(57)【要約】  コークス乾式消火設備は、壁部３ａに囲繞された冷却室を有する冷却塔３と、冷却塔に設けられ、冷却室内にガスを供給するガス供給部と、冷却塔の壁部のうち、ガス供給部よりも鉛直方向の上方に形成され、冷却室に開口する小煙道１３と、小煙道に設けられ、小煙道を、上段フリュー１３ｃ１、および、上段フリューよりも冷却塔の径方向外側に位置する下段フリュー１３ｃ２に仕切る仕切部材１００と、少なくとも下段フリューの圧力を検知する圧力検知部２００と、を備える。
2019221282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁部に囲繞された冷却室を有する冷却塔と、
前記冷却塔に設けられ、前記冷却室内にガスを供給するガス供給部と、
前記冷却塔の前記壁部のうち、前記ガス供給部よりも鉛直方向の上方に形成され、前記冷却室に開口する小煙道と、
前記小煙道に設けられ、前記小煙道を、鉛直方向に複数のフリューに仕切る仕切部材と、
少なくとも、複数の前記フリューのうち鉛直方向の最も下方に位置する最下段フリューの圧力を検知する圧力検知部と、
を備えるコークス乾式消火設備。
【請求項２】
前記圧力検知部は、
前記最下段フリューの圧力を検知する下部検知部と、
前記下部検知部よりも鉛直方向の上方の圧力を検知する上部検知部と、
前記下部検知部により検知された圧力と、前記上部検知部により検知された圧力との差圧を導出する差圧導出部と、
を含む請求項１に記載のコークス乾式消火設備。
【請求項３】
前記上部検知部は、前記仕切部材の上端よりも鉛直方向の上方の圧力を検知する請求項２に記載のコークス乾式消火設備。
【請求項４】
前記差圧導出部によって導出された差圧が予め設定された閾値以上になると所定の報知を行う制御部を備える請求項２または３に記載のコークス乾式消火設備。
【請求項５】
前記圧力検知部は、複数の異なる前記小煙道に設けられる請求項１から４のいずれか１項に記載のコークス乾式消火設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、コークス乾式消火設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コークス乾式消火設備が知られている。コークス乾式消火設備は、コークス炉から押し出されるコークスを消火、冷却する。コークス乾式消火設備は、冷却塔を備えている。冷却塔は、予備室、および、予備室の下方に連続する冷却室が内部に形成される。コークス（赤熱コークス）は、冷却塔の頂部から予備室に装入される。コークス（赤熱コークス）は、予備室から冷却室に移動する。冷却室には、下部から不活性ガスが供給される。不活性ガスとの熱交換により、コークスが消火、冷却される。【０００３】
冷却塔には、冷却室に開口する小煙道が周方向に複数形成されている。不活性ガスは、コークスを消火、冷却しながら冷却室を上昇する。不活性ガスは、小煙道から冷却室の外部に排出される。【０００４】
特許文献１、２には、小煙道に仕切部材が設けられた、所謂２段フリュータイプのコークス乾式消火設備が開示されている。２段フリュータイプのコークス乾式消火設備では、仕切部材により、小煙道に上段フリューと下段フリューとが形成される。【０００５】
小煙道には、ガス流れに押されて、冷却室の開口の上端からコークスが侵入する。一方で、冷却室内を降下するコークスに引きずられて、小煙道内に侵入したコークスが冷却室に戻る。このように、小煙道には、コークスの流れが生じる。小煙道が複数のフリューに仕切られる２段フリュータイプでは、仕切部材が設けられないシングルフリュータイプに比べて、小煙道内に侵入するコークスの総量が低減される。そのため、２段フリュータイプでは、シングルフリュータイプに比べて、通風能力を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４１３７６７６号公報
【特許文献２】特開２０１６−２３２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
コークス乾式消火設備では、小煙道に対するコークスの侵入と脱出とが連続的になされている。このとき、小煙道に侵入するコークス（以下、「侵入コークス」という）量と、小煙道から脱出するコークス（以下、「脱出コークス」という）量とのバランスが崩れ、侵入コークス量が脱出コークス量を大きく上回ると、通常操業が不可能となる。【０００８】
そのため、一般的なコークス乾式消火設備においては、小煙道のコークス量を監視できるように、円環煙道天井部の点検口から、小煙道を目視可能に構成されている。しかしながら、上記の２段フリュータイプのコークス乾式消火設備では、仕切部材によって小煙道の目視が妨げられ、小煙道におけるコークス量の監視が困難となるおそれがある。【０００９】
上記の課題に鑑み、本開示は、小煙道における危険なコークス量を容易に監視することができるコークス乾式消火設備を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係るコークス乾式消火設備は、壁部に囲繞された冷却室を有する冷却塔と、冷却塔に設けられ、冷却室内にガスを供給するガス供給部と、冷却塔の壁部のうち、ガス供給部よりも鉛直方向の上方に形成され、冷却室に開口する小煙道と、小煙道に設けられ、小煙道を、鉛直方向に複数のフリューに仕切る仕切部材と、少なくとも、複数のフリューのうち鉛直方向の最も下方に位置する最下段フリューの圧力を検知する圧力検知部と、を備える。【００１１】
