JP2018066673A

JP2018066673A - 装炭レベル測定装置の付着状態検出方法

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Publication number: JP2018066673A
Application number: JP2016205871A
Authority: JP
Inventors: 早衛萱野; Hayae Kayano
Original assignee: Wadeco Co Ltd
Current assignee: Wadeco Co Ltd
Priority date: 2016-10-20
Filing date: 2016-10-20
Publication date: 2018-04-26
Anticipated expiration: 2036-10-20
Also published as: JP6758643B2

Abstract

【課題】装炭レベル測定装置における、ガイドパイプやアンテナ等の検出波の伝搬経路への石炭等の付着状況を的確に検知して、清掃の必要性を判断することにより、不要な清掃を削減して装炭作業の効率を高める。【解決手段】装炭レベル測定装置を取り付け、最初の装炭作業の前に、コークス炉の装炭口以外の面上にて送受信を行って基準受信強度Ｉ０を測定しておき、装炭作業の任意の時期に、基準受信強度Ｉ０を測定した時と同条件にて送受信を行って受信強度Ｉｍを測定し、ＩｍがＩ０よりも所定値以下に減衰した時に検出波の伝搬経路を清掃する。【選択図】図１

Description

本発明は、コークス炉に投入された石炭の堆積量を測定する装炭レベル測定装置において、検出波の伝搬経路への石炭や粉塵、ガス凝固物の付着状態を検出して清掃時期を的確に判断する方法に関する。

コークス炉では、上面に複数の装炭口が設けられており、石炭を積んだ装炭車を移動させながら石炭を装炭口から順次投入している。その際、コークス炉内に投入された石炭の装炭レベルを測定し、できるだけ多く装炭して生産性を上げることが求められている。

そこで、本出願人は先に、特許文献１、２において、マイクロ波をコークス炉内に送信し、石炭の表面で反射されたマイクロ波を受信して装炭レベルを測定する装置を提案している。

図１は、特許文献２の装炭レベル測定装置を示す図である。装炭レベル測定装置はガイドパイプ４０を備えており、このガイドパイプ４０の一端が装炭車１の石炭投入シュート１１の天井面１１ａの開口１１ｂに連結している。また、ガイドパイプ４０の他端には、アンテナ２２及びマイクロ波の送受信装置２０が取り付けられている。

装炭車１は、受炭ホッパー１０と、給炭装置１２と、石炭投入シュート１１とを備えており、コークス炉１００の上面のレール１０１に沿って移動する。そして、石炭投入シュート１１がコークス炉１００の装炭口１０２の直上の位置で停止し、受炭ホッパー１０の石炭Ｃを給炭装置１２にて石炭投入シュート１１に送り、スリーブ１３を通じて炉内に投下する。石炭Ｃの投下後、同図の符号Ｒで示すように、送受信装置２０からのマイクロ波をガイドパイプ４０を伝搬させ、石炭投入シュート１１を通じて炉内に送信し、堆積している石炭Ｃ′の表面で反射されたマイクロ波を送受信装置２０で受信して石炭Ｃ′の堆積レベルを検出する。

特開２０１２−１８８５８９号公報特開２０１５−１７２１８４号公報

特許文献２のように、ガイドパイプ４０を備え、このガイドパイプ４０を石炭投入シュート１１に連結する構成の装炭レベル測定装置では、炉内から吹き上げられた石炭Ｃ′や粉塵、ガス類が装炭口１０２を通じて石炭投入シュート１１に侵入し、ガイドパイプ４０の内壁やアンテナ２２に石炭Ｃ′等が付着する。そのため、ガイドパイプ４０にガス供給口３５からパージ用ガスを供給してこれらの侵入、付着を防止している。また、断熱材料からなる通気性のフィルタ板を石炭投入シュート側とし、その上方に断熱材料からなる非通気性の断熱板を配置して枠体で包囲した防塵・防熱フィルタを、ガイドパイプ４０と石炭投入シュート１１との間に介装するとともに、フィルタ板と断熱板との間の空間にパージ用ガスを供給し、フィルタ板からパージ用ガスを石炭投入シュート側に噴出することも行われている（図３参照；符号３０）。

