KR20120040743A - 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치 및 석탄 가스화로 - Google Patents
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Abstract
석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치 (100) 는, 용융된 슬래그가 유출되는 슬래그 홀 (3) 을 관측하는 슬래그 홀 카메라 (11) 와, 슬래그 홀 (3) 로부터 유출된 슬래그가 냉각수 (5) 의 수면 (5H) 에 낙하하는 모습을 관측하는 수면 카메라 (12) 와, 슬래그가 수면 (5H) 에 낙하한 소리를 관측하는 낙하음 센서 (13) 와, 슬래그 홀 카메라 (11) 에 의해 관측된 슬래그 홀 (3) 의 개구 면적과, 수면 카메라에 의해 관측된 슬래그의 낙하 선 및 상기 슬래그의 낙하 위치에 기초하여, 슬래그의 고화 부착 개소를 판정하는 처리 장치 (20) 를 구비한다.
Description
본 발명은, 석탄 가스화로의 컴버스터로부터 배출되는 슬래그의 배출 상황을 감시하는 것에 관한 것이다.
석탄을 가스화하여 얻어진 석탄 가스에 의해 가스터빈을 구동하여 발전하는 기술이 있다. 석탄을 가스화하기 위해서는, 석탄 가스화로가 사용된다. 석탄을 가스화하면, 석탄 가스화로에는 타고 남은 재로서 슬래그가 남는다. 이러한 슬래그는, 석탄 가스화로로부터 배출될 필요가 있다. 슬래그는 충분히 고온이면 유동성을 갖기 때문에, 일반적으로, 석탄 가스화로의 하부에 형성된 슬래그 홀로부터 연속적으로 배출된다. 슬래그 홀의 하방에는, 냉각수를 채운 슬래그 배출통이 형성되고, 슬래그는, 냉각수에 의해 냉각되어 고화된 후, 슬래그 배출통으로부터 배출된다.
슬래그의 고화에 의한 슬래그 홀의 폐색이나 슬래그의 유동의 불안정화를 회피하는 것은, 석탄 가스화로의 운전에 있어서 중요하다. 따라서, 석탄 가스화로를 정상으로 운전하기 위해서는, 슬래그의 배출 상황을 감시할 필요가 있다. 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 가스화 용융로에 있어서 생성되는 용융 슬래그를 감시하는 방법이 개시되어 있다. 이것은, 슬래그 배출구에서 유하되는 용융 슬래그를 촬상하여, 그 화상으로부터 추출된 슬래그 유하부에, 복수 개의 분리 또는 분지를 확인했을 때, 슬래그 배출구를 폐색할 우려가 있는 퇴적 고화 슬래그가 생성되었다고 판단하여, 고화 슬래그 제거 수단을 작동시키는 것이다.
그런데, 슬래그의 퇴적이 슬래그 홀인 경우에는, 슬래그 용융 버너를 기동하여 슬래그를 용융시키면 되는데, 슬래그 홀로부터 떨어진 개소에 슬래그가 퇴적되어 있는 경우, 슬래그 용융 버너로는 퇴적되어 있는 슬래그를 용융할 수 없다. 이 경우, 슬래그 용융 버너를 쓸데 없이 사용하게 되어, 슬래그 용융 버너의 내구성 저하 및 연료 소비의 증가를 초래할 우려가 있다. 특허문헌 1 은, 이러한 문제점에 관해서 고려되어 있지 않고, 개선의 여지가 있다. 본 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 석탄 가스화로에 있어서, 슬래그 용융 버너의 내구성 저하 및 연료 소비의 증가를 억제하는 것, 슬래그 감시 장치에 있어서의 판단 정보의 복잡화에 의한 신뢰성 향상과 배출 상황 판단의 고도화를 도모하는 것 중 적어도 하나를 달성하는 것을 목적으로 한다.
상기 서술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관련된 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치는, 용융된 슬래그가 유출되는 슬래그 홀을 관측하는 슬래그 홀 관측 수단과, 상기 슬래그 홀로부터 유출된 상기 슬래그가 냉각수의 수면에 낙하하는 모습을 관측하는 수면 관측 수단과, 상기 슬래그 홀 관측 수단에 의해 관측된 상기 슬래그 홀의 개구 면적과, 상기 수면 관측 수단에 의해 관측된 상기 슬래그의 낙하 선 및 상기 슬래그의 낙하 위치에 기초하여, 상기 슬래그의 고화 부착 개소를 판정하는 처리 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 슬래그 홀 관측 수단에 의해 관측된 슬래그 홀의 개구 면적과, 수면 관측 수단에 의해 관측된 슬래그의 낙하 선 및 슬래그의 낙하 위치에 기초하여, 슬래그의 고화 부착 개소를 판정한다. 이것에 의해, 슬래그 용융 버너를 사용해도 슬래그를 제거할 수 없는 개소에 슬래그가 고화 부착되어 있는 경우에는, 슬래그 용융 버너를 사용하지 않고 슬래그를 제거하는 판단이 가능하게 된다. 그 결과, 석탄 가스화로에 있어서, 슬래그 용융 버너의 쓸데 없는 사용을 회피할 수 있기 때문에, 슬래그 용융 버너의 내구성 저하 및 연료 소비의 증가를 억제할 수 있다. 또한, 슬래그 감시 장치에 있어서의 판단 정보의 복잡화에 의한 신뢰성 향상과 배출 상황 판단의 고도화를 도모할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태로는, 상기 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치에 있어서, 상기 처리 장치는, 상기 슬래그의 낙하 선이 소정의 개수, 또한 각각의 낙하 선이, 각각 미리 규정한 소정의 슬래그 낙하 위치인 경우, 상기 슬래그 홀이 상기 고화 부착 개소라고 판정하고, 상기 슬래그 홀에 고화 부착된 슬래그를 용융하기 위한 슬래그 용융 버너를 점화하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 석탄 가스화로에 있어서, 슬래그 용융 버너의 쓸데 없는 사용을 회피할 수 있기 때문에, 슬래그 용융 버너의 내구성 저하 및 연료 소비의 증가를 억제할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태로는, 상기 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치에 있어서, 상기 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치는, 상기 슬래그가 상기 수면에 낙하한 소리를 관측하는 슬래그 낙하음 관측 수단을 구비하고, 상기 슬래그 홀 관측 수단과, 상기 수면 관측 수단과, 상기 슬래그 낙하음 관측 수단 중 적어도 하나가 고장난 경우, 상기 처리 장치는, 정상으로 동작하고 있는 것으로부터 얻어지는 정보에 기초하여, 상기 슬래그의 감시를 계속하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 슬래그의 유동 상황을 감시할 때 필요한 정보를 취득하는 기기류에 이상이 발생해도, 석탄 가스화로의 운전을 계속할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태로는, 상기 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치에 있어서, 상기 슬래그가 낙하하는 물을 향해 검출파를 발신하는 적어도 1 개의 송파 센서와, 당해 송파 센서가 발신한 상기 검출파를 수신하는 복수의 수파 센서로 구성되는 수중 슬래그 관측 수단을 상기 슬래그 낙하음 관측 수단의 하방에 형성하고, 상기 처리 장치는, 복수의 상기 수파 센서에 의해 검출되는 상기 검출파에 기초하여, 상기 냉각수 중에 존재하는 고화 슬래그의 퇴적을 평가하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 고화 슬래그의 퇴적을 양호한 정밀도로 판정할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태로는, 상기 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치에 있어서, 상기 송파 센서는 1 개이고, 상기 냉각수의 수면에서 하방을 향해 이동하여, 소정의 장소에서 검출파를 발신하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 송파 센서의 개수를 저감시킬 수 있기 때문에, 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치의 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태로는, 상기 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치에 있어서, 검출파를 송수신할 수 있는 제 1 송수파 센서 및 제 2 송수파 센서로 구성되는 수중 슬래그 관측 수단을 상기 슬래그 낙하음 관측 수단의 하방에 형성하고, 상기 처리 장치는, 상기 제 1 송수파 센서와 상기 제 2 송수파 센서 사이에서 송신과 수신의 관계를 전환하고, 검출된 상기 검출파의 경로에 기초하여 상기 냉각수 중에 존재하는 고화 슬래그의 퇴적을 평가하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 고화 슬래그의 크기를 추정할 때의 정밀도가 향상된다.
본 발명의 바람직한 양태로는, 상기 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치에 있어서, 상기 슬래그 낙하음 관측 수단에 이상이 발생한 경우, 상기 수중 슬래그 관측 수단으로 상기 슬래그가 상기 수면에 낙하한 소리를 관측하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 슬래그 낙하음 관측 수단에 이상이 발생한 경우라도, 슬래그의 유동 상황의 감시를 계속할 수 있기 때문에, 석탄 가스화로의 운전을 정지할 우려를 저감시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태로는, 상기 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치에 있어서, 상기 슬래그 홀 관측 수단은 카메라이고, 상기 처리 장치는, 상기 석탄 가스화로의 기동 버너 점화 중에는 상기 카메라의 게인을 자동 조정 모드 또한 상기 카메라의 셔터 속도를 최대 또는 임의로 하고, 석탄 투입 중에는 상기 카메라의 게인과 셔터 속도를 일정한 값으로 하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 휘도의 비교가 가능하기 때문에, 석탄의 가스화시에는, 슬래그의 유동 상황을 보다 확실히 감시할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태로는, 상기 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치에 있어서, 상기 처리 장치는, 상기 슬래그 홀 관측 수단으로부터 얻어지는 화상의 휘도에 기초하여, 상기 슬래그 홀 관측 수단의 입광부의 오염을 판정하고, 상기 입광부의 오염을 허용할 수 없는 경우에는, 당해 입광부를 세정하는 세정 수단을 기동하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 안정된 슬래그의 유동 상황의 감시를 실현할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태로는, 상기 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치에 있어서, 상기 처리 장치는, 상기 수면 관측 수단으로부터 얻어지는 화상의 휘도에 기초하여, 상기 수면 관측 수단의 입광부의 오염을 판정하고, 상기 입광부의 오염을 허용할 수 없는 경우에는, 당해 입광부를 세정하는 세정 수단을 기동하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 안정된 슬래그의 유동 상황의 감시를 실현할 수 있다.
