JP2018118806A - 粉体搬送装置、プラント及び粉体搬送装置の監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】粉体搬送装置の出口管の摩耗の進行を監視可能にすると共に、出口管の摩耗の進行を抑制する。
【解決手段】幾つかの実施形態に係る粉体搬送装置は、粉体を搬送する粉体シュートと、前記粉体シュートの出口側に設けられる出口管と、前記出口管の内壁面のうち前記粉体シュートの出口開口に対向する部位を覆うように設けられる被覆材と、前記出口管の前記内壁面と前記被覆材との間、または、前記被覆材の内部に設けられ、前記被覆材の摩耗量を検出するための少なくとも一つの摩耗センサと、を備える。
【選択図】図２

Description

本開示は、粉体搬送装置、プラント及び粉体搬送装置の監視方法に関する。

粉体をシュートの斜面を滑らせて搬送する場合、粉体と斜面との摩擦を低減するため、斜面を気体が通過可能な多孔質材料で構成し、斜面から噴き出す気体によって粉体を流動化させて粉体を搬送する流動化シュートが知られている。
例えば、特許文献１及び２にはかかる流動化シュートが開示されている。特許文献１及び２では、粉体が搬送されるダクトに搬送方向に沿ってガス室が設けられ、このガス室から多孔板を介してダクト内に気体を噴出させている。

粉体シュートの出口側に設けられる出口管では、粉体シュートの出口開口に対向する部位の摩耗量が多くなるため、その部位の摩耗量を監視する必要がある。
特許文献１には、配管などの被測定体の外面に超音波センサを取り付け、被測定体の摩耗減肉をオンラインで検知することが開示されている。
特許文献２には、摺動部の摩耗を検知する手段として、摺動部の摩耗に伴い段階的に摩滅する複数の回路を有する摩耗センサが開示されている。

特開２０１５−５９７７４号公報 特開２０１４−２０２８号公報

特許文献１及び２は、粉体シュートの出口管の摩耗を検知するものではない。また、特許文献１に開示された検知方法は、配管の外側から超音波センサなどを用いて計測する方法であるため、配管の肉厚のばらつきによって誤差が生じるおそれがある。
また、特許文献１及び２には、被測定体の摩耗の進行自体を抑制する手段は開示されていない。

少なくとも一実施形態は、粉体搬送装置の出口管の摩耗の進行を監視可能にすると共に、出口管の摩耗の進行を抑制することを目的とする。

（１）少なくとも一実施形態に係る粉体搬送装置は、
粉体を滑り落とすことで前記粉体を搬送する粉体シュートと、
前記粉体シュートの出口側に設けられる出口管と、
前記出口管の内壁面のうち前記粉体シュートの出口開口に対向する部位を覆うように設けられる被覆材と、
前記出口管の前記内壁面と前記被覆材との間、または、前記被覆材の内部に設けられ、前記被覆材の摩耗量を検出するための少なくとも一つの摩耗センサと、
を備える。

上記（１）の構成によれば、粉体シュートの出口管の内壁面のうち粉体シュートの出口開口に対向する部位に被覆材を設け、出口管の壁面への粉体の直接衝突を阻止するようにしたので、出口管の壁材自体の摩耗を抑制することができる。
また、被覆材は、粉体シュートからの粉体の衝突により摩耗が比較的進行しやすいので、被覆材の摩耗量を摩耗センサによって検出することで、この検出結果を粉体搬送装置の各部の摩耗量の推定に利用することができる。

（２）一実施形態では、前記（１）の構成において、
前記出口管は、
前記粉体シュートに連通するように鉛直方向に沿って延在する直管部と、
前記直管部の上端に設けられた第１フランジ部と、
を含み、
前記被覆材は、前記第１フランジ部に締結される第２フランジ部を有する。
上記（２）の構成によれば、出口管の第１フランジと被覆材の第２フランジとを締結することで、粉体搬送装置の構成を複雑化することなく、出口管の内壁面を覆うように被覆材を設置することができる。また、第１フランジ部と第２フランジ部との締結を解除することで、被覆材の交換作業も容易に行うことができる。

（３）一実施形態では、前記（１）の構成において、
前記出口管は、
前記粉体シュートの延在方向に沿って設けられる延長管部と、
前記延長管部の粉体搬送方向上流側において、前記粉体シュートの下部から下方に延在する出口部と、
を含み、
前記延長管部に前記被覆材が設けられている。
上記（３）の構成によれば、上記延長管部に被覆材を設けることで、最大で延長管部の長さまで被覆材を厚くすることができる。従って、出口管の壁材自体の摩耗を抑制し、出口管の寿命を長くすることができる。

