JP2025075162A - ボイラ及び発電プラント並びにボイラの運転方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ボイラの起動時または停止時に、固体燃料を分配する分配器を介して一方のバーナの一次空気ノズルから他方のバーナの一次空気ノズルに向かう流れによって発生する温度上昇による損傷を防止する。
【解決手段】一のバーナ52と、一のバーナ52から離間して配置された他のバーナ52と、一のバーナ52及び他のバーナ52のそれぞれに微粉燃料を分配する分配器60と、分配器60から一のバーナ52との間に設けられて微粉燃料及び一次空気が流通する第1分配流路61と、分配器60から他のバーナ52との間に設けられて微粉燃料及び一次空気が流通する第2分配流路62と、分配器60及び/又は第1分配流路61及び/又は第2分配流路62に設けられた温度センサ64と、を備えている。
【選択図】図9
【解決手段】一のバーナ52と、一のバーナ52から離間して配置された他のバーナ52と、一のバーナ52及び他のバーナ52のそれぞれに微粉燃料を分配する分配器60と、分配器60から一のバーナ52との間に設けられて微粉燃料及び一次空気が流通する第1分配流路61と、分配器60から他のバーナ52との間に設けられて微粉燃料及び一次空気が流通する第2分配流路62と、分配器60及び/又は第1分配流路61及び/又は第2分配流路62に設けられた温度センサ64と、を備えている。
【選択図】図9
Description
本開示は、ボイラ及び発電プラント並びにボイラの運転方法に関するものである。
微粉炭及び一次空気並びに二次空気を供給するバーナが複数設けられたボイラが知られている(例えば特許文献1)。
石炭を粉砕するミルから微粉炭及び一次空気(搬送空気)を供給する場合、分配器を用いて微粉炭及び一次空気を各バーナの一次空気ノズルに分配することがある。各バーナは、一次空気ノズルの周囲から二次空気を供給する二次空気ノズルを備えている。
ボイラの起動時や停止時には、ボイラが備える複数のバーナを順次、点火又は消火する。このとき、分配器を用いて微粉炭及び一次空気を分配している石炭バーナのうち、一方のバーナには二次空気を流さずに、他方のバーナには二次空気を流すタイミングが発生することがある。この場合、二次空気が流れている他方のバーナでは、二次空気の噴出によるエジェクタ効果によって、一次空気ノズルから一次空気が火炉内に吸い出されて流出する。他方のバーナの一次空気ノズルは、一方のバーナの一次空気ノズルと分配器を介して連通しているので、一方のバーナの一次空気ノズルから火炉内のガスを引き込み、分配器を介して、他方のバーナの一次空気ノズルから火炉内にガスが流出する流れが形成されるおそれがある。そうすると、一方のバーナの一次空気ノズルから引き込んだ火炉内のガスによって、分配器を通る流路に温度上昇が発生し、損傷するおそれがある。
例えば、石炭バーナに隣接して起動用バーナが設けられている場合がある。ボイラの起動時には、石炭バーナの点火に先立ち、起動用バーナを点火してボイラ火炉内の昇温を行う。この際、起動用バーナに隣接する石炭バーナの二次空気ノズルから起動用バーナの燃焼用空気を供給する。ボイラの起動過程において、一方の起動用バーナを点火し、他方の起動用バーナが消火状態とされているタイミングでは、上記のように分配器を介して、消火状態の起動用バーナに隣接する石炭バーナの一次空気ノズルから、点火状態の起動用バーナに隣接する石炭バーナの一次空気ノズルへ向かうガス流れが発生する。
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ボイラの起動時または停止時に、固体燃料を分配する分配器を介して、一方のバーナの一次空気ノズルから他方のバーナの一次空気ノズルに向かう炉内ガスの流れによって発生する温度上昇による損傷を防止するボイラ及び発電プラント並びにボイラの運転方法を提供することを目的とする。
本開示の一態様に係るボイラは、固体燃料及び一次空気を火炉の内部に供給する第1一次空気ノズル及び該第1一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第1二次空気ノズルを備えた第1バーナと、前記第1バーナから離間して配置され、固体燃料及び一次空気を前記火炉の内部に供給する第2一次空気ノズル及び該第2一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第2二次空気ノズルを備えた第2バーナと、前記第1バーナ及び前記第2バーナのそれぞれに前記固体燃料を分配する分配器と、前記分配器から前記第1バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第1分配流路と、前記分配器から前記第2バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第2分配流路と、前記分配器及び/又は前記第1分配流路及び/又は前記第2分配流路に設けられた温度センサと、を備えている。
本開示の一態様に係るボイラは、固体燃料及び一次空気を火炉の内部に供給する第1一次空気ノズル及び該第1一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第1二次空気ノズルを備えた第1バーナと、前記第1バーナから離間して配置され、固体燃料及び一次空気を前記火炉の内部に供給する第2一次空気ノズル及び該第2一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第2二次空気ノズルを備えた第2バーナと、前記第1バーナ及び前記第2バーナのそれぞれに前記固体燃料を分配する分配器と、前記分配器から前記第1バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第1分配流路と、前記分配器から前記第2バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第2分配流路と、起動時又は停止時に、前記第1一次空気ノズルに向かう第1一次空気流量および前記第2一次空気ノズルに向かう第2一次空気流量のいずれか小さい方を、大きい方の1/10以上、及び/又は、前記第1二次空気ノズルに向かう第1二次空気流量および前記第2二次空気ノズルに向かう第2二次空気流量のいずれか小さい方を、大きい方の1/10以上とする制御部と、を備えている。
本開示の一態様に係る発電プラントは、上記のボイラと、前記ボイラによって生成された蒸気を用いて発電する発電部と、を備えている。
本開示の一態様に係るボイラの運転方法は、固体燃料及び一次空気を火炉の内部に供給する第1一次空気ノズル及び該第1一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第1二次空気ノズルを備えた第1バーナと、前記第1バーナから離間して配置され、固体燃料及び一次空気を前記火炉の内部に供給する第2一次空気ノズル及び該第2一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第2二次空気ノズルを備えた第2バーナと、前記第1バーナ及び前記第2バーナのそれぞれに前記固体燃料を分配する分配器と、前記分配器から前記第1バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第1分配流路と、前記分配器から前記第2バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第2分配流路と、を備えたボイラの運転方法であって、前記分配器及び/又は前記第1分配流路及び/又は前記第2分配流路の温度を計測する。
