管で接続して配置され該粗粉砕手段による粉砕で得た粉砕炭を一時貯留する貯留手段と、該貯留手段に導管で接続して配置され該貯留手段に貯留された粉砕炭の一部を水とともに粉砕して微粉炭スラリを生成する微粉砕手段と、前記貯留手段に貯留された粉砕炭を、前記微粉炭スラリ、水及び脱硫剤とともに混練する混練手段と、を有してなる加圧流動層ボイラ燃料の製造装置において、前記粗粉砕手段と貯留手段を接続する導管に流路切替手段が介装され、該流路切替手段の一方の出側が前記貯留手段に接続され、該流路切替手段の他方の出側が前記混練手段入り側に接続されているとともに、原炭を前記微粉砕手段に直接供給する微粉砕用原炭供給手段が設けられていることを特徴とする加圧流動層ボイラ燃料の製造装置。
【請求項３】
前記貯留手段内の温度を検知する温度検知手段と、前記貯留手段内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を有し、該不活性ガス供給手段は前記温度検知手段で検出された温度に上昇傾向が認められた場合に前記不活性ガスを供給することを特徴とする請求項１又は２に記載の加圧流動層ボイラ燃料の製造装置。
【請求項４】
粗粉砕手段で原炭を粗粉砕し、得られた粉砕炭を貯留手段に一時貯留し、該貯留手段に貯留された粉砕炭を水及び脱硫剤とともに混練手段で混練して加圧流動層ボイラの燃料とする加圧流動層ボイラ燃料の製造方法において、前記貯留手段内部の温度を監視し、前記温度が上昇傾向にあることが検出されたら、粗粉砕手段に供給される原炭の量を必要な燃料の供給量に相当する量とするとともに、粗粉砕手段で粗粉砕された粉砕炭を貯留手段をバイパスして直接前記混練手段に供給して水及び脱硫剤とともに混練して加圧流動層ボイラの燃料とすることを特徴とする加圧流動層ボイラ燃料の製造方法。
【請求項５】
粗粉砕手段で原炭を粗粉砕し、得られた粉砕炭を貯留手段に一時貯留し、前記貯留手段に貯留された粉砕炭の一部を微粉砕手段で水とともに粉砕して微粉炭スラリを生成し、前記貯留手段に貯留された粉砕炭を、前記微粉炭スラリ、水及び脱硫剤とともに混練手段で混練して加圧流動層ボイラの燃料とする加圧流動層ボイラ燃料の製造方法において、前記貯留手段内部の温度を監視し、前記温度が上昇傾向にあることが検出されたら、前記粗粉砕手段に供給される原炭の量を必要な燃料の供給量に相当する量とするとともに前記微粉砕手段に必要な燃料の供給量に相当する量の原炭を供給して水とともに微粉砕して微粉炭スラリを生成し、前記粗粉砕手段で粗粉砕して得られた粉砕炭を前記貯留手段をバイパスして直接前記混練手段に供給し、前記微粉炭スラリ、水及び脱硫剤とともに混練して加圧流動層ボイラの燃料とすることを特徴とする加圧流動層ボイラ燃料の製造方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載の加圧流動層ボイラ燃料の製造方法において、前記貯留手段内部の温度を監視し、前記温度が上昇傾向にあることが検出されたら、貯留手段に不活性ガスを注入することを特徴とする加圧流動層ボイラ燃料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は加圧流動層ボイラに係り、特に、加圧流動層ボイラ燃料の製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加圧流動層ボイラ複合発電プラントでは、石炭を加圧流動層ボイラで燃焼し、その熱で蒸気を発生させて蒸気タービンにより発電するとともに、加圧流動層ボイラで発生した高圧、高温の燃焼ガスでガスタービンを駆動して発電する。加圧流動層ボイラの火炉への石炭の供給方法としては、湿式供給方式が主に採用されている。この方式は、例えば、特開昭６２―１５５４３３号公報に示されているように、破砕された石炭に水を加え、ミキサーにより混合してペースト状の流体（Ｃoal-Ｗater Ｐastes  以下、ＣＷＰという）とした後、ポンプで火炉に供給する方法である。この方式では、加圧流動層ボイラの特徴を生かすために、微粉炭焚きボイラで燃焼させることがむずかしい低品位炭も燃料として利用される。
