JPH03105231A - 石炭のサンプリングシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、石炭焚ボイラの運転管理に適用する石炭のサ
ンプリングシステムに関する。

〔従来の技術〕

石炭火力発電所の多くは、多銘柄の石炭を混炭して使用
しており、石炭を効率よく燃焼し、かつ排煙処理を円滑
に行うには、石炭性状に対応したきめ細い運転管理が必
要である．通常、石炭は銘柄別に受入れ貯炭され、銘柄
毎の分析結果をもとに払出し混炭して数基の石炭貯槽（
コールバンカー）に一次貯えられ、ボイラによる燃焼消
費に合わせて計量・給炭される。この間、石炭の分析は
、受入れ及び払出し炭についてロントの平均品位を決定
すぺ＜ＪＩＳ法によって行われており、サンプリングか
ら分析結果が得られるまでに約４日間以上を要している
。従って、運転管理は後追いとなり、また、石炭の性状
は同一銘柄、同一ロット内でも重油やＬＮＧに比べて変
動幅が大きく、適切な運転管理を行うには石炭貯槽から
ボイラヘ計量・供給される消費炭を精度よく、かつ迅速
にサンプリング・分析することか望まれている．このた
め、近年、石炭の迅速分析手法や機器の開発が進められ
、これに伴い、消費炭のサンプリング及びそのサンプル
を短時間に粉砕・縮分して分析計へ提供する装置の開発
が望まれた．〔発明が解決しようとする問題点〕 消費炭の移送ラインは通常、水柱数百ミリの加圧状態に
ありサンプリング時にリークや系内の圧力低下を来たし
てはならず、受入炭や払出し炭に用いられる各種のサン
プラーはいずれも適用できない。また、消費炭の最大粒
度が約５０閣の場合、インクリメントの大きさは１．２
ｋｇ以上なければならない． さらに、迅速分析のためには、そのインクリメントを分
析計の要求粒度（例えば蛍光Ｘ線分析計の場合、７４一
以下）まで短時間に粉砕・縮分する必要がある．以上の
条件を満足する小形かつ全自動のサンプリング装置を実
現するためには下記の課題があった。

（１）リーク対策を講じた加圧形のサンプラーの開発 （２）インクリメントの乾燥時間の短縮粉砕・縮分工程
における試料の装置内付着・残留を軽減するにはインク
リメントの乾燥が不可欠であるが、従来一般の熱風乾燥
や外部からの加熱乾燥では乾燥時間短縮に限界がある。

（３）装置の簡素化及び試料の付着・残留の対策最大粒
度４０〜５０■の石炭を７４一以下に粉砕するには、通
常、粗粉砕・中粉砕・微粉砕の三段階による粉砕が行わ
れ、装置が大型かつ複雑となり、試料の装置内付着・残
留も起きやすくなる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記課題を解決するため次の手段を講ずる． すなわち、石炭のサンプリングシステムとして、給炭機
内コンベアーの落口部に設けられ石炭をインクリメント
採取し試料を下方へ排出する加圧形サンプラーと、同加
圧形サンプラーの下方に配置され前記試料を受ける試料
容器と、前記試料を乾燥するマイクロ波照射加熱乾燥機
と、前記試料を粗粉砕する粗粉砕機と、同粗粉砕機で粗
粉砕された前記試料を受け微粉砕する気流粉砕式微粉砕
機と、同微粉砕機で微粉砕された前記試料を捕集するサ
イクロンと、同サイクロンで捕集された前記試料を受け
縮分するロータリー縮分機と、前記試料容器を前記乾燥
機の乾燥室内に搬入及び同乾燥室内から搬出するととも
に乾燥された前記試料を前記粗粉砕機へ投入する所定の
操作を行うロボットと、出力を前記加圧形サンプラー、
前記ロボット、前記乾燥機、前記粗粉砕機、前記微粉砕
機、前記サイクロン、および前記ロータリー縮分機へ送
り所定のシーケンスにそって制御するシーケンスコント
ローラとを設ける． 〔作用〕 上記手段により、給炭機内コンベアーの落口部から加圧
形サンプラーで石炭が所定量サンプリングされ、試料容
器に投下される．試料容器はロボットによりマイクロ波
照射加熱乾燥機に入れられ、試料の水分が所定値になる
まで急速乾燥される。

その後ロボットで取り出され石炭試料が粗粉砕機に投入
され粗粉砕され、さらに気流粉砕式微粉砕機にかけられ
微粉砕される．その後サイクロンで捕集されロータリー
縮分機に送られその後の分析試験用に縮分される． 以上の一連の操作はシーケンスコントローラで自動的に
順次円滑に行われる。

