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，即引燃温度低的煤碳和次烟煤、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，把空气和氧分压比所述空气低的气体作为混合气体供给到所述粉碎机，分别测量所述粉碎机的出口的气体中的一氧化碳浓度和氧浓度，基于所述一氧化碳浓度的测量结果和根据测量的所述氧浓度计算出的氧分压，使供给到所述粉碎机的所述混合气体中的所述氧分压变化，以此方式调整供给到所述粉碎机的氧分压比所述空气低的气体的供给量。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。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，不要使一氧化碳被检测到。在此，供给到粉碎机的混合气体中的氧分压越低，固体燃料的引燃温度越高。这被认为是由于，供给到粉碎机的混合气体中的氧分压越低，固体燃料越难氧化，越难以起火。因此，如果调整供给到粉碎机的氧分压比空气低的气体的供给量，以使供给到粉碎机的混合气体中的氧分压变低，则供给到粉碎机的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。S卩，测量粉碎机的出口的气体中的一氧化碳浓度，其结果在稍微检测到少量一氧化碳时，便会发生作为起火的预兆的燃料的氧化反应，因此，基于由测量到的氧浓度计算出的氧分压，使供给到粉碎机的混合气体中的氧分压变低，即，使固体燃料的引燃温度变高，如此调整供给到粉碎机的氧分压比空气低的气体的供给量。具体来说，就是增加氧分压比空气低的气体的供给量，提高固体燃料的引燃温度。由此，在粉碎机内，作为起火预兆的燃料的氧化反应难以发生，在粉碎机的出口的气体中，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，在本发明的粉碎机的起火防止方法中，所述氧分压比空气低的气体可以是氮气、二氧化碳气、水蒸气和燃烧废气的至少一种。根据上述的构成，通过将氮气、二氧化碳气、水蒸气和燃烧废气的至少一种供给到粉碎机，通过使供给到粉碎机的混合气体中的氧分压适当变化。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，具备如下机构空气供给机构，其向所述粉碎机供给空气；气体供给机构，其使作为与所述空气混合的混合气体被供给到所述粉碎机，如此将氧分压比所述空气低的气体供给到所述粉碎机；气体供给量调整机构，其调整供给到所述粉碎机的氧分压比所述空气低的气体的供给量；一氧化碳浓度测量机构，其测量所述粉碎机的出口的气体中的一氧化碳浓度；氧浓度测量机构，其测量所述粉碎机的出口的气体中的氧浓度；控制机构，其基于所述一氧化碳浓度测量机构的测量结果，和根据所述氧浓度测量机构测量的所述氧浓度计算出的氧分压，使供给到所述粉碎机的所述混合气体中的所述氧分压变化，如此控制所述气体供给量调整机构。根据上述的构成，如上述，如果以使供给到粉碎机的混合气体中的氧分压变低的 方式，调整供给到粉碎机的氧分压比空气低的气体的供给量，则供给到粉碎机的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浓度，其结果在稍微检测到一点一氧化碳时，则作为起火预兆的燃料的氧化反应便发生，因此，基于由测量的氧浓度计算出的氧分压，使供给到粉碎机的混合气体中的氧分压变低，即，使固体燃料的引燃温度变高，如此来调整供给到粉碎机的氧分压比空气低的气体的供给量。具体来说，就是增加氧分压比空气低的气体的供给量，提高固体燃料的引燃温度。由此，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。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，所述固体燃料可以是煤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，在本发明的粉碎机的起火防止装置中，所述氧分压比空气低的气体，可以是氮气、二氧化碳气、水蒸气和燃烧废气的至少一种。根据上述的构成，通过将氮气、二氧化碳气、水蒸气和燃烧废气的至少一种供给到粉碎机，能够使供给到粉碎机的混合气体中的氧分压恰当地变化。根据本发明的粉碎机的起火防止方法和起火防止装置，测量粉碎机的出口的气体中的一氧化碳浓度，其结果在稍微检测到一点一氧化碳时，基于由测量的氧浓度计算出的氧分压，使供给到粉碎机的混合气体中的氧分压变低，即，使固体燃料的引燃温度变高，如此来调整供给到粉碎机的氧分压比空气低的气体的供给量。