JP2021004127A - 屋内貯炭設備及びその運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】既設の屋内貯炭場に対しても容易に適用可能であり、石炭の自然発熱及び石炭によるホッパの閉塞を防止可能な屋内貯炭設備及びその運転方法を提供する。【解決手段】屋内貯炭場５の床下に設けられたホッパ２０ａ、２０ｂと、前記ホッパ２０ａ、２０ｂの上面を覆うように床面１１に取付けられたホッパスクリーン３０ａ、３０ｂと、前記ホッパ２０ａ、２０ｂ内の石炭を払出す払出コンベア４０ａ、４０ｂと、前記ホッパスクリーン３０ａ、３０ｂの上面を部分的に塞ぐ鉄板５０とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、石炭を貯炭する屋内貯炭設備及びその運転方法に関する。

石炭を貯炭する屋内貯炭場においては、貯蔵された石炭が酸化され自然発熱すること、また石炭によってホッパが閉塞されることが従来から課題となっており、これらに対する対策もこれまでに多く提案されている。

石炭の自然発火に対しては、火力発電所の石炭サイロにおいて、貯蔵され温度の上昇した貯蔵石炭を払出コンベア、再循環コンベヤなどを介して移動させることで空冷させ、再び槽内に戻す循環運転により自然発火を防ぐ方法がある（例えば特許文献１参照）。また固体燃料貯蔵設備において、底部の固体燃料払出用開口部に開閉機構を設け、固体燃料を払出さないときは払出用開口部を塞ぐことで払出用開口部から貯蔵躯体への空気の流れを防ぎ、固体燃料の酸化を防ぐ方法もある（例えば特許文献２参照）。

ホッパの閉塞に対しては、石炭払出口付近に振動装置を配置し、石炭を振動させることで石炭払出口での詰まりを防止する方法がある（例えば特許文献３参照）。また閉塞した石炭を上下動可能な突き棒で突き崩す方法もある（例えば特許文献４参照）。

特開２００７−４５５６４号公報 特開２０１７−５２５９０号公報 特開昭６２−６４７６７号公報 特開平１０−１６８４５７号公報

火力発電所の石炭サイロ、貯蔵設備は、大型であるために特許文献２に記載の方法を適用するには設備が大掛かりとなる。また特許文献２に記載の方法により石炭サイロの払出口を開閉機構で塞いでも、石炭サイロに貯蔵され石炭が圧密され石炭サイロの払出口付近を閉塞するという問題は解決できない。

特許文献３に記載のホッパ内の閉塞防止方法は、ホッパ内の閉塞防止対策として有効であっても、貯蔵された石炭が酸化され自然発熱することに対しては効果がない。特許文献４には、突き棒の他にシュート下部を開閉するダンパを設けることが記載されており、石炭の自然発火及びホッパ内の閉塞防止対策として有効と考えられるが、特許文献２に記載の方法以上に設備が大掛かりとなる。またダンパの故障も懸念される。

本発明の目的は、既設の屋内貯炭場に対しても容易に適用可能であり、石炭の自然発熱及び石炭によるホッパの閉塞を防止可能な屋内貯炭設備及びその運転方法を提供することである。

本発明は、屋内貯炭場に石炭を搬送する石炭受入コンベアと、前記屋内貯炭場の床下に設けられたホッパと、前記ホッパの上面を覆うように床面に取付けられたホッパスクリーンと、前記ホッパ内の石炭を払出す払出コンベアと、前記ホッパスクリーンの上面を部分的に塞ぐ閉塞手段と、を備えることを特徴とする屋内貯炭設備である。

本発明の屋内貯炭設備において、前記閉塞手段は、移動可能に構成され、さらに前記閉塞手段の移動を容易ならしめる移動補助手段を備えることを特徴とする。

また本発明の屋内貯炭設備において、前記閉塞手段は、前記ホッパスクリーンの上面に１ヶ所又は間隔をあけて２ヶ所以上設置されていることを特徴とする。

また本発明の屋内貯炭設備において、前記ホッパは、複数系統設けられ、前記ホッパスクリーン及び払出コンベアは、前記ホッパの各系統に対応するように設けられ、前記閉塞手段は、前記ホッパの系統毎に設置されていることを特徴とする。

また本発明の屋内貯炭設備において、前記閉塞手段の大きさが、前記ホッパの系統により異なることを特徴とする。

本発明は、前記屋内貯炭設備の運転方法であって、前記石炭受入コンベアを介して前記閉塞手段の上に石炭を受入れ貯炭し、払出し時に貯炭された石炭を前記ホッパスクリーンの開口部から前記ホッパ内に落とし込み、前記払出コンベアを介して前記ホッパ内の石炭を払出すことを特徴とする屋内貯炭設備の運転方法である。

