JPH0621430B2

JPH0621430B2 - 回収ボイラのチヤ−ベツドレベル測定装置

Info

Publication number: JPH0621430B2
Application number: JP16900285A
Authority: JP
Inventors: 義和福島; 陽平塩越; 勝西村; 泰充黒崎; 利之井床; 志郎中林; 和幸飯塚; 龍一桑田; 亜夫熊木; 嚴雄近久
Original assignee: Toshiba Corp; Nippon Seishi KK; Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Toshiba Corp; Nippon Seishi KK; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1985-07-31
Filing date: 1985-07-31
Publication date: 1994-03-23
Anticipated expiration: 2009-03-23
Also published as: JPS6229829A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、パルプ生産工程における回収ボイラの操業管
理等に使用する装置に係わり、特に前記回収ボイラ内に
形成されるチャーベッドのレベル測定を行なう装置の改
良に関する。

〔従来の技術〕

一般に、パルプ生産工程においては、チップ蒸解工程よ
り廃液として排出される黒液を燃焼し、発電等に用いる
蒸気を発生させると共にチップ蒸解用薬剤原料を回収す
る回収ボイラが使用されている。この回収ボイラにおい
ては、黒液噴射機構により前記黒液が炉内へ噴射される
と、この黒液が浮遊乾燥して炉底部にチャーベッドを形
成し、このチャーベッドを燃焼することにより蒸気を発
生させ、かつその際に生じる還元反応によって薬剤原料
を回収するものとなっている。

近年、パルプ生産工程においても、省エネルギー化，省
力化等が望まれているが、このためには回収ボイラ操業
の安定化および熱効率の向上等をはかることが課題とな
っている。

これらを実現するために、従来ではチャーベッド頂上部
のレベルがある範囲内に存在するように制御すべく、短
波長帯域（０．５μｍ程度）に感度を有する２台の放射
温度計をその範囲の上，下限位置に固定して頂上部がそ
の範囲内に存在するか否かを出し、否の場合に所定の制
御を施していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来装置では、２台の放射温度計が特定レベル
を監視し、このレベルより上か下かの判断をし、チャー
ベッドレベル制御の指標を得ているにすぎず、燃焼の状
態に応じて時々形状やレベルが変化するチャーベッド頂
上部のレベルを再現性ある形で正確に測定することはで
きなかった。また、放射温度計の設置間隔を密にして分
解能を向上させることも考えられるが、炉壁への設置の
困難さ、燃焼への影響等から、これには限界がある。

また、従来装置の放射温度計は短波長帯域に感度を有す
るものが使用されていたので、ガス体の放射による影響
をもろに受けてしまい、チャーベッド自体の温度を測定
することができず、その周囲のガス体の温度を測るとい
う形になっていた。このため、ガス体の放射の影響で上
下２台の放射温度計の温度差が充分取れなくなり（５０
℃程度）、正確なレベルを測定することが困難であっ
た。

したがって、チャーベッドの燃焼状態を制御する上で最
重要な指標となるチャーベッド自体のレベルを測定でき
なかったため、炉内燃焼状態を正確に把握することがで
きず、ボイラ操業の安定化，高効率化等をはかることは
困難であった。

そこで本発明は、チャーベッドレベルを簡単にかつ高精
度に測定することができ、回収ボイラ操業の安定化およ
び高効率化等をはかり得る回収ボイラのチャーベッドレ
ベル測定装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記問題点を解決し目的を達成するために、
回収ボイラ内ガス体の放射による影響を受けにくい波長
帯域に感度を有する放射温度計を回収ボイラの炉壁に設
け、この放射温度計の視点を走査機構によってチャーベ
ッドに対し鉛直方向に走査させ、この走査機構により走
査される放射温度計の走査線上に沿う放射エネルギー強
度分布に基いてチャーベッドレベル測定手段によりチャ
ーベッドレベルを測定するようにしたものである。

