JP4801552B2 - Biomass crusher and control method thereof - Google Patents
Biomass crusher and control method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP4801552B2 JP4801552B2 JP2006265033A JP2006265033A JP4801552B2 JP 4801552 B2 JP4801552 B2 JP 4801552B2 JP 2006265033 A JP2006265033 A JP 2006265033A JP 2006265033 A JP2006265033 A JP 2006265033A JP 4801552 B2 JP4801552 B2 JP 4801552B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- biomass
- moisture content
- pulverizer
- air
- crusher
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C15/00—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
- B02C15/04—Mills with pressed pendularly-mounted rollers, e.g. spring pressed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C25/00—Control arrangements specially adapted for crushing or disintegrating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Crushing And Grinding (AREA)
Abstract
Description
本発明は、竪型粉砕機を用いて木屑等のバイオマスを粉砕するバイオマス粉砕装置及びその制御方法に関し、特にバイオマスの含水率が変動した場合であっても粉砕性能を維持でき、粉砕機の安定運用を達成するとともに粉砕動力の低減を図ることができるバイオマス粉砕装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a biomass pulverization apparatus and its control method for pulverizing biomass such as wood chips using a vertical pulverizer, and in particular, the pulverization performance can be maintained even when the moisture content of the biomass fluctuates, and the stability of the pulverizer The present invention relates to a biomass pulverization apparatus capable of achieving operation and reducing pulverization power and a control method thereof.
近年、発電燃料としてコスト的に石炭火力が見直されつつあり、さらに電気事業者に新エネルギー等から発電される電気を一定割合以上利用することを義務づける法規制(RPS法)への対応のために、新エネルギー等(バイオマス(動植物に由来する有機物)発電等)の普及が図られている。
また、CO2発生量の抑制から、ひいてはCO2排出権取引に利用可能であることから、バイオマスの利用促進が図られている。
In recent years, coal-fired thermal power has been reviewed as a fuel for power generation, and in addition to complying with laws and regulations (RPS law) that require electric utilities to use electricity generated from new energy, etc. over a certain percentage The spread of new energy (biomass (organic matter derived from animals and plants) power generation, etc.) is being promoted.
In addition, the use of biomass is promoted because it can be used for CO 2 emission trading because of the suppression of CO 2 generation.
バイオマス発電システムには、石炭とバイオマスとを混合して燃焼させるバイオマス混焼技術があり、このバイオマス混焼技術には、石炭とバイオマスとを混合してから粉砕する混合粉砕方式と、石炭とバイオマスとをそれぞれを単独で粉砕する単独粉砕方式とが知られている。 The biomass power generation system has a biomass co-firing technology in which coal and biomass are mixed and combusted. This biomass co-firing technology includes a mixed pulverization method in which coal and biomass are mixed and then pulverized, and coal and biomass. A single pulverization method in which each is pulverized independently is known.
前者の混合粉砕方式としては、特許文献1、2で示される技術が知られている。特許文献1には、石炭を粉砕する粉砕機と、石炭を粉砕機に供給する石炭供給管及び石炭バンカを備えた石炭供給装置と、前記石炭供給管にバイオマスを定量的に供給するバイオマス定量供給手段とを備えて、バイオマス定量供給手段からのバイオマスの供給を調整して粉砕機の運転状態を安定化する構成が開示されている。また特許文献2には、前もって所定の大きさに破砕された木屑を石炭と混合した後、混合物を粉砕機で粉砕するようにし、粉砕機の回転テーブルの周速を木屑の混合増加率に応じて増加させて且つローラ荷重を低減する運転方法が開示されている。 As the former mixing and pulverizing method, techniques shown in Patent Documents 1 and 2 are known. Patent Document 1 discloses a pulverizer that pulverizes coal, a coal supply device that includes a coal supply pipe and a coal bunker that supplies coal to the pulverizer, and a biomass supply that quantitatively supplies biomass to the coal supply pipe. And a configuration in which the operation state of the pulverizer is stabilized by adjusting the supply of biomass from the biomass quantitative supply means. In Patent Document 2, wood chips crushed to a predetermined size in advance are mixed with coal, and then the mixture is pulverized by a pulverizer. An operating method for increasing the load and reducing the roller load is disclosed.
