JP3757472B2

JP3757472B2 - 燃料スラリノズルの先導水の詰まり検出方法

Info

Publication number: JP3757472B2
Application number: JP17239896A
Authority: JP
Inventors: 衞藤井
Original assignee: 石川島播磨重工業株式会社
Priority date: 1996-07-02
Filing date: 1996-07-02
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2016-07-02
Also published as: JPH1019239A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料スラリノズル内で燃料スラリを乾燥させないようにする先導水が、供給されているかどうかを検出する燃料スラリノズルの先導水の詰まり検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の燃料スラリ供給装置の一例を図４によって説明すると、内部が加圧雰囲気になっている圧力容器１の中に流動層ボイラ２が設けられており、流動層ボイラ２に石炭スラリ等の燃料スラリＳを噴出する燃料スラリノズル３が、圧力容器１の外部から圧力容器１及び流動層ボイラ２を貫通して配設されていて、燃料スラリノズル３の先端は流動層ボイラ２の内部に臨んでいる。
【０００３】
４はスラリタンクであって、石炭を粗粉砕して水及び石灰石と混ぜてスラリ状にした燃料スラリＳが供給・貯蔵されるようになっている。
【０００４】
スラリタンク４に供給・貯蔵されている燃料スラリＳは、スラリポンプ５、スラリ管６、三方弁７を介して、前述した燃料スラリノズル３の基端に燃料として供給されるようになっている。
【０００５】
三方弁７とスラリタンク４とは循環管８を介して接続されていて、三方弁７は、起動時やボイラ運転中断時などにスラリ管６に燃料スラリＳが詰まらないように、スラリポンプ５からの燃料スラリＳを循環管８を介してスラリタンク４に戻し、ボイラ運転時は燃料スラリＳを燃料スラリノズル３に供給するように切り換えられるようになっている。
【０００６】
圧力容器１外部の燃料スラリノズル３の途中には、遮断弁９が取り付けてあって、三方弁７を介して燃料スラリノズル３の基端側３ａに供給された燃料スラリＳを、遮断弁９を開閉することにより燃料スラリノズル３の先端側３ｂに供給したり遮断したりすることができるようになっている。
【０００７】
燃料スラリＳを空になっている燃料スラリノズル３に供給する時に、燃料スラリノズル３の内部が高温で乾燥しているために燃料スラリＳが遮断弁９の箇所に達する前に、燃料スラリＳに含まれている水分が蒸発して乾燥して固まることにより燃料スラリノズル３が詰まってしまうことを防止するために、燃料スラリノズル３の基端側３ａにおける遮断弁９の近傍に、先導水タンク１５に貯蔵されている先導水Ｗを水張り弁１６を介して供給できるように配管している。先導水タンク１５は燃料スラリノズル３よりも１０ｍないし１５ｍ程度高い位置に設けてあって、先導水タンク１５内の先導水Ｗはその水頭圧により、燃料スラリノズル３の基端側３ａ内に流入するようになっている。
【０００８】
また燃料スラリノズル３の基端側３ａにおける前記水張り弁１６と反対側の端部近傍には、先導水タンク１５から燃料スラリノズル３内に供給された先導水Ｗを排出できるように水張り逃し弁１７を取り付けている。
【０００９】
燃料スラリノズル３の基端側３ａ内に先導水Ｗを水張りする際は、水張り弁１６と水張り逃し弁１７とを開いて、水張り弁１６から水張り逃し弁１７に亘って基端側３ａ内に先導水タンク１５からの先導水Ｗを流し、続いて水張り弁１６と水張り逃し弁１７とを閉じて基端側３ａ内に先導水Ｗを導入した状態にする。
