(57)【要約】【課題】１台のレベル計によってチャンバー内のコークスレベル及びコークス量を精度良く計測できる、コークス乾式消火設備におけるコークスレベルの計測方法を提供すること。【解決手段】コークス乾式消火設備のチャンバー１上部に設置したレベル計３から、チャンバー内で一又は複数の山形状に堆積したコークスＣに検出ビームを連続的に照射し、その反射ビームを検出することによりチャンバー内のコークスレベルを計測するコークス乾式消火設備におけるコークスレベルの計測方法において、レベル計３を揺動させて、レベル計からの検出ビームが一又は複数の山形状に堆積したコークスにおける各々の山形状の頂点Ｃ１ａ、Ｃ１ｂを通過するようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス乾式消火設備のチャンバー上部に設置したレベル計から、チャンバー内で一又は複数の山形状に堆積したコークスに検出ビームを連続的に照射し、その反射ビームを検出することによりチャンバー内のコークスレベルを計測するコークス乾式消火設備におけるコークスレベルの計測方法において、
レベル計を揺動させて、レベル計からの検出ビームが一又は複数の山形状に堆積したコークスにおける各々の山形状の頂点を通過するようにしたことを特徴とするコークス乾式消火設備におけるコークスレベルの計測方法。
【請求項２】
コークスレベルの上限位置及び下限位置のいずれにおいても、レベル計からの検出ビームが一又は複数の山形状に堆積したコークスにおける各々の山形状の頂点を通過するように、レベル計を揺動させる範囲を設定する請求項１に記載のコークス乾式消火設備におけるコークスレベルの計測方法。
【請求項３】
レベル計の１回の揺動を５〜１０秒の間で行う請求項１又は２に記載のコークス乾式消火設備におけるコークスレベルの計測方法。
【請求項４】
レベル計で計測したコークスレベルのデータを処理回路で処理することによってチャンバー内でのコークスの堆積形状を求め、この堆積形状を操業監視用画面にリアルタイムで表示させる請求項１〜３のいずれかに記載のコークス乾式消火設備におけるコークスレベルの計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス乾式消火設備（以下「ＣＤＱ設備」という。）におけるコークスレベルの計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４にＣＤＱ設備のチャンバー部分の一般的な構成を示す。ＣＤＱ設備においては、コークス炉より排出される赤熱コークスをチャンバー１の頂部からチャンバー１内に投入し、この赤熱コークスを、チャンバー１の下部から吹き込んだ冷却ガスと接触させつつ下降させ、チャンバー１下部の切り出し装置から冷却されたコークスを排出する。一方、冷却ガスは、チャンバー１上部のスローピングフリュー２からチャンバー１外に排出される。
【０００３】
ＣＤＱ設備の操業においては、チャンバー１内のコークスレベルの管理が重要である。すなわち、コークスレベルが上限位置を超えて高温の赤熱コークスがチャンバー１の上部からオーバーフローした場合には、大きな設備損傷を招く。また、コークスレベルがスローピングフリュー２の部分以下の下限位置を下回った場合には、チャンバー１の下部から吹き込まれた冷却ガスがチャンバー１の上部（プレチャンバー部）へ吹き抜けることとなり、ＣＤＱ設備の操業が成立しなくなる。
【０００４】
また、ＣＤＱ設備の操業条件の適正化や上工程のコークス炉との生産スケジュールの協調を取る上では、コークスレベルを管理するだけでなく、コークスレベルを正確に計測して把握し、チャンバー１内のコークス量を把握することが重要である。
【０００５】
従来、ＣＤＱ設備におけるコークスレベルの計測方法としては、レベル計を使用した特許文献１の方法が知られている。この特許文献１の方法は、図４に示すように、チャンバー１内で山形状に堆積したコークスの頂点の略鉛直上方に設けられたレベル計３から、コークスＣの頂点Ｃ１に向けて検出ビームを照射し、その反射ビームを検出することによりチャンバー内のコークスレベルを計測するものである。
【０００６】
しかし、特許文献１による方法では、チャンバー１内のコークス量を高精度で把握することはできない。なぜなら、チャンバー１内に投入されるコークスの粒径や形状はコークス炉の操業条件等により変動するため、実際の操業においてチャンバー内に堆積するコークスの安息角（山形の形状）が変動するからである（図４の破線参照）。すなわち、特許文献１の方法では、チャンバー１内で山形状に堆積したコークスの頂点Ｃ１の略鉛直上方にレベル計３を固定しているため、コークスの頂点Ｃ１のレベルしか把握できず、変動するコークスの安息角（山形の形状）を把握することはできないので、コークス量を高精度で把握することはできない。
【０００７】
