JP2019070485A - Storage system for solid fuel, and storage method for solid fuel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固形燃料の貯蔵システム及び固形燃料の貯蔵方法に関する。 The present invention relates to a solid fuel storage system and a solid fuel storage method.
火力発電装置等の発電用に用いられる石炭等の固形燃料は、発電装置に投入される前に一旦サイロ内に貯蔵される。一般にこのサイロ内には、粒子径等に一定の分布を有する固形燃料が貯蔵され、この固形燃料が全て排出された後に、次の固形燃料が貯蔵される。 Solid fuel such as coal used for power generation such as a thermal power plant is temporarily stored in a silo before being introduced into the power plant. In general, solid fuel having a constant distribution in particle diameter and the like is stored in the silo, and after all the solid fuel is discharged, the next solid fuel is stored.
このサイロ内は、通常粉塵の飛散を抑制するため密閉構造となっている。また、このサイロの底部には固形燃料を排出するための開口を有する。そのため、このサイロは、底部より通気するためサイロ内で固形燃料が酸化により発熱する場合がある。 The inside of this silo is normally sealed to suppress the scattering of dust. In addition, the bottom of this silo has an opening for discharging solid fuel. Therefore, since the silo vents from the bottom, the solid fuel may generate heat due to oxidation in the silo.
サイロ内における固形燃料の発熱を抑制する方法として、サイロ内にドライアイスや、窒素ガス等の不活性ガスを供給する手法等が採用されている。例えば特開平11−230835号公報には、粉粒体を貯留するサイロの下部のセンターコーンにサイロ内部に出没自在の棒体を設け、この棒体にサイロ内部に開口した気体流路を設ける構成が開示されている。この公報には、上記気体流路に不活性ガス供給装置を設け、この不活性ガス供給装置からサイロ内部に不活性ガスを供給することで固形燃料の発熱を防止する構成が記載されている。 As a method of suppressing heat generation of solid fuel in the silo, a method of supplying an inert gas such as dry ice or nitrogen gas into the silo is adopted. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 11-230835, a rod body which can be inserted and withdrawn inside the silo is provided on the center cone of the lower part of the silo storing the granular material, and a gas flow path opened inside the silo is provided for this rod body. Is disclosed. This publication describes an arrangement in which an inert gas supply device is provided in the gas flow path and the inert gas is supplied from the inert gas supply device to the inside of the silo to prevent heat generation of the solid fuel.
しかしながら、上記公報に記載の方法は温度計によって固形燃料の発熱を検出したうえで、この発熱部位に不活性ガスを供給するものである。そのため、この方法によっては固形燃料の発熱の発生自体を抑えることはできない。また、上記公報に記載の構成では、サイロ内部の底部中央近傍の温度しか温度計によって測ることができない。そのため、この構成によると、サイロ内部の底部中央近傍以外の場所に発熱部位が発生した場合、この発熱部位を検出することができない。従って、この公報に記載の構成によると、発熱位置によっては固形燃料の発熱を抑制することができない場合がある。 However, in the method described in the above-mentioned publication, after detecting the heat generation of the solid fuel by the thermometer, the inert gas is supplied to the heat generation site. Therefore, this method can not suppress the generation of heat generation of the solid fuel itself. Further, in the configuration described in the above-mentioned publication, only the temperature near the center of the bottom inside the silo can be measured by the thermometer. Therefore, according to this configuration, when a heat generation site is generated in a place other than the vicinity of the bottom center inside the silo, the heat generation site can not be detected. Therefore, according to the configuration described in this publication, the heat generation of the solid fuel may not be suppressed depending on the heat generation position.
また、サイロ内における固形燃料の発熱を抑える方法としては、サイロ内への投入前の固形燃料に加湿又は加水を行うことも考えられる。しかしながら、この方法によると、固形燃料の含水率が高まることに起因して発電効率の低下を招来すると共に、単位発熱量当たりの二酸化炭素の排出割合が高くなる。そのため、この方法は、経済性、環境性等の点で問題がある。 In addition, as a method for suppressing the heat generation of solid fuel in the silo, it is also conceivable to humidify or add water to the solid fuel before being introduced into the silo. However, according to this method, the power generation efficiency is lowered due to the increase of the moisture content of the solid fuel, and the emission ratio of carbon dioxide per unit calorific value is increased. Therefore, this method has problems in terms of economy, environment and the like.
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、サイロ内における固形燃料の発熱を適切に抑制することができる固形燃料の貯蔵システム及び固形燃料の貯蔵方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made based on such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a solid fuel storage system and a solid fuel storage method capable of appropriately suppressing heat generation of solid fuel in a silo. .
上記課題を解決するためになされた本発明に係る固形燃料の貯蔵システムは、サイロ内に貯蔵される固形燃料の充填構造をミュオグラフィによって検出する充填構造検出機構と、上記固形燃料の品質及び上記充填構造検出機構で検出された上記充填構造のデータを関連付けて蓄積するデータベースと、上記データベースに蓄積された上記データに基づいて上記サイロ内への次の固形燃料の投入条件を制御する制御機構とを備える。 The storage system for solid fuel according to the present invention made to solve the above problems comprises a filling structure detection mechanism for detecting the filling structure of solid fuel stored in a silo by means of muography, the quality of the solid fuel, and the filling A database that associates and stores data of the filling structure detected by the structure detection mechanism, and a control mechanism that controls the next solid fuel injection condition into the silo based on the data accumulated in the database Prepare.
