JP2014198803A - Apparatus and method for monitoring slag - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スラグ監視装置及びスラグ監視方法に関し、特に、石炭ガス化設備で生じるスラグの堆積を監視するスラグ監視装置及びスラグ監視方法に関する。 The present invention relates to a slag monitoring device and a slag monitoring method, and more particularly, to a slag monitoring device and a slag monitoring method for monitoring slag accumulation generated in a coal gasification facility.
従来のスラグ排出装置は、ガス化炉によって溶融したスラグをクエンチ水へ落下させて冷却・破砕してできた水砕スラグを排出するスラグ排出装置において、第1の冷却水排出口を有する冷却水プールと、同冷却水プールの下方に連絡装置を介して設けられ第2の冷却水排出口を有するスラグホッパと、第1、第2の冷却水排出口の間に配設されその差圧を検出する差圧計とを設けていた(例えば、特許文献1)。また、従来の噴流層ガス化装置は、石炭をガス化し一酸化炭素と水素を主成分とする生成ガスを発生させるガス化反応器と、ガス化反応器の下方にバルブを介して設けられ、ガス化の際発生する溶融スラグをガス化反応器下部のクエンチ水へ落下させて冷却・破砕した水砕スラグにして一時貯蔵するホッパとを有する噴流層ガス化装置において、ガス化反応器とホッパとの間にスラグが落下堆積する流動水槽と、流動水槽内に水の上昇流れを形成する流路と、流動水槽内の底部を含め高さの異なる三箇所の位置の間の差圧を測定する差圧測定装置と、差圧測定装置の測定結果に基づいてバルブを開いて流動水槽内のスラグをホッパに移動させる装置とを有する(例えば、特許文献2)。 A conventional slag discharge device is a slag discharge device that discharges granulated slag that has been cooled and crushed by dropping slag melted by a gasification furnace into quench water, and has a first cooling water discharge port. A differential pressure is detected between a pool, a slag hopper provided below the cooling water pool via a communication device and having a second cooling water discharge port, and the first and second cooling water discharge ports. (For example, Patent Document 1). Further, the conventional spouted bed gasifier is provided with a gasification reactor that gasifies coal and generates a product gas mainly composed of carbon monoxide and hydrogen, and is provided below the gasification reactor via a valve, A spouted bed gasification apparatus comprising a hopper that temporarily stores molten slag generated during gasification into quench water at a lower portion of the gasification reactor, cooled and crushed into granulated slag, and the gasification reactor and the hopper Measure the differential pressure between three locations with different heights, including the flowing water tank in which slag falls and deposits, the flow path that forms the rising flow of water in the flowing water tank, and the bottom in the flowing water tank And a device that opens the valve based on the measurement result of the differential pressure measuring device and moves the slag in the fluidized water tank to the hopper (for example, Patent Document 2).
従来のスラグ排出装置(特許文献1)では、冷却水プールとスラグホッパにそれぞれ設けられた冷却水排水口間の差圧計により冷却水プールの下方のスラグの閉塞を検出する。しかしながら、冷却水プール及びスラグホッパの冷却水排水口に差圧計の検出端が取り付けられているので、冷却水排水口にスラグが進入し、差圧計の検出端にスラグが詰まり、スラグの閉塞の検出を阻害するとともにスラグの安定排出を阻害するおそれがある。また、従来の噴流層ガス化装置(特許文献2)では、差圧測定装置の検出端にスラグが詰まり、スラグの堆積重量を正確に判断することができないために、スラグ排出の定量評価ができないおそれがある。 In the conventional slag discharge device (Patent Document 1), the blockage of the slag below the cooling water pool is detected by a differential pressure gauge between the cooling water drain ports provided in the cooling water pool and the slag hopper, respectively. However, because the detection end of the differential pressure gauge is attached to the cooling water drain of the cooling water pool and the slag hopper, the slag enters the cooling water outlet and the slag is clogged at the detection end of the differential pressure gauge, and the detection of the slag blockage is detected. There is a risk of inhibiting the stable discharge of slag. Further, in the conventional spouted bed gasifier (Patent Document 2), since the slag is clogged at the detection end of the differential pressure measuring device and the accumulated weight of the slag cannot be accurately determined, the slag discharge cannot be quantitatively evaluated. There is a fear.
本発明の目的は、石炭ガス化設備において、圧力測定部である圧力計の検出端にスラグが詰まることを防止して、スラグの堆積又は閉塞を適切に検出するスラグ監視装置を提供することである。スラグの堆積又は閉塞を適切に検出することにより、スラグを安定的に排出することができる。 An object of the present invention is to provide a slag monitoring device that prevents slag from clogging at the detection end of a pressure gauge that is a pressure measuring unit and appropriately detects slag accumulation or blockage in a coal gasification facility. is there. By properly detecting slag accumulation or blockage, slag can be discharged stably.
本発明のスラグ監視装置は、スラグが堆積可能なスラグ貯留部の低圧側の圧力を測定する低圧側圧力測定部と、前記スラグ貯留部の高圧側の圧力を測定する高圧側圧力測定部と、前記高圧側圧力測定部の近傍に液体を供給する液体供給部と、前記液体供給部が液体を供給して測定される前記高圧側の圧力と前記低圧側の圧力との圧力差に基づいて、前記スラグの堆積状態を検出する検出部とを備える。 The slag monitoring device of the present invention includes a low-pressure side pressure measurement unit that measures the pressure on the low-pressure side of the slag reservoir that can accumulate slag, and a high-pressure side pressure measurement unit that measures the pressure on the high-pressure side of the slag reservoir. Based on the pressure difference between the pressure on the high-pressure side and the pressure on the low-pressure side, which is measured by supplying the liquid to the liquid supply unit that supplies the liquid in the vicinity of the high-pressure side pressure measurement unit, And a detection unit for detecting the accumulation state of the slag.
この構成によれば、石炭ガス化設備において、高圧側圧力測定部の近傍に液体を供給することで、圧力測定部である圧力計の検出端にスラグが詰まることを防止して、スラグの堆積又は閉塞を適切に検出することができる。スラグの堆積又は閉塞を適切に検出することにより、スラグを安定的に排出することができる。また、液体供給部から液体を供給することにより、高圧側圧力測定部の近傍の圧力が上昇するので、高圧側の圧力と低圧側の圧力との圧力差が大きくなり、スラグの堆積又は閉塞を適切に検出することができる。 According to this configuration, in the coal gasification facility, by supplying liquid in the vicinity of the high-pressure side pressure measurement unit, it is possible to prevent slag from clogging at the detection end of the pressure gauge that is the pressure measurement unit, and to accumulate slag. Or an occlusion can be detected appropriately. By properly detecting slag accumulation or blockage, slag can be discharged stably. Also, by supplying liquid from the liquid supply unit, the pressure in the vicinity of the high-pressure side pressure measurement unit increases, so the pressure difference between the high-pressure side pressure and the low-pressure side pressure increases, and slag accumulation or clogging occurs. It can be detected properly.
本発明のスラグ監視装置では、前記高圧側圧力測定部は、前記スラグ貯留部側に設けられたノズルを備え、前記液体供給部は、前記ノズルの内部に液体を供給する。 In the slag monitoring device of the present invention, the high-pressure side pressure measurement unit includes a nozzle provided on the slag storage unit side, and the liquid supply unit supplies a liquid to the inside of the nozzle.