【００１０】
燃料スラリＳを流動層ボイラ２内に噴出させる時には、スラリポンプ５からスラリ管６に送られる燃料スラリＳを燃料スラリノズル３の基端側３ａに供給するように三方弁７を切り換え、遮断弁９を開くと、燃料スラリＳは先導水Ｗと共に遮断弁９を通って燃料スラリノズル３の先端側３ｂから流動層ボイラ２内に噴出するようになる。
【００１１】
このように燃料スラリノズル３内に先導水Ｗを導入した状態で燃料スラリＳを燃料スラリノズル３の基端に供給するように三方弁７を切り換え、遮断弁９を開くと、燃料スラリＳは乾燥・固化することなく遮断弁９を通って燃料スラリノズル３の先端側３ｂから流動層ボイラ２内に噴出する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが前記したような燃料スラリノズル３においては、該燃料スラリノズル３の基端側３ａ内を流動する燃料スラリＳによって特に水張り弁１６が詰まってしまうことがある。この時、水張り逃し弁１７も詰まりを生じることがあるが、詰まりの発生頻度は水張り弁１６の方が圧倒的に多くなっている。
【００１３】
上記したように、水張り弁１６が詰まった状態になった時には、燃料スラリノズル３の基端側３ａ内に先導水Ｗが導入されなくなり、また水張り逃し弁１７が詰まった場合も燃料スラリノズル３の基端側３ａ内の空気が抜けないために矢張り先導水Ｗが導入されなくなるが、目視によっては先導水Ｗの有無を確認することができない。
【００１４】
このため、水張り弁１６及び水張り逃し弁１７の開閉操作を行なった後、基端側３ａ内に先導水Ｗが導入されていない状態で三方弁７を介して燃料スラリノズル３に燃料スラリＳを供給すると、燃料スラリＳが乾燥して固まり、燃料スラリノズル３が詰まってしまう問題があった。
【００１５】
本発明はこのような問題を解決するため、燃料スラリノズルに燃料スラリを供給する前に、燃料スラリノズル内の先導水の有無を確認することができるようにした燃料スラリノズルの先導水の詰まり検出方法を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、スラリタンクから三方弁を介して基端側に燃料スラリが供給され遮断弁を介して先端側から流動層ボイラに燃料スラリを吐出する燃料スラリノズルと、該燃料スラリノズルの基端側に接続され上部に設けた先導水タンクからの先導水を基端側に供給する水張り弁と、燃料スラリノズルの基端側に接続され基端側に供給されている先導水を排出する水張り逃がし弁とを備えた燃料スラリノズルの先導水の詰まり検出方法であって、前記燃料スラリノズルの基端側と先端側との圧力差を検出する差圧計を設け、前記水張り弁と水張り逃がし弁とを開いた時の前記差圧計の検出した圧力差に対し、前記水張り弁を開いたままで水張り逃がし弁を閉じた時の前記差圧計の検出した圧力差が設定幅以上変化しない時に、警報を発するようにしたことを特徴とする燃料スラリノズルの先導水の詰まり検出方法、に係るものである。
【００１７】
請求項２記載の発明は、水張り弁を開いたままで水張り逃がし弁を閉じた時の差圧計の検出した圧力差の絶対値が設定値以上に大きい時に、警報を発するようにしたことを特徴とする燃料スラリノズルの先導水の詰まり検出方法、に係るものである。
【００１８】
