(57)【要約】【課題】バーナの焼損を防止しつつ、効率よく、かつ確実に固化スラグを溶融、除去することができる固化物溶融バーナ装置、石炭ガス化炉およびバーナ点火方法を提供する。【解決手段】先端から火炎を噴射させるバーナ本体４１と、バーナ本体４１をスラグタップ１０に近接、離間させるバーナ駆動部４２と、スラグタップ１０よりもバーナ本体４１が設けられた側に設定された検出範囲に生成される固化スラグＳを検出するレーザ測定器４３と、レーザ測定器４３による検出結果に基づいてバーナ本体４１を制御する制御部４４と、を備える。【選択図】図２
2015094478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象部位に生成された固化物を溶融するための固化物溶融バーナ装置であって、
先端から火炎を噴射させるバーナと、
該バーナを前記対象部位に近接、離間させるバーナ駆動部と、
前記対象部位よりも前記バーナが設けられた側に設定された検出範囲に生成される固化物を検出する固化物検出部と、
該固化物検出部による検出結果に基づいて前記バーナを制御する制御部と、
を備える固化物溶融バーナ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の固化物溶融バーナ装置において、
前記固化物検出部は、前記検出範囲に生成される固化物までの距離を検出可能であり、
前記制御部は、前記固化物検出部による検出結果に基づいて、前記バーナの先端から固化物までの距離が、予め設定された点火限界閾値以上の場合に、前記バーナを点火させる固化物溶融バーナ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の固化物溶融バーナ装置において、
前記固化物検出部は、前記検出範囲に生成される固化物までの距離を検出可能であり、
前記制御部は、前記バーナ駆動部により前記バーナを、前記対象部位に近接させる方向に進出させると共に、前記固化物検出部による検出結果に基づいて、前記固化物検出部で検出された固化物から前記バーナの先端までの距離が移動限界閾値に達する位置で前記バーナ駆動部による前記バーナの進出を停止させ、前記バーナを点火させる固化物溶融バーナ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の固化物溶融バーナ装置において、
前記移動限界閾値は、前記バーナを点火した時に、当該バーナが前記固化物により偏向した自己火炎による損傷が無い範囲として選定する固化物溶融バーナ装置。
【請求項５】
請求項１に記載の固化物溶融バーナ装置において、
前記制御部は、前記バーナ駆動部により前記バーナを前記対象部位に近接させる方向に進出させ、前記バーナの先端から噴射する火炎の噴射中心線が前記対象部位の一部に交差する位置で、前記バーナを点火させる固化物溶融バーナ装置。
【請求項６】
請求項１に記載の固化物溶融バーナ装置において、
前記バーナを複数備え、
前記制御部は、前記固化物検出部による検出結果に基づいて、点火させる前記バーナを選択し、選択された前記バーナを点火させる固化物溶融バーナ装置。
【請求項７】
請求項６に記載の固化物溶融バーナ装置において、
前記固化物検出部は、前記検出範囲に生成される固化物までの距離を検出可能であり、
前記制御部は、前記固化物検出部による検出結果に基づいて、複数の前記バーナのうち、前記固化物検出部で検出された固化物から前記バーナの先端までの距離が、予め設定された点火限界閾値以上の前記バーナから、点火させる前記バーナを選択し、選択された前記バーナを点火させる固化物溶融バーナ装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の固化物溶融バーナ装置において、
前記バーナは、前記対象部位の中心軸回りに異なる位置で複数設けられている固化物溶融バーナ装置。
【請求項９】
請求項８に記載の固化物溶融バーナ装置において、
複数の前記バーナは、前記対象部位の中心軸回りに、噴射する火炎が互いに干渉しない位置に設けられている固化物溶融バーナ装置。
【請求項１０】
請求項６から請求項９の何れか１項に記載の固化物溶融バーナ装置において、
前記バーナは、前記対象部位の中心軸に沿う方向に異なる位置で複数設けられている固化物溶融バーナ装置。
【請求項１１】
請求項６から請求項１０の何れか１項に記載の固化物溶融バーナ装置において、
前記バーナのそれぞれは、前記バーナ駆動部でそれぞれ予め設定された噴射位置で噴射させた場合に、前記バーナの先端から噴射する火炎の噴射中心線が前記対象部位の一部に交差するように火炎の噴射方向が設定されている固化物溶融バーナ装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の固化物溶融バーナ装置において、
前記制御部は、前記固化物検出部で固化物が検出されない場合に前記バーナを点火させる固化物溶融バーナ装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２の何れか１項に記載の固化物溶融バーナ装置において、
前記バーナを、前記対象部位の中心軸回りまたは該中心軸に沿う方向の少なくとも一方に異なる位置に移動させることが可能なバーナ位置調整部を備える固化物溶融バーナ装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３の何れか１項に記載の固化物溶融バーナ装置において、
前記検出範囲に向けて進出して固化物を突き押す突き押し手段を備え、
前記制御部は、前記固化物検出部での検出結果に基づいて、前記突き押し手段で固化物を突き押す固化物溶融バーナ装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の固化物溶融バーナ装置において、
前記検出範囲に生成された固化物の温度を検出可能な温度検出部を備え、
前記制御部は、該温度検出部で検出された温度が予め設定された第１温度閾値以下のときに、前記突き押し手段で固化物を突き押す固化物溶融バーナ装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の固化物溶融バーナ装置において、
前記制御部は、前記温度検出部で検出された温度が前記第１温度閾値を超えるときに、前記バーナを点火させる固化物溶融バーナ装置。
【請求項１７】
請求項１４から請求項１６の何れか１項に記載の固化物溶融バーナ装置において、
少なくとも一つの前記バーナと当該バーナを駆動させる前記バーナ駆動部とにより前記突き押し手段が構成されている固化物溶融バーナ装置。
【請求項１８】
請求項１から請求項１７の何れか１項に記載の固化物溶融バーナ装置と、
石炭が供給され燃焼する炉本体と、
該炉本体の底部に設けられ、発生したスラグを排出させるスラグタップとを備え、
前記固化物溶融バーナ装置が、該スラグタップの下方に設けられて、該スラグタップを前記対象部位として、前記固化物である固化スラグを溶融する石炭ガス化炉。
【請求項１９】
対象部位に生成された固化物を溶融するためにバーナを点火させるバーナ点火方法であって、
前記対象部位よりも下方に設定された検出範囲で、固化物を検出する固化物検出工程と、
該固化物検出工程における検出結果に基づいて、前記バーナを点火させるバーナ点火工程とを備えるバーナ点火方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スラグタップに生成された固化スラグを溶融、除去する固化物溶融バーナ装置、石炭ガス化炉およびバーナ点火方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、石炭のガス化を行うために石炭ガス化炉が使用される。石炭のガス化により生成される石炭ガスは，エネルギー源として有効に活用される。
