JP2002105464A - ガス化炉内監視装置 - Google Patents
ガス化炉内監視装置Info
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Abstract
撮像機器の過熱による機能不良や破損の発生を防止し、
撮像機器の耐久性を向上するとともに、前記監視窓部を
常時清浄に保持できるガス化炉内監視装置を提供する。 【解決手段】 ガス化炉内監視装置において、本体の内
部に、透明窓1を洗浄するための洗浄流体の通路2と、
機器収納部を循環して撮像手段32を冷却する冷却流体
の通路3とを設けるとともに、流体供給源14からの流
体管路20を洗浄流体管路11及び冷却流体管路10に
分岐し、該洗浄流体管路を本体の洗浄流体の通路に接続
するとともに該冷却流体管路を前記本体の冷却流体の通
路に接続し、冷却流体管路及び洗浄流体管路の何れか一
方または双方にこれらの管路を通流する流体の流量を調
整する流量調整弁12を設けた。
Description
内等の、高温の含粉体ガスが通流するガス化炉内の状況
を、機器収納部内に収納された撮像手段により透明窓を
通して撮像可能に構成されたガス化炉内撮像装置を用い
て前記ガス化炉内のガスの状態を監視するガス化炉内監
視装置に関する。
置の要部を示す構成図である。図において200はガス
化炉であり、01は微粉炭及びチャーを溶融させて高温
ガスを発生させる燃焼段を構成するコンバスタ、02は
前記コンバスタ1で発生した高温ガスにより後述するリ
ダクタバーナ05から噴出される微粉炭を加熱し熱分解
させるガス化段を構成するリダクタである。前記コンバ
スタ01には、微粉炭供給装置07から窒素等の搬送ガ
スにより搬送された微粉炭をガス化剤供給管06からの
ガス化剤とともに該コンバスタ01内に噴出させるコン
バスタバーナ03、及びガス分離後のチャーを該コンバ
スタ01内に噴出させるチャーバーナ04が設けられて
いる。また、前記リダクタ02には、前記微粉炭供給装
置07から前記搬送ガスにより搬送された微粉炭を前記
リダクタ02内に噴出させるリダクタバーナ05が設け
られている。
5内の搬送ガスにより微粉炭供給装置07からの微粉炭
を前記コンバスタバーナ03及びリダクタバーナ5に搬
送するとともに、生成ガス分離後のチャーをチャーバー
ナ04に搬送する。011は前記リダクタ02にて生成
された熱分解ガスを搬送するための生成ガス管、012
は該生成ガス管011を送られてきた前記熱分解ガスか
らチャーを分離するサイクロンであり、該サイクロン0
12にて分離されたチャーはチャー供給装置013によ
りチャー供給管014及び前記チャーバーナ04を介し
て前記コンバスタ01に供給されるようになっている。
04はガス化炉の起動時における軽油燃焼用の下部コン
バスタである。
バスタ01においては、前記コンバスタバーナ03から
搬送ガスにより搬送された微粉炭が噴出されるととも
に、前記のようにチャーバーナ04からチャーが供給さ
れ、ガス化剤により高温、高負荷燃焼が行われる。かか
る燃焼によって発生する2000℃程度の高温ガスは、
上方にある前記リダクタ02に送られる。一方、該コン
バスタ01における高温燃焼によって前記石炭中の灰分
が溶融化され、溶融スラグとなって、前記下部コンバス
タ041下方のスラグホールから自然落下し、系外に排
出される。
リダクタバーナ05から前記のように搬送ガスにより搬
送された微粉炭が噴出され、前記コンバスタ01からの
高温ガスによって熱分解され、ガス化が行われる。かか
るガス化作用により生成された生成ガスは、該リダクタ
02から送出され、生成ガス管011を通って前記サイ
クロン012に入り、前記のようにチャーの分離がなさ
れた後、ガスタービン等の使用先に送られる。
炉200内部における流動スラグの状況等の、炉内の燃
焼状況を監視するための炉内撮像装置100が、炉壁に
取り付けられている。21は前記炉内撮像装置100に
接続された画像処理装置である。かかる炉内撮像装置1