（４）一実施形態では、前記（１）〜（３）の何れかの構成において、
前記少なくとも一つの摩耗センサは、互いに異なる高さ方向位置に設けられた複数の摩耗センサを含む。
上記（４）の構成によれば、最大摩耗位置を含めて、被覆材の摩耗分布、特に高さ方向に沿う摩耗分布を把握できる。

（５）一実施形態では、前記（１）〜（４）の何れかの構成において、
前記少なくとも一つの摩耗センサは、前記被覆材の裏面側に設けられ、前記被覆材の表面からの超音波反射波と、前記被覆材の裏面からの超音波反射波との検出タイミング差に基づいて前記被覆材の厚さを検出するための超音波センサを含む。
上記（５）の構成によれば、上記超音波センサが被覆材の裏面側、即ち、出口管の内側に設けられるため、出口管の肉厚のばらつきに影響されずに被覆材の摩耗を正確に検知できる。

（６）一実施形態では、前記（１）〜（４）の何れかの構成において、
前記少なくとも一つの摩耗センサは、
少なくとも一部が前記被覆材の内部に設けられた導電線と、
前記導電線の断線を検出するための断線検出部と、
を有する少なくとも一つの導通センサを含む。
上記（６）の構成によれば、上記構成の導通センサは被覆材の摩耗による導電線の断線を検出するので、被覆材の摩耗量を正確に検出できる。

（７）一実施形態では、前記（６）の構成において、
前記少なくとも一つの導通センサは、前記被覆材の表面からの距離が異なる複数の位置にそれぞれ設けられる複数の導通センサを含む。
上記（７）の構成によれば、複数の導通センサを被覆材の表面から異なる位置に設けたことで、被覆材の摩耗の位置及び摩耗の進捗状況を逐次把握できる。

（８）一実施形態では、前記（７）の構成において、
前記複数の導通センサは、前記出口管の周方向に沿って、前記被覆材の表面からの距離が異なる複数の位置にそれぞれ設けられている。
上記（８）の構成によれば、被覆材の摩耗の周方向位置と摩耗の進捗状況とを同時に把握できる。

（９）一実施形態では、前記（１）〜（８）の何れかの構成において、
前記粉体シュートは、
流動化ガスを選択的に透過するように構成された多孔隔壁部と、
前記粉体が搬送される粉体搬送空間の下方側に前記多孔隔壁部を介して設けられるガス導入空間と、
前記ガス導入空間に流動化ガスを供給するための流動化ガス供給部と、
を含む。
上記（９）の構成によれば、流動化ガスによって搬送される粉体が出口管の内壁面のうち粉体シュートの出口開口に対向する部位に当たるため、当該部位に被覆材を設けることで、当該部位の摩耗を抑制できる。また、被覆材の摩耗量を出口管の内側に設けられた摩耗センサによって検出することで、精度良い検出結果が得られる。また、この検出結果を粉体搬送装置の各部の摩耗量の推定に利用できる。

（１０）少なくとも一実施形態に係るプラントは、
粉体を生成する粉体生成ユニットと、
前記粉体生成ユニットからの前記粉体を搬送するように構成された前記（１）〜（９）の何れかの構成を有する粉体搬送装置と、
を備える。
上記（１０）の構成によれば、被覆材が粉体シュートの出口管の内壁面のうち粉体シュートの出口開口に対向する部位に設けられるため、この部位の摩耗を抑制できる。また、被覆材は、粉体シュートからの粉体の衝突により摩耗が比較的進行しやすいので、被覆材の摩耗量を摩耗センサによって検出することで、この検出結果を粉体搬送装置の各部の摩耗量の推定に利用することができる。

（１１）一実施形態では、前記（１０）の構成において、
前記プラントは前記粉体生成ユニットとして微粉炭供給部を備える石炭ガス化プラントであり、
微粉炭をガス化して可燃性の生成ガスを生成する石炭ガス化炉と、
前記石炭ガス化炉で生成される生成ガスからチャーを分離するチャー回収部と、
を備え、
前記粉体搬送装置は、前記チャー回収部で前記生成ガスから分離された前記チャーを前記石炭ガス化炉に戻す経路に設けられる。

上記（１１）の構成によれば、チャーが搬送される粉体搬送装置の出口管において、被覆材が設けられた部位の摩耗を抑制できる。また、出口管に設けられる被覆材の摩耗量を摩耗センサによって検出することで、この検出結果を粉体搬送装置の各部の摩耗量の推定に利用できる。