このようにして、石炭の分析用試料が自動的に短時間で
容易にえられるようになる． 〔実施例〕 本発明の一実施例を第１図ないし第４図により説明する
． 第１図にて、給炭機内の計量コンベアーの落口部に加圧
形サンプラー１が設けられる。また加圧形サンプラー１
の下部出口の下方に試料容器搬送コンベア３が設けられ
る．コンベア３の送出端部の近くに、ロボット４、マイ
クロ波照射加熱乾燥機５、粗粉砕機７が設けられる。ま
た粗粉砕機７の出口下方に設けられた振動フィーダ８を
経て気流粉砕式微粉砕機９が設けられる。さらにサイク
ロン１０が設けられ、微粉砕機９の出口は、サイクロン
１０の人口に接続される。またサイクロン１０の下方出
口はロータリー縮分機１１に接続される。また図示しな
いシーケンスコントローラが設けられ、その出力は計量
コンベアー、加圧形サンプラーｌ、コンベア−３、ロボ
ット４、乾燥機５、粗粉砕機７、振動フィーダ８、微粉
砕機９、サイクロン１０、縮分機１１等につながれてい
る． 以上の構成において、シーケンスコントローラにより第
４図に示すフロー図に従って、次の操作が行われる。

給炭機内を移送中の石炭約１　．　５　ｋｇが、加圧形
サンプラー１によって採取され、下部の出口のシュート
を介して試料容器搬送コンベア３上の試料容器２に排出
される６次に試料容器２は試料容器搬送コンベア３によ
ってロボット４の近傍の所定の位置まで移送される。次
に前記ロボット４は前記試料容器２を掴み、マイクロ波
照射加熱乾燥機５の乾燥室内ターンテーブル上に乗せる
。次に前記乾燥１ａ５のドアが閉まり、マイクロ波照射
と温風吹込みにより試料が乾燥される。こ１で、前記乾
燥機５は試料の乾燥過程における重量と温度を連続的に
計測可能な機構を備えており、試料の全水分を測定でき
るようになっている。こ＼で、全水分が８〜１９％の石
炭１．５ｋｇの乾燥所要時間は１８〜３２分程度であっ
た。試料乾燥後、前記乾燥機５のドアーが開き、前記ロ
ボット４が試料容器２を乾燥室外に搬出するとともに試
料容器内の乾燥試料のみを粗粉砕機７のホッパ−６に投
入する。その試料は直ちに粗粉砕機７で約５舖以下に粗
粉砕され、振動フィーダ８によって気流粉砕式微籾砕機
９に連続フィードされて７４４以下に微粉砕され、サイ
クロンＩＯで捕集され、ロータリー縮分ａｌｌに落下・
縮分される．乾燥試料がホッパ６に投入されてから粉砕
・縮分されるまでの所要時間は３〜５分であった．又、
粉砕・縮分装置内における試料の付着・残留は８〜２４
ｇ、サイクロンｌＯによる微粉炭の捕集効率は９８％以
上であった．加圧形サンプラー１は第２図に示すように
、自己の軸がほぼ計量コンベアーのローラ軸に直交し、
かつ水平に配置され、その一端が給炭機のケーシング３
０の開口部に気密に取付けられる．またその位置は計量
コンベアの落口部に配置される。加圧形サンプラー１の
ケース１ａは筒形で上記一端側が開口で、他端は閉にな
っている．また上記一端の近くの下部に開口があり、同
開口端に大気シールダンパ−２２が設けられる。さらに
上記一端側には取付端と下部開口の間に日付の隔壁３１
が設けられ同口部に内圧シールダンバー２１が設けられ
る。またケース１ａ内の上部には軸に平行にスプーンア
ーム伸縮ガイド２５が設けられる。さらに、ガイド２５
の下方の開端側に、軸に平行にスプーン２４が配置され
、閉端部に設けられたスプーン反転駆動機２６に連結さ
れている。またケーシング３０とケースｌａの閉端側間
は均圧弁２７を介して接続される。さらに均圧弁２７の
ケースｌａ側には大気開放弁２８の一端が接続されてい
る。

以上の構成において、その作用を次に説明する。

給炭機内は加圧状態であり、サンプリング時にリークや
内圧低下があってはならない。このため、加圧形サンプ
ラー１は、内圧シールダンバー２１と大気シールダンパ
ー２２によって給炭機内と大気中から隔離された中間室
２３が設けられている。スプーン２４は給炭機内の計量
コンベアー落口の石炭をインクリメント採取するための
スプーンであって、Ｊ　Ｉ　Ｓ　Ｍ８８１１に規定され
ている最大粒度５０ｍｓのインクリメントスコップの寸
法を満足している。

