JPH1135956A - 石炭と水の混合ペーストの粘度計測装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＷＰの粘度をオンラインで計測し、計測さ
れた粘度に応じて粘度調整制御を行って、性状の安定し
たＣＷＰを連続的に流動層ボイラの火炉に供給する。 【解決手段】 粗粉炭と微粉炭・水スラリー及び水を混
練して加圧流動層ボイラ用のＣＷＰを製造する装置にお
いて、前記粗粉炭と微粉炭・水スラリーを混練する混練
機出口もしくは該混練機出口とＣＷＰ貯蔵タンクを接続
する配管部に、当該部分を流過するＣＷＰの一部を連続
的に分流して取り出す案内板と、該案内板で取り出され
たＣＷＰを収容する粘度計測容器と、該粘度計測容器に
内装され収容されたＣＷＰの撹拌トルクを計測する撹拌
計測手段と、前記粘度計測容器の底部に設けられたゲー
トバルブと、を含んでＣＷＰの粘度を計測する粘度計測
手段を構成し、かつ、前記粘度計測手段の出力を入力と
して前記混練機に供給する微粉炭・水スラリーもしくは
水の量を制御する粘度制御手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石炭と水を混合し
たペーストの製造装置に係り、特にペースト配管を閉塞
することなく燃焼炉内へ安定にペーストを供給できる石
炭と水を混合したペーストの粘度計測装置及び粘度制御
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】石炭と水の混合スラリーの燃料は、例え
ば加圧流動層ボイラ（以下、ＰＦＢＣという）に用いら
れる。ＰＦＢＣの火炉で、前記燃料が燃焼し流動層内に
設置された伝熱管内で蒸気を発生させて蒸気タービンを
駆動させる。更にＰＦＢＣで発生した高圧かつ高温の燃
焼ガスでガスタービンを駆動させて高効率に電力を得る
加圧流動層ボイラ複合発電プラントが知られている。前
記ＰＦＢでＣは、石炭粒子を加圧状態の流動層火炉内に
安定して供給することが課題の一つである。

【０００３】図１１に、従来知られている、流動層火炉
へ供給する燃料を石炭と水を混合して製造する装置の例
を示す。図示の装置において、原炭ホッパ１０内の原炭
は粗粉砕機２０で粉砕されて粗粉炭となり、粗粉炭ライ
ン１を経て粗粉炭ホッパ３０へ導かれる。粗粉炭ホッパ
３０の粗粉炭の一部が湿式微粉砕機（チューブミル）４
０で微粉砕され、水と混合されて微粉炭・水スラリーと
なって微粉炭スラリータンク５０に送られる。

【０００４】粗粉炭ホッパ３０に蓄えられた粗粉炭は混
練機８０に送られ、石灰石ホッパ７０から送られた石灰
石、微粉炭スラリータンク５０から微粉炭スラリーポン
プ６０により圧送される微粉炭・水スラリー、及び水供
給ライン３から供給される水と混合されてペースト状の
流体、すなわち石炭・水混合ペースト（以下、ＣＷＰと
いう）が生成される。生成されたＣＷＰは、混練機出口
８１を経てＣＷＰ貯蔵タンク９０に送られ、ここで一時
貯蔵される。流動層火炉へのＣＷＰ供給は、ＣＷＰ貯蔵
タンク９０のＣＷＰをＣＷＰポンプ１００で昇圧し、Ｃ
ＷＰ供給ライン１０１を経て図示されていない流動層の
火炉壁に設けられたＣＷＰ噴霧ノズルに供給する湿式供
給方式である。

【０００５】しかしながら、ＣＷＰの製造においては、
発電効率を高レベルに維持する上で石炭に添加する水の
量をできるだけ少なくすることが重要である。このた
め、添加水量が限定されたＣＷＰは粘度が高く、しかも
製造コスト低減のために石炭粒子分散用の薬剤を添加し
ないので流動性に極めて乏しい。更に、ＣＷＰは、最大
径が４〜１０mmで重量平均粒径は１〜４mmと竜度が粗い
ため、低水分のＣＷＰを得るため相当量の微粒子を含ん
だ粒度構成が要求される。すなわち、ＣＷＰ中の石炭粒
子は、数十ミクロンの微粒子から最大１０mm程度の粗粒
子までの幅広い粒径範囲で存在するという特徴がある。

【０００６】上記のような制約のもとで安定なＣＷＰを
製造するためには、ＣＷＰの粘度は５〜２０Pa・sの範
囲に調整することが望ましい。ＣＷＰの粘度が２０Pa・
s以上であると、ＣＷＰポンプの吸込口でＣＷＰの閉塞
が発生し、ＣＷＰのポンプ輸送ができなくなるという問
題がある。一方、ＣＷＰの粘度が５Pa・sより低い場合
には粗粒子が沈降し、固液分離が起こって配管内で閉塞
するという問題がある。ＣＷＰの粘度は、主にＣＷＰ中
の石炭濃度と相関がある。すなわち、石炭濃度が高い場
合、ＣＷＰの粘度は増加し、逆に石炭濃度が低い場合に
は粘度が低下する。したがって、ＣＷＰの粘度を調整す
るためには、ＣＷＰ中の石炭濃度を管理する方法が最も
効果的である。しかし、従来法では特開昭６２−１５５
４３３号公報に示すように、ＣＷＰ中の水分の管理が行
われていないため、ＣＷＰの石炭濃度、すなわち、粘度
の変動が大きいという問題があった。