ここで、石炭をガス化すると、石炭ガス化炉には燃え滓としてスラグが残るので、このスラグを、石炭ガス化炉から排出する必要がある。スラグは、充分に高温であれば流動性を有するので、石炭ガス化炉の下部に設けられたスラグタップ（スラグホール）から連続的に排出される。
【０００３】
これに対し、スラグの温度が低下すると、スラグが固化してスラグタップを閉塞してしまい、石炭ガス化炉の運転が困難になる場合がある。このため、固化したスラグ（以下、固化スラグという）を加熱してスラグを溶融するために、先端から火炎を噴射させるバーナを設けた技術が提案されている。
例えば、バーナを進退可能に構成し、固化スラグを加熱する際、バーナの先端をスラグタップ近傍に移動させてから火炎を噴射させるものがある。このように構成することで、固化スラグを加熱して溶融させることができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５２０５２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の従来技術にあっては、スラグタップにおけるバーナの先端を移動させた位置に対応する箇所に、固化スラグが付着している場合、バーナの先端から噴射させた火炎が固化スラグを介して反射し、自己火炎によってバーナが焼損してしまうおそれがあるという課題がある。
【０００６】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、バーナの焼損を防止しつつ、効率よく、かつ確実に固化スラグを溶融、除去することができる固化物溶融バーナ装置、石炭ガス化炉およびバーナ点火方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明に係る固化物溶融バーナ装置は、対象部位に生成された固化物を溶融するための固化物溶融バーナ装置であって、先端から火炎を噴射させるバーナと、該バーナを前記対象部位に近接、離間させるバーナ駆動部と、前記対象部位よりも前記バーナが設けられた側に設定された検出範囲に生成される固化物を検出する固化物検出部と、該固化物検出部による検出結果に基づいて前記バーナを制御する制御部と、を備える。
【０００８】
このように構成することで、対象部位に固化物が生成されている場合、固化物に対するバーナの先端の距離を、適正な距離に保つことができる。このため、バーナの先端から噴射された火炎が固化物を介して反射し、自己火炎によってバーナを焼損してしまうことを防止できる。また、固化物に対して適正な距離から火炎を噴射するので、効率よく、かつ確実に固化物を溶融することができる。
【０００９】
本発明に係る固化物溶融バーナ装置において、前記固化物検出部は、前記検出範囲に生成される固化物までの距離を検出可能であり、前記制御部は、前記固化物検出部による検出結果に基づいて、前記バーナの先端から固化物までの距離が、予め設定された点火限界閾値以上の場合に、前記バーナを点火させる。
【００１０】
このように構成することで、固化物に対するバーナの先端の距離が所定の距離よりも短い場合に、火炎を噴射してしまうことを確実に防止できる。このため、バーナの焼損を確実に防止できる。
【００１１】
本発明に係る固化物溶融バーナ装置において、前記固化物検出部は、前記検出範囲に生成される固化物までの距離を検出可能であり、前記制御部は、前記バーナ駆動部により前記バーナを、前記対象部位に近接させる方向に進出させると共に、前記固化物検出部による検出結果に基づいて、前記固化物検出部で検出された固化物から前記バーナの先端までの距離が移動限界閾値に達する位置で前記バーナ駆動部による前記バーナの進出を停止させ、前記バーナを点火させる。
【００１２】
このように構成することで、バーナの焼損のおそれがない範囲で、固化物にできる限りバーナの先端を近づけることができる。このため、効率よく固化物を溶融することができる。
【００１３】
本発明に係る固化物溶融バーナ装置において、前記移動限界閾値は、前記バーナを点火した時に、当該バーナが前記固化物により偏向した自己火炎による損傷が無い範囲として選定する。
【００１４】
このように構成することで、バーナの先端から噴射された火炎が、固化物を介してバーナの先端に衝突してしまうことを確実に防止しつつ、固化物にできる限りバーナの先端を近づけることができる。このため、さらに効率よく固化物を溶融することができる。
【００１５】
本発明に係る固化物溶融バーナ装置において、前記制御部は、前記バーナ駆動部により前記バーナを前記対象部位に近接させる方向に進出させ、前記バーナの先端から噴射する火炎の噴射中心線が前記対象部位の一部に交差する位置で、前記バーナを点火させる。
【００１６】
このように構成することで、バーナの先端から噴射された火炎によって固化物を溶融した後、対象部位に火炎が衝突してしまうことを防止できる。
【００１７】
本発明に係る固化物溶融バーナ装置は、前記バーナを複数備え、前記制御部は、前記固化物検出部による検出結果に基づいて、点火させる前記バーナを選択し、選択された前記バーナを点火させる。
【００１８】
このように構成することで、複数のバーナのうち、固化物を溶融させるのに最適な位置に配置されたバーナを用い、効率よく固化物を溶融することができる。また、バーナの先端から噴射された火炎が固化物を介して反射し、自己火炎によってバーナを焼損してしまうことを確実に防止できる。
【００１９】
本発明に係る固化物溶融バーナ装置において、前記固化物検出部は、前記検出範囲に生成される固化物までの距離を検出可能であり、前記制御部は、前記固化物検出部による検出結果に基づいて、複数の前記バーナのうち、前記固化物検出部で検出された固化物から前記バーナの先端までの距離が、予め設定された点火限界閾値以上の前記バーナから、点火させる前記バーナを選択し、選択された前記バーナを点火させる。
【００２０】
このように構成することで、複数のバーナのうち、選択されたバーナの先端と固化物との間の距離が所定の距離よりも短い場合、選択されたバーナの先端から火炎を噴射してしまうことを確実に防止できる。このため、バーナの焼損を確実に防止できる。
【００２１】
本発明に係る固化物溶融バーナ装置において、前記バーナは、前記対象部位の中心軸回りに異なる位置で複数設けられている。
【００２２】
このように構成することで、対象部位の中心軸回りに、さまざまな位置から固化物にバーナを近づけることができるので、固化物に対して最適な位置にあるバーナを選択し易くなる。また、その選択したバーナにより、固化物を効率よく溶融することができる。
【００２３】
本発明に係る固化物溶融バーナ装置において、複数の前記バーナは、前記対象部位の中心軸回りに、噴射する火炎が互いに干渉しない位置に設けられている。
【００２４】
このように構成することで、１つのバーナから噴射された火炎が、他のバーナに干渉してしまうことを防止できる。さらに、例えば、複数のバーナから火炎を噴射する際、これら火炎同士が干渉してしまうことを防止できる。このため、バーナの焼損を防止できる。
【００２５】
本発明に係る固化物溶融バーナ装置において、前記バーナは、前記対象部位の中心軸に沿う方向に異なる位置で複数設けられている。
【００２６】
このように構成することで、効率よく固化物を溶融できると共に、固化物を溶融した後、対象部位に火炎が衝突してしまうことを防止できる。
【００２７】
本発明に係る固化物溶融バーナ装置において、前記バーナのそれぞれは、前記バーナ駆動部でそれぞれ予め設定された噴射位置で噴射させた場合に、前記バーナの先端から噴射する火炎の噴射中心線が前記対象部位の一部に交差するように火炎の噴射方向が設定されている。
