JP2023095072A - 排出装置、固体燃料粉砕装置および排出装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】粉砕機のハウジングと排出物の回収部とを連通させる排出経路が排出物により閉塞する閉塞状態を解消する。【解決手段】ミル１０のハウジング１１の底面部１１ｄに設けられた開口１１ｅから排出される排出物を回収するスピレージホッパ６１と、開口１１ｅからスピレージホッパ６１へ排出物を導くスピレージシュート６２と、スピレージシュート６２の内部空間ＩＳ１を加圧する圧縮ガス供給弁６３と、スピレージシュート６２の少なくとも一部が閉塞する閉塞状態が発生したことを検知する閉塞検知部６４と、閉塞状態が発生したことを閉塞検知部６４が検知した場合に、内部空間ＩＳ１を加圧して閉塞状態が解消するように圧縮ガス供給弁６３を制御する排出制御部６５と、を備える排出装置６０を提供する。【選択図】図２

Description

本開示は、排出装置、固体燃料粉砕装置および排出装置の制御方法に関するものである。

従来、バイオマス燃料や石炭等の固体燃料は、粉砕機（ミル）で所定粒径範囲内の微粉状に粉砕して、燃焼装置へ供給される。ミルは、粉砕テーブルへ投入された固体燃料を、粉砕テーブルと粉砕ローラの間に挟み込んで粉砕し、粉砕されて微粉状となった固体燃料のうち、所定粒径範囲内の微粉燃料を分級機で選別し、粉砕テーブルの外周から供給される搬送用ガス（一次空気）によって、ボイラへ搬送して燃焼装置で燃焼させている。火力発電プラントでは、ボイラで微粉燃料を燃焼して生成された燃焼ガスとの熱交換により蒸気を発生させ、該蒸気により蒸気タービンを回転駆動して、蒸気タービンに接続した発電機を回転駆動することで発電が行われる。

粉砕機を停止する際には、粉砕機の筐体（ハウジング）の内部に残留した固体燃料の酸化昇温や着火を防止するために、粉砕機の筐体の内部に残留した固体燃料（例えば、石炭の場合は、残炭とも称する）を排出する必要がある。通常の粉砕機停止時には、燃料の供給を停止した後の一定時間、搬送用ガスを供給しながら粉砕テーブルを回転させて、筐体の内部に残留した残炭を燃焼装置などへ排出するパージ運転を行う。

一方、機器故障等により粉砕機が緊急停止した際には、クリアリング運転などを行って、残炭を筐体から排出する必要がある。クリアリング運転とは、搬送用ガスを供給することなく粉砕テーブルを回転させて、遠心力により粉砕テーブル上の残炭を筐体の底板（底面部）に落下させるとともに、筐体の底面部上を回転移動するスクレーパによって、底面部上に落下して堆積した残炭を底面部に形成された開口へと導き、この開口から搬出経路（スピレージシュート）を介して残炭の回収部（スピレージホッパ）へ排出する運転である。

スピレージシュートは、残炭等の排出物をスピレージホッパへと確実に排出する必要があり、スピレージシュートにおける排出物による閉塞を抑制するために、ガスノズルを設けた粉砕機が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１には、スピレージシュートの内部における開口付近にガスノズルを設けた粉砕機が記載されている。

特開２０２１－１２１４２４号公報

スピレージシュートの閉塞の原因である残炭等の排出物の堆積が、ガスノズルから空気が噴射される領域に発生している場合には、特許文献１に開示されたガスノズルによりスピレージシュートの閉塞を解消することができる。
しかしながら、排出物が堆積する位置がガスノズルから離れるにつれて堆積した排出物に作用する空気の流体力が低下するため、スピレージシュートの閉塞を解消することができないおそれがある。また、ガスノズルが空気を噴射する範囲外の場所に排出物が堆積した場合には、ガスノズルから噴射される空気によってスピレージシュートの閉塞を解消することができないおそれがある。

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、粉砕機のハウジングと排出物の回収部とを連通させる排出経路が排出物により閉塞する閉塞状態を解消することが可能な排出装置、固体燃料粉砕装置および排出装置の制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示は以下の手段を採用する。
本開示の一態様に係る排出装置は、粉砕機のハウジングの底面部に設けられた開口から排出物を排出する排出装置であって、前記開口から排出される前記排出物を回収する回収部と、前記ハウジングと前記回収部とを連通させるとともに前記開口から前記回収部へ前記排出物を導く排出経路と、前記排出経路の第１内部空間を加圧する加圧部と、前記排出経路に前記排出物が堆積して前記排出経路の少なくとも一部が閉塞する閉塞状態が発生したことを検知する検知部と、前記閉塞状態が発生したことを前記検知部が検知した場合に、前記第１内部空間を加圧して前記閉塞状態が解消するように前記加圧部を制御する制御部と、を備える。

本開示の一態様に係る排出装置の制御方法は、粉砕機のハウジングの底面部に設けられた開口から排出物を排出する排出装置の制御方法であって、前記排出装置は、前記開口から排出される前記排出物を回収する回収部と、前記ハウジングと前記回収部とを連通させるとともに前記開口から前記回収部へ前記排出物を導く排出経路と、前記排出経路の第１内部空間を加圧する加圧部と、を備え、前記排出経路に前記排出物が堆積して前記排出経路の少なくとも一部が閉塞する閉塞状態が発生したことを検知する検知工程と、前記閉塞状態が発生したことを前記検知工程が検知した場合に、前記第１内部空間を加圧して前記閉塞状態が解消するように前記加圧部を制御する制御工程と、を備える。

本開示によれば、粉砕機のハウジングと排出物の回収部とを連通させる排出経路が排出物により閉塞する閉塞状態を解消することが可能な排出装置、固体燃料粉砕装置および排出装置の制御方法を提供することができる。

本開示の一実施形態に係るボイラシステムの概略構成図である。 図１の固体燃料粉砕装置の模式的な縦断面図である。 図２の固体燃料粉砕装置の排出装置の一部を示す模式的な縦断面図である。 クリアリング運転を行う際に排出装置が実行する動作を示すフローチャートである。 第１圧力から第２圧力を減算した差圧の時間変化を示すグラフである。