この構成によれば、ノズルの内部に液体を供給することで、ノズルの内部をパージし、圧力測定部である圧力計の検出端にスラグが詰まることを防止して、スラグ貯留部におけるスラグの堆積又は閉塞を適切に検出することができる。 According to this configuration, by supplying the liquid to the inside of the nozzle, the inside of the nozzle is purged, and the detection end of the pressure gauge that is the pressure measuring unit is prevented from clogging the slag. Accumulation or occlusion can be detected appropriately.
本発明のスラグ監視装置では、前記高圧側圧力測定部は、前記スラグのスラグ粉体圧を測定する隔膜式圧力計であって、前記スラグの径よりも大きい面積を有する受圧部を備え、前記液体供給部は、前記受圧部の近傍に液体を供給する。 In the slag monitoring device of the present invention, the high pressure side pressure measuring unit is a diaphragm type pressure gauge for measuring the slag powder pressure of the slag, and includes a pressure receiving unit having an area larger than the diameter of the slag, The liquid supply unit supplies liquid to the vicinity of the pressure receiving unit.
この構成によれば、受圧部がスラグの径よりも大きい面積を有することで、スラグ粉体圧を適切に測定することができ、液体供給部が液体を供給することで、高圧側圧力測定部の近傍の圧力が上昇するので、高圧側の圧力と低圧側の圧力との圧力差が大きくなり、スラグの堆積又は閉塞を適切に検出することができる。 According to this configuration, since the pressure receiving portion has an area larger than the diameter of the slag, the slag powder pressure can be appropriately measured, and the liquid supply portion supplies the liquid, whereby the high pressure side pressure measurement portion Therefore, the pressure difference between the pressure on the high pressure side and the pressure on the low pressure side becomes large, and slag accumulation or blockage can be detected appropriately.
本発明のスラグ監視装置は、前記スラグ貯留部の下方に設けられ、前記スラグを排出側で一時貯留するスラグロックホッパと、前記スラグ貯留部と前記スラグロックホッパとを接続する配管と、前記配管に設けられ、前記スラグ貯留部から前記スラグロックホッパへ移動するスラグ量を調整する弁とを備え、前記高圧側圧力測定部は、前記弁よりも上方で前記配管に設けられる。 The slag monitoring device of the present invention is provided below the slag storage part, temporarily stores the slag on the discharge side, a pipe connecting the slag storage part and the slag lock hopper, and the pipe And a valve that adjusts the amount of slag that moves from the slag reservoir to the slag lock hopper, and the high-pressure side pressure measuring unit is provided in the pipe above the valve.
この構成によれば、スラグ貯留部とスラグロックホッパとを接続する配管でスラグの密度が高く、スラグの流速が最も速くなる場所であるので、この場所に高圧側圧力測定部が設けられることにより、差圧の上昇が顕著に現れ、スラグの堆積又は閉塞を適切に検出することができる。 According to this configuration, the pipe connecting the slag storage part and the slag lock hopper is a place where the density of the slag is high and the flow rate of the slag is the fastest. As a result, a rise in the differential pressure appears remarkably, and slag accumulation or blockage can be detected appropriately.
本発明のスラグ監視装置は、石炭を一酸化炭素と水素を主成分とするガスに変換し、前記石炭の灰分を前記スラグに変換するガス化炉を備え、前記検出部は、前記ガス化炉の運用状況と前記石炭の性状とに基づいて、前記スラグが前記スラグ貯留部から排出されるまでの排出時間及び前記スラグが前記スラグ貯留部から排出されたときの前記圧力差を推定し、前記排出時間が経過した後に、前記圧力差が前記推定された圧力差より大きい場合、警報信号を出力する。 The slag monitoring device of the present invention includes a gasification furnace that converts coal into a gas mainly composed of carbon monoxide and hydrogen, and converts the ash content of the coal into the slag, and the detection unit includes the gasification furnace. Based on the operational status of and the properties of the coal, estimate the discharge time until the slag is discharged from the slag storage part and the pressure difference when the slag is discharged from the slag storage part, If the pressure difference is greater than the estimated pressure difference after the discharge time has elapsed, an alarm signal is output.
この構成によれば、ガス化炉の運用状況と石炭の性状とに基づいて、排出時間及び圧力差を推定し、排出時間が経過した後に、圧力差が推定された圧力差より大きい場合は、警報信号が出力されるので、ガス化炉の運用状況や石炭の性状に対応したスラグ排出の監視を行うことができる。 According to this configuration, based on the operation status of the gasifier and the properties of coal, the discharge time and pressure difference are estimated, and after the discharge time has elapsed, if the pressure difference is greater than the estimated pressure difference, Since an alarm signal is output, it is possible to monitor slag discharge corresponding to the operation status of the gasifier and the properties of coal.
本発明のスラグ監視装置は、石炭を一酸化炭素と水素を主成分とするガスに変換し、前記石炭の灰分を前記スラグに変換するガス化炉を備え、前記検出部は、前記ガス化炉の運用状況と前記石炭の性状とに基づいて、前記スラグが前記スラグ貯留部から排出されるまでの排出時間及び前記スラグが前記スラグ貯留部から排出されたときの前記スラグロックホッパの重量を推定し、前記排出時間が経過した後に、前記スラグロックホッパの重量が前記推定された重量より小さい場合、警報信号を出力する。 The slag monitoring device of the present invention includes a gasification furnace that converts coal into a gas mainly composed of carbon monoxide and hydrogen, and converts the ash content of the coal into the slag, and the detection unit includes the gasification furnace. Based on the operational status and the properties of the coal, the discharge time until the slag is discharged from the slag storage part and the weight of the slag lock hopper when the slag is discharged from the slag storage part are estimated. If the weight of the slag lock hopper is smaller than the estimated weight after the discharge time has elapsed, an alarm signal is output.
この構成によれば、ガス化炉の運用状況と石炭の性状とに基づいて、排出時間及びスラグがスラグ貯留部から排出されたときのスラグロックホッパの重量を推定し、排出時間が経過した後に、スラグロックホッパの重量が推定された重量より小さい場合は、警報信号が出力されるので、ガス化炉の運用状況や石炭の性状に対応したスラグ排出の監視を行うことができる。 According to this configuration, based on the operation status of the gasifier and the properties of the coal, after estimating the discharge time and the weight of the slag lock hopper when the slag is discharged from the slag reservoir, after the discharge time has elapsed If the weight of the slag lock hopper is smaller than the estimated weight, an alarm signal is output, so that slag discharge corresponding to the operation status of the gasifier and the properties of coal can be monitored.
本発明のスラグ監視装置では、前記スラグ貯留部は、前記警報信号が出力された場合に液体を前記スラグ貯留部の内部に噴射する液体噴射ノズルを備える。 In the slag monitoring device of the present invention, the slag storage unit includes a liquid injection nozzle that injects liquid into the slag storage unit when the alarm signal is output.
この構成によれば、液体噴射ノズルから噴射される液体により、堆積又は閉塞しているスラグを崩すことでスラグの排出が促進される。 According to this configuration, the discharge of slag is promoted by breaking the slag accumulated or closed by the liquid ejected from the liquid ejection nozzle.