しかしながら、ガイドパイプ４０にパージ用ガスを供給しても石炭Ｃ′や粉塵、ガス類の侵入を完全に防ぐことはできず、装炭作業に伴ってガイドパイプ４０の内壁やアンテナ２２に石炭Ｃ′や粉塵、ガス凝固物が付着し続ける。また、防塵・防熱フィルタを備える場合には、防塵・防熱フィルタにも石炭Ｃ′や粉塵、ガス凝固物が付着し続ける。その結果、マイクロ波の送信強度及び受信強度が減衰して測定精度を低下させたり、場合によっては送受信が突然できなくなることもある。石炭投入シュート１１を開閉するシャッター（図２参照；符号５０）を付設して、測定時にシャッターを開け、非測定時にはシャッターを閉めることも行われているが、測定時には依然として石炭投入シュート１１に石炭Ｃ′や粉塵、ガス類が侵入する。そこで、ガイドパイプ４０やアンテナ２２等を定期的に清掃しているが、清掃中は装炭作業を停止することになるため、送受信に影響しないような清掃を防ぐ要望が強い。

そこで本発明は、装炭レベル測定装置における、ガイドパイプやアンテナ等の検出波の伝搬経路への石炭等の付着状況を的確に検知して、清掃の必要性を判断することにより、不要な清掃を削減して装炭作業の効率を高めることを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するために、下記の装炭レベル測定装置の付着状態検出方法を提供する。
（１）装炭車に取り付けられ、コークス炉の装炭口を通じて検出波を炉内に送信し、前記装炭車から投下された石炭の表面で反射された前記検出波を受信して前記石炭の装炭レベルを測定する装炭レベル測定装置における、前記検出波の伝搬経路への付着物の付着状態を検出する方法であって、
前記装炭レベル測定装置を取り付けた後、最初の装炭作業の前に、前記コークス炉の装炭口以外の面上にて送受信を行って基準受信強度Ｉ_０を測定しておき、
装炭作業の任意の時期に、前記基準受信強度Ｉ_０を測定した時と同条件にて送受信を行って受信強度Ｉ_ｍを測定し、前記受信強度Ｉ_ｍが前記基準受信強度Ｉ_０よりも所定値以下に減衰した時に、前記伝搬経路の清掃時期であると判断することを特徴とする装炭レベル測定装置の付着状態検出方法。
（２）装炭車に取り付けられ、コークス炉の装炭口を通じて検出波を炉内に送信し、前記装炭車から投下された石炭の表面で反射された前記検出波を受信して前記石炭の装炭レベルを測定する装炭レベル測定装置における、前記検出波の伝搬経路への付着物の付着状態を検出する方法であって、
前記伝搬経路に、該伝搬経路の全部または一部を遮断する反射物を設置し、
最初の装炭作業の前に、前記反射物で前記伝搬経路の全部または一部を塞いで送受信を行って前記基準受信強度Ｉ_０を測定し、
装炭作業の任意の時期に、前記基準受信強度Ｉ_０を測定した時と同条件にて送受信を行って受信強度Ｉ_ｍを測定し、前記受信強度Ｉ_ｍが前記基準受信強度Ｉ_０よりも所定値以下に減衰した時に、前記伝搬経路の清掃時期であると判断することを特徴とする装炭レベル測定装置の付着状態検出方法。

本発明によれば、装炭レベル測定装置を組み付けた後、最初の装炭作業の前に測定した基準受信強度Ｉ_０と、装炭作業の任意の時期で測定した受信強度Ｉ_ｍとを比較し、減衰量が閾値を下回った時に清掃時期と判断するため、送受信に影響しない不要な清掃が減り、定期的に清掃する場合に比べて装炭作業を効率良く行うことができる。

特許文献２に記載された装炭レベル測定装置を示す断面図である。図１に示す装炭レベル測定装置に、シャッターを付設した場合を示す図である。装炭レベル測定装置の他の例を示す断面図である。（Ａ）は図３に示す装炭レベル測定装置のガイドパイプと石炭投入シュートとの連結部分を拡大して示す図であり、（Ｂ）はガイドパイプの垂下部を上方から見た図である。

以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。

本発明は、装炭車から投下されたコークス炉内の石炭の堆積量を、装炭口を通じて検出波の送受信を行って測定する装炭レベル測定装置に適用する。従って、このような構成の装炭レベル装置であれば装置自体に制限はなく、図１に示した装炭レベル測定装置を例示することができ、装置構成及び検出波の送受信様式については上記した通りであり、説明を省略する。尚、検出波としては、マイクロ波の他にミリ波を用いることができる。

本発明では、装炭レベル測定装置のガイドパイプ４０を、装炭車１の石炭投入シュート１１に組み付けた後、最初の装炭作業の前に、装炭車１を、石炭投入シュート１１がコークス炉１００の装炭口１０２以外に位置するように移動させ、その位置にて検出波による送受信を行って受信強度を測定する。この測定値は、ガイドパイプ４０やアンテナ２２に石炭Ｃ′等が付着してない状態での受信強度であり、これを基準受信強度Ｉ_０とする。

