JPS6249112A - 回収ボイラのスメルト制御方法 - 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〉 この発明は回収ボイラのスメルトの排出態様を検知し、
画像処理手段によりスメルトの閉１Ｖを除去する装置の
起動停止をし、回収ボイラの連続運転を好適にする回収
ボイラのスメルト制御方法に関する。

〈従来の技術及びその問題点〉 製紙プラントにおいて、木材チップを薬液で蒸煮して非
繊維物質を溶かし、これを洗浄して繊維（バルブ）を分
離、濃縮した廃液（以下、゛号液という）を燃料とする
回収ボイラが知られている。

１００°Ｃ程度に加熱された黒液は、上下左右に旋回す
るスプレーノズルから前記回収ボイラ炉内に噴霧、浮遊
させられ、または水冷壁に吹付けられる。このとき、黒
液は燃焼がま中を横切る間に一部脱水して水冷壁に吹付
けられる。、水冷壁に付着した後は、炉の放射熱で乾燥
、熱分解して、粗粒状態（以下チャーという）で炉底部
にベッド状にたい積する。

次に、前記チャーベッド中のチャーを還元させて、黒液
中の無機分をスメルトとして得、水溶後かせい化し、蒸
解薬品として回収すると共に、−次、二次、三次空気を
炉内に吹き込んで黒液中の有機分を酸化燃焼させ、回収
ボイラによって蒸気を得、熱回収する。

なお、回収ボイラの炉内反応の主なものは次のとおりで
ある。

主にチャーベッド内反応の例として Ｎａｚ　ＳＱＬ　＋　２０−ヤＮａｚ　Ｓ　＋　２００
ｚ’　Ｎａ２　Ｓ　十’　Ｃｏ２＋　Ｈ，Ｏ−Ｎａ２（
１！Ｏ，＋　Ｈ２ＳＮａ２Ｃ！Ｏ，→Ｎａ、Ｏ＋００２ Ｎａｚ　Ｏ＋Ｏ−Ｎａ２＋　Ｃ０ 主にチャーベット直上の反応の例としで、Ｎ　ａ、　＋
１／２０．　　　　　　−岬Ｎ　ａ　　Ｏ主に二次空気
レベル反応の例として、 Ｈ２Ｓ＋３／２０．、　　　　　　　　　Ｓｏ、　＋　
　Ｈ，Ｏｓ　ｏ、　＋１／２　ｏ！　　　　　−ヤＳｏ
。

主に三次空気レベル反応の例として、 Ｎａｚ　Ｏ＋ＳＯｓ　　　Ｎａｇ　ＳＯ４（ヒユーム）
ダストＮ　ａ　ｊ　Ｏ＋００２−ν・Ｎ　ａ２００３　
　（ヒユーム）ダスト上記化学記号で示す成分の名称は
下記の通りである。

Ｎ’ａｔＳＯ４：硫酸す）　ＩＪウム、俗に芒硝Ｎａｚ
Ｏ：酸化ナトリウム なおスメルトとは炉底部より流出させ回収する高温の溶
融した薬品を総称するものである。

回収ボイラの炉底部近傍を第１１．１２図により説明す
る。

上記したスメルト９は回収ボイラ下部１のスメルト流出
口６よりスメルトスバウト７と称する雨樋状の流出路を
経て溶解タンク８内の弱液で溶解され緑液と称する液と
なり緑液移送ポンプ１０により、かせい化装置に送られ
苛性ソーダとして回収され木材チップの蒸解薬品として
再使用される。

ここにスメルト９は溶岩流状のドロドロした液状のもの
で約８００°Ｃ程度のものである。ボイラ下部１のスメ
ルト流出口６、スメルトスバウト７等に付着し温度低下
して固化し流路を詰まらせ、定量流出を妨げる。この付
着固化したスメルトによりスメルトスバウトツがダムの
如くその流路がせき止められる。このダムがスメルトの
圧力に耐えられなくなって破壊されると一時に多ｉ＋１
のスメルトが流出し溶解タンク已に流れ込むと所謂水・
スメルト爆発と称する大きな爆発を起こす。この爆発に
よる生産設備２人的損害、操業停ｒＪ−等による披′１
′’ｆ：ｉ厖大なものであり、国内外でもその報告は未
だにつきることはない。

