特許 7404729 給炭システム及び残炭処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-18

(45)【発行日】2023-12-26

(54)【発明の名称】給炭システム及び残炭処理方法

(51)【国際特許分類】

   F23K 3/02 20060101AFI20231219BHJP

【ＦＩ】

F23K3/02 B

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019169546

(22)【出願日】2019-09-18

(65)【公開番号】P2021046972

(43)【公開日】2021-03-25

【審査請求日】2022-08-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000211307

【氏名又は名称】中国電力株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(72)【発明者】

【氏名】鳥居 聡一朗

【審査官】豊島 ひろみ

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１１１５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２３９１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０７８２１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２２５９５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２３Ｋ １／００ － ３／２２

Ｆ２３Ｎ １／００ － ５／２６

Ｂ６５Ｄ ８８／００ － ９０／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

石炭を貯留する貯留部と、
前記貯留部の下方に配置される給炭機と、
前記貯留部と前記給炭機とを連結し、石炭が通過可能な供給路と、
前記供給路に配置され、前記供給路を開閉するコールゲートと、
前記供給路における前記貯留部と前記コールゲートとの間に配置され、石炭を検出する検出部と、
焚き切り指令を受信すると焚き切り制御に移行する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記焚き切り制御移行後に、前記検出部が石炭を検出しなくなった場合に前記コールゲートを閉じる給炭システム。

【請求項2】

前記制御部は、前記焚き切り制御移行後に、前記コールゲートに閉鎖信号を送信してから所定時間内に前記コールゲートが閉じなかった場合に前記給炭機の稼動を停止させる請求項１に記載の給炭システム。

【請求項3】

石炭を貯留する貯留部と前記貯留部の下方に配置される給炭機とを連結し、石炭が通過可能な供給路と、前記供給路に配置され、前記供給路を開閉するコールゲートとを備える給炭設備に用いられる残炭処理方法であって、
残炭処理開始後に前記供給路における前記貯留部と前記コールゲートとの間に配置される検出部により石炭を検出し、前記検出部による石炭が検出されなくなった場合に前記コールゲートを閉じるステップを含む残炭処理方法。

【請求項4】

前記検出部による石炭の検出がされなくなったと判定されてから所定時間内に前記コールゲートが閉じなかった場合に前記給炭機の稼動を停止させる請求項３に記載の残炭処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、給炭システム及び残炭処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

石炭火力発電所において、定期点検等でボイラに石炭を供給する給炭設備の運転を停止する際に残炭処理を行う場合がある。残炭処理に関する技術を開示するものとして例えば、特許文献１がある。特許文献１には、石炭の貯留部である石炭バンカと給炭機とを連結する供給路に設けられたコールゲートを閉じ、所定時間後、給炭機や微粉炭機を停止するシステムが記載されている。また、特許文献２には、石炭バンカ内の残炭を処理するため、石炭バンカの上部や下部に設けたレベル計で石炭量を監視し、石炭量がゼロレベルに達したところでコールゲートを閉じる給炭システムが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－２９２０２５号公報

【文献】特開２００８－１１１５８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１及び２の給炭設備において、石炭の焚き切りを確実に行うためには、コールゲートを閉じるタイミングが重要である。コールゲートを閉じるタイミングが遅いと微粉炭等が貯留部に向かって逆流するおそれがあり、反対にタイミングが早いと貯留部内に石炭が残る。特許文献１には、コールゲートを閉じた後、所定のタイミングで給炭機や微粉炭機を停止することが記載されているが、コールゲートを閉じるタイミングについては記載されていない。特許文献２の給炭システムでは、レベル計が石炭バンカの上部や下部に取り付けられているが、供給路におけるコールゲートの上部に石炭が残るおそれもあり、残炭を確実に処理するという点で改善の余地があった。