基準受信強度Ｉ_０を求めた後は、通常の装炭作業を行う。そして、装炭作業の都度、あるいは所定回数ごとに、基準受信強度Ｉ_０を測定した時と同条件、即ち同じ場所で、同じ出力にて検出波による送受信を行って受信強度Ｉ_ｍを測定する。

次いで、受信強度Ｉ_ｍと基準受信強度Ｉ_０とを比較し、受信強度Ｉ_ｍの基準受信強度Ｉ_０からの減衰量を求める。測定条件が同一であるため、石炭Ｃ′等の付着が無い場合には、受信強度Ｉ_ｍは基準受信強度Ｉ_０と同じ値になるが、石炭Ｃ′等が付着していると付着量に応じて受信強度の減衰も大きくなる。そして、この減衰量が閾値（例えば５０％）よりも低い場合に、清掃が必要だと判断する。従来は、石炭Ｃ′等の付着量に関わらず、定期的に清掃を行っており、送受信に必ずしも影響しない場合でも清掃を行っている。これに対して本発明によれば、その減衰量が閾値を下回ったときだけ、換言すれば送受信に悪影響がある場合だけ清掃するため、不要な清掃がなくなり、装炭作業を効率よく行うことができる。

基準受信強度Ｉ_０を求めるには、上記のように装炭口１０２以外の場所で送受信を行う他に、図２に示すように、石炭投入シュート１１にシャッター５０を付設し、シャッター５０を閉じた状態で検出波による送受信を行い、その受信強度を基準受信強度Ｉ_０とすることもできる。尚、シャッター５０を付設する場合は、装炭車１の位置には無関係であり、石炭投入シュート１１が装炭口１０２の直上に位置していてもよい。

また、ガイドパイプ４０を屈曲した管体にした装炭レベル装置にも適用することができる。受炭ホッパー１０の大きさや形状、受炭ホッパー１０と石炭投入シュート１１との位置関係によっては、図１，２に示すように、石炭投入シュート１１の天井面１１ａに鉛直なガイドパイプ４０を連結できないこともある。また、送受信装置２０が装炭口１０２の直上にあるため、装炭口１０２からの熱を受けやすいが、ガイドパイプ４０を屈曲させることにより送受信装置２０を装炭口１０２から離すことからでき、熱的に保護することもできる。

図３はその一例であり、Ｌ字管からなるガイドパイプ４０Ａを示している。このガイドパイプ４０Ａは、一端にアンテナ２２及び送受信装置２０が取り付けられており、他端が石炭投入シュート１１に連結している。ガイドパイプ４０Ａの一端は直管部４０ａになっており、その端部が９０°屈曲して水平部４０ｂが連続している。そして、水平部４０ｂの他端は９０°屈曲して石炭投入シュート１１に向かう垂下部４０ｄになっており、全体としてＬ字状を呈している。また、直管部４０ａと水平部４０ｂとの間の９０°屈曲部は、４５°に傾斜して第１の反射板４１を形成しており、水平部４０ｂと垂下部４０ｃとの間の９０°屈曲部は、４５°に傾斜して第２の反射板４２を形成している。アンテナ２２は直管部４０ａに収容されており、送受信装置２０からの検出波は、図示されるように、直管部４０ａを伝搬して第１の反射板４１で反射され、水平部４０ｂを伝搬した後、第２の反射板４２で更に反射された後、垂下部４０ｃを伝搬して石炭投入シュート１１へと進む。このガイドパイプ４０Ａでは、送受信装置２０を装炭口１０２から離して熱から保護することができる。

このようなガイドパイプ４０Ａでは、特に第２の反射板４２や水平部４０ｂ、第１の反射板４１に石炭Ｃ′等が付着、堆積しやすい。そこで、上記と同様にして、最初の装炭作業の前に、装炭口１０２以外の場所で送受信を行って基準受信強度Ｉ_０を測定しておき、装炭作業の都度、または所定回数ごとに同条件にて検出波による送受信を行って受信強度Ｉ_ｍを測定し、その減衰量から清掃時期を判断する。

