JP2006248741A - 石炭灰の水分調整装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】石炭灰積み出し施設での石炭灰が飛散することによる２次的な公害を防止するとともに、運転員の労力の軽減を図ることができる石炭灰の水分調整装置および方法を提供する。
【解決手段】投入された石炭灰２を散水によって加湿する加湿機１００によって石炭灰２の水分を調整する装置であって、前記加湿機１００から排出された加湿後の石炭灰２の水分量を計測する水分センサー１１２と、当該水分センサー１１２からの出力信号に基づいて前記散水量を調整する給水量調整手段とからなることを特徴とする石炭灰２の水分調整装置１。加湿機１００から排出された加湿後の石炭灰２の水分量が２１±３％の範囲となるように石炭灰２の水分を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、石炭灰、特にフライアッシュ運搬時の粉塵飛散を防止することを目的として、該石炭灰を加湿し、その水分量を調整制御する方法およびその装置に関する。

石炭火力発電所の石炭焚きボイラー設備では、燃焼に供した石炭量の約１割が石炭灰として排出される。近年、この石炭灰について電力会社各社やセメント会社などで有効利用が盛んに進められており、特に石炭火力発電所では、通常、上記のセメント会社などの外部の需要家に向けて石炭灰を搬出すべく、敷地内に石炭灰の一時貯蔵し、トラックや運搬船への積み出し施設を設けているところが多い。

石炭灰の貯蔵、積み出し施設は、例えば図３に示すような設備フローから構成される。ボイラー１１からの燃焼排ガスが、節炭機１２、脱硝装置１３、空気予熱器１４、１次電気集塵機１５、２次電気集塵機１６の各設備を通過し、当該各設備で石炭灰が捕集される。各設備の下部には、ロータリーバルブ１２１、１３１、１４１、１５１，１５２，１６１、１６２がそれぞれ備えられており、各ロータリーバルブを通過した石炭灰が空気輸送配管１７にて石炭灰貯蔵サイロ３０上のサイクロン１８へ送られる。このサイクロン１８で石炭灰の一部が捕集された後、空気配管１９を経てバグフィルター２０で気中の残りの石炭灰が捕集される。サイクロン１８およびバグフィルター２０で捕集された石炭灰は、石炭灰貯蔵サイロ３０にて一時的に貯蔵される。石炭灰を船積みする場合やこの貯蔵サイロ３０が満杯の場合などに、押し込み通風機３３が運転され、貯蔵サイロ下の排出ホッパー３１，３２から排出された石炭灰が、石炭灰貯蔵サイロ４０に空気輸送される。石炭灰貯蔵サイロ４０は、隣接する石炭灰貯蔵サイロ４２と連通管４１を介して連通しており、貯蔵サイロ４２にも石炭灰を貯蔵することができるようになっている。

石炭灰貯蔵サイロ４０からは、排出ホッパー４３下部の所定のロータリーバルブを運転することにより、ダンプトラック４９への積み出しが可能である。また、石炭灰貯蔵サイロ４２からは、排出ホッパー４６下部の所定のロータリーバルブを運転することにより、粉粒体運搬車４８への積み出しが可能である。

石炭灰を運搬船への積み出し施設に送る場合、石炭灰貯蔵サイロ４０および４２の排出ホッパー４４、４６下部の所定のロータリーバルブおよびコンベア４５を運転することで、石炭灰がコンベア５０に供給される。その後、石炭灰は、バケットエレベータ５１、コンベア５２、５３を経て石炭灰貯蔵ヤード５４に送られる。石炭灰貯蔵ヤード５４下部から排出された石炭灰は、コンベア５５，５６を経て、ブームコンベア５７によって運搬船５８に船積みされる。また、コンベア５２を逆転させることにより、石炭灰貯蔵ヤード５４に一時的に貯蔵せずに直接船積みが可能となる。なお、この施設の搬送経路における各搬送コンベアは、いずれも石炭灰の流量などを考慮して、その種類や輸送能力を適宜選定できる。

上記のような石炭灰貯蔵サイロからの定量引き出しに関して、例えば特許文献１は、灰流量制御装置を提案している。

特開２００５−２２８４０号公報

しかし、上記のような石炭灰貯蔵サイロからダンプトラックへの積み出しや運搬船への船積みを行う施設においては、石炭灰が粉塵として飛散し、２次的な公害を引き起こしていた。石炭灰が飛散するような場合、従来の積み出し施設では、運転員が石炭灰貯蔵ヤードや運搬船などに長いホースを携えて行き、そこで散水しなければならず、多大な労力と時間とを要していた。

そこで、本発明は、このような石炭灰積み出し施設での石炭灰が飛散することによる２次的な公害を防止するとともに、運転員の労力の軽減を図ることができる石炭灰の水分調整装置および方法を提供することを目的とする。

