(57)【要約】【課題】  滞留スラリによる管路閉塞のトラブルを未然に防止することができるスラリ搬送系統を提供する。【解決手段】  スラリ中継タンク１から搬送管路４及びスラリサービスタンク２を介してスラリ移送ポンプ５及びスラリ供給ポンプ６の運転によりスラリを混練機３に向けて搬送するものにおいて、混練機３の直近の上流側からスラリ中継タンク１にスラリを戻すための大循環管路１１と、スラリ中継タンク１及びスラリサービスタンク２の下流側からこれらにスラリを戻すための小循環管路１３，１４と、小循環管路１３，１４への各分岐部とスラリサービスタンク２乃至混練機３との間において搬送管路４を流通するスラリの粘度を計測する粘度計２０−１，２０−２と、これらで検出するスラリ粘度が所定値以上になったとき大循環管路１１を介してスラリを流通させる大循環運転を行うように制御する制御部３０とを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラリ製造手段が製造したスラリを、搬送管路を介してスラリ供給先に向けて搬送するスラリ搬送系統において、
前記搬送管路の途中にスラリを貯留するために配設した複数のタンクと、隣接する前記タンク乃至スラリ供給先に向け前記搬送管路を介してスラリを圧送するよう、隣接する前記タンク間乃至前記タンクと前記スラリ供給先との間で前記搬送管路に配設したポンプと、
前記搬送管路において前記スラリ供給先の直近の上流側から最上流側のタンクにスラリを戻すためのスラリ流通路を構成する大循環管路と、
前記搬送管路において各タンクの下流側から直近の上流側のタンクにスラリを戻すためのスラリ流通路をそれぞれ構成する小循環管路と、
前記搬送管路における前記小循環管路への各分岐部と直近の下流側のタンク乃至前記スラリ供給先との間の少なくとも一箇所において前記搬送管路を流通するスラリの粘度を計測する粘度計と、
前記粘度計で検出するスラリの粘度が所定値以上になったとき前記大循環管路を介してスラリを流通させる大循環運転を行うように制御する制御手段とを有することを特徴とするスラリ搬送系統。
【請求項２】
請求項１に記載するスラリ搬送系統において、
前記スラリはＣＷＰ燃料を製造するための微粉炭と水とを混合してなり、前記スラリ供給先は混練機であることを特徴とするスラリ搬送系統。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載するスラリ搬送系統において、
前記制御手段は、スラリ製造停止中に前記小循環管路を介してスラリを流通させる小循環運転を行うよう制御するとともに、前記小循環運転中に所定の間隔で計測する前記スラリの粘度が所定値以上である場合に大循環運転を行うように制御するものであることを特徴とするスラリ搬送系統。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスラリ搬送系統に関し、特に当該スラリ搬送系統の全ての管路を利用してスラリを循環させる大循環運転と、一部の管路を利用してスラリを循環させる小循環運転とを適宜切替えながら運転する系統に適用して有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
発生する蒸気及び高圧の燃焼ガスからエネルギを得ることで高効率の発電を行うことができる発電設備のボイラとして加圧流動床ボイラが知られている。かかる加圧流動床ボイラは、微粉炭と水とを混合したペースト状の流体であるＣＷＰ（Ｃｏａｌ  Ｗａｔｅｒ  Ｐａｓｔｅ）を燃料として用いている。かかるＣＷＰは、微粉炭と水とが一体となったスラリとともに、石灰石フィーダで切り出した石灰石及び水を混練機に供給して両者を混練することにより得る。このため、加圧流動床ボイラを有する発電設備においては、前記スラリを混練機に供給するためのスラリ搬送系統を有している。
【０００３】
図４は従来技術に係るスラリ搬送系統を示すブロック線図である。同図に示すように、当該スラリ搬送系統は、スラリ中継タンク１、スラリサービスタンク２及びこれらスラリ中継タンク１とスラリサービスタンク２を介して混練機３に至る搬送管路４を有している。ここで、スラリ中継タンク１には微粉炭と水とを一体化したスラリが供給される。また、スラリサービスタンク２は搬送管路４を介して搬送するスラリを途中で一時的に貯留する。
【０００４】
スラリ移送ポンプ５はスラリ中継タンク１に供給されたスラリをスラリサービスタンク２に搬送すべくスラリ中継タンク１とスラリサービスタンク２との間で、搬送管路４に配設してある。スラリ供給ポンプ６はスラリサービスタンク２に貯留されているスラリを混練機３に搬送すべくスラリサービスタンク２と混練機３との間で、搬送管路４に配設してある。また、搬送管路４には、スラリ中継タンク１から混練機３に向けて順に手動開閉弁７−１，７−２，７−３，７−４，７−５，７−６，７−７，７−８，７-９、自動開閉弁８、自動三方弁９及び手動三方弁１０が配設してある。
