JP3806851B2

JP3806851B2 - 加圧流動層ボイラ用燃料の配管内輸送方法及び装置

Info

Publication number: JP3806851B2
Application number: JP05168097A
Authority: JP
Inventors: 博武▲崎▼; 博司湯浅; 敏信島; 芳孝高橋; 義則大谷; 康常勝田
Original assignee: Babcock Hitachi KK; Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc; Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1997-03-06
Filing date: 1997-03-06
Publication date: 2006-08-09
Anticipated expiration: 2017-03-06
Also published as: JPH10246423A

Description

【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービン、スチームタービンを駆動して複合発電を行う加圧流動層ボイラ発電プラントにおいて、燃焼用の石炭・水混合燃料が輸送配管内で閉塞するのを防ぐのに好適な加圧流動層ボイラ用燃料の配管輸送方法及び装置に関する。
【従来の技術】
【０００２】
加圧流動層ボイラ発電プラントでは、流動層火炉への石炭の供給方法として湿式供給方式が主に採用されている。例えば、特開昭62−155433号公報に示されているように、破砕された石炭に水を加え、ミキサーにより混合してペースト状の流体燃料(以下、ペーストと略す)とした後、ポンプで流動層火炉に供給する方法がある。
【０００３】
図１３は、ペーストを製造して流動層火炉へ供給し燃焼する設備の系統図である。図１３により、ペーストを流動層火炉へ供給する方法を詳細に説明する。
【０００４】
粉砕炭Ｂ、石灰石Ｃ及び水Ｄが、混練機８へ所定の混合比率で連続的に供給されると、混練機８の回転翼５０で攪拌、混合されて、ペーストＦが製造される。このペーストＦはタンク９に投入され、攪拌翼５２で攪拌される。タンク９の下には、開閉弁５３を介してペーストＦを輸送するポンプ１２が設けられる。
【０００５】
ペーストＦを燃焼する火炉１０１は圧力容器１０４内に収納されている。火炉１０１の底部に空気分散板１０５が設けられ、その上に流動媒体粒子１０２が充填されている。加圧空気１０６は圧力容器１０４内に供給された後、燃焼用空気１０７として、空気分散板１０５を通って火炉１０１内に供給され、流動媒体粒子１０２を流動化して流動層１０９を形成する。
【０００６】
ポンプ１２により、ペーストＦが輸送配管２８および３５を経て、分散ノズル１０から流動層１０９内へ供給されて燃焼される。燃焼ガスは流動層１０９上部の空間部（フリーボード）１１０を経て排出され、サイクロン１０３でダストを除去後、導火管１０８を通って図示されていないガスタービンに導入される。
【０００７】
上述した火炉１０１へのペーストＦの供給及び燃焼操作の前には、以下に詳述する一連の準備操作が行われている。
ａ．輸送配管の水濡らし
ｂ．ペーストの循環運転
ｃ．分散ノズル内水濡らし
ｄ．三方弁切り替え、ペースト火炉投入
ペーストＦがタンク９内に所定量投入された時点で、まず、ペーストの輸送配管の水濡らし操作（上記操作ａ）を行う。開閉弁１８を開いて水Ｄ₁が導管３２を経由して輸送配管２８へ一定時間導入される。次に、開閉弁１８を閉じ、開閉弁１７を開けて、空気Ｇ₁を導管３１を経由して輸送配管２８へ一定時間導入し、先に導入した水Ｄ₁を空気Ｇ₁によってパージする。これを数回繰り返して配管内面を水で濡らす。この場合、三方弁１４はタンク９側の戻り配管２９方向に開く。また三方弁１５は排出側の配管３７側へ開かれ排水槽３８へ開口する。
