JP3932373B2 - 石炭と水の混合ペーストの粘度計測方法及び粘度制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭と水を混合したペーストの製造装置に係り、特にペースト配管を閉塞することなく燃焼炉内へ安定にペーストを供給できる石炭と水を混合したペーストの粘度計測方法及び粘度制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石炭と水の混合スラリーの燃料は、例えば加圧流動層ボイラ（以下、ＰＦＢＣという）に用いられる。ＰＦＢＣの火炉で、前記燃料が燃焼し流動層内に設置された伝熱管内で蒸気を発生させて蒸気タービンを駆動させる。更にＰＦＢＣで発生した高圧かつ高温の燃焼ガスでガスタービンを駆動させて高効率に電力を得る加圧流動層ボイラ複合発電プラントが知られている。前記ＰＦＢでＣは、石炭粒子を加圧状態の流動層火炉内に安定して供給することが課題の一つである。
【０００３】
図１１に、従来知られている、流動層火炉へ供給する燃料を石炭と水を混合して製造する装置の例を示す。図示の装置において、原炭ホッパ１０内の原炭は粗粉砕機２０で粉砕されて粗粉炭となり、粗粉炭ライン１を経て粗粉炭ホッパ３０へ導かれる。粗粉炭ホッパ３０の粗粉炭の一部が湿式微粉砕機（チューブミル）４０で微粉砕され、水と混合されて微粉炭・水スラリーとなって微粉炭スラリータンク５０に送られる。
【０００４】
粗粉炭ホッパ３０に蓄えられた粗粉炭は混練機８０に送られ、石灰石ホッパ７０から送られた石灰石、微粉炭スラリータンク５０から微粉炭スラリーポンプ６０により圧送される微粉炭・水スラリー、及び水供給ライン３から供給される水と混合されてペースト状の流体、すなわち石炭・水混合ペースト（以下、ＣＷＰという）が生成される。生成されたＣＷＰは、混練機出口８１を経てＣＷＰ貯蔵タンク９０に送られ、ここで一時貯蔵される。流動層火炉へのＣＷＰ供給は、ＣＷＰ貯蔵タンク９０のＣＷＰをＣＷＰポンプ１００で昇圧し、ＣＷＰ供給ライン１０１を経て図示されていない流動層の火炉壁に設けられたＣＷＰ噴霧ノズルに供給する湿式供給方式である。
【０００５】
しかしながら、ＣＷＰの製造においては、発電効率を高レベルに維持する上で石炭に添加する水の量をできるだけ少なくすることが重要である。このため、添加水量が限定されたＣＷＰは粘度が高く、しかも製造コスト低減のために石炭粒子分散用の薬剤を添加しないので流動性に極めて乏しい。更に、ＣＷＰは、最大径が４〜１０mmで重量平均粒径は１〜４mmと竜度が粗いため、低水分のＣＷＰを得るため相当量の微粒子を含んだ粒度構成が要求される。すなわち、ＣＷＰ中の石炭粒子は、数十ミクロンの微粒子から最大１０mm程度の粗粒子までの幅広い粒径範囲で存在するという特徴がある。
【０００６】
上記のような制約のもとで安定なＣＷＰを製造するためには、ＣＷＰの粘度は５〜２０Pa・sの範囲に調整することが望ましい。ＣＷＰの粘度が２０Pa・s以上であると、ＣＷＰポンプの吸込口でＣＷＰの閉塞が発生し、ＣＷＰのポンプ輸送ができなくなるという問題がある。一方、ＣＷＰの粘度が５Pa・sより低い場合には粗粒子が沈降し、固液分離が起こって配管内で閉塞するという問題がある。ＣＷＰの粘度は、主にＣＷＰ中の石炭濃度と相関がある。すなわち、石炭濃度が高い場合、ＣＷＰの粘度は増加し、逆に石炭濃度が低い場合には粘度が低下する。したがって、ＣＷＰの粘度を調整するためには、ＣＷＰ中の石炭濃度を管理する方法が最も効果的である。しかし、従来法では特開昭６２−１５５４３３号公報に示すように、ＣＷＰ中の水分の管理が行われていないため、ＣＷＰの石炭濃度、すなわち、粘度の変動が大きいという問題があった。
