JP5846158B2 - コークス炉の燃焼方向切替弁の開閉方法 - Google Patents

Description

本発明は、コークス炉をホットバンキング状態とする際に、適切な炉温制御を実施することを可能にするための、コークス炉の燃焼方向切替弁の開閉方法に関するものである。

２分割燃焼方式のカールスチル式コークス炉（以下、単に「コークス炉」という）においては、炭化室に装入された石炭が、加熱用燃料ガスおよび空気を燃焼室で混合させて燃焼させることで得られた燃焼熱により乾留されて、コークスに生成される（例えば、特許文献１参照）。

このコークス炉は、多数の燃焼室と炭化室とが交互に配設されて、一炉団を形成し、この炉団は、押出側（押出機が待機している側：Ｍ／Ｓ）とコークス側（コークスが排出される側：Ｃ／Ｓ）とに区分される。押出側とコークス側とは、いずれか一方のみが過熱状態とならないように、燃焼方向切替弁（各種の開閉弁）を開閉して、ガス（加熱用燃料ガス、空気、排気ガス）の流れる方向（燃焼方向）を一定時間毎（例えば、２０〜３０分毎）に交互に切替えて燃焼している。すなわち、押出側から加熱用燃料ガスと空気が供給され、コークス側から排気ガスが排出される場合（押出側が燃焼側、コークス側が排気側）と、コークス側から加熱用燃料ガスと空気が供給され、押出側から排気ガスが排出される場合（コークス側が燃焼側、押出側が排気側）を、一定時間毎に切替えるようにしている（例えば、特許文献２参照）。

この燃焼方向の切替（燃焼切替）は、石炭塔を境にして、半炉団につき一括して行うのが通常である（例えば、特許文献３参照）。

このようなコークス炉において、ドライメーンの更新や移動機の長時間故障等により、炉内にコークスが残った状態が長時間続く場合、すなわち、ホットバンキング状態（炉体の温度を維持しながら、再稼動が可能でコークス炉を一時休止した状態）とした場合、このまま通常の燃焼切替を続けると、コークス炉内が過熱状態となるため、燃焼停止時間を設けることにより、炉内温度を一定に保つことが必要になる。

その際に、一個の両ロッド油圧シリンダにて、押出側とコークス側の両方の燃焼方向切替弁の開閉を行う場合は、両ロッド油圧シリンダのピストンがいずれか一方に偏った位置に移動した際は、一方の燃焼方向切替弁が開、他方の燃焼方向切替弁が閉となり、煙道への抜熱防止のための全閉状態を設けることができなかった。

そこで、従来は、押出側とコークス側の両方の燃焼方向切替弁を開閉する両ロッド油圧シリンダを分割して、新たにバルブスタンドを設置し、分割した油圧シリンダ（片ロッド油圧シリンダ）で押出側とコークス側のそれぞれの燃焼方向切替弁を個別に開閉するようにして、全閉状態を設けるようにしていた。

特開昭５８−１９３８４号公報 特開昭５８−５５６１３号公報 特開平２−３１１５９５号公報

しかしながら、上記のように、押出側とコークス側の両方の燃焼方向切替弁を開閉する両ロッド油圧シリンダを分割して、押出側とコークス側のそれぞれの燃焼方向切替弁を個別に開閉するようにするのは、両ロッド油圧シリンダを分割するための改造および油圧系統の改造にコストが掛かることに加えて、長時間に渡り操業停止および燃焼停止をする必要があるため、操業ロスが生じたり、コークス炉の炉内温度低下によるレンガの寿命低下をきたしたりする等の問題点があった。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、コークス炉をホットバンキング状態とする際に、適切な炉温制御の実施を可能にする、コークス炉の燃焼方向切替弁の開閉方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。

［１］コークス炉の押出側とコークス側に設置されて、それぞれ同一の両ロッド油圧シリンダで開閉動作をすることによって、押出側からコークス側へとコークス側から押出側へとの燃焼方向の切替えを行う燃焼方向切替弁の開閉方法であって、前記両ロッド油圧シリンダのピストンがいずれか一方に偏った位置に移動した際は、押出側とコークス側の燃焼方向切替弁の一方は開、他方は閉となり、前記両ロッド油圧シリンダのピストンが中央位置に移動した際は、押出側とコークス側の燃焼方向切替弁ともに閉となるような開閉動作を行うようにすることを特徴とするコークス炉の燃焼方向切替弁の開閉方法。

