JP5415355B2

JP5415355B2 - 石炭貯蔵設備及び石炭貯蔵方法

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Publication number: JP5415355B2
Application number: JP2010114665A
Authority: JP
Inventors: 白木　　聡; 祐木村; 浩之安本; 貞治豊嶋; 武倉村; 和久田村; 誠久光; 二郎大屋; 正明大瀧; 春美藤沖
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2010-05-18
Filing date: 2010-05-18
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2030-05-18
Also published as: JP2011241049A

Description

本発明は、火力発電所等において使用するまでの間、石炭を貯蔵する石炭貯蔵設備及び石炭貯蔵方法に関するものである。

火力発電所は、石炭、石油、天然ガス等を燃料として、電気エネルギを得ている。これらの燃料のうち石炭は、輸送された後、ボイラで燃焼されるまでの期間、石炭貯蔵設備内の貯炭槽で積み上げて貯蔵される場合が多い。積み上げて貯蔵されると石炭は、時間の経過と共に酸化反応が進み、発熱する場合がある。

このため、長期にわたり貯蔵される石炭が生じないように、石炭サイロの内部に複数個の貯炭槽を設け、それぞれの貯炭槽に石炭を分けて貯蔵し、貯蔵日時を記憶し、先に貯蔵された石炭から先に使用している（いわゆる先入れ先出し）。
しかし、石炭貯蔵量が多くなると、先入れ先出しを行っていても、石炭の貯蔵期間が長くなり、使用の順番が来る前に温度が上昇する場合もある。このため、一定期間経過した場合や、温度が上昇した場合に、石炭の積み替えを行い、石炭を搬送することにより空冷している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−４５５６４号公報

しかし、石炭の品質は産地等により異なり、石炭貯蔵設備には、酸素との反応性の高い石炭が搬入される場合がある。このような石炭は、積み替えを行っても、短期間のうちに再度温度が上昇する可能性があり、安全面及び効率面から、早期に使用することが好ましい。

本発明の課題は、より安全且つ効率的な石炭貯蔵設備及び石炭貯蔵方法を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。

（１）本発明の石炭貯蔵設備は、互いに区画され、内部に石炭が貯蔵可能な複数の貯炭槽と、前記複数の貯炭槽の上方に配置され、石炭を受け入れる石炭受入れ部と、前記複数の貯炭槽の上方に配置され、前記石炭受入れ部に受け入れられた石炭を該複数の貯炭槽に搬入する石炭搬入装置と、前記複数の貯炭槽の下方に配置され、該複数の貯炭槽に貯蔵された石炭を該貯炭槽の下方から払い出す払出装置と、前記払出装置の下方に配置され、該払出装置により払い出された石炭を搬出する石炭搬出路と、前記石炭搬出路の下流側に配置され、該石炭搬出路により搬出された石炭を外部装置に供給する石炭供給路と、前記石炭搬出路の下流側に配置され、該石炭搬出路により搬出された石炭を前記石炭受入れ部に返送する石炭返送路と、前記石炭搬出路により搬出される石炭の搬送路を、前記石炭供給路側又は前記石炭返送路側に切り替える搬送路切替部と、前記複数の貯炭槽それぞれに設けられる複数の温度測定部と、前記複数の貯炭槽それぞれに石炭が貯蔵された貯蔵時を、それぞれ記憶する記憶部と、前記払出装置、前記石炭返送路、前記搬送路切替部、前記石炭受入れ部及び前記石炭搬入装置を制御して前記貯炭槽に貯蔵されている石炭を所定の貯炭槽に積み替える積替制御、及び、前記払出装置、前記石炭搬出路、及び前記搬送路切替部を制御して前記貯炭槽に貯蔵されている石炭を前記外部装置に供給する外部供給制御が可能で、前記記憶部により記憶された貯蔵時から第１の期間経過した場合に、その第１の期間が経過した貯炭槽に貯蔵されている石炭を所定の貯炭槽に積み替える前記積替制御を行い、前記温度測定部により第１の温度以上の温度が測定されたときには、前記第１の期間が経過していない場合であっても、前記記憶部により記憶された貯蔵時から、前記第１の期間より短い第２の期間を経過している場合は、前記第１の温度以上の温度が測定された貯炭槽に貯蔵されている石炭を所定の貯炭槽に積み替える前記積替制御を行い、前記第２の期間を経過していない場合は、前記外部供給制御を行う制御部と、を備える。

（２）また、本発明の石炭貯蔵方法は、互いに区画され、内部に石炭が貯蔵可能な複数の貯炭槽と、前記複数の貯炭槽の上方に配置され、石炭を受け入れる石炭受入れ部と、前記複数の貯炭槽の上方に配置され、前記石炭受入れ部に受け入れられた石炭を該複数の貯炭槽に搬入する石炭搬入装置と、前記複数の貯炭槽の下方に配置され、該複数の貯炭槽に貯蔵された石炭を該貯炭槽の下方から払い出す払出装置と、前記払出装置の下方に配置され、該払出装置により払い出された石炭を搬出する石炭搬出路と、前記石炭搬出路の下流側に配置され、該石炭搬出路により搬出された石炭を外部装置に供給する石炭供給路と、前記石炭搬出路の下流側に配置され、該石炭搬出路により搬出された石炭を前記石炭受入れ部に返送する石炭返送路と、前記石炭搬出路により搬出される石炭の搬送路を、前記石炭供給路側又は前記石炭返送路側に切り替える搬送路切替部と、前記複数の貯炭槽それぞれに設けられる複数の温度測定部と、前記複数の貯炭槽それぞれに石炭が貯蔵された貯蔵時を、それぞれ記憶する記憶部と、前記払出装置、前記石炭返送路、前記搬送路切替部、前記石炭受入れ部及び前記石炭搬入装置を制御して前記貯炭槽に貯蔵されている石炭を所定の貯炭槽に積み替える積替制御、及び、前記払出装置、前記石炭搬出路、及び前記搬送路切替部を制御して前記貯炭槽に貯蔵されている石炭を前記外部装置に供給する外部供給制御が可能な制御部と、を備える石炭貯蔵設備において、前記記憶部により記憶された貯蔵時から第１の期間経過した場合に、その第１の期間が経過した貯炭槽に貯蔵されている石炭を所定の貯炭槽に積み替える前記積替制御を行い、前記温度測定部により第１の温度以上の温度が測定されたときには、前記第１の期間が経過していない場合であっても、前記記憶部により記憶された貯蔵時から、前記第１の期間より短い第２の期間を経過している場合は、前記第１の温度以上の温度が測定された貯炭槽に貯蔵されている石炭を所定の貯炭槽に積み替える前記積替制御を行い、前記第２の期間を経過していない場合は、前記貯炭槽に貯蔵された石炭を前記外部装置に供給するように、前記外部供給制御を行う。