請求項１記載の発明では、水張り弁及び水張り逃がし弁の何れかが詰まって先導水が燃料スラリノズルの基端側内に導入されていない時にそれを検出して、警報を発することができ、また、請求項２記載の発明では、水張り弁が詰まって先導水が燃料スラリノズルの基端側内に導入されない時にそれを検出して、警報を発することができ、よって燃料スラリノズルに燃料スラリを供給する前に、燃料スラリノズル内に先導水が導入されているかどうかを検出して、燃料スラリノズル内に先導水が導入されないまま燃料スラリノズルに燃料スラリを供給して燃料スラリが乾燥して固まり、燃料スラリノズルが詰まってしまう事故を未然に防止できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図を参照しつつ説明する。
【００２０】
図１は、本発明の方法に使用する装置の実施形態の一例を示す系統図であって、図４と同一部品には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２１】
本発明の方法に使用する装置においては、燃料スラリノズル３における遮断弁９の上流側と下流側とに亘って差圧計１８を接続することにより、燃料スラリノズル３の基端側３ａ内の圧力と、先端側３ｂ内の圧力との圧力差を差圧計１８によって検出し、差圧計１８の検出値を制御器１９に入力するようにしている。
【００２２】
制御器１９は、水張り弁１６及び水張り逃し弁１７の開閉を制御するようになっていて、水張り弁１６と水張り逃し弁１７とを開いた状態の時の差圧計１８の検出した圧力差に対し、水張り弁１６を開いたままで水張り逃し弁１７を閉じた状態にした時の差圧計１８の検出した圧力差が設定幅以上に変化しない時、或いは前記差圧計１８の検出した圧力差の絶対値が設定値より大きい時に、警報器２０を作動させて警報を発生させるようになっている。
【００２３】
次に、図１に示した装置の作用を説明する。
【００２４】
三方弁７が燃料スラリノズル３に燃料スラリＳを供給しない位置に切換えられ、遮断弁９、水張り弁１６が閉、水張り逃し弁１７が開の状態では、燃料スラリノズル３の基端側３ａ内部の圧力は大気圧になっており、また燃料スラリノズル３の先端側３ｂ内の圧力は、圧力容器１から流動層ボイラ２に送られている高圧空気の圧力が作用して高い圧力になっている。
【００２５】
図２では、上記の状態をＡの時点からＢの時点で示していて、流動層ボイラ２内の空気圧を２．５ｋｇ／ｃｍ²（ゲージ圧）と仮定してこの圧力を基準としており、よって基端側３ａ内の圧力は、先端側３ｂ内の圧力に対して−２．５ｋｇ／ｃｍ²の差圧を有している。
【００２６】
図２のＢの時点で、水張り弁１６を開けて、水張り弁１６と水張り逃し弁１７の両方が開かれると、水張り弁１６が詰まっていない正常状態であれば、先導水タンク１５からの先導水Ｗは、水張り弁１６から燃料スラリノズル３内を満たして水張り逃し弁１７に流出するようになる。この時には遮断弁９よりも基端側には先導水Ｗの水頭圧は作用せず、先導水Ｗの流れに対する配管抵抗の圧力が作用するだけであるので、図２のＢの時点からＣの時点まで実線で示すように、基端側３ａ内の圧力の変化は極めて小さく、よって遮断弁９の両側の差圧の変化もｍのようにごく僅かである。
【００２７】
図２のＣの時点で水張り弁１６は開いたままで、水張り逃し弁１７のみを閉じると、基端側３ａ内には、先導水タンク１５からの先導水Ｗが導入された状態で、且つ先導水タンク１５による例えば１．５ｋｇ／ｃｍ²の水頭圧が作用するようになり、図２のＣの時点からＤの時点まで実線で示すように遮断弁９の両側の差圧は１．５ｋｇ／ｃｍ²程度小さくなるように大きな変化幅Ｘで変化する。
【００２８】
次にＤの時点において、水張り弁１６を閉じ、燃料スラリＳを燃料スラリノズル３の基端側３ａに供給するように三方弁７を切り換え、遮断弁９を開くと、燃料スラリＳは遮断弁９を通って燃料スラリノズル３の先端側３ｂから流動層ボイラ２内に噴出されるようになり、この時の基端側３ａの圧力は流動層ボイラ２内の圧力と同じ圧力になり、遮断弁９の両側は同圧になり、差圧は無くなって０になる。
【００２９】
