JP6801438B2 - Milling plant oxygen concentration controller, milling plant oxygen concentration control method, and program - Google Patents

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Description

本発明は、粉砕プラント酸素濃度制御装置、粉砕プラント酸素濃度制御方法、およびプログラムに関し、特に、粉砕プラントにおける酸素濃度を制御するために用いて好適なものである。 The present invention relates to a pulverization plant oxygen concentration controller, a pulverization plant oxygen concentration control method, and a program, and is particularly suitable for use in controlling an oxygen concentration in a pulverization plant.

従来から、微粉炭やセメント等を製造するための粉砕プラントとして、以下のようなプラントがある(特許文献1を参照)。
まず、燃料ガス(燃焼ガス)と燃焼エアとを熱ガス発生装置に供給し、熱ガス発生装置において、熱風を排ガスとして発生させる。排ガスは、原料の粉砕を行う粉砕機の内部に供給される。粉砕機で粉砕された原料(粉体)は、排ガスと共にバグフィルター(濾布(繊布や不織布))に供給され、バグフィルターで捕集される。その後、排ガスは、循環ファンで昇圧されて循環ガスとして再び熱ガス発生装置に供給される。このように熱ガス発生装置で発生した熱風(排ガス)は、熱ガス発生装置から、粉砕機、バグフィルターを経由して熱ガス発生装置に循環される。ここで、粉砕機の入側の位置における圧力を負圧(大気圧を下回る圧力)にして、粉砕機の内部とバグフィルターの内部の圧力が負圧に保たれるようにする。以下の説明では、このような「粉砕プラント」を、必要に応じて「負圧式・排ガス循環系の粉砕プラント」と称する。また、「排ガスが循環する経路」を必要に応じて「ライン」と称する。
Conventionally, there are the following plants as crushing plants for producing pulverized coal, cement and the like (see Patent Document 1).
First, fuel gas (combustion gas) and combustion air are supplied to a hot gas generator, and hot air is generated as exhaust gas in the hot gas generator. The exhaust gas is supplied to the inside of the crusher that crushes the raw material. The raw material (powder) crushed by the crusher is supplied to the bag filter (filter cloth (fiber cloth or non-woven fabric)) together with the exhaust gas, and is collected by the bag filter. After that, the exhaust gas is boosted by the circulation fan and supplied to the heat gas generator again as circulating gas. The hot air (exhaust gas) generated by the hot gas generator is circulated from the hot gas generator to the hot gas generator via the crusher and the bag filter. Here, the pressure at the entry side position of the crusher is set to a negative pressure (pressure below the atmospheric pressure) so that the pressure inside the crusher and the pressure inside the bag filter are maintained at the negative pressure. In the following description, such a "crushing plant" will be referred to as a "negative pressure type / exhaust gas circulation system crushing plant" as necessary. In addition, the "path through which the exhaust gas circulates" is referred to as a "line" as necessary.

このような負圧式・排ガス循環系の粉砕プラント等の粉砕プラントでは、ライン内部の酸素濃度が高くなると、粉塵爆発が起こる虞があるため、ライン内部の酸素濃度を高くすることができない。一方、ライン内部の酸素濃度が低くなると、ライン内部において水蒸気が液相化し、バグフィルターの機能を損ねる虞がある。このため、ライン内部の酸素濃度を可及的に一定に維持する必要がある。 In such a crushing plant such as a negative pressure type / exhaust gas circulation system crushing plant, if the oxygen concentration inside the line becomes high, a dust explosion may occur, so that the oxygen concentration inside the line cannot be increased. On the other hand, when the oxygen concentration inside the line becomes low, water vapor becomes liquid phase inside the line, which may impair the function of the bag filter. Therefore, it is necessary to keep the oxygen concentration inside the line as constant as possible.

ここで、ライン内部の酸素濃度を変動させる主な外乱として、以下の4つのものがある。
第1に、熱ガス発生装置からの排ガスおよび乾燥によって原料(石炭)から発生する水蒸気がある。第2に、熱ガス発生装置から発生する排ガスがある。第3に、粉砕機の内部とバグフィルターの圧力が負圧に保たれていることによりバンカー等から粉砕機に進入する空気(進入エア)がある。第4に、粉砕機の内部(粉砕テーブルの軸受部)の隙間から外部に放出されようとする微粉炭を、熱ガス発生装置101から供給された排ガスの流れに押し戻すために粉砕テーブルの下部から吹きこまれる空気(シールエア)がある。
Here, there are the following four main disturbances that fluctuate the oxygen concentration inside the line.
First, there is exhaust gas from the hot gas generator and water vapor generated from the raw material (coal) by drying. Second, there is exhaust gas generated from the heat gas generator. Thirdly, there is air (incoming air) that enters the crusher from a bunker or the like because the pressure inside the crusher and the pressure of the bag filter are maintained at a negative pressure. Fourth, from the lower part of the crushing table in order to push the pulverized coal that is about to be discharged to the outside through the gap inside the crusher (the bearing part of the crushing table) back to the flow of the exhaust gas supplied from the heat gas generator 101. There is air (seal air) that is blown in.

ライン内部の酸素濃度を制御する手法として、ライン内部に空気(希釈エア)を注入することで、ライン内部の酸素濃度が目標値(一定)になるように、ライン内部の酸素濃度を制御する手法がある。
しかしながら、例えば、水蒸気の流量や排ガスの流量は、原料の水分により大きく変化する。また、進入エアやシールエアは、熱ガス発生装置の負荷(バーナー負荷)に影響を与え、熱ガス発生装置の負荷は、排ガスの流量に影響を与える。このため、ライン内部の酸素濃度を事前に予測することは容易ではない。
As a method of controlling the oxygen concentration inside the line, by injecting air (diluted air) inside the line, the oxygen concentration inside the line is controlled so that the oxygen concentration inside the line becomes the target value (constant). There is.
However, for example, the flow rate of water vapor and the flow rate of exhaust gas vary greatly depending on the water content of the raw material. Further, the ingress air and the seal air affect the load of the heat gas generator (burner load), and the load of the heat gas generator affects the flow rate of the exhaust gas. Therefore, it is not easy to predict the oxygen concentration inside the line in advance.

このように、ライン内部の酸素濃度を事前に予測することが容易でないことから、従来は、ライン内部の酸素濃度を測定し、その測定値が目標値になるようにフィードバック制御を行って、ライン内部に注入する希釈エアの流量を導出する。ライン内部の酸素濃度のフィードバック制御により、ライン内部に注入する希釈エアの流量を調節する技術として、特許文献2に記載の技術がある。特許文献2では、ヒートアップ時には、排ガスの酸素濃度の測定値の目標値に対する偏差が0(ゼロ)に近づくようにライン内部に注入する窒素ガスの流量を調整し、ヒートアップが終了すると、排ガスの酸素濃度の測定値が当該目標値を下回る所定値未満になってから、排ガスの酸素濃度の測定値の目標値に対する偏差が0(ゼロ)に近づくようにライン内部に注入する希釈エアの流量を調整するようにしている。 In this way, since it is not easy to predict the oxygen concentration inside the line in advance, conventionally, the oxygen concentration inside the line is measured, and feedback control is performed so that the measured value becomes the target value, and the line is lined up. The flow rate of the diluted air injected inside is derived. There is a technique described in Patent Document 2 as a technique for adjusting the flow rate of diluted air injected into the line by feedback control of the oxygen concentration inside the line. In Patent Document 2, the flow rate of nitrogen gas injected into the line is adjusted so that the deviation of the measured value of the oxygen concentration of the exhaust gas from the target value approaches 0 (zero) at the time of heat-up, and when the heat-up is completed, the exhaust gas is exhausted. After the measured value of oxygen concentration in the exhaust gas becomes less than the predetermined value below the target value, the flow rate of the diluted air injected into the line so that the deviation of the measured value of the oxygen concentration of the exhaust gas from the target value approaches 0 (zero). I try to adjust.