後者の単独粉砕方式としては、特許文献3で示される技術が知られている。これは、図7に示すように供給管310より粉砕テーブル312上に木質原料を供給し、粉砕ローラ314で粉砕し、被粉砕物は粉砕テーブル312の外周に排出し、テーブル312外周下方から噴出される空気流316によって上方に搬送されて、被粉砕物を微粉と粗粉に分級する方法である。この方法は、空気流の流量と粉砕テーブル直径の最適な関係を設定することにより、従来の石炭用粉砕機を木質原料の粉砕機として有効利用することを可能としている。
As the latter single pulverization method, a technique disclosed in Patent Document 3 is known. As shown in FIG. 7, the wood material is supplied from the
このような単独粉砕方式を採用した一般的な石炭・バイオマス混焼システムを図8に示す。木屑等のバイオマスはある程度大きさを揃えバイオマスチップとしてバイオマス貯蔵設備101に貯蔵され、その後、バイオマスホッパ102に供給される。バイオマスチップは、バイオマスホッパ102から粉砕機103に供給され、粉砕テーブル104と粉砕ローら105により粉砕される。
また、バイオマス粉砕機103とは別に、石炭ホッパ110a、110bを備えた石炭粉砕機111a、111bが設けられている。粉砕後のバイオマス粉体および石炭粉体はボイラ火炉112に供給され、ボイラ火炉112内でバイオマス粉体と石炭粉体が混合して燃焼するようになっている。
A general coal / biomass co-firing system employing such a single pulverization method is shown in FIG. Biomass such as wood chips is sized to a certain extent and stored as biomass chips in the biomass storage facility 101 and then supplied to the
In addition to the biomass pulverizer 103,
ボイラ火炉112の炉本体113には、燃料供給ノズルとこれに共働するバーナが配設されている。燃焼により発生した燃焼排ガスは、炉内に配設された伝熱管114を加熱して煙道へ送られる。炉本体113の炉出口に設けた煙道の途中には空気加熱器(AH)115が配置され、空気加熱器115を通った燃焼排ガスは、灰捕集装置等の排ガス処理設備を経て大気放出される。空気加熱器115によって外気116を加熱して生成した高温空気117は石炭粉砕機3b、3cに供給され、石炭の乾燥に用いられる。また燃焼排ガスの一部は、誘引ファンによりバイオマス粉砕機103に供給され、バイオマスの乾燥に用いられる。
The
しかしながら上記したようなバイオマス粉砕装置では、石炭を粉砕する場合とは異なりバイオマスは含水率の変動が大きく、粉砕機の処理容量が大きく変動したり粉砕動力が大幅に増大したりするため、ボイラの安定運転に支障をきたすという問題があった。特に、単独粉砕方式では、バイオマスのみを粉砕する構成であるため水分変動が粉砕機の運転に大きく影響する。
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、水分量の変動が大きいバイオマスに対しても、その粉砕性能を維持でき粉砕機の安定運用を達成するとともに粉砕動力の低減を図ることができるバイオマス粉砕装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
However, in the biomass crushing apparatus as described above, unlike the case of crushing coal, the biomass has a large fluctuation in moisture content, and the processing capacity of the crusher greatly fluctuates or the crushing power greatly increases. There was a problem of disturbing stable operation. In particular, in the single pulverization method, since only biomass is pulverized, the water fluctuation greatly affects the operation of the pulverizer.
Therefore, in view of the problems of the prior art described above, the present invention can maintain the pulverization performance even for biomass having a large fluctuation in water content, achieve stable operation of the pulverizer, and reduce the pulverization power. An object of the present invention is to provide a biomass crushing apparatus and a control method thereof.
一般に、バイオマスは高水分状態で粉砕を行うと、粉砕粉が粉砕機内部で再凝集をおこし粉砕機系外へ排出困難となったり、材料の弾性が高い状態で難粉砕状態となるため、同一粒径まで粉砕する動力が増加し処理容量が低下する。
図5に、木材の水分量と粉砕機の処理容量、及び動力比の関係を示す。ここで動力比とは粉砕動力原単位(kWh/t)をいう。
図中(I)靭性低減域は、木材内部にのみ水分が存在する乾燥状態で、破壊応力は低く、粉砕容易である。含水率は約20%以下であり、この領域では含水率が低くなるにつれ処理容量が増加し、動力比は低減する。(II)不感帯域は、内部水分の他に表面水分、自由水が存在する状態である。含水率は約20〜40%の範囲内であり、処理容量と動力比の変化は小さい。(III)凝集域では、上記した水分形態の他に付着水、繊維間隙への水分浸透がみられる。これらの水分により粉砕粉が凝集をおこし、材料の弾性が増加する。含水率は約40%以上であり、処理容量は低下し動力比は増加する。また、バイオマス粒子の弾性増加により、粉砕が困難な状態となる。
このグラフから、靭性低減域、即ち繊維飽和点以下は粉砕に適した含水率であることがわかる。
In general, when biomass is pulverized in a high moisture state, the pulverized powder is re-agglomerated inside the pulverizer, making it difficult to discharge to the outside of the pulverizer system, and it becomes difficult to pulverize with high material elasticity. The power to grind to the particle size increases and the processing capacity decreases.
FIG. 5 shows the relationship between the moisture content of wood, the processing capacity of the pulverizer, and the power ratio. Here, the power ratio means the pulverization power unit (kWh / t).
The (I) toughness reduction region in the figure is a dry state in which moisture exists only inside the wood, has low fracture stress, and is easily pulverized. The water content is about 20% or less. In this region, as the water content decreases, the treatment capacity increases and the power ratio decreases. (II) The dead zone is a state where surface moisture and free water exist in addition to internal moisture. The moisture content is in the range of about 20-40%, and the change in the treatment capacity and power ratio is small. (III) In the agglomeration zone, in addition to the above-described water form, water permeation into the adhering water and fiber gaps is observed. These waters cause the pulverized powder to aggregate and increase the elasticity of the material. The water content is about 40% or more, the treatment capacity is reduced, and the power ratio is increased. Moreover, it will be in the state where a grinding | pulverization becomes difficult by the elasticity increase of biomass particles.
