固体燃料ボイラシステムと固体燃料用バーナ
【課題】泥炭や褐炭のように高水分の石炭を低コストで効率良く燃料中の水分を低減し、設備費や粉砕動力の増大を抑制したボイラシステムなどを提供すること。
【解決手段】バーナ15を複数有する石炭焚ボイラ124で、バーナ15には粗粉炭と微粉炭を別系統で導入し、粗粉供給系はガス予熱器(ＡＨ)18を経て搬送ガスをバーナ15に導入する高温搬送ガス配管105とＡＨ18の前流側で配管105から分岐した低温搬送ガス配管106とＡＨ18の後流側で配管105から分岐して配管106に接続した高温搬送ガス配管109と配管109と配管106の接続部の後流側にある粗粉混合器5で混合した粗粉をバーナ15に供給する配管107，108を備え、微粉供給系はＡＨ18を経てバーナ15に導入する高温搬送ガス配管105'と低温搬送ガス配管106'などと配管106'に接続した粗粉を粉砕するミル24を経て微粉をバーナ15に供給する配管107'を有する。
【解決手段】バーナ15を複数有する石炭焚ボイラ124で、バーナ15には粗粉炭と微粉炭を別系統で導入し、粗粉供給系はガス予熱器(ＡＨ)18を経て搬送ガスをバーナ15に導入する高温搬送ガス配管105とＡＨ18の前流側で配管105から分岐した低温搬送ガス配管106とＡＨ18の後流側で配管105から分岐して配管106に接続した高温搬送ガス配管109と配管109と配管106の接続部の後流側にある粗粉混合器5で混合した粗粉をバーナ15に供給する配管107，108を備え、微粉供給系はＡＨ18を経てバーナ15に導入する高温搬送ガス配管105'と低温搬送ガス配管106'などと配管106'に接続した粗粉を粉砕するミル24を経て微粉をバーナ15に供給する配管107'を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体燃料を燃焼させるボイラに係り、特に泥炭、褐炭、亜瀝青炭など燃料比が低い低品位炭で、水分量が多く燃焼前に乾燥処理を要する固体燃料を効率良く燃焼させることができ、主に火力発電プラントに用いられる固体燃料ボイラシステムと固体燃料用バーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
褐炭は資源量が豊富で安価な燃料であるが、水分が重量比で４０〜６０％程度と非常に多く、そのままでは輸送に適さない。そこで褐炭を脱水・乾燥して利用するための技術が種々開発されているが、経済性等の面で広く普及するには至っていない。このようなことから、火力発電プラント用ボイラの燃料としての褐炭は、産炭地付近のプラントで特に脱水・乾燥処理を行うことなく、直接燃料としてボイラに供給されることも多い。しかし、この場合、発生した熱の多くが水分の蒸発に消費されるため、最終的な発電効率が低くなることが避けられない。
【０００３】
特許文献１（特開昭５９−９７４０８号公報）には、理論燃焼空気量以下の空気量で搬送される微粉炭と理論燃焼空気量以上の空気量で搬送される粗粉炭を混合しないように同一の燃焼バーナから火炉内に噴射して微粉燃焼ガスと粗粉燃焼ガスからそれぞれ微粉火炎と粗粉火炎を炉内で形成させ、炉内で微粉燃焼ガスと粗粉燃焼ガスを十分に混合させることで微粉燃焼ガス中のＮＨ３及びＨＣＮを粗粉燃焼ガス中のＮＯｘと反応させてＮＯｘをＮ２に還元させ、また微粉燃焼ガス中の未燃分を粗粉燃焼ガス中の余剰酸素と反応させることで、石炭中の未燃分の発生が減り、排ガス中のＮＯｘ濃度も減少することができると記載されている。
【０００４】
特許文献２（特開平１−２１７１１０号公報）には、微粉炭と粗粉炭をバーナノズルに接続する石炭搬送管内を搬送中に、該石炭搬送管内に設けたルーバ型粗粉分離器で微粉炭をバーナノズルの出口部の内壁側に集めてバーナノズルの出口部に設けた保炎器により微粉炭を捕捉させて微粉炭の着火を促進する構成が開示されている。
【０００５】
特許文献３（特開平５−２３７４１３号公報）には、石炭粉砕用ミル内で粉砕した微粉炭を、該ミルの出口部からバーナノズルに供給する際に、ミルの出口部にある回転式分級器に設けた固定羽根の取り付け角度を調整することで２０ミリミクロン以下の微粉炭を一定量以上バーナノズルに供給できるようにして、低負荷時にもバーナノズル出口での石炭の着火性、保炎性を保つことができるようにした構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５９−９７４０８号公報
【特許文献２】特開平１−２１７１１０号公報
【特許文献３】特開平５−２３７４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献記載の発明には褐炭などの低品位炭の燃焼性については触れられていない。褐炭は炭化されていない木質分の割合が多く、繊維質の木質分は微粉砕されずに微粉砕機内部に滞留して粉砕動力を過剰に消費する。そのため、火力発電プラントとしての効率を低めるという問題点があった。
【０００８】
本発明の課題は、泥炭や褐炭のように高水分の石炭を燃料とする固体燃料ボイラにおいて、低コストで効率良く燃料中の水分を低減し、設備費や粉砕動力の増大を抑制して、火力発電プラントの効率（発電端効率）向上に寄与する固体燃料ボイラシステムと該システムに使用し得る固体燃料バーナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記課題は次の解決手段で解決される。
請求項１記載の発明は、２以上の固体燃料バーナ（１５，１５，・・・）からなるバーナグループを複数グループ備えた固体燃料ボイラ（１２４）と、該ボイラ（１２４）からの排ガスと燃焼用ガス及び搬送ガスとを熱交換するガス予熱器（１８）とを有する固体燃料ボイラシステムであって、各固体燃料バーナ（１５）には、固体燃料の粗粉と微粉とをそれぞれ別系統で導入して燃焼させるための、粗粉供給系統と微粉供給系統とが接続されており、前記粗粉供給系統は、前記ガス予熱器（１８）を経由して固体燃料搬送ガスを前記固体燃料バーナ（１５）に導入する第１の粗粉用高温搬送ガス配管（１０５）と、前記ガス予熱器（１８）の前流側で前記第１の粗粉用高温搬送ガス配管（１０５）から分岐した第１の粗粉用低温搬送ガス配管（１０６）と、前記ガス予熱器（１８）の後流側で前記第１の粗粉用高温搬送ガス配管（１０５）から分岐して前記第１の粗粉用低温搬送ガス配管（１０６）に接続される第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０９）と、該第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０９）を前記第１の粗粉用低温搬送ガス配管（１０６）に接続した接続部の後流側に設けられる固体燃料の粗粉を混合するための粗粉混合器（５）と、該粗粉混合器（５）から固体燃料バーナ（１５）に粗粉を供給する第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０７，１０８）とを備え、前記微粉供給系統は、前記ガス予熱器（１８）を経由して固体燃料搬送ガスを前記固体燃料バーナ（１５）に導入する第１の微粉用高温搬送ガス配管（１０５’）と、前記ガス予熱器（１８）の前流側で前記第１の微粉用高温搬送ガス配管（１０５’）から分岐した第１の微粉用低温搬送ガス配管（１０６’）と、前記ガス予熱器（１８）の後流側で前記第１の微粉用高温搬送ガス配管（１０５’）から分岐して前記第１の微粉用低温搬送ガス配管（１０６’）に接続される第２の微粉用高温搬送ガス配管（１０９’）と、該第２の微粉用高温搬送ガス配管（１０９’）を前記第１の微粉用低温搬送ガス配管（１０６’）に接続した接続部の後流側の第１の微粉用低温搬送ガス配管（１０６’）に設けられる搬送ガスファン（２３）（実施形態の一次空気ファン（ＰＡＦ）に対応）と、 搬送ガスファン（２３）の後流側の前記第１の微粉用低温搬送ガス配管（１０６’）に接続した固体燃料の粗粉を微粉砕して前記固体燃料の微粉を生成し、搬送ガス流に供給する微粉砕機（２４）と、該微粉砕機（２４）から固体燃料バーナ（１５）に微粉を供給する第２の微粉用高温搬送ガス配管（１０７’）とを備え、前記粗粉供給系統は、前記粗粉混合器（５）が前記複数のバーナグループ（１５，１５，・・・）それぞれに対応して数だけ複数個設けられ、前記微粉供給系統は、前記微粉砕機（２４）が前記複数のバーナグループ（１５，１５，・・・）に対して１機設けられていることを特徴とする固体燃料ボイラシステムである。
【００１０】
請求項２記載の発明は、所定の間隔をおいて配置された一組の駆動用軸体（７２，７３）と、該一組の駆動用軸体（７２，７３）間に架設されて、前記駆動用軸体（７２，７３）周りに周回させて被搬送物を収容して搬送し、かつその底部に乾燥用気体を噴出させる気体噴出部（７９）を設けた被搬送物の流動層形成用の搬送部材（７５）を備え、該搬送部材（７５）の下方から搬送部材（７５）内に向けて前記乾燥用気体を供給する風箱（８５）を設けたコンベア装置（３９）を、固体燃料を粗粉砕して得た粗粉の水分量を低減用のコンベア装置として前記複数の粗粉混合器（５）及び前記微粉炭機（２４）ごとに備えたことを特徴とする請求項１記載の固体燃料ボイラシステムである。
【００１１】
請求項３記載の発明は、第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０７，１０８）は熱風混合器（１３）を介して接続する第３の粗粉用高温搬送ガス配管（１０７）と第４の粗粉用高温搬送ガス配管（１０８）からなり、熱風混合器（１３）には前記第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０９）から分岐した第５の粗粉用高温搬送ガス配管（１１２）が接続されたことを特徴とする請求項１記載の固体燃料ボイラシステムである。
【００１２】
請求項４記載の発明は、前記微粉供給系統の設置を省略して、第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０７）と熱風混合器（１３）の間に微粉を分離するサイクロンセパレータ（４１）を設け、サイクロンセパレータ（４１）で分離された微粉を直接固体燃料バーナ（１５）に搬送する微粉圧調整ダンパ（４７）を有する微粉搬送配管（４６）をサイクロンセパレータ（４１）と固体燃料バーナ（１５）の間に設けたことを特徴とする請求項３記載の固体燃料ボイラシステムである。
【００１３】
請求項５記載の発明は、前記第５の粗粉用高温搬送ガス配管（１１２）には熱風混合ダンパ（４２）を設け、前記第５の粗粉用高温搬送ガス配管（１１２）との接続部より後流側の第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０９）に搬送空気温度調節ダンパ（８）を設け、該第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０９）との接続部より前流側の前記第１の粗粉用低温搬送ガス配管（１０６）に搬送空気流量調整ダンパ（７）を設け、該第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０９）との接続部より後流側の前記第１の粗粉用低温搬送ガス配管（１０６）に搬送空気流量を計測する搬送空気流量計（９）を設け、前記熱風混合ダンパ（４２）より後流側の第５の粗粉用高温搬送ガス配管（１１２）に第５の粗粉用高温搬送ガス配管（１１２）内の熱空気流量を計測する熱空気流量計（１２）を設け、粗粉混合器（５）の出口側にある第３の粗粉用高温搬送ガス配管（１０７）に粗粉混合器出口温度を計測する粗粉混合器出口温度計（１１）を設け、第４の粗粉用高温搬送ガス配管（１０８）にバーナ入口温度を計測するバーナ入口温度計（１４）を設け、前記搬送空気温度調節ダンパ（８）の開度を前記粗粉混合器出口温度計（１１）の計測値に基づき制御し、前記熱風混合ダンパ（４２）の開度を給炭量指令値と最低空気流量との偏差値（１１９）に基づき算出される熱風量指令値（１２３）と前記バーナ入口温度計（１４）の計測値の積算値（１２０）に基づき制御し、搬送空気流量調整ダンパ（７）の開度を（イ）搬送熱空気流量計（１２）の計測値と空気流量計（９）の計測値の積算値（１１６）と給炭量指令値（１１５）との偏差値である第１の偏差信号（１１７）により算出される指令信号値（１１８）及び（ロ）空気流量計（９）の計測値と最低空気流量との偏差である第２の偏差信号（１１９）により算出される指令信号値（１１８）に基づき、最低空気量を下限として必要空気量が得られるように制御する御機構を備えたことを特徴とする請求項１記載の固体燃料ボイラシステムである。
【００１４】
請求項６記載の発明は、中央部に粗粉炭と一次空気の混合物が流れ、内壁部に前記混合流に絞りを入れるためのベンチュリ（２９）を有する一次燃料ノズル（４５）を設け、該一次燃料ノズル（４５）の外周に微粉炭と一次空気の混合流が流れる二次燃料ノズル（４９）を設け、前記一次燃料ノズル（４５）の出口部先端より先に二次燃料ノズル（４９）の出口部先端を配置し、該二次燃料ノズル（４９）の出口部先端の外周に保炎器（３５）を設け、前記二次燃料ノズル（４９）の外周には内部に二次ベーン（３１）を有し、出口部が順次拡大するガイドスリーブを有する二次空気ノズル（５０）を設け、該二次空気ノズル（５０）の外周には三次レジスタを有する三次空気ノズル（５１）を設けたことを特徴とする固体燃料用バーナである。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項１記載の固体燃料ボイラシステムのバーナとして用いることを特徴とする請求項６記載の固体燃料用バーナである。
【００１６】
（作用）
本発明は主に石炭（褐炭）を平均粒径で２ｍｍ程度に粗粉化して乾燥させてバーナに供給する。その際に石炭（褐炭）の燃焼を継続させるために、４０μｍ粒子が数十％含まれる微粉炭が必要であり、燃焼継続に必要な量の微粉炭を微粉砕機で作りバーナに供給する。 また、粗粉の粒径が大きく、燃焼炉底部に落下するが、石炭は炉底部で置き火燃焼させて、熱回収を行うものである。
【００１７】
高水分炭である褐炭を燃焼させる褐炭焚ボイラにおいて、粉砕動力低減による効率向上を図るため、同一燃料について微粉砕した微粉と粗粉砕した粗粉を別系統で一つのバーナに導き燃焼させる。
【００１８】
また、揮発分の多い褐炭で自然発火の問題がなく、かつ高効率とするため、褐炭の搬送系統の高温／低温ガス（空気予熱器（Ａ／Ｈ）による予熱の有無）の混合量を調整して微粉と粗粉で個別に温度調節する。ここで、微粉についてはミル出口温度を７０℃とし、粗粉については、混合器（燃料搬送系への導入部）で１５０℃、バーナ手前で２５０℃となるようにする。
【００１９】
以下の説明では、燃焼用ガス及び搬送ガスとして空気を用いる場合を記しているが、空気のみに限らず、ボイラの燃焼排ガスや富酸素ガス等、それらの混合ガスあるいは空気が混合したもの等でも良い。燃料種も褐炭に限らず、水分が多く、粉砕動力が大きい固体燃料に広く適用できる。
【００２０】
平均粒径２ｍｍ程度に粗粉砕された粗粉を主体とする褐炭をバーナで着火しやすくするためには、粒径４０μｍ以下の微粉を２０％程度は混合させることが必要である。
本発明は、乾燥処理されることで乾燥処理前の状態に比べて微粉砕し易くなった粗粉の一部を微粉炭機（ミル）で粉砕し、これを低温の搬送ガスでバーナまで搬送して着火させることで、搬送系統上での燃料の自然発火に対する安全性とバーナでの燃料の着火性とを確保する。
【００２１】
また本発明は、多大な動力と高価でメンテナンス費用もかかる微粉砕機を必要とする粗粒を微粉砕するための設備及び工程は最小限に留め、粗粉を主とする固体燃料を微粉と同じバーナへ主燃料として供給し、その供給直前で搬送ガス温度を高温にすることで燃焼促進と、ボイラ効率の向上を図るものである。
【００２２】
通常、粗粒を微粉化する動力（微粉砕機の動力）に対して１／２から１／１０で粗粒を粗粉とすることが可能であり、それを効率良く燃焼できれば、動力差分の発電端効率が向上できる。
【００２３】
本発明の固体燃料用バーナのベンチュリ２９で粗粉炭と一次空気の混合物に絞りを入れることで均一化された石炭粗粉がバーナ１５の先端へ供給される。一方、微粉と一次空気の混合流は一次燃料ノズル４５の外周部に設けられた二次燃料ノズル４９に供給され、保炎リング３５の直前でバーナ１５の先端部に微粉と一次空気の混合流が噴出され、微粉は保炎リング３５で巻き返し、安定した火炎を形成し 微粉より内側にある粗粉を蒸し焼きにすることで粗粉子もガス化し、燃焼され易くなる。
【００２４】