特開2000−79352号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-79352 特開2014−74570号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-74570

ところで、一般に、原料の乾留・燃焼の防止等のため、粉砕機に供給する原料の量(原料の供給量)は、粉砕機の入口温度が上限値を上回らないようにオペレータの操作により調整される。粉砕機の入口温度は、原料の水分量が多い場合や、原料の供給量が大きい場合、すなわち、熱ガス発生装置からの排ガスの流量が大きい場合に高くなる傾向がある。したがって、粉砕機の入口温度が、その上限値を上回らない範囲で可及的に高くなるように給炭量を大きくすることにより、負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントの生産能力が低下しないようにすることが望まれる。 By the way, in general, the amount of raw material supplied to the crusher (the amount of raw material supplied) is adjusted by the operator's operation so that the inlet temperature of the crusher does not exceed the upper limit value in order to prevent carbonization and combustion of the raw material. To. The inlet temperature of the crusher tends to be high when the water content of the raw material is large or when the supply amount of the raw material is large, that is, when the flow rate of the exhaust gas from the heat gas generator is large. Therefore, by increasing the amount of coal supply so that the inlet temperature of the crusher does not exceed the upper limit as much as possible, the production capacity of the negative pressure type / exhaust gas circulation system crushing plant will not decrease. It is desired to.

しかしながら、例えば、原料の供給量を急激に減少させた場合、特に、粉砕機の入口温度が高い場合においては、ライン内部の酸素濃度が急上昇する。このような場合、前述したようなフィードバック制御だけでは、希釈エアの流量が、原料の供給量の変動に十分追従せずに、ライン内部の酸素濃度の上昇を抑制することができない虞がある。このような場合、原料の水分や粉砕機の出口温度等の運転条件によっては、ライン内部の酸素濃度が、粉塵爆発の発生を防止するために管理している酸素濃度を上回り、操業を緊急停止させなければならない虞がある。このような事態を回避するため、原料の供給量を急激に減少させないようにする(言い換えると、原料の供給量を多くして操業しないようにする)と、負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントの生産能力が低下することになる。 However, for example, when the supply amount of the raw material is sharply reduced, especially when the inlet temperature of the crusher is high, the oxygen concentration inside the line rises sharply. In such a case, there is a possibility that the flow rate of the diluted air cannot sufficiently follow the fluctuation of the supply amount of the raw material and the increase in the oxygen concentration inside the line cannot be suppressed only by the feedback control as described above. In such a case, depending on the operating conditions such as the water content of the raw material and the outlet temperature of the crusher, the oxygen concentration inside the line may exceed the oxygen concentration controlled to prevent the occurrence of dust explosion, and the operation may be stopped urgently. There is a risk that it must be done. In order to avoid such a situation, if the supply of raw materials is not reduced sharply (in other words, the supply of raw materials is increased to prevent operation), a negative pressure type / exhaust gas circulation system crushing plant Production capacity will decrease.

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、粉砕機への原料の供給量の変動があった場合でも、負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントのライン内部の酸素濃度が変動することを抑制することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and even if the amount of raw material supplied to the crusher fluctuates, the oxygen concentration inside the line of the negative pressure type / exhaust gas circulation system crushing plant fluctuates. The purpose is to suppress what is done.

本発明の粉砕プラント酸素濃度制御装置は、熱風を排ガスとして発生する熱風発生装置と、原料を粉砕し、粉砕後の原料を、前記排ガスの流れに乗せて外部に放出する粉砕機であって、内部の圧力が負圧に保たれている粉砕機と、前記粉砕機から前記排ガスの流れに乗って放出された粉砕後の原料を捕集する捕集機であって、内部の圧力が負圧に保たれている捕集機と、前記熱風発生装置、前記粉砕機、および前記捕集機を経由して前記排ガスが循環する経路と、前記経路の内部の所定の位置における酸素濃度を測定する測定手段と、酸素を含むガスである希釈ガスの前記経路への注入量を調整する調整手段と、を有し、前記粉砕機の内部に原料を投入して原料を粉砕する負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントにおける、前記経路の内部の酸素濃度を制御する粉砕プラント酸素濃度制御装置であって、前記所定の位置における酸素濃度の測定値を、前記所定の位置における酸素濃度の目標値に近づけるフィードバック制御を行って、当該フィードバック制御の出力である前記希釈ガスの流量をフィードバック制御量として導出する第1の制御手段と、前記原料の前記粉砕機への供給量と、前記原料の水分量と、外部から前記粉砕機の内部に入る空気の流量と、前記所定の位置における酸素濃度の目標値と、前記粉砕機の出口側の所定の位置における前記経路の内部の温度の目標値と、を変数として有する複数の計算式であって、前記負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントに与える熱量と、前記負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントで消費される熱量とのバランスをとる熱収支の計算と、前記負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントに注入されるガスの流量と、前記負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントで発生するガスの流量との和と、前記負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントから排出されるガスの流量とのバランスをとる物質収支の計算とを行うための複数の計算式の計算を行って、前記所定の位置における酸素濃度の目標値を維持するために必要な前記希釈ガスの流量をフィードフォワード制御量として導出する第2の制御手段と、前記第1の制御手段により導出された前記希釈ガスの流量に、前記第2の制御手段により導出された前記希釈ガスの流量を加算する加算手段と、前記加算手段により得られた前記希釈ガスの流量の加算値に基づいて、前記調整手段を動作させることを指示する指示手段と、を有することを特徴とする。 The crushing plant oxygen concentration control device of the present invention is a hot air generator that generates hot air as exhaust gas, and a crusher that crushes raw materials and releases the crushed raw materials to the outside on the flow of the exhaust gas. A crusher in which the internal pressure is maintained at a negative pressure, and a crusher that collects the crushed raw material released from the crusher along with the flow of the exhaust gas, and the internal pressure is a negative pressure. The oxygen concentration at a predetermined position inside the path, the path through which the exhaust gas circulates through the collector, the hot air generator, the crusher, and the collector is measured. Negative pressure type exhaust gas circulation that has a measuring means and an adjusting means for adjusting the injection amount of a diluted gas, which is a gas containing oxygen, into the path, and puts the raw material into the inside of the crusher to crush the raw material. A crushing plant oxygen concentration control device that controls the oxygen concentration inside the path in the crushing plant of the system, and brings the measured value of the oxygen concentration at the predetermined position closer to the target value of the oxygen concentration at the predetermined position. The first control means that performs feedback control and derives the flow rate of the diluting gas, which is the output of the feedback control, as the feedback control amount, the supply amount of the raw material to the crusher, and the water content of the raw material. , The flow rate of air entering the inside of the crusher from the outside, the target value of oxygen concentration at the predetermined position, and the target value of the temperature inside the path at the predetermined position on the outlet side of the crusher. Calculation of heat balance, which is a plurality of calculation formulas having as variables and balances the amount of heat given to the crushing plant of the negative pressure type / exhaust gas circulation system and the amount of heat consumed in the crushing plant of the negative pressure type / exhaust gas circulation system. The sum of the flow rate of gas injected into the crushing plant of the negative pressure type / exhaust gas circulation system and the flow rate of gas generated in the crushing plant of the negative pressure type / exhaust gas circulation system, and the flow rate of the negative pressure type / exhaust gas circulation system. It is necessary to calculate the target value of oxygen concentration at the predetermined position by calculating a plurality of formulas for calculating the material balance that balances with the flow rate of the gas discharged from the crushing plant. The second control means for deriving the flow rate of the diluting gas as a feed forward control amount, and the diluting gas derived by the second control means to the flow rate of the diluting gas derived by the first control means. It is characterized by having an adding means for adding the flow rate of the above, and an instructing means for instructing the adjusting means to operate based on the added value of the flow rate of the diluted gas obtained by the adding means. It is a sign.