また、特許文献１の実施例では、チャンバー内でコークスが単一の山形状（１山）で堆積することを前提として、レベル計３を１台設置しているが、チャンバー１の上部にベル４（図１参照）を配置しているＣＤＱ設備においては、チャンバー１内でコークスは２つの山形状（２山）で堆積する。この場合、特許文献１の方法では、レベル計３を２台設置する必要が生じる。しかしながら、２つの山形状の頂点に向けてレベル計３を配置するにおいて、実際にはベル４が障壁となってレベル計３からの検出ビームとコークスの頂点Ｃ１を結ぶ照射軸が確保できず、レベル検出そのものが成立しない。また、照射軸が確保できた場合でも、開閉動作を行う装入蓋の上に２台のレベル計３を設置することは、装入蓋への重量負担が大きくなり過ぎ、現実的でないとともに設備費も大となる。さらに、レベル計３を２台設置したとしても、コークス量を高精度で把握することはできないという上述の問題は解消されない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１５８８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、１台のレベル計によってチャンバー内のコークスレベル及びコークス量を精度良く計測できる、ＣＤＱ設備におけるコークスレベルの計測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ＣＤＱ設備のチャンバー上部に設置したレベル計から、チャンバー内で一又は複数の山形状に堆積したコークスに検出ビームを連続的に照射し、その反射ビームを検出することによりチャンバー内のコークスレベルを計測するＣＤＱ設備におけるコークスレベルの計測方法において、レベル計を揺動させて、レベル計からの検出ビームが一又は複数の山形状に堆積したコークスにおける各々の山形状の頂点を通過するようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
このように、レベル計を揺動させて、レベル計からの検出ビームが山形状に堆積したコークスの頂点を通過するようにしたことで、コークスの頂点のレベルだけでなく、コークスの安息角（山形の形状）も計測することができるので、チャンバー内のコークスレベル及びコークス量を精度良く計測できる。なお、チャンバー内のコークス量は、コークスの頂点のレベル、コークスの安息角（山形の形状）及びチャンバーの内径に基づいて計算で求めることができる。
【００１２】
また、コークスが２つの山形状（２山）で堆積している場合にも、レベル計を揺動させることで、１台のレベル計によって各々の山形状の頂点のレベルとコークスの安息角（山形の形状）を計測できる。
【００１３】
レベル計を揺動させる範囲（揺動角度）は、コークスレベルの上限位置及び下限位置のいずれにおいても、レベル計からの検出ビームが一又は複数の山形状に堆積したコークスにおける各々の山形状の頂点を通過するように設定することが好ましい。これによって、コークスレベルの上限位置から下限位置までのすべての位置において、チャンバー内のコークスレベル及びコークス量を精度良く計測できる。
【００１４】
また、レベル計の１回の揺動は５〜１０秒の間で行うようにすることが好ましい。このレベル計の１回の揺動時間（以下「１揺動時間」という。）は、チャンバー内を下降するコークスの下降速度を考慮して設定したものである。すなわち、チャンバー内のコークスの下降速度はチャンバー頂部からのコークス投入がなく下部からの排出のみが行われている状態が最も速く、このときの下降速度は概ね１〜２ｍｍ／ｓであり、一般的なレベル計（マイクロ波レベル計）の計測精度±１０ｍｍと考え合わせると、レベル計の１揺動時間は５〜１０秒が適切である。１揺動時間が５秒よりも短いと、レベル計の応答時間（検出ビームをコークスに照射し、その反射ビームを検出するまでの時間）が不足し、逆に１揺動時間が１０秒より長いと、計測中にコークスの頂点のレベル及びその山形の形状が変化するので、計測の精度が低下するおそれがある。
【００１５】
本発明においては、レベル計で計測したコークスレベルのデータを処理回路で処理することによってチャンバー内でのコークスの堆積形状を求め、この堆積形状を操業監視用画面にリアルタイムで表示させるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、１台のレベル計によってチャンバー内のコークスレベル及びコークス量を精度良く計測でき、コークスレベルの管理を適正に行うことができるとともに、コークス量に応じたＣＤＱ設備の操業条件の調整及び上工程のコークス炉との生産スケジュールの調整を適正に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施例による操業監視用画面の表示例を示す。
【図３】本発明の第２実施例を示す断面図である。
【図４】ＣＤＱ設備のチャンバー部分の一般的な構成、及び従来のコークスレベルの計測方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の第１実施例を示す断面図である。この実施例は、チャンバー１内においてコークスが２つの山形状（２山）で堆積している場合を示す。
【００２０】