【０００７】また、一定の性状のＣＷＰを得るために
は、石炭粉砕後の粒度構成により、添加する水分量が異
なって来る。水分量を一定量とすると石炭の粒度構成に
より、得られるＣＷＰの粘度が大きく変動し、ＣＷＰを
配管で火炉にポンプ輸送することが不可能になる。

【０００８】そこで、本発明者らは、特開平６−２７９
７７２号公報に開示したように、ＣＷＰの粘度計測をオ
ンラインで行うために、図１２に示すように、ＣＷＰ貯
蔵タンク９０とＣＷＰポンプ１００の間に屈曲状流路１
２７を設け、この屈曲状流路１２７にＣＷＰの撹拌抵抗
検出手段１２６を設ける方法を提案した。この方法で
は、ＣＷＰの粘度計測は、ＣＷＰが屈曲状流路１２７内
を流れている状態で行っている。この流路におけるオン
ライン計測において、ＣＷＰの粘度値が異常であること
が検知されると、ＣＷＰの撹拌抵抗検出手段１２６の入
り口側に、配管６より水もしくは微粉炭・水スラリーを
供給する手段が設けられ、粘度の調整が行われるように
なっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
原炭及び粉砕炭中に含まれる水分量が変動し、安定な流
動性のよいＣＷＰを製造することができないという問題
がある。更に、上記従来技術では、ＣＷＰ粘度計測を、
ＣＷＰ貯蔵タンクとＣＷＰポンプの間のＣＷＰ流路で行
っている。そのため、次のような問題がある。

【００１０】ＣＷＰ粘度計測を流路内のＣＷＰが動い
ている状態で行っているため、粘度値の精度が悪くな
る。これは、流路内のＣＷＰの流速がピン型ロータのピ
ンに力を作用し、撹拌トルク値が不安定になり、計測精
度が低下するのである。また、ＣＷＰの粘度を計測して
いる流路内のＣＷＰの流速が、ボイラ負荷により変化す
ることも精度低下の原因となっている。

【００１１】ＣＷＰポンプの入り口側で粘度値異常を
検出した時点ではＣＷＰ供給圧力が上昇し、配管の閉塞
に対処できない。これは、ＣＷＰ流路に設けたＣＷＰの
粘度計測するための撹拌トルク検出器では、粘度調整用
の水もしくは微粉炭・水スラリーを供給しても撹拌効果
が低く、粘度値がバラツキを生ずる。そのため、ＣＷＰ
の粘度制御が困難となる。

【００１２】自重による流れの中にピン型ロータを挿
入すると、下側のピン部付近で空気層ができやすく、屈
曲した流路内にロータを挿入するとＣＷＰの流れが不均
一になり、計測精度が低下する。また、屈曲した流路内
にロータを挿入するとＣＷＰが閉塞しやすくなる。

【００１３】ＣＷＰ貯蔵タンク内のＣＷＰが無駄にな
る。

【００１４】上記従来技術ではまた、石炭の粒度構成に
よりＣＷＰの性状が大きく変動する点に配慮されていな
かった。その上、ＣＷＰを用いるプラントの大型化に伴
い、ＣＷＰ貯蔵タンクが大容量になり、ＣＷＰ貯蔵タン
ク内でのＣＷＰ粘度調整は困難になっている。

【００１５】また、図１３に示すように、長期運転中に
はＣＷＰの粘度が上昇し、上限値に達すると配管内の圧
力損失が高くなり、ＣＷＰポンプによる加圧、圧送が困
難になる。

【００１６】本発明の目的は、ＣＷＰの粘度をオンライ
ンで計測し、計測結果に応じて粘度調整を制御すること
で、性状の安定なＣＷＰを連続的に供給することにあ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成する本
発明の第１の手段は、粗粉炭と微粉炭・水スラリー及び
水を混練して加圧流動層ボイラ用の石炭・水混合ペース
トを製造する装置において、前記粗粉炭と微粉炭・水ス
ラリーを混練する混練機出口もしくは該混練機出口と石
炭・水混合ペースト貯蔵タンクを接続する配管部に石炭
・水混合ペーストの粘度を計測する粘度計測手段を設
け、かつ、前記粘度計測手段の出力を入力として前記混
練機に供給する微粉炭・水スラリーもしくは水の量を制
御する粘度制御手段を設けたことを特徴とする。

【００１８】上記の課題を達成する本発明の第２の手段
は、上記第１の手段において、前記粘度計測手段を、混
練機出口もしくは該混練機出口と石炭・水混合ペースト
貯蔵タンクを接続する配管部から当該部分を流過する石
炭・水混合ペーストの一部を連続的に分流して取り出す
案内板と、該案内板で取り出された石炭・水混合ペース
トを収容する粘度計測容器と、該粘度計測容器に内装さ
れ収容された石炭・水混合ペーストの撹拌トルクを計測
する撹拌計測手段と、前記粘度計測容器の底部に設けら
れ該底部の少なくとも一部を開閉する開閉手段と、を含
んで構成したことを特徴とする。