スメルトスバウトの流路を確保し、定量流出するために
従来は運転員が巡回し経験に基づいり判断によりスメル
ト流出口６．スメルトスバウト７を第１１図に示す如く
掃除棒１４ｂ　（多くは軟渭俸である）で突つき掃除を
しているが、その作業は現在でも行なわれている。

スメルト流出口６の監視は工ＴＶモニタにより中揉室で
監視可能となった程度の進歩である。

運転員の判断による掃除作業のため、個人差もあり前述
の如き大事故又運転員の火傷及び事故寸前の小事故は枚
挙するまでもない数である。

スメルト流出口６の掃除棒１４ｂによる掃除は不可欠且
つ非常に危険な作業である。またスメルトは約８００℃
もの高温の１腐食性が強くその流量を測定できるものは
現在なく至急に解決すべき重要な課題となっている。現
状ではタンク内縁液の比重により稀釈用の弱液供給量を
設定ｌ〜でおり、タンク内既存緑液を稀釈するので、こ
の比重測定による制御動作では時定数が太きすぎるとい
う問題がある。

またスメルトは溶解タンク８に落下するに際し蒸気を吹
き付けることはスメルトを徽小粒とし溶解タンク８内液
面に拡散させ、水・スメルトｆｉ発を微小なものとし消
音機能を持たせると共に溶解を速やかにさせる機能をも
つが、スメルトの粘度、流量変化に見合う微小化機能を
もったものではないため上記した小事故が起る要因の一
つとなっている。

次にこの回収ボイラの起動時には油バーナ等でボイラを
昇温、昇圧した後黒液を噴霧しチャーベッド４を形成し
、還元された無機成分即ちスメルトをスメルト流出口６
より流出することになる。その流出様式としてはスメル
トがボイラ下部１からオーバフローする型と傾斜炉底に
より随時流出型があるこれらは夫々特徴を有するが、そ
の説明は省略する。

本発明において対象とする傾斜炉底による随時流出型の
もので（マ、矢打と称するスメルト出し作業を行うがこ
れはスメルト流出ロ６附近に付着した固形物が外気、水
冷壁２１等により冷却されていて中々溶解せず上記した
堰止め（ダム）の役？Ｊｊをしていることと、炉底部全
域から集ったスメルトの異常流出を防止する為、掃除棒
１４ｂに似たものをスメルト流出口６にハンマーで打込
み序々にスメルト流出を計るものである。

しかしこの作業には運転員４人が１．５〜２時間もか一
つている状況である。

〈発明の目的〉 本発明は上記した従来技術の欠点をなくし、スメルト流
出口等における付着固形物を直接的に検知し、当該部の
掃除を自動的に行い、スメルトの定量流出できる流路を
スメルト排出中に維持し、上記した事故の防止をするス
メルト流出口清掃の方法を提供することにある。

〈手段の概要〉 本発明は、ボイラ下部のスメルト流出口に適応したスメ
ルト流出口清掃装置を取り付け、流出口の付着固形物を
干渉フィルタ、工Ｔ４（工ｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｔｅ１
ｅｖｉＳｉｏｎ　）カメラにより撮像し、撮像画像と基
畠画像との差を求め、その差に対応し掃除棒を作動し、
掃除状態監視、掃除完了基準画像に対応し掃除棒の作動
を停止するようにしたものである。

〈実施例〉 次に本発明の一実施例を図面により説明する。

第１〜８図に示す如く回収ボイラ本体下部１に設置され
たスメルト流出口６．スメルトスバウト７はボイラ本体
の大きさに見合って複数個設けられ、多くはボイラ後部
の水冷壁面２１に設けられている。これらのスメルト流
出口６．スメルトスバウト７に対応し干渉フィルタ２０
．工Ｔ■カメラエ６で溝成された撮像装置２３を設置し
、スメルト流出ロ６及流路状態を検出するように設けた
ものである。