本発明の粉砕プラント酸素濃度制御方法は、熱風を排ガスとして発生する熱風発生装置と、原料を粉砕し、粉砕後の原料を、前記排ガスの流れに乗せて外部に放出する粉砕機であって、内部の圧力が負圧に保たれている粉砕機と、前記粉砕機から前記排ガスの流れに乗って放出された粉砕後の原料を捕集する捕集機であって、内部の圧力が負圧に保たれている捕集機と、前記熱風発生装置、前記粉砕機、および前記捕集機を経由して前記排ガスが循環する経路と、前記経路の内部の所定の位置における酸素濃度を測定する測定手段と、酸素を含むガスである希釈ガスの前記経路への注入量を調整する調整手段と、を有し、前記粉砕機の内部に原料を投入して原料を粉砕する負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントにおける、前記経路の内部の酸素濃度を制御する粉砕プラント酸素濃度制御方法であって、前記所定の位置における酸素濃度の測定値を、前記所定の位置における酸素濃度の目標値に近づけるフィードバック制御を行って、当該フィードバック制御の出力である前記希釈ガスの流量をフィードバック制御量として導出する第1の制御工程と、前記原料の前記粉砕機への供給量と、前記原料の水分量と、外部から前記粉砕機の内部に入る空気の流量と、前記所定の位置における酸素濃度の目標値と、前記粉砕機の出口側の所定の位置における前記経路の内部の温度の目標値と、を変数として有する複数の計算式であって、前記負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントに与える熱量と、前記負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントで消費される熱量とのバランスをとる熱収支の計算と、前記負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントに注入されるガスの流量と、前記負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントで発生するガスの流量との和と、前記負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントから排出されるガスの流量とのバランスをとる物質収支の計算とを行うための複数の計算式の計算を行って、前記所定の位置における酸素濃度の目標値を維持するために必要な前記希釈ガスの流量をフィードフォワード制御量として導出する第2の制御工程と、前記第1の制御工程により導出された前記希釈ガスの流量に、前記第2の制御工程により導出された前記希釈ガスの流量を加算する加算工程と、前記加算工程により得られた前記希釈ガスの流量の加算値に基づいて、前記調整手段を動作させる調整工程と、を有することを特徴とする。 The crushing plant oxygen concentration control method of the present invention is a hot air generator that generates hot air as exhaust gas, and a crusher that crushes raw materials and puts the crushed raw materials on the flow of the exhaust gas and discharges them to the outside. A crusher in which the internal pressure is maintained at a negative pressure and a crusher that collects the crushed raw material released from the crusher along with the flow of the exhaust gas, and the internal pressure is a negative pressure. The gas concentration at a predetermined position inside the path and the path through which the exhaust gas circulates through the collector, the hot air generator, the crusher, and the collector are measured. Negative pressure type exhaust gas circulation that has a measuring means and an adjusting means for adjusting the injection amount of a diluting gas, which is a gas containing oxygen, into the path, and puts the raw material into the inside of the crusher to crush the raw material. A crushing plant oxygen concentration control method for controlling the oxygen concentration inside the path in a system crushing plant, in which the measured value of the oxygen concentration at the predetermined position is brought closer to the target value of the oxygen concentration at the predetermined position. The first control step of performing feedback control and deriving the flow rate of the diluting gas, which is the output of the feedback control, as the feedback control amount, the supply amount of the raw material to the crusher, and the water content of the raw material. , a flow of air entering from outside into the interior of the crusher, and the target value of the oxygen concentration in the predetermined position, and the target value of the temperature of the interior of said path at a predetermined position of the exit side of the crusher, Is a plurality of calculation formulas having the above as a variable, and is a heat balance that balances the amount of heat given to the crushing plant of the negative pressure type / exhaust gas circulation system and the amount of heat consumed in the crushing plant of the negative pressure type / exhaust gas circulation system. Calculation, the sum of the flow rate of gas injected into the crushing plant of the negative pressure type / exhaust gas circulation system and the flow rate of gas generated in the crushing plant of the negative pressure type / exhaust gas circulation system, and the negative pressure type / exhaust gas circulation system. Necessary to maintain the target value of oxygen concentration at the predetermined position by calculating multiple formulas for calculating the material balance that balances with the flow rate of gas discharged from the crushing plant. The second control step of deriving the flow rate of the diluting gas as a feed-forward control amount, and the dilution derived by the second control step to the flow rate of the diluting gas derived by the first control step. It is characterized by having an addition step of adding the gas flow rate and an adjustment step of operating the adjustment means based on the addition value of the flow rate of the diluted gas obtained by the addition step.

本発明のプログラムは、前記粉砕プラント酸素濃度制御装置の各手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする。 The program of the present invention is characterized in that a computer functions as each means of the pulverization plant oxygen concentration control device.

本発明によれば、排ガスが循環する経路の内部の所定の位置における酸素濃度の測定値を目標値に近づけるフィードバック制御を行って、当該フィードバック制御の出力である希釈ガスの流量をフィードバック制御量として導出する。また、負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントにおける熱収支の計算と物質収支の計算とを行って、排ガスが循環する経路の内部の所定の位置における酸素濃度の目標値を維持するために必要な希釈ガスの流量をフィードフォワード制御量として導出する。そして、これらの希釈ガスの流量の加算値に基づいて、希釈ガスの前記経路への注入量を調整する。したがって、フィードバック制御のみの場合と異なり、フィードフォワード制御により、希釈エアの流量を、粉砕機への原料の供給量の変動に迅速に追従させることができる。よって、粉砕機への原料の供給量の変動があった場合でもライン内部の酸素濃度が変動することを抑制することができる。 According to the present invention, feedback control is performed to bring the measured value of oxygen concentration at a predetermined position inside the path through which the exhaust gas circulates closer to the target value, and the flow rate of the diluted gas, which is the output of the feedback control, is used as the feedback control amount. Derived. In addition, it is necessary to calculate the heat balance and mass balance in a negative pressure type / exhaust gas circulation system crushing plant to maintain the target value of oxygen concentration at a predetermined position inside the path through which the exhaust gas circulates. The flow rate of the diluted gas is derived as the feed forward control amount. Then, the amount of the diluted gas injected into the path is adjusted based on the added value of the flow rates of these diluted gases. Therefore, unlike the case of only the feedback control, the feedforward control allows the flow rate of the diluted air to quickly follow the fluctuation of the supply amount of the raw material to the crusher. Therefore, it is possible to suppress the fluctuation of the oxygen concentration inside the line even when the supply amount of the raw material to the crusher fluctuates.

負圧式・排ガス循環系のPCIプラントの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the PCI plant of the negative pressure type exhaust gas circulation system. 粉砕プラント酸素濃度制御装置の機能的な構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the functional structure of the pulverization plant oxygen concentration control apparatus. 希釈エアの流量と給炭量との関係の一例を概念的に示す図である。It is a figure which conceptually shows an example of the relationship between the flow rate of diluted air and the amount of coal supply. 変換部の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the conversion part. ライン内部の酸素濃度を制御する際の粉砕プラント酸素濃度制御装置の動作の一例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an example of the operation of the pulverization plant oxygen concentration control apparatus when controlling the oxygen concentration in a line. 実施例における給炭量と時間との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the amount of coal supply and time in an Example. 比較例の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the comparative example. 発明例の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the invention example.

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。本実施形態では、負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントが、高炉への微粉炭の吹込み(PCI;Pulverized Coal Injection)を行うために石炭を粉砕する、負圧式・排ガス循環系のPCIプラントである場合を例に挙げて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the negative pressure type exhaust gas circulation system crushing plant crushes coal in order to inject pulverized coal into the blast furnace (PCI; Pulverized Coal Injection). A case will be described as an example.

[第1の実施形態]
まず、第1の実施形態を説明する。
(負圧式・排ガス循環系のPCIプラントの構成)
図1は、負圧式・排ガス循環系のPCIプラントの構成の一例を示す図である。図1において、各構成要素を繋ぐ実線は配管を示し、破線は信号の伝達経路を示す。また、矢印線は、配管内のガスや石炭の進行方向を示す。尚、負圧式・排ガス循環系のPCIプラントの構成は、例えば、特許文献1に記載の技術等の公知の技術で実現できるので、ここでは、各構成について簡単に説明し、詳細な説明を省略する。
[First Embodiment]
First, the first embodiment will be described.
(Negative pressure type / exhaust gas circulation system PCI plant configuration)
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a negative pressure type exhaust gas circulation system PCI plant. In FIG. 1, the solid line connecting each component shows the piping, and the broken line shows the signal transmission path. In addition, the arrow line indicates the traveling direction of gas or coal in the pipe. Since the configuration of a negative pressure type / exhaust gas circulation system PCI plant can be realized by a known technique such as the technique described in Patent Document 1, each configuration will be briefly described here and detailed description will be omitted. To do.

