(57)【要約】【課題】石炭火力発電所等の燃焼設備内面に生成される燃焼生成灰塊を安全で容易に脱落除去させる方法、およびそのための燃焼生成灰ボールを成形する方法を提供する。【解決手段】燃焼塔１１、煙道等に溜まった石炭灰等の燃焼生成灰を球形に固結して燃焼生成灰ボール８を形成し、ピッチングマシン２０により燃焼生成灰ボールを燃焼塔、煙道等の内面に生成された燃焼生成灰塊に向けて発射し、該燃焼生成灰ボールが当たったときの衝撃により該燃焼生成灰塊を脱落させる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピッチングマシンによりボールを燃焼設備の内面に生成された燃焼生成灰塊に向けて発射し、ボールが当たったときの衝撃により前記燃焼生成灰塊を脱落させることを特徴とした燃焼生成灰塊を脱落させる方法。
【請求項２】
燃焼設備に溜まった燃焼生成灰を球形に固結して燃焼生成灰ボールを形成し、ピッチングマシンにより燃焼生成灰ボールを燃焼設備の内面に生成された燃焼生成灰塊に向けて発射し、ボールが当たったときの衝撃により前記燃焼生成灰塊を脱落させることを特徴とした燃焼生成灰塊を脱落させる方法。
【請求項３】
燃焼生成灰に、バインダを添加し、これを成形型中に充填して加圧し固結することを特徴とした請求項２に記載の燃焼生成灰ボールの成形方法。
【請求項４】
石炭燃焼設備に溜まった燃焼生成灰に水を添加するとともに成形型中に充填して加圧し球形に成形し、これを乾燥した後、６００℃〜１５００℃に加熱して焼結することを特徴とした請求項２に記載の燃焼生成灰ボールの成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼却炉、燃焼炉、煙道等の燃焼設備の内面に溜まった燃焼生成灰塊、例えば石炭火力発電所ボイラ等の燃焼塔、煙道等の内面に生成される石炭燃焼生成灰塊を安全に脱落させる方法、およびそのために使用する燃焼生成灰ボールの成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
石炭火力発電所の燃焼塔、煙道等の内面には石炭灰等の燃焼生成灰が付着、堆積して燃焼生成灰塊が形成されるため、燃焼設備内の清掃、点検作業に先立ち、その燃焼生成灰塊を掻き落とす作業を行う必要がある。従来、この掻き落とし作業は燃焼塔、煙道内に人が入って行うものであり、作業に困難を伴うものであった。また、機材を用いてボイラ等の火炉壁面に研掃材を圧縮空気により投射したり、あるいは、ボイラ内加熱管の外周を打叩アームで打ち叩いたりして付着物を除去する技術が提案されている（例えば、特許文献１，特許文献２参照）が、いずれもこれら機材の構成が複雑であり、またボイラ内に機材の移動設備が必要となるなどの問題がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１３７７８２号公報
【特許文献２】
特開平１１−２３７１９９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の目的は、ピッチングマシンを利用し、作業員が直接燃焼生成灰塊の掻き落とし作業をすることなく安全で簡単，容易に燃焼生成灰塊の除去作業ができる、燃焼塔、煙道、焼却炉等の燃焼設備の内面に生成された燃焼生成灰塊を脱落させる方法、およびそのための燃焼生成灰ボールを成型する方法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、燃焼生成灰塊の除去作業にピッチングマシンを適用し、除去作業を簡単化するとともに、燃焼設備内における作業員による燃焼生成灰塊の除去作業を回避したものである。
即ち、本発明の請求項１の発明は、ピッチングマシンによりボールを燃焼設備の内面に生成された燃焼生成灰塊に向けて発射し、ボールが当たったときの衝撃により前記燃焼生成灰塊を脱落させることを特徴とした燃焼生成灰塊を脱落させる方法であり、ピッチングマシンを用いることにより、作業員が直接燃焼生成灰塊を掻き落とす必要が無く、簡単な機材で安全で効率良く燃焼生成灰塊の除去作業がなされる利点を有するものである。
請求項２の発明は、燃焼設備に溜まった燃焼生成灰を球形に固結して燃焼生成灰ボールを形成し、ピッチングマシンにより燃焼生成灰ボールを燃焼設備の内面に生成された燃焼生成灰塊に向けて発射し、燃焼生成灰ボールが当たったときの衝撃により前記燃焼生成灰塊を脱落させることを特徴とした燃焼生成灰塊を脱落させる方法であり、燃焼生成灰塊に向けて投射するボールを燃焼生成灰で形成することにより、請求項１の利点に加えて、燃焼生成灰の有効利用が図られるとともに、ボールが燃焼生成灰を固結して形成されているので、脱落した燃焼生成灰塊の回収、再利用に際しボールの分別作業が不要となる利点を有している。