また、圧力検知部は、最下段フリューの圧力を検知する下部検知部と、下部検知部よりも鉛直方向の上方の圧力を検知する上部検知部と、下部検知部により検知された圧力と、上部検知部により検知された圧力との差圧を導出する差圧導出部と、を含んでもよい。【００１２】
また、上部検知部は、仕切部材の上端よりも鉛直方向の上方の圧力を検知してもよい。【００１３】
また、差圧導出部によって導出された差圧が予め設定された閾値以上になると所定の報知を行う制御部を備えてもよい。【００１４】
また、圧力検知部は、複数の異なる小煙道に設けられてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本開示によれば、小煙道における危険なコークス量を容易に監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、コークス乾式消火設備を説明する図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図３は、仕切部材の斜視図である。
【図４】図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図５は、仕切部材の四方向の平面図である。
【図６】図６は、仕切部材の取り付け状態を説明する図である。
【図７】図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】図８は、図７から仕切部材を取り外した状態を示している。
【図９】図９は、侵入コークス量が増加した状態を説明する図である。
【図１０】図１０は、コークス乾式消火設備の制御処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１１】図１１は、第１変形例のコークス乾式消火設備を説明する図である。
【図１２】図１２は、第２変形例の仕切部材を説明する図である。
【図１３】図１３は、第３変形例の仕切部材を説明する図である。
【図１４】図１４は、第４変形例の仕切部材を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１８】
図１は、コークス乾式消火設備１を説明する図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図１に示すように、コークス乾式消火設備１は、冷却塔３を備える。冷却塔３は、環状に形成される壁部３ａを備える。冷却塔３には、壁部３ａに囲繞された予備室５および冷却室７が設けられる。予備室５は、壁部３ａの頂部に形成される投入口５ａを備える。投入口５ａから冷却塔３内にコークスが装入される。冷却室７は、予備室５に連続する空間であり、予備室５の下方に設けられる。冷却室７の底部には、壁部３ａを貫通するガス供給口７ａ（ガス供給部）が形成される。ガス供給口７ａから冷却塔３内に、例えば窒素等の不活性ガスを主とする循環ガスが供給される。また、冷却室７の底部には、ガス分配機構９が設けられている。ガス分配機構９は、ガス供給口７ａから冷却塔３内に供給された循環ガスを分流させる。
【００１９】
壁部３ａのうち、予備室５を囲繞形成する部分には、環状煙道１１が形成される。環状煙道１１は、壁部３ａの周方向に延在する環状孔である。また、壁部３ａには、冷却室７に開口部１３ａを開口させた複数の小煙道１３が設けられる。小煙道１３は、壁部３ａのうち、ガス供給口７ａおよびガス分配機構９よりも鉛直方向の上方に位置する。小煙道１３は、冷却塔３の周方向に離隔して複数形成される。小煙道１３は、環状煙道１１と冷却室７とを連通させる。つまり、小煙道１３は、冷却室７と環状煙道１１とを繋ぐ通路である。循環ガスは、小煙道１３を介して冷却室７から環状煙道１１に排出される。
【００２０】
本実施形態では、壁部３ａのうち、環状煙道１１と予備室５とを仕切る部分を内側壁部３ｂとする。つまり、壁部３ａのうち、環状煙道１１の径方向内側が内側壁部３ｂとなる。したがって、小煙道１３の冷却室７側の開口部１３ａは、内側壁部３ｂよりも下方に位置することとなる。本実施形態では、予備室５は、小煙道１３の開口部１３ａよりも上方の空間である。開口部１３ａは、冷却室７に開口している。つまり、小煙道１３の開口部１３ａの上端部分が、予備室５と冷却室７との境界となる。
【００２１】
冷却室７の内径は、予備室５の内径よりも大きい。換言すれば、壁部３ａのうち、冷却室７を囲繞する部位の内径は、内側壁部３ｂの内径よりも大きい。壁部３ａの内周面には、内側壁部３ｂの下端から、下方に向けて内径が漸増する傾斜面３ｃが設けられる。傾斜面３ｃには、小煙道１３の開口部１３ａが形成されている。したがって、小煙道１３の開口部１３ａは、鉛直方向に対して傾斜したものとなっている。なお、内側壁部３ｂの内周面には、冷却塔３の径方向内側に突出する突起が設けられてもよい。
【００２２】