00は、本体の内部にカメラ等の撮像手段が設けられた
機器収納部とガス化炉内とを透明窓により遮蔽し、前記
撮像手段により透明窓を通して前記ガス化炉内を撮像す
るように構成されており、その中の一つに特許第289
1672号の発明がある。
複数の筒部材の間に形成された円筒状空間の一つと、前
記各筒部材の先端側に形成された透明な監視窓を介して
入射した光像を電気信号に変換するビデオカメラが配置
されている前記筒部材中心部空間とに前記撮影部の元端
側から冷却エアーを注入して撮影部を冷却するととも
に、この冷却エアーを前記監視窓から前記撮影部の外側
に放出させるように構成されている。
炉内は、運転時には10〜30kgf/cm2程度の圧
力を有する高温の含粉体ガスが通流していることから、
かかる炉内に臨んで取り付けられている炉内撮像装置1
00にあっては、前記のような高温高圧の炉内と、カメ
ラ等の撮像手段が設けられた機器収納部との間のガスシ
ールを充分になして、炉内ガスの機器収納部への侵入を
確実に防止することが要求される。
号にて提供されている従来技術にあっては、透明な監視
窓の周囲を筒部材の開口部内周に固定しているにとどま
るため、前記のような高温高圧の炉内監視に用いる場合
には、高圧の炉内と常圧のビデオカメラ配置空間との圧
力差により、監視窓のシール部にシール不良が発生し易
く、かかるシール不良により炉内ガスがビデオカメラ配
置空間に侵入して、これら内部機器の機能不良や破損を
誘発するという問題点を有している。
は、カメラ等の炉内撮像機器が収納されている内部空間
は、機器の機能を維持するため、温度上昇を抑制して一
定温度以下に保持することを要するが、前記従来技術に
あっては、炉内と撮像機器が収納されている内部空間と
の間は透明な監視窓により遮蔽されているにとどまり、
該内部空間の温度の調整手段を有しないため、炉内から
監視窓を通しての伝熱あるいは輻射により前記内部空間
の温度が前記撮像機器の耐熱温度よりも上昇して、撮像
機器の機能不良や破損発生の恐れがあるという問題点を
有している。
ス化炉等の高温高圧ガスが通流するガス化炉の内部を監
視するガス化炉内監視装置において、高圧のガス化炉内
と撮像機器収納空間との圧力差による監視用透明窓部の
シール不良及びこれによる撮像機器の機能不良や破損の
発生を防止するとともに、前記撮像機器収納空間内の温
度を常時撮像機器の耐熱温度以下に保持して、該撮像機
器の過熱による機能不良や破損の発生を防止して、撮像
機器の耐久性を向上するとともに、前記監視窓部を常時
清浄に保持することを目的とする。
決するもので、請求項1記載の発明として、高温の含粉
体ガスが通流するガス化炉内に臨んで設置され、本体の
内部にカメラを含む撮像手段が設けられた機器収納部
と、該機器収納部と前記ガス化炉とを遮蔽する透明窓と
を備え、前記撮像手段により前記透明窓を通して前記ガ
ス化炉内を撮像可能に構成されたガス化炉内撮像装置を
用いて前記ガス化炉内のガスの状態を監視するガス化炉
内監視装置において、前記本体の内部に、前記透明窓を
洗浄する洗浄流体が通流する洗浄流体通路と、前記機器
収納部を循環して前記撮像手段を冷却する冷却流体が通
流する冷却流体通路とを設けるとともに、流体供給源か
らの流体が通流する流体管路を洗浄流体管路及び冷却流
体管路に分岐し、該洗浄流体管路を前記本体の洗浄流体
通路に接続するとともに該冷却流体管路を前記本体の冷
却流体通路に接続し、前記冷却流体管路及び洗浄流体管
路の何れか一方または双方にこれらの管路を通流する流
体の流量を調整する流量調整弁を設けたことを特徴とす
るガス化炉内監視装置を提案する。
記洗浄流体管路の途中に、水等の洗浄液が通流する洗浄
液注入管を接続すると共に、該洗浄液注入管の管路を開
閉する洗浄液注入弁を設ける。また、請求項5のよう
に、前記機器収納部からの冷却流体通路出口と前記流体
供給源の流体入口とを接続する流体戻り管を設け、前記
撮像手段冷却後の流体を再循環させるように構成する。
て、前記ガス化炉内の圧力を検出するガス化炉圧力検出