【００２８】
このように構成することで、複数のバーナを備えた固化物溶融バーナ装置において、バーナの先端から噴射された火炎によって固化物を溶融した後、対象部位に火炎が衝突してしまうことを防止できる。
【００２９】
本発明に係る固化物溶融バーナ装置において、前記制御部は、前記固化物検出部で固化物が検出されない場合に前記バーナを点火させる。
【００３０】
このように構成することで、火炎の反射の要因となる固化物が無い場合にバーナの先端から火炎が噴射されるので、バーナの焼損を確実に防止できる。
【００３１】
本発明に係る固化物溶融バーナ装置は、前記バーナを、前記対象部位の中心軸回りまたは該中心軸に沿う方向の少なくとも一方に異なる位置に移動させることが可能なバーナ位置調整部を備える。
【００３２】
このように構成することで、バーナを最適な位置に移動させてから火炎を噴射させ、固化物を溶融することができるので、バーナの焼損を防止しつつ固化物を効率よく溶融することができる。
【００３３】
本発明に係る固化物溶融バーナ装置は、前記検出範囲に向けて進出して固化物を突き押す突き押し手段を備え、前記制御部は、前記固化物検出部での検出結果に基づいて、前記突き押し手段で固化物を突き押す。
【００３４】
このように構成することで、バーナの先端から火炎を噴射させることにより、バーナが焼損してしまうおそれがある場合、バーナの先端から火炎を噴射させることなく、突き押し手段によって固化物を突き押すことにより、対象部位から固化物を除去することが可能になる。
【００３５】
本発明に係る固化物溶融バーナ装置は、前記検出範囲に生成された固化物の温度を検出可能な温度検出部を備え、前記制御部は、該温度検出部で検出された温度が予め設定された第１温度閾値以下のときに、前記突き押し手段で固化物を突き押す。
【００３６】
このように構成することで、固化物が第１温度閾値以下であり、確実に固化している場合に限り、突き押し手段によって固化物を突き押すことができる。このため、突き押し手段によって、確実に固化物を除去することができる。
【００３７】
本発明に係る固化物溶融バーナ装置において、前記制御部は、前記温度検出部で検出された温度が前記第１温度閾値を超えるときに、前記バーナを点火させる。
【００３８】
ここで、固化物が所定温度以上の高温であると、突き押し手段が損傷するおそれがあると共に、固化物が完全に固化しきれず、突き押し手段で突き押したとしても除去できない場合がある。そこで、温度検出部で検出された温度が第１温度閾値を超えるときに、バーナを点火させるように構成することにより、固化物が高温であり、この固化物を突き押し手段によって突き押すことが困難な場合、バーナの先端から火炎を噴射させて固化物を溶融できる。
【００３９】
本発明に係る固化物溶融バーナ装置は、少なくとも一つの前記バーナと当該バーナを駆動させる前記バーナ駆動部とにより前記突き押し手段が構成されている。
【００４０】
このように構成することで、簡素な構造で安価な突き押し手段とすることができる。部品点数も削減でき、固化物溶融バーナ装置の製造コストを低減できる。
【００４１】
本発明に係る石炭ガス化炉は、石炭が供給され燃焼する炉本体と、該炉本体の底部に設けられ、発生したスラグを排出させるスラグタップとを備え、前記固化物溶融バーナ装置が、該スラグタップの下方に設けられて、該スラグタップを前記対象部位として、前記固化物である固化スラグを溶融する。
【００４２】
このように構成することで、バーナの焼損を防止しつつ、効率よく、かつ確実にスラグを溶融することが可能な石炭ガス化炉を提供できる。
【００４３】
本発明に係るバーナ点火方法は、対象部位に生成された固化物を溶融するためにバーナを点火させるバーナ点火方法であって、前記対象部位よりも下方に設定された検出範囲で、固化物を検出する固化物検出工程と、該固化物検出工程における検出結果に基づいて、前記バーナを点火させるバーナ点火工程とを備える。
【００４４】
このような方法とすることで、バーナの焼損を防止しつつ、効率よく、かつ確実にスラグを溶融することができる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、対象部位に固化物が生成されている場合、固化物に対するバーナの先端の距離を、適正な距離に保つことができる。このため、バーナの先端から噴射された火炎が固化物を介して反射し、バーナを焼損してしまうことを防止できる。また、固化物に対して適正な距離から火炎を噴射するので、効率よく、かつ確実に固化物を溶融することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態における発電プラントの一部を示す系統図である。
【図２】本発明の第１実施形態におけるスラグ溶融バーナ装置の概略構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態におけるスラグ溶融バーナ装置の動作説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態におけるスラグ溶融バーナ装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態におけるスラグ溶融バーナ装置の概略構成図である。
【図６】本発明の第２実施形態におけるスラグ溶融バーナ装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１実施形態に第２実施形態の一部の構成を加えた変形例を示す概略構成図である。
【図８】本発明の第３実施形態におけるスラグ溶融バーナ装置の概略構成図である。
【図９】本発明の第３実施形態の第１変形例におけるスラグ溶融バーナ装置の概略構成図である。
【図１０】本発明の第３実施形態の第２変形例におけるスラグ溶融バーナ装置の概略構成図である。
【図１１】本発明の第４実施形態におけるスラグ溶融バーナ装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
（第１実施形態）
（石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラント）
次に、この発明の第１実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る石炭ガス化炉１を備えた石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラント（以下、単に発電プラントという）１００の一部を示す系統図である。
同図に示すように、発電プラント１００は、石炭ガス化炉１と、この石炭ガス化炉１の後流側に設けられたチャー回収設備１１と、を備えている。
【００４８】
（石炭ガス化炉）
石炭ガス化炉１には、下流側から順に、スラグホッパ２、スラグ燃焼室３、コンバスタ４、リダクタ５、および後部熱交換器６が設けられている。
スラグホッパ２は、スラグ燃焼室３から流れ落ちるスラグ（詳細は後述する）を冷却するものである。スラグホッパ２には、一定量の冷却用のスラグホッパ水１９が貯水されている。
【００４９】
スラグ燃焼室３の側面３ａには、スラグ溶融バーナ装置２３が１つ設けられている。このスラグ溶融バーナ装置２３は、後述のスラグタップ１０に生成された固化スラグＳ（図２参照）を溶融するためのものである。スラグ溶融バーナ装置２３の内部には、燃料配管２４および酸化剤配管２５が接続されている。燃料配管２４は、ＬＮＧ弁２７および配管を介してＬＮＧ供給設備２９に接続されている。一方、酸化剤配管２５は、酸素弁３０を介して酸素供給設備３１と接続されており、これらＬＮＧ弁２７および酸素弁３０は、それぞれ操作盤３２により制御されるようになっている。なお、スラグ燃焼室３の詳細については、後述する。