サイロ内に投入される固形燃料は、含水率や粒子径等、一定の品質を有している。サイロ内における固形燃料の充填構造はこの品質の影響を受ける。この固形燃料の充填構造はサイロ内におけるガスの流路に影響するため、この充填構造を制御することでサイロ内における固形燃料の発熱の発生自体を抑制することができる。当該固形燃料の貯蔵システムは、充填構造検出機構によってサイロ内に貯蔵される固形燃料の充填構造を検出することができる。そのため、当該固形燃料の貯蔵システムは、固形燃料の品質のデータと上記充填構造検出機構で検出された上記充填構造のデータとを関連付けてデータベースに蓄積することできる。当該固形燃料の貯蔵システムは、制御機構によってこのデータベースに蓄積された上記データを基に次の固形燃料の投入条件を制御することで、次の固形燃料のサイロ内における充填構造を、固形燃料が発熱し難いよう制御することができる。従って、当該固形燃料の貯蔵システムは、サイロ内における固形燃料の発熱を適切に抑制することができる。なお、「ミュオグラフィ」とは、ミューオン(ミュー粒子)を用いた画像化法をいう。 The solid fuel introduced into the silo has a certain quality such as the moisture content and the particle size. The solid fuel filling structure in the silo is affected by this quality. Since the solid fuel filling structure affects the gas flow path in the silo, controlling the filling structure can suppress the generation of heat generation of the solid fuel itself in the silo. The solid fuel storage system can detect the filling structure of the solid fuel stored in the silo by the filling structure detection mechanism. Therefore, the storage system of the solid fuel can associate the data of the quality of the solid fuel with the data of the filling structure detected by the filling structure detection mechanism and store them in the database. The solid fuel storage system controls the next solid fuel injection condition based on the above data stored in this database by the control mechanism, thereby the solid fuel filling structure in the next solid fuel silo It can control so that it is hard to generate heat. Therefore, the storage system for the solid fuel can appropriately suppress the heat generation of the solid fuel in the silo. In addition, "muography" means the imaging method using muon (mu particle).
上記制御機構が、上記データベースに蓄積された上記データの中から、上記次の固形燃料の品質と最も近い品質を有する固形燃料を照会する照会手段と、上記照会手段で照会された固形燃料の充填構造に基づいて上記次の固形燃料の投入位置を制御する投入位置制御手段とを備えるとよい。このように、上記制御機構が、上記データベースに蓄積された上記データの中から、上記次の固形燃料の品質と最も近い品質を有する固形燃料を照会する照会手段と、上記照会手段で照会された固形燃料の充填構造に基づいて上記次の固形燃料の投入位置を制御する投入位置制御手段とを備えることによって、次の固形燃料のサイロ内における充填構造を、固形燃料が発熱し難いようより適切に制御することができる。 Among the data stored in the database, the control mechanism refers to the solid fuel having the quality closest to the quality of the next solid fuel, and the solid fuel filled with the solid fuel referred to by the query. It is preferable to include an injection position control means for controlling the injection position of the next solid fuel based on the structure. As described above, the control mechanism inquired by the inquiry means for inquiring the solid fuel having the quality closest to the quality of the next solid fuel among the data stored in the database. The solid fuel filling structure in the next solid fuel silo is more suitable for the solid fuel to be less likely to generate heat by providing the following solid fuel charging position control means for controlling the solid fuel charging position based on the solid fuel filling structure. Can be controlled.
上記投入位置制御手段が空隙分布が小さくなるよう固形燃料の投入位置を制御するとよい。このように、上記投入位置制御手段が空隙分布が小さくなるよう固形燃料の投入位置を制御することで、固形燃料の発熱を容易かつ確実に抑制することができる。 The injection position control means may control the injection position of the solid fuel so as to reduce the void distribution. Thus, the heat generation of the solid fuel can be suppressed easily and reliably by controlling the injection position of the solid fuel so that the above-mentioned injection position control means reduces the void distribution.
上記固形燃料の品質が粒度分布又は付着水分量を含むとよい。サイロ内における固形燃料の充填構造はこの固形燃料の粒度分布及び付着水分量に依存しやすいので、上記固形燃料の品質が粒度分布又は付着水分量を含むことで、次の固形燃料のサイロ内における充填構造を、固形燃料が発熱し難いようより適切に制御することができる。 The quality of the solid fuel may include particle size distribution or amount of attached water. Since the solid fuel filling structure in the silo tends to depend on the particle size distribution and the attached water content of the solid fuel, the quality of the solid fuel includes the particle size distribution or the attached water content, so that the next solid fuel in the silo of the solid fuel The filling structure can be more appropriately controlled so that the solid fuel does not generate heat easily.
また、上記課題を解決するためになされた本発明に係る固形燃料の貯蔵方法は、サイロ内に貯蔵される固形燃料の充填構造をミュオグラフィによって検出する工程と、上記固形燃料の品質及び上記充填構造検出工程で検出された上記充填構造のデータを関連付けて蓄積する工程と、上記蓄積工程で蓄積された上記データに基づいて上記サイロ内への次の固形燃料の投入条件を制御する工程とを備える。 The solid fuel storage method according to the present invention, which has been made to solve the above problems, includes the steps of detecting the filling structure of the solid fuel stored in the silo by muography, the quality of the solid fuel, and the filling structure. And storing the data of the filling structure detected in the detecting step in association with each other, and controlling the next solid fuel injection condition into the silo based on the data accumulated in the accumulating step. .
当該固形燃料の貯蔵方法は、充填構造検出工程でサイロ内に貯蔵される固形燃料の充填構造を検出することができる。そのため、当該固形燃料の貯蔵方法は、蓄積工程で固形燃料の品質のデータと上記充填構造検出工程で検出された上記充填構造のデータとを関連付けて蓄積することできる。当該固形燃料の貯蔵方法は、上記蓄積工程で蓄積された上記データを基に制御工程で次の固形燃料の投入条件を制御することによって、次の固形燃料のサイロ内における充填構造を、固形燃料が発熱し難いよう制御することができる。従って、当該固形燃料の貯蔵方法は、サイロ内における固形燃料の発熱を適切に抑制することができる。 The said solid fuel storage method can detect the filling structure of the solid fuel stored in a silo by a filling structure detection process. Therefore, the storage method of the solid fuel can associate and store data of the quality of solid fuel in the storage step and the data of the filling structure detected in the filling structure detection step. The solid fuel storage method is characterized in that the solid fuel filling structure in the next solid fuel silo is controlled by controlling the next solid fuel injection condition in the control step based on the data accumulated in the accumulation step. Can be controlled so that it is difficult to generate heat. Therefore, the storage method of the said solid fuel can suppress appropriately heat_generation | fever of the solid fuel in a silo.