壁部３ａには、図２に示すように、環状煙道１１の環状底部１１ａが形成される。環状底部１１ａは環状に延在しており、小煙道１３の上部開口１３ｂが環状底部１１ａに開口している。環状底部１１ａには、複数の空気供給口１５が設けられている。空気供給口１５は、隣り合う上部開口１３ｂの間に位置している。複数の空気供給口１５には、図１に示すように、それぞれ分岐管１７が接続されている。複数の分岐管１７は、主配管１９を介してファン２１に接続されている。主配管１９は、分岐管１７を介し、空気供給口１５に燃焼用空気を供給する。なお、分岐管１７には、燃焼用空気の流量を調整する流量調整弁２３が設けられている。主配管１９には、制御弁２５が設けられている。
【００２３】
コークス乾式消火設備１は、重力沈降式の除塵器３１を備えている。除塵器３１は、冷却塔３に接続された除塵壁部３１ａを有している。除塵壁部３１ａ内には、煙道３３が形成されている。除塵壁部３１ａは、冷却塔３の壁部３ａと一体に構成されている。除塵壁部３１ａは、壁部３ａから冷却塔３の径方向に延在している。すなわち、壁部３ａのうち、環状煙道１１を囲繞する部位には、周方向の一部に亘って環状煙道１１を壁部３ａの外部に開口させる連通口３ｄが形成されている。除塵壁部３１ａは、連通口３ｄの周囲を覆うように、壁部３ａの外周面から冷却塔３の径方向に延在している。これにより、除塵壁部３１ａ内に形成される煙道３３は、連通口３ｄを介して環状煙道１１に連通することとなる。
【００２４】
除塵壁部３１ａは、冷却塔３から離隔するほど下方に傾斜するテーパ部３１ｂを備える。したがって、煙道３３は、冷却塔３から離隔するほど断面積が大きくなる。また、煙道３３の底面を構成する除塵壁部３１ａには、脱出口３１ｃが形成されている。テーパ部３１ｂの下流側の端部は、脱出口３１ｃに接続されている。詳しくは後述するが、冷却塔３から煙道３３に排出される循環ガスには粉塵が含まれている。循環ガス中の粉塵は、煙道３３を流通する過程で重力により循環ガスから分離され、脱出口３１ｃから系外に排出される。
【００２５】
コークス乾式消火設備１は、ボイラ４１を備える。ボイラ４１は、除塵器３１の後段に設けられる。ボイラ４１は、除塵器３１を通過した循環ガスからコークスの顕熱を熱回収する。ボイラ４１は、除塵壁部３１ａに連続するボイラ壁部４１ａを備えている。ここでは、ボイラ壁部４１ａは、除塵壁部３１ａと一体に構成されている。ボイラ壁部４１ａ内には、蒸気を生成するボイラチューブの一部であるスクリーン管４３が設けられている。スクリーン管４３は、循環ガスが通過可能となるように、隙間をあけて並列に配列されている。ボイラ壁部４１ａ内には、内部を熱媒が流通する熱交換配管４５が設けられている。熱交換配管４５の内部を流通する熱媒と、ボイラ壁部４１ａ内を流通する循環ガスとの間で熱交換が行われ、コークスの顕熱が熱回収される。
【００２６】
ボイラ４１には、循環ダクト４７が接続されている。循環ダクト４７は、ボイラ壁部４１ａのうち、熱交換配管４５よりも循環ガスの流通方向の下流側に接続される。循環ダクト４７には、循環ブロワ５１の吸入側が接続されている。この循環ブロワ５１の吐出側は、冷却塔３のガス供給口７ａに接続されている。ボイラ４１を通過した循環ガスは、循環ブロワ５１により冷却塔３に吹き込まれる。
【００２７】
上記のコークス乾式消火設備１によれば、投入口５ａから冷却塔３内にコークス（赤熱コークス）が装入される。冷却塔３内では、予備室５および冷却室７にコークスが充填されている。冷却塔３内には、循環ブロワ５１により、ガス供給口７ａおよびガス分配機構９を介して、循環ガスが供給される。循環ガスは、冷却室７内を上昇する過程でコークスを冷却する。循環ガスにより冷却されたコークスは、冷却室７の下部から切り出される。冷却室７から切り出されたコークス量に応じて、投入口５ａから新たに冷却塔３内にコークスが装入される。
【００２８】
コークスを冷却した循環ガスは、小煙道１３を介して環状煙道１１に排出される。このとき、環状煙道１１の環状底部１１ａに設けられた空気供給口１５から、燃焼用空気が供給される。燃焼用空気は、小煙道１３を通過した直後の高温の循環ガスと混合される。燃焼用空気は、混合ガス中に含まれる可燃性ガス（水素、一酸化炭素）を燃焼させる。循環ガスは、環状煙道１１から除塵器３１に導かれる。循環ガスは、煙道３３を流通する過程で、重力沈降により粉塵が分離される。循環ガスから分離された粉塵は、脱出口３１ｃから系外に排出される。
【００２９】
粉塵が分離された循環ガスは、ボイラ４１に導かれる。循環ガスは、スクリーン管４３および熱交換配管４５によって、コークスの顕熱が熱回収される。熱回収により冷却された循環ガスは、循環ダクト４７を介して循環ブロワ５１により吸入される。循環ブロワ５１に吸入された循環ガスは、再度、ガス供給口７ａから冷却塔３内に供給されることとなる。
【００３０】
ここで、小煙道１３には、仕切部材１００が設けられている。本実施形態のコークス乾式消火設備１は、仕切部材１００によって小煙道１３が複数のフリュー（通路）に仕切られた多段フリュータイプで構成される。本実施形態では、小煙道１３が、仕切部材１００によって２つのフリュー（通路）に仕切られた２段フリュータイプについて説明する。
【００３１】
図３は、仕切部材１００の斜視図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図５は、仕切部材１００の四方向の平面図である。仕切部材１００は、平板形状の本体部１０２を備えている。以下では、図３に示すｘ方向を本体部１０２の幅方向と呼び、図３に示すｙ方向を本体部１０２の長手方向と呼ぶ。本体部１０２は、図４に示すように、金属製（例えばステンレス鋼）の板材１０４に耐火物が積層されて構成されている。
