(57)【要約】粉砕部が経年変化しても、粉砕装置を適切に稼働させることを目的とする。ミル（１）は、粉砕回転テーブル（３５）の上面と粉砕ローラ（３６）との間に石炭を挟み込むことで石炭を粉砕する粉砕部（３０）と、粉砕ローラ（３６）に対して、粉砕回転テーブル（３５）の上面方向への押圧荷重を付与するテンションロッド（３９）と、現在におけるミル（１）の負荷率を導出する負荷導出部と、現在におけるミル（１）の性能値を計測する性能値計測部と、基準時におけるミル（１）の性能値を導出する性能値導出部と、性能値計測部が計測した現在におけるミル（１）の性能値が、性能値導出部が導出した基準時におけるミル（１）の性能値に近づくように、前記粉砕装置の性能値に影響を与えるパラメータを変更する制御装置（１５）と、を備えている。
2019221302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被粉砕物を粉砕する粉砕装置であって、
上下方向の軸を中心に回転駆動するテーブル部と、該テーブル部の上面と対向して配置されるローラ部と、を有し、前記テーブル部の前記上面と前記ローラ部との間に被粉砕物を挟み込むことで被粉砕物を粉砕する粉砕部と、
現在における前記粉砕装置の負荷を導出する負荷導出部と、
現在における前記粉砕装置の性能値を計測する性能値計測部と、
所定の基準時において、前記負荷導出部によって導出された負荷で前記粉砕装置が運転されている場合における前記粉砕装置の性能値を導出する性能値導出部と、
前記性能値計測部が計測した現在における前記粉砕装置の性能値と前記性能値導出部が導出した前記基準時における前記粉砕装置の性能値とに基づいて、前記性能値計測部が計測した現在における前記粉砕装置の性能値が、前記性能値導出部が導出した前記基準時における前記粉砕装置の性能値に近づくように、前記粉砕装置の性能値に影響を与えるパラメータを変更する制御部と、を備えた粉砕装置。
【請求項２】
前記ローラ部に対して、前記テーブル部の前記上面方向への押圧荷重を付与する荷重付与部を備え、
前記パラメータは、前記ローラ部に対して付与される押圧荷重を有し、
前記制御部は、前記性能値計測部が計測した現在における前記粉砕装置の性能値と前記性能値導出部が導出した前記基準時における前記粉砕装置の性能値とに基づいて、前記性能値計測部が計測した現在における前記粉砕装置の性能値が、前記性能値導出部が導出した前記基準時における前記粉砕装置の性能値に近づくように、前記荷重付与部が付与する押圧荷重を調整する荷重制御部を有する請求項１に記載の粉砕装置。
【請求項３】
所定の回転数となるように前記テーブル部を回転駆動する回転駆動部を備え、
前記パラメータは、前記テーブル部の回転数を有し、
前記制御部は、前記性能値計測部が計測した現在における前記粉砕装置の性能値と前記性能値導出部が導出した前記基準時における前記粉砕装置の性能値とに基づいて、前記性能値計測部が計測した現在における前記粉砕装置の性能値が、前記性能値導出部が導出した前記基準時における前記粉砕装置の性能値に近づくように、前記駆動部が回転させる前記テーブル部の回転数を調整するテーブル回転数制御部を有する請求項１または請求項２に記載の粉砕装置。
【請求項４】
前記粉砕装置のハウジングの内部に設けられ、前記ローラ部を支持するフレーム部を備え、
前記フレーム部は、前記テーブル部に対して揺動自在であって、
前記ローラ部は、前記フレーム部に対して揺動自在に支持されていて、
前記荷重制御部は、前記荷重付与部が付与する押圧荷重が低減するように、前記荷重付与部の押圧荷重を調整する請求項２に記載の粉砕装置。
【請求項５】
前記粉砕装置の性能値とは、前記粉砕部を駆動する駆動力を含む請求項１から請求項４のいずれかに記載の粉砕装置。
【請求項６】
粉砕した被粉砕物を外部へ搬送する搬送用ガスを供給する搬送用ガス供給部と、
前記搬送用ガスによって搬送される被粉砕物を排出する排出部と、を備え、
前記粉砕装置の性能値とは、前記搬送用ガス供給部側の圧力と前記排出部側の圧力との差圧を含む請求項１から請求項５のいずれかに記載の粉砕装置。
【請求項７】
前記荷重付与部が付与する押圧荷重の調整度合いを導出するための機械学習を行う学習部と、
前記学習部は、前記機械学習に基づいて、前記調整度合いを導出し、
前記荷重制御部は、前記学習部が導出した前記調整度合いとなるように、前記荷重付与部が付与する押圧荷重を調整する請求項２に記載の粉砕装置。
【請求項８】
被粉砕物を粉砕する粉砕装置の制御方法であって、
上下方向の軸を中心に回転駆動するテーブル部の上面と、該テーブル部の前記上面と対向して配置されるローラ部との間に被粉砕物を挟み込むことで被粉砕物を粉砕する粉砕ステップと、
現在における前記粉砕装置の負荷を導出する負荷導出ステップと、
現在における前記粉砕装置の性能値を計測する性能値計測ステップと、
所定の基準時において、前記負荷導出ステップで導出された負荷で前記粉砕装置が運転されている場合における前記粉砕装置の性能値を導出する性能値導出ステップと、
前記性能値計測ステップで計測した現在における前記粉砕装置の性能値と前記性能値導出ステップで導出した前記基準時における前記粉砕装置の性能値とに基づいて、前記性能値計測ステップで計測した現在における前記粉砕装置の性能値が、前記性能値導出ステップで導出した前記基準時における前記粉砕装置の性能値に近づくように、前記粉砕装置の性能値に影響を与えるパラメータを変更する制御ステップと、を備えた粉砕装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉砕装置及び粉砕装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
火力発電設備に用いられる固体燃料や、セメント製造プラントに用いられるセメント原料等の被粉砕物を粉砕するミル（粉砕装置）が知られている。ミルは、被粉砕物供給管から粉砕回転テーブルへ投入された被粉砕物を、粉砕回転テーブルと粉砕ローラの間で挟み込むことで粉砕する。そして、粉砕回転テーブルの外周から供給される搬送用ガスによって、粉砕されて微粉状となった被粉砕物が、吹き上げられて、分級器で粒径サイズに応じてふるい分けられる。粒径サイズが小さい被粉砕物は、ミルの外部に排出され、設けられた搬送先である所定の装置へ搬送される。【０００３】
このようミルに設けられた粉砕ローラは、被粉砕物を粉砕することで摩耗していく。粉砕ローラの摩耗は、ミルの運転状態や性能に様々な影響を及ぼす可能性があるので、粉砕ローラの摩耗状態を把握するために、ミルには粉砕ローラの摩耗状態を診断する装置を設ける場合がある（例えば、特許文献１）。【０００４】
特許文献１には、ミルに設けられた各種検出器からの検出値とミル構造（リング径、ローラ径等）、分級器構造、炭種とからシミュレーションによりミル差圧またはミル動力の適正値を求め、これとミル差圧検出器または動力検出器からの実測値との偏差からローラ等の摩耗状態を診断するローラの摩耗状態診断装置が開示されている。この装置では、適正値と実測値との比較結果から異常がある場合に、警報の発生、ミルの停止、他ミルの起動あるいは負荷配分等の処置を行なう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平８−２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
粉砕ローラの摩耗によるミルの性能への影響は、粉砕装置における粉砕ローラの設置態様によって、異なる影響を及ぼすことがわかった。
例えば、粉砕テーブルに対する自由度が比較的低いように、粉砕ローラが設けられている場合には、粉砕ローラが摩耗することで、粉砕性能が低下する。一方、粉砕テーブルに対する自由度が比較的高いように、粉砕ローラが設けられている場合には、ローラ部は、被粉砕物を粉砕する際に、比較的負荷の少ない位置に移動する。これにより、ローラ部の形状は、当該粉砕装置における粉砕態様に適した形状となるように摩耗することとなる。よって、このような粉砕装置では、粉砕ローラが摩耗することで、粉砕性能が向上する。
このように、粉砕装置によって、粉砕ローラが摩耗に伴って、ミルの性能が低下するものと、向上するものとがあることがわかった。【０００７】