【００１９】上記の課題を達成する本発明の第３の手段
は、上記第２の手段において、前記撹拌計測手段を、粘
度計測容器に収容された石炭・水混合ペーストを撹拌す
るピン型ロータを含んで構成したことを特徴とする。

【００２０】上記の課題を達成する本発明の第４の手段
は、上記第２または第３の手段において、前記案内板は
水平面に対して少なくとも４５度の角度をなして配置さ
れ、下端側が前記粘度計測容器に結合されていることを
特徴とする。

【００２１】上記の課題を達成する本発明の第５の手段
は、上記第２乃至第４のいずれかの手段において、前記
開閉手段を、ゲートバルブもしくは一端に設けられたヒ
ンジ部を中心にして回転するバタフライ状バルブと、前
記ゲートバルブもしくはバタフライ状バルブを開閉駆動
するシリンダとを含んで構成したことを特徴とする。

【００２２】上記の課題を達成する本発明の第６の手段
は、上記第２乃至第５のいずれかの手段において、前記
傾斜した案内板の上方に、該案内板の最大傾斜方向に直
交する方向の幅全体に亘って該案内板の上面と所定の間
隔をおいて配置され、該案内板の上面を移動して粘度計
測容器に流入する石炭・水混合ペーストの量を制限する
手段を設けたことを特徴とする。

【００２３】上記の課題を達成する本発明の第７の手段
は、上記第３乃至第６のいずれかの手段において、前記
ピン型ロータの回転軸の周囲の、少なくとも粘度計測容
器に収容された石炭・水混合ペーストの上面近傍となる
位置に、カバーを設けたことを特徴とする。

【００２４】上記の課題を達成する本発明の第８の手段
は、粗粉炭と微粉炭・水スラリー及び水を混練して加圧
流動層ボイラ用の石炭・水混合ペーストを製造する装置
で石炭・水混合ペーストの粘度を計測する方法におい
て、前記粗粉炭と微粉炭・水スラリーを混練する混練機
出口もしくは該混練機出口と石炭・水混合ペースト貯蔵
タンクを接続する配管部から石炭・水混合ペーストの一
部を分流して取り出し、取り出した石炭・水混合ペース
トを一時容器内に保持し、該保持された石炭・水混合ペ
ーストの粘度を計測し、この手順を繰返して行うことを
特徴とする上記の課題を達成する本発明の第９の手段
は、上記第８の手段において、計測して得られた石炭・
水混合ペーストの粘度に基づいて、石炭・水混合ペース
トの粘度調整用の微粉炭・水スラリーもしくは水を混練
機入り口に供給することを特徴とする。

【００２５】本発明に係るＣＷＰ製造装置及びＣＷＰの
粘度を制御する方法においては、ＣＷＰの製造装置の混
練機で製造されたＣＷＰの一部は傾斜した案内板上に排
出、落下され、落下したＣＷＰはその案内板の上を滑り
落ちて粘度計測容器内に導かれる。粘度計測容器にＣＷ
Ｐが充填されると、ピン型ロータが回転され、撹拌トル
クが計測されて粘度が求められる。ＣＷＰの粘度計測が
完了すると粘度計測容器の底部のゲートバルブが開か
れ、ＣＷＰが排出される。排出されたＣＷＰは、ＣＷＰ
貯蔵タンクに導かれる。

【００２６】粘度計測が完了したＣＷＰを排出したの
ち、再び混練機出口から排出されるＣＷＰの一部を案内
板上を滑らせて粘度計測容器内へ導き、粘度計測が開始
される。このように、ＣＷＰの粘度計測操作が繰り返さ
れる。ＣＷＰの粘度計測は、粘度計測容器内に充填され
たＣＷＰが静止した状態で行われる。そのため、計測粘
度値は信頼性の高い値が得られる。粘度計測の操作は、
ＣＷＰ粘度計測を間歇的に行ったものである。混練機出
口から排出されるＣＷＰの一部が粘度計測容器内に充填
され始めると、充填されるＣＷＰがロータに衝突するた
め検出される粘度値は高くなり、ＣＷＰの量が一定の充
填量に達すると検出される粘度値が一定となる。

【００２７】このようにしてＣＷＰの粘度計測を行うこ
とにより、装置運転時間の経過に伴ってＣＷＰの粘度が
変動した場合、例えば粘度が上昇した場合、上限の粘度
制限値に達すると、ＣＷＰ粘度調整用の微粉炭スラリー
ポンプの吐出容量、あるいは混練機に供給される水の量
を増加させる制御が働き、混練機で生成されるＣＷＰの
粘度を低下させるから、適正な粘度値内でＣＷＰを搬
送、供給することができる。

