JPH03138534A - 微粉炭の流量測定方法及び装置 - Google Patents

微粉炭の流量測定方法及び装置

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JPH03138534A
JPH03138534A JP27776289A JP27776289A JPH03138534A JP H03138534 A JPH03138534 A JP H03138534A JP 27776289 A JP27776289 A JP 27776289A JP 27776289 A JP27776289 A JP 27776289A JP H03138534 A JPH03138534 A JP H03138534A
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阪口 育平
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正男 中野
Masato Shirami
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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、配管を介して搬送される微粉炭と気体の二相
流体の流量を、濃度計と相関流速計により測定するに際
し、測定の信頼性を向上せしめた方法及び装置に関する
〔従来の技術〕
粉体と気体の二相流体を配管を介して搬送するに際し、
その流量を測定する技術としては。
特開昭58−19(17)9号に開示されるような相関
式流量測定装置が公知である。
この公知の装置は、第3図に示すように、二相流体を搬
送する配管1の一部分に、該配管内の流路に臨む濃度計
2と相関流速計3とを設けている。
前記濃度計2は、流路を挟んで設けられた幅の広い濃度
検出用電極4a、4bを有し、該電極4a、4b間を通
過する粉体による静電容量の増加分を検知し、これを電
気信号に変換して濃度信号ρを出力する。
前記相関流速計3は、流体の搬送方向Fに対して距離り
を置いて配置された上流側検知器5と下流側検知器6と
から成り、それぞれ流路を挟んで設けられた幅の狭い流
速検出用電極5a。
5b並びに6a、6bを有する。この相関流速計3を通
過する粉体による静電容量の変化分は電気信号に変換さ
れ、上流側検知器5により検知された上流側電気信号U
1と、下流側検知器6により検知された下流側電気信号
U2を出力する。第4図に示すように、前記の上流側電
気信号U1と下流側電気信号U2との間の相互相関係数
から両信号間の遅れ時間γを求めることができる。即ち
、これらの両信号U1及びU2は、所謂ゆらぎ信号とし
て遅れ時間γで伝わっているから、粉体の流速Vは、前
記一対の検知器5.6の距離りと、前記遅れ時間γから
v=L/γ として求められる。
この際、前記粉体の濃度ρは、濃度に比例した静電容量
の変化として連続的に測定されるため、配管1の断面積
をDとすると、粉体の流量Qは Q = v X ρ×D として求められる。
このように、公知の装置では、相関法で求められた遅れ
時間γと、濃度信号ρを用いて二相流体中の粉体の流量
を演算により求めることができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
前記公知の装置は、二相流体中の粉体の流量を測定する
ために提案されている多くの技術のうち、理論的実用的
に最も優れている。
ところが1本発明者らは、この公知の装置を微粉炭の流
量測定のために実施する場合には。
所期の目的を達し得ないことを知見した。
即ち、前述のように、公知の装置において粉体の流速を
測定するためには、上流側検知器5と下流側検知器6に
おけるそれぞれの流速検出用電極5a、5b並びに6a
、6bにより2通過する粉体の静電容量の変化を検知し
9時間差として現れる上流側電気信号U1と下流側電気
信号U2の所謂ゆらぎ信号としての遅れ時間γを検出し
なければならない。
然しなから、微粉炭の場合、比誘電率(真空の誘電率と
の比)が小さいため(−船釣に比誘電率−2〜3といわ
れている)、検知器5.6における前記静電容量の変化
に乏しく、電気信号U1及びU2に顕在的な波形を得る
ことができない、即ち、第5図示のように、電気信号U
1及びU2における波形のピークが極めて小さく、所謂
ゆらぎ信号としての時間差による前記遅れ時間γを検知
することが困難である。
このため、微粉炭の流量を測定するためには前記公知の
装置は適当でなく、別途、新たな発明を期待しなければ
ならない。
ところで、鉄鋼分野においては、高炉の羽目で燃焼でき
る微粉炭の量は120 kg/ T pigであるとい
われているが、適切な計器が存在しないため2分配器の
分配精度内で操業が行われている。その分配精度は3δ
(δ:標準偏差)約±40kg/Tpigであるため、
実際には前記120kg/Tpigよりも40kg/T
pig低い80kg/T pigで操業がなされている
。従って、微粉炭の流量を測定し制御することが可能に
なれば、現状よりも微粉炭を40kg/Tpig多く装
