专利名称：粉碎机的起火防止方法及起火防止装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及粉碎作为锅炉燃料的固体燃料的粉碎机的起火防止方法及起火防止
>J-U ρ α装直。
背景技术：
在以固体燃料作为燃料的锅炉中，由粉碎机粉碎的固体燃料与搬送用空气一起被供给。
在日本，因为将引燃温度高的烟煤用于锅炉的燃料，所以对于粉碎机的起火不太受到关注。反倒是在初期的煤粉燃烧锅炉中，作为发生火灾后的对策，在粉碎机内，设有供给惰性气体(水蒸气等)的系统和破裂板(rupture disk)。另一方面，在国外，特别是美国，在1980年代，由于使用西部产的劣质煤，有许多在粉碎机内发生火灾，爆炸的经验教训。今后，日本使用劣质煤，即引燃温度低的煤和次烟煤，改质褐煤(UBC)等的机会也会增多，因此需要事先检测粉碎机内的起火，并对其加以防止。在专利文献I中，公开有一种煤碳/有机物燃料混合粉碎装置，其是向把煤碳供给到粉碎煤碳的磨碎机的煤碳供给管内，定量地供给生物量(biomass),从而使供给到磨碎机中的煤碳量和生物量燃料量的比率稳定化，防止生物量的起火，进而使磨碎机的运转状态
稳定化。另外，在专利文献2中，公开有一种装置和配备了这种装置的的燃煤锅炉设备，该装置通过比较混合空气在碾磨机入口温度计测值和碾磨机入口温度设定值，在碾磨机入口温度计测值达到碾磨机入口温度设定值以上时，降低碾磨机出口温度设定值，从而一边防止因碾磨机入口温度的过度上升造成的起火事故，一边继续进行碾磨机出口温度的控制。另外，在专利文献3中，公有一种辊磨机装置，其根据被粉碎物的供给量控制碾磨机的入口温度，减小碾磨机的出口温度的变化，防止煤粉的起火。另外，在专利文献4中，公开有一种煤碳粉碎机用空气温度控制装置，其通过测量加热空气管和煤碳粉碎机内的温度，控制供给到煤碳粉碎机的空气的温度和供给量，从而杜绝起火的可能性。另外，在专利文献5中，公开有一种防止起火的碾磨机出口温度控制方法，其是由碾磨机入口温度和向碾磨机的给煤量求得原煤水分，根据该原煤水分，设定碾磨机出口温度，从而使碾磨机出口温度成为与原煤水分对应的最佳值而防止起火。另外，在专利文献6中，公开有一种防止微粉爆炸的煤粉燃烧方法，其是在微粉料箱内检测煤粉的阴燃和明火燃烧状态时，将煤粉的搬送媒介物从空气替换成惰性气体，以防止微粉爆炸。先行技术文献专利文献专利文献I日本特开2004-347241号公报
专利文献2日本特开2006-102666号公报专利文献3日本特开平4-244246号公报专利文献4日本特开昭56-152750号公报专利文献5日本特开昭63-315158号公报专利文献6日本特开昭63-267814号公报然而现状下，至今为止还没有一种针对尚未预想的引燃温度低的固体燃料的运转指标。因此，不清楚应该以什么样的运转条件，具体来说，就是不知道应该以怎样的入口 /出口温度和燃料供给量操作粉碎机。因此，期望取得用于安全运转粉碎机的运转条件，防止粉碎机内的起火
发明内容