本発明の屋内貯炭設備の運転方法において、前記ホッパスクリーンに対して前記閉塞手段を間隔をあけて複数箇所設置し、前記閉塞手段の上に炭種の異なる石炭を炭種毎に分けて貯炭することを特徴とする。

本発明によれば、既設の屋内貯炭場に対しても容易に適用可能であり、石炭の自然発熱及び石炭によるホッパの閉塞を防止可能な屋内貯炭設備及びその運転方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態の屋内貯炭設備１の構成を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態の屋内貯炭設備１の使用例を模式的に示す図である。 本発明の第１実施形態の屋内貯炭設備１の要部断面図である。 本発明の第１実施形態の屋内貯炭設備１の閉塞手段及び移動補助手段を示す図である。 本発明の第１実施形態の屋内貯炭設備１の他の閉塞手段及び移動補助手段を示す図である。

図１は、本発明の第１実施形態の屋内貯炭設備１の構成を示す斜視図、図２は、屋内貯炭設備１の使用例を模式的に示す図、図３は、屋内貯炭設備１の要部断面図であり、図３（Ａ）は、図１の屋内貯炭設備１をＸＺ面に平行に切断した図であり、図３（Ｂ）は、図１の屋内貯炭設備１をＹＺ面に平行に切断した図である。図４は、屋内貯炭設備１の閉塞手段及び移動補助手段を示す図であり、図４（Ａ）は、斜視図、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の切断線ａ−ａで切断した断面図である。

屋内貯炭設備１は、建屋１０で覆われた貯炭場（屋内貯炭場）５に設けられた、石炭を受入れ、貯炭し、払出しを行う設備であり、石炭受入コンベア７０、ホッパ２０（２０ａ、２０ｂ）、ホッパ２０の上面を覆うホッパスクリーン３０（３０ａ、３０ｂ）、払出コンベア４０（４０ａ、４０ｂ）、ホッパスクリーン３０の上面を部分的に塞ぐ鉄板５０及び鉄板５０の移動を補助する空気噴出管６０を備える。

建屋１０は、床面１１を囲むように設けられた側壁１３を有し、側壁１３の上部に屋根１５が取付けられている。ホッパ２０は、床面１１を長手方向（Ｘ方向）に掘り込み２系列（Ａ系，Ｂ系）設けられている。Ａ系のホッパ２０ａとＢ系のホッパ２０ｂは、床面１１を短手方向（Ｙ方向）に見て中心点から左右に等距離離れて設けられている（図１、図２参照）。

ホッパ２０ａ、２０ｂの上面は、床面１１に設置されたホッパスクリーン３０（３０ａ、３０ｂ）で覆われている。ホッパスクリーン３０は、平面視において格子状の格子板３１と、平板３３とで構成され、これらが長手方向に交互に配置されている（図１参照）。平材３３の長さ（Ｘ方向）は、格子板３１の長さ（Ｘ方向）に比較して短い。但し、ホッパ２０ａ、２０ｂの上面を覆うホッパスクリーン３０の構成は、本実施形態に限定されるものではない。ホッパスクリーン３０を格子板３１のみで構成してもよい。

Ａ系のホッパ２０ａの下端には石炭の払出口２３ａが設けられている。この払出口２３ａには、長手方向（Ｘ方向）に移動可能な石炭切出機４５ａが設置され、石炭切出機４５ａを稼働させることで払出口２３ａからホッパ２０ａ内の石炭が切出される。Ｂ系のホッパ２０ｂもＡ系と同様に、排出口２３ｂ、石炭切出機４５ｂを有する（図３（Ｂ）参照）。

払出コンベア４０は、Ａ系のホッパ２０ａ、Ｂ系のホッパ２０ｂに対応するようにＡ系の払出コンベア４０ａとＢ系の払出コンベア４０ｂとからなり、各々ホッパ２０ａ、２０ｂに沿うように各々ホッパ２０ａ、２０ｂの下方に設置されている。各払出コンベア４０ａ、４０ｂは、各々石炭切出機４５ａ、４５ｂを介して切り出されるホッパ２０ａ、２０ｂ内の石炭を搬出する。