また、バーナ１５へ供給する空気は二次燃料ノズル４９の外側に配置され、二次空気ノズル５０内を流れる二次空気流３０と三次空気ノズル５１内を流れる三次空気流３２とにそれぞれ分けられ、二次空気ノズル５０内の二次ベーン３１と三次空気ノズル５１内に配置される三次レジスタ３３などによる調整で炉内での燃料の保炎性、燃焼排ガス中のＮＯｘ濃度、酸素分布などの調整が可能になっている。
バーナ１５の先端は空気が燃焼の初期段階で過剰に供給されるとＮＯｘ濃度の上昇を招くことから、ガイドスリーブ３４で空気が燃焼の過剰供給を抑制している。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１記載の発明によれば、高水分炭である褐炭を燃焼させる褐炭焚ボイラにおいて、粉砕動力低減による効率向上を図るため、同一燃料について微粉砕した微粉と粗粉砕した粗粉を別系統で一つのバーナに導き燃焼させることができ、また、揮発分の多い褐炭で自然発火の問題がなく、かつ高効率とするため、褐炭の搬送系統の高温／低温ガス（空気予熱器による予熱の有無）の混合量を調整して微粉と粗粉で個別に温度調節することができる。
【００２６】
本発明は、乾燥処理されることで乾燥処理前の状態に比べて微粉砕し易くなった粗粉の一部を微粉炭機（ミル）で粉砕し、これを低温の搬送ガスでバーナまで搬送して着火させることで、搬送系統上での燃料の自然発火に対する安全性とバーナでの燃料の着火性とを確保する。
【００２７】
また本発明は、多大な動力と高価でメンテナンス費用もかかる微粉砕機を必要とする粗粒を微粉砕するための設備及び工程は最小限に留め、粗粉を主とする固体燃料を微粉と同じバーナへ主燃料として供給し、その供給直前で搬送ガス温度を高温にすることで燃焼促進とボイラ効率の向上を図るものである。
【００２８】
通常、粗粒を微粉化する動力（微粉砕機の動力）に対して１／２から１／１０で粗粒を粗粉とすることが可能であり、それを効率良く燃焼できれば、動力差分の発電端効率が向上できる。
【００２９】
例えば１０００ＭＷプラントの発電端効率でミル（微粉炭機）と一次空気ファンの動力が占める割合は０．５％であり、ミル（微粉炭機）と一次空気ファンの数を１／５程度に減らせるので、前記発電炭効率でミル（微粉炭機）と一次空気ファンの動力が占める割合は０．１％で済み、０．４％の改善となる。従って、送電端効率が４０％の発電プラントであれば、プラントとして１％の効率改善が見込まれる。また、ミル（微粉炭機）台数の低減により、設備の簡素化（低コスト化）やメンテナンス費用の低減も図れる。
また、本発明は、燃料種も褐炭に限らず、水分が多く、粉砕動力が大きい固体燃料に広く適用できる。
【００３０】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、被搬送物の流動層形成用の搬送部材の下方から搬送部材内に向けて前記乾燥用気体を供給する風箱を設けたコンベア装置を用いることで流動層の形成により粗粒炭の乾燥が効率的に、かつ均等に行える。
【００３１】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、第２の粗粉用高温搬送ガス配管を熱風混合器を介して接続する第３の粗粉用高温搬送ガス配管と第４の粗粉用高温搬送ガス配管から構成し、さらに熱風混合器には前記第２の粗粉用高温搬送ガス配管から分岐した第５の粗粉用高温搬送ガス配管を接続することで、バーナへ達する粗粉炭中の揮発分が放散されて燃焼し易くなる。
【００３２】
請求項４記載の発明によれば、石炭の粗粉中に微粉が多く含まれている場合には、前記微粉供給系統の設置を省略して、第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０７）と熱風混合器（１３）の間に設けた微粉を分離するサイクロンセパレータ（４１）で微粉を分離して、得られた微粉は微粉搬送配管（４６）を経由して直接固体燃料バーナ（１５）に搬送することができる。
【００３３】
請求項５記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、粗粉炭と微粉炭のそれぞれに対して、バーナへの搬送流路内での搬送量を搬送ガス（空気）温度と給炭量指令値に応じて適切に制御でき、搬送ガス（空気）量を余分にバーナ内に送ることがなく石炭濃度を必要以上に低下させることなく、さらに石炭搬送流路内では石炭が停滞しない最低流速を確保することができる。
【００３４】
請求項６記載の発明によれば、バーナの先端部に噴出される微粉は保炎リングの後方で巻き返し、安定した火炎を形成し 微粉より内側にある粗粉を蒸し焼きにすることで粗粉子もガス化し、燃焼され易くなる。
【００３５】
請求項７記載の発明によれば、請求項６記載の発明のバーナを請求項１記載の固体燃料ボイラシステムに適用することで請求項１記載の発明の作用効果を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施例の粗粉と微粉からなる全体の燃焼系統の主要な構成図を示す。
【図２】本発明の一実施例の粗粉の燃焼系統図を示す。
【図３】本発明の一実施例の微粉の燃焼系統図を示す。
【図４】本発明の一実施例の粗粉燃焼用バーナの側断面図を示す。
【図５】本発明の他の実施例の粗粉子の燃焼系統図を示す。
【図６】本発明の実施例に係る乾燥コンベア装置全体の系統図である。
【図７】本発明の実施例に係る乾燥コンベア装置本体の概略構成図である。
【図８】図７の乾燥コンベア装置本体に用いるエプロンの斜視図である。
【図９】図７のＡ−Ａ線上の拡大断面図である。
【図１０】図７のＢ−Ｂ線上の拡大断面図である。
【図１１】図８のエプロンの配置状態を示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明の実施例を図面と共に説明する。
【実施例１】
【００３８】
図１に本発明の実施例の粗粉と微粉からなる全体の燃焼系統の主要な構成図を示す。
石炭バンカ３７内の５０ｍｍアンダーの褐炭は２段の粗粉砕機３８で平均粒径数ミリ（例えば、２ｍｍ程度）に粉砕され、粗粉となる（詳細は図６参照）。その後、乾燥機３９で１０〜２０％の水分含有量になるまで乾燥され、粗粉ホッパ１に貯留される。
粗粉の系統は粗粉ホッパ１の出口配管に設けられるロータリーバルブ２と燃料遮断弁３があり、それらを通過した粗粉は粗粉混合器５で空気と混合されてボイラ１２４のバーナ１５へと運ばれる。
【００３９】
一方、粗粒混合器５に代えてミル２４を設置し、該ミル２４で粗粉ホッパ１内の２ｍｍ程度に粉砕される褐炭を微粉炭に粉砕して、ミル出口配管に設けられるロータリーバルブ２と燃料遮断弁３を経由してバーナ１５に微粉を送る微粉部があり、同一バーナ１５内で粗粉炭と微粉炭を同時に燃焼させる。なお、前記ミル２４を常用機として、予備のミル２４も設けている。
【００４０】
また、図１では表示を省略しているが、石炭バンカ３７、粗粉砕機３８、乾燥機３９の構成を各粗粉ホッパ１ごとに設けている。但し、複数の粗粉ホッパ１で石炭バンカ３７、粗粉砕機３８及び乾燥機３９の構成を共用しても良い。
【００４１】
なお、粗粉砕されて乾燥された粗粉のままの褐炭を燃焼させようとすると、固体燃料バーナ１５での着火性が低く、継続的に燃焼させることが困難であり、また燃え残りが生じてボイラ１２４の炉底に落下する燃料の割合が増大するという問題があるが、本発明はそのような問題を解決することもできる。
【００４２】
図２は図１で示す粗粉の燃焼系統の詳細な構成図である。ボイラ１２４にはＦＤＦ(押込送風機)６から出た主搬送ガス配管１０５中の空気をガス予熱器（ボイラ排ガスと燃焼用ガス及び燃料搬送ガスを予熱するもので、一般には空気予熱器：エアヒータと呼ばれる。以下、空気予熱器又はＡＨと記すこともある。）１８を経由してボイラ１２４のバーナ１５とアフターエアポート（ＡＡＰ）１６に予熱空気として供給されて石炭の燃焼に使用される。なお、バーナ１５へ通じる主搬送ガス配管１０５とアフターエアポート（ＡＡＰ）１６へ通じる主搬送ガス配管１０５にはそれぞれバーナ空気比例制御弁４３とアフターエアの酸素制御弁４４が設けられている。バーナ空気比例制御弁４３と酸素制御弁４４の開度は負荷と燃料流量の検出値に基づき制御される。
【００４３】
また、ボイラ１２４から排出する排ガスは排ガスライン１１１を通り、ガス予熱器１８でＦＤＦ６からの空気と熱交換して外部に排出される。空気予熱器１８で予熱された空気はバーナ１５とアフターエアポート（ＡＡＰ）１６へ供給される石炭燃焼用空気を温める。
また、ＦＤＦ６の出口の主搬送ガス配管１０５の冷空気は、空気予熱器１８に入る前に分岐して第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６を通り、第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６に設けられた搬送用空気流量計９により空気流量を実測し、該実測値と後述する第４の粗粉用高温搬送ガス配管１１２の熱空気流量を計測する熱空気流量計１２の測定値との合計を積算器１１６で積算し、該積算値とボイラ制御より発信される給炭量要求値（給炭量指令信号）１１５からの設定空気流量値との偏差を偏差器１１７で算出し、前記搬送用空気流量計９により計測された実測値が設定空気流量値となるように高値選択器１１８により第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６に設けられた搬送用空気流量調整ダンパ７を調整する。
【００４４】
一方、ＡＨ（空気予熱器）１８から出た空気の一部は主搬送ガス配管１０５から分岐した第１の粗粉用高温搬送ガス配管１０９に設けられた搬送用空気温度調整ダンパ８で粗粉混合器５の出口温度が一定になるよう供給量が制御される。搬送用空気温度調整ダンパ８の開度は温度計１１で計測された粗粉混合器５の出口温度に基づき制御される。
【００４５】
また、第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６中の空気は空気遮断弁１０を通過して粗粉混合器５に入る。第１の粗粉用高温搬送ガス配管１０９の出口は、搬送空気流量調整ダンパ７の設置部より後流側の第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６に接続している。そして第１の粗粉用高温搬送ガス配管１０９と第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６との接続部より後流側の空気流量は搬送空気流量計９で測定される。また搬送空気流量計９より後流側の第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６にはバーナ１５への空気の供給を停止する場合に必要な空気遮断弁１０が設けられている。
【００４６】
また、空気遮断弁１０の後流側の第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６には緊急時に空気の供給を停止する緊急パージ蒸気遮断弁２２を備えた緊急パージ蒸気供給配管１１０が接続している。第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６の緊急パージ蒸気供給配管１１０との接続部より後流部に粗粉混合器５が配置され、該粗粉混合器５の後流側には第２の粗粉用高温搬送ガス配管１０７が設けられ、該第２の粗粉用高温搬送ガス配管１０７内には約１５０℃の空気が流れ、熱風混合器１３に供給される。該熱風混合器１３で加熱されて約２５０℃となった空気は第３の粗粉用高温搬送ガス配管１０８を通り、粗粉炭と共にバーナ１５に供給される。
なお、粗粉混合器５には粗粉ホッパ１からロータリーバルブ２と燃料遮断弁３を経由して粗粉が供給されることは図１で説明した通りである。
【００４７】
また、搬送用空気温度調整ダンパ８の設置部より前流側の第１の粗粉用高温搬送ガス配管１０９から分岐した第４の粗粉用高温搬送ガス配管１１２が熱風混合器１３に接続しているので、第４の粗粉用高温搬送ガス配管１１２から前記熱風混合器１３に向けて、該第４の粗粉用高温搬送ガス配管１１２に設けられた熱風混合ダンパ４２の開度を制御しながら高温搬送ガス（空気）が送られる。なお、熱風混合ダンパ４２の開度は第３の粗粉用高温搬送ガス配管１０８に設けられたバーナ入口温度計１４で計測された熱風温度の測定値と熱風量指令器１２３での熱風量指令信号に基づき制御される。また、後述する偏差算出器１１９で算出される最低空気流量信号と搬送空気流量計９の測定値との偏差を熱風量指令器１２３にも送信して熱風量指令信号の算出に利用する。
【００４８】
ここで、第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６に配置される空気遮断弁１０は、ＭＦＴ（主燃料遮断）でプラントがトリップした場合に、すばやく閉止して粗粉混合器５とバーナ１５との間に残った粗粉を、緊急パージ蒸気遮断弁２２を開にして緊急パージ蒸気２１をボイラ１２４の炉内に送り、該緊急パージ蒸気２１で炉内をパージすると共に万一、前記粗粉混合器５とバーナ１５との間に残った石炭があっても蒸気により酸素濃度を下げることで石炭の発火を抑制する。
【００４９】
粗粉ホッパ１に貯留された粗粉炭は、粗粉供給配管１１４に設けられたロータリーバルブ２と燃料遮断弁３を経由して粗粉混合器５に供給される。そしてボイラ１２４で要求される給炭量に見合うようなロータリーバルブ２の回転数で、その供給量が制御される。燃料遮断弁３はＭＦＴ発生時に閉止して燃料を遮断する。一方、粗粉混合器５へ落下する石炭の分だけ粗粉混合器５内の温風が上部に上がってきて、ロータリーバルブ２などの温度が上昇し 石炭が発火する可能性があることからシール空気４を粗粉供給配管１１４に導入して温風の上昇を抑制する。褐炭中の揮発分は約１８０℃程度で放散量が急増するので、これより低く保つためにシール空気４の温度を、例えば、１５０℃程度にする。
【００５０】
粗粉混合器５を出た粗粉と温風は第２の粗粉用高温搬送ガス配管１０７を経由して熱風混合器１３に入り、さらに温度が上昇する。また、熱風混合器１３から第３の粗粉用高温搬送ガス配管１０８を経由してバーナ１５に空気を搬送する。
【００５１】
熱風混合器１３には第１の粗粉用高温搬送ガス配管１０９から送られた空気予熱器１８の出口空気を第４の粗粉用高温搬送ガス配管１１２に設けた熱風混合ダンパ４２の開度を制御して流す。このとき第３の粗粉用高温搬送ガス配管１０８に設けられたバーナ入口温度測定器１４で計測される熱風混合器１３からバーナ１５に搬送される搬送空気の温度と、熱風量指令信号１２３の積算値を積算器１２０で積算して、熱風混合ダンパ４２の開度を制御し、バーナ入口温度測定器１４で計測したバーナ入口温度が規定温度となるように、第４の粗粉用高温搬送ガス配管１１２中の分岐空気流量を制御する。なお、熱風量指令器１２３には最低空気流量信号と搬送空気流量計９の測定値との偏差を算出する偏差算出器１１９からの信号が送られる。例えば、第３の粗粉用高温搬送ガス配管１０８内の２５０℃の熱風が１〜２秒でバーナ１５に達する程度の前記配管１０８の長さを、例えば１５〜３０ｍとすることで、褐炭中の揮発分が丁度放散されてきて燃焼しやすくなる。
【００５２】
また、第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６にある搬送空気流量調整ダンパ７は、給炭量要求値に対して熱風混合器１３に投入される空気量と粗粉混合器５に入る空気の合計量を制御するが、熱風混合器１３に入る空気量が多量となっても最低限、粗粉搬送に必要な空気は確保するように、粗粉混合器５出口の搬送空気温度を温度計１１で計測し、その結果に基づき搬送空気温度調整ダンパ８の開度を制御して粗粉混合器５に流入する粗粉用低温搬送ガス（空気）流量を制御する。
【００５３】
また、実空気量が前記粗粉搬送に最低限必要な空気量に近づくと、熱風混合ダンパ４２の開度を下げるようにバーナ入口温度計１４の設定温度を下げてバーナ１５の石炭濃度が必要以上低下しないよう制御する。
すなわち、搬送する石炭の量が低下すると空気もそれに見合って低下するが、石炭の搬送配管内での停滞を防止するために最低流量の空気を投入する必要がある。この場合、バーナ１５へ入る前の空気温度設定が高いままだと、さらに空気を混合器１３より投入することとなり、石炭に対する空気の比率が増すことで石炭濃度が低下し（薄くなり）、最悪失火することから、これを防止するために温度設定を下げ熱風混合器１３への熱空気投入量を制限する。
【００５４】
バーナ１５に投入された粗粉は高温でガス化し、燃焼し易い状態となるが粒径の大きい（数ミリの）粒子の一部はボイラ１２４の炉底に落下する。炉底に落下した石炭は置き火燃焼用コンベア１７で燃焼しつつ灰と共に系外に運ばれる。