以上説明したように、本発明の固形燃料の貯蔵システム及び固形燃料の貯蔵方法は、サイロ内における固形燃料の発熱を適切に抑制することができる。 As described above, the solid fuel storage system and the solid fuel storage method of the present invention can appropriately suppress the heat generation of the solid fuel in the silo.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[固形燃料の貯蔵システム]
図1の固形燃料の貯蔵システムは、サイロ1内に貯蔵される固形燃料Fの充填構造Xをミュオグラフィによって検出する充填構造検出機構2と、固形燃料Fの品質のデータ及び充填構造検出機構2で検出された充填構造Xのデータを関連付けて蓄積するデータベース3と、データベース3に蓄積された上記データに基づいてサイロ1内への次の固形燃料Fの投入条件を制御する制御機構4とを備える。
[Solid fuel storage system]
The solid fuel storage system shown in FIG. 1 includes a filling
(サイロ)
サイロ1は有底筒状の本体11を有する。本体11は内部に固形燃料Fを貯蔵する。本体11は、中心軸が鉛直方向に延びる筒状の周壁11aと、周壁11aの下部開口を封止する底壁11bとを有する。周壁11aは鉛直方向に内径が略均一な円筒状、多角筒状等に形成されている。また、サイロ1は、周壁11aの上部開口を封止する屋根部12を有する。屋根部12は、周壁11aの上端縁から連続し、上方に向けて周壁11aの中心軸方向に傾斜する傾斜部と、傾斜部の上端縁から連続し、水平方向に配設される天壁部とを有する。
(silo)
The silo 1 has a bottomed cylindrical
屋根部12には、固形燃料Fを投入するための固形燃料投入口13が形成されている。固形燃料投入口13は、固形燃料Fが本体11内に投入される際に開放されるよう開閉可能に構成されている。また、屋根部12には、固形燃料投入口13よりも上方に固形燃料投入口13を介してサイロ1内(本体11及び屋根部12の内部空間)に固形燃料Fを投入するための固形燃料投入用コンベア14と、固形燃料Fが発熱、発火した場合等に固形燃料Fに散水可能な散水部15とが設けられている。また、サイロ1内の上部には、固形燃料投入用コンベア14によって投入された固形燃料Fのサイロ内における充填位置を調整する充填位置調整用コンベア16が設けられている。充填位置調整用コンベア16は、例えば固定部材(不図示)によって屋根部12の内側に固定されている。充填位置調整用コンベア16は、コンベアの流れ方向に角度調節可能に構成されている。また、充填位置調整用コンベア16は、例えば周壁11aの周方向に回転可能に構成されていてもよい。
The
底壁11bには、固形燃料Fを排出するための固形燃料排出口17が形成されている。固形燃料排出口17は、固形燃料Fが排出される際に開放されるよう開閉可能に構成されている。また、底壁11bの下方には、固形燃料排出用コンベア18が設けられている。固形燃料排出用コンベア18は、固形燃料排出口17から排出された固形燃料Fをサイロ1外に搬送可能に構成されている。固形燃料排出用コンベア18は、サイロ1内への外気の流入を抑えることができるよう搬送方向下流側の端部が装置内に密閉可能に構成されていることが好ましい。
The
サイロ1内に貯蔵可能な固形燃料Fの容量の下限としては、10,000tが好ましく、20,000tがより好ましい。一方、上記容量の上限としては、100,000tが好ましく、70,000tがより好ましい。上記容量が上記下限より小さいと、サイロ1内に貯蔵可能な固形燃料Fの量が不十分となり、十分な量の固形燃料Fを貯蔵するために多数のサイロ1が必要となり、貯蔵スペース及び貯蔵コストが増加するおそれがある。逆に、上記容量が上記上限を超えると、サイロ1内における固形燃料Fの充填構造Xを制御し難くなるおそれがある。 As a minimum of capacity of solid fuel F which can be stored in silo 1, 10,000t is preferred and 20,000t is more preferred. On the other hand, as an upper limit of the said capacity | capacitance, 100,000t is preferable and 70,000t is more preferable. If the above capacity is smaller than the above lower limit, the amount of solid fuel F that can be stored in the silo 1 becomes insufficient, and a large number of silos 1 are needed to store a sufficient amount of solid fuel F, storage space and storage Cost may increase. Conversely, when the capacity exceeds the upper limit, there is a possibility that it becomes difficult to control the solid fuel F filling structure X in the silo 1.
周壁11aの平均内径としては、例えば3m以上50m以下とすることができる。また、周壁11aの平均高さとしては、例えば4m以上60m以下とすることができる。なお、サイロ1が石炭サイロである場合、周壁11aの平均内径としては、例えば20m以上50m以下とすることができ、周壁11aの平均高さとしては、例えば10m以上60m以下とすることができる。
The average inner diameter of the
(固形燃料)
サイロ1内に貯蔵可能な固形燃料としては、例えば発電用に利用可能な石炭、バイオマス等が挙げられる。上記石炭としては、例えば瀝青炭及び亜瀝青炭が挙げられる。なお、以下においては、固形燃料Fとして石炭を用いる場合を例に説明する。
(Solid fuel)
The solid fuel storable in the silo 1 includes, for example, coal, biomass and the like available for power generation. Examples of the coal include bituminous coal and sub-bituminous coal. In addition, below, the case where coal is used as the solid fuel F is demonstrated to an example.
(充填構造検出機構)
充填構造検出機構2は、サイロ1内におけるミューオンを検出する複数のミューオン検出部19と、充填構造算出部20とを有する。
(Filling structure detection mechanism)
The filling
ミューオンは、高エネルギーの一次宇宙線が大気圏に到達した後に大気と反応して生成され、地上に降り注ぐ極めて透過性の高い粒子線である。ミューオンは、他の粒子との間で電磁気力が作用するのみで核力がない。そのため、パイオン、陽子、中性子等の電磁気力及び核力の双方の強度減衰を有するものに比べ、物質貫通力が高く、かつ相互作用の解析も容易である。さらに、電荷を有するため検出が比較的容易である。 Muons are extremely permeable particle beams that are generated by reacting with the atmosphere after high energy primary cosmic rays reach the atmosphere, and fall to the ground. Muons have no nuclear force but only electromagnetic force with other particles. For this reason, the penetration force is high and the analysis of the interaction is easy as compared with the one having the intensity decay of both the electromagnetic force and the nuclear force such as pions, protons and neutrons. Furthermore, detection is relatively easy because of the charge.