【０００５】
かかるスラリ搬送系統においては、ＣＷＰ又はスラリ製造停止時に搬送管路４の内部に残留しているスラリの固着による搬送管路４の閉塞防止のため、当該スラリ供給系においてスラリを循環させる循環運転を実施している。
【０００６】
図４に示すスラリ供給系におけるスラリ循環運転は大循環運転及び小循環運転の２種類に分けられるが、かかる大循環運転及び小循環運転を実施するため、手動三方弁１０からスラリ中継タンク１に至る大循環管路１１を有するとともに、スラリサービスタンク２の上流側に配設してある手動開閉弁７−３から自動開閉弁１２を介してスラリ中継タンク１に至る第１の小循環管路１３及び手動三方弁１０の上流側に配設してある自動三方弁９からスラリサービスタンク２に至る第２の小循環管路１４を有している。
【０００７】
かかるスラリ搬送系統においては、スラリ移送ポンプ５及びスラリ供給ポンプ６の運転により搬送管路４を介してスラリ中継タンク１から排出されるスラリをスラリサービスタンク２及び手動三方弁１０を介して混練機３に供給している。すなわち、かかるスラリの供給モードにおいては、手動開閉弁７−１乃至７−９は全て開状態、自動開閉弁８は開状態、自動三方弁９は供給側（混練機３側）に切替ロック状態、手動三方弁１０は混練機３側を選択した状態、自動開閉弁１２は閉状態となっている。なお、スラリ中継タンク１には、スラリ製造装置（図示せず）で製造したスラリが継続して供給される。
【０００８】
一方、大循環運転は、スラリ中継タンク１から排出されたスラリが、搬送管路４、スラリ移送ポンプ５、スラリサービスタンク２、搬送管路４、スラリ供給ポンプ６、手動三方弁１０、大循環管路１１を経てスラリ中継タンク１に至る経路にスラリを流通させることにより行う。かかる大循環モードにおいては、手動三方弁１０に循環側（スラリ中継タンク１側）を選択させる。他の弁の状態はスラリ供給モードと同様である。
【０００９】
小循環運転は、本形態の場合、第１及び第２の小循環管路１３、１４を利用する２種類のモードがあるが、前者においては、スラリ中継タンク１から排出されたスラリが、搬送管路４、スラリ移送ポンプ５、第１の小循環管路１３を経てスラリ中継タンク１に至る。後者においては、スラリサービスタンク２から排出されたスラリが、搬送管路４、スラリ供給ポンプ６、第２の小循環管路１４を経てスラリ中継タンク１に至る。
【００１０】
なお、当該スラリ搬送系統においては、搬送管路４の一部の閉塞等に備えてスラリサービスタンク２の部分をバイパスするため、手動開閉弁７−３の出口から自動開閉弁１５を介して手動三方弁１０の入口に至るバイパス管路１６が設けられている。
【００１１】
上述の如き従来技術に係るスラリ搬送系統においては、ＣＷＰ又はスラリ製造停止時に搬送管路４内に残留しているスラリの固化による搬送管路４の閉塞を未然に防止するため、定期的に小循環運転→大循環運転→小循環運転を適宜切替えて実施している。ここで、大循環運転は、ＣＷＰ又はスラリ製造を停止した後、例えば一週間が経過した時点で実施し、以後製造再開まで、一週間毎に定期的に行っている。小循環運転だけでは大循環運転の際の循環経路の一部でスラリが流動していない部分が生じ、この部分に管路閉塞によるトラブルが発生する虞があるからである。ちなみに、小循環運転だけでは、搬送管路４における第１の小循環管路１３の分岐部分からスラリサービスタンク２の入口に至る部分、及び搬送管路４における第２の小循環管路１４の分岐部分から大循環管路１１を介してスラリ中継タンク１に至る部分にスラリが滞留する。
【００１２】
なお、この種のスラリ搬送系統を開示する公知技術として特許文献１及び特許文献２等が存在する。
【００１３】
【特許文献１】特開平１１−２３７０３４号公報
【特許文献２】特開２００３−４９１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、従来技術に係るスラリ搬送系統における大循環運転は所定の期間が経過した場合に定期的に実施している。すなわち、必要性の有無に関わらず所定期間が経過すれば機械的に実施している。このため、必要性を反映した適切な大循環運転とは言いがたい。この結果、滞留スラリによる管路閉塞に伴うトラブルが発生する可能性が懸念されていた。
【００１５】
本発明は、上記従来技術に鑑み、滞留スラリの粘度を検出することにより大循環運転の時期を適切に把握し、必要なときに適切な大循環運転を行って滞留スラリによる管路閉塞のトラブルを未然に防止することができるスラリ搬送系統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】
【００１６】