〔作用〕

本発明は、このような手段を講じたことにより、放射温
度計の走査線上に沿う回収ボイラ内のチャーベッドと炉
内ガス体との放射エネルギー強度の変化が精度よく検出
され、この放射エネルギー強度の変化に基いてチャーベ
ッドレベルが測定される。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例の構成を示す系統図である。
同図において１０は回収ボイラであって、このボイラ１
０の炉底部には図示しない黒液噴射機構により噴射され
た黒液が浮遊乾燥して着床することによりチャーベッド
１１が形成されている。１２は放射温度計であって、こ
の放射温度計１２は回収ボイラ１０の外壁面に設けられ
た放射エネルギー検出器１３と、この放射エネルギー検
出器１３によって検出された放射エネルギー強度を温度
データに変換し時々刻々と発信する温度信号発信器１４
とによって構成されている。上記放射エネルギー検出器
１３は、その視点内の放射エネルギーを検出するもので
あって、特にチャーベッド１１による放射エネルギーと
ボイラ内ガス体による放射エネルギーとを区別するため
に、上記ガス体の放射の影響を受けにくい波長帯域に感
度を有するように設定されている。

第２図は測定波長（横軸）と放射エネルギー強度として
の消衰係数（縦軸）との関係を、炉内ガス体Ａとチャー
ベッドＢとにおいて示す図である。同図から明らかなよ
うに、測定波長３．７μｍ近傍にて炉内ガス体Ａの消衰
係数がチャーベッドＢのそれよりも小さくなるので、こ
の遠赤外の測定波長３．８μｍを有する検出器を用いる
と炉内ガス体Ａの影響を受けにくい状態で検出が可能と
なる。なお、測定波長５μｍ以においても炉内ガス体Ａ
の消衰係数がチャーベッドのそれよりも小さくなるが、
この測定波長５μｍ以上に対する検出器は特別な仕様が
要求され、高価となるので不適当である。

また、第１図において、前記放射エネルギー検出器１３
は、走査機構１５によってチャーベッド１１に対し鉛直
方向に走査可能なものとなっており、この放射エネルギ
ー検出器１３の視点の走査角度は位置信号発信器１６に
よって検出され、角度データとして時々刻々と発信され
るものとなっている。なお、上記走査機構１５として
は、放射エネルギー検出器１３の視点のみを扇形状に走
査させる手段、あるいはレールを鉛直方向に設けて放射
エネルギー検出器１３自体をこのレールに沿って走査さ
せる手段等が考えられる。

一方、前記温度信号発信器１４から発信される温度デー
タと、位置信号発信器１６から発信される角度データと
はデータ処理部１７に与えられる。このデータ処理部１
７は放射エネルギー検出器１３の視点の走査角度に対応
する温度データを求めるものであって、この走査角度に
対応する温度データは順次記憶部１８に格納され、必要
に応じて平滑化処理が施されたＣＲＴなどの表示器１９
に表示されるものとなっている。２０はチャーベッド頂
上部温度測定部であって、上記記憶部１８に格納された
データに基いてチャーベッド１１の頂上部温度を測定
し、角度検出器２１に出力する。上記角度検出器２１は
チャーベッド頂上部温度測定部２０にて測定されたチャ
ーベッド頂上部温度に対応する角度データを前記記憶部
１８から取出すものであって、この角度検出器２１にて
検出された角度データは角度・レベル変換器２２にてチ
ャーベッドレベル値に変換され、チャーベッドレベル信
号Ｓとして出力されるものとなっている。

第３図は前記チャーベッド頂上部温度測定部２０の具体
的構成を示すブロック図である。同図において、記憶部
１８に記憶された放射エネルギー検出器１３の視点の走
査角度に対応する温度データは、平滑化回路３１にて所
定の平滑化処理が施された後、ピーク温度検出器３２，
エッジサンプル温度検出器３３，温度変化率検出器３４
にそれぞれ出力され、これら検出器３２〜３４によって
チャーベッド１１の頂上部温度が測定される。そして、
選択器３５によって上記各検出器３２〜３４によって測
定されたチャーベッド頂上部温度測定値のうちいずれか
１つの頂上部温度が選択されて出力される。