器と、前記機器収納部内の圧力を検出する内部圧力検出
器と、前記ガス化炉内圧力と機器収納部内圧力とを比較
し該機器収納部内圧力がガス化炉内圧力以上になるよう
に前記流量調整弁の開度を調整する流量調整弁制御装置
とを備えたことを特徴とする。
て、前記流体供給源からの流体管路を流れる流体の流量
を調整する流量調整元弁を設けると共に、前記機器収納
部の内部温度を検出する内部温度検出器と、該内部温度
の検出値と予め設定された内部温度の基準値とを比較し
前記内部温度が前記基準値以下になるように前記流量調
整元弁の開度を調整する流量調整元弁制御装置とを備え
たことを特徴とする。
の流体通路を、透明窓を洗浄するための洗浄流体通路
と、機器収納部を循環して撮像手段を冷却する冷却流体
通路との並行流路に構成し、双方の流体通路における流
体の流量を調整する流量調整弁を設けたので、該流量調
整弁によって前記冷却流体流量を調整することにより、
機器収納部内の圧力をガス化炉内圧力よりも高く保持し
てガス化炉側から機器収納部内へのガスの侵入を防止で
きるとともに、機器収納部内の温度を内部機器温度の許
容値以下に保持することができる。これにより、機器収
納部内への侵入ガスによる、あるいは機器収納部内の温
度上昇に伴う内部機器の機能不良や破損の誘発が防止さ
れる。
制御装置においては、機器収納部内圧力がガス化炉内圧
力よりも大きくなるような機器収納部内に供給される冷
却空気の流量、及び該流量になるような前記流量調整弁
の開度を算出して該流量調整弁に出力する。これによ
り、該流量調整弁は前記機器収納部内の圧力がガス化炉
内圧力よりも常に大きくなるように、その開度つまり流
量を制御されることとなり、機器が収納されている機器
収納部内の圧力は常時ガス化炉内圧力よりも大きくなっ
て、ガス化炉内の高温高圧ガスの機器収納部内への侵入
が阻止される。
弁制御装置においては、機器収納部の内部温度検出値が
基準値即ち許容上限温度よりも小さくなるように管路を
流れる流体の流量、及び該流量になるような前記流量調
整元弁の開度を算出して該流量調整元弁に出力する。こ
れにより、該流量調整元弁は前記機器収納部内の温度が
機器の許容上限温度よりも常に小さくなるように、その
開度つまり流量を制御されることとなる。従って、前記
CCDカメラ、変換器等の機器が収納されている機器収
納部内の温度は常時収納機器の許容上限温度以下に保持
されることとなり、ガス化炉から透明窓を通しての伝熱
あるいは輻射による機器収納部内の温度上昇が抑制さ
れ、かかる温度上昇に伴う前記機器の機能不良や破損の
誘発が防止される。
を用いて詳細に説明する。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、その相対配置など
は特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれ
のみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎな
い。
用炉内監視装置の全体構成図、図2は炉内撮像装置の先
端部近傍の断面図である。また、図3は本発明が適用さ
れる石炭ガス化装置の構成図である。
び動作は前記した通りであり、本発明はガス化炉200
に取り付けられて炉内の状況を撮像する炉内撮像装置1
00を含む炉内監視装置に係るものである。かかる炉内
監視装置の全体構成を示す図1において、100は炉内
撮像装置で、つぎのように構成されている。6は円筒状
の外筒、4は円筒状の内筒、5は該外筒6の内側と内筒
4の外側との間に設けられた中間筒である。前記外筒6
の内周と中間筒5の外周との間には環状の洗浄空気通路
2が形成され、また前記中間筒5の内周と内筒4の外周
との間には環状の冷却空気通路3が形成され、さらに前
記内筒4の内部には冷却空気出口通路30が形成されて
いる。
前記中間筒5の先端部に、外周にシールを施され、外面
を炉内101に面し固定リング43(図2参照)を介し
て固定されている。39は前記透明窓1の内面と前記中
