JPH0765047B2 - コークス乾式消火設備の運転制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、コークス乾式消火設備の安定操業を行い得る
ようにした運転制御方法に関するものである。

（従来の技術） コークス乾式消火設備は、コークス炉から窯出しされる
赤熱コークスを、粉塵を発生させることなく消火できる
と共に、赤熱コークスが保有する顕熱を回収し、廃熱ボ
イラーで蒸気エネルギーに変換して有効利用できるため
近年多く採用されている。

コークス炉より窯出しされた赤熱コークスは、バケット
によりプレチャンバー上方の装入口よりバッチ的に装入
される。装入された赤熱コークスは、冷却チャンバー内
を降下するに伴い、循環ガスにより所定の温度にまで徐
々に冷却され、底部のコークス切出装置により連続的に
排出される。この装入バッチ操作と排出連続操作との整
合をとる手段としてプレチャンバーが設けられている
が、プレチャンバー中の赤熱コークスの堆積量は装入時
に急激に増加し、次の装入までの間減少する。

また、赤熱コークス装入時には可燃ガスが発生し、その
発生量は装入コークスの乾留状況に依存してしばしば大
幅に変動する。

循環ガス中の可燃ガス濃度は、空気導入量や循環ガス放
散量を該濃度に応じて変更することにより制御されてい
る（特開昭61-168690号、特開昭63-61084号）。

また、可燃ガスの増加に伴い、循環ガス中に導入された
空気により可燃ガスは燃焼されるため、循環ガスの温度
は上昇する。

上記した諸々の変動要因を安定制御させるために、窯の
火落ち時間、置時間、及び装入コークスの量、水分値、
揮発分に基づいて窯出し時のコークス顕熱、含有ガス
量、ガス成分を予測計算し、その結果に基づいてコーク
ス乾式消火設備の物質収支及び熱収支計算を行なって最
適な操業計画データを作成し、制御する方法が提示され
ている（特開昭63-308091号）。しかしながら、上記方
法においては、装入時の異常状態ともいえる変動を抑制
することはできない。

（発明が解決しようとする課題） 上記したように、コークス乾式消火設備において、赤熱
コークス装入時に発生する可燃ガスはその濃度の増加に
ともない自動的に導入される空気により燃焼される。そ
のため赤熱コークス装入時にはボイラー入口の循環ガス
温度が上昇する。一定周期で取り込んだプロセスデータ
に基づいてプロセス制御量を設定する場合、そのプロセ
スデータが装入時の一時的な変動をとらえてしまうと、
安定した制御が不可能となる。

本発明は、赤熱コークス装入時の一時的な異常状態とも
いえる変動を抑制することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、赤熱コークス装入作業時以外の定常作業と赤
熱コークス装入作業時の非定常作業を区別して操業する
ことを技術思想とするものであって、その要旨は、赤熱
コークス乾式消火設備の運転において、一定周期に取り
込んだプロセスデータに基づいてプロセス制御量を設定
して運転する一方、赤熱コークス装入開始から一定時間
帯は、該装入赤熱コークスの乾留状況に基づいて赤熱コ
ークスの送入時の可燃ガスの発生量を推定し、上記設定
値を補正することを特徴とするコークス乾式消火設備の
運転制御方法、であり、上記設定補正する制御要因とし
て、コークス切出量、循環ガス量及びプレチャンバー内
圧力の１あるいは２以上の組合せを選択することを特徴
とする前述のコークス乾式消火設備の運転制御方法であ
る。

即ち、本発明は定常操業と非定常操業を区分して考え、
赤熱コークス装入時の非定常変動に対し、装入後の変動
実績に対し変動量を抑制するのではなく、赤熱コークス
装入直前に、該装入赤熱コークスの乾留状況に基づき変
動量を予測し、その変動を相刹するのに必要な補正量及
びに補正時間を求め、予め設定することにより、フィー
ドフォワード的に制御することにより安定した制御を行
なうことが可能としたものである。

（作用及び実施例） 以下、本発明を図面に示す実施態様例に基づいて具体的
に説明する。

第１図は本発明の実施装置の一例を示しており、コーク
ス乾式消火設備は、装入口３を備えたプレチャンバー
１、該プレチャンバー１の下端に冷却チャンバー２を有
し、冷却チャンバー２はその下方にコークス切出装置14
を備えている。上記冷却チャンバー２には循環ダクト
５′を有し、該循環ダクト５′の途中にはボイラー８を
設けてある。４は空気導入口、５は循環ガス、６はボイ
ラー入口の循環ガス温度測定器、７は蒸気、９は可燃ガ
ス成分濃度測定器、10はコークス排出温度測定器、11は
コークス切出し量制御装置、12はプレチャンバー圧力制
御装置、13は循環ガス風量制御装置、15はコークス乾式
消火設備自動運転制御用計算機である。この運転制御用
計算機15には、可燃ガス濃度値16、ボイラー入口の循環
ガス温度値17、コークス排出温度値18がそれぞれ入力さ
れている。