【００２８】石炭と水を混合したペーストの製造装置に
おいて、製造したＣＷＰの粘度が上昇して流動性が悪く
なると、ＣＷＰのポンプによる加圧、圧送が困難にな
る。そのため、ＣＷＰの粘度を計測及び制御する方法に
ついて説明する。一般に、ＣＷＰの粘度計測は、ＣＷＰ
の撹拌抵抗から求めている。図１４及び図１５に、ＣＷ
Ｐ中の微粉炭量及び水分量に対応するＣＷＰの粘度の関
係を示す。

【００２９】図１４に示すようにＣＷＰの粘度を運用範
囲内に保つには、ＣＷＰ中の微粉炭の重量割合を適正な
範囲内にする必要がある。また、図１５に示すように、
ＣＷＰ中の水分量が多くなると粘度が小さくなることが
わかる。したがって、微粉炭と水を混合した微粉炭・水
スラリーをＣＷＰに加えて粘度調整することが可能であ
る。また、特願平４−２５９５２７号に記載されている
ように、加圧流動層ボイラの燃料として適したＣＷＰ
は、その中に含まれる粉砕炭の粒径に望ましい分布があ
ることを本発明者らは見出した。すなわち、上記出願に
は、重量平均径が0.03〜0.07mmの範囲にある石炭の微粒
子群をあらかじめ水と混合して微粉炭・水スラリーとし
た後に、重量平均径が1.0〜2.0mmの範囲にある石炭の粗
粒子群と混合してＣＷＰを製造する技術が開示されてい
る。

【００３０】流動層火炉の燃料としてＣＷＰを使用する
には、ＣＷＰが低水分量であることと同時に石炭粒子が
沈降分離しにくいことが必要要件である。石炭粒子の粒
度構成はこの二つの要件と密接に関係する。すなわち、
ＣＷＰとして最適な粒度構成は水分量を最小にし、沈降
分離を起こしにくい粒度条件によって決めることができ
る。

【００３１】例えば、石炭の粒径0.02mm以下の粒子の重
量割合が１０〜２０重量％の範囲ではＣＷＰの水分量が
最小となり、且つ分離しにくい。石炭の粒径0.02mm以下
の微粒子が２０重量％より多い場合、粘度が上昇して流
動性を保つために水分量を多くする必要がある。また、
粒径１mm以上の粒子の重量割合が５０〜７０重量％の範
囲ではＣＷＰ中の水分量が最小になり、且つ分離しにく
い。粒径１mm以上の粗粒子が５０重量％より少ない場合
にはＣＷＰが沈降分離を起こしやすく、粒径１mm以上の
粗粒子が７０重量％より多い場合には水分量が多くな
る。

【００３２】このように、ＣＷＰとしての最適な粉砕炭
中の粒径分布範囲から外れた場合には、その粘度が上昇
して取扱が困難になる。したがって、製造したＣＷＰ粘
度の設定値がずれた場合には、この粉砕炭の粒径分布が
最適範囲からずれたものと考えられ、微粉炭・水スラリ
ーを添加することで修正できる。ここで、微粉炭・水ス
ラリー中の微粉炭の重量平均径は0.03〜0.07mm程度であ
る。

【００３３】図１６に示すように、重量平均径が0.03〜
0.07mm程度の微粉炭を含むＣＷＰの粘度の変動は最も少
ない。したがって、好ましくは粒径が0.03〜0.07mmであ
る粉砕炭を含む微粉炭・水スラリーをＣＷＰの粘度調整
に用いることで、ＣＷＰの粒径分布を適正な値に戻すこ
ともできる。なお、微粉炭・水スラリーの水分量は特に
限定していない。

【００３４】図１７は、ＣＷＰが１００kg／ｈで流出す
るものに対して微粉炭・水スラリーを５kg／ｈの割合で
添加した場合のＣＷＰの粘度値の変動を示すものである
が、水分量が５０％前後の広い範囲で粘度が安定してい
ることがわかった。したがって、加圧流動層ボイラに供
給する直前でのＣＷＰの粘度調整には、ほぼ上記水分量
の範囲の微粉炭・水スラリーを添加することが最も望ま
しい。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、実施例を用いて本発明を詳
細に説明する。図１、図２、図３に本発明を適用したＣ
ＷＰ製造装置の一例を示す。図１は、ＣＷＰ製造装置に
おけるオンラインＣＷＰ粘度計測装置を示す系統図であ
る。図１に示す装置は、原炭が格納されている原炭ホッ
パ１０と、原炭ホッパ１０の下方に配置されて原炭を粗
粉砕して粗粉炭とする粗粉砕機２０と、粗粉砕機２０で
生成された粗粉炭を粗粉炭ホッパ３０に導く粗粉炭ライ
ン１と、粗粉炭ホッパ３０の出側に接続され粗粉炭を微
粉砕する湿式微粉砕機（以下、チューブミルという）４
０と、チューブミル４０に接続された水供給ライン２
と、チューブミル４０出側に接続された微粉炭スラリー
タンク５０と、この微粉炭スラリータンク５０に装着さ
れた撹拌機５２と、微粉炭スラリータンク５０に吸込口
を接続して配置された微粉炭スラリーポンプ６０と、前
記粗粉炭ホッパ３０の出側に粗粉炭供給ライン３１で接
続された混練機８０と、微粉炭スラリーポンプ６０の出
側と前記混練機８０とを接続する微粉炭スラリー供給ラ
イン５１と、石灰石が格納される石灰石ホッパ７０と、
石灰石ホッパ７０の出側と前記混練機８０とを接続する
石灰石供給ライン７１と、前記混練機８０に接続されて
水を混練機８０に供給する水供給ライン３と、前記混練
機８０の混練機出口８１に取り付けられた粘度計測手段
であるＣＷＰ粘度計測装置１２５と、混練機出口８１の
下方に配置され排出ＣＷＰライン４で混練機出口８１に
接続されたＣＷＰ貯蔵タンク９０と、ＣＷＰ貯蔵タンク
９０に装着された撹拌機９１と、ＣＷＰ貯蔵タンク９０
に吸込口を接続して配置されたＣＷＰポンプ１００と、
ＣＷＰポンプ１００の吐出側に接続されたＣＷＰ供給ラ
イン１０１と、前記ＣＷＰ粘度計測装置１２５の出力を
入力として前記微粉炭スラリーポンプ６０を制御する粘
度制御手段であるＣＷＰ粘度制御装置１３０と、を含ん
で構成されている。