【０００３】
以下、従来設備での運用を説明する。原炭バンカに貯蔵された燃料比の低い石炭が導管を経て粗粉砕機へ定量供給され、適量の微粉粒子を含有する粒度分布となるように粉砕される。粉砕された石炭は、導管を経て粉砕炭用の中継ホッパに受け入れられる。中継ホッパ中の粉砕炭は、ＣＷＰ製造量に応じて供給量が設定される供給装置によって導管を経由して混練機に送られ、所定量の水及び石灰石とともに攪拌、混合されてＣＷＰとなる。製造されたＣＷＰは貯留タンクに投入され、燃焼に必要な量が、ＣＷＰポンプにより導管を経て加圧流動層ボイラに供給され、燃焼される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術において、揮発分が高い低品位炭を用いてＣＷＰを製造する場合、揮発分の高い石炭は、粉砕されて表面積が増えると局部的に温度が上昇することがあり、粉砕炭を受け入れた中継ホッパ内の温度が上昇することがあった。しかし、粉砕炭が混練機内で水とともに混練されてＣＷＰとなれば発火の心配はなくなる。そこで、中継ホッパ内での貯留量を減ずるなど、中継ホッパ内での滞留時間を少なくするなどの対策が取られたが、中継ホッパ内の貯留量を調整することはプラントの運転を煩雑にした。また、連続運転中に中継ホッパ内の温度が上昇した場合、プラントを停止することにもなり、運用上問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、揮発分の高い石炭を加圧流動層ボイラで燃焼する場合に、プラントを停止することなく、ＣＷＰ製造工程における運用性及び安全性を改善するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明者等は、まず、中継ホッパ内の粉砕炭の温度が上昇した場合でもＣＷＰの供給を維持してプラントの運転を継続するため、中継ホッパ内の粉砕炭を用いることなくＣＷＰを製造する方策を創案し、次いで、中継ホッパ内の粉砕炭の温度対策を検討した。
【０００７】
すなわち、本発明の上記目的は、原炭を粗粉砕する粗粉砕手段と、該粗粉砕手段に導管で接続して配置され該粗粉砕手段による粉砕で得た粉砕炭を一時貯留する貯留手段と、該貯留手段に導管で接続して配置され該貯留手段に貯留された粉砕炭を水及び脱硫剤とともに混練する混練手段と、を有してなる加圧流動層ボイラ燃料の製造装置において、前記粗粉砕手段と貯留手段を接続する導管に流路切替手段を介装し、該流路切替手段の一方の出側を前記貯留手段に接続し、該流路切替手段の他方の出側を前記混練手段入り側に接続することによって達成される。
【０００８】
原炭を粗粉砕する粗粉砕手段と、該粗粉砕手段に導管で接続して配置され該粗粉砕手段による粉砕で得た粉砕炭を一時貯留する貯留手段と、該貯留手段に導管で接続して配置され該貯留手段に貯留された粉砕炭の一部を水とともに粉砕して微粉炭スラリを生成する微粉砕手段と、前記貯留手段に貯留された粉砕炭を、前記微粉炭スラリ、水及び脱硫剤とともに混練する混練手段と、を有してなる加圧流動層ボイラ燃料の製造装置においては、前記粗粉砕手段と貯留手段を接続する導管に流路切替手段を介装し、該流路切替手段の一方の出側を前記貯留手段に接続し、該流路切替手段の他方の出側を前記混練手段入り側に接続するとともに、原炭を前記微粉砕手段に直接供給する微粉砕用原炭供給手段を設けるとよい。
【０００９】