間筒5の内周面とにより区画形成された機器収納部で、
該機器収納部39には前記透明窓1の背部に位置してC
CDカメラ32、該CCDカメラ32からの撮像信号を
電気信号に変換する変換器33等が収納されている。3
8は前記該CCDカメラ32及び変換器33の取付台で
ある(図2参照)。7は前記中間筒5の先端部に円周方
向に沿って複数個穿孔された噴出孔で、前記洗浄空気通
路2の先端部側(炉内101側)から前記透明窓1の外
面に向けて穿孔され、前記洗浄空気通路2を通った洗浄
空気40が前記透明窓1の外面にむら無く吹き付けられ
るように配されている。前記中間筒5の根元部にはボス
部5aが形成され、該ボス部5aの両面に前記外筒6の
根元部及び内筒4の根元部が夫々固定されている。
た冷却空気入口で、前記冷却空気通路3に連通されてい
る。8は前記外筒6の根元部近傍に設けられた洗浄空気
入口で、前記洗浄空気通路2に連通されている。31は
空気出口室で、前記冷却空気出口通路30が開口されて
いる。53は該空気出口室31を覆うカバーである。ま
た21は前記機器収納部39内の変換器33からの撮像
信号(電気信号)が回線021を介して入力され、該撮
像信号に所要の処理を施す画像処理装置である(該画像
処理装置21は公知のものであるので詳細な説明は省略
する)。
該空気供給源からの加圧空気が通流する空気管である。
該空気管20は冷却空気管10と洗浄空気管11とに分
岐されている。そして該冷却空気管10は前記冷却空気
通路3の冷却空気入口9に接続され、洗浄空気管11は
前記洗浄空気通路2の洗浄空気入口8に接続されてい
る。12は前記冷却空気管10に設けられて、その管路
面積即ち冷却空気の流量を調整する絞り弁である。また
13は前記空気管20に設けられて、その管路面積即ち
前記空気供給源14からの空気の流量を調整する空気元
弁である。19は前記洗浄空気管11の途中に接続され
る水注入管、18は該水注入管19の管路を開閉する水
注入弁である。
内圧力検出器、22は前記空気出口室31の圧力即ち前
記機器収納部39の圧力を検出する本体内圧力検出器で
ある。また50は前記機器収納部39内における前記C
CDカメラ32、変換器33等の機器の温度(機器収納
部39内における前記機器の近傍の温度でも良い)を検
出する温度検出器である。15は制御装置であり、前記
空気元弁13の開度を制御する空気元弁制御装置16及
び前記絞り弁12の開度を制御する絞り弁制御装置17
からなる。該空気元弁制御装置16には、前記温度検出
器50からの機器収納部39内の温度検出信号が回線3
7を介して入力されている。また前記絞り弁制御装置1
7には、前記炉内圧力検出器23からの炉内圧力の検出
信号が回線35を介して入力され、前記本体内圧力検出
器22からの機器収納部内圧力の検出信号が回線36を
介して入力されている。
置において、前記空気供給源14から送り出された加圧
空気は前記空気元弁13により流量を制御されて空気管
20を通流してから冷却空気管10と洗浄空気管11と
に分流する。該冷却空気管10に導入された冷却空気4
1は前記絞り弁12により流量を制御されて、図の実線
矢印のように、前記炉内撮像装置100の冷却空気入口
9及び冷却空気通路3を経て機器収納部39に入り、該
機器収納部39内に設けられたCCDカメラ32、変換
器33等の機器を冷却し昇温された後、冷却空気出口通
路30を通って空気出口室31に導かれる。そして、該
空気出口室31の冷却空気41は空気戻り管51を通流
し、途中で空気冷却器52により冷却、降温され、前記
空気供給源14に戻される。
浄空気40は、図の破線矢印のように、炉内撮像装置1
00の洗浄空気入口8及び洗浄空気通路2を経て、該洗
浄空気通路2先端部に設けられた複数の噴出孔7から前
記透明窓1の外面に万遍なく吹き付けられ、該外面を洗
浄する。また、前記透明窓1外面の汚れが著しい場合に
は前記水注入弁18を開き、洗浄水を前記洗浄空気管1
1内に投入し、洗浄空気とともに噴出孔7から前記透明
窓1の外面に吹き付ける。これにより、空気と水との混