【０００８】
次に、ポンプ１２を起動してタンク９内のペーストＦが輸送配管２８、２９へ送られる。三方弁１５はタンク９側へ切り替え、ポンプ１２から送り出されたペーストＦがタンク９へ循環運転される（上記操作ｂ）。
【０００９】
燃焼の準備が完了した時点で、開閉弁１９及び２０が開いて、空気Ｇ₂及び水Ｄ₂が輸送配管３５へ導入され、輸送配管３５及び分散ノズル１０内が水で濡らされる。（上記操作ｃ）。その後、三方弁１４が戻り側から火炉側へ切り替えられ、ペーストＦの火炉１０１への投入が開始される（上記操作ｄ）。火炉１０１に投入したペーストＦが着火したことを確認した後に、開閉弁２０を閉じ水Ｄ₂の供給を停止する。
【００１０】
また、特開昭62−155433号公報に開示されているように、輸送配管へ図示されていない石鹸水を供給した後に、ペーストＦを輸送することもある。いずれの方法も、配管内壁でのペーストの滑りを良くすることを目的とした操作である。
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記従来技術において、水濡らし操作後にペーストの輸送配管の水平部の下部に少量の水が溜まるが、上面はほとんど濡れていない。従来の水と空気によるパージでは、一旦壁面についた水も重力によって落ちる。特に、鉛直方向輸送配管では、上述した水や石鹸水での配管濡らし操作をしても、配管内壁に水分が保持されない箇所が多数発生した。そのような箇所では輸送されるペーストＦの先行端が滑りにくくなる（摩擦抵抗が大きくなる）ため、ペーストＦの脱水が促進されて管内閉塞を回避することができない。
【００１２】
図１４は、輸送配管内でのペーストＦの流動状態を示したものである。配管壁面に水分が保持されていれば、上記の摩擦抵抗力が小さくなるので脱水されずに流動する。しかし、壁面での水分の保持が不十分であると、輸送配管内を移動するペーストＦの先行部分Ｆｔは、配管内壁面から受ける摩擦抵抗力によって脱水される。脱水されて配管内を流れにくくなっても、ポンプの吐出圧によりペーストＦは押され続けて閉塞に至る。特に、ペーストＦ中の石炭粒子と水が分離しやすい炭種では、この脱水現象が起こり易い。その結果、起動時に配管の分解、清掃等が必要となり、廃スラリが大量に発生して復旧にも多大な時間を要した。
【００１３】
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を排除して、石炭・水混合燃料であるペーストをポンプにより配管を通じて火炉に供給開始した際に、ペーストが配管内で閉塞するのを防ぐことができる加圧流動層ボイラ用燃料の配管内輸送方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の第１の加圧流動層ボイラ用燃料の配管内輸送方法は、原炭を粉砕機により粉砕して得られた粗粉炭と、粗粉炭及び水を湿式粉砕して得られる微粉炭スラリと、水と、脱硫剤とを混練して石炭・水混合燃料（ペーストという）を製造し、このペーストを加圧された流動層火炉へポンプにより配管を通じて供給する方法において、ペーストの輸送を開始する前に、配管にあらかじめ微粉炭スラリを導入してスラリを配管内面に付着させることを特徴とする。そして微粉炭スラリの降伏値が０．１〜１０Ｐａであるのが好ましい。
【００１５】