上記石炭貯蔵設備及び石炭貯蔵方法によれば、外部より貯炭槽に搬入された石炭、又は積み替えが行われた石炭において、一定期間（積み替えを行う基準となる第１の期間よりも短い第２の期間）の間に石炭の温度が上昇した場合、その石炭は、再度積み替えが行われることなく外部に供給されて消費される。

（３）また、上記石炭貯蔵設備は、前記複数の貯炭槽それぞれに設けられる複数の一酸化炭素濃度測定部を更に備え、前記制御部は、前記複数の一酸化炭素濃度測定部により第１の濃度以上の一酸化炭素濃度が測定された場合に、前記第１の期間が経過していない場合であっても、前記記憶部により記憶された石炭貯蔵時から、前記第１の期間より短い第２の期間を経過している場合は、前記第１の濃度以上の一酸化炭素濃度が測定された貯炭槽に貯蔵されている石炭を所定の貯炭槽に積み替えるように、前記積替制御を行い、前記第２の期間を経過していない場合は、前記貯炭槽に貯蔵された石炭を前記外部装置に供給するように、前記外部供給制御を行ってもよい。

この石炭貯蔵設備によれば、新たに貯炭槽に搬入された石炭、又は積み替えが行われた石炭において、一酸化炭素濃度が低下しない場合には、その石炭の再度積み替えを行うことなく外部に供給して消費される。

（４）更に上記石炭貯蔵設備において前記記憶部は、前記貯炭槽の積み替え回数を記憶し、前記制御部は、前記外部供給制御を、石炭の積み替えが１回以上行われた貯炭槽に対して行い、石炭の積み替えが行われていない貯炭槽に対しては、前記外部供給制御の代わりに積替制御を行ってもよい。

この石炭貯蔵設備によれば、温度や一酸化濃度が上昇しても、一回も積み替えが行われていない石炭に対しては、積み替えを行って様子を見ることができる。

（５）上記石炭貯蔵設備において前記制御部は、前記複数の貯炭槽のうち払い出しを行った貯炭槽に石炭を循環させてもよい。

この石炭貯蔵設備によれば、もともと貯蔵されていた貯炭槽に戻すことにより、複数の貯炭槽に貯蔵されている石炭の管理の効率化を図ることができる。

本発明によれば、安全且つ効率的な石炭貯蔵設備及び石炭貯蔵方法を提供することができる。

火力発電所における石炭サイロ、ボイラ、タービン及び発電機の関係を示す図である。石炭サイロ及びその周囲の石炭搬送装置を含む石炭貯蔵設備を示す図である。石炭サイロの下部に備えられた石炭搬出用のホッパ、払出機及びホッパ下コンベアを説明する図である。石炭貯蔵設備の搬送制御システムのブロック図である。搬送制御装置の外部供給制御を示すフローチャートである。石炭の石炭積替制御を含む、全体的な制御を示すフローチャートである。石炭積替制御を示すフローチャートである。

以下、図面等を参照して、本発明の一実施形態に係る火力発電所の石炭貯蔵設備について説明する。図１は、火力発電所における石炭サイロ４、ボイラ７、タービン１０，１１，１２及び発電機１３，１４の関係を示す図である。なお、図を簡単に分かりやすくするため、火力発電所におけるその他の機器は省略してある。石炭船１で火力発電所まで運ばれた石炭は、連続式揚炭機（アンローダ）２で石炭船１からサイロ行コンベア４Ａに陸揚げされ、石炭サイロ４に運ばれて、実際に使用されるまでの期間、一時的に貯蔵される。

石炭サイロ４での貯蔵後、石炭は、バンカ行コンベア４Ｂによりバンカ５に搬送される。バンカ５に搬送された石炭は、高性能微粉炭機６で粉末（微粉炭）にされてボイラ７に投入される。微粉炭はボイラ７内で燃焼して、給水８を高温（例えば、約６００度）の熱エネルギを有する蒸気９に変える。この蒸気９は、高圧タービン１０や中圧タービン１１で機械エネルギとなってこれらを回転させ、これらに連結された発電機１３を駆動して電気エネルギを生成する。また、余熱を低圧タービン１２に導き、これに連結された発電機１４も駆動する。

図２は、石炭サイロ４及びその周囲の石炭搬送装置を含む石炭貯蔵設備１００の一例を示す図である。石炭サイロ４は、その周囲を外壁１０１で囲まれている。

図２に示すように、石炭サイロ４の貯炭エリアは、横方向（図２におけるＹ方向）にＡ，Ｂ，Ｃの３列に区分けされ（Ａ，Ｂ，Ｃの符号は外壁１０１の屋根に図示）、各列は更に、縦方向（図２におけるＸ方向）にａ，ｂ，ｃ，ｄの４つに区分けされ（ａ，ｂ，ｃ，ｄの符号は外壁１０１の側面下部に図示）、合計１２個の貯炭槽１０２を備えている。なお、貯炭槽１０２の数は、これに限定されず、それ以上でもそれ以下でもよい。