From this graph, it can be seen that the toughness reduction region, that is, the fiber saturation point and below is a moisture content suitable for pulverization.
また、図6に木材の乾燥特性を表す特性図を示す。図中、破線は木材を自然乾燥させた場合、実線は熱風などにより木材を強制乾燥させた場合を表す。一点鎖線は乾燥時間に対する危険温度域を表す。危険温度域とは、自然発火するときの木材の温度である。区分iは自由水の乾燥領域、区分iiは弱結合水の乾燥領域、区分iiiは強結合水の乾燥領域である。
バイオマスを強制乾燥させると、最初にバイオマス内部の水分が蒸発し、大部分の水分が蒸発した後にバイオマス粒子自体が昇温する。粒子昇温点を越える過剰な乾燥を行うと自然発火を引き起こし危険である。領域Aは粒子の昇温を伴わない安全な乾燥領域であり、領域Bは粒子昇温を伴う危険な乾燥領域である。
従って、粒子昇温点以上の含水率を保つことが安全面、効率面から重要であることがわかる。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the drying characteristics of wood. In the figure, the broken line indicates the case where the wood is naturally dried, and the solid line indicates the case where the wood is forcibly dried by hot air or the like. A one-dot chain line represents a dangerous temperature range with respect to the drying time. The dangerous temperature range is the temperature of wood when it spontaneously ignites. Section i is a free water drying area, section ii is a weakly bound water drying area, and section iii is a strongly bound water drying area.
When the biomass is forcibly dried, the moisture inside the biomass first evaporates, and the biomass particles themselves heat up after most of the moisture evaporates. Excessive drying beyond the particle temperature rise point can cause spontaneous ignition and is dangerous. Region A is a safe drying region that does not involve particle temperature rise, and region B is a dangerous drying region that involves particle temperature rise.
Therefore, it can be seen that it is important from the viewpoint of safety and efficiency to maintain the water content above the particle temperature rising point.
そこで上記したバイオマスの特性を鑑みて、
本発明は、竪型粉砕機に供給されるバイオマスが載置される粉砕テーブルと、回転駆動する前記テーブルに連動して作動し前記バイオマスに押圧力を作用せしめて粉砕するローラと、前記粉砕機に空気を供給する空気供給手段とを備えたバイオマス粉砕装置において、
前記粉砕機の内部におけるバイオマスの含水率を検出する含水率検出手段と、該検出された含水率が繊維飽和点以下で且つ粒子昇温点以上となるように調整する含水率調整制御手段を備えることを特徴とする。
Therefore, in view of the above characteristics of biomass,
The present invention includes a grinding table on which biomass to be supplied to a vertical crusher is placed, a roller that operates in conjunction with the rotationally driven table and crushes the biomass by applying a pressing force, and the crusher In the biomass crushing apparatus provided with air supply means for supplying air to
Water content detection means for detecting the moisture content of biomass inside the pulverizer, and water content adjustment control means for adjusting the detected water content to be below the fiber saturation point and above the particle temperature rise point It is characterized by that.
これは、粉砕機内部におけるバイオマスの含水率を繊維飽和点以下、即ち、図5に示される(I)靭性低減域で粉砕を行うことにより、処理容量が高く且つ動力比が低い運転を行うことができる。よって、低ランニングコストで効率よく粉砕機を運転することが可能となる。
また、粉砕機内部におけるバイオマスの含水率を粒子昇温点以上とすることにより、バイオマスの自然酸化を抑制でき、自然発火の危険性を回避できる。
このように、本発明によれば、粉砕機内部におけるバイオマスの含水率を適正値(図6の領域C)に調整することによって、粉砕機の安定運用を達成するとともに、粉砕動力の低減が図れる。
This is because the moisture content of the biomass inside the pulverizer is below the fiber saturation point, that is, by performing pulverization in the (I) toughness reduction region shown in FIG. Can do. Therefore, the pulverizer can be efficiently operated at a low running cost.
In addition, by setting the moisture content of the biomass inside the pulverizer to be equal to or higher than the particle temperature rising point, the natural oxidation of the biomass can be suppressed and the risk of spontaneous ignition can be avoided.
Thus, according to the present invention, by adjusting the moisture content of biomass in the pulverizer to an appropriate value (region C in FIG. 6), stable operation of the pulverizer can be achieved and pulverization power can be reduced. .
また、前記含水率調整制御手段は、前記含水率検出手段により検出された含水率に基づいて前記空気供給手段を制御して供給空気の加熱温度を調整するようにしたことを特徴とする。
このように、供給空気の加熱温度を調整することにより、粉砕機内部におけるバイオマスの含水率を適切な値に調整することが可能となる。
Further, the moisture content adjustment control means controls the air supply means based on the moisture content detected by the moisture content detection means to adjust the heating temperature of the supply air.
Thus, by adjusting the heating temperature of the supply air, it becomes possible to adjust the moisture content of the biomass in the pulverizer to an appropriate value.