本発明のポイントは、あらかじめ輸送配管に導入する微粉炭スラリが、静止した流体を流動させるに必要な応力、いわゆる降伏値を有する点にある。すなわち、配管の内壁面に一旦付着した上記のスラリが、配管壁面を流れ落ちてしまうことがなく、水分を保持する役目を果たす。従来法で問題なのは、水濡らし操作をしても、ペーストの輸送配管の内壁面に水分が保持されにくい点にあった。本発明によって、あらかじめ微粉炭スラリを導入すると、輸送配管内へ供給されたペーストが管内を移動する過程で、ペーストと管壁面の抵抗が著しく減少する。その結果、ペーストをはじめて配管に供給する起動時に、ペーストの先行端が脱水されにくくなり供給配管内での閉塞が無くなる。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、本発明の第１の加圧流動層ボイラ用燃料の配管内輸送装置は、原炭を粉砕機により粉砕して得られた粗粉炭と、粗粉炭及び水を湿式粉砕して得られる微粉炭スラリと、水と、脱硫剤とを混練してペーストを製造し、このペーストを加圧された流動層火炉へポンプにより配管を通じて供給する装置において、ペーストを送り出すポンプの出口から流動層火炉に至る配管に、微粉炭スラリを供給するスラリ供給手段を設けたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の第２の加圧流動層ボイラ用燃料の配管内輸送装置は、上記第１の装置のようにスラリ供給手段をポンプの出口側の配管に設ける代わりに、スラリ供給手段をポンプの入口に設けたものである。
【００１８】
このようにスラリ供給手段を低圧側のポンプ入口に設けることにより、スラリ供給手段の構成要素として、その低圧に対応した強度の部品、部材を用いることができ、また低圧であるだけメンテナンスも容易となる。
【発明の実施の形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施の形態となる加圧流動層ボイラ用燃料の配管内輸送方法及びその方法を実施する装置を図面により説明する。
【００２０】
＜実施の形態１＞
図１は実施の形態１の加圧流動層ボイラ用燃料の配管内輸送装置（時に燃料配管内輸送装置と略す）の系統図である。この燃料配管内輸送装置は、概略すると、原炭Ａを貯える原炭バンカ１と、原炭バンカ１から送られた原炭Ａを粉砕して粗粉砕炭を生成する粗粉砕機２と、該粗粉砕炭から最大粒子径６ｍｍ以下の粉砕炭を分級する分級機３と、分級された粉砕炭Ｂを貯留する粉砕炭ホッパー４と、粉砕炭ホッパー４から送られた粉砕炭Ｂと石灰石ホッパ７から導管２６を通じて供給された石灰石Ｃと導管２７を通じて供給された水Ｄとを攪拌、混合して混合燃料であるペーストＦを生成する混練機８と、該ペーストＦを貯えるタンク９と、ペーストＦをタンク９から導管２８を通じ火炉（図示なし）に備えた分散ノズル１０に供給するポンプ１２とを備え、さらに、本発明の特徴として、粉砕炭ホッパー４で分配されて送られた粉砕炭Ｂの一部を導管２３より供給される所定量の水Ｄとともに湿式粉砕して微粉炭スラリＥを生成する微粉砕機５と、微粉炭スラリＥを一時的に保管するタンク６と、微粉炭スラリＥを導管３９を通じポンプ１２の出口側に供給するポンプ１１とを備えている。
【００２１】
粗粉砕機２で粉砕され分級機３で分級され粉砕炭ホッパー４に貯えられた粉砕炭Ｂの一部は、導管２２を通って微粉機５に、残りは導管２５を通って混練機８に送られる。上記粉砕炭Ｂの一部は、微粉砕機５で湿式粉砕されて微粉炭スラリＥとなり、この微粉炭スラリＥはタンク６に一時的に保管された後、ポンプ１１によって導管２４を通って混練機８に供給される。混練機８には、微粉炭スラリＥ以外に粉砕炭Ｂ、石灰石Ｃ及び水Ｄが、それぞれ供給されて攪拌、混合された後、所定の水分を含有するペーストＦが製造されて、タンク９に投入される。
【００２２】
上述のようにしてペーストＦが製造されると、ペーストＦを輸送配管に供給する準備操作が行われる。本発明は、この準備操作の方法及び構成に着目したものである。
【００２３】