次に撮像装置２３で撮像された画像信号をディジタル信
号に変換する変換器、取り込み信号分別用タイミング発
生藷、変換された信号を一時記１゛αしておく画像メモ
リでｂ′々成される撮像調整記憶装置１７で分別された
信号は画像処理装置１８に取り込まれる。この画像処理
装置１８は画像処Ｂｌフログラム及び付着固形物の舟、
スメルト巾、掃除棒先端位置計測プログラムを生なもの
として収納しておく演算データとスメルト流出口６の形
状、スメルトスバウト７のエツジ、掃除棒１４ｂの先端
形状認識パターン、スメルト巾と黒液処理量関係設定値
、掃除棒作動設定値を収納しておくパターンデータとプ
ロセス情報を分別して取り込むタイミング発生器及びプ
ロセス情報を記憶しＣおくプロセス情報メモリと状態監
視及び各設定値に対する現状値を表示する表示器と各プ
ログラム及び設定値を入力・変更する条件設定（キーボ
ード等を使用）と各種プログラム、パターンデータ、設
定値プロセス情報を引き出し演算、比較し表示及び掃除
機調整装；ｔシ１９に必要データを送る画像処理演算パ
ターンによりＪｄｌ；成される。画像処理装置１８で処
理された情報は掃除機調節装置１つに取り込まれる。

この掃除機調節装置ｒｔ１９は掃除俸位置調整、掃除俸
駆動量２弱液供給は算出プログラムを主なものとして収
納する演算データと複数個の掃除パターン及び掃除時間
、回数設定値等を生なものとして収納する掃除パターン
データと各プログラム、パターン等を引き出し画像処理
装置１８で処理された情報により演算、比較処理し表示
及制御量を与える掃除機調節演算器と演算器からの情報
を制御信号に変換し夫々の装置に出力する制御信号変換
器と各装置の状態を監視する表示器及び各プログラム、
パターン、設定値を入力、変更する条件設定により構成
される。

この掃除機調節装置１９からの制御信号を受はリスメル
ト流路の掃除を行う。

掃除機調節装置１９からの制御信号を受けて弱液供給量
調整弁２２を調節しスメルト巾に見合った弱液供給制御
を行うものにより本発明のスメルト流出口清掃装置１９
は構成される。

第２Ａ図はボイラ下部のスメルト流路（スメルト流出口
６．スメルトスパウト７．スメルト９）を撮像装置２３
で撮像した画像である。（従来のモノクロームエＴＶカ
メラで撮像したスメルト流路部の画像でも付着固形物及
スメルト流出状態が充分視認可能である） この画像は後述の画像処理し易くする為にスメルトの輝
炎等をカットするため干渉フィルタ２０による入光波長
処理、高解像度工ＴＶカメラ１６を使用することは当然
のことであるが、この画像を画像処理装置１８において
画像処理プログラム及び各形状認識パターンにより第２
Ｂ図。

第２Ｃ図に示す如く画像切り出し処理した後、第２Ｂ図
の如く付着固形物を認識する。同様に第２Ｃ図はスメル
ト流出状態を認識する。ここに詰り具合の計測は画像表
示ドツトの１ドツトに対応して行うもので第３図スメル
ト巾計測例で説明する。入力された各ドツトの輝度によ
り第３図のハンチングされたドツト数をカウントするこ
とにより巾、長さ８位置更に面積を算出するものである
。