特許文献１では、ローラの摩耗に伴って、ミル差圧が増加する事態しか考慮されていない。ミルの差圧が増加するということは、ミル内の圧力損失の増大を示し、すなわち、粉砕性能が低下していることを意味している。よって、特許文献１では、粉砕性能が低下する事態しか想定されていない。また、特許文献１の装置では、ローラ摩耗の診断結果から、適切に稼働させることについては、考慮されていない。
このため、粉砕部の経年変化に応じて、ミルを適切に稼働させることができない可能性があった。【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、粉砕部が経年変化しても、粉砕装置を適切に稼働させることができる粉砕装置及び粉砕装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の粉砕装置及び粉砕装置の制御方法は以下の手段を採用する。【００１０】
本発明の一態様に係る粉砕装置は、被粉砕物を粉砕する粉砕装置であって、上下方向の軸を中心に回転駆動するテーブル部と、該テーブル部の上面と対向して配置されるローラ部と、を有し、前記テーブル部の前記上面と前記ローラ部との間に被粉砕物を挟み込むことで被粉砕物を粉砕する粉砕部と、現在における前記粉砕装置の負荷を導出する負荷導出部と、現在における前記粉砕装置の性能値を計測する性能値計測部と、所定の基準時において、前記負荷導出部によって導出された負荷で前記粉砕装置が運転されている場合における前記粉砕装置の性能値を導出する性能値導出部と、前記性能値計測部が計測した現在における前記粉砕装置の性能値と前記性能値導出部が導出した前記基準時における前記粉砕装置の性能値とに基づいて、前記性能値計測部が計測した現在における前記粉砕装置の性能値が、前記性能値導出部が導出した前記基準時における前記粉砕装置の性能値に近づくように、前記粉砕装置の性能値に影響を与えるパラメータを変更する制御部と、を備える。【００１１】
粉砕装置の稼働に伴って、被粉砕物を粉砕する粉砕部の形状等は、経年変化する。粉砕部の経年変化としては、ローラ部及びテーブル部の摩耗等による変形が挙げられる。粉砕部が経年変化すると、粉砕装置の性能値が変動する。
上記構成では、現在における粉砕装置の性能値が、基準時における粉砕装置の性能値に近づくように、粉砕装置の性能値に影響を与えるパラメータを変更している。これにより、粉砕装置の稼働に伴って、粉砕部が経年変化しても、粉砕装置の性能値を所定の基準時における性能値とすることができる。このように、性能値をコントロールすることができるので、粉砕部が経年変化しても、粉砕装置を性能値（粉砕部の経年変化）に応じて適切に稼働させることができる。
なお、所定の基準時とは、例えば、粉砕装置の初期運転時や、粉砕装置の慣らし運転時などの、粉砕部が経年変化する前等の時期が挙げられる。【００１２】
また、本発明の一態様に係る粉砕装置は、前記ローラ部に対して、前記テーブル部の前記上面方向への押圧荷重を付与する荷重付与部を備え、前記パラメータは、前記ローラ部に対して付与される押圧荷重を有し、前記制御部は、前記性能値計測部が計測した現在における前記粉砕装置の性能値と前記性能値導出部が導出した前記基準時における前記粉砕装置の性能値とに基づいて、前記性能値計測部が計測した現在における前記粉砕装置の性能値が、前記性能値導出部が導出した前記基準時における前記粉砕装置の性能値に近づくように、前記荷重付与部が付与する押圧荷重を調整する荷重制御部を有してもよい。【００１３】
粉砕機の性能値に影響を与えるパラメータとして、粉砕機の粉砕容量Ｃがある。粉砕装置の粉砕容量Ｃは、下記式（１）により計算される。
Ｃ＝ｋ×Ｍ×ω×Ｄ・・・（１）
但し、ｋ：係数
Ｍ:ローラ部の押圧荷重
ω：テーブル部の回転数
Ｄ：テーブル部の直径
このように、粉砕機の粉砕容量Ｃを決めるパラメータとして、押圧荷重、テーブル部の回転数、及び、テーブル部の直径がある。テーブル部の直径は、一度テーブル部を据え付けた後には、容易に変更することができない。そこで、発明者らは、押圧荷重及びテーブル部の回転数に着目した。押圧荷重及び／又はテーブル部の回転数を変化させることで、粉砕容量Ｃを増減させることが可能となる。粉砕容量Ｃを増減させることで、粉砕機の性能値へ調整することができる。以下では、粉砕容量Ｃを決める要素である押圧荷重と、テーブル部の回転数との積を、粉砕エネルギーとも称する。
上記構成では、現在における粉砕装置の性能値が、基準時における粉砕装置の性能値に近づくように、荷重付与部が付与する押圧荷重を調整している。上述のように、押圧荷重は、性能値に影響を与えるパラメータの一つである。これにより、粉砕装置の稼働に伴って、粉砕部が経年変化しても、荷重付与部が付与する押圧荷重を調整することで、粉砕装置の性能値を所定の基準時における性能値とすることができる。このように、性能値をコントロールすることができるので、粉砕部が経年変化しても、粉砕装置を性能値（粉砕部の経年変化）に応じて適切に稼働させることができる。【００１４】
また、本発明の一態様に係る粉砕装置は、所定の回転数となるように前記テーブル部を回転駆動する回転駆動部を備え、前記パラメータは、前記テーブル部の回転数を有し、前記制御部は、前記性能値計測部が計測した現在における前記粉砕装置の性能値と前記性能値導出部が導出した前記基準時における前記粉砕装置の性能値とに基づいて、前記性能値計測部が計測した現在における前記粉砕装置の性能値が、前記性能値導出部が導出した前記基準時における前記粉砕装置の性能値に近づくように、前記駆動部が回転させる前記テーブル部の回転数を調整するテーブル回転数制御部を有してもよい。【００１５】
上記構成では、現在における粉砕装置の性能値が、基準時における粉砕装置の性能値に近づくように、テーブル部の回転数を調整している。上述のように、テーブル部の回転数は、性能値に影響を与えるパラメータの一つである。これにより、粉砕装置の稼働に伴って、粉砕部が経年変化しても、荷重付与部が付与する押圧荷重を調整することで、粉砕装置の性能値を所定の基準時における性能値とすることができる。このように、性能値をコントロールすることができるので、粉砕部が経年変化しても、粉砕装置を性能値（粉砕部の経年変化）に応じて適切に稼働させることができる。
また、テーブル部の回転数を調整ことで、押圧荷重を調整する場合と比較して、粉砕機の振動値を低減することができる。【００１６】
また、本発明の一態様に係る粉砕装置は、前記粉砕装置のハウジングの内部に設けられ、前記ローラ部を支持するフレーム部を備え、前記フレーム部は、前記テーブル部に対して揺動自在であって、前記ローラ部は、前記フレーム部に対して揺動自在に支持されていて、前記荷重制御部は、前記荷重付与部が付与する押圧荷重が低減するように、前記荷重付与部の押圧荷重を調整してもよい。【００１７】
上記構成では、フレーム部がテーブル部に対して揺動自在であって、ローラ部がフレーム部に対して揺動自在に支持されているので、ローラ部が複数方向に移動自在な構成となっている。すなわち、ローラ部は、テーブル部に対する自由度が比較的高い状態で、支持されている。これにより、ローラ部は、被粉砕物を粉砕する際に、移動可能な位置のうち、最も負荷の少ない位置に移動する。一般に、粉砕部による粉砕態様は、粉砕装置の設置環境や、粉砕する被粉砕物によって異なる。上記構成のローラ部は、粉砕する際に、最も負荷の少ない位置に移動するので、当該粉砕装置における粉砕態様に応じるように摩耗する。よって、経年変化によって、ローラ部の形状は、当該粉砕装置における粉砕態様に適した形状となるように変化する。したがって、上記構成では、粉砕部が経年変化することにより、粉砕性能（粉砕効率）が向上するように、粉砕装置の性能値が変化する。
上記構成では、荷重付与部が付与する押圧荷重が低減するように、荷重付与部の押圧荷重を調整している。押圧荷重を低減すると、被粉砕物をテーブル部とローラ部と間に挟み込む力が弱まるので、粉砕性能は抑制される。これにより、粉砕部の経年変化による粉砕性能の向上を抑制し、粉砕部による過剰な被粉砕物の粉砕を抑制することができる。したがって、過剰な粉砕に起因する粉砕部の摩耗等の速度を低減し、粉砕部の製品寿命を長くすることができる。