上記ピーク温度検出器３２は、記憶部１８に記憶されて
いる温度データを順次比較し、最大となる温度データを
チャーベッド頂上部温度として出力するものである。通
常、チャーベッド１１の表面温度は上方になるにしたが
って高温となる。それ故に、放射エネルギー検出器１３
をチャーベッド１１に対し鉛直方向に走査させると、第
４図に示す如く、一走査線上に沿う検出温度は次第に上
昇し、放射エネルギー検出器１３の視点がチャーベッド
１１から外れると、この放射エネルギー検出器１３の波
長帯域が炉内ガス体の放射の影響を受けにくい波長帯域
に設定されているので、上記検出温度は急激に下降す
る。したがって、一般には記憶部１８に記憶される温度
データのうちピーク温度Ｔ１がチャーベッド１１の頂上
部温度であると考えられる。

しかるに、チャーベッド１１の中腹部等にて局部的に燃
焼状態が激しくなると、この部分が最も高温となる。こ
のときには、記憶部１８に記憶される温度データは第５
図に示すようになり、ピーク温度Ｔ１がチャーベッド１
１の頂上部温度にはならない。このような場合には、エ
ッジサンプル温度検出器３３にてエッジサンプル温度を
検出し、このエッジサンプル温度をチャーベッド１１の
頂上部温度として出力する。すなわち、記憶部１８に記
憶されている温度データからピーク温度Ｔ１を保持し、
このピーク温度Ｔ１に予め設定された所定比率α（４０
＜α＜１００）％を乗算してスライスレベル温度Ｔ２を
求め、このスライスレベル温度Ｔ２に対応する角度より
も予め設定されている所定角度β゜だけ低い角度の温度
いわゆるエッジサンプル温度Ｔ３をチャーベッド頂上部
温度として検出する。

一方、前述したように放射エネルギー検出器１３は炉内
ガス体の放射の影響を受けにくい波長帯域に感度を有し
ているので、その視点をチャーベッド１１に対して鉛直
方向に走査させると、視点がチャーベッド１１を外れた
時点で検出温度は急激に下降する。そこで、温度変化率
検出器３４においては、記憶部１８に記憶される温度デ
ータの変化率を演算し、負の温度変化率が最大となった
ときの高い温度の方をチャーベッド頂上部温度として出
力する。

このように構成された本装置においては、放射エネルギ
ー検出器１３を走査機構１５によってチャーベッド１１
に対して鉛直方向に走査させる。そうすると、放射エネ
ルギー検出器１３の視点の走査角度に対する温度データ
が記憶部１８に記憶され、表示器１９に表示される。オ
ペレータは表示器１９に表示された温度データを見て、
ピーク温度検出器３２，エッジサンプル温度検出器３
３，温度変化率検出器３４のいずれの検出器によって検
出された温度がチャーベッド頂上部温度として適切であ
るか判断し、選択器３５にて選択する。すなわち、表示
器１９に表示される温度データが第４図に示す如く走査
角度の上昇にしたがって徐々に上がり、所定角度におい
て急激に下降するようなデータが得られた場合には、ピ
ーク温度検出器３２にて検出された温度をチャーベッド
頂上部温度として出力する。

一方、上記温度データが第５図に示す如くコブ状の脹ら
みを有する場合には、エッジサンプル温度検出器３３ま
たは温度変化率検出器３４にて検出された温度をチャー
ベッド頂上部温度として出力する。この場合、放射エネ
ルギー検出器１３の視点がチャーベッド１１を外れたと
きに温度データが急激に下降したならば、エッジサンプ
ル温度検出器３３にて検出された温度をチャーベッド頂
上部温度としてもほとんど誤差は生じないが、この温度
データの下降の傾きが緩やかな場合にはエッジサンプル
温度検出器３３による検出温度は誤差が生じ易くなるの
で、温度変化率検出器３４にて検出された温度をチャー
ベッド頂上部温度とした方が望ましい。

このようにして選択器３５にてチャーベッド頂上部温度
が検出されると、角度検出器２１にてこの頂上部温度に
対応する角度データが記憶部１８から取り込まれる。そ
して、角度・レベル変換器２２にて上記角度データがチ
ャーベッドレベル値に変換される。

第６図は角度データをチャーベッドレベル値に変換する
変換手段の一例を示す図である。同図においてΘは放射
エネルギー検出器１３の出力角度、Θ′は放射エネルギ
ー検出器１３の水平角調整用パラメータ、Ｌは回収ボイ
ラ１０の底部から放射エネルギー検出器１３の炉壁面に
おける取付位置までの高さ、Ｄは測定角度までの距離で
ある。そうすると、チャーベッドレベル値ＨはＨ＝Ｌ＋Ｄｔａｎ（Θ＋Θ′）゜なる式にて求められる。