以下、本開示の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２００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。

本開示において、固体燃料としては、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。

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２００のバーナ（燃焼装置）２２０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２００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２００の複数のバーナ２２０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。

図１および図２に示すように、本実施形態の固体燃料粉砕装置１００は、ミル（粉砕機）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、排出装置６０と、を備えている。

ボイラ２００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、廃材木、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。

図１および図２に示すように、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の底面部４１付近には減速機１４が設置され、この減速機１４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。

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１２ｂ（図２参照）が設けられている。吹出口１２ｂの近傍には旋回羽根１２ａ（図２参照）が設置されており、吹出口１２ｂから吹き出した一次空気に旋回力を与える。旋回羽根１２ａ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内の上方の回転式分級機１６へと搬送する。

なお、粉砕された固体燃料の粉砕物のうち、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。

また、本開示に係るミル１０は、一次空気通風機３１によって加圧された一次空気をミル１０内に吹き込むことで、粉砕された固体燃料を乾燥しつつ、火炉２１０まで搬送する、いわゆる加圧式のミルである。このため、ハウジング１１内の圧力が、外部（大気）の圧力よりも高い圧力となっている。

粉砕ローラ１３は、給炭管１７から粉砕テーブル１２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（中心軸線Ｃ１）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４３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、粉砕荷重という。

ジャーナルヘッド４３の支持アーム４４は、中間部が水平方向に沿った支持軸４５によって、ハウジング１１の側面部１１ｂに支持軸４５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４４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、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４４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を中心軸線Ｃ１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略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Ｃ１回りに所定の間隔（均等間隔）で設けられている。

また、回転式分級機１６は、粉砕ローラ１３により粉砕された固体燃料を所定粒径（例えば、石炭では７０～１００μｍ）より大きいもの（以下、所定粒径を超える粉砕された固体燃料を「粗粉燃料」という。）と所定粒径以下のもの（以下、所定粒径以下の粉砕された固体燃料を「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に到達した粉砕された固体燃料は、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へと戻されて再び粉砕され、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から微粉燃料供給流路（微粉燃料供給管）１２０へ排出され、ボイラ２００のバーナ２２０へ供給される。

給炭管（燃料供給部）１７は、ハウジング１１の上端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。ダウンスパウト部２２の途中には、バンカ２１からの固体燃料の排出状態を切り替える弁（コールゲート、図示省略）を設けてもよい。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、ミル１０の内部へ投入する。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することで制御される。

通常、ミル１０の内部には、微粉燃料をバーナ２２０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へ供給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へ送風される一次空気を適切な温度に調整するために、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。

本実施形態では、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、本実施形態では、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２００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２２０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。

本実施形態では、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流路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２２０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２００に設けられたバーナ２２０に安定して供給することができる。

また、本実施形態の状態検出部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、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）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度程度、ミル出口の一次空気温度は、例えば常温から約９０度程度となる。

制御部５０は、固体燃料粉砕装置１００の各部を制御する装置である。制御部５０は、例えば、ミルモータ１５に駆動指示を伝達して粉砕テーブル１２の回転速度を制御してもよい。制御部５０は、例えば、分級機モータ１８へ駆動指示を伝達して回転式分級機１６の回転速度を制御して分級性能を調整し、微粉燃料の粒径をバーナ２２０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、バーナ２２０へ安定して供給することができる。

また、制御部５０は、例えば給炭機モータ２７へ駆動指示を伝達することにより、ミル１０へ供給する固体燃料の供給量（給炭量）を調整することができる。また、制御部５０は、送風部３０へ開度指示を伝達することにより、熱ガスダンパ３０ｃおよび冷ガスダンパ３０ｄの開度を制御して一次空気の流量と温度を調整することができる。

具体的には、制御部５０は、ハウジング１１の内部へ供給される一次空気の流量と、出口ポート１９における一次空気の温度（ミル出口一次空気温度）が、固体燃料の種別毎に、給炭量に対応して設定された所定値となるように、熱ガスダンパ３０ｃおよび冷ガスダンパ３０ｄの開度を制御する。なお、一次空気の温度の制御は、ミル入口における温度（ミル入口一次空気温度）に対して行ってもよい。

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。

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２００について説明する。ボイラ２００は、火炉２１０とバーナ２２０とを備えている。

バーナ２２０は、微粉燃料供給流路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２１０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２００の外部に排出される。

ボイラ２００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２００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。

次に、本実施形態の固体燃料粉砕装置１００が備える排出装置６０について図面を参照して説明する。図３は、図２の排出装置６０の一部を示す模式的な縦断面図である。

本実施形態の排出装置６０は、ミル１０のハウジング１１の底面部１１ｄに設けられた開口１１ｅから排出物（後述するスピレージや残炭）を排出して回収する装置である。図２に示すように排出装置６０は、スピレージホッパ（回収部）６１と、スピレージシュート（排出経路）６２と、圧縮ガス供給弁（加圧部）６３と、閉塞検知部６４と、排出制御部６５と、スクレーパ６６と、アシストガス供給部６７と、スピレージホッパ入口弁（開閉弁）６８と、圧縮ガス供給源６９とを備える。

図２に示すように、スピレージホッパ６１は、排出物を収容する内部空間（第３内部空間）ＩＳ３を有する、例えば箱状の部材である。スピレージホッパ６１は、ミル１０の通常運転において、粉砕テーブル１２から、粉砕されずにこぼれ落ちた固体燃料や固体燃料に混入した異物を、開口１１ｅ及びスピレージシュート６２を介して回収する装置である。以下の説明では、ミル１０の通常運転時にスピレージホッパ６１に回収される固体燃料や異物を、「スピレージ」とも称する。

また、スピレージホッパ６１は、ミル１０が緊急停止した後のクリアリング運転において、開口１１ｅから排出される固体燃料を回収する装置である。以下の説明では、ミル１０のクリアリング運転時にスピレージホッパ６１に回収される粉砕前あるいは粉砕途中の固体燃料を、「残炭」とも称する。