本发明的目的在于，提供一种可以防止粉碎机内的起火的粉碎机的起火防止方法及起火防止装置。本发明的粉碎机的起火防止方法，是粉碎固体燃料的粉碎机的起火防止方法，其特征在于，将各固体燃料中的氧含有率和/或氢含有率与碳含有率的比作为分析值预先求得，测量所述粉碎机的出口的气体中的一氧化碳和/或二氧化碳的浓度，基于所述浓度的测量结果和所述分析值，使供给到所述粉碎机的所述各固体燃料中的氧含有率和/或氢含有率与碳含有率的比中，与所述分析值同种类的比变化，如此调整供给到所述粉碎机的所述各固体燃料的供给量。以前，如果一边供给热风(搬送用空气)，一边在粉碎固体燃料粉碎机中使用引燃温度低的固体燃料，则在粉碎机内，被加热的燃料存在起火的危险性。而且，在粉碎机内，如果发生作为起火预兆的燃料的氧化反应，则在粉碎机的出口的气体中，会检测到一氧化碳和二氧化碳。因此，为了防止粉碎内的起火，在粉碎机内，需要使作为起火预兆的燃料的氧化反应不要发生，即，需要在粉碎机的出口中气体中，不要使一氧化碳和二氧化碳被检测到。在此，各固体燃料中的氧含有率和/或氢含有率与碳含有率的比越高，固体燃料的混合物(混合固体燃料)的引燃温度越降低。这被认为是由于，氧含有率和/或氢含有率与碳含有率的比越高，在低温下可燃性气体等的挥发分越容易放出，从而越容易起火。因此，如果使氧含有率和/或氢含有率与碳含有率的比变低，如此调整供给到粉碎机的各固体燃料的供给量，则供给到粉碎机的混合固体燃料的引燃温度变高，在粉碎机内，作为起火预兆的燃料的氧化反应将难以发生。但是，单纯地降低氧含有率和/或氢含有率与碳含有率的比，提高供给到粉碎机的固体燃料的引燃温度，并不能增加廉价而引燃温度低的固体燃料的供给量。为了实现成本降低，需要在粉碎机内不发生起火的程度下，尽可能地增加廉价而引燃温度低的固体燃料的供给量。因此，测量粉碎机的出口的气体中的一氧化碳和/或二氧化碳的浓度，其结果是没有检测到一氧化碳和二氧化碳时，因为作为起火预兆的燃料的氧化反应没有发生，所以基于预先求得的分析值，使固体燃料中的氧含有率和/或氢含有率与碳含有率的比中，与分析值同种类的比变高，也就是使固体燃料的引燃温度变低，如此调整供给到粉碎机的各固体燃料的供给量。具体来说，就是增加引燃温度低的一方的固体燃料的供给量，从而降低混合固体燃料的引燃温度。由此，因为廉价而引燃温度低的固体燃料的供给量增加，所以能够实现成本降低。另一方面，测量粉碎机的出口的气体中的一氧化碳和/或二氧化碳的浓度，其结果哪怕是只检测到少量一氧化碳和二氧化碳时，则作为起火预兆的燃料的氧化反应发生，因此基于预先求得的分析值，使固体燃料中的氧含有率和/或氢含有率与碳含有率的比中，与分析值同种类的比变低，也就是使固体燃料的引燃温度变高，如此调整供给到粉碎机的各固体燃料的供给量。具体来说，就是减少引燃温度低的一方的固体燃料的供给量，从而提高混合固体燃料的引燃温度。由此，廉价而引燃温度低的固体燃料的供给量减少，而在粉碎机内，作为起火预兆的燃料的氧化反应不会发生，在粉碎机的出口的气体中，检测不到一氧化碳和二氧化碳。因此，即使使用引燃温度低的固体燃料，也能够防止粉碎机内的起火，防止粉碎机的火灾和爆炸这样的灾害。另外，在本发明的粉碎机的起火防止方法中，所述固体燃料可以是煤碳和生物量燃料的至少一种。根据上述的构成，能够使用廉价而引燃温度低的煤和生物量燃料来替代高价而引燃温度高的烟煤等的优质煤，从而既能够防止粉碎机内的起火，又能够实现成本降低。另外，本发明的粉碎机的起火防止装置，是粉碎固体燃料的粉碎机的起火防止装置，其特征在于，具有如下机构供给量调整机构，其调整供给到所述粉碎机的各固体燃料·的供给量；浓度测量机构，其测量所述粉碎机的出口的气体中的一氧化碳和/或二氧化碳的浓度；存储机构，其将所述各固体燃料中的氧含有率和/或氢含有率与碳含有率的比作为分析值加以存储；控制机构，其基于所述浓度测量机构的测量结果和所述存储机构存储的所述分析值，使供给到所述粉碎机的所述各固体燃料中的氧含有率和/或氢含有率与碳含有率的比中，与所述分析值同种类的比变化，如此控制所述供给量调整机构。