JPS59193151A - 給炭管閉塞防止方法 - Google Patents

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】 この発明は石炭粉砕装置、特に給炭管における石炭の閉
塞を防止する方法に関する。

最近の燃料事情の変化に対応して使用する燃料も石油か
ら石炭に転換している。この場合火力発電所用大型ボイ
ラを始めとして事業所用大型ボイラにあっては燃焼性及
び制御性が良好であることから石炭を微粉砕し、この微
粉砕した粉末状の石炭（以下「微粉炭」と称する）を使
用している。

第１図はこの石炭粉砕装置のうぢ竪形ボールミルと称さ
れる粉砕装置を示す。粉砕を行うべき石炭Ｃは粉砕装置
本体ｌの給炭管８を落下し粉砕部に至る。粉砕部は加圧
装置４により押圧力を加えられた上部固定輪６．駆動装
置４１によって回転する下部転＠９．これら上部固定輪
６及び下部転輪９の間に配置し下部転＠９の回転と共に
転勤する複数個の粉砕用ボール７とから形成しである。

粉砕部に至った石炭は下部転輪９の回転により生じる遠
心力によって粉砕ボール配置部に移動し粉砕される。粉
砕された石炭は空気口１７から供給される空気（通常は
石炭の乾燥も行うため高温の空気としている）により装
置内を上昇する。粉砕炭を含有する気流は分級ａ１１の
ガイドベーン］−２において旋回力を与えられ、この分
級器１１内に流入する。分級器１１においてはこの気流
の旋回により大径粒子は分級器内を下降して粉砕部に落
下し再粉（卆され、一方微粉炭は気流と共に微粉炭管１
３に流入しバーナに気流輸送される。

以上の構成の粉砕装置において、給炭管８の下部を中心
として石炭の付着及びこの石炭何着による給炭管の閉塞
事故が何件が報告されており、この事故に対する対策が
強く望まれている。

ここで石炭付着の過程について説明すると、ボイラで使
用する石炭については種々の性状を有するものがあるが
、このうち鉱物質（通常「灰分」と称している）を有す
る石炭も多く、特にカロリー調整用として他の石炭に混
合して使用されるスラッジ炭と称する低品位炭の場合に
は灰分が多い。この様な灰分の多いスラッジ炭中には、
カオリナイトもしくはマスコバイトといった粘土外を多
量に含むものがある。周知のように粘土は、水で湿らせ
た状態のものを乾燥すると強く固着、固化する性質を有
するため、粘土外を含む石炭もこの性質を有することに
なる。第１図において給炭管８から供給される石炭Ｃは
貯炭場の謔境等からして相当量の水分を含んでおり、こ
の石炭が給炭管８の下部を中心として熱空気により乾燥
し管体内壁に付着する。

この付着層が徐々に成長し、最後には給炭管は閉塞して
しまい粉砕装置は使用不能となってしまう。このため、
下部転＠９に対して掻き取り装置を立設し、下部転輪９
の回転力を利用して給炭管内面の付着層を掻き取ったり
、または他の動力源により掻き取り作業を行う装置が提
案された。しかしこの装置は固化した石炭層の掻き取り
を必ずしも十分に行うことができず、かえって給炭管内
面に損傷を与える等の事故も生じている。

次に、付着成長した石炭層を掻き取すかわりに、あらか
じめ給炭管内面に水を流下させ、給炭管下部においても
粘土外が付着固化しないようにした方法が提案された。

この方法は石炭の付着、固化を良好に防止し得る反面、
粉砕装置・　に対して水を供給し、石炭の乾燥とは相反
する操作を行うため、多量の水を供給すると分級器にお
ける分級率が低下したり、微粉炭の燃焼性が低下する等
の問題を生じる。

この発明の目的は上述した問題点に鑑み、給炭管に対す
る石炭の付着を効果的に防止でき、しかも石炭の分級率
や微粉炭の燃焼性が低下することのない方法を提供する
ことにある。

要するにこの発明は石炭が給炭管内に付着せずに落下し
得るのに必要最少限の水を供給するように構成した方法
に関する。

以下この発明の実施例につき説明する。

先ず発明者等は粘土を含有する石炭の給炭管内壁に対す
る付着状況を詳細に検討した結果次の事を見出した。す
なわち石炭の表面水分が多いと親水性を有する粘土が石
炭中でスラリー化し、それが給炭管内面を落下する際に
管内壁面に付着する。その後、粘土外を含むスラリーが
壁面に沿って流れ落ちるが、下流になる程この付着層に
は細かい石炭の付着も加わり肥大化する。この肥大化し
た付着層が粉砕装置内に供給される高温の空気により乾
燥し、最後には給炭管は閉塞する。

以上の検討の結果、給炭管下端部においても流動性を保
有する状態、つまり乾燥用の空気の存在にもかかわらず
、管内壁面に沿って流れ落ちる状態となるよう水を供給
すれば閉塞を生じないことが確認できた。

粉粒体と水との混合物の流動特性については泥漿鋳込み
の分野においてレオロジー的観点から研究されている。

すなわち、この研究において混合系が、固相と液相とが
連続的に存在するフエニキュラ域から、固相、液相が連
続的に存在しかつ両者が不連続な状態となるキャピラリ
域を経てスラリ域に至ると流動特性が異常に変化するこ
とが確認されている。通常、鋳型を作る際、常にフェニ
キュラ領域を保つべく混合する水量を調節し、万−水量
が多くなりスラリ領域となると流動化し、型の形成が不
可能となってしまう。発明者等はその鋳型の性状を逆に
利用し、粉粒体と水の混合物を常にスラリー化し得る程
度に水を供給し、特にフェニキュラ領域に近い状態のス
ラリーとすることにより僅かの水で石炭の付着を防止す
るようにした。

