(57)【要約】 【課題】１台の吹込みタンクが複数の系統の粉体輸送配管を備えている場合に、各粉体輸送配管ごとに独立して高精度の流量制御をする。【解決手段】複数の各粉体輸送配管３ごとに、弁の開度調節により通過する粉体の量を調節可能な可変弁４と、輸送される粉体の流量を計測する粉体流量計５とを備えるとともに、各可変弁４の開度を調節することにより、各粉体輸送配管３ごとの粉体の吹込速度を制御する制御部７を備え、制御部７が、各粉体流量計５で検出された粉体流量に基づいて求めた吹込速度の現在値と、予め設定した吹込速度目標値との偏差が所定の範囲内に収まるように、各可変弁４の開度を制御することを特徴とする。【選択図】図１
2018095338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吹込タンク内の粉体を該吹込タンクに接続された複数の粉体輸送配管から前記吹込タンクの外にある設備に供給する粉体供給装置であって、該粉体供給装置は、
前記複数の各粉体輸送配管ごとに、弁の開度調節により通過する粉体の量を調節可能な可変弁と、
前記複数の各粉体輸送配管ごとに、輸送される粉体の流量を計測する粉体流量計と
を備えるとともに、
前記各可変弁の開度を調節することにより、前記各粉体輸送配管ごとの粉体の吹込速度を制御する制御部を備え、
前記制御部が、
前記各粉体流量計で検出された粉体流量に基づいて求めた吹込速度の現在値と、予め設定した吹込速度目標値との偏差が所定の範囲内に収まるように、前記各可変弁の開度を制御することを特徴とする粉体供給装置。
【請求項２】
前記各粉体輸送配管の下流側に分配器を備え、分配された粉体を前記設備に供給することを特徴とする請求項１に記載の粉体供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吹込タンクから搬送ガスにより搬送される粉体の供給装置に関し、特に、１台の吹込タンクから複数の配管を用いて粉体を溶鉱炉又は火力発電プラント若しくは化学プラント等のガス化炉等へ供給する際における粉体の供給量を高精度に制御するための粉体供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶鉱炉設備等に用いる燃焼炉として、吹込タンクを備えた粉体供給装置から供給される微粉炭等の粉体燃料を燃焼する燃焼炉が知られている。この燃焼炉においては、粉体燃料を搬送ガスと共に燃焼炉内に噴射しながら燃焼させる。このような粉体燃料を用いた燃焼方式は、石炭自体の燃焼性が高い等の理由から広く普及している。
【０００３】
このような粉体供給装置においては、１台の粉体供給装置から燃焼炉の複数ある各羽口に粉体燃料を供給する場合、１台の粉体供給装置の吹込みタンクに１系統の出力配管しか備えていなければ、複数の羽口に供給する場合は複数の粉体供給装置が必要となる。
しかし、これでは粉体供給装置の設置場所を広くとる必要があり現実的ではない。そこで、通常は１系統の出力配管の下流に分配器を設けて各羽口へ供給することが行われている。
しかしながら、これでは吹込みタンクからの総出力流量を制御することはできても、分配器以降の各羽口ごとの吹込み流量を個別に制御することはできない。
【０００４】
これに対して、１系統の出力を分配器で分配するのではなく、１台の輸送タンク１（粉体供給装置の吹込タンクに相当）に複数の系統の輸送配管を備え、複数の供給先にそれぞれ粉体を送る粉体輸送設備が提案されている（下記特許文献１の第１図参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−１５３５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これも上記と同様に、各供給先（例えば羽口）ごとの吹込み流量を個別に制御しているわけではない。なぜなら、上記特許文献１（第１４９頁右欄の９行目〜１３行目）の記載にあるように、「・・・輸送するタンクを高圧にして供給先との圧力差を作り、さらに輸送用気体を利用して配管中に固気２相流を形成させながら輸送（気送）するという方法が一般的である。」から、輸送タンク内の圧力を変化させれば、各輸送配管のすべてに同時に影響を与えてしまい、一つの配管だけを個別に制御することができないからである。
【０００７】