【０００７】
また、一定の性状のＣＷＰを得るためには、石炭粉砕後の粒度構成により、添加する水分量が異なって来る。水分量を一定量とすると石炭の粒度構成により、得られるＣＷＰの粘度が大きく変動し、ＣＷＰを配管で火炉にポンプ輸送することが不可能になる。
【０００８】
そこで、本発明者らは、特開平６−２７９７７２号公報に開示したように、ＣＷＰの粘度計測をオンラインで行うために、図１２に示すように、ＣＷＰ貯蔵タンク９０とＣＷＰポンプ１００の間に屈曲状流路１２７を設け、この屈曲状流路１２７にＣＷＰの撹拌抵抗検出手段１２６を設ける方法を提案した。この方法では、ＣＷＰの粘度計測は、ＣＷＰが屈曲状流路１２７内を流れている状態で行っている。この流路におけるオンライン計測において、ＣＷＰの粘度値が異常であることが検知されると、ＣＷＰの撹拌抵抗検出手段１２６の入り口側に、配管６より水もしくは微粉炭・水スラリーを供給する手段が設けられ、粘度の調整が行われるようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術では、原炭及び粉砕炭中に含まれる水分量が変動し、安定な流動性のよいＣＷＰを製造することができないという問題がある。更に、上記従来技術では、ＣＷＰ粘度計測を、ＣＷＰ貯蔵タンクとＣＷＰポンプの間のＣＷＰ流路で行っている。そのため、次のような問題がある。
【００１０】
▲１▼ＣＷＰ粘度計測を流路内のＣＷＰが動いている状態で行っているため、粘度値の精度が悪くなる。これは、流路内のＣＷＰの流速がピン型ロータのピンに力を作用し、撹拌トルク値が不安定になり、計測精度が低下するのである。また、ＣＷＰの粘度を計測している流路内のＣＷＰの流速が、ボイラ負荷により変化することも精度低下の原因となっている。
【００１１】
▲２▼ＣＷＰポンプの入り口側で粘度値異常を検出した時点ではＣＷＰ供給圧力が上昇し、配管の閉塞に対処できない。これは、ＣＷＰ流路に設けたＣＷＰの粘度計測するための撹拌トルク検出器では、粘度調整用の水もしくは微粉炭・水スラリーを供給しても撹拌効果が低く、粘度値がバラツキを生ずる。そのため、ＣＷＰの粘度制御が困難となる。
【００１２】
▲３▼自重による流れの中にピン型ロータを挿入すると、下側のピン部付近で空気層ができやすく、屈曲した流路内にロータを挿入するとＣＷＰの流れが不均一になり、計測精度が低下する。また、屈曲した流路内にロータを挿入するとＣＷＰが閉塞しやすくなる。
【００１３】
▲４▼ＣＷＰ貯蔵タンク内のＣＷＰが無駄になる。
【００１４】
上記従来技術ではまた、石炭の粒度構成によりＣＷＰの性状が大きく変動する点に配慮されていなかった。その上、ＣＷＰを用いるプラントの大型化に伴い、ＣＷＰ貯蔵タンクが大容量になり、ＣＷＰ貯蔵タンク内でのＣＷＰ粘度調整は困難になっている。
【００１５】
また、図１３に示すように、長期運転中にはＣＷＰの粘度が上昇し、上限値に達すると配管内の圧力損失が高くなり、ＣＷＰポンプによる加圧、圧送が困難になる。
【００１６】