【００５０】
コンバスタ４およびリダクタ５は、微粉炭等を加熱してガス化するための反応炉である。コンバスタ４には、コンバスタバーナ７およびチャーバーナ８が、それぞれ複数本ずつ設けられている。また、リダクタ５には、リダクタバーナ９が複数設けられている。そして、不図示の粉砕設備で数ミクロン〜数１０ミクロンに粉砕された石炭が、熱負荷用石炭としてコンバスタバーナ７へ、ガス化用石炭としてリダクタバーナ９へ、それぞれ供給されるようになっている。また、コンバスタ４内の下部に、スラグタップ１０が設けられている。
【００５１】
後部熱交換器６は、クロスオーバ２２によってリダクタ５と連結されている。後部熱交換器６は、コンバスタ４およびリダクタ５によって発生した石炭ガスが保有する熱を利用して、例えば、不図示の蒸気タービンを駆動する蒸気の一部を発生させる。
【００５２】
（チャー回収設備）
チャー回収設備１１は、石炭ガス化炉１によって生成された石炭ガスに含まれるチャーを回収するものである。チャー回収設備１１は、１個または複数個のサイクロン１２と、１個または複数個のポーラスフィルタ１３と、チャービン１４と、を備えている。回収されたチャー１７は、燃料等として外部利用されたり、チャーバーナ８にリサイクルさせてガス化されたりする。
【００５３】
（スラグ溶融バーナ装置）
図２は、スラグ溶融バーナ装置２３の概略構成図、図３は、スラグ溶融バーナ装置２３の動作説明図である。
図２に示すように、スラグ溶融バーナ装置２３は、スラグタップ１０に近接、離間可能に設けられたバーナ本体４１と、バーナ本体４１を駆動するバーナ駆動部４２と、スラグタップ１０に生成された固化スラグＳを検出するレーザ測定器４３と、レーザ測定器４３による検出結果に基づいて、バーナ本体４１の駆動制御を行う制御部４４と、を備えている。
【００５４】
バーナ本体４１は、ＬＮＧ供給設備２９から燃料配管２４を介して供給されるＬＮＧ燃料と、酸素供給設備３１から酸化剤配管２５を介して供給される酸素とにより、先端から火炎を噴射する。また、バーナ本体４１は、火炎の噴射中心線Ｃ１がスラグタップ１０の一部、より具体的には、スラグタップ１０の固化スラグＳが形成されている箇所に交差するように設けられている。
【００５５】
さらに、バーナ本体４１は、図３に示すように、バーナ駆動部４２によって、その先端が固化スラグＳに所定の距離まで近づくまで伸長移動した後、火炎を噴射するようになっている。バーナ本体４１とスラグ燃焼室３の側面３ａとの間には、この側面３ａとバーナ本体４１との間をシールする不図示のシール部材が設けられている。なお、バーナ本体４１の伸長制御方法についての詳細は後述する。
【００５６】
バーナ駆動部４２は、バーナ本体４１の伸長、縮退距離を測定するセンサ４５を備えている。このセンサ４５の測定結果に基づいて、バーナ本体４１が所望の長さ分、伸長、縮退される。
レーザ測定器４３は、スラグ燃焼室３の側面３ａに、バーナ本体４１に近接するように配置されている。レーザ測定器４３は、バーナ本体４１が最も縮退した状態のバーナ本体４１の先端と固化スラグＳとの間の距離を測定する。
【００５７】
レーザ測定器４３としては、例えば、固化スラグＳに向かってレーザ光を照射し、このレーザ光が固化スラグＳに反射してレーザ測定器に到達するまでの時間を測定し、この時間を距離に換算するように構成されたものが用いられる。すなわち、レーザ測定器４３自体は、このレーザ測定器４３と固化スラグＳとの間の距離を測定するが、レーザ測定器４３の取付位置と、バーナ本体４１の取付位置との誤差を補正することにより、バーナ本体４１の先端と固化スラグＳとの間の距離を測定できるようになっている。
【００５８】
なお、レーザ測定器４３の種類としては、上記の構成のものに限られるものではなく、バーナ本体４１の先端と固化スラグＳとの間の距離を測定可能なさまざまなレーザ測定器４３を用いることが可能である。また、バーナ本体４１の先端と固化スラグＳとの間の距離を測定可能な測定器であればよく、レーザ測定器４３に代わってさまざまな測定器を用いることも可能である。
【００５９】
制御部４４は、レーザ測定器４３の測定結果、およびバーナ駆動部４２の測定結果に基づいて、バーナ本体４１の伸長移動距離を決定し、この移動距離を信号としてバーナ駆動部４２に出力する。また、制御部４４は、レーザ測定器４３の測定結果、およびバーナ駆動部４２に設けられているセンサ４５の測定結果に基づいて、バーナ本体４１からの火炎の噴射の制御を行う。
【００６０】
（スラグ溶融バーナ装置の動作）
次に、図４に基づいて、スラグ溶融バーナ装置２３の動作について説明する。
図４は、スラグ溶融バーナ装置２３の動作を示すフローチャートである。
【００６１】
ここで、スラグタップ１０の下部、つまり、スラグタップ１０におけるバーナ本体４１の移動範囲に対応する箇所（レーザ測定器４３の測定範囲）に固化スラグＳが生成されていないような場合は、従来と同様のフローにより、スラグ溶融バーナ装置２３によって固化スラグＳが溶融される。なお、従来の同様のフローとは、バーナ駆動部４２によって、バーナ本体４１の先端がスラグタップ１０の下部に至るまで伸長移動され、この後、バーナ本体４１の先端から火炎を噴射して固化スラグＳを溶融することをいう。
このため、以下の説明では、スラグタップ１０におけるバーナ本体４１の移動範囲に対応する箇所に固化スラグＳが生成された場合における、スラグ溶融バーナ装置２３の動作について説明する。
【００６２】
まず、スラグ溶融バーナ装置２３の作動準備を行う（ステップＳＴ１００、固化物検出工程）。
具体的には、レーザ測定器４３を常時起動しておき、スラグタップ１０に固化スラグＳが生成されているか否かの検出をレーザ測定器４３により行う。そして、スラグタップ１０に固化スラグＳが生成されていることが検出された場合、スラグ溶融バーナ装置２３の作動準備を行う。
【００６３】
レーザ測定器４３による固化スラグＳの有無の検出方法としては、例えば、レーザ測定器４３と固化スラグＳとの間の距離として考えられる最大距離を想定しておき（以下、この最大距離を想定最大距離という）、この想定最大距離までを検出可能なレーザ測定器４３を用いる方法がある。この方法の場合、レーザ測定器４３による測定が不可であれば、制御部４４によってスラグタップ１０に固化スラグＳが生成されていないと判断される。一方、レーザ測定器４３によって測定できるようであれば、制御部４４によってスラグタップ１０に固化スラグＳが生成されていると判断される。
【００６４】
また、レーザ測定器４３による固化スラグＳの有無の検出方法としては、例えば、制御部４４に想定最大距離を記憶しておく方法がある。レーザ測定器４３による測定結果を信号として制御部４４に出力し、制御部４４で測定結果と想定最大距離とを比較して測定結果よりも想定最大距離が大きい場合、制御部４４によってスラグタップ１０に固化スラグＳが生成されていると判断する。
【００６５】
なお、レーザ測定器４３による固化スラグＳの有無の検出方法は、上述の方法に限られるものではなく、さまざまな検出方法を用いることができる。また、レーザ測定器４３とは別に固化スラグＳの有無を検出するセンサを設け、このセンサの検出結果に基づいて、スラグ溶融バーナ装置２３の作動準備を行うように構成してもよい。
【００６６】
スラグ溶融バーナ装置２３の作動準備を行った後、レーザ測定器４３によって、バーナ本体４１の先端と固化スラグＳとの間の距離Ｘｒを測定する（ステップＳＴ１０１）。
そして、レーザ測定器４３の測定結果を、信号として制御部４４に出力する。
続いて、レーザ測定器４３が正常に動作しているか否かの判断を行う（ステップＳＴ１０２）。