ＣＤＱ設備のチャンバー１の上部にレベル計としてマイクロ波レベル計３が設置されている。このマイクロ波レベル計３から、チャンバー１内のコークスＣにマイクロ波ビーム（検出ビーム）を連続的に照射し、その反射ビームを検出することによりチャンバー１内のコークスレベルを計測する。
【００２１】
具体的には、マイクロ波レベル計３を揺動させて、マイクロ波レベル計３からのマイクロ波ビームが２つの山形状に堆積したコークスＣにおける各々の山形状の頂点Ｃ１ａ、Ｃ１ｂを通過するようにする。
【００２２】
マイクロ波レベル計３を揺動させる範囲（揺動角度）は、コークスレベルの上限位置Ｌ１及び下限位置Ｌ２のいずれにおいても、マイクロ波レベル計からのマイクロ波ビームが２つの山形状に堆積したコークスＣにおける各々の山形状の頂点Ｃ１ａ、Ｃ１ｂを通過するように設定する。図１を参照して説明すると、マイクロ波レベル計３を揺動させる範囲（揺動角度）は、マイクロ波レベル計３からコークスレベルの上限位置Ｌ１におけるコークスの頂点Ｃ１ｂを結ぶ直線と、マイクロ波レベル計３からコークスレベルの下限位置Ｌ２におけるコークスの頂点Ｃ１ａを結ぶ線とがなす角度δに、それぞれ外側に角度αを加えた範囲とする。角度αは例えば０〜１０°とする。
【００２３】
このような範囲にマイクロ波レベル計３を揺動させる範囲（揺動角度）を設定することで、コークスレベルの上限位置Ｌ１から下限位置Ｌ２までのすべての位置において、コークスの頂点Ｃ１ａ、Ｃ１ｂのレベル及びコークスの安息角（２山のそれぞれの山形の形状）を精度良く計測できる。そして、このコークスの頂点Ｃ１ａ、Ｃ１ｂのレベル、コークスの安息角（山形の形状）及びチャンバー１の内径に基づいて計算することで、チャンバー１内のコークス量を精度良く求めることができる。
【００２４】
さらに、マイクロ波レベル計３で計測したコークスレベルのデータを処理回路（図示せず）で処理することによってチャンバー１内でのコークスの堆積形状を求め、この堆積形状を操業監視用画面にリアルタイムで表示させるようにすることができる。
【００２５】
図２は、その表示例を示す。図２（ａ）はコースレベルが上限位置Ｌ１と下限位置Ｌ２の間にある正常状態を示し、図２（ｂ）はコースレベルが上限位置Ｌ１を超えた異常上昇状態を示し、図２（ｃ）はコースレベルが上限位置Ｌ１を下回った異常低下状態を示す。図２（ａ）〜（ｃ）の各状態において、コークスの堆積形状を表示する色を変えれば、一目でコースレベルの状態を知ることができる。また、異常上昇状態（図２（ｂ））及び異常低下状態（図２（ｃ））において、それぞれ「ＨＨ−レベル」、「ＬＬ−レベル」の点滅表示や警報出力を行うようにすれば、オペレーターが異常状態を察知しやすくなる。なお、図２（ａ）〜（ｃ）では、それぞれの状態に応じてコークス量が「正常範囲」、「上上限」、「下下限」であることを表示するようにしている。
【実施例２】
【００２６】
図３は、本発明の第２実施例を示す断面図である。この実施例は、チャンバー１内においてコークスが１つの山形状（１山）で堆積している場合を示す。
【００２７】
この場合にも、マイクロ波レベル計３を揺動させて、マイクロ波レベル計３からのマイクロ波ビームが１つの山形状に堆積したコークスＣにおける山形状の頂点Ｃ１を通過するようにする。
【００２８】
そして、マイクロ波レベル計３を揺動させる範囲（揺動角度）は、コークスレベルの上限位置Ｌ１及び下限位置Ｌ２のいずれにおいても、マイクロ波レベル計からのマイクロ波ビームが１つの山形状に堆積したコークスＣにおける山形状の頂点Ｃ１を通過するように設定する。図３を参照して説明すると、マイクロ波レベル計３を揺動させる範囲（揺動角度）は、マイクロ波レベル計３からコークスレベルの上限位置Ｌ１におけるコークスの頂点Ｃ１を結ぶ直線と、マイクロ波レベル計３からコークスレベルの下限位置Ｌ２におけるコークスの頂点Ｃ１を結ぶ線とがなす角度δに、それぞれ外側に角度αを加えた範囲とする。
【００２９】
この実施例においても、先の実施例と同様に、チャンバー１内のコークスレベル及びコークス量を精度良く計測できる。
【００３０】
なお、以上の実施例では、レベル計としてマイクロ波レベル計を使用したが、これに限定はされず、検出ビームを照射してその反射ビームを検出可能なレベル計であれば、いかなるレベル計を使用しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、ＣＤＱ設備におけるチャンバー内のコークスレベルの計測に利用できるほか、高炉設備の装入ホッパーや高炉内の原料レベルの計測にも利用可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１  チャンバー
２  スローピングフリュー
３  レベル計（マイクロ波レベル計）
４  ベル
Ｃ  コークス
Ｃ１、Ｃ１ａ、Ｃ１ｂ  コークスの頂点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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