ところが水張り弁１６が詰まっていて、先導水タンク１５からの先導水Ｗが通れない状態になっている時についてみると、Ａの時点で三方弁７を燃料スラリノズル３に燃料スラリＳを供給しない切換位置とし、遮断弁９、水張り弁１６を閉じ、水張り逃し弁１７を開けると、燃料スラリノズル３の基端側３ａ内の圧力は大気圧であり、先端側３ｂ内の圧力は、流動層ボイラ２内の例えば２．５ｋｇ／ｃｍ²であって、遮断弁９の両側は−２．５ｋｇ／ｃｍ²の差圧を有している。
【００３０】
しかし、この状態から図２のＢの時点で水張り弁１６を開いても、水張り弁１６から先導水Ｗは導入されないため、基端側３ａ内の圧力は大気圧のままで変化せず、図２のＢの時点からＣの時点まで破線で示すように遮断弁９の両側の差圧も変化しない。
【００３１】
更に、図２のＣの時点で水張り弁１６は開いたままで、水張り逃し弁１７のみを閉じても、基端側３ａ内は先導水Ｗが導入されないために大気圧のままで変化せず、そのため、図２のＣの時点からＤの時点までの間も破線で示すように遮断弁９の両側の差圧は最初と同じで全く変化しない。
【００３２】
このように、正常に先導水Ｗが導入されている状態では実線で示すように、図２のＣの時点で水張り弁１６を開いたまま水張り逃し弁１７のみを閉じた時に遮断弁９の両側の差圧が前記先導水タンク１５の高さによる水頭圧に応じた一定値以上の変化幅Ｘで変化するのに対して、図２のＣの時点で水張り弁１６を開いたまま水張り逃し弁１７のみを閉じても遮断弁９の両側の差圧が依然として変化しないか、極めて小さな差圧の変化である場合には、基端側３ａ内に先導水Ｗが入っていないことになり、水張り弁１６が詰まっていることを検出できる。
【００３３】
従って、制御器１９に、水張り弁１６に詰まりがなければ図２のＣの時点で所定の幅以上の差圧の変化が生じるはずであるという値を設定幅Ｌ₁として入力しておくことにより、設定幅Ｌ₁以上の差圧の変化がない時に、警報器２０を作動させて警報を出し、水張り弁１６が詰まっていて基端側３ａ内に先導水Ｗが導入されていないことを知らせることができる。
【００３４】
この時、図２の場合では先導水タンク１５の水頭圧１．５ｋｇ／ｃｍ²に対してそれより少し小さい値、例えば１．３ｋｇ／ｃｍ²を設定幅Ｌ₁として設定する。
【００３５】
また、前記水張り逃し弁１７が詰まった場合には、図３に示すように、Ａの時点で三方弁７を燃料スラリノズル３に燃料スラリＳを供給しない切換位置とし、遮断弁９、水張り弁１６を閉じ、水張り逃し弁１７を開けた時は、燃料スラリノズル３の基端側３ａ内の圧力は略大気圧であり、先端側３ｂ内の圧力は、流動層ボイラ２内の例えば２．５ｋｇ／ｃｍ²であって、遮断弁９の両側は−２．５ｋｇ／ｃｍ²の差圧を有している。
【００３６】
しかしこの状態から図３のＢの時点で水張り弁１６を開くと、水張り弁１６と水張り逃し弁１７の両方が開いていることにより本来ならば基端側３ａ内を先導水Ｗが流れることになるはずであるが、水張り逃し弁１７が詰まっているために、基端側３ａ内に先導水タンク１５の水頭圧が作用することになって基端側３ａの圧力が上昇することにより、図３図中破線で示すように差圧の絶対値が小さくなる（図では差圧の絶対値は１である）。
【００３７】
続いて、図３のＣの時点で水張り弁１６は開いたままで、水張り逃し弁１７を閉じても、前記したように水張り逃し弁１７が詰まっているために前記Ｂの時点とＣの時点との間の差圧と同一値を示し、このように、Ｃの時点の前後で差圧の変化が無いことにより、前記設定幅Ｌ₁以上の差圧の変化がないことによって、水張り逃し弁１７が詰まったことを検出することができる。
【００３８】
このように、水張り弁１６と水張り逃し弁１７の何れかが詰まった場合には、Ｂの時点において、設定幅Ｌ₁以上の差圧の変化が生じないことによって詰まりを検出することができない。