請求項３の発明は、燃焼生成灰にバインダを添加し、これを成形型中に充填して加圧し固結することを特徴とした請求項２に記載の燃焼生成灰ボールの成形方法である。
請求項４の発明は、石炭燃焼設備に溜まった燃焼生成灰に水を添加するとともに成形型中に充填して加圧し球形に成形し、これを乾燥した後、６００℃〜１５００℃に加熱して焼結することを特徴とした請求項２に記載の燃焼生成灰ボールの成形方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、図面に従い本発明の実施の形態を説明する。
先ず、ピッチングマシンによるボールを使って石炭燃焼生成灰塊を脱落させる方法を説明する。
図１は、石炭火力発電所の燃焼設備の概略を例示するもので、１０は石炭粉砕ミル、１１は該ミルにより粉砕された微粉炭をバーナ１２から噴出させる燃焼塔、１３は該燃焼塔内上部に設けられた蒸気生成用ボイラの水管、１４は排煙脱硫装置、１５は電気集塵機、１６は煙突である。燃焼塔１１は上部ステージ１７上と下部ステージ１８上に夫々数十人の作業者が入り得るような巨大なものであって、その側壁に開閉可能な窓孔１９が複数箇所形成されている。
【０００７】
上記ボイラ水管１３や燃焼塔内面等に付着し生成された燃焼生成灰塊を脱落させるに際しては、上記窓孔１９を開けてピッチングマシン２０をセットし、ボール８を該ピッチングマシンによって燃焼生成灰塊に目掛けて発射する。
【０００８】
ピッチングマシン２０は、野球の打撃練習用として従来から知られている装置を改良したもので、図２に示したように、一対の樹脂製ローラ２１がモータによって矢印の方向に高速回転するように構成され、ボール８をシュータ２２を通してこのローラ間に供給し、このボール８をこのローラ間に挟んで送り出すことにより、このボール８が１００〜２００ｋｍ／ｈ程度の速度で発射され、燃焼生成灰塊に命中できるものである。そしてその衝突時の衝撃により該燃焼生成灰塊を脱落させる。また、燃焼塔内の燃焼生成灰塊を隈なく脱落させるために、ピッチングマシン２０を他の窓孔にも移動させてその設定位置を変え、ボール８を発射させる。
なお、上記ボールの材料としては、ボール投射時燃焼設備を損壊させず、かつ燃焼生成灰塊を破壊脱落させる硬さのものであることが望ましい。
【０００９】
こうして、ボイラ水管１３や燃焼塔内天井面、内壁面等に付着、生成された燃焼生成灰塊をすべて脱落させることで、この燃焼塔内に人が入っても燃焼生成灰塊が落下してくる危険はなくなり、その後の清掃、点検作業が安全にできるようになる。また、排煙脱硫装置内や煙道内面に付着した燃焼生成灰塊も同様にして脱落させることができる。
【００１０】
また図示しないが、燃焼塔１１内にレールを設け、カメラアイを備え遠隔操縦が可能な自走台車を該レールに沿って走行できるようにするとともに、該自走台車に上記ピッチングマシン２０を搭載し、カメラアイによって該燃焼塔内の燃焼生成灰塊の位置を捉え、発射方向を遠隔制御することで該ピッチングマシンから燃焼生成灰ボールを遠隔操作で発射できるようにすることにより、燃焼塔１１内に作業者が入ることなく安全に燃焼生成灰塊を脱落させるようにすることもできる。なお、この発射方向の照準を合せ易くするためにレーザポインターを搭載させるのもよい。
【００１１】
上記ピッチングマシンで投射するボールは、燃焼生成灰を球形に固結して形成したものでもよい。燃焼生成灰を球形に固結した燃焼生成灰ボールを用いることは、燃焼生成灰塊と材料が同じかそれを主成分としていることから、ボールの燃焼設備内への落下、衝突に際して燃焼設備を特に損傷させることはないし、また、燃焼生成灰の有効利用となって好ましい。また、脱落した燃焼生成灰塊を回収し再利用する際にボールの分別作業が必要とならない点で好ましい。
【００１２】
次に、燃焼生成灰を固結して形成する燃焼生成灰ボールの成形方法を説明する。
本発明にて使用する燃焼生成灰ボールは、例えば石炭火力発電所の燃焼塔、煙道等の内部に溜まった燃焼生成灰である石炭灰を原料とする。先ず煙道内等から集めてきた石炭灰を水洗することにより、該石炭灰中の未燃分を除去する。ついでこの石炭灰にバインダとして、例えばセメントと水を適当な割合で添加し攪拌して石炭灰とバインダとの混合物を得る。