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表示氧分压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，作为固体燃料使用煤碳而加以说明，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，具有如下机构向粉碎机5供给搬送用空气(空气)的空气供给装置(空气供给机构)12 ;将氧分压比空气低的气体供给到粉碎机5的气体供给装置(气体供给机构)13 ;调整供给到粉碎机5的空气的供给量的空气供给量调整装置14 ;调整供给到粉碎机5的氧分压比空气低的气体的供给量的气体供给量调整装置(气体供给量调整机构)15 ;测量粉碎机5的出口的气体中的一氧化碳浓度的一氧化碳浓度测量装置(一氧化碳浓度测量机构)7 ;测量粉碎机5的出口的气体中的氧浓度的氧浓度测量装置(氧浓度测量机构)6 ;分别控制空气供给量调整装置14和气体供给量调整装置15的运算器(控制机构)11。煤斗1、2分别保持两种煤碳A、B。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。从空气供给装置12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。另外，从气体供给装置13向粉碎机5供给氧分压比空气低的气体。氧分压比空气低的气体是氮气、二氧化碳气、水蒸气和燃烧废气的至少一种。来自空气供给装置12的搬送用空气，和来自气体供给装置13的氧分压比空气低的气体，作为两者被混合的混合气体而被供给到粉碎机5中。粉碎机5的出口的气体中的一氧化碳浓度，由一氧化碳浓度测量装置7测量。另夕卜，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。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，则一氧化碳将被一氧化碳浓度测量装置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，即，在粉碎机5的出口的气体中，使一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。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，输入一氧化碳浓度测量装置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)，和氧浓度测量装置6测量的粉碎机5的出口的气体中的氧浓度的测量数据(测量结果)。运算器11根据氧浓度的测量数据计算氧分压。然后，运算器11使用氧分压作为参数，基于来自一氧化碳浓度测量装置7的测量数据，和根据氧浓度测量装置6测量的氧浓度计算出的氧分压，使供给到粉碎机5的混合气体中的氧分压变化，如此分别控制空气供给量调整装置14和气体供给量调整装置15。由此，供给到粉碎机5的混合气体中的氧分压改变。在此，供给到粉碎机5的混合气体中的氧分压越低，煤粉的引燃温度越高。这是被认为是由于，供给到粉碎机5的混合气体中的氧分压越低，煤粉越难以氧化，越难以起火。因此，如果使供给到粉碎机5的混合气体中的氧分压变低，如此分别调整供给到粉碎机5的搬送用空气和氧分压比空气低的气体的供给量，则供给到粉碎机5的混煤(由粉碎机5粉碎的煤粉)的引燃温度变高，在粉碎机5内，作为起火的预兆的燃料的氧化反应将难以发生。
(粉碎机的起火防止装置的工作)其次，对于上述结构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，由一氧化碳浓度测量装置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。一氧化碳浓度测量装置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)，和氧浓度测量装置6测量的粉碎机5的出口的气体中的氧浓度的测量数据(测量结果)，分别被输入运算器11。运算器11根据氧浓度的测量数据计算氧分压。然后，运算器11使用氧分压作为参数，基于来自一氧化碳浓度测量装置7的测量数据和计算出的氧分压，以使供给到粉碎机5的混合气体中的氧分压变化的方式，分别控制空气供给量调整装置14和气体供给量调整装置15。由此，供给到粉碎机5的混合气体中的氧分压改变。具体来说，测量粉碎机5的出口的气体中的一氧化碳浓度，其结果是稍微检测到少量一氧化碳时，则作为起火预兆的燃料的氧化反应发生，因此运算器11基于计算出的氧分压，使供给到粉碎机5的混合气体中的氧分压变低，即，使煤粉的引燃温度变高，如此分别调整供给到粉碎机5的搬送用空气和氧分压比空气低的气体的供给量。具体来说，通过相对地增加氧分压比空气低的气体的供给量，从而提高煤粉的引燃温度。