(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉砕された微粉石炭を主燃料、石炭以外の固形燃料を副燃料としてバーナ（９）で燃焼させるための固体燃料粉砕供給装置であって、
前記副燃料を一次粉砕するための副燃料用粉砕機（３）と、
該副燃料用粉砕機（３）で粉砕された副燃料を吸引し、気流搬送するための搬送ファン（５）と、
該搬送ファン（５）で気流搬送された副燃料を固気分離するための固気分離装置（４）と、
該固気分離装置（４）で固気分離された副燃料と前記主燃料を混合して送出する給炭機（６）と、
該給炭機（６）から送出された副燃料と主燃料との混合物を粉砕する主粉砕機（７）と、
該主粉砕機（７）で粉砕された混合物をバーナ（９）へ気流搬送するための送炭管（８）と、
該送炭管（８）からバーナ（９）へ燃焼用空気を供給するための一次空気ファン（１３）と、
バーナ（９）へ燃焼用空気を供給する押込みファン（１１）と、
該押込みファン（１１）によるバーナ（９）へ供給される燃焼用空気と前記固気分離装置（４）で固気分離され、前記搬送ファン（５）により搬送される気体を合流させてバーナ（９）へ供給する風道（１０）と
を備えた固体燃料粉砕供給装置。
【請求項２】
粉砕された微粉石炭を主燃料とし、石炭以外の固形燃料を副燃料としてバーナで燃焼させるための固体燃料粉砕供給方法であって、
副燃料を副燃料用粉砕機（３）で一次粉砕し、副燃料用粉砕機（３）で粉砕された副燃料を搬送ファン（５）で吸引し、気流搬送し、搬送ファン（５）で気流搬送された副燃料を固気分離装置（４）で固気分離し、固気分離装置（４）で該固気分離された副燃料と前記主燃料を給炭機（６）で混合した後に、送出し、給炭機（６）から該送出された副燃料と主燃料との混合物を主粉砕機（７）で粉砕し、主粉砕機（７）で該粉砕された混合物と燃焼用空気を一次空気ファン（１３）により送炭管（８）でバーナ（９）へ気流搬送し、押込みファン（１１）でバーナ（９）へ供給される燃焼用空気と、前記固気分離装置（４）で固気分離され、前記搬送ファン（５）により搬送される気体を合流させてバーナ（９）へ供給する固体燃料粉砕供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭を主燃料、石炭以外の固形燃料を副燃料として燃焼させるためのボイラなどの固体燃料粉砕供給装置に係わり、装置の簡素化や石炭と副燃料の混合性の向上、送炭管の摩耗および詰り堆積の抑制、搬送動力の低減に好適な固体燃料粉砕供給装置と方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭酸ガス排出量削減の観点から、石炭を燃料とするボイラにおいて、木材、木屑、廃材等の木質系バイオマスを副燃料として混焼させる例が増えている。  
粉砕性の異なる木質系バイオマス等の固形燃料を副燃料として混焼させるため、従来から知られている石炭専焼のボイラ燃料粉砕供給装置の送炭管に、別の粉砕装置で粉砕された副燃料を気流搬送して混合させるようにした例を図２に示す。
【０００３】
図２は専用粉砕機３で微粉砕された固形燃料の排ガスを利用した供給装置の例である。石炭などの固形燃料は空気予熱器入口煙道ガスをサイクロン２０において、ばいじんを除去した後、排ガス搬送ファン２１により専用粉砕機３に排ガスで供給され、専用粉砕機３で微粉砕されると同時に乾燥される。微粉砕された固形燃料は排ガスによりサイクロン４に向けてバイオマス搬送ファン５により搬送され、微粉はサイクロン４とバグフィルタ２３で捕集され、石炭とは別系統のバイオマス供給ファン２４より供給される空気により送炭管８へ合流され、石炭バーナ９へ供給される。  
サイクロン４により分離された排ガスの一部は空気予熱器出口煙道２６へ排出され、専用粉砕機入口排ガス温度調整のために専用粉砕機３の手前に循環供給される。
【０００４】
一方、石炭は石炭ミル７により粉砕され、一次空気予熱器（ＡＨ）１４により加熱された空気により石炭ミル７内で粉砕と同時に乾燥され、次いで送炭管８を通って石炭バーナ９へ供給される。また、燃焼用空気は二次空気予熱器（ＡＨ）１２により加熱され、石炭バーナ９に供給され、ボイラ火炉内で石炭、固形燃料を燃焼させる。
【０００５】
また、木くずなどのバイオマスはバンカ１から定量供給器２を経て破砕機３に投入し、破砕後にバイオマス搬送ファン５でサイクロン４まで搬送し、微粉固体と気体を分離した後、微粉固体をホッパを介して石炭とともにボイラのバーナ９に供給する方法が下記特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３３４４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図２に示す従来技術は、送炭管８における微粉炭との微粉固形燃料の混合部の合流角度などを適正化することにより送炭管８内の摩耗、滞留防止を考慮する必要があり、また石炭専焼に比べて３つ以上のファンが必要になり、各ファンの連携した運用をはかるため制御が複雑となるなどの問題を生じる。また、排ガスを使用した粉砕、微粉燃料搬送装置は温度が高いためファン、ダクトなどの設備が大型化することが避けられず、また、排ガス中のばいじん除去が必要となるためにバグフィルタ２３の設置などが必要となり装置の複雑化などの問題がある。