本開示の一態様に係るボイラの運転方法は、固体燃料及び一次空気を火炉の内部に供給する第1一次空気ノズル及び該第1一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第1二次空気ノズルを備えた第1バーナと、前記第1バーナから離間して配置され、固体燃料及び一次空気を前記火炉の内部に供給する第2一次空気ノズル及び該第2一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第2二次空気ノズルを備えた第2バーナと、前記第1バーナ及び前記第2バーナのそれぞれに前記固体燃料を分配する分配器と、前記分配器から前記第1バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第1分配流路と、前記分配器から前記第2バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第2分配流路と、を備えたボイラの運転方法であって、起動時又は停止時に、前記第1一次空気ノズルに向かう第1一次空気流量および前記第2一次空気ノズルに向かう第2一次空気流量のいずれか小さい方を、大きい方の1/10以上、及び/又は、前記第1二次空気ノズルに向かう第1二次空気流量および前記第2二次空気ノズルに向かう第2二次空気流量のいずれか小さい方を、大きい方の1/10以上とするように制御する。
ボイラの起動時または停止時に、固体燃料を分配する分配器を介して一方のバーナの一次空気ノズルから他方のバーナの一次空気ノズルに向かう流れによって発生する温度上昇による損傷を防止する。
以下に、本開示に係る一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る発電プラント1は、固体燃料粉砕装置100とボイラ51とを備えている。
以降の説明では、上方とは鉛直上側の方向を、上部や上面などの“上”とは鉛直上側の部分を示している。また同様に“下”とは鉛直下側の部分を示すものであり、鉛直方向は厳密ではなく誤差を含むものである。
本実施形態に係る発電プラント1は、固体燃料粉砕装置100とボイラ51とを備えている。
以降の説明では、上方とは鉛直上側の方向を、上部や上面などの“上”とは鉛直上側の部分を示している。また同様に“下”とは鉛直下側の部分を示すものであり、鉛直方向は厳密ではなく誤差を含むものである。
本実施形態の固体燃料粉砕装置100は、一例としてバイオマス燃料や石炭等の固体燃料を粉砕し、微粉燃料を生成してボイラ51のバーナ52へ供給する装置である。
図1に示す固体燃料粉砕装置100とボイラ51とを含む発電プラント1は、1台の固体燃料粉砕装置100を備えるものであるが、1台のボイラ51の複数のバーナ52のそれぞれに対応する複数台の固体燃料粉砕装置100を備えるシステムとしてもよい。
固体燃料粉砕装置100は、ミル(粉砕部)10と、バンカ(貯蔵部)21と、給炭機(燃料供給機)25と、送風部(搬送用ガス供給部)30と、状態検出部40と、制御部50とを備えている。
ボイラ51に供給する石炭やバイオマス燃料等の固体燃料を、微粉状の固体燃料である微粉燃料へと粉砕するミル10は、石炭のみを粉砕する形式であっても良いし、バイオマス燃料のみを粉砕する形式であっても良いし、石炭とともにバイオマス燃料を粉砕する形式であってもよい。
ここで、バイオマス燃料とは、再生可能な生物由来の有機性資源であり、例えば、間伐材、廃木材、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを原料としたリサイクル燃料(ペレットやチップ)などであり、ここに提示したものに限定されることはない。バイオマス燃料は、バイオマスの成育過程において二酸化炭素を取り込むことから、地球温暖化ガスとなる二酸化炭素を排出しないカーボンニュートラルとされるため、その利用が種々検討されている。
ここで、バイオマス燃料とは、再生可能な生物由来の有機性資源であり、例えば、間伐材、廃木材、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを原料としたリサイクル燃料(ペレットやチップ)などであり、ここに提示したものに限定されることはない。バイオマス燃料は、バイオマスの成育過程において二酸化炭素を取り込むことから、地球温暖化ガスとなる二酸化炭素を排出しないカーボンニュートラルとされるため、その利用が種々検討されている。
ミル10は、ハウジング11と、粉砕テーブル12と、粉砕ローラ13と、減速機(駆動伝達部)14と、減速機14に接続され粉砕テーブル12を回転駆動させるミルモータ(駆動部)15と、回転式分級機(分級部)16と、給炭管(燃料供給部)17と、回転式分級機16を回転駆動させる分級機モータ18とを備えている。
ハウジング11は、鉛直方向に延びる筒状に形成されるとともに、粉砕テーブル12と粉砕ローラ13と回転式分級機16と、給炭管17とを収容する筐体である。
ハウジング11の天井部42の中央部には、給炭管17が取り付けられている。この給炭管17は、バンカ21から給炭機25を介して導かれた固体燃料をハウジング11内に供給するものであり、ハウジング11の中心位置に上下方向に沿って配置され、下端部がハウジング11内部まで延設されている。
ハウジング11は、鉛直方向に延びる筒状に形成されるとともに、粉砕テーブル12と粉砕ローラ13と回転式分級機16と、給炭管17とを収容する筐体である。
ハウジング11の天井部42の中央部には、給炭管17が取り付けられている。この給炭管17は、バンカ21から給炭機25を介して導かれた固体燃料をハウジング11内に供給するものであり、ハウジング11の中心位置に上下方向に沿って配置され、下端部がハウジング11内部まで延設されている。
ハウジング11の底面部41付近には減速機14が設置され、この減速機14に接続されたミルモータ15から伝達される駆動力により回転する粉砕テーブル12が回転自在に配置されている。
粉砕テーブル12は、平面視円形の部材であり、給炭管17の下端部が対向するように配置されている。粉砕テーブル12の上面は、例えば、中心部が低く、外側に向けて高くなるような傾斜形状をなし、外周部が上方に曲折した形状をなしていてもよい。給炭管17は、固体燃料(本実施形態では例えば石炭やバイオマス燃料)を上方から下方の粉砕テーブル12に向けて供給し、粉砕テーブル12は供給された固体燃料を粉砕ローラ13との間に挟み込んで粉砕する。
粉砕テーブル12は、平面視円形の部材であり、給炭管17の下端部が対向するように配置されている。粉砕テーブル12の上面は、例えば、中心部が低く、外側に向けて高くなるような傾斜形状をなし、外周部が上方に曲折した形状をなしていてもよい。給炭管17は、固体燃料(本実施形態では例えば石炭やバイオマス燃料)を上方から下方の粉砕テーブル12に向けて供給し、粉砕テーブル12は供給された固体燃料を粉砕ローラ13との間に挟み込んで粉砕する。
固体燃料が給炭管17から粉砕テーブル12の中央部へ向けて投入されると、粉砕テーブル12の回転による遠心力によって、固体燃料は粉砕テーブル12の外周側へと導かれ、粉砕テーブル12と粉砕ローラ13との間に挟み込まれて粉砕される。粉砕された固体燃料は、搬送用ガス流路(以降は、一次空気流路と記載する)110から導かれた搬送用ガス(以降は、一次空気と記載する)によって上方へと吹き上げられ、回転式分級機16へと導かれる。