ミューオン検出部19はミューオンの強度を検出する。より詳しくは、ミューオン検出部19は、例えばミューオンの飛来量及び飛来方向を検出する。ミューオン検出部19は、サイロ1内におけるミューオンを検出することができる限り、その具体的構成は特に限定されない。ミューオン検出部19は、例えば図2に示す複数のシンチレーション検出器21,22を有する構成とすることができる。
The
シンチレーション検出器21,22は、第1方向(例えば水平方向)に延びるプラスチックシンチレータ及びその一端に設けられる光電子倍増管を有する複数のモジュールが第1方向と直交する方向(例えば垂直方向)に並列に配設された第1検知用ユニット21a,22aと、第1方向と直交する方向(例えば垂直方向)に延びるプラスチックシンチレータ及びその一端に設けられる光電子倍増管を有する複数のモジュールが第1方向(例えば水平方向)に並列に配設された第2検知用ユニット21b,22bとが積層された構成を有する。ミューオン検出部19は、複数(図2では2つ)のシンチレーション検出器21,22が所定の間隔を空けてユニットの積層方向に配設されている。
The
ミューオン検出部19によるミューオンの検出機構について説明する。サイロ1内からミューオンが飛来してシンチレーション検出器21,22を通過すると、ミューオンの経路内に配置されたプラスチックシンチレータが発光し、このプラスチックシンチレータに設けられた光電子倍増管からパルス信号が出力される。ミューオン検出部19は、ミューオンが複数のシンチレーション検出器21,22を通過した座標及びこれらのシンチレーション検出器21,22の間隔からミューオンの飛来量及び飛来方向の情報を取得する。
A muon detection mechanism by the
充填構造算出部20は、CPU(Central Processing Unit)と、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等の記憶部とを含んで構成される。充填構造算出部20は、複数のミューオン検出部19で検出されたミューオンの強度分布に基づいて固形燃料Fの充填構造Xを算出する。充填構造算出部20は、例えばミューオンの飛来方向に基づいてミューオンの経路を算出し、経路ごとのミューオンの減衰を検出することで固形燃料Fの充填構造(固形燃料Fの密度分布)を算出する。
The filling
複数のミューオン検出部19は、本体11の側方及び下方に設けられている。当該固形燃料の貯蔵システムは、充填構造検出機構2が本体11の側方及び下方に複数のミューオン検出部19を有することによって、充填構造Xを高精度で検出することができる。当該固形燃料の貯蔵システムは、本体11の側方及び下方のそれぞれに複数のミューオン検出部19が固定されていてもよい。また、当該固形燃料の貯蔵システムは、本体11の周壁11a及び底壁11bに沿って移動可能な複数のミューオン検出部19を有してもよい。本体11の周壁11a及び底壁11bに沿ってミューオン検出部19を移動させる構成としては、例えば周壁11a及び底壁11bに沿ってガイドレール(不図示)を設け、ミューオン検出部19をこのガイドレールに摺動可能に配設する構成が挙げられる。当該固形燃料の貯蔵システムは、比較的多くのミューオン検出部19を本体11の側方及び下方に固定しておくことで、サイロ1内のミューオンを複数個所で同時に検出することができ、充填構造Xをより早く(リアルタイムで)検出することができる。一方、当該固形燃料の貯蔵システムは、複数のミューオン検出部19を移動可能に構成する場合、ミューオン検出部19の個数を低減して設備コストを低くすることができる。
The plurality of
本体11の側方に複数のミューオン検出部19が配設される場合、複数のミューオン検出部19は、周壁11aの中心軸を挟んで対向する位置に配設されることが好ましい。複数のミューオン検出部19は、周壁11aの軸方向に沿って2個以上8個以下程度配設されることが好ましい。複数のミューオン検出部19は、周壁11aと密接して配置されてもよいが、サイロ1内の全領域におけるミューオンの飛来量及び飛来方向をより容易かつ確実に検出する観点から、周壁11aと間隔を空けて配置されることが好ましい。複数のミューオン検出部19が周壁11aと間隔を空けて配置される場合、周壁11a及び複数のミューオン検出部19間の間隔としては、例えば10m以上50m以下とすることができる。また、本体11の下方に複数のミューオン検出部19が配設される場合、本体11の下方におけるミューオン検出部19の個数としては、例えば2個以上8個以下とすることができる。
When a plurality of
(データベース)
データベース3は、サイロ1内に貯蔵された固形燃料Fの充填構造Xのデータをこの固形燃料Fの品質のデータと関連付けて蓄積する。当該固形燃料の貯蔵システムは、1つの単位の固形燃料Fがサイロ1内に投入された場合、この固形燃料Fの全量がサイロ1内から排出された後に次の単位の固形燃料Fがサイロ1内に投入される。当該固形燃料の貯蔵システムは、例えば固形燃料Fの投入単位毎に、この固形燃料Fの品質と充填構造Xとの関係をデータベース3に蓄積する。つまり、データベース3には、前回投入時以前の固形燃料Fの品質と充填構造Xとの関係が関連付けて蓄積されている。当該固形燃料の貯蔵システムは、後述するように制御機構4によって固形燃料Fの投入条件を制御可能に構成されている。データベース3は、固形燃料Fの品質及びこの固形燃料Fの投入条件と、充填構造検出機構2によって検出されるこの固形燃料Fのサイロ1内における充填構造とを関連付けて蓄積する。当該固形燃料の貯蔵システムは、データベース3に蓄積されるデータを基に次回以降の固形燃料Fの投入条件を制御することで、次回以降の固形燃料Fのサイロ1内における発熱を抑制する。
(Database)
The
データベース3に蓄積される固形燃料Fの品質としては、例えば炭素含有量等によって規定される種類(炭種)、粒度分布、付着水分量、HGI(ハードグローブ粉砕性指数)等が挙げられる。上記種類としては、具体的には瀝青炭、亜瀝青炭等が挙げられ、炭素含有量(例えば石炭固有のO/C(酸素/炭素)比等)に基づいてさらに細分化してもよい。上記付着水分量とは、RH=75%環境下でバランスする水分を恒湿水分とし、全水分−恒湿水分によって算出される値をいう。HGIとは、JIS M8801:2004に準拠して算出される値をいう。
Examples of the quality of the solid fuel F accumulated in the
データベース3に蓄積される固形燃料Fの品質としては、粒度分布又は付着水分量を含むことが好ましく、粒度分布及び付着水分量を共に含むことがより好ましい。サイロ1内に投入される固形燃料Fは、産地等の影響で、投入単位毎に粒子径の分布や含水率等の品質が異なる場合が多い。サイロ1内における固形燃料Fの充填構造Xはこの固形燃料Fの品質の影響を受ける。例えば固形燃料Fの投入位置からの転がりやすさは、固形燃料Fの粒度及び付着水分量によって左右されやすい。この固形燃料Fの充填構造Xはサイロ1内におけるガスの流路に影響するため、この充填構造Xを制御することでサイロ1内における固形燃料Fの発熱の発生自体を抑制することができる。そのため、上記品質として充填構造Xに影響を与えやすい粒度分布又は付着水分量を含むことで、次の固形燃料Fのサイロ1内における充填構造Xを、固形燃料Fが発熱し難いようより適切に制御することができる。
The quality of the solid fuel F accumulated in the
図3を参照に、当該固形燃料の貯蔵システムのデータベース3のデータ構造の一例について説明する。なお、図3では、各項目の値をアルファベットで示しているが、この値は例えば具体的な数値であってもよく、一定の範囲の値(又は構造等)に対応して予め区分分けされた規格であってもよい。