本発明の目的は、ＣＷＰの粘度をオンラインで計測し、計測結果に応じて粘度調整を制御することで、性状の安定なＣＷＰを連続的に供給することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成する本発明の石炭・水混合ペーストの粘度計測方法は、粗粉炭と微粉炭・水スラリー及び水を混練して加圧流動層ボイラ用の石炭・水混合ペーストを製造する装置において、前記粗粉炭と微粉炭・水スラリーを混練する混練機出口もしくは該混練機出口と石炭・水混合ペースト貯蔵タンクを接続する配管部から石炭・水混合ペーストの一部を分流して取り出し、取り出した石炭・水混合ペーストを一時容器内に保持し、該容器内に保持された石炭・水混合ペーストを攪拌する攪拌トルクに基づいて石炭・水混合ペーストの粘度を計測し、該計測が終了した後、前記容器内に保持された石炭・水混合ペーストを前記石炭・水混合ペースト貯蔵タンクに至るラインに戻す手順を繰返して行うことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の石炭・水混合ペーストの粘度制御方法は、前記粘度計測方法により計測された石炭・水混合ペーストの粘度に基づいて、石炭・水混合ペーストの粘度調整用の微粉炭・水スラリーもしくは水を混練機入り口に供給することを特徴とする。
【００２５】
本発明に係るＣＷＰ製造装置における粘度計測方法によれば、ＣＷＰの製造装置の混練機で製造されたＣＷＰの一部は、例えば傾斜した案内板上に排出、落下され、落下したＣＷＰはその案内板の上を滑り落ちて粘度計測容器内に導かれる。粘度計測容器にＣＷＰが充填されると、例えばピン型ロータの攪拌機が回転され、撹拌トルクが計測されて粘度が求められる。ＣＷＰの粘度計測が完了すると粘度計測容器の底部に設けられたゲートバルブが開かれ、ＣＷＰが排出される。排出されたＣＷＰは、ＣＷＰ貯蔵タンクに導かれる。
【００２６】
粘度計測が完了したＣＷＰを排出したのち、再び混練機出口から排出されるＣＷＰの一部を案内板上を滑らせて粘度計測容器内へ導き、粘度計測が開始される。このように、ＣＷＰの粘度計測操作が繰り返される。ＣＷＰの粘度計測は、粘度計測容器内に充填されたＣＷＰが静止した状態で行われる。そのため、計測粘度値は信頼性の高い値が得られる。粘度計測の操作は、ＣＷＰ粘度計測を間歇的に行ったものである。混練機出口から排出されるＣＷＰの一部が粘度計測容器内に充填され始めると、充填されるＣＷＰがロータに衝突するため検出される粘度値は高くなり、ＣＷＰの量が一定の充填量に達すると検出される粘度値が一定となる。
【００２７】
このようにしてＣＷＰの粘度計測を行うことにより、装置運転時間の経過に伴ってＣＷＰの粘度が変動した場合、例えば粘度が上昇した場合、上限の粘度制限値に達すると、ＣＷＰ粘度調整用の微粉炭スラリーポンプの吐出容量、あるいは混練機に供給される水の量を増加させる制御が働き、混練機で生成されるＣＷＰの粘度を低下させるから、適正な粘度値内でＣＷＰを搬送、供給することができる。
【００２８】
石炭と水を混合したペーストの製造装置において、製造したＣＷＰの粘度が上昇して流動性が悪くなると、ＣＷＰのポンプによる加圧、圧送が困難になる。そのため、ＣＷＰの粘度を計測及び制御する方法について説明する。一般に、ＣＷＰの粘度計測は、ＣＷＰの撹拌抵抗から求めている。図１４及び図１５に、ＣＷＰ中の微粉炭量及び水分量に対応するＣＷＰの粘度の関係を示す。
【００２９】
図１４に示すようにＣＷＰの粘度を運用範囲内に保つには、ＣＷＰ中の微粉炭の重量割合を適正な範囲内にする必要がある。また、図１５に示すように、ＣＷＰ中の水分量が多くなると粘度が小さくなることがわかる。したがって、微粉炭と水を混合した微粉炭・水スラリーをＣＷＰに加えて粘度調整することが可能である。また、特願平４−２５９５２７号に記載されているように、加圧流動層ボイラの燃料として適したＣＷＰは、その中に含まれる粉砕炭の粒径に望ましい分布があることを本発明者らは見出した。すなわち、上記出願には、重量平均径が0.03〜0.07mmの範囲にある石炭の微粒子群をあらかじめ水と混合して微粉炭・水スラリーとした後に、重量平均径が1.0〜2.0mmの範囲にある石炭の粗粒子群と混合してＣＷＰを製造する技術が開示されている。