（１２）一実施形態では、前記（１０）の構成において、
前記プラントは、前記粉体生成ユニットとして微粉炭供給部を備える石炭ガス化プラントであり、
微粉炭をガス化して可燃性の生成ガスを生成する石炭ガス化炉と、
を備え、
前記粉体搬送装置は、前記微粉炭供給部から前記微粉炭を前記石炭ガス化炉に供給する経路に設けられる。

上記（１２）の構成によれば、微粉炭が搬送される粉体搬送装置の出口管において、被覆材が設けられた部位の摩耗を抑制できる。また、出口管に設けられる被覆材の摩耗量を摩耗センサによって検出することで、この検出結果を粉体搬送装置の各部の摩耗量の推定に利用できる。

（１３）少なくとも一実施形態に係る粉体搬送装置の監視方法は、
粉体を搬送するための粉体シュートを備える粉体搬送装置の監視方法であって、
前記粉体シュートの出口側に設けられる出口管の内壁面のうち前記粉体シュートの出口開口に対向する部位を覆うように設けられた被覆材の摩耗量を、前記出口管の前記内壁面と前記被覆材との間、または、前記被覆材の内部に設けられた少なくとも一つの摩耗センサにより検出するステップ
を備える。

上記（１３）の方法によれば、粉体搬送装置の出口管において被覆材が設けられた部位の摩耗を抑制できると共に、被覆材の摩耗量を摩耗センサによって検出することで、この検出結果を粉体搬送装置の各部の摩耗量の推定に利用できる。

（１４）一実施形態では、前記（１３）の方法において、
前記被覆材の摩耗量に対する前記粉体搬送装置の監視対象部位の摩耗量の相関を予め取得するステップと、
前記粉体搬送装置の稼働中に前記摩耗センサにより検出した前記被覆材の摩耗量を前記相関に当てはめて、前記監視対象部位の前記摩耗量を算出するステップと、
をさらに備える。
上記（１４）の方法によれば、被覆材の摩耗量に対する粉体搬送装置の監視対象部位の摩耗量の相関から、実際に摩耗量を検出しなくても、被覆材の摩耗量に基づいて上記監視対象部位の摩耗量を推定できる。

（１５）一実施形態では、前記（１３）又は（１４）の方法において、
前記被覆材は前出口管より耐摩耗性が劣る。
上記（１５）の方法によれば、被覆材が被覆されない出口管の部位より被覆材の摩耗が早く進行するので、被覆材の摩耗量を目安にして出口管の他の部位の交換時期を推定することができる。

幾つかの実施形態によれば、被覆材が被覆された出口管の摩耗を抑制できると共に、被覆材の摩耗の進行状況を検知することで、この検出結果を粉体搬送装置の各部の摩耗量の推定に利用できる。

一実施形態に係る粉体搬送装置の正面図である。 一実施形態に係る粉体搬送装置の一部の正面視断面図である。 一実施形態に係る粉体搬送装置の一部の正面視断面図である。 一実施形態に係る粉体搬送装置の一部の正面視断面図である。 一実施形態に係る粉体搬送装置の一部の上面図である。 一実施形態に係るプラントの系統図である。 一実施形態に係る石炭ガス化プラントの系統図である。 一実施形態に係る粉体搬送装置の監視方法の工程図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

幾つかの実施形態に係る粉体搬送装置１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ）を図１〜図５に示す。
図１において、粉体搬送装置１０は粉体Ｏｐを搬送する粉体シュート１２を備える。粉体シュート１２は、例えば、シュートの傾斜を利用して粉体を滑り落とすことで粉体を搬送する方式と、粉体を搬送用ガスに乗せて搬送する方式とがある。粉体シュート１２の出口側に出口管１４（１４ａ、１４ｂ）が設けられる。

図２〜図５に示すように、出口管１４の内壁面のうち粉体シュート１２の出口開口ｏに対向する部位を覆うように被覆材１６（１６ａ、１６ｂ）が設けられる。さらに、出口管１４の出口開口ｏに対向する内壁面と被覆材１６との間、又は被覆材１６の内部に少なくとも一つの摩耗センサ１８（１８ａ、１８ｂ）が設けられる。粉体搬送装置１０の稼働中に、摩耗センサ１８によって被覆材１６の摩耗量を検出する。図中、矢印ａは粉体Ｏｐの搬送方向を示す。