【0005】

本発明は石炭の焚き切り処理において、残炭を確実に処理できる給炭システム及び残炭処理方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、石炭を貯留する貯留部と、前記貯留部の下方に配置される給炭機と、前記貯留部と前記給炭機とを連結し、石炭が通過可能な供給路と、前記供給路に配置され、前記供給路を開閉するコールゲートと、前記供給路における前記貯留部と前記コールゲートとの間に配置され、石炭を検出する検出部と、焚き切り指令を受信すると焚き切り制御に移行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記焚き切り制御移行後に、前記検出部が石炭を検出しなくなった場合に前記コールゲートを閉じる給炭システムに関する。

【0007】

前記制御部は、前記焚き切り制御移行後に、前記コールゲートに閉鎖信号を送信してから所定時間内に前記コールゲートが閉じなかった場合に前記給炭機の稼動を停止させる。

【0008】

また本発明は、石炭を貯留する貯留部と前記貯留部の下方に配置される給炭機とを連結し、石炭が通過可能な供給路と、前記供給路に配置され、前記供給路を開閉するコールゲートとを備える給炭設備に用いられる残炭処理方法であって、残炭処理開始後に前記供給路における前記貯留部と前記コールゲートとの間に配置される検出部により石炭を検出し、前記検出部による石炭が検出されなくなった場合に前記コールゲートを閉じるステップを含む残炭処理方法に関する。

【0009】

前記検出部による石炭の検出がされなくなったと判定されてから所定時間内に前記コールゲートが閉じなかった場合に前記給炭機の稼動を停止させる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、石炭の焚き切り処理において、残炭を確実に処理できる給炭処理システム及び残炭処理方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係る給炭システムを示す概略図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る給炭システムの機能的な構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る給炭システムの制御部により実行される残炭処理の手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

【0013】

本実施形態に係る給炭システム１は、火力発電所等のボイラ（図示省略）に石炭を供給する給炭設備である。図１は給炭システム１を示す概略図、図２は給炭システム１の機能的な構成を示すブロック図である。

【0014】

図１及び図２に示すように、給炭システム１は、貯留部１０と、給炭機２０と、微粉炭機３０と、供給路４０と、コールゲート５０と、検出部６０と、制御部７０と、操作部８０と、を含んで構成される。

【0015】

貯留部１０は、略逆円錐形状又は逆多角錐形状であり、石炭サイロ（図示省略）から搬送された石炭を貯留するバンカ（貯槽）である。貯留部１０の最下部には、供給路４０が連結される。

【0016】

給炭機２０は、貯留部１０の下方に設けられ、微粉炭機３０に石炭を供給する装置である。給炭機２０は、ベルトコンベア２１と、パドルスイッチ２２と、給炭管２３と、圧力検出部２４とを含んで構成される。

【0017】

ベルトコンベア２１は、貯留部１０から供給された石炭を微粉炭機３０に向かって搬送する無端状のベルトである。ベルトコンベア２１は、水平方向に延びている。ベルトコンベア２１は、駆動部２１２によって所定のスピードで周回する。

【0018】

パドルスイッチ２２は、ベルトコンベア２１の上方に配置され、ベルトコンベア２１に接近する方向に延出している。パドルスイッチ２２は、ベルトコンベア２１上の石炭と接触することで石炭の有無を検出する。パドルスイッチ２２による石炭の検出結果は制御部７０に送信される。

【0019】

給炭管２３は、給炭機２０の下部に配置され、微粉炭機３０に連結される。貯留部１０から供給されたベルトコンベア２１上の石炭は、給炭管２３の内側を通り、微粉炭機３０に供給される。

【0020】

圧力検出部２４は、給炭機２０内の圧力を検出する。圧力検出部２４による検出結果は制御部７０に送信される。

【0021】

微粉炭機３０は、給炭機２０の下方に配置される。微粉炭機３０では、石炭が粉砕され、微粉炭が製造される。微粉炭機３０で製造された微粉炭は、ボイラに送られて燃焼される。