サンプリング待機中は、内圧シールダンバー２１、大気
シールダンパー２２、均圧弁２７はいずれも閉した状態
で、大気開放弁２Ｂは開き、スプーン２４は中間室２３
内にある．サンプリングに当たっては、まず、大気開放
弁２８が閉じられ、次に均圧弁２７が開き中間室２３内
が給炭機内圧と等圧になる。次に内圧シールダンパー２
１が開き、スプーン２４が給炭機内ベルトコンベアー落
口の石炭サンプリング位置に到達するようスプーンアー
ムが伸びて約１．５ｋｇのインクリメント（以下試料と
云う）が採取される．次にスプーン２４はスプーンアー
ム伸縮ガイド２５によって中間室２３の所定の位置まで
戻される．次に均圧弁２７、内圧シールダンパ−２１が
順次閉じて、大気開放弁２８、大気シールダンパー２２
が順次開き、スプーン反転駆動機２６によってスプーン
２４が反転され、採取された試料は排出され、シュート
を介して試料容器へ収納される．次に大気シールダンパ
−２２−は閉じられ、サンプリング待機中の状態に戻る
．これら一連の作動はシーケンスに沿って行われ、所要
時間は約７５秒であった．第３図にマイクロ波照射加熱
乾燥機５による石炭１．５ｋｇ（試料ａ，ｂ，ｃ）の乾
燥例を示す．第４図にシーケンスコントローラの制御フ
ローの一例を示す．シーケンスコントローラはサンプリ
ングから分析完了に至るまでの各装置の単位操作は、パ
ーソナルコンピュータから或るデータ処理装置とプログ
ラマブルロジックコントローラから戒る制御装置との組
合せによってシステム化したものであり、前記の全操作
を完全に自動化している．即ち、データ処理装置から制
御装置へ石炭分析（サンブリング）開始指令が与えられ
ると、加圧形サンプラー１による給炭機内移送炭のサン
プリングが行われ、次に採取された試料は試料容器搬送
コンベア３によって所定の位置まで移送され、次にロボ
ット４とマイクロ波照射加熱乾燥機５の作動によって試
料の乾燥・秤量及び乾燥試料の排出が行われ、次に粗粉
砕機７、振動フィーダ８、　気流粉砕式微粉砕ａ９、サ
イクロン１０，ロータリー縮分機１１による粉砕・浦集
・縮分・分取が順次連続して行われる． この間データ処理装置は、加圧形サンプラーｌによる試
料採取日時の記憶、マイクロ波照射加熱乾燥機５による
試料乾燥前の重量と乾燥過程における重量変化曲線によ
り試料中全水分量の演算・記憶が行われるようになって
いる。また第４図（ｃ）の２点鎖線以後は粉砕・縮分し
た試料を蛍光Ｘ線分析装置による威分分析を行う場合の
制御フローを示一しているが、粉砕・縮分後の試料の取
扱い制御は任意に変えることができる． 以上のようにして、石炭の分析用試料が自動的に短時間
で得られるようになる． 〔発明の効果〕 以上に説明したように、本発明は、給炭機を経由して移
送中の石炭を、給炭機内コンベアーの落口から加圧形サ
ンプラーにより採取し、マイクロ波照射加熱による急速
乾燥、粗破砕機・気流粉砕式微粉砕機・サイクロン・ロ
ータリー縮分機の組合せによる粉砕・縮分により、イン
クリメントの粉・粒・塊状混合炭を粉砕・縮分して分析
計へ提供する一連の操作を全自動でかつ短時間に行う装
置かえられる．したがってその後の工程に例えば迅速分
析計（蛍光Ｘ線分析装置）を設ければ、石炭焚ボイラの
、より適切な運転管理に多大の効果をもたらす．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体系統図、第２図は同実
施例の加圧形サンプラーの詳細図、第３図はマイクロ波
照射加熱乾燥機による石炭試料乾燥減量カーブ図、第４
図（ａ）　，　（ｂ）　．　（ｃ）　　は同実施例の制
御フロー図である． １・・・加圧形サンプラー，　２・・・試料容器，３・
・・試料容器搬送コンベア， ４・・・ロボット， ５・・・マイクロ波照射加熱乾燥機， ６・・・ホッパ−　　　　　　７・・・粗粉砕機，８・
・・振動フィーダ， ９・・・気流粉砕式微粉砕機，　１０・・・サイクロン
，１１・・・ロータリー縮分機． １２・・・縮分分析試料提供ライン， ｌ３・・・縮分残炭廃棄ライン ２１・・・内圧シールダンパー ２２・・・大気シールダンパー ２３・・・中間室，２４・・・スプーン，２５・・・ス
プーンアーム伸縮ガイド，２６・・・スプーン反転駆動
機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 給炭機内コンベアーの落口部に設けられ石炭をインクリ
   メント採取し、試料を下方へ排出する加圧形サンプラー
   と、同加圧形サンプラーの下方に配置され前記試料を受
   ける試料容器と、前記試料を乾燥するマイクロ波照射加
   熱乾燥機と、前記試料を粗粉砕する粗粉砕機と、同相粉
   砕機で粗粉砕された前記試料を受け微粉砕する気流式微
   粉砕機と、同微粉砕機で微粉砕された前記試料を捕集す
   るサイクロンと、同サイクロンで捕集された前記試料を
   受け縮分するロータリー縮分機と、前記試料容器を前記
   乾燥機の乾燥室内に搬入及び同乾燥室内から搬出すると
   ともに乾燥された前記試料を前記粗粉砕機へ投入する所
   定の操作を行うロボットと、出力を前記加圧形サンプラ
   ー、前記ロボット前記乾燥機、前記粗粉砕機、前記微粉
   砕機、前記サイクロン、および前記ロータリー縮分機へ
   送り所定のシーケンスにそって制御するシーケンスコン
   トローラとを備えてなることを特徴とする石炭のサンプ
   リングシステム。