【００３６】混練機８０の出口端には混練機出口区画が
形成され、その下端に排出ＣＷＰライン４が接続されて
いる。本発明の第１の実施例である前記ＣＷＰ粘度計測
装置１２５は、図２に示されているように、前記混練機
出口区画の一部をなすようにして形成された粘度計測容
器１１０と、水平方向に対して傾斜して配置され上端を
混練機出口８１の直下に位置させ下端を前記粘度計測容
器１１０の上部に位置させた案内板１０５と、粘度計測
容器１１０に回転軸を鉛直方向にして内装されたピン型
ロータ１１５と、前記回転軸に結合された電動機１２１
及びＣＷＰの撹拌トルク計１２０と、粘度計測容器１１
０の底部に装着されたゲートバルブ１４０と、このゲー
トバルブ１４０を開閉するシリンダ１５０と、を含んで
構成されている。

【００３７】ゲートバルブ１４０とシリンダ１５０とが
開閉手段を構成している。シリンダ１５０は油圧駆動も
しくは空気圧駆動とし、シリンダ１５０に代えてゲート
バルブ１４０を開閉する電動機を設けてもよい。案内板
１０５は、水平面となす角度θを少なくとも４５度とす
るのが望ましく、また、必要量のＣＷＰが粘度計測容器
１１０に送りこまれたら、その上端部を混練機出口８１
の直下から退避させる等の動作をさせてそれ以上ＣＷＰ
が案内板上に落下しないように構成しておくのがよい。
粘度計測容器１１０の上端は混練機出口区画の外側にあ
り、粘度計測容器１１０の下端は混練機出口区画の内部
となっている。つまり、前記ゲートバルブ１４０は粘度
計測容器１１０と混練機出口区画を連通する構成となっ
ている。また、ピン型ロータ１１５と前記電動機１２１
と撹拌トルク計１２０とで、撹拌計測手段を構成する。

【００３８】上記構成の装置では、混練機８０で生成さ
れたＣＷＰの一部を一旦バイパスルートに取り出し、そ
の粘度を混練機８０の出口に設けられたＣＷＰ粘度計測
装置１２５で検知し、ＣＷＰ粘度計測装置１２５の出力
を入力とするＣＷＰ粘度制御装置１３０で検出された粘
度に応じて、微粉炭スラリーポンプ６０の吐出量と水供
給ライン３からの給水量の双方もしくは一方を制御し、
前記粘度計測を終了したＣＷＰは再び系統に戻すように
なっている。図２には示していないが、ＣＷＰ粘度調整
用の微粉炭・水スラリーポンプや給水配管を別に設けて
もよい。

【００３９】混練機８０で生成されたＣＷＰは、混練機
出口８１から排出され、混練機出口区画を経て排出ＣＷ
Ｐライン４に導かれるが、混練機出口８１から排出され
たＣＷＰの一部が前記排出ＣＷＰライン４に導かれる前
に前記案内板１０５上を滑り落ちて一旦バイパスされ、
系外に設けた粘度計測容器１１０内に導かれる。粘度計
測容器１１０内には、ＣＷＰの粘度計測用のピン型ロー
タ１１５が設置されており、その上部にはさきに述べた
ように、撹拌トルク計１２０と電動機１２１が結合され
ている。粘度計測容器１１０の底部にはシリンダ１５０
で開閉されるゲートバルブ１４０が設置されており、粘
度計測が終了したＣＷＰは、矢印５の流れにのって再び
本流の排出ＣＷＰライン４に至るルートに戻るように構
成されている。

【００４０】なお、粘度計測容器１１０の底部に設けら
れたゲートバルブ１４０に代えて、図３に示されている
ような、一方の端部をヒンジで粘度計測容器１１０の底
面に固着され、シリンダで駆動されて前記ヒンジを中心
に回転して開閉するバタフライ状バルブ１４５としても
よい。また、ここでは図示していないが、案内板１０５
はその裏面に加振器を設置すると効果的であり、案内板
に代えてベルトコンベアを設けてもよい。