根据上述的构成，如上述，如果使氧含有率和/或氢含有率与碳含有率的比变低，如此调整供给到粉碎机的各固体燃料的供给量，则供给到粉碎机的混合固体燃料的引燃温度变高，在粉碎机内，作为起火预兆的燃料的氧化反应将难以发生。因此，测量粉碎机的出口的气体中的一氧化碳和/或二氧化碳的浓度，其结果是未检测到一氧化碳和二氧化碳时，因为作为起火预兆的燃料的氧化反应没有发生，所以基于预先求得的分析值，使固体燃料中的氧含有率和/或氢含有率与碳含有率的比中，与分析值同种类的比变高，就是说使固体燃料的引燃温度变低，如此调整供给到粉碎机的各固体燃料的供给量。具体来说，就是增加引燃温度低的一方的固体燃料的供给量，从而降低混合固体燃料的引燃温度。由此，廉价而引燃温度低的固体燃料的供给量增加，因此能够实现成本降低。另一方面，测量粉碎机的出口的气体中的一氧化碳和/或二氧化碳的浓度，其结果哪怕只稍微检测到少量一氧化碳和二氧化碳时，则作为起火预兆的燃料的氧化反应发生，因此基于预先求得的分析值，使作为固体燃料中的氧含有率和/或氢含有率与碳含有率的比中，与分析值同种类的比变低，也就是使固体燃料的引燃温度变高，如此调整供给到粉碎机的各固体燃料的供给量。具体来说，就是减少引燃温度低的一方的固体燃料的供给量，提高混合固体燃料的引燃温度。由此，廉价而引燃温度低的固体燃料的供给量减少，在粉碎机内，作为起火预兆的燃料的氧化反应不会发生，在粉碎机的出口的气体中，检测不到一氧化碳和二氧化碳。因此，即使使用引燃温度低的固体燃料，也能够防止粉碎机内的起火，防止粉碎机的火灾和爆炸这样的灾害。另外，在本发明的粉碎机的起火防止装置中，所述固体燃料也可以是煤碳和生物量燃料的至少一种。根据上述的构成，根据上述的构成，能够使用廉价而引燃温度低的煤和生物量燃料来替代高价而引燃温度高的烟煤等的优质煤，从而既能够防止粉碎机内的起火，又能够实现成本降低。根据本发明的粉碎机的起火防止方法及起火防止装置，测量粉碎机的出口的气体中的一氧化碳和/或二氧化碳的浓度，其结果哪怕是只稍微检测到少量一氧化碳和二氧化碳时，则基于分析值，使固体燃料中的氧含有率和/或氢含有率与碳含有率的比中，与分析值同种类的比变低，也就是使固体燃料的引燃温度变高，如此调整供给到粉碎机的各固体燃料的供给量。由此，在粉碎机内，因为作为起火预兆的燃料的氧化反应不会发生，所以即使使用引燃温度低的固体燃料，也能够防止粉碎机内T的起火，防止粉碎机的火灾和爆炸这样的灾害。
图I是表示粉碎机的起火防止装置的概略图。图2是表示煤粉起火试验装置的概略图。图3是表示氧含有率和碳含有率的摩尔比与引燃温度的关系的图。图4是表示氢含有率和碳含有率的摩尔比与引燃温度的关系的图。图5是表示氧含有率和氢含有率与碳含有率的摩尔比和引燃温度的关系的图。