第２図は二種の石炭を用いて水分含有量と壁面に対する
何着速度比との関係を調べた結果を示す。曲線（Ａ）は
粒径６ｍｍ以下の幌内炭を用いて水の含有割合を変化さ
せて給炭管内壁への付着速度を求め、水分１０％の場合
を１（基準）とし水含有量と付着速度比の関係を示した
ものである。図示されるように、水分２０％以上でほと
んど何着はない。

また、曲線（Ｂ）は太平洋炭の場合であるが水分１５％
以上でほとんど何着はない。

このように、石炭に適量以上の水を注入すれば、給炭管
壁面への何着が防げることが明かになったが、水量は炭
種によって異なり、その調節は付着状態を観察しつつ行
うという煩雑さをもつ。さらに給炭管への水注入量を無
制限に多くして付着をなくすことは、前述の如くボイラ
の熱効率を下げるなど種々の点で好ましくない。

従って水注入量を別の物理量で増幅し必要最小限量にで
きれば非常に好ましい。

第３図の縦軸は幌内炭および太平洋炭と水との混合物の
粘度を内筒回転型粘度計で測定した結果を示している。

幌内炭（Ａ）においては水分２１％付近で、太平洋炭（
Ｂ）では水分１５％例近で粘度が２００Ｐ以下となる。

またそれ以上の水分では急激に粘度が低下している。こ
れらの事実から粘度が２００Ｐ以下であれば給炭管内壁
への付着を防止できることがわかる。ここで特に重要な
ことは、石炭の粘度を測定することにより流動化の可能
な水分含有量を明確に規定できることである。すなわち
幌内炭を例に説明すると、水分含有量が２０％の場合は
粘度は２０ｃｐであるがこの含有量をわずかに減少させ
て１９．７％とすると４０（！Ｐに急激に上昇し、反対
に２０，５％とすると］、０（１！Ｐに低下し、水の供
給計と粘度の関係は第１図の付着速度との関係に比較し
て非常に増幅されている。つまり粘度を測定することに
より供給すべき水の必要最少限の量を正確に定めること
ができる。

第４図はこの発明に係る方法を実施する装置の例を示す
。図において、給炭管８の壁面σこ設けた水注入装置２
２に対しては自動調節バルブ２３及び流置泪２４を介し
て水配管３１から水が供給される。

給炭管８へ投入される石炭ａは定期的に自動サンプリン
グされ水との混合器２５へ送られる。

混合機２５への水量は流量計２４より流量信号ライン２
７からの信号をもとに、その時点における石炭−水混合
比になるよう調節される。混合機２５からの水−石炭混
合物は、粘度計２６へ送られその粘度が測定される。こ
の際の粘度計測値に対応して自動調節バルブ２３が作動
し、この操作を自動的に繰り返すことにより、最適水量
が常に保たれるようになる。

次に上述の結果が幌内炭、太平洋炭に限定されるもので
ないことを検討するため、ニューフリーボード炭（米国
産出）で前述と同様な何着速度比および粘度を測定した
。しかし本石炭と水混合物の粘度は水分５％以上の範囲
において２０ＣＰ以下であり、かつ付着現象は認められ
なかった。この結果等から、石炭中に含まれる鉱物質の
性状に差異があるものと推測し、Ｘ線回折法による検削
を行った。その結果前述の幌内炭、太平洋炭中にはモン
モリオナイトで代表される粘土が存在するのに対し、ニ
ューフリーボード炭中の灰分はカオリナイトが主成分で
あり粘土は存在しないことが確認された。そこでニュー
フリーボード炭に別途入手したモンモリオナイトを添加
して、その何着速度比および粘度を測定したところ前述
とほぼ同様な結果を得た。

以上の結果により上述の水分供給爾の制御が十分−膜性
を有することが明らかになった。

この発明を実施することにより給炭管を落下する石炭に
対して流動化に必要かつ最小限の水を供給することかで
き、石炭の燃焼性、分級性を低下させることなく給炭管
に対する石炭の付着、給炭管の閉塞を防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は石炭粉砕装置の断面図、第２図は石炭の水含有
量と付着速度比との関係を示す線図、第３図は水含有量
と粘度との関係を示す線図、第４図はこの発明に係る方
法を実施する装置なの系統図である。 工・・・・・石炭粉砕装置 ８・−・・・・給炭管 ２６・・・・・・粘度計 Ｃ・・・・・・石炭 第１図 壷

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　給炭管内壁面に対して水等の液体を供給流下させ
   給炭管内を落下する石炭の何着を防止する方法において
   、供給した液体と混合した石炭の粘度を計測し、この粘
   度に基づいて石炭の固着を防止するのに必要最少限の液
   体を供給することを特徴とする給炭管閉塞防止力法。 ２、石炭を液体の混合物の粘度が２００Ｐ以下となるよ
   う液体を供給することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の給炭管閉塞防止方法。 ３、　給炭管に供給する石炭の一部をサンプリングし、
   給炭管に供給する液体と同一比率の液体をこのサンプリ
   ングした石炭に供給して石炭と液体の混合物を形成し、
   かつこの混合物の粘度を計測し、この計測結果に基づい
   て給炭管に対する液体の供給量を調節することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項または第２項記載の給炭管閉
   塞防止方法。