図1において、熱ガス発生装置(HGG)101は、バーナーを有し、燃料ガスおよび燃焼エア(空気)をバーナーへの入力として、バーナーの空燃比を制御し、排ガス(熱風)を発生させる。排ガスの酸素濃度は略0(ゼロ)%である。本実施形態では、燃料ガスとしてBFG(Blast Furnace Gas)を利用する。尚、燃焼エアは、燃焼エアファン102により熱ガス発生装置101に送り込まれる。 In FIG. 1, the hot gas generator (HGG) 101 has a burner, and receives fuel gas and combustion air (air) as inputs to the burner to control the air-fuel ratio of the burner and generate exhaust gas (hot air). The oxygen concentration of the exhaust gas is approximately 0 (zero)%. In this embodiment, BFG (Blast Furnace Gas) is used as the fuel gas. The combustion air is sent to the heat gas generator 101 by the combustion air fan 102.

バンカー103は、原料である石炭を貯蔵する。
給炭機104は、チェーンコンベアを有し、バンカー103内に貯蔵されている石炭をチェーンコンベアにより切り出してミル105に投入する。
ミル105は、給炭機104から投入された石炭を粉砕する粉砕機である。ミル105の入側の位置における圧力が負圧に保たれるようにすることにより、ミル105の内部の圧力は負圧に保たれる。ミル105は、例えば、ロールミル105aと粉砕テーブル105bとを有する。ミル105の上部から投入された石炭をロールミル105aと粉砕テーブル105bとの間に供給する。回転している粉砕テーブル105bに対してロールミル105aを押し付けながら回転させることにより、石炭は押し潰されて粉砕される。粉砕された石炭は、熱ガス発生装置101から供給された排ガスの流れにのって、ミル105の上部に供給され、分級機で分級された後、外部に放出される。
The bunker 103 stores coal as a raw material.
The coal feeder 104 has a chain conveyor, and the coal stored in the bunker 103 is cut out by the chain conveyor and put into the mill 105.
The mill 105 is a crusher that crushes the coal input from the coal feeder 104. By allowing the pressure at the entry side position of the mill 105 to be maintained at a negative pressure, the pressure inside the mill 105 is maintained at a negative pressure. The mill 105 has, for example, a roll mill 105a and a crushing table 105b. The coal charged from the upper part of the mill 105 is supplied between the roll mill 105a and the crushing table 105b. Coal is crushed and crushed by rotating the roll mill 105a while pressing it against the rotating crushing table 105b. The crushed coal is supplied to the upper part of the mill 105 along the flow of the exhaust gas supplied from the heat gas generator 101, classified by the classifier, and then discharged to the outside.

この際、シールエアファン106からミル105の内部(粉砕テーブル105bの軸受部)の隙間にシールエアを供給することにより、その隙間から外部に放出されようとする微粉炭を、熱ガス発生装置101から供給された排ガスの流れに押し戻す。ミル105の内部の圧力がシールエアの圧力未満になるように、シールエアの流速が定められる。このように、シールエアは、粉砕テーブル105bの軸受部に微粉炭が進入し、その結果として、粉砕テーブル105bの軸受部の潤滑不良が起こることと、粉砕テーブル105bの軸受部から外部に放出されることとを防止するためのものである。
以下の説明では、「ミル105から外部に放出された粉砕後の石炭」を必要に応じて「微粉炭」と称する。
At this time, by supplying the seal air from the seal air fan 106 to the gap inside the mill 105 (bearing portion of the crushing table 105b), the pulverized coal that is about to be discharged to the outside through the gap is discharged from the heat gas generator 101. Push back into the flow of supplied exhaust gas. The flow rate of the seal air is determined so that the pressure inside the mill 105 is lower than the pressure of the seal air. In this way, the pulverized coal enters the bearing portion of the crushing table 105b, and as a result, poor lubrication of the bearing portion of the crushing table 105b occurs and the seal air is discharged to the outside from the bearing portion of the crushing table 105b. This is to prevent things from happening.
In the following description, "crushed coal released from the mill 105 to the outside" will be referred to as "pulverized coal" as necessary.

バグフィルター107は、ミル105から放出された微粉炭を、濾布を用いて捕集する濾過式の捕集機である。ミル105と同様に、バグフィルター107の内部の圧力も負圧に保たれている。微粉炭以外の異物がバグフィルター107で捕集されることがある。異物除去装置108は、この異物を除去するためのものである。このように異物除去装置108で異物が除去された後、リザーバタンク109に微粉炭が貯蔵される。リザーバタンク109に貯蔵された微粉炭は、高炉の羽口から高炉の内部に吹き込まれる(微粉炭吹き込みが行われる)。 The bag filter 107 is a filtration type collector that collects pulverized coal released from the mill 105 using a filter cloth. Similar to the mill 105, the pressure inside the bag filter 107 is also maintained at a negative pressure. Foreign matter other than pulverized coal may be collected by the bag filter 107. The foreign matter removing device 108 is for removing the foreign matter. After the foreign matter is removed by the foreign matter removing device 108 in this way, the pulverized coal is stored in the reservoir tank 109. The pulverized coal stored in the reservoir tank 109 is blown into the inside of the blast furnace from the tuyere of the blast furnace (the pulverized coal is blown).

バグ出口O2濃度計110は、バグフィルター107の出側の位置における配管内の排ガスの酸素濃度を測定する。本実施形態では、この配管内の排ガスの酸素濃度の測定値がライン内部の酸素濃度の測定値になる。
ベンチュリ管111は、バグフィルター107を通過した排ガスの流量を測定する。
ダンパー112は、バグフィルター107を通過した排ガスの流量を調整する。
循環ファン113は、ダンパー112を通過した排ガスを熱ガス発生装置101に循環させることができるように、排ガスを昇圧する。
循環ファン113により昇圧された排ガスの一部は、煙突114を介して大気中に放出される。放散系圧力調整弁115は、このようにして大気中に放出される排ガスの圧力を調整するためのものである。尚、以下の説明では、煙突114を介して大気中に放出される排ガスを必要に応じて「放散ガス」と称する。
The bag outlet O 2 concentration meter 110 measures the oxygen concentration of the exhaust gas in the pipe at the position on the outlet side of the bag filter 107. In the present embodiment, the measured value of the oxygen concentration of the exhaust gas in the pipe becomes the measured value of the oxygen concentration inside the line.
The Venturi tube 111 measures the flow rate of the exhaust gas that has passed through the bag filter 107.
The damper 112 adjusts the flow rate of the exhaust gas that has passed through the bag filter 107.
The circulation fan 113 boosts the exhaust gas so that the exhaust gas that has passed through the damper 112 can be circulated to the heat gas generator 101.
A part of the exhaust gas boosted by the circulation fan 113 is released into the atmosphere through the chimney 114. The dissipative pressure regulating valve 115 is for adjusting the pressure of the exhaust gas released into the atmosphere in this way. In the following description, the exhaust gas released into the atmosphere through the chimney 114 will be referred to as "emission gas" as necessary.

循環系圧力調整弁116は、循環ファン113により昇圧された排ガスのうち、煙突114を介して大気中に放出されずに熱ガス発生装置101に循環させる排ガスの圧力を調整するためのものである。このようにして、熱ガス発生装置101で発生した排ガスは、循環ガスとして再び熱ガス発生装置101に供給され、熱ガス発生装置101、ミル105、バグフィルター107、ベンチュリ管111、ダンパー112、循環ファン113、循環系圧力調整弁116、熱ガス発生装置101の経路を循環する。 The circulation system pressure regulating valve 116 is for adjusting the pressure of the exhaust gas boosted by the circulation fan 113 and circulated to the heat gas generator 101 without being released into the atmosphere through the chimney 114. .. In this way, the exhaust gas generated by the heat gas generator 101 is supplied to the heat gas generator 101 again as a circulating gas, and the heat gas generator 101, the mill 105, the bag filter 107, the venturi pipe 111, the damper 112, and the circulation. It circulates through the paths of the fan 113, the circulation system pressure regulating valve 116, and the heat gas generator 101.