上記目的を達成するための本発明の第１の態様は、
スラリ製造手段が製造したスラリを、搬送管路を介してスラリ供給先に向けて搬送するスラリ搬送系統において、
前記搬送管路の途中にスラリを貯留するために配設した複数のタンクと、隣接する前記タンク乃至スラリ供給先に向け前記搬送管路を介してスラリを圧送するよう、隣接する前記タンク間乃至前記タンクと前記スラリ供給先との間で前記搬送管路に配設したポンプと、
前記搬送管路において前記スラリ供給先の直近の上流側から最上流側のタンクにスラリを戻すためのスラリ流通路を構成する大循環管路と、
前記搬送管路において各タンクの下流側から直近の上流側のタンクにスラリを戻すためのスラリ流通路をそれぞれ構成する小循環管路と、
前記搬送管路における前記小循環管路への各分岐部と直近の下流側のタンク乃至前記スラリ供給先との間の少なくとも一箇所において前記搬送管路を流通するスラリの粘度を計測する粘度計と、
前記粘度計で検出するスラリの粘度が所定値以上になったとき前記大循環管路を介してスラリを流通させる大循環運転を行うように制御する制御手段とを有することを特徴とするスラリ搬送系統にある。
【００１７】
本発明の第２の態様は、
上記第１の態様に記載するスラリ搬送系統において、
前記スラリはＣＷＰ燃料を製造するための微粉炭と水とを混合してなり、前記スラリ供給先は混練機であることを特徴とするスラリ搬送系統にある。
【００１８】
本発明の第３の態様は、
上記第１又は第２の態様に記載するスラリ搬送系統において、
前記制御手段は、スラリ製造停止中に前記小循環管路を介してスラリを流通させる小循環運転を行うよう制御するとともに、前記小循環運転中に所定の間隔で計測する前記スラリの粘度が所定値以上である場合に大循環運転を行うように制御するものであることを特徴とするスラリ搬送系統にある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば滞留部分のスラリの粘度を基準に大循環運転を実施するようにしたので、この大循環運転の実施時期を最適なものとすることができる。この結果、必要なタイミングで合理的な大循環運転を実施するとともに、滞留スラリによる管路閉塞のトラブルも回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明の実施の形態に係るスラリ搬送系統を示すブロック線図である。同図に示すように、本形態に係るスラリ搬送系統の基本的な構成は、図４に示す従来技術に係るスラリ搬送系統と同様であり、これに粘度計２０−１，２０−２を追加したものである。なお、本形態におけるスラリはＣＷＰ燃料を製造するための微粉炭と水とを混合してなる。また、大循環運転及び小循環運転の概念も同様である。なお、図１中、図４と同一部分には同一番号を付している。
【００２２】
図１に示すように、本形態に係るスラリ搬送系統は、搬送管路４の途中にスラリを貯留するために配設した２個のタンクであるスラリ中継タンク１とスラリサービスタンク２とを有するとともに、スラリ中継タンク１とスラリサービスタンク２との間、及びスラリサービスタンク２とスラリ供給先である混練機３との間に配設して搬送管路４内のスラリを圧送するためのスラリ移送ポンプ５及びスラリ供給ポンプ６を有している。また、従来技術に係るスラリ供給系統と同様の大循環管路１１及び２系統の小循環管路１３，１４も有している。
【００２３】
かくして、通常時には、スラリ製造手段（図示せず）が製造してスラリ中継タンク１に供給されたスラリをスラリ移送ポンプ５及びスラリ供給ポンプ６の駆動により搬送管路４を介して混練機３に向け搬送する。
【００２４】
一方、ＣＷＰ又はスラリ製造停止時には、小循環運転→大循環運転→小循環運転を適宜切替えて実施するようになっている。
【００２５】
粘度計２０−１は、搬送管路４における第１の小循環管路１３への分岐部である手動開閉弁７−３及び自動開閉弁８の間の部分と、直近の下流側のタンクであるスラリサービスタンク２との間に配設してある。本形態では、自動開閉弁８と手動開閉弁７−４との間に配設してある。また、粘度計２０−２は、搬送管路４における第２の小循環管路１４への分岐部である自動三方弁９と混練機３との間に配設してある。本形態では、自動三方弁９と手動開閉弁７−９との間に配設してある。この結果、粘度計２０−１，２０−２は、搬送管路４における第１の小循環管路１３の分岐部分からスラリサービスタンク２の入口に至る部分と搬送管路４における第２の小循環管路１４の分岐部分から大循環管路１１を介してスラリ中継タンク１に至る部分とにそれぞれ配設されており、これらの部分の滞留スラリの粘度を検出するようになっている。小循環運転だけではスラリが滞留する部分であるからである。
【００２６】