入することができることになり、これに応じてコークス
(28円/kg)を微粉炭(8円/kg)に代えること
により、製鉄原価を大幅に低減することが可能になる。
また、電力分野においては、原子力発電には事故や立地
条件に問題があり、また、ガスによる火力発電には原料
供給に問題があるため1石炭による火力発電が望まれて
いる。然し、良質炭の資源は乏しくなりつつあるから、
豊富にある劣質炭を利用しなげればならないところ、微
粉炭の流量測定が可能にならなげれば実現困難である。
即ち、劣質炭を高温で燃焼するためには、空気と石炭の
流量比を正確に保つ必要があり、微粉炭と空気との高精
度の混合比を測定し制御しなければならないからである
〔課題を解決するだめの手段〕
本発明は、上述した公知の装置を改良することにより、
微粉炭の流量を正確に測定することができるようにした
方法及び装置を提供するものである。
このため2本発明方法が手段として構成したところは、
微粉炭と気体の二相流体の流路に臨んで設けた濃度計と
相関流速計により該二相流体の流量を測定する方法であ
って:前記相関流速計よりも上流側の流路において、前
記二相流体中に微粉炭よりも比誘電率を大とした計測反
応促進剤を添加する点にある。この際、前記計測反応促
進剤は、前記濃度計よりも下流側かつ前記相関流速計よ
りも上流側の流路において添加することが好ましい。
また1本発明装置が手段として構成したところは、微粉
炭と気体の二相流体の流路に臨んで設けられる濃度計及
び相関流速計と;前記濃度計よりも下流側かつ相関流速
計よりも上流側において二相流体中に微粉炭よりも比誘
電率を大とした計測反応促進剤を添加するための促進剤
供給装置と;を備えて成る点にある。
本発明方法又は装置において使用する計測反応促進剤は
、微粉炭よりも比誘電率が大なる物質から成る粉体であ
れば良いが、鉄、酸化鉄。
チタン酸バリウムから選ばれた粉体とすることが好まし
い。
〔実 施 例〕
以下図面に基づいて本発明の1実施例を詳述する。
第1図において、配管11は、微粉炭12と気体13の
二相流体14を搬送するものであり該配管11の内部に
搬送方向Fに搬送される流体14の流路15を形成する
前記配管11には、流路15に臨んで濃度計16と相関
流速計17とを設け、前記搬送方向Fに対して、前記濃
度計16よりも下流側でかつ前記相関流速計17よりも
上流側の流路15において、計測反応促進剤18の供給
装置19を設けている。
前記濃度計16は、上述した公知の装置と同様に2流路
15を挟んで設けられた幅の広い濃度検出用電極1.6
a、16bを有し、該電極16a、16bの間を通過す
る微粉炭12による静電容量の増加分を検知し、これを
電気信号に変換して濃度信号ρを出力する。尚、この濃
度計16は、配管11の所定個所に介装されるカップリ
ング構造のものとしておくことが好ましい。
前記相関流速計17は、上述した公知の装置と同様に、
流路15の搬送方向Fに対して距離1、を置いて配置さ
れた」二液側検知器20と下流側検知器21とから成り
、それぞれ流路15を挟んで設けられた幅の狭い流速検
出用電極20a、20)1並びに21a、21bを有す
る。従って、この相関流速計17を通過する微粉炭12
による静電容量の変化分は電気信号に変換され、上流側
検知器20により検知された上流側電気信号U1と、下
流側検知器21により検知された上流側電気信号U2を
出力し、後述するような両信号間の遅れ時間γを示すこ
とができる。尚、この相関流速計17も、配管11の所
定個所に介装されるカップリング構造のものとしておく
ことが好ましい。
前記計測反応促進剤18の供給装置19はホッパー又は
タンク等の貯留体22に計測反応促進剤18を貯留せし
め、該貯留体22より制御弁23を介して計測反応促進
剤18を流路15内に導く供給路24を備えている。計
測反応促進剤18を貯留体22から流路15内に供給す
るための駆動源としては、二相流体14が流送されてい
る流路15内の負圧を利用して、制御弁23を開放した
とき貯留体22内の計測反応促進剤18が自動的に流路
15内に吸引される構成とすることができる。或いは、
貯留体22にポンプ等の駆動装置を接続し、計測反応促
進剤18を強制的に流路15内に供給させるように構成
しても良い、尚、この促進剤供給装置19も、配管11
の所定個所に介装されるカンプリング構造のものとして
おくことが好ましい。
前記計測反応促進剤18は、微粉炭よりも比誘電率を大
とした物質から成る粒体又は粉体であれば良く、その材
質を特に限定するものではない、然しなから1本発明装
置を高炉における微粉炭供給設備に実施する場合におい
ては、高炉原料中に混入しても支障がないことや、比誘
電率が微粉炭よりも顕著に大きいことや、コスト面を勘
案すると、計測反応促進剤18を鉄及び/又は酸化鉄の
粒体又は粉体とすることが最も良い、その他、計測反応
促進剤18として。
比較的低コストであり比誘電率の高いチタン酸バリウム
の粒体又は粉体を用いても良い、これらの計測反応促進
剤18の粒径は、*送されている微粉炭12の粒径とほ
ぼ同程度のものが好ましい。
以上の構成において、前記制御弁23は2本発明により