An example of the data structure of the
図3では、固形燃料Fの品質として、種類(炭種)、粒度分布、付着水分量、HGIが用いられている。また、図3では、これらの品質の固形燃料Fをどのような投入条件で投入したか(投入条件)及びその結果どのような充填構造Xが得られたか(充填構造)が固形燃料Fの品質と関連付けられている。なお、図3の表における充填構造としては、充填構造検出機構2で検出された充填構造Xのデータの他、例えば充填構造Xのデータを基に算出されるこの充填構造Xの空隙分布データ、この空隙分布データから算出される通気抵抗データを用いることも可能である。充填構造Xの空隙分布及び通気抵抗は、例えばCPU、及びROM、RAM等の記憶部を含んで構成される充填構造解析部(不図示)によって算出することができる。また、この充填構造解析部は、充填構造算出部20と同一のコンピュータによって構成されてもよい。
In FIG. 3, as the quality of the solid fuel F, the type (carbon type), the particle size distribution, the amount of adhering water, and the HGI are used. Further, in FIG. 3, under what input conditions solid fuel F of these qualities was input (input conditions) and as a result what kind of filling structure X was obtained (filling structure) the quality of solid fuel F Associated with. As the filling structure in the table of FIG. 3, the void distribution data of the filling structure X calculated based on the data of the filling structure X, for example, in addition to the data of the filling structure X detected by the filling
(制御機構)
制御機構4は、上述の固形燃料投入用コンベア14及び充填位置調整用コンベア16を有する。また、制御機構4は、データベース3に蓄積された上記データに基づいて固形燃料投入用コンベア14及び充填位置調整用コンベア16を駆動制御する駆動制御部23を有する。
(Control mechanism)
The control mechanism 4 has the solid
(駆動制御部)
駆動制御部23は、CPUと、ROM、RAM等の記憶部とを含んで構成される。駆動制御部23は、例えば充填構造算出部20と同一のコンピュータによって構成されてもよく、別個のコンピュータによって構成されてもよい。
(Drive control unit)
The
図4に示すように、駆動制御部23は、照会手段23aと、投入位置制御手段23bとを有する。
As shown in FIG. 4, the
照会手段23aは、データベース3に蓄積された上記データの中から、次の固形燃料Fの品質と最も近い品質を有する固形燃料を照会する。照会手段23aは、例えばデータベース3に蓄積される固形燃料Fの規格値と、次の固形燃料Fの規格値とを照合し、次の固形燃料Fの品質と最も近似する品質を有する固形燃料Fを抽出する。
Among the data stored in the
投入位置制御手段23bは、照会手段23aで照会された固形燃料Fの充填構造Xに基づいて次の固形燃料Fの投入位置を制御する。投入位置制御手段23bは、例えば充填位置調整用コンベア16の傾きや回転速度を調整することで次の固形燃料Fの投入位置を制御する。また、投入位置制御手段23bは、固形燃料投入用コンベア14の回転速度等を制御することで次の固形燃料Fの投入位置を制御してもよい。
The injection position control means 23b controls the injection position of the next solid fuel F based on the filling structure X of the solid fuel F queried by the inquiry means 23a. The charging position control means 23 b controls the charging position of the next solid fuel F, for example, by adjusting the inclination and rotational speed of the filling
投入位置制御手段23bは、例えば照会手段23aで抽出された固形燃料Fの投入条件と充填構造Xとの関係から次の固形燃料Fの充填構造Xの空隙分布が小さくなるよう固形燃料Fの投入位置を制御することが好ましい。充填構造Xの空隙が偏在すると、充填構造X中でガスの通りやすい領域が局所的に形成されやすい。これにより、この領域において固形燃料Fが酸化しやすくなり、その結果この領域に存在する固形燃料Fが発熱しやすくなる。そのため、投入位置制御手段23bが空隙分布が小さくなるよう固形燃料Fの投入位置を制御することで、固形燃料Fの発熱を容易かつ確実に抑制することができる。 The charging position control means 23b inputs the solid fuel F so that the void distribution of the filling structure X of the next solid fuel F becomes small, for example, from the relation between the charging condition of the solid fuel F extracted by the inquiry means 23a and the filling structure X It is preferred to control the position. When the voids of the filling structure X are unevenly distributed, a region through which gas can easily pass in the filling structure X is likely to be locally formed. As a result, the solid fuel F is easily oxidized in this region, and as a result, the solid fuel F present in this region is likely to generate heat. Therefore, the heat generation of the solid fuel F can be suppressed easily and reliably by controlling the injection position of the solid fuel F so that the injection position control means 23b reduces the void distribution.