粉砕テーブル12の外周には、一次空気流路110から流入する一次空気を、ハウジング11内の粉砕テーブル12の上方の空間に流出させる吹出口(図示省略)が設けられている。吹出口には旋回羽根(図示省略)が設置されており、吹出口から吹き出した一次空気に旋回力を与える。旋回羽根により旋回力が与えられた一次空気は、旋回する速度成分を有する気流となって、粉砕テーブル12上で粉砕された固体燃料を、ハウジング11内の上方にある回転式分級機16へと搬送する。なお、粉砕された固体燃料のうち、所定粒径より大きいものは回転式分級機16により分級されて、または、回転式分級機16まで到達することなく落下して、粉砕テーブル12上に戻されて、粉砕テーブル12と粉砕ローラ13との間で再度粉砕される。
粉砕テーブル12の外周には、一次空気流路110から流入する一次空気を、ハウジング11内の粉砕テーブル12の上方の空間に流出させる吹出口(図示省略)が設けられている。吹出口には旋回羽根(図示省略)が設置されており、吹出口から吹き出した一次空気に旋回力を与える。旋回羽根により旋回力が与えられた一次空気は、旋回する速度成分を有する気流となって、粉砕テーブル12上で粉砕された固体燃料を、ハウジング11内の上方にある回転式分級機16へと搬送する。なお、粉砕された固体燃料のうち、所定粒径より大きいものは回転式分級機16により分級されて、または、回転式分級機16まで到達することなく落下して、粉砕テーブル12上に戻されて、粉砕テーブル12と粉砕ローラ13との間で再度粉砕される。
粉砕ローラ13は、給炭管17から粉砕テーブル12上に供給された固体燃料を粉砕する回転体である。粉砕ローラ13は、粉砕テーブル12の上面に押圧されて粉砕テーブル12と協働して固体燃料を粉砕する。
図1では、粉砕ローラ13が代表して1つのみ示されているが、粉砕テーブル12の上面を押圧するように、周方向に一定の間隔を空けて、複数の粉砕ローラ13が配置される。例えば、外周部上に120°の角度間隔を空けて、3つの粉砕ローラ13が周方向に均等な間隔で配置される。この場合、3つの粉砕ローラ13が粉砕テーブル12の上面と接する部分(押圧する部分)は、粉砕テーブル12の回転中心軸からの距離が等距離となる。
粉砕ローラ13は、ジャーナルヘッド45によって、上下に揺動・変位可能となっており、粉砕テーブル12の上面に対して接近離間自在に支持されている。粉砕ローラ13は、外周面が粉砕テーブル12の上面の固体燃料に接触した状態で、粉砕テーブル12が回転すると、粉砕テーブル12から回転力を受けて連れ回りするようになっている。給炭管17から固体燃料が供給されると、粉砕ローラ13と粉砕テーブル12との間で固体燃料が押圧されて粉砕される。この押圧する力を、粉砕荷重と言う。
ジャーナルヘッド45の支持アーム47は、中間部が水平方向に沿った支持軸48によって、ハウジング11の側面部に支持軸48を中心として粉砕ローラ13を上下方向に揺動・変位可能に支持されている。また、支持アーム47の鉛直上側にある上端部には、押圧装置(粉砕荷重付与部)46が設けられている。押圧装置46は、ハウジング11に固定されており、粉砕ローラ13を粉砕テーブル12に押し付けるように、支持アーム47等を介して粉砕ローラ13に粉砕荷重を付与する。粉砕荷重は、例えば、ミル10の外部に設置された油圧装置(図示省略)から供給される作動油の圧力により作動する油圧シリンダ(図示省略)によって与えられる。また、粉砕荷重は、ばね(図示省略)の反発力によって与えられてもよい。
減速機14は、ミルモータ15に接続されており、ミルモータ15の駆動力を粉砕テーブル12に伝達し、粉砕テーブル12を中心軸回りに回転させる。
回転式分級機(分級部)16は、ハウジング11の上部に設けられ中空状の逆円錐形状の外形を有している。回転式分級機16は、その外周位置に上下方向に延在する複数のブレード16aを備えている。各ブレード16aは、回転式分級機16の中心軸線周りに所定の間隔(均等間隔)で設けられている。
回転式分級機16は、粉砕テーブル12と粉砕ローラ13により粉砕された固体燃料(以降、粉砕された固体燃料を「粉砕燃料」という。)を、所定粒径(例えば、石炭では70~100μm)より大きいもの(以降、所定粒径を超える粉砕燃料を「粗粉燃料」という。)と、所定粒径以下のもの(以降、所定粒径以下の粉砕燃料を「微粉燃料」という。)に分級する装置である。回転式分級機16は、制御部50によって制御される分級機モータ18により回転駆動力を与えられ、ハウジング11の上下方向に延在する円筒軸(図示省略)を中心に給炭管17の周りを回転する。
なお、分級部としては、固定された中空状の逆円錐形状のケーシングと、そのケーシングの外周位置にブレード16aに替わって複数の固定旋回羽根とを備えた固定式分級機を用いてもよい。
回転式分級機16は、粉砕テーブル12と粉砕ローラ13により粉砕された固体燃料(以降、粉砕された固体燃料を「粉砕燃料」という。)を、所定粒径(例えば、石炭では70~100μm)より大きいもの(以降、所定粒径を超える粉砕燃料を「粗粉燃料」という。)と、所定粒径以下のもの(以降、所定粒径以下の粉砕燃料を「微粉燃料」という。)に分級する装置である。回転式分級機16は、制御部50によって制御される分級機モータ18により回転駆動力を与えられ、ハウジング11の上下方向に延在する円筒軸(図示省略)を中心に給炭管17の周りを回転する。
なお、分級部としては、固定された中空状の逆円錐形状のケーシングと、そのケーシングの外周位置にブレード16aに替わって複数の固定旋回羽根とを備えた固定式分級機を用いてもよい。
回転式分級機16に到達した粉砕燃料は、ブレード16aの回転により生じる遠心力と、一次空気の気流による向心力との相対的なバランスにより、大きな径の粗粉燃料は、ブレード16aによって叩き落とされ、粉砕テーブル12へと戻されて再粉砕され、微粉燃料はハウジング11の天井部42にある出口ポート19に導かれる。回転式分級機16によって分級された微粉燃料は、一次空気とともに出口ポート19から微粉燃料供給管(微粉燃料供給管)120へ排出され、ボイラ51のバーナ52へ供給される。
給炭管17は、ハウジング11の天井部42を貫通するように上下方向に沿って下端部がハウジング11内部まで延設されて取り付けられ、給炭管17の上部から投入される固体燃料を粉砕テーブル12の中央部に供給する。給炭管17の上端には、給炭機25が接続されており、固体燃料が供給される。
給炭機25は、バンカ21の下端部から上下方向に延在する管であるダウンスパウト部22によって、バンカ21と接続されている。給炭機25は、搬送部26と、給炭機モータ27とを備える。搬送部26は、例えばベルトコンベアであり、ダウンスパウト部22の下端部から排出される固体燃料を、給炭機モータ27の駆動力によって給炭管17の上部に搬送し、内部へ投入する。ミル10へ供給される固体燃料の供給量は、制御部50からの信号によって、例えば、搬送部26のベルトコンベアの移動速度を調整して制御される。
通常、ミル10の内部には、微粉燃料をバーナ52へ搬送するための一次空気が供給されており、給炭機25やバンカ21よりも圧力が高くなっている。バンカ21と給炭機25を接続するダウンスパウト部22の内部は、燃料が積層状態となっている。この固体燃料層により、ミル10からバンカ21に向けて、一次空気と微粉燃料が逆流を抑制するためのシール性(マテリアルシール)を確保している。
送風部30は、粉砕燃料を乾燥させるとともに、回転式分級機16へ搬送するための一次空気を、ハウジング11の内部へ送風する装置である。送風部30は、ハウジング11の内部へ送風される一次空気の流量と温度を適切に調整するために、本実施形態では、一次空気通風機(PAF:Primary Air Fan)31と、熱ガス流路30aと、冷ガス流路30bと、熱ガスダンパ30cと、冷ガスダンパ30dとを備えている。
熱ガス流路30aは、一次空気通風機31から送出された空気の一部を、空気予熱器(熱交換器)34を通過して加熱された熱ガスとして供給する。熱ガス流路30aには、熱ガスダンパ30cが設けられている。熱ガスダンパ30cの開度は、制御部50によって制御される。熱ガスダンパ30cの開度によって、熱ガス流路30aから供給する熱ガスの流量が決定される。