貯留手段内の粉砕炭温度が上昇した場合には、窒素等の不活性ガスを前記貯留手段内に供給して粉砕炭の温度上昇を抑止するとともに、緊急対策として貯留手段内の粉砕炭を用いることなく、粗粉砕手段から得られる粉砕炭を直接混練手段に導入してＣＷＰ製造を継続する。微粉砕手段により粉砕炭を微粉砕して微粉炭スラリを製造し、粉砕炭と併せてＣＷＰを製造する装置においては、粗粉砕手段から得られる粉砕炭を直接混練手段に導入するとともに、原炭を直接微粉砕手段に供給し、製造した微粉炭スラリを混練手段に導入するようにすればよい。
【００１０】
本発明によれば、粉砕した石炭を貯留せずに次工程に供給できるので、揮発分が高い低品位炭の粉砕物を酸化雰囲気下で貯留することなくＣＷＰを製造することが可能になり、貯留手段における粉砕炭の温度上昇や自然発火のおそれがなくなる。ＣＷＰ製造量とＣＷＰの設定水分に応じて、粗粉砕手段や微粉砕手段へ供給する原炭量を設定すれば、粉砕炭をそのまま（微粉砕手段がある場合は、原炭から直接微粉炭スラリを製造して）混練手段に供給してＣＷＰを製造することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を、図１を参照して説明する。図示の加圧流動層ボイラ燃料製造装置は、原炭を蓄える原炭バンカ１と、原炭バンカ１の底部に接続された供給装置３１，３２と、供給装置３１出側に導管２１を介して接続された粗粉砕手段である粗粉砕機２と、粗粉砕機２の出側に接続された流路切り替え手段である分配器１１と、分配器１１の一方の出側に導管２２を介して接続された一対の貯留手段である中継ホッパ１０Ａ，１０Ｂと、前記供給装置３２の出側に導管２６を介して接続された微粉砕手段である微粉砕機８と、微粉砕機８の出側に導管２７を介して接続された混練手段である混練機４と、混練機４の出側に導管２４を介して接続された貯留タンク５と、貯留タンク５の底部に吸いこみ側を接続して配置されたＣＷＰポンプ６と、ＣＷＰポンプ６の出側に接続されてＣＷＰを加圧流動層ボイラ７に送り出す導管２５と、前記分配器１１の他方の出側と前記混練機４を接続するバイパス導管４０と、前記中継ホッパ１０Ａの底部に接続された供給装置３４と、供給装置３４の出側と前記微粉砕機８の入り側を接続する導管２９と、前記中継ホッパ１０Ｂの底部に接続された供給装置３５と、供給装置３５の出側と前記混練機４の入り側を接続する導管２３と、前記中継ホッパ１０Ａ，１０Ｂそれぞれの内部温度を検出する温度検知手段である温度計３６，３７と、前記中継ホッパ１０Ａ，１０ＢそれぞれにＮ２ガスを注入する不活性ガス供給手段であるＮ２ノズル１３，１４と、を含んで構成されている。
【００１２】
なお、微粉砕機８には水を供給する手段が、混練機４には水と脱硫剤（本実施の形態では石灰石）を供給する手段が、それぞれ設けられている。供給装置３１、３２，３４，３５は、いずれも供給量の調整が可能な構成となっている。供給装置３２と導管２６が微粉砕用原炭供給手段を構成している。また、全体を制御する手段は記載を省略してある。
【００１３】
通常の運転状態においては、上記装置は次のように運転される。原炭バンカ１に貯蔵された石炭は、供給装置３１で所定の供給量に調整され、導管２１を経て粗粉砕機２へ供給され、適量の微分粒子を含有する粒度分布となるように粉砕される。粉砕された石炭は、分配器１１、導管２２を経て粉砕炭用の中継ホッパ１０Ａ，１０Ｂに受け入れられる。中継ホッパ１０Ａ中の粉砕炭は、ＣＷＰ製造量に応じて供給量が設定される供給装置３４によって導管２９を経由して微粉砕機８に送られ、中継ホッパ１０Ｂ中の粉砕炭は、ＣＷＰ製造量に応じて供給量が設定される供給装置３５によって導管２３を経由して混練機４に送られる。微粉砕機８に送られた石炭は微粉砕されたのち、導管２７を経て混練機４に送られる。混練機４に送られた粉砕炭と微粉砕炭は、所定量の水及び石灰石とともに攪拌、混合されてＣＷＰとなる。製造されたＣＷＰは貯留タンク５に投入され、燃焼に必要な量が、ＣＷＰポンプ６により導管２５を経て加圧流動層ボイラ７に供給され、燃焼される。