ポンプ１２から分散ノズル１０に至る配管に設けられた三方弁１４は、分散ノズル１０方向に閉じ、タンク９側の戻り配管２９方向に開かれている。また、三方弁１４からタンク９側への戻り配管２９に設けられた三方弁１５は、タンク９方向へは閉じ、排出槽３８へと延びる配管３７側へ開かれている。ペーストＦがタンク９内に所定量投入された時点で、本発明にかかわる微粉炭スラリＥが、導管３９よりポンプ１２の出口側の輸送配管２８へ供給される。この微粉炭スラリＥの供給前に、ポンプ１１出口側に設けられた三方弁１３が、混練機８方向から輸送配管２８方向へ”開”に切り替えられ、また、導管３９に設けられた開閉弁１６が開けられる。
【００２４】
以上の操作が完了すると、ポンプ１２を起動してタンク９内のペーストＦが輸送配管２８へ送られる。三方弁１５はタンク９方向に切り替えられ、ポンプ１２から送りだされたペーストＦがタンク９へ循環運転される。
【００２５】
燃焼の準備が完了した時点で、一旦ポンプ１２を停止する。三方弁１４が戻り側から火炉側へ切り替えられ、ペーストＦが分散ノズル１０から図示されていない火炉へ投入される。
【００２６】
また、図１には示していないが、三方弁１４から分散ノズル１０側の輸送配管３５についても、微粉炭スラリＥを導入する本発明法を適用すると、さらに閉塞のない安定なペースト供給ができる。
【００２７】
図２は、図１に示した設備において、本発明の方法を実施した場合の運転トレンドの一例である。
【００２８】
時刻ｔ₁から時刻ｔ₂になるまでの一定時間、微粉炭スラリＥが、ポンプ１１によりタンク６から三方弁１３、導管３９、開閉弁１６を通じて輸送配管２８へ供給される。微粉炭スラリＥの供給量は、輸送配管の内径や配管長さによって異なるが、ペーストＦが輸送される全配管の内壁に厚さ１ｍｍ程度のスラリの層を形成させるとよい。例えば、内径８０ｍｍで全長５０ｍの輸送配管であれば、供給する微粉炭スラリＥの量は少なくとも１３リットル程度は必要である。
【００２９】
微粉炭スラリＥの供給が完了した時刻ｔ₂に、ポンプ１２によりペーストＦが輸送配管２８へ送り出される。このペーストＦに押されて、あらかじめ導入した微粉炭スラリＥが先行して輸送配管内を進み、配管壁面に付着して滑りやすくする。微粉炭スラリＥは降伏値を有するので、配管の内壁面を流れ落ちることがなく、水分も保持される。ポンプ１２の出力は一定の条件でタンク９への循環運転が行われる。燃焼準備が完了する時刻ｔ₃で、燃焼初期の出力設定にポンプ１２の出力を順次低下させ時刻ｔ₄にてポンプ１２は一旦停止する。
【００３０】
時刻ｔ₅に三方弁１４が分散ノズル１０側へ切り替えられ、ポンプ１２を起動して火炉内へペーストＦの供給が開始される。その後、負荷の上昇にともなって除々にペーストＦの供給量を増加する。その結果、ペーストＦの製造再開が必要となり、時刻ｔ₆において微粉炭スラリＥの供給ポンプ１１出側の三方弁１３が混練機８方向に切り替えられた後、微粉炭スラリＥが混練機８へ供給される。
【００３１】
次に図１に示す設備で配管輸送を実施した結果を説明する。
【００３２】
豪州炭（燃料比１.５：灰分１１.５％）のペーストを製造して輸送配管内での循環テストを実施した。図３は、循環運転におけるポンプ１２の出口圧力の経時変化を、本発明法と従来法で比較した結果である。時刻ｔ₂でペーストの供給を開始すると、主としてペーストの流動に伴って配管壁面との間に発生する圧力損失に相当するだけポンプ出口圧力が上昇する。従来法では輸送途中からポンプ出口圧力が急上昇し（時刻ｔ₄’）、ポンプは緊急停止した。これは、配管内を送られるペーストの先行部分が脱水されて流動性が極めて低下し閉塞したためである。これに対して、本発明法では、ペーストの流量に応じて段階的にポンプ出口圧力も低下し安定な輸送を達成した。
【００３３】
本実施の形態に示した本発明法の効果は、輸送配管内へペーストを供給する際の配管内壁面の状態の違いに起因すると考え、配管内部の様子を観察した。
【００３４】