上述のコークス乾式消火設備の運転制御方法において
は、一定周期に取り込んだプロセスデータに基づいて、
プロセス制御量、例えば、循環ガス風量設定値19、コー
クス切出し量設定値20及びプレチャンバー圧力設定値21
が出力設定され運転する。

一方、赤熱コークス装入開始から一定時間帯は、上記運
転制御用計算機15に別途入力されている赤熱コークスの
乾留状況、具体的には、装入対象のコークスの置時間、
装入炭量、装入炭水分、当該窯の炉壁温度に基づいて、
赤熱コークス装入時の可燃ガスの発生量を推定し、上記
設定値を補正することにより、赤熱コークス装入時にお
ける可燃ガス濃度の増加にともなうボイラー入口の循環
ガスの温度の上昇を抑制することができ安定した制御を
行なうことが可能となる。

上記設定値を補正する制御要因としては、コークス切出
量、循環ガス量及びプレチャンバー内圧力の任意の１
つ、あるいは２以上の制御要因の組合せを選択し、補正
することができる。

第３図は赤熱コークスの乾留状況に基づいて、例えば、
求めたコークス切出量と設定変更時間設定値により、装
入開始から一定時間（ｔ）の間修正する。これにより増
加可燃ガスの燃焼による循環ガス温度上昇に相当するア
クションがとれ、ボイラー入口の循環ガスの温度の上昇
を抑制することができ安定した制御を行なうことが可能
となる。

第２図は本発明の全体構成フローを示したものである。
定周期（例えば５分）における制御ではコークス窯出し
計画、実績、プレチャンバー内コークス在庫量、循環ガ
スのボイラー入口ガス温度、コークス排出温度、可燃ガ
ス成分（H₂濃度、CO濃度）に基づき、各値が設備制約及
び操業上の制約を満たし、かつボイラーにおける蒸気発
生量が最大になるような、コークス切出し量、循環ガス
風量、プレチャンバー圧力の最適値を総合判定により求
め、設定制御を行っている。一方赤熱コークス装入時に
は、その直前に装入コークスの置時間、量、水分、当該
窯の炉壁温度に基づいて、赤熱コークス装入時の可燃ガ
スの発生量を推定する。次に、その推定値よりコークス
切出量と設定変更時間を求め、前記第３図のように設定
を装入直前から一定時間（ｔ）の間修正する。これによ
り増加可燃ガスの燃焼による循環ガス温度上昇に相当す
るアクションがとられるため、循環ガス温度が一定に保
たれる。

（発明の効果） 本発明により、プレチャンバー内の可燃ガスを燃焼して
制御することにより熱源を有効に利用し、かつ可燃ガス
濃度の上昇による爆発の危険性を回避できる。また、ボ
イラー入口の循環ガス温度を一定に保つことにより安定
した運転制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はコークス乾式消火設備の全体説明図、第２図は
運転制御フローを示すブロック図、第３図は本発明によ
るアクションの一例の説明図である。 １……プレチャンバー、２……冷却チャンバー、３……
装入口、４……空気導入口、５……循環ガス、５′……
循環ガスダクト、６……ボイラー入口の循環ガス温度測
定器、７……蒸気、８……ボイラー、９……可燃ガス成
分濃度測定器、10……コークス排出温度測定器、11……
コークス切出し量制御装置、12……プレチャンバー圧力
制御装置、13……循環ガス風量制御装置、14……コーク
ス切出装置、15……コークス乾式消火設備自動運転制御
用計算機、16……可燃ガス濃度値、17……ボイラー入口
の循環ガス温度値、18……コークス排出温度値、19……
循環ガス風量設定値、20……コークス切出し量設定値、
21……プレチャンバー圧力設定値。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−75694（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−199490（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−231790（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−168690（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】赤熱コークス乾式消火設備の運転におい
   て、一定周期に取り込んだプロセスデータに基づいてプ
   ロセス制御量を設定して運転する一方、赤熱コークス装
   入開始から一定時間帯は、該装入赤熱コークスの乾留状
   況に基づいて赤熱コークスの装入時の可燃ガスの発生量
   を推定し、上記設定値を補正することを特徴とするコー
   クス乾式消火設備の運転制御方法。
2. 【請求項２】設定補正する制御要因として、コークス切
   出量、循環ガス量及びプレチャンバー内圧力の１あるい
   は２以上の組合せを選択することを特徴とする請求項１
   記載のコークス乾式消火設備の運転制御方法。