投入位置制御手段23bは、例えば照会手段23aで抽出された充填構造Xのデータを通気抵抗のパラメータに変換する。投入位置制御手段23bは、このパラメータを基に次の固形燃料Fの充填構造Xにおけるガスの流動をシミュレーションし、次の固形燃料Fの投入位置を制御する。なお、当該固形燃料の貯蔵システムは、データベース3に既に充填構造Xの通気抵抗のデータが蓄積されている場合、投入位置制御手段23bでは充填構造Xのデータを通気抵抗のパラメータに変換する必要はない。また、データベース3に最適な充填構造Xのデータが蓄積されている場合、このデータに対応する投入条件をそのまま採用してもよい。
The input position control means 23b converts, for example, the data of the filling structure X extracted by the inquiry means 23a into a parameter of air flow resistance. The injection position control means 23b simulates the flow of gas in the next solid fuel F filling structure X based on this parameter, and controls the next solid fuel F injection position. In the solid fuel storage system, when the data of the air flow resistance of the filling structure X is already stored in the
当該固形燃料の貯蔵システムは、制御機構4が、データベース3に蓄積された上記データの中から、次の固形燃料Fの品質と最も近い品質を有する固形燃料Fを照会する照会手段23aと、照会手段23aで照会された固形燃料Fの充填構造Xに基づいて次の固形燃料Fの投入位置を制御する投入位置制御手段23bとを備えることによって、次の固形燃料Fのサイロ1内における充填構造Xを、固形燃料Fが発熱し難いようより適切に制御することができる。
The storage system of the solid fuel refers to the query means 23a for the control mechanism 4 to query the solid fuel F having the quality closest to the quality of the next solid fuel F among the data stored in the
なお、当該固形燃料の貯蔵システムでは、制御機構4による制御を経てサイロ1内に投入された固形燃料Fについても充填機構検出機構2によって充填構造Xが検出される。また、この充填構造Xのデータは固形燃料Fの品質と関連付けてデータベース3に蓄積される。これにより、このデータは、さらに次の回の固形燃料Fの投入時に照会可能に構成される。
Note that, in the solid fuel storage system, the filling
<利点>
当該固形燃料の貯蔵システムは、充填構造検出機構2によってサイロ1内に貯蔵される固形燃料Fの充填構造Xを検出することができる。そのため、当該固形燃料の貯蔵システムは、固形燃料Fの品質のデータと充填構造検出機構2で検出された充填構造Xのデータとを関連付けてデータベース3に蓄積することできる。当該固形燃料の貯蔵システムは、制御機構4によってデータベース3に蓄積された上記データを基に次の固形燃料Fの投入条件を制御することで、次の固形燃料Fのサイロ1内における充填構造Xを、固形燃料Fが発熱し難いよう制御することができる。従って、当該固形燃料の貯蔵システムは、サイロ1内における固形燃料Fの発熱を適切に抑制することができる。
<Advantage>
The solid fuel storage system can detect the filling structure X of the solid fuel F stored in the silo 1 by the filling
当該固形燃料の貯蔵システムは、サイロ1内に不活性ガスを供給することを要しないので、固形燃料Fの貯蔵期間をより安全に延長することができる。また、当該固形燃料の貯蔵システムによると、従来サイロ1内に貯蔵困難であった炭種についても使用することが可能となるので、資源の選択の幅を広げることができる。さらに、当該固形燃料の貯蔵システムは、固形燃料F自体の含水率を高くすることを要しないので、発電効率の低下や単位発電量当たりの二酸化炭素の増加を招来しない。 The storage system of the solid fuel does not require the supply of the inert gas into the silo 1, so the storage period of the solid fuel F can be extended more safely. Moreover, according to the storage system of the said solid fuel, since it becomes possible to use also about the carbon type which was difficult to store in the silo 1 conventionally, the range of selection of resources can be expanded. Furthermore, since the storage system for the solid fuel does not need to increase the moisture content of the solid fuel F itself, it does not cause a decrease in power generation efficiency or an increase in carbon dioxide per unit power generation amount.
[固形燃料の貯蔵方法]
次に、当該固形燃料の貯蔵システムを用いた固形燃料の貯蔵方法について説明する。以下では、図1の固形燃料の貯蔵システムを用いた場合の固形燃料の貯蔵方法について説明する。
[Method of storing solid fuel]
Next, a method of storing solid fuel using the solid fuel storage system will be described. Below, the storage method of the solid fuel at the time of using the storage system of the solid fuel of FIG. 1 is demonstrated.
当該固形燃料の貯蔵方法は、図5に示すように、サイロ1内に貯蔵される固形燃料Fの充填構造Xをミュオグラフィによって検出する工程(充填構造検出工程)と、固形燃料Fの品質及び上記充填構造検出工程で検出された充填構造Xのデータを関連付けて蓄積する工程(蓄積工程)と、上記蓄積工程で蓄積された上記データに基づいてサイロ1内への次の固形燃料Fの投入条件を制御する工程(制御工程)とを備える。 The solid fuel storage method is, as shown in FIG. 5, a step of detecting the filling structure X of the solid fuel F stored in the silo 1 by muography (filling structure detection step), the quality of the solid fuel F and the above A step (accumulation step) of correlating and storing data of the filling structure X detected in the filling structure detection step and a condition for introducing the next solid fuel F into the silo 1 based on the data accumulated in the above accumulation step And a step of controlling (control step).