具体实施例方式以下，一边参照附图，一边对于本发明的优选的实施方式进行说明。还有，在以下的实施方式中，使用煤碳作为固体燃料而加以说明，但固体燃料并不限定于此，也可以是生物量燃料和污泥碳化物等，也可以使用煤、生物量燃料、污泥碳化物等的两种以上。(粉碎机的起火防止装置的构成)本实施方式的粉碎机的起火防止装置10，如图I所示，具有如下煤碳供给量调整装置(供给量调整机构)3a、3b，其调整从煤斗1、2供给到混合机4的煤碳A、B的供给量；浓度测量装置(浓度测量机构)7，其测量粉碎机5的出口的气体中的一氧化碳浓度；运算器(存储机构，控制机构)11，其分别控制煤碳供给量调整装置3a、3b。还有，浓度测量装置7可以测量粉碎机5的出口的气体中的二氧化碳浓度，也可以分别测量一氧化碳和二氧化碳的浓度。煤斗1、2分别保持两种煤碳A、B。煤斗I保持的煤碳A，和煤斗2保持的煤碳B，氧含有率与碳含有率的摩尔比(Ο/c比)互不相同，并且氢含有率与碳含有率的摩尔比(H/C比)，以及氧含有率和氢含有率与碳含有率的摩尔比((0+H)/C比)互不相同。混合机4混合从煤斗1、2供给的两种煤碳A、B。从煤斗I供给到混合机4的煤碳A的供给量，由煤碳供给量调整装置3a调整，从煤斗2供给到混合机4的煤碳B的供给量，由煤碳供给量调整装置3b调整。
粉碎机5粉碎由混合机4混合的混煤而使之成为煤粉。向粉碎机5供给搬送煤粉的搬送用空气(热风)。通过该搬送用空气，粉碎机5内的煤粉一边被干燥一边被搬送到煤粉燃烧器8。在此，根据后述的煤粉的引燃温度的测量结果，为了使煤粉不起火，优选粉碎机5的入口的搬送用空气(热风)的温度处于200°C以下。粉碎机5的出口的气体中的一氧化碳浓度，由浓度测量装置7测量。煤粉燃烧器8使煤粉燃烧。锅炉9使煤粉燃烧并回收热量。在此，如果在粉碎机5中使用引燃温度低的煤碳，则在粉碎机5内，存在被加热的燃料(煤粉)起火的危险性。于是，在粉碎机5内，如果作为起火预兆的燃料的氧化反应发生，则一氧化碳和二氧化碳发生，一氧化碳将被浓度测量装置7检测到。因此，为了防止粉碎机5内的起火，需要在粉碎机5内，使作为起火预兆的燃料的氧化反应不要发生，S卩，在粉碎机5的出口的气体中，使一氧化碳和和二氧化碳不要被检测到。还有，如果使用引燃温度高的烟煤等的优质煤，则在粉碎机5的出口的气体中，检测不到一氧化碳和二氧化碳。这是由于，相比供给到粉碎机5的搬送用空气(热风)的温度，燃料开始氧化反应的温度一方要高得多。在运算器11中，预先存储有煤碳A和煤碳B的氧含有率、氢含有率、碳含有率等的煤碳性状作为分析数据(分析值)，并且作为分析数据(分析值)而存储有混煤的0/C比。另外，在运算器11中，输入浓度测量装置7测量的粉碎机5的出口的气体中的一氧化碳浓度的测量数据(测量结果)。然后，运算器11使用煤碳A、B的混合率作为参数，基于来自浓度测量装置7的测量数据和分析数据，使供给到粉碎机5的混煤的0/C比变化，如此分别控制煤碳供给量调整装置3a、3b。由此，煤碳A、B向混合机4的供给量分别被改变。还有，也可以将混煤的Η/C比作为分析数据(分析值)预先存储到运算器11中，运算器11使用煤碳A、B的混合率作为参数，基于来自浓度测量装置7的测量数据和分析数据，使供给到粉碎机5的混煤的Η/C比变化，如此分别控制煤碳供给量调整装置3a、3b。另外，也可以使用(0+H) /C比来替代0/C比和Η/C比。在此，混煤(煤粉)的0/C比越高，混煤(煤粉)的引燃温度越降低。这被认为是由于，0/C比越高，低温下可燃性气体等的挥发分越容易放出，越容易起火。因此，如果使0/C比变低，如此分别调整供给到粉碎机5的煤碳A、B的供给量，则煤粉的引燃温度变高，在粉碎机5内，作为起火预兆的燃料的氧化反应将难以发生。