各貯炭槽１０２を形成する隔壁は、鉛直方向（Ｚ方向）に延びる主柱１０４と、隣接する主柱１０４間において複数本鉛直方向（Ｚ方向）に延びる主柱１０４より細い中間柱１０５及び水平方向のリング梁１０６とを有する。

石炭貯蔵設備１００は、サイロ行コンベア４Ａで運ばれてきた石炭を受け入れて、貯炭槽１０２に石炭を搬送する受入れコンベア（石炭受入れ部）２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ）を備える。受入れコンベア２０ＡはＡ列の貯炭槽１０２に石炭を搬送し、受入れコンベア２０ＢはＢ列の貯炭槽１０２に石炭を搬送し、受入れコンベア２０ＣはＣ列の貯炭槽１０２に石炭を搬送する。また、受入れコンベア２０は、それぞれ、貯炭槽１０２の上部に設けられた積付機（石炭搬入装置）１０８（１０８Ａ，１０８Ｂ，１０８Ｃ）に連結されている。積付機１０８Ａは受入れコンベア２０Ａに連結され、積付機１０８Ｂは受入れコンベア２０Ｂに連結され、積付機１０８Ｃは受入れコンベア２０Ｃに連結されている。積付機１０８は、各貯炭槽１０２上を縦方向（図中Ｘ方向）に移動可能で、いずれかの貯炭槽１０２内部に石炭を落下可能となっている。

図３は、貯炭槽１０２の下部に備えられた石炭搬出用のホッパ１１０、払出機１３０（払出装置）及びホッパ下コンベア（石炭搬送路）１４０を説明する図である。ホッパ（ｈｏｐｐｅｒ）は、一般に石炭等を流下させる漏斗、つまり、じょうご状の装置を意味する。本実施形態でホッパ１１０は、各貯炭槽１０２の下部に設置されている。ホッパ１１０は、格子状に構成されたホッパ壁を備える。縦方向（図中Ｘ方向）に延在するホッパ壁１１１，１１２，１１３，１１４…のうち、奇数番目のホッパ壁１１１，１１３，…の側壁は斜めになっている。そして、貯炭槽１０２の下部は、隣接する奇数番目のホッパ同士によって底部へ石炭を流し込む逆台形形状の空間を有している。この空間の中に偶数番目のホッパ壁１１２，１１４…が配置され、偶数番目のホッパ壁の下側には、ホッパの底部との間に、隙間１３３が形成され、その隙間１３３に、ホッパ壁１１２，１１４…に沿って移動可能な払出機１３０が設置されている。また、横方向にもホッパ壁１２１，１２２，１２３…が延び、これらの横方向ホッパ壁１２１，１２２，１２３…によって縦方向ホッパ壁１１１，１１２，１１３，１１４…の強度の確保と位置決めがなされている。

払出機１３０は、各々が円弧状であって放射状に延びた６本の爪部材を持った回転部材１３１を有する。払出機１３０は、上述のように、偶数番目のホッパ壁１１２，１１４…の隙間１３３の内部において、爪部材が隙間１３３に配置されるようにしてホッパ壁１１２，１１４…に沿って移動可能に設けられている。また、ホッパ１１０における偶数番目のホッパ壁１１２，１１４…の底部には、払出機１３０の移動方向に沿ってスリット１３２が設けられている。

スリット１３２の下部には、ホッパ下コンベア１４０が設置されている。払出機１３０は、回転部材１３１を回転させながら、ホッパ内に貯蔵された石炭の内部を偶数番目のホッパ壁１１２，１１４…の各々に沿って移動する。これにより、石炭が隙間１３３から払い出され、スリット１３２を通過してホッパ下コンベア１４０に払い出されるようになっている。

ホッパ下コンベア１４０の搬送終点の下部には、一次払出コンベア（石炭搬出路）１６０が横方向（図２におけるＹ方向）に配置され、ホッパ下コンベア１４０に払い出された石炭は、一次払出コンベア１６０に受け渡される。一次払出コンベア１６０の搬送終点には、一次払出コンベア１６０に対して垂直に設けられた二次払出コンベア（石炭搬出路）１６１が配置されている。一次払出コンベア１６０によって搬出された石炭は、二次払出コンベア１６１でその移動方向を９０度変換され、図２においてＸマイナス方向に搬送される。

二次払出コンベア１６１の搬送終点には、搬送路切替部１６２が設けられている。搬送路切替部１６２は、後述する制御装置の指示により、二次払出コンベア１６１から運ばれた石炭を、石炭貯蔵設備１００の外部、即ちボイラ７で燃焼させるためにバンカ５へ送り出すバンカ行コンベア（石炭供給路）４Ｂに乗せるか、又は、再度、貯炭槽１０２に貯蔵させるため再循環コンベア１６３（石炭返送路）に載せるかの切り替えを行う。

再循環コンベア１６３は、搬送路切替部１６２から延び、石炭を貯炭槽１０２に積み替えするように、受入れコンベア２０に連結されている。

次に、石炭貯蔵設備１００の搬送制御システムに２００ついて説明する。図４は、その搬送制御システム２００を示すブロック図である。搬送制御システム２００は、石炭の状態を監視する監視装置２１０と、石炭を移動させる石炭搬送装置２２０と、それらの監視装置２１０及び石炭搬送装置２２０を制御する制御装置２３０とを備える。

監視装置２１０は、石炭の貯蔵期間を計測するタイマ２１１と、このタイマ２１１に接続され石炭の貯蔵期間、及び積み替え回数を記憶する貯蔵期間記憶部２１２とを有している。各貯炭槽１０２の石炭が搬入（積み替えも含む）されると、タイマ２１１による計時が開始され、計時されている貯蔵期間データは貯蔵期間記憶部２１２に送られる。貯蔵期間記憶部２１２は、貯蔵期間データを、制御装置２３０に送る。