本実施形態のスピレージホッパ６１は、いわゆる乾式のスピレージホッパである。なお、スピレージホッパ６１に回収されたスピレージや残炭を液体とともに搬送する装置を備えた、いわゆる湿式のスピレージホッパであってもよい。

スピレージシュート６２は、開口１１ｅの下方に設けられるダクト状の部材である。スピレージシュート６２は、ハウジング１１とスピレージホッパ６１とを連通させるとともに開口１１ｅからスピレージホッパ６１へ排出物（スピレージや残炭）を導く排出経路となる。スピレージシュート６２の内部には、開口１１ｅを介して流入した排出物が流通する。スピレージシュート６２は、第１流路６２ａと、第２流路６２ｂとを有する。

第１流路６２ａは、開口１１ｅに接続されるとともに水平面に対して所定の角度を有するように傾斜した流路である。第１流路６２ａは、開口１１ｅから斜め下方に向けて排出物を導く。所定の角度は、排出物の安息角以上の角度とすることが望ましい。安息角以上の角度とすることで、第１流路６２ａの底面を排出物が滑り落ちるので、スピレージシュート６２内で排出物が堆積することが抑制される。

第２流路６２ｂは、第１流路６２ａおよびスピレージホッパ６１に接続され、第１流路６２ａからスピレージホッパ６１に排出物を鉛直方向下方に導く流路である。

圧縮ガス供給弁６３は、スピレージシュート６２の内部空間（第１内部空間）ＩＳ１に圧縮ガスを供給して加圧する装置である。圧縮ガス供給弁６３は、排出制御部６５から伝達される制御信号に応じて開度を調整することにより、圧縮ガス供給源６９から供給される圧縮ガスを、加圧用気体としてスピレージシュート６２の内部空間ＩＳ１へ供給し、内部空間ＩＳ１を加圧する。

圧縮ガスは、圧縮ガス供給源６９から供給ラインＬ０を介して圧縮ガス供給弁６３へ供給される。また、圧縮ガスは、圧縮ガス供給弁６３から供給ラインＬ１を介してスピレージシュート６２の内部空間ＩＳ１へ供給される。後述するように、内部空間ＩＳ１の加圧は、ミル１０の通常運転時においてスピレージホッパ６１を開放する場合、または、ミル１０のクリアリング運転時においてスピレージシュート６２の少なくとも一部が閉塞する閉塞状態が発生した場合に実行される。

ミル１０の通常運転時において、スピレージホッパ６１に貯留されたスピレージを、スピレージホッパ６１外に排出するために、スピレージホッパ６１を開放する必要がある。スピレージホッパ６１を開放する際には、スピレージホッパ入口弁６８を閉止するが、ハウジング１１内の高温のガスが、スピレージホッパ６１に到達しないようにするために、さらに内部空間ＩＳ１を加圧状態とする。

この場合、内部空間ＩＳ１に供給される圧縮ガスは、スピレージホッパ６１及びスピレージホッパ入口弁６８の近傍に、高温ガスが到達することを抑制するためのシールガスとして機能する。一方、スピレージシュート６２の少なくとも一部が閉塞する閉塞状態が発生した場合に内部空間ＩＳ１を加圧するのは、閉塞状態を解消するためである。

加圧用の圧縮ガスとしては、空気、あるいは乾燥蒸気、窒素、二酸化炭素等の不活性ガスなどを用いてもよい。加圧用の圧縮ガスとして不活性ガスを用いた場合には、比較的発火しやすい粉砕後燃料を含む残炭の自然発火を抑制することができる。

閉塞検知部６４は、スピレージシュート６２に排出物が堆積して、スピレージシュート６２の少なくとも一部が閉塞する閉塞状態が発生したことを検知する装置である。閉塞検知部６４は、第１圧力センサ６４ａと、第２圧力センサ６４ｂと、演算部６４ｃと、を有する。

第１圧力センサ６４ａは、スピレージシュート６２のスピレージホッパ６１側の内部空間ＩＳ１の圧力を検知する。第１圧力センサ６４ａが検知した第１圧力Ｐ１は、演算部６４ｃに伝達される。
第２圧力センサ６４ｂは、ミル１０のハウジング１１の下方側（粉砕テーブル１２の下方）の内部空間ＩＳ２の圧力を検知する。第２圧力センサ６４ｂが検知した第２圧力Ｐ２は、演算部６４ｃに伝達される。

なお、スピレージホッパ入口弁６８が開状態である場合、内部空間ＩＳ１と内部空間ＩＳ３が連通するため、スピレージホッパ６１の内部空間ＩＳ３の圧力は、スピレージシュート６２の内部空間ＩＳ１の圧力と等しい。そのため、第１圧力センサ６４ａは、スピレージホッパ６１の内部空間ＩＳ３の圧力を検知するものとしてもよい。

演算部６４ｃは、第１圧力センサ６４ａが検知した第１圧力Ｐ１から第２圧力センサ６４ｂが検知した第２圧力Ｐ２を減算した差圧Ｐ３を算出する。演算部６４ｃは、差圧Ｐ３が所定圧力Ｐ０以上となった場合にスピレージシュート６２の少なくとも一部が排出物により閉塞した閉塞状態が発生したことを検知し、排出制御部６５に伝達する。所定圧力Ｐ０は、閉塞状態における第１圧力Ｐ１と第２圧力Ｐ２との関係から予め定めておき、演算部６４ｃに記憶させておくものとする。

排出制御部６５は、排出装置６０の各部を制御する装置である。排出制御部６５は、閉塞検知部６４の演算部６４ｃから閉塞状態が発生したことを検知した情報が伝達された場合に、内部空間ＩＳ１を加圧して閉塞状態が解消するように圧縮ガス供給弁６３の開度を制御する。

スクレーパ６６は、ミル１０が有する粉砕テーブル１２に連動して中心軸線Ｃ１回りに回転するとともにハウジング１１の底面部１１ｄに堆積した排出物を開口１１ｅに案内する装置である。スクレーパ６６は、一端が粉砕テーブル１２に固定されるアーム部６６ａと、アーム部６６ａの鉛直下方側に延びる移動部６６ｂと、を有する。