［２］前記燃焼方向切替弁と前記両ロッド油圧シリンダをつなぐチェーンの長さを調節することによって、前記の開閉動作を可能にすることを特徴とする前記［１］に記載のコークス炉の燃焼方向切替弁の開閉方法。

［３］押出側とコークス側の燃焼方向切替弁ともに閉となる状態で停止した際に、その停止する期間を調整可能にしていることを特徴とする前記［１］または［２］に記載のコークス炉の燃焼方向切替弁の開閉方法。

本発明を用いることによって、コークス炉をホットバンキング状態とする際に、適切な炉温制御を実施することができる。

本発明の一実施形態の概要を示す平面図である。 本発明の一実施形態におけるチェーン架け替えを示す概要図である。 本発明の一実施形態におけるエアフラップ開閉弁の動作線図である。 本発明の実施例におけるコークス炉Ａ１の炉内温度の実測値である。 本発明の実施例におけるコークス炉Ａ２の炉内温度の実測値である。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態の概要を示す平面図である。そして、図２は、本発明の一実施形態におけるチェーン架け替えを示す概要図であり、本発明の一実施形態におけるエアフラップ開閉弁の動作線図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態においては、コークス炉Ａ１とコークス炉Ａ２が設置されている。なお、以下では、コークス炉Ａ１について述べるが、コークス炉Ａ２についても同様である。

ここで、コークス炉の左右両側（押出し側（Ｍ／Ｓ）とコークス側（Ｃ／Ｓ））には、燃焼方向切替弁として、加熱用燃料ガスの開閉弁（ガス弁）と、空気の開閉弁（エア弁：エアフラップ開閉弁）と、排気ガスの開閉弁（Ｃガス弁）が設けられており、これらの開閉弁（ガス弁、Ｃガス弁、エア弁）の開閉動作は、燃焼切替制御装置によって制御されるようになっている。

そして、ガス弁とＣガス弁は、Ｍ／ＳとＣ／Ｓのそれぞれが片ロッド油圧シリンダによって個別に開閉動作を行うことができるようになっている。

これに対して、エア弁は、一個の両ロッド油圧シリンダによって、Ｍ／ＳとＣ／Ｓが互いに拘束し合いながら開閉動作を行うようになっている。すなわち、両ロッド油圧シリンダのピストンがＭ／Ｓ方向に移動して、Ｃ／Ｓに設置されているリミットスイッチＬ／Ｓ（１）がＯＮになると、Ｃ／Ｓのエア弁が開、Ｍ／Ｓのエア弁が閉となり、両ロッド油圧シリンダのピストンがＭ／Ｓ方向に移動して、Ｍ／Ｓに設置されているリミットスイッチＬ／Ｓ（２）がＯＮになると、Ｃ／Ｓのエア弁が閉、Ｍ／Ｓのエア弁が開となる。

したがって、コークス炉をホットバンキング状態とする際に、煙道への抜熱防止のために、これらの開閉弁（ガス弁、Ｃガス弁、エア弁）が全閉になった状態（Ｍ／ＳとＣ／Ｓともに開閉弁が閉になった状態）を設けようとした場合、Ｍ／ＳとＣ／Ｓが個別に開閉動作ができるガス弁とＣガス弁については、Ｍ／ＳとＣ／Ｓを同時に閉にすることに問題はないが、Ｍ／ＳとＣ／Ｓが一個の両ロッド油圧シリンダによって互いに拘束し合いながら開閉動作を行うエア弁について（図１のＡ１炉）は、そのままでは、Ｍ／ＳとＣ／Ｓを同時に閉にすることが難しい。

そこで、この実施形態においては、図２に示すように、エア弁と両ロッド油圧シリンダをつなぐチェーンの長さを調整して、具体的には従来よりもチェーンの長さを長くして、チェーンに遊びを持たせ、エアフラップが開方向に動作するタイミングを遅らせることにより、エア弁がＭ／ＳとＣ／Ｓともに閉となる状態をつくるようにしている。

すなわち、従来は、図３（ａ）に示すように、エア弁（エアフラップ）の開度が、Ｍ／ＳとＣ／Ｓで互いに逆方向に動作し、Ｍ／ＳとＣ／Ｓで同時に閉にはならなかったが、この実施形態では、上記のように、エアフラップが開方向に動作するタイミングを遅らせ、かつ、閉方向に動作するタイミングを早めることにより、図３（ｂ）に示すように、エア弁（エアフラップ）の開度が、Ｍ／ＳとＣ／Ｓともに閉となる状態が出現する。