図４は、水平面と鉛直部の配管内部の状況について本発明法と従来法を比較した結果である。まず、水平管部について比較すると、従来法では配管下部に少量の水が溜っており、上面はほとんど濡れていない。一方、本発明法では、微粉炭スラリが配管内面の全体にわたって付着している。また、鉛直配管部については、さらに違いが明確である。従来法では、配管壁面がほとんど濡れていないが、本発明法では全面に微粉炭スラリが付着していることを確認した。従来の水と空気によるパージでは、一旦壁面についた水も重力によって落ちる。これに対して、微粉炭スラリをあらかじめ輸送配管内に導入する方法では、微粉炭スラリ自身が降伏値を有しているため、重力によって流れ落ちることがほとんどない。
【００３５】
＜実施の形態２＞
図５は実施の形態２となる加圧流動層ボイラ用燃料の配管内輸送装置の系統図である。この燃料配管内輸送装置は、微粉炭スラリＥの導入する位置をポンプ本体、すなわちポンプ１２入口側としたもので、この点が実施の形態１のように微粉炭スラリＥの導入する位置をポンプ１２出口としたものと相違している。その他の構成は同じである。
【００３６】
ペーストＦを輸送配管に供給する準備段階では、ポンプ１２から分散ノズル１０に至る配管に設けられた三方弁１４はタンク９側の戻り配管２９方向に開かれている。また、三方弁１４からタンク９側への戻り配管２９に設けられた三方弁１５は排出側の配管３７側へ開かれている。ペーストＦがタンク９内に所定量投入された時点で、本発明にかかわる微粉炭スラリＥが、導管４０よりポンプ１２の本体へ供給される。微粉炭スラリＥの供給前には、微粉炭スラリＥを供給するポンプ１１出側の三方弁１３が混練機８方向からポンプ１２方向へと”開”に切り替えられ、また、導管４０に設けられた開閉弁４１が開けられる。
【００３７】
本実施の形態における微粉炭スラリＥの導入位置は、ポンプ１２の吐出部より上流となり、プラント運転中でも圧力が低く、導管４０のメンテナンスが容易である。この場合、ペーストＦのタンク９とポンプ１２の間の開閉弁５３を閉じれば圧力はほとんどかからなくすることもできる。
【００３８】
＜参考例１＞
本発明の目的は、図１及び図５に示した方法及び装置によらなくとも達成することができる。すなわち、ペーストＦの製造のために粉砕炭Ｂと共に微粉炭スラリＥを用いる製造方式であれば、微粉炭スラリの供給導管を別途設けなくても、運転方法を工夫することによって本発明の目的を達成することができる。
【００３９】
図６に代表的な例の系統図を示す。この加圧流動層ボイラ用燃料の配管内輸送装置は、それぞれ投入された粉砕炭Ｂ、微粉炭スラリＥ、石灰石Ｃ及び水Ｄを混合して所望のペーストＦを製造する混練機８と、該ペーストＦを貯えるタンク９と、ペーストＦをタンク９から導管２８を通じ火炉（図示なし）に備えた分散ノズル１０に供給するポンプ１２と、導管２８に設けられ分散ノズル１０またはタンク９方向に切り替えられる三方弁１４と、から構成されている。この系統では、輸送配管２８もしくはポンプ１２の本体に、微粉炭スラリＥを導入する導管は設けていない。
【００４０】
図７は、上記各原料の供給量の時間変化を示したトレンドである。
【００４１】
時刻ｔ₀からペーストの製造が開始される。通常、各原料の配合比率は石炭性状に応じて決定され、連続運転中に水Ｄの注水流量を微調整する以外ほとんどの場合一定条件である。本参考例では、ペーストＦの製造初期に微粉炭スラリＥの混合比率を増加させ、微粉含有率の高いペーストＦとし、輸送配管内に先行して微粉含有率の高いペーストＦが輸送され、その後時刻ｔ₀ _’より計画通りの配合で製造されたペーストＦがポンプ１２より送り出されることになる。
【００４２】