上記目的は、本発明の一局面によれば、投入された石炭灰を散水によって加湿する加湿機によって石炭灰の水分を調整する装置であって、前記加湿機から排出された加湿後の石炭灰の水分量を計測する水分センサーと、前記水分センサーからの出力信号に基づいて前記散水量を調整する給水量調整手段とからなることを特徴とする石炭灰の水分調整装置によって達成される。

また、上記目的は、本発明の別の局面によれば、投入された石炭灰を加湿する加湿機と、該加湿機から排出された加湿後の石炭灰を搬送するコンベアとを含む石炭灰搬送経路において、前記コンベアを通過する石炭灰の水分量が所定の範囲となるように、前記加湿機内で石炭灰に注水することを特徴とする石炭灰の水分調整方法によって達成される。

本発明は、加湿機を設置し、これに投入される石炭灰を散水することにより加湿するとともに、当該加湿後の石炭灰の水分量を計測し、この計測結果を加湿機内の散水量にフィードバックすることにより石炭灰の水分量を所定の範囲に調整することとしたので、石炭灰の飛散の問題が生じず、運転員の散水に要する労力の軽減を図ることができる。

以下、図面を参照して、本発明の石炭灰の水分調整装置および方法についてより詳細に説明する。図１は、本発明の石炭灰の水分調整装置を示す概略フロー図を示している。この図において、本発明の石炭灰の水分調整装置１は、投入された石炭灰を散水によって加湿する加湿機１００と、該加湿機１００の排出口から排出された加湿後の石炭灰の水分量を計測する水分センサー１１２と、給水量調節計１１および給水量調整弁１１０で構成される給水量調整手段とから構成される。

図１に示す加湿機１００は、一端に石炭灰の投入口１０４を、他端に排出口１０５を有する円筒状の回転体から構成され、上記投入口１０４から排出口１０５に向かって当該回転体の軸船方向に５〜１０°の下り勾配が設けられている。また、この回転体内の略中央には、排出口側の端面から散水管１０１が投入口に向かって軸線方向に設けられており、この散水管１０１には、所定の間隔で複数の散水ノズル１０２、１０２、１０２、・・・が配設されている。回転体が低速で回転することにより、上記投入口１０４から投入された石炭灰２は、排出口１０５に向かって散水された水と混合されながら移動する。上記複数の散水ノズル１０２、１０２、・・からの散水量は、石炭灰の流量や後述の石炭灰の水分量の目標値などを考慮して適宜決定できる。なお、本発明で使用される加湿機としては上記のような形態に限定されず、パドルミキサーなどの混合攪拌機であって、内部に散水装置を有しているものが使用できるのはいうまでもない。

加湿機１００から排出された石炭灰２は、その後、搬送コンベア以降の搬送経路を積み出し施設まで搬送されることになる。この加湿機１００排出口に接続される搬送コンベアは、図１では、ベルトコンベアを開示するが、これに特に限定されず、石炭灰積み出し経路の各種機器の配置などによってチェントラックコンベア、ベルトコンベアなどの中から適宜選択できる。

水分センサー１１２によって加湿機１００から排出された石炭灰２の水分量が計測される。この水分センサー１１２は、接触式でも非接触式でもよいが、接触式の場合、石炭灰２との接触部分に石炭灰２が付着することになるため、非接触式のセンサーを使用するのが好ましい。特に、連続測定が可能なものが好適に使用できる。また、水分センサー１１２は、非接触式であれば測定方式は特に限定されず、赤外線吸収方式、誘電方式、放射線方式などのいずれも使用可能であり、これらのなかから適宜選択できる。また、水分センサー１１２は、図１に示すようにベルトコンベア上を通過する石炭灰の上方に設置してもよいが、上記加湿機１００の排出シュート１０６に設置して当該排出シュート１０６内を落下する石炭灰の水分量を計測することもできる。

図１に示すように、ベルトコンベア上を通過する石炭灰２の水分量を計測する場合、水分センサー１１２の測定精度の観点からは、上記排出シュート１０６の排出ゲート１０７の鉛直に設けられた開口をコンベアベルトの幅方向に略矩形に形成し、ベルト上で石炭灰２の層が平坦に均されるようにするのが好ましい。これにより、水分センサー１１２と石炭灰２の層表面との距離を略一定とすることができ、その結果、水分センサー１１２の測定精度の向上が期待できる。

水分センサー１１２は、計測結果を電気信号として給水量調節計に向けて信号線１１３を介して出力する。この電気信号は、デジタル信号でもアナログ信号でもよく、後者の場合、電圧信号でもよく、電流信号でもよい。これらは、水分センサー１１２と給水量調節計１１１との間の距離や水分センサー１１２の仕様などを考慮して適宜選択できる。