例えば、レーザ測定器４３による測定距離が極端に短い場合等、レーザ測定器４３のレーザ光照射面に異物が付着していることも考えられ、このような場合、レーザ測定器４３に異常が生じていると判断する。
【００６７】
ステップＳＴ１０２による判断が「Ｎｏ」、つまり、レーザ測定器４３に異常が生じていると判断した場合、レーザ測定器４３のチェックを行う（ステップＳＴ１０３）。
一方、ステップＳＴ１０２による判断が「Ｙｅｓ」、つまり、レーザ測定器４３が正常に動作していると判断した場合、バーナ駆動部４２のセンサ４５によって、バーナ本体４１の現在位置を検出する（ステップＳＴ１０４）。
【００６８】
そして、バーナ駆動部４２によって、バーナ本体４１を固化スラグＳに向かって伸長移動させ、さらにセンサ４５によってバーナ本体４１の伸長移動距離Ｘｂを測定する（ステップＳＴ１０５）。
続いて、制御部４４によって、距離Ｘｒと伸長移動距離Ｘｂとの差分を計算し、この計算値が予め制御部４４に記憶されている規定値（点火限界閾値）以上か否かの判断を行う（ステップＳＴ１０６）。
なお、バーナ本体４１が最も縮退した位置にあるとき、伸長移動距離Ｘｂは、Ｘｂ＝０となる。
【００６９】
ここで、制御部４４に記憶されている規定値は、バーナ本体４１の先端から火炎を噴射した際、この火炎が固化スラグＳで反射してバーナ本体４１に衝突しない値に設定されている。より具体的には、規定値は、バーナ本体４１から噴射されるＬＮＧ燃料や酸素の噴射速度や、バーナ本体４１の火炎の噴射中心線Ｃ１のスラグタップ１０に対する角度等を考慮して決定される。
【００７０】
ステップＳＴ１０６の判断が「Ｎｏ」、つまり、距離Ｘｒと伸長移動距離Ｘｂとの差分が規定値よりも小さい場合、固化スラグＳに対してバーナ本体４１の先端が接近しすぎていると判断し、ステップＳＴ１０４に戻る。そして、再度バーナ本体４１の現在位置を検出し、その後、バーナ駆動部４２によってバーナ本体４１を縮退移動させる（ステップＳＴ１０５）。
【００７１】
一方、ステップＳＴ１０６の判断が「Ｙｅｓ」、つまり、距離Ｘｒと伸長移動距離Ｘｂとの差分が規定値以上の場合、バーナ本体４１の先端の位置が適正な位置にあると判断する。そして、バーナ本体４１の先端から火炎を噴射させる（ステップＳＴ１０７、図３参照、バーナ点火工程）。
【００７２】
ここで、バーナ本体４１の先端の位置において、距離Ｘｒと伸長移動距離Ｘｂとの差分が規定値と一致する位置が、火炎を噴射させるのに固化スラグＳに最も近接した位置（以下、移動限界閾値という）となる。すなわち、この移動限界閾値の位置で火炎を噴射させることが、最も効率よく固化スラグＳを溶融できることになる。このため、制御部４４は、バーナ本体４１が移動限界閾値に達した時点でバーナ本体４１を停止させ、引き続き火炎を噴射させる。
【００７３】
そして、一定時間、火炎を噴射させて固化スラグＳを溶融した後、火炎の噴射を停止する（ステップＳＴ１０８）。
これにより、スラグ溶融バーナ装置２３の動作が完了する。
なお、一定時間は、固化スラグＳを溶融するのに十分な時間に設定されており、この時間は、制御部４４に記憶されている。また、バーナ本体４１は、火炎の噴射中心線Ｃ１がスラグタップ１０の一部、より具体的には、スラグタップ１０の固化スラグＳが形成されている箇所に交差するように設けられている。このため、固化スラグＳが完全に溶融された後、バーナ本体４１の先端から火炎が噴射し続けていたとしても、スラグタップ１０が焼損してしまうことを防止できる。
【００７４】
このように、上述の第１実施形態では、スラグ溶融バーナ装置２３は、バーナ本体４１の先端と固化スラグＳとの間の距離Ｘｒを測定するレーザ測定器４３と、このレーザ測定器４３の測定結果に基づいて、バーナ本体４１を駆動させたり、バーナ本体４１の先端から火炎を噴射させたりする制御部４４と、を備えている。そして、バーナ本体４１を適正な位置に伸長移動させた後、このバーナ本体４１の先端から火炎を噴射させて固化スラグＳを溶融するようになっている。このため、バーナ本体４１の先端から噴射された火炎が固化スラグＳを介して反射し、自己火炎によりバーナ本体４１が焼損してしまうことを防止できる。
【００７５】
また、制御部４４は、バーナ本体４１の先端と固化スラグＳとの間の距離Ｘｒと、バーナ本体４１の伸長移動距離Ｘｂとの差分が規定値以上の場合に、バーナ本体４１の先端から火炎を噴射するように構成されている。このため、固化スラグＳに対してバーナ本体４１の先端が接近しすぎている状態で火炎を噴射してしまうことを確実に防止できる。
さらに、制御部４４は、バーナ本体４１が移動限界閾値に達した時点でバーナ本体４１を停止させ、火炎を噴射させるので、バーナ本体４１の焼損のおそれがない範囲で、効率よく固化スラグＳを溶融させることができる。
【００７６】
また、バーナ本体４１は、火炎の噴射中心線Ｃ１がスラグタップ１０の一部、より具体的には、スラグタップ１０の固化スラグＳが形成されている箇所に交差するように設けられている。このため、固化スラグＳが完全に溶融された後、バーナ本体４１の先端から火炎が噴射し続けていたとしても、スラグタップ１０が焼損してしまうことを防止できる。
【００７７】
さらに、スラグタップ１０におけるバーナ本体４１の移動範囲に対応する箇所に固化スラグＳが生成されていることが検出されない場合、バーナ駆動部４２によって、バーナ本体４１の先端がスラグタップ１０の下部に至るまで伸長移動され、火炎を噴射して固化スラグＳを溶融する。このように、火炎の反射の要因となる固化スラグＳが無い場合にバーナ本体４１の先端から火炎が噴射されるので、バーナ本体４１の焼損を確実に防止できる。
【００７８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図５、図６に基づいて説明する。なお、第１実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明する（以下の実施形態についても同様）。
図５は、第２実施形態におけるスラグ溶融バーナ装置２２３の概略構成図である。
同図に示すように、第１実施形態と第２実施形態との相違点は、第１実施形態のスラグ溶融バーナ装置２３には、レーザ測定器４３が設けられているのに対し、第２実施形態のスラグ溶融バーナ装置２２３には、レーザ測定器４３に代わって温度センサ２４３が設けられている点にある。
【００７９】
温度センサ２４３は、センサプローブ５１と、センサプローブ５１の基端に、一端が接続されているイメージファイバ５２と、イメージファイバ５２の他端に接続されている温度監視装置５３とにより構成されている。
【００８０】
センサプローブ５１は、スラグ燃焼室３の側面３ａに、バーナ本体４１に近接するように配置されている。温度監視装置５３は、分光器５４および信号処理器５５を備えており、分光器５４にイメージファイバ５２の他端が接続されている。そして、固化スラグＳから放出される励起光がセンサプローブ５１に入射され、イメージファイバ５２を介して分光器５４に入射される。そして、分光器５４により分光された励起光に基づいて、信号処理器５５が固化スラグＳの温度を算出する。
【００８１】
なお、温度センサ２４３の種類としては、上記の構成のものに限られるものではなく、非接触で固化スラグＳの温度を検出可能なさまざまな温度センサ２４３を用いることが可能である。例えば、分光方式の温度センサ２４３に代わって赤外線方式の温度センサ２４３を用いることも可能である。
【００８２】
制御部２４４は、温度センサ２４３の測定結果に基づき、バーナ駆動部４２にバーナ本体４１を駆動するための信号を出力する。以下、スラグ溶融バーナ装置２２３の動作について詳述する。
【００８３】
（スラグ溶融バーナ装置の動作）
次に、図６に基づいて、スラグ溶融バーナ装置２２３の動作について説明する。