微粉含有率の高いペーストＦが配管内を輸送される際に、ペースト中の過剰な微粉石炭粒子と水が配管内壁面に付着しながら進む。その後から輸送されてくる計画通りのペーストＦは、微粉石炭粒子と水が付着して滑り易くなった壁面を通過することになるため、管壁との摩擦が生じにくく脱水されない。先行するペーストＦは製造条件から微粉リッチかつ水分も多くなるため、壁面に微粉石炭粒子と水が付着してもそれ自身が閉塞することはない。
【００４３】
＜参考例２＞
参考例１と同じ設備を用いた別の運転方法を、図８の運転トレンドを用いて説明する。
【００４４】
時刻ｔ₀からペーストＦの製造が開始される。本参考例では、ペーストＦの製造初期に微粉炭スラリＥのみが供給され、その後に時刻ｔ₀’より全ての原料を所定の比率で混合攪拌して製造されたペーストＦがポンプ１２より送り出される。
【００４５】
微粉炭スラリＥは、ペーストＦに押し出されて輸送配管内を進む。この際、微粉炭スラリＥは配管内壁面に付着するため、後から輸送されてくるペーストＦは、微粉石炭粒子と水が付着して滑り易くなった壁面を通過することになるため、管壁との摩擦が生じにくく脱水されない。
【００４６】
＜参考例３＞
図９は、ペーストの製造に微粉炭スラリＥを使用しない製造設備において、本の目的を達成するための装置である。
【００４７】
参考例３の加圧流動層ボイラ用燃料の配管内輸送装置は、原炭Ａを貯える原炭バンカ１と、原炭Ａを粉砕して粗粉砕炭を生成する粗粉砕機２と、粉砕炭を分級する分級機３と、分級された粉砕炭Ｂを貯留する粉砕炭ホッパー４と、粉砕炭ホッパー４から送られた粉砕炭Ｂと石灰石ホッパ７から供給された石灰石Ｃと水Ｄとを攪拌、混合してペーストＦを生成する混練機８と、ペーストＦを貯えるタンク９と、ペーストＦをタンク９から導管２８を通じて分散ノズル１０に供給するポンプ１２とを備え、さらに、本参考例の特徴として、微粉粒子を含有するスラリを貯える別置きのタンク５４と、該スラリをタンク５４から導管５６を通ってペーストＦの輸送配管２８へ供給するポンプ５５とを備えている。微粒子を含有するスラリとしては、高濃度石炭・水スラリ（Ｃoal-Ｗater Ｍixtures；ＣＷＭ）を使用した。
【００４８】
ＣＷＭを使用する本参考例によれば、タンク５４内で長期保存が可能である。そのため、ペーストＦの製造に微粉炭スラリＥを使用しない方式を採用しても、タンク５４とＣＷＭの導管５６を付設するだけで、大幅な設備投資をせずに本発明の目的を達成できる。
【００４９】
以上のように、本発明で用いる微粒子を含有するスラリとして、微粉炭スラリ以外にＣＷＭを用いても同様の効果が得られることは、上述の通りである。
【００５０】
微粒子を含有するスラリを使用する理由は、僅かでも降伏値を有し、配管のレイアウトに関係なく、配管内面のほぼ全域に付着させることが可能なことにある。燃焼灰と混合して得られるスラリを用いても効果が得られる。
【００５１】
図１０に微粒子を含むスラリの降伏値とポンプ出口圧の関係を示す。本発明で記述しているごとく、配管内壁に微粒子を含むスラリを効率よく付着させ、ポンプ出口圧の上昇を防止するためには、スラリの降伏値が０．１〜１０Ｐａの範囲であることが必要である。
【００５２】
＜参考例４＞
図１１は、原料として投入された粉砕炭Ｂ、石灰石Ｃ及び水Ｄを撹拌、混合する混練機を有するが、微粉炭スラリＥを用いない製造設備において、本発明の目的を達成するための装置である。これは、混練機の回転を高く設定してペーストを製造すると、混練中に石炭粒子が粉砕されてペースト中に含有される微粒子量が増加することを利用する、あるいは、ペーストの製造量を低下すると、混練機内での平均滞留時間が増加して、混練中に石炭粒子が粉砕されペースト中に含有される微粒子量が増加することを利用するものである。
【００５３】