【００５５】
ボイラ１２４の炉内に入った粗粉子はＡＡＰ１６で完全燃焼してボイラ１２４内で熱交換した後、空気予熱器１８と電気集塵機１９を通り、ＩＤＦ（誘引送風機）２０で煙突（図示せず）に運ばれる。
【００５６】
図３は微粉の燃焼系統図を示す。
前述した図２の粗粉の燃焼系統と異なるのは、図２の粗粉混合器５の代わりに粗粉を微粉にするためのミル(微粉砕機)２４を設置したこと、及び前記ミル２４での圧力損失分を補うために第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６’の空気遮断弁１０’の前流側に一次空気ファン２３を設置したこと、及び図２の熱風混合器１３が設置されておらず、また熱風混合器１３に熱風を送る第４の粗粉用高温搬送ガス配管１１２及びそれに関連する機器は設置していないことである。
図３の微粉の燃焼系統図で図２の熱風混合器１３が設置されていない理由は、ミル２４によって微粉炭が得られるので熱混合器１３を設置しなくてもバーナ１５の保炎性には問題がないためである。
【００５７】
なお、図２の粗粉の燃焼系統図の搬送ガス配管に対応する図３の微粉の燃焼系統図の搬送ガス配管にはそれぞれ対応する数字にダッシュ符号を付し、説明を省略することがある。例えば、図２の第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６又は主搬送ガス配管１０５と類似した図３の微粉の燃焼系統図の第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６’又は主搬送ガス配管１０５’には数字にダッシュ符号を付している。
また、粗粉はバーナ１５ごとに供給するのに対して微粉は一台のミル２４で全てのバーナ１５に供給することができる。ただし、予備のミル２４を１台と合わせて２台のミル２４があれば良い。
【００５８】
ガス予熱器（ＡＨ）１８の入口の主搬送ガス配管１０５’中の一部の空気を微粉炭の搬送用空気として第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６’に分岐して供給し、搬送空気流量調整ダンパ７’で一次空気流量計９’の値が給炭指令に見合う空気量となるよう制御される。すなわち第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６’に設けられた搬送用空気流量調整ダンパ７’と搬送用空気流量計９’により空気流量を実測し、該実測値とボイラ制御より発信される給炭量要求値（給炭量指令信号）１１５’からの設定空気流量値の偏差を偏差器１１７’で算出し、前記実測値が設定空気流量値となるように高値選択器１１８’により搬送用空気流量調整ダンパ７’を調整する。
【００５９】
一方、ガス予熱器１８の出口の主搬送ガス配管１０５’中の温風は主搬送ガス配管１０５’から分岐して設けられる第１の粗粉用高温搬送ガス配管１０９’から第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６’を経由してミル２４に供給されるが、ミル２４の出口温度計２７で測定される出口温度が設定値となるように、第１の粗粉用高温搬送ガス配管１０９’の搬送空気温度調整ダンパ８’で第１の粗粉用高温搬送ガス配管１０９’中の空気（温風）量を制御する。ミル２４入口の第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６’中の空気温度は温度計２８で測定されるが、ミル２４の入口の空気温度が必要以上に高くならないように、該温度計２８で測定されるミル入口温度で制御温度にバイアスを掛ける機能を有している。
すなわち、ミル２４の入口温度を高くし過ぎると、石炭中の揮発分がガス化して可燃性ガスとなり危険な状態となるため、入口温度が１５０℃を超える場合はミル出口温度にバイアスを設けて１５０℃を超えないようにする。
【００６０】
これは第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６’の空気遮断弁１０’の前流側に設けられる一次空気ファン２３の前流側の第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６’の空気温度をミル入口温度計２８で計測し、該ミル入口温度計測値が１５０℃以下の温度設定指令器１２１の指令値とミル出口温度計２７の測定値の合計値を積算器１２２で算出して搬送空気温度調節ダンパ８’の開度を制御する。
また第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６’中の搬送用空気は一次空気ファン２３に入り、昇圧されて空気遮断弁１０の通過後にミル２４に供給される。
【００６１】
粗粉ホッパ１から要求量に見合う量が粗粉供給配管１１４に配置されるロータリーバルブ２の回転制御によりミル２４内に供給された粗粉石炭はミル２４の粉砕部で微粉化されて第２の粗粉用高温搬送ガス配管１０７’を経由して各バーナ１５へ供給される。各段のバーナ１５の直前の第２の粗粉用高温搬送ガス配管１０７’にはミル出口ダンパ４０が設置され、バーナ段ごとのオン／オフを可能にしている。
【００６２】
第２の粗粉用高温搬送ガス配管１０７’に設けられるミル出口ダンパ４０の閉止時からバーナ１５までに存在する微粉は第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６’から分岐された分岐低温搬送ガス配管１１３に設けられたパージ弁２６により空気予熱器１８の前流側の冷空気を供給してパージする。また、図１の丸枠内にバーナ１５の手前の第２の微粉用高温搬送ガス配管１０７’と分岐低温搬送ガス配管１１３との合流部の一部を拡大図で示したように、分岐低温搬送ガス配管１１３内の低温搬送ガス（冷空気）を第２の微粉用高温搬送ガス配管１０７’内の高温ガスに投入可能な流路構成ができている。
【００６３】
図４は粗粉燃焼バーナの一例を示すバーナ断面図である。
バーナ１５の中央の一次燃料ノズル４５に粗粉と一次空気（搬送空気）の混合流が入り、ベンチュリ２９で前記混合流に絞りを入れることで均一化された石炭粗粉がバーナ１５の先端へ供給される。一方、微粉と一次空気の混合流は前記一次燃料ノズル４５の外周部に設けられた二次燃料ノズル４９に供給され、保炎リング３５の直前でバーナ１５の先端部に噴出される。微粉は保炎リング３５の後方で巻き返し、安定した火炎を形成し、微粉より内側にある粗粉を蒸し焼きにすることで粗粉子もガス化し、燃焼され易くなる。
【００６４】
バーナ１５へ供給する空気は二次燃料ノズル４９の外側に配置される二次空気ノズル５０内を流れる二次空気流３０と二次空気ノズル５０の外側に配置される三次空気ノズル５１内を流れる三次空気流３２とにそれぞれ分けられ、二次空気ノズル５０内の二次ベーン３１と三次空気ノズル５１内に配置される三次レジスタ３３などによる調整で炉内での燃料の保炎性、燃焼排ガス中のＮＯｘ濃度、酸素分布などの調整が可能になっている。
空気が燃焼の初期段階で過剰に供給されるとＮＯｘ濃度の上昇を招くことからバーナ１５の先端部は燃焼用空気を外向きに拡大して流すガイドスリーブ３４を設けて空気が固体燃料燃焼時に過剰に供給されるのを抑制している。
また、バーナ１５の中央には起動時及び非常時用の油バーナ３６を設置可能にしている。
【００６５】
なお、粗粉用の低温の搬送ガス配管である第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６と微粉用の低温搬送ガス配管である第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６’は、それぞれ粗粉混合器５と一次空気ファン２３の手前のいずれかの部位まで共通するものであっても良い。 同様に第３の粗粉用高温搬送ガス配管１０８に接続するまでの第２の粗粉用高温搬送ガス配管１０７と第２の微粉用高温搬送ガス配管１０７’は粗粉用と微粉用とで共用しても良い。
【００６６】
要するに微粉用の搬送ガス系統（微粉供給系統）においては、微粉が第２の微粉用高温搬送ガス配管１０７’から系内に導入された後のガス温度が揮発分の多い褐炭の自然発火を防いで安全に気流搬送させる観点から、例えば７０℃程度を上限として制御されれば良い。
【００６７】
同じく、粗粉用の搬送ガス系統においては、粗粉が第２の粗粉用高温搬送ガス配管１０７から系内に導入された直後のガス温度は、同様の観点から、例えば１５０℃に抑制され、燃焼させるバーナ１５の直前において２５０℃に昇温されることで、安全性を確保しながら、ボイラ効率を高めることができる。
【実施例２】
【００６８】
図５は、粗粉中に微粉が多く含まれている場合に適用できる燃焼系統図を示す。
粗粉中に微粉が多い場合は微粉の燃焼系統に配置する微粉炭機２４の設置を省略して、サイクロンセパレータ４１で分離した微粉を使用しても良い。
【００６９】
粗粉混合器５から出た粗粉と空気はサイクロンセパレータ４１で分離され軽い微粉はサイクロンセパレータ４１の上部に移動し、微粉搬送配管４６に設けられた微粉圧調整ダンパ４７を、同じく微粉搬送配管４６の微粉圧調整ダンパ４７より後流側に設けられた微粉圧力計４８で計測される圧力に基づいて開度が調整される。また微粉圧調整ダンパ４２で必要量が取り出されて図示しない配管を経由して保炎リング３５（図４）近傍に送られる。
一方、粗粉はサイクロンセパレータ４１の下部より抜出されて熱風混合器１３に送られる。
【００７０】
次に本発明の前記実施例に使用される実施形態を図面と共に説明する。先ず、乾燥コンベア装置の構成について説明する。
（乾燥コンベア装置の構成）
図６は、本発明の実施形態に係る乾燥コンベア装置全体の系統図である。
この乾燥コンベア装置は同図に示すように、乾燥コンベア装置本体３９と、その乾燥コンベア装置本体３９に、例えば石炭（褐炭）などの未乾燥の粗粒子５２を供給する粗粒子供給手段５３と、乾燥コンベア装置本体３９に乾燥用の温風を供給する温風供給手段５４と、飛散した乾燥済みの微粒子を捕集する飛散粒子捕集手段５５とから主に構成されている。
前記乾燥コンベア装置本体３９の構成などについては、後で説明する。
【００７１】
前記粗粒子供給手段５３は、粗粒子５２に粉砕する前の原料５６を貯留する原料サイロ３７と、その下に設けられて前記原料５６を所定の大きさに粉砕する粉砕機３８と、粉砕されて生成した粗粒子５２を貯留する乾燥前ホッパ５９と、その下に設けられた第１のゲート弁６０と、その下に設けられた第２のゲート弁６１と、前記第１のゲート弁６０と第２のゲート弁６１の間に設けられた計量管部６２（図７参照）とを備えている。
【００７２】
図７に示すように、前記第１のゲート弁６０ならびに第２のゲート弁６１は、それぞれシリンダ６３で個別に駆動できるようになっている。また、前記計量管部６２の下端部は、乾燥コンベア装置本体３９（後述のハウジング７０）内に挿入されている（図７参照）。
【００７３】
前記温風供給手段５４は、吸引ダンパ６４と送風機６５と熱交換器６６とを備え、熱交換器６６に供給された空気は例えば蒸気タービン（図示せず）から抽気した蒸気などによって加熱される。
前記飛散粒子捕集手段５５は、サイクロンセパレータ６８と、その下に設けられたロータリーシール６９を有している。
【００７４】
図７は前記乾燥コンベア装置本体３９の概略構成図、図８はその乾燥コンベア装置本体３９に用いるエプロンの斜視図、図９は図７のＡ−Ａ線上の拡大断面図、図１０は図７のＢ−Ｂ線上の拡大断面図、図１１はエプロンの配置状態を示す概略側面図である。
【００７５】
この乾燥コンベア装置本体３９は、粗粒子５２の搬送方向に沿って延びたハウジング７０の内側の高さ方向の略中間位置に、エプロンコンベア７１が配置されている。このハウジング７０は、エプロンコンベア７１を格納して外気と遮断されている。前記エプロンコンベア７１は、所定の間隔をおいて配置された駆動プーリ７２とテンションプーリ（従動プーリ）７３の間に張架されている。エプロンコンベア７１の張力はテンションプーリ７３に付設されたテンション設定器７４によって設定でき、これによってエプロンコンベア７１の伸びや蛇行の調整ができる。
【００７６】
エプロンコンベア７１はチェーンコンベアから構成されており、その上には多数のエプロン７５が整列して、回動可能に取り付けられている。このエプロン７５は図８に示すように、底板７６と、その底板７６のエプロン７５の移動方向下流側端部から立設した背面板７７と、補強のために底板７６と背面板７７を両側面から連結した側面形状が略三角形をした補強板７８ａ，７８ｂを有している。
【００７７】
このエプロン７５の移動方向上流側と、左右側面の大半と、上方が解放されている。図８〜図１１に示すように、前記エプロン７５の移動方向上流側は、隣接する１つ前のエプロン７５の背面板７７で塞がれる。エプロン７５の左右側面は、その左右側面に対応するようにハウジング７０内に設けられた板状の吹き抜け防止部材９１ａ，９１ｂによって覆われている。この吹き抜け防止部材９１は図７や図１１に示すように、駆動プーリ７２とテンションプーリ７３の間隔と略同じ長さ延びている。なお、図８では図面が複雑になるため、手前側の吹き抜け防止部材９１ｂの図示を省略している。
【００７８】
前記底板７６と、その底板７６から立設した背面板７７と、隣接する１つ前のエプロン７５の背面板７７と、吹き抜け防止部材９１ａ，９１ｂによって、エプロン７５の内側に粗粒子５２を収容する収容空間８２（図９）が形成される。図９や図１０に示すように、吹き抜け防止部材９１ａ，９１ｂの上端部は開放状態になっている。
【００７９】
前記底板７６には、多数の温風吹き出し孔７９が形成されている。本実施形態では底板７６として、多数の温風吹き出し孔７９を形成したパンチングプレートを使用したが、金網などでもよい。さらに図９に示すように各エプロン７５の左側の補強板７８ａの下端部近くには、エプロン７５の到来を検出するための被検出部８１が設けられている。また、エプロン７５が計量管部６２の下に来たことを検出するための位置センサー９３が、エプロン７５（被検出部８１）の近くに固定されている。
【００８０】
本実施形態の場合、テンションプーリ７３が配置されている側が粗粒子５２の供給側、駆動プーリ７２が配置されている側が粗粒子５２の排出側となっており、粗粒子５２はテンションプーリ７３から駆動プーリ７２の方向に間欠的に搬送され、矢印Ｘがその搬送方向を示している。
【００８１】
そのため図７に示すように、テンションプーリ７３の上方のハウジング部分では、前記粗粒子供給手段５３の計量管部６２の下端部が貫通して、エプロン７５近くまで延びている。一方、駆動プーリ７２の下方のハウジング部分には、乾燥済みの粗粒子５２の排出口８３が形成されている。
【００８２】
後述するように前記計量管部６２の下端部から粗粒子５２を落下して、前記エプロン７５の収容空間８２に収容するとき、粗粒子５２の一部がエプロン７５の温風吹き出し孔７９からエプロンコンベア７１内に落下することがある。これを防止するため、図７ならびに図９に示すように、計量管部６２の下側に来たエプロン７５の温風吹き出し孔７９を塞ぐための供給側閉塞板８４ａが、エプロン７５の下に設置されている。また、駆動プーリ７２の近傍にも、粗粒子５２が温風吹き出し孔７９から落下するのを防止するための排出側閉塞板８４ｂが設置されている。
【００８３】
図７に示すように、供給側閉塞板８４ａと排出側閉塞板８４ｂの間には、粗粒子５２の搬送方向Ｘに沿って複数個の風箱８５がエプロン７５の下側に連続して設置されている。風箱８５は図１０に示すように、一方の端に向けて低く傾斜した底板８６と、その底板８６から立設した両側板８７ａ，８７ｂと、短い方の側板８７ａに取り付けられた温風導入管８８を有し、風箱８５の上方開口部はエプロン７５の底板７６と対向している。
【００８４】
前記温風導入管８８を有する短い方の側板８７ａとは反対側の長い方の側板８７ｂの下端部付近あるいは底板８６の低い方の端部には、落下粒子排出孔８９が設けられている。また、図６に示すように、各風箱８５の温風導入管８８には前記温風供給手段５４から延びた温風供給管９０がそれぞれ接続されている。
【００８５】
さらにハウジング７０の内側底面上には、清掃用チェーンコンベア９４がハウジング７０の長手方向に沿って配置されている。この清掃用チェーンコンベア９４は駆動プーリ９５と従動プーリ９６によって、ハウジング７０の内側底面を掃くように常時あるいは所定の時間間隔で矢印Ｙ方向に回転駆動される。
【００８６】
本実施形態では、ハウジング７０の内側底面が水平状態になっているが、ハウジング７０の内側底面を排出口８３側に向けて若干低く傾斜するように設けると、前記清掃用チェーンコンベア９４による清掃効率が良好になる。
【００８７】