第２Ｂ図における付着固形物による詰り具合を第２Ｄ図
に示す如く処理し、掃除棒作動設定値以上に達したら、
掃除機調節装置１９を介し掃除を行うが第８図に示す如
く掃除棒１４ａによる付着固形物掃除状況を撮像し、画
像処理により掃除棒１４ａと付着固形物とを自から認識
し、掃除機調節装置１９により掃除棒１４ａのＺ方向の
移動量（駆動装置１２によるストローク調整）、Ｙ及び
Ｘ方向の移動量（掃除棒位置調整装置１３のＹ軸１３ｆ
、Ｘ軸１３ｇ方向駆動装置によるストローク調整）を制
御しながら第２Ｄ図の掃除棒停止設定値となる迄掃除を
つづけるが、予め設定された掃除時間を越えた場合は５
報を出すと共に表示器にコメントを出し、掃除を停止し
し待機位置に戻る様プログラムしておく　（掃除棒作動
、停止設定値及掃除時間の設定変更はキーボード等によ
り設定、変更可能にプログラムしておくことは当然であ
る） また高温且つ高腐食性のスメルト流出部を掃除すること
から１４ａ掃除俸の変形、損耗は避けられぬこと＋１経
験上判明しており、これらの変形、損耗も上記掃除棒の
状態を自ら認識（掃除棒の許容変形パターン及びＺ軸方
向ストロークに見合う掃除棒の許容損耗量は予め記憶さ
せておく）シ、夫々許容値を越えた場合は警報を出すと
共に表示器にコメントを出し、上記の如く待機位置に戻
って停止する様プログラムしておく。

尚、頻繁に掃除を行う必要また付着固形物の形状に規則
性のあるボイラに対しては掃除手順パターンを予め複数
個入力しておいて、設定インターバル時間毎にシーケン
シャルに掃除するプログラムを入力しておいてもよい。

次に１４ａ掃除棒のＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の移動に欠くこと
のできない掃除棒位置調整装置１３の一例を第１．４，
５，６．７図により説明する。

第４図の１３ａ〜１３にの部品で構成されており、特に
Ｘ軸角度フリー軸受１３ｄ、Ｙ軸角度フリー軸受１３ｅ
により達成される、即ちＹ軸角度フリー軸受１３ｅは凸
起ａが凹部ａにはめ込まれ凸起ａを軸に第７図の矢印方
向に回転できる。

同様に１３ｄの凸起すを１３ｃ　Ｘ軸移動フレームには
め込み凸起すを軸に第６図矢印方向に回転するようにし
たことにより、ｘｔ　Ｙ’１６ｂ方向角度フリーになり
１４ａ掃除俸の角度のあるＺ軸方向移動に対応できる事
により、掃除棒で突っつくだけの動きから、コスル、マ
ワス等の複雑な動きを可能としたものである。

これによりボイラ本体の水冷壁管、スメルトスパウトを
損傷することなく付着固形物を除去できる。第４図１３
ｇ、１３ｆ、駆動装置はエアシリンダとしているが、電
動機等の低駆動装置でもよい。

以下第１．２，３，９．１０図を参照し説明する。現状
ではスメルト流量検出装置がないことＬｔ　ｎｆＪにも
述べたが、ここにスメルト流路の付着固形物の計測と同
様に、撮像装置２３で撮像した画像例が第２Ａ図であり
画像処理装置１８でスメルトを切り出した例が第２Ｃ図
である。ここに第３図に示す如く画像表示ドツト中のス
メルト部のみをカウントしてスメルト巾を算出するもの
である。このスメルト（１スメルトスバウト７と称する
樋状流路から溶解タンク日へ自然落下するもので第２Ａ
図に示すスメルト巾計測位置は落下スメルトかはｙ円筒
状のところを捕えることによりスメルト巾を径と見なす
ことが可能となり、流速計測はできないが自然落下のた
め１４〕計測位置を一定としておけば流速一定と見なせ
るのでスメルト巾即ち流下するスメルト径の変化が流量
変化と見なせる。従って指数的流：ｉ１変化を把握可能
である。

次に計測したスメルト巾により掃除機調整装置１９で第
９図に示す如くスメルト巾に対応したスメルト溶解用弱
液の供給量を弱液供給ｆｉｔ調節弁２ｚを調節すること
により最適制御可能となり緑液比重検出による制御に比
し時定数はけ１００となり得るものであり、遅れによる
緑液比重のバラツキによる苛性化装置の制御も可能であ
る。