さらに、前記空気供給手段により供給される空気の少なくとも一部は前記粉砕機にて得られたバイオマス粉体を含む燃料を燃焼した燃焼排ガスであり、該空気供給手段は、加熱空気を供給する加熱空気供給ラインと、常温空気を供給する常温空気供給ラインと、夫々のライン上に設置されてガス供給量を調節するダンパと、を有しており、
前記含水率調整制御手段は、前記ダンパを開閉制御して供給空気の加熱温度を調整するようにしたことを特徴とする。
上記したようにバイオマス乾燥による粉砕性の維持のため、バイオマス粉砕機には加熱空気を導入するが、バイオマス粒子自身が高温雰囲気での自然酸化昇温特性が顕著であり、粉砕機内火災の要因となることが懸念される。従って、燃焼排ガスのような低酸素ガスを加熱空気に混入させることによって、バイオマスの自然酸化を抑制することができる。
Further, at least a part of the air supplied by the air supply means is combustion exhaust gas obtained by burning fuel containing biomass powder obtained by the pulverizer, and the air supply means is heated to supply heated air. An air supply line, a room temperature air supply line that supplies room temperature air, and a damper that is installed on each line and adjusts the gas supply amount.
The moisture content adjustment control means adjusts the heating temperature of the supply air by opening and closing the damper.
As described above, heated air is introduced into the biomass pulverizer in order to maintain the pulverization property by drying the biomass. However, the biomass particles themselves have remarkable natural oxidation temperature rise characteristics in a high-temperature atmosphere, which may cause a fire in the pulverizer. There is concern about becoming. Therefore, natural oxidation of biomass can be suppressed by mixing low oxygen gas such as combustion exhaust gas into heated air.
さらにまた、前記粉砕機の前段側に設置されバイオマスを乾燥する予備乾燥装置と、該予備乾燥装置と前記粉砕機の間に設置されバイオマスの含水率を検出する第2の含水率検出手段と、該検出された含水率に基づいて前記空気供給手段を切り替える切替制御手段とを備え、
前記切替制御手段は、前記第2の含水率検出手段にて検出された含水率が基準値以下である場合には供給空気の加熱を停止して常温運転に切り替えることを特徴とする。
本発明によれば、予備乾燥装置を設けることによって粉砕機内部におけるバイオマスの含水率を低くすることができ、これにより粉砕熱によるバイオマス粒子の乾燥が進行するため、加熱空気の導入を不要とすることができる。
Furthermore, a predrying device that is installed on the front side of the pulverizer and dries the biomass, and a second moisture content detection unit that is installed between the predrying device and the pulverizer and detects the moisture content of the biomass, Switching control means for switching the air supply means based on the detected moisture content,
The switching control means is characterized in that when the moisture content detected by the second moisture content detecting means is equal to or lower than a reference value, the heating of the supply air is stopped and the operation is switched to the normal temperature operation.
According to the present invention, it is possible to reduce the moisture content of biomass inside the pulverizer by providing a pre-drying device, thereby making it possible to dry the biomass particles by the heat of pulverization, thereby eliminating the need for introducing heated air. be able to.
また、竪型粉砕機にバイオマスを供給し、該粉砕機内の回転駆動する粉砕テーブル上に載置されたバイオマスを、該テーブルの回転と連動して作動するローラにより押圧して粉砕するバイオマス粉砕装置の制御方法において、
前記粉砕機の内部におけるバイオマスの含水率を検出し、該含水率が繊維飽和点以下で且つ粒子昇温点以上となるように調整することを特徴とする。
さらに、前記粉砕機内部におけるバイオマスの含水率を、前記粉砕機への供給空気の加熱温度により調整することを特徴とする。
Further, a biomass pulverizer for supplying biomass to a vertical pulverizer and pulverizing the biomass placed on a pulverization table that is driven to rotate in the pulverizer by a roller that operates in conjunction with the rotation of the table. In the control method of
The moisture content of biomass in the pulverizer is detected and adjusted so that the moisture content is not more than the fiber saturation point and not less than the particle temperature rising point.
Furthermore, the moisture content of the biomass inside the pulverizer is adjusted by the heating temperature of the air supplied to the pulverizer.
以上記載のごとく本発明によれば、粉砕機内部におけるバイオマスの含水率を適正値に調整することによって、処理容量を増大し粉砕機の安定運用を達成するとともに、粉砕動力の低減が図れる。
また、供給空気の加熱温度を調整することにより、粉砕機内部におけるバイオマスの含水率を適切な値に調整することが可能となる。
さらに、供給空気の少なくとも一部を燃焼排ガスとすることで、バイオマスの自然酸化を抑制することができる。
As described above, according to the present invention, by adjusting the moisture content of biomass in the pulverizer to an appropriate value, it is possible to increase the processing capacity, achieve stable operation of the pulverizer, and reduce the pulverization power.
In addition, by adjusting the heating temperature of the supply air, it becomes possible to adjust the moisture content of biomass in the pulverizer to an appropriate value.