制御部３０は、小循環管路１３，１４を介してスラリを流通させる小循環運転と、大循環管路１１を介してスラリを流通させる大循環運転とを適宜切替えるための制御を行う。具体的には、粘度計２０−１，２０−２で検出するスラリの粘度が所定値以上になったとき、大循環管路１１を介してスラリを流通させる大循環運転を行うように自動開閉弁８，１２及び自動三方弁９の切替制御を行う。
【００２７】
図２は、粘度計２０−１，２０−２の一例を示す説明図である。同図に示すように、計測タンク２１は搬送管路４の途中の所定位置に配設してあり、図中に矢印で示すような流路でスラリを取り込んで一定量を貯留するとともに逐次排出するように構成してある。ここで、モータ２２はトルク計２３を介して撹拌棒２４を回転し得るようになっている。かくして、撹拌棒２４を介して計測タンク２１内のスラリを撹拌すれば、トルク計２３で計測されるトルクを介してスラリの粘度を検出することができる。トルク計２３の出力信号は制御部３０（図１参照）に送出される。
【００２８】
上述の如き本形態に係るスラリ搬送系統においてＣＷＰ又はスラリ製造停止時には、搬送管路４の内部に残留しているスラリの固着による搬送管路４の閉塞防止のため、従来と同様の大循環運転乃至小循環運転を実施している。
【００２９】
ここで、スラリを混練機３に搬送するスラリ供給モードから大循環運転モードへの切替えは、手動三方弁１０を操作してスラリ中継タンク１側を選択することにより行う。また、大循環運転モードから小循環運転モードへの切替えは、制御部３０の制御で自動開閉弁８を閉状態、自動開閉弁１２を開状態にするとともに、自動三方弁９でスラリサービスタンク２側を選択させることにより行う。逆に、小循環運転モードから大循環運転モードへの切替えは、制御部３０の制御で自動開閉弁８を開状態、自動開閉弁１２を閉状態にするとともに、自動三方弁９で手動三方弁１０側を選択させることにより行う。
【００３０】
図３は本形態の動作手順を示すフローチャートである。同図に基づき小循環運転と大循環運転との切替手順を説明する。ＣＷＰ又はスラリ製造停止時、基本的には小循環運転を実施する（ステップＳ１）。小循環運転の途中における所定の時間の経過後に粘度計２０−１，２０−２によりスラリ粘度の計測を行う（ステップＳ２）。このときの計測の頻度は、１日に１回程度で十分である。スラリ粘度の計測の結果が所定の粘度（例えば、２０〔Ｐａ−Ｓ〕）以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。この判定の結果、何れもが所定の粘度未満であった場合には小循環運転を継続するとともに、ステップＳ２に戻り、所定の時間の経過毎にスラリ粘度の計測を繰り返す。
【００３１】
一方、ステップＳ３における判定の結果、何れか一方が所定の粘度以上であった場合には、制御部３０の前述の如き制御により大循環運転に切替えてこれを実施する（ステップＳ４）。大循環運転を所定時間（例えば１０分）継続し（ステップＳ５）、その後制御部３０の前述の如き制御により小循環運転に切替えてこれを開始する（ステップＳ１）。
【００３２】
かくして、搬送管路４に滞留するスラリの粘度に基づく小循環運転→大循環運転→小循環運転を実施する。
【００３３】
なお、上記実施の形態はＣＷＰ燃料を製造する際の微粉炭と水とを混合したスラリに関するものとして説明したが、これに限るものでは勿論ない。例えば、脱硫装置における灰、石灰石、水を混合したスラリの搬送系統としても同様に適用し得る。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は発電設備の保守・点検を行う産業分野で利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態にかかるスラリ搬送系統を示すブロック線図である。
【図２】図１において用いる粘度計を示す説明図である。
【図３】図１に示す実施の形態の動作手順を示すフローチャートである。
【図４】従来技術に係るスラリ搬送系統を示すブロック線図である。
【符号の説明】
【００３６】
１            スラリ中継タンク
２            スラリサービスタンク
３            混練機
４            搬送管路
５            スラリ移送ポンプ
６            スラリ供給ポンプ
８，１２          自動開閉弁
９            自動三方弁
１０            手動三方弁
１１            大循環管路
１３，１４        小循環管路
２０−１，２０−２    粘度計
３０            制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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