図７に示すように、ハウジング７０の上面部には、サイクロンセパレータ６８側に延びる微粒子捕集配管９７が接続されている。一方、ロータリーシール６９から延びた微粒子送り配管９８は、ハウジング７０の外から排出口８３側に延びている。
【００８８】
次にこの乾燥コンベア装置の動作について説明する。
（乾燥コンベア装置の動作）
図６に示すように、原料サイロ３７に貯留されている例えば水分含有率が４０〜５０重量％程度の褐炭からなる原料５６が粉砕機３８で粉砕されて、粒子の大きさが１ｍｍ程度の粗粒子５２となり、乾燥前ホッパ５９に貯留されている。そして、下側の第２のゲート弁６１を閉じた状態で上側の第１のゲート弁６０を開けると、乾燥前ホッパ５９内の粗粒子５２の一部が第１のゲート弁６０を通り、計量管部６２（図７参照）内に充填され、計量管部６２の容積に相当する粗粒子５２の計量がなされる。計量管部６２内に粗粒子５２を充填した後、第１のゲート弁６０を閉じる。これらゲート弁６０，６１の開閉動作は、個別に付設されたシリンダ６３（図７参照）によってなされる。
【００８９】
エプロンコンベア７１は図７に示すように、搬送方向Ｘに間欠的若しくは連続的に周回移動しており、図９に示すように、計量管部６２の下側にエプロン７５が来たことをエプロン７５に付設された被検出部８１と位置センサー９３の共働で検出する。エプロン７５が計量管部６２の下側に来たときには、図９に示すように当該エプロン７５の全ての温風吹き出し孔７９は供給側閉塞板８４で塞がれている。
【００９０】
この状態で前記第２のゲート弁６１を開くと、計量管部６２内に貯留されていた粗粒子５２がエプロン７５の収容空間８２内に落下する。粗粒子６２の落下後、第２のゲート弁６１は自動的に閉じ、次の計量に備えられる。前述のようにエプロン７５の温風吹き出し孔７９は閉塞板８４で塞がれているから、投入された粗粒子５２が温風吹き出し孔７９から落ちることはなく、計測量が適正に維持されている。
【００９１】
図９は、このように計量して切り出された粗粒子５２をエプロン７５内に収容した状態を示しており、この時点ではエプロン７５内には後述する温風９９は吹き込まれていないので、粗粒子５２によって形成された層は静止層になっており、収容空間８２の上部には十分な空間部１００が残っている。
【００９２】
図６ならびに図１０に示すように、温風供給手段５４（図６参照）によって生成、供給された温風９９は各風箱８５に吹き込まれている（図１０参照）。一方、前記エプロン７５の移動に伴ってそれの底板７６に形成されている温風吹き出し孔７９が閉塞板８４を通過すると風箱８５内で温風吹き出し孔７９が開放され、風箱８５内に導入された温風９９がエプロン７５の底部から吹き込み、粗粒子５２が流動化状態（矢印１０１とする）となり始める。単純に温風９９が粗粒子５２の間を通過するだけでは粗粒子５２の一面だけしか乾燥されないが、本実施形態のように粗粒子５２を浮かせて無方向、不規則状に流動化状態（矢印１０１）とすることにより、粗粒子５２の全面を均一にかつ迅速に乾燥させることができる。
流動化して吹き上がった粗粒子５２がエプロン７５から吹き出ないように、前記吹き抜け防止部材９１ａ，９１ｂが設けられている。
【００９３】
乾燥する過程で粗粒子５２は比重が徐々に低下して軽くなるので、図７に示すように風箱８５は粗粒子５２の搬送方向Ｘに沿って複数に分割され、粗粒子５２の比重に見合って温風９９の風量の調整がなされている。この温風９９の調整をしないと、乾燥途中で粗粒子５２の一部が風箱８５から吹き出して落下したり、自然発火の危険があるため好ましくない。
【００９４】
粗粒子５２は複数の風箱８５の上を通過することにより所望の水分含有率（本実施例に係る褐炭の場合は、５〜１０重量％程度）まで乾燥され、図７に示すようにエプロン７５が駆動プーリ７２の周囲を上側から下側に回るときに自動的に傾倒されて、最終的には逆さまの状態になるので、乾燥された粗粒子５２は排出口８３側に落下して、ハウジング７０から取り出される。
【００９５】
図７に示すように、駆動プーリ７２の斜め下方には、エプロン７５に残っている粗粒子５２があるとそれを強制的に吹き落とすための複数本の空気噴出ノズル９２が設けられている。そして逆さになったエプロン７５がこの空気噴出ノズル９２の下を通過するようになっており、空気噴出ノズル９２から高速噴射された空気は、エプロン７５の底板７６に形成されている温風吹き出し孔７９を通って、エプロン７５内に付着している粗粒子５２を吹き落とす。この空気の高速噴射は、温風吹き出し孔７９ならびにエプロン７５の内面の清掃も兼ねており、エプロン７５内での粗粒子５２の適正な流動化状態を常に維持することができる。
【００９６】
このようにしてハウジング７０の底面に落ちた粗粒子５２、あるいは風箱８５の落下粒子排出孔８９からハウジング７０の底面に落ちた粗粒子５２は、清掃用チェーンコンベア９４により排出口８３側に掃き出される。前記風箱８５の落下粒子排出孔８９からハウジング７０の底面に落ちる粗粒子５２も温風９９と十分に接触して乾燥しているため、他の乾燥した粗粒子５２と一緒に排出口８３から排出しても構わない。
【００９７】
一方、温風９９により舞い上がった微粒子は微粒子捕集配管９７を通ってサイクロンセパレータ６８で捕集され、ロータリーシール６９を経て、微粒子送り配管９８によりハウジング７０の排出口８３側に送られる。なお、温風９９により舞い上がった微粒子は粗粒子５２に比べて乾燥時間が速いため、サイクロンセパレータ６８へ搬送される過程で乾燥は完了しているので、微粒子送り配管９８から直接排出して、他の乾燥した粗粒子５２と混合しても支障はない。
【００９８】
図７に示すように、最終の風箱８５（図７において右端の風箱８５）を駆動プーリ７２に隣接することは構造上難しいため、最終の風箱８５と駆動プーリ７２の間には必然的に隙間ができる。そのため本実施形態では、最終の風箱８５と駆動プーリ７２の間に排出側閉塞板８４ｂを設置して、その間を通るエプロン７５の温風吹き出し孔７９を塞ぐことにより、乾燥された粗粒子５２が駆動プーリ７２の近辺に落下することを防止している。
【符号の説明】
【００９９】
１ 粗粒ホッパ ２ ロータリーバルブ
３ 燃料遮断弁 ４ シール空気
５ 粗粉混合器 ６ ＦＤＦ（押込送風機）
７，７’ 搬送空気流量調整ダンパ ８，８’ 搬送空気温度調整ダンパ
９，９’ 搬送空気流量 １０，１０’ 空気遮断弁
１１ 混合器出口温度 １２ 熱空気流量計
１３ 熱風混合器 １４ バーナ入口温度
１５ バーナ １６ ＡＡＰ（アフターエアポート）
１７ 置き火燃焼用コンベア １８ ガス予熱器（エアヒータ；ＡＨ）
１９ ＥＰ（電気集塵機） ２０ ＩＤＦ（誘引送風機）
２１ 緊急パージ蒸気 ２２ 緊急パージ蒸気遮断弁
２３ 一次空気ファン ２４ ミル（微粉砕機）
２６ パージ弁 ２７ ミル出口温度
２８ ミル入口温度 ２９ ベンチュリ
３０ 二次空気 ３１ 二次ベーン
３２ 三次空気 ３３ 三次レジスタ
３４ ガイドスリーブ ３５ 保炎リング
３６ 油バーナ ３７ 石炭バンカ
３８ 粗粉砕機 ３９ 乾燥機
４０ ミル出口ダンパ ４１ サイクロンセパレータ
４２ 熱風混合ダンパ ４３ バーナ空気比例制御弁
４４ 酸素制御弁 ４５ 一次燃料ノズル
４６ 微粉搬送配管 ４７ 微粉圧調整ダンパ
４８ 微粉圧力計 ４９ 二次燃料ノズル
５０ 二次空気ノズル ５１ 三次空気ノズル
５２ 粗粒子 ５３ 粗粒子供給手段
５４ 温風供給手段 ５５ 飛散粒子捕集手段
５６ 原料 ５９ 乾燥前ホッパ
６０ 第１のゲート弁 ６１ 第２のゲート弁
６２ 計量管部 ６３ シリンダ
６４ 吸引ダンパ ６５ 送風機
６６ 熱交換器 ６８ サイクロンセパレータ
６９ ロータリーシール ７０ ハウジング
７１ エプロンコンベア ７２ 駆動プーリ
７３ テンションプーリ（従動プーリ） ７４ 設定器
７５ エプロン ７６ 底板
７７ 背面板 ７８ａ，７８ｂ 補強板
７９ 温風吹き出し孔 ８１ 被検出部
８２ 収容空間 ８３ 排出口
８４ａ 供給側閉塞板 ８４ｂ 排出側閉塞板
８５，８５ａ，８５ｂ，８５ｃ，８５ｄ 風箱
８６ 底板 ８７ａ，８７ｂ 側板
８８ 温風導入管 ８９ 落下粒子排出孔
９０ 温風供給管 ９１ａ，９１ｂ 吹き抜け防止部材
９２ 空気噴出ノズル ９３ 位置センサー
９４ 清掃用チェーンコンベア ９５ 駆動プーリ
９６ 従動プーリ ９７ 微粒子捕集配管
９８ 微粒子戻し配管 ９９ 温風
１００ 空間部
１０５，１０５’ 主搬送ガス配管
１０６，１０６’ 第１の粗粉用低温搬送ガス配管
１０７，１０７’ 第２の粗粉用高温搬送ガス配管
１０８ 第３の粗粉用高温搬送ガス配管
１０９，１０９’ 第１の粗粉用高温搬送ガス配管
１１０，１１０’ 緊急パージ蒸気配管
１１１，１１１’ 排ガスライン
１１２ 第４の粗粉用高温搬送ガス配管
１１３ 分岐低温搬送ガス配管 １１４ 粗粉供給配管
１１５，１１５’ 給炭量要求値（給炭量指令信号）
１１６ 積算器 １１７，１１７’ 偏差器
１１８，１１８’ 高値選択器又はその信号
１１９，１１９’ 偏差算出器 １２０ 積算器
１２１ 温度設定指令器 １２２ 積算器
１２３ 熱風量指令器 １２４ ボイラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体燃料を燃焼させるボイラに係り、特に泥炭、褐炭、亜瀝青炭など燃料比が低い低品位炭で、水分量が多く燃焼前に乾燥処理を要する固体燃料を効率良く燃焼させることができ、主に火力発電プラントに用いられる固体燃料ボイラシステムと固体燃料用バーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
褐炭は資源量が豊富で安価な燃料であるが、水分が重量比で４０〜６０％程度と非常に多く、そのままでは輸送に適さない。そこで褐炭を脱水・乾燥して利用するための技術が種々開発されているが、経済性等の面で広く普及するには至っていない。このようなことから、火力発電プラント用ボイラの燃料としての褐炭は、産炭地付近のプラントで特に脱水・乾燥処理を行うことなく、直接燃料としてボイラに供給されることも多い。しかし、この場合、発生した熱の多くが水分の蒸発に消費されるため、最終的な発電効率が低くなることが避けられない。
【０００３】
特許文献１（特開昭５９−９７４０８号公報）には、理論燃焼空気量以下の空気量で搬送される微粉炭と理論燃焼空気量以上の空気量で搬送される粗粉炭を混合しないように同一の燃焼バーナから火炉内に噴射して微粉燃焼ガスと粗粉燃焼ガスからそれぞれ微粉火炎と粗粉火炎を炉内で形成させ、炉内で微粉燃焼ガスと粗粉燃焼ガスを十分に混合させることで微粉燃焼ガス中のＮＨ３及びＨＣＮを粗粉燃焼ガス中のＮＯｘと反応させてＮＯｘをＮ２に還元させ、また微粉燃焼ガス中の未燃分を粗粉燃焼ガス中の余剰酸素と反応させることで、石炭中の未燃分の発生が減り、排ガス中のＮＯｘ濃度も減少することができると記載されている。
【０００４】
特許文献２（特開平１−２１７１１０号公報）には、微粉炭と粗粉炭をバーナノズルに接続する石炭搬送管内を搬送中に、該石炭搬送管内に設けたルーバ型粗粉分離器で微粉炭をバーナノズルの出口部の内壁側に集めてバーナノズルの出口部に設けた保炎器により微粉炭を捕捉させて微粉炭の着火を促進する構成が開示されている。
【０００５】
特許文献３（特開平５−２３７４１３号公報）には、石炭粉砕用ミル内で粉砕した微粉炭を、該ミルの出口部からバーナノズルに供給する際に、ミルの出口部にある回転式分級器に設けた固定羽根の取り付け角度を調整することで２０ミリミクロン以下の微粉炭を一定量以上バーナノズルに供給できるようにして、低負荷時にもバーナノズル出口での石炭の着火性、保炎性を保つことができるようにした構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５９−９７４０８号公報
【特許文献２】特開平１−２１７１１０号公報
【特許文献３】特開平５−２３７４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献記載の発明には褐炭などの低品位炭の燃焼性については触れられていない。褐炭は炭化されていない木質分の割合が多く、繊維質の木質分は微粉砕されずに微粉砕機内部に滞留して粉砕動力を過剰に消費する。そのため、火力発電プラントとしての効率を低めるという問題点があった。
【０００８】
本発明の課題は、泥炭や褐炭のように高水分の石炭を燃料とする固体燃料ボイラにおいて、低コストで効率良く燃料中の水分を低減し、設備費や粉砕動力の増大を抑制して、火力発電プラントの効率（発電端効率）向上に寄与する固体燃料ボイラシステムと該システムに使用し得る固体燃料バーナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記課題は次の解決手段で解決される。
請求項１記載の発明は、２以上の固体燃料バーナ（１５，１５，・・・）からなるバーナグループを複数グループ備えた固体燃料ボイラ（１２４）と、該ボイラ（１２４）からの排ガスと燃焼用ガス及び搬送ガスとを熱交換するガス予熱器（１８）とを有する固体燃料ボイラシステムであって、各固体燃料バーナ（１５）には、固体燃料の粗粉と微粉とをそれぞれ別系統で導入して燃焼させるための、粗粉供給系統と微粉供給系統とが接続されており、前記粗粉供給系統は、前記ガス予熱器（１８）を経由して固体燃料搬送ガスを前記固体燃料バーナ（１５）に導入する第１の粗粉用高温搬送ガス配管（１０５）と、前記ガス予熱器（１８）の前流側で前記第１の粗粉用高温搬送ガス配管（１０５）から分岐した第１の粗粉用低温搬送ガス配管（１０６）と、前記ガス予熱器（１８）の後流側で前記第１の粗粉用高温搬送ガス配管（１０５）から分岐して前記第１の粗粉用低温搬送ガス配管（１０６）に接続される第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０９）と、該第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０９）を前記第１の粗粉用低温搬送ガス配管（１０６）に接続した接続部の後流側に設けられる固体燃料の粗粉を混合するための粗粉混合器（５）と、該粗粉混合器（５）から固体燃料バーナ（１５）に粗粉を供給する第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０７，１０８）とを備え、前記微粉供給系統は、前記ガス予熱器（１８）を経由して固体燃料搬送ガスを前記固体燃料バーナ（１５）に導入する第１の微粉用高温搬送ガス配管（１０５’）と、前記ガス予熱器（１８）の前流側で前記第１の微粉用高温搬送ガス配管（１０５’）から分岐した第１の微粉用低温搬送ガス配管（１０６’）と、前記ガス予熱器（１８）の後流側で前記第１の微粉用高温搬送ガス配管（１０５’）から分岐して前記第１の微粉用低温搬送ガス配管（１０６’）に接続される第２の微粉用高温搬送ガス配管（１０９’）と、該第２の微粉用高温搬送ガス配管（１０９’）を前記第１の微粉用低温搬送ガス配管（１０６’）に接続した接続部の後流側の第１の微粉用低温搬送ガス配管（１０６’）に設けられる搬送ガスファン（２３）（実施形態の一次空気ファン（ＰＡＦ）に対応）と、 搬送ガスファン（２３）の後流側の前記第１の微粉用低温搬送ガス配管（１０６’）に接続した固体燃料の粗粉を微粉砕して前記固体燃料の微粉を生成し、搬送ガス流に供給する微粉砕機（２４）と、該微粉砕機（２４）から固体燃料バーナ（１５）に微粉を供給する第２の微粉用高温搬送ガス配管（１０７’）とを備え、前記粗粉供給系統は、前記粗粉混合器（５）が前記複数のバーナグループ（１５，１５，・・・）それぞれに対応して数だけ複数個設けられ、前記微粉供給系統は、前記微粉砕機（２４）が前記複数のバーナグループ（１５，１５，・・・）に対して１機設けられていることを特徴とする固体燃料ボイラシステムである。
【００１０】
請求項２記載の発明は、所定の間隔をおいて配置された一組の駆動用軸体（７２，７３）と、該一組の駆動用軸体（７２，７３）間に架設されて、前記駆動用軸体（７２，７３）周りに周回させて被搬送物を収容して搬送し、かつその底部に乾燥用気体を噴出させる気体噴出部（７９）を設けた被搬送物の流動層形成用の搬送部材（７５）を備え、該搬送部材（７５）の下方から搬送部材（７５）内に向けて前記乾燥用気体を供給する風箱（８５）を設けたコンベア装置（３９）を、固体燃料を粗粉砕して得た粗粉の水分量を低減用のコンベア装置として前記複数の粗粉混合器（５）及び前記微粉炭機（２４）ごとに備えたことを特徴とする請求項１記載の固体燃料ボイラシステムである。
【００１１】