Furthermore, natural oxidation of biomass can be suppressed by using at least a part of the supply air as combustion exhaust gas.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図1は本発明の実施例1に係るシステムの全体構成図、図2は竪型粉砕機の概略構成を示す側断面図、図3は粉砕機出口と内部におけるバイオマス粒子の含水率の相関関係を示すグラフ、図4は本発明の実施例2に係るシステムの全体構成図である。
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Not too much.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a system according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a side sectional view showing a schematic configuration of a vertical crusher, and FIG. 3 is a correlation between moisture content of biomass particles at the crusher outlet and inside. FIG. 4 is an overall configuration diagram of a system according to Embodiment 2 of the present invention.
図1に示すように本実施例に係るシステムは、必要に応じて所定粒径以下まで一次破砕(粗破砕)、乾燥されたバイオマス51が貯蔵されるバイオマス貯蔵設備1と、バイオマス51が供給されるホッパ2を備えたバイオマス粉砕機3と、石炭を受け入れるホッパ5a、5bを備えた石炭粉砕機4a、4bと、バイオマス粉砕機3にて得られたバイオマス粉体及び石炭粉砕機4a、4bにて得られた石炭粉末が供給されるボイラ火炉6と、を備える。
As shown in FIG. 1, the system according to the present embodiment is supplied with a biomass storage facility 1 that stores primary biomass (coarse) and dried
バイオマス粉砕機3の具体的構成について図2を参照して説明する。
円筒型をしたハウジング31の下部には、略円形台状の粉砕テーブル32が備えられ、その粉砕テーブル32は、ハウジング31の下部に設置されたモータ36によって駆動され減速機を介して低速で回転するように構成されている。粉砕テーブル32の外周縁部にはバイオマス51が粉砕テーブル32上で所定の厚さの堆積層を形成できるようにダムリング33が立設されている。さらに、粉砕テーブル32の外周部の上面に円周方向に等間隔で位置する部位に、油圧あるいはスプリング等で荷重を付加して、粉砕テーブル32の回転と連動して回転しながらバイオマスに押圧力を作用せしめて粉砕する粉砕ローラ34が設けられている。
A specific configuration of the biomass crusher 3 will be described with reference to FIG.
A substantially circular trapezoidal crushing table 32 is provided at the lower part of the cylindrical housing 31. The crushing table 32 is driven by a motor 36 installed at the lower part of the housing 31 and rotates at a low speed via a speed reducer. Is configured to do. A dam ring 33 is erected on the outer peripheral edge of the crushing table 32 so that the
ホッパ2から供給管21を介して粉砕テーブル32の中央部に供給されたバイオマスは、粉砕テーブル32上において遠心力によって外周方向に移動して、粉砕レース37と粉砕ローラ34との間にかみこまれ、粉砕されるようになっている。尚、バイオマス供給管21には、供給量を検出する供給量検出部22が設けられ、供給量が監視されている。
ハウジング31の下部からは空気供給ライン54を介して空気が供給され、ハウジング内に吹き上げ気流が形成される。粉砕されたバイオマス粉体は、この吹き上げ気流によってハウジング上部に搬送される。ハウジング31の上部に搬送された粉体のうち粗いものは重力で粉砕テーブル32上に落下して再度粉砕される。ハウジング31の上部には、固定式分級機あるいは回転式分級機35が設けられ、再度分級される。所定の粒径より小さい微粉は吹き上げ気流によって搬出され、ボイラ火炉5に搬送される。分級機35を貫通しなかった所定粒径より大きい粗粉は、粉砕テーブル32上に落下して再度粉砕される。空気供給ライン54より加熱空気を供給する場合は、バイオマスの乾燥にも用いられる。
The biomass supplied from the hopper 2 through the
Air is supplied from the lower part of the housing 31 through an
また図1に示すように、ボイラ火炉6の炉本体61には、高さ方向に複数段設けられた燃料供給ノズル62a〜62cと、空気ノズル及びこれらのノズルに共働するバーナ(不図示)が配設されている。炉内には加熱器、蒸発器、節炭器等にあたる伝熱管群63が設置されている。
燃料供給ノズル62a〜62cから炉内に供給されたバイオマス粉体及び石炭粉体は、炉内で混合して燃焼される。燃焼により発生する燃焼排ガスは伝熱管群63を加熱して煙道へ送られる。炉本体61の炉出口に設けた煙道の途中には空気加熱器7が配置され、煙道内の燃焼排ガスは誘引ファンで引かれて空気加熱器、灰捕集装置を経て煙突から大気放出される。空気加熱器7により外気55を加熱して得られた高温空気は空気供給ライン57を介して石炭粉砕機4b、4cに供給される。
As shown in FIG. 1, the furnace
The biomass powder and the coal powder supplied into the furnace from the
またボイラ火炉6の出口から一部分岐させた燃焼排ガス56は、必要に応じて外気58を加えて、誘引ファン8により空気供給ライン53〜54を介してバイオマス粉砕機3に供給される。
燃焼排ガスを導く空気供給ライン53は、冷空気供給ライン53aと温空気供給ライン53bに分岐され、温空気供給ライン53b上には空気加熱器13が設けられている。そして、夫々の空気供給ライン53a、53b上には空気供給量を調節するダンパ12、14が設けられ、ダンパ12、14を経た空気は空気供給ライン54を介して粉砕機3に導入されるようになっている。
Further, the
The
さらに本実施例のバイオマス粉砕機3は、粉砕機内におけるバイオマスの含水率を検出する含水率検出手段と、該含水率を調整する含水率調整制御手段15とを備え、これにより粉砕機内部におけるバイオマスの含水率を、繊維飽和点以下で且つ粒子昇温点以上となるように制御するようになっている。含水率を繊維飽和点以下とすることで、バイオマスの粉砕性が向上し処理容量が高く且つ動力比が低い運転を行うことができる。一方、粒子昇温点以上とすることで、バイオマスの自然酸化を抑制し、自然発火の危険性を回避することができる。好ましくは、粉砕機内部におけるバイオマスの含水率を3〜23%とする。 Furthermore, the biomass pulverizer 3 of this embodiment includes a moisture content detecting means for detecting the moisture content of the biomass in the pulverizer, and a moisture content adjustment control means 15 for adjusting the moisture content, and thereby the biomass inside the pulverizer. The water content is controlled to be below the fiber saturation point and above the particle temperature rising point. By setting the moisture content to be equal to or lower than the fiber saturation point, it is possible to improve the biomass grindability, to increase the processing capacity and to lower the power ratio. On the other hand, the natural oxidation of biomass can be suppressed and the risk of spontaneous ignition can be avoided by setting it to the particle temperature rising point or higher. Preferably, the moisture content of the biomass in the pulverizer is 3 to 23%.