冷ガス流路30bは、一次空気通風機31から送出された空気の一部を常温の冷ガスとして供給する。冷ガス流路30bには、冷ガスダンパ30dが設けられている。冷ガスダンパ30dの開度は、制御部50によって制御される。冷ガスダンパ30dの開度によって、冷ガス流路30bから供給する冷ガスの流量が決定される。
一次空気の流量は、熱ガス流路30aから供給する熱ガスの流量と冷ガス流路30bから供給する冷ガスの流量の合計の流量となり、一次空気の温度は、熱ガス流路30aから供給する熱ガスと冷ガス流路30bから供給する冷ガスの混合比率で決まり、制御部50によって制御される。
また、熱ガス流路30aから供給する熱ガスに、例えば、ガス再循環通風機(図示省略)によってボイラ51から排出された燃焼ガスの一部を導き、混合することで、一次空気流路110からハウジング11の内部へ送風する一次空気中の酸素濃度を調整してもよい。一次空気中の酸素濃度を調整することによって、例えば、着火性の高い(着火しやすい)固体燃料を使用する場合、ミル10からバーナ52に至るまでの経路において、固体燃料が着火することを抑制することができる。
ミル10の状態検出部40により計測または検出したデータを、制御部50に送信する。本実施形態の状態検出部40は、例えば、差圧計測手段であり、一次空気流路110からハウジング11の内部へ一次空気が流入する部分における圧力と、ハウジング11の内部から微粉燃料供給管120へ一次空気と微粉燃料が排出される出口ポート19における圧力との差圧を、ミル10の差圧として計測する。このミル10の差圧の増減は、回転式分級機16の分級効果によってハウジング11内部の回転式分級機16付近と粉砕テーブル12付近の間を循環している粉砕燃料の循環量の増減に対応する。すなわち、このミル10の差圧に応じて回転式分級機16の回転数を調整することで、出口ポート19から排出される微粉燃料の量と粒径範囲を調整することができるので、微粉燃料の粒径をバーナ52における固体燃料の燃焼性に影響しない範囲に維持しつつ、ミル10への固体燃料の供給量に対応した量の微粉燃料を、ボイラ51に設けられたバーナ52に安定して供給することができる。
また、状態検出部40は、例えば、温度計測手段であり、ハウジング11の内部へ供給される一次空気の温度(ミル入口一次空気温度)や、熱電対等の温度センサ20のように出口ポート19における一次空気と微粉燃料との混合気体の温度(ミル出口一次空気温度:固体燃料出口温度)を検出して、それぞれの上限温度を超えないように送風部30を制御する。各上限温度は、固体燃料の性状に応じた着火の可能性等を考慮して決定される。なお、一次空気は、ハウジング11の内部において、粉砕燃料を乾燥しながら搬送することによって冷却されるため、ミル入口の一次空気温度は、例えば常温から約300℃程度、ミル出口の一次空気温度は、例えば常温から約90℃程度となる。
また、状態検出部40は、例えば、温度計測手段であり、ハウジング11の内部へ供給される一次空気の温度(ミル入口一次空気温度)や、熱電対等の温度センサ20のように出口ポート19における一次空気と微粉燃料との混合気体の温度(ミル出口一次空気温度:固体燃料出口温度)を検出して、それぞれの上限温度を超えないように送風部30を制御する。各上限温度は、固体燃料の性状に応じた着火の可能性等を考慮して決定される。なお、一次空気は、ハウジング11の内部において、粉砕燃料を乾燥しながら搬送することによって冷却されるため、ミル入口の一次空気温度は、例えば常温から約300℃程度、ミル出口の一次空気温度は、例えば常温から約90℃程度となる。
次に、固体燃料粉砕装置100から供給される微粉燃料の燃焼によって蒸気を発生させるボイラ51について説明する。ボイラ51は、火炉54とバーナ52とを備えている。
バーナ52は、微粉燃料供給管120から供給される微粉燃料と一次空気との混合気と、押込通風機(FDF:Forced Draft Fan)32から送出される空気(外気)を空気予熱器34で加熱して供給される二次空気とを用いて、微粉燃料を燃焼させて火炎を形成する装置である。微粉燃料の燃焼は火炉54内で行われ、高温の燃焼ガスは、蒸発器、過熱器、節炭器などの熱交換器(図示省略)を通過した後にボイラ51の外部に排出される。
ボイラ51から排出された燃焼ガスは、環境装置(脱硝装置、集塵装置、脱硫装置などで図示省略)で所定の処理を行うとともに、空気予熱器34で一次空気や二次空気との熱交換が行われ、誘引通風機(IDF:Induced Draft Fan)33を介して煙突(図示省略)へと導かれて外気へと放出される。空気予熱器34において燃焼ガスにより加熱された一次空気通風機31から送出される空気は、前述した熱ガス流路30aに供給される。
ボイラ51の各熱交換器への給水は、節炭器(図示省略)において加熱された後に、蒸発器(図示省略)および過熱器(図示省略)によって更に加熱されて高温高圧の過熱蒸気が生成され、発電部である蒸気タービン(図示省略)へと送られて蒸気タービンを回転駆動し、蒸気タービンに接続した発電機(図示省略)を回転駆動して発電が行われ、発電プラント1を構成する。
ボイラ51の各熱交換器への給水は、節炭器(図示省略)において加熱された後に、蒸発器(図示省略)および過熱器(図示省略)によって更に加熱されて高温高圧の過熱蒸気が生成され、発電部である蒸気タービン(図示省略)へと送られて蒸気タービンを回転駆動し、蒸気タービンに接続した発電機(図示省略)を回転駆動して発電が行われ、発電プラント1を構成する。
制御部50は、固体燃料粉砕装置100及びボイラ51の各部を制御する。制御部50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。また、HDDはソリッドステートディスク(SSD)等で置き換えられてもよい。
図2には、ミル10からボイラ51へ導かれる微粉燃料の経路について示されている。同図に示すように、1台のミル10に対して4本の微粉燃料供給管120が接続されている。各微粉燃料供給管120の上流端すなわちミル10出口の直後には、ミル出口一次空気温度(固体燃料出口温度)を計測する温度センサ20が設けられている。各温度センサ20の出力は、制御部50(図1参照)へ送信される。
各微粉燃料供給管120の下流側は、それぞれ分配器60に接続されている。本実施形態においては、例えば4つの分配器60から分配されて、ボイラ51の8つのバーナ52のそれぞれに微粉燃料及び一次空気が供給される。すなわち、分配器60は、1つの微粉燃料供給管120から供給された微粉燃料及び一次空気を2つのバーナ52に分配する。
各分配器60には、熱電対等の温度センサ64が設けられている。各温度センサ64の出力は、制御部50へ送信される。
8つのバーナ52は、横断面視で矩形とされた火炉54を仮想的に更に図2において左右に2つの矩形に分けた場合のそれぞれの4つのコーナに設けられている。左右それぞれの4つのバーナごとに、火炉54内に旋回火炎を形成する。すなわち、火炉54内には、2つの旋回火炎が形成される。
各分配器60と各バーナ52との間には、第1分配流路61及び第2分配流路62が設けられている。第1分配流路61及び第2分配流路62のそれぞれは、図3に示すように、対応するバーナ52の一次空気ノズル65に接続されている。一次空気ノズル65の周囲には、二次空気ノズル67が設けられている。図4に模式的に示すように、一次空気ノズル65の周囲を覆うように二次空気ノズル67が設けられている。二次空気ノズル67に導かれる二次空気は、図1に示した押込通風機32から導かれる。
一次空気ノズル65に導かれる微粉炭及び一次空気の流量は、制御部50によって制御される。二次空気ノズル67に導かれる二次空気の流量は、制御部50によって制御される。