請求項３記載の発明は、第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０７，１０８）は熱風混合器（１３）を介して接続する第３の粗粉用高温搬送ガス配管（１０７）と第４の粗粉用高温搬送ガス配管（１０８）からなり、熱風混合器（１３）には前記第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０９）から分岐した第５の粗粉用高温搬送ガス配管（１１２）が接続されたことを特徴とする請求項１記載の固体燃料ボイラシステムである。
【００１２】
請求項４記載の発明は、前記微粉供給系統の設置を省略して、第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０７）と熱風混合器（１３）の間に微粉を分離するサイクロンセパレータ（４１）を設け、サイクロンセパレータ（４１）で分離された微粉を直接固体燃料バーナ（１５）に搬送する微粉圧調整ダンパ（４７）を有する微粉搬送配管（４６）をサイクロンセパレータ（４１）と固体燃料バーナ（１５）の間に設けたことを特徴とする請求項３記載の固体燃料ボイラシステムである。
【００１３】
請求項５記載の発明は、前記第５の粗粉用高温搬送ガス配管（１１２）には熱風混合ダンパ（４２）を設け、前記第５の粗粉用高温搬送ガス配管（１１２）との接続部より後流側の第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０９）に搬送空気温度調節ダンパ（８）を設け、該第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０９）との接続部より前流側の前記第１の粗粉用低温搬送ガス配管（１０６）に搬送空気流量調整ダンパ（７）を設け、該第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０９）との接続部より後流側の前記第１の粗粉用低温搬送ガス配管（１０６）に搬送空気流量を計測する搬送空気流量計（９）を設け、前記熱風混合ダンパ（４２）より後流側の第５の粗粉用高温搬送ガス配管（１１２）に第５の粗粉用高温搬送ガス配管（１１２）内の熱空気流量を計測する熱空気流量計（１２）を設け、粗粉混合器（５）の出口側にある第３の粗粉用高温搬送ガス配管（１０７）に粗粉混合器出口温度を計測する粗粉混合器出口温度計（１１）を設け、第４の粗粉用高温搬送ガス配管（１０８）にバーナ入口温度を計測するバーナ入口温度計（１４）を設け、前記搬送空気温度調節ダンパ（８）の開度を前記粗粉混合器出口温度計（１１）の計測値に基づき制御し、前記熱風混合ダンパ（４２）の開度を給炭量指令値と最低空気流量との偏差値（１１９）に基づき算出される熱風量指令値（１２３）と前記バーナ入口温度計（１４）の計測値の積算値（１２０）に基づき制御し、搬送空気流量調整ダンパ（７）の開度を（イ）搬送熱空気流量計（１２）の計測値と空気流量計（９）の計測値の積算値（１１６）と給炭量指令値（１１５）との偏差値である第１の偏差信号（１１７）により算出される指令信号値（１１８）及び（ロ）空気流量計（９）の計測値と最低空気流量との偏差である第２の偏差信号（１１９）により算出される指令信号値（１１８）に基づき、最低空気量を下限として必要空気量が得られるように制御する御機構を備えたことを特徴とする請求項１記載の固体燃料ボイラシステムである。
【００１４】
請求項６記載の発明は、中央部に粗粉炭と一次空気の混合物が流れ、内壁部に前記混合流に絞りを入れるためのベンチュリ（２９）を有する一次燃料ノズル（４５）を設け、該一次燃料ノズル（４５）の外周に微粉炭と一次空気の混合流が流れる二次燃料ノズル（４９）を設け、前記一次燃料ノズル（４５）の出口部先端より先に二次燃料ノズル（４９）の出口部先端を配置し、該二次燃料ノズル（４９）の出口部先端の外周に保炎器（３５）を設け、前記二次燃料ノズル（４９）の外周には内部に二次ベーン（３１）を有し、出口部が順次拡大するガイドスリーブを有する二次空気ノズル（５０）を設け、該二次空気ノズル（５０）の外周には三次レジスタを有する三次空気ノズル（５１）を設けたことを特徴とする固体燃料用バーナである。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項１記載の固体燃料ボイラシステムのバーナとして用いることを特徴とする請求項６記載の固体燃料用バーナである。
【００１６】
（作用）
本発明は主に石炭（褐炭）を平均粒径で２ｍｍ程度に粗粉化して乾燥させてバーナに供給する。その際に石炭（褐炭）の燃焼を継続させるために、４０μｍ粒子が数十％含まれる微粉炭が必要であり、燃焼継続に必要な量の微粉炭を微粉砕機で作りバーナに供給する。 また、粗粉の粒径が大きく、燃焼炉底部に落下するが、石炭は炉底部で置き火燃焼させて、熱回収を行うものである。
【００１７】
高水分炭である褐炭を燃焼させる褐炭焚ボイラにおいて、粉砕動力低減による効率向上を図るため、同一燃料について微粉砕した微粉と粗粉砕した粗粉を別系統で一つのバーナに導き燃焼させる。
【００１８】
また、揮発分の多い褐炭で自然発火の問題がなく、かつ高効率とするため、褐炭の搬送系統の高温／低温ガス（空気予熱器（Ａ／Ｈ）による予熱の有無）の混合量を調整して微粉と粗粉で個別に温度調節する。ここで、微粉についてはミル出口温度を７０℃とし、粗粉については、混合器（燃料搬送系への導入部）で１５０℃、バーナ手前で２５０℃となるようにする。
【００１９】
以下の説明では、燃焼用ガス及び搬送ガスとして空気を用いる場合を記しているが、空気のみに限らず、ボイラの燃焼排ガスや富酸素ガス等、それらの混合ガスあるいは空気が混合したもの等でも良い。燃料種も褐炭に限らず、水分が多く、粉砕動力が大きい固体燃料に広く適用できる。
【００２０】
平均粒径２ｍｍ程度に粗粉砕された粗粉を主体とする褐炭をバーナで着火しやすくするためには、粒径４０μｍ以下の微粉を２０％程度は混合させることが必要である。
本発明は、乾燥処理されることで乾燥処理前の状態に比べて微粉砕し易くなった粗粉の一部を微粉炭機（ミル）で粉砕し、これを低温の搬送ガスでバーナまで搬送して着火させることで、搬送系統上での燃料の自然発火に対する安全性とバーナでの燃料の着火性とを確保する。
【００２１】
また本発明は、多大な動力と高価でメンテナンス費用もかかる微粉砕機を必要とする粗粒を微粉砕するための設備及び工程は最小限に留め、粗粉を主とする固体燃料を微粉と同じバーナへ主燃料として供給し、その供給直前で搬送ガス温度を高温にすることで燃焼促進と、ボイラ効率の向上を図るものである。
【００２２】
通常、粗粒を微粉化する動力（微粉砕機の動力）に対して１／２から１／１０で粗粒を粗粉とすることが可能であり、それを効率良く燃焼できれば、動力差分の発電端効率が向上できる。
【００２３】
本発明の固体燃料用バーナのベンチュリ２９で粗粉炭と一次空気の混合物に絞りを入れることで均一化された石炭粗粉がバーナ１５の先端へ供給される。一方、微粉と一次空気の混合流は一次燃料ノズル４５の外周部に設けられた二次燃料ノズル４９に供給され、保炎リング３５の直前でバーナ１５の先端部に微粉と一次空気の混合流が噴出され、微粉は保炎リング３５で巻き返し、安定した火炎を形成し 微粉より内側にある粗粉を蒸し焼きにすることで粗粉子もガス化し、燃焼され易くなる。
【００２４】
また、バーナ１５へ供給する空気は二次燃料ノズル４９の外側に配置され、二次空気ノズル５０内を流れる二次空気流３０と三次空気ノズル５１内を流れる三次空気流３２とにそれぞれ分けられ、二次空気ノズル５０内の二次ベーン３１と三次空気ノズル５１内に配置される三次レジスタ３３などによる調整で炉内での燃料の保炎性、燃焼排ガス中のＮＯｘ濃度、酸素分布などの調整が可能になっている。
バーナ１５の先端は空気が燃焼の初期段階で過剰に供給されるとＮＯｘ濃度の上昇を招くことから、ガイドスリーブ３４で空気が燃焼の過剰供給を抑制している。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１記載の発明によれば、高水分炭である褐炭を燃焼させる褐炭焚ボイラにおいて、粉砕動力低減による効率向上を図るため、同一燃料について微粉砕した微粉と粗粉砕した粗粉を別系統で一つのバーナに導き燃焼させることができ、また、揮発分の多い褐炭で自然発火の問題がなく、かつ高効率とするため、褐炭の搬送系統の高温／低温ガス（空気予熱器による予熱の有無）の混合量を調整して微粉と粗粉で個別に温度調節することができる。
【００２６】
本発明は、乾燥処理されることで乾燥処理前の状態に比べて微粉砕し易くなった粗粉の一部を微粉炭機（ミル）で粉砕し、これを低温の搬送ガスでバーナまで搬送して着火させることで、搬送系統上での燃料の自然発火に対する安全性とバーナでの燃料の着火性とを確保する。
【００２７】
また本発明は、多大な動力と高価でメンテナンス費用もかかる微粉砕機を必要とする粗粒を微粉砕するための設備及び工程は最小限に留め、粗粉を主とする固体燃料を微粉と同じバーナへ主燃料として供給し、その供給直前で搬送ガス温度を高温にすることで燃焼促進とボイラ効率の向上を図るものである。
【００２８】
通常、粗粒を微粉化する動力（微粉砕機の動力）に対して１／２から１／１０で粗粒を粗粉とすることが可能であり、それを効率良く燃焼できれば、動力差分の発電端効率が向上できる。
【００２９】
例えば１０００ＭＷプラントの発電端効率でミル（微粉炭機）と一次空気ファンの動力が占める割合は０．５％であり、ミル（微粉炭機）と一次空気ファンの数を１／５程度に減らせるので、前記発電炭効率でミル（微粉炭機）と一次空気ファンの動力が占める割合は０．１％で済み、０．４％の改善となる。従って、送電端効率が４０％の発電プラントであれば、プラントとして１％の効率改善が見込まれる。また、ミル（微粉炭機）台数の低減により、設備の簡素化（低コスト化）やメンテナンス費用の低減も図れる。
また、本発明は、燃料種も褐炭に限らず、水分が多く、粉砕動力が大きい固体燃料に広く適用できる。
【００３０】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、被搬送物の流動層形成用の搬送部材の下方から搬送部材内に向けて前記乾燥用気体を供給する風箱を設けたコンベア装置を用いることで流動層の形成により粗粒炭の乾燥が効率的に、かつ均等に行える。
【００３１】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、第２の粗粉用高温搬送ガス配管を熱風混合器を介して接続する第３の粗粉用高温搬送ガス配管と第４の粗粉用高温搬送ガス配管から構成し、さらに熱風混合器には前記第２の粗粉用高温搬送ガス配管から分岐した第５の粗粉用高温搬送ガス配管を接続することで、バーナへ達する粗粉炭中の揮発分が放散されて燃焼し易くなる。
【００３２】
請求項４記載の発明によれば、石炭の粗粉中に微粉が多く含まれている場合には、前記微粉供給系統の設置を省略して、第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０７）と熱風混合器（１３）の間に設けた微粉を分離するサイクロンセパレータ（４１）で微粉を分離して、得られた微粉は微粉搬送配管（４６）を経由して直接固体燃料バーナ（１５）に搬送することができる。
【００３３】
請求項５記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、粗粉炭と微粉炭のそれぞれに対して、バーナへの搬送流路内での搬送量を搬送ガス（空気）温度と給炭量指令値に応じて適切に制御でき、搬送ガス（空気）量を余分にバーナ内に送ることがなく石炭濃度を必要以上に低下させることなく、さらに石炭搬送流路内では石炭が停滞しない最低流速を確保することができる。
【００３４】
請求項６記載の発明によれば、バーナの先端部に噴出される微粉は保炎リングの後方で巻き返し、安定した火炎を形成し 微粉より内側にある粗粉を蒸し焼きにすることで粗粉子もガス化し、燃焼され易くなる。
【００３５】
請求項７記載の発明によれば、請求項６記載の発明のバーナを請求項１記載の固体燃料ボイラシステムに適用することで請求項１記載の発明の作用効果を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施例の粗粉と微粉からなる全体の燃焼系統の主要な構成図を示す。
【図２】本発明の一実施例の粗粉の燃焼系統図を示す。
【図３】本発明の一実施例の微粉の燃焼系統図を示す。
【図４】本発明の一実施例の粗粉燃焼用バーナの側断面図を示す。
【図５】本発明の他の実施例の粗粉子の燃焼系統図を示す。
【図６】本発明の実施例に係る乾燥コンベア装置全体の系統図である。
【図７】本発明の実施例に係る乾燥コンベア装置本体の概略構成図である。
【図８】図７の乾燥コンベア装置本体に用いるエプロンの斜視図である。
【図９】図７のＡ−Ａ線上の拡大断面図である。
【図１０】図７のＢ−Ｂ線上の拡大断面図である。
【図１１】図８のエプロンの配置状態を示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明の実施例を図面と共に説明する。
【実施例１】
【００３８】
図１に本発明の実施例の粗粉と微粉からなる全体の燃焼系統の主要な構成図を示す。
石炭バンカ３７内の５０ｍｍアンダーの褐炭は２段の粗粉砕機３８で平均粒径数ミリ（例えば、２ｍｍ程度）に粉砕され、粗粉となる（詳細は図６参照）。その後、乾燥機３９で１０〜２０％の水分含有量になるまで乾燥され、粗粉ホッパ１に貯留される。
粗粉の系統は粗粉ホッパ１の出口配管に設けられるロータリーバルブ２と燃料遮断弁３があり、それらを通過した粗粉は粗粉混合器５で空気と混合されてボイラ１２４のバーナ１５へと運ばれる。
【００３９】
一方、粗粒混合器５に代えてミル２４を設置し、該ミル２４で粗粉ホッパ１内の２ｍｍ程度に粉砕される褐炭を微粉炭に粉砕して、ミル出口配管に設けられるロータリーバルブ２と燃料遮断弁３を経由してバーナ１５に微粉を送る微粉部があり、同一バーナ１５内で粗粉炭と微粉炭を同時に燃焼させる。なお、前記ミル２４を常用機として、予備のミル２４も設けている。
【００４０】
また、図１では表示を省略しているが、石炭バンカ３７、粗粉砕機３８、乾燥機３９の構成を各粗粉ホッパ１ごとに設けている。但し、複数の粗粉ホッパ１で石炭バンカ３７、粗粉砕機３８及び乾燥機３９の構成を共用しても良い。
【００４１】
なお、粗粉砕されて乾燥された粗粉のままの褐炭を燃焼させようとすると、固体燃料バーナ１５での着火性が低く、継続的に燃焼させることが困難であり、また燃え残りが生じてボイラ１２４の炉底に落下する燃料の割合が増大するという問題があるが、本発明はそのような問題を解決することもできる。
【００４２】
図２は図１で示す粗粉の燃焼系統の詳細な構成図である。ボイラ１２４にはＦＤＦ(押込送風機)６から出た主搬送ガス配管１０５中の空気をガス予熱器（ボイラ排ガスと燃焼用ガス及び燃料搬送ガスを予熱するもので、一般には空気予熱器：エアヒータと呼ばれる。以下、空気予熱器又はＡＨと記すこともある。）１８を経由してボイラ１２４のバーナ１５とアフターエアポート（ＡＡＰ）１６に予熱空気として供給されて石炭の燃焼に使用される。なお、バーナ１５へ通じる主搬送ガス配管１０５とアフターエアポート（ＡＡＰ）１６へ通じる主搬送ガス配管１０５にはそれぞれバーナ空気比例制御弁４３とアフターエアの酸素制御弁４４が設けられている。バーナ空気比例制御弁４３と酸素制御弁４４の開度は負荷と燃料流量の検出値に基づき制御される。
【００４３】
また、ボイラ１２４から排出する排ガスは排ガスライン１１１を通り、ガス予熱器１８でＦＤＦ６からの空気と熱交換して外部に排出される。空気予熱器１８で予熱された空気はバーナ１５とアフターエアポート（ＡＡＰ）１６へ供給される石炭燃焼用空気を温める。
また、ＦＤＦ６の出口の主搬送ガス配管１０５の冷空気は、空気予熱器１８に入る前に分岐して第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６を通り、第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６に設けられた搬送用空気流量計９により空気流量を実測し、該実測値と後述する第４の粗粉用高温搬送ガス配管１１２の熱空気流量を計測する熱空気流量計１２の測定値との合計を積算器１１６で積算し、該積算値とボイラ制御より発信される給炭量要求値（給炭量指令信号）１１５からの設定空気流量値との偏差を偏差器１１７で算出し、前記搬送用空気流量計９により計測された実測値が設定空気流量値となるように高値選択器１１８により第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６に設けられた搬送用空気流量調整ダンパ７を調整する。