また、上記構成では、粉砕部が経年変化することにより、粉砕性能（粉砕効率）が向上するので、被粉砕物の粉砕量が増大し、粉砕部の駆動力が増大するが、荷重付与部が付与する押圧荷重が低減して、粉砕性能の向上を抑制しているので、粉砕部の駆動力の増大も抑制することができる。したがって、過剰な粉砕に起因する粉砕部の駆動力の増大を抑制し、粉砕装置の省エネルギー化を図ることができる。【００１８】
また、本発明の一態様に係る粉砕装置は、前記粉砕装置の性能値とは、前記粉砕部を駆動する駆動力を含んでもよい。【００１９】
粉砕部が経年変化すると、粉砕部の経年変化に応じて粉砕部の粉砕性能も変化する。これにより、粉砕部を駆動する駆動力も変化する。駆動力の変化の要因としては、粉砕部の形状の変化によって粉砕性能が低下することで、より多くの駆動力が必要となる事態や、粉砕部の形状の変化によって粉砕性能が向上することで、被粉砕物の粉砕量が増加する事態が挙げられる。上記構成では、粉砕部の経年変化に起因して変化する粉砕部の駆動力を性能値としている。したがって、的確に粉砕部の経年変化を把握することができる。
また、上記構成では、粉砕装置の性能値として、粉砕部を駆動する駆動力を用いているので、粉砕装置の稼働に伴って、粉砕部が経年変化しても、粉砕部を駆動する駆動力を所定の基準時における駆動力とすることができる。このように、駆動力をコントロールすることができるので、粉砕部が経年変化しても、粉砕装置を適切な駆動力で稼働させることができる。したがって、過剰な粉砕に起因する粉砕部の駆動力の増大を的確に抑制し、より粉砕装置の省エネルギー化を図ることができる。【００２０】
また、本発明の一態様に係る粉砕装置は、粉砕した被粉砕物を外部へ搬送する搬送用ガスを供給する搬送用ガス供給部と、前記搬送用ガスによって搬送される被粉砕物を排出する排出部と、を備え、前記粉砕装置の性能値とは、前記搬送用ガス供給部側の圧力と前記排出部側の圧力との差圧を含んでもよい。【００２１】
粉砕部が経年変化すると、粉砕部の経年変化に応じて粉砕部の粉砕性能も変化する。粉砕性能が変化すると、粉砕装置内の粉砕された被粉砕物量も変化する。粉砕された被粉砕物量は、搬送用ガス流れに対する圧力損失となるので、搬送用ガス供給部側と排出部側との差圧も変化する。すなわち、粉砕部の経年変化応じて、差圧も変化する。上記構成では、粉砕部の経年変化に起因して変化する差圧を性能値としている。したがって、的確に粉砕部の経年変化を把握することができる。【００２２】
また、本発明の一態様に係る粉砕装置は、前記荷重付与部が付与する押圧荷重の調整度合いを導出するための機械学習を行う学習部と、前記学習部は、前記機械学習に基づいて、前記調整度合いを導出し、前記荷重制御部は、前記学習部が導出した前記調整度合いとなるように、前記荷重付与部が付与する押圧荷重を調整してもよい。【００２３】
上記構成では、荷重付与部が付与する押圧荷重を低減させる低減度合いを導出するための機械学習を行った学習部が、機械学習に基づいて導出した調整度合いで、押圧荷重を調整している。これにより、的確に押圧荷重を調整することができる。【００２４】
本発明の一態様に係る粉砕装置の制御方法は、被粉砕物を粉砕する粉砕装置の制御方法であって、上下方向の軸を中心に回転駆動するテーブル部の上面と、該テーブル部の前記上面と対向して配置されるローラ部との間に被粉砕物を挟み込むことで被粉砕物を粉砕する粉砕ステップと、現在における前記粉砕装置の負荷を導出する負荷導出ステップと、現在における前記粉砕装置の性能値を計測する性能値計測ステップと、所定の基準時において、前記負荷導出ステップで導出された負荷で前記粉砕装置が運転されている場合における前記粉砕装置の性能値を導出する性能値導出ステップと、前記性能値計測ステップで計測した現在における前記粉砕装置の性能値と前記性能値導出ステップで導出した前記基準時における前記粉砕装置の性能値とに基づいて、前記性能値計測ステップで計測した現在における前記粉砕装置の性能値が、前記性能値導出ステップで導出した前記基準時における前記粉砕装置の性能値に近づくように、前記粉砕装置の性能値に影響を与えるパラメータを変更する制御ステップと、を備えている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、粉砕部が経年変化しても、粉砕装置を適切に稼働させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るミルを示す縦断面図である。
【図２】図１のミルの制御装置を示すブロック図である。
【図３】図２の制御装置が行う運転制御処理を示すフローチャートである。
【図４】図２の制御装置が行う性能値取得処理を示すフローチャートである。
【図５】図３の変形例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態に係るミルにおけるミル負荷率と圧力損失との関係を示したグラフである。
【図７】本発明の第１実施形態に係るミルにおけるミル負荷率と粉砕動力との関係を示したグラフである。
【図８】本発明の第１実施形態に係るミルにおける油圧と駆動力比との関係を示したグラフである。
【図９】本発明の第１実施形態に係るミルにおける油圧と循環炭差圧比との関係を示したグラフである。
【図１０Ａ】本発明の第１実施形態に係るミルにおける時間と油圧との関係を示したグラフである。
【図１０Ｂ】本発明の第１実施形態に係るミルにおける時間と駆動力との関係を示したグラフである。
【図１０Ｃ】本発明の第１実施形態に係るミルにおける時間と循環炭差圧との関係を示したグラフである。
【図１１Ａ】時間と粉砕エネルギーとの関係を示したグラフである。
【図１１Ｂ】時間と循環炭差圧との関係を示したグラフである。
【図１１Ｃ】時間と駆動力との関係を示したグラフである。
【図１２】本発明の第２実施形態に係るミルの制御装置を示すブロック図である。
【図１３】図１２の制御装置が行う運転制御処理を示すフローチャートである。
【図１４】図１３の変形例を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第２実施形態に係るミルにおける粉砕回転テーブルの回転数と駆動力比との関係を示したグラフである。
【図１６】本発明の第２実施形態に係るミルにおける粉砕回転テーブルの回転数と循環炭差圧比との関係を示したグラフである。
【図１７Ａ】本発明の第２実施形態に係るミルにおける時間と粉砕回転テーブルの回転数との関係を示したグラフである。
【図１７Ｂ】本発明の第２実施形態に係るミルにおける時間と循環炭差圧比との関係を示したグラフである。
【図１７Ｃ】本発明の第２実施形態に係るミルにおける時間と駆動力との関係を示したグラフである。
【図１７Ｄ】本発明の第２実施形態に係るミルにおける時間と振動値との関係を示したグラフである。
【図１８】本発明の第３実施形態に係るミルの制御装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
［第１実施形態］
以下に、本発明に係る粉砕装置及び粉砕装置の制御方法の第１実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、火力発電設備に設けられ、固体燃料を粉砕する粉砕装置に、本発明を適用した例について説明する。
【００２８】
図１には、ミル１の詳細が示されている。図１は、原料（燃料）である石炭を微粉砕するミル１、並びに、ミル１の原料供給系及び微粉砕物搬送系を含むミル設備を示している。
【００２９】
ミル１は、竪型ミルとされており、固形物である石炭を粉砕する。なお、ミル１は、石炭のみを粉砕する形式であってもよいし、石炭と共にバイオマス燃料を粉砕する形式であってもよいし、バイオマス燃料のみを粉砕する形式であってもよい。本実施形態では、石炭のみを粉砕する場合について説明する。
【００３０】
ミル１のハウジング３１は、竪型の円筒中空形状をなし、天井部３２の中央部にセンターシュート３３が取り付けられている。センターシュート３３は、上端部が給炭管（図示省略）と接続され、石炭を貯留しているバンカ（図示省略）から導かれた石炭をハウジング３１内に供給する。センターシュート３３は、ハウジング３１の中心位置に上下方向（鉛直方向）に沿って配置され、下端部がハウジング３１内まで延設されている。