図5には、バーナ52を出口側(炉内側)から正面視した図が示されている。同図に示されているように、バーナ52は、起動用バーナ70を挟んで上下にそれぞれ設けられている。すなわち、起動用バーナ70に対してバーナ52が隣接して配置されている。上側のバーナ52の上方及び下側のバーナ52の下方には、それぞれ、補助空気投入ポート72が設けられている。なお、起動用バーナ70は、ボイラ51の起動時や停止時などに使用されるバーナであり、石油類や天然ガス等の固体燃料より燃焼性のよい燃料が用いられる。
図5に示したように、1段の起動用バーナ70と一対(2段)のバーナ52と一対の補助空気投入ポート72のセットは、上下方向に3セット設けられている。ただし、バーナ52と起動用バーナ70の段数はボイラの容量に応じて任意である。また、例えば、各段のバーナ52に対して1台のミル10が対応する。
次に、図6を用いて火炉54内からガスを分配器60の方向に引き込む現象について説明する。図6は本実施形態を適用する前の状態を示している。
ボイラ51の起動時には、各コーナにある起動用バーナ70を順次点火していく。各コーナの名称について符号(1)等を用いて示してある。以下では、第1コーナは同図において(1)を意味する。
図6において複数の起動用バーナ70のうち、ある起動用バーナ70が起動(点火)中であり他の起動用バーナ70が停止(消火)中というタイミングが発生する。例えば、図6において左右のそれぞれに旋回火炎を形成するために、先ず第2コーナ、次に第6コーナの起動用バーナ70(図5参照)に点火する。これにより起動用火炎FLが形成され、火炉54内に高温の燃焼ガスが発生する。このとき、他のバーナは点火されていない。
そして、制御部50の指令により、次に点火する第4コーナの起動用バーナ70を挟む一対のバーナ52(第4コーナのバーナ52)の二次空気ノズル67から、第4コーナの起動用バーナ70の燃焼用空気を供給するために二次空気を火炉54内に供給する。このとき、二次空気を流している第4コーナのバーナ52の一次空気ノズル65からは、微粉燃料も一次空気も流していない。すると、図7に示すように、二次空気ノズル67から噴射する二次空気F2のエジェクタ効果によって、一次空気ノズル65から一次空気F1が吸い出されて火炉54内に流れ込む。この第4コーナのバーナ52の一次空気ノズル65からの一次空気の噴出によって、分配器60を介して連通している第3コーナのバーナ52の一次空気ノズル65から火炉54内の燃焼ガスをバーナ52の一次空気ノズル65に引き込む流れF3(図6参照)が形成される。この流れF3によって、第1分配流路61、分配器60及び第2分配流路62を通る流れF4が形成される。そして、火炉54内の高温の燃焼ガスを第1分配流路61、分配器60及び第2分配流路62に引き込むことによって熱による損傷が発生するおそれがある。第1分配流路61、分配器60及び第2分配流路62に微粉燃料が残っている場合には着火して更に損傷が進行するおそれがある。
上述のような起動時だけでなく、停止時(バーナ52の消火時)にも同様の事象が発生する。なぜなら、各コーナのバーナ52を順次消火していく際に、分配器60を介した一方のバーナ52の二次空気ノズル67から二次空気を流し、他方のバーナ52の二次空気及び一次空気を停止しているタイミングがあるからである。
そこで、本実施形態では、起動時及び停止時において、温度センサ64を用いて、第1分配流路61、分配器60及び第2分配流路62に引き込んだ燃焼ガスの流れF4による温度上昇を検出して、制御部50にて異常の発生を検知することとした。
制御部50で上記異常を検知した場合は、警報を発して起動及び停止動作を停止することができる。
または、図8に示したように、温度センサ64による検出温度(分配器温度)が閾値(所定値)T1を超えた場合に、火炉54内から引き込みが発生しているバーナ52、すなわち共通の分配器60を有している隣り合うバーナ52のうち、二次空気を流していない方のバーナ52の一次空気流量と二次空気流量を制御部50の指令によって増大させる。なお、一次空気流量及び二次空気流量のうちいずれか一方を増大させることとしても良い。これにより、図9に示すように、第3コーナのバーナ52からも火炉54内に向けて一次空気F1及び/又は二次空気F2が流れるようになり、火炉54内のガスの引き込みは発生しない。
閾値T1は、以下のように設定することができる。
ミル10のミル出口一次空気温度を計測する温度センサ20(図2参照)に基づいて設定する。例えば、温度センサ20の検出温度+α℃(例えば+10℃)に相当する温度に設定する。ミル10の出口から分配器60を介して一次空気ノズル65へ至るまでは同等の温度と考えられるからである。例えば、60~90℃の範囲に設定される。
ミル10のミル出口一次空気温度を計測する温度センサ20(図2参照)に基づいて設定する。例えば、温度センサ20の検出温度+α℃(例えば+10℃)に相当する温度に設定する。ミル10の出口から分配器60を介して一次空気ノズル65へ至るまでは同等の温度と考えられるからである。例えば、60~90℃の範囲に設定される。
停止時には閾値T1に下限を設けても良い。停止時には、ミル10の出口温度が低下して温度センサ20の検出値が低下するので、これに伴い閾値T1も低下する。ミル10の出口温度の低下量が過剰になると、閾値T1が下がりすぎて第1分配流路61、分配器60及び第2分配流路62を通過する一方向の流れが形成されていないにも関わらず異常と判断するおそれがあるからである。例えば、閾値T1が80℃よりも下がらないように、停止時は閾値T1の下限を80℃に設定する。
また、ボイラ停止後に通風による火炉内の冷却を行わないボイラバンキング中は、ボイラ保有熱が伝熱して分配器60側の温度も上昇する傾向があるため、温度高を不要に検知しないようボイラバンキング中は閾値T1を通常よりも高温側(例えば90℃)に切り替えてもよい。
また、ミル10の異常時、起動時、停止時等において、ミル10の内部に蒸気等のイナートガスを投入するミルイナート動作時には、微粉炭管内に蒸気が投入されることにより、分配器60の温度が上昇するので、閾値T1による警報監視を解除するようにしてもよい。
また、ミル10の異常時、起動時、停止時等において、ミル10の内部に蒸気等のイナートガスを投入するミルイナート動作時には、微粉炭管内に蒸気が投入されることにより、分配器60の温度が上昇するので、閾値T1による警報監視を解除するようにしてもよい。
以上説明した本実施形態の作用効果は以下の通りである。
第1分配流路61、分配器60及び第2分配流路62を通過する一方向の流れが形成された場合に、火炉54からガスが導かれてこの流路内で温度上昇が発生すると、温度センサ64によって温度上昇を検知することができる。これにより、ボイラ51の起動時または停止時に、微粉燃料を分配する分配器60を介して一方のバーナ52の一次空気ノズル65から他方のバーナの一次空気ノズル65に向かう流れによる温度上昇を検知して未然に損傷を防止することができる。
第1分配流路61、分配器60及び第2分配流路62を通過する一方向の流れが形成された場合に、火炉54からガスが導かれてこの流路内で温度上昇が発生すると、温度センサ64によって温度上昇を検知することができる。これにより、ボイラ51の起動時または停止時に、微粉燃料を分配する分配器60を介して一方のバーナ52の一次空気ノズル65から他方のバーナの一次空気ノズル65に向かう流れによる温度上昇を検知して未然に損傷を防止することができる。
二次空気流量が少ない方のバーナ52の二次空気流量を増大させて両バーナ52の二次空気流量を近づけるようにしたので、二次空気によって生じる一次空気ノズル65のエジェクタ効果を同等に近づけることができ、第1分配流路61、分配器60及び第2分配流路62を一方向に通過する流れの発生を抑制することができる。