図６は、スラグ溶融バーナ装置２２３の動作を示すフローチャートである。
【００８４】
ここで、スラグタップ１０の下部、つまり、スラグタップ１０におけるバーナ本体４１の移動範囲に対応する箇所に、固化スラグＳが生成されていないような場合は、従来と同様のフローにより、スラグ溶融バーナ装置２２３によって固化スラグＳが溶融される。従来のフローは、前述の第１実施形態で説明しているので、ここでは説明を省略する。
このため、以下の説明では、スラグタップ１０におけるバーナ本体４１の移動範囲に対応する箇所に固化スラグＳが生成された場合の、スラグ溶融バーナ装置２２３の動作について説明する。
【００８５】
まず、スラグ溶融バーナ装置２２３の作動準備を行う（ステップＳＴ２００、固化物検出工程）。
具体的には、上述の第１実施形態で用いたレーザ測定器４３等、固化スラグＳを検出可能な装置を用い、スラグタップ１０に固化スラグＳが生成されていることが検出された場合、スラグ溶融バーナ装置２２３の作動準備を行う。
なお、図５では、レーザ測定器４３等の装置の図示を省略している。レーザ測定器４３を用いた場合の固化スラグＳの検出方法は、前述の第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００８６】
スラグ溶融バーナ装置２３の作動準備を行った後、温度センサ２４３によって、固化スラグＳの温度を検出する（ＳＴ２０１）。
続いて、温度センサ２４３が正常に動作しているか否かの判断を行う（ステップＳＴ２０２）。
例えば、スラグタップ１０に固化スラグＳが生成されていることが検出されているにも関わらず、温度センサ２４３によって温度を検出することができない場合、温度センサ２４３に異常が生じていると判断する。
【００８７】
ステップＳＴ２０２による判断が「Ｎｏ」、つまり、温度センサ２４３に異常が生じていると判断した場合、温度センサ２４３のチェックを行う（ステップＳＴ２０３）。
一方、ステップＳＴ２０２による判断が「Ｙｅｓ」、つまり、温度センサ２４３が正常に動作していると判断した場合、温度センサ２４３によって、固化スラグＳの温度を検出し、温度センサ２４３の測定結果を、信号として制御部２４４に出力する（ステップＳＴ２０４）。
【００８８】
続いて、制御部２４４によって、温度センサ２４３による測定温度が、予め制御部２４４に記憶されている規定値（第１温度閾値）を越えているか否かの判断を行う（ステップＳＴ２０５）。
【００８９】
ここで、制御部２４４に記憶されている規定値は、固化スラグＳが完全に固化しているか、または軟性を有しているかを判断する値になっている。すなわち、温度センサ２４３による測定温度が規定値を越えている場合、固化スラグＳは、高温のために軟性を有するスライム状になっているということになる。一方、温度センサ２４３による測定温度が規定値以下の場合、固化スラグＳは、冷えて完全に固化した状態になっている。
【００９０】
ステップＳＴ２０５の判断が「Ｙｅｓ」、つまり、固化スラグＳが軟性を有するスライム状になっているとき、バーナ駆動部４２によってバーナ本体４１を伸長移動させる（ステップＳＴ２０６）。
そして、固化スラグＳに対してバーナ本体４１の先端が適正な位置にあることを確認し、バーナ本体４１の先端から火炎を噴射させる（ステップＳＴ２０７、バーナ点火工程）。
【００９１】
なお、固化スラグＳに対するバーナ本体４１の先端の位置の確認方法は、前述の第１実施形態のように、レーザ測定器４３等のバーナ本体４１の先端と固化スラグＳとの間の距離を測定可能な装置と、バーナ駆動部４２に設けられたセンサ４５とを用いた方法になる。このため、本第２実施形態では、固化スラグＳに対するバーナ本体４１の先端の位置の確認方法についての説明を省略する。
【００９２】
続いて、一定時間、火炎を噴射させて固化スラグＳを溶融した後、火炎の噴射を停止する（ステップＳＴ２０８）。
これにより、スラグ溶融バーナ装置２３の動作が完了する。
【００９３】
一方、ステップＳＴ２０５の判断が「Ｎｏ」、つまり、固化スラグＳが完全に固化している状態のとき、バーナ駆動部４２によってバーナ本体４１を伸長移動させ（ステップＳＴ２０９）、さらに、そのままバーナ本体４１の先端から火炎を噴射させずに、先端を固化スラグＳに衝突させる（ステップＳＴ２１０、図５における２点鎖線参照）。
このとき、固化スラグＳが完全に固化しているので、バーナ本体４１の先端が衝突することにより、スラグタップ１０から固化スラグＳが剥離し、除去される。これにより、スラグ溶融バーナ装置２３の動作が完了する。
【００９４】
なお、本第２実施形態においては、バーナ本体４１を構成する材料は、このバーナ本体４１を固化スラグＳに衝突させても耐え得る材料を選定する。
また、バーナ本体４１に、固化スラグＳを突き押すための突き押し棒（不図示）を一体的に設けてもよい。さらに、バーナ本体４１とは別に突き押し棒を設け、ステップＳＴ２０５の判断が「Ｎｏ」の場合、突き押し棒を駆動させて固化スラグＳを除去するように構成してもよい。バーナ本体４１とは別に突き押し棒を設ける場合、この突き押し棒を駆動させるための駆動部（不図示）を別途設け、この駆動部を制御部２４４によって制御する。
【００９５】
したがって、上述の第２実施形態によれば、固化スラグＳの温度によって、固化スラグＳを溶融して除去するか、固化スラグＳを突き押して除去するかを選択することができる。換言すれば、固化スラグＳの温度によって、最適な方法で固化スラグＳを除去することができる。このため、前述の第１実施形態と同様の効果に加え、より効率よく固化スラグＳを除去することが可能になる。
【００９６】
（第２実施形態の変形例）
なお、上述の第２実施形態では、温度センサ２４３を用いて固化スラグＳの温度を測定し、固化スラグＳの温度が規定値以下で完全に固化している場合のみ、固化スラグＳにバーナ本体４１を衝突させる場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、固化スラグＳの温度が規定値を越えている場合、固化スラグＳの温度が規定値以下になるまでバーナ本体４１を静止させておき、その後、固化スラグＳにバーナ本体４１を衝突させるように制御してもよい。
【００９７】
（第１実施形態に第２実施形態の一部の構成を加えた変形例）
また、前述の第１実施形態に、第２実施形態のような固化スラグＳにバーナ本体４１を衝突させる制御を加えてもよい。すなわち、図７に示すように、第１実施形態のレーザ測定器４３によって固化スラグＳを検出し、かつ、固化スラグＳとバーナ本体４１の先端との間の距離Ｘｒが、バーナ本体４１の焼損を回避できないような距離（点火限界閾値よりも短い距離）である場合、バーナ本体４１の先端から火炎を噴射させることなく、そのままバーナ本体４１の先端を、固化スラグＳに衝突させるように制御してもよい。
このように構成することで、固化スラグＳが生成された位置がバーナ本体４１の先端に接近しており、そのままバーナ本体４１から火炎を噴射するとバーナ本体４１が焼損してしまうような場合であっても、確実に固化スラグＳを除去することができる。
【００９８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を、図８に基づいて説明する。
図８は、第３実施形態におけるスラグ溶融バーナ装置３２３の概略構成図である。
同図に示すように、前述の第１実施形態と第３実施形態との相違点は、第１実施形態では、バーナ本体４１、バーナ駆動部４２、およびレーザ測定器４３のセット（以下、バーナセットという）が１セット設けられているのに対し、第３実施形態では、バーナセットが２セット設けられている点にある。
【００９９】