【００３０】
流動層火炉の燃料としてＣＷＰを使用するには、ＣＷＰが低水分量であることと同時に石炭粒子が沈降分離しにくいことが必要要件である。石炭粒子の粒度構成はこの二つの要件と密接に関係する。すなわち、ＣＷＰとして最適な粒度構成は水分量を最小にし、沈降分離を起こしにくい粒度条件によって決めることができる。
【００３１】
例えば、石炭の粒径0.02mm以下の粒子の重量割合が１０〜２０重量％の範囲ではＣＷＰの水分量が最小となり、且つ分離しにくい。石炭の粒径0.02mm以下の微粒子が２０重量％より多い場合、粘度が上昇して流動性を保つために水分量を多くする必要がある。また、粒径１mm以上の粒子の重量割合が５０〜７０重量％の範囲ではＣＷＰ中の水分量が最小になり、且つ分離しにくい。粒径１mm以上の粗粒子が５０重量％より少ない場合にはＣＷＰが沈降分離を起こしやすく、粒径１mm以上の粗粒子が７０重量％より多い場合には水分量が多くなる。
【００３２】
このように、ＣＷＰとしての最適な粉砕炭中の粒径分布範囲から外れた場合には、その粘度が上昇して取扱が困難になる。したがって、製造したＣＷＰ粘度の設定値がずれた場合には、この粉砕炭の粒径分布が最適範囲からずれたものと考えられ、微粉炭・水スラリーを添加することで修正できる。ここで、微粉炭・水スラリー中の微粉炭の重量平均径は0.03〜0.07mm程度である。
【００３３】
図１６に示すように、重量平均径が0.03〜0.07mm程度の微粉炭を含むＣＷＰの粘度の変動は最も少ない。したがって、好ましくは粒径が0.03〜0.07mmである粉砕炭を含む微粉炭・水スラリーをＣＷＰの粘度調整に用いることで、ＣＷＰの粒径分布を適正な値に戻すこともできる。なお、微粉炭・水スラリーの水分量は特に限定していない。
【００３４】
図１７は、ＣＷＰが１００kg／ｈで流出するものに対して微粉炭・水スラリーを５kg／ｈの割合で添加した場合のＣＷＰの粘度値の変動を示すものであるが、水分量が５０％前後の広い範囲で粘度が安定していることがわかった。したがって、加圧流動層ボイラに供給する直前でのＣＷＰの粘度調整には、ほぼ上記水分量の範囲の微粉炭・水スラリーを添加することが最も望ましい。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
図１、図２、図３に本発明を適用したＣＷＰ製造装置の一例を示す。図１は、ＣＷＰ製造装置におけるオンラインＣＷＰ粘度計測装置を示す系統図である。図１に示す装置は、原炭が格納されている原炭ホッパ１０と、原炭ホッパ１０の下方に配置されて原炭を粗粉砕して粗粉炭とする粗粉砕機２０と、粗粉砕機２０で生成された粗粉炭を粗粉炭ホッパ３０に導く粗粉炭ライン１と、粗粉炭ホッパ３０の出側に接続され粗粉炭を微粉砕する湿式微粉砕機（以下、チューブミルという）４０と、チューブミル４０に接続された水供給ライン２と、チューブミル４０出側に接続された微粉炭スラリータンク５０と、この微粉炭スラリータンク５０に装着された撹拌機５２と、微粉炭スラリータンク５０に吸込口を接続して配置された微粉炭スラリーポンプ６０と、前記粗粉炭ホッパ３０の出側に粗粉炭供給ライン３１で接続された混練機８０と、微粉炭スラリーポンプ６０の出側と前記混練機８０とを接続する微粉炭スラリー供給ライン