由此，在粉碎机5内，作为起火的预兆的燃料的氧化反应不会发生，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。另外，如上述，作为固体燃料也可以使用生物量燃料。于是，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5内的起火，又能够实现成本降低。另外,作为氧分压比空气低的气体,将氮气、二氧化碳气、水蒸气和燃烧废气的至少一种供给到粉碎机5,能够使供给到粉碎机5的混合气体中的氧分压适当地变化。还有，作为氧分压比空气低的气体，也可以使用锅炉9的废气的一部分。还有，也可以对于一氧化碳浓度测量装置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。于是，在一氧化碳浓度测量装置7测量的一氧化碳浓度十分接近阈值时，使供给到粉碎机5的混合气体中的氧分压变低，即，使煤粉的引燃温度变高，如此分别控制供给到粉碎机5的搬送用空气和氧分压比空气低的气体的供给量。另一方面，一氧化碳浓度充分远离阈值时，不使供给到粉碎机5的搬送用空气和氧分压比空气低的气体的供给量变化。还有，一氧化碳浓度充分远离阈值时，使供给到粉碎机5的混合气体中的氧分压变高，即，使煤粉的引燃温度变低，如此分别调整供给到粉碎机5的搬送用空气和氧分压比空气低的气体的供给量。如此，对于一氧化碳浓度设定阈值，进行空气供给量调整装置14和气体供给量调 整装置15的控制，也能够防止粉碎机5内的起火。(氧分压和引燃温度的关系)接下来，对于供给到粉碎机5的混合气体中的氧分压和引燃温度的关系进行说明。运算器11为了分别控制空气供给量调整装置14和气体供给量调整装置15，需要预先把握供给到粉碎机5的混合气体中的氧分压和引燃温度的关系。因此，使用一种或两种以上性状不同的三种煤碳A、B、C，调查将其粉碎的煤粉的引燃温度。在此调查中，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， 将空气和氧分压比所述空气低的气体作为混合气体供给到所述粉碎机， 分别测量所述粉碎机的出口处的气体中的一氧化碳浓度和氧浓度， 基于所述一氧化碳浓度的测量结果，和根据测量得到的所述氧浓度计算出的氧分压，使供给到所述粉碎机的所述混合气体中的所述氧分压变化，如此调整供给到所述粉碎机的氧分压比所述空气低的气体的供给量。
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.根据权利要求I或2所述的粉碎机的起火防止方法，其特征在于，氧分压比所述空气低的气体是氮气、二氧化碳气体、水蒸气和燃烧废气中的至少一种。
4.一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 空气供给机构，其向所述粉碎机供给空气； 气体供给机构，其以作为与所述空气混合的混合气体被供给到所述粉碎机的方式，将氧分压比所述空气低的气体供给到所述粉碎机； 气体供给量调整机构，其调整供给到所述粉碎机的氧分压比所述空气低的气体的供给量; 一氧化碳浓度测量机构，其测量所述粉碎机的出口的气体中的一氧化碳浓度； 氧浓度测量机构，其测量所述粉碎机的出口处的气体中的氧浓度； 控制机构，其基于所述一氧化碳浓度测量机构的测量结果，和根据所述氧浓度测量机构测量到的所述氧浓度计算出的氧分压，以供给到所述粉碎机的所述混合气体中的所述氧分压变化的方式，控制所述气体供给量调整机构。
5.根据权利要求4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。
6.根据权利要求4或5所述的粉碎机的起火防止装置，其特征在于，氧分压比所述空气低的气体是氮气、二氧化碳气体、水蒸气和燃烧废气中的至少一种。
全文摘要
本发明的粉碎机的起火防止装置具有空气供给机构(12)，其向所述粉碎机供给空气；气体供给机构(13)，其供给氧分压比所述空气低的气体；气体供给量调整机构(15)，其调整气体供给量；一氧化碳浓度测量机构(7)，其测量所述粉碎机(5)的出口的气体中的一氧化碳浓度；氧浓度测量机构(6)，其测量氧浓度，在将空气和气体作为混合气体供给的粉碎固体燃料的粉碎机(5)中，基于所述一氧化碳浓度测量机构(7)和氧浓度测量机构(6)的测量结果，通过控制机构(11)以供给到粉碎机(5)的混合气体中的氧分压变化的方式，控制气体供给量调整机构(15)。通过该构成，能够防止粉碎机(5)内的起火。
文档编号B02C25/00GK102884377SQ20118002296
公开日2013年1月16日 申请日期2011年5月10日 优先权日2010年5月14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