(充填構造検出工程)
充填構造検出工程(S01)は、図6に示すように、サイロ1内におけるミューオンを検出する工程(ミューオン検出工程)と、サイロ1内の固形燃料Fの充填構造Xを算出する工程(充填構造算出工程)とを有する。ミューオン検出工程(S11)は、複数のミューオン検出部19によって行われる。S11では、例えばサイロ1内におけるミューオンの飛来量及び飛来方向を検出する。充填構造算出工程(S12)は、充填構造算出部20によって行われる。S12では、例えばS11で検出されたミューオンの飛来方向に基づいてミューオンの経路を算出し、経路ごとのミューオンの減衰を検出することで固形燃料Fの充填構造X(固形燃料Fの密度分布)を算出する。
(Filling structure detection process)
In the filling structure detection step (S01), as shown in FIG. 6, a step of detecting muons in the silo 1 (muon detection step) and a step of calculating the filling structure X of the solid fuel F in the silo 1 (filling structure Calculation step). The muon detection step (S11) is performed by the plurality of
(蓄積工程)
蓄積工程(S02)は、サイロ1内に貯蔵された固形燃料Fの充填構造Xのデータをこの固形燃料Fの品質のデータと関連付けて蓄積する。S02は、データベース3を含んで構成される。S02では、例えば固形燃料Fの投入単位毎に、固形燃料Fの品質のデータと充填構造Xのデータとを関連付けて蓄積する。S02で蓄積する固形燃料Fの品質としては、例えば炭素含有量等によって規定される種類(炭種)、粒度分布、付着水分量、HGI(ハードグローブ粉砕性指数)等が挙げられる。
(Accumulation process)
In the storage step (S02), data of the filling structure X of the solid fuel F stored in the silo 1 is stored in association with the data of the quality of the solid fuel F. S02 is configured to include the
(制御工程)
制御工程(S03)は、固形燃料投入用コンベア14、充填位置調整用コンベア16及び駆動制御部23によって行われる。S03は、図7に示すように、照会工程(S31)と、投入位置制御工程(S32)とを有する。
(Control process)
The control step (S03) is performed by the solid
S31では、S02で蓄積された上記データの中から、次の固形燃料Fの品質と最も近い品質を有する固形燃料を照会する。S32では、S31で照会された固形燃料Fの充填構造Xに基づいて次の固形燃料Fの投入位置を制御する。S32では、例えば充填位置調整用コンベア16の傾きや回転速度を調整することで次の固形燃料Fの投入位置を制御する。また、S32では、固形燃料投入用コンベア14の回転速度等を制御することで次の固形燃料Fの投入位置を制御してもよい。S32では、S31で抽出された固形燃料Fの投入条件と充填構造Xとの関係から次の固形燃料Fの充填構造Xの空隙分布が小さくなるよう固形燃料Fの投入位置を制御することが好ましい。
In S31, the solid fuel having the quality closest to the quality of the next solid fuel F is inquired from among the data accumulated in S02. In S32, based on the filling structure X of the solid fuel F inquired in S31, the injection position of the next solid fuel F is controlled. In S32, the injection position of the next solid fuel F is controlled by adjusting, for example, the inclination and rotational speed of the filling
なお、当該固形燃料の貯蔵方法では、S03を経てサイロ1内に投入された固形燃料FについてもS01に戻って充填構造Xが検出される。また、この充填構造XのデータはS02で固形燃料Fの品質と関連付けて蓄積される。これにより、このデータは、さらに次の回の固形燃料Fの投入時に照会可能に構成される。 In addition, in the storage method of the said solid fuel, it returns to S01 also about the solid fuel F thrown in in the silo 1 through S03, and the filling structure X is detected. Further, the data of the filling structure X is stored in association with the quality of the solid fuel F in S02. Thereby, this data is configured to be inquirable at the next injection of the solid fuel F.
<利点>
当該固形燃料の貯蔵方法は、充填構造検出工程(S01)でサイロ1内に貯蔵される固形燃料Fの充填構造Xを検出することができる。そのため、当該固形燃料の貯蔵方法は、蓄積工程(S02)で固形燃料Fの品質のデータ及びS01で検出された充填構造Xのデータを関連付けて蓄積することできる。当該固形燃料の貯蔵方法は、S02で蓄積された上記データを基に制御工程(S03)で次の固形燃料Fの投入条件を制御することで、次の固形燃料Fのサイロ1内における充填構造Xを、固形燃料Fが発熱し難いよう制御することができる。従って、当該固形燃料の貯蔵方法は、サイロ1内における固形燃料Fの発熱を適切に抑制することができる。
<Advantage>
The storage method of the solid fuel can detect the filling structure X of the solid fuel F stored in the silo 1 in the filling structure detection step (S01). Therefore, the storage method of the said solid fuel can link | relate and accumulate | store the data of the quality of solid fuel F, and the data of the filling structure X detected by S01 by the accumulation | storage process (S02). The solid fuel storage method is based on the above-mentioned data stored in S02, and by controlling the next solid fuel F injection condition in the control step (S03), the next solid fuel F filling structure in the silo 1 X can be controlled so that the solid fuel F does not easily generate heat. Therefore, the storage method of the solid fuel can appropriately suppress the heat generation of the solid fuel F in the silo 1.
当該固形燃料の貯蔵方法は、サイロ1内に不活性ガスを供給することを要しないので、固形燃料Fの貯蔵期間をより安全に延長することができる。また、当該固形燃料の貯蔵方法によると、従来サイロ1内に貯蔵困難であった炭種についても使用することが可能となるので、資源の選択の幅を広げることができる。さらに、当該固形燃料の貯蔵方法は、固形燃料F自体の含水率を高くすることを要しないので、発電効率の低下や単位発電量当たりの二酸化炭素の増加を招来しない。 The solid fuel storage method does not require the supply of the inert gas into the silo 1, so the storage period of the solid fuel F can be extended more safely. Moreover, according to the storage method of the said solid fuel, since it becomes possible to use also about the carbon type which was difficult to store in the silo 1 conventionally, the range of selection of resources can be expanded. Furthermore, the storage method of the solid fuel does not require increasing the moisture content of the solid fuel F itself, and therefore does not cause a decrease in power generation efficiency or an increase in carbon dioxide per unit power generation amount.