かくして、本実施例によれば、炉内ガス体の放射の影響
を受けにくい波長帯域に感度を有する放射エネルギー検
出器１３をチャーベッド１１に対して鉛直方向に走査さ
せるだけで、簡単かつ高精度にチャーベッドレベルを測
定することができる。したがって、この測定されたチャ
ーベッドレベル値に基いて回収ボイラ１０内に噴射され
る噴射黒液の温度等を調整することにより、チャーベッ
ドレベルが一定となるように制御することができ、安定
で高効率な回収ボイラの操業が可能となる。

第７図は本装置によって測定されたチャーベッドレベル
値に基いて黒液温度を調整することによりチャーベッド
レベルを自動制御する手段を示す系統図である。すなわ
ち、角度・レベル変換器２２から出力されるチャーベッ
ドレベル信号Ｓを、黒液温度設定器４１に与えることに
より黒液温度設定値を変化させる。そうすると、黒液温
度検出器４２にて検出された黒液ボイラ４３から噴射さ
れる黒液の温度が上記黒液温度設定値となるように、黒
液温度調節計４４によって蒸気制御弁４５の弁開度が操
作される。その結果、黒液ボイラ４３に供給される蒸気
量が調整され、黒液噴射機構４６から噴射される黒液の
温度が所望の温度となり、常にチャーベッドレベルが一
定となるように制御される。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではない。
たとえば前記実施例ではピーク温度検出器３２，エッジ
サンプル温度検出器３３，温度変化率検出器３４によっ
て検出された温度のうち、オペレータが表示器１９にて
表示された温度データを見ることによりいずれか１つを
選択してチャーベッド頂上部温度として出力する場合を
示したが、予めメモリに所定の温度データパターンを記
憶させておき、この温度データパターンと記憶部１８に
記憶される温度データとを比較することによりいずれの
検出器３２〜３４の出力が適切であるかを判断させ、選
択部３５の選択出力を自動的に切換えるようにしてもよ
い。また、前記実施例ではチャーベッド頂上部温度検出
手段としてピーク温度検出器３２，エッジサンプル温度
検出器３３，温度変化率検出器３４の検出出力からいず
れか１つを選択する場合を示したが、これら検出器３２
〜３４のうち少なくとも１つの検出器によって温度を検
出し、この温度をチャーベッド頂上部温度として出力す
るようにしてもよい。さらに、温度変化率検出器３４に
おいては、温度エネルギー検出器１３の視点の走査方向
にしたがって順次温度変化率を演算する場合を示した
が、走査方向に対して逆方向から順次温度変化率を演算
し、正の温度変化率が最大となったときの温度をチャー
ベッド頂上部温度として出力するようにしてもよい。ま
た、前記実施例ではチャーベッドレベル信号Ｓに基いて
黒液温度を調整することによりチャーベッドレベルが一
定となるように制御する場合を示したが、回収ボイラ内
に供給される燃焼用空気流量を調整することによりチャ
ーベッドレベルの一定制御を行なうようにしてもよい。
また、前記実施例では放射温度計１２の角度データに基
いて頂上部温度を測定する場合を説明したが、この場
合、角度データに限らず放射温度計１２の位置を示すデ
ータであればよい。このほか本発明の要旨を越えない範
囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明は、回収ボイラ内ガス体の放
射による影響を受けにくい波長帯域に感度を有する放射
温度計を回収ボイラの炉壁に設け、この放射温度計の視
点を走査機構によってチャーベッドに対し鉛直方向に走
査させ、この走査機構により走査される放射温度計の走
査線上に沿う放射エネルギー強度分布に基いてチャーベ
ッドレベル測定手段によりチャーベッドレベルを測定す
るようにしたものである。