【０００７】
また、特許文献１記載の発明では、木くずなどの副燃料の粉砕後の固体と気体の分離後に固体をボイラに供給しているが、分離後の気体の供給先は不明であり、少なくともボイラに分離後の気体を供給する構成ではなく、空気搬送系についての問題意識はない。
【０００８】
本発明の課題はバイオマスと石炭などの固体燃料のボイラへの空気搬送系の設備をできるだけ小規模にすることができる固体燃料の粉砕供給装置装置と方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、次の解決手段で解決される。  
すなわち、粉砕された微粉石炭を主燃料、石炭以外の固形燃料を副燃料としてバーナ（９）で燃焼させるための固体燃料粉砕供給装置であって、前記副燃料を一次粉砕するための副燃料用粉砕機（３）と、該副燃料用粉砕機（３）で粉砕された副燃料を吸引し、気流搬送するための搬送ファン（５）と、該搬送ファン（５）で気流搬送された副燃料を固気分離するための固気分離装置（４）と、該固気分離装置（４）で固気分離された副燃料と前記主燃料を混合して送出する給炭機（６）と、該給炭機（６）から送出された副燃料と主燃料との混合物を粉砕する主粉砕機（７）と、該主粉砕機（７）で粉砕された混合物をバーナ（９）へ気流搬送するための送炭管（８）と、該送炭管（８）からバーナ（９）へ燃焼用空気を供給するための一次空気ファン（１３）と、バーナ（９）へ燃焼用空気を供給する押込みファン（１１）と、該押込みファン（１１）によるバーナ（９）へ供給される燃焼用空気と前記固気分離装置（４）で固気分離され、前記搬送ファン（５）により搬送される気体を合流させてバーナ（９）へ供給する風道（１０）とを備えた固体燃料粉砕供給装置である。
【００１０】
請求項２記載の発明は、粉砕された微粉石炭を主燃料とし、石炭以外の固形燃料を副燃料としてバーナで燃焼させるための固体燃料粉砕供給方法であって、副燃料を副燃料用粉砕機（３）で一次粉砕し、副燃料用粉砕機（３）で粉砕された副燃料を搬送ファン（５）で吸引し、気流搬送し、搬送ファン（５）で気流搬送された副燃料を固気分離装置（４）で固気分離し、固気分離装置（４）で該固気分離された副燃料と前記主燃料を給炭機（６）で混合した後に、送出し、給炭機（６）から該送出された副燃料と主燃料との混合物を主粉砕機（７）で粉砕し、主粉砕機（７）で該粉砕された混合物と燃焼用空気を一次空気ファン（１３）により送炭管（８）でバーナ（９）へ気流搬送し、押込みファン（１１）でバーナ（９）へ供給される燃焼用空気と、前記固気分離装置（４）で固気分離され、前記搬送ファン（５）により搬送される気体を合流させてバーナ（９）へ供給する固体燃料粉砕供給方法である。
【００１１】
（作用）
従来、ボイラの空気通風系は押込みファン（ＦＤＦ）１１を用いて燃焼用空気を供給し、また一次空気ファン（ＰＡＦ）１３を用いて石炭ミル７で微粉砕された石炭の搬送用空気（燃焼用空気としても利用）を供給し、ボイラへ燃料を投入し燃焼している。  
この系統に加えて木質バイオマス等の固形燃料供給系統を追加する場合は、固形燃料の微粉砕機３の系統に搬送ファン５を設け、微粉砕した固形燃料を空気搬送することで微粉砕固形燃料の搬送は可能となる。また固形燃料供給系統に設置するサイクロン等の固気分離装置４で微粉固形燃料を分離して捕集することができ、空気はそのままボイラの空気予熱器１２の前流へ導入し、押込みファン１１からの燃焼用空気と混合し、ウインドボックス、バーナ９へ供給して燃焼用空気として利用できる。
【００１２】
この様にすれば、図２に示す従来技術のシステムと比べて、排ガスの取出しダクト２５、排ガスの戻しダクト２６、排ガス用のサイクロン２０、固形燃料補修用のバグフィルタ２３、バイオマス搬送排ガスファン２１、バイオマス供給ファン２４、ガス再循環ライン２６などの装置を省略することができる。
【００１３】
なお、微粉砕物のうちサイクロン４での未捕集の割合は１〜２％であり、この場合にはサイクロン４の通過後の空気中の固気比は０．００１〜０．００２となり、押込みファン１１からの空気と混合すれば、さらに固気比は１／１０程度の０．０００１〜０．０００２となり、空気ダクト１０、空気予熱器１２の摩耗などへの影響は小さい。
【００１４】
