JP6926601B2

JP6926601B2 - 温度測定装置

Info

Publication number: JP6926601B2
Application number: JP2017071667A
Authority: JP
Inventors: 嗣原田
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2021-08-25
Anticipated expiration: 2037-03-31
Also published as: JP2018173341A

Description

本発明は、温度測定装置に関する。

従来、石炭火力発電設備において、燃料となる石炭は、搬入用コンベアを用いてサイロに搬入され、搬出用コンベアを用いてバンカに搬出される。搬入用コンベア及び搬出用コンベア（以下、総称してコンベアと記載する）では、石炭の酸化反応や、ローラの摩擦熱の増大等により温度上昇が起きる場合がある。コンベアの温度を測定して、このような温度上昇を監視することにより事故を未然に防ぐことは非常に重要である。

コンベアの温度を測定する装置として、光ファイバのラマン散乱光を用いた温度測定装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−２６８５３３号公報

特許文献１に開示された温度測定装置によれば、コンベアに沿って光ファイバが設置される。そして、光ファイバのラマン散乱光の後方散乱孔として光源に戻るアンチストークス光及びストークス光の強度比が計測される。また、入射側に戻る後方散乱孔の遅延時間が計測される。これにより、コンベアの位置とその位置の温度とが測定される。

ところで、特許文献１に開示された温度測定装置では、石炭の落下等による光ファイバの折損防止のために、芯線を金属管で覆った光ファイバが用いられている。そのため、光ファイバを曲げて配置することは容易ではなかった。その結果、コンベアが曲がっている位置では、コンベアとの距離が変わってしまうことがあった。これに対し、コンベアとの距離を変えずに光ファイバを設置でき、コンベアの温度を好適に測定できれば有用である。

従って、本発明は、コンベアとの距離を変えずに光ファイバを設置でき、コンベアの温度を好適に測定できる温度測定装置を提供することを目的とする。

本発明は、石炭を搬送するコンベアの温度を測定する温度測定装置であって、前記コンベアに沿って配置されるケーブル部と、前記コンベアの温度を測定する測定部と、を備え、前記ケーブル部は、光ファイバと、前記コンベアに沿って吊架されたメッセンジャーワイヤと、前記光ファイバを前記メッセンジャーワイヤに固定するラッシングロッドと、を備える温度測定装置に関する。

また、前記ケーブル部は、前記コンベアのローラの両側に配置されるのが好ましい。

また、前記ケーブル部は、前記コンベアが設置される設置面の近傍に配置されるのが好ましい。

また、温度測定装置は、前記コンベアに沿って配置され、前記コンベアを密閉するカバーを更に備え、前記カバーは、前記コンベアに沿って任意に配置される点検窓を備えるのが好ましい。

本発明によれば、コンベアとの距離を変えずに光ファイバを設置でき、コンベアの温度を好適に測定できる温度測定装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る温度測定装置が設置された石炭火力発電設備を示す概略図である。一実施形態の温度測定装置が設置されたコンベアの配置を示す概略平面図である。一実施形態の温度測定装置の光ファイバとコンベアとの位置関係を示すコンベアの断面図である。一実施形態の温度測定装置の光ファイバの設置状況を示すコンベアの側面図である。一実施形態の温度測定装置のカバーを示す側面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る温度測定装置１について、図１〜図５を参照して説明する。
まず、図１及び図２を参照して、石炭火力発電設備における石炭の搬入から、ボイラへの搬出までの流れを説明する。

石炭運搬船（図示せず）から揚炭機で陸揚げされた石炭は、搬入用コンベア１０でサイロ（貯炭場）２０へ送られ、山積みされる（貯炭）。このような石炭Ｍは、消費時にはサイロ２０から、搬出用コンベア３０でバンカ４０へ移送され、微粉炭機５０によって微粉炭にされ、ボイラに送られる。

次に、図３を参照して、搬出用コンベア３０の構成について説明する。なお、搬入用コンベア１０の構成も搬出用コンベア３０の構成と同様である。以下の説明では、搬入用コンベア１０及び搬出用コンベア３０を区別しない場合には、「コンベア１００」と記載する。
コンベア１００は、ベルト体３８と、コンベアフレーム３７と、ローラ３９と、を備える。