상기 서술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관련된 석탄 가스화로는, 상기 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이 석탄 가스화로는, 상기 서술한 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치를 구비하기 때문에, 슬래그 용융 버너의 쓸데 없는 사용을 회피하여, 슬래그 용융 버너의 내구성 저하 및 연료 소비의 증가를 억제할 수 있다. 또한, 슬래그 감시 장치에 있어서의 판단 정보의 복잡화에 의한 신뢰성 향상과 배출 상황 판단의 고도화를 도모할 수 있다.
본 발명은, 석탄 가스화로에 있어서, 슬래그 용융 버너의 내구성 저하 및 연료 소비의 증가를 억제하는 것, 슬래그 감시 장치에 있어서의 판단 정보의 복잡화에 의한 신뢰성 향상과 배출 상황 판단의 고도화를 도모하는 것 중 적어도 하나를 달성할 수 있다.
도 1 은, 본 실시형태에 관련된 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치의 전체 구성도이다.
도 2 는, 슬래그 홀 카메라 및 수면 카메라에 의해 얻어진 화상의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 3 은, 슬래그 홀 카메라 및 수면 카메라에 의해 얻어진 화상에 있어서 착안하는 영역과 평가 파라미터의 대응을 나타내는 설명도이다.
도 4 는, 본 실시형태에 있어서 낙하음을 판정하는 방법의 설명도이다.
도 5 는, 본 실시형태에 있어서, 슬래그의 유동 상황을 감시할 때의 평가 로직의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6 은, 슬래그가 고화되어 부착되고 퇴적된 개소를 판정하기 위한 평가 로직을 나타내는 도면이다.
도 7 은, 슬래그가 고화되어 부착되고 퇴적된 개소를 판정하기 위한 평가 로직을 나타내는 도면이다.
도 8 은, 슬래그 용융 버너를 작동시키는지의 여부를 판정하기 위한 평가 로직을 나타내는 도면이다.
도 9 는, 슬래그 홀이 폐색될 우려가 있는 것을 판정하기 위한 평가 로직을 나타내는 도면이다.
도 10 은, 슬래그 저장부 내의 고화 슬래그를 감시하는 방법의 설명도이다.
도 11 은, 슬래그 저장부 내의 고화 슬래그를 감시하는 방법의 설명도이다.
도 12 는, 슬래그 저장부 내의 고화 슬래그를 감시하기 위한 평가 로직을 나타내는 도면이다.
도 13 은, 슬래그 홀 카메라의 게인 및 셔터 속도를 전환하는 시기를 설명하기 위한 도면이다.
도 14 는, 슬래그 홀 카메라나 수면 카메라가 슬래그 배출통 내를 감시할 때의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 15 는, 감시창을 세정하는 것을 판정하기 위한 평가 로직을 나타내는 도면이다.
도 16 은, 감시창을 세정하는 것을 판정하기 위한 평가 로직을 나타내는 도면이다.
도 2 는, 슬래그 홀 카메라 및 수면 카메라에 의해 얻어진 화상의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 3 은, 슬래그 홀 카메라 및 수면 카메라에 의해 얻어진 화상에 있어서 착안하는 영역과 평가 파라미터의 대응을 나타내는 설명도이다.
도 4 는, 본 실시형태에 있어서 낙하음을 판정하는 방법의 설명도이다.
도 5 는, 본 실시형태에 있어서, 슬래그의 유동 상황을 감시할 때의 평가 로직의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6 은, 슬래그가 고화되어 부착되고 퇴적된 개소를 판정하기 위한 평가 로직을 나타내는 도면이다.
도 7 은, 슬래그가 고화되어 부착되고 퇴적된 개소를 판정하기 위한 평가 로직을 나타내는 도면이다.
도 8 은, 슬래그 용융 버너를 작동시키는지의 여부를 판정하기 위한 평가 로직을 나타내는 도면이다.
도 9 는, 슬래그 홀이 폐색될 우려가 있는 것을 판정하기 위한 평가 로직을 나타내는 도면이다.
도 10 은, 슬래그 저장부 내의 고화 슬래그를 감시하는 방법의 설명도이다.
도 11 은, 슬래그 저장부 내의 고화 슬래그를 감시하는 방법의 설명도이다.
도 12 는, 슬래그 저장부 내의 고화 슬래그를 감시하기 위한 평가 로직을 나타내는 도면이다.
도 13 은, 슬래그 홀 카메라의 게인 및 셔터 속도를 전환하는 시기를 설명하기 위한 도면이다.
도 14 는, 슬래그 홀 카메라나 수면 카메라가 슬래그 배출통 내를 감시할 때의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 15 는, 감시창을 세정하는 것을 판정하기 위한 평가 로직을 나타내는 도면이다.
도 16 은, 감시창을 세정하는 것을 판정하기 위한 평가 로직을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명에 관하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또, 이하의 설명에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하에 개시하는 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것, 이른바 균등한 범위의 것이 포함된다.
도 1 은, 본 실시형태에 관련된 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치의 전체 구성도이다. 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치 (이하, 슬래그 감시 장치라고 한다) (100) 는, 석탄 가스화로 (1) 에 있어서 석탄을 가스화하는 과정에서 발생하는 슬래그의 유동 상황을 감시하는 장치이다. 석탄 가스화로 (1) 는, 석탄과 가스화제 (공기, 산소 부화 공기, O2 등) 가 투입되고, 석탄을 연소시키는 컴버스터 (1C) 와, 석탄이 투입되어 이것을 가스화시키는 리덕터 (1R) 와, 컴버스터 (1C) 에서 배출되는 슬래그를 회수하는 슬래그 배출통 (4) 을 포함하여 구성된다. 리덕터 (1R) 에서는, 컴버스터 (1C) 에서 석탄이 연소된 것에 의해 발생하는 고온에 의해 석탄의 열분해가 행해지고, 탄소에 산소, 수증기가 반응하여 가스화된다.
슬래그 배출통 (4) 은, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 석탄 가스화로 (1) 의 하방 (연직 방향측) 에 형성된다. 석탄 가스화로 (1) 를 구성하는 컴버스터 (1C) 의 하부에는, 원추상의 슬래그탭 (2) 이 형성되어 있다. 컴버스터 (1C) 에서 석탄이 연소하고, 또한, 리덕터 (1R) 에서 석탄이 가스화된 후에 생성되는 용융 상태의 슬래그는, 슬래그탭 (2) 에 형성된 원형의 슬래그 홀 (3) 을 통해 배출된다. 슬래그 홀 (3) 의 가장자리에는, 배출되는 슬래그의 유출을 안내하는 홈 (유출 안내 홈) 이 복수 (예를 들어 2 개, 180 도 간격으로 대향하는 위치) 형성된다. 유출 안내 홈의 단면적은, 2 줄의 슬래그류가 정상적으로 유하하도록 설계되어 있다. 슬래그 배출통 (4) 의 하방에는, 냉각수 (5) 가 있다. 슬래그 홀 (3) 로부터 배출된 용융 상태의 슬래그는, 냉각수 (5) 에 유하된다. 슬래그 배출통 (4) 의 하부에는, 슬래그 저장부 (7) (가스화로로부터의 슬래그 배출 장치 (예를 들어, 분출관, 밸브, 크러셔 등) 의 허용 치수 이상의 슬래그를 분리하는 장치 (예를 들어 스크린 등)) 가 형성되어 있고, 냉각수 (5) 에 낙하하여 고화된 슬래그 (고화 슬래그) (8R) 가 저장된다.
슬래그 감시 장치 (100) 는, 슬래그 홀 관측 수단인 제 1 카메라 (이하 슬래그 홀 카메라라고 한다) (11) 와, 수면 관측 수단인 제 2 카메라 (이하 수면 카메라라고 한다) (12) 와, 처리 장치 (20) 를 포함하여 구성된다. 본 실시형태에 있어서, 슬래그 감시 장치 (100) 는, 추가로 슬래그 온도 계측 수단인 분광계 (10) 및 슬래그 낙하음 관측 수단인 낙하음 센서 (13) 를 구비한다. 슬래그 홀 카메라 (11) 는, 용융된 슬래그가 유출되는 슬래그 홀 (3) 을 촬상하여 관측한다. 수면 카메라 (12) 는, 슬래그 홀 (3) 로부터 유출된, 용융된 슬래그가 슬래그 배출통 (4) 하방의 냉각수 (5) 의 수면 (5H) 에 낙하하는 모습을 촬상하여 관측한다.
낙하음 센서 (13) 는, 슬래그가 냉각수 (5) 의 수면 (5H) 에 낙하한 소리를 관측한다. 처리 장치 (20) 는, 예를 들어 컴퓨터로 구성되어 있고, 슬래그 홀 카메라 (11) 에 의해 관측된 슬래그 홀 (3) 의 개구 면적과, 수면 카메라 (12) 에 의해 관측된 슬래그의 낙하 선 및 슬래그의 수면 (5H) 에 대한 낙하 위치에 기초하여, 슬래그가 고화되어 부착된 개소 (고화 부착 개소) 를 판정한다. 처리 장치 (20) 에는, 슬래그를 감시하는 감시 수단 (슬래그 홀 카메라 (11) 나 수면 카메라 (12) 등) 이나, 표시 수단인 디스플레이 (21), 음성 발생 수단인 스피커 (22), 제어 대상 기기 (CA) 가 접속된다.
슬래그 홀 카메라 (11) 는, 슬래그 배출통 (4) 측벽의 외측에 형성되어 있다. 슬래그 홀 카메라 (11) 는, 슬래그 배출통 (4) 의 측벽에 형성되어 있는 슬래그 홀 감시창을 통해 슬래그 홀 (3) 및 슬래그 홀 (3) 의 주변을 촬상하고, 슬래그 홀 화상을 생성한다. 분광계 (10) 는, 슬래그 배출통 (4) 측벽의 외측에 형성되어 있다. 분광계 (10) 는, 슬래그 홀 (3) 의 중심부 (미소역) 를 시야로 하여, 슬래그 홀 관찰창을 통해, 슬래그 홀 (3) 중심부의 온도를 측정한다. 수면 카메라 (12) 는, 슬래그 배출통 (4) 측벽의 외측에 형성되어 있다. 수면 카메라 (12) 는, 슬래그 배출통 (4) 의 측벽에 형성되어 있는 수면 감시창을 통해 냉각수 (5) 의 수면 (5H) 을 촬상하고, 수면의 화상을 생성한다.