アーム部６６ａは、中心軸線Ｃ１からハウジング１１の側面部１１ｂ方向に向かって略水平に延びている。移動部６６ｂは、下端がハウジング１１の底面部１１ｄに当接するように配置され、底面部１１ｄの上面を摺動する。底面部１１ｄの移動部６６ｂの回転軌道上には、開口１１ｅが形成されている。開口１１ｅは、上下方向に貫通する穴であり、例えば平面視で四角形状である。

アシストガス供給部６７は、スピレージシュート６２に堆積した排出物をスピレージホッパ６１の内部へ向けて排出するための装置である。図３に示すように、アシストガス供給部６７は、噴射部６７ａと、アシストガス供給弁６７ｂとを有する。

噴射部６７ａは、スピレージシュート６２の内部に設けられ、スピレージシュート６２の開口１１ｅの近傍から下流側に向けてアシストガスＡＧを噴射する。噴射部６７ａは、アシストガスＡＧをスピレージシュート６２の底面６２ａＡに沿って斜め下方に向けて噴射して、底面６２ａＡに堆積した排出物をスピレージホッパ６１の内部へ向けて排出する。

アシストガスＡＧには、空気、あるいは乾燥蒸気、窒素、二酸化炭素等の不活性ガスなどを用いることができる。アシストガスＡＧとして不活性ガスを用いた場合には、比較的発火しやすい粉砕後燃料を含む残炭の自然発火を抑制することができる。

アシストガス供給弁６７ｂは、噴射部６７ａに供給されるアシストガスＡＧの供給量を調整する装置である。アシストガス供給弁６７ｂは、排出制御部６５から伝達される制御信号に応じて開度を調整することにより、圧縮ガス供給源６９から供給される圧縮ガスを噴射部６７ａへ供給する。圧縮ガスは、圧縮ガス供給源６９から供給ラインＬ０を介してアシストガス供給弁６７ｂへ供給される。また、圧縮ガスは、アシストガス供給弁６７ｂから供給ラインＬ２を介して噴射部６７ａへ供給される。

スピレージホッパ入口弁６８は、ミル１０の通常運転時、及びミル１０の緊急停止後に実施するクリアリング運転時において、開状態とされる。スピレージホッパ入口弁６８を開状態とすることで、通常運転時及びクリアリング運転を行う際に、スピレージシュート６２に流入する排出物がスピレージホッパ６１に導かれる。また、スピレージホッパ入口弁６８は、スピレージホッパ６１に回収された排出物を外部に排出する際に閉状態とされる。スピレージホッパ入口弁６８は、排出制御部６５から伝達される制御信号により、開状態と閉状態とが切り替えられる。

図２に示すように、スピレージホッパ入口弁６８は、スピレージシュート６２の第２流路６２ｂのスピレージホッパ６１との接続位置の近傍に配置される。スピレージホッパ入口弁６８は、圧縮ガス供給弁６３から圧縮ガスが供給される供給位置および第２圧力センサ６４ｂが内部空間ＩＳ１の圧力を検知する位置よりもスピレージホッパ６１側に配置される。

次に、本実施形態に係る固体燃料粉砕装置１００の動作について説明する。

［通常運転時］
まず、通常運転時におけるミル１０の動作について図２を用いて説明する。なお、通常運転時とは、給炭管１７から粉砕テーブル１２に固体燃料が供給され、粉砕テーブル１２上で固体燃料を粉砕している状態をいう。

給炭管１７から粉砕テーブル１２上に固体燃料が供給されると、粉砕ローラ１３が、粉砕テーブル１２上の固体燃料を押圧して粉砕する。粉砕された固体燃料である粉砕後燃料の一部は、粉砕テーブル１２の遠心力によって、粉砕テーブル１２上から径方向外側に飛散する。飛散した粉砕後燃料は、一次空気ダクト１１ｃから供給されて吹出口１２ｂを通過した一次空気（搬送用空気）によって、乾燥されつつ上昇する。

上昇した粉砕後燃料は、回転式分級機１６により分級され、所定粒径よりも大きいものは粗粒燃料として落下して再び粉砕テーブル１２上に戻されて再粉砕が行われる。一方、所定粒径よりも小さいものは微粉燃料として、回転式分級機１６を通過し、一次空気の気流に乗って出口ポート１９からハウジング１１の外部へ排出される。

固体燃料に混在した礫や金属片などの異物、及び、粉砕後燃料であっても一次空気によって搬送できないほど質量の大きいものなどは、粉砕テーブル１２の外周部からハウジング１１の底面部１１ｄへ落下する。底面部１１ｄに落下した固体燃料や異物（スピレージ）は、スクレーパ６６によって開口１１ｅを介してスピレージシュート６２に案内されてハウジング１１の外部のスピレージホッパ６１へ排出される。

［緊急停止時］
次に、本実施形態に係るミル１０を緊急停止させる際に行う運転について説明する。ミル１０が異常等を検知すると、ミル１０は緊急停止する。緊急停止すると、給炭管１７からの固体燃料の供給、粉砕テーブル１２の回転及び一次空気ダクト１１ｃからの一次空気の導入等を停止する場合がある。このような場合には、粉砕テーブル１２上の粉砕後あるいは粉砕途中の燃料は、粉砕テーブル１２上に残留する。

また、一次空気によって搬送中だった粉砕後燃料の一部が落下し、粉砕テーブル１２上またはハウジング１１の底面部１１ｄに堆積する。このとき、粉砕テーブル１２の回転が停止しているので、スクレーパ６６の回転も停止している。よって、スクレーパ６６による底面部１１ｄ上の残炭の排出も行われない。

ミル１０が緊急停止すると、ハウジング１１内の酸素濃度を低下させる運転（酸素濃度低下運転）を行う。具体的には、ハウジング１１内に不活性ガスとして窒素や蒸気を供給し、ハウジング１１内の酸素濃度を低下させることで、ハウジング１１内に残留した残炭の自然酸化昇温や着火を抑制する。

ハウジング１１内の酸素濃度が十分に低下し、残炭の自然酸化昇温や着火が抑制されたと判断すると、次に、ハウジング１１内の残炭を排出する運転（クリアリング運転）を行う。クリアリング運転を開始すると、まず、粉砕テーブル１２を回転させる。これにより、スクレーパ６６も回転する。