本発明のスラグ監視方法は、スラグが堆積可能なスラグ貯留部の低圧側の圧力を測定し、前記スラグ貯留部の高圧側の圧力を測定し、前記高圧側の圧力を測定する部分の近傍に液体を供給し、前記液体を供給して測定される前記高圧側の圧力と前記低圧側の圧力との圧力差に基づいて、前記スラグの堆積状態を検出する。 In the slag monitoring method of the present invention, the pressure on the low-pressure side of the slag reservoir where slag can be accumulated is measured, the pressure on the high-pressure side of the slag reservoir is measured, and in the vicinity of the portion where the pressure on the high-pressure side is measured. A liquid is supplied, and the accumulation state of the slag is detected based on a pressure difference between the pressure on the high-pressure side and the pressure on the low-pressure side measured by supplying the liquid.
この構成によれば、石炭ガス化設備において、高圧側の圧力を測定する部分の近傍に液体を供給することで、圧力測定部である圧力計の検出端にスラグが詰まることを防止して、スラグの堆積又は閉塞を適切に検出することができる。スラグの堆積又は閉塞を適切に検出することにより、スラグを安定的に排出することができる。また、高圧側の圧力を測定する部分の近傍に液体を供給することにより、高圧側の圧力を測定する部分の近傍の圧力が上昇するので、高圧側の圧力と低圧側の圧力との圧力差が大きくなり、スラグの堆積又は閉塞を適切に検出することができる。 According to this configuration, in the coal gasification facility, by supplying the liquid in the vicinity of the portion for measuring the pressure on the high pressure side, it is possible to prevent clogging of the slag at the detection end of the pressure gauge that is the pressure measuring unit, Slag accumulation or blockage can be properly detected. By properly detecting slag accumulation or blockage, slag can be discharged stably. In addition, by supplying a liquid in the vicinity of the portion for measuring the pressure on the high pressure side, the pressure in the vicinity of the portion for measuring the pressure on the high pressure side increases, so the pressure difference between the pressure on the high pressure side and the pressure on the low pressure side And the accumulation or blockage of slag can be detected appropriately.
本発明によれば、石炭ガス化設備において、圧力測定部である圧力計の検出端にスラグが詰まることを防止して、スラグの堆積又は閉塞を適切に検出することができ、スラグを安定的に排出することができる。 According to the present invention, in a coal gasification facility, it is possible to prevent slag from clogging at the detection end of a pressure gauge, which is a pressure measuring unit, and to appropriately detect slag accumulation or blockage. Can be discharged.
以下、本発明の実施の形態のスラグ監視装置について、図面を用いて説明する。図1は、本実施の形態のスラグ監視装置を含む石炭ガス化設備の一例を示した図である。図1に示すように、石炭ガス化設備は、ガス化炉1、クエンチ部2、スラグ排出弁4、給水弁7(7−1,7−2,7−3)、スラグタップ8、給水ノズル9、スラグロックホッパ10、スラグロックホッパ・スラグ排出弁11、噴射弁13、噴射ノズル14、高圧水供給弁17、排水弁18、スラグロックホッパ排水弁19、排水ノズル21、クラッシャ22、ノズル式圧力計23−1(低圧側),23−2(高圧側)、差圧計24、及び検出部25を備える。
Hereinafter, a slag monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an example of a coal gasification facility including the slag monitoring device of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the coal gasification facility includes a
図1に示すように、本実施の形態のスラグ監視装置は、スラグが堆積可能なクエンチ部2のスラグ貯留部の低圧側の圧力を測定する低圧側圧力測定部(ノズル式圧力計23−1)と、クエンチ部2のスラグ貯留部の高圧側の圧力を測定するノズル式圧力計23−2の高圧側圧力測定部と、ノズル式圧力計23−2の高圧側圧力測定部の近傍に液体を供給する液体供給部(給水弁7−3)と、液体供給部(給水弁7−2,7−3)が液体を供給して測定される高圧側の圧力と低圧側の圧力との圧力差に基づいて、スラグの堆積状態を検出する検出部25とを備える。高圧側圧力測定部(ノズル式圧力計23−2)は、スラグ貯留部(クエンチ部2)側に設けられたノズルを備え、液体供給部の給水弁7−3は、ノズルの内部に液体を供給する。
As shown in FIG. 1, the slag monitoring device of the present embodiment is a low-pressure side pressure measurement unit (nozzle type pressure gauge 23-1) that measures the low-pressure side pressure of the slag storage unit of the
液体供給部の給水弁7−3がノズル式圧力計23−2の高圧側圧力測定部の近傍に液体を供給することにより、ノズル式圧力計23−2の高圧側圧力測定部の検出端にスラグが詰まることを防止し、クエンチ部2におけるスラグの堆積又は閉塞を適切に検出することができる。また、スラグの堆積又は閉塞が生じている場合は、液体供給部の給水弁7−3からノズル式圧力計23−2の高圧側圧力測定部の近傍に液体を供給することにより、ノズル式圧力計23−2の高圧側圧力測定部の近傍の圧力が高まり、高圧側の圧力と低圧側の圧力との圧力差が大きくなるので、スラグの堆積又は閉塞を適切に検出することができる。
The water supply valve 7-3 of the liquid supply unit supplies liquid to the vicinity of the high pressure side pressure measurement unit of the nozzle type pressure gauge 23-2, so that the detection end of the high pressure side pressure measurement unit of the nozzle type pressure gauge 23-2 is provided. It is possible to prevent clogging of the slag and appropriately detect slag accumulation or clogging in the