含水率検出手段の一例として、図1に示すようにバイオマス粉体供給ライン52上に設けた湿度センサ10がある。該湿度センサ10により粉砕機出口におけるバイオマスの含水率を検出し、該検出した含水率から粉砕機内部の含水率を推定する。この推定は制御装置15により行われる。制御装置15内には、粉砕機出口のバイオマスの含水率と粉砕機内部のバイオマスの含水率の相関関係が予め入力されており、該相関関係により粉砕機出口の含水率から粉砕機内部の含水率を導き出すようになっている。この相関関係をグラフ化したものが図3である。例えば、図3に示す相関関係を有する場合、粉砕機内部におけるバイオマスの含水率を3〜23%とするために、粉砕機出口におけるバイオマスの含水率が2〜10%となるように制御装置15により供給空気の加熱温度を調整する。
As an example of the moisture content detecting means, there is a
制御手段15は、粉砕機内部の含水率に基づいて該粉砕機3に供給する空気の加熱温度を調整する。加熱温度の調整は、ダンパ12とダンパ14を開閉制御して、冷空気と温空気の混合率を調節することにより適切な温度に調整できる。
また、バイオマス粉体供給ライン52に温度センサ11を設けることが好ましい。温度センサ11は、粉砕機出口において、バイオマス粒子を一定温度領域に保持するために用いられる。
The control means 15 adjusts the heating temperature of the air supplied to the pulverizer 3 based on the moisture content inside the pulverizer. The heating temperature can be adjusted to an appropriate temperature by controlling the opening and closing of the
Moreover, it is preferable to provide the temperature sensor 11 in the biomass powder supply line 52. The temperature sensor 11 is used to keep biomass particles in a constant temperature region at the crusher outlet.
このように、本実施例によれば、粉砕機内部におけるバイオマスの含水率を適正値に維持することによって、粉砕機の安定運用を達成するとともに、粉砕動力の低減が図れる。
また、バイオマスの含水率に基づいて粉砕機に供給する加熱空気の温度を調整・制御することで、粉砕機内部のバイオマス水分を粉砕に好適な含水率に維持できる。
さらに、供給空気の少なくとも一部を燃焼排ガスとすることにより、バイオマスの自然酸化を抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, by maintaining the moisture content of the biomass in the pulverizer at an appropriate value, stable operation of the pulverizer can be achieved and the pulverization power can be reduced.
Further, by adjusting and controlling the temperature of the heated air supplied to the pulverizer based on the moisture content of the biomass, the biomass moisture inside the pulverizer can be maintained at a moisture content suitable for pulverization.
Furthermore, natural oxidation of biomass can be suppressed by using at least a part of the supply air as combustion exhaust gas.
図4に本実施例2に係るバイオマス混焼システムの全体構成図を示す。以下、実施例1と同様の構成についてはその詳細な説明を省略する。
同図に示すように、本実施例2に係るシステムは、バイオマス貯蔵設備1と、ホッパ2を備えたバイオマス粉砕機3と、ホッパ5a、5bを備えた石炭粉砕機4a、4bと、ボイラ火炉6とを備える。
バイオマス粉砕機3及び石炭粉砕機4a、4bにて得られた粉体燃料は、燃料供給ノズル62a〜62cからボイラ火炉6内に供給され、混合燃焼される。
FIG. 4 shows an overall configuration diagram of the biomass co-firing system according to the second embodiment. Hereinafter, detailed description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted.