슬래그 낙하음 관측 수단인 낙하음 센서 (13) 는, 냉각수 (5) 의 수중에 형성되어 있다. 낙하음 센서 (13) 로는, 예를 들어 하이드로폰을 사용할 수 있다. 낙하음 센서 (13) 는, 자신에게 입력되는 소리를 전기 신호로 변환하여 출력한다. 슬래그 홀 카메라 (11) 는, 화상 처리 보드 (11B) 에 접속되어 있다. 화상 처리 보드 (11B) 는, 슬래그 홀 카메라 (11) 에 의해 취득된 슬래그 홀의 화상을 디지털 데이터화한다. 이것에 의해 얻어진 화상을, 슬래그 홀 감시 화상이라고 한다. 또, 슬래그 홀 감시 화상은, 슬래그 홀의 휘도 분포 데이터를 포함하고 있다. 슬래그 홀의 휘도 분포 데이터는, 슬래그 홀 감시 화상에 포함되는 각 화소의 휘도를 나타내는 데이터로 구성되어 있다.
분광계 (10) 는, 전용 IF 보드 (10B) 에 접속되어 있다. 전용 IF 보드 (10B) 는, 분광계 (10) 에 의해 측정된, 슬래그 홀 (3) 의 중심 온도를 나타내는 온도 데이터를 생성한다. 수면 카메라 (12) 는, 화상 처리 보드 (12B) 에 접속되어 있다. 화상 처리 보드 (12B) 는, 수면 카메라 (12) 에 의해 취득된 수면의 화상을 디지털 데이터화한다. 이것에 의해 얻어진 화상을, 수면 감시 화상이라고 한다. 또, 수면 감시 화상은, 수면의 휘도 분포 데이터를 포함하고 있다. 수면의 휘도 분포 데이터는, 수면 감시 화상에 포함되는 각 화소의 휘도로 구성되어 있다.
낙하음 센서 (13) 의 출력은, 증폭기 (13A) 에 입력된다. 증폭기 (13A) 는, 낙하음 센서 (13) 가 출력하는 전기 신호를 증폭한다. 증폭기 (13A) 의 출력은, 밴드 패스 필터 (BPF) (13F) 에 입력된다. BPF (13F) 는, 증폭기 (13A) 의 출력 중, 냉각수 (5) 에 슬래그가 낙하함으로써 발생하는 낙하음의 대역의 성분을 포함하는 소정의 감시 대역의 신호를 통과시켜 출력한다. BPF (13F) 의 출력은, A/D 변환기 (13C) 에 입력된다. A/D 변환기 (13C) 는, BPF (13F) 가 출력하는 아날로그 신호를 디지털화한다. A/D 변환기 (13C) 는, 낙하음 센서 (13) 가 취득하는 소리 중, 슬래그가 냉각수 (5) 에 낙하함으로써 발생하는 소리의 대역을 포함하는 소정의 감시 대역의 성분의 디지털 데이터를 출력하게 된다. 이 디지털 데이터를, 이하, 수중음 감시 데이터라고 한다.
슬래그 저장부 (7) 의 주위에는, 슬래그 저장부 (7) 의 냉각수 (5) 중에 존재하는 고화된 슬래그 (고화 슬래그) (8R) 를 관측하는 수중 슬래그 관측 수단 (14) 이 형성된다. 수중 슬래그 관측 수단 (14) 은, 낙하음 센서 (13) 의 하방에 배치된다. 본 실시형태에 있어서, 수중 슬래그 관측 수단 (14) 은, 검출파를 발신하는 복수 (본 실시형태에서는 4 개) 의 송파 센서 (14T) 와, 송파 센서 (14T) 가 발신한 검출파를 수신하는, 복수 (본 실시형태에서는 4 개) 의 수파 센서 (14R) 로 구성된다. 수중 슬래그 관측 수단 (14) 은, 송파 센서 (14T) 에서 발신된 검출파의 감쇠 정도를 수파 센서 (14R) 에서 검출함으로써, 슬래그 저장부 (7) 내의 고화 슬래그 (8R) 를 관측한다. 고화 슬래그 (8R) 의 존재에 의해, 검출파가 감쇠되는 것을 이용하여, 송파 센서 (14T) 에서 발신된 검출파가 크게 감쇠된 수파 센서 (14R) 가 존재하는 경우, 이 수파 센서 (14R) 와, 검출파를 발신한 송파 센서 (14T) 사이에 고화 슬래그 (8R) 가 존재한다고 판정할 수 있다.
송파 센서 (14T) 에는, 증폭기 (14TA) 가 접속되고, 증폭기 (14TA) 에는 D/A 변환기 (14TC) 가 접속되고, D/A 변환기 (14TC) 는 처리 장치 (20) 에 접속된다. 슬래그 저장부 (7) 내의 고화 슬래그 (8R) 를 관측하는 경우, 처리 장치 (20) 는, 검출파의 발신 명령을 발신한다. 이 명령에 의해, 소정의 주파수 (예를 들어, 120 kHz 의 초음파) 의 검출파를 발생시키는 신호 (검출파 발생 신호) 가 생성된다. 검출파 발생 신호는, D/A 변환기 (14TC) 에서 아날로그 데이터로 변환되고, 증폭기 (14TA) 에서 증폭되어, 송파 센서 (14T) 에 입력된다. 이 입력에 의해, 송파 센서 (14T) 는, 검출파 발생 신호에 대응하는 주파수의 검출파를 발신한다.
송파 센서 (14T) 가 발신한 검출파를 수신한 수파 센서 (14R) 는, 검출파 수신 신호를 출력한다. 이 출력은, 증폭기 (14RA) 에 입력된다. 증폭기 (14RA) 는, 수파 센서 (14R) 가 출력하는 전기 신호를 증폭한다. 증폭기 (14RA) 의 출력은, 밴드 패스 필터 (BPF) (14RF) 에 입력된다. BPF (14RF) 는, 증폭기 (14RA) 의 출력 중, 불필요한 주파수 대역을 제거하여 출력한다. BPF (14RF) 의 출력은, A/D 변환기 (14RC) 에 입력된다. A/D 변환기 (14RC) 는, BPF (14RF) 가 출력하는 아날로그 신호를 디지털화하여, 처리 장치 (20) 에 입력한다. 이 디지털 데이터를, 이하, 고화 슬래그 감시 데이터라고 한다.
화상 처리 보드 (11B), 전용 IF 보드 (10B), 화상 처리 보드 (12B), 및 A/D 변환기 (13C) 는, 처리 장치 (20) 에 접속된다. 처리 장치 (20) 는, 적어도 슬래그 홀 휘도 분포 데이터, 수면 휘도 분포 데이터, 및 수중음 감시 데이터로부터 슬래그의 배출 상태를 감시하고, 진단한다. 이 때, 처리 장치 (20) 는, 필요에 따라 온도 데이터도 사용한다. 처리 장치 (20) 는, 감시, 진단의 결과, 필요가 있다고 판단했을 때에는, 슬래그 용융 버너 점화 지령을 출력하여 슬래그 홀 (3) 의 주위에 형성되는 슬래그 용융 버너 (6) (제어 대상 기기 (CA) 에 상당한다) 를 점화하여 작동시키고, 또한, 디스플레이 (21) 나 스피커 (22) 를 사용하여, 각종 경보 출력을 출력한다.
도 2 는, 슬래그 홀 카메라 및 수면 카메라에 의해 얻어진 화상의 일례를 나타내는 모식도이다. 도 3 은, 슬래그 홀 카메라 및 수면 카메라에 의해 얻어진 화상에 있어서 착안하는 영역과 평가 파라미터의 대응을 나타내는 설명도이다. 도 2 에는, 슬래그 홀 카메라 (11) 에 의해 취득된 슬래그 홀 감시 화상 (9H) 과, 수면 카메라 (12) 에 의해 취득된 수면 감시 화상 (9W) 이 도시되어 있다.
슬래그 홀 감시 화상 (9H) 에는, 슬래그 홀 (3) 과 그 주변이 포함되어 있고, 수면 감시 화상 (9W) 에는, 수면 (5H) 이 포함되어 있다. 슬래그 홀 감시 화상 (9H) 및 수면 감시 화상 (9W) 에는, 슬래그의 유동 상황을 감시하는 데에 있어서, 착안하는 영역 (ROI(1)?ROI(5)) 이 설정된다 (ROI : Region Of Interest). 또한, 슬래그의 유동 상황을 감시하는 경우, 슬래그 홀 (3) 로부터 유하되는 슬래그의 선 (슬래그 선) (8A, 8B) 을 검출하고, 이것에 착안한다. 슬래그 선 (8A, 8B) 을 검출하는 경우, 처리 장치 (20) 는, 슬래그 홀 감시 화상 (9H) 및 수면 감시 화상 (9W) 의 소정 위치에 배치한 슬래그 선 검출 위치 (SL) 에서, 각각의 화상에 있어서의 휘도에 기초하여 슬래그 선 (8A, 8B) 의 유무나 위치를 검출한다.
ROI(1) 에는, 슬래그가 흘러 나오는 슬래그 홀 (3) 과, 흘러 나온 슬래그 선 (8A, 8B) 이 찍힌다. 따라서, ROI(1) 에는, 슬래그 홀 (3) 과, 슬래그 홀 (3) 직하의 슬래그류의 상태가 나타난다. ROI(2) 는, 슬래그 홀 (3) 에 대체로 겹치는 직사각 형상 영역이다. ROI(2) 에는, 슬래그 홀 (3) 의 상태가 찍힌다. 따라서, ROI(2) 에는, 슬래그 홀 (3) 의 상태가 나타난다. 또, 슬래그 홀 감시 화상 (9H) 을 생성하는 슬래그 홀 카메라 (11) 는, 슬래그 홀 (3) 을 비스듬하게 촬상하기 때문에, 슬래그 홀 (3) 은, 슬래그 홀 감시 화상 (9H) 에서는 타원형으로 찍힌다.