【００４４】
一方、ＡＨ（空気予熱器）１８から出た空気の一部は主搬送ガス配管１０５から分岐した第１の粗粉用高温搬送ガス配管１０９に設けられた搬送用空気温度調整ダンパ８で粗粉混合器５の出口温度が一定になるよう供給量が制御される。搬送用空気温度調整ダンパ８の開度は温度計１１で計測された粗粉混合器５の出口温度に基づき制御される。
【００４５】
また、第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６中の空気は空気遮断弁１０を通過して粗粉混合器５に入る。第１の粗粉用高温搬送ガス配管１０９の出口は、搬送空気流量調整ダンパ７の設置部より後流側の第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６に接続している。そして第１の粗粉用高温搬送ガス配管１０９と第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６との接続部より後流側の空気流量は搬送空気流量計９で測定される。また搬送空気流量計９より後流側の第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６にはバーナ１５への空気の供給を停止する場合に必要な空気遮断弁１０が設けられている。
【００４６】
また、空気遮断弁１０の後流側の第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６には緊急時に空気の供給を停止する緊急パージ蒸気遮断弁２２を備えた緊急パージ蒸気供給配管１１０が接続している。第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６の緊急パージ蒸気供給配管１１０との接続部より後流部に粗粉混合器５が配置され、該粗粉混合器５の後流側には第２の粗粉用高温搬送ガス配管１０７が設けられ、該第２の粗粉用高温搬送ガス配管１０７内には約１５０℃の空気が流れ、熱風混合器１３に供給される。該熱風混合器１３で加熱されて約２５０℃となった空気は第３の粗粉用高温搬送ガス配管１０８を通り、粗粉炭と共にバーナ１５に供給される。
なお、粗粉混合器５には粗粉ホッパ１からロータリーバルブ２と燃料遮断弁３を経由して粗粉が供給されることは図１で説明した通りである。
【００４７】
また、搬送用空気温度調整ダンパ８の設置部より前流側の第１の粗粉用高温搬送ガス配管１０９から分岐した第４の粗粉用高温搬送ガス配管１１２が熱風混合器１３に接続しているので、第４の粗粉用高温搬送ガス配管１１２から前記熱風混合器１３に向けて、該第４の粗粉用高温搬送ガス配管１１２に設けられた熱風混合ダンパ４２の開度を制御しながら高温搬送ガス（空気）が送られる。なお、熱風混合ダンパ４２の開度は第３の粗粉用高温搬送ガス配管１０８に設けられたバーナ入口温度計１４で計測された熱風温度の測定値と熱風量指令器１２３での熱風量指令信号に基づき制御される。また、後述する偏差算出器１１９で算出される最低空気流量信号と搬送空気流量計９の測定値との偏差を熱風量指令器１２３にも送信して熱風量指令信号の算出に利用する。
【００４８】
ここで、第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６に配置される空気遮断弁１０は、ＭＦＴ（主燃料遮断）でプラントがトリップした場合に、すばやく閉止して粗粉混合器５とバーナ１５との間に残った粗粉を、緊急パージ蒸気遮断弁２２を開にして緊急パージ蒸気２１をボイラ１２４の炉内に送り、該緊急パージ蒸気２１で炉内をパージすると共に万一、前記粗粉混合器５とバーナ１５との間に残った石炭があっても蒸気により酸素濃度を下げることで石炭の発火を抑制する。
【００４９】
粗粉ホッパ１に貯留された粗粉炭は、粗粉供給配管１１４に設けられたロータリーバルブ２と燃料遮断弁３を経由して粗粉混合器５に供給される。そしてボイラ１２４で要求される給炭量に見合うようなロータリーバルブ２の回転数で、その供給量が制御される。燃料遮断弁３はＭＦＴ発生時に閉止して燃料を遮断する。一方、粗粉混合器５へ落下する石炭の分だけ粗粉混合器５内の温風が上部に上がってきて、ロータリーバルブ２などの温度が上昇し 石炭が発火する可能性があることからシール空気４を粗粉供給配管１１４に導入して温風の上昇を抑制する。褐炭中の揮発分は約１８０℃程度で放散量が急増するので、これより低く保つためにシール空気４の温度を、例えば、１５０℃程度にする。
【００５０】
粗粉混合器５を出た粗粉と温風は第２の粗粉用高温搬送ガス配管１０７を経由して熱風混合器１３に入り、さらに温度が上昇する。また、熱風混合器１３から第３の粗粉用高温搬送ガス配管１０８を経由してバーナ１５に空気を搬送する。
【００５１】
熱風混合器１３には第１の粗粉用高温搬送ガス配管１０９から送られた空気予熱器１８の出口空気を第４の粗粉用高温搬送ガス配管１１２に設けた熱風混合ダンパ４２の開度を制御して流す。このとき第３の粗粉用高温搬送ガス配管１０８に設けられたバーナ入口温度測定器１４で計測される熱風混合器１３からバーナ１５に搬送される搬送空気の温度と、熱風量指令信号１２３の積算値を積算器１２０で積算して、熱風混合ダンパ４２の開度を制御し、バーナ入口温度測定器１４で計測したバーナ入口温度が規定温度となるように、第４の粗粉用高温搬送ガス配管１１２中の分岐空気流量を制御する。なお、熱風量指令器１２３には最低空気流量信号と搬送空気流量計９の測定値との偏差を算出する偏差算出器１１９からの信号が送られる。例えば、第３の粗粉用高温搬送ガス配管１０８内の２５０℃の熱風が１〜２秒でバーナ１５に達する程度の前記配管１０８の長さを、例えば１５〜３０ｍとすることで、褐炭中の揮発分が丁度放散されてきて燃焼しやすくなる。
【００５２】
また、第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６にある搬送空気流量調整ダンパ７は、給炭量要求値に対して熱風混合器１３に投入される空気量と粗粉混合器５に入る空気の合計量を制御するが、熱風混合器１３に入る空気量が多量となっても最低限、粗粉搬送に必要な空気は確保するように、粗粉混合器５出口の搬送空気温度を温度計１１で計測し、その結果に基づき搬送空気温度調整ダンパ８の開度を制御して粗粉混合器５に流入する粗粉用低温搬送ガス（空気）流量を制御する。
【００５３】
また、実空気量が前記粗粉搬送に最低限必要な空気量に近づくと、熱風混合ダンパ４２の開度を下げるようにバーナ入口温度計１４の設定温度を下げてバーナ１５の石炭濃度が必要以上低下しないよう制御する。
すなわち、搬送する石炭の量が低下すると空気もそれに見合って低下するが、石炭の搬送配管内での停滞を防止するために最低流量の空気を投入する必要がある。この場合、バーナ１５へ入る前の空気温度設定が高いままだと、さらに空気を混合器１３より投入することとなり、石炭に対する空気の比率が増すことで石炭濃度が低下し（薄くなり）、最悪失火することから、これを防止するために温度設定を下げ熱風混合器１３への熱空気投入量を制限する。
【００５４】
バーナ１５に投入された粗粉は高温でガス化し、燃焼し易い状態となるが粒径の大きい（数ミリの）粒子の一部はボイラ１２４の炉底に落下する。炉底に落下した石炭は置き火燃焼用コンベア１７で燃焼しつつ灰と共に系外に運ばれる。
【００５５】
ボイラ１２４の炉内に入った粗粉子はＡＡＰ１６で完全燃焼してボイラ１２４内で熱交換した後、空気予熱器１８と電気集塵機１９を通り、ＩＤＦ（誘引送風機）２０で煙突（図示せず）に運ばれる。
【００５６】
図３は微粉の燃焼系統図を示す。
前述した図２の粗粉の燃焼系統と異なるのは、図２の粗粉混合器５の代わりに粗粉を微粉にするためのミル(微粉砕機)２４を設置したこと、及び前記ミル２４での圧力損失分を補うために第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６’の空気遮断弁１０’の前流側に一次空気ファン２３を設置したこと、及び図２の熱風混合器１３が設置されておらず、また熱風混合器１３に熱風を送る第４の粗粉用高温搬送ガス配管１１２及びそれに関連する機器は設置していないことである。
図３の微粉の燃焼系統図で図２の熱風混合器１３が設置されていない理由は、ミル２４によって微粉炭が得られるので熱混合器１３を設置しなくてもバーナ１５の保炎性には問題がないためである。
【００５７】
なお、図２の粗粉の燃焼系統図の搬送ガス配管に対応する図３の微粉の燃焼系統図の搬送ガス配管にはそれぞれ対応する数字にダッシュ符号を付し、説明を省略することがある。例えば、図２の第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６又は主搬送ガス配管１０５と類似した図３の微粉の燃焼系統図の第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６’又は主搬送ガス配管１０５’には数字にダッシュ符号を付している。
また、粗粉はバーナ１５ごとに供給するのに対して微粉は一台のミル２４で全てのバーナ１５に供給することができる。ただし、予備のミル２４を１台と合わせて２台のミル２４があれば良い。
【００５８】
ガス予熱器（ＡＨ）１８の入口の主搬送ガス配管１０５’中の一部の空気を微粉炭の搬送用空気として第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６’に分岐して供給し、搬送空気流量調整ダンパ７’で一次空気流量計９’の値が給炭指令に見合う空気量となるよう制御される。すなわち第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６’に設けられた搬送用空気流量調整ダンパ７’と搬送用空気流量計９’により空気流量を実測し、該実測値とボイラ制御より発信される給炭量要求値（給炭量指令信号）１１５’からの設定空気流量値の偏差を偏差器１１７’で算出し、前記実測値が設定空気流量値となるように高値選択器１１８’により搬送用空気流量調整ダンパ７’を調整する。
【００５９】
一方、ガス予熱器１８の出口の主搬送ガス配管１０５’中の温風は主搬送ガス配管１０５’から分岐して設けられる第１の粗粉用高温搬送ガス配管１０９’から第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６’を経由してミル２４に供給されるが、ミル２４の出口温度計２７で測定される出口温度が設定値となるように、第１の粗粉用高温搬送ガス配管１０９’の搬送空気温度調整ダンパ８’で第１の粗粉用高温搬送ガス配管１０９’中の空気（温風）量を制御する。ミル２４入口の第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６’中の空気温度は温度計２８で測定されるが、ミル２４の入口の空気温度が必要以上に高くならないように、該温度計２８で測定されるミル入口温度で制御温度にバイアスを掛ける機能を有している。
すなわち、ミル２４の入口温度を高くし過ぎると、石炭中の揮発分がガス化して可燃性ガスとなり危険な状態となるため、入口温度が１５０℃を超える場合はミル出口温度にバイアスを設けて１５０℃を超えないようにする。
【００６０】
これは第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６’の空気遮断弁１０’の前流側に設けられる一次空気ファン２３の前流側の第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６’の空気温度をミル入口温度計２８で計測し、該ミル入口温度計測値が１５０℃以下の温度設定指令器１２１の指令値とミル出口温度計２７の測定値の合計値を積算器１２２で算出して搬送空気温度調節ダンパ８’の開度を制御する。
また第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６’中の搬送用空気は一次空気ファン２３に入り、昇圧されて空気遮断弁１０の通過後にミル２４に供給される。
【００６１】
粗粉ホッパ１から要求量に見合う量が粗粉供給配管１１４に配置されるロータリーバルブ２の回転制御によりミル２４内に供給された粗粉石炭はミル２４の粉砕部で微粉化されて第２の粗粉用高温搬送ガス配管１０７’を経由して各バーナ１５へ供給される。各段のバーナ１５の直前の第２の粗粉用高温搬送ガス配管１０７’にはミル出口ダンパ４０が設置され、バーナ段ごとのオン／オフを可能にしている。
【００６２】
第２の粗粉用高温搬送ガス配管１０７’に設けられるミル出口ダンパ４０の閉止時からバーナ１５までに存在する微粉は第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６’から分岐された分岐低温搬送ガス配管１１３に設けられたパージ弁２６により空気予熱器１８の前流側の冷空気を供給してパージする。また、図１の丸枠内にバーナ１５の手前の第２の微粉用高温搬送ガス配管１０７’と分岐低温搬送ガス配管１１３との合流部の一部を拡大図で示したように、分岐低温搬送ガス配管１１３内の低温搬送ガス（冷空気）を第２の微粉用高温搬送ガス配管１０７’内の高温ガスに投入可能な流路構成ができている。
【００６３】
図４は粗粉燃焼バーナの一例を示すバーナ断面図である。
バーナ１５の中央の一次燃料ノズル４５に粗粉と一次空気（搬送空気）の混合流が入り、ベンチュリ２９で前記混合流に絞りを入れることで均一化された石炭粗粉がバーナ１５の先端へ供給される。一方、微粉と一次空気の混合流は前記一次燃料ノズル４５の外周部に設けられた二次燃料ノズル４９に供給され、保炎リング３５の直前でバーナ１５の先端部に噴出される。微粉は保炎リング３５の後方で巻き返し、安定した火炎を形成し、微粉より内側にある粗粉を蒸し焼きにすることで粗粉子もガス化し、燃焼され易くなる。
【００６４】
バーナ１５へ供給する空気は二次燃料ノズル４９の外側に配置される二次空気ノズル５０内を流れる二次空気流３０と二次空気ノズル５０の外側に配置される三次空気ノズル５１内を流れる三次空気流３２とにそれぞれ分けられ、二次空気ノズル５０内の二次ベーン３１と三次空気ノズル５１内に配置される三次レジスタ３３などによる調整で炉内での燃料の保炎性、燃焼排ガス中のＮＯｘ濃度、酸素分布などの調整が可能になっている。
空気が燃焼の初期段階で過剰に供給されるとＮＯｘ濃度の上昇を招くことからバーナ１５の先端部は燃焼用空気を外向きに拡大して流すガイドスリーブ３４を設けて空気が固体燃料燃焼時に過剰に供給されるのを抑制している。
また、バーナ１５の中央には起動時及び非常時用の油バーナ３６を設置可能にしている。
【００６５】
なお、粗粉用の低温の搬送ガス配管である第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６と微粉用の低温搬送ガス配管である第１の粗粉用低温搬送ガス配管１０６’は、それぞれ粗粉混合器５と一次空気ファン２３の手前のいずれかの部位まで共通するものであっても良い。 同様に第３の粗粉用高温搬送ガス配管１０８に接続するまでの第２の粗粉用高温搬送ガス配管１０７と第２の微粉用高温搬送ガス配管１０７’は粗粉用と微粉用とで共用しても良い。
【００６６】
要するに微粉用の搬送ガス系統（微粉供給系統）においては、微粉が第２の微粉用高温搬送ガス配管１０７’から系内に導入された後のガス温度が揮発分の多い褐炭の自然発火を防いで安全に気流搬送させる観点から、例えば７０℃程度を上限として制御されれば良い。
【００６７】
同じく、粗粉用の搬送ガス系統においては、粗粉が第２の粗粉用高温搬送ガス配管１０７から系内に導入された直後のガス温度は、同様の観点から、例えば１５０℃に抑制され、燃焼させるバーナ１５の直前において２５０℃に昇温されることで、安全性を確保しながら、ボイラ効率を高めることができる。
【実施例２】
【００６８】
図５は、粗粉中に微粉が多く含まれている場合に適用できる燃焼系統図を示す。
粗粉中に微粉が多い場合は微粉の燃焼系統に配置する微粉炭機２４の設置を省略して、サイクロンセパレータ４１で分離した微粉を使用しても良い。
【００６９】
粗粉混合器５から出た粗粉と空気はサイクロンセパレータ４１で分離され軽い微粉はサイクロンセパレータ４１の上部に移動し、微粉搬送配管４６に設けられた微粉圧調整ダンパ４７を、同じく微粉搬送配管４６の微粉圧調整ダンパ４７より後流側に設けられた微粉圧力計４８で計測される圧力に基づいて開度が調整される。また微粉圧調整ダンパ４２で必要量が取り出されて図示しない配管を経由して保炎リング３５（図４）近傍に送られる。
一方、粗粉はサイクロンセパレータ４１の下部より抜出されて熱風混合器１３に送られる。