合流によって透明窓1の汚れを確実に除去することがで
き、該透明窓1は常時清浄に保持される。
は、前記本体内圧力検出器22からの機器収納部内圧力
検出値P2と炉内圧力検出器23からの炉内圧力検出値
P1との差圧ΔP=P2―P1を算出する。そして該絞
り弁制御装置17においては、前記差圧ΔP<0、つま
り炉内圧力P1が機器収納部内圧力P2よりも高いとき
には、機器収納部39内の圧力P2を炉内圧力P1以上
にせしめる流量に相当する前記絞り弁12の開度を算出
し絞り弁12に出力する。これを受けて該絞り弁12は
その開度が大きくなり、冷却空気41の流量が増加して
機器収納部39内の圧力P2が炉内圧力P1以上とな
る。
前記差圧ΔP>0、つまりP2>P 1になるような機器
収納部39内に供給される冷却空気41の流量、及び該
流量になるような前記絞り弁12の開度を算出して、該
絞り弁12に出力する。これにより、該絞り弁12は前
記絞り弁制御装置17によって、前記機器収納部39内
の圧力P2が炉内圧力P1よりも常に大きくなるよう
に、その開度つまり流量を制御されることとなる。従っ
て、前記CCDカメラ32、変換器33等の機器が収納
されている機器収納部39内の圧力は常時炉内101の
圧力よりも大きくなっており、炉内101の高温高圧ガ
スが機器収納部39内に侵入するのが阻止され、かかる
侵入ガスによる前記機器の機能不良や破損の誘発が防止
される。
は、前記温度検出器50からの機器収納部39内の温度
検出値T1と、予め設定されている前記CCDカメラ3
2、変換器33等の機器収納部39内収納機器の許容上
限温度T0とを比較する。そして該空気元弁制御装置1
6においては、機器収納部39内の温度T1を前記許容
上限温度T0以下にせしめる空気の流量に相当する前記
空気元弁13の開度を算出する。これを受けて該空気元
弁13はその開度が大きくなり、空気管20を流れる空
気の流量が増加して機器収納部39内の温度T1が前記
許容上限温度T 0以下となる。
前記温度検出値T1が前記許容上限温度T0よりも小さ
くなる、つまりT0>T1となるように空気管20を流
れる空気の流量、及び該流量になるような前記空気元弁
16の開度を算出して該空気元弁16に出力する。これ
により、該空気元弁16は前記空気元弁制御装置16に
よって、前記機器収納部39内の温度T1が収納機器の
許容上限温度T0よりも常に小さくなるように、その開
度つまり流量を制御されることとなる。従って、前記C
CDカメラ32、変換器33等の機器が収納されている
機器収納部39内の温度は常時収納機器の許容上限温度
以下に保持されることとなり、炉内101から透明窓1
を通しての伝熱あるいは輻射による機器収納部39内の
温度上昇が抑制され、かかる温度上昇に伴う前記機器の
機能不良や破損の誘発が防止される。
管10の内径よりも十分に大きく構成し、絞り弁12を
洗浄空気管11に設けることもできる。また、前記絞り
弁12を固定式の絞りとして前記絞り弁制御装置17を
省略し、また、前記空気元弁13を手動式として前記空
気元弁制御装置16を省略することも可能である。
炉内撮像装置の流体通路を、透明窓を洗浄するための洗
浄流体通路と、機器収納部を循環して撮像手段を冷却す
る冷却流体通路との並行流路に構成し、双方の流体通路
における流体の流量を調整する流量調整弁を設けたの
で、該流量調整弁によって前記冷却流体流量を調整する
ことにより、機器収納部内の圧力をガス化炉内圧力より
も高く保持してガス化炉側から機器収納部内へのガスの
侵入を防止できるとともに、機器収納部内の温度を内部
機器温度の許容値以下に保持することができる。
よる、あるいは機器収納部内の温度上昇に伴う内部機器
の機能不良や破損の誘発が防止され、撮像機器の耐久性
が向上するとともに、透明窓部を常時清浄に保持するこ
とができる。
視装置の全体構成図である。
である。
Claims (5)
- 【請求項1】 高温の含粉体ガスが通流するガス化炉内
に臨んで設置され、本体の内部にカメラを含む撮像手段