また監視装置２１０は、貯蔵石炭の温度を感知する温度センサ２１３と、この温度センサ２１３に接続され、貯蔵石炭の温度を監視する温度監視部２１４とを有している。温度センサ２１３は、それぞれの貯炭槽１０２ごとに、ホッパ１１０の頂部における同一水平位置に６ヶ所、及び、ホッパ１１０の頂部よりも上である貯炭槽１０２の内部において、異なる水平位置に６ヶ所設置されている（いずれも図示せず）。温度センサ２１３で感知された温度データは、温度監視部２１４に送信される。温度監視部２１４は、どの貯炭槽１０２の、温度センサ２１３かというデータと共に、この温度データを制御装置２３０に送る。

更に、監視装置２１０は、各貯炭槽１０２に設置されたガスセンサ２１５と、このガスセンサ２１５に接続され、ガス濃度を監視するガス濃度監視部２１６とを有している。ガスセンサ２１５は、ＣＯ濃度を測定可能で、それぞれの貯炭槽１０２ごとに、ホッパ１１０の頂部においてＹ方向に等間隔で３ヶ所、及び貯炭槽１０２の内部に１ヶ所設置されている。更にサイロ全体としての上部に１ヵ所設置されている（いずれも図示せず）。

ガスセンサ２１５で感知されたＣＯガス濃度データは、ガス濃度監視部２１６に送信される。ガス濃度監視部２１６は、どの貯炭槽１０２のどのガスセンサ２１５かというデータと共に、このＣＯガス濃度データを制御装置２３０に送る。

制御装置２３０は、貯蔵期間記憶部２１２からの貯蔵期間データ、温度監視部２１４からの温度データ、及びガス濃度監視部２１６からのガス濃度データに基づき、石炭を外部に送り出すか、積み替え（再循環）を行うかを制御する。

制御装置２３０は、通常のコンピュータでよく、少なくとも、演算機能を有するＣＰＵと、再循環制御を実行するコンピュータ・プログラムが蓄積されたＲＯＭと、作業領域であるＲＡＭ、貯蔵期間記憶部２１２，温度監視部２１４，ガス濃度監視部２１６及び石炭搬送装置２２０に接続された入出力制御装置と、モニタ（いずれも図示せず）と、を有している。

石炭搬送装置２２０は、制御部２３０の制御に基づいて、石炭を外部に送り出し、又は、再循環させる装置である。石炭搬送装置２２０は、上述の払出機１３０、ホッパ下コンベア１４０、一次払出コンベア１６０、搬送路切替部１６２、バンカ行コンベア４Ｂ、再循環コンベア１６３、受入れコンベア２０、積付機１０８を含む搬送部全体をいう。

次に、本実施形態の石炭貯蔵設備１００で実行される動作について説明する。

（先入れ先出し）
まず、上述の石炭貯蔵設備１００における、基本的動作である先入れ先出し動作について説明する。貯炭槽１０２において石炭の平均貯蔵期間を出来るだけ短くするため、原則として、石炭の貯炭槽１０２への搬入及び外部への搬出は「先入れ先出し」により運用される。

サイロ行コンベア４Ａで運ばれてきた新しい石炭は、石炭サイロ４の貯炭槽１０２に受入れコンベア２０によって導かれ、積付機１０８により槽内に落とされ、貯炭槽１０２に貯蔵される。

貯炭槽１０２で貯蔵が開始されると、タイマ２１１の計時が開始される。タイマ２１１の計時に基づき石炭の貯蔵期間が貯蔵期間記憶部２１２によって管理される。そして、石炭使用時（外部に供給してボイラで燃焼させる場合）において、制御装置２３０は、貯蔵期間記憶部２１２によって管理された貯蔵期間に基づいて、貯蔵期間の最も貯炭槽１０２の石炭を外部供給するように制御する（以下、この制御を外部供給制御という）。

図５は、制御装置２３０の外部供給制御を示すフローチャートである。
ステップ１０１（以下、ステップをＳで表す）において制御装置２３０は、上述した貯蔵期間の長い貯炭槽１０２におけるホッパ２５の下部に設置された払出機１３０を作動させる。これによって、払出機１３０の回転部材１３１が回転し、各貯炭槽１０２の下に形成されたスリット１３２から石炭は、ホッパ下コンベア１４０に払い出される。

Ｓ１０２において、ホッパ下コンベア１４０を作動させ、ホッパ下コンベア１４０上に落下した石炭を搬送する。この場合、散水装置１５０は作動しない。Ｓ１０３において、一次払出コンベア１６０及び二次払出コンベア１６１を作動させる。ホッパ下コンベア１４０で搬送された石炭は一次払出コンベア１６０に移送され、次いで二次払出コンベア１６１で搬送される。

Ｓ１０４において搬送制御部２３１は、搬送路切替部１６２において二次払出コンベア１６１とバンカ行コンベア４Ｂとを連結し、Ｓ１０５において、バンカ行コンベア４Ｂを作動する。これにより、二次払出コンベア１６１により運ばれた石炭は、外部へ搬出、即ちバンカ行コンベア４Ｂに乗せられてバンカ５へ運ばれて、ボイラ７で燃焼される。

このように、本実施形態の、先入れ先出し方式によると、貯蔵期間の長い貯炭槽１０２から、また、同一の貯炭槽１０２においても先に貯蔵された石炭から外部へ搬出される。

（積み替え）
次に、石炭積み替え動作について説明する。図６は、石炭の石炭積替制御を含む、全体的な制御を示すフローチャートである。図７は石炭積替（再循環）制御を示すフローチャートである。

まず、石炭は、受入れコンベア２０によって運搬され、積付機１０８により貯炭槽１０２内に落下されて貯蔵される。貯炭槽１０２で貯蔵が開始されると、タイマ２１１の計時が開始される。タイマ２１１の計時に基づき石炭の貯蔵期間が貯蔵期間記憶部２１２によって管理される。以上は上述の先入れ先出しの場合と同様である。