上記石炭灰等の燃焼生成灰は３０メッシュ〜８０メッシュ程度のものがよく、これより粒度が粗いと成形し難いので不向きであり、またこれより細かいと添加する水量を多くしないと成形が難しくなり水分の除去に時間が掛かるようになるので生産性の面から好ましくない。
【００１３】
そして、図３に示したように、成形型１中にこの混合物を充填する。成形型１は、上面に半球状の空孔２が形成された下型３と、下面に半球状の空孔４が形成された上型５と、該上型の空孔４中に進入し得る加圧軸６を下面に突設してなる加圧盤７とで構成されている。同図（ａ）に示したように下型３と上型５によって形成される球形の空孔中に充填された石炭灰とバインダの混合物は、クランプ９を締め付けた後、同図（ｂ）に示したように、加圧盤７を下降させ加圧軸６を進入させることにより加圧軸６で加圧され締め固めた直径６０ｍｍ程度の球形に成形される。そして、同図（ｃ）に示したように型開きすることにより球形の燃焼生成灰ボール８が取り出される。
【００１４】
上記混合物を得るに際して、セメントの中にさらに砂、砂利等を加えても良い。バインダとしてはセメントに限らず石膏や樹脂等、石炭灰を接合する材料であればいずれでも用いることができる。また、脱落した燃焼生成灰を回収再利用する際には、燃焼生成灰ボールの分別回収を避けるためにバインダとして再利用に支障のない材料を選択することが望ましい。
セメントを用いた場合の主成分である石炭灰との配合割合（重量比）の一例を以下に示す。
（低強度配合例）水：セメント：石炭灰＝１：０．５：４
（高強度配合例）水：セメント：石炭灰＝１：１：４
【００１５】
燃焼生成灰ボールを成形する方法には上記実施形態のほか、石炭燃焼設備に溜まった石炭灰の焼結による方法がある。即ち、燃焼塔、煙道等から集められたフライアッシュから成る石炭灰に水を添加しよく混合した後（混合割合は、例えば、フライアッシュ２０〜８０重両部に対して水３０〜２０重両部である）、これを上記のような成形型中に充填して３０分間程度加圧して直径６０ｍｍ程度の球形に成形し、これを乾燥機に入れて６０℃程度の温風で乾燥し水分を蒸発させ、さらにこれを大気環境下にて充分乾燥させた後、焼成炉に入れ、６００℃〜１５００℃の炉内温度にて２時間程で焼結させるものである。このようにすることでセメントのようなバインダーを要することなく所期の硬さの燃焼生成灰ボールを成形できる。
【００１６】
フライアッシュの焼結により得られた燃焼生成灰ボールは、石炭燃焼生成灰塊と同材質でできているので、脱落した燃焼生成灰の回収・再利用に際して燃焼生成灰ボールの分別作業を不要とすることができる。
また、球形に成形するための上記成形型は、図３に示したように上下２方向に開閉する金型を使用できるほか、さらに多方向に開閉する金型を使用し燃焼生成灰が多方向から加圧されるようにすることにより一層堅固な締め固めをすることができる。また、型内に燃焼生成灰を充填する際にバイブレータによって振動させることで充填密度を上昇させ得る。また、充填された燃焼生成灰を２段圧縮し、増し締めされるような成形型の構造を採ることも可能である。
【００１７】
【発明の効果】
このように本発明によれば、燃焼塔や煙道の窓孔等からピッチングマシンによってボールを発射して燃焼生成灰塊を脱落させることにより、簡単な機材で燃焼生成灰塊を危険性なく容易に脱落させることができ、その後の清掃点検作業を安全に行えるようにする有益な効果がある。
また、ピッチングマシンで投射するボールを、燃焼生成灰を固結して形成することにより、燃焼生成灰を有効利用できる。また、ボールの材料が、脱落させる燃焼生成灰塊と同じかそれを主成分としたものであることから、ピッチングマシンによる脱落作業で燃焼設備を損傷させることがない。さらに、脱落した燃焼生成灰塊の回収、再利用に際してもボールの分別作業が不必要となる効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を説明する石炭火力発電所の燃焼設備の概略を例示する縦断面図。
【図２】本発明の実施の形態を示したピッチングマシンの概略図。
【図３】本発明の実施の形態を示した燃焼生成灰ボールの成形型の縦断面図。
【符号の説明】
１　　　　成形型
８　　　　ボール
１１　　　燃焼塔
１３　　　ボイラ水管
１９　　　窓孔
２０　　　ピッチングマシン
【図１】
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【図２】
2004116909.tif 000004
【図３】
2004116909.tif 000005