ガス化炉1は、ガス化用微粉炭バーナを含み、微粉炭を高温・高圧雰囲気下でガス化し、一酸化炭素(CO)と水素(H2)を主成分とする生成ガスに変換し、微粉炭中の灰(灰分)を溶融スラグ20に変換する。クエンチ部2は、スラグタップ8を介してガス化炉1の下方に接続されており、クエンチ水5を貯留する。ガス化炉1で変換された溶融スラグ20はガス化炉1の側面を流れ、スラグタップ8から流下してクエンチ部2のクエンチ水5へ落下する。溶融スラグ20は、クエンチ水5中で急冷(クエンチ)され、融体から個体へ変化し、この時の熱衝撃でスラグが破砕され水砕スラグ3となる。水砕スラグ3は、ガス化炉1の下方のクエンチ部2に貯留され、堆積する。
The
クエンチ部2の構造は、上方と下方で形状が異なっており、クエンチ部2上方の胴部は円筒状であり、下方は絞られたコーン形状になっている。クエンチ部2の下方には、スラグ排出弁4を介してスラグロックホッパ10が設置されている。
The structure of the quench
クエンチ部2は、水(又はリサイクル水)6を供給する給水ノズル9、給水ノズル9からの水の供給量を調整する給水弁7−1、及び水6を排水する排水弁18を備える。クエンチ部2は、クエンチ水5の液面レベルを水頭などにより検出する液面レベル検出部(図示せず)を備え、給水弁7−1及び排水弁18の開閉によりクエンチ水5の液面レベル(水位)が一定になるように制御する。石炭ガス化設備の運転時において、クエンチ部2が水砕スラグ3を貯留すると、水砕スラグ3の体積及びクエンチ水5の蒸発によりクエンチ水5の液面レベル(水位)が上下する。クエンチ水5の液面レベル(水位)に応じて、給水弁7−1及び排水弁18の開閉操作が行なわれ、クエンチ水5の液面レベル(水位)が制御位置に制御される。
The quench
クエンチ部2は、クラッシャ22を備え、クエンチ部2とスラグロックホッパ10とを接続するスラグ排出配管27をクエンチ部2の底部に備える。比較的大きな水砕スラグ3は、クラッシャ22で破砕される。スラグ排出配管27は、クエンチ部2からスラグロックホッパ10へ水砕スラグ(スラグ)3を移送するスラグ排出弁4を備える。石炭ガス化設備の運転時において、水砕スラグ3がクエンチ部2に所定量貯留され、水砕スラグ3の貯留量に応じて、予め決められた時間間隔(排出間隔)でスラグ排出弁4が開き、水砕スラグ3がクエンチ部2からスラグロックホッパ10へ排出される。スラグロックホッパ10は、クエンチ部2のスラグ貯留部の下方に設けられ、スラグをクエンチ部2のスラグ貯留部の排出側で一時貯留する。スラグロックホッパ10は、高圧水16を供給ライン26に供給するための高圧水供給弁17を備え、排水ノズル21をスラグロックホッパ10の上方に備える。排水ノズル21は、スラグロックホッパ排水弁19を介して高圧水16又はクエンチ水5を排出する。スラグロックホッパ10は、スラグロックホッパ10の底部にスラグロックホッパ・スラグ排出弁11を備える。スラグロックホッパ・スラグ排出弁11は、スラグロックホッパ10から水砕スラグ(スラグ)3を排出する。
The quench
次に、クエンチ部2に貯留された水砕スラグ(スラグ)3がスラグロックホッパ10へ移送される操作について説明する。まず、スラグ排出弁4及びスラグロックホッパ・スラグ排出弁11が閉じられた状態で、高圧水供給弁17が開き、スラグロックホッパ10に高圧水16が供給されて満たされ、余分なガスが抜けた後にスラグロックホッパ排水弁19が閉じられる。スラグロックホッパ10内の圧力がガス化炉1と略同じ圧力まで昇圧されると、高圧水供給弁17が閉じられ、スラグロックホッパ10への高圧水16の供給が終わる。
Next, an operation of transferring the granulated slag (slag) 3 stored in the quench
そして、スラグ排出弁4、給水弁7、スラグロックホッパ排水弁19の順に弁が開き、クエンチ部2に貯留された水砕スラグ3がクエンチ水5とともにスラグロックホッパ10へ移送する。クエンチ水5は、排水ノズル21を通り排出される。水砕スラグ3がスラグロックホッパ10へ移送される操作においても、クエンチ部2内のクエンチ水5の水位が一定レベルになるように、給水弁7−1、スラグロックホッパ排水弁19、及び排水弁18が制御される。給水弁7−2,7−3は、一定流速となるよう弁開度が制御される。給水弁7−2,7−3については、水砕スラグ3の貯留時には微開にして水6を少量流しておき、水砕スラグ3がノズル23−1,23−2の中へ入らないようにしておいてもよい。
Then, the slag discharge valve 4, the water supply valve 7, and the slag lock
水砕スラグ3がスラグロックホッパ10へ移送された後、スラグ排出弁4が閉じられ、スラグロックホッパ10の圧力が大気圧まで減圧されて、スラグロックホッパ排水弁19が閉じられる。そして、スラグロックホッパ・スラグ排出弁11が開き、ガス化炉1の系外へ水砕スラグ3がクエンチ水5とともに排出される。
After the
スラグロックホッパ10内の水砕スラグ3が全て排出され、スラグロックホッパ・スラグ排出弁11から水砕スラグ3が排出されなくなった後、スラグロックホッパ・スラグ排出弁11が閉じられる。そして、高圧水供給弁17が開き、高圧水16がスラグロックホッパ10に供給され、スラグロックホッパ10内が水で満たされ、クエンチ部2に貯留された水砕スラグ3を受け入れる準備が再び始まる。このように、クエンチ部2に貯留された水砕スラグ3は、バッチ処理により石炭ガス化設備の系外に排出される。
After all the
水砕スラグ3がスラグロックホッパ10へ移送される操作において、石炭ガス化設備の安定運用のためには、検出部25が、クエンチ部2に貯留・堆積した水砕スラグ(スラグ)3が排出されたか又は閉塞して堆積した状態であるのかなどを検出する。
In the operation of transferring the
もし水砕スラグ3が閉塞してクエンチ部2から排出されなければ、石炭ガス化設備だけではなく石炭ガス化設備を含むシステム全体の運転が停止する。したがって、クエンチ部2に堆積した水砕スラグ3が安定的に排出されているか、又は排出されずに堆積して閉塞状態となっているかを、検出部25は石炭ガス化設備の運転中に検出する。この結果、スラグ閉塞による異常時の対策が直ぐに実施されることにより、システム全体の運転停止を防ぐことができる。
If the
従来技術では、排水口の差圧又は差圧に基づくスラグの重量を計測して、スラグが安定的に排出されているかを判断しているが、水砕スラグが差圧計の検出端に詰まると、差圧を正確に測定できず、スラグの閉塞の検出を阻害する。また、差圧を正確に測定できなければ、差圧に基づくスラグの重量を計測できず、スラグ排出の定量評価が阻害される。 In the prior art, the differential pressure at the drain outlet or the weight of the slag based on the differential pressure is measured to determine whether the slag is discharged stably, but if the granulated slag is clogged at the detection end of the differential pressure gauge The differential pressure cannot be measured accurately, and the detection of the slag blockage is hindered. If the differential pressure cannot be measured accurately, the weight of the slag based on the differential pressure cannot be measured, and the quantitative evaluation of slag discharge is hindered.
また、スラグは石炭中の灰からできており、灰の成分は炭種(石炭の性状)によって異なる。したがって、スラグが安定に排出されるためには、ガス化炉の運用状況や石炭の性状(炭種ごとの灰組成又は炭種ごとのスラグの密度など)を考慮する必要がある。しかしながら、従来技術では、ガス化炉の運用状況や石炭の性状を考慮したスラグの排出については対応していなかった。 In addition, slag is made of ash in coal, and the components of ash vary depending on the type of coal (the nature of the coal). Therefore, in order for slag to be discharged stably, it is necessary to consider the operation status of the gasifier and the properties of the coal (such as the ash composition for each coal type or the slag density for each coal type). However, the prior art has not dealt with slag discharge considering the operation status of the gasifier and the properties of coal.