給水量調節計１１１では、上記電気信号が入力されると、水分量の目標値と比較され、偏差が求められ、当該偏差に相当する制御出力が後述の給水量調整弁１１０に向けて出力される。石炭灰の場合、水分量の目標値は、加湿された石炭灰中の約２１％とするのがよい。この水分量の制御にあたり、ＰＩＤなどの各種設定値は適宜設定可能である。また、この場合、制御出力信号は、入力信号と同様に、アナログ信号でもよく、デジタル信号でもよい。さらに、この調節計１１１が通信機能を備えている場合には、中央制御室（不図示）に上記各信号を送信するとともに、該中央制御室からの遠隔制御も可能となる。

給水量調整弁１１０は、一端が加湿機１００内に散水管１０１として配設され、他端が水源に通じる給水管の途中に設けられ、信号線１１４を介して入力した上記制御出力信号に基づいて弁開度の開閉を行う。その結果、調節計１１１における偏差に相当する分の給水量が増減され、水量調整がなされる。

図２は、図１に示す本発明の石炭灰の水分調整装置１を図３に示す従来の石炭灰の一時貯蔵、積み出し施設に導入した場合の設備フロー図を示している。なお、この図において、図１および図２と共通するか、または同様の設備機器については、同一の符号を使用し、重複した説明は省略する。

本発明の石炭灰の水分調整装置１は、石炭灰貯蔵サイロ４０および４２の下流側に配置されている。図2では、水分センサーは不図示であるが、搬送コンベア５０に図１と同様の方法で設置されている。加湿機１００には、貯水地１２１からポンプ１２０によって散水に必要な水量が供給される。

図２に示す施設において石炭灰の船積みを開始するに当たり、石炭灰貯蔵ヤード５４に石炭灰を送る場合、予め搬送コンベア４５および５０〜５３とともに、加湿機１００を運転しておく。石炭貯蔵サイロ４０および４２下の排出ホッパー４４、４５下部の所定のロータリーバルブを運転することにより、上記石炭灰貯蔵サイロ４０、４２中の石炭灰が加湿機１００に供給される。この起動時の加湿機１００内での散水量の調整方法としては、例えば所定の設定開度で給水量調整弁（図２、符号１１０参照）を開き、加湿機１００に所定量送水することで行われる。その後、加湿された石炭灰が搬送コンベア５０に達し、水分センサーで計測可能となったところで、本発明の石炭灰の水分量調整方法に切換が行われ、水分センサーからの水分量の電気信号に基づく給水量のフィードバック制御が行われる。また、石炭灰貯蔵ヤード５４から搬送コンベア５５〜５７を運転することで、運搬船５８への石炭灰の船積みが行われる。

上記のような運転が連続して行われることによって、その後の各搬送コンベア、石炭灰貯蔵ヤード５４、さらには運搬船５８において加湿後の石炭灰の水分量は、加湿後の石炭灰中の２１±３％に安定して調整されることになる。その結果、石炭貯蔵庫５４での粉塵の飛散やダンプトラック４９や運搬船５８への石炭灰積み込みにおける粉塵の飛散の問題が解消する。

本発明の石炭灰の水分調整装置および方法は、上記のように、近年の石炭灰の有効利用が盛んに行われるようになっている石炭灰の発生元、特には石炭火力発電所の石炭灰の積み出し施設での粉塵飛散の問題の解消に有用である。

本発明の石炭灰の水分調整装置を示す概略フロー図である。 図１に示す本発明の石炭灰の水分調整装置１を図３に示す従来の石炭灰の一時貯蔵、積み出し施設に導入した場合の設備フロー図である。 石炭灰の一時貯蔵、積み出し施設の設備フロー図である。

符号の説明

１ 水分調整装置
１００ 加湿機
１０１ 散水管
１０２ 散水ノズル
１１０ 給水量調整弁
１１１ 給水量調節計
１１２ 水分センサー
１１３，１１４ 信号線

Claims (5)

1. 投入された石炭灰を散水によって加湿する加湿機によって石炭灰の水分を調整する装置であって、前記加湿機から排出された加湿後の石炭灰の水分量を計測する水分センサーと、当該水分センサーからの出力信号に基づいて前記散水量を調整する給水量調整手段とからなることを特徴とする石炭灰の水分調整装置。
2. 前記水分センサーは、前記加湿機排出側に後続するコンベアによって搬送される加湿後の石炭灰の水分量を計測できるように設けられた請求項１に記載の石炭灰の水分調整装置。
3. 前記加湿機排出口と前記コンベアとの間に排出ゲートを備えた排出シュートが設けられ、前記排出ゲートの開口は、コンベアベルトの幅方向に略矩形に形成されてなる請求項１または２に記載の石炭灰の水分調整装置。
4. 投入された石炭灰を加湿する加湿機と、該加湿機に後続するコンベアとを含む石炭灰搬送経路において、前記加湿機から排出され、前記コンベアを通過する加湿後の石炭灰の水分量が所定の範囲となるように、前記加湿機内で石炭灰に注水することを特徴とする石炭灰の水分調整方法。
5. 前記加湿後の石炭灰の水分量は、加湿された石炭灰中の２１±３％の範囲に調整される請求項４に記載の石炭灰の水分調整方法。
   
   
   

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