JP2010164204A - 粗粉砕機トリップ制御方法及び制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粗粉砕機トリップが生じた際、個々のオペレータによる対応の遅延を防止し、適切に粗粉砕機トリップを制御する。
【解決手段】石炭前処理設備は、原料炭を粗粉砕して粗粉砕炭とする粗粉砕機１５と、粗粉砕炭が搬送され当該粗粉砕炭を一旦蓄える中継ホッパー２１，２２とを有し、中継ポッパー内の粗粉砕炭に応じて得られた燃料をボイラー設備で燃焼させて発生した蒸気に基づいて発電を行う発電プラントで用いられる。粗粉砕機にトリップが発生したか否かを検知し、トリップが検知された際少なくとも粗粉砕機を停止して、粗粉砕機の清掃が行われた後粗粉砕機を稼動するとともに、中継ホッパーに蓄えられた粗粉砕炭の貯蔵量に応じて発電プラントの出力を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、石炭等の固形物を粗粉砕する粗粉砕機でトリップが生じた際のトリップ制御方法及びその制御装置に関し、特に、ＣＷＰ（Ｃｏａｌ Ｗａｔｅｒ Ｐａｓｔｅ）を燃焼して蒸気を発生するボイラー設備とともに用いられる粗粉砕機のトリップを制御するためのトリップ制御方法及びその制御装置に関する。

一般に、蒸気タービンによって発電機を駆動して発電を行う発電プラントにおいて、ボイラー設備でＣＷＰを燃焼させて蒸気を発生するようにしたものがある。そして、このような発電プラントでは、ボイラー設備で発生した蒸気を蒸気タービンに送って、蒸気タービンを回転させ、蒸気タービンの回転によって発電機を駆動して発電を行っている。

この種の発電プラントにおいては、ＣＷＰを製造（生成）するため、石炭前処理設備、微粉炭スラリ製造設備、及びＣＷＰ製造設備が備えられ、上記の石炭前処理設備には石炭を粗粉砕するための粗粉砕機が備えられている。ところが、粗粉砕機においては、石炭を粗粉砕する際に、石炭噛み込み異常等に起因して粗粉砕機でトリップが発生することがあり、トリップが発生した際には、ボイラー設備の安定運転上適切な対応を取る必要がある。

一方、ＣＷＰを燃料として用いるボイラー設備ではないが、石炭粉砕装置においてトリップが発生した際の石炭の滞留による閉塞を防止するため、ミルへの給炭量に基づいて回転分級機の回転数を設定し、さらに、給炭量に基づいてミル入口出口間のミル差圧を設定して、ミル差圧とミル差圧検出器の検出値の偏差の設定値に対する割合と応じて回転分級機設定回転数を補正し、この補正された値と分級機回転数検出器の検出値とに基づき回転分級機の回転数を調整するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−２５４４２１号公報

ところで、上述の特許文献１に記載のトリップ防止手法では、単に回転数を調整しているだけであるため、ＣＷＰを燃料として用いるボイラー設備等において、粗粉砕機を含む石炭供給系統（石炭前処理系）の主要機器にトリップが発生した場合に対処することができず、不可避的にオペレータの処置が必要となる。

ところが、オペレータはその熟練度が個々に異なり、粗粉砕機トリップ時における対応要領に応じて操作したとしても、各オペレータの判断が異なって、粗粉砕機トリップに対する対応がまちまちとなってしまい、トリップ対応に遅延が生じ、ボイラー設備の安全運転に支障を来たすことがある。

本発明は、ＣＷＰを燃料として用いるボイラー設備等において、粗粉砕機にトリップが生じた際、個々のオペレータによる対応の遅延を防止して、適切に粗粉砕機トリップを制御することのできる制御方法及びその制御装置を提供することにある。

（１）本発明は、原料炭を粗粉砕して粗粉砕炭とする粗粉砕機と、前記粗粉砕炭が搬送され当該粗粉砕炭を一旦蓄える中継ホッパーとを有し、前記中継ポッパー内の粗粉砕炭に応じて得られた燃料をボイラー設備で燃焼させて発生した蒸気に基づいて発電を行う発電プラントで用いられる石炭前処理設備で、前記粗粉砕機にトリップが発生した際の粗粉砕機トリップ制御方法であって、コンピュータによって、前記粗粉砕機にトリップが発生したか否かを検知する第１のステップと、前記トリップが検知された際少なくとも前記粗粉砕機を停止する第２のステップと、前記粗粉砕機の清掃が行われた後前記粗粉砕機を稼動する第３のステップと、前記中継ホッパーに蓄えられた粗粉砕炭の貯蔵量に応じて前記発電プラントの出力を制御する第４のステップとを実行することを特徴とするものである。

（１）に記載の粗粉砕機トリップ制御方法では、粗粉砕機にトリップが発生すると、粗粉砕機が停止し、粗粉砕機の清掃が行われた後粗粉砕機を稼動するとともに、中継ホッパーに蓄えられた粗粉砕炭の貯蔵量に応じて発電プラントの出力を制御するようにしたので、個々のオペレータによる対応の遅延を防止して、適切に粗粉砕機トリップを制御することができる。

（２）本発明は、（１）に記載の粗粉砕機トリップ制御方法において、前記第２のステップでは、前記粗粉砕機から前記中継ホッパーに前記粗粉砕炭の搬入を行うコンベアを停止し、前記第３のステップでは前記コンベアを稼動することを特徴とするものである。

（２）に記載の粗粉砕機トリップ制御方法では、粗粉砕機ばかりでなく、粗粉砕機から中継ホッパーに粗粉砕炭の搬入を行うコンベアを停止するようにしたので、粗粉砕炭が粗粉砕機から排出されない状態でコンベアが稼動されるという事態を防止することができる。

（３）本発明は、（１）又は（２）に記載の粗粉砕機トリップ制御方法において、前記第４のステップでは、前記粗粉砕炭の使用量と前記貯蔵量とに応じて前記中継ホッパー内に残る残粗粉砕炭量を把握して、当該残粗粉砕炭量が予め規定されたレベル未満であると判定した際、前記発電プラントの出力を所定の出力レベルまで低下させる処理を行うことを特徴とするものである。

（３）に記載の粗粉砕機トリップ制御方法では、中継ホッパーの残粗粉砕炭量が予め規定されたレベル未満であると、発電プラントの出力を所定の出力レベルまで低下させるようにしたので、ボイラー設備の安全運転が損なわれることがない。

（４）本発明は、原料炭を粗粉砕して粗粉砕炭とする粗粉砕機と、前記粗粉砕炭が搬送され当該粗粉砕炭を一旦蓄える中継ホッパーとを有し、前記中継ポッパー内の粗粉砕炭に応じて得られた燃料をボイラー設備で燃焼させて発生した蒸気に基づいて発電を行う発電プラントで用いられる石炭前処理設備で、前記粗粉砕機にトリップが発生した際の制御を行う粗粉砕機トリップ制御装置であって、前記粗粉砕機にトリップが発生したか否かを検知する検知手段と、前記トリップが検知された際少なくとも前記粗粉砕機を停止する停止手段と、前記粗粉砕機の清掃が行われた後前記粗粉砕機を稼動する稼動手段と、前記中継ホッパーに蓄えられた粗粉砕炭の貯蔵量に応じて前記発電プラントの出力を制御する制御手段とを有することを特徴とするものである。

（４）に記載の粗粉砕機トリップ制御装置では、粗粉砕機にトリップが発生すると、粗粉砕機が停止し、粗粉砕機の清掃が行われた後粗粉砕機を稼動して、さらに、中継ホッパーに蓄えられた粗粉砕炭の貯蔵量に応じて発電プラントの出力を制御するようにしたので、個々のオペレータによる対応の遅延を防止して、適切に粗粉砕機トリップを制御することができる。

（５）本発明は、（４）に記載の粗粉砕機トリップ制御装置において、前記制御手段は、前記粗粉砕炭の使用量と前記貯蔵量とに応じて前記中継ホッパーに残る残粗粉砕炭量を確認する確認手段と、前記残粗粉砕炭量が予め規定されたレベル未満であるか否かを判定する判定手段と、前記残粗粉砕炭量が予め規定されたレベル未満であると、前記発電プラントの出力を所定の出力レベルまで低下させる処理を行う処理手段とを有することを特徴とするものである。

（５）に記載の粗粉砕機トリップ制御装置では、中継ホッパーの残粗粉砕炭量が予め規定されたレベル未満である場合に、発電プラントの出力を所定の出力レベルまで低下させるようにしたので、ボイラー設備の安全運転が損なわれることはない。

以上のように、本発明によれば、粗粉砕機にトリップが発生すると、少なくとも粗粉砕機を停止して、粗粉砕機の清掃が行われた後粗粉砕機を稼動するようにし、さらに、中継ホッパーに蓄えられた粗粉砕炭の貯蔵量に応じて発電プラントの出力を制御するようにしたので、個々のオペレータによる対応の遅延を防止できるばかりでなく、適切に粗粉砕機トリップを制御することができるという効果がある。

本発明の実施の形態による粗粉砕機トリップ制御方法が用いられる発電プラントの燃料供給系統の一例を示す図である。 粗粉砕機の一例を示す断面図である。 粗粉砕機の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態による粗粉砕機のトリップ制御方法を説明するためのフロー図である。

以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、発電プラントで用いられる燃料供給系統の一例を示す図である。図示の例では、２つの原炭バンカー１１及び１２が備えられ、原炭バンカー１１及び１２には各々最大で４００トンの原炭（石炭）を貯蔵することができる。

原炭バンカー１１及び１２からそれぞれ原炭供給機１３及び１４によって原炭が粗粉砕機１５に送られる（図示の例では、原炭供給機１３は最大で７２ｔ／ｈの供給能力があり、原炭供給機１４は最大で５４ｔ／ｈの供給能力がある）。粗粉砕機１５は、例えば、最大で７２ｔ／ｈの粉砕能力があり、粗粉砕機１５で粗粉砕された原炭（以下粗粉砕炭という）は、粉砕コンベア（最大搬送量：７２ｔ／ｈ）１６によって分級機（最大能力：７２ｔ／ｈ）１７に送られて、ここで分級が行われて、粒径の大きい粗粉砕炭は、リターンコンベア（最大搬送能力：１８ｔ／ｈ）１８によって原炭供給機１３に戻される。

分級機１７を通過した粗粉砕炭は、２粗粉砕炭コンベア（最大搬送量：７２ｔ／ｈ）１９によって３粗粉砕炭コンベア（最大搬送量：７２ｔ／ｈ）２０に送られ、３粗粉砕炭コンベア２０よって混練機用中継ホッパー（最大量：４７ｔ）２１及び微粉砕機用中継ホッパー（最大量：３８ｔ）２２に搬入される。

混練機用ホッパー２１の粗粉砕炭は混練機用給炭機（最大処理量：４６ｔ／ｈ）２３に送られる。石灰石バンカー（最大貯蔵量：６４ｔ）２４には貯蔵された石灰石は、混練機用石灰石供給機（最大供給量：６ｔ／ｈ）２５によって混練機用石灰石コンベア（最大搬送量：６ｔ／ｈ）２６に供給され、混練機用石灰石コンベア２６によって混練機用給炭機（最大処理量：４６ｔ／ｈ）２３に搬入される。そして、粗粉砕炭及び石灰石は、混練機用給炭機２３から混練機（最大処理量：７３ｔ／ｈ）２７に送られる。

一方、微粉砕機用中継ホッパー２２の粗粉砕炭は、微粉砕機用給炭機（最大供給量：１４ｔ／ｈ）３１によって微粉砕機（最大処理量：１２．５ｔ／ｈ）３２に送られる。微粉砕機３２には注水ポンプ２８から最大で１５ｔ／ｈの水が送られて、微粉砕機３２によって粗粉砕炭が微粉砕されて、スラリとして、スラリ中継タンク（最大貯蔵量：１５ｔ）３３に送られる。

スラリ中継タンク３３のスラリは、スラリ移送ポンプ（最大移送量：２５ｔ／ｈ）３４によってスラリサービスタンク（最大貯蔵量：１２０ｔ）３５に送られて、一旦ここに貯蔵される。そして、スラリサービスタンク３５に貯蔵されたスラリは、必要に応じてスラリ供給ポンプ（最大移送量：２５ｔ／ｈ）３６によって混練機２７に供給される。

混練機２７には、注水ポンプ２８から最大で４ｔ／ｈの水が注水され、粗粉砕炭、水、及びスラリが混練機２７で混練される。この際、なお、石灰と石炭と水とを混ぜた燃料はＣＷＰ（Ｃｏａｌ Ｗａｔｅｒ Ｐａｓｔｅ）と呼ばれる。

混練機２７から排出されるＣＷＰはＣＷＰ分配コンベア（最大搬送量：７３ｔ／ｈ）２９によってＣＷＰタンク（最大貯蔵量：４０ｔ）３０に送られ、ここに一旦蓄えられる。そして、ＣＷＰタンク３０に蓄えられたＣＷＰは燃料としてボイラー設備（図示せず）に送られる。

図２は粗粉砕機１５の一例を示す断面図であり、ここでは、粗粉砕機１５は、細粒破砕用の可逆回転式衝撃型粉砕機である。粗粉砕機１５は、粉砕機ハウジング１５ａを有しており、粗粉砕機ハウジング１５ａの上面には原炭供給部１５ｂが形成され、粗粉砕機ハウジング１５ａの下面には粗粉砕炭排出部１５ｃが形成されている。

粗粉砕機ハウジング１５ａ内にはローター１５ｄが回転可能に支持され、このローター１５ｄの外周面を取り囲むようにして、衝撃板１５ｅが配設されている。原炭供給部１５ｂから供給された原炭は、回転するローター１５ｄに直接落ち、回転しているハンマーによって打ち砕かれる。その後、原炭は衝撃板１５ｅのライナーに衝突して、ハンマーの通り路に跳ね返り、さらに細かく砕かれる。そして、原炭は細かく砕かれて粗粉砕炭として粗粉砕炭排出部１５ｃから排出される。

図３は、粗粉砕機１５の一部を示す断面図であり、衝突板１５ｅのフレームは、溶接構造となっており、このフレームにライナー（衝突板ライナー）がボルトによって取り付けられている。さらに、衝突板フレームはサイドケーシング（粗粉砕機ハウジング）の上部より支持ピンによって吊り下げられ、サイドケーシングの下部より間隙調整装置によって固定支持されている。

ハンマーと衝撃板１５ｅとの間隙は、調整用ナットを回すことによって調整でき、ハンマー及び衝撃板ライナーが摩耗して間隙が大きくなって、破砕粒度が粗くなった場合には、上記の間隙が調整される。

ところで、前述したように、粗粉砕機１５等でトリップが発生した際には、ボイラー設備の安全運転に支障を来たすことがないようにするため、個々のオペレータによる対応の遅延を防止して、適切に粗粉砕機トリップを制御する必要がある。

図４は、粗粉砕機のトリップ制御を行う手法を説明するためのフロー図である。なお、図示はしないが、この制御は、例えば、コンピュータ等のトリップ制御装置で実行される。

図４を参照して、いま、粗粉砕機トリップ警報（ＡＮＮ）が発生すると（ステップＳ１）、例えば、過負荷状態を示す故障原因（過負荷動作）が取得される（ステップＳ２）。これに応じて、粗粉砕機１５が停止され、ＣＲＴがロックされる。続いて、粗粉砕機分電盤内の電源がロックされて、粗粉砕コンベア１６のＣＲＴがロックされる（ステップＳ３）。

そして、現場において、粗粉砕機１５の点検・清掃が行われる（ステップＳ４）。ここで、清掃によって石炭を除去（撤去）しても、粗粉砕機１５に原炭が噛み込まれている場合には、前述したようにして、間隙（ギャップ）を広げて（調整して）、清掃を行う（例えば、ギャップの広げ幅は５ｍｍ以上とされる）。この際、粗粉砕機１５に原炭が詰まり、回転を拘束された状態でモータを起動することは禁止される。

その後、過負荷リレーをリセットし、メガリングを実施する。続いて、粗粉砕機１５の電源ロック及びＣＲＴロックが解除され、さらに、粗粉砕炭コンベアのＣＲＴロックが解除される（ステップＳ５）。

続いて、３粗粉砕炭コンベア２０から順次上流側のコンベア１９、１７、及び１６起動して、試運転を開始する（ステップＳ６）。そして、粗粉砕機１５の試運転が良好であるか否かを確認して（ステップＳ７）、良好であれば、粗粉砕機１５の間隙（ギャップ）を元の状態に復旧させる（ステップＳ８）。一方、粗粉砕機１５の試運転が良好でなければ、処理はステップＳ１に戻る。そして、粗粉砕機１５等の石炭前処理系統は通常運転に復旧する（ステップＳ９）。

ところで、故障原因が取得されると、トリップ制御装置は、粗粉砕機の運転状況の把握を行う（ステップＳ１０）。ここでは、例えば、混練機用中継ホッパー２１及び微粉砕機用中継ホッパー２２の合計重量に応じて石炭量の監視を行う。

混練機用中継ホッパー２１及び微粉砕機用中継ホッパー２２の石炭量監視を行う際には、例えば、各中継ホッパーの容量を確認し、複数系統の石炭供給経路を備えている場合には、健全側の粗粉砕炭製造能力が確認される。そして、当該発電プラントで使用される粗粉砕炭の使用量が確認される。

ステップＳ１０において確認した中継ホッパー内の石炭量と粗粉砕炭使用量等に応じて燃料消費予測ホッパーレベルを判定する（ステップＳ１１）。つまり、中継ホッパーに十分な粗粉砕炭が貯蔵されているか否かを、粗粉砕炭使用量に応じて確認する。

ステップＳ１１において十分であると判定されると、処理はステップＳ９に進む。一方、十分でないと判定されると、最終負荷降下の開始を実行し（ステップＳ１２）、発電設備の出力レベルを低下させる（ステップＳ１３）。例えば、いま、２２１ＭＷ、１８８ＭＷ、及び１２５ＭＷの３系統の発電設備があったとすると、２２１ＭＷを１２５ＭＷまで低下させ、１８８ＭＷも１２５ＭＷまで低下させる。

そして、発電設備の出力を低下させた後、ステップＳ９に進む。なお、粗粉砕機１５の運転が再開されて、中継ホッパーに十分な粗粉砕炭が蓄えられると、発電設備の出力は元に戻される。

つまり、ステップＳ１１〜Ｓ１３では、粗粉砕炭の使用量と中継ホッパー内の粗粉砕炭の貯蔵量とに応じて中継ホッパーに残る残粗粉砕炭量を把握して、当該残粗粉砕炭量が予め規定されたレベル未満になったと判定した際、発電設備の出力を所定の出力レベルまで低下させる処理を行うことになる。

このように、本実施の形態では、粗粉砕炭の使用量と中継ホッパー内の粗粉砕炭の貯蔵量とに応じて、中継ホッパーに残る残粗粉砕炭量を把握し、当該残粗粉砕炭量が予め規定されたレベル未満になったと判定した場合に、発電プラントの出力を所定の出力レベルまで低下させるようにしたので、適切に粗粉砕機のトリップ処理を行うことができるばかりでなく、ボイラー設備の安全運転を確実に行うことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施例に記載されたものに限定されるものではない。

１１，１２ 原炭バンカー
１３，１４ 原炭供給機
１５ 粗粉砕機
１６，１７，２０ 粉砕コンベア
１７ 分級機
１８ リターンコンベア
２１ 混練機用ホッパー
２２ 微粉砕機用中継ホッパー
２３ 混練機用給炭機
２４ 石灰石バンカー
２５ 混練機用石灰石供給機
２６ 混練機用石灰石コンベア
２７ 混練機
２８ 注水ポンプ
２９ ＣＷＰ分配コンベア
３０ ＣＷＰタンク
３１ 微粉砕炭用給炭機
３２ 微粉砕機
３３ スラリ中継タンク
３４ スラリ移送ポンプ
３５ スラリサービスタンク
３６ スラリ供給ポンプ

Claims (5)

1. 原料炭を粗粉砕して粗粉砕炭とする粗粉砕機と、前記粗粉砕炭が搬送され当該粗粉砕炭を一旦蓄える中継ホッパーとを有し、前記中継ポッパー内の粗粉砕炭に応じて得られた燃料をボイラー設備で燃焼させて発生した蒸気に基づいて発電を行う発電プラントで用いられる石炭前処理設備で、前記粗粉砕機にトリップが発生した際の制御方法であって、
   コンピュータによって、
   前記粗粉砕機にトリップが発生したか否かを検知する第１のステップと、
   前記トリップが検知された際少なくとも前記粗粉砕機を停止する第２のステップと、
   前記粗粉砕機の清掃が行われた後前記粗粉砕機を稼動する第３のステップと、
   前記中継ホッパーに蓄えられた粗粉砕炭の貯蔵量に応じて前記発電プラントの出力を制御する第４のステップとを実行することを特徴とする粗粉砕機トリップ制御方法。
2. 前記第２のステップでは、前記粗粉砕機から前記中継ホッパーに前記粗粉砕炭の搬入を行うコンベアを停止し、前記第３のステップでは前記コンベアを稼動することを特徴とする請求項１記載の粗粉砕機トリップ制御方法。
3. 前記第４のステップでは、前記粗粉砕炭の使用量と前記貯蔵量とに応じて前記中継ホッパー内に残る残粗粉砕炭量を把握して、当該残粗粉砕炭量が予め規定されたレベル未満であると判定した際、前記発電プラントの出力を所定の出力レベルまで低下させる処理を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の粗粉砕機トリップ制御方法。
4. 原料炭を粗粉砕して粗粉砕炭とする粗粉砕機と、前記粗粉砕炭が搬送され当該粗粉砕炭を一旦蓄える中継ホッパーとを有し、前記中継ポッパー内の粗粉砕炭に応じて得られた燃料をボイラー設備で燃焼させて発生した蒸気に基づいて発電を行う発電プラントで用いられる石炭前処理設備で、前記粗粉砕機にトリップが発生した際の制御を行う制御装置であって、
   前記粗粉砕機にトリップが発生したか否かを検知する検知手段と、
   前記トリップが検知された際少なくとも前記粗粉砕機を停止する停止手段と、
   前記粗粉砕機の清掃が行われた後前記粗粉砕機を稼動する稼動手段と、
   前記中継ホッパーに蓄えられた粗粉砕炭の貯蔵量に応じて前記発電プラントの出力を制御する制御手段とを有することを特徴とする粗粉砕機トリップ制御装置。
5. 前記制御手段は、前記粗粉砕炭の使用量と前記貯蔵量とに応じて前記中継ホッパーに残る残粗粉砕炭量を確認する確認手段と、
   前記残粗粉砕炭量が予め規定されたレベル未満であるか否かを判定する判定手段と、
   前記残粗粉砕炭量が予め規定されたレベル未満であると、前記発電プラントの出力を所定の出力レベルまで低下させる処理を行う処理手段とを有することを特徴とする請求項４記載の粗粉砕機トリップ制御装置。

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