図６に示すように、制御装置２３０は、まず、Ｓ２０１において、貯蔵期間記憶部２１２から石炭搬入後からの貯蔵期間データを読み込む。

Ｓ２０２で、この貯蔵期間が第１の期間（本実施形態では１．５ヶ月）を超えているか否かを判定する。超えていなければ（Ｓ２０２，Ｎｏ）、Ｓ２０３に進む。超えていれば（Ｓ２０２，Ｙｅｓ）、上述の石炭積み替えを行うＳ２１１に進み、制御装置２３０は石炭貯蔵設備１００が石炭の積み替えを行うように図７で示す積替制御を行う。

図７の積替制御では制御装置２３０の外部供給制御と同様に、貯炭槽１０２におけるホッパ２５の下部に設置された払出機１３０を作動させる（Ｓ３０１）。これによって、払出機１３０の回転部材１３１が回転し、各貯炭槽１０２の下に形成されたスリット１３２から石炭は、ホッパ下コンベア１４０に払い出される。ホッパ下コンベア１４０を作動し（Ｓ３０２）、ホッパ下コンベア１４０上の石炭を搬送する。

一次払出コンベア１６０及び二次払出コンベア１６１を作動させる（Ｓ３０４）。ホッパ下コンベア１４０で搬送され、石炭は一次払出コンベア１６０に移送され、次いで二次払出コンベア１６１で搬送される。

石炭搬送装置２２０は、搬送路切替部１６２において二次払出コンベア１６１と再循環コンベア１６３とを連結させる（Ｓ３０５）。これにより、石炭は再循環コンベア１６３によって搬送されて受入れコンベア２０に運ばれる。

制御装置２３０は、再循環コンベア１６３及び受入れコンベア２０を作動させる（Ｓ３０６）。サイロ行コンベア４Ａによって運ばれた新規搬入の石炭と同じように、再循環コンベア１６３によって運ばれた石炭も積付機１０８に運ばれ、再び元の貯炭槽１０２に戻される。なお、元の貯炭槽１０２に戻す場合、貯蔵されている石炭の管理の効率化を図れるという利点がある。ただし、これに限定されず、他の貯炭槽１０２に戻すこともできる。

このように、「先入れ先出し」の順番がこなくとも、貯蔵期間が一定の期間を超えている場合に、石炭積み替えを行うのは以下の理由による。

本実施形態では、石炭利用において原則として、上述の「先入れ先出し」が採用され、貯炭槽１０２内にある古い石炭から先に出して平均貯炭期間を短くしている。しかし、石炭貯蔵量が多くなると、貯蔵期間が長くなり、長期貯蔵すると、石炭の温度が上昇する可能性がある。このため、石炭搬入後から一定の期間である第１の期間（例えば、１．５ヶ月）を超えて貯蔵する場合は、まだ使用の順番が来ない場合であっても、一旦コンベア上を搬送させ、空冷するのが好ましいからである。

このように温度の上がった貯蔵石炭をベルトコンベアで移動することで石炭の温度を下げることができる。石炭は、全く空気が存在しないところでは酸化反応をおこさないため発熱しないが、わずかな空気がゆっくりと流れるような状態で一番発熱しやすい。しかし、コンベア等を用いて搬送して大量の空気に触れる状態にすると、石炭の発熱量より放散熱量の方が多くなり、石炭の温度は下がる。従って、サイロに貯蔵されて一旦温度が上がった石炭は、コンベアを用いてサイロ外に払い出し、再びサイロ内に戻す再循環をさせることにより空冷が行われる。

なお、本実施形態で第１の期間として採用する１．５ヶ月は、本出願人の電発石川火力の石炭昇温実績値、三隅発電所の昇温率の高い石炭（例えば、ブレアソール炭）の昇温実績値より求めた値である。

図６に戻り、Ｓ２０２において貯蔵期間が１．５ヶ月を超えていなければ、Ｓ２０３に進む。Ｓ２０３で、制御装置２３０は、温度監視部２１４から、どの貯炭槽１０２のどの温度センサ２１３かというデータと共に温度データを読み込む。

Ｓ２０４で、ホッパ頂部温度ｔｈが、第１の温度（例えば、４５度）を超えているか否かを判定する。超えていれば、後述のＳ２２１に進む。超えていなければ、Ｓ２０５に進む。Ｓ２０５で、サイロ内部温度ｔｓが、第２の温度（例えば、５５度）を超えているか否かを判定する。超えていれば、Ｓ２２１に進む。超えていなければ、Ｓ２０６に進む。

このように、ホッパ頂部温度ｔｈ及びサイロ内部温度ｔｓを測定するのは以下の理由による。

上述のように、長期貯蔵すると、石炭の温度が上昇する可能性があるため、Ｓ２０２では第１の期間を超えたかどうかを判断している。しかし、第１の期間を超えない場合であっても、石炭の温度が上昇する可能性がある。このため、ホッパ頂部温度ｔｈを監視し、その温度が４５度（摂氏、以下同じ）になった時点でＳ２２１へ進み、積み替え又はボイラへの搬送を行う。また、ホッパ頂部温度ｔｈが４５度にならなくとも、サイロ内部温度ｔｓが５５度になった時点でＳ２２１進み、積み替え又はボイラへの搬送を行う。

ホッパ頂部温度ｔｈにおける第１の温度を４５度、サイロ内部温度ｔｓにおける第２の温度を５５度としたのは以下の理由による。

貯蔵された石炭の性質として、酸化開始温度（６０度程度）となると低温酸化域に入り徐々に昇温を始め、蒸発開始温度（７０度程度）になると低温酸化域が終わり徐々に石炭水分の蒸発が始まり、赤熱開始温度（８５度程度）になると石炭水分が蒸発し放置すると急速に赤熱に至る。