本実施形態では、以上の負圧式・排ガス循環系のPCIプラントにおける循環ガスの酸素濃度を調整する。まず、循環ガスの酸素濃度を調整するためのハードウェアの構成の一例について説明する。
本実施形態では、大気中の空気(エア)を、希釈エアとして、負圧式・排ガス循環系のPCIプラントに供給する。オリフィス流量計117は、この希釈エアの流量を測定する。エア流量調整弁118は、負圧式・排ガス循環系のPCIプラントに供給される希釈エアの流量を調整するためのものである。希釈エアファン119は、エア流量調整弁118で流量が調整された希釈エアを昇圧し、希釈エアを熱ガス発生装置101の入側の配管に押し込む。これにより、循環ガスの酸素濃度を調整することができる。
粉砕プラント酸素濃度制御装置200は、バグ出口O2濃度計110で測定された排ガスの酸素濃度を入力し、当該酸素濃度の測定値の目標値に対する偏差が0(ゼロ)に近づくようなエア流量調整弁118の弁開度を設定し、循環ガスの酸素濃度を調整する。
In the present embodiment, the oxygen concentration of the circulating gas in the PCI plant of the above negative pressure type / exhaust gas circulation system is adjusted. First, an example of a hardware configuration for adjusting the oxygen concentration of the circulating gas will be described.
In the present embodiment, air in the atmosphere is supplied as diluted air to a negative pressure type exhaust gas circulation system PCI plant. The orifice flow meter 117 measures the flow rate of this diluted air. The air flow rate adjusting valve 118 is for adjusting the flow rate of the diluted air supplied to the PCI plant of the negative pressure type / exhaust gas circulation system. The dilution air fan 119 boosts the diluted air whose flow rate has been adjusted by the air flow rate adjusting valve 118, and pushes the diluted air into the piping on the inlet side of the heat gas generator 101. Thereby, the oxygen concentration of the circulating gas can be adjusted.
The crushing plant oxygen concentration controller 200 inputs the oxygen concentration of the exhaust gas measured by the bug outlet O 2 concentration meter 110, and the air flow rate so that the deviation of the measured value of the oxygen concentration from the target value approaches 0 (zero). The valve opening of the adjusting valve 118 is set to adjust the oxygen concentration of the circulating gas.

(粉砕プラント酸素濃度制御装置200の機能構成)
図2は、粉砕プラント酸素濃度制御装置200の機能的な構成の一例を示す図である。前述したように、図2に示す各部は、例えば、プログラマブルロジックコントローラ(PLC)、または、CPU、ROM、RAM、HDDおよび各種のインターフェースを備えるコンピュータ装置を用いることにより実現することができる。
(Functional configuration of crushing plant oxygen concentration control device 200)
FIG. 2 is a diagram showing an example of a functional configuration of the pulverization plant oxygen concentration control device 200. As described above, each part shown in FIG. 2 can be realized by using, for example, a programmable logic controller (PLC) or a computer device including a CPU, ROM, RAM, HDD and various interfaces.

<O2濃度目標値記憶部201>
2濃度目標値記憶部201は、バグ出口O2濃度計110で排ガスの酸素濃度が測定される位置での排ガスの酸素濃度の目標値を記憶する。この排ガスの酸素濃度の目標値は、オペレータにより設定されるものである。本実施形態の負圧式・排ガス循環系のPCIプラントでは、粉塵爆発を防止する観点から、バグ出口O2濃度計110で測定される排ガスの酸素濃度を12[%]未満にする必要がある。このため、本実施形態では、バグ出口O2濃度計110で排ガスの酸素濃度が測定される位置での排ガスの酸素濃度の目標値を10[%]としている。このように、本実施形態では、排ガスの酸素濃度の単位は[%]であるとする。
<O 2 concentration target value storage unit 201>
The O 2 concentration target value storage unit 201 stores the target value of the oxygen concentration of the exhaust gas at the position where the oxygen concentration of the exhaust gas is measured by the bug outlet O 2 concentration meter 110. The target value of the oxygen concentration of the exhaust gas is set by the operator. In the negative pressure type exhaust gas circulation system PCI plant of the present embodiment, the oxygen concentration of the exhaust gas measured by the bug outlet O 2 concentration meter 110 needs to be less than 12 [%] from the viewpoint of preventing a dust explosion. Therefore, in the present embodiment, the target value of the oxygen concentration of the exhaust gas at the position where the oxygen concentration of the exhaust gas is measured by the bug outlet O 2 concentration meter 110 is set to 10 [%]. As described above, in the present embodiment, the unit of the oxygen concentration of the exhaust gas is [%].

<O2濃度偏差導出部202>
2濃度偏差導出部202は、O2濃度目標値記憶部201に記憶されている排ガスの酸素濃度の目標値から、バグ出口O2濃度計110で測定された排ガスの酸素濃度の測定値を減算して、排ガスの酸素濃度の測定値の目標値に対する偏差eを導出する。
<O 2 Concentration Deviation Derivation Unit 202>
The O 2 concentration deviation derivation unit 202 obtains the measured value of the oxygen concentration of the exhaust gas measured by the bug outlet O 2 concentration meter 110 from the target value of the oxygen concentration of the exhaust gas stored in the O 2 concentration target value storage unit 201. By subtracting, the deviation e of the measured value of the oxygen concentration of the exhaust gas with respect to the target value is derived.

<PID制御部203>
PID制御部203は、O2濃度偏差導出部202により導出された「排ガスの酸素濃度の測定値の目標値に対する偏差e」を入力として、比例動作、積分動作、および微分動作を行い、操作量として排ガスの酸素濃度を導出することを繰り返して、排ガスの酸素濃度を目標値に近づける制御(PID制御)を行う制御器である。そして、PID制御部203は、操作量として導出した排ガスの酸素濃度になるような希釈エアの流量をフィードバック制御量(フィードバック制御の出力)として導出する。
<PID control unit 203>
The PID control unit 203 performs proportional operation, integration operation, and differential operation by inputting "deviation e from the measured value of the oxygen concentration of the exhaust gas with respect to the target value" derived by the O 2 concentration deviation derivation unit 202, and operates the amount. It is a controller that repeatedly derives the oxygen concentration of the exhaust gas to bring the oxygen concentration of the exhaust gas closer to the target value (PID control). Then, the PID control unit 203 derives the flow rate of the diluted air that becomes the oxygen concentration of the exhaust gas derived as the operation amount as the feedback control amount (feedback control output).

<ミル出口温度目標値記憶部204>
ミル105の出口側の所定の位置における配管内の(微粉炭の)温度であるミル出口温度の目標値を記憶する。このミル出口温度の目標値は、オペレータにより設定されるものである。
<Mill outlet temperature target value storage unit 204>
The target value of the mill outlet temperature, which is the temperature (of pulverized coal) in the pipe at a predetermined position on the outlet side of the mill 105, is stored. The target value of the mill outlet temperature is set by the operator.

<FF制御部205>
FF制御部205は、PID制御部203により導出された希釈エアの流量に加算されるフィードフォワード制御量(フィードフォワード制御の出力)としての希釈エアの流量を導出する制御器である。
本実施形態では、FF制御部205は、原料である石炭の水分量、原料を粉砕および乾燥することにより得られる製品(微粉炭)の水分量、シールエアの流量、進入エアの流量、ミル出口温度の目標値、排ガスの酸素濃度の目標値、および給炭量等を入力として、負圧式・排ガス循環系のPCIプラントにおける物質収支・熱収支に基づく計算式である物質・熱収支モデルの計算を行うことによって、配管内の酸素濃度を目標値に維持するのに必要な希釈エアの流量を導出する。
<FF control unit 205>
The FF control unit 205 is a controller that derives the flow rate of diluted air as a feedforward control amount (output of feedforward control) added to the flow rate of diluted air derived by the PID control unit 203.
In the present embodiment, the FF control unit 205 has a water content of coal as a raw material, a water content of a product (pulverized coal) obtained by crushing and drying the raw material, a seal air flow rate, an approach air flow rate, and a mill outlet temperature. By inputting the target value of the oxygen concentration of the exhaust gas, the target value of the oxygen concentration of the exhaust gas, the amount of coal supply, etc., the calculation of the material / heat balance model, which is a calculation formula based on the mass balance / heat balance in the PCI plant of the negative pressure type / exhaust gas circulation system. By doing so, the flow rate of diluted air required to maintain the oxygen concentration in the pipe at the target value is derived.