５１と、石灰石が格納される石灰石ホッパ７０と、石灰石ホッパ７０の出側と前記混練機８０とを接続する石灰石供給ライン７１と、前記混練機８０に接続されて水を混練機８０に供給する水供給ライン３と、前記混練機８０の混練機出口８１に取り付けられた粘度計測手段であるＣＷＰ粘度計測装置１２５と、混練機出口８１の下方に配置され排出ＣＷＰライン４で混練機出口８１に接続されたＣＷＰ貯蔵タンク９０と、ＣＷＰ貯蔵タンク９０に装着された撹拌機９１と、ＣＷＰ貯蔵タンク９０に吸込口を接続して配置されたＣＷＰポンプ１００と、ＣＷＰポンプ１００の吐出側に接続されたＣＷＰ供給ライン１０１と、前記ＣＷＰ粘度計測装置１２５の出力を入力として前記微粉炭スラリーポンプ６０を制御する粘度制御手段であるＣＷＰ粘度制御装置１３０と、を含んで構成されている。
【００３６】
混練機８０の出口端には混練機出口区画が形成され、その下端に排出ＣＷＰライン４が接続されている。本発明の第１の実施例である前記ＣＷＰ粘度計測装置１２５は、図２に示されているように、前記混練機出口区画の一部をなすようにして形成された粘度計測容器１１０と、水平方向に対して傾斜して配置され上端を混練機出口８１の直下に位置させ下端を前記粘度計測容器１１０の上部に位置させた案内板１０５と、粘度計測容器１１０に回転軸を鉛直方向にして内装されたピン型ロータ１１５と、前記回転軸に結合された電動機１２１及びＣＷＰの撹拌トルク計１２０と、粘度計測容器１１０の底部に装着されたゲートバルブ１４０と、このゲートバルブ１４０を開閉するシリンダ１５０と、を含んで構成されている。
【００３７】
ゲートバルブ１４０とシリンダ１５０とが開閉手段を構成している。シリンダ１５０は油圧駆動もしくは空気圧駆動とし、シリンダ１５０に代えてゲートバルブ１４０を開閉する電動機を設けてもよい。案内板１０５は、水平面となす角度θを少なくとも４５度とするのが望ましく、また、必要量のＣＷＰが粘度計測容器１１０に送りこまれたら、その上端部を混練機出口８１の直下から退避させる等の動作をさせてそれ以上ＣＷＰが案内板上に落下しないように構成しておくのがよい。粘度計測容器１１０の上端は混練機出口区画の外側にあり、粘度計測容器１１０の下端は混練機出口区画の内部となっている。つまり、前記ゲートバルブ１４０は粘度計測容器１１０と混練機出口区画を連通する構成となっている。また、ピン型ロータ１１５と前記電動機１２１と撹拌トルク計１２０とで、撹拌計測手段を構成する。
【００３８】
上記構成の装置では、混練機８０で生成されたＣＷＰの一部を一旦バイパスルートに取り出し、その粘度を混練機８０の出口に設けられたＣＷＰ粘度計測装置１２５で検知し、ＣＷＰ粘度計測装置１２５の出力を入力とするＣＷＰ粘度制御装置１３０で検出された粘度に応じて、微粉炭スラリーポンプ６０の吐出量と水供給ライン３からの給水量の双方もしくは一方を制御し、前記粘度計測を終了したＣＷＰは再び系統に戻すようになっている。図２には示していないが、ＣＷＰ粘度調整用の微粉炭・水スラリーポンプや給水配管を別に設けてもよい。
【００３９】
混練機８０で生成されたＣＷＰは、混練機出口８１から排出され、混練機出口区画を経て排出ＣＷＰライン４に導かれるが、混練機出口８１から排出されたＣＷＰの一部が前記排出ＣＷＰライン４に導かれる前に前記案内板１０５上を滑り落ちて一旦バイパスされ、系外に設けた粘度計測容器１１０内に導かれる。粘度計測容器１１０内には、ＣＷＰの粘度計測用のピン型ロータ１１５が設置されており、その上部にはさきに述べたように、撹拌トルク計１２０と電動機１２１が結合されている。粘度計測容器１１０の底部にはシリンダ１５０で開閉されるゲートバルブ１４０が設置されており、粘度計測が終了したＣＷＰは、矢印５の流れにのって再び本流の排出ＣＷＰライン４に至るルートに戻るように構成されている。
【００４０】
なお、粘度計測容器１１０の底部に設けられたゲートバルブ１４０に代えて、図３に示されているような、一方の端部をヒンジで粘度計測容器１１０の底面に固着され、シリンダで駆動されて前記ヒンジを中心に回転して開閉するバタフライ状バルブ１４５としてもよい。また、ここでは図示していないが、案内板１０５はその裏面に加振器を設置すると効果的であり、案内板に代えてベルトコンベアを設けてもよい。
【００４１】
ＣＷＰの粘度は、図４に示すような、ＣＷＰの撹拌トルクと粘度較正用標準液（シリコンオイル）の粘度の関係をあらかじめ求めておき、ＣＷＰの撹拌トルクを検出して前記あらかじめ求めた関係を参照することで求められる。
【００４２】
次に上記構成の装置の動作につき、説明する。
図１で説明したように、混練機８０内に、粗粉炭供給ライン３１から粗粉炭を、微粉炭スラリー供給ライン５１から微粉炭・水スラリーを、石灰石供給ライン７１から石灰石を、水供給ライン３から水を、それぞれ供給し、混練機８０でよく混合してＣＷＰを製造する。図２に示すように、混練機８０で製造されたＣＷＰは混練機出口８１から排出されて排出ＣＷＰライン４を経てＣＷＰ貯蔵タンク９０に導かれるが、混練機出口８１から排出されたＣＷＰの一部は傾斜した案内板１０５の上に落ちる。案内板１０５の上に落ちたＣＷＰは、その上を滑って粘度計測容器１１０内に導かれる。粘度計測容器１１０内にＣＷＰが充填されると、ピン型ロータ１１５がＣＷＰを撹拌しながら所定の速度で回転される。撹拌トルク計１２０により回転に要するトルク（撹拌トルク）が測定され、粘度制御装置１３０に出力される。粘度制御装置１３０において、あらかじめ作成された図４に示す撹拌トルクと標準粘度の関係から、粘度が求められる。ＣＷＰの粘度計測が終了すると、粘度計測容器１１０の底部のゲートバルブ１４０が開かれ、ＣＷＰが排出される。排出されたＣＷＰは、排出ＣＷＰライン４を経てＣＷＰ貯蔵タンク９０に導かれる。粘度計測を終了したＣＷＰが排出されたらゲートバルブ１４０が閉じられ、再び混練機出口８１から排出されるＣＷＰの一部が案内板１０５の上を滑らせて粘度計測容器１１０に導かれて粘度計測が開始される。このようにしてＣＷＰ粘度計測が繰り返される。ＣＷＰ貯蔵タンク９０に一時貯蔵されたＣＷＰは、ＣＷＰポンプ１００により加圧され、ＣＷＰ供給ライン１０１を経て図示されていない加圧流動層ボイラの火炉に供給される。
【００４３】
上述のように、ＣＷＰの粘度計測は、ＣＷＰが粘度計測容器１１０内で静止した状態（移動していない状態）で行われているため、計測粘度値は信頼性の高い値が得られる。図５は、上記手順の粘度計測操作を行い、その結果をグラフ化して示したものである。図示のように、粘度計測は間歇的に行われている。混練機出口８１から排出されるＣＷＰの一部が粘度計測容器１１０に充填され始めると回転ロータに衝突し粘度値は高くなり、一定の充填量に達すると、検出される粘度値がほぼ一定となる。
【００４４】
このようにしてＣＷＰの粘度計測を行うことにより、ＣＷＰ粘度制御装置１３０において混練機８０から排出されるＣＷＰの粘度値の上昇を検出し、検出される粘度値があらかじめ設定された上限値を超えたら、微粉炭スラリーポンプ６０の吐出量を増加させて、ＣＷＰ粘度調整用の微粉炭・水スラリーの混練機８０への供給量を増やし、混練機８０から排出されるＣＷＰの粘度値を適正な範囲内に維持する。図６はこの制御の例を示すもので、一点鎖線はあらかじめ設定されている粘度値の上限値と下限値を示し、実線が検出された粘度値を示している。図示の例では、運転時間の経過とともに次第に粘度値が上昇し、ある時点で上限値を超えている。粘度値が上限値を超えた時点で微粉炭・水スラリーの供給量があらかじめ定められた量だけ増加され、検出される粘度値は、上限値を超えてしばらくしてから微粉炭・水スラリーの供給量増加の効果で、上昇から下降に転じて、上限値以下、下限値以上に安定している。
【００４５】
図７及び図８に本発明の第２の実施例を示す。本実施例は、ＣＷＰ粘度計測装置１２５を、混練機出口区画からＣＷＰ貯蔵タンク９０にＣＷＰを導く排出ＣＷＰライン１６０に設置したものであり、排出ＣＷＰライン１６０内を流れるＣＷＰの一部をバイパスしてＣＷＰ粘度計測装置１２５に導き、粘度計測後、計測を終了したＣＷＰを排出ＣＷＰライン１６０に戻すようにしたものである。図８に本実施例のＣＷＰ粘度計測装置１２５の構成の概要を示す。案内板１０５は、排出ＣＷＰライン１６０の内部に突出して配置され、粘度計測容器１１０は排出ＣＷＰライン１６０の外壁外面に突出して装着されている。本実施例の動作は前記第１の実施例と同様であるので、同一の符号を付して説明は省略する。
【００４６】
図９に、案内板１０５の上部に、ＣＷＰの量を調整するためのプレート（ＣＷＰ量調整用プレート）１０６を設けた例を示す。ＣＷＰ量調整用プレート１０６は、ＣＷＰが案内板１０５上を滑る方向（最大傾斜方向）に対して４５〜７０度傾斜して配置され、案内板１０５上面との間に間隔Ｈをおいてある。間隔Ｈは、案内板１０５の幅Ｌの１．０倍以上としてあり、ＣＷＰ量調整用プレート１０６は案内板１０５の幅（最大傾斜方向に直交する方向の案内板寸法）全体に亘ってその上に配置されている。このＣＷＰ量調整用プレート１０６は、混練機出口８１から排出される排出されたＣＷＰの一部（イ）を案内板１０５の上を滑らせて粘度計測容器１１０に導くとき、案内板１０５の上を滑るＣＷＰが前記間隔Ｈを通過するようにし、粘度計測容器１１０に導入される量を、前記間隔Ｈを通過できる量に制限するものである。案内板１０５上のＣＷＰ量（ＣＷＰの高さ）は粘度計測容器１１０に充填される量を表示するものであり、例えばＣＷＰ供給量が多い場合には、粘度計測容器１１０内の上部にＣＷＰが盛り上がるため、図８に示すピン型ロータ１１５の回転軸の周囲にＣＷＰが付着固化し、粘度値の計測誤差を招く恐れがある。ＣＷＰ量調整用プレート１０６は、粘度計測容器１１０に導入されるＣＷＰ量を制限することで上記問題を解消するものである。
【００４７】
図１０に、ピン型ロータ１１５の回転軸の周囲に、ＣＷＰ付着防止用カバー１７０を設けた例を示す。ＣＷＰ付着防止用カバー１７０は、粘度計測容器１１０に充填されているＣＷＰの表面が空気と接触する部分、つまり、粘度計測容器１１０内に充填されたＣＷＰの上面となる位置近傍のピン型ロータ１１５の回転軸の片側（好ましくは周囲）に、回転軸を覆うように取り付けられ、その表面にＣＷＰを付着固化させることで、回転軸の周囲にＣＷＰが付着固化することを防止する。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、製造直後のＣＷＰの粘度がオンラインで精度よく計測することができ、粘度の調整を精度よく効率的に行うことができる。そのため、ＣＷＰ貯蔵タンク内多量のＣＷＰを無駄にすることなく、石炭濃度及び粘度が一定で安定したＣＷＰを流動層火炉へ供給でき、ＣＷＰ輸送配管の閉塞の恐れが低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたＣＷＰ製造装置の実施例を示す系統図である。
【図２】本発明の第１の実施例であるＣＷＰ粘度計測装置を示す断面図である。
【図３】図２に示す実施例のゲートバルブに代えてベーン状バルブを用いた例を示す断面図である。
【図４】ＣＷＰの撹拌トルクと粘度較正用標準液の粘度の関係を示す概念図である。
【図５】図２に示す装置で粘度計測した結果の例を概念的に示す図である。
【図６】製造されるＣＷＰの粘度の変動とこの変動に対応して行われた制御の例を示す概念図である。
【図７】本発明の第２の実施例を適用したＣＷＰ製図装置の例を示す系統図である。
【図８】図７に示す本発明の第２の実施例の断面図である。
【図９】ＣＷＰ量調整用プレートを示す斜視図である。
【図１０】ＣＷＰ付着防止カバーを示す斜視図である
【図１１】従来技術のＣＷＰ製造装置の例を示す系統図である。
【図１２】従来技術のオンラインＣＷＰ粘度計測装置の例を示す断面図である。
【図１３】ＣＷＰ粘度の変動の例を示す概念図である。
【図１４】ＣＷＰ中の微粉量とＣＷＰ粘度の関係を概念的に示す図である。
【図１５】ＣＷＰ中の水分量とＣＷＰ粘度の関係を概念的に示す図である。
【図１６】ＣＷＰ重量平均径とＣＷＰ粘度の変動幅の関係の例を示す概念図である。
【図１７】微粉スラリー中の水分量とＣＷＰ粘度変動幅の関係の例を示す概念図である。
【符号の説明】
１ 粗粉炭ライン
２，３，６ 水供給ライン
４ 混練機出口からの排出ＣＷＰライン
６ 配管
１０ 原炭ホッパ
２０ 粗粉砕機
３０ 粗粉炭ホッパ
３１ 粗粉炭供給ライン
４０ 湿式微粉砕機（チューブミル）
５０ 微粉炭スラリータンク
５１ 微粉炭スラリー供給ライン
５２ 撹拌機
６０ 微粉炭スラリーポンプ
７０ 石灰石ホッパ
７１ 石灰石供給ライン
８０ 混練機
８１ 混練機出口
９０ ＣＷＰ貯蔵タンク
９１ 撹拌機
１００ ＣＷＰポンプ
１０１ 加圧流動層へのＣＷＰ供給ライン
１０５ 案内板
１０６ ＣＷＰ量調整用プレート
１１０ 粘度計測容器
１１５ ピン型ロータ
１２０ 撹拌トルク計
１２１ 電動機
１２５ ＣＷＰ粘度計測装置
１２６ 撹拌抵抗検出手段
１２７ ＣＷＰ貯蔵タンクとＣＷＰポンプを接続する屈曲状流路
１３０ ＣＷＰ粘度制御装置
１４０ ゲートバルブ
１４５ バタフライ状バルブ
１５０ シリンダ
１６０ 排出ＣＷＰライン
１７０ ＣＷＰ付着防止用カバー

Claims (2)

1. 粗粉炭と微粉炭・水スラリー及び水を混練して加圧流動層ボイラ用の石炭・水混合ペーストを製造する装置において、前記粗粉炭と微粉炭・水スラリーを混練する混練機出口もしくは該混練機出口と石炭・水混合ペースト貯蔵タンクを接続する配管部から石炭・水混合ペーストの一部を分流して取り出し、取り出した石炭・水混合ペーストを一時容器内に保持し、該容器内に保持された石炭・水混合ペーストを攪拌する攪拌トルクに基づいて石炭・水混合ペーストの粘度を計測し、該計測が終了した後、前記容器内に保持された石炭・水混合ペーストを前記石炭・水混合ペースト貯蔵タンクに至るルートに戻す手順を繰返して行う石炭・水混合ペーストの粘度計測方法。
2. 請求項１に記載の石炭・水混合ペーストの粘度計測方法により計測された石炭・水混合ペーストの粘度に基づいて、石炭・水混合ペーストの粘度調整用の微粉炭・水スラリーもしくは水を混練機入り口に供給することを特徴とする石炭・水混合ペーストの粘度制御方法。

Images