参考例４の加圧流動層ボイラ用燃料の配管内輸送装置は、図１１に示すように、原料として投入された粉砕炭Ｂ、石炭石Ｃ及び水Ｄを混合して所望のペーストＦを製造する混練機８と、ペーストＦを貯えるタンク９と、ペーストＦをタンク９から導管２８を通じて送り、分散ノズル１０を介して火炉１０１に供給するポンプ１２と、導管２８に設けられ分散ノズル１０またはタンク９方向に切り替えられる三方弁１４と、図示されない各原料の供給フィーダの起動／停止や混練機８の回転数を制御する制御装置７１等を備えている。
【００５４】
ペーストＦの製造指令信号が制御装置７１に出力されると、制御装置７１より混練機８の回転数調節器７０に回転数の調節指令信号が出力される。混練機８の回転翼５０を駆動する混練機モータ６０の回転数は、標準運用条件に比べて高く設定される。混練機８へ供給される各原料は、混練機８内で高回転数（周速で５〜１０ｍ／ｓ程度）で攪拌混合されるため、混練前に比べ混練後のペースト中には微粉炭の含有量が過剰に増加する。
【００５５】
ペーストＦがタンク９内に所定量投入された時点で、ポンプ１２を起動してタンク９内の微粉炭過剰のペーストＦが輸送配管２８へ送られる。この場合、三方弁１４はタンク９側の戻り配管２９方向に開く。また、三方弁１５は排出側の配管３７側へ開かれている。排出側の配管３７にペーストＦが循環されてきたことを確認した後、三方弁１５が配管３６へ切り替えられ、タンク９へペーストＦが循環される。
【００５６】
次に、燃焼の準備が完了すると三方弁１４が戻り側から火炉側へ切り替えられ、ペーストＦが分散ノズル１０から火炉１０１へ投入され、燃焼に入る。
【００５７】
このように、微粉炭過剰のペーストＦをタンク９から分散ノズル１０に延びる輸送配管２８、３５に供給開始すると、輸送配管の壁面に過剰の微粒石炭粒子とともに水が付着しながら管内を進んでいく。その結果、輸送配管２８、３５内へ供給されたペーストＦが管内を移動する過程で、ペーストと管壁面の抵抗が著しく減少し、先行部分が脱水されず閉塞することがない。
【００５８】
図１１に示した設備を用い、豪州炭（燃料比１.５；灰分１１.５％）のペーストＦを製造して輸送配管内での循環テストを実施した。図１２には、循環運転及び火炉に燃料を投入するまでの運転トレンドを示した。
【００５９】
時刻ｔ₁でペーストＦの製造を開始する（トレンドａ）。混練機８の回転数は高く設定されている（トレンドｂ）。ペーストＦの製造を開始すると、タンク９レベルが上昇する（トレンドｃ）。タンク９レベルがある一定値まで達した時刻ｔ₂で、ペーストＦの製造を停止する。時刻ｔ₃にペーストポンプ１２を起動し、輸送配管２８、２９、３６への供給を開始する。時刻ｔ₄で輸送配管に供給したペーストＦがペーストタンク９に循環してくると、時刻ｔ₅になるまで循環運転が継続される。時刻ｔ₅でペーストポンプを停止した後、三方弁１４を火炉１０１側に切り替え火炉内へのペースト投入準備に入る。時刻ｔ₆でペーストポンプ１２を起動し、火炉１０１内にペーストＦ投入を開始する。ペーストポンプ１２の出力を除々に上昇しゆく過程で、タンク９レベルが減少するため、時刻ｔ₇でペーストＦの製造を再開する。
【００６０】
以上の操作において、微粉含有率の多いペーストが配管内を輸送される際に、ペースト中の過剰な微粉石炭粒子が水とともに配管内壁面に付着しながら進む。後から輸送されてくる計画通りのペーストは、微分石炭粒子と水が付着して滑り易くなった壁面を通過することになるため、管壁との摩擦が生じにくく脱水されない。
【００６１】
時刻ｔ₁より混練機８で製造するペーストＦの製造量を、標準条件より意図的に低くすると、混練機８内での平均滞留時間が増加し、微粉石炭粒子の含有率の高いペーストが製造されて同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００６２】
本発明によって、供給配管内へ供給されたペーストが管内を移動する過程で、ペーストと管壁面の抵抗が減少する。その結果、ペーストをはじめて配管に供給する起動時に、ペーストの先行端が脱水されにくくなり供給配管内での閉塞が無くなる。さらに、起動時に配管の分解、清掃等が不要となり、廃スラリの発生も大幅に抑えることができる。