ROI(3) 은, 직사각 형상 영역으로서, 수면 (5H) 에 슬래그가 낙하하는 영역이다. ROI(3) 에는, 2 개의 슬래그 선 (8A, 8B) 이 찍힌다. 따라서, ROI(3) 에는, 수면 (5H) 에 낙하하는 슬래그류의 상태가 나타난다. 또, 슬래그 선의 개수는, 슬래그 홀 (3) 의 가장자리에 형성되는, 상기 서술한 유출 안내 홈의 개수에 따른다. 본 실시형태에서는, 2 개의 유출 안내 홈을 구비하기 때문에, 이상이 없는 경우, 2 개의 슬래그 선 (8A, 8B) 이 슬래그 홀 (3) 로부터 유하한다.
ROI(4) 는, 직사각 형상의 영역으로서, 슬래그 홀 (3) 로부터 유하하는 슬래그 선 (8A, 8B) 중, 일방의 슬래그 선 (8A) 이 수면 (5H) 에 낙하하는 영역이다. 따라서, ROI(4) 에는, 수면 (5H) 에 낙하하는 일방의 슬래그류의 상태가 나타난다. 또한, ROI(5) 는, 직사각 형상의 영역으로서, 슬래그 홀 (3) 로부터 유하하는 슬래그 선 (8A, 8B) 중, 다른 일방의 슬래그 선 (8B) 이 수면 (5H) 에 낙하하는 영역이다. 따라서, ROI(5) 에는, 수면 (5H) 에 낙하하는 다른 일방의 슬래그류의 상태가 나타난다.
슬래그 홀 (3) 측의 화상, 즉, 슬래그 홀 감시 화상 (9H) 에서는, ROI(1), ROI(2) 및 슬래그 선 검출 위치 (SL) 에서, 각각의 평가 파라미터를 사용하여 슬래그의 유동 상황이 감시된다. ROI(1) 에 있어서, 슬래그의 유동 상황을 감시할 때 사용되는 평가 파라미터는, 고휘도 면적 및 저휘도 면적이다. ROI(1) 의 고휘도 면적이란, 슬래그 감시 화상에 규정된 ROI(1) 에 있어서, 소정값보다도 휘도가 높은 영역의 면적이다. 또한, ROI(1) 의 저휘도 면적이란, 슬래그 감시 화상에 규정된 ROI(1) 에 있어서, 소정값보다도 휘도가 낮은 영역의 면적이다.
ROI(2) 에 있어서, 슬래그의 유동 상황을 감시할 때 사용되는 평가 파라미터는, 개구부 고휘도 면적이다. ROI(2) 의 개구부 고휘도 면적이란, 슬래그 홀 감시 화상 (9H) 에 규정된, 슬래그 홀 (3) 의 개구부를 나타내는 ROI(2) 에 있어서, 소정값보다도 휘도가 높은 영역의 면적이다. 슬래그 선 검출 위치 (SL) 에서, 슬래그의 유동 상황을 감시할 때 사용되는 평가 파라미터는, 슬래그 홀 (3) 로부터 유하하는 슬래그 선의 개수이다.
수면 (5H) 측의 화상, 즉, 수면 감시 화상 (9W) 에서는, ROI(3), ROI(4), ROI(5) 및 슬래그 선 검출 위치 (SL) 에서, 각각의 평가 파라미터를 사용하여 슬래그의 유동 상황이 감시된다. ROI(3) 에 있어서, 슬래그의 유동 상황을 감시할 때 사용되는 평가 파라미터는, 휘도 변동률 및 저휘도 면적이다. ROI(3) 의 휘도 변동률이란, 수면 감시 화상에 규정된 ROI(3) 에 있어서, 처리 주기마다의 휘도의 변동량이다. 또한, ROI(3) 의 저휘도 면적이란, 수면 감시 화상에 규정된 ROI(3) 에 있어서, 소정값보다도 휘도가 낮은 영역의 면적이다.
ROI(4) 및 ROI(5) 에 있어서, 슬래그의 유동 상황을 감시할 때 사용되는 평가 파라미터는, 고휘도 면적이다. ROI(4), ROI(5) 의 고휘도 면적이란, 수면 감시 화상 (9W) 에 규정된, 슬래그 선 (8A, 8B) 이 수면 (5H) 에 낙하하는 영역을 나타내는 ROI(4), ROI(5) 에 있어서, 소정값보다도 휘도가 높은 영역의 면적이다. 슬래그 선 검출 위치 (SL) 에서, 슬래그의 유동 상황을 감시할 때 사용되는 평가 파라미터는, 슬래그 홀 (3) 로부터 유하하는 슬래그 선의 개수이다.
도 4 는, 본 실시형태에 있어서 낙하음을 판정하는 방법의 설명도이다. 본 실시형태에 있어서, 처리 장치 (20) 는, 낙하음 센서 (13) 에 의해 검출되는 낙하음으로부터, 슬래그 홀 (3) 로부터 슬래그가 연속하여 낙하되었는지, 단속적으로 낙하되었는지, 또는 낙하되지 않았는지를 판정한다. 본 실시형태에서는, 낙하음 센서 (13) 에 의해 검출되는 낙하음의 주파수 (f) 가 밴드 (A) 또는 밴드 (B) 에 들어가 있는 경우, 상기 낙하음의 음압에 기초하여, 슬래그의 낙하 상황이 판정된다. 여기서, 밴드 (A) 의 주파수 대역은 f1 이상 f2 이하이고, 밴드 (B) 의 주파수 대역은, f3 이상 f4 이하이다 (f1 < f2 < f3 < f4).
처리 장치 (20) 는, 낙하음 센서 (13) 에 의해 취득된 낙하음의 주파수 (f) 를 취득하고, 이 주파수 (f) 가 밴드 (A) 또는 밴드 (B) 에 들어가 있고, 또한 상기 낙하음의 음압이 제 1 임계값 h1 보다도 작은 경우에는, 슬래그는 미낙하라고 판정한다. 또한, 처리 장치 (20) 는, 낙하음의 주파수 (f) 가 밴드 (A) 또는 밴드 (B) 에 들어가 있고, 또한 상기 낙하음의 음압이 제 1 임계값 h1 이상이고 제 2 임계값 h2 보다도 작은 경우에는, 슬래그는 연속 낙하라고 판정한다. 또한, 처리 장치 (20) 는, 낙하음의 주파수 (f) 가 밴드 (A) 또는 밴드 (B) 에 들어가 있고, 또한 상기 낙하음의 음압이 제 2 임계값 h2 보다도 큰 경우에는, 슬래그는 단속 낙하라고 판정한다. 여기서, 본 실시형태에 있어서, 제 1 임계값 h1 및 제 2 임계값 h2 는, 주파수의 증가와 함께 커진다.
도 5 는, 본 실시형태에 있어서, 슬래그의 유동 상황을 감시할 때의 평가 로직의 일례를 나타내는 도면이다. 본 실시형태에 있어서, 다음의 (1)?(4) 의 AND 가 N 회 반복된 경우, 처리 장치 (20) 는, 슬래그 유동이 안정되어 있다고 판정한다 (J1).
(1) 슬래그 홀 카메라 (11) 가 정상인 것.
(2) 수면 카메라 (12) 가 정상인 것.
(3) 낙하음 센서 (13) 가 정상인 것.
(4) 조건 (a), (b), (c) 중, 적어도 하나가 성립하는 것.
여기서, 조건 (a) 는, 슬래그 홀 (3) 측에서 슬래그 선이 1 보다도 많고, 또한 ROI(1) 의 고휘도 면적이 설정값보다도 큰 것이고, 조건 (b) 는, 낙하음이 연속 또는 단속인 것이고, 조건 (c) 는, 수면 (5H) 측에서 슬래그 선이 1 보다도 많은 것, 또는 ROI(3) 의 휘도 변동량이 설정값보다도 큰 것 중 적어도 일방이 성립하는 것이다.
또한, 상기 서술한 (1)?(3) 과, 다음의 (5) 의 AND 가 N 회 반복되는 경우, 처리 장치 (20) 는, 슬래그 유동이 불안정해지는 경향이 있다고 판정하여, 슬래그 유동의 주의를 재촉한다 (J2).
(5) 상기 서술한 조건 (a), (b), (c) 가 하나도 성립하지 않는 것.
슬래그 홀 카메라 (11), 수면 카메라 (12), 낙하음 센서 (13) 중 적어도 하나가 고장난 경우, 처리 장치 (20) 는, 정상으로 동작하고 있는 것으로부터 얻어지는 정보에 기초하여, 슬래그의 유동 상황의 감시를 계속한다. 예를 들어, 처리 장치 (20) 는, 낙하음 센서 (13) 가 고장난 경우, 낙하음 센서 (13) 로부터 얻어지는 슬래그의 낙하 상태의 정보, 및 낙하음 센서가 정상인지의 여부의 정보는 사용하지 않고, 슬래그 홀 카메라 (11) 및 수면 카메라 (12) 로부터 얻어지는 정보만을 사용하여 슬래그의 유동 상황을 감시한다.
이 경우, 도 5 에 나타내는 평가 로직으로부터, 낙하음 센서 (13) 로부터 얻어지는 정보를 제외하고 재구축된 평가 로직을 사용하여 슬래그의 유동 상황이 감시된다. 동일하게, 수면 카메라 (12) 가 고장난 경우에는, 도 5 에 나타내는 평가 로직으로부터, 수면 카메라 (12) 로부터 얻어지는 정보를 제외하고 재구축된 평가 로직을 사용하여 슬래그의 유동 상황이 감시된다. 또한, 수면 카메라 (12) 및 낙하음 센서 (13) 의 양방이 고장난 경우, 도 5 에 나타내는 평가 로직으로부터, 낙하음 센서 (13) 로부터 얻어지는 정보 및 수면 카메라 (12) 로부터 얻어지는 정보를 제외하고 재구축된 평가 로직을 사용하여 슬래그의 유동 상황이 감시된다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 슬래그 홀 카메라 (11), 수면 카메라 (12), 낙하음 센서 (13) 중 적어도 하나가 고장난 경우, 정상으로 동작하고 있는 것으로부터 얻어지는 정보에 기초하여, 슬래그의 유동 상황의 감시를 계속한다. 이것에 의해, 감시의 정밀도는 다소 저하되지만, 석탄 가스화로 (1) 의 운전을 정지하지 않아도 된다. 또, 슬래그 홀 카메라 (11), 수면 카메라 (12), 낙하음 센서 (13) 중 적어도 하나가 고장난 경우, 정상으로 동작하고 있는 것으로부터 얻어지는 정보에 기초하여, 슬래그의 유동 상황의 감시를 계속하는 것은, 이하의 예에 있어서도 동일하다.