【００１４】
通常の運転において温度計３６若しくは温度計３７で検出された中継ホッパ１０Ａもしくは１０Ｂの温度に上昇傾向が認められた場合、以下の手順で運転が継続される。
【００１５】
供給装置３１の供給量がＣＷＰ製造量に応じた値に設定され、石炭が導管２１を経て粗粉砕機２へ供給されて粉砕される。一方、供給装置３４，３５からの粉砕炭の供給は停止され、粗粉砕機２で粉砕された粉砕炭が分配器１１を経て導管４０により直接、混練機４に導入される。また、供給装置３２が、ＣＷＰ製造量に応じて決まる供給量に設定され、原炭バンカ１の石炭は供給装置３２からも導管２６を経て微粉砕機８にも供給される。微粉砕機８に供給された原炭は水とともに粉砕（湿式粉砕）されて微粉炭スラリとなり、導管２７を経て混練機４に送られる。混練機４に送られた微粉炭スラリは分配器１１を経て導管４０により直接混練機４に導入された粉砕炭、所定量の水及び石灰石とともに混練されてＣＷＰとなる。製造されたＣＷＰは導管２４を経て貯留タンク５に投入され、燃焼に必要な量がＣＷＰポンプ６により導管２５を経て加圧流動層ボイラ７に供給され、燃焼される。運転中の中継ホッパ１０Ａ，１０Ｂ内の温度は、温度計３６，３７により、それぞれ監視される。
【００１６】
上記運転中、中継ホッパ１０Ａ，１０Ｂに温度上昇傾向が認められたら、前記Ｎ２ノズル１３，１４からＮ２ガスが封入され、温度の上昇が抑制される。また、中継ホッパ１０Ａ，１０Ｂの温度の上昇傾向が無くなり、温度が常温程度になったら、分配器１１を切り替え、粉砕炭を中継ホッパ１０Ａ，１０Ｂに送りこむとともに、供給装置３４，３５からの粉砕炭の供給を再開する。同時に供給装置３１の供給量設定値を元に戻し、供給装置３２からの原炭供給を停止する。
【００１７】
ＣＷＰを製造する場合、その製造量、設定水分、石灰石の投入割合を決めれば、混練機４への石炭供給量が決まる。本実施の形態では、中継ホッパ内での温度上昇が検知されると、粗粉砕機２へ供給する原炭量がそのまま混練機４への粉砕炭供給量設定値に相当するよう、供給装置３１が調整される。また、混練機４への微粉炭スラリ供給量設定値に相当する原炭が微粉砕機８に供給されるよう、供給装置３２が設定される。この結果、粗粉砕後の石炭が酸化雰囲気下で長時間貯留されることが無くなり、粉砕炭の温度上昇や自然発火の恐れが解消されて運転の安全性が向上する。そして、ＣＷＰの製造量と設定水分に応じて、粗粉砕機２への原炭の供給量、微粉砕機８への原炭の供給量が制御され、所望の量、水分量のＣＷＰが製造される。微粉砕機８では、原炭は水と混ぜて微粉砕されるので、発火の危険はない。
【００１８】
本実施の形態により、中継ホッパにおける粉砕炭の温度上昇や自然発火に起因するプラント停止の恐れが無くなり、プラントの運用性、運転の安全性が向上した。
【００１９】
本発明の第２の実施の形態を図２を参照して説明する。本実施の形態は、従来の構成をもとに本発明を実施する例である。図示の加圧流動層ボイラ燃料製造装置は、原炭を蓄える原炭バンカ１と、原炭バンカ１の底部に接続された供給装置１２と、供給装置１２出側に導管２１を介して接続された粗粉砕機２と、粗粉砕機２の出側に導管２２を介して接続された分配器１１と、分配器１１の一方の出側に導管２８を介して接続された中継ホッパ３と、前記中継ホッパ３の底部に接続された供給装置３９と、前記供給装置３９の出側に導管２３を介して接続された混練機４と、混練機４の出側に導管２４を介して接続された貯留タンク５と、貯留タンク５の底部に吸いこみ側を接続して配置されたＣＷＰポンプ６と、ＣＷＰポンプ６の出側に接続されてＣＷＰを加圧流動層ボイラ７に送り出す導管２５と、前記分配器１１の他方の出側と前記混練機４を接続するバイパス導管４１と、前記中継ホッパ３の内部温度を検出する温度計３８と、前記中継ホッパ３にＮ２ガスを注入するＮ２ノズル１５と、を含んで構成されている。