ベルト体３８は、無端状のベルトであり、石炭Ｍを載せて搬送するサプライ側ベルト３３と、折り返して戻るリターン側ベルト３１とに分けられる。
サプライ側ベルト３３は、コンベア１００の上部に配置され、石炭Ｍを上面に載せて、サイロ２０又はバンカ４０に搬送することが可能になっている。
リターン側ベルト３１は、コンベア１００の下部に配置され、サプライ側ベルト３３の移動方向とは逆方向に移動する。

コンベアフレーム３７は、リターン側ベルト３１及びサプライ側ベルト３３の間に配置される。コンベアフレーム３７は、リターン側ベルト３１及びサプライ側ベルト３３を支持する。

ローラ３９は、ベルト体３８を支持する。ローラ３９は、リターンローラ３２と、サプライローラ３４と、備える。

リターンローラ３２は、軸方向がコンベア１００の幅方向に沿って配置されるローラ体である。リターンローラ３２は、コンベアフレーム３７の下部に回転自在に支持される。そして、リターンローラ３２は、リターン側ベルト３１の下面に接触して、リターン側ベルト３１を支持する。

サプライローラ３４は、軸方向がコンベア１００の幅方向に沿って配置されるローラ体である。サプライローラ３４は、コンベア１００の幅方向に沿って３分割されてコンベアフレーム３７の上部に回転自在に支持される。幅方向中央のサプライローラ３４は、水平方向に軸方向を向けて配置される。幅方向両端側のサプライローラ３４のそれぞれは、幅方向中央のサプライローラ３４に向けて、軸方向を傾斜して配置される。サプライローラ３４は、サプライ側ベルト３３の下面に接触して配置される。

以上のコンベア１００によれば、サプライ側ベルト３３が石炭Ｍを上面に載せて搬送することができ、リターン側ベルト３１は、サプライ側ベルト３３の移動方向とは逆方向に移動する。サプライローラ３４は、サプライ側ベルト３３の移動を下面に接触するとともに回転することにより支持する。リターンローラ３２は、リターン側ベルト３１の移動を下面に接触するとともに回転することにより支持する。

次に、本実施形態に係る温度測定装置１について説明する。
本実施形態に係る温度測定装置１は、搬入用コンベア１０及び搬出用コンベア３０の温度を測定する装置である。温度測定装置１は、図１〜図３に示すように、ケーブル部６０と、測定部７０と、カバー３５と、を備える。

ケーブル部６０は、コンベア１００に沿って配置される。具体的には、ケーブル部６０は、搬入用コンベア１０及び搬出用コンベア３０に沿って配置される。そして、ケーブル部６０は、コンベア１００の幅方向に一対に配置される。具体的には、ケーブル部６０は、図３に示すように、コンベア１００のローラ３９の両側に配置される。具体的には、ケーブル部６０は、リターンローラ３２の両側のそれぞれに配置される。また、ケーブル部６０は、コンベア１００が設置される設置面Ｇの近傍に配置される。更に、ケーブル部６０は、搬入用コンベア１０側のケーブル部６０と、搬出用コンベア３０側のケーブル部６０とを接続する連絡用ケーブル部８０を有する。ケーブル部６０は、図３及び図４に示すように、光ファイバ６２と、メッセンジャーワイヤ６１と、ラッシングロッド６３と、を備える。

光ファイバ６２は、石英ガラスやプラスチックにより形成されたコア（図示せず）を有し、半導体レーザ（図示せず）からの入射光を伝搬する。また、光ファイバ６２は、ラマン散乱光を伝搬することにより、強度が温度に対して感応性の高いアンチストークス光と、強度が温度に対して感応性の低いストークス光とを伝搬する。光ファイバ６２は、搬入用コンベア１０、搬出用コンベア３０、及び連絡用ケーブル部８０のそれぞれの全体に渡って配置されている。

メッセンジャーワイヤ６１は、いわゆる吊線である。メッセンジャーワイヤ６１は、例えば亜鉛メッキ鋼で形成される。メッセンジャーワイヤ６１は、光ファイバ６２に沿って配置される。即ち、メッセンジャーワイヤ６１は、光ファイバ６２と同様に、搬入用コンベア１０、搬出用コンベア３０、及び連絡用ケーブル部８０のそれぞれの全体に渡って配置されている。