が設けられた機器収納部と、該機器収納部と前記ガス化
炉とを遮蔽する透明窓とを備え、前記撮像手段により前
記透明窓を通して前記ガス化炉内を撮像可能に構成され
たガス化炉内撮像装置を用いて前記ガス化炉内のガスの
状態を監視するガス化炉内監視装置において、 前記本体の内部に、前記透明窓を洗浄する洗浄流体が通
流する洗浄流体通路と、前記機器収納部を循環して前記
撮像手段を冷却する冷却流体が通流する冷却流体通路と
を設けるとともに、流体供給源からの流体が通流する流
体管路を洗浄流体管路及び冷却流体管路に分岐し、該洗
浄流体管路を前記本体の洗浄流体通路に接続するととも
に該冷却流体管路を前記本体の冷却流体通路に接続し、
前記冷却流体管路及び洗浄流体管路の何れか一方または
双方にこれらの管路を通流する流体の流量を調整する流
量調整弁を設けたことを特徴とするガス化炉内監視装
置。 - 【請求項2】 前記ガス化炉内の圧力を検出するガス化
炉圧力検出器と、前記機器収納部内の圧力を検出する内
部圧力検出器と、前記ガス化炉内圧力と機器収納部内圧
力とを比較し該機器収納部内圧力がガス化炉内圧力以上
になるように前記流量調整弁の開度を調整する流量調整
弁制御装置とを備えたことを特徴とする請求項1記載の
ガス化炉内監視装置。 - 【請求項3】 前記流体供給源からの流体管路を流れる
流体の流量を調整する流量調整元弁を設けると共に、前
記機器収納部の内部温度を検出する内部温度検出器と、
該内部温度の検出値と予め設定された内部温度の基準値
とを比較し前記内部温度が前記基準値以下になるように
前記流量調整元弁の開度を調整する流量調整元弁制御装
置とを備えたことを特徴とする請求項1記載のガス化炉
内監視装置。 - 【請求項4】 前記洗浄流体管路の途中に、水等の洗浄
液が通流する洗浄液注入管を接続すると共に、該洗浄液
注入管の管路を開閉する洗浄液注入弁を設けてなること
を特徴とする請求項1記載のガス化炉内監視装置。 - 【請求項5】 前記機器収納部からの冷却流体通路出口
と前記流体供給源の流体入口とを接続する流体戻り管を
設け、前記撮像手段冷却後の流体を再循環させるように
構成したことを特徴とする請求項1記載のガス化炉内監
視装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000296928A JP4015354B2 (ja) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | ガス化炉内監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2000296928A JP4015354B2 (ja) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | ガス化炉内監視装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002105464A true JP2002105464A (ja) | 2002-04-10 |
JP4015354B2 JP4015354B2 (ja) | 2007-11-28 |
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ID=18779121
Family Applications (1)
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JP2000296928A Expired - Lifetime JP4015354B2 (ja) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | ガス化炉内監視装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP4015354B2 (ja) |
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