上記構成によれば、被覆材１６によって出口開口ｏに対向する位置に出口管１４の内壁面を覆う被覆材１６を設け、出口管１４の壁材への粉体Ｏｐの直接衝突を阻止するようにしたので、出口管１４の壁材自体の摩耗を抑制することができる。
また、被覆材１６は、粉体シュート１２からの粉体Ｏｐの衝突により摩耗が比較的進行しやすいので、被覆材１６の摩耗量を摩耗センサ１８によって検出することで、この検出結果を粉体搬送装置１０の各部の摩耗量の推定に利用することができる。

一実施形態では、図１に示すように、粉体シュート１２の入口部１２ａはホッパ２０の下部排出口に接続され、ホッパ２０内の粉体Ｏｐは粉体シュート１２に流下し、出口管１４から目的とする機器に搬送される。

一実施形態では、粉体搬送装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）は、図２及び図３に示すように、出口管１４（１４ａ）は粉体シュート１２に連通するように鉛直方向に沿って延在する直管部２２を有し、直管部２２の上端にフランジ部２４（第１フランジ部）が設けられている。被覆材１６（１６ａ）はフランジ部２４に例えばボルトなどの締結具によって締結されるフランジ部２６（第２フランジ部）を有する。図示のように、被覆材１６（１６ａ）は出口管１４の内壁面のうち粉体シュート１２の出口開口ｏに対向する部位を覆うように設けられる。

上記構成によれば、出口管１４（１４ａ）のフランジ部２４と被覆材１６（１６ａ）のフランジ部２６とを締結することで、粉体搬送装置１０の構成を複雑化することなく、出口管１４（１４ａ）の内壁面に被覆材１６（１６ａ）を設置することができる。また、フランジ部２４とフランジ部２６との締結を解除することで、被覆材１６（１６ａ）の交換作業も容易に行うことができる。

一実施形態では、図２に示すように、摩耗センサ１８（１８ａ）は出口管１４（１４ａ）の内壁面と被覆材１６（１６ａ）との間に設けられる。
これによって、摩耗センサ１８（１８ａ）の検出信号を送る導電線３３を出口管１４（１４ａ）の外部に導設するのが容易になる。
一実施形態では、図２及び図３に示すように、導電線３３はフランジ部２６を通して出口管１４（１４ａ）の外部に導設されるので、導電線３３の設置が容易になる。

一実施形態では、粉体搬送装置１０（１０Ｃ、１０Ｄ）は、図４及び図５に示すように、出口管１４（１４ｂ）は粉体シュート１２の延在方向に沿って設けられる延長管部２８と、延長管部２８の粉体搬送方向（矢印ａ方向）上流側において、粉体シュート１２の下部から下方に延在する出口部３０と、を有する。延長管部２８に被覆材１６（１６ｂ）が設けられている。図示のように、被覆材１６（１６ｂ）は粉体シュート１２の出口開口ｏに対向する位置に設けられる。
上記構成によれば、最大で延長管部２８の長さまで被覆材１６（１６ｂ）を厚くすることができるため、出口管１４（１４ｂ）の壁材自体の摩耗を抑制し、出口管１４（１４ｂ）の寿命を長くすることができる。

一実施形態では、図４及び図５に示すように、延長管部２８の端部にフランジ部３１が形成され、フランジ部３１にフランジ部３２が結合されることで、延長管部２８の端部は密閉される。フランジ部３１からフランジ部３２を外すことで、被覆材１６（１６ｂ）の装着又は交換が容易になる。

一実施形態では、図４及び図５に示すように、摩耗センサ１８（１８ｂ）は被覆材１６（１６ｂ）に埋設される。
これによって、摩耗センサ１８（１８ｂ）の配置の自由度を広げることができ、摩耗センサ１８（１８ｂ）を所望の位置に配置できる。
一実施形態では、図４及び図５に示すように、出口開口ｏに対向する被覆材１６（１６ｂ）の表面を出口部３０の内壁面と段差なく連続するように形成する。
これによって、粉体Ｏｐを段差部で滞留させず、かつ粉体Ｏｐが搬送用ガスで搬送される場合、搬送用ガスの流れを乱さない。

一実施形態では、図２及び図３に示すように、複数の摩耗センサ１８（１８ａ）が互いに異なる高さ方向位置に設けられる。
これによって、被覆材１６（１６ａ）の摩耗が最大となる位置を含めて、被覆材１６（１６ａ）の摩耗分布、特に高さ方向に沿う摩耗分布を把握できる。