[고화 부착 개소 판정]
도 6, 도 7 은, 슬래그가 고화되어 부착되고 퇴적된 개소를 판정하기 위한 평가 로직을 나타내는 도면이다. 본 실시형태에 있어서, 처리 장치 (20) 는, 슬래그 홀 카메라 (11) 에 의해 관측된 슬래그 홀 (3) 의 개구 면적과, 수면 카메라 (12) 에 의해 관측된 슬래그의 낙하 선 및 슬래그의 낙하 위치에 기초하여, 슬래그가 고화되어 부착되고 퇴적된 개소 (고화 부착 개소) 를 판정한다. 보다 구체적으로는, 다음의 조건 (6), (7) 이 전부 성립하는 것, 및 조건 (8)?(10) 중 어느 하나가 성립하는 것의 양방이 N 회 계속된 경우 (도 6 참조), 처리 장치 (20) 는, 슬래그 홀 (3) 에 슬래그는 퇴적되어 있지 않지만, 슬래그 홀 (3) 의 주변에 슬래그가 고화 부착되어 퇴적되고, 슬래그 용융 버너 (6) 를 작동시켜도 퇴적된 슬래그를 제거할 수 없다고 판정한다. 이 경우, 처리 장치 (20) 는, 슬래그 용융 버너 (6) 의 점화 지령을 발신하지 않는다 (J31).
또, 조건 (6), (7) 이 전부 성립하는 것, 및 조건 (8)?(10) 이 전부 성립하지 않는 것의 양방이 N 회 계속된 경우 (도 6 참조), 처리 장치 (20) 는, 슬래그 홀 (3) 에 슬래그가 퇴적되어 있다고 판정하고, 슬래그 용융 버너 (6) 의 점화 지령을 발신한다 (J32).
(6) ROI(2) 의 개구부 고휘도 면적이, 설정값 (1) 보다도 작은 것.
(7) 슬래그 홀 카메라 (11) 가 정상인 것.
(8) 수면 카메라 (12) 가 정상이고, 또한 ROI(4) 의 고휘도 면적률이 설정값보다도 큰 것.
(9) 수면 카메라 (12) 가 정상이고, 또한 ROI(5) 의 고휘도 면적률이 설정값보다도 큰 것.
(10) 수면 카메라 (12) 가 정상이고, 또한 수면 카메라 (12) 에 의해 얻어지는, 수면 (5H) 에 낙하하는 슬래그 선이 소정의 개수 (본 실시형태에서는 2 개) 인 것.
여기서, 조건 (10) 에 있어서의 소정의 개수는, 슬래그 홀 (3) 의 가장자리에 형성되는 유출 안내 홈의 개수에 의존한다 (이하 동일). 감시창과 슬래그 홀 (3) 의 중간부에 슬래그가 있는 경우에 있어서, 슬래그 홀의 2 개의 유출 안내 홈으로부터 슬래그가 유하되고 있을 때에는, 수면에 대한 착수점은 대략 정위치 (ROI(4), ROI(5) 내) 인데, 슬래그 홀 (3) 에 슬래그가 퇴적되면, 슬래그의 유하 위치가 변화되고, 유출 안내 홈에 관계없이 유하되므로, 확률적으로 수면에 대한 낙하 위치는 정위치 (ROI(4), ROI(5) 내) 는 되지 않는다. 이 때문에, 상기 서술한 바와 같이, 슬래그 홀 (3) 에 슬래그가 퇴적한 것과, 슬래그 홀 (3) 에 슬래그는 퇴적되어 있지 않지만, 슬래그 홀 (3) 의 주변에 슬래그가 고화 부착되어 퇴적되어 있는 것을 판정할 수 있다.
또한, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 추가로 낙하음 센서 (13) 로부터 얻어지는 정보를 추가하여, 슬래그의 고화 부착 개소를 판정해도 된다. 보다 구체적으로는, 조건 (6), (7) 이 전부 성립하는 것, 및 조건 (8)?(11) 중 어느 하나가 성립하는 것의 양방이 N 회 계속된 경우 (도 7 참조), 처리 장치 (20) 는, 슬래그 홀 (3) 에 슬래그는 퇴적되어 있지 않지만, 슬래그 홀 (3) 의 주변에 슬래그가 고화 부착되어 퇴적되고, 슬래그 용융 버너 (6) 를 작동시켜도 퇴적된 슬래그를 제거할 수 없다고 판정한다. 이 경우, 처리 장치 (20) 는, 슬래그 용융 버너 (6) 의 점화 지령을 발신하지 않는다 (J31). 또한, 조건 (6), (7) 이 전부 성립하는 것, 및 조건 (8)?(11) 이 전부 성립하지 않는 것의 양방이 N 회 계속된 경우 (도 7 참조), 처리 장치 (20) 는, 슬래그 홀 (3) 에 슬래그가 퇴적되어 있다고 판정하고, 슬래그 용융 버너 (6) 의 점화 지령을 발신한다 (J32).
(11) 낙하음 센서 (13) 가 정상이고, 또한 낙하음 센서 (13) 에 의해 검출된 낙하음이 연속 또는 단속인 것.
도 7 에 나타내는 판정 로직은, 도 6 에 나타내는 판정 로직에 낙하음 센서에 의한 판정을 추가한 것이다. 이것은, 슬래그의 유하를 판정할 때의 신뢰성 향상을 고려한 것이다. 수면에 대한 슬래그의 유하가 정위치이면, 낙하음은 응답한다. 이 때, 낙하음 센서가 이상인 경우에는, 자동적으로 도 6 에 나타내는 판정 로직을 사용하여, 슬래그가 고화되어 부착되고 퇴적된 개소를 판정한다.
처리 장치 (20) 가, 슬래그 홀 (3) 에 슬래그는 퇴적되어 있지 않지만, 슬래그 홀 (3) 의 주변에 슬래그가 고화 부착되어 퇴적된 경우, 처리 장치 (20) 는, 예를 들어 디스플레이 (21) 에 그 취지를 표시시킨다. 이 경우, 슬래그 용융 버너 (6) 를 작동시켜도 퇴적된 슬래그를 제거할 수 없다. 이 때문에, 예를 들어 슬래그 홀 (3) 의 주변에 슬래그가 퇴적되기 쉬운 장소를 미리 조사해 두고, 그 부분에 슬래그를 용융시키는 가열 수단을 배치하여, 이것을 작동시킴으로써, 슬래그 홀 (3) 의 주변에 퇴적된 슬래그를 제거한다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 슬래그의 고화 부착 개소를 판정할 수 있기 때문에, 슬래그 홀 (3) 에 슬래그가 퇴적된 경우에는 슬래그 용융 버너 (6) 를 작동시키고, 슬래그 홀 (3) 로부터 떨어진 개소에 슬래그가 퇴적되어 있는 경우에는 슬래그 용융 버너 (6) 를 작동시키지 않도록 제어할 수 있다. 이것에 의해, 슬래그 용융 버너 (6) 에서는 퇴적되어 있는 슬래그를 용융할 수 없는 경우, 슬래그 용융 버너 (6) 를 작동시키지 않기 때문에, 슬래그 용융 버너 (6) 의 쓸데 없는 사용을 회피하여, 슬래그 용융 버너 (6) 의 내구성 저하 및 연료 소비의 증가를 억제할 수 있다.
또, 슬래그의 고화 부착 개소를 판정하는 경우, 처리 장치 (20) 는, 통상은 슬래그 홀 카메라 (11), 수면 카메라 (12) 및 낙하음 센서 (13) 를 사용하여 (도 7 의 평가 로직), 슬래그의 고화 부착 개소를 판정하고, 낙하음 센서 (13) 가 고장 등이 난 경우에는, 슬래그 홀 카메라 (11) 및 수면 카메라 (12) 만을 사용하여 (도 6 의 평가 로직), 슬래그의 고화 부착 개소를 판정해도 된다. 이와 같이 하면, 낙하음 센서 (13) 가 정상인 경우에는, 보다 정밀도가 높은 판정이 가능해짐과 함께, 낙하음 센서 (13) 에 이상이 발생한 경우에도 슬래그의 고화 부착 개소를 판정할 수 있기 때문에, 석탄 가스화로 (1) 를 정지하지 않아도 된다.
도 8 은, 슬래그 용융 버너를 작동시킬지의 여부를 판정하기 위한 평가 로직을 나타내는 도면이다. 도 8 에 나타내는 바와 같이, 다음의 (12), (13) 의 조건이 전부 만족되는 경우가 연속하여 N 회 발생한 경우, 처리 장치 (20) 는, 슬래그의 고화 부착 개소는 슬래그 홀 (3) 이라고 판정하고, 슬래그 용융 버너 (6) 의 점화를 재촉한다 (도 8 의 J4).
(12) 슬래그 홀 카메라 (11) 에 의해 취득되는 ROI(2) 의 개구부 고휘도 면적이 제 1 설정값보다도 작은 것.
(13) 슬래그 홀 카메라 (11) 가 정상인 것.
슬래그 홀 (3) 의 개구부 고휘도 면적이 작게 되어 있는 것은, 슬래그 홀 (3) 이 슬래그의 퇴적에 의해 폐색되어 있는 것이 원인이라고 생각되고, 상기 개구부 고휘도 면적이 제 1 설정값보다도 작은 경우, 처리 장치 (20) 는, 슬래그 홀 (3) 에 대한 슬래그의 퇴적을 허용할 수 없다고 판정한다. 이 경우, 처리 장치 (20) 는, 디스플레이 (21) 나 스피커 (22) 에 의해, 슬래그 용융 버너 (6) 의 점화를 재촉하는 취지를 보지 (報知) 한다. 작업자는, 이 보지를 받아, 슬래그 용융 버너 (6) 를 점화하여 작동시키고, 슬래그 홀 (3) 에 퇴적된 슬래그를 제거한다. 이와 같이, 슬래그 홀 (3) 에 슬래그가 퇴적된 것을 미리 보지하기 때문에, 석탄 가스화로 (1) 를 안정적으로 운전할 수 있다. 또, 상기 조건 (12), (13) 이 연속하여 N 회 만족된 경우, 처리 장치 (20) 는, 자동적으로 슬래그 용융 버너 (6) 를 점화하고, 작동시켜도 된다.