【0022】

微粉炭機３０は、微粉炭機３０に流れる電流を検出する電流検出部３１と微粉炭機３０内の圧力を検出する圧力検出部３２とを有する。電流検出部３１と圧力検出部３２による検出結果は制御部７０に送信される。

【0023】

電流検出部３１により微粉炭機３０に流れる電流の量を監視することで、微粉炭機３０内における石炭の有無を確認できる。また、圧力検出部３２と給炭機２０の圧力検出部２４による検出値の差により、給炭機２０と微粉炭機３０との間の差圧が算出される。給炭機２０と微粉炭機３０との間で石炭が詰まると、給炭機２０と微粉炭機３０の差圧が高くなるので異常を検出できる。

【0024】

供給路４０は、貯留部１０と給炭機２０とを連結する管である。供給路４０は、石炭が通過可能に形成される。石炭は、貯留部１０から供給路４０の内側を通り、給炭機２０に供給される。

【0025】

コールゲート５０は、供給路４０に配置され、供給路４０を開閉可能に形成される。コールゲート５０を閉じると、コールゲート５０により供給路４０の内側が塞がれ、貯留部１０から給炭機２０への石炭の供給が停止する。コールゲート５０を開くと、貯留部１０から給炭機２０への石炭の供給が可能となる。また、コールゲート５０は、開閉駆動機構５１と開閉検出部５２とを有する。

【0026】

開閉駆動機構５１は、制御部７０から送られる信号に基づき、コールゲート５０を開閉する駆動力を供給する機構である。開閉駆動機構５１としては、例えば、モータ、エンジン等が挙げられる。制御部７０からの開放信号を受信すると、コールゲート５０を開く。また、開閉駆動機構５１は、制御部７０からの閉鎖信号を受信すると、コールゲート５０を閉じる。

【0027】

開閉検出部５２は、コールゲート５０の開閉状態を検出するセンサである。開閉検出部５２による検出結果は制御部７０に送信される。

【0028】

検出部６０は、供給路４０に配置され、石炭の有無を検出するセンサである。検出部６０は、コールゲート５０を挟んで上下に配置される第１の検出部６１（検出部）と、第２の検出部６２とを有する。第１の検出部６１と第２の検出部６２とは、超音波により石炭の有無を検出する。第１の検出部６１及び第２の検出部６２は、石炭の有無を検出できればよく、場合によっては接触式や非接触式のものを用いてもよい。第１の検出部６１及び第２の検出部６２による検出結果は制御部７０に送信される。

【0029】

第１の検出部６１は、供給路４０におけるコールゲート５０の上側に配置される。即ち、第１の検出部６１は、貯留部１０とコールゲート５０との間に配置される。第１の検出部６１は、供給路４０におけるコールゲート５０の上側の領域に存在する石炭の有無を検出する。これにより、貯留部１０とコールゲート５０との間に存在する残炭量を高い精度で検出できる。

【0030】

第２の検出部６２は、供給路４０におけるコールゲート５０の下側に配置される。即ち、第２の検出部６２は、コールゲート５０と給炭機２０との間に配置される。第２の検出部６２は、供給路４０におけるコールゲート５０の下側の領域に存在する石炭の有無を検出する。

【0031】

制御部７０について説明する。図２に示すように、制御部７０は、給炭機２０、微粉炭機３０、コールゲート５０、検出部６０、操作部８０等が電気的に接続され、これらの装置から受信した情報に基づき、給炭機２０及びコールゲート５０の稼動を制御する。

【0032】

制御部７０は、通常運転制御と焚き切り制御を切り換え可能に構成される。２つの制御方式は、操作部８０により選択される。操作部８０は、給炭システム１の運転条件を入力するための複数の操作キーを有する。例えば、操作部８０を操作すると、焚き切り制御に移行するための焚き切り指令が制御部７０に送信される。