また、石炭投入シュート１１にシャッター５０を付設し、シャッター５０を閉じた状態で送受信を行い、基準受信強度Ｉ_０を求めても良い。

あるいは、図４（Ａ）に示すように、反射物としてシャッター５０の代わりに、リング５１をガイドパイプ４０Ａの垂下部４０ｃと石炭投入シュート１１との間に、リング５１の内周側の一部（以下「突出部５１」）が垂下部４０ｃの内側に突出するように介装してもよい。尚、リング５１は、同図（Ｂ）に示すように、円環の一部を切除したものであってもよい。検出波はガイドパイプ４０Ａ内を伝搬するため、リング５１の突出部５１ａで検出波が反射され、その反射波が送受信装置２０で受信される。そして、最初の装炭作業の前に送受信を行って、基準受信強度Ｉ_０を求める。

尚、上記において、受信強度Ｉ_ｍの基準受信強度Ｉ_０からの減衰量が閾値以下になったときに、モニターに表示したり、警報を発するなどして、図示しないモニターや報知手段にて装炭作業者に報知してもよい。

また、ガイドパイプ４０を備えない装炭レベル測定装置として、例えば特許文献１に記載の装炭レベル測定装置にも本発明を適用することができる。この装炭レベル測定装置では、装炭車の底面とコークス炉との間の空間に、測定時には装炭口の直上に移動し、非測定時には装炭口の直上から退避する反射板を備えており、反射板と対向してアンテナが配置されている。測定時に反射板が装炭口の直上に位置するため、特に反射板に石炭等が付着しやすい。

この場合も上記と同様に、装炭レベル測定装置を装炭車に取り付けた後、最初の装炭作業の前に、コークス炉の装炭口以外の面上にて送受信を行って基準受信強度Ｉ_０を測定する。測定時には、反射板を装炭口の直上に移動させて検出波の送受信を行うが、装炭作業の都度または所定回数ごとに、基準受信強度Ｉ_０を測定した時と同条件にて送受信を行って受信強度Ｉ_ｍを測定する。そして、受信強度Ｉ_ｍが基準受信強度Ｉ_０よりも所定値以下に減衰した時に、伝搬経路である反射板の反射面の清掃時期であると判断する。

以上説明したように、本発明は装炭レベル測定装置一般に適用でき、基準受信強度Ｉ_０を測定しておき、装炭作業の任意の時期に基準受信強度Ｉ_０を測定した時と同条件にて受信強度Ｉ_ｍを測定し、基準受信強度Ｉ_０からの減衰量を求めるだけで、検出波の伝搬経路の清掃時期を的確に判断にすることができる。

１装炭車
１０受炭ホッパー
１１石炭投入シュート
１２給炭装置
２０送受信装置
２２アンテナ
３０防塵・防熱フィルタ
３５ガス供給口
４０、４０Ａガイドパイプ
４１第１の反射板
４２第２の反射板
５０シャッター
５１リング
１００コークス炉
１０１レール
１０２装炭口
Ｃ、Ｃ´ 石炭

Claims

装炭車に取り付けられ、コークス炉の装炭口を通じて検出波を炉内に送信し、前記装炭車から投下された石炭の表面で反射された前記検出波を受信して前記石炭の装炭レベルを測定する装炭レベル測定装置における、前記検出波の伝搬経路への付着物の付着状態を検出する方法であって、
前記装炭レベル測定装置を取り付けた後、最初の装炭作業の前に、前記コークス炉の装炭口以外の面上にて送受信を行って基準受信強度Ｉ_０を測定しておき、
装炭作業の任意の時期に、前記基準受信強度Ｉ_０を測定した時と同条件にて送受信を行って受信強度Ｉ_ｍを測定し、前記受信強度Ｉ_ｍが前記基準受信強度Ｉ_０よりも所定値以下に減衰した時に、前記伝搬経路の清掃時期であると判断することを特徴とする装炭レベル測定装置の付着状態検出方法。
装炭車に取り付けられ、コークス炉の装炭口を通じて検出波を炉内に送信し、前記装炭車から投下された石炭の表面で反射された前記検出波を受信して前記石炭の装炭レベルを測定する装炭レベル測定装置における、前記検出波の伝搬経路への付着物の付着状態を検出する方法であって、
前記伝搬経路に、該伝搬経路の全部または一部を遮断する反射物を設置し、
最初の装炭作業の前に、前記反射物で前記伝搬経路の全部または一部を塞いで送受信を行って前記基準受信強度Ｉ_０を測定し、
装炭作業の任意の時期に、前記基準受信強度Ｉ_０を測定した時と同条件にて送受信を行って受信強度Ｉ_ｍを測定し、前記受信強度Ｉ_ｍが前記基準受信強度Ｉ_０よりも所定値以下に減衰した時に、前記伝搬経路の清掃時期であると判断することを特徴とする装炭レベル測定装置の付着状態検出方法。