各バーナセットは、それぞれスラグタップ１０の中心軸Ｃ２回りに、噴射する火炎が互いに干渉しない位置に設けられている。例えば、図８に示すように、２つのバーナセットは、それぞれ中心軸Ｃ２を挟んで両側に配置されている。これにより、１つのバーナ本体４１から噴射された火炎が、他のバーナ本体４１に干渉してしまうことを防止できる。
【０１００】
ここで、バーナセットが２セット設けられている場合、各バーナセットのレーザ測定器４３により、それぞれのバーナ本体４１の先端と固化スラグＳとの間の距離Ｘｒ１，Ｘｒ２を測定する。そして、固化スラグＳに火炎を噴射させることが可能な距離に位置するバーナセットのバーナ本体４１を駆動させ、固化スラグＳを溶融する。
【０１０１】
なお、「固化スラグＳに火炎を噴射させることが可能な距離」とは、バーナ本体４１の先端から火炎を噴射させた際、固化スラグＳを介して反射した火炎がバーナ本体４１に衝突しない距離をいう。換言すれば、「固化スラグＳに火炎を噴射させることが可能な距離」とは、前述の第１実施形態における規定値（点火限界閾値）以上の距離をいう。
【０１０２】
より具体的には、例えば、２つのバーナセットのうち、一方のバーナ本体４１の先端と固化スラグＳとの間の距離Ｘｒ１が接近しすぎて、そのままバーナ本体４１から火炎を噴射させると、この火炎がバーナ本体４１に衝突するおそれがある場合。そして、他方のバーナ本体４１の先端と固化スラグＳとの間の距離Ｘｒ２が十分に離間されているような場合。このような場合は、他方のバーナ本体４１を用いて固化スラグＳを溶融する。
【０１０３】
なお、２つのバーナセットの距離Ｘｒ１，Ｘｒ２が、共に固化スラグＳに火炎を噴射させることが可能な距離である場合、何れかのバーナセットのバーナ本体４１を用いて固化スラグＳを溶融する。これは、１つのバーナ本体４１から噴射される火炎によって、固化スラグＳを十分溶融することが可能だからである。
また、２セットとも使用可能な場合、固化スラグＳに効率よく火炎を衝突させることが可能なバーナ本体４１を使用することが望ましい。
【０１０４】
したがって、上述の第３実施形態によれば、前述の第１実施形態と同様の効果に加え、最適な位置に配置されたバーナ本体４１を用いることによって、効率よく固化スラグＳを溶融することができる。
【０１０５】
なお、上述の第３実施形態では、２つのバーナセットを設けた場合について説明したが、これに限られるものではなく、バーナセットを３つ以上設けてもよい。この場合、各バーナセットは、スラグタップ１０の中心軸Ｃ２回りに、噴射する火炎が互いに干渉しない位置に設けられる。
【０１０６】
このように、バーナセットを３つ以上の複数設ける場合であっても、上述の第３実施形態と同様に、各バーナセットにおけるバーナ本体４１の先端と固化スラグＳとの間の距離Ｘｒ１・・・Ｘｒｎを測定する。そして、最適な位置に配置されているバーナ本体４１を用いて固化スラグＳを溶融する。
このように構成することで、固化スラグＳの周囲のさまざまな位置からバーナ本体４１を接近させることが可能になるので、固化スラグＳに対して最適な位置にあるバーナ本体４１を選択し易くなる。また、選択したバーナ本体４１により、２つのバーナセットを設けた場合と比較して、さらに効率よく固化スラグＳを溶融することが可能になる。
【０１０７】
また、上述の第３実施形態では、各バーナセットで固化スラグＳを溶融する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、前述の第２実施形態のように、各バーナセットのバーナ本体４１で固化スラグＳを突き押すように構成してもよい。さらに、各バーナセットの少なくとも１つに、突き押し棒を設けてもよい。
【０１０８】
さらに、上述の第３実施形態では、２つのバーナセットのうち、一方のバーナセットのバーナ本体４１を用いて固化スラグＳを溶融する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、２つのバーナセットの各バーナ本体４１の先端から、同時に火炎を噴射させて固化スラグＳを溶融することも可能である。この場合、２つのバーナセットの位置は、各バーナ本体４１から噴射された火炎が互いに干渉しない位置とする。このように構成することで、より速やかに固化スラグＳを溶融することが可能になる。
【０１０９】
（第３実施形態の第１変形例）
次に、図９に基づいて、第３実施形態の第１変形例について説明する。
図９は、第３実施形態の第１変形例におけるスラグ溶融バーナ装置３２３の概略構成図であって、図８に対応している。
同図に示すように、この第１変形例では、２つのバーナセットのうち、一方のバーナセット（図９における右側に配置されているバーナセット）が配置されている位置と、他方のバーナセット（図９における左側に配置されているバーナセット）が配置されている位置との、スラグタップ１０の中心軸Ｃ２に沿う方向（以下、単に軸方向という）の高さが異なっている。この点、上述の第３実施形態と異なっている。
【０１１０】
より具体的には、第１変形例では、他方のバーナセットが配置されている位置は、一方のバーナセットが配置されている位置よりも軸方向の高さが低く設定されている。また、配置された位置の低いバーナセット、つまり、他方のバーナセットは、バーナ本体４１の火炎の噴射中心線Ｃ１’’の傾斜角度θ２が、一方のバーナセットにおけるバーナ本体４１の火炎の噴射中心線Ｃ１’の傾斜角度θ１よりも大きく設定されている。
なお、噴射中心線Ｃ１’の傾斜角度θ１および噴射中心線Ｃ１’’の傾斜角度θ２は、同一角度に設定されていてもよい。しかしながら、傾斜角度θ１よりも傾斜角度θ２を大きく設定することで、各バーナ本体４１の先端から噴射される火炎を、確実に固化スラグＳに衝突させることができる。
【０１１１】
このように、２つのバーナセットが配置される高さを異ならせることにより、固化スラグＳの形状に基づいて、最適な高さに配置されているバーナ本体４１を用いることができる。これにより、固化スラグＳを効率よく溶融できると共に、固化スラグＳを溶融した後、スラグタップ１０を焼損してしまうことを防止できる。
【０１１２】
つまり、各バーナセットが軸方向に同一の高さに配置されていると、各バーナセットのうちの何れかのバーナ本体４１の位置が、固化スラグＳを溶融させるには最適な位置であっても、そのまま固化スラグＳを溶融させると、スラグタップ１０にバーナ本体４１の火炎が衝突してしまうおそれがある。このため、各バーナセットの軸方向の高さを異ならせることにより、固化スラグＳを効率よく溶融できると共に、固化スラグＳを溶融した後、スラグタップ１０を焼損してしまうことを確実に防止できる。
【０１１３】
また、各バーナセットの軸方向の高さを異ならせることにより、１つのバーナ本体４１から噴射された火炎が、他のバーナ本体４１に干渉してしまうことを確実に防止できる。
さらに、各バーナセットの軸方向の高さを異ならせることにより、２つのバーナセットのそれぞれのバーナ本体４１から同時に火炎を噴射させることも、より安全に行うことができる。すなわち、各バーナセットの軸方向の高さが異なるので、２つのバーナ本体４１から同時に火炎を噴射させたとしても、火炎同士が干渉したり、バーナ本体４１に火炎が衝突したりすることを確実に防止できる。
【０１１４】
（第３実施形態の第２変形例）
次に、図１０に基づいて、第３実施形態の第２変形例について説明する。
図１０は、第３実施形態の第２変形例におけるスラグ溶融バーナ装置３２３の概略構成図であって、図８に対応している。
同図に示すように、前述の第３実施形態における第１変形例と第２変形例との相違点は、第１変形例では、軸方向で高さの異なる２つのバーナセットが、スラグタップ１０の中心軸Ｃ２回りに離間して配置されているのに対し、第２変形例では、軸方向で高さの異なる２つのバーナセットが、軸方向に沿う同一直線上に配置されている点にある。
【０１１５】