一実施形態では、図２に示すように、少なくとも一つの摩耗センサ１８（１８ａ）は、被覆材１６（１６ａ）の裏面側、即ち、被覆材１６（１６ａ）の裏面と出口管１４（１４ａ）の内壁面との間に設けられた超音波センサである。該超音波センサは、被覆材１６（１６ａ）の表面から反射する超音波反射波と、被覆材１６（１６ａ）の裏面から反射する超音波反射波との検出タイミング差に基づいて、被覆材１６（１６ａ）の厚さを検出する。
上記構成によれば、超音波センサが被覆材の裏面側、即ち、出口管の内側に設けられているため、出口管の肉厚のばらつきに影響されずに被覆材の摩耗を正確に検知できる。

一実施形態では、図２に示すように、出口管１４（１４ａ）の外側で導電線３３は信号処理部３４に接続される。上記超音波センサで検出した超音波反射波は信号処理部３４で処理され、被覆材１６（１６ａ）の厚さを検出可能にする。

一実施形態では、図３〜図５に示すように、摩耗センサ１８（１８ｂ）は導通センサであり、該導通センサは、被覆材１６（１６ｂ）の内部に設けられた導電線３３と、導電線３３の断線を検出するための断線検出部３６と、を有する。
上記構成によれば、上記導通センサは被覆材１６（１６ｂ）の摩耗による導電線３３の断線を検出するので、被覆材の摩耗を正確に検出できる。

一実施形態では、断線検出部３６は出口管１４の外側に設けられ、信号処理回路３８及び表示部４０を有する。信号処理回路３８は、導電線３３の導通状態を監視し、導通が断たれるごとに、その状況を示す表示信号を表示部４０に送り込む。表示部４０は、送り込まれた表示信号に応じて摩耗量をディジタル表示する。
かかる構成により、被覆材１６の摩耗量をリアルタイムで把握できる。

一実施形態では、図２〜図５に示すように、複数の摩耗センサ１８を所望の位置に配置する。これによって、被覆材１６の摩耗量を広範囲に把握できる。
一実施形態では、図２に示すように、摩耗センサ１８（１８ａ）として複数の超音波センサを高さ方向に沿って配置する。これによって、高さ方向の広い範囲に亘って被覆材１６（１６ａ）の摩耗量を検出できる。
一実施形態では、図３に示すように、摩耗センサ１８（１８ｂ）として、複数の導通センサを高さ方向に沿って配置する。これによって、高さ方向の広い範囲に亘って被覆材１６（１６ａ）の摩耗量を検出できる。

一実施形態では、図４に示すように、摩耗センサ１８（１８ｂ）として、複数の導通センサが被覆材１６（１６ｂ）の表面からの距離が異なる位置に設けられる。複数の導通センサの各々に接続された導電線３３の断線状況を監視することで、被覆材１６（１６ｂ）の摩耗量を広範囲で検出できる。

一実施形態では、図５に示すように、摩耗センサ１８（１８ｂ）として複数の導通センサが、出口管１４（１４ｂ）の周方向に沿って設けられ、かつ被覆材１６（１６ｂ）の表面からの距離が異なる位置に設けられている。
上記構成によれば、被覆材１６（１６ｂ）の摩耗の位置と摩耗の進捗状況とを同時に把握できる。

一実施形態では、図１に示すように、粉体シュート１２は、粉体Ｏｐが搬送される粉体搬送空間Ｓｃに流動化ガスＦｇを供給し、粉体Ｏｐを流動化ガスＦｇに乗せて搬送する。即ち、シュート本体の内部に流動化ガスＦｇを選択的に透過するように構成された多孔隔壁４２を備える。粉体搬送空間Ｓｃの下方側に多孔隔壁４２を介してガス導入空間Ｓｇが形成される。また、ガス導入空間Ｓｇに流動化ガスＦｇを供給するための流動化ガス供給部４４を備える。
流動化ガスＦｇによって搬送される粉体Ｏｐが出口管１４の内壁面のうち粉体シュート１２の出口開口ｏに対向する部位に当たるため、当該部位に被覆材１６を設けることで、当該部位の摩耗を抑制できる。また、被覆材１６の摩耗量を摩耗センサ１８によって検出することで、この検出結果を粉体搬送装置１０の各部の摩耗量の推定に利用できる。

一実施形態では、図１に示すように、粉体シュート１２の内部に搬送方向に沿って風箱４６が設けられる。風箱４６は多孔隔壁４２によって粉体搬送空間Ｓｃに対して仕切られたガス導入空間Ｓｇを有する。さらに、風箱４６に連通するガス供給ライン４８が設けられ、ガス供給ライン４８を介して風箱４６の内部空間に流動化ガスＦｇを供給する。
風箱４６への流動化ガスの供給量を適切に設定することで、粉体Ｏｐの円滑な搬送が可能になる。