도 9 는, 슬래그 홀이 폐색될 우려가 있는 것을 판정하기 위한 평가 로직을 나타내는 도면이다. 도 9 에 나타내는 바와 같이, 다음의 (14), (15) 의 조건이 전부 만족되는 경우가 연속하여 N 회 발생한 경우, 처리 장치 (20) 는, 슬래그 홀 (3) 이 폐색될 우려가 있다고 판정하고 (도 9 의 J5), 그 취지를 보지한다.
(14) 슬래그 홀 카메라 (11) 에 의해 취득되는 ROI(2) 의 개구부 고휘도 면적이 제 2 설정값보다도 작은 것.
(15) 슬래그 홀 카메라 (11) 가 정상인 것.
슬래그 홀 (3) 의 개구부 고휘도 면적이 제 2 설정값보다도 작은 경우, 처리 장치 (20) 는, 슬래그 홀 (3) 이 폐색될 우려가 있다고 판정한다. 이 경우, 처리 장치 (20) 는, 디스플레이 (21) 나 스피커 (22) 에 의해, 슬래그 홀 (3) 이 폐색될 우려가 있는 것을 보지한다. 이것에 의해, 작업자는, 예를 들어 석탄 가스화로 (1) 의 운전 조건을 변경하고, 또한 슬래그 용융 버너 (6) 를 점화하여 슬래그를 용융시킴으로써, 슬래그 홀 (3) 에 퇴적된 슬래그를 제거한다. 이와 같이, 슬래그 홀 (3) 이 폐색될 우려가 있는 것을 미리 보지하기 때문에, 석탄 가스화로 (1) 를 안정적으로 운전할 수 있다.
[냉각수 중에 존재하는 고화 슬래그의 감시]
도 10, 도 11 은, 슬래그 저장부 내의 고화 슬래그를 감시하는 방법의 설명도이다. 상기 서술한 바와 같이, 슬래그 저장부 (7) 의 냉각수 (5) 중에 존재하는 고화 슬래그 (8R) 는, 수중 슬래그 관측 수단 (14) 에 의해 관측된다. 도 10 에 나타내는 바와 같이, 수중 슬래그 관측 수단 (14) 은, 복수의 송파 센서 (14T1, 14T2, 14T3, 14T4) 와, 복수의 수파 센서 (14R1, 14R2, 14R3, 14R4) 로 구성된다. 처리 장치 (20) 는, 복수의 수파 센서 (14R1, 14R2, 14R3, 14R4) 에 의해 검출되는 상기 검출파의 경로의 수로, 고화 슬래그 (8R) 의 퇴적을 평가한다. 여기서, 본 실시형태에 있어서, 수파 센서 및 송파 센서가 배열되는 방향은 수평 방향인데, 이것에 한정되지 않고, 수파 센서 및 송파 센서를 수직 방향으로 배열해도 되고, 수파 센서와 송파 센서를 번갈아 배열해도 된다.
본 실시형태에서는, 각각의 송파 센서 (14T1, 14T2, 14T3, 14T4) 가 슬래그 저장부 (7) 내의 냉각수 (5) 를 향하여 발신한 검출파를, 각각의 수파 센서 (14R1, 14R2, 14R3, 14R4) 가 수신한다. 검출파를 발신한 송파 센서와, 발신된 검출파를 수신한 수파 센서를 연결하는 직선이, 검출파가 통과한 경로가 된다. 슬래그 저장부 (7) 내에 고화 슬래그 (8R) 가 존재하는 경우, 고화 슬래그 (8R) 를 통과하는 검출파는, 고화 슬래그 (8R) 가 존재하지 않는 장소를 통과하는 검출파보다도 감쇠 정도가 커진다. 즉, 검출파의 경로가 고화 슬래그 (8R) 에 의해 차단되게 된다.
따라서, 고화 슬래그 (8R) 를 통과한 검출파를 수신한 송파 센서는, 고화 슬래그 (8R) 를 통과하지 않는 검출파를 수신한 송파 센서보다도, 낮은 음압의 검출파를 검출하게 된다. 이것은, 검출된 또는 차단된 검출파의 경로의 수에 의해, 고화 슬래그 (8R) 의 존재를 검출할 수 있는 것을 의미한다. 처리 장치 (20) 는, 수파 센서가 검출한 검출파의 음압에 기초하여, 검출파를 발신한 송파 센서 (검출파의 경로가 검출된다) 와, 다른 것보다도 낮은 음압의 검출파를 검출한 수파 센서 (검출파의 경로가 검출되지 않는다) 사이에, 고화 슬래그 (8R) 가 존재한다고 판정할 수 있다. 또한, 차단된 검출파의 경로에 의해, 고화 슬래그 (8R) 의 크기도 추정할 수 있다.
도 10 에 나타내는 예에서는, 송파 센서 (14T1) 가 발신한 검출파는, 모든 수파 센서 (14R1, 14R2, 14R3, 14R4) 에서 검출된다. 따라서, 송파 센서 (14T1) 와, 각각의 수파 센서 (14R1, 14R2, 14R3, 14R4) 사이에 검출파의 경로가 형성된다. 한편, 송파 센서 (14T4) 가 발신한 검출파는, 수파 센서 (14R1, 14R2) 에서는 검출되는데, 수파 센서 (14R3, 14R4) 에서는 검출되지 않는다 (또는 음압 레벨이 수파 센서 (14R1, 14R2) 보다도 낮다).
이 경우, 송파 센서 (14T4) 와, 각각의 수파 센서 (14R1, 14R2) 사이에는 검출파의 경로가 형성되는데, 송파 센서 (14T4) 와, 각각의 수파 센서 (14R3, 14R4) 사이에는 검출파의 경로가 형성되지 않는다. 따라서, 처리 장치 (20) 는, 이 결과로부터, 송파 센서 (14T4) 와, 각각의 수파 센서 (14R3, 14R4) 사이에 고화 슬래그 (8R) 가 존재한다고 판정하고, 고화 슬래그 (8R) 의 높이 (연직 방향에서의 치수) 는, 송파 센서 (14T4) 와 수파 센서 (14R3) 사이에 형성되는 검출파의 경로보다도 작다고 추정한다.
통상, 송파 센서는, 검출파를 발신할 수 있음과 함께, 검출파를 수신할 수 있는 기능을 갖는다. 동일하게, 수파 센서는, 검출파를 수신할 수 있음과 함께, 검출파를 발신할 수 있는 기능을 갖는다. 따라서, 도 10 에 나타내는 예에 있어서는, 검출파를 송수신할 수 있는 제 1 송수파 센서로서 송파 센서 (14T1, 14T2, 14T3, 14T4) 를 사용하고, 검출파를 송수신할 수 있는 제 2 송수파 센서로서 수파 센서 (14R1, 14R2, 14R3, 14R4) 를 사용하여 수중 슬래그 관측 수단 (14) 을 구성해도 된다. 이 경우, 처리 장치 (20) 는, 제 1 송수파 센서와 제 2 송수파 센서 사이에서 송신과 수신의 관계를 전환하고, 각각의 관계에 있어서 검출된 검출파의 경로의 수에 기초하여, 냉각수 (5) 중에 존재하는 고화 슬래그 (8R) 의 퇴적을 평가한다.
송파 센서와 수파 센서 사이에서의 송신과 수신의 관계는 고정되기 때문에, 고화 슬래그 (8R) 가, 송파 센서측, 또는 수파 센서측에 편재되어 있는 경우, 고화 슬래그 (8R) 의 크기나 장소의 검출 정밀도가 저하되는 경우가 있다. 이 경우, 상기 서술한 바와 같이 제 1 송수파 센서와 제 2 송수파 센서 사이에서 송신과 수신의 관계를 전환함으로써 검출된 검출파의 경로를 사용함으로써, 고화 슬래그 (8R) 의 크기나 장소의 검출 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.
도 11 에 나타내는 수중 슬래그 관측 수단 (14a) 은, 1 개의 송파 센서 (14T1) 와, 복수의 수파 센서 (14R1, 14R2, 14R3, 14R4) 를 사용하고, 송파 센서 (14T1) 의 위치를 연직 방향과 평행한 방향 (도 11 의 화살표 M 방향) 으로 이동시키고, 소정의 장소에서 송파 센서 (14T) 에 검출파를 발신시킴으로써, 냉각수 (5) 중에 존재하는 고화 슬래그 (8R) 의 퇴적을 평가한다. 예를 들어, 도 10 에 나타내는 송파 센서 (14T1, 14T2, 14T3, 14T4) 의 각각의 위치에 송파 센서 (14T1) 를 이동시키고, 각각의 위치에서 검출파를 발신시키면, 도 10 에 나타내는 수중 슬래그 관측 수단 (14a) 과 동일한 효과가 얻어진다. 도 11 에 나타내는 수중 슬래그 관측 수단 (14a) 은, 송파 센서가 1 개로 끝나기 때문에, 수중 슬래그 관측 수단 (14a) 의 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
도 12 는, 슬래그 저장부 내의 고화 슬래그를 감시하기 위한 평가 로직을 나타내는 도면이다. 도 12 에 나타내는 바와 같이, 다음의 (16), (17) 의 조건이 전부 만족되는 경우, 처리 장치 (20) 는, 슬래그 저장부 (7) 내의 고화 슬래그 (8R) 를 파쇄하는 시기라고 판정하고, 슬래그 크러셔를 작동시키는 취지를 보지한다 (도 12 의 J6). 작업자는, 이 보지를 받아, 슬래그 크러셔를 작동시키고, 슬래그 저장부 (7) 내의 고화 슬래그 (8R) 를 파쇄시켜, 슬래그 저장부 (7) 로부터 배출시킨다.
(16) 수중 슬래그 관측 수단 (14) 등에 의해 검출된 검지 경로율 (소정 강도의 검출파를 검출한 수파 센서 (14R) 의 수/전체 수파 센서 (14R) 의 수) 이 설정값보다도 크고, 소정의 크기를 초과하는 고화 슬래그 (8R) 가 슬래그 저장부 (7) 에 존재한다고 판정할 수 있는 것.