通常、高炉の各羽口には均等に吹き込まれることが多いが、高炉の上部と下部の２箇所に分けて吹き込むような場合に、下部の方に多く吹き込みたいという要望があれば、吹込タンクに対して上部用と下部用の２系統の輸送配管を設け、下部用の輸送配管に多くの粉体を供給し、分配器で分配した上で各羽口に供給する必要がある。
従って、一つの吹込タンクに複数の粉体輸送配管を設ける場合は、各粉体輸送配管ごとに独立して流量制御が可能であることが望まれている。
【０００８】
本発明は、上述のような事情に鑑み為されたものであり、１台の吹込みタンクが複数の系統の粉体輸送配管を備えている場合に、各粉体輸送配管ごとに独立して高精度の流量制御が可能な粉体供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、吹込タンク内の粉体を該吹込タンクに接続された複数の粉体輸送配管から上記吹込タンクの外にある設備に供給する粉体供給装置に関し、本発明の上記目的は、上記複数の各粉体輸送配管ごとに、弁の開度調節により通過する粉体の量を調節可能な可変弁と、上記複数の各粉体輸送配管ごとに、輸送される粉体の流量を計測する粉体流量計とを備えるとともに、上記各可変弁の開度を調節することにより、上記各粉体輸送配管ごとの粉体の吹込速度を制御する制御部を備え、上記制御部が、上記各粉体流量計で検出された粉体流量に基づいて求めた吹込速度の現在値と、予め設定した吹込速度目標値との偏差が所定の範囲内に収まるように、上記各可変弁の開度を制御することを特徴とする粉体供給装置によって達成される。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成による粉体供給装置によれば、１台の吹込みタンクが複数の系統の粉体輸送配管を備えている場合においても、各粉体輸送配管ごとに独立して高精度の流量制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る粉体供給装置の構成の一例を示す図である。
【図２】制御部による可変弁制御の流れを示すフローチャートの一例である。
【図３】本発明に係る粉体供給装置を並列吹込みに使用した場合の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明に係る粉体供給装置の構成を示す図である。
図１において、粉体供給装置は、所定量の微粉炭等の粉体を供給する吹込タンク１と、吹込タンク１内の圧力を調節する内圧調節弁２と、吹込タンク１に接続され、吹込タンク１から供給される粉体を炉等へ輸送する２系統の粉体輸送配管３ａ及び３ｂと、粉体輸送配管３ａ及び３ｂにそれぞれ接続され、吹込タンク１から供給される粉体の量を調節する可変弁４ａ及び４ｂと、粉体輸送配管３ａ及び３ｂにそれぞれ取り付けられ、粉体輸送配管内を搬送される粉体の流量を計測する粉体流量計５ａ及び５ｂと、タンク１内の粉体の重量を連続的に計測するロードセル６と、粉体流量計５ａ及び５ｂからそれぞれ出力される検出信号に基づいて可変弁４ａ及び４ｂを制御することにより、粉体供給量を制御する制御部７を主な構成として備える。
なお、参照符号８ａ及び８ｂで示すのは、粉体の吹込みが終了して吹込タンク１内の圧力を下げた場合に、粉体輸送配管３ａ及び３ｂからの粉体の逆流を防止するための排出弁である。また、参照符号９ａ及び９ｂで示すのは、粉体を高炉の各羽口に分配供給するための分配器である。
【００１４】
可変弁４（可変弁４ａ及び４ｂについて共通の場合は、「ａ」及び「ｂ」を省略する。以下、同様）は、例えば、球体に所定の内径を有する貫通孔が形成されたボール弁や、側面に切り欠きが設けられた一組の円柱体が、側面同士が接するように並べられた回転式調節弁等から構成されている。もちろん、吹込タンク１から供給される粉体の流量を弁の開度により調節する機能を有している物であれば、他の物でもよい。
この可変弁４の開度を調節することにより、吹込タンク１から供給される粉体の流量すなわち吹込速度を制御することができる。また、この可変弁４は、粉体が通過する弁であるため、直接、粉体の流量を制御でき、このため可変弁４の開度を調節することにより、吹込速度を短時間で大きく変動させることが可能である。
なお、制御部７は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ワークメモリであるＲＡＭ、記憶部であるＲＯＭを備え、粉体供給装置全体を制御する機能を備える。ＲＯＭには、吹込速度の目標値データや所定の制御プログラム等を格納している。ＣＰＵは、所定の制御プログラムをＲＯＭからロードして実行することで種々の機能を発揮する。