ホッパ頂部温度ｔｈは、この頂部の複数の箇所に設置された（例えば、６点の）温度計で計測した温度である。貯炭槽１０２に貯蔵された石炭におけるホッパ頂部温度は、貯炭槽１０２の内部温度よりも一般的に低い。このため、貯炭槽１０２の内部温度が、赤熱開始温度、蒸発開始温度、赤熱開始温度になる前の、警戒温度としてホッパ頂部温度ｔｈを４５度としている。

サイロ内部温度ｔｓとはサイロの槽内部で石炭内部に吊した複数個の（例えば、５点の）ワイヤ式温度計で石炭温度を計測した温度である。第２の温度である５５度は、石炭の赤熱開始温度に対して、積み替え（再循環）に要する時間とその積み替え時間における石炭の温度上昇から求めた温度である。

図６に戻り、Ｓ２０５においてサイロ内部温度ｔｓが５５度を超えていなければ、Ｓ２０６に進む。Ｓ２０６で、ガス濃度監視部２１６から、どの貯炭槽１０２のどのガスセンサかというデータと共に、ＣＯガス濃度データを読み込む。

Ｓ２０７で、ＣＯガス濃度が酸化開始を示す第１の濃度（本実施形態では５ｐｐｍ）を超えているか否かが判定される。超えていれば、Ｓ２０８に進み、監視が強化され、更にＳ０９に進む。超えていなければ、直接Ｓ２０９に進む。

Ｓ２０８では、石炭発熱に対する監視が強化される。監視とは、サイロ内監視であり、毎日定時刻にＩＴＶ（工業用テレビジョン）（図示せず）を使用して１２個の槽を順次確認し、更に１回／日の頻度で行う監視員のパトロールである。Ｓ２０９では、このＩＴＶによる槽内の確認作業、監視員のパトロールの頻度を更に頻繁に行うようにする。

Ｓ２０９で、ＣＯガス濃度が直ちに積み替えを要する第２の濃度（本実施形態では２０ｐｐｍ）を超えているか否かが判定される。超えていれば、Ｓ２２１に進み、超えていなければ、Ｓ２０１に戻る。

第１の濃度５ｐｐｍは、この濃度がガスセンサ２１５の検出限界濃度であり、また僅かではあるが石炭の酸化が始まっていることを示す濃度である。５ｐｐｍが検出されたら、ここで監視強化体制に入る。第２のＣＯ濃度の２０ｐｐｍは、過去の実績データより石炭の酸化が本格的に起こっていることを示すＣＯ濃度である。２０ｐｐｍが検出されたら、直ちに石炭積み替えを開始する。

石炭の温度上昇は、最初は貯蔵石炭に均一に起こるのものではなく局部的に発生し、その後温度上昇は徐々に拡がる。従って、温度監視用の温度計を用いて、各槽当たり数万トンの石炭を１０数箇所で測定するだけでは、石炭の温度上昇を確実に検知することができない場合がある。

しかし、石炭は温度が上がっていくと一酸化炭素（ＣＯ）を必ず発生する。ＣＯは空気より軽いため、石炭サイロの上部に集まってくる。従って、貯炭槽１０２の上部にガスセンサ２１５を設置してＣＯ濃度を監視することで、局部的な石炭の発熱も早期に検知することができる。

ＣＯ濃度測定のためのガスセンサ２１５は、人体に対する安全確保のための労働安全法の要請により石炭サイロ４の内部に予め設置されたものであり、これを利用している。

Ｓ２２１では、貯蔵期間が第１の期間（１．５ヶ月）より長い第２の期間（例えば、一週間）より短いかどうかを判断する。ここで、貯蔵期間が第１の期間（１．５ヶ月）より長い第２の期間（例えば、一週間）より短いかどうかを判断するのは以下の理由による。それは、貯蔵期間が第１の期間を超えた場合、又は超えていなくとも、内部温度が所定温度より高く、又はＣＯガス濃度が高い場合、通常、Ｓ２１１により石炭の積み替えが行われて石炭が空冷される。しかし、石炭の品質は産地等により異なり、石炭貯蔵設備には、酸素との反応性の高い石炭が搬入される場合がある。このような石炭は、積み替えを行っても、短期間のうちに再度温度が上昇する可能性がある。従って、このような石炭は、早期使用するのが好ましいからである。このため、温度又はガス濃度が高く、且つ第２の期間（一週間）より短い場合（Ｓ２２１，Ｙｅｓ）、Ｓ２２２に進み、石炭を外部（ボイラ）へ搬送して使用することとする。

石炭積み替えのＳ２１１から続くＳ２１２では、石炭の積み替えが終了したか否かが判定される。終了していなければ、Ｓ２１１に戻り、石炭の積み替え作業が継続される。終了していれば、Ｓ２０１に戻る。

以上、本実施形態の石炭貯蔵設備１００及び石炭貯蔵方法によれば、外部より貯炭槽１０２に搬入された石炭、又は積み替えが行われた石炭において、一定期間（積み替えを行う基準となる第１の期間よりも短い第２の期間）のうちに温度が上昇する場合その石炭は、再度積み替えが行われることなく外部に供給されて消費される。このように、反応性の高い石炭は、再度積み替えを行うことなく早期に使用されるので、より安全且つ効率的な石炭貯蔵設備及び石炭貯蔵方法を提供することができる。

また、本実施形態の石炭貯蔵設備１００によれば、新たに貯炭槽１０２に搬入された石炭、又は積み替えが行われた石炭において、一酸化炭素濃度が低下しない場合には、その石炭の再度積み替えを行うことなく外部に供給して消費される。従ってより安全且つ効率的な石炭貯蔵設備及び石炭貯蔵方法を提供することができる。

本実施形態の制御部２３０は、複数の貯炭槽１０２のうち払い出しを行った貯炭槽１０２に石炭を循環させるので、複数の貯炭槽に貯蔵されている石炭の管理の効率化を図ることができる。