【００３１】
ハウジング３１の下部には、架台３４が地面に設置され、この架台３４上に粉砕回転テーブル３５が回転自在に配置されている。粉砕回転テーブル３５の中央に対してセンターシュート３３の下端部が対向するように配置されている。センターシュート３３は、石炭を上方から下方に向けて供給する。また、ハウジング３１の内部には、センターシュート３３と粉砕回転テーブル３５との間に、逆円錐形状であって、且つ、筒状のホッパ１１が設けられている。
【００３２】
給炭管には、ロータリーフィーダ（図示省略）が装着されていて、ロータリーフィーダは、定量の石炭を切り出す、すなわち、石炭を所定量ごとに供給する。
【００３３】
石炭は、粉砕部３０によって粉砕される。粉砕部３０は、粉砕回転テーブル（テーブル部）３５及び粉砕ローラ（ローラ部）３６等を有している。
粉砕回転テーブル３５は、上下方向（鉛直方向）の中心軸線周りに回転自在であると共に、駆動装置２０によって駆動される。粉砕回転テーブル３５の上面は、中心部が高く、中心部から外側に向けて低くなるような傾斜形状をなし、外周部が内側から外側へ上方に湾曲した形状をなしている。駆動装置２０は、図示しないインバータを有している。駆動装置２０は、インバータによって、粉砕回転テーブル３５の回転数を調整することができる。
【００３４】
粉砕回転テーブル３５の上方には、粉砕回転テーブル３５の上面に対向して複数、例えば３台の粉砕ローラ３６が配置されている。各粉砕ローラ３６は、粉砕回転テーブル３５の外周部の上方に、周方向に均等間隔（３台の粉砕ローラ３６の場合、１２０°間隔）で配置されている。なお、図１では、説明上、２台の粉砕ローラ３６を対称に図示しているが、３台の粉砕ローラ３６が１２０°間隔で配置される場合、粉砕ローラ３６の配置は、図１の図示とは異なる。
【００３５】
粉砕ローラ３６は、ブラケット３８を介して加圧アーム（フレーム部）３７に対して揺動可能に接続されている。ブラケット３８は、加圧アーム３７にヒンジによって結合されている。加圧アーム３７は、平面視形状がほぼ六角形形状を有し、隣り合う粉砕ローラ３６の間の３点でそれぞれテンションロッド（荷重付与部）３９と接続されている。テンションロッド３９は、下部に設けられた油圧シリンダ部４９を有しており、油圧シリンダ部４９は、油圧により、粉砕ローラ３６の押圧荷重を変更させることができる。
【００３６】
上記構成により、ブラケット３８が加圧アーム３７によって支持され、粉砕ローラ３６がブラケット３８によって加圧アーム３７に対して揺動可能とされている。加圧アーム３７は、テンションロッドボックス４０に収容されたテンションロッド３９と接続されている。また、加圧アーム３７は、ハウジング３１の内部に設けられ、油圧シリンダ部４９の油圧によって上下方向（鉛直方向）の位置が調整される。これにより、粉砕ローラ３６によって、粉砕回転テーブル３５上の固形物に対して作用する負荷（押圧荷重）が変更可能である。また、加圧アーム３７は、粉砕回転テーブル３５に対して、揺動自在にテンションロッド３９に支持されている。テンションロッド３９の下端は、地面に対して固定されている。
【００３７】
粉砕回転テーブル３５が回転すると、粉砕ローラ３６は、粉砕回転テーブル３５や固形物から受ける力によって従動し、粉砕ローラ３６の回転軸周りに転動する。石炭は、粉砕ローラ３６と粉砕回転テーブル３５の噛み合わせによって、両者間で押圧されて粉砕される。石炭が粉砕されることによって、微粉上の粉砕物（以下、「微粉炭」という。）が生成される。
【００３８】
ハウジング３１の下部には、１次空気ダクト（搬送用ガス供給部）１３が接続されている。１次空気ダクト１３によって供給された１次空気（搬送用ガス）６０は、ハウジング３１内へ導かれ、粉砕回転テーブル３５の下方に位置する空間に供給される。
【００３９】
ハウジング３１の上部には、回転分級機４１が設けられている。回転分級機４１は、センターシュート３３を取り囲むように配置され、センターシュート３３の周りを回転する。回転分級機４１の回転に伴い、その外周側に取り付けられた複数のフィン４２が周方向に走行する。粉砕回転テーブル３５と粉砕ローラ３６によって粉砕された微粉炭は、粉砕回転テーブル３５の下方から粉砕回転テーブル３５の外周側を通り上昇する空気の流れによって上方へと巻き上げられる。巻き上げられた微粉炭のうち比較的大きな径の微粉炭は、フィン４２によって叩き落とされ、粉砕回転テーブル３５へと戻されて再び粉砕される。これにより、回転分級機４１によって微粉炭が分級される。なお、回転分級機４１は、駆動部５０の駆動力によって回転している。
【００４０】
天井部３２には複数本の送炭管（排出部）９が接続されており、送炭管９は、回転分級機４１によって分級された後の微粉炭を排出し、排出された微粉炭をボイラ本体へと導く。複数本の送炭管９は、天井部３２に対応して設けられた複数の開口部にそれぞれ接続される。送炭管９は、ミル１のサイズや粉砕容量に応じて変化するが、２本〜８本の範囲にあり、４本〜６本の場合が多い。
【００４１】
本実施形態に係るミル１における石炭の流れについて以下で説明する。
【００４２】
バンカ内に貯蔵されている石炭は、給炭管及びセンターシュート３３に送給される。なお、このとき、給炭管に装着されたロータリーフィーダは、定量の石炭を切り出し、バイオマス燃料がミル１内に向けて落下する（ａ）。
【００４３】
ミル１内に供給された石炭は、粉砕回転テーブル３５上に落下し（ｂ）、遠心力で外周側へ移動し、複数の粉砕ローラ３６と粉砕回転テーブル３５との間で粉砕される。粉砕された微粉炭は、１次空気ダクト１３及びスロートベーン４４を通じてミル１内に吹き込まれる１次空気６０によって、ミル１内を上昇する（ｃ）。この上昇中に微粉炭のうち、粒径の大きい粗粒の一部は、重力により落下し、粉砕回転テーブル３５に戻される。
【００４４】
ミル１の上部では、複数のフィン（羽根）４２からなる回転分級機４１が回転していて、粗く重い微粉炭は、フィン４２の遠心力によって、はじかれるように叩き落とされる。また、叩き落された微粉炭は、ホッパ１１の内周面を滑り落ち、粉砕回転テーブル３５に戻される（ｄ）。微粉砕物は細かくなるまで再粉砕が繰り返される。
細かくなった微粉炭は、回転分級機４１を通過し（ｅ）、送炭管９を通じて外部へ空気搬送される（ｆ）。空気搬送された微粉炭は、ボイラ（図示省略）に設けられたバーナに送られて燃焼する。
【００４５】
次に、ミル１に設けられている各種計測器について説明する。ミル１には、ミル１の運転状態を計測する計測器が備えられている。具体的には、ミル１に供給される石炭の量（給炭量）を計測する給炭量計測器２１、１次空気ダクト１３から供給される一次空気の流量（一次空気量）を計測する一次空気量計測器２２、回転分級機４１のフィン４２の回転数（分級機回転数）を計測する分級機回転数計測器２３、テンションロッド３９の油圧（より詳細には、油圧シリンダ部４９の油圧）を計測する油圧計測器２４及び粉砕回転テーブル３５の回転数を計測するテーブル回転数計測器２５である。
また、ミル１には、１次空気ダクト１３に設けられた圧力計（図示省略）が測定した圧力と送炭管９に設けられた圧力計（図示省略）が測定した圧力との差圧を計測する差圧計測器２６及び粉砕部３０の駆動力を計測する駆動力計測器２７が設けられている。
なお、粉砕部３０の駆動力とは、例えば、粉砕回転テーブル３５を回転駆動するために駆動装置２０より供給される電力である。なお、粉砕部３０において、粉砕ローラ３６も電力駆動される場合には、粉砕部３０の駆動力として、粉砕回転テーブル３５及び粉砕ローラ３６の駆動電力を取得することとすればよい。これらの計測器で計測された各種結果は、制御装置１５に出力される。
【００４６】
制御装置１５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
【００４７】
制御装置１５は、図２に示すように、負荷導出部１６と、性能値導出部１７と、判断部１８と、荷重制御部１９と、を備え、ミル１の運転制御処理を行う。
【００４８】