一実施形態に係るプラント５０は、図６に示すように、粉体を生成する粉体生成ユニット５２を備える。粉体生成ユニット５２で生成された粉体は、粉体搬送装置１０を介して貯留タンク５４に搬送される。プラント５０は、例えばセメントプラントであり、粉体生成ユニット５２で生成される粉体はセメントである。
上記構成によれば、粉体搬送装置１０の出口管１４において、被覆材１６が設けられた部位の摩耗を抑制できると共に、被覆材１６の摩耗量を摩耗センサ１８によって検出することで、この検出結果を粉体搬送装置１０の各部の摩耗量の推定に利用できる。

一実施形態では、図７に示すように、石炭ガス化プラント６０に粉体搬送装置１０が設けられる。石炭ガス化プラント６０は粉体生成ユニットとして微粉炭供給部６２を備える。微粉炭供給部６２で石炭が粉砕され、得られた微粉炭は石炭ガス化炉６４に送られる。石炭ガス化炉６４で微粉炭がガス化して可燃性の生成ガスが生成される。石炭ガス化炉６４で生成された生成ガスはチャー回収部６６に送られ、チャー回収部６６で生成ガスＣｇとチャーとが分離される。
粉体搬送装置１０は、チャー回収部６６で生成ガスから分離されたチャーを石炭ガス化炉６４に戻す経路に設けられる。

上記構成によれば、チャーの搬送によって起こる粉体搬送装置１０の出口管１４の摩耗を抑制できる。また、出口管１４に設けられる被覆材１６の摩耗量を摩耗センサ１８によって検出することで、この検出結果を粉体搬送装置１０の各部の摩耗量の推定に利用できる。

一実施形態では、図７に示すように、粉体搬送装置１０は、微粉炭供給部６２から微粉炭を石炭ガス化炉６４に供給する経路に設けられる。
これによって、微粉炭の搬送によって起こる粉体搬送装置１０の出口管１４の摩耗を抑制できる。また、出口管１４に設けられる被覆材１６の摩耗量を摩耗センサ１８によって検出することで、この検出結果を粉体搬送装置１０の各部の摩耗量の推定に利用できる。

一実施形態では、微粉炭供給部６２は、石炭を粉砕して微粉炭とする石炭粉砕機６８を備える。石炭粉砕機６８で得られた微粉炭は集塵機７０で乾燥用ガスと分離され、微粉炭ビン７２に一旦貯留され、その後、加減圧ホッパ７４に送られる。加減圧ホッパ７４に送られた微粉炭は、加減圧ホッパ７４の内部圧力を増圧することで、粉体搬送装置１０を経て給炭ホッパ７５に送られ、空気分離装置７６から送られる窒素ガスと共に給炭ホッパ７５から石炭ガス化炉６４に供給される。粉体搬送装置１０の入口部に空気分離装置７６から圧縮機８４で加圧された流動化ガスＦｇが供給される。
空気分離装置７６は、大気中の空気から窒素と酸素とを分離するものであり、分離された酸素は石炭ガス化炉６４に供給される。

一実施形態では、石炭ガス化炉６４で生成したガスはチャー回収部６６のサイクロン７８に送られ、サイクロン７８で粗粒チャーが一次分離される。サイクロン７８で粗粒チャーが分離された生成ガスＣｇはフィルタ８０で微粒チャーが分離された後、ガスタービン（不図示）に送られる。
サイクロン７８及びフィルタ８０で生成ガスＣｇと分離したチャーは粉体搬送装置１０を介してビン８２に一時的に貯留される。粉体搬送装置１０の入口部に空気分離装置７６から圧縮機８４で加圧された流動化ガスＦｇが供給される。
ビン８２に貯留されたチャーはホッパ８６に重力落下し、ホッパ８６内のチャーは空気分離装置７６から送られる窒素ガスによって搬送され、石炭ガス化炉６４に戻される。

一実施形態に係る粉体搬送装置の監視方法は、図１に示すように、粉体Ｏｐを搬送するための粉体シュート１２を備える粉体搬送装置１０の出口管１４の摩耗量を監視する方法である。
上記監視方法は、図８に示すように、摩耗量検出ステップＳ１２を備える。摩耗量検出ステップＳ１２では、図２〜図５に示すように、まず、粉体シュート１２の出口側に設けられる出口管１４の内壁面のうち、粉体シュート１２の出口開口ｏに対向する部位を覆うように被覆材１６が設けられる。そして、被覆材１６の摩耗量を、出口管１４の被覆材１６が設けられた内壁面と被覆材１６との間、又は被覆材１６の内部に設けられた少なくとも一つの摩耗センサ１８により検出する。