【００３２】
具体的には、板材１０４は、平板形状の平面部１０４ａと、一対の側面部１０４ｂとを含む。側面部１０４ｂは、平面部１０４ａの幅方向の両端に設けられている。側面部１０４ｂは、平板形状の両端を略９０度屈曲させた断面形状である。一対の側面部１０４ｂは、本体部１０２の幅方向に対向する。平面部１０４ａおよび側面部１０４ｂは、長手方向に同じ長さだけ延在している。なお、本実施形態では、平面部１０４ａと側面部１０４ｂとが別々の部材で構成されている。しかし、これに限定されず、平面部１０４ａと側面部１０４ｂとは、１つの部材を屈曲させて成形されてもよい。
【００３３】
板材１０４は、平面部１０４ａの表面側および裏面側に、側面部１０４ｂを略９０度の角度で突出させた断面形状である。平面部１０４ａの表面側には、平面部１０４ａおよび側面部１０４ｂに囲繞された部分に、耐火物で構成される耐火物層１０６（図４にクロスハッチングで示す）が設けられている。換言すれば、本体部１０２は、板材１０４に耐火物が積層されて構成されている。ここでは、耐火物層１０６は、耐火物を粉砕した骨材に結合材が配合された不定形耐火物（キャスタブル耐火物、耐火コンクリート）で構成されている。
【００３４】
板材１０４には、複数の補強部材１０８が設けられている。補強部材１０８は、キャスタブルアンカーやアンカーボルト等の棒部材で構成される。補強部材１０８は、金属製である。補強部材１０８は、例えば、Ｖ字形状に形成される。ただし、補強部材１０８は、Ｕ字形状、Ｊ字形状、あるいは、Ｌ字形状など、Ｖ字形状と異なる形状を有していてもよい。補強部材１０８は、板材１０４に溶接される。ただし、補強部材１０８は、板材１０４に締結されてもよいし、板材１０４に嵌合されてもよい。複数の補強部材１０８は、本体部１０２の幅方向に互いに離隔して配される。複数の補強部材１０８は、本体部１０２の長手方向に互いに離隔して配される。つまり、複数の補強部材１０８は、本体部１０２に格子状あるいは千鳥状に配置される。補強部材１０８は、Ｖ字形状部が耐火物層１０６内に埋設される。換言すれば、補強部材１０８のＶ字形状部は、不定形耐火物に被覆されている。このように、補強部材１０８は、耐火物層１０６内に配される。
【００３５】
平面部１０４ａを境にして耐火物層１０６と反対側、すなわち、板材１０４の背面側には、耐火物層１１０が設けられている。ここでは、耐火物層１１０は、定形耐火物（耐火煉瓦または耐火断熱煉瓦）で構成されている。このように、仕切部材１００の本体部１０２は、板材１０４の表面側に耐火物層１０６が積層され、板材１０４の背面側に耐火物層１１０が積層されている。換言すれば、本体部１０２は、板材１０４が耐火物層１０６、１１０で被覆されている。
【００３６】
なお、ここでは、耐火物層１０６が不定形耐火物で構成され、耐火物層１１０が定形耐火物で構成されることとした。つまり、本体部１０２に設けられる耐火物には、不定形耐火物が含まれることとした。しかしながら、例えば、耐火物層１０６、１１０の双方が不定形耐火物または定形耐火物で構成されてもよい。また、耐火物層１０６が定形耐火物で構成され、耐火物層１１０が不定形耐火物で構成されてもよい。さらには、耐火物層１０６、１１０のいずれか一方のみが設けられてもよい。
【００３７】
仕切部材１００は、図３および図５に示すように、本体部１０２の幅方向の両側面に設けられた一対の係止部１２０を備える。一対の係止部１２０は、本体部１０２の幅方向に互いに離隔している。係止部１２０は、本体部１０２の長手方向の一端（上端）に設けられ、本体部１０２の背面側に突出する。係止部１２０のうち、本体部１０２よりも背面側に突出する底部１２０ａは、仕切部材１００が小煙道１３に取り付けられた状態で、水平方向（冷却塔３の径方向）に延在する。係止部１２０は、底部１２０ａから鉛直方向に突出する嵌合部１２２を備える。嵌合部１２２は、底部１２０ａのうち、本体部１０２から離隔する側に連続している。
【００３８】
なお、係止部１２０は、不定形耐火物で構成されてもよいし、定形耐火物で構成されてもよい。例えば、本体部１０２の耐火物層１０６を延在させて係止部１２０（嵌合部１２２）を形成してもよい。また、本体部１０２の耐火物層１１０を延在させて係止部１２０（嵌合部１２２）を形成してもよい。また、本体部１０２の板材１０４を幅方向に突出させ、板材１０４の突出部位を耐火物で被覆して係止部１２０を構成してもよい。
【００３９】
さらに、仕切部材１００は、図５に示すように、本体部１０２の背面側に脚部１３０を備える。脚部１３０は、本体部１０２の背面に対して、略直角に突出する。脚部１３０は、本体部１０２の幅方向および長手方向の中央近傍に位置する。脚部１３０の幅方向の長さは、本体部１０２の幅方向の長さよりも短い。また、脚部１３０の長手方向の長さは、本体部１０２の長手方向の長さよりも短い。脚部１３０は、本体部１０２の長手方向の下端よりも鉛直方向の上方に設けられている。ここでは、脚部１３０が、本体部１０２の背面側に設けられる耐火物層１１０と同じ定形耐火物で構成されている。ただし、脚部１３０の材質は特に限定されるものではなく、金属、耐火物およびこれらの組み合わせのいずれで構成されてもよい。