本実施の形態では、液体供給部の給水弁7−3から液体を供給して測定される高圧側の圧力と低圧側の圧力との圧力差に基づいて、検出部25が水砕スラグ(スラグ)3の堆積状態を検出するので、液体供給部の給水弁7−3が高圧側圧力測定部(ノズル式圧力計23−2)の近傍に液体を供給することにより、高圧側圧力測定部(ノズル式圧力計23−2)の検出端にスラグが詰まることを防止し、スラグの堆積又は閉塞を適切に検出することができる。
In the present embodiment, based on the pressure difference between the pressure on the high-pressure side and the pressure on the low-pressure side that is measured by supplying the liquid from the water supply valve 7-3 of the liquid supply unit, the
また、本実施の形態では、検出部25が、ガス化炉1の運用状況と石炭の性状とに基づいて、水砕スラグ(スラグ)3がクエンチ部2のスラグ貯留部から排出されるまでの排出時間及び水砕スラグ(スラグ)3がクエンチ部2のスラグ貯留部から排出されたときの圧力差又はスラグロックホッパ10の重量を推定し、排出時間が経過した後に、圧力差が推定された圧力差より大きい場合又はスラグロックホッパ10の重量が推定された重量より小さい場合は、警報信号が出力されるので、ガス化炉の運用状況や石炭の性状に対応したスラグ排出の監視を行うことができる。
Moreover, in this Embodiment, until the
次に、検出部25が圧力差に基づいてスラグの堆積状態を検出する操作について説明する。図2は、スラグの堆積状態が検出される操作を示した図である。
Next, an operation in which the
図1及び図2に示すように、クエンチ部2は、差圧計24を備える。低圧側圧力測定部であるノズル式圧力計23−1の検出端は、水砕スラグ3の堆積の影響がない状態で圧力を計測できるように、堆積した水砕スラグ3よりも上方(図1では、クラッシャ22の上方)に設置される。高圧側圧力測定部であるノズル式圧力計23−2の検出端がクエンチ部2のコーン形状の部分に設置されている。図1では、低圧側及び高圧側の圧力測定部23の近傍に液体(例えば、水)が供給される。あるいは、低圧側及び高圧側の圧力測定部23のうち、少なくとも高圧側圧力測定部であるノズル式圧力計23−2に、液体が供給される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the quench
図1及び図2に示すように、低圧側及び高圧側の圧力測定部23の検出端に液体(水6)を供給する液体供給部(給水弁7−2,7−3)がそれぞれ設けられ、ノズル式圧力計23−1,23−2のノズルの内部に液体を供給する。 As shown in FIG.1 and FIG.2, the liquid supply part (water supply valves 7-2 and 7-3) which supplies a liquid (water 6) to the detection end of the pressure measurement part 23 of a low voltage | pressure side and a high voltage | pressure side is each provided. The liquid is supplied into the nozzles of the nozzle type pressure gauges 23-1, 23-2.
図2(a)は、高圧側圧力測定部(ノズル式圧力計23−2)のノズルの内部に液体が供給されていない状態を示した図である。クエンチ部2に貯留された水砕スラグ(スラグ)3がスラグロックホッパ10へ移送される操作により、クエンチ水5とともに水砕スラグ3がスラグロックホッパ10へ移送される。この場合、ノズル式圧力計23−2の検出端での循環流によって小さなスラグが同伴され、検出端へ進入し、検出端にスラグが詰まるおそれがある。
FIG. 2A is a diagram illustrating a state in which no liquid is supplied to the inside of the nozzle of the high pressure side pressure measurement unit (nozzle pressure gauge 23-2). By the operation of transferring the granulated slag (slag) 3 stored in the quench
図2(b)は、高圧側圧力測定部であるノズル式圧力計23−2のノズルの内部に液体が供給されている状態を示した図である。液体供給部(給水弁7−3)がノズル式圧力計23−2の近傍(ノズル)に液体を供給することにより、ノズル式圧力計23−2の検出端にスラグが詰まることを防止する。また、図2(b)に示すように、クエンチ部2のスラグ貯留部にスラグが堆積している場合(例えば、スラグの閉塞が生じている場合又はスラグがスラグロックホッパ10へ排出されている場合)、液体供給部である給水弁7−3から給水される液体(水6)の流れが水砕スラグ3に阻害され、高圧側圧力測定部であるノズル式圧力計23−2の近傍の圧力が上昇するので、高圧側の圧力と低圧側の圧力との圧力差がさらに大きくなり、スラグの堆積又は閉塞を適切に検出することができる。一方、図2(c)に示すように、クエンチ部2のスラグ貯留部にスラグが堆積していない状態では、液体供給部(給水弁7−3)から給水される液体(水)の流れが水砕スラグ3に阻害されないので、スラグが堆積している場合に比べて圧力が上昇しない。したがって、クエンチ部2のスラグ貯留部にスラグが堆積している場合と堆積していない場合とで、高圧側の圧力と低圧側の圧力との圧力差の変化が大きくなり、スラグの堆積又は閉塞を適切に検出することができる。
FIG. 2B is a diagram illustrating a state in which liquid is supplied to the inside of the nozzle of the nozzle-type pressure gauge 23-2 which is a high-pressure side pressure measurement unit. The liquid supply unit (water supply valve 7-3) supplies liquid to the vicinity (nozzle) of the nozzle type pressure gauge 23-2, thereby preventing slag from clogging at the detection end of the nozzle type pressure gauge 23-2. Further, as shown in FIG. 2B, when slag is accumulated in the slag storage part of the quench part 2 (for example, when the slag is blocked or slag is discharged to the
スラグ排出弁4が開くと、クエンチ部2のスラグ貯留部に堆積する水砕スラグ3がスラグロックホッパ10へ排出される。この場合、給水弁7−2,7−3が開き、圧力測定部23の近傍(ノズル)へ水6を供給する。水砕スラグ3が排出されているとき、検出部25が、差圧計24で測定される差圧(高圧側の圧力と低圧側の圧力との圧力差)を監視し、この差圧に基づいて水砕スラグ(スラグ)3の堆積状態を検出する。圧力を測定しているときだけでなく、給水弁7−2,7−3は、弁の開度を微開にして、少量の水を常時供給してもよい。常時水を供給することで、圧力測定部23の検出端にスラグが詰まることを確実に防止することができる。
When the slag discharge valve 4 is opened, the
水砕スラグ3が排出されずに堆積して閉塞状態となっていることを検出部25が検出すると、異常の警報信号を出力する。クエンチ部2のスラグ貯留部は、液体噴射ノズル(噴射ノズル14)を備える。液体噴射ノズル(噴射ノズル14)は、噴射媒体12の噴射量を調整する噴射弁13を備え、警報信号が出力された場合に液体をスラグ貯留部(クエンチ部2)の内部に噴射する。この結果、液体噴射ノズル(噴射ノズル14)から噴射される噴射媒体12により、堆積又は閉塞している水砕スラグ3の排出が促進される。
When the
以上、本発明にかかる実施の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において変更・変形することが可能である。 As mentioned above, although embodiment concerning this invention was described, this invention is not limited to these, It can change and deform | transform within the range described in the claim.