ここで、物質・熱収支モデルについて説明する。
[物質・熱収支モデル]
物質・熱収支モデルは、配管内の酸素濃度を目標値に維持するのに必要な希釈エアの流量を、負圧式・排ガス循環系のPCIプラントにおける熱の収支のバランスとガスの収支のバランスとをとる計算を行うことにより導出するものである。
Here, the substance / heat balance model will be described.
[Material / heat balance model]
The material / heat balance model uses the flow rate of diluted air required to maintain the oxygen concentration in the piping at the target value as the balance of heat balance and gas balance in the negative pressure type / exhaust gas circulation system PCI plant. It is derived by performing a calculation that takes.

[[物質・熱収支モデルを構築する際の仮定]]
本実施形態では、以下の条件の下で、物質・熱収支モデルを構築した。
(a) 熱の収支のバランスとガスの収支のバランスとの双方について、非定常的なバランスを無視し、定常的なバランスのみを表現する。
(b) 原料である石炭に含まれる水分の相変化に必要な熱量を、石炭から発生する水蒸気量を生成するのに必要な潜熱により計算する。
(c) 燃料ガス(BFG)の燃焼により発生する排ガスの流量を、簡単のため、燃料ガス(BFG)の流量と燃焼エアの流量との和とする。
(d) 循環ファン113による昇温効果は、循環ガスにのみ寄与すると単純化し、放散ガスの温度は、ミル出口温度と同じであると仮定する。
(e) 負圧式・排ガス循環系のPCIプラントの系内の温度は、ミル出口温度と同じになると仮定する。
(f) 燃料ガス(BFG)は完全燃焼するものとし、過剰な燃焼エアはそのまま残るものとする。
(g) バグ出口酸素濃度(バグフィルター107の出口側の位置における配管内の酸素ガスの濃度)は、希釈エアの流量の制御により、一定値に維持されるものとする。
(h) バグ出口排ガス流量(バグフィルター107の出口側の位置における配管内の排ガスの流量)は、流量制御により、一定量に維持されるものとする。
[[Assumptions for building a material / heat balance model]]
In this embodiment, a substance / heat balance model is constructed under the following conditions.
(A) Regarding both the balance of heat balance and the balance of gas balance, the unsteady balance is ignored and only the steady balance is expressed.
(B) The amount of heat required for the phase change of water contained in the raw material coal is calculated from the latent heat required to generate the amount of water vapor generated from coal.
(C) For the sake of simplicity, the flow rate of the exhaust gas generated by the combustion of the fuel gas (BFG) is the sum of the flow rate of the fuel gas (BFG) and the flow rate of the combustion air.
(D) The temperature raising effect of the circulating fan 113 is simplified to contribute only to the circulating gas, and it is assumed that the temperature of the emitted gas is the same as the mill outlet temperature.
(E) It is assumed that the temperature inside the system of the negative pressure type exhaust gas circulation system PCI plant is the same as the mill outlet temperature.
(F) The fuel gas (BFG) shall be completely combusted, and excess combustion air shall remain as it is.
(G) The bag outlet oxygen concentration (the concentration of oxygen gas in the pipe at the position on the outlet side of the bag filter 107) shall be maintained at a constant value by controlling the flow rate of the diluted air.
(H) The flow rate of the bag outlet exhaust gas (the flow rate of the exhaust gas in the pipe at the position on the outlet side of the bag filter 107) shall be maintained at a constant amount by the flow rate control.

[[物質・熱収支モデルに入力するモデルパラメータ]]
本実施形態の物質・熱収支モデルでは、モデルパラメータとして、以下の操業条件(の目標値)を入力値として与える。
・給炭量
・製品である微粉炭の温度(ミル出口温度)の目標値
・バグ出口排ガス流量(ミル105の出口側の所定の位置における配管内の排ガスの流量)
・配管内の酸素濃度の目標値
これらのモデルパラメータ(操業条件)は、操業に応じて任意の値に変更される。
[[Model parameters to be input to the material / heat balance model]]
In the substance / heat balance model of the present embodiment, the following operating conditions (target values) are given as input values as model parameters.
-Amount of coal supply-Target value of temperature of pulverized coal (mill outlet temperature) -Bug outlet exhaust gas flow rate (flow rate of exhaust gas in the pipe at a predetermined position on the outlet side of the mill 105)
-Target value of oxygen concentration in piping These model parameters (operating conditions) are changed to arbitrary values according to the operation.

また、モデルパラメータとして、以下の環境条件を入力値として与える。
・石炭に含まれる水分量(石炭の水分量)
・微粉炭に含まれる水分量(製品の水分量)
・温度(希釈エア・石炭・注入ガス)
・比熱(水・ガス・石炭)
・水の潜熱
・燃料のガスカロリー
・バーナーの理論空気量
・バーナーの過剰空気量
・進入エアの流量
・シールエアの流量
・循環ファン113における断熱圧縮に起因する循環ガスの温度上昇分
In addition, the following environmental conditions are given as input values as model parameters.
・ Moisture content in coal (coal moisture content)
・ Moisture content in pulverized coal (moisture content of product)
・ Temperature (diluted air, coal, injection gas)
・ Specific heat (water, gas, coal)
・ Latent heat of water ・ Gas calorie of fuel ・ Theoretical amount of air in the burner ・ Excessive amount of air in the burner ・ Flow rate of ingress air ・ Flow rate of seal air ・ Temperature rise of circulating gas due to adiabatic compression in the circulation fan 113

本実施形態では、これらのモデルパラメータ(環境条件)は、半固定値であり、必要に応じて変更される。環境条件としては、物質・熱収支モデルが適用される負圧式・排ガス循環系のPCIプラントにおける平均的な値を採用するのが好ましい。尚、水分量や温度については、例えば、サンプリングを行って予め求めておくことができる。また、バーナーの理論空気量は、燃料ガスの組成により変化するので、燃料ガスの組成に基づき設定される。バーナーの過剰空気量の値を大きくすると、燃焼不良を防止することができるので、バーナーの過剰空気量は、この観点から適宜設定される。 In this embodiment, these model parameters (environmental conditions) are semi-fixed values and are changed as necessary. As the environmental conditions, it is preferable to adopt the average value in the negative pressure type exhaust gas circulation system PCI plant to which the substance / heat balance model is applied. The water content and temperature can be obtained in advance by sampling, for example. Further, since the theoretical air amount of the burner changes depending on the composition of the fuel gas, it is set based on the composition of the fuel gas. Increasing the value of the excess air amount of the burner can prevent poor combustion, so the excess air amount of the burner is appropriately set from this viewpoint.

[[熱収支モデル]]
本実施形態では、負圧式・排ガス循環系のPCIプラントに与えられる熱量と消費される熱量とが等しくなることを定式化したものを熱収支モデルとして表現する。負圧式・排ガス循環系のPCIプラントに与えられる熱量と消費される熱量について説明する。
(1)石炭の加熱に必要な熱量の式
石炭を製品の温度まで加熱するのに必要な熱量ΔQCOAL[kcal]を、以下の(1)式で表す。
ΔQCOAL=原料の比熱×給炭量×1000×(製品の温度−原料の温度) ・・・(1)
前述したように、給炭量[ton/hr]と製品の温度は、操業条件として与えられるものであり、原料の比熱[kcal/kg・℃]と原料の温度[℃]は、環境条件として与えられるものである。
[[Heat balance model]]
In the present embodiment, a formula for formulating that the amount of heat given to the PCI plant of the negative pressure type / exhaust gas circulation system and the amount of heat consumed are equal is expressed as a heat balance model. The amount of heat given to and the amount of heat consumed in a negative pressure type exhaust gas circulation system PCI plant will be described.
(1) Formula of calorie required for heating coal The calorie ΔQ COAL [kcal] required for heating coal to the temperature of the product is expressed by the following formula (1).
ΔQ COAL = Specific heat of raw material x Coal supply amount x 1000 x (Product temperature-Raw material temperature) ... (1)
As described above, the amount of coal supplied [ton / hr] and the temperature of the product are given as operating conditions, and the specific heat [kcal / kg · ° C] of the raw material and the temperature [° C] of the raw material are environmental conditions. It is given.