【0033】

まず、制御部７０の通常運転制御について説明する。通常運転制御時において、所定の条件が満たされた場合、制御部７０が給炭機２０の稼動を停止する。本実施形態では、条件１から条件７の何れかの条件を満たす場合、制御部７０が給炭機２０の駆動部２１２の駆動を停止させる。

【0034】

条件１は、コールゲート５０が閉鎖したことを開閉検出部５２が検出することである。即ち、コールゲート５０が閉鎖されると、給炭機２０の稼動が停止する（トリップ）。

【0035】

条件２は、Ｍａｓｔｅｒ Ｆｕｅｌ Ｔｒｉｐ（ＭＦＴ）により燃料の供給が遮断されることである。即ち、危急時等にボイラへの燃料供給が遮断されると、給炭機２０の稼動が停止する。

【0036】

条件３は、微粉炭機３０の稼動が停止することである。即ち、微粉炭機３０の稼動が停止すると、微粉炭機３０に石炭を供給する給炭機２０の稼動も停止する。

【0037】

条件４は、パドルスイッチ２２が石炭を検出せず、かつ、微粉炭機３０の電流が所定の電流値（本実施形態では、５５Ａ）よりも低くなることである。即ち、給炭機２０のベルトコンベア２１上に石炭が積載されておらず、かつ、微粉炭機３０に石炭が供給されていない状態になると、給炭機２０の稼動が停止する。

【0038】

条件５は、パドルスイッチ２２が石炭を検出せず、かつ、第１の検出部６１及び第２の検出部６２が石炭を検出しなくなることである。即ち、給炭機２０のベルトコンベア２１上に石炭が存在せず、かつ、供給路４０におけるコールゲート５０の上側及び下側に石炭が存在しない状態になると、給炭機２０が停止する。

【0039】

条件６は、給炭機２０と微粉炭機３０との間の差圧が所定の値（本実施形態では、０．７ｋＰａ）よりも高く、かつ、第１の検出部６１及び第２の検出部６２が石炭を検出しなくなることである。即ち、給炭機２０と微粉炭機３０との間で石炭が詰り、かつ、供給路４０におけるコールゲート５０の上側及び下側に石炭が存在しない状態になると、給炭機２０が停止する。

【0040】

条件７は、給炭機２０と微粉炭機３０との間の差圧が所定の値（本実施形態では、０．７ｋＰａ）よりも高く、かつ、電流検出部３１の検出結果が所定の値（本実施形態では、５５Ａ）よりも低くなる状態が所定時間（本実施形態では、３秒間）継続することである。即ち、給炭機２０と微粉炭機３０との間で石炭が詰り、かつ、微粉炭機３０に石炭が供給されていない状態が所定時間継続すると、給炭機２０が停止する。

【0041】

次に、制御部７０の焚き切り制御について図２、図３を用いて説明する。図３は制御部７０により実行される残炭処理の手順を示すフローチャートである。制御部７０は、操作部８０から送信される焚き切り指令を受信すると、通常運転制御から焚き切り制御に移行する。

【0042】

図３に示すように、制御部７０は、第１の検出部６１が供給路４０内におけるコールゲート５０と貯留部１０との間の石炭を検出しなくなったか否かを判定する（ステップＳ１）。

【0043】

制御部７０が第１の検出部が石炭を検出しなくなったと判定した場合、制御部７０は、コールゲート５０を閉じるために、焚き切り制御の一部である閉鎖信号の開閉駆動機構５１への送信を実行する（ステップＳ２）。

【0044】

制御部７０は、閉鎖信号を開閉駆動機構５１に送信してから所定時間内に開閉駆動機構５１によりコールゲート５０が閉じるか否かを判定する（ステップＳ３）。本実施形態における所定時間は、コールゲート５０の下側の供給路４０内に存在する全ての石炭が給炭機２０に供給されるまでの時間よりも短い時間である。制御部７０が所定時間内に開閉駆動機構５１によりコールゲート５０が閉じたと判定した場合、石炭の焚き切りが完了する。