以上、説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。

４：石炭サイロ、４Ｂ：バンカ行コンベア、２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ）：受入れコンベア、１００：石炭貯蔵設備、１０２：貯炭槽、１０８：積付機、１１０：ホッパ、１３０：払出機、１４０：ホッパ下コンベア、１５０：散水装置、１６０：一次払出コンベア、１６１：二次払出コンベア、１６２：搬送路切替部、１６３：再循環コンベア、２１０：監視装置、２１２：貯蔵期間記憶部、２１３：温度センサ、２１４：温度監視部、２１５：ガスセンサ、２１６：ガス濃度監視部、２３０：制御装置

Claims

互いに区画され、内部に石炭が貯蔵可能な複数の貯炭槽と、
前記複数の貯炭槽の上方に配置され、石炭を受け入れる石炭受入れ部と、
前記複数の貯炭槽の上方に配置され、前記石炭受入れ部に受け入れられた石炭を該複数の貯炭槽に搬入する石炭搬入装置と、
前記複数の貯炭槽の下方に配置され、該複数の貯炭槽に貯蔵された石炭を該貯炭槽の下方から払い出す払出装置と、
前記払出装置の下方に配置され、該払出装置により払い出された石炭を搬出する石炭搬出路と、
前記石炭搬出路の下流側に配置され、該石炭搬出路により搬出された石炭を外部装置に供給する石炭供給路と、
前記石炭搬出路の下流側に配置され、該石炭搬出路により搬出された石炭を前記石炭受入れ部に返送する石炭返送路と、
前記石炭搬出路により搬出される石炭の搬送路を、前記石炭供給路側又は前記石炭返送路側に切り替える搬送路切替部と、
前記複数の貯炭槽それぞれに設けられる複数の温度測定部と、
前記複数の貯炭槽それぞれに石炭が貯蔵された貯蔵時を、それぞれ記憶する記憶部と、
前記払出装置、前記石炭返送路、前記搬送路切替部、前記石炭受入れ部及び前記石炭搬入装置を制御して前記貯炭槽に貯蔵されている石炭を所定の貯炭槽に積み替える積替制御、及び、
前記払出装置、前記石炭搬出路、及び前記搬送路切替部を制御して前記貯炭槽に貯蔵されている石炭を前記外部装置に供給する外部供給制御が可能で、
前記記憶部により記憶された貯蔵時から第１の期間経過した場合に、その第１の期間が経過した貯炭槽に貯蔵されている石炭を所定の貯炭槽に積み替える前記積替制御を行い、
前記温度測定部により第１の温度以上の温度が測定されたときには、
前記第１の期間が経過していない場合であっても、前記記憶部により記憶された貯蔵時から、前記第１の期間より短い第２の期間を経過している場合は、前記第１の温度以上の温度が測定された貯炭槽に貯蔵されている石炭を所定の貯炭槽に積み替える前記積替制御を行い、前記第２の期間を経過していない場合は、前記外部供給制御を行う制御部と、を備え、
前記記憶部は、前記貯炭槽の積み替え回数を記憶し、
前記制御部は、前記外部供給制御を、石炭の積み替えが１回以上行われた貯炭槽に対して行い、石炭の積み替えが行われていない貯炭槽に対しては、前記外部供給制御の代わりに積替制御を行う石炭貯蔵設備。
互いに区画され、内部に石炭が貯蔵可能な複数の貯炭槽と、
前記複数の貯炭槽の上方に配置され、石炭を受け入れる石炭受入れ部と、
前記複数の貯炭槽の上方に配置され、前記石炭受入れ部に受け入れられた石炭を該複数の貯炭槽に搬入する石炭搬入装置と、
前記複数の貯炭槽の下方に配置され、該複数の貯炭槽に貯蔵された石炭を該貯炭槽の下方から払い出す払出装置と、
前記払出装置の下方に配置され、該払出装置により払い出された石炭を搬出する石炭搬出路と、
前記石炭搬出路の下流側に配置され、該石炭搬出路により搬出された石炭を外部装置に供給する石炭供給路と、
前記石炭搬出路の下流側に配置され、該石炭搬出路により搬出された石炭を前記石炭受入れ部に返送する石炭返送路と、
前記石炭搬出路により搬出される石炭の搬送路を、前記石炭供給路側又は前記石炭返送路側に切り替える搬送路切替部と、
前記複数の貯炭槽それぞれに設けられる複数の温度測定部と、
前記複数の貯炭槽それぞれに石炭が貯蔵された貯蔵時を、それぞれ記憶する記憶部と、
前記払出装置、前記石炭返送路、前記搬送路切替部、前記石炭受入れ部及び前記石炭搬入装置を制御して前記貯炭槽に貯蔵されている石炭を、前記複数の貯炭槽のうち払い出しを行った貯炭槽に積み替える積替制御、及び、
前記払出装置、前記石炭搬出路、及び前記搬送路切替部を制御して前記貯炭槽に貯蔵されている石炭を前記外部装置に供給する外部供給制御が可能で、
前記記憶部により記憶された貯蔵時から第１の期間経過した場合に、その第１の期間が経過した貯炭槽に貯蔵されている石炭を、前記複数の貯炭槽のうち払い出しを行った貯炭槽に積み替える前記積替制御を行い、
前記温度測定部により第１の温度以上の温度が測定されたときには、
前記第１の期間が経過していない場合であっても、前記記憶部により記憶された貯蔵時から、前記第１の期間より短い第２の期間を経過している場合は、前記第１の温度以上の温度が測定された貯炭槽に貯蔵されている石炭を、前記複数の貯炭槽のうち払い出しを行った貯炭槽に積み替える前記積替制御を行い、前記第２の期間を経過していない場合は、前記外部供給制御を行う制御部と、
を備える石炭貯蔵設備。
前記複数の貯炭槽それぞれに設けられる複数の一酸化炭素濃度測定部を更に備え、