負荷導出部１６は、ミル１の負荷率を導出する。具体的には、ミル１の現在の運転状態に係る情報として、ミル１に設けられた各種計測器の計測結果を取得し、取得した計測結果に基づいてミル１の負荷率を導出する。本実施形態では、負荷導出部１６は、各種計測器の計測結果として、給炭量計測器２１が計測した給炭量、一次空気量計測器２２が計測した一次空気量、分級機回転数計測器２３が計測した分級機回転数、油圧計測器２４が計測した油圧及びテーブル回転数計測器２５が計測した粉砕回転テーブル３５の回転数を取得する。
また、負荷導出部１６は、石炭の性状の情報を取得する。詳細には、石炭の粉砕の難易を表す指標を取得する。石炭の粉砕の難易を表す指標とは、例えば、ハードグローブ粉砕性指標（Ｈａｒｄｇｒｏｂｅ  Ｇｒｉｎｄａｂｉｌｉｔｙ  Ｉｎｄｅｘ（ＨＧＩ））である。ＨＧＩは、例えば、発電プラント（ミル１）の運転員によって制御盤２８等に入力され、負荷導出部１６は制御盤２８よりＨＧＩを取得する。なお、ミル１においてＨＧＩを計測器により計測（または推定）することが可能な場合には、ミル１は該計測器からＨＧＩを取得することとしてもよい。また、固体燃料の粉砕の難易を表す指標であれば、ハードグローブ粉砕性指標に限らず使用可能であり、例えば、全水分等を使用してもよい。
【００４９】
ミル負荷率ＭＬは、上述の計測器の計測結果により求められる。以下に、本実施形態に係る負荷導出部１６が行うミル負荷率ＭＬの導出方法の一例について説明する。
ミル負荷率ＭＬは、例えば、下記式（２）により計算される。
ＭＬ＝Ｃ／Ｃ１・・・（２）
但し、Ｃ：給炭量
Ｃ１：石炭性状
【００５０】
また、石炭性状Ｃ１は、下記式（３）により計算される。
Ｃ１＝Ｃ０×Ｆｍ×Ｆｆ×Ｆｇ×（その他の係数）・・・（３）
但し、Ｃ０：ミル１における基準粉砕容量
Ｆｍ：水分量の違いによるミル容量補正係数
Ｆｆ：ミル微粉度（例えば、出口２００＃パス率）によるミル容量補正係数
Ｆｇ：石炭の粉砕性指数（例えば、ＨＧＩ）によるミル容量補正係数
【００５１】
また、出口２００＃パス率は、ミル１の試運転時等のデータを用いて作成された出口２００＃パス率と、分級機回転数や空気量から求める理論分級径との相関を定めたテーブル等によって求められる。すなわち、当該テーブルに、計測された分級機回転数や一次空気量を適用することで、出口２００＃パス率を推定することができる。
【００５２】
性能値導出部１７は、性能値計測部が計測した性能値に基づいて、所定の基準時において負荷導出部１６によって導出された負荷率でミル１が運転されている場合におけるミル１の性能値を導出する。本実施形態では、所定の基準時を、ミル１の試運転時（すなわち、粉砕ローラ３６の摩耗前）としている。また、本実施形態では、性能値計測部として、差圧計測部及び駆動力計測部を用いている。また、本実施形態では、性能値として、１次空気ダクト１３の圧力と送炭管９の圧力との循環炭差圧、及び、粉砕部３０の駆動力を用いている。
したがって、本実施形態に係るミル１では、差圧計測器２６が計測した差圧及び駆動力計測器２７が計測した駆動力に基づいて、試運転時の状態のミル１が、現在運転中のミル１と同じ負荷率で運転した場合における循環炭差圧及び駆動力を、性能値導出部１７が導出する。
【００５３】
なお、循環炭差圧とは、差圧計測器２６が計測した差圧から、石炭等の被粉砕物がミル１に供給されていない状態における差圧（以下、「空気差圧」という。）を引くことで算出される差圧である。すなわち、循環炭差圧とは、ミル１内に充満する微粉炭に起因する圧力損失によって生じる差圧である。なお、空気差圧は、ミル１内に被粉砕物が供給される前であって、１次空気ダクト１３からミル１内に空気を供給した状態における、１次空気ダクト１３の圧力及び送炭管９の圧力によって算出される。循環炭差圧を算出する演算は、差圧計測器２６で行ってもよく、制御装置１５で行ってもよい。本実施形態では、制御装置１５で算出する場合について説明する。
【００５４】
したがって、本実施形態に係るミル１では、差圧計測器２６が計測した差圧に基づいて算出された循環炭差圧及び駆動力計測器２７が計測した駆動力に基づいて、試運転時の状態のミル１が、現在運転中のミル１と同じ負荷率で運転した場合における性能値（循環炭差圧及び駆動力）を、性能値導出部１７によって導出している。
【００５５】
具体的には、性能値導出部１７は、ミル１の試運転時における駆動力と負荷率との関係を示すグラフ（図６の実線参照）やテーブルを用いて、現在の運転中のミル１の負荷率に応じたミル１の基準時における駆動力を導出する。なお、図６は、ミル負荷率と圧力損失との関係を示したグラフであって、実線はローラ摩耗前を示し、破線はローラ摩耗時を示している。
また、性能値導出部１７は、ミル１の試運転時における循環炭差圧と負荷率との関係を示すグラフ（図７の実線参照）やテーブルを用いて、現在の運転中のミル１の負荷率に応じたミル１の基準時における循環炭差圧を導出する。なお、図７は、ミル負荷率と駆動力との関係を示したグラフであって、実線はローラ摩耗前を示し、破線はローラ摩耗時を示している。
【００５６】
判断部１８は、性能値計測部が計測した現在の性能値と、性能値導出部１７が導出した基準時の性能値とを比較し、テンションロッド３９による押圧荷重の調整（補正）が必要か、不必要かを判断する。具体的には、駆動力計測器２７が計測した現在の駆動力Ｗが、性能値導出部１７が導出した基準時の駆動力Ｗｉよりも大きい場合（Ｗｉ＞Ｗ）であって、かつ、差圧計測器２６が計測した循環炭差圧ΔＰｃが、性能値導出部１７が導出した基準時の循環炭差圧ΔＰｃｉよりも小さい場合（ΔＰｃ＜ΔＰｃｉ）には、調整が必要であると判断する。また、どちらかの条件が満たされていない場合には、調整が必要ないと判断する。
なお、判断部１８の判断基準は、一例であり、これに限定されない。例えば、駆動力計測器２７が計測した現在の駆動力Ｗが、性能値導出部１７が導出した基準時の駆動力Ｗｉよりも、所定の閾値α以上大きい場合（Ｗｉ＞Ｗ＋α）であって、かつ、差圧計測器２６が計測した循環炭差圧ΔＰｃが、性能値導出部１７が導出した基準時の循環炭差圧ΔＰｃｉよりも所定の閾値以上β小さい場合（ΔＰｃ＜ΔＰｃｉ−β）には、調整が必要であると判断してもよい。
また、上記説明では、２つの条件を両方満たした場合に、調整が必要であると判断する例について説明したが、２つの条件のうちどちらか一方を満たした場合に、調整が必要であると判断してもよい。
【００５７】
荷重制御部１９は、性能値計測部が計測した現在における粉砕装置の性能値（駆動力及び循環炭差圧）が、性能値導出部１７が導出した基準時におけるミル１の性能値（駆動力及び循環炭差圧）と同一の値になるように、テンションロッド３９が付与する油圧（押圧荷重）を調整する。具体的には、油圧と性能値との関係を示したグラフである図８及び図９を用いて油圧を調整する。
【００５８】
図８は、押圧荷重の調整方法に関するグラフであって、横軸が油圧Ｏｐを示し、縦軸が駆動力比（Ｗ／Ｗｉ）を示している。また、実線がローラ摩耗前を示し、破線がローラ摩耗時を示している。なお、ローラ摩耗前のデータは、ミル１の試運転時等に取得しておく。
図８に示すように、ローラ摩耗前において、粉砕ローラ３６に対してＯｐｉ分の油圧によって押圧荷重を作用させていた場合、ローラ摩耗時には、Ｏｐ分の油圧で押圧荷重を作用させることで、ローラ摩耗前と同一の駆動力（すなわち、駆動力比（Ｗ／Ｗｉ）が１となる）とすることができる。したがって、荷重制御部１９は、この場合には、ＯｐｉとＯｐとの差分だけ、油圧を低減する。
【００５９】
また、図９は、押圧荷重の調整方法に関するグラフであって、横軸が油圧Ｏｐを示し、縦軸が循環炭差圧比（ΔＰｃ／ΔＰｃｉ）を示している。また、実線がローラ摩耗前を示し、破線がローラ摩耗時を示している。なお、ローラ摩耗前のデータは、ミル１の試運転時等に取得しておく。
図９に示すように、ローラ摩耗前において、粉砕ローラ３６に対してＯｐｉ分の油圧によって押圧荷重を作用させていた場合であっても、ローラ摩耗時には、Ｏｐ分の油圧で押圧荷重を作用させれば、ローラ摩耗前と同一の循環炭差圧（すなわち、循環炭差圧比（ΔＰｃ／ΔＰｃｉ）が１となる）を得ることができる。したがって、この場合には、荷重制御部１９は、ＯｐｉとＯｐとの差分だけ、油圧を低減する。
【００６０】
次に、本実施形態に係る制御装置１５が行う運転制御処理について図３及び図４を用いて説明する。