このように構成した場合、スラグ燃焼室３の径方向において、２つのバーナセットの各バーナ本体４１の先端と固化スラグＳとの間の距離Ｘｒ１，Ｘｒ２が同一となる。このため、レーザ測定器４３を１つ設ければ、それぞれのバーナ本体４１の先端と固化スラグＳとの間の距離Ｘｒ１，Ｘｒ２を測定することが可能になる。つまり、２つのバーナセットのうちの一方のバーナセットのレーザ測定器４３を削除できる。このため、上述の第３実施形態における第１変形例と同様の効果に加え、部品点数を削減でき、スラグ溶融バーナ装置３２３の製造コストを低減できる。
【０１１６】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を、図１１に基づいて説明する。
図１１は、第４実施形態におけるスラグ溶融バーナ装置４２３の概略構成図である。
同図に示すように、前述の第１実施形態と第４実施形態との相違点は、第１実施形態では、スラグ燃焼室３にスラグ溶融バーナ装置２３が固定されているのに対し、第４実施形態では、スラグ溶融バーナ装置４２３がスラグタップ１０の中心軸Ｃ２回りに移動可能に設けられている点にある。
【０１１７】
より具体的には、スラグ溶融バーナ装置４２３は、このスラグ溶融バーナ装置４２３を中心軸Ｃ２回りに移動させる移動装置６１を備えている。また、スラグ燃焼室３の側面３ａには、この側面３ａに対するバーナ本体４１の移動を許容可能、かつ側面３ａとバーナ本体４１との間をシール可能な不図示のシール部材が設けられている。
【０１１８】
（スラグ溶融バーナ装置の動作）
次に、スラグ溶融バーナ装置４２３の動作について説明する。
まず、レーザ測定器４３によって、固化スラグＳの有無を検出する。この固化スラグＳの有無の検出方法は、前述の第１実施形態と同様である。
次に、レーザ測定器４３によって、バーナ本体４１の先端と固化スラグＳとの間の距離Ｘｒを測定する。そして、この距離Ｘｒとバーナ本体４１の伸長移動距離Ｘｂとの差分が規定値（点火限界閾値）以上の場合、制御部４４（図２参照）によって、バーナ本体４１を伸長移動させ、その先端が所定の位置に移動したところでバーナ本体４１の先端から火炎を噴射する。
【０１１９】
これに対し、バーナ本体４１の先端と固化スラグＳとの間の距離Ｘｒと、バーナ本体４１の伸長移動距離Ｘｂとの差分が規定値よりも小さい場合、移動装置６１によって、スラグ溶融バーナ装置４２３が中心軸Ｃ２回りに移動される。この間、レーザ測定器４３は、バーナ本体４１の先端と固化スラグＳとの間の距離Ｘｒを測定し続ける。
【０１２０】
さらに、制御部４４は、レーザ測定器４３が距離Ｘｒを測定し続けている間、この距離Ｘｒとバーナ本体４１の伸長移動距離Ｘｂとの差分を繰り返し計算する。そして、制御部４４は、距離Ｘｒとバーナ本体４１の伸長移動距離Ｘｂとの差分が規定値以上になった時点でレーザ測定器４３を停止させる。この後、バーナ本体４１を伸長移動させ、その先端が所定の位置に移動したところでバーナ本体４１の先端から火炎を噴射する。
【０１２１】
したがって、上述の第４実施形態によれば、前述の第１実施形態と同様の効果に加え、スラグ溶融バーナ装置４２３を移動させることによって、固化スラグＳを確実に溶融することができる。
【０１２２】
なお、上述の第４実施形態では、バーナ本体４１の先端と固化スラグＳとの間の距離Ｘｒと、バーナ本体４１の伸長移動距離Ｘｂとの差分が規定値以上となった時点で、バーナ本体４１を伸長移動させ、その先端が所定の位置に移動したところでバーナ本体４１の先端から火炎を噴射する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、以下のように動作させてもよい。
【０１２３】
すなわち、まず、移動装置６１によってスラグ溶融バーナ装置４２３を可動範囲全域に亘って移動させる。これと同時に、レーザ測定器４３によって、可動範囲全域におけるバーナ本体４１の先端と固化スラグＳとの間の距離Ｘｒを測定する。
次に、移動装置６１によって、スラグ溶融バーナ装置４２３を最適な位置に移動させる。この後、バーナ本体４１を伸長移動させ、その先端が所定の位置に移動したところでバーナ本体４１の先端から火炎を噴射する。
【０１２４】
このように構成することで、スラグ溶融バーナ装置４２３は、バーナセットを１セット備えただけであるにも関わらず、固化スラグＳに対して最適な位置から火炎を噴射させることができる。よって、１セットのバーナセットにより、前述の第３実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１２５】
ここで、バーナ本体４１の先端と固化スラグＳとの間の距離Ｘｒと、バーナ本体４１の伸長移動距離Ｘｂとの差分が規定値以上となった時点で、バーナ本体４１の先端から火炎を噴射させる場合、スラグ溶融バーナ装置４２３は、右回転および左回転の少なくとも一方向のみに移動可能に構成されていればよい。
一方、スラグ溶融バーナ装置４２３を最適な位置に移動させ、バーナ本体４１の先端から火炎を噴射させる場合、スラグ溶融バーナ装置４２３は、右回転および左回転の何れの方向にも移動可能に構成されている必要がある。これは、一旦、可動範囲全域に亘ってスラグ溶融バーナ装置４２３が移動した後、このスラグ溶融バーナ装置４２３を最適な位置に移動させる必要があるからである。
【０１２６】
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、スラグ溶融バーナ装置を、各実施形態や各変形例を組み合わせて構成することも可能である。
【０１２７】
より具体的には、第２実施形態のスラグ溶融バーナ装置２２３に設けられた温度センサ２４３を、第３実施形態のスラグ溶融バーナ装置３２３や第４実施形態のスラグ溶融バーナ装置４２３に設けることも可能である。この場合、第３実施形態のスラグ溶融バーナ装置３２３および第４実施形態のスラグ溶融バーナ装置４２３において、固化スラグＳの温度が規定値（第１温度閾値）以下の場合、バーナ本体４１を固化スラグＳに衝突させ、この固化スラグＳを除去するように構成してもよい。
【０１２８】
また、第３実施形態のスラグ溶融バーナ装置３２３および第４実施形態のスラグ溶融バーナ装置４２３において、バーナ本体４１に不図示の突き押し棒を一体的に設けるか、または、別途突き押し棒を設けてもよい。そして、固化スラグＳの温度が規定値（第１温度閾値）以下の場合、不図示の突き押し棒を用いて固化スラグＳを除去するように構成してもよい。
【符号の説明】
【０１２９】
１…石炭ガス化炉
３…スラグ燃焼室（炉本体）
４…コンバスタ（炉本体）
５…リダクタ（炉本体）
１０…スラグタップ（対象部位）
２３，２２３，３２３，４２３…スラグ溶融バーナ装置（固化物溶融バーナ装置）
４１…バーナ本体（バーナ、突き押し手段）
４２…バーナ駆動部（突き押し手段）
４３…レーザ測定器（固化物検出部）
４４，２４４…制御部
６１…移動装置（バーナ位置調整部）
２４３…温度センサ（温度検出部）
Ｃ１，Ｃ１’，Ｃ１’’…火炎の噴射中心線
Ｃ２…中心軸
Ｓ…固化スラグ（固化物）
【図１】
2015094478.tif 000003
【図２】
2015094478.tif 000004
【図３】
2015094478.tif 000005
【図４】
2015094478.tif 000006
【図５】
2015094478.tif 000007
【図６】
2015094478.tif 000008
【図７】
2015094478.tif 000009
【図８】
2015094478.tif 000010
【図９】
2015094478.tif 000011
【図１０】
2015094478.tif 000012
【図１１】
2015094478.tif 000013