ラッシングロッド６３は、光ファイバ６２をメッセンジャーワイヤ６１に固定する部材である。ラッシングロッド６３は、いわゆる螺旋状に形成される巻線である。ラッシングロッド６３は、例えば、亜鉛メッキ鋼を用いて形成される。ラッシングロッド６３は、光ファイバ６２及びメッセンジャーワイヤ６１を束ねた上で、両者の外周に巻き付けられることにより、光ファイバ６２及びメッセンジャーワイヤ６１を固定する。

測定部７０は、いわゆるラマン散乱光を解析して、コンベア１００各部の温度を測定する装置である。具体的には、測定部７０には、ケーブル部６０が接続され、光ファイバ６２からもたらされるラマン散乱光を解析することにより、コンベア１００各部の温度を測定する。測定部７０の具体的な構成及び解析手法として、例えば、特開平８−２６８５３３号公報や特開２００４−９９２６４号公報に記載の周知の構成及び手法を用いて温度計測をすることができる。測定部７０は、測定された温度の情報及び測定された位置の情報を制御室（図示せず）のコンピュータに送信する。制御室（図示せず）では、コンピュータにおいて送信された温度の情報及び位置の情報を監視して、コンベア３０を集中管理する。

カバー３５は、コンベア１００に沿って配置され、コンベア１００を密閉するカバー体である。カバー３５は、例えば、石炭Ｍが落下する可能性のあるコンベア１００の傾斜部や、接続部等に配置される。コンベア１００は、図５に示すように、コンベア１００に沿って任意に配置される点検窓３６を有する。

点検窓３６は、コンベア１００に沿って任意の場所に設けられる。点検窓３６は、外部から開くことにより、カバー３５内のコンベア１００の状況を点検するために設けられる。

次に、光ファイバ６２をコンベア１００に沿って配置する際の流れについて説明する。
まず、搬入用コンベア１０の全長に亘って、搬入用コンベア１０の両端にメッセンジャーワイヤ６１が吊架される。また、搬出用コンベア３０の全長に亘って、搬出用コンベア３０の両端にメッセンジャーワイヤ６１が吊架される。例えば、メッセンジャーワイヤ６１は、搬入用コンベア１０の搬送方向両端と、搬入用コンベア１０の途中の任意の部分でコンベア１００に支持される。また、メッセンジャーワイヤ６１は、搬出用コンベア３０の搬送方向両端と、搬出用コンベア３０の途中の任意の場所でコンベア１００に支持される。また、メッセンジャーワイヤ６１は、連絡用ケーブル部８０を配置する位置にも設けられる。

次に、光ファイバ６２は、メッセンジャーワイヤ６１に沿って配置される。即ち、光ファイバ６２は、搬入用コンベア１０の全長に亘って配置されるとともに、搬出用コンベア３０の全長に亘って配置される。また、連絡用ケーブル部８０の位置にも配置される。

ラッシングロッド６３は、光ファイバ６２及びメッセンジャーワイヤ６１を束ねて、両者に巻き付けられる。これにより、ラッシングロッド６３は、光ファイバ６２をメッセンジャーワイヤ６１に固定して、光ファイバ６２に張力を作用させないようにすることができる。ラッシングロッド６３は、メッセンジャーワイヤ６１がコンベア１００に沿って曲げて配置されている場合、光ファイバ６２をメッセンジャーワイヤ６１の曲率に沿って曲げることにより、光ファイバ６２をメッセンジャーワイヤ６１に固定する。

次に、温度測定装置１の動作について説明する。
ケーブル部６０がリターンローラ３２の両側のそれぞれに配置されることにより、光ファイバ６２は、リターンローラ３２周辺の温度に応じたラマン散乱光を測定部７０に伝搬する。例えば、リターン側ベルト３１に付着した石炭Ｍによりリターンローラ３２の回転時の摩擦が増加すると、リターンローラ３２の温度が上昇する。光ファイバ６２は、上昇した温度に応じたラマン散乱光を測定部７０に伝搬する。また、図３に示すように、サプライ側ベルト３３からコンベア１００の設置面Ｇに落下した石炭Ｍが酸化した場合、石炭Ｍは、発熱する。光ファイバ６２は、石炭Ｍの発熱により上昇した温度に応じたラマン散乱光を測定部７０に伝搬させる。測定部７０は、ラマン散乱光を解析することにより、コンベア１００の温度上昇と、温度上昇したコンベア１００の位置を特定する。
また、作業員が点検窓３６から適宜、コンベア１００の内部の温度を測定することによりコンベア１００内の温度上昇を発見することができる。