【００１５】
図２は制御部が行う可変弁４の制御の処理の流れを示すフローチャートの一例である。この処理は制御部を構成するＣＰＵが、ＲＯＭに格納された所定のプログラムを実行することにより行われる。
ＣＰＵは、図示しない入力部から最初の吹込速度の目標値を取得する（Ｓ１０１）。次に、同じタイミングで吹込速度の現在値を取得する（Ｓ１０２）。吹込速度の現在値は、粉体流量計５からの出力に基づいて求められる。
次に、吹込速度の目標値と現在値との差が所定の誤差（δ）よりも小さいか否かをチェックし、小さい場合は（Ｓ１０３のＹＥＳ）、吹込み停止状態でなければ（Ｓ１０４のＮＯ）、次の目標値を取得し（Ｓ１０５）、ステップＳ１０２に戻り、その時の現在値を取得し、目標値との差がδよりも小さいか否かをチェックする（Ｓ１０３）。なお、吹込み停止であれば（Ｓ１０４のＹＥＳ）、処理を終了する。
【００１６】
一方、ステップＳ１０３において、目標値と現在値との差がδ以上の場合（Ｓ１０３のＮＯ）、可変弁４の開度を調整して現在値を目標値に近づける必要がある。
そこで、現在値が目標値よりも少ない場合は（Ｓ１０６のＹＥＳ）、可変弁４の開度を上げて吹込タンク１から排出される粉体の流量を増やす（Ｓ１０７）。そして、ステップＳ１０２に戻り、その時の現在値を取得し（Ｓ１０２）、目標値と現在値の差がδよりも小さくなったか否かをチェックする。
【００１７】
また、ステップＳ１０６において、現在値が目標値を超えている場合は（Ｓ１０６のＮＯ）、可変弁４の開度を下げて吹込タンク１から排出される粉体の流量を減らす（Ｓ１０８）。そして、ステップＳ１０２に戻り、その時の現在値を取得し（Ｓ１０２）、目標値と現在値の差がδよりも小さくなったか否かをチェックする。以下、同様の処理を繰り返す。なお、δはシステムの要求に応じて適宜設定可能である。
以上の処理により、粉体の吹込速度の現在値が目標値に近づくように制御することができる。
【００１８】
図３は、本発明に係る粉体供給装置を２台並列に接続して吹込みを行う場合の構成を示す図である。
このような粉体供給装置においては、連続して粉体を供給する必要性から、吹込タンクを複数台備え、１台の吹込タンク内の粉体が空になったり、あるいは所定の量よりも少なくなった場合に、粉体が十分に充填されている他の吹込タンクに切り替えて、継続して粉体を供給できるようにしている。この方法を、この明細書においては便宜的に「並列吹込み」と称することとする。
【００１９】
図３が図１と異なる点は、図１の粉体供給装置に、第２の吹込タンク１１と、吹込タンク１１内の圧力を調節する内圧調節弁１２と、吹込タンク１１から供給される粉体の量を調節する可変弁１３ａ及び１３ｂと、タンク１１内の粉体の重量を連続的に計測するロードセル１４と、粉体輸送配管３ａ及び３ｂからの粉体の逆流を防止するための排出弁１５ａ及び１５ｂを付加した点のみである。
【００２０】
上記の構成によって並列吹込みを行う場合、可変弁４ａと可変弁１３ａは粉体流量計５ａの出力に基づいて連動して制御される。また、可変弁４ｂと可変弁１３ｂも粉体流量計５ｂの出力に基づいて連動して制御される。
この可変弁４の制御方法は、例えば、特開平１０−３３８３４９号公報に記載の方法や、本出願人によって既に出願されている未公開の特許出願（特願２０１６−１４５８８１号）の明細書及び図面に記載の方法が採用できる。
【００２１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、粉体供給装置の具体的な構成、処理の内容、データの構成等は、実施形態で説明したものに限るものではなく、本発明の主旨を損なわない範囲で変更することが可能である。例えば、粉体輸送配管は３系統以上でも同様に実施可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１  吹込タンク
２  内圧制御弁
３  粉体輸送配管
４  可変弁
５  粉体流量計
６  ロードセル
７  制御部
８  排出弁
９  分配器
１１  吹込タンク
１２  内圧制御弁
１３  可変弁
１４  ロードセル
１５  排出弁
【図１】
2018095338.tif 000003
【図２】
2018095338.tif 000004
【図３】
2018095338.tif 000005