(2)水の加熱に必要な熱量の式
石炭に含まれる水を製品の温度まで加熱するのに必要な熱量ΔQ(顕熱)[kcal]を、以下の(2)式で表す。
ΔQ(顕熱)=水の比熱×WM×(製品の温度−原料の温度) ・・・(2)
前述したように、水の比熱[kcal/kg・℃]は、環境条件として与えられるものである。
また、(2)式において、WMは、石炭に含まれる水の単位時間当たりの重量[kg/hr]であり、以下の(2a)式で表される。
WM=給炭量×1000×石炭の水分量/(100−石炭の水分量) ・・・(2a)
前述したように、給炭量[ton/hr]は、操業条件として与えられるものであり、石炭の水分量[質量%]は、環境条件として与えられるものである。
(2) Formula of the amount of heat required to heat water The amount of heat ΔQ (sensible heat) [kcal] required to heat the water contained in coal to the temperature of the product is expressed by the following formula (2).
ΔQ (sensible heat) = specific heat of water x WM x (product temperature-raw material temperature) ... (2)
As described above, the specific heat [kcal / kg · ° C.] of water is given as an environmental condition.
Further, in the formula (2), WM is the weight [kg / hr] of water contained in coal per unit time, and is represented by the following formula (2a).
WM = Coal supply amount x 1000 x Coal water content / (100-Coal water content) ... (2a)
As described above, the amount of coal supplied [ton / hr] is given as an operating condition, and the amount of water [mass%] of coal is given as an environmental condition.

(3)水の蒸発に必要な熱量の式
石炭に含まれる水が蒸発するために必要な熱量ΔQ(潜熱)[kcal]を、以下の(3)式で表す。
ΔQ(潜熱)=水の潜熱×WV ・・・(3)
前述したように、水の潜熱[kcal/kg]は、環境条件である。
また、(3)式において、WVは、水蒸気として存在する水の単位時間当たりの重量[kg/hr]であり、以下の(3a)式で表される。
WV=給炭量×1000×{石炭の水分量/(100−石炭の水分量)−製品の水分量/(100−製品の水分量)} ・・・(3a)
前述したように、給炭量[ton/hr]は、操業条件として与えられるものであり、石炭の水分量[質量%]と製品の水分量[質量%]は、環境条件として与えられるものである。
(3) Formula of calorie required for evaporation of water The calorie ΔQ (latent heat) [kcal] required for water contained in coal to evaporate is expressed by the following equation (3).
ΔQ (latent heat) = latent heat of water x WV ・ ・ ・ (3)
As mentioned above, the latent heat [kcal / kg] of water is an environmental condition.
Further, in the formula (3), WV is the weight [kg / hr] of water existing as water vapor per unit time, and is represented by the following formula (3a).
WV = Coal supply amount x 1000 x {Coal water content / (100-Coal water content) -Product water content / (100-Product water content)} ... (3a)
As described above, the coal supply amount [ton / hr] is given as an operating condition, and the water content [mass%] of the coal and the water content [mass%] of the product are given as environmental conditions. is there.

(4)バーナー燃焼により得られる熱量の式
燃料ガスによる燃焼により発生する熱量ΔQHGG[kcal]を、以下の(4)式で表す。
ΔQHGG=燃料のガスカロリー×燃料ガスの流量 ・・・(4)
前述したように、燃料のガスカロリー[kcal/Nm3]は、環境条件として与えられるものである。燃料ガスの流量[Nm3/hr]は、決定変数である。
(4) Formula of calorie obtained by burner combustion The calorie ΔQ HGG [kcal] generated by combustion with fuel gas is represented by the following formula (4).
ΔQ HGG = fuel gas calorie x fuel gas flow rate ... (4)
As mentioned above, the gas calorie [kcal / Nm 3 ] of the fuel is given as an environmental condition. The flow rate of fuel gas [Nm 3 / hr] is a determinant.

(5)バーナー燃焼により消費される燃焼エアの流量の式
燃焼により消費される燃焼エアの流量[Nm3/hr]を、以下の(5)式で表す。
燃焼エアの流量=燃料ガスの流量×理論空気量×過剰空気量 ・・・(5)
前述したように、理論空気量[−]と過剰空気量[−]は環境条件として与えられるものである。燃焼エアの流量[Nm3/hr]と燃料ガスの流量[Nm3/hr]は、決定変数である。
(5) Equation of flow rate of combustion air consumed by burner combustion The flow rate of combustion air [Nm 3 / hr] consumed by combustion is expressed by the following equation (5).
Combustion air flow rate = fuel gas flow rate x theoretical air volume x excess air volume ... (5)
As described above, the theoretical air volume [-] and the excess air volume [-] are given as environmental conditions. The flow rate of combustion air [Nm 3 / hr] and the flow rate of fuel gas [Nm 3 / hr] are determinants.

(6)バーナー燃焼により発生する排ガスの流量の式
燃料ガスの燃焼により発生する排ガスの流量(バーナー燃焼排ガス流量)[Nm3/hr]を、以下の(6)式で表す。
バーナー燃焼排ガス流量=燃料ガスの流量+燃焼エアの流量 ・・・(6)
実際には、バーナー燃焼排ガス流量は、燃料ガスの流量と燃焼エアの流量との和よりも小さいが、これらの和としてバーナー燃焼排ガス流量を表現しても、大きな誤差は生じない。そこで、本実施形態では、バーナー燃焼排ガス流量を、燃料ガスの流量と燃焼エアの流量との和で近似する。尚、燃焼エアの流量[Nm3/hr]と燃料ガスの流量[Nm3/hr]は、決定変数として与えられるものである。
(6) Formula of the flow rate of exhaust gas generated by burner combustion The flow rate of exhaust gas generated by combustion of fuel gas (burner combustion exhaust gas flow rate) [Nm 3 / hr] is expressed by the following formula (6).
Burner combustion exhaust gas flow rate = fuel gas flow rate + combustion air flow rate ... (6)
Actually, the burner combustion exhaust gas flow rate is smaller than the sum of the fuel gas flow rate and the combustion air flow rate, but even if the burner combustion exhaust gas flow rate is expressed as the sum of these, a large error does not occur. Therefore, in the present embodiment, the flow rate of the burner combustion exhaust gas is approximated by the sum of the flow rate of the fuel gas and the flow rate of the combustion air. The flow rate of combustion air [Nm 3 / hr] and the flow rate of fuel gas [Nm 3 / hr] are given as determinants.

(7)循環ファンにおける断熱圧縮による温度上昇の式
循環ファン113における断熱圧縮に起因して発生する熱量ΔQFAN[kcal]を、以下の(7)式で表す。
ΔQFAN=循環ガスの流量×ΔT×ガスの比熱 ・・・(7)
前述したように、ガスの比熱[kcal/kg・℃]は、環境条件として与えられるものである。ΔTは、循環ファン113における断熱圧縮に起因する循環ガスの温度上昇分[℃]であり、前述したように、環境条件として与えられるものである。循環ガスの流量[Nm3/hr]は、以下の(7a)式で表される。
(7) Equation of temperature rise due to adiabatic compression in the circulation fan The amount of heat ΔQ FAN [kcal] generated due to the adiabatic compression in the circulation fan 113 is expressed by the following equation (7).
ΔQ FAN = Flow rate of circulating gas × ΔT × Specific heat of gas ・ ・ ・ (7)
As described above, the specific heat [kcal / kg · ° C.] of the gas is given as an environmental condition. ΔT is the temperature rise [° C.] of the circulating gas due to the adiabatic compression in the circulating fan 113, and is given as an environmental condition as described above. The flow rate of the circulating gas [Nm 3 / hr] is expressed by the following equation (7a).