サイクロン４等で捕集した微粉砕した固形燃料は給炭機６へ投入して、石炭と同時に石炭粉砕用ミル７内へ供給し、給炭機ベルト上や石炭ミル７内で石炭と混合し、混合割合量を均一にすることか可能となる。また、微粉砕した固形燃料の搬送に使用した空気を燃焼用空気で使用することでボイラ押込みファン１１などのファン動力の低減が可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、石炭を主燃料、石炭以外の固形燃料を副燃料として燃焼させるためのボイラ燃料粉砕供給装置において、装置の簡素化や石炭と副燃料の混合性の向上、送炭管の摩耗および詰り堆積の抑制、搬送動力の低減に効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施のための形態を図面と共に説明する。  
図１に示すように、バイオマス等の固形燃料はバイオマスバンカ１から、定量供給機２で計量し、専用粉砕機３へ供給される。専用粉砕機３にはバイオマス搬送ファン５により空気が供給され、専用粉砕機３で微粉砕されたバイオマスはその空気により搬送され、空気と微粉にサイクロン４で分離される。サイクロン４で分離された微粉は石炭給炭機６に投入され、石炭と混合されて石炭ミル７へ供給され、粉砕される。石炭ミル７で粉砕された石炭微粉とバイオマス微粉は均一に混合され、一次空気予熱器１４により加熱された空気により乾燥された後、送炭管８より石炭バーナ９に供給されて燃焼される。
【００１７】
一方、燃焼用空気は二次空気予熱器１２により加熱され、石炭バーナ９に供給され、ボイラ火炉内で石炭、固形燃料を燃焼させるが、サイクロン４で分離した空気を空気予熱器入口風道１０へ供給し、ボイラ燃焼用空気として利用することによりＦＤＦ１１の供給空気量を１０％程度低減することができ、ＦＤＦ動力が１０％程度低減される。
【００１８】
また、木質系バイオマス等の固形燃料を粉砕した微粉の搬送空気を燃焼用空気の一部に使用することから、押込みファン１１、一次空気ファン１３の動力低減、また空気搬送することで搬送ファン５の動力の低減が可能となる。この場合、木質バイオマス等の投入熱量を５％とするとバイオマス等の微粉搬送用空気は、全燃焼用空気量の１０％程度となり、押込みファン１１で供給する空気量の１０％程度が低減できる。
【００１９】
一次空気ファン１３についてもバイオマス等の投入により石炭使用量が減少し、空気量が低減できるため、押込みファン１１、一次空気ファン１３ともに動力が１０％程度低減可能となる。
【００２０】
一方、搬送ファン５の動力についても排ガスを利用した搬送に比べ温度低減（約１００℃→常温）ができることからガス搬送に比べて２５％程度の動力低減が期待できる。また、微粉を含有した気体を供給管１５から空気予熱器入口風道１０の合流部で合流させると、該合流部で生じる気体の高流速の渦などにより摩耗を生じる問題を回避できる。
【００２１】
副燃料であるバイオマス等の固形燃料を使用しないときにはダンパなどで搬送ファン５から前記合流部への供給管１５を閉止することになるが、供給管１５を閉止する時には前記合流部への堆積詰りが予想される。
【００２２】
本実施例ではサイクロン４で分離した微粉を、図２に示す従来技術のように、特に摩耗の問題が発生しやすい送炭管８から局部的に著しい摩耗を生じ易い合流部を経由して送炭する必要がなくなるので、運転中の摩耗対策やバイオマス系停止時の合流部の詰り堆積防止対策が不要となる。  
更に給炭機６と石炭ミル７でバイオマス燃料等を石炭と混合することで均一な混合比率を保つことができ、安定した燃焼が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、石炭ミルで十分に粉砕できないバイオマス等の固形燃料と石炭の混合性を均一にし、固形燃料の供給系を設置する他は、現状のボイラ設備で対応できるように機器等の構成をより簡素化したシステムとしてバイオマス活用を促進する発明として産業上の利可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明になるボイラ燃料粉砕供給装置の系統図を示す。
【図２】従来からある石炭専焼のボイラ燃料粉砕供給装置の送炭管に、別の粉砕装置で粉砕された副燃料を気流搬送して混合させるようにした例の系統図を示す。
【符号の説明】
【００２５】
１  バイオマスバンカ      ２  定量供給機
３  専用粉砕機            ４  サイクロン
５  バイオマス搬送ファン  ６  石炭給炭機
７  石炭ミル              ８  送炭管
９  石炭バーナ            １０  空気予熱器入口風道
１１  ＦＤＦ（押込みファン）
１２  二次空気予熱器      １３  ＰＡＦ（一次空気ファン）
１４  一次空気予熱器      １５  供給管
【図１】
0005014044.tif 000002
【図２】
0005014044.tif 000003