制御装置１５は、ミル１の負荷率の導出に必要なデータを取得する（Ｓ１）。具体的には、制御装置１５の負荷導出部１６が、ミル１に設けられた各種計測器の計測結果である給炭量計測器２１が計測した給炭量、一次空気量計測器２２が計測した一次空気量、分級機回転数計測器２３が計測した分級機回転数、油圧計測器２４が計測した油圧及びテーブル回転数計測器２５が計測した粉砕回転テーブル３５の回転数を取得する。また、負荷導出部１６は、制御盤２８より、粉砕対称である石炭のＨＧＩを取得する。
【００６１】
ミル１の負荷率の導出に必要なデータを取得すると、制御装置１５の負荷導出部１６は、Ｓ１で取得したデータに基づいて、ミル負荷率を導出する（Ｓ２）。ミル負荷率を導出すると、次に制御装置１５は、性能値導出部１７によって、基準時におけるミル１の駆動力Ｗｉ及び循環炭差圧ΔＰｃｉを導出する（Ｓ３）。基準時におけるミル１の駆動力Ｗｉ及び循環炭差圧ΔＰｃｉを導出すると、次に制御装置１５は、性能値取得処理を行い、現在の性能値を取得する（Ｓ４）。性能値取得処理の詳細については後述する。
【００６２】
Ｓ４で現在の性能値を取得すると、制御装置１５は、Ｓ５に移行する。Ｓ５では、判断部１８が、Ｓ４で取得した現在の性能値（Ｗ、ΔＰｃ）と、Ｓ３で導出した基準時の性能値（Ｗｉ、ΔＰｃｉ）とを比較する。具体的には、現在の駆動力Ｗが、基準時の駆動力Ｗｉよりも大きく（Ｗｉ＞Ｗ）、かつ、現在の循環炭差圧ΔＰｃが、基準時の循環炭差圧ΔＰｃｉよりも小さい（ΔＰｃ＜ΔＰｃｉ）か否かを判断する。
【００６３】
Ｓ５で、条件を満たしていると判断した場合には、Ｓ６に進む。Ｓ６では、荷重制御部１９によって、現在の性能値（Ｗ、ΔＰｃ）が基準時の性能値（Ｗｉ、ΔＰｃｉ）と同一の値になるように、テンションロッド３９が付与する油圧（押圧荷重）を調整することを決定する。Ｓ６で油圧を調整することを決定すると、Ｓ７に進む。Ｓ７では、油圧制御信号をテンションロッド３９に送信し、Ｓ６で決定したように油圧を調整する。油圧制御信号を送信すると、制御装置１５は、本処理を終了する。
【００６４】
また、Ｓ５で、条件を満たしていないと判断した場合には、Ｓ８に進む。Ｓ８では、テンションロッド３９が付与する油圧（押圧荷重）を調整しないことを決定する。Ｓ８で油圧を調整することを決定すると、Ｓ７に進む。Ｓ７では、Ｓ８で決定したように油圧を調整しない油圧制御信号をテンションロッド３９に送信する。油圧制御信号を送信すると、制御装置１５は、本処理を終了する。
【００６５】
次に、運転制御処理のＳ４で行う性能値取得処理について図４のフローチャートを用いて説明する。
本処理を開始すると、まず制御装置１５は、一次空気量計測器２２が計測した一次空気量を取得する（Ｓ１１）。次に、Ｓ１２に移行し、空気差圧を取得する。空気差圧を取得すると、次に制御装置１５は、差圧計測器２６から差圧を取得する（Ｓ１３）。差圧を取得すると、制御装置１５は、Ｓ１３で取得した差圧と、Ｓ１２で取得した空気差圧とに基づいて、循環炭差圧（ΔＰｃ）を算出する（Ｓ１４）。具体的には、Ｓ１３で取得した差圧から、Ｓ１２で取得した空気差圧を除することで、循環炭差圧（ΔＰｃ）を算出する。循環炭差圧（ΔＰｃ）を算出すると、制御装置１５は、駆動力計測器２７から駆動力（Ｗ）を取得する（Ｓ１５）。駆動力（Ｗ）を取得すると、制御装置１５は、本処理を終了する。
【００６６】
なお、上記で説明した処理は一例であり、本発明はこれに限定されない。例えば、図５に示すように、判断部１８が判断を行ってもよい。図５では、判断部１８が、判断を行うステップが図３に示した例と相違している。その他のステップについては、図３と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
図５で示した例では、Ｓ２５において、Ｓ４で取得した現在の性能値（Ｗ、ΔＰｃ）と、Ｓ３で導出した基準時の性能値（Ｗｉ、ΔＰｃｉ）との比率（η（η＝Ｗ／Ｗｉ）、λ（λ＝ΔＰｃ／ΔＰｃｉ））を導出し、それらの比率の時間変化（ｄη／ｄｔ、ｄλ／ｄｔ）を導出する。そして、駆動力の比率の時間変化（ｄη／ｄｔ）が０よりも大きく（ｄη／ｄｔ＞０）、かつ、循環炭差圧（ΔＰｃ）の比率の時間変化（ｄλ／ｄｔ）が０よりも小さい（ｄλ／ｄｔ＜０）か否かを判断する。条件を満たしていると判断した場合には、Ｓ６に進み、条件を満たしていないと判断した場合には、Ｓ８に進む。
【００６７】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
ミル１の性能値に影響を与えるパラメータとして、ミル１の粉砕容量Ｃがある。ミル１の粉砕容量Ｃは、下記式（４）により計算される。
Ｃ＝ｋ×Ｍ×ω×Ｄ・・・（４）
但し、ｋ：係数
Ｍ:粉砕ローラに対する押圧荷重
ω：粉砕回転テーブルの回転数
Ｄ：粉砕回転テーブルの直径
このように、ミル１の粉砕容量Ｃを決めるパラメータとして、押圧荷重、粉砕回転テーブル３５の回転数、及び、粉砕回転テーブル３５の直径がある。粉砕回転テーブル３５の直径は、一度粉砕回転テーブル３５を据え付けた後には、容易に変更することができない。そこで、発明者らは、押圧荷重及び粉砕回転テーブル３５の回転数に着目した。押圧荷重及び／又はテーブル部の回転数を変化させることで、粉砕容量Ｃを増減させることが可能となる。粉砕容量Ｃを増減させることで、ミル１の性能値へ調整することができる。以下では、粉砕容量Ｃを決める要素である押圧荷重と、粉砕回転テーブル３５の回転数との積を、粉砕エネルギーとも称する。
図１１Ａから図１１Ｃは、本実施形態の基本的な概念を示したものである。ミル１への石炭の供給量が一定としたときに、従来（制御無し）の場合には、図１１Ａに示すように粉砕エネルギーは一定である。このため、図１１Ｂに示すように粉砕時間の経過に伴いミル１の圧力損失（循環炭差圧）が低下し、図１１Ｃに示すように粉砕動力（駆動装置２０の駆動力）が増加する。一方、本実施形態（制御あり）の場合には、図１１Ａに示すように粉砕時間の経過にともない、粉砕エネルギーを調整する。本実施形態では、押圧荷重を調整することで、粉砕エネルギーを調整する。粉砕エネルギーを調整して、図１１Ｂ及び図１１Ｃに示すように、圧力損失（循環炭差圧）及び粉砕動力（駆動装置２０の駆動力）を一定になるように制御することで、ミル１の経年変化に応じた適切な運用が可能となる。
【００６８】
ミル１の稼働に伴って、石炭を粉砕する粉砕部３０（粉砕回転テーブル３５及び粉砕ローラ３６）は、経年変化する。粉砕部３０の経年変化としては、粉砕ローラ３６及び粉砕回転テーブル３５の摩耗等による変形が挙げられる。粉砕部３０が経年変化すると、ミル１の性能値が変動する。
また、粉砕部３０は、粉砕回転テーブル３５の上面と粉砕ローラ３６との間に石炭を挟み込むことで石炭を粉砕しているので、粉砕ローラ３６に対する押圧荷重に応じて、ミル１の性能値（本実施形態では、粉砕部３０の駆動力及び循環炭差圧）は変動する。
本実施形態では、現在におけるミル１の性能値が、基準時におけるミル１の性能値に近づくように、荷重制御部１９が、テンションロッド３９が付与する押圧荷重を調整している。上述のように、押圧荷重は、性能値に影響を与えるパラメータの一つである。これにより、ミル１の稼働に伴って、粉砕部３０が経年変化しても、ミル１の性能値を基準時における性能値とすることができる。このように、性能値をコントロールすることができるので、粉砕部３０が経年変化しても、ミル１を性能値（粉砕部３０の経年変化）に応じて適切に稼働させることができる。
【００６９】
本実施形態では、加圧アーム３７が粉砕回転テーブル３５に対して揺動自在であって、粉砕ローラ３６が加圧アーム３７に対して揺動自在に支持されているので、粉砕ローラ３６が複数方向に移動自在な構成となっている。すなわち、粉砕ローラ３６は、粉砕回転テーブル３５に対する自由度が比較的高い状態で、支持されている。これにより、粉砕ローラ３６は、石炭を粉砕する際に、移動可能な位置のうち、最も負荷の少ない位置に移動する。一般に、粉砕部３０による粉砕態様は、ミル１の設置環境や、粉砕する石炭の性状等によって異なる。本実施形態の粉砕ローラ３６は、粉砕する際に、最も負荷の少ない位置に移動するので、当該ミル１における粉砕態様に応じるように摩耗する。よって、経年変化によって、粉砕ローラ３６の形状は、当該ミル１における粉砕態様に適した形状となるように変化する。したがって、本実施形態では、粉砕部３０が経年変化することにより、粉砕性能（粉砕効率）が向上するように、ミル１の性能値が変化する。