(17) 수중 슬래그 관측 수단 (14) 등이 정상인 것.
또, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 다음의 (18), (19) 의 조건이 전부 만족되는 경우가 N 회 연속으로 발생하면, 처리 장치 (20) 는, 슬래그 저장부 (7) 내에 슬래그 브리지가 존재한다고 판정하고, 그 취지를 보지한다 (도 12 의 J7).
(18) 수면 카메라 (12) 가 정상인 것.
(19) 수면 카메라 (12) 에 의해 취득된 ROI(4) 의 고휘도 면적이 설정값보다도 크거나, 수면 카메라 (12) 에 의해 취득된 ROI(5) 의 고휘도 면적이 설정값보다도 크거나 중, 적어도 일방이 성립하는 것.
또한, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 다음의 (20), (21) 의 조건이 전부 만족되는 경우, 처리 장치 (20) 는, 슬래그 저장부 (7) 내의 고화 슬래그 (8R) 를 검출하는 기기가 고장났다고 판정한다 (도 12 의 J8). 이 경우, 작업자는, 고장난 기기를 수리 또는 교환한다.
(20) 수중 슬래그 관측 수단 (14) 등이 정상이 아닌, 즉 이상인 것.
(21) 수면 카메라 (12) 가 정상이 아닌, 즉 이상인 것.
또, 처리 장치 (20) 는, 낙하음 센서 (13) 에 이상이 발생한 경우, 수중 슬래그 관측 수단 (14 또는 14a) 으로, 슬래그가 수면 (5H) 에 낙하한 소리를 관측해도 된다. 예를 들어, 수중 슬래그 관측 수단 (14) 은, 복수의 송파 센서와 수파 센서를 구비하고 있기 때문에, 예를 들어 이들 송파, 수파 센서의 하나를 슬래그 낙하음 검출 수단에 이용하여, 슬래그가 수면 (5H) 에 낙하하는 소리를 검출한다. 또한, 수중 슬래그 관측 수단 (14a) 은, 송파 센서가 1 개인데, 1 개의 송파 센서를, 시분할에 의해 슬래그 낙하음 검출 수단 및 수중 슬래그 관측 수단 (14a) 으로서 공용해도 된다. 이것에 의해, 낙하음 센서 (13) 에 이상이 발생한 경우에도, 슬래그의 유동 상황의 감시를 계속할 수 있기 때문에, 석탄 가스화로 (1) 의 운전을 정지할 우려를 저감시킬 수 있다.
[카메라의 게인 및 셔터 속도의 전환]
도 13 은, 슬래그 홀 카메라의 게인 및 셔터 속도를 전환하는 시기를 설명하기 위한 도면이다. 본 실시형태에 있어서는, 슬래그 홀 관측 수단인 슬래그 홀 카메라 (11) 의 게인 및 셔터 속도가, 조건에 따라 다음과 같이 전환된다. 처리 장치 (20) 는, 석탄 가스화로 (1) 의 기동 버너가 점화되어 있는 한창일 때 (도 13 의 t1?t3 의 사이) 에는, 슬래그 홀 카메라 (11) 의 게인을 자동 조정 모드로 하고, 또한 슬래그 홀 카메라 (11) 셔터 속도를 최대 또는 임의로 한다.
그리고, 석탄 가스화로 (1) 에 석탄이 투입되고 있는 한창일 때 (도 13 의 t2 이후) 에는, 슬래그 홀 카메라 (11) 의 게인과 셔터 속도를 일정한 값으로 한다. 보다 구체적으로는, 기동 버너가 소화되고 나서 (t=t3) 소정의 시간이 경과한 시점 (t=t4) 에서, 슬래그 홀 카메라 (11) 의 게인과 셔터 속도가 일정한 값으로 전환된다. 이와 같이, 소정의 시간을 두는 것은, 컴버스터 (1C) 내에서의 석탄의 연소가 안정되는 것을 기다리기 위해서이다.
도 13 에 나타내는 예에서는, 석탄의 투입이 개시되고, 또한 기동 버너가 소화된 경우, 슬래그 홀 카메라 (11) 의 게인과 셔터 속도가 일정한 값으로 전환된다. 기동 버너가 소화되고 나서 석탄이 투입되는 경우에는, 석탄의 투입이 개시되고 나서 슬래그 홀 카메라 (11) 의 게인과 셔터 속도가 일정한 값으로 전환되도록 해도 된다.
석탄의 투입이 개시되면, 석탄 가스화로 (1) 가 석탄 가스를 생성하기 시작하기 때문에, 슬래그가 생성된다. 따라서, 슬래그의 유동 상황을 감시할 필요가 있다. 이 경우, 슬래그 홀 (3) 을 관측하는 슬래그 홀 카메라의 게인이나 셔터 속도가 자동으로 변경되면, 휘도의 변화를 평가할 수 없게 되므로, 슬래그의 유동 상황을 감시하는 경우에는, 슬래그 홀 카메라 (11) 의 게인 및 셔터 속도를 일정한 값으로 전환한다. 이것에 의해, 슬래그의 유동 상황을 확실히, 또한 양호한 정밀도로 감시할 수 있다. 또, 수면 카메라 (12) 에 관해서도, 슬래그 홀 카메라 (11) 와 동일하게 게인 및 셔터 속도를 변경해도 된다.
[세정]
도 14 는, 슬래그 홀 카메라나 수면 카메라가 슬래그 배출통 내를 감시할 때의 구조를 나타내는 개략도이다. 도 14 에 나타내는 바와 같이, 슬래그 배출통 (4) 의 벽면 (4W) 으로부터, 슬래그 홀 (3) 이나 수면 (5H) 을 감시하기 위한 보호통 (30) 이 돌출되어 있다. 보호통 (30) 의 슬래그 배출통 (4) 의 내부측에는, 슬래그 홀 카메라 (11) 나 수면 카메라 (12), 또는 분광계 (10) 의 입광부인 감시창 (31) 이 장착되어 있고, 그 내측 (보호통 (30) 측) 에는, 광파이버 (33) 가 배치된다. 광파이버 (33) 는, 슬래그 홀 카메라 (11) 나 수면 카메라 (12), 또는 분광계 (10) 의 수광부까지 주회되어 있다. 이와 같이, 슬래그 홀 카메라 (11) 나 수면 카메라 (12), 또는 분광계 (10) 는, 감시창 (31) 및 광파이버 (33) 를 통해, 슬래그 배출통 (4) 의 내부를 감시한다.
슬래그 배출통 (4) 의 내부에 배치되는 감시창 (31) 의 표면 (32) 은, 슬래그나 먼지 등으로 오염되기 쉽다. 이 때문에, 정기적으로 세정 노즐 (34) 로부터 세정액 (예를 들어 물) 을 감시창 (31) 으로 내뿜어, 감시창 (31) 의 표면 (32) 을 세정한다. 이것에 의해, 슬래그 홀 카메라 (11) 나 수면 카메라 (12), 또는 분광계 (10) 에 의해, 슬래그 배출통 (4) 의 내부에 있어서의 슬래그의 유동 상황을 확실히 또한 안정적으로 감시할 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 후술하는 바와 같이, 처리 장치 (20) 는, 슬래그 홀 카메라 (11) 또는 수면 카메라로부터 얻어지는 화상의 휘도에 기초하여, 컴버스터 (1C) 내에서의 슬래그 홀 카메라 (11) 나 수면 카메라 (12), 또는 분광계 (10) 의 입광부의 오염을 판정한다. 여기서, 세정 노즐 (34) 은, 감시창 (31) 을 장착한 보호통 (30) 에 일체화된 구조여도 된다. 바람직하게는, 감시창 (31) 의 표면 (32) 에 상온 시일용 가스를 투입하고, 표면 (32) 의 오염을 검출한 경우, 세정 노즐 (34) 로부터 세정액을 분출하여 세정한다. 또한, 세정 후, 세정 노즐 (34) 의 내부나 감시창 (31) 의 표면 (32) 의 잔류액을 제거하기 위한 퍼지 가스를 분출시키는 것이 효과적이다. 또, 퍼지 가스는, 시일용 가스 노즐과 공용해도 된다.
도 15, 도 16 은, 감시창을 세정하는 것을 판정하기 위한 평가 로직을 나타내는 도면이다. 도 15 에 나타내는 바와 같이, 다음의 (22)?(26) 의 조건이 전부 만족되는 상태가 N 회 연속하여 발생하면, 처리 장치 (20) 는, 슬래그 홀 카메라 (11) 의 감시창을 세정하는 시기라고 판정하고, 디스플레이 (21) 나 스피커 (22) 로 그 취지를 보지한다 (도 15 의 J9). 이 경우, 작업자는, 슬래그 홀 카메라 (11) 의 감시창을 세정하는 세정 노즐을 작동시켜, 상기 감시창을 세정한다. 또, 처리 장치 (20) 가, 슬래그 홀 카메라 (11) 의 감시창을 세정하는 시기라고 판정하면, 처리 장치 (20) 가 슬래그 홀 카메라 (11) 의 감시창을 세정하는 세정 노즐을 작동시켜, 상기 감시창을 세정시키도록 해도 된다.
(22) 슬래그 홀 카메라 (11) 에 의해 취득되는 ROI(2) 에 있어서, 휘도가 소정의 값 이하인 영역의 면적이, 설정값보다도 큰 것.
(23) 슬래그 홀 카메라 (11) 가 정상인 것.
(24) 다음의 조건 (d) 와 (e) 의 적어도 일방이 성립하는 것. 여기서 조건 (d) 는, 슬래그 홀 카메라 (11) 에 의해 검출되는 슬래그 선의 수가 1 보다도 큰 것과, 수면 카메라에 의해 취득되는 ROI(3) 의 휘도 변동량이 설정값보다도 큰 것 중, 적어도 일방이 성립하는 것이고, 조건 (e) 는, 낙하음 센서 (13) 에 의해 검출되는 슬래그의 낙하음이 연속 또는 단속인 것이다.
(25) 수면 카메라 (12) 가 정상인 것.
(26) 낙하음 센서 (13) 가 정상인 것.