【００４０】
図６は、仕切部材１００の取り付け状態を説明する図である。図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。図８は、図７から仕切部材１００を取り外した状態を示している。上記したように、小煙道１３は、壁部３ａの周方向に互いに離隔して複数設けられている。以下では、小煙道１３を囲繞する壁部３ａのうち、内側壁部３ｂに対して冷却塔３の径方向に対向する部分を外側壁部３ｅとして説明する。内側壁部３ｂおよび外側壁部３ｅを繋ぐ部分を接続壁部３ｆ（図８参照）として説明する。
【００４１】
図６に示すように、小煙道１３は、下側通路１３ｃと、上側通路１３ｄとを備える。下側通路１３ｃは、開口部１３ａから斜め上方に向かって延在する。上側通路１３ｄは、下側通路１３ｃの上方に連続し、鉛直方向に沿って延在する。上側通路１３ｄは、上記した環状煙道１１の環状底部１１ａに開口する上部開口１３ｂ（図２参照）を含む。
【００４２】
小煙道１３を囲繞する壁部３ａ（接続壁部３ｆ）には、支持壁部３ｇが設けられる。図６においては、理解を容易とするため、支持壁部３ｇを黒塗りで示している。支持壁部３ｇは、図８に示すように、壁部３ａのうち、周方向に対向する対向面に設けられる。つまり、小煙道１３には、２つの支持壁部３ｇが周方向に離隔して対向配置されている。支持壁部３ｇは、壁部３ａから小煙道１３内に向けて突出する。支持壁部３ｇは、水平部３ｇ１および傾斜部３ｇ２を備える。水平部３ｇ１は、図６に示すように、小煙道１３の開口部１３ａよりも鉛直方向の上方に位置する。水平部３ｇ１は、上側通路１３ｄ内に位置している。水平部３ｇ１は、水平方向に延在している。傾斜部３ｇ２は、水平部３ｇ１から下方に延在し、下側通路１３ｃ内に位置している。傾斜部３ｇ２は、下端側が上端側よりも径方向の内側に位置する向きに傾斜している。
【００４３】
支持壁部３ｇには、仕切部材１００が載置される。具体的には、水平部３ｇ１上に、仕切部材１００の底部１２０ａが載置される。また、傾斜部３ｇ２上に、本体部１０２の幅方向の両側面が載置される。上記したように、本体部１０２の幅方向の両側面には、金属製の板材からなる側面部１０４ｂが設けられている（図４参照）。傾斜部３ｇ２には、側面部１０４ｂが載置されることとなる。
【００４４】
嵌合部１２２は、水平部３ｇ１よりも鉛直方向の下方に突出する。本体部１０２の背面と嵌合部１２２によって、水平部３ｇ１が挟持される。これにより、仕切部材１００の脱落が防止される。このように、仕切部材１００は、支持壁部３ｇにより、小煙道１３内に保持される。仕切部材１００が小煙道１３内に保持された状態では、脚部１３０の突出方向の先端部分が壁部３ａに接触する。ただし、仕切部材１００が小煙道１３内に保持された状態で、脚部１３０の突出方向の先端部分と壁部３ａとの間に僅かな隙間が形成されてもよい。
【００４５】
仕切部材１００により、小煙道１３は、下側通路１３ｃが２つのフリューに仕切られる。すなわち、小煙道１３の下側通路１３ｃは、上段フリュー１３ｃ１と、下段フリュー１３ｃ２とに仕切られる。下段フリュー１３ｃ２は、上段フリュー１３ｃ１よりも鉛直方向の下方（冷却塔３の壁部３ａ側（冷却塔３の径方向外側））に位置する。ここでは、下段フリュー１３ｃ２が、複数のフリューのうち鉛直方向の最も下方に位置する最下段フリューとなる。仕切部材１００の本体部１０２は、表面が上段フリュー１３ｃ１に面し、裏面が下段フリュー１３ｃ２に面する。したがって、仕切部材１００の本体部１０２は、板材１０４の上段フリュー１３ｃ１側の面に耐火物層１０６（不定形耐火物）が設けられることとなる。また、仕切部材１００の本体部１０２は、板材１０４の下段フリュー１３ｃ２側の面に耐火物層１１０（定形耐火物）が設けられることとなる。仕切部材１００の脚部１３０は、下段フリュー１３ｃ２に設けられる。脚部１３０は、下段フリュー１３ｃ２に面する本体部１０２の裏面から壁部３ａに向けて延在することとなる。
【００４６】
図６に示すように、小煙道１３には、開口部１３ａからコークスが侵入する。小煙道１３に侵入した侵入コークスは、仕切部材１００に接触する。つまり、仕切部材１００は、高温雰囲気に晒された状態で侵入コークスが接触し、粉コークスが衝突する。そのため、仕切部材１００は、コークスによって損耗しやすい状態におかれている。本実施形態の仕切部材１００は、金属製の板材１０４に耐火物が積層された本体部１０２を有しているため、耐熱性および耐摩耗性が高い。したがって、仕切部材１００の耐用年数が長くなり、メンテナンスの頻度を低減することができる。なお、装入コークス温度等の運転条件により、通過ガスの温度、流速、ガス中の粉コークスが変わる。そのため、仕切部材１００の材質は、プラントごとに決めるとよい。
【００４７】
仕切部材１００の本体部１０２には、上段フリュー１３ｃ１側からコークスの荷重が作用する。本体部１０２は、補強部材１０８により、板材１０４と耐火物層１０６とが一体化されている。そのため、仕切部材１００は、コークスの荷重にも十分に耐えることができる。上段フリュー１３ｃ１側から作用するコークスの荷重により、本体部１０２は、冷却塔３の径方向外側に押圧される。本体部１０２の背面側には、脚部１３０が設けられている。したがって、コークスの荷重は、脚部１３０を介して壁部３ａに作用する。また、本体部１０２の幅方向の両端は、支持壁部３ｇによって支持されている。したがって、コークスの荷重は、壁部３ａで受けられることとなり、仕切部材１００のクリープ強度が向上する。
【００４８】
仕切部材１００は、支持壁部３ｇに載置するだけでよいため、交換作業が容易であり、コークス乾式消火設備１の稼働率を高めることができる。
【００４９】
下段フリュー１３ｃ２における侵入コークスの高さは、上段フリュー１３ｃ１における侵入コークスの高さよりも低い。脚部１３０は、通常操業時の下段フリュー１３ｃ２における侵入コークスの高さ位置よりも上方に設けられている。つまり、脚部１３０は、本体部１０２の下端よりも上方に設けられることで、コークスとの接触が回避され、通風能力にも悪影響が与えられない。一方で、脚部１３０は、その一部もしくは全体が、本体部１０２のうち、上段フリュー１３ｃ１における侵入コークスの高さよりも低い範囲に設けられている。このように、脚部１３０は、本体部１０２の中央近傍から下端側に向けて延在している。脚部１３０により、上段フリュー１３ｃ１側から本体部１０２に作用する侵入コークスの荷重が、冷却塔３の壁部３ａに作用しやすい。ただし、脚部１３０の配置や形状はこれに限らない。
【００５０】
なお、コークス乾式消火設備１の操業中は、小煙道１３に対するコークスの侵入と脱出とが連続的になされている。このとき、小煙道１３への侵入コークス量と、小煙道１３からの脱出コークス量とのバランスが崩れることがある。そして、侵入コークス量が脱出コークス量を大きく上回ると、通常操業が不可能となる。そのため、小煙道１３のコークス量を常時監視する必要がある。
【００５１】
ところが、仕切部材１００が設けられると、小煙道１３の視認性が低下し、小煙道１３におけるコークス量の監視が困難となるおそれがある。侵入コークス量が限度を超えたのに気づかずに放置すると、侵入コークス量が勝手に増加し、不可逆状態へ至る。そのため、小煙道１３内の侵入コークス量を常時監視し、侵入コークス量を知る手段が重要となる。
【００５２】
本実施形態のコークス乾式消火設備１は、小煙道１３におけるコークス量を推定するための圧力検知部２００を備える。圧力検知部２００は、下部検知部２００ａ、上部検知部２００ｂおよび差圧導出部２００ｃを備える。下部検知部２００ａは、一端が下段フリュー１３ｃ２に開口し、他端が差圧導出部２００ｃに接続される配管を含む。下部検知部２００ａは、下段フリュー１３ｃ２の圧力を検知する。上部検知部２００ｂは、一端が上側通路１３ｄに開口し、他端が差圧導出部２００ｃに接続される配管を含む。上部検知部２００ｂは、小煙道１３のうち、下部検知部２００ａ、より厳密には、仕切部材１００の上端よりも鉛直方向の上方（ここでは上側通路１３ｄ）の圧力を検知する。差圧導出部２００ｃは、下部検知部２００ａにより検知された圧力と、上部検知部２００ｂにより検知された圧力との差圧を導出する。
【００５３】
本実施形態では、圧力検知部２００は、複数の異なる小煙道１３に設けられる。具体的には、図２に示すように、冷却塔３の周方向に離隔して４つの圧力検知部２００が設けられる。これらの圧力検知部２００は、冷却塔３のうち、除塵器３１の煙道３３に連通する連通口３ｄの近傍に配される１つの圧力検知部２００を除いて、周方向に大凡９０度の位相をずらして配されている。
【００５４】
図６に示すように、下部検知部２００ａは、コークス乾式消火設備１の通常操業時において、下段フリュー１３ｃ２のうちコークスが侵入し得る位置よりも上方の圧力を検知する。したがって、小煙道１３における侵入コークス量が適正範囲内であれば、下部検知部２００ａが検知する圧力と、上部検知部２００ｂが検知する圧力との差は小さい。
【００５５】
図９は、侵入コークス量が増加した状態を説明する図である。小煙道１３への侵入コークス量と、小煙道１３からの脱出コークス量とのバランスが崩れると、図９に示すように、上段フリュー１３ｃ１内の侵入コークス量が増加する。この場合、上段フリュー１３ｃ１内の侵入コークスは、仕切部材１００を乗り越えて下段フリュー１３ｃ２に上方から侵入する。その結果、下段フリュー１３ｃ２の侵入コークス量が増加する。このとき、下段フリュー１３ｃ２において、侵入コークスが下部検知部２００ａを塞ぐと、下部検知部２００ａが検知する圧力が高くなる。
【００５６】
その結果、下部検知部２００ａが検知する圧力と、上部検知部２００ｂが検知する圧力との差が大きくなる。このように、下段フリュー１３ｃ２と上側通路１３ｄとの差圧は、小煙道１３におけるコークス量と相関性（比例関係）を有している。したがって、下段フリュー１３ｃ２と上側通路１３ｄとの差圧によって、小煙道１３における侵入コークス量を推定することができる。
【００５７】
コークス乾式消火設備１は、制御部２０２および報知部２０４を備える。制御部２０２は、差圧導出部２００ｃによって導出された差圧が、予め設定された閾値以上であるかを判定する判定処理を行う。報知部２０４は、警報が出力されるスピーカや表示部等で構成される。制御部２０２は、判定処理により差圧が閾値以上であると判定した場合に、報知部２０４から警報を出力する。
【００５８】
図１０は、コークス乾式消火設備１の制御処理の一例を説明するフローチャートである。制御部２０２は、図１０に示す処理を所定時間おきに繰り返し行う。制御部２０２は、圧力検知部２００（差圧導出部２００ｃ）から差圧を取得する（Ｓ１）。制御部２０２は、取得した差圧が予め設定された閾値以上であるかを判定する判定処理を行う（Ｓ２）。そして、差圧が閾値以上であると判定した場合（Ｓ３のＹＥＳ）、制御部２０２は、報知部２０４から警報を出力して所定の報知を開始する（Ｓ４）。一方、差圧は閾値以上ではないと判定した場合（Ｓ３のＮＯ）、制御部２０２は、全ての圧力検知部２００について判定処理が終了したかを判定する（Ｓ５）。そして、全ての圧力検知部２００について判定処理が終了していれば（Ｓ５のＹＥＳ）、当該処理を終了する。また、全ての圧力検知部２００について判定処理が終了していなければ（Ｓ５のＮＯ）、判定処理が行われていない圧力検知部２００について、上記の処理を繰り返し行う。
【００５９】
以上のように、本実施形態のコークス乾式消火設備１によれば、下段フリュー１３ｃ２と上側通路１３ｄとの差圧により、小煙道１３の侵入コークス量が特定される。したがって、小煙道１３における侵入コークス量を、精度よく、しかも、容易に監視することが可能となる。
【００６０】
図１１は、第１変形例のコークス乾式消火設備１Ａを説明する図である。第１変形例のコークス乾式消火設備１Ａは、小煙道１３に２つの仕切部材１００が設けられる点が上記実施形態と異なる。したがって、ここでは、上記実施形態と同じ構成については説明を省略し、上記実施形態と異なる点について説明する。コークス乾式消火設備１Ａは、小煙道１３内に２つの支持壁部３ｇを備える。２つの支持壁部３ｇは、鉛直方向に離隔して設けられている。２つの支持壁部３ｇには、それぞれ仕切部材１００が載置されている。２つの仕切部材１００は、鉛直方向に離隔して小煙道１３内に配されている。
【００６１】
小煙道１３の下側通路１３ｃは、２つの仕切部材１００により、上段フリュー１３ｃ１、下段フリュー１３ｃ２および中段フリュー１３ｃ３の３つのフリュー（通路）に仕切られる。上段フリュー１３ｃ１は、下段フリュー１３ｃ２および中段フリュー１３ｃ３よりも鉛直方向の上方に位置している。下段フリュー１３ｃ２は、３つのフリューの中で最も鉛直方向の下方に位置している。つまり、コークス乾式消火設備１Ａにおいて、下段フリュー１３ｃ２は、複数のフリューのうち、鉛直方向の最も下方に位置する最下段フリューとなる。
【００６２】
中段フリュー１３ｃ３は、上段フリュー１３ｃ１および下段フリュー１３ｃ２の間に位置している。すなわち、中段フリュー１３ｃ３は、２つの仕切部材１００の間に位置している。
【００６３】
鉛直方向の上方に設けられる仕切部材１００の脚部１３０は、突出方向の先端側の面が、鉛直方向の下方に設けられる仕切部材１００の本体部１０２の表面に接触する。これにより、相対的に鉛直方向の上方に位置する仕切部材１００に作用する侵入コークスの荷重を、相対的に鉛直方向の下方に位置する仕切部材１００を介して、壁部３ａが受けることとなる。なお、中段フリュー１３ｃ３と上段フリュー１３ｃ１とを仕切る仕切部材１００の脚部１３０の少なくとも一部は、上段フリュー１３ｃ１における侵入コークスの高さよりも低い範囲に設けられる。また、中段フリュー１３ｃ３と下段フリュー１３ｃ２とを仕切る仕切部材１００の脚部１３０の少なくとも一部は、中段フリュー１３ｃ３における侵入コークスの高さよりも低い範囲に設けられている。これにより、侵入コークスの荷重が、冷却塔３の壁部３ａに作用しやすい。ただし、脚部１３０の配置や形状はこれに限らない。
【００６４】
また、コークス乾式消火設備１Ａにおいても、上記実施形態と同様に、下部検知部２００ａは、複数のフリューのうち鉛直方向の最も下方に位置する下段フリュー１３ｃ２（最下段フリュー）の圧力を検知する。
【００６５】
以上説明したように、第１変形例のコークス乾式消火設備１Ａによれば、下側通路１３ｃが３つのフリューに仕切られる。これにより、さらに通風能力を向上させることができる。
【００６６】
図１２は、第２変形例の仕切部材１００Ａを説明する図である。第２変形例の仕切部材１００Ａは、図１２に示すように、板材１０４の背面側に耐火物層１１０が設けられていない点が上記実施形態と異なる。つまり、仕切部材１００Ａは、平面部１０４ａの背面側が露出している。換言すれば、仕切部材１００Ａは、本体部１０２の最も背面側（相対的に鉛直方向の下方に位置するフリューに面する側）に板材１０４が設けられている。
【００６７】
本体部１０２には、侵入コークスの荷重が作用する。そのため、本体部１０２には、幅方向の中央側が背面側に突出する向きに曲げ応力が作用する。仕切部材１００Ａは、曲げ応力が相対的に大きくなる背面側に板材１０４が設けられる。ここで、板材１０４の背面側（すなわち、下段フリュー１３ｃ２側（図６参照））は、板材１０４の表面側（すなわち、上段フリュー１３ｃ１側（図６参照））に比べて比較的低温である。そのため、第２変形例の板材１０４の背面側には、上記実施形態の耐火物層１１０が設けられていない。これにより、第２変形例の仕切部材１００Ａは、上記実施形態の仕切部材１００よりも軽量化を図ることができる。なお、ここでは、板材１０４の表面側に、不定形耐火物で構成される耐火物層１０６が設けられている。しかし、これに限定されず、板材１０４の表面側に、定形耐火物で構成される耐火物層１１０が設けられてもよい。
【００６８】
図１３は、第３変形例の仕切部材１００Ｂを説明する図である。第３変形例の仕切部材１００Ｂは、図１３に示すように、板材１０４の表面側および背面側の双方に耐火物層１０６が設けられている。また、板材１０４の表面側および背面側の双方に補強部材１０８が設けられている。したがって、板材１０４の表面側および背面側の双方に設けられる耐火物層１０６には、いずれも補強部材１０８が設けられている。さらに、仕切部材１００Ｂは、本体部１０２（板材１０４および耐火物層１０６）の幅方向の中央側が両端側に比べて、表面側に突出するように湾曲している。
【００６９】
なお、ここでは、板材１０４の表面側および背面側の双方に、不定形耐火物で構成される耐火物層１０６が設けられている。しかし、これに限定されず、板材１０４の表面側および背面側のいずれか一方または双方に、定形耐火物で構成される耐火物層１１０が設けられてもよい。また、本体部１０２（板材１０４および耐火物層１０６）は、幅方向の中央側が両端側に比べて、背面側に突出するように湾曲してもよい。
【００７０】
図１４は、第４変形例の仕切部材１００Ｃを説明する図である。第４変形例の仕切部材１００Ｃは、図１４に示すように、板材１０４の表面側に耐火物層１０６が設けられている。そして、仕切部材１００Ｃは、本体部１０２（板材１０４および耐火物層１０６）の幅方向の中央側が両端側に比べて、表面側に突出するように湾曲している。なお、ここでは、板材１０４の表面側に、不定形耐火物で構成される耐火物層１０６が設けられている。しかし、これに限定されず、板材１０４の表面側に、定形耐火物で構成される耐火物層１１０が設けられてもよい。また、本体部１０２（板材１０４および耐火物層１０６）は、幅方向の中央側が両端側に比べて、背面側に突出するように湾曲してもよい。
【００７１】
なお、上記の第２変形例〜第４変形例の仕切部材１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃは、実施形態のコークス乾式消火設備１、および、第１変形例のコークス乾式消火設備１Ａの双方に適用可能である。
【００７２】
また、上記実施形態および第１変形例では、圧力検知部２００が、下部検知部２００ａ、上部検知部２００ｂおよび差圧導出部２００ｃを備えることとした。しかしながら、圧力検知部２００は、例えば、下部検知部２００ａのみを備えてもよい。この場合、下部検知部２００ａが検知する圧力によって、侵入コークス量を推定すればよい。いずれにしても、圧力検知部２００は、少なくとも下段フリュー１３ｃ２の圧力を検知すればよい。
【００７３】
また、上記実施形態および第１変形例では、上部検知部２００ｂが、仕切部材１００の上端よりも鉛直方向の上方の圧力、すなわち、上側通路１３ｄの圧力を検知する場合について説明した。しかしながら、上部検知部２００ｂは、下部検知部２００ａよりも上方であれば、例えば、上段フリュー１３ｃ１の圧力を検知してもよいし、下段フリュー１３ｃ２の圧力を検知してもよい。
【００７４】
また、上記実施形態および第１変形例では、圧力検知部２００が複数の異なる小煙道１３に設けられることとしたが、圧力検知部２００は１つのみ設けられてもよい。また、圧力検知部２００は、冷却塔３の周方向のいずれの位置に設けられてもよい。
【００７５】
また、上記実施形態および第１変形例では、差圧が閾値以上になった場合に、制御部２０２が報知部２０４から警報を出力（所定の報知）することとした。しかしながら、制御部２０２は、警報の出力に代えて、あるいは、警報の出力に加えて、コークス乾式消火設備１の操業を停止させる等、運転条件を変更してもよい。
【００７６】
また、上記実施形態および第１変形例では、複数の圧力検知部２００のうち、いずれか１つの圧力検知部２００において差圧が閾値以上になった場合に、制御部２０２が警報を出力することとした。しかしながら、２以上の圧力検知部２００において差圧が閾値以上になった場合に警報を出力してもよい。このようにすれば、誤報を防止することができる。
【００７７】
また、上記実施形態では、下側通路１３ｃが２つのフリューに仕切られ、上記第１変形例では、下側通路１３ｃが３つのフリューに仕切られるが、下側通路１３ｃは、４つ以上のフリューに仕切られてもよい。
【００７８】
以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本開示は、コークス乾式消火設備に利用することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１：コークス乾式消火設備  ３：冷却塔  ３ａ：壁部  ７：冷却室  ７ａ：ガス供給口（ガス供給部）  １３：小煙道  １３ｃ１：上段フリュー  １３ｃ２：下段フリュー  １００：仕切部材  ２００：圧力検知部  ２００ａ：下部検知部  ２００ｂ：上部検知部  ２００ｃ：差圧導出部  ２０２：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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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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