上記方法によれば、出口管１４において被覆材１６が設けられた部位の摩耗を抑制できると共に、被覆材１６の摩耗量を摩耗センサ１８によって検出することで、この検出結果を粉体搬送装置１０の各部の摩耗量の推定に利用できる。

一実施形態では、図２及び図３に示すように、出口管１４（１４ａ）は粉体シュート１２に連通するように鉛直方向に沿って延在する直管部２２を有し、被覆材１６（１６ａ）は、フランジ部２６と共に直管部２２の内側であって、粉体シュート１２の出口開口ｏに対向する部位を覆うように設けられる。
これによって、粉体搬送装置１０の構成を複雑化することなく、出口管１４（１４ａ）の内壁面に被覆材１６（１６ａ）を設置することができる。

一実施形態では、図４及び図５に示すように、出口管１４（１４ｂ）は粉体シュート１２の延在方向に沿って設けられる延長管部２８を有し、延長管部２８に被覆材１６（１６ｂ）が設けられる。
これによって、最大で延長管部２８の長さまで被覆材１６（１６ｂ）を厚くすることができるため、出口管１４（１４ｂ）の壁材自体の摩耗を抑制できる。

一実施形態では、図８に示すように、被覆材１６の摩耗量に対する粉体搬送装置１０の監視対象部位の摩耗量の相関を予め取得する（相関取得ステップＳ１０）。その後、上記摩耗量検出ステップＳ１２によって、粉体搬送装置１０の稼働中に摩耗センサ１８により被覆材１６の摩耗量を検出する。次に、検出した摩耗量を上記相関に当てはめて、監視対象部位の摩耗量を算出する（摩耗量算出ステップＳ１４）。
上記実施形態によれば、監視対象とした部位の摩耗量を、実際に検出しなくても、摩耗量検出ステップＳ１２で検出した検出値に基づいて推定できる。

一実施形態では、被覆材１６の材質として、出口管１４より耐摩耗性が劣る材質を使用する。この方法によれば、被覆材１６の摩耗が出口管１４の摩耗より早く進行するので、被覆材１６の摩耗量を目安とすることで、出口管１４の摩耗部位の交換時期を設定でき、これによって、最小必要肉厚ＴＳＲを割ることなく交換できる。

幾つかの実施形態によれば、粉体搬送装置の出口管の摩耗の進行を監視可能にすると共に、出口管の摩耗の進行を抑制できる。
幾つかの実施形態に係る粉体搬送装置及びその監視方法は、上記実施形態に記載したプラント以外に、船舶から陸上設備への粉体の荷降ろし、陸上設備から船舶への粉体の荷積み、あるいはタンク車からの粉体の荷降ろし、タンク車への粉体の荷積み等、その他粉体搬送全般に適応できる。

１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ） 粉体搬送装置
１２ 粉体シュート
１４（１４ａ、１４ｂ） 出口管
１６（１６ａ、１６ｂ） 被覆材
１８（１８ａ、１８ｂ） 摩耗センサ
２０、８６ ホッパ
２２ 直管部
２４ フランジ部（第１フランジ部）
２６ フランジ部（第２フランジ部）
２８ 延長管部
３０ 出口部
３１、３２ フランジ部
３３ 導電線
３６ 断線検出部
４２ 多孔隔壁
４４ 流動化ガス供給部
４６ 風箱
４８ ガス供給ライン
５０ プラント
５２ 粉体生成ユニット
５４ 貯留タンク
６０ 石炭ガス化プラント
６２ 微粉炭供給部
６４ 石炭ガス化炉
６６ チャー回収部
６８ 石炭粉砕機
７０ 集塵機
７２ 微粉炭ビン
７４ 加減圧ホッパ
７５ 給炭ホッパ
７６ 空気分離装置
７８ サイクロン
８０ フィルタ
８２ ビン
８４ 圧縮機
Ｃｇ 生成ガス
Ｆｇ 流動化ガス
Ｏｐ 粉体
Ｓｃ 粉体搬送空間
Ｓｇ ガス導入空間
ａ 搬送方向
ｏ 出口開口

Claims (15)