鉄板５０は、Ａ系のホッパスクリーン３０ａ及びＢ系のホッパスクリーン３０ｂの上に設置され、ホッパスクリーン３０ａ、３０ｂの一部を塞ぐ部材であり、複数枚の鉄板からなる。本実施形態において鉄板５０が、閉塞手段に該当する。ホッパスクリーン３０ａ、３０ｂを塞ぐ目的は、ホッパ２０ａ、２０ｂ内に石炭が落下しないようにすることであり、格子板３１を塞ぐ必要があることはいうまでもない。

１枚の鉄板５０の幅（Ｙ方向）は、一枚の格子板３１の幅（Ｙ方向）よりも広く、ホッパスクリーン３０ａ、３０ｂの上に載置することでホッパスクリーン３０ａ、３０ｂを塞ぐことができる（図４（Ａ）参照）。本実施形態において、１枚の鉄板５０の長さ（Ｘ方向）は、一枚の格子板３１の長さ（Ｘ方向）よりも短くなっているが、一枚の格子板３１よりも長くてもよい。鉄板５０は、上に貯蔵される石炭の重量に耐え、ブルドーザ、バックホー、ホイールローダーなどの重機（以下、重機）が載っても変形、破損しない厚さ、強度を備える。

一枚の鉄板５０の大きさは特に限定されるものではなく、複数枚の鉄板５０を隙間なく並べてホッパスクリーン３０ａ、３０ｂを塞いでもよい。一方で、鉄板５０は、場所を変えるべく移動されることがあるためこの点を考慮して一枚の大きさを決めるのがよい。一枚の鉄板５０の大きさが不必要に小さいと移動に手間が掛かり、逆に不必要に大きい場合、移動が難しくなる。

本実施形態の屋内貯炭設備１において、後述のように鉄板５０の上には石炭が貯蔵され、その石炭は重機によりホッパ２０ａ、２０ｂ内に落とし込まれる。その際に、鉄板５０の上で重機が動いても鉄板５０が移動しないように固定することが好ましい。鉄板５０を固定する手段は、重機の移動の邪魔にならず、また重機が動いても損傷しないものであればよく、特定の手段に限定されるものではない。例えば、隣り合う鉄板５０を繋ぐ連結具であってもよい。隣り合う鉄板５０を繋ぎ複数枚の鉄板５０を１枚の大きな鉄板５０にすれば、設置面との抵抗が大きくなり動き難くなる。

空気噴出管６０は、載置された鉄板５０を移動させる際に移動を容易ならしめる移動補助手段である。空気噴出管６０は、円筒状のパイプからなり、上端に空気噴出口６１が長手方向（Ｘ方向）に間隔をあけて複数設けられている（図４（Ａ）参照）。空気噴出管６０は、各ホッパスクリーン３０ａ、３０ｂの両側に、上端がホッパスクリーン３０ａ、３０ｂの上面と面一又は僅かに下に位置するように敷設されている（図４（Ｂ）参照）。このためホッパスクリーン３０ａ、３０ｂを塞ぐように鉄板５０が載置されても鉄板５０、さらには堆積する石炭の重量が空気噴出管６０に直接加わることはない。

ホッパスクリーン３０ａ、３０ｂを塞ぐ鉄板５０の位置を変更する場合には、空気噴出管６０に圧縮空気を送り、空気噴出口６１から鉄板５０を浮かすように空気を噴出させた状態で重機等を使用して鉄板５０を移動させればよい。空気噴出口６１から鉄板５０を浮かすように空気を噴出させることで鉄板５０の移動が容易となる。貯炭場が小さく、使用する鉄板５０が小さいような場合には、移動補助手段を省略してもよい。

石炭受入コンベア７０は、建屋１０の天井に取付けられ、石炭積付機（トリッパ）７２を備え、石炭を床面１１の所定の位置に落下させ、所定の大きさの貯炭山（パイル）１００を作る。石炭受入コンベア７０は、建屋１０を短手方向（Ｙ方向）に見て建屋１０の中心に、建屋１０を長手方向（Ｘ方向）に見て建屋１０のほぼ全長に設置されている。

屋内貯炭設備１の運転方法を説明する。まず貯炭計画に対応した貯炭山１００の位置及び大きさから鉄板５０の設置位置及び大きさを決定する。鉄板５０の設置位置及び大きさの一例を図２に示す。図２に示すようにＡ系のホッパ２０ａには、Ｘ方向の１０〜４５ｍ及び７５〜１４０ｍの位置にホッパスクリーン３０ａを塞ぐように鉄板５０が設置されている。一方、Ｂ系のホッパ２０ｂには、Ｘ方向の１０〜４５ｍ及び７５〜１１０ｍの位置にホッパスクリーン３０ｂを塞ぐように鉄板５０が設置されている。