【００４１】ＣＷＰの粘度は、図４に示すような、ＣＷ
Ｐの撹拌トルクと粘度較正用標準液（シリコンオイル）
の粘度の関係をあらかじめ求めておき、ＣＷＰの撹拌ト
ルクを検出して前記あらかじめ求めた関係を参照するこ
とで求められる。

【００４２】次に上記構成の装置の動作につき、説明す
る。図１で説明したように、混練機８０内に、粗粉炭供
給ライン３１から粗粉炭を、微粉炭スラリー供給ライン
５１から微粉炭・水スラリーを、石灰石供給ライン７１
から石灰石を、水供給ライン３から水を、それぞれ供給
し、混練機８０でよく混合してＣＷＰを製造する。図２
に示すように、混練機８０で製造されたＣＷＰは混練機
出口８１から排出されて排出ＣＷＰライン４を経てＣＷ
Ｐ貯蔵タンク９０に導かれるが、混練機出口８１から排
出されたＣＷＰの一部は傾斜した案内板１０５の上に落
ちる。案内板１０５の上に落ちたＣＷＰは、その上を滑
って粘度計測容器１１０内に導かれる。粘度計測容器１
１０内にＣＷＰが充填されると、ピン型ロータ１１５が
ＣＷＰを撹拌しながら所定の速度で回転される。撹拌ト
ルク計１２０により回転に要するトルク（撹拌トルク）
が測定され、粘度制御装置１３０に出力される。粘度制
御装置１３０において、あらかじめ作成された図４に示
す撹拌トルクと標準粘度の関係から、粘度が求められ
る。ＣＷＰの粘度計測が終了すると、粘度計測容器１１
０の底部のゲートバルブ１４０が開かれ、ＣＷＰが排出
される。排出されたＣＷＰは、排出ＣＷＰライン４を経
てＣＷＰ貯蔵タンク９０に導かれる。粘度計測を終了し
たＣＷＰが排出されたらゲートバルブ１４０が閉じら
れ、再び混練機出口８１から排出されるＣＷＰの一部が
案内板１０５の上を滑らせて粘度計測容器１１０に導か
れて粘度計測が開始される。このようにしてＣＷＰ粘度
計測が繰り返される。ＣＷＰ貯蔵タンク９０に一時貯蔵
されたＣＷＰは、ＣＷＰポンプ１００により加圧され、
ＣＷＰ供給ライン１０１を経て図示されていない加圧流
動層ボイラの火炉に供給される。

【００４３】上述のように、ＣＷＰの粘度計測は、ＣＷ
Ｐが粘度計測容器１１０内で静止した状態（移動してい
ない状態）で行われているため、計測粘度値は信頼性の
高い値が得られる。図５は、上記手順の粘度計測操作を
行い、その結果をグラフ化して示したものである。図示
のように、粘度計測は間歇的に行われている。混練機出
口８１から排出されるＣＷＰの一部が粘度計測容器１１
０に充填され始めると回転ロータに衝突し粘度値は高く
なり、一定の充填量に達すると、検出される粘度値がほ
ぼ一定となる。

【００４４】このようにしてＣＷＰの粘度計測を行うこ
とにより、ＣＷＰ粘度制御装置１３０において混練機８
０から排出されるＣＷＰの粘度値の上昇を検出し、検出
される粘度値があらかじめ設定された上限値を超えた
ら、微粉炭スラリーポンプ６０の吐出量を増加させて、
ＣＷＰ粘度調整用の微粉炭・水スラリーの混練機８０へ
の供給量を増やし、混練機８０から排出されるＣＷＰの
粘度値を適正な範囲内に維持する。図６はこの制御の例
を示すもので、一点鎖線はあらかじめ設定されている粘
度値の上限値と下限値を示し、実線が検出された粘度値
を示している。図示の例では、運転時間の経過とともに
次第に粘度値が上昇し、ある時点で上限値を超えてい
る。粘度値が上限値を超えた時点で微粉炭・水スラリー
の供給量があらかじめ定められた量だけ増加され、検出
される粘度値は、上限値を超えてしばらくしてから微粉
炭・水スラリーの供給量増加の効果で、上昇から下降に
転じて、上限値以下、下限値以上に安定している。

【００４５】図７及び図８に本発明の第２の実施例を示
す。本実施例は、ＣＷＰ粘度計測装置１２５を、混練機
出口区画からＣＷＰ貯蔵タンク９０にＣＷＰを導く排出
ＣＷＰライン１６０に設置したものであり、排出ＣＷＰ
ライン１６０内を流れるＣＷＰの一部をバイパスしてＣ
ＷＰ粘度計測装置１２５に導き、粘度計測後、計測を終
了したＣＷＰを排出ＣＷＰライン１６０に戻すようにし
たものである。図８に本実施例のＣＷＰ粘度計測装置１
２５の構成の概要を示す。案内板１０５は、排出ＣＷＰ
ライン１６０の内部に突出して配置され、粘度計測容器
１１０は排出ＣＷＰライン１６０の外壁外面に突出して
装着されている。本実施例の動作は前記第１の実施例と
同様であるので、同一の符号を付して説明は省略する。