例えば、図3に示すように、圧力測定部(低圧側圧力測定部及び高圧側圧力測定部)23は、ノズル式圧力計23−2の代わりに、水砕スラグ(スラグ)3のスラグ粉体圧を測定する隔膜式圧力計23−2’を用いてもよく、スラグの径よりも大きい面積を有する受圧部を備えてもよい。この場合、液体供給部(給水弁7−3)は、受圧部の近傍に液体(水6)を供給する。図3では、液体供給部(給水弁7−3)は、受圧部の上方に液体(水6)を供給する。 For example, as shown in FIG. 3, the pressure measurement unit (low pressure side pressure measurement unit and high pressure side pressure measurement unit) 23 is a slag powder of granulated slag (slag) 3 instead of the nozzle type pressure gauge 23-2. A diaphragm type pressure gauge 23-2 ′ for measuring pressure may be used, and a pressure receiving part having an area larger than the diameter of the slag may be provided. In this case, the liquid supply unit (water supply valve 7-3) supplies the liquid (water 6) in the vicinity of the pressure receiving unit. In FIG. 3, the liquid supply part (water supply valve 7-3) supplies the liquid (water 6) above the pressure receiving part.
隔膜式圧力計23−2’の検出端の受圧部の大きさは、数mmの水砕スラグ3に対して数十倍大きい。例えば、水砕スラグ3の平均径を5mmとすると、隔膜式圧力計23−2’の検出端の受圧部の大きさが50mm以上となる。隔膜式圧力計23−2’の検出端の受圧部は平板形状であり、スラグ粉体圧も測定できるようになっている。スラグ粉体圧を正確に測定するために、液体供給部である給水弁7−3は、受圧部23−2’に直接給水するのではなく、受圧部23−2’の近傍に設けられた給水ノズル9’から給水する。受圧部の近傍の給水ノズル9’から水6が給水されることで、上記のように、液体供給部の給水弁7−3から給水される液体(水6)の流れが水砕スラグ3に阻害され、ノズル式圧力計23−2の高圧側圧力測定部の近傍の圧力が上昇するので、スラグの堆積又は閉塞を適切に検出することができる。また、クエンチ部2のスラグ貯留部にスラグが堆積している場合と堆積していない場合とで、高圧側の圧力と低圧側の圧力との圧力差の変化が大きくなり、スラグの堆積又は閉塞を適切に検出することができる。なお、水6が給水される給水ノズル9’の位置は、隔膜式圧力計23−2’と同じ水平位置であってもよい。
The size of the pressure receiving portion at the detection end of the diaphragm type pressure gauge 23-2 'is several tens of times larger than the
また、図4に示すように、スラグ監視装置は、クエンチ部2のスラグ貯留部の下方に設けられ、スラグを排出側で一時貯留するスラグロックホッパ10と、クエンチ部2のスラグ貯留部とスラグロックホッパ10とを接続する配管であるスラグ排出配管27と、スラグ排出配管27に設けられ、クエンチ部2のスラグ貯留部からスラグロックホッパ10へ水砕スラグ(スラグ)3を移送するスラグ排出弁4とを備え、高圧側圧力測定部は、弁(スラグ排出弁4)よりも上方でスラグ排出配管27に設けられてもよい。
As shown in FIG. 4, the slag monitoring device is provided below the slag storage unit of the quench
クエンチ部2ではスラグ排出弁4が接続されているスラグ排出配管27の径が最も小さい。したがって、スラグ排出配管27では、クエンチ水5中の水砕スラグ3の密度が高く、水砕スラグ3の流速が最も速くなる場所である。この場所に高圧側圧力測定部であるノズル式圧力計23−2が設けられ、ノズルに水6が給水されることにより、液体供給部の給水弁7−3から給水される液体(水6)の流れが高密度及び高流速の水砕スラグ3に阻害され、差圧の上昇が顕著に現れる。したがって、高圧側の圧力と低圧側の圧力との圧力差が顕著に現れ、スラグの堆積又は閉塞を適切に検出することができる。
In the quench
また、検出部25は、ガス化炉1の運用状況と石炭の性状とに基づいて、クエンチ部2のスラグがスラグ貯留部から排出されるまでの排出時間及びスラグがクエンチ部2のスラグ貯留部から排出されたときの圧力差を推定し、排出時間が経過した後に、圧力差が推定された圧力差より大きい場合、警報信号を出力してもよい。
Moreover, the
図5は、クエンチ部2のスラグ貯留部にスラグが堆積している状態で、検出部25が検出する差圧の変化の一例を示した図である。図5に示すように、高圧側圧力測定部がノズル式圧力計23−2であって、給水弁7−3からの給水がない場合の差圧の変化が比較例として線A(一点鎖線)で表され、図1に示す高圧側圧力測定部がノズル式圧力計23−2であって、給水弁7−3からの給水がある場合の差圧の変化が線B(破線)で表され、図3に示す高圧側圧力測定部が隔膜式圧力計23−2’であって、給水弁7−3からの給水がある場合の差圧の変化が線C(実線)で表されている。図5では、給水の効果を分かりやすくするため、時間0に給水弁7−3からの給水がない状態の差圧を基準(差圧0)として、線A,B,Cは基準との差で表されている。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a change in the differential pressure detected by the
図5に示すように、クエンチ部2に水砕スラグ3が堆積している状態で、線Aは給水弁7−3からの給水がない場合であるため、高圧側の圧力と低圧側の圧力との圧力差は一定であり変化しない。線Bにおいて、給水弁7−3から給水される前は、線Aと同じ状態であるため、高圧側の圧力と低圧側の圧力との圧力差(差圧)は一定であり、0である。線Cにおいて、給水弁7−3から給水される前は、クエンチ部2に堆積している水砕スラグ3によって、隔膜式圧力計23−2’の受圧部が水砕スラグ3のスラグ粉体圧を計測するので、スラグ紛体圧P0が現れる。
As shown in FIG. 5, in the state where the
時間T1において給水弁7−3が開き、水6の供給が開始されると、水6の流れが水砕スラグ3に阻害され、高圧側圧力測定部のノズル式圧力計23−2又は隔膜式圧力計23−2’の近傍の圧力が上昇するので、線B,Cにおいて差圧がそれぞれP1,P1’に上昇する。
When the water supply valve 7-3 is opened and the supply of the
時間T2において給水弁7−3が閉じられ、水6の供給が停止すると、給水弁7−3から給水される前の状態に戻り、線Bでは差圧は0に戻り、線Cでは差圧はスラグ紛体圧P0に戻る。なお、図5では、クエンチ部2に水砕スラグ3が堆積している状態の差圧変化を示したが、水砕スラグ3がスラグロックホッパ10に全て排出された場合は、線Cにおいてスラグ粉体圧P0が計測されなくなるので、線Bと同様、給水弁7−3からの給水停止後、差圧は0となる。
When the water supply valve 7-3 is closed and the supply of
このように、液体供給部である給水弁7−3がノズル式圧力計23−2である高圧側圧力測定部の近傍に液体を供給することにより、ノズル式圧力計23−2である高圧側圧力測定部の検出端にスラグが詰まることを防止し、差圧の上昇によりスラグの堆積又は閉塞を適切に検出することができる。 In this way, the water supply valve 7-3, which is a liquid supply unit, supplies liquid to the vicinity of the high-pressure side pressure measurement unit, which is the nozzle-type pressure gauge 23-2, so that the high-pressure side, which is the nozzle-type pressure gauge 23-2. It is possible to prevent clogging of the slag at the detection end of the pressure measuring unit, and appropriately detect slag accumulation or blockage by increasing the differential pressure.