一次空気流量が少ない方のバーナ52の一次空気流量を増大させてエジェクタ効果が生じないようにしたので、第1分配流路61、分配器60及び第2分配流路62を一方向に通過する流れの発生を抑制することができる。
[変形例]
上述した実施形態は、以下のように変形することができる。
上記実施形態では、温度センサ64による監視が行われることを前提としていたが、温度センサ64による監視を行わないこととしても良い。
具体的には、ボイラ51の起動時又は停止時に、共通する分配器60を有するバーナ52のうち、一次空気流量の小さい方を、大きい方の1/10以上とする。または、二次空気流量の小さい方を、大きい方の1/10以上とする。もちろん一次空気流量と二次空気流量の両方を操作しても良い。
上述した実施形態は、以下のように変形することができる。
上記実施形態では、温度センサ64による監視が行われることを前提としていたが、温度センサ64による監視を行わないこととしても良い。
具体的には、ボイラ51の起動時又は停止時に、共通する分配器60を有するバーナ52のうち、一次空気流量の小さい方を、大きい方の1/10以上とする。または、二次空気流量の小さい方を、大きい方の1/10以上とする。もちろん一次空気流量と二次空気流量の両方を操作しても良い。
これにより、一次空気流量のアンバランス、及び/又は、二次空気流量のアンバランスを小さくすることで、第1分配流路61、分配器60及び第2分配流路62を一方向に通過する流れを抑制することができる。これにより、ボイラ51の起動時または停止時に、分配器60を介して一方のバーナ52の一次空気ノズル65から他方のバーナ52の一次空気ノズル65に向かう流れによる温度上昇による損傷を防止することができる。
なお、使用する固体燃料は、上記の実施形態に限定されず、石炭、バイオマス燃料、石油コークス(PC:Petroleum Coke)などを用いることができる。さらに、それらの固体燃料を組み合わせて使用してもよい。また、固体燃料と液体もしくは気体燃料の混焼を行う混焼ボイラであってもよい。
また、温度センサ64を分配器60に設けることとしたが、本開示はこれに限定されるものではなく、火炉54から引き込んだガスの温度上昇を検知できる場所であれば良く、第1分配流路61や第2分配流路62に設けても良い。
以上説明した各実施形態に記載のボイラ及び発電プラント並びにボイラの運転方法は、例えば以下のように把握される。
本開示の第1態様に係るボイラ(51)は、固体燃料及び一次空気を火炉(54)の内部に供給する第1一次空気ノズル(65)及び該第1一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第1二次空気ノズル(67)を備えた第1バーナ(52)と、 前記第1バーナ(52)から離間して配置され、固体燃料及び一次空気を前記火炉の内部に供給する第2一次空気ノズル(65)及び該第2一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第2二次空気ノズル(67)を備えた第2バーナ(57)と、前記第1バーナ及び前記第2バーナのそれぞれに前記固体燃料を分配する分配器(60)と、前記分配器から前記第1バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第1分配流路(61)と、前記分配器から前記第2バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第2分配流路(62)と、前記分配器及び/又は前記第1分配流路及び/又は前記第2分配流路に設けられた温度センサ(64)と、を備えている。
第1分配流路、分配器及び第2分配流路を通過する一方向の流れが形成された場合に、火炉からガスが導かれてこの流路内で温度上昇が発生すると、温度センサによって温度上昇を検知することができる。これにより、ボイラの起動時または停止時に、固体燃料を分配する分配器を介して一方のバーナの一次空気ノズルから他方のバーナの一次空気ノズルに向かう流れによる温度上昇を検知して未然に損傷を防止することができる。
本開示の第2態様に係るボイラは、前記第1態様において、前記第1バーナに接続された第1起動用バーナ(70)と、前記第2バーナに接続された第2起動用バーナ(70)と、を備えている。
第1起動用バーナを先に起動させることによって第1バーナを起動させる。また、第2起動用バーナを先に起動させることによって第2バーナを起動させる。第1起動用バーナと第2起動用バーナの起動のタイミングが異なると、第1分配流路、分配器及び第2分配流路を一方向に通過する流れが形成されるおそれがある。従って、一方のバーナの一次空気ノズルから他方のバーナの一次空気ノズルに向かう流れによる温度上昇を検知して未然に損傷を防止することができる。
起動用バーナの燃料としては、例えば石油類や天然ガス等が用いられる。
起動用バーナの燃料としては、例えば石油類や天然ガス等が用いられる。
本開示の第3態様に係るボイラは、前記第1態様又は前記第2態様において、前記温度センサ(64)が所定値(T1)を超えた場合に、前記第1二次空気ノズル(67)に向かう第1二次空気流量および前記第2二次空気ノズル(67)に向かう第2二次空気流量のいずれか小さい方を、大きい方の二次空気流量に近づけるように増大させる制御部(50)を備えている。
第1二次空気流量と第2二次空気流量を近づけるようにしたので、二次空気によって生じる一次空気ノズルのエジェクタ効果を同等に近づけることができ、第1分配流路、分配器及び第2分配流路を一方向に通過する流れの発生を抑制することができる。
例えば、上記の起動用バーナを備えている場合、起動用バーナを起動していない方の二次空気流量を増大させる。
例えば、上記の起動用バーナを備えている場合、起動用バーナを起動していない方の二次空気流量を増大させる。
本開示の第4態様に係るボイラは、前記第1態様又は前記第2態様において、前記温度センサ(64)が所定値を超えた場合に、前記第1一次空気ノズル(65)に向かう第1一次空気流量および前記第2一次空気ノズル(65)に向かう第2一次空気流量のいずれか小さい方を、大きい方の一次空気流量に近づけるように増大させる制御部(50)を備えている。
第1一次空気流量を増大させてエジェクタ効果が発生しないようにしたので、第1分配流路、分配器及び第2分配流路を一方向に通過する流れの発生を抑制することができる。
例えば、上記の起動用バーナを備えている場合、起動用バーナを起動していない方の一次空気流量を増大させる。
例えば、上記の起動用バーナを備えている場合、起動用バーナを起動していない方の一次空気流量を増大させる。
本開示の第5態様に係るボイラは、前記第1態様から前記第4態様のいずれかにおいて、前記温度センサ(64)が所定値(T1)を超えた場合に異常と判断する制御部(50)を備え、前記所定値は、前記固体燃料を粉砕する固体燃料粉砕装置(10)の固体燃料出口温度に基づいて設定されている。
温度センサが所定値を超えた場合に、第1分配流路、分配器及び第2分配流路を通過する一方向の流れが形成されたと判断して異常と制御部が判断する。所定値は、固体燃料粉砕装置の固体燃料出口温度に基づいて設定される。例えば、固体燃料出口温度+α℃(例えば+10℃)に相当する温度に設定する。粉砕機出口から分配器を介して一次空気ノズルへ至るまでは同等の温度と考えられるからである。例えば、60~90℃の範囲に設定される。
本開示の第6態様に係るボイラは、前記第5態様において、停止時には前記所定値(T1)に下限が設けられている。