（瞬時スメルト流出停止、前述のつまり等によるスメル
ト中小となる一時的問題に対応しりミツト　をかけるこ
とは当然である） 同様第１０図にスメルト拡散々布及び消音蒸気量もスメ
ルト流出量に対応するため適正且つスメルト流出の一時
的増大にも迫涌するものであり、消音効果も向上する。

これらの設定値、リミット等はキーボードより個々のボ
イラ特性に合せ人力し、変更可能なようにプログラムし
ておく。またプロセス情報（弱液流量、消音蒸気流量、
圧力、緑液比重等）を入力しフィードバックすることは
当然である。

従来技術で述べたボイラ起動時の矢打ちと称するスメル
ト出し作業も本スメルト流出口清掃装置を用いててスメ
ルト流出［二］を監視しつつ掃除棒を任意の位置に打込
むことが可能であり、運転員の労力の軽減、人為的操作
ミスによる危険作業から開放される。

〈発明の効果〉 スメルト流路におけるスメルト流出状況を画像で表示す
ると共に付着ｉＮ形物、スメルト巾の計測され、それら
の計測値：・こｊｌ（づぎスメルト流出口の掃除、スメ
ルト蒸解用弱液４で最適化、スメルト拡散々布用蒸気量
適正化が行え、従来の運転員の巡回監視、経験に基づい
た非常に危険な掃除作業等から作業員を開放すると共に
スメルト異常流出による大・小事故を防止し、生産設備
２人的損害、操業停止等の弊害をなくし、安定操業に貢
献する効果は非常に大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のスメルト流出口清掃装置の
機能ブロック図、第２Ａ図はスメルト流出状況の模式図
、第２Ｂ図はスメルト流れ巾の模式図、第２Ｃ図はスメ
ルト画像切り出しをした図面、第２Ｄ図は詰り具合指数
と掃除佇の稼動の要否判定図のブロック図、第３図はド
ツトによるスメルトｒｂ計測説明図、第４図は掃除棒位
置調整装置の一例を示す側１ｍ図、第５図は第４図のＩ
−Ｉ線断面図、第６図、第７図は第４図中のＸ、Ｙ軸角
度フリー軸受の拡大図、第８図は掃除動作説明図、第９
図、第１０図は他の実施例にか＼る弱液供給「４．消音
蒸気流：１ｋ。 圧力値制御グラフ、第１１図は従来技術のボイラ底部近
傍と掃除を示す図面、第１２図は第１１図のＴＩ−ＩＩ
線視図でスメルト流路を示す図面である。 ７・・・・・・スメルトスバウト ８・・・・・・溶解タンク １０・・・・・・緑液移送ポンプ １６・・・・・・工ＴＶカメラ １７・・・・・・撮像調整記憶装置 １８・・・・・・画像処理装置 １９・・・・・・掃除機調節装置 ２０・・・・・・干渉フィルタ ２３・・・・・・撮像装置 第１図 ａ凹輝 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一以上のスメルト流出口を有する回収ボイラを制御
   する方法において、夫々のスメルト流出口に画像処理装
   置と接続する撮像装置を配置し、撮像した流出中のスメ
   ルトの画像を流出状況が判別可能なように切出し表示し
   、流出中のスメルト幅の信号を画像処理演算器の記憶す
   る数値と対比し画像処理装置より出す指令により清掃装
   置の起動停止と弱液供給量と消音蒸気量の制御をするこ
   とを特徴とする回収ボイラのスメルト制御方法。 ２、撮像装置は少くとも干渉フィルタ、ＩＴＶカメラ、
   調整記録部を有す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スメルト制御方法。 ３、掃除棒先端位置、棒寸法、変形を画像表示器に表示
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回収
   ボイラのスメルト制御方法。 ４、掃除機調節装置に掃除棒位置調整装置、駆動装置を
   接続し、画像処理装置からの信号により掃除機調節演算
   器で算出されたＸ、Ｙ、Ｚ軸移動量に対応し駆動装置の
   ストローク調節することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項または第３項記載の回収ボイラのスメルト制御方法
   。