【００３９】
更に、前記制御器１９には設定値Ｌ₂を入力するようにしている。図２に示したＢの時点の水張り弁１６及び水張り逃し弁１７が開いた状態から水張り逃し弁１７を閉じたＣの時点に、破線で示すように圧力差の絶対値が大きい時には水張り弁１６が詰まっている状態なので、Ｃの時点で流動層ボイラ２内の圧力と大気の圧力との最大圧力差の絶対値（図では２．５ｋｇ／ｃｍ²）より絶対値が少し小さい値を設定値Ｌ₂（例えば２．３ｋｇ／ｃｍ²）として設定し、Ｃの時点で差圧の絶対値が設定値Ｌ₂以上に大きかった場合は、水張り弁１６が詰まっていることを検出することができる。水張り逃し弁１７が詰まった場合には、図３に示すようにＣの時点の差圧の絶対値は前記設定値Ｌ₂より小さくなってしまうので、設定値Ｌ₂によって水張り逃し弁１７の詰まりを検出することはできない。しかし、水張り弁１６の詰まり発生頻度が水張り逃し弁１７に較べて多いので、上記設定値Ｌ₂による詰まり検出の方法も有効に利用できる。
【００４０】
更に、前記設定幅Ｌ₁と設定値Ｌ₂とを同時に制御器１９に入力しておくようにすれば、水張り弁１６と水張り逃し弁１７の何れが詰まりを生じたかを知ることができる。
【００４１】
従って、水張り弁１６或いは水張り逃し弁１７が詰まった時にそれを制御器１９で検出して警報器２０によって警報を出すことにより、燃料スラリノズル３内に先導水Ｗが導入されないまま燃料スラリノズル３に燃料スラリＳを供給して燃料スラリが乾燥して固まり、燃料スラリノズル３が詰まってしまう事故を未然に防ぐことができることになる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は、燃料スラリノズルに燃料スラリを供給する前に、燃料スラリノズル内に先導水が導入されているかどうかを検出することができるので、燃料スラリノズル内に先導水が導入されないまま燃料スラリノズルに燃料スラリを供給して燃料スラリが乾燥して固まり、燃料スラリノズルが詰まってしまう事故を未然に防止できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法に使用する装置の実施形態の一例を示す系統図である。
【図２】燃料スラリノズルの遮断弁上流側と下流側との圧力差を示すグラフである。
【図３】燃料スラリノズルの遮断弁上流側と下流側との圧力差の別の状態を示すグラフである。
【図４】従来の燃料スラリ供給装置の一例を示す系統図である。
【符号の説明】
２流動層ボイラ
３燃料スラリノズル
３ａ基端側
３ｂ先端側
４スラリタンク
７三方弁
９遮断弁
１５先導水タンク
１６水張り弁
１７水張り逃し弁
１８差圧計
Ｌ₁ 設定幅
Ｌ₂ 設定値
Ｓ燃料スラリ
Ｗ先導水

Claims

スラリタンクから三方弁を介して基端側に燃料スラリが供給され遮断弁を介して先端側から流動層ボイラに燃料スラリを吐出する燃料スラリノズルと、該燃料スラリノズルの基端側に接続され上部に設けた先導水タンクからの先導水を基端側に供給する水張り弁と、燃料スラリノズルの基端側に接続され基端側に供給されている先導水を排出する水張り逃がし弁とを備えた燃料スラリノズルの先導水の詰まり検出方法であって、前記燃料スラリノズルの基端側と先端側との圧力差を検出する差圧計を設け、前記水張り弁と水張り逃がし弁とを開いた時の前記差圧計の検出した圧力差に対し、前記水張り弁を開いたままで水張り逃がし弁を閉じた時の前記差圧計の検出した圧力差が設定幅以上変化しない時に、警報を発するようにしたことを特徴とする燃料スラリノズルの先導水の詰まり検出方法。
水張り弁を開いたままで水張り逃がし弁を閉じた時の差圧計の検出した圧力差の絶対値が設定値以上に大きい時に、警報を発するようにしたことを特徴とする請求項１記載の燃料スラリノズルの先導水の詰まり検出方法。