【００７０】
次に本発明の前記実施例に使用される実施形態を図面と共に説明する。先ず、乾燥コンベア装置の構成について説明する。
（乾燥コンベア装置の構成）
図６は、本発明の実施形態に係る乾燥コンベア装置全体の系統図である。
この乾燥コンベア装置は同図に示すように、乾燥コンベア装置本体３９と、その乾燥コンベア装置本体３９に、例えば石炭（褐炭）などの未乾燥の粗粒子５２を供給する粗粒子供給手段５３と、乾燥コンベア装置本体３９に乾燥用の温風を供給する温風供給手段５４と、飛散した乾燥済みの微粒子を捕集する飛散粒子捕集手段５５とから主に構成されている。
前記乾燥コンベア装置本体３９の構成などについては、後で説明する。
【００７１】
前記粗粒子供給手段５３は、粗粒子５２に粉砕する前の原料５６を貯留する原料サイロ３７と、その下に設けられて前記原料５６を所定の大きさに粉砕する粉砕機３８と、粉砕されて生成した粗粒子５２を貯留する乾燥前ホッパ５９と、その下に設けられた第１のゲート弁６０と、その下に設けられた第２のゲート弁６１と、前記第１のゲート弁６０と第２のゲート弁６１の間に設けられた計量管部６２（図７参照）とを備えている。
【００７２】
図７に示すように、前記第１のゲート弁６０ならびに第２のゲート弁６１は、それぞれシリンダ６３で個別に駆動できるようになっている。また、前記計量管部６２の下端部は、乾燥コンベア装置本体３９（後述のハウジング７０）内に挿入されている（図７参照）。
【００７３】
前記温風供給手段５４は、吸引ダンパ６４と送風機６５と熱交換器６６とを備え、熱交換器６６に供給された空気は例えば蒸気タービン（図示せず）から抽気した蒸気などによって加熱される。
前記飛散粒子捕集手段５５は、サイクロンセパレータ６８と、その下に設けられたロータリーシール６９を有している。
【００７４】
図７は前記乾燥コンベア装置本体３９の概略構成図、図８はその乾燥コンベア装置本体３９に用いるエプロンの斜視図、図９は図７のＡ−Ａ線上の拡大断面図、図１０は図７のＢ−Ｂ線上の拡大断面図、図１１はエプロンの配置状態を示す概略側面図である。
【００７５】
この乾燥コンベア装置本体３９は、粗粒子５２の搬送方向に沿って延びたハウジング７０の内側の高さ方向の略中間位置に、エプロンコンベア７１が配置されている。このハウジング７０は、エプロンコンベア７１を格納して外気と遮断されている。前記エプロンコンベア７１は、所定の間隔をおいて配置された駆動プーリ７２とテンションプーリ（従動プーリ）７３の間に張架されている。エプロンコンベア７１の張力はテンションプーリ７３に付設されたテンション設定器７４によって設定でき、これによってエプロンコンベア７１の伸びや蛇行の調整ができる。
【００７６】
エプロンコンベア７１はチェーンコンベアから構成されており、その上には多数のエプロン７５が整列して、回動可能に取り付けられている。このエプロン７５は図８に示すように、底板７６と、その底板７６のエプロン７５の移動方向下流側端部から立設した背面板７７と、補強のために底板７６と背面板７７を両側面から連結した側面形状が略三角形をした補強板７８ａ，７８ｂを有している。
【００７７】
このエプロン７５の移動方向上流側と、左右側面の大半と、上方が解放されている。図８〜図１１に示すように、前記エプロン７５の移動方向上流側は、隣接する１つ前のエプロン７５の背面板７７で塞がれる。エプロン７５の左右側面は、その左右側面に対応するようにハウジング７０内に設けられた板状の吹き抜け防止部材９１ａ，９１ｂによって覆われている。この吹き抜け防止部材９１は図７や図１１に示すように、駆動プーリ７２とテンションプーリ７３の間隔と略同じ長さ延びている。なお、図８では図面が複雑になるため、手前側の吹き抜け防止部材９１ｂの図示を省略している。
【００７８】
前記底板７６と、その底板７６から立設した背面板７７と、隣接する１つ前のエプロン７５の背面板７７と、吹き抜け防止部材９１ａ，９１ｂによって、エプロン７５の内側に粗粒子５２を収容する収容空間８２（図９）が形成される。図９や図１０に示すように、吹き抜け防止部材９１ａ，９１ｂの上端部は開放状態になっている。
【００７９】
前記底板７６には、多数の温風吹き出し孔７９が形成されている。本実施形態では底板７６として、多数の温風吹き出し孔７９を形成したパンチングプレートを使用したが、金網などでもよい。さらに図９に示すように各エプロン７５の左側の補強板７８ａの下端部近くには、エプロン７５の到来を検出するための被検出部８１が設けられている。また、エプロン７５が計量管部６２の下に来たことを検出するための位置センサー９３が、エプロン７５（被検出部８１）の近くに固定されている。
【００８０】
本実施形態の場合、テンションプーリ７３が配置されている側が粗粒子５２の供給側、駆動プーリ７２が配置されている側が粗粒子５２の排出側となっており、粗粒子５２はテンションプーリ７３から駆動プーリ７２の方向に間欠的に搬送され、矢印Ｘがその搬送方向を示している。
【００８１】
そのため図７に示すように、テンションプーリ７３の上方のハウジング部分では、前記粗粒子供給手段５３の計量管部６２の下端部が貫通して、エプロン７５近くまで延びている。一方、駆動プーリ７２の下方のハウジング部分には、乾燥済みの粗粒子５２の排出口８３が形成されている。
【００８２】
後述するように前記計量管部６２の下端部から粗粒子５２を落下して、前記エプロン７５の収容空間８２に収容するとき、粗粒子５２の一部がエプロン７５の温風吹き出し孔７９からエプロンコンベア７１内に落下することがある。これを防止するため、図７ならびに図９に示すように、計量管部６２の下側に来たエプロン７５の温風吹き出し孔７９を塞ぐための供給側閉塞板８４ａが、エプロン７５の下に設置されている。また、駆動プーリ７２の近傍にも、粗粒子５２が温風吹き出し孔７９から落下するのを防止するための排出側閉塞板８４ｂが設置されている。
【００８３】
図７に示すように、供給側閉塞板８４ａと排出側閉塞板８４ｂの間には、粗粒子５２の搬送方向Ｘに沿って複数個の風箱８５がエプロン７５の下側に連続して設置されている。風箱８５は図１０に示すように、一方の端に向けて低く傾斜した底板８６と、その底板８６から立設した両側板８７ａ，８７ｂと、短い方の側板８７ａに取り付けられた温風導入管８８を有し、風箱８５の上方開口部はエプロン７５の底板７６と対向している。
【００８４】
前記温風導入管８８を有する短い方の側板８７ａとは反対側の長い方の側板８７ｂの下端部付近あるいは底板８６の低い方の端部には、落下粒子排出孔８９が設けられている。また、図６に示すように、各風箱８５の温風導入管８８には前記温風供給手段５４から延びた温風供給管９０がそれぞれ接続されている。
【００８５】
さらにハウジング７０の内側底面上には、清掃用チェーンコンベア９４がハウジング７０の長手方向に沿って配置されている。この清掃用チェーンコンベア９４は駆動プーリ９５と従動プーリ９６によって、ハウジング７０の内側底面を掃くように常時あるいは所定の時間間隔で矢印Ｙ方向に回転駆動される。
【００８６】
本実施形態では、ハウジング７０の内側底面が水平状態になっているが、ハウジング７０の内側底面を排出口８３側に向けて若干低く傾斜するように設けると、前記清掃用チェーンコンベア９４による清掃効率が良好になる。
【００８７】
図７に示すように、ハウジング７０の上面部には、サイクロンセパレータ６８側に延びる微粒子捕集配管９７が接続されている。一方、ロータリーシール６９から延びた微粒子送り配管９８は、ハウジング７０の外から排出口８３側に延びている。
【００８８】
次にこの乾燥コンベア装置の動作について説明する。
（乾燥コンベア装置の動作）
図６に示すように、原料サイロ３７に貯留されている例えば水分含有率が４０〜５０重量％程度の褐炭からなる原料５６が粉砕機３８で粉砕されて、粒子の大きさが１ｍｍ程度の粗粒子５２となり、乾燥前ホッパ５９に貯留されている。そして、下側の第２のゲート弁６１を閉じた状態で上側の第１のゲート弁６０を開けると、乾燥前ホッパ５９内の粗粒子５２の一部が第１のゲート弁６０を通り、計量管部６２（図７参照）内に充填され、計量管部６２の容積に相当する粗粒子５２の計量がなされる。計量管部６２内に粗粒子５２を充填した後、第１のゲート弁６０を閉じる。これらゲート弁６０，６１の開閉動作は、個別に付設されたシリンダ６３（図７参照）によってなされる。
【００８９】
エプロンコンベア７１は図７に示すように、搬送方向Ｘに間欠的若しくは連続的に周回移動しており、図９に示すように、計量管部６２の下側にエプロン７５が来たことをエプロン７５に付設された被検出部８１と位置センサー９３の共働で検出する。エプロン７５が計量管部６２の下側に来たときには、図９に示すように当該エプロン７５の全ての温風吹き出し孔７９は供給側閉塞板８４で塞がれている。
【００９０】
この状態で前記第２のゲート弁６１を開くと、計量管部６２内に貯留されていた粗粒子５２がエプロン７５の収容空間８２内に落下する。粗粒子６２の落下後、第２のゲート弁６１は自動的に閉じ、次の計量に備えられる。前述のようにエプロン７５の温風吹き出し孔７９は閉塞板８４で塞がれているから、投入された粗粒子５２が温風吹き出し孔７９から落ちることはなく、計測量が適正に維持されている。
【００９１】
図９は、このように計量して切り出された粗粒子５２をエプロン７５内に収容した状態を示しており、この時点ではエプロン７５内には後述する温風９９は吹き込まれていないので、粗粒子５２によって形成された層は静止層になっており、収容空間８２の上部には十分な空間部１００が残っている。
【００９２】
図６ならびに図１０に示すように、温風供給手段５４（図６参照）によって生成、供給された温風９９は各風箱８５に吹き込まれている（図１０参照）。一方、前記エプロン７５の移動に伴ってそれの底板７６に形成されている温風吹き出し孔７９が閉塞板８４を通過すると風箱８５内で温風吹き出し孔７９が開放され、風箱８５内に導入された温風９９がエプロン７５の底部から吹き込み、粗粒子５２が流動化状態（矢印１０１とする）となり始める。単純に温風９９が粗粒子５２の間を通過するだけでは粗粒子５２の一面だけしか乾燥されないが、本実施形態のように粗粒子５２を浮かせて無方向、不規則状に流動化状態（矢印１０１）とすることにより、粗粒子５２の全面を均一にかつ迅速に乾燥させることができる。
流動化して吹き上がった粗粒子５２がエプロン７５から吹き出ないように、前記吹き抜け防止部材９１ａ，９１ｂが設けられている。
【００９３】
乾燥する過程で粗粒子５２は比重が徐々に低下して軽くなるので、図７に示すように風箱８５は粗粒子５２の搬送方向Ｘに沿って複数に分割され、粗粒子５２の比重に見合って温風９９の風量の調整がなされている。この温風９９の調整をしないと、乾燥途中で粗粒子５２の一部が風箱８５から吹き出して落下したり、自然発火の危険があるため好ましくない。
【００９４】
粗粒子５２は複数の風箱８５の上を通過することにより所望の水分含有率（本実施例に係る褐炭の場合は、５〜１０重量％程度）まで乾燥され、図７に示すようにエプロン７５が駆動プーリ７２の周囲を上側から下側に回るときに自動的に傾倒されて、最終的には逆さまの状態になるので、乾燥された粗粒子５２は排出口８３側に落下して、ハウジング７０から取り出される。
【００９５】
図７に示すように、駆動プーリ７２の斜め下方には、エプロン７５に残っている粗粒子５２があるとそれを強制的に吹き落とすための複数本の空気噴出ノズル９２が設けられている。そして逆さになったエプロン７５がこの空気噴出ノズル９２の下を通過するようになっており、空気噴出ノズル９２から高速噴射された空気は、エプロン７５の底板７６に形成されている温風吹き出し孔７９を通って、エプロン７５内に付着している粗粒子５２を吹き落とす。この空気の高速噴射は、温風吹き出し孔７９ならびにエプロン７５の内面の清掃も兼ねており、エプロン７５内での粗粒子５２の適正な流動化状態を常に維持することができる。
【００９６】
このようにしてハウジング７０の底面に落ちた粗粒子５２、あるいは風箱８５の落下粒子排出孔８９からハウジング７０の底面に落ちた粗粒子５２は、清掃用チェーンコンベア９４により排出口８３側に掃き出される。前記風箱８５の落下粒子排出孔８９からハウジング７０の底面に落ちる粗粒子５２も温風９９と十分に接触して乾燥しているため、他の乾燥した粗粒子５２と一緒に排出口８３から排出しても構わない。
【００９７】
一方、温風９９により舞い上がった微粒子は微粒子捕集配管９７を通ってサイクロンセパレータ６８で捕集され、ロータリーシール６９を経て、微粒子送り配管９８によりハウジング７０の排出口８３側に送られる。なお、温風９９により舞い上がった微粒子は粗粒子５２に比べて乾燥時間が速いため、サイクロンセパレータ６８へ搬送される過程で乾燥は完了しているので、微粒子送り配管９８から直接排出して、他の乾燥した粗粒子５２と混合しても支障はない。
【００９８】
図７に示すように、最終の風箱８５（図７において右端の風箱８５）を駆動プーリ７２に隣接することは構造上難しいため、最終の風箱８５と駆動プーリ７２の間には必然的に隙間ができる。そのため本実施形態では、最終の風箱８５と駆動プーリ７２の間に排出側閉塞板８４ｂを設置して、その間を通るエプロン７５の温風吹き出し孔７９を塞ぐことにより、乾燥された粗粒子５２が駆動プーリ７２の近辺に落下することを防止している。
【符号の説明】
【００９９】
１ 粗粒ホッパ ２ ロータリーバルブ
３ 燃料遮断弁 ４ シール空気
５ 粗粉混合器 ６ ＦＤＦ（押込送風機）
７，７’ 搬送空気流量調整ダンパ ８，８’ 搬送空気温度調整ダンパ
９，９’ 搬送空気流量 １０，１０’ 空気遮断弁
１１ 混合器出口温度 １２ 熱空気流量計
１３ 熱風混合器 １４ バーナ入口温度
１５ バーナ １６ ＡＡＰ（アフターエアポート）
１７ 置き火燃焼用コンベア １８ ガス予熱器（エアヒータ；ＡＨ）
１９ ＥＰ（電気集塵機） ２０ ＩＤＦ（誘引送風機）
２１ 緊急パージ蒸気 ２２ 緊急パージ蒸気遮断弁
２３ 一次空気ファン ２４ ミル（微粉砕機）
２６ パージ弁 ２７ ミル出口温度
２８ ミル入口温度 ２９ ベンチュリ
３０ 二次空気 ３１ 二次ベーン
３２ 三次空気 ３３ 三次レジスタ
３４ ガイドスリーブ ３５ 保炎リング
３６ 油バーナ ３７ 石炭バンカ
３８ 粗粉砕機 ３９ 乾燥機
４０ ミル出口ダンパ ４１ サイクロンセパレータ
４２ 熱風混合ダンパ ４３ バーナ空気比例制御弁
４４ 酸素制御弁 ４５ 一次燃料ノズル
４６ 微粉搬送配管 ４７ 微粉圧調整ダンパ
４８ 微粉圧力計 ４９ 二次燃料ノズル
５０ 二次空気ノズル ５１ 三次空気ノズル
５２ 粗粒子 ５３ 粗粒子供給手段
５４ 温風供給手段 ５５ 飛散粒子捕集手段
５６ 原料 ５９ 乾燥前ホッパ
６０ 第１のゲート弁 ６１ 第２のゲート弁
６２ 計量管部 ６３ シリンダ
６４ 吸引ダンパ ６５ 送風機
６６ 熱交換器 ６８ サイクロンセパレータ
６９ ロータリーシール ７０ ハウジング
７１ エプロンコンベア ７２ 駆動プーリ
７３ テンションプーリ（従動プーリ） ７４ 設定器
７５ エプロン ７６ 底板
７７ 背面板 ７８ａ，７８ｂ 補強板
７９ 温風吹き出し孔 ８１ 被検出部
８２ 収容空間 ８３ 排出口
８４ａ 供給側閉塞板 ８４ｂ 排出側閉塞板
８５，８５ａ，８５ｂ，８５ｃ，８５ｄ 風箱
８６ 底板 ８７ａ，８７ｂ 側板
８８ 温風導入管 ８９ 落下粒子排出孔
９０ 温風供給管 ９１ａ，９１ｂ 吹き抜け防止部材
９２ 空気噴出ノズル ９３ 位置センサー
９４ 清掃用チェーンコンベア ９５ 駆動プーリ
９６ 従動プーリ ９７ 微粒子捕集配管
９８ 微粒子戻し配管 ９９ 温風
１００ 空間部
１０５，１０５’ 主搬送ガス配管
１０６，１０６’ 第１の粗粉用低温搬送ガス配管
１０７，１０７’ 第２の粗粉用高温搬送ガス配管
１０８ 第３の粗粉用高温搬送ガス配管
１０９，１０９’ 第１の粗粉用高温搬送ガス配管
１１０，１１０’ 緊急パージ蒸気配管
１１１，１１１’ 排ガスライン
１１２ 第４の粗粉用高温搬送ガス配管
１１３ 分岐低温搬送ガス配管 １１４ 粗粉供給配管
１１５，１１５’ 給炭量要求値（給炭量指令信号）
１１６ 積算器 １１７，１１７’ 偏差器
１１８，１１８’ 高値選択器又はその信号
１１９，１１９’ 偏差算出器 １２０ 積算器
１２１ 温度設定指令器 １２２ 積算器
１２３ 熱風量指令器 １２４ ボイラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上の固体燃料バーナ（１５，１５，・・・）からなるバーナグループを複数グループ備えた固体燃料ボイラ（１２４）と、該ボイラ（１２４）からの排ガスと燃焼用ガス及び搬送ガスとを熱交換するガス予熱器（１８）とを有する固体燃料ボイラシステムであって、