石炭の受入れは、Ａ系ホッパ２０ａ及びＢ系ホッパ２０ｂにまたがるように行われる。図２では、Ａ系、Ｂ系のホッパ２０ａ、２０ｂともＸ方向の１０〜４５ｍの位置に鉄板５０が設置されているので、この部分に貯炭することにより、鉄板５０が空気の流通を遮断し、貯炭山１００の自然発熱を抑制することができる。さらにＡ系、Ｂ系のホッパ２０ａ、２０ｂのＸ方向の７５〜１１０ｍの位置に鉄板５０が設置されているので、この部分にも貯炭することにより、鉄板５０が空気の流通を遮断し、貯炭山１００の自然発熱を抑制することができる。図２のように長手方向に２カ所の貯炭場所を設けることでそれぞれに異なる炭種の石炭を貯炭することができる。

石炭の受入れは、次の要領で行われる。鉄板５０の設置場所を確認し、石炭積付場所を決める。ここでは鉄板５０が設置されているＸ方向の１０〜４５ｍ及び７５〜１１０ｍの位置を石炭積付場所とし、石炭受入コンベア７０に設置されている積付機７２の積み付け開始位置、積み付け終了位置、積み付け高さを設定する。積み付け高さは、貯炭山（パイル）１００を成形する高さである。その後、受入コンベア７０を起動し受け入れを開始する。

貯蔵する石炭を払い出す際は、払出しを行う炭種を決定し、貯炭場５のどこの場所から払い出すか検討し、重機を用いて払出しを行う貯炭山１００近傍のホッパスクリーン３０ａ、３０ｂからホッパ２０ａ、２０ｂ内に石炭を落し込む。中央制御室（図示省略）から石炭切出機４５ａ、４５ｂの切出開始位置、切出終了位置、切出機移動速度を設定し、払出コンベア４０ａ、４０ｂを起動し、送炭を開始する。

従来の貯炭方法では、ホッパ２０（２０ａ、２０ｂ）内に石炭を受入れ、その上に貯炭山１００を形成していたため、ホッパ下部の払出口２３（２３ａ、２３ｂ）からホッパ２０内、貯炭山１００に向って空気が流通し、石炭が酸化され自然発熱することが問題となっていた。これに対して本実施形態の屋内貯炭設備１では、受入コンベア７０からの石炭をホッパ２０に直接受け入れるのではなく、ホッパ２０の上面を塞ぐように設置した鉄板５０の上に受入れ、ここに貯炭することができるので、鉄板５０が空気の流通を遮断し、貯炭山１００の自然発熱を抑制することができる。このような屋内貯炭設備１は、亜瀝青炭のように酸化し自然発熱し易い石炭の貯蔵に好適に用いることができる。

また従来の貯炭方法では、ホッパ２０（２０ａ、２０ｂ）内に石炭を受入れ、その上に貯炭山１００を形成していたため、長期間にわたり石炭を払い出すことなく貯炭したときに石炭が圧密され、ホッパ下部の払出口２３（２３ａ、２３ｂ）付近が閉塞することが問題となっていた。これに対して本実施形態の屋内貯炭設備１では、鉄板５０の上に石炭を受入れ、ここに貯炭し、石炭の払出しのタイミングに応じてホッパ２０内に石炭を落とし込み、払い出すことができるので、石炭がホッパ２０内に留まる時間が短くなりホッパ２０の閉塞を防ぐことができる。

本実施形態の屋内貯炭設備１では、ホッパ２０（２０ａ、２０ｂ）の上面が鉄板５０で部分的に塞がれている。このため石炭を鉄板５０の上に貯炭するのみならず、開口したホッパスクリーン３０（３０ａ、３０ｂ）からホッパ２０内に直接石炭を受入れることも可能である。石炭を受入れ、短時間内に石炭の払出しを行う場合には、ホッパ２０内に直接石炭を受入れても石炭の自然発熱、ホッパ２０の閉塞も発生し難い。

本実施形態の屋内貯炭設備１では、図２に示すように間隔を設けてホッパ２０（２０ａ、２０ｂ）の上面を塞ぐように鉄板５０を設置することができるので、貯炭山１００から石炭の落とし込みを行うホッパ２０までの距離を短くすることができ効率的である。また図２に示すようにＡ系ホッパ２０ａとＢ系ホッパ２０ｂとでホッパ２０ａ、２０ｂの上面を塞ぐ鉄板５０の長さを変えることで石炭を少しづつホッパ２０内に落とし込むことができる。これにより混炭の調整も容易に行える。