【００４６】図９に、案内板１０５の上部に、ＣＷＰの
量を調整するためのプレート（ＣＷＰ量調整用プレー
ト）１０６を設けた例を示す。ＣＷＰ量調整用プレート
１０６は、ＣＷＰが案内板１０５上を滑る方向（最大傾
斜方向）に対して４５〜７０度傾斜して配置され、案内
板１０５上面との間に間隔Ｈをおいてある。間隔Ｈは、
案内板１０５の幅Ｌの１．０倍以上としてあり、ＣＷＰ
量調整用プレート１０６は案内板１０５の幅（最大傾斜
方向に直交する方向の案内板寸法）全体に亘ってその上
に配置されている。このＣＷＰ量調整用プレート１０６
は、混練機出口８１から排出される排出されたＣＷＰの
一部（イ）を案内板１０５の上を滑らせて粘度計測容器
１１０に導くとき、案内板１０５の上を滑るＣＷＰが前
記間隔Ｈを通過するようにし、粘度計測容器１１０に導
入される量を、前記間隔Ｈを通過できる量に制限するも
のである。案内板１０５上のＣＷＰ量（ＣＷＰの高さ）
は粘度計測容器１１０に充填される量を表示するもので
あり、例えばＣＷＰ供給量が多い場合には、粘度計測容
器１１０内の上部にＣＷＰが盛り上がるため、図８に示
すピン型ロータ１１５の回転軸の周囲にＣＷＰが付着固
化し、粘度値の計測誤差を招く恐れがある。ＣＷＰ量調
整用プレート１０６は、粘度計測容器１１０に導入され
るＣＷＰ量を制限することで上記問題を解消するもので
ある。

【００４７】図１０に、ピン型ロータ１１５の回転軸の
周囲に、ＣＷＰ付着防止用カバー１７０を設けた例を示
す。ＣＷＰ付着防止用カバー１７０は、粘度計測容器１
１０に充填されているＣＷＰの表面が空気と接触する部
分、つまり、粘度計測容器１１０内に充填されたＣＷＰ
の上面となる位置近傍のピン型ロータ１１５の回転軸の
片側（好ましくは周囲）に、回転軸を覆うように取り付
けられ、その表面にＣＷＰを付着固化させることで、回
転軸の周囲にＣＷＰが付着固化することを防止する。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、製造直後のＣＷＰの粘
度がオンラインで精度よく計測することができ、粘度の
調整を精度よく効率的に行うことができる。そのため、
ＣＷＰ貯蔵タンク内多量のＣＷＰを無駄にすることな
く、石炭濃度及び粘度が一定で安定したＣＷＰを流動層
火炉へ供給でき、ＣＷＰ輸送配管の閉塞の恐れが低減さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたＣＷＰ製造装置の実施例を
示す系統図である。