【００６３】
また、従来法で実施してきた輸送配管の水濡らし操作が省略されるため、ポンプ台数の多い大型のプラントでの廃水量を大幅に削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態１である加圧流動層ボイラ用燃料の配管内輸送装置の系統図である。
【図２】第１の実施の形態におけるペースト供給時の運転パターンの一例を示す説明図である。
【図３】ペースト供給開始時における本発明の閉塞防止効果と従来法のそれとを比較して示す図である。
【図４】本発明実施による配管内壁面の状況を従来法のそれと比較して示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２である加圧流動層ボイラ用燃料の配管内輸送装置の系統図である。
【図６】本発明の参考例１となる加圧流動層ボイラ用燃料の配管内輸送装置の系統図である。
【図７】参考例１におけるペースト供給運転パターンの一例を示す図である。
【図８】参考例１におけるペースト供給運転パターンの別の例を示す図である。
【図９】本発明の参考例３となる加圧流動層ボイラ用燃料の配管内輸送装置の系統図である。
【図１０】本発明におけるスラリの降伏値に関する説明図である。
【図１１】本発明の参考例４となる加圧流動層ボイラ用燃料の配管内輸送装置の系統図である。
【図１２】参考例４におけるペースト供給運転パターン例を示す図である。
【図１３】従来法における加圧流動層ボイラ用燃料の配管内輸送装置の系統図である。
【図１４】従来法における配管閉塞状況の説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
５微粉砕機
６タンク（スラリ用）
８混練機
９タンク（ペースト用）
１０分散ノズル
１１ポンプ（スラリ用）
１２ポンプ（ペースト用）
２８、３５輸送配管
７０回転数調節器
７１制御装置
７２ポンプ制御装置
１０１加圧流動層燃焼炉
１０２流動媒体
Ａ原炭
Ｂ粉砕炭
Ｃ石炭石
Ｄ水
Ｅ微粉炭スラリ
Ｆペースト

Claims

原炭を粉砕機により粉砕して得られた粗粉炭と、該粗粉炭及び水を湿式粉砕して得られる微粉炭スラリと、水と、脱硫剤とを混練してペースト状の石炭・水混合燃料を製造し、該燃料を加圧された流動層火炉へポンプにより配管を通じて供給する加圧流動層ボイラ用燃料の配管内輸送方法において、該燃料の輸送を開始する前に、配管にあらかじめ前記微粉炭スラリを導入して該微粉炭スラリを該配管内面に付着させることを特徴とする加圧流動層ボイラ用燃料の配管内輸送方法。
前記微粉炭スラリの降伏値が０．１〜１０Ｐａであることを特徴とする請求項１記載の加圧流動層ボイラ用燃料の配管内輸送方法。
原炭を粉砕機により粉砕して得られた粗粉炭と、該粗粉炭及び水を湿式粉砕して得られる微粉炭スラリと、水と、脱硫剤とを混練してペースト状の石炭・水混合燃料を製造し、該燃料を加圧された流動層火炉へポンプにより配管を通じて供給する加圧流動層ボイラ用燃料の配管内輸送装置において、該燃料を送り出すポンプの出口から流動層火炉に至る配管に、前記微粉炭スラリを供給するスラリ供給手段を設けたことを特徴とする加圧流動層ボイラ用燃料の配管内輸送装置。
原炭を粉砕機により粉砕して得られた粗粉炭と、該粗粉炭及び水を湿式粉砕して得られる微粉炭スラリと、水と、脱硫剤とを混練してペースト状の石炭・水混合燃料を製造し、該燃料を加圧された流動層火炉へポンプにより配管を通じて供給する加圧流動層ボイラ用燃料の配管内輸送装置において、該燃料を送り出すポンプの入口に、前記微粉炭スラリを供給するスラリ供給手段を設けたことを特徴とする加圧流動層ボイラ用燃料の配管内輸送装置。