As shown in the figure, the system according to the second embodiment includes a biomass storage facility 1, a biomass crusher 3 provided with a hopper 2,
The pulverized fuel obtained by the biomass pulverizer 3 and the
本実施例では、バイオマス粉砕機3の上流側に予備乾燥機17を備えている。また、予備乾燥機17と粉砕機3の間には、湿度センサ18が設けられる。
湿度センサ18により検出したバイオマスの含水率に基づいて、制御装置19により予備乾燥機17の温度、処理時間等の制御を行う。さらに、検出した含水率が基準値以下である場合には、制御装置19により粉砕機3に供給する空気の加熱を停止して常温運転に切り替える。尚、図4では図1に示した空気供給ライン53〜54は省略してある。
この実施例2によれば、バイオマスを予備乾燥機17によって事前に調湿(乾燥)しているため、仕上げ乾燥を粉砕機による粉砕熱のみによって行うことができる。その結果、実施例1で記載したような、燃焼排ガスを供給する設備や制御を不要とすることができる。また、加熱空気を供給する必要がなくなるため、粉砕機内の自然発火を防止することが可能となる。
In the present embodiment, a
Based on the moisture content of the biomass detected by the humidity sensor 18, the
According to the second embodiment, the biomass is conditioned (dried) in advance by the
本発明の石炭・バイオマス粉砕装置及びその制御方法によれば、処理対象が水分量変動の大きいバイオマスであっても、その粉砕性能を維持でき粉砕機の安定運用を達成するとともに粉砕動力の低減を図ることができるため、既存の設備へ適用する際にも有益である。 According to the coal / biomass pulverization apparatus and the control method thereof of the present invention, even if the processing target is biomass with a large amount of moisture fluctuation, the pulverization performance can be maintained and stable operation of the pulverizer can be achieved, and the pulverization power can be reduced. It is also useful when applied to existing equipment.
1 バイオマス貯蔵設備
2 ホッパ
3 バイオマス粉砕機
4a、4b 石炭粉砕機
6 ボイラ火炉
10 温度センサ
11 湿度センサ
12、14 ダンパ
13 空気加熱器
15 含水率調整制御装置
17 予備乾燥機
18 湿度センサ
19 制御装置
53、54 空気供給ライン
53a 冷空気供給ライン
53b 温空気供給ライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Biomass storage equipment 2 Hopper 3
Claims (6)
前記粉砕機の内部におけるバイオマスの含水率を検出する含水率検出手段と、該検出された含水率が繊維飽和点以下で且つ粒子昇温点以上となるように調整する含水率調整制御手段を備えることを特徴とするバイオマス粉砕装置。 A crushing table on which biomass to be supplied to the vertical crusher is placed, a roller that operates in conjunction with the rotationally driven table and applies a pressing force to the biomass, and supplies air to the crusher In the biomass pulverizing apparatus provided with the air supply means for
Water content detection means for detecting the moisture content of biomass inside the pulverizer, and water content adjustment control means for adjusting the detected water content to be below the fiber saturation point and above the particle temperature rise point A biomass crusher characterized by that.
前記含水率調整制御手段は、前記ダンパを開閉制御して供給空気の加熱温度を調整するようにしたことを特徴とする請求項1若しくは2記載のバイオマス粉砕装置。 At least a part of the air supplied by the air supply means is combustion exhaust gas obtained by burning fuel containing biomass powder obtained by the pulverizer, and the air supply means supplies heated air for supplying heated air. A line, a room temperature air supply line that supplies room temperature air, and a damper that is installed on each line and adjusts the gas supply amount,
The biomass pulverization apparatus according to claim 1 or 2, wherein the moisture content adjustment control means adjusts the heating temperature of the supply air by opening and closing the damper.
前記切替制御手段は、前記第2の含水率検出手段にて検出された含水率が基準値以下である場合には供給空気の加熱を停止して常温運転に切り替えることを特徴とする請求項2若しくは3記載のバイオマス粉砕装置。 A pre-drying device for drying biomass installed on the front side of the pulverizer; a second moisture content detecting means for detecting the moisture content of biomass installed between the pre-drying device and the pulverizer; Switching control means for switching the air supply means based on the moisture content,
3. The switching control means, when the moisture content detected by the second moisture content detection means is below a reference value, stops heating the supplied air and switches to normal temperature operation. Or the biomass grinding | pulverization apparatus of 3 description.