[その他の実施形態]
上記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
Other Embodiments
The above embodiment does not limit the configuration of the present invention. Therefore, the above-mentioned embodiment can omit, substitute or add the components of each part of the above-mentioned embodiment based on the description of the present specification and technical common sense, and all of them are interpreted as belonging to the scope of the present invention It should.
例えば上記サイロの具体的構成は上記実施形態の構成に限定されるものではない。また、上記充填構造検出機構は、必ずしも固形燃料の充填構造を直接的に検出する必要はなく、固形燃料の空隙分布を算出することでこの固形燃料の充填構造を間接的に検出してもよい。 For example, the specific configuration of the silo is not limited to the configuration of the above embodiment. In addition, the above-mentioned filling structure detection mechanism does not necessarily have to detect the filling structure of solid fuel directly, and may calculate the filling structure of this solid fuel indirectly by calculating the void distribution of the solid fuel. .
上記ミューオン検出部は、必ずしもサイロの本体の側方及び下方に設けられる必要はなく、例えば上記本体の下方及び側方のいずれか一方にのみ設けられてもよい。 The muon detection unit does not necessarily have to be provided on the side and below the main body of the silo, and may be provided, for example, only on one of the lower side and the side of the main body.
上記制御機構は、上記データベースに蓄積されたデータの中から、次の固形燃料の品質と最も近い品質を有する固形燃料を照会する照会手段と、上記照会手段で照会された固形燃料の充填構造に基づいて次の固形燃料の投入位置を制御する投入位置制御手段とを有しなくてもよい。当該固形燃料の貯蔵システムは、例えば上記データベースに蓄積された品質の項目に重みづけを行い、この重みの高い品質を重視して品質の照会を行ってもよい。また、上記投入位置制御手段は、上記充填構造全体の空隙率が最も低くなるように上記固形燃料の投入位置を制御してもよく、上記充填構造全体の通気量が最も低くなるように上記固形燃料の投入位置を制御してもよい。さらに、上記投入位置制御手段は、必ずしも上記充填位置調整用コンベアの傾きや回転速度を調整することで次の固形燃料の投入位置を制御する必要はなく、投入位置の制御方法はサイロの具体的構成に即して適宜設計可能である。 Among the data stored in the database, the control mechanism is a query means for querying the solid fuel having the quality closest to the quality of the next solid fuel, and the solid fuel filling structure queried by the query means. It is not necessary to have an injection position control means for controlling the injection position of the next solid fuel based on that. The solid fuel storage system may weight items of quality stored in the above-mentioned database, for example, and may make a quality inquiry by emphasizing the high quality of the weight. Further, the injection position control means may control the injection position of the solid fuel so that the porosity of the whole of the filling structure becomes the lowest, and the solid matter makes the ventilation amount of the whole of the filling structure the lowest. The fuel injection position may be controlled. Furthermore, the input position control means need not necessarily control the next solid fuel input position by adjusting the inclination and rotational speed of the filling position adjusting conveyor, and the control method of the input position is the specific method of the silo. It can be designed appropriately according to the configuration.
以上説明したように、本発明の固形燃料の貯蔵システム及び固形燃料の貯蔵方法は、サイロ内における固形燃料の発熱を適切に抑制することができるので、サイロ内における固形燃料の長期保存に適している。 As described above, since the solid fuel storage system and the solid fuel storage method of the present invention can appropriately suppress the heat generation of the solid fuel in the silo, it is suitable for long-term storage of the solid fuel in the silo There is.
1 サイロ
2 充填構造検出機構
3 データベース
4 制御機構
11 本体
11a 周壁
11b 底壁
12 屋根部
13 固形燃料投入口
14 固形燃料投入用コンベア
15 散水部
16 充填位置調整用コンベア
17 固形燃料排出口
18 固形燃料排出用コンベア
19 ミューオン検出部
20 充填構造算出部
21,22 シンチレーション検出器
21a,22a 第1検知用ユニット
21b,22b 第2検知用ユニット
23 駆動制御部
23a 照会手段
23b 投入位置制御手段
F 固形燃料
X 充填構造
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
上記固形燃料の品質及び上記充填構造検出機構で検出された上記充填構造のデータを関連付けて蓄積するデータベースと、
上記データベースに蓄積された上記データに基づいて上記サイロ内への次の固形燃料の投入条件を制御する制御機構と
を備える固形燃料の貯蔵システム。 A filling structure detection mechanism for detecting the filling structure of solid fuel stored in a silo by means of muography;
A database that associates and accumulates the quality of the solid fuel and the data of the filling structure detected by the filling structure detection mechanism;
And a control mechanism for controlling the next solid fuel injection condition into the silo based on the data stored in the database.
上記データベースに蓄積された上記データの中から、上記次の固形燃料の品質と最も近い品質を有する固形燃料を照会する照会手段と、
上記照会手段で照会された固形燃料の充填構造に基づいて上記次の固形燃料の投入位置を制御する投入位置制御手段と
を備える請求項1に記載の固形燃料の貯蔵システム。 The above control mechanism
From the data stored in the database, a query means for querying the solid fuel having the quality closest to the quality of the next solid fuel,
The solid fuel storage system according to claim 1, further comprising: injection position control means for controlling the next solid fuel injection position based on the solid fuel filling structure inquired by the inquiry means.
上記固形燃料の品質及び上記充填構造検出工程で検出された上記充填構造のデータを関連付けて蓄積する工程と、
上記蓄積工程で蓄積された上記データに基づいて上記サイロ内への次の固形燃料の投入条件を制御する工程と
を備える固形燃料の貯蔵方法。 Detecting the filling structure of the solid fuel stored in the silo by muography;
Associating and storing the quality of the solid fuel and the data of the filling structure detected in the filling structure detection step;
Controlling the next solid fuel injection condition into the silo based on the data accumulated in the accumulation step.
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