【００７０】
本実施形態では、テンションロッド３９が付与する押圧荷重が低減するように、テンションロッド３９の押圧荷重を調整している。押圧荷重を低減すると、石炭を粉砕回転テーブル３５と粉砕ローラ３６と間に挟み込む力が弱まるので、粉砕性能は抑制される。これにより、粉砕部３０の経年変化による粉砕性能の向上を抑制し、粉砕部３０による過剰な石炭の粉砕を抑制することができる。したがって、過剰な粉砕に起因する粉砕部３０の摩耗等の速度を低減し、粉砕部３０の製品寿命を長くすることができる。粉砕部３０の製品寿命を長寿命化することで、粉砕部３０が適用されたプラント等の稼働率を向上させることができる。
【００７１】
また、本実施形態では、粉砕部３０が経年変化することにより、粉砕性能（粉砕効率）が向上するので、石炭の粉砕量が増大し、粉砕部３０の駆動力が増大するが、テンションロッド３９が付与する押圧荷重が低減して、粉砕性能の向上を抑制しているので、粉砕部３０の駆動力の増大も抑制することができる。したがって、過剰な粉砕に起因する粉砕部３０の駆動力の増大を抑制し、ミル１の省エネルギー化を図ることができる。
【００７２】
粉砕部３０が経年変化すると、粉砕部３０の経年変化に応じて粉砕部３０の粉砕性能も変化する。これにより、粉砕部３０を駆動する駆動力も変化する。駆動力の変化の要因としては、粉砕部３０の形状の変化によって粉砕性能が低下することで、より多くの駆動力が必要となる事態や、粉砕部３０の形状の変化によって粉砕性能が向上することで、石炭の粉砕量が増加する事態が挙げられる。本実施形態では、粉砕部３０の経年変化に起因して変化する粉砕部３０の駆動力を性能値としている。したがって、的確に粉砕部３０の経年変化を把握することができる。
【００７３】
また、本実施形態では、ミル１の性能値として、粉砕部３０を駆動する駆動力を用いているので、ミル１の稼働に伴って、粉砕部３０が経年変化しても、粉砕部３０を駆動する駆動力を所定の基準時における駆動力とすることができる。このように、駆動力をコントロールすることができるので、粉砕部３０が経年変化しても、ミル１を適切な駆動力で稼働させることができる。したがって、過剰な粉砕に起因する粉砕部３０の駆動力の増大を的確に抑制し、よりミル１の省エネルギー化を図ることができる。
【００７４】
粉砕部３０が経年変化すると、粉砕部３０の経年変化に応じて粉砕部３０の粉砕性能も変化する。粉砕性能が変化すると、ミル１内の粉砕された石炭量も変化する。粉砕された石炭量は、搬送用空気流れに対する圧力損失となるので、１次空気ダクト１３と送炭管９との循環炭差圧も変化する。すなわち、粉砕部３０の経年変化応じて、循環炭差圧も変化する。本実施形態では、粉砕部３０の経年変化に起因して変化する循環炭差圧を性能値としている。したがって、的確に粉砕部３０の経年変化を把握することができる。
【００７５】
本実施形態に係るミル１の制御装置１５が運転制御処理を行った際の、時間経過と油圧、駆動力及び循環炭差圧との関係について、図１０Ａから図１０Ｃを用いて説明する。図１０Ａは、横軸は時間経過を示し、縦軸はテンションロッド３９の油圧を示している。また、図１０Ｂは、横軸は時間経過を示し、縦軸は粉砕部３０の駆動力を示している。また、図１０Ｃは、横軸は時間経過を示し、縦軸は循環炭差圧を示している。また、図１０Ａから図１０Ｃでは、運転制御処理を行った場合を実線で示し、運転制御処理を行わなかった場合を点線で示している。
【００７６】
運転制御処理を行わなかった場合、本実施形態に係るミル１では、テンションロッド３９の油圧は変化しない（図１０Ａ参照）。また、粉砕部３０の経年変化によって、粉砕能力が向上する。このため、粉砕する石炭量が増加することで、粉砕部３０の駆動力が増大する（図１０Ｂ参照）。また、粉砕能力が向上するため、石炭が好適に粉砕されることで、循環炭差圧は低減する（図１０Ｃ参照）。
一方、運転制御処理を行った場合、テンションロッド３９の油圧を低減させる処理を行うため、油圧は低減する（図１０Ａ参照）。また、テンションロッド３９の油圧を低減させると、粉砕回転テーブル３５に対する粉砕ローラ３６の押圧力も低減するので、粉砕部３０の駆動力の増大が抑制される（図１０Ｂ参照）。テンションロッド３９の油圧を低減させることで、粉砕能力の向上は抑制される（すなわち、循環炭差圧は制御を行わない場合と比較して増大する）が、粉砕部３０の経年変化前の粉砕能力は維持される（図１０Ｃ参照）。
【００７７】
すなわち、本実施形態のミル１では、ミル１に稼働に伴って、粉砕部３０が経年変化すると、粉砕動力及び粉砕能力（循環炭差圧）について経年変化前の状態を維持しつつ、テンションロッド３９の油圧を低減させることができる。
【００７８】
［第２実施形態］
次に、本発明に係る粉砕装置及び粉砕装置の制御方法の第２実施形態について、図１２から図１７Ｄを参照して説明する。なお、第２実施形態では、制御装置１５がテーブル回転数制御部７０を有する点で、第１実施形態と異なっている。また、制御装置１５が行う運転制御処理の一部が第１実施形態と異なっている。第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００７９】
本実施形態に係る制御装置１５は、図１２に示すように、テーブル回転数制御部７０を有している。テーブル回転数制御部７０は、性能値計測部が計測した現在における粉砕装置の性能値（駆動力及び循環炭差圧）が、性能値導出部１７が導出した基準時におけるミル１の性能値（駆動力及び循環炭差圧）と同一の値になるように、駆動装置２０が回転させる粉砕回転テーブル３５の回転数を調整する。具体的には、粉砕回転テーブル３５の回転数と性能値との関係を示したグラフである図１５及び図１６を用いて回転数を調整する。回転数の調整の詳細については、第１実施形態における油圧の調整（図８及び図９参照）と略同一であるので、説明を省略する。
【００８０】
次に、本実施形態に係る制御装置１５が行う運転制御処理について図１３を用いて説明する。Ｓ１からＳ５及びＳ８は、第１実施形態における運転制御処理と同様のため、説明を省略する。Ｓ５で、条件を満たしていると判断した場合には、Ｓ２６に進む。Ｓ２６では、テーブル回転数制御部７０によって、現在の性能値（Ｗ、ΔＰｃ）が基準時の性能値（Ｗｉ、ΔＰｃｉ）と同一の値になるように、駆動装置２０が回転させる粉砕回転テーブル３５の回転数を調整することを決定する。Ｓ２６で回転数を調整することを決定すると、Ｓ２７に進む。Ｓ２７では、テーブル回転数制御信号を制御装置１５に送信し、Ｓ２６で決定したように回転数を調整する。テーブル回転数制御信号を送信すると制御装置１５は、本処理を終了する。
【００８１】
なお、制御装置１５は、図１４に示すように、運転制御処理を行ってもよい。図１４におけるＳ１からＳ４、Ｓ８及びＳ２５は、第１実施形態と同様のため、説明を省略する。また、図１４におけるＳ２６及びＳ２７は、図１３の例と同様のため、説明を省略する。
【００８２】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、現在におけるミル１の性能値が、基準時におけるミル１の性能値に近づくように、粉砕回転テーブル３５の回転数を調整している。上述のように、粉砕回転テーブル３５の回転数は、性能値に影響を与えるパラメータの一つである。これにより、ミル１の稼働に伴って、粉砕部３０が経年変化しても、ミル１の性能値を所定の基準時における性能値とすることができる。このように、性能値をコントロールすることができるので、粉砕部３０が経年変化しても、ミル１を性能値（粉砕部３０の経年変化）に応じて適切に稼働させることができる。
【００８３】