主流(例えば、クエンチ部2)と小径配管(例えば、ノズル)との接続部では、循環流(渦)が発生し、循環流に小さな水砕スラグ3が同伴することにより、圧力測定部23の検出端に水砕スラグ3が詰まるおそれがある。そこで、圧力測定部23の近傍に水6を供給することで、圧力測定部23からクエンチ部2への流れを作り出し、水砕スラグ3が圧力測定部23へ進入することを防止し、水砕スラグ3が圧力測定部23に閉塞することも防止することができる。また、給水弁7−3から水6を供給することで水砕スラグ3の存在に起因して差圧が変化することから、差圧を経時的に測定することによりクエンチ部2の水砕スラグ3の影響を確認することができる。また、クエンチ部2に堆積した水砕スラグ3が安定的に排出されているか、又は排出されずに堆積して閉塞による異常な状態(閉塞状態)となっているかを、検出部25が検出するので、閉塞による異常時の対策を直ぐに講じることができる。
A circulating flow (vortex) is generated at the connecting portion between the main flow (for example, quenching section 2) and a small-diameter pipe (for example, nozzle), and a small
図6は、ガス化炉の運用状況や石炭の性状に対応したスラグ排出の監視の一例を示した図である。図6に示すように、スラグ排出におけるクエンチ部2の高圧側と低圧側との差圧の径時変化(上段)とスラグロックホッパ10の重量の経時変化(下段)が表されている。クエンチ部2からスラグロックホッパ10へ水砕スラグ3が安定的に排出されているときの経時変化が線D(実線)で表され、水砕スラグ3の堆積又は閉塞により水砕スラグ3の排出が遅れているときの経時変化が破線E(破線)で表されている。
FIG. 6 is a diagram showing an example of monitoring of slag discharge corresponding to the operation status of the gasifier and the properties of coal. As shown in FIG. 6, the change with time in the pressure difference between the high pressure side and the low pressure side of the
時間0において、クエンチ部2には一定量の水砕スラグ3が堆積しているため、差圧P3が計測される(図6上段)。スラグロックホッパ10へは水砕スラグ3がまだ排出されていないので、スラグロックホッパ10内の水の重量W1が計測される。時間T3においてスラグ排出弁4が開き、水砕スラグ3の排出が開始される。水砕スラグ3が安定的に排出されている状態では、線Dに示すように、差圧は水砕スラグ3の堆積高さに応じて徐々に減少する(図6上段)。このとき、スラグロックホッパ10の重量は水砕スラグ3の排出量に応じて徐々に増加する(図6下段)。
At time 0, since a certain amount of the
水砕スラグ3が全量排出されると、線Dにおける差圧が、クエンチ水5のみ流れているときの差圧pcとなる(図6上段)。水砕スラグ3の排出開始から水砕スラグ3が全量排出されるまでの時間がtcであるとすると、排出時間tcと差圧(圧力差)pcが安定排出基準(安定排出基準時間tc及び安定排出基準差圧pc)となる。このように、検出部25が、ガス化炉1の運用状況と石炭の性状とに基づいて、水砕スラグ3がクエンチ部2のスラグ貯留部から排出されるまでの排出時間tc及び水砕スラグ3がクエンチ部2のスラグ貯留部から排出されたときの圧力差pcを推定し、安定排出基準(安定排出基準時間tc及び安定排出基準差圧pc)として設定する。
When the entire amount of the
ガス化設備(又はガス化炉1)の運用条件と石炭の性状に基づいて、クエンチ部2へ貯留する水砕スラグ3の量W2が推算され、推算された量の水砕スラグ3の安定排出基準時間tcがクエンチ部2の容量やスラグ排出弁4の排出量及び排出間隔などから予め設定され、安定排出基準差圧pcが予め設定される。
Based on the operating conditions of the gasification facility (or gasification furnace 1) and the properties of the coal, the amount W2 of the
水砕スラグ3の堆積又は閉塞により水砕スラグ3の排出が遅れている場合は、破線Eに示すように、時間T3においてスラグ排出弁4が開き、水砕スラグ3の排出が開始された後、水砕スラグ3の排出時間tが安定排出基準時間tcを過ぎても(時間T5)、差圧が安定排出基準差圧pcまで減少しない。この場合、検出部25は、水砕スラグ3が堆積又は閉塞していると判断し、水砕スラグ3の排出不良として警報信号を出力する。
When the discharge of the
また、水砕スラグ3の堆積又は閉塞により水砕スラグ3の排出が遅れている場合は、破線Eに示すように、時間T3においてスラグ排出弁4が開き、水砕スラグ3の排出が開始され、水砕スラグ3の排出時間tが安定排出基準時間tcを過ぎた後(時間T5)、単位時間当たりの水砕スラグ3の排出量が減少し、水砕スラグ3が安定的に排出されている状態の線Dと比べて単位時間当たりの排出量が小さくなる(図6上段)。よって、検出部25は、単位時間当たりの排出量の閾値を予め設定し、水砕スラグ3の排出時間tが安定排出基準時間tcを過ぎた後(時間T4〜T5)の排出量ΔPの単位時間当たりの排出量“ΔP/(t−tc)”が閾値以下である場合に、検出部25が水砕スラグ3が堆積又は閉塞していると判断し、水砕スラグ3の排出不良として警報信号を出力してもよい。
Further, when the discharge of the
このように、検出部25は、ガス化炉1の運用状況と石炭の性状とに基づいて、スラグがクエンチ部2のスラグ貯留部から排出されるまでの排出時間(安定排出基準時間)tc及びスラグがクエンチ部2のスラグ貯留部から排出されたときの圧力差(安定排出基準差圧)pcを推定し、安定排出基準時間tcが経過した後に、安定排出基準圧力差pcより大きい場合、警報信号を出力する。
As described above, the
また、破線Eに示すように、時間T3においてスラグ排出弁4が開き、水砕スラグ3の排出が開始され、水砕スラグ3の排出時間tが安定排出基準時間tcを過ぎた後、例えば時間T5における、スラグロックホッパ10の重量が推算された水砕スラグ3の重量W2を加えた重量W3に達しない場合に、検出部25が水砕スラグ3が堆積又は閉塞していると判断し、水砕スラグ3の排出不良として警報信号を出力してもよい。
Further, as shown by the broken line E, after the slag discharge valve 4 is opened at time T3, discharge of the
また、破線Eに示すように、時間T3においてスラグ排出弁4が開き、水砕スラグ3の排出が開始され、水砕スラグ3の排出時間tが安定排出基準時間tcを過ぎた後(時間T5)、重量W3までの重量差ΔWが予め設定された閾値以上である場合に、検出部25は、水砕スラグ3が堆積又は閉塞していると判断し、水砕スラグ3の排出不良として警報信号を出力してもよい。また、時間T3経過後、スラグ排出弁4が開き、水砕スラグ3の排出が開始され、スラグ排出中のΔP/Δt≒0あるいはΔW/Δt≒0の場合に、検出部25は、水砕スラグ3が閉塞していると判断し、水砕スラグ3の排出不良として警報信号を出力してもよい。
Moreover, as shown by the broken line E, the slag discharge valve 4 is opened at time T3, and the discharge of the
このように、検出部25は、ガス化炉1の運用状況と石炭の性状とに基づいて、スラグがクエンチ部2のスラグ貯留部から排出されるまでの排出時間(安定排出基準時間)tc及びスラグがクエンチ部2のスラグ貯留部から排出されたときのスラグロックホッパ10の重量W3を推定し、排出時間(安定排出基準差圧)tcが経過した後に、スラグロックホッパ10の重量が推定された重量W3より小さい場合、警報信号を出力する。
As described above, the
また、液体噴射ノズル(噴射ノズル14)は、水砕スラグ3の排出時間tが安定排出基準時間tcを過ぎた後、警報信号が出力された場合に、噴射媒体である液体をクエンチ部2のスラグ貯留部の内部に一定時間噴射して堆積した水砕スラグ3の架橋を破壊する。なお、クエンチ部2のスラグ排出配管27に噴射媒体を噴射して、水砕スラグ3の架橋を破壊してもよい。この結果、図6に示すように、液体噴射ノズル(噴射ノズル14)から噴射される噴射媒体12により、堆積又は閉塞している水砕スラグ3を崩壊することで水砕スラグ3の排出が促進される。
Further, the liquid injection nozzle (injection nozzle 14) allows the liquid as the injection medium to be discharged from the
本発明に係るスラグ監視装置及びスラグ監視方法は、石炭ガス化設備において、圧力測定部(圧力計)の検出端にスラグが詰まることを防止して、スラグの堆積又は閉塞を適切に検出することができ、石炭ガス化設備で生じるスラグの堆積を監視するスラグ監視装置及びスラグ監視方法として有用である。 The slag monitoring device and the slag monitoring method according to the present invention appropriately detect slag accumulation or blockage by preventing slag from clogging at a detection end of a pressure measurement unit (pressure gauge) in a coal gasification facility. Therefore, the present invention is useful as a slag monitoring device and a slag monitoring method for monitoring slag accumulation generated in a coal gasification facility.