したがって、本発明によれば、放射温度計の走査線上に
沿う回収ボイラ内のチャーベッドと炉内ガス体との放射
エネルギー強度の変化が精度よく検出され、この放射エ
ネルギー強度の変化に基いてチャーベッドレベルが測定
されるので、チャーベッドレベルを簡単にかつ高精度に
測定することができ、回収ボイラ操業の安定化および高
効率化等をはかり得る回収ボイラのチャーベッドレベル
測定装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明の一実施例を示す図であって、
第１図は構成を示す系統図、第２図は炉内ガス体および
チャーベッドにおける測定波長と放射エネルギー強度と
の関係を示す図、第３図はチャーベッド頂上部温度検出
部の構成を示すブロック図、第４図および第５図は記憶
部に記憶される温度データの例を示す図、第６図は角度
データをチャーベッドレベル値に変換する一手段を示す
図、第７図は作用効果を説明するための図である。１０……回収ボイラ、１１……チャーベッド、１２……
放射温度計、１３……放射エネルギー検出器、１５……
走査機構、１７……データ処理部、１８……記憶部、１
９……表示部、２０……チャーベッド頂上部温度測定
部、２１……角度検出器、２２……角度・レベル変換
器、３２……ピーク温度検出器、３３……エッジサンプ
ル温度検出器、３４……温度変化率検出器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者塩越陽平熊本県八代市十条町１丁目１番地十條製紙株式会社八代工場内 (72)発明者西村勝大阪府大阪市此花区島屋４丁目１番35号川崎重工業株式会社大阪工場内 (72)発明者黒崎泰充兵庫県明石市川崎町１番１号川崎重工業株式会社明石工場内 (72)発明者井床利之兵庫県明石市川崎町１番１号川崎重工業株式会社明石工場内 (72)発明者中林志郎兵庫県明石市川崎町１番１号川崎重工業株式会社明石工場内 (72)発明者飯塚和幸東京都港区芝浦１丁目１番１号株式会社東芝本社事務所内 (72)発明者桑田龍一東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内 (72)発明者熊木亜夫東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内 (72)発明者近久嚴雄東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内 (56)参考文献特開昭62−29803（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−29828（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−49903（ＪＰ，Ａ) 実開昭60−148851（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】チップ蒸解工程より排出される黒液を燃焼
して蒸気を発生させると共にチップ蒸解用薬剤原料を回
収する回収ボイラにおいて、前記回収ボイラの炉壁に設
けられたボイラ内ガス体の放射による影響を受けにくい
波長帯域に感度を有する放射温度計と、この放射温度計
の視点をチャーベッドに対し鉛直方向に走査させる走査
機構と、この走査機構により走査される放射温度計の走
査線上に沿う放射エネルギー強度分布に基いて前記チャ
ーベッドのレベルを測定するチャーベッドレベル測定手
段とを具備したことを特徴とする回収ボイラのチャーベ
ッドレベル測定装置。
【請求項２】前記チャーベッドレベル測定手段は、前記
放射エネルギー強度分布に基いて前記チャーベッドのピ
ーク温度を検出し、このピーク温度に基いてチャーベッ
ドレベルを測定するものであることを特徴とする特許請
求の範囲第（１）項記載の回収ボイラのチャーベッドレ
ベル測定装置。
【請求項３】前記チャーベッドレベル測定手段は、前記
放射エネルギー強度分布に基いて前記チャーベッドのピ
ーク温度を検出し、このピーク温度に予め設定された所
定比率を乗算してスライスレベル温度を求め、このスラ
イスレベル温度に対応する前記放射温度計の測定位置よ
りも所定位置だけ低い位置の温度に基いてチャーベッド
レベルを測定するものであることを特徴とする特許請求
の範囲第（１）項記載の回収ボイラのチャーベッドレベ
ル測定装置。
【請求項４】前記チャーベッドレベル測定手段は、前記
放射エネルギー強度分布に基いて前記チャーベッドの温
度変化率を検出し、この温度変化率が最大となる位置に
基いてチャーベッドレベルを測定するものであることを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の回収ボイラ
のチャーベッドレベル測定装置。
【請求項５】前記放射温度計は、前記ボイラ内ガス体の
放射による影響を受けにくい波長帯域として３．８μｍ
近傍の波長帯域を使用するものであることを特徴とする
特許請求の範囲第（１）項記載の回収ボイラのチャーベ
ッドレベル測定装置。