【0045】

制御部７０が所定時間内に開閉駆動機構５１によりコールゲート５０が閉じたと判定されたなかった場合、制御部７０は給炭機２０を停止する（ステップＳ４）。これにより、コールゲート５０が閉じなかった場合であっても、供給路４０におけるコールゲート５０と給炭機２０との間に石炭が残り、供給路４０に炭層シールが形成されるため、微粉炭機３０からの微粉炭の逆流を抑制できる。

【0046】

以上説明した本実施形態に係る給炭システム及び残炭処理方法によれば、以下のような効果を奏する。

【0047】

本実施形態に係る給炭システム１は、石炭を貯留する貯留部１０と、貯留部１０の下方に配置される給炭機２０と、貯留部１０と給炭機２０とを連結し、石炭が通過可能な供給路４０と、供給路４０に配置され、供給路４０を開閉するコールゲート５０と、供給路４０における貯留部１０とコールゲート５０との間に配置され、石炭を検出する第１の検出部６１と、焚き切り指令を受信すると焚き切り制御に移行する制御部７０と、を備え、制御部７０は、焚き切り制御移行後に、前記第１の検出部６１が石炭を検出しなくなった場合にコールゲート５０を閉じる。

【0048】

これにより、供給路４０におけるコールゲート５０の上側に配置された第１の検出部６１により石炭が検出されなくなった場合にコールゲート５０が閉じられるため、コールゲート５０よりも上側の残炭を確実に処理できる。よって、石炭の焚き切り後の残炭の回収作業が不要になり、残炭処理にかかるコストを削減できる。また、制御部７０が第１の検出部６１が石炭を検出しなくなったタイミングでコールゲート５０を閉じる制御を行うので、コールゲート５０を閉じるタイミングを図るため、操作員が貯留部１０内の残炭量の監視する手間を省くことができる。

【0049】

制御部７０は、焚き切り制御移行後に、コールゲート５０に閉鎖信号を送信してから所定時間内にコールゲート５０が閉じなかった場合に給炭機２０の稼動を停止させる。

【0050】

これにより、コールゲート５０と給炭機２０との間に石炭が残るため、微粉炭機３０からの微粉炭の逆流を抑制できる。

【0051】

本実施形態に係る残炭処理方法は、石炭を貯留する貯留部１０と貯留部１０の下方に配置される給炭機２０とを連結し、石炭が通過可能な供給路４０と、供給路４０に配置され、供給路４０を開閉するコールゲート５０とを備える給炭設備に用いられる残炭処理方法であって、残炭処理開始後に供給路４０における貯留部１０とコールゲート５０との間に配置されされる検出部により石炭を検出し、前記検出部による石炭が検出されなくなった場合に前記コールゲートを閉じるステップを含む。

【0052】

これにより、供給路４０におけるコールゲート５０の上側に配置された第１の検出部６１が石炭を検出しなくなった場合にコールゲート５０を閉じるため、コールゲート５０よりも上側の残炭をより確実に処理できる。

【0053】

前記第１の検出部６１による石炭の検出がされなくなったと判定されてから所定時間内にコールゲート５０が閉じなかった場合に給炭機２０の稼動を停止させる。

【0054】

これにより、コールゲート５０が閉じなかった場合であっても、コールゲート５０と給炭機２０との間に石炭を残すことができ、微粉炭の逆流を抑制できる。

【0055】

以上、本発明に関する実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。

【0056】

上記実施形態では、コールゲート５０は制御部７０からの開放信号又は閉鎖信号に従って開閉されるが、コールゲート５０が手動で開閉可能な構成であってもよい。

【符号の説明】

【0057】

１ 給炭システム
１０ 貯留部
２０ 給炭機
４０ 供給路
５０ コールゲート
６１ 第１の検出部（検出部）
７０ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】