粉砕テーブル１２を回転させることで、遠心力により、粉砕テーブル１２上の残炭が飛散し、粉砕テーブル１２の外周からハウジング１１の底面部１１ｄへと落下する。底面部１１ｄに堆積した残炭は、スクレーパ６６によって、開口１１ｅに案内されて、スピレージシュート６２に流入する。スピレージシュート６２内に流入した残炭は、スピレージシュート６２内を流通し、ハウジング１１の外部に設けられたスピレージホッパ６１へと排出される。このとき、スピレージシュート６２内では、噴射部６７ａによって、アシストガスが噴射されてもよい。このように、ハウジング１１内の残炭を排出し、ハウジング１１内で残炭の自然酸化昇温や着火を抑制する。

［クリアリング運転時］
次に、クリアリング運転を行う際に排出装置６０が実行する動作について図４を参照して説明する。図４は、クリアリング運転を行う際に排出装置６０が実行する動作を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１で、排出制御部６５は、スピレージホッパ入口弁６８を開状態とする（スピレージホッパ入口弁６８が開状態の場合は、開状態を維持する）よう制御し、スピレージシュート６２からスピレージホッパ６１に残炭が排出される状態とする。

ステップＳ１０２で、排出制御部６５は、圧縮ガス供給弁６３を閉状態とする（圧縮ガス供給弁６３が閉状態の場合は、閉状態を維持する）よう制御する。

ステップＳ１０３で、排出制御部６５は、アシストガス供給弁６７ｂを開状態とする（アシストガス供給弁６７ｂが開状態の場合は、開状態を維持する）よう制御する。アシストガス供給弁６７ｂを開状態としているのは、開口１１ｅを介してスピレージシュート６２に流入した残炭をスピレージホッパ６１の内部へ向けて排出するためである。

ステップＳ１０４で、排出制御部６５は、スピレージシュート６２の少なくとも一部が閉塞する閉塞状態を閉塞検知部６４が検知したかどうかを判断する。排出制御部６５は、閉塞検知部６４から閉塞状態を検知したことが伝達されている場合にはＹＥＳと判断し、そうでなければＮＯと判断する。

排出制御部６５は、ステップＳ１０４でＮＯと判断した場合、本フローチャートの処理を終了した後、本フローチャートの処理を再開する。すなわち、ミル１０のクリアリング運転が停止されるまでは、アシストガス供給弁６７ｂを開状態とし、噴射部６７ａからアシストガスを噴射する状態を継続する。

ここで、図５を参照して、閉塞検知部６４が閉塞状態を検知する動作について説明する。図５は、第１圧力Ｐ１から第２圧力Ｐ２を減算した差圧Ｐ３の時間変化を示すグラフである。図５において、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間において、差圧Ｐ３が増加している。これは、時刻Ｔ１においてスピレージシュート６２の一部に残炭が堆積し、徐々にスピレージシュート６２の流路断面積を減少させることにより、内部空間ＩＳ１の圧力が増加するためである。

例えば、図３に示すように、スピレージシュート６２の一部に残炭が堆積して堆積部３００を形成する場合、堆積部３００が存在する位置におけるスピレージシュート６２の流路断面積が極端に小さくなる。この状態において、噴射部６７ａから噴射されるアシストガスＡＧが堆積部３００を崩壊させることができない場合、アシストガスＡＧが堆積部３００を通過して内部空間ＩＳ１側に導かれ、内部空間ＩＳ１の圧力が増加する。

閉塞検知部６４は、時刻Ｔ２で差圧Ｐ３が所定圧力Ｐ０以上となった場合に閉塞状態が発生したことを検知し、排出制御部６５に伝達する。時刻Ｔ２から時刻Ｔ３において、差圧Ｐ３が所定圧力Ｐ０で一定となっているのは、流入する残炭によって堆積部３００が成長して、スピレージシュート６２の流路を閉塞してしまい、アシストガスＡＧによる内部空間ＩＳ１の加圧限界に達したからである。

ステップＳ１０５で、排出制御部６５は、圧縮ガス供給弁６３を閉状態から開状態に切り替えるよう制御する。圧縮ガス供給弁６３を開状態としているのは、内部空間ＩＳ１を加圧して堆積部３００を崩壊させることにより閉塞状態を解消するためである。

ステップＳ１０６で、排出制御部６５は、アシストガス供給弁６７ｂを開状態から閉状態に切り替える。アシストガス供給弁６７ｂを閉状態としているのは、内部空間ＩＳ１を加圧するために、噴射部６７ａからのアシストガスＡＧの供給を停止する必要があるからである。

ステップＳ１０７で、排出制御部６５は、スピレージシュート６２の少なくとも一部が閉塞する閉塞状態が解消したかどうかを判断する。排出制御部６５は、閉塞検知部６４から閉塞状態を検知したことが伝達されていない場合はＹＥＳと判断し、閉塞検知部６４から閉塞状態を検知したことが伝達されている場合はＮＯと判断する。

排出制御部６５は、ステップＳ１０７でＮＯと判断した場合には、再びステップＳ１０５およびステップＳ１０６の処理を実行する。すなわち、排出制御部６５は、閉塞状態が解消するまでは、圧縮ガス供給弁６３から内部空間ＩＳ１への圧縮ガスの供給を継続する。

排出制御部６５は、ステップＳ１０５およびステップＳ１０６の処理を繰り返し実行する際に、圧縮ガス供給弁６３から内部空間ＩＳ１への圧縮ガスの供給量を断続的にまたは連続的に変化させるように制御するのが望ましい。ここで、圧縮ガスの供給量を断続的に変化させるとは、目標の圧縮ガス供給量となるまで、複数回時間を置いて段階的に供給量を変化させることである。また、圧縮ガスの供給量を連続的に変化させるとは、目標の圧縮ガス供給量となるまで、ある一定の変化量をもって供給量を変化させることである。