【００２０】
なお、混練機４には水と脱硫剤（本実施の形態では石灰石）を供給する手段が設けられ、供給装置１２，３９は、供給量の調整が可能な構成となっている。また、装置を制御する手段は記載を省略してある。
【００２１】
上記構成において、通常、次ぎのように運転される。原炭バンカ１に貯蔵された石炭は所定の供給量に設定された供給装置１２から導管２１を経て粗粉砕機２へ定量供給され、ＣＷＰ製造に適量の微粉粒子を含有する粒度分布となるように粉砕される。粉砕された石炭（粉砕炭）は、導管２２を経て分配器１１へ導かれ、分配器１１から導管２８を経て粉砕炭用の中継ホッパ３に受け入れられる。中継ホッパ３中の粉砕炭は、ＣＷＰ製造量に応じて供給量が設定される供給装置３９によって導管２３を経由して混練機４に送られ、所定量の水及び石灰石とともに攪拌、混合されてＣＷＰとなる。製造されたＣＷＰは貯留タンク５に投入され、燃焼に必要な量が、ＣＷＰポンプ６により導管２５を経て加圧流動層ボイラ７に供給され、燃焼される。運転中の中継ホッパ３内の温度は、温度計３８により、監視される。
【００２２】
通常の運転において温度計３８で検出された中継ホッパ３内の温度に上昇傾向が認められた場合、以下の手順で運転が継続される。
【００２３】
供給装置１２の供給量設定値がＣＷＰ製造量に応じた供給量に設定され、この設定値に基づく量の原炭が、原炭バンカ１より導管２１を経て粗粉砕機２に供給される。粗粉砕機２に供給された原炭は、ＣＷＰ製造に必要な微粉粒子を含む粒度分布になるように粉砕され、粉砕炭となって導管２２を経て分配器２２に送られる。分配器１１に送られた粉砕炭はバイパス導管４１を経て直接混練機４へ送られ、所定量の水及び石灰石とともに混練されてＣＷＰとなる。製造されたＣＷＰは貯留タンク５に投入され、燃焼に必要な量が、ＣＷＰポンプ６により導管２５を経て加圧流動層ボイラ７に供給され、燃焼される。
【００２４】
上記運転において、中継ホッパ３内の温度に上昇傾向が認められた場合、中継ホッパ３内に、Ｎ２ノズル１５よりＮ２ガスが封入され、温度上昇が抑制される。また、中継ホッパ３の温度の上昇傾向が無くなり、温度が常温程度になったら、分配器１１を切り替え、粉砕炭を中継ホッパ３に送りこむとともに、供給装置３９からの粉砕炭の供給を再開する。同時に供給装置１２の供給量設定値を元に戻す。
【００２５】
本実施の形態によっても、前記第１の実施の形態と同様、中継ホッパにおける粉砕炭の温度上昇や自然発火に起因するプラント停止の恐れが無くなり、プラントの運用性、運転の安全性が向上した。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、揮発分の高い石炭を加圧流動層ボイラで燃焼する場合に、ＣＷＰ製造工程における運用性及び安全性が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す系統構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す系統構成図である。
【符号の説明】
１  原炭バンカ
２  粗粉砕機
３  中継ホッパ
４  混練機
５  貯留タンク
６  ＣＷＰポンプ
７  加圧流動層ボイラ
８  微粉砕機
１０Ａ，１０Ｂ  中継ホッパ
１１  分配器
１２  供給装置
１３〜１５  Ｎ２ノズル
２１〜２９  導管
３１〜３５  供給装置
３６，３７  温度計
３８  温度計
３９  供給装置
４０，４１  バイパス導管
【図１】
0004296457.tif 000002
【図２】
0004296457.tif 000003