停止時(消火時)には、粉砕機出口温度が低下するので、これに伴い所定値も低下する。温度の低下量が過剰になると、所定値が下がりすぎて第1分配流路、分配器及び第2分配流路を通過する一方向の流れが形成されていないにも関わらず異常と判断するおそれがある。そこで、停止時には所定値に下限を設けることとした。
本開示の第7態様に係るボイラは、固体燃料及び一次空気を火炉(54)の内部に供給する第1一次空気ノズル(65)及び該第1一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第1二次空気ノズル(67)を備えた第1バーナ(52)と、 前記第1バーナ(52)から離間して配置され、固体燃料及び一次空気を前記火炉の内部に供給する第2一次空気ノズル(65)及び該第2一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第2二次空気ノズル(67)を備えた第2バーナ(57)と、前記第1バーナ及び前記第2バーナのそれぞれに前記固体燃料を分配する分配器(60)と、前記分配器から前記第1バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第1分配流路(61)と、前記分配器から前記第2バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第2分配流路(62)と、起動時又は停止時に、前記第1一次空気ノズルに向かう第1一次空気流量および前記第2一次空気ノズルに向かう第2一次空気流量のいずれか小さい方を、大きい方の1/10以上、及び/又は、前記第1二次空気ノズルに向かう第1二次空気流量および前記第2二次空気ノズルに向かう第2二次空気流量のいずれか小さい方を、大きい方の1/10以上とする制御部(50)と、を備えている。
第1一次空気流量と第2一次空気流量のアンバランス、及び/又は、第1二次空気流量と第2二次空気流量のアンバランスを小さくすることで、第1分配流路、分配器及び第2分配流路を一方向に通過する流れの発生を抑制することができる。これにより、ボイラの起動時または停止時に、固体燃料を分配する分配器を通過して一方のバーナの一次空気ノズルから他方のバーナの一次空気ノズルに向かう流れによる温度上昇による損傷を防止することができる。
本開示の第1態様に係る発電プラントは、前記のいずれかの態様に記載のボイラ(51)と、前記ボイラによって生成された蒸気を用いて発電する発電部と、を備えている。
本開示の第1態様に係るボイラの運転方法は、固体燃料及び一次空気を火炉(54)の内部に供給する第1一次空気ノズル(65)及び該第1一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第1二次空気ノズル(67)を備えた第1バーナ(52)と、 前記第1バーナ(52)から離間して配置され、固体燃料及び一次空気を前記火炉の内部に供給する第2一次空気ノズル(65)及び該第2一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第2二次空気ノズル(67)を備えた第2バーナ(57)と、前記第1バーナ及び前記第2バーナのそれぞれに前記固体燃料を分配する分配器(60)と、前記分配器から前記第1バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第1分配流路(61)と、前記分配器から前記第2バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第2分配流路(62)と、を備えたボイラ(51)の運転方法であって、前記分配器及び/又は前記第1分配流路及び/又は前記第2分配流路の温度を計測する。
本開示の第2態様に係るボイラの運転方法は、固体燃料及び一次空気を火炉(54)の内部に供給する第1一次空気ノズル(65)及び該第1一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第1二次空気ノズル(67)を備えた第1バーナ(52)と、 前記第1バーナ(52)から離間して配置され、固体燃料及び一次空気を前記火炉の内部に供給する第2一次空気ノズル(65)及び該第2一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第2二次空気ノズル(67)を備えた第2バーナ(57)と、前記第1バーナ及び前記第2バーナのそれぞれに前記固体燃料を分配する分配器(60)と、前記分配器から前記第1バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第1分配流路(61)と、前記分配器から前記第2バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第2分配流路(62)と、を備えたボイラ(51)の運転方法であって、起動時又は停止時に、前記第1一次空気ノズルに向かう第1一次空気流量および前記第2一次空気ノズルに向かう第2一次空気流量のいずれか小さい方を、大きい方の1/10以上、及び/又は、前記第1二次空気ノズルに向かう第1二次空気流量および前記第2二次空気ノズルに向かう第2二次空気流量のいずれか小さい方を、大きい方の1/10以上とするように制御する。
1 発電プラント
10 ミル(粉砕部)
11 ハウジング
12 粉砕テーブル
13 粉砕ローラ
14 減速機(駆動伝達部)
15 ミルモータ(駆動部)
16 回転式分級機(分級部)
16a ブレード
17 給炭管(燃料供給部)
18 分級機モータ
19 出口ポート
20 温度センサ
21 バンカ(貯蔵部)
22 ダウンスパウト部
25 給炭機(燃料供給機)
26 搬送部
27 給炭機モータ
30 送風部(搬送用ガス供給部)
30a 熱ガス流路
30b 冷ガス流路
30c 熱ガスダンパ
30d 冷ガスダンパ
31 一次空気通風機(PAF)
32 押込通風機(FDF)
33 誘引通風機(IDF)
34 空気予熱器(熱交換器)
40 状態検出部(温度検出手段、差圧検出手段)
41 底面部
42 天井部
45 ジャーナルヘッド
46 押圧装置(粉砕荷重付与部)
47 支持アーム
48 支持軸
50 制御部
51 ボイラ
52 バーナ
54 火炉
60 分配器
61 第1分配流路
62 第2分配流路
64 温度センサ
65 一次空気ノズル
67 二次空気ノズル
70 起動用バーナ
72 補助空気投入ポート
100 固体燃料粉砕装置
110 一次空気流路(搬送用ガス流路)
120 微粉燃料供給管(微粉燃料供給管)
10 ミル(粉砕部)
11 ハウジング
12 粉砕テーブル
13 粉砕ローラ
14 減速機(駆動伝達部)
15 ミルモータ(駆動部)
16 回転式分級機(分級部)
16a ブレード
17 給炭管(燃料供給部)
18 分級機モータ
19 出口ポート
20 温度センサ
21 バンカ(貯蔵部)
22 ダウンスパウト部
25 給炭機(燃料供給機)
26 搬送部
27 給炭機モータ
30 送風部(搬送用ガス供給部)
30a 熱ガス流路
30b 冷ガス流路
30c 熱ガスダンパ
30d 冷ガスダンパ
31 一次空気通風機(PAF)
32 押込通風機(FDF)
33 誘引通風機(IDF)
34 空気予熱器(熱交換器)
40 状態検出部(温度検出手段、差圧検出手段)
41 底面部
42 天井部
45 ジャーナルヘッド
46 押圧装置(粉砕荷重付与部)
47 支持アーム
48 支持軸
50 制御部
51 ボイラ
52 バーナ
54 火炉
60 分配器
61 第1分配流路
62 第2分配流路
64 温度センサ
65 一次空気ノズル
67 二次空気ノズル
70 起動用バーナ
72 補助空気投入ポート
100 固体燃料粉砕装置
110 一次空気流路(搬送用ガス流路)
120 微粉燃料供給管(微粉燃料供給管)
Claims (10)