そして、図１に示すように、エア弁がＭ／ＳとＣ／Ｓともに閉となる状態、すなわち、両ロッド油圧シリンダのピストンがシリンダの中央付近に位置した状態になった際に、その位置で停止するように、中間位置付近にＭ／ＳとＣ／ＳのそれぞれリミットスイッチＬ／Ｓ（３）、Ｌ／Ｓ（４）を設置している。リミットスイッチＬ／Ｓ（３）、Ｌ／Ｓ（４）の動作信号を燃焼切替制御装置に取り入れ、所定の停止時間経過後、シーケンスを遷移させる。

このように、リミットスイッチを中央位置付近のＭ／ＳとＣ／Ｓにそれぞれ１個ずつ設置するようにしたことにより、Ｍ／Ｓから中間位置（中央位置付近）に移動したのか、あるいはＣ／Ｓから中間位置（中央位置付近）に移動したのかが判断できるようになる。

また、リミットスイッチＬ／Ｓ（３）、Ｌ／Ｓ（４）のうち１個故障していたとしても、残りの１個により中間位置（中央位置付近）で停止することができるようになる。

さらに、所定のシーケンスに即した動作をしていない場合、渋滞信号として故障情報を出すことができるようになる。

また、リミットスイッチＬ／Ｓ（３）、Ｌ／Ｓ（４）の動作信号を燃焼切替制御装置に取り込むようにしたので、タイマー設定により全閉状態での停止時間を調整することができるようになる。

なお、図１には示していないが、エア排気弁が設置されており、図２に示すように、エア弁側リンクにつながっているチェーンをガス弁側リンクに架け替えるようにすると、エア弁およびエア排気弁ともに閉となる状態をつくることができるようになる。

ちなみに、図１、図２において、Ｗはウインチを示し、図２において、炉ＣＬは炉のセンターラインを示す。

このようにして、この実施形態においては、押出側（Ｍ／Ｓ）とコークス側（Ｃ／Ｓ）がともに閉となる状態で停止できるようにし、その停止時間を調整可能にしているので、コークス炉をホットバンキング状態とする際に、適切な炉内温度の調整が可能であるという効果がある。

しかも、油圧系統の改造をする必要がないため、操業停止および燃焼停止する必要がないという効果がある。

なお、この実施形態においては、燃焼方向切替弁（ガス弁、Ｃガス弁、エア弁）のうち、エア弁が一個の両ロッド油圧シリンダによって開閉動作を行うようになっているが、他の燃焼方向切替弁や複数の燃焼方向切替弁が、それぞれ一個の両ロッド油圧シリンダによって開閉動作を行うようになっている場合も同様に実施することができる。

本発明例として、コークス炉をホットバンキング状態とする際に、上記の本発明の一実施形態に基づいて炉内の温度調整を行った。

図４、図５は、本発明例における、コークス炉Ａ１、Ａ２の炉内温度の実測値である。燃焼停止時間を調整できるようにしたことにより、適切な炉内温度の調整が可能になったので、コークス炉内の温度が一定となる良好な結果が得られた。

これによって、本発明の有効性が確認された。

Claims (3)

1. コークス炉の押出側とコークス側に設置されて、それぞれ同一の両ロッド油圧シリンダで開閉動作をすることによって、押出側からコークス側へとコークス側から押出側へとの燃焼方向の切替えを行う燃焼方向切替弁の開閉方法であって、前記両ロッド油圧シリンダのピストンがいずれか一方に偏った位置に移動した際は、押出側とコークス側の燃焼方向切替弁の一方は開、他方は閉となり、前記両ロッド油圧シリンダのピストンが中央位置に移動した際は、押出側とコークス側の燃焼方向切替弁ともに閉となるような開閉動作を行うようにすることを特徴とするコークス炉の燃焼方向切替弁の開閉方法。
2. 前記燃焼方向切替弁と前記両ロッド油圧シリンダをつなぐチェーンの長さを調節することによって、前記の開閉動作を可能にすることを特徴とする請求項１に記載のコークス炉の燃焼方向切替弁の開閉方法。
3. 左右両側の燃焼方向切替弁ともに閉となる状態で停止した際に、その停止する期間を調整可能にしていることを特徴とする請求項１または２に記載のコークス炉の燃焼方向切替弁の開閉方法。

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