또한, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 다음의 (27)?(31) 의 조건이 전부 만족되는 상태가 N 회 연속하여 발생하면, 처리 장치 (20) 는, 수면 카메라 (12) 의 감시창을 세정하는 시기라고 판정하고, 디스플레이 (21) 나 스피커 (22) 로 그 취지를 보지한다 (도 16 의 J10). 이 경우, 작업자는, 수면 카메라 (12) 의 감시창을 세정하는 세정 노즐을 작동시켜, 상기 감시창을 세정한다. 또, 처리 장치 (20) 가, 수면 카메라 (12) 의 감시창을 세정하는 시기라고 판정하면, 처리 장치 (20) 가 수면 카메라 (12) 의 감시창을 세정하는 세정 노즐을 작동시켜, 상기 감시창을 세정시키도록 해도 된다.
(27) 수면 카메라 (12) 에 의해 취득되는 ROI(3) 에 있어서, 휘도가 소정의 값 이하인 영역의 면적이, 설정값보다도 큰 것.
(28) 수면 카메라 (12) 가 정상인 것.
(29) 슬래그 홀 카메라 (11) 에 의해 검출되는 슬래그 선의 수가 1 보다도 큰 것, 낙하음 센서 (13) 에 의해 검출되는 슬래그의 낙하음이 연속 또는 단속인 것 중, 적어도 하나가 성립하는 것.
(30) 슬래그 홀 카메라 (11) 가 정상인 것.
(31) 낙하음 센서 (13) 가 정상인 것.
이상, 본 실시형태에서는, 슬래그 홀 관측 수단에 의해 관측된 슬래그 홀의 개구 면적과, 수면 관측 수단에 의해 관측된 슬래그의 낙하 선 및 슬래그의 낙하 위치에 기초하여, 슬래그의 고화 부착 개소를 판정한다. 이것에 의해, 슬래그 용융 버너를 사용해도 슬래그를 제거할 수 없는 개소에 슬래그가 고화 부착되어 있는 경우에는, 슬래그 용융 버너의 쓸데 없는 사용을 회피할 수 있다. 그 결과, 석탄 가스화로에 있어서, 슬래그 용융 버너의 내구성 저하 및 연료 소비의 증가를 억제할 수 있다.
산업상 이용가능성
이상과 같이, 본 발명에 관련된 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치 및 석탄 가스화로는, 석탄 가스화로의 컴버스터로부터 배출되는 슬래그의 배출 상황을 감시하는 것에 유용하다.
1 : 석탄 가스화로
1C : 컴버스터
1R : 리덕터
2 : 슬래그탭
3 : 슬래그 홀
4 : 슬래그 배출통
4W : 벽면
5 : 냉각수
5H : 수면
6 : 슬래그 용융 버너
8A, 8B : 슬래그 선
8R : 고화 슬래그
10 : 분광계
10B : 전용 I/F 보드
11 : 슬래그 홀 카메라 (제 1 카메라)
11B, 12B : 화상 처리 보드
12 : 수면 카메라 (제 2 카메라)
13 : 낙하음 센서
13A : 증폭기
13C, 14RC : A/D 변환기
14, 14a : 수중 슬래그 관측 수단
14R, 14R1, 14R2, 14R3, 14R4 : 수파 센서
14T, 14T1, 14T2, 14T3, 14T4 : 송파 센서
14RA, 14TA : 증폭기
14TC : D/A 변환기
20 : 처리 장치
21 : 디스플레이
22 : 스피커
30 : 보호통
31 : 감시창
32 : 표면
33 : 광파이버
34 : 세정 노즐
100 : 슬래그 감시 장치
1C : 컴버스터
1R : 리덕터
2 : 슬래그탭
3 : 슬래그 홀
4 : 슬래그 배출통
4W : 벽면
5 : 냉각수
5H : 수면
6 : 슬래그 용융 버너
8A, 8B : 슬래그 선
8R : 고화 슬래그
10 : 분광계
10B : 전용 I/F 보드
11 : 슬래그 홀 카메라 (제 1 카메라)
11B, 12B : 화상 처리 보드
12 : 수면 카메라 (제 2 카메라)
13 : 낙하음 센서
13A : 증폭기
13C, 14RC : A/D 변환기
14, 14a : 수중 슬래그 관측 수단
14R, 14R1, 14R2, 14R3, 14R4 : 수파 센서
14T, 14T1, 14T2, 14T3, 14T4 : 송파 센서
14RA, 14TA : 증폭기
14TC : D/A 변환기
20 : 처리 장치
21 : 디스플레이
22 : 스피커
30 : 보호통
31 : 감시창
32 : 표면
33 : 광파이버
34 : 세정 노즐
100 : 슬래그 감시 장치
Claims (11)
- 용융된 슬래그가 유출되는 슬래그 홀을 관측하는 슬래그 홀 관측 수단과,
상기 슬래그 홀로부터 유출된 상기 슬래그가 냉각수의 수면에 낙하하는 모습을 관측하는 수면 관측 수단과,
상기 슬래그 홀 관측 수단에 의해 관측된 상기 슬래그 홀의 개구 면적과, 상기 수면 관측 수단에 의해 관측된 상기 슬래그의 낙하 선 및 상기 슬래그의 낙하 위치에 기초하여, 상기 슬래그의 고화 부착 개소를 판정하는 처리 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 처리 장치는,
상기 슬래그의 낙하 선이 소정의 개수, 또한 각각의 낙하 선이, 각각 미리 규정한 소정의 슬래그 낙하 위치인 경우, 상기 슬래그 홀이 상기 고화 부착 개소라고 판정하고, 상기 슬래그 홀에 고화 부착된 슬래그를 용융하기 위한 슬래그 용융 버너를 점화하는 것을 특징으로 하는 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치는, 상기 슬래그가 상기 수면에 낙하한 소리를 관측하는 슬래그 낙하음 관측 수단을 구비하고,
상기 슬래그 홀 관측 수단과, 상기 수면 관측 수단과, 상기 슬래그 낙하음 관측 수단 중 적어도 하나가 고장난 경우,
상기 처리 장치는, 정상으로 동작하고 있는 것으로부터 얻어지는 정보에 기초하여, 상기 슬래그의 감시를 계속하는 것을 특징으로 하는 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 슬래그가 낙하하는 물을 향해 검출파를 발신하는 적어도 1 개의 송파 센서와, 당해 송파 센서가 발신한 상기 검출파를 수신하는 복수의 수파 센서로 구성되는 수중 슬래그 관측 수단을 상기 슬래그 낙하음 관측 수단의 하방에 형성하고,
상기 처리 장치는, 복수의 상기 수파 센서에 의해 검출되는 상기 검출파에 기초하여, 상기 냉각수 중에 존재하는 고화 슬래그의 퇴적을 평가하는 것을 특징으로 하는 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 송파 센서는 1 개이고, 상기 냉각수의 수면에서 하방을 향해 이동하여, 소정의 장소에서 검출파를 발신하는 것을 특징으로 하는 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치. - 제 3 항에 있어서,
검출파를 송수신할 수 있는 제 1 송수파 센서 및 제 2 송수파 센서로 구성되는 수중 슬래그 관측 수단을 상기 슬래그 낙하음 관측 수단의 하방에 형성하고,
상기 처리 장치는, 상기 제 1 송수파 센서와 상기 제 2 송수파 센서 사이에서 송신과 수신의 관계를 전환하고, 검출된 상기 검출파의 경로에 기초하여 상기 냉각수 중에 존재하는 고화 슬래그의 퇴적을 평가하는 것을 특징으로 하는 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치. - 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬래그 낙하음 관측 수단에 이상이 발생한 경우, 상기 수중 슬래그 관측 수단으로 상기 슬래그가 상기 수면에 낙하한 소리를 관측하는 것을 특징으로 하는 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬래그 홀 관측 수단은 카메라이고,
상기 처리 장치는, 상기 석탄 가스화로의 기동 버너 점화 중에는 상기 카메라의 게인을 자동 조정 모드 또한 상기 카메라의 셔터 속도를 최대 또는 임의로 하고, 석탄 투입 중에는 상기 카메라의 게인과 셔터 속도를 일정한 값으로 하는 것을 특징으로 하는 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 장치는,
상기 슬래그 홀 관측 수단으로부터 얻어지는 화상의 휘도에 기초하여, 상기 슬래그 홀 관측 수단의 입광부의 오염을 판정하고, 상기 입광부의 오염을 허용할 수 없는 경우에는, 당해 입광부를 세정하는 세정 수단을 기동하는 것을 특징으로 하는 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 장치는,
상기 수면 관측 수단으로부터 얻어지는 화상의 휘도에 기초하여, 상기 수면 관측 수단의 입광부의 오염을 판정하고, 상기 입광부의 오염을 허용할 수 없는 경우에는, 당해 입광부를 세정하는 세정 수단을 기동하는 것을 특징으로 하는 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 석탄 가스화로의 슬래그 감시 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 석탄 가스화로.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| AMND | Amendment | ||
| PA0105 | International application |
Patent event date: 20120313 Patent event code: PA01051R01D Comment text: International Patent Application |
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| PA0201 | Request for examination | ||
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| N231 | Notification of change of applicant | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20130619 Patent event code: PE09021S01D |
|
| PN2301 | Change of applicant |
Patent event date: 20130619 Comment text: Notification of Change of Applicant Patent event code: PN23011R01D |
|
| AMND | Amendment | ||
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| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20140127 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20130619 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |
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| AMND | Amendment | ||
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Comment text: Divisional Application for International Patent Patent event code: PA01041R01D Patent event date: 20140428 |
|
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Patent event code: PX09011S01I Patent event date: 20140127 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PX09012R01I Patent event date: 20130923 Comment text: Amendment to Specification, etc. Patent event code: PX09012R01I Patent event date: 20120313 Comment text: Amendment to Specification, etc. |
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| PX0601 | Decision of rejection after re-examination |
Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PX06014S01D Patent event date: 20140530 Comment text: Amendment to Specification, etc. Patent event code: PX06012R01I Patent event date: 20140428 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PX06011S01I Patent event date: 20140127 Comment text: Amendment to Specification, etc. Patent event code: PX06012R01I Patent event date: 20130923 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PX06013S01I Patent event date: 20130619 Comment text: Amendment to Specification, etc. Patent event code: PX06012R01I Patent event date: 20120313 |