- 固体燃料及び一次空気を火炉の内部に供給する第1一次空気ノズル及び該第1一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第1二次空気ノズルを備えた第1バーナと、
前記第1バーナから離間して配置され、固体燃料及び一次空気を前記火炉の内部に供給する第2一次空気ノズル及び該第2一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第2二次空気ノズルを備えた第2バーナと、
前記第1バーナ及び前記第2バーナのそれぞれに前記固体燃料及び前記一次空気を分配する分配器と、
前記分配器から前記第1バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第1分配流路と、
前記分配器から前記第2バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第2分配流路と、
前記分配器及び/又は前記第1分配流路及び/又は前記第2分配流路に設けられた温度センサと、
を備えているボイラ。 - 前記第1バーナに隣接配置された第1起動用バーナと、
前記第2バーナに隣接配置された第2起動用バーナと、
を備えている請求項1に記載のボイラ。 - 前記温度センサが所定値を超えた場合に、前記第1二次空気ノズルに向かう第1二次空気流量および前記第2二次空気ノズルに向かう第2二次空気流量のいずれか小さい方を、大きい方の二次空気流量に近づけるように増大させる制御部を備えている請求項1又は2に記載のボイラ。
- 前記温度センサが所定値を超えた場合に、前記第1一次空気ノズルに向かう第1一次空気流量および前記第2一次空気ノズルに向かう第2一次空気流量のいずれか小さい方を、大きい方の一次空気流量に近づけるように増大させる制御部を備えている請求項1又は2に記載のボイラ。
- 前記温度センサが所定値を超えた場合に異常と判断する制御部を備え、
前記所定値は、前記固体燃料を粉砕する固体燃料粉砕装置の固体燃料出口温度に基づいて設定されている請求項1に記載のボイラ。 - 停止時には前記所定値に下限が設けられている請求項5に記載のボイラ。
- 固体燃料及び一次空気を火炉の内部に供給する第1一次空気ノズル及び該第1一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第1二次空気ノズルを備えた第1バーナと、
前記第1バーナから離間して配置され、固体燃料及び一次空気を前記火炉の内部に供給する第2一次空気ノズル及び該第2一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第2二次空気ノズルを備えた第2バーナと、
前記第1バーナ及び前記第2バーナのそれぞれに前記固体燃料を分配する分配器と、
前記分配器から前記第1バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第1分配流路と、
前記分配器から前記第2バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第2分配流路と、
起動時又は停止時に、前記第1一次空気ノズルに向かう第1一次空気流量および前記第2一次空気ノズルに向かう第2一次空気流量のいずれか小さい方を、大きい方の1/10以上、及び/又は、前記第1二次空気ノズルに向かう第1二次空気流量および前記第2二次空気ノズルに向かう第2二次空気流量のいずれか小さい方を、大きい方の1/10以上とする制御部と、
を備えているボイラ。 - 請求項1又は7に記載のボイラと、
前記ボイラによって生成された蒸気を用いて発電する発電部と、
を備えている発電プラント。 - 固体燃料及び一次空気を火炉の内部に供給する第1一次空気ノズル及び該第1一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第1二次空気ノズルを備えた第1バーナと、
前記第1バーナから離間して配置され、固体燃料及び一次空気を前記火炉の内部に供給する第2一次空気ノズル及び該第2一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第2二次空気ノズルを備えた第2バーナと、
前記第1バーナ及び前記第2バーナのそれぞれに前記固体燃料を分配する分配器と、
前記分配器から前記第1バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第1分配流路と、
前記分配器から前記第2バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第2分配流路と、
を備えたボイラの運転方法であって、
前記分配器及び/又は前記第1分配流路及び/又は前記第2分配流路の温度を計測するボイラの運転方法。 - 固体燃料及び一次空気を火炉の内部に供給する第1一次空気ノズル及び該第1一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第1二次空気ノズルを備えた第1バーナと、
前記第1バーナから離間して配置され、固体燃料及び一次空気を前記火炉の内部に供給する第2一次空気ノズル及び該第2一次空気ノズルの周囲から二次空気を前記火炉の内部に供給する第2二次空気ノズルを備えた第2バーナと、
前記第1バーナ及び前記第2バーナのそれぞれに前記固体燃料を分配する分配器と、
前記分配器から前記第1バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第1分配流路と、
前記分配器から前記第2バーナとの間に設けられて前記固体燃料及び前記一次空気が流通する第2分配流路と、
を備えたボイラの運転方法であって、
起動時又は停止時に、前記第1一次空気ノズルに向かう第1一次空気流量および前記第2一次空気ノズルに向かう第2一次空気流量のいずれか小さい方を、大きい方の1/10以上、及び/又は、前記第1二次空気ノズルに向かう第1二次空気流量および前記第2二次空気ノズルに向かう第2二次空気流量のいずれか小さい方を、大きい方の1/10以上とするように制御するボイラの運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023186141A JP2025075162A (ja) | 2023-10-31 | 2023-10-31 | ボイラ及び発電プラント並びにボイラの運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023186141A JP2025075162A (ja) | 2023-10-31 | 2023-10-31 | ボイラ及び発電プラント並びにボイラの運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2025075162A true JP2025075162A (ja) | 2025-05-15 |
Family
ID=95698420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023186141A Pending JP2025075162A (ja) | 2023-10-31 | 2023-10-31 | ボイラ及び発電プラント並びにボイラの運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2025075162A (ja) |
-
2023
- 2023-10-31 JP JP2023186141A patent/JP2025075162A/ja active Pending
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