1. 粉体を搬送する粉体シュートと、
   前記粉体シュートの出口側に設けられる出口管と、
   前記出口管の内壁面のうち前記粉体シュートの出口開口に対向する部位を覆うように設けられる被覆材と、
   前記出口管の前記内壁面と前記被覆材との間、または、前記被覆材の内部に設けられ、前記被覆材の摩耗量を検出するための少なくとも一つの摩耗センサと、
   を備えることを特徴とする粉体搬送装置。
2. 前記出口管は、
   前記粉体シュートに連通するように鉛直方向に沿って延在する直管部と、
   前記直管部の上端に設けられた第１フランジ部と、
   を含み、
   前記被覆材は、前記第１フランジ部に締結される第２フランジ部を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の粉体搬送装置。
3. 前記出口管は、
   前記粉体シュートの延在方向に沿って設けられる延長管部と、
   前記延長管部の粉体搬送方向上流側において、前記粉体シュートの下部から下方に延在する出口部と、
   を含み、
   前記延長管部に前記被覆材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の粉体搬送装置。
4. 前記少なくとも一つの摩耗センサは、互いに異なる高さ方向位置に設けられた複数の摩耗センサを含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の粉体搬送装置。
5. 前記少なくとも一つの摩耗センサは、前記被覆材の裏面側に設けられ、前記被覆材の表面からの超音波反射波と、前記被覆材の裏面からの超音波反射波との検出タイミング差に基づいて前記被覆材の厚さを検出するための超音波センサを含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の粉体搬送装置。
6. 前記少なくとも一つの摩耗センサは、
   少なくとも一部が前記被覆材の内部に設けられた導電線と、
   前記導電線の断線を検出するための断線検出部と、
   を有する少なくとも一つの導通センサを含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の粉体搬送装置。
7. 前記少なくとも一つの導通センサは、前記被覆材の表面からの距離が異なる複数の位置にそれぞれ設けられる複数の導通センサを含むことを特徴とする請求項６に記載の粉体搬送装置。
8. 前記複数の導通センサは、前記出口管の周方向に沿って、前記被覆材の表面からの距離が異なる複数の位置にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項７に記載の粉体搬送装置。
9. 前記粉体シュートは、
   流動化ガスを選択的に透過するように構成された多孔隔壁部と、
   前記粉体が搬送される粉体搬送空間の下方側に前記多孔隔壁部を介して設けられるガス導入空間と、
   前記ガス導入空間に流動化ガスを供給するための流動化ガス供給部と、
   を含むことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の粉体搬送装置。
10. 粉体を生成する粉体生成ユニットと、
    前記粉体生成ユニットからの前記粉体を搬送するように構成された請求項１乃至９の何れか一項に記載の粉体搬送装置と、
    を備えることを特徴とするプラント。
11. 前記プラントは、前記粉体生成ユニットとして微粉炭供給部を備える石炭ガス化プラントであり、
    微粉炭をガス化して可燃性の生成ガスを生成する石炭ガス化炉と、
    前記石炭ガス化炉で生成される生成ガスからチャーを分離するチャー回収部と、
    を備え、
    前記粉体搬送装置は、前記チャー回収部で前記生成ガスから分離された前記チャーを前記石炭ガス化炉に戻す経路に設けられる
    ことを特徴とする請求項１０に記載のプラント。
12. 前記プラントは、前記粉体生成ユニットとして微粉炭供給部を備える石炭ガス化プラントであり、
    微粉炭をガス化して可燃性の生成ガスを生成する石炭ガス化炉と、
    を備え、
    前記粉体搬送装置は、前記微粉炭供給部から前記微粉炭を前記石炭ガス化炉に供給する経路に設けられる
    ことを特徴とする請求項１０に記載のプラント。
13. 粉体を滑り落とすことで前記粉体を搬送するための粉体シュートを備える粉体搬送装置の監視方法であって、
    前記粉体シュートの出口側に設けられる出口管の内壁面のうち前記粉体シュートの出口開口に対向する部位を覆うように設けられた被覆材の摩耗量を、前記出口管の前記内壁面と前記被覆材との間、または、前記被覆材の内部に設けられた少なくとも一つの摩耗センサにより検出するステップ
    を備えることを特徴とする粉体搬送装置の監視方法。
14. 前記被覆材の摩耗量に対する前記粉体搬送装置の監視対象部位の摩耗量の相関を予め取得するステップと、
    前記粉体搬送装置の稼働中に前記摩耗センサにより検出した前記被覆材の摩耗量を前記相関に当てはめて、前記監視対象部位の前記摩耗量を算出するステップと、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の粉体搬送装置の監視方法。
15. 前記被覆材は前出口管より耐摩耗性が劣ることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の粉体搬送装置の監視方法。

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