前記粉砕機の内部におけるバイオマスの含水率を検出し、該含水率が繊維飽和点以下で且つ粒子昇温点以上となるように調整することを特徴とするバイオマス粉砕装置の制御方法。 Control of a biomass crusher that supplies biomass to a vertical crusher and crushes biomass placed on a crushing table that is driven to rotate in the crusher by a roller that operates in conjunction with rotation of the table. In the method
A control method for a biomass pulverizer, wherein the moisture content of biomass in the pulverizer is detected and adjusted so that the moisture content is below the fiber saturation point and above the particle temperature rising point.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006265033A JP4801552B2 (en) | 2006-09-28 | 2006-09-28 | Biomass crusher and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006265033A JP4801552B2 (en) | 2006-09-28 | 2006-09-28 | Biomass crusher and control method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008080285A JP2008080285A (en) | 2008-04-10 |
JP4801552B2 true JP4801552B2 (en) | 2011-10-26 |
Family
ID=39351670
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006265033A Active JP4801552B2 (en) | 2006-09-28 | 2006-09-28 | Biomass crusher and control method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4801552B2 (en) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5594941B2 (en) * | 2008-06-04 | 2014-09-24 | 三菱重工業株式会社 | Biomass crusher and control method of the apparatus |
JP2010242999A (en) * | 2009-04-02 | 2010-10-28 | Babcock Hitachi Kk | Method and device for directly pulverizing and burning woody biomass and boiler system |
DE102009057687A1 (en) * | 2009-12-09 | 2011-06-16 | Siemer, Bernhard | Method and device for the treatment of biomass |
DE102012105429A1 (en) * | 2012-06-22 | 2013-12-24 | Thyssenkrupp Resource Technologies Gmbh | Process and plant for the treatment of biomass |
KR101980178B1 (en) * | 2012-09-21 | 2019-05-20 | 한국전력공사 | Pulverizer machine having fire detection device and fire suppression unit |
JP6160369B2 (en) * | 2013-08-28 | 2017-07-12 | 宇部興産機械株式会社 | Vertical crusher and operation method of vertical crusher |
JP6104791B2 (en) * | 2013-12-27 | 2017-03-29 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Solid fuel pulverizer and control method of solid fuel pulverizer |
JP6578110B2 (en) * | 2015-03-05 | 2019-09-18 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Crushing roller and crusher |
CA3128273A1 (en) * | 2019-02-01 | 2020-08-06 | Gcp Applied Technologies Inc. | Moisture management in vertical roller mills |
KR102286906B1 (en) * | 2019-11-01 | 2021-08-06 | 한국남동발전 주식회사 | Method for producing Bio-char using the process of the biomass fired boiler |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61197053A (en) * | 1985-02-28 | 1986-09-01 | 三菱重工業株式会社 | Pressure collapsing type crushing and drying apparatus |
JPH06102160B2 (en) * | 1987-10-24 | 1994-12-14 | 川崎重工業株式会社 | Vertical mill |
JPH0929130A (en) * | 1995-07-17 | 1997-02-04 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Vertical mill stop control method |
JPH09289889A (en) * | 1996-04-26 | 1997-11-11 | Moriaki Nakamura | How to store microorganisms |
JP3712691B2 (en) * | 2002-05-15 | 2005-11-02 | 三菱重工業株式会社 | Operation method of coal wood waste mixing and grinding equipment |
JP4057947B2 (en) * | 2003-05-02 | 2008-03-05 | マイウッド・ツー株式会社 | Method for producing consolidated wood |
JP2004347241A (en) * | 2003-05-22 | 2004-12-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Coal-organic matter fuel mixture grinding device |
JP4576365B2 (en) * | 2006-09-28 | 2010-11-04 | 三菱重工業株式会社 | Coal / biomass mixed combustion system and mixed combustion method |
-
2006
- 2006-09-28 JP JP2006265033A patent/JP4801552B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008080285A (en) | 2008-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4801552B2 (en) | Biomass crusher and control method thereof | |
JP4576365B2 (en) | Coal / biomass mixed combustion system and mixed combustion method | |
JP4939145B2 (en) | Biomass crusher and control method thereof | |
JP5594941B2 (en) | Biomass crusher and control method of the apparatus | |
JP5645468B2 (en) | Biomass crusher and biomass / coal co-firing system | |
EP2389456B2 (en) | Method for producing pulverized coal | |
JP2004347241A (en) | Coal-organic matter fuel mixture grinding device | |
JP6218448B2 (en) | Vertical crushing and classifying equipment | |
JP2014117657A (en) | Control device of coal crusher, and control method thereof | |
EP2778524B1 (en) | System and method for low load operation of coal mill | |
JPWO2010024333A1 (en) | Coal processing method and processing system | |
JP2008080206A (en) | Coal-biomass mixing and crushing apparatus and boiler apparatus equipped with the same | |
JP2020116536A (en) | Solid fuel crushing device and electric power generating plant comprising the same as well as control method for solid fuel crushing device | |
JP4378402B2 (en) | Wood powder fuel combustion apparatus and wood powder fuel combustion method | |
KR102533816B1 (en) | Solid fuel pulverizer and power plant provided with the same, and method for pulverizing solid fuel | |
KR102588781B1 (en) | Solid fuel pulverizer and power plant provided with the same, and method for pulverizing solid fuel | |
JP6195512B2 (en) | Solid fuel pulverization apparatus and solid fuel pulverization method | |
WO2022080218A1 (en) | Solid fuel crushing device, power generation plant, and operation method for solid fuel crushing device | |
JP2019007631A (en) | Solid fuel crushing device and control method of solid fuel crushing device | |
JP6104791B2 (en) | Solid fuel pulverizer and control method of solid fuel pulverizer | |
JP2023107454A (en) | Solid fuel crusher and control method for solid fuel crusher | |
JP2000024533A (en) | Operation controller of roller mill | |
JPH03105109A (en) | Solid fuel dryer for boiler | |
JP2023096501A (en) | Operation control system and power generation plant, operation control method and operation control program | |
CN116772195A (en) | A biomass mixed-fired pulverized coal boiler and its use method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080609 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110117 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110715 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110805 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140812 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4801552 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140812 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |