JPS58140633A

JPS58140633A - 貯炭パイルの自然発火監視方法

Info

Publication number: JPS58140633A
Application number: JP11597281A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Koyata; 小谷田　一男; Tetsuo Ono; 哲夫小野; Masaaki Orimoto; 正明織本; Tatsujiro Shimizu; 清水　達二郎
Original assignee: Electric Power Development Co Ltd; Central Research Institute of Electric Power Industry
Current assignee: Electric Power Development Co Ltd; Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority date: 1981-07-24
Filing date: 1981-07-24
Publication date: 1983-08-20
Also published as: JPH0138259B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は石炭の自然発火監視方法に関するものである。

近年における石油の供給不安にもとづき、従来主として
用いられている石油焚火力発電所に代って、石炭焚火力
発電所が見直されつつあり、既にその一部は建設を終了
して稼動を開始している。

ところでこの場合使用される石炭としては価額二が安価
であり供給が安定している中国、南アフリカ、豪州など
の海外炭が多く使用されているが、その輸入コストの低
下などから１回の輸入扱い量は極めて多く、従ってまた
貯炭量も５０〜５０万トンと従来のそれの２〜５倍にも
及ぶ大きなものとなる。

このためその積み付け、払出しの省力化、効率化などか
ら、従来のブルドーザに代って揚運炭機　　　゛のよう
な大形機械が採用され始めているが、このような機械積
み貯炭では、ブルドーザによる方法のような圧縮積みが
出来ず、空気流通間隙の太きい自然積貯炭とならざるを
得ない。その結果空気中の含酸素による酸化によって石
炭は自己発熱し、これにもとづく貯炭内部の温度−ヒ昇
により自然発火を生ずる機会が圧縮積みに比して太きい
。そこでこの自然発火の可能性を監視するための方法と
して、例えば熱電対温度センサ、半導体温度センサを貯
炭パイル中に無作意に挿入して、温度の上昇箇所を直接
測定する方法が提案されている。しかし自然積みされた
貯炭パイルの大きは、前記したような扱い量の増大から
従来見られなかった大規模なもの、例えば幅４５ｍ、長
さ９０ｍ、高さ１６ｍ（炭量的２０，０００トンの場合
）以上の厖大なものとなる。一方高温発生部は全体の大
きさに比べて小さいものであるのは勿論、風向風速など
の気象条件によって移動する。従って数１０本にも及ぶ
多数の温度センサーを用い、しかもセンサー相互の間隔
と狭くして測定しない限り、適確な高温発生部の位置を
検出することが困難である。

またこの方法では貯炭パイルが払い出しによって取り崩
されるのに合せて温度センサーの撤収を行わなければな
らないばかりか、新しい貯炭パイルが形成される毎に多
数の温度センサーの挿込みを行う極めて煩雑しかも時間
を要する作業を必要とし、温度センサの数も多いことか
らそのデータ処理も煩雑である。その結果この方法は試
験時に適用可能であっても、作業性や経済性の面から到
底適用できない方法である。従って現在においては貯炭
パイルの取扱い作業者の肉眼監視によるものなど、従来
の経験と感に頼った方法により自然Ｓｌ火を事前に予測
して、散水による高温部の冷却を行うなどの、原始的と
も云える方法が依然として採用されている状態であり、
その改善が強く要望されている。

本発明は上記の如き大規模な貯炭パイルの場合にも、簡
単かつ適確に高′温部を検出して自然発火を未然にかつ
確実に防止しつる自然発火の監視方法を提供し、上記し
た強い要望に応えたものである。次に図面を用いてその
詳細を説明するっ最近における技術の発達は、赤外カメ
ラ更にはこれと放射温度計などとの併用により、各種物
体の表面温度を０５℃程度の温度間隔のもとて画像とし
て鮮明に表示でき、しかもその等温部分を色別は処理し
て温度分布の測定を容易とすることが可能となった。

本発明は実験的研究の結果、この技術を応用することに
より、貯炭パイル表面の温度分布の監視を適確に行いう
ることを明かにし、これによって貯炭パイルの自然発火
となりうる高温発生部を画面から確実に把握したのち、
温度センナを把握された高温部分内に挿込むことにより
、前記したように多数の温度センサーを用いることなく
迅速かつ確実【Ｃ内部温度を測定でき、これにもとづき
散水による高温部の冷却による予防措置などを適確にと
りうろことを着想したものである。

一方本発明者の研究２・こよれば自然発火前の貯炭パイ
ル内の高温部の温度曲線は、矛１図に示すように石炭の
低温酸化＋／ｃもとづく温度り昇期Ａと発熱と熱放散が
平衡した一定温度保持期間とからなっており、この一定
温度保持期において何等かの原因により、発熱と熱放散
の平衡柔性が崩れることによって、自然発火に至ること
が明らかにされた。また一方実験によって自然発火に至
らしめた貯炭パイルを切崩しながらパイル内部を観察す
ると、自然発火を生じたと思われる部分は非常によく乾
燥している。しかも一般に屋内外における貯炭パイルの
発火までの一定温度保持期間の長さ全比較測定すると、
雨水のかからな（Ａ屋内貯炭パイルの方が屋外のそれに
比べて短かいことが確認され、これから気象条件例えば
気温、湿度、風向、風速、更には酸化発熱によって生ｒ
る水分の乾燥など、貯炭パイル内部の水分の状態、例え
ばこの分野で湿分と称している石炭表面の付着水分、ま
たこの分野で水分と称している石炭細孔内の包蔵水分（
固有水分）など、堆積石炭中に含まれる全水分の状態が
自然発火の直接の原因となることが明らかにされた。即
ち雨水などによる水分の補給のないま＼熱放散が続くと
、貯炭パイル内部の乾燥となって内部の水分が少なくな
り、水分の蒸発源として熱放散されていた酸化熱が蓄積
されて、急激な温度の上昇を招いて自然発火となるもの
であって、例えば発火の条件は炭種によっても異なるが
、付着水分が１％以下或いは全水分が５％以下、温度が
８０〜９０’Ｃ以上である。

本発明は以上から前記した温度分布を示す画ｒ象により
確認された高温部の温度センサによる測定と、水分セン
サによる水分の測定例えば堆積石炭粒相互の空隙内の空
気中の湿度から、堆積石炭内の水分を求める水分ヒンサ
による石炭の水分状態の測定を併用することにより、更
に適確な自然発火の予測監視を行いうることを着想して
なされたものである。

第２図は本発明の一実施例図を示す貯炭場の斜視図、矛
５図（α１（ｂ）ｆｃ）は測定回路を示すブロック系統
図で、このうち（ｃＬ１図は温度分布の測定系統図、（
ｂ）は観測所の測定系統図、（Ｃ）は温度および水分セ
ンサによる測定系統図である。矛２図において（１）は
貯炭パイル、（２）は赤外線テレビ撮ｒ象機、（３）は
その設置鉄塔であって、貯炭パイルの側面とよい条件で
撮影できるようにその高さ位置が選定される。

（４）はアンテナ、（５）は観測所、（６）はアンテナ
であって、赤タシ線テレビ撮像１！１Ｆ２）は、才５図
（α）に示すように撮１象信号の処理回路（７）と、送
信回路（８）を備え、例えばデジタル処理された撮像腎
号ヲ１．の搬送周波数で変調してアンテナ（４）より送
信するっまた観測所（５）には１６図（ｂ）に示すよう
に受信回路（９）と信号処理回路（１す、およびテレビ
受像＠（１１）ｆ：備え、アンテナ（６）により受信し
た撮像信号の変調波を復調したのち信号処理回路（１０
）に加えて、周知の色別データ処理を行い、テレビ受ｆ
ｉｉ機（１１）に貯炭パイル表面の温度分布を、色別し
た画鐵として表示する。矛２図に戻って（１２）はテレ
ビ受像機の画面によって確認された高温部に挿込まれる
温度センサ、例えば半導体温度センサで１，１−３図（
Ｃ）のように長い保護管（１６）の先端に温度検出用半
導体部（４）と、例えはアナログ−デジタルデータ変換
回路（１５）、送信回路（１６）およびアンテナ（１７
）とを備え、半導体部（４）の温度出力をｆ２の搬送周
波数出力で変換して送信する。一方観測所（５）は第５
図（ｂ）　Ｉｃ示すように温度センサ（１２）からの搬
送周波数ｆ２の送信波を受信したのち、備えた受信回路
（１８）により復調したのち、データ変換回路（１９）
によりアナログ化して自記記録計（２０）に加え、高温
部の温度を刻々と表示する。　（２１）は水分センサ例
えば静電容量型の水分センサで、温度センサ（１２）と
共に高温部に挿入される。そしてこの水分センサは１６
図（Ｃ，）のように先端に空気取入穴（２２α）を有す
る長い保護管（２２）の先端に位置されたセンサ部（２
３）と、データ変換回路（２４）、送信回路（２５）お
よび送信アンテナ（２６）とを備えて、堆積石炭の空隙
内の湿度を測定し、これを変換回路（２りにより全水分
に換算したのち出力を例えばアナログ−デジタル変換し
て、周波数！、の搬送波により変調された送信波を送信
する。一方観測所（５）は受信回路（２７）と、その出
力を例えばデジタル−アナログ変換する信号変換回路（
２８）と、自記記録計（２９）および警報回路（３０）
と備える。そして回路（２８）によりアナログ化された
全水分出力を自記記録計（２９）に連続記録させ、また
前記温度出力と共に警報回路（３０）に加えて、前記し
たように測定された温度が例えば９０℃以上全水分５％
以下となったとき、これを検出して警報を発して、散水
、払出し、積替えなどの予防措置の実行が直ちに可能と
なるようにする。

このようにすれば画像により検出された高温部にのみ温
度センサを挿込めばよいので、従来のように多数の温度
センサを用いることなく、迅速しかも確実に貯炭パイル
内部の高温部の温度を検出して、自然発火の監視を行う
ことができる。また水分センサを同時に挿込み石炭の水
分の状態を測定することにより、自然発火の監視を更に
適確に行うことができ、しかもその測定は温度センサ、
水分センサの挿込み後、記録計或いはプリンタなどによ
って自動的に表示することができるので、少ない労力で
確実な監視を行って、効果的に自然発火を阻止できる。

以上本発明を貯炭パイルが１箇の場合について説明した
が、複数筒ある場合にはテレビ撮ｒ象機の台数を増し、
例えば切換回路を用い各テレビ撮像機の出力を画像表示
することによって実現できる。

また貯炭パイルの数が増し、温度センサ、水分センサの
数が増したときには、観測所側に切換信号の送信回路を
設け、温度水分センサ側にはその受信回路を設けて１．
順次各七ンサを切換え操作して、順次記録表示させるこ
ともできる。また観測所側にテレビ撮像機のフォーカス
制御信号送信回路を設け、またテレビ撮像機側にはその
受は回路を設けて、高温部の確認を容易とするため高温
部付近を拡大して撮像することができるなどの各種の変
形が可能である。また以上では赤外線による温度分布測
定を示したが周知の放射温度計による方法、これと赤外
線による方法などを併用することができる。

第４図は実験によって得られたテレビ受像機による貯炭
パイルの温度分布を示す図で、図では黒白で示し、しか
も縮尺して示しであるため稍不鮮明であるが、テレビ受
像機の実尺で観察した場合には、確実に白で示されたＴ
によって高温部を確認することができた。また挿入セン
サの数を従来のようにセンサのみで監視する場合の数１
／１０以下とすることができ、作業性において経済性に
おいて有利であることが確認された。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば貯炭パ
イルにおける石炭の自然発火を簡単しかも確実に監視し
て、予防対策を講じ得られるもので、１回の取扱い量が
多い輸入炭の管理に貢献するものである。

【図面の簡単な説明】

１−１図は堆積石炭内部の温度曲線の一例を示す図１，
１−２図および矛６図は本発明の一実施例を示す貯炭場
の斜視図、および測定回路を示すブロック系統図、矛４
図は貯炭パイル表面の温度分布を示すテレビ画像の撮影
図である。（１）・・・貯炭パイル、　（２）・・・赤外線テレビ
撮像機、（３）・・・鉄塔、　（４）・・・アンテナ、
　（５）・・・観測所、（６）・・・アンテナ、　（７
）・・・処理回路、　（８）・・・送信ｉ路、（９）・
・・受信回路、　　（１０）・・・信号処理回路、　　
（１１）・・・テレビ受像機、　　（１２）・・・温度
センサ、　　（１３）・・・保護管、　　（１４）・・
・半導体センサ部、　　（１５）・・・データ変換回路
、　　（１６）・・・送信回路、　　（１７）・・・ア
ンテナ、（１８）・・・受信回路、　　（１９）・・・
データ変換回路、（２０）・・・記録計、　　（２１）
・・・湿度センサ、　　（２２）・・・保護管、　　（
２３）・・・セ／す部、　　（２４）・・・データ変換
回路、　（２５）送信回路、　（２６）・・・アンテナ
、（２７）・・・受信回路、　　（２８）・・・信号変
換回路、（２９）・・・自記記録計、　（３０）・・・
警報回路。特許出願人　　財団法人　電力中央研究所外１名代理人弁理士大塚　学

Claims

【特許請求の範囲】

（１）貯炭パイルの表面温度分布を測定して高温部を求
め、ここに温度検出器を挿入して温度検出を行い、これ
から自然発火を監視することを特徴とする石炭の自然発
火監視方法。
（２）貯炭パイルの表面温度分布を測定して高温部を求
め、ここに温度検出器および水分検出器を挿入し７て、
両者から自然発火を監視することを特徴とする石炭の自
然発火監視方法。