微粉炭の流量を測定するに際し、その都度、−時的に所
定量だけ開放され、貯留体22内の計測反応促進剤18
を必要量だけ流路15内に供給する。供給された促進剤
18は。
流路15内で流送される二相流体14に混合され、微粉
炭12と同速度で搬送方向Fに送られ。
相関流速計17を連通する。この際、計測反応促進剤1
8は、微粉炭12よりも比誘電率が大であるため、上流
側検知器20及び下流側検知器21の流速検出用電極2
0a、20b並びに 1 − 21 a、  2 l bに大きな静電容量の変化分と
して検出され、その結果2両検知器20及び21により
出力される上流側電気信号U1及び下流側電気信号U2
の波形は、第5図に示した従来の場合に比し大きく顕在
化し、第2図示のような波形を示すことになる。このた
め、このような信号U1及びU2の所謂ゆらぎ信号とし
ての遅れ時間γを求めることが容易となり、微粉炭12
の流速v (v−L/γ)を確実に求めることが可能に
なる。
そこで、この流速Vと、上述した濃度ρとを求めること
により、配管11の断面積り内における微粉炭12の流
量Q (Q=vxρXD)を演算により求めるものであ
ることは、上述した公知の装置と同様である。
尚、濃度計16を促進剤供給装置19よりも下流側に設
置しても良いが、この場合は、指示された濃度の値ρが
促進剤18と微粉炭12の混合体の濃度を示すので、該
値ρから促進剤18を除くための補正演算をしなければ
ならない。
12 これに対して、上記実施例のように、濃度計16を促進
剤供給装置19よりも上流側に設置しておくと、指示さ
れた濃度の値ρは微粉炭12のみの濃度を示すので、補
正の必要がない。
〔発明の効果〕
本発明によれば、濃度計と相関流速計を用いた従来の二
相流体の流量測定方法及び/又は装置を、微粉炭と気体
の二相流体に適用するに際し、相関流速計の上流側にて
微粉炭よりも比誘電率を大とした計測反応促進剤を添加
するので。
相関流速計による上流側電気信号と下流側電気信号の所
謂ゆらぎ信号の波形を顕在化し1両信号の時間遅れを確
実容易に検出し、以て、微粉炭の流速を的確に検出する
ことができる。このため、従来の相関流速計では測定困
難と考えられた微粉炭の流量を容易に測定することが可
能となり、微粉炭を利用した各種技術分野の発展に貢献
できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例を示す断面図、第2図(1)
 +2+は同実施例におりる相関流速計により出力され
る所謂ゆらぎ信号の波形図、第3図は従来例に係る二相
流体の流量測定装置を示す断面図、第4図(11(2+
は同従来例における相関流速計により出力される所謂ゆ
らぎ信号の理想的な波形図、第5図F]j (21は同
従来例を微粉炭に実施した場合の相関流速計により出力
される所謂ゆらぎ信号の波形図である。 11・・・配管、12・・・微粉炭、13・・・気体、
14・・・二相流体、15・・・流路、16・・・濃度
側、15a、]、6b・・・濃度検出用電極、17・・
・相関流速計318・・・計測反応促進剤、19・・・
促進剤供給装置、20・・l−流側検知器、21・・・
下流側検知器、20a、20b、21.a、21b・・
・流速検出用電極。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、微粉炭と気体の二相流体の流路に臨んで設けた濃度
    計と相関流速計により該二相流体の流量を測定する方法
    であって:前記相関流速計(17)よりも上流側の流路
    において、前記二相流体中に微粉炭よりも比誘電率を大
    とした計測反応促進剤(18)を添加することを特徴と
    する微粉炭の流量測定方法。 2、微粉炭と気体の二相流体の流路に臨んで設けた濃度
    計と相関流速計により該二相流体の流量を測定する方法
    であって:前記濃度計(16)よりも下流側かつ前記相
    関流速計(17)よりも上流側の流路において、前記二
    相流体中に微粉炭よりも比誘電率を大とした計測反応促
    進剤(18)を添加することを特徴とする微粉炭の流量
    測定方法。 3、前記計測反応促進剤(18)が、鉄、酸化鉄、チタ
    ン酸バリウムから選ばれた粉体であることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項又は第2項に記載の微粉炭の流量
    測定方法。4、微粉炭と気体の二相流体の流路に臨んで
    設けられる濃度計及び相関流速計と;前記濃度計(16
    )よりも下流側かつ相関流速計(17)よりも上流側に
    おいて二相流体中に微粉炭よりも比誘電率を大とした計
    測反応促進剤(18)を添加するための促進剤供給装置
    (19)と;を備えて成ることを特徴とする微粉炭の流
    量測定装置。 5、前記計測反応促進剤(18)が、鉄、酸化鉄、チタ
    ン酸バリウムから選ばれた粉体であることを特徴とする
    特許請求の範囲第4項に記載の微粉炭の流量測定装置。
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