各固体燃料バーナ（１５）には、固体燃料の粗粉と微粉とをそれぞれ別系統で導入して燃焼させるための、粗粉供給系統と微粉供給系統とが接続されており、
前記粗粉供給系統は、
前記ガス予熱器（１８）を経由して固体燃料搬送ガスを前記固体燃料バーナ（１５）に導入する第１の粗粉用高温搬送ガス配管（１０５）と、
前記ガス予熱器（１８）の前流側で前記第１の粗粉用高温搬送ガス配管（１０５）から分岐した第１の粗粉用低温搬送ガス配管（１０６）と、
前記ガス予熱器（１８）の後流側で前記第１の粗粉用高温搬送ガス配管（１０５）から分岐して前記第１の粗粉用低温搬送ガス配管（１０６）に接続される第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０９）と、
該第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０９）を前記第１の粗粉用低温搬送ガス配管（１０６）に接続した接続部の後流側に設けられる固体燃料の粗粉を混合するための粗粉混合器（５）と、
該粗粉混合器（５）から固体燃料バーナ（１５）に粗粉を供給する第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０７，１０８）と
を備え、
前記微粉供給系統は、
前記ガス予熱器（１８）を経由して固体燃料搬送ガスを前記固体燃料バーナ（１５）に導入する第１の微粉用高温搬送ガス配管（１０５’）と、
前記ガス予熱器（１８）の前流側で前記第１の微粉用高温搬送ガス配管（１０５’）から分岐した第１の微粉用低温搬送ガス配管（１０６’）と、
前記ガス予熱器（１８）の後流側で前記第１の微粉用高温搬送ガス配管（１０５’）から分岐して前記第１の微粉用低温搬送ガス配管（１０６’）に接続される第２の微粉用高温搬送ガス配管（１０９’）と、
該第２の微粉用高温搬送ガス配管（１０９’）を前記第１の微粉用低温搬送ガス配管（１０６’）に接続した接続部の後流側の第１の微粉用低温搬送ガス配管（１０６’）に設けられる搬送ガスファン（２３）と、
搬送ガスファン（２３）の後流側の前記第１の微粉用低温搬送ガス配管（１０６’）に接続した固体燃料の粗粉を微粉砕して前記固体燃料の微粉を生成し、搬送ガス流に供給する微粉砕機（２４）と、
該微粉砕機（２４）から固体燃料バーナ（１５）に微粉を供給する第２の微粉用高温搬送ガス配管（１０７’）と
を備え、
前記粗粉供給系統は、前記粗粉混合器（５）が前記複数のバーナグループ（１５，１５，・・・）それぞれに対応して数だけ複数個設けられ、
前記微粉供給系統は、前記微粉砕機（２４）が前記複数のバーナグループ（１５，１５，・・・）に対して１機設けられていることを特徴とする固体燃料ボイラシステム。
【請求項２】
所定の間隔をおいて配置された一組の駆動用軸体（７２，７３）と、該一組の駆動用軸体（７２，７３）間に架設されて、前記駆動用軸体（７２，７３）周りに周回させて被搬送物を収容して搬送し、かつその底部に乾燥用気体を噴出させる気体噴出部（７９）を設けた被搬送物の流動層形成用の搬送部材（７５）を備え、該搬送部材（７５）の下方から搬送部材（７５）内に向けて前記乾燥用気体を供給する風箱（８５）を設けたコンベア装置（３９）を、固体燃料を粗粉砕して得た粗粉の水分量を低減用のコンベア装置として前記複数の粗粉混合器（５）及び前記微粉炭機（２４）ごとに備えたことを特徴とする請求項１記載の固体燃料ボイラシステム。
【請求項３】
第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０７，１０８）は熱風混合器（１３）を介して接続する第３の粗粉用高温搬送ガス配管（１０７）と第４の粗粉用高温搬送ガス配管（１０８）からなり、熱風混合器（１３）には前記第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０９）から分岐した第５の粗粉用高温搬送ガス配管（１１２）が接続されたことを特徴とする請求項１記載の固体燃料ボイラシステム。
【請求項４】
前記微粉供給系統の設置を省略して、第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０７）と熱風混合器（１３）の間に微粉を分離するサイクロンセパレータ（４１）を設け、サイクロンセパレータ（４１）で分離された微粉を直接固体燃料バーナ（１５）に搬送する微粉圧調整ダンパ（４７）を有する微粉搬送配管（４６）をサイクロンセパレータ（４１）と固体燃料バーナ（１５）の間に設けたことを特徴とする請求項３記載の固体燃料ボイラシステム。
【請求項５】
前記第５の粗粉用高温搬送ガス配管（１１２）には熱風混合ダンパ（４２）を設け、前記第５の粗粉用高温搬送ガス配管（１１２）との接続部より後流側の第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０９）に搬送空気温度調節ダンパ（８）を設け、該第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０９）との接続部より前流側の前記第１の粗粉用低温搬送ガス配管（１０６）に搬送空気流量調整ダンパ（７）を設け、
該第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０９）との接続部より後流側の前記第１の粗粉用低温搬送ガス配管（１０６）に搬送空気流量を計測する搬送空気流量計（９）を設け、
前記熱風混合ダンパ（４２）より後流側の第５の粗粉用高温搬送ガス配管（１１２）に第５の粗粉用高温搬送ガス配管（１１２）内の熱空気流量を計測する熱空気流量計（１２）を設け、
粗粉混合器（５）の出口側にある第３の粗粉用高温搬送ガス配管（１０７）に粗粉混合器出口温度を計測する粗粉混合器出口温度計（１１）を設け、
第４の粗粉用高温搬送ガス配管（１０８）にバーナ入口温度を計測するバーナ入口温度計（１４）を設け、
前記搬送空気温度調節ダンパ（８）の開度を前記粗粉混合器出口温度計（１１）の計測値に基づき制御し、
前記熱風混合ダンパ（４２）の開度を給炭量指令値と最低空気流量との偏差値（１１９）に基づき算出される熱風量指令値（１２３）と前記バーナ入口温度計（１４）の計測値の積算値（１２０）に基づき制御し、
搬送空気流量調整ダンパ（７）の開度を
（イ）搬送熱空気流量計（１２）の計測値と空気流量計（９）の計測値の積算値（１１６）と給炭量指令値（１１５）との偏差値である第１の偏差信号（１１７）により算出される指令信号値（１１８）及び
（ロ）空気流量計（９）の計測値と最低空気流量との偏差である第２の偏差信号（１１９）により算出される指令信号値（１１８）に基づき、最低空気量を下限として必要空気量が得られるように制御する御機構を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の固体燃料ボイラシステム。
【請求項６】
中央部に粗粉炭と一次空気の混合物が流れ、内壁部に前記混合流に絞りを入れるためのベンチュリ（２９）を有する一次燃料ノズル（４５）を設け、
該一次燃料ノズル（４５）の外周に微粉炭と一次空気の混合流が流れる二次燃料ノズル（４９）を設け、
前記一次燃料ノズル（４５）の出口部先端より先に二次燃料ノズル（４９）の出口部先端を配置し、
該二次燃料ノズル（４９）の出口部先端の外周に保炎器（３５）を設け、
前記二次燃料ノズル（４９）の外周には内部に二次ベーン（３１）を有し、出口部が順次拡大するガイドスリーブを有する二次空気ノズル（５０）を設け、
該二次空気ノズル（５０）の外周には三次レジスタを有する三次空気ノズル（５１）を設けた
ことを特徴とする固体燃料用バーナ。
【請求項７】
請求項１記載の固体燃料ボイラシステムのバーナとして用いることを特徴とする請求項６記載の固体燃料用バーナ。
【請求項１】
２以上の固体燃料バーナ（１５，１５，・・・）からなるバーナグループを複数グループ備えた固体燃料ボイラ（１２４）と、該ボイラ（１２４）からの排ガスと燃焼用ガス及び搬送ガスとを熱交換するガス予熱器（１８）とを有する固体燃料ボイラシステムであって、
各固体燃料バーナ（１５）には、固体燃料の粗粉と微粉とをそれぞれ別系統で導入して燃焼させるための、粗粉供給系統と微粉供給系統とが接続されており、
前記粗粉供給系統は、
前記ガス予熱器（１８）を経由して固体燃料搬送ガスを前記固体燃料バーナ（１５）に導入する第１の粗粉用高温搬送ガス配管（１０５）と、
前記ガス予熱器（１８）の前流側で前記第１の粗粉用高温搬送ガス配管（１０５）から分岐した第１の粗粉用低温搬送ガス配管（１０６）と、
前記ガス予熱器（１８）の後流側で前記第１の粗粉用高温搬送ガス配管（１０５）から分岐して前記第１の粗粉用低温搬送ガス配管（１０６）に接続される第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０９）と、
該第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０９）を前記第１の粗粉用低温搬送ガス配管（１０６）に接続した接続部の後流側に設けられる固体燃料の粗粉を混合するための粗粉混合器（５）と、
該粗粉混合器（５）から固体燃料バーナ（１５）に粗粉を供給する第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０７，１０８）と
を備え、
前記微粉供給系統は、
前記ガス予熱器（１８）を経由して固体燃料搬送ガスを前記固体燃料バーナ（１５）に導入する第１の微粉用高温搬送ガス配管（１０５’）と、
前記ガス予熱器（１８）の前流側で前記第１の微粉用高温搬送ガス配管（１０５’）から分岐した第１の微粉用低温搬送ガス配管（１０６’）と、
前記ガス予熱器（１８）の後流側で前記第１の微粉用高温搬送ガス配管（１０５’）から分岐して前記第１の微粉用低温搬送ガス配管（１０６’）に接続される第２の微粉用高温搬送ガス配管（１０９’）と、
該第２の微粉用高温搬送ガス配管（１０９’）を前記第１の微粉用低温搬送ガス配管（１０６’）に接続した接続部の後流側の第１の微粉用低温搬送ガス配管（１０６’）に設けられる搬送ガスファン（２３）と、
搬送ガスファン（２３）の後流側の前記第１の微粉用低温搬送ガス配管（１０６’）に接続した固体燃料の粗粉を微粉砕して前記固体燃料の微粉を生成し、搬送ガス流に供給する微粉砕機（２４）と、
該微粉砕機（２４）から固体燃料バーナ（１５）に微粉を供給する第２の微粉用高温搬送ガス配管（１０７’）と
を備え、
前記粗粉供給系統は、前記粗粉混合器（５）が前記複数のバーナグループ（１５，１５，・・・）それぞれに対応して数だけ複数個設けられ、
前記微粉供給系統は、前記微粉砕機（２４）が前記複数のバーナグループ（１５，１５，・・・）に対して１機設けられていることを特徴とする固体燃料ボイラシステム。
【請求項２】
所定の間隔をおいて配置された一組の駆動用軸体（７２，７３）と、該一組の駆動用軸体（７２，７３）間に架設されて、前記駆動用軸体（７２，７３）周りに周回させて被搬送物を収容して搬送し、かつその底部に乾燥用気体を噴出させる気体噴出部（７９）を設けた被搬送物の流動層形成用の搬送部材（７５）を備え、該搬送部材（７５）の下方から搬送部材（７５）内に向けて前記乾燥用気体を供給する風箱（８５）を設けたコンベア装置（３９）を、固体燃料を粗粉砕して得た粗粉の水分量を低減用のコンベア装置として前記複数の粗粉混合器（５）及び前記微粉炭機（２４）ごとに備えたことを特徴とする請求項１記載の固体燃料ボイラシステム。
【請求項３】
第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０７，１０８）は熱風混合器（１３）を介して接続する第３の粗粉用高温搬送ガス配管（１０７）と第４の粗粉用高温搬送ガス配管（１０８）からなり、熱風混合器（１３）には前記第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０９）から分岐した第５の粗粉用高温搬送ガス配管（１１２）が接続されたことを特徴とする請求項１記載の固体燃料ボイラシステム。
【請求項４】
前記微粉供給系統の設置を省略して、第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０７）と熱風混合器（１３）の間に微粉を分離するサイクロンセパレータ（４１）を設け、サイクロンセパレータ（４１）で分離された微粉を直接固体燃料バーナ（１５）に搬送する微粉圧調整ダンパ（４７）を有する微粉搬送配管（４６）をサイクロンセパレータ（４１）と固体燃料バーナ（１５）の間に設けたことを特徴とする請求項３記載の固体燃料ボイラシステム。
【請求項５】
前記第５の粗粉用高温搬送ガス配管（１１２）には熱風混合ダンパ（４２）を設け、前記第５の粗粉用高温搬送ガス配管（１１２）との接続部より後流側の第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０９）に搬送空気温度調節ダンパ（８）を設け、該第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０９）との接続部より前流側の前記第１の粗粉用低温搬送ガス配管（１０６）に搬送空気流量調整ダンパ（７）を設け、
該第２の粗粉用高温搬送ガス配管（１０９）との接続部より後流側の前記第１の粗粉用低温搬送ガス配管（１０６）に搬送空気流量を計測する搬送空気流量計（９）を設け、
前記熱風混合ダンパ（４２）より後流側の第５の粗粉用高温搬送ガス配管（１１２）に第５の粗粉用高温搬送ガス配管（１１２）内の熱空気流量を計測する熱空気流量計（１２）を設け、
粗粉混合器（５）の出口側にある第３の粗粉用高温搬送ガス配管（１０７）に粗粉混合器出口温度を計測する粗粉混合器出口温度計（１１）を設け、
第４の粗粉用高温搬送ガス配管（１０８）にバーナ入口温度を計測するバーナ入口温度計（１４）を設け、
前記搬送空気温度調節ダンパ（８）の開度を前記粗粉混合器出口温度計（１１）の計測値に基づき制御し、
前記熱風混合ダンパ（４２）の開度を給炭量指令値と最低空気流量との偏差値（１１９）に基づき算出される熱風量指令値（１２３）と前記バーナ入口温度計（１４）の計測値の積算値（１２０）に基づき制御し、
搬送空気流量調整ダンパ（７）の開度を
（イ）搬送熱空気流量計（１２）の計測値と空気流量計（９）の計測値の積算値（１１６）と給炭量指令値（１１５）との偏差値である第１の偏差信号（１１７）により算出される指令信号値（１１８）及び
（ロ）空気流量計（９）の計測値と最低空気流量との偏差である第２の偏差信号（１１９）により算出される指令信号値（１１８）に基づき、最低空気量を下限として必要空気量が得られるように制御する御機構を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の固体燃料ボイラシステム。
【請求項６】
中央部に粗粉炭と一次空気の混合物が流れ、内壁部に前記混合流に絞りを入れるためのベンチュリ（２９）を有する一次燃料ノズル（４５）を設け、
該一次燃料ノズル（４５）の外周に微粉炭と一次空気の混合流が流れる二次燃料ノズル（４９）を設け、
前記一次燃料ノズル（４５）の出口部先端より先に二次燃料ノズル（４９）の出口部先端を配置し、
該二次燃料ノズル（４９）の出口部先端の外周に保炎器（３５）を設け、
前記二次燃料ノズル（４９）の外周には内部に二次ベーン（３１）を有し、出口部が順次拡大するガイドスリーブを有する二次空気ノズル（５０）を設け、
該二次空気ノズル（５０）の外周には三次レジスタを有する三次空気ノズル（５１）を設けた
ことを特徴とする固体燃料用バーナ。
【請求項７】
請求項１記載の固体燃料ボイラシステムのバーナとして用いることを特徴とする請求項６記載の固体燃料用バーナ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１０８６４０（Ｐ２０１３−１０８６４０Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５１７４４（Ｐ２０１１−２５１７４４）
【出願日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【出願人】（０００００５４４１）バブコック日立株式会社 (683)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【出願人】（０００００５４４１）バブコック日立株式会社 (683)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]