1 ガス化炉
2 クエンチ部
3 水砕スラグ
4 スラグ排出弁
5 クエンチ水
7 給水弁
9 給水ノズル
10 スラグロックホッパ
11 スラグロックホッパ・スラグ排出弁
12 噴射媒体
13 噴射弁
14 噴射ノズル
16 高圧水
17 高圧水供給弁
18 排水弁
19 スラグロックホッパ排水弁
20 溶融スラグ
21 排水ノズル
22 クラッシャ
23 圧力測定部
23−1 低圧側圧力測定部
23−2 高圧側圧力測定部
24 差圧計
25 検出部
26 供給ライン
27 スラグ排出配管
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記スラグ貯留部の高圧側の圧力を測定する高圧側圧力測定部と、
前記高圧側圧力測定部の近傍に液体を供給する液体供給部と、
前記液体供給部が液体を供給して測定される前記高圧側の圧力と前記低圧側の圧力との圧力差に基づいて、前記スラグの堆積状態を検出する検出部と
を備えることを特徴とするスラグ監視装置。 A low-pressure side pressure measurement unit that measures the pressure on the low-pressure side of the slag reservoir where slag can accumulate,
A high-pressure side pressure measurement unit that measures the pressure on the high-pressure side of the slag reservoir,
A liquid supply unit for supplying a liquid in the vicinity of the high pressure side pressure measurement unit;
The liquid supply unit includes a detection unit configured to detect the accumulation state of the slag based on a pressure difference between the pressure on the high pressure side and the pressure on the low pressure side measured by supplying the liquid. Slag monitoring device.
前記液体供給部は、前記ノズルの内部に液体を供給することを特徴とする請求項1に記載のスラグ監視装置。 The high-pressure side pressure measurement unit includes a nozzle provided on the slag storage unit side,
The slag monitoring apparatus according to claim 1, wherein the liquid supply unit supplies liquid to the inside of the nozzle.
前記液体供給部は、前記受圧部の近傍に液体を供給することを特徴とする請求項1に記載のスラグ監視装置。 The high-pressure side pressure measurement unit is a diaphragm type pressure gauge that measures the slag powder pressure of the slag, and includes a pressure receiving unit having an area larger than the diameter of the slag,
The slag monitoring device according to claim 1, wherein the liquid supply unit supplies a liquid in the vicinity of the pressure receiving unit.
前記スラグ貯留部と前記スラグロックホッパとを接続する配管と、
前記配管に設けられ、前記スラグ貯留部から前記スラグロックホッパへ前記スラグを移送する排出弁とを備え、
前記高圧側圧力測定部は、前記弁よりも上方で前記配管に設けられることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1つに記載のスラグ監視装置。 A slag lock hopper that is provided below the slag storage part and stores the slag on the discharge side;
A pipe connecting the slag reservoir and the slag lock hopper;
A discharge valve that is provided in the pipe and that transfers the slag from the slag reservoir to the slag lock hopper;
The slag monitoring device according to any one of claims 1 to 3, wherein the high-pressure side pressure measurement unit is provided in the pipe above the valve.
前記検出部は、前記ガス化炉の運用状況と前記石炭の性状とに基づいて、前記スラグが前記スラグ貯留部から排出されるまでの排出時間及び前記スラグが前記スラグ貯留部から排出されたときの前記圧力差を推定し、前記排出時間が経過した後に、前記圧力差が前記推定された圧力差より大きい場合、警報信号を出力することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1つに記載のスラグ監視装置。 Comprising a gasification furnace for converting coal into gas and converting the ash content of the coal into the slag;
When the detection unit is based on the operation status of the gasifier and the properties of the coal, when the slag is discharged from the slag storage unit and when the slag is discharged from the slag storage unit The pressure difference is estimated, and after the discharge time has elapsed, if the pressure difference is greater than the estimated pressure difference, an alarm signal is output. The slag monitoring device described in 1.
前記検出部は、前記ガス化炉の運用状況と前記石炭の性状とに基づいて、前記スラグが前記スラグ貯留部から排出されるまでの排出時間及び前記スラグが前記スラグ貯留部から排出されたときの前記スラグロックホッパの重量を推定し、前記排出時間が経過した後に、前記スラグロックホッパの重量が前記推定された重量より小さい場合、警報信号を出力することを特徴とする請求項4に記載のスラグ監視装置。 Comprising a gasification furnace for converting coal into gas and converting the ash content of the coal into the slag;
When the detection unit is based on the operation status of the gasifier and the properties of the coal, when the slag is discharged from the slag storage unit and when the slag is discharged from the slag storage unit The weight of the slag lock hopper is estimated, and after the discharge time has elapsed, if the weight of the slag lock hopper is smaller than the estimated weight, an alarm signal is output. Slag monitoring device.
前記スラグ貯留部の高圧側の圧力を測定し、
前記高圧側の圧力を測定する部分の近傍に液体を供給し、
前記液体を供給して測定される前記高圧側の圧力と前記低圧側の圧力との圧力差に基づいて、前記スラグの堆積状態を検出することを特徴とするスラグ監視方法。 Measure the pressure on the low pressure side of the slag reservoir where slag can accumulate,
Measure the pressure on the high pressure side of the slag reservoir,
Supplying a liquid in the vicinity of the portion for measuring the pressure on the high-pressure side;
A method for monitoring slag, wherein the accumulation state of the slag is detected based on a pressure difference between the pressure on the high-pressure side and the pressure on the low-pressure side measured by supplying the liquid.
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