【図２】本発明の第１の実施例であるＣＷＰ粘度計測装
置を示す断面図である。

【図３】図２に示す実施例のゲートバルブに代えてベー
ン状バルブを用いた例を示す断面図である。

【図４】ＣＷＰの撹拌トルクと粘度較正用標準液の粘度
の関係を示す概念図である。

【図５】図２に示す装置で粘度計測した結果の例を概念
的に示す図である。

【図６】製造されるＣＷＰの粘度の変動とこの変動に対
応して行われた制御の例を示す概念図である。

【図７】本発明の第２の実施例を適用したＣＷＰ製図装
置の例を示す系統図である。

【図８】図７に示す本発明の第２の実施例の断面図であ
る。

【図９】ＣＷＰ量調整用プレートを示す斜視図である。

【図１０】ＣＷＰ付着防止カバーを示す斜視図である

【図１１】従来技術のＣＷＰ製造装置の例を示す系統図
である。

【図１２】従来技術のオンラインＣＷＰ粘度計測装置の
例を示す断面図である。

【図１３】ＣＷＰ粘度の変動の例を示す概念図である。

【図１４】ＣＷＰ中の微粉量とＣＷＰ粘度の関係を概念
的に示す図である。

【図１５】ＣＷＰ中の水分量とＣＷＰ粘度の関係を概念
的に示す図である。

【図１６】ＣＷＰ重量平均径とＣＷＰ粘度の変動幅の関
係の例を示す概念図である。

【図１７】微粉スラリー中の水分量とＣＷＰ粘度変動幅
の関係の例を示す概念図である。

【符号の説明】

１ 粗粉炭ライン ２，３，６ 水供給ライン ４ 混練機出口からの排出ＣＷＰライン ６ 配管 １０ 原炭ホッパ ２０ 粗粉砕機 ３０ 粗粉炭ホッパ ３１ 粗粉炭供給ライン ４０ 湿式微粉砕機（チューブミル） ５０ 微粉炭スラリータンク ５１ 微粉炭スラリー供給ライン ５２ 撹拌機 ６０ 微粉炭スラリーポンプ ７０ 石灰石ホッパ ７１ 石灰石供給ライン ８０ 混練機 ８１ 混練機出口 ９０ ＣＷＰ貯蔵タンク ９１ 撹拌機 １００ ＣＷＰポンプ １０１ 加圧流動層へのＣＷＰ供給ライン １０５ 案内板 １０６ ＣＷＰ量調整用プレート １１０ 粘度計測容器 １１５ ピン型ロータ １２０ 撹拌トルク計 １２１ 電動機 １２５ ＣＷＰ粘度計測装置 １２６ 撹拌抵抗検出手段 １２７ ＣＷＰ貯蔵タンクとＣＷＰポンプを接続する屈
曲状流路 １３０ ＣＷＰ粘度制御装置 １４０ ゲートバルブ １４５ バタフライ状バルブ １５０ シリンダ １６０ 排出ＣＷＰライン １７０ ＣＷＰ付着防止用カバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉田 隆一 広島県呉市宝町３番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内 (72)発明者 吉岡 進 広島県呉市宝町３番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粗粉炭と微粉炭・水スラリー及び水を混
   練して加圧流動層ボイラ用の石炭・水混合ペーストを製
   造する装置において、 前記粗粉炭と微粉炭・水スラリーを混練する混練機出口
   もしくは該混練機出口と石炭・水混合ペースト貯蔵タン
   クを接続する配管部に石炭・水混合ペーストの粘度を計
   測する粘度計測手段を設け、かつ、前記粘度計測手段の
   出力を入力として前記混練機に供給する微粉炭・水スラ
   リーもしくは水の量を制御する粘度制御手段を設けたこ
   とを特徴とする石炭・水混合ペースト製造装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の石炭・水混合ペースト製
   造装置において、 前記粘度計測手段は、混練機出口もしくは該混練機出口
   と石炭・水混合ペースト貯蔵タンクを接続する配管部か
   ら当該部分を流過する石炭・水混合ペーストの一部を連
   続的に分流して取り出す案内板と、該案内板で取り出さ
   れた石炭・水混合ペーストを収容する粘度計測容器と、
   該粘度計測容器に内装され収容された石炭・水混合ペー
   ストの撹拌トルクを計測する撹拌計測手段と、前記粘度
   計測容器の底部に設けられ該底部の少なくとも一部を開
   閉する開閉手段と、を含んでなることを特徴とする石炭
   ・水混合ペースト製造装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の石炭・水混合ペースト製
   造装置において、前記撹拌計測手段は、粘度計測容器に
   収容された石炭・水混合ペーストを撹拌するピン型ロー
   タを含んでなることを特徴とする石炭・水混合ペースト
   製造装置。
4. 【請求項４】 請求項２または３記載の石炭・水混合ペ
   ースト製造装置において、 前記案内板は水平面に対して少なくとも４５度の角度を
   なして配置され、下端側が前記粘度計測容器に結合され
   ていることを特徴とする石炭・水混合ペースト製造装
   置。
5. 【請求項５】 請求項２乃至４のいずれかに記載の石炭
   ・水混合ペースト製造装置において、前記開閉手段は、
   ゲートバルブもしくは一端に設けられたヒンジ部を中心
   にして回転するバタフライ状バルブと、前記ゲートバル
   ブもしくはバタフライ状バルブを開閉駆動するシリンダ
   とを含んでなることを特徴とする石炭・水混合ペースト
   製造装置。
6. 【請求項６】 請求項２乃至５のいずれかに記載の石炭
   ・水混合ペースト製造装置において、 前記傾斜した案内板の上方に、該案内板の最大傾斜方向
   に直交する方向の幅全体に亘って該案内板の上面と所定
   の間隔をおいて配置され、該案内板の上面を移動して粘
   度計測容器に流入する石炭・水混合ペーストの量を制限
   する手段を設けたことを特徴とする石炭・水混合ペース
   ト製造装置。
7. 【請求項７】 請求項３乃至６のいずれかに記載の石炭
   ・水混合ペースト製造装置において、 前記ピン型ロータの回転軸の周囲の、少なくとも粘度計
   測容器に収容された石炭・水混合ペーストの上面近傍と
   なる位置に、カバーを設けたことを特徴とする石炭・水
   混合ペースト製造装置。
8. 【請求項８】 粗粉炭と微粉炭・水スラリー及び水を混
   練して加圧流動層ボイラ用の石炭・水混合ペーストを製
   造する装置において、 前記粗粉炭と微粉炭・水スラリーを混練する混練機出口
   もしくは該混練機出口と石炭・水混合ペースト貯蔵タン
   クを接続する配管部から石炭・水混合ペーストの一部を
   分流して取り出し、取り出した石炭・水混合ペーストを
   一時容器内に保持し、該保持された石炭・水混合ペース
   トの粘度を計測し、この手順を繰返して行うことを特徴
   とする石炭・水混合ペーストの粘度計測方法。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の石炭・水混合ペースト
   の粘度計測方法において、 計測して得られた石炭・水混合ペーストの粘度に基づい
   て、石炭・水混合ペーストの粘度調整用の微粉炭・水ス
   ラリーもしくは水を混練機入り口に供給することを特徴
   とする石炭・水混合ペーストの粘度計測方法。