关于Η/C比和(0+H)/C比也同样。但是，单纯降低0/C tt>H/C比、(0+H)/C比，提高供给到粉碎机5的混煤的引燃温度，不能增加廉价而引燃温度低的煤碳的供给量。为了实现成本降低，需要在粉碎机5内不会发生起火的程度下，尽可能增加廉价而引燃温度低的煤碳的供给量。(粉碎机的起火防止装置的工作)接下来，对于上述的构成的粉碎机的起火防止装置10的工作，即，粉碎机的起火防止方法进行说明。从煤斗1、2供给的两种煤碳A、B，被混合机4混合而作为混煤被供给到粉碎机5。从煤斗I供给到混合机4的煤碳A的供给量，由煤碳供给量调整装置3a调整，从煤斗2供给到混合机4的煤碳B的供给量，由煤碳供给量调整装置3b调整。混煤由粉碎机5粉碎而成为煤粉，通过搬送用空气，一边被干燥一边被搬送到煤粉燃烧器8。煤粉被煤粉燃烧器8燃烧，由燃烧产生的热被锅炉9回收。粉碎机5的出口的气体中的一氧化碳浓度，由浓度测量装置7测量。另外，粉碎机5的出口的气体中的氧浓度，由氧浓度测量装置6测量。浓度测量装置7测量的粉碎机5的出口的气体中的一氧化碳浓度的测量数据(测量结果)，被输入运算器11。在运算器11中，预先存储有煤碳A和煤碳B的氧含有率、氢含有率碳含有率等的煤碳性状作为分析数据(分析值)，并且作为分析数据(分析值)而存储有ο/c比。运算器11使用煤碳A、B的混合率作为参数，基于来自浓度测量装置7的测量数据和分析数据，使供给到粉碎机5的混煤的0/C比变化，如此分别控制煤碳供给量调整装置3a、3b。由此，煤碳A、B向混合机4的供给量分别被改变。具体来说，测量粉碎机5的出口的气体中的一氧化碳浓度，其结果未检测到一氧化碳时，因为作为起火预兆的燃料的氧化反应未发生，所以运算器11基于预先求得的分析数据(0/C比)，分别控制煤碳供给量调整装置3a、3b，使混煤的0/C比变高，即，使混煤的引燃温度变低，如此分别调整供给到粉碎机5的煤碳A、B的供给量。具体来说，通过增加引燃温度低的一方的煤碳的供给量，降低混煤的引燃温度。由此，廉价而引燃温度低的煤碳的供 给量增加，因此能够实现成本降低。还有，未检测到一氧化碳时，也可以不控制煤碳供给量调整装置3a、3b，使混煤的0/C比不发生变化。另一方面，测量粉碎机5的出口的气体中的一氧化碳浓度，其结果哪怕只检测到少量一氧化碳时，因为作为起火预兆的燃料的氧化反应发生，所以运算器11基于预先求得的分析数据，分别控制煤碳供给量调整装置3a、3b，使混煤的0/C比变低，即，使混煤的引燃温度变高，如此来分别调整供给到粉碎机5的煤碳A、B的供给量。具体来说，就是减少引燃温度低的一方的煤碳的供给量，提高混煤的引燃温度。由此，廉价而引燃温度低的煤碳的供给量减少，而在粉碎机5内，作为起火预兆的燃料的氧化反应没有发生，在粉碎机5的出口的气体中，检测不到一氧化碳。因此，即使使用引燃温度低的煤碳，也能够防止粉碎机5内的起火，防止粉碎机5的火灾和爆炸这样的灾害。还有，也可以使用Η/C比和/或(0+H)/C比代替0/C比。另外，如上述，也可以使用生物量燃料作为固体燃料。而且，通过使用廉价而引燃温度低的煤碳和生物量燃料，替代高价而引燃温度高的烟煤等的优质煤，既能够防止粉碎机5内的起火，又能够实现成本降低。还有，也可以对于浓度测量装置7测量的一氧化碳浓度设定阈值。阈值是在粉碎机5内燃料(煤粉)起火时的一氧化碳浓度，为数十ppm。