また本実施形態の屋内貯炭設備１では、ホッパ２０の上面を塞ぐ鉄板５０を移動させることが可能なため、鉄板５０の位置を適宜移動させることで場内に２炭種以上の石炭を貯炭することができる。

以上のように構成される本実施形態の屋内貯炭設備１は、ホッパ２０の上面を塞ぐ閉塞手段及び閉塞手段の移動を容易ならしめる移動補助手段を除けば、基本的に従来の屋内貯炭設備と同じ構成からなる。よって本発明に係る屋内貯炭設備は、既設の屋内貯炭設備に容易に適用することができる。

以上、第１実施形態の屋内貯炭設備を用いて本発明に係る屋内貯炭設備及びその運転方法を説明したが、本発明に係る屋内貯炭設備及びその運転方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲で変更して使用することができる。よって本発明に係る屋内貯炭設備及びその運転方法は、上記実施形態に示した建屋、ホッパの下部の構造等に限定されるものではない。また上記実施形態ではホッパが２系統であったが、ホッパは１系列であっても、３系列以上であってもよい。また上記実施形態では、閉塞手段に鉄板５０を使用するが、閉塞手段は鉄板以外のものであってもよい。

上記実施形態では、鉄板５０の移動を補助する移動補助手段として空気噴出管６０を使用する例を示したが、移動補助手段は、ホッパスクリーン３０（３０ａ、３０ｂ）を塞ぐよう載置された鉄板５０を移動させる際に移動を容易ならしめるものであればよく、空気噴出管６０に代えて、ローラーコンベアを設置してもよい。鉄板５０をローラーコンベアの上に載置することで鉄板の移動が容易となる。

また移動補助手段は、鉄板５０の底面にキャスターを設ける方法であってもよい。さらに図５に示すように鉄板５０の上面５１にフォークリフトの爪が嵌り込むような治具５５を設けてもよい。治具５５は、鉄板５０に対して図示を省略したボルトで取り外し可能に固定されている。このように治具５５を設けることで鉄板５０の移動が容易となる。他の治具としては、ワイヤを取り付けるための治具などがある。

図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更及び修正を容易に想定するであろう。従って、そのような変更及び修正は、請求の範囲から定まる発明の範囲内のものと解釈される。

１ 屋内貯炭設備
５ 貯炭場、屋内貯炭場
１０ 建屋
１１ 床面
１３ 側壁
２０、２０ａ、２０ｂ ホッパ
２３ａ、２３ｂ 排出口
３０、３０ａ、３０ｂ ホッパスクリーン
４０、４０ａ、４０ｂ 払出コンベア
５０ 鉄板
５５ 治具
６０ 空気噴出管
７０ 石炭受入コンベア
１００ 貯炭山（パイル）

Claims (7)

1. 屋内貯炭場に石炭を搬送する石炭受入コンベアと、
   前記屋内貯炭場の床下に設けられたホッパと、
   前記ホッパの上面を覆うように床面に取付けられたホッパスクリーンと、
   前記ホッパ内の石炭を払出す払出コンベアと、
   前記ホッパスクリーンの上面を部分的に塞ぐ閉塞手段と、
   を備えることを特徴とする屋内貯炭設備。
2. 前記閉塞手段は、移動可能に構成され、
   さらに前記閉塞手段の移動を容易ならしめる移動補助手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の屋内貯炭設備。
3. 前記閉塞手段は、前記ホッパスクリーンの上面に１ヶ所又は間隔をあけて２ヶ所以上設置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の屋内貯炭設備。
4. 前記ホッパは、複数系統設けられ、
   前記ホッパスクリーン及び払出コンベアは、前記ホッパの各系統に対応するように設けられ、
   前記閉塞手段は、前記ホッパの系統毎に設置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の屋内貯炭設備。
5. 前記閉塞手段の大きさが、前記ホッパの系統により異なることを特徴とする請求項４に記載の屋内貯炭設備。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の屋内貯炭設備の運転方法であって、
   前記石炭受入コンベアを介して前記閉塞手段の上に石炭を受入れ貯炭し、
   払出し時に貯炭された石炭を前記ホッパスクリーンの開口部から前記ホッパ内に落とし込み、
   前記払出コンベアを介して前記ホッパ内の石炭を払出すことを特徴とする屋内貯炭設備の運転方法。
7. 前記ホッパスクリーンに対して前記閉塞手段を間隔をあけて複数箇所設置し、
   前記閉塞手段の上に炭種の異なる石炭を炭種毎に分けて貯炭することを特徴とする請求項６に記載の屋内貯炭設備の運転方法。

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