本実施形態に係るミル１の制御装置１５が運転制御処理を行った際の、時間経過と粉砕回転テーブル３５の回転数、駆動力及び循環炭差圧との関係について、図１７Ａから図１７Ｃを用いて説明する。図１７Ａは、横軸は時間経過を示し、縦軸は粉砕回転テーブル３５の回転数を示している。また、図１７Ｂは、横軸は時間経過を示し、循環炭差圧を示している。また、図１７Ｃは、横軸は時間経過を示し、縦軸は粉砕部３０の駆動力を示している。また、図１７Ａから図１７Ｃでは、運転制御処理を行った場合を実線で示し、運転制御処理を行わなかった場合を点線で示している。
【００８４】
運転制御処理を行わなかった場合、本実施形態に係るミル１では、粉砕回転テーブル３５の回転数は変化しない（図１７Ａ参照）。また、粉砕能力が向上するため、石炭が好適に粉砕されることで、循環炭差圧は低減する（図１７Ｂ参照）。また、粉砕部３０の経年変化によって、粉砕能力が向上する。このため、粉砕する石炭量が増加することで、粉砕部３０の駆動力が増大する（図１７Ｃ参照）。
一方、運転制御処理を行った場合、回転数を低減させる処理を行うため、回転数は低減する（図１７Ａ参照）。また、回転数を低減させると、粉砕部３０の駆動力の増大が抑制される（図１７Ｃ参照）。回転数を低減させることで、粉砕能力の向上は抑制される（すなわち、循環炭差圧は制御を行わない場合と比較して増大する）が、粉砕部３０の経年変化前の粉砕能力は維持される（図１７Ｂ参照）。
【００８５】
すなわち、本実施形態のミル１では、ミル１に稼働に伴って、粉砕部３０が経年変化すると、粉砕動力及び粉砕能力（循環炭差圧）について経年変化前の状態を維持しつつ、回転数を低減させることができる。
【００８６】
本実施形態に係るミル１の制御装置１５が運転制御処理を行った際の、時間経過とミル１（粉砕装置）の振動値との関係について、図１７Ｄを用いて説明する。図１７Ｄでは、本実施形態の運転制御処理を行った場合（回転数を調整する場合）を実線で示し、第１実施形態の運転制御処理を行った場合（押圧荷重を調整する場合）を１点鎖線で示し、運転制御処理を行わなかった場合を点線で示している。
ここで、ミル１の振動値は、変位や速度、加速度などを計測するものである。振動値が大きくなりすぎると（すなわち、振動が大きくなりすぎると）、ミル１を損傷させる恐れがあるため、計測されるものである。運転制御処理を行わなかった場合、振動値は増加する。これは、粉砕ローラ３６の摩耗進展により粉砕ローラ３６の形状がいびつになり、かつ、粉砕ローラ３６が粉砕回転テーブル３５に対して自由度が高いため、摩耗前に粉砕回転テーブル３５と点接触で安定したものが、多点接触に移行し、不安定になるためである。一方、粉砕回転テーブル３５の回転数を減らす場合であっても、押圧荷重を低減させる場合であっても、運転制御処理を行わなかった場合と比較して、ミル１の振動値の増大を抑制することができる。また、粉砕回転テーブル３５の回転数を減らす場合の方が、押圧荷重を低減させる場合よりも、ミル１の振動値の増大をより抑制することができる。
ミル１の振動値の増大を抑制することで、例えば、原料として、粉体の摩擦係数が小さく振動を起こしやすい特徴を有するような石炭等も使用することが可能となる。
【００８７】
［第３実施形態］
次に、本発明に係る粉砕装置及び粉砕装置の制御方法の第３実施形態について、図１８を参照して説明する。なお、第３実施形態では、図１８に示すように、制御装置１５が荷重制御部１９及びテーブル回転数制御部７０の両方を有する点で、第１実施形態及び第２実施形態と異なっている。また、制御装置１５が行う運転制御処理の一部が第１実施形態及び第２実施形態と異なっている。第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。本実施形態では、判断部１８にて押圧荷重及び回転数を調整するような指令値を求める。判断部１８での押圧荷重の判断は、第１実施形態と同様であり、回転数の判断は第２実施形態と同様である。なお、押圧荷重の判断と回転数の判断とを組み合わせることによる判断は、複雑となるため、機械学習などを活用することが望ましい。
【００８８】
本実施形態のように、押圧荷重及び回転数を調整することで、より的確に性能値をコントロールすることができる。
【００８９】
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、所定の基準時をミル１の試運転時としているが、本発明はこれに限定されない。例えば、粉砕機の初期運転時や、粉砕装置の慣らし運転時などでもよい。粉砕部３０が経年変化する前の時期が好適である。
【００９０】
なお、ミル１は、テンションロッド３９が付与する押圧荷重の調整度合いを導出するための機械学習を行う学習部（図示省略）を備えていてもよい。学習部は、機械学習に基づいて、調整度合いを導出する。テンションロッド３９は、学習部が導出した調整度合いとなるように、テンションロッド３９が付与する押圧荷重を調整する。この構成によれば、的確にテンションロッド３９の押圧荷重を調整することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１        ：ミル（粉砕装置）
９        ：送炭管
１１      ：ホッパ
１３      ：１次空気ダクト（搬送用ガス供給部）
１５      ：制御装置（制御部）
１６      ：負荷導出部
１７      ：性能値導出部
１８      ：判断部
１９      ：荷重制御部
２０      ：駆動装置
２１      ：給炭量計測器
２２      ：一次空気量計測器
２３      ：分級機回転数計測器
２４      ：油圧計測器
２５      ：テーブル回転数計測器
２６      ：差圧計測器
２７      ：駆動力計測器
２８      ：制御盤
３０      ：粉砕部
３１      ：ハウジング
３２      ：天井部
３３      ：センターシュート
３４      ：架台
３５      ：粉砕回転テーブル（テーブル部）
３６      ：粉砕ローラ（ローラ部）
３７      ：加圧アーム（フレーム部）
３８      ：ブラケット
３９      ：テンションロッド（荷重付与部）
４０      ：テンションロッドボックス
４１      ：回転分級機
４２      ：フィン
４４      ：スロートベーン
４９      ：油圧シリンダ部
５０      ：駆動部
６０      ：１次空気（搬送用ガス）
ＭＬ      ：ミル負荷率
Ｏｐ      ：油圧
Ｗ        ：駆動力
Ｗｉ      ：駆動力
ΔＰｃ    ：循環炭差圧
ΔＰｃｉ  ：循環炭差圧
【図１】
2019221302.tif 000003
【図２】
2019221302.tif 000004
【図３】
2019221302.tif 000005
【図４】
2019221302.tif 000006
【図５】
2019221302.tif 000007
【図６】
2019221302.tif 000008
【図７】
2019221302.tif 000009
【図８】
2019221302.tif 000010
【図９】
2019221302.tif 000011
【図１０Ａ】
2019221302.tif 000012
【図１０Ｂ】
2019221302.tif 000013
【図１０Ｃ】
2019221302.tif 000014
【図１１Ａ】
2019221302.tif 000015
【図１１Ｂ】
2019221302.tif 000016
【図１１Ｃ】
2019221302.tif 000017
【図１２】
2019221302.tif 000018
【図１３】
2019221302.tif 000019
【図１４】
2019221302.tif 000020
【図１５】
2019221302.tif 000021
【図１６】
2019221302.tif 000022
【図１７Ａ】
2019221302.tif 000023
【図１７Ｂ】
2019221302.tif 000024
【図１７Ｃ】
2019221302.tif 000025
【図１７Ｄ】
2019221302.tif 000026
【図１８】
2019221302.tif 000027
【国際調査報告】
2019221302.tif 000028
2019221302.tif 000029
2019221302.tif 000030
2019221302.tif 000031