以上説明した一実施形態の温度測定装置１によれば、以下のような効果を奏する。
（１）温度測定装置１を、コンベア１００に沿って配置されるケーブル部６０と、コンベア１００の温度を測定する測定部７０と、を含んで構成し、ケーブル部６０を、光ファイバ６２と、コンベア１００に沿って吊架されたメッセンジャーワイヤ６１と、光ファイバ６２をメッセンジャーワイヤ６１に固定するラッシングロッド６３と、を含んで構成した。これにより、金属管によって被覆された光ファイバ６２を用いる場合に比べ、光ファイバ６２を容易に曲げて配置することができる。また、吊架されたメッセンジャーワイヤ６１に沿って光ファイバ６２を配置することにより、光ファイバ６２が落下した石炭Ｍに触れることによる光ファイバ６２の祈損を防止できる。光ファイバ６２をコンベア１００に沿って容易に曲げて配置できるので、コンベア１００及び光ファイバ６２の間の距離を大きく変えることなく、コンベア１００の温度を好適に計測できる。

（２）ケーブル部６０を、コンベア１００のローラ３９の両側に配置した。これにより、光ファイバ６２は、ローラ３９の温度に基づいた信号を測定装置に送ることができる。よって、光ファイバ６２から送られる信号に基づいてローラ３９の温度を測定することができる。

（３）ケーブル部６０を、コンベア１００が設置される設置面Ｇの近傍に配置した。これにより、光ファイバ６２は、石炭Ｍが設置面Ｇに落下した場合の温度上昇に基づいた信号を測定装置に送ることができる。よって、ローラ３９の温度のみならず、落下した石炭Ｍによる温度上昇についても測定できる。

（４）温度測定装置１を、コンベア１００に沿って配置され、コンベア１００を密閉するカバー３５を含んで構成し、カバー３５を、コンベア１００に沿って任意に配置される点検窓３６を含んで構成した。これにより、光ファイバ６２を用いた温度監視と、点検窓３６を用いた作業員による温度監視との二重監視を実現できる。よって、石炭Ｍを搬送するコンベア１００の安全をより図ることができる。

以上、本発明の温度測定装置１の好ましい各実施形態につき説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。

例えば、上記実施形態において、光ファイバ６２をメッセンジャーワイヤ６１に沿わせて配置したが、光ファイバ６２をメッセンジャーワイヤ６１に沿って直線状に配置することに制限されない。例えば、光ファイバ６２を螺旋状に配置して、メッセンジャーワイヤ６１に巻き付けるように配置してもよい。これにより、メッセンジャーワイヤ６１の曲率がより大きな場所であっても、光ファイバ６２の全体が撓みやすくなるので、メッセンジャーワイヤ６１に沿って配置することができる。

また、光ファイバ６２を、直線状に配置されたコンベア１００に沿う位置では直線状に配置して、カーブの位置では螺旋状に配置するようにしてもよい。これにより、メッセンジャーワイヤ６１の曲率の大きな場所では光ファイバ６２を撓みやすくしつつ、メッセンジャーワイヤ６１の全長を短くすることができる。

１温度測定装置
３５カバー
３６点検窓
６０ケーブル部
６１メッセンジャーワイヤ
６２光ファイバ
６３ラッシングロッド
７０測定部
１００コンベア
Ｇ設置面
Ｍ石炭

Claims

石炭を搬送するコンベアの温度を測定する温度測定装置であって、
前記コンベアに沿って配置されるケーブル部と、
前記コンベアの温度を測定する測定部と、
を備え、
前記ケーブル部は、
光ファイバと、
前記コンベアに沿って吊架されたメッセンジャーワイヤと、
前記光ファイバを前記メッセンジャーワイヤに固定するラッシングロッドと、
を備える温度測定装置。
前記コンベアは、
石炭を搬送した後に折り返して戻るリターン側ベルトを有する無端状のベルト体と、
前記リターン側ベルトの下面に接触するリターンローラを有し、
前記ケーブル部は、複数の前記リターンローラの幅方向両端に沿って一対に配置される請求項１に記載の温度測定装置。
前記ケーブル部は、前記コンベアが設置される設置面の近傍に配置される請求項２に記載の温度測定装置。
前記コンベアに沿って配置され、前記コンベアを密閉するカバーを更に備え、
前記カバーは、前記コンベアに沿って任意に配置される点検窓を備える請求項１〜３のいずれかに記載の温度測定装置。