然后，浓度测量装置7测量的一氧化碳浓度充分迫近阈值时，使混煤的0/C比变低，即，使混煤的引燃温度变高，如此分别调整供给到粉碎机5的煤碳A、B的供给量。另外，一氧化碳浓度充分远离阈值时，使混煤的0/C比变高，即，使混煤的引燃温度变低，如此分别调整经由混合机4供给到粉碎机5的煤碳A、B的供给量。还有，一氧化碳浓度充分远离阈值时，也可以使混煤的0/C比变化。如此，对于一氧化碳浓度设定阈值，进行煤碳供给量调整装置3a、3b的控制，也能够既防止粉碎机5内的起火，又能够充分地使用廉价而引燃温度低的煤碳，能够实现成本降低。(0/C比、Η/C比和(0+H)/C比与引燃温度的关系)接下来，对于各固体燃料中的0/C比、Η/C比和(0+H)/C比与引燃温度的关系进行说明。为了分别控制煤碳供给量调整装置3a、3b，需要运算器11预先把握各固体燃料中的Ο/C比、Η/C比和(0+H)/C比与引燃温度的关系。因此，使用Ο/C比、Η/C比和(0+H)/C比不同的三种煤碳A、B、C 一种或两种以上，调查将其进行了粉碎的煤粉的引燃温度。该调查中使用图2所示的煤粉起火试验装置21。表I中显示三种煤碳A、B、C的煤碳性状。表I
权利要求
1.一种粉碎机的起火防止方法，其特征在于，是粉碎固体燃料的粉碎机的起火防止方法，其中， 预先求得各固体燃料中的氧含有率和/或氢含有率与碳含有率的比作为分析值， 测量所述粉碎机的出口处的气体中的一氧化碳和/或二氧化碳的浓度， 基于所述浓度的测量结果和所述分析值，使供给到所述粉碎机的所述各固体燃料中的氧含有率和/或氢含有率与碳含有率的比即与所述分析值同种类的比变化，如此调整供给到所述粉碎机的所述各固体燃料的供给量。
2.根据权利要求I所述的粉碎机的起火防止方法，其特征在于，所述固体燃料是煤和生物量燃料中的至少一种。
3.一种粉碎机的起火防止装置，其特征在于，是粉碎固体燃料的粉碎机的起火防止装置，其具有 供给量调整机构，其调整供给到所述粉碎机的各固体燃料的供给量； 浓度测量机构，其测量所述粉碎机的出口处的气体中的一氧化碳和/或二氧化碳的浓度； 存储机构，其存储所述各固体燃料中的氧含有率和/或氢含有率与碳含有率的比作为分析值； 控制机构，其基于所述浓度测量机构的测量结果和所述存储机构存储的所述分析值，以使供给到所述粉碎机的所述各固体燃料中的氧含有率和/或氢含有率与碳含有率的比即与所述分析值同种类的比变化的方式，控制所述供给量调整机构。
4.根据权利要求3所述的粉碎机的起火防止装置，其特征在于，所述固体燃料是煤和生物量燃料中的至少一种。
全文摘要
本发明的粉碎机的起火防止装置具有供给量调整机构(3a、3b)，其调整固体燃料的供给量；浓度测量机构(7)，其测量所述粉碎机(5)的出口的一氧化碳和/或二氧化碳的浓度；存储机构(11)，其存储固体燃料中的氧含有率和/或氢含有率与碳含有率的比作为分析值，在粉碎固体燃料的粉碎机(5)中，基于浓度测量机构(7)的测量结果和分析值，通过控制机构(11)，以使供给到所述粉碎机(5)的固体燃料中的氧含有率和/或氢含有率与碳含有率的比即与分析值同种类的比变化的方式控制供给量调整机构(3a、3b)。根据该构成，能够防止粉碎机(5)内的起火。
文档编号F23K3/02GK102893089SQ20118002400
公开日2013年1月23日 申请日期2011年5月11日 优先权日2010年5月18日
发明者秋山胜哉, 朴海洋, 田洼阳司 申请人:株式会社神户制钢所