前記制御部は、
前記複数の一酸化炭素濃度測定部により第１の濃度以上の一酸化炭素濃度が測定された場合に、前記第１の期間が経過していない場合であっても、前記記憶部により記憶された石炭貯蔵時から、前記第１の期間より短い第２の期間を経過している場合は、前記第１の濃度以上の一酸化炭素濃度が測定された貯炭槽に貯蔵されている石炭を所定の貯炭槽に積み替えるように、前記積替制御を行い、前記第２の期間を経過していない場合は、前記貯炭槽に貯蔵された石炭を前記外部装置に供給するように、前記外部供給制御を行う請求項１又は２に記載の石炭貯蔵設備。
互いに区画され、内部に石炭が貯蔵可能な複数の貯炭槽と、
前記複数の貯炭槽の上方に配置され、石炭を受け入れる石炭受入れ部（受け入れコンベア）と、
前記複数の貯炭槽の上方に配置され、前記石炭受入れ部に受け入れられた石炭を該複数の貯炭槽に搬入する石炭搬入装置と、
前記複数の貯炭槽の下方に配置され、該複数の貯炭槽に貯蔵された石炭を該貯炭槽の下方から払い出す払出装置と、
前記払出装置の下方に配置され、該払出装置により払い出された石炭を搬出する石炭搬出路と、
前記石炭搬出路の下流側に配置され、該石炭搬出路により搬出された石炭を外部装置に供給する石炭供給路と、
前記石炭搬出路の下流側に配置され、該石炭搬出路により搬出された石炭を前記石炭受入れ部に返送する石炭返送路と、
前記石炭搬出路により搬出される石炭の搬送路を、前記石炭供給路側又は前記石炭返送路側に切り替える搬送路切替部と、
前記複数の貯炭槽それぞれに設けられる複数の温度測定部と、
前記複数の貯炭槽それぞれに石炭が貯蔵された貯蔵時を、それぞれ記憶する記憶部と、
前記払出装置、前記石炭返送路、前記搬送路切替部、前記石炭受入れ部及び前記石炭搬入装置を制御して前記貯炭槽に貯蔵されている石炭を所定の貯炭槽に積み替える積替制御、及び、
前記払出装置、前記石炭搬出路、及び前記搬送路切替部を制御して前記貯炭槽に貯蔵されている石炭を前記外部装置に供給する外部供給制御が可能な制御部と、を備え、
前記記憶部は、前記貯炭槽の積み替え回数を記憶する石炭貯蔵設備において、
前記記憶部により記憶された貯蔵時から第１の期間経過した場合に、その第１の期間が経過した貯炭槽に貯蔵されている石炭を所定の貯炭槽に積み替える前記積替制御を行い、
前記温度測定部により第１の温度以上の温度が測定されたときには、
前記第１の期間が経過していない場合であっても、前記記憶部により記憶された貯蔵時から、前記第１の期間より短い第２の期間を経過している場合は、前記第１の温度以上の温度が測定された貯炭槽に貯蔵されている石炭を所定の貯炭槽に積み替える前記積替制御を行い、前記第２の期間を経過していない場合は、前記貯炭槽に貯蔵された石炭を前記外部装置に供給するように、前記外部供給制御を、石炭の積み替えが１回以上行われた貯炭槽に対して行い、石炭の積み替えが行われていない貯炭槽に対しては、前記外部供給制御の代わりに積替制御を行う石炭貯蔵方法。
互いに区画され、内部に石炭が貯蔵可能な複数の貯炭槽と、
前記複数の貯炭槽の上方に配置され、石炭を受け入れる石炭受入れ部（受け入れコンベア）と、
前記複数の貯炭槽の上方に配置され、前記石炭受入れ部に受け入れられた石炭を該複数の貯炭槽に搬入する石炭搬入装置と、
前記複数の貯炭槽の下方に配置され、該複数の貯炭槽に貯蔵された石炭を該貯炭槽の下方から払い出す払出装置と、
前記払出装置の下方に配置され、該払出装置により払い出された石炭を搬出する石炭搬出路と、
前記石炭搬出路の下流側に配置され、該石炭搬出路により搬出された石炭を外部装置に供給する石炭供給路と、
前記石炭搬出路の下流側に配置され、該石炭搬出路により搬出された石炭を前記石炭受入れ部に返送する石炭返送路と、
前記石炭搬出路により搬出される石炭の搬送路を、前記石炭供給路側又は前記石炭返送路側に切り替える搬送路切替部と、
前記複数の貯炭槽それぞれに設けられる複数の温度測定部と、
前記複数の貯炭槽それぞれに石炭が貯蔵された貯蔵時を、それぞれ記憶する記憶部と、
前記払出装置、前記石炭返送路、前記搬送路切替部、前記石炭受入れ部及び前記石炭搬入装置を制御して前記貯炭槽に貯蔵されている石炭を、前記複数の貯炭槽のうち払い出しを行った貯炭槽に積み替える積替制御、及び、
前記払出装置、前記石炭搬出路、及び前記搬送路切替部を制御して前記貯炭槽に貯蔵されている石炭を前記外部装置に供給する外部供給制御が可能な制御部と、を備える石炭貯蔵設備において、
前記記憶部により記憶された貯蔵時から第１の期間経過した場合に、その第１の期間が経過した貯炭槽に貯蔵されている石炭を、前記複数の貯炭槽のうち払い出しを行った貯炭槽に積み替える前記積替制御を行い、
前記温度測定部により第１の温度以上の温度が測定されたときには、
前記第１の期間が経過していない場合であっても、前記記憶部により記憶された貯蔵時から、前記第１の期間より短い第２の期間を経過している場合は、前記第１の温度以上の温度が測定された貯炭槽に貯蔵されている石炭を、前記複数の貯炭槽のうち払い出しを行った貯炭槽に積み替える前記積替制御を行い、前記第２の期間を経過していない場合は、前記貯炭槽に貯蔵された石炭を前記外部装置に供給するように、前記外部供給制御を行う石炭貯蔵方法。