図５に示すように、時刻Ｔ３において圧縮ガス供給弁６３が閉状態から開状態に切り替えられると、時刻Ｔ４に至るまで差圧Ｐ３が漸次増加する。差圧Ｐ３が増加するのは、閉塞状態が解消されないため圧縮ガス供給弁６３から内部空間ＩＳ１に供給された圧縮ガスが増加するのに従って内部空間ＩＳ１の圧力が上昇するからである。

図５に示すように、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５に至るまで差圧Ｐ３が急激に減少している。これは、時刻Ｔ４において差圧Ｐ３が堆積部３００を崩壊させるのに十分に上昇し、内部空間ＩＳ１からミル１０の内部空間ＩＳ２に向けて圧縮ガスが流入したためである。

閉塞検知部６４は、差圧Ｐ３が所定圧力Ｐ０を下回った場合に、閉塞状態が解消したと判断し、閉塞状態の解消を検知したことを排出制御部６５に伝達する。排出制御部６５は、ステップＳ１０７の後に本フローチャートの処理を終了させ、その後に本フローチャートの処理を再開し、ステップＳ１０１以降の処理を実行する。

ミル１０のクリアリング運転が継続されている場合、排出制御部６５は、ステップＳ１０２において、圧縮ガス供給弁６３が開状態から閉状態に切り替わるよう制御する。したがって、排出制御部６５は、閉塞状態が解消されて差圧Ｐ３が所定圧力Ｐ０を下回った場合に、内部空間ＩＳ１の加圧を停止するよう圧縮ガス供給弁６３を制御する。

以上の説明において、ミル１０がクリアリング運転を行う際には、スピレージホッパ入口弁６８を常に開状態にするものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、排出制御部６５は、ステップＳ１０４で閉塞状態を検知した場合、閉塞状態が解除されるまでスピレージホッパ入口弁６８を開状態から閉状態に切り替えるよう制御してもよい。

閉塞状態を検知した場合にスピレージホッパ入口弁６８を閉状態とすることで、スピレージシュート６２の内部空間ＩＳ１がスピレージホッパ６１の内部空間ＩＳ３と連通しない状態となる。そのため、内部空間ＩＳ１と連通した全体の空間の体積が小さくなり、内部空間ＩＳ１の圧力を早期に増加させることができる。

なお、スピレージホッパ入口弁６８を閉状態とすると、閉塞状態が解消した際に、堆積部３００を形成していた残炭がスピレージホッパ入口弁６８の弁体上に堆積してしまう可能性がある。そのため、スピレージホッパ入口弁６８は、所定量以上の残炭が堆積した場合、堆積物の重量により閉状態から開状態に切り替わる、例えばフラップダンパ構造とするのが望ましい。

以上説明した本実施形態によれば、以下の作用および効果を奏する。
本実施形態の排出装置６０によれば、ハウジング１１の底面部１１ｄに設けられた開口１１ｅからスピレージホッパ６１へ排出物（スピレージ及び残炭）を導くスピレージシュート６２に排出物が堆積してスピレージシュート６２の少なくとも一部が閉塞する閉塞状態が発生した場合に、スピレージシュート６２の内部空間ＩＳ１を加圧することにより閉塞状態が解消される。したがって、例えば、スピレージシュート６２に堆積する排出物に空気を噴射する噴射部６７ａでは解消できない閉塞状態が発生した場合であっても、閉塞状態を適切に解消することができる。

また、本実施形態の排出装置６０によれば、ミル１０の内部に残留した残炭を排出するクリアリング運転を行う際に、スピレージシュート６２に閉塞状態が発生した場合に、スピレージシュート６２の内部空間ＩＳ１を加圧することにより閉塞状態を解消することができる。

また、本実施形態の排出装置６０によれば、内部空間ＩＳ１の第１圧力Ｐ１からハウジング１１の内部空間ＩＳ２の第２圧力Ｐ２を減算した差圧Ｐ３と所定圧力Ｐ０とを比較することにより、閉塞状態が発生したことを適切に検知することができる。

また、本実施形態の排出装置６０によれば、スピレージシュート６２に圧縮ガスを供給して内部空間ＩＳ１を加圧することにより、閉塞状態を適切に解消することができる。また、本実施形態の排出装置６０によれば、スピレージシュート６２に供給する圧縮ガスの供給量を断続的または連続的に変化させて内部空間ＩＳ１の圧力上昇速度を変化させることにより、閉塞状態を適切に解消することができる。

本実施形態の排出装置６０によれば、内部空間ＩＳ１の第１圧力Ｐ１から内部空間ＩＳ２の第２圧力Ｐ２を減算した差圧Ｐ３と所定圧力Ｐ０とを比較して閉塞状態が解消したことを適切に検知することにより、内部空間ＩＳ１の加圧を適切に停止することができる。

また、本実施形態の排出装置６０によれば、排出物の閉塞が発生しにくい第２流路６２ｂに圧縮ガスを供給することにより、排出物の閉塞が発生しやすい第１流路６２ａで発生した閉塞状態を確実に解消することができる。

また、本実施形態の排出装置６０によれば、閉塞状態を検知した場合にスピレージホッパ入口弁６８を閉状態とすることで、スピレージシュート６２の内部空間ＩＳ１がスピレージホッパ６１と連通しない状態となる。そのため、内部空間ＩＳ１と連通した全体の空間の体積が小さくなり、内部空間ＩＳ１の圧力を早期に増加させることができる。

また、本実施形態の排出装置６０によれば、スピレージシュート６２内の排出物がスピレージホッパ入口弁６８に堆積したとしても、所定量以上となる場合にはスピレージホッパ６１に排出されるため、スピレージホッパ入口弁６８が故障すること防止することができる。

以上説明した各実施形態に記載の排出装置、固体燃料粉砕装置および排出装置の制御方法は例えば以下のように把握される。

本開示の一態様に係る排出装置は、粉砕機（１０）のハウジング（１１）の底面部（１１ｄ）に設けられた開口（１１ｅ）から排出物を排出する排出装置（６０）であって、前記開口から排出される前記排出物を回収する回収部（６１）と、前記ハウジングと前記回収部とを連通させるとともに前記開口から前記回収部へ前記固体燃料を導く排出経路（６２）と、前記排出経路の第１内部空間（ＩＳ１）を加圧する加圧部（６３）と、前記排出経路に前記排出物が堆積して前記排出経路の少なくとも一部が閉塞する閉塞状態が発生したことを検知する検知部（６４）と、前記閉塞状態が発生したことを前記検知部が検知した場合に、前記第１内部空間（ＩＳ１）を加圧して前記閉塞状態が解消するように前記加圧部を制御する制御部（６５）と、を備える。

本開示の一態様に係る排出装置によれば、ハウジングの底面部に設けられた開口から回収部へ排出物を導く排出経路に排出物が堆積して排出経路の少なくとも一部が閉塞する閉塞状態が発生した場合に、排出経路の第１内部空間を加圧することにより閉塞状態が解消される。したがって、例えば、排出経路に堆積する排出物に気体を噴射するガスノズルでは解消できない閉塞状態が発生した場合であっても、閉塞状態を適切に解消することができる。

本開示の一態様に係る排出装置において、前記粉砕機が有する粉砕テーブル（１２）に連動して回転するとともに前記ハウジングの前記底面部に堆積した前記排出物を前記開口に案内するスクレーパ（６６）を備え、前記制御部は、前記粉砕機が緊急停止した後に前記スクレーパを用いて前記底面部に堆積する前記排出物を排出するクリアリング運転を行う際に、前記閉塞状態が発生したことを前記検知部が検知した場合に、前記第１内部空間（ＩＳ１）を加圧して前記閉塞状態が解消するように前記加圧部を制御する構成としてもよい。
本構成の排出装置によれば、スクレーパを用いて底面部に堆積する排出物を排出するクリアリング運転を行う際に、排出経路に閉塞状態が発生した場合に、排出経路の第１内部空間を加圧することにより閉塞状態を解消することができる。

本開示の一態様に係る排出装置において、前記検知部は、前記第１内部空間の第１圧力（Ｐ１）から前記ハウジングの第２内部空間（ＩＳ２）の第２圧力（Ｐ２）を減算した差圧（Ｐ３）が所定圧力以上となった場合に前記閉塞状態が発生したことを検知する構成としてもよい。
本構成の排出装置によれば、第１内部空間の第１圧力から第２内部空間の第２圧力を減算した差圧と所定圧力とを比較することにより、閉塞状態が発生したことを適切に検知することができる。

本開示の一態様に係る排出装置において、前記加圧部は、前記排出経路に加圧用気体を供給することにより前記第１内部空間を加圧する構成としてもよい。
本構成の排出装置によれば、排出経路に加圧用気体を供給して第１内部空間を加圧することにより、閉塞状態を適切に解消することができる。

上記構成の排出装置において、前記制御部は、前記排出経路に供給する前記加圧用気体の供給量が断続的または連続的に変化するように前記加圧部を制御する態様としてもよい。
本態様の排出装置によれば、排出経路に供給する加圧用気体の供給量を断続的または連続的に変化させることにより、第１内部空間の圧力増加速度を変化させて閉塞状態を適切に解消することができる。

上記構成の排出装置において、前記制御部は、前記閉塞状態が解消されて前記差圧が前記所定圧力を下回った場合に、前記第１内部空間の加圧を停止するよう前記加圧部を制御する態様としてもよい。
本態様の排出装置によれば、第１内部空間の第１圧力から第２内部空間の第２圧力を減算した差圧と所定圧力とを比較して閉塞状態が解消したことを適切に検知することにより、第１内部空間の加圧を適切に停止することができる。

上記構成の排出装置において、前記排出経路は、前記開口から斜め下方に向けて前記排出物を導く第１流路（６２ａ）と、前記第１流路から前記回収部へ前記排出物を鉛直方向下方に導く第２流路（６２ｂ）と、を有し、前記加圧部は、前記第２流路に前記加圧用気体を供給する態様としてもよい。
本態様の排出装置によれば、排出物の閉塞が発生しにくい第２流路に加圧用気体を供給することにより、排出物の閉塞が発生しやすい第１流路で発生した閉塞状態を確実に解消することができる。

上記構成の排出装置において、前記排出経路の前記加圧用気体の供給位置よりも前記回収部側に配置される開閉弁（６８）を備え、前記制御部は、前記閉塞状態が発生したことを前記検知部が検知した場合に、前記開閉弁を開状態から閉状態に切り替えるよう前記開閉弁を制御する態様としてもよい。

本態様の排出装置によれば、閉塞状態を検知した場合に開閉弁を閉状態とすることで、排出経路の第１内部空間が回収部と連通しない状態となる。そのため、第１内部空間と連通した全体の空間の体積が小さくなり、第１内部空間の圧力を早期に増加させることができる。

上記態様の排出装置において、前記開閉弁（６８）は、所定量以上の前記排出物が堆積した場合に前記排出物の重量により前記閉状態から前記開状態に切り替わる形態としてもよい。
本形態の排出装置によれば、排出経路内の排出物が開閉弁に堆積したとしても、所定量以上となる場合には回収部に排出されるため、開閉弁が故障すること防止することができる。

本開示の一態様に係る固体燃料粉砕装置は、上記のいずれかに記載の排出装置と、固体燃料を粉砕する前記粉砕機と、を備える。
本開示の一態様に係る固体燃料粉砕装置よれば、粉砕機のハウジングと排出物の回収部とを連通させる排出経路が排出物により閉塞する閉塞状態を解消することができる。

本開示の一態様に係る排出装置の制御方法は、粉砕機のハウジングの底面部に設けられた開口から排出物を排出する排出装置の制御方法であって、前記排出装置は、前記開口から排出される前記排出物を回収する回収部と、前記ハウジングと前記回収部とを連通させるとともに前記開口から前記回収部へ前記排出物を導く排出経路と、前記排出経路の第１内部空間を加圧する加圧部と、を備え、前記ダクトに前記排出物が堆積して前記排出経路の少なくとも一部が閉塞する閉塞状態が発生したことを検知する検知工程（Ｓ１０４）と、前記閉塞状態が発生したことを前記検知工程が検知した場合に、前記第１内部空間を加圧して前記閉塞状態が解消するように前記加圧部を制御する制御工程（Ｓ１０５）と、を備える。

本開示の一態様に係る排出装置の制御方法によれば、ハウジングの底面部に設けられた開口から回収部へ排出物を導く排出経路に排出物が堆積して排出経路の少なくとも一部が閉塞する閉塞状態が発生した場合に、排出経路の第１内部空間を加圧することにより閉塞状態が解消される。したがって、例えば、排出経路に堆積する排出物に気体を噴射するガスノズルでは解消できない閉塞状態が発生した場合であっても、閉塞状態を適切に解消することができる。

１ 発電プラント
１０ ミル（粉砕機）
１１ ハウジング
１１ｂ 側面部
１１ｃ 一次空気ダクト
１１ｄ 底面部
１１ｅ 開口
１２ 粉砕テーブル
１２ａ 旋回羽根
１２ｂ 吹出口
１３ 粉砕ローラ
１４ 減速機
１５ ミルモータ
１６ 回転式分級機
１６ａ ブレード
１７ 給炭管
１８ 分級機モータ
１９ 出口ポート
３０ 送風部
３１ 一次空気通風機
３４ 空気予熱器
４０ 状態検出部
５０ 制御部
６０ 排出装置
６１ スピレージホッパ（回収部）
６２ スピレージシュート（排出経路）
６２ａ 第１流路
６２ａＡ 底面
６２ｂ 第２流路
６３ 圧縮ガス供給弁（加圧部）
６４ 閉塞検知部
６４ａ 第１圧力センサ
６４ｂ 第２圧力センサ
６４ｃ 演算部
６５ 排出制御部
６６ スクレーパ
６７ アシストガス供給部
６７ａ 噴射部
６７ｂ アシストガス供給弁
６８ スピレージホッパ入口弁（開閉弁）
６９ 圧縮ガス供給源
１００ 固体燃料粉砕装置
１１０ 一次空気流路
１２０ 微粉燃料供給流路
２００ ボイラ
２１０ 火炉
２２０ バーナ
３００ 堆積部
ＡＧ アシストガス
Ｃ１ 中心軸線
ＩＳ１ 内部空間
ＩＳ２ 内部空間
ＩＳ３ 内部空間
Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２ 供給ライン
Ｐ０ 所定圧力
Ｐ１ 第１圧力
Ｐ２ 第２圧力
Ｐ３ 差圧

Claims (11)

1. 粉砕機のハウジングの底面部に設けられた開口から排出物を排出する排出装置であって、
   前記開口から排出される前記排出物を回収する回収部と、
   前記ハウジングと前記回収部とを連通させるとともに前記開口から前記回収部へ前記排出物を導く排出経路と、
   前記排出経路の第１内部空間を加圧する加圧部と、
   前記排出経路に前記排出物が堆積して前記排出経路の少なくとも一部が閉塞する閉塞状態が発生したことを検知する検知部と、
   前記閉塞状態が発生したことを前記検知部が検知した場合に、前記第１内部空間を加圧して前記閉塞状態が解消するように前記加圧部を制御する制御部と、を備える排出装置。
2. 前記粉砕機が有する粉砕テーブルに連動して回転するとともに前記ハウジングの前記底面部に堆積した前記排出物を前記開口に案内するスクレーパを備え、
   前記制御部は、前記粉砕機が緊急停止した後に前記スクレーパを用いて前記底面部に堆積する前記排出物を排出するクリアリング運転を行う際に、前記閉塞状態が発生したことを前記検知部が検知した場合に、前記第１内部空間を加圧して前記閉塞状態が解消するように前記加圧部を制御する請求項１に記載の排出装置。
3. 前記検知部は、前記第１内部空間の第１圧力から前記ハウジングの第２内部空間の第２圧力を減算した差圧が所定圧力以上となった場合に前記閉塞状態が発生したことを検知する請求項１または請求項２に記載の排出装置。
4. 前記加圧部は、前記排出経路に加圧用気体を供給することにより前記第１内部空間を加圧する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の排出装置。
5. 前記制御部は、前記排出経路に供給する前記加圧用気体の供給量が断続的または連続的に変化するように前記加圧部を制御する請求項４に記載の排出装置。
6. 前記制御部は、前記閉塞状態が解消されて前記差圧が前記所定圧力を下回った場合に、前記第１内部空間の加圧を停止するよう前記加圧部を制御する請求項３に記載の排出装置。
7. 前記排出経路は、前記開口から斜め下方に向けて前記排出物を導く第１流路と、前記第１流路から前記回収部へ前記排出物を鉛直方向下方に導く第２流路と、を有し、
   前記加圧部は、前記第２流路に前記加圧用気体を供給する請求項４または請求項５に記載の排出装置。
8. 前記排出経路の前記加圧用気体の供給位置よりも前記回収部側に配置される開閉弁を備え、
   前記制御部は、前記閉塞状態が発生したことを前記検知部が検知した場合に、前記開閉弁を開状態から閉状態に切り替えるよう前記開閉弁を制御する請求項４または請求項５に記載の排出装置。
9. 前記開閉弁は、所定量以上の前記排出物が堆積した場合に前記排出物の重量により前記閉状態から前記開状態に切り替わる請求項８に記載の排出装置。
10. 請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の排出装置と、
    固体燃料を粉砕する前記粉砕機と、を備える固体燃料粉砕装置。
11. 粉砕機のハウジングの底面部に設けられた開口から排出物を排出する排出装置の制御方法であって、
    前記排出装置は、
    前記開口から排出される前記排出物を回収する回収部と、
    前記ハウジングと前記回収部とを連通させるとともに前記開口から前記回収部へ前記排出物を導く排出経路と、
    前記排出経路の第１内部空間を加圧する加圧部と、を備え、
    前記排出経路に前記排出物が堆積して前記排出経路の少なくとも一部が閉塞する閉塞状態が発生したことを検知する検知工程と、
    前記閉塞状態が発生したことを前記検知工程が検知した場合に、前記第１内部空間を加圧して前記閉塞状態が解消するように前記加圧部を制御する制御工程と、を備える排出装置の制御方法。
    

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