循環ガスの流量=バグ出口排ガス流量−放散ガスの流量 ・・・(7a)
前述したように、バス出口排ガス流量[Nm3/hr]は、操業条件として与えられるものである。放散ガスの流量[Nm3/hr]は、以下の(7b)式で表される。
放散ガスの流量=Σガス流量(i)+WV×22.4/18 ・・・(7b)
(7b)式において、Σガスの流量(i)は、以下の(7c)式で表される。
Σガス流量(i)=燃料ガスの流量+燃焼エアの流量+希釈エアの流量+進入エアの流量+シールエアの流量 ・・・(7c)
前述したように、燃料ガスの流量[Nm3/hr]と燃焼エアの流量[Nm3/hr]は、決定変数として与えられるものである。進入エアの流量[Nm3/hr]とシールエアの流量[Nm3/hr]は、環境条件として与えられるものである。WVは、水蒸気として存在する水の単位時間当たりの重量[kg/hr]であり、(3a)式で表される。希釈エアの流量[Nm3/hr]は、決定変数である。尚、(7b)式の「22.4」は、標準体積(モル体積)[リットル/mol]であり、「18」は、水の分子量[グラム/mol]である。したがって、(7b)式の「22.4/18」は、重量を体積に変換する係数となる。
Circulating gas flow rate = Bug outlet exhaust gas flow rate-Dissipated gas flow rate ... (7a)
As described above, the bus outlet exhaust gas flow rate [Nm 3 / hr] is given as an operating condition. The flow rate of the emitted gas [Nm 3 / hr] is expressed by the following equation (7b).
Flow rate of emitted gas = Σ gas flow rate (i) + WV × 22.4 / 18 ・ ・ ・ (7b)
In the equation (7b), the flow rate (i) of the Σ gas is represented by the following equation (7c).
Σ gas flow rate (i) = fuel gas flow rate + combustion air flow rate + diluted air flow rate + approach air flow rate + seal air flow rate ... (7c)
As described above, the flow rate of the fuel gas [Nm 3 / hr] and the flow rate of the combustion air [Nm 3 / hr] are given as determinants. The flow rate of the approach air [Nm 3 / hr] and the flow rate of the seal air [Nm 3 / hr] are given as environmental conditions. WV is the weight [kg / hr] of water existing as water vapor per unit time, and is represented by the formula (3a). The flow rate of diluted air [Nm 3 / hr] is a determinant. In addition, "22.4" of the formula (7b) is a standard volume (molar volume) [liter / mol], and "18" is the molecular weight of water [gram / mol]. Therefore, "22.4 / 18" in Eq. (7b) is a coefficient for converting weight into volume.

負圧式・排ガス循環系のPCIプラントに与えられる熱量と消費される熱量とが等しくなると、負圧式・排ガス循環系のPCIプラントにおける熱収支のバランスがとれるので、以上の(1)式〜(7)式により、以下の(8)式が、熱収支モデルとして得られる。
ΣΔQGAS(i)+ΔQCOAL+ΔQ(顕熱)+ΔQ(潜熱)=ΔQHGG+ΔQFAN ・・・(8)
(8)式において、左辺は、負圧式・排ガス循環系のPCIプラントで消費する熱量の合計であり、右辺は、負圧式・排ガス循環系のPCIプラントに与えられる熱量の合計である。
When the amount of heat given to the negative pressure type / exhaust gas circulation system PCI plant becomes equal to the amount of heat consumed, the heat balance in the negative pressure type / exhaust gas circulation system PCI plant can be balanced. Therefore, the above equations (1) to (7) ), The following equation (8) is obtained as a heat balance model.
ΣΔQ GAS (i) + ΔQ COAL + ΔQ (sensible heat) + ΔQ (latent heat) = ΔQ HGG + ΔQ FAN・ ・ ・ (8)
In equation (8), the left side is the total amount of heat consumed by the negative pressure type / exhaust gas circulation system PCI plant, and the right side is the total amount of heat given to the negative pressure type / exhaust gas circulation system PCI plant.

また、ΣΔQGAS(i)は、以下の(8a)式で表される。
ΣΔQGAS(i)=Σ[ガス(i)の比熱×ガス(i)の流量×(製品の温度−ガス(i)の注入温度)] ・・・(8a)
ガス(i)は、燃料ガス、燃焼エア、希釈エア、進入エア、およびシールエアであり、これらのガスについての(8a)式の[]内の値の積算値を(8a)式で導出する。
Further, ΣΔQ GAS (i) is expressed by the following equation (8a).
ΣΔQ GAS (i) = Σ [specific heat of gas (i) x flow rate of gas (i) x (product temperature-injection temperature of gas (i))] ... (8a)
The gas (i) is a fuel gas, combustion air, diluted air, approach air, and seal air, and the integrated value of the values in [] of the equation (8a) for these gases is derived by the equation (8a).

尚、前述したように、製品の温度は、操業条件として与えられるものであり、ガスの比熱と注入温度は、環境条件として与えられるものである。また、燃料ガスの流量[Nm3/hr]、燃焼エアの流量[Nm3/hr]、および希釈エアの流量[Nm3/hr]は、決定変数である。燃料ガスの流量[Nm3/hr]と燃焼エアの流量[Nm3/hr]は、(5)式、(6)式により表現される。さらに、進入エアの流量[Nm3/hr]とシールエアの流量[Nm3/hr]は、環境条件として与えられるものである。 As described above, the temperature of the product is given as an operating condition, and the specific heat of the gas and the injection temperature are given as environmental conditions. Further, the flow rate of fuel gas [Nm 3 / hr], the flow rate of combustion air [Nm 3 / hr], and the flow rate of diluted air [Nm 3 / hr] are determinants. The flow rate of fuel gas [Nm 3 / hr] and the flow rate of combustion air [Nm 3 / hr] are expressed by equations (5) and (6). Further, the flow rate of the approach air [Nm 3 / hr] and the flow rate of the seal air [Nm 3 / hr] are given as environmental conditions.

[[物質収支モデル]]
負圧式・排ガス循環系のPCIプラントに注入されたガスと、負圧式・排ガス循環系のPCIプラントで発生したガスは十分に混合し、これらのガスの注入量と発生量の和と同じ量のガスが煙突114を介して大気中に放出されることを定式化したものを物質収支モデルとして表現する。具体的には、以下の(9)式により物質収支モデルを表現する。
配管内の酸素濃度=[(シールエアの流量+進入エアの流量+希釈エアの流量+燃焼エアの流量×0.1)/放散ガスの流量]×21 ・・・(9)
前述したように、希釈エアの流量[Nm3/hr]と燃焼エアの流量[Nm3/hr]は、決定変数である。また、配管内の酸素濃度[体積%]は、操業条件として与えられるものであり、進入エアの流量[Nm3/hr]とシールエアの流量[Nm3/hr]は、環境条件として与えられるものである。さらに、放散ガスの流量[Nm3/hr]は、(7b)式および(7c)式により表される。尚、(9)式の右辺において、「燃焼エアの流量×0.1」は、燃焼反応で余ったエアの流量である。
[[Mass balance model]]
The gas injected into the negative pressure type / exhaust gas circulation system PCI plant and the gas generated in the negative pressure type / exhaust gas circulation system PCI plant are sufficiently mixed, and the amount is the same as the sum of the injection amount and the generated amount of these gases. A formula for releasing gas into the atmosphere through the chimney 114 is expressed as a mass balance model. Specifically, the mass balance model is expressed by the following equation (9).
Oxygen concentration in the pipe = [(flow rate of seal air + flow rate of approach air + flow rate of diluted air + flow rate of combustion air x 0.1) / flow rate of radiated gas] x 21 ... (9)
As described above, the flow rate of diluted air [Nm 3 / hr] and the flow rate of combustion air [Nm 3 / hr] are determinants. The oxygen concentration [volume%] in the pipe is given as an operating condition, and the inflow air flow rate [Nm 3 / hr] and the seal air flow rate [Nm 3 / hr] are given as environmental conditions. Is. Further, the flow rate of the emitted gas [Nm 3 / hr] is expressed by the equations (7b) and (7c). On the right side of the equation (9), "combustion air flow rate x 0.1" is the flow rate of excess air due to the combustion reaction.

FF制御部205は、以上の(1)式〜(9)式の全てを満足する計算を行って、決定変数(燃料ガスの流量、燃焼エアの流量、および希釈エアの流量)を導出する。具体的に、これらの決定変数の導出は、例えば、(8)式および(9)式の反復計算を所定の収束条件を満足するまで行うことにより実現できる。すなわち、(1)式〜(8)式で導出された燃料ガスの流量・燃焼エアの流量を(9)式に与えて希釈エアの流量を導出し、導出した希釈エアの流量を(7c)式に与えて(1)式〜(8)式により燃料ガスの流量・燃焼エアの流量を導出することを、各決定変数の解が収束するまで行う。FF制御部205は、このようにして決定変数の1つである希釈エアの流量を導出する。希釈エアの流量を、このようにした導出した値で一定に維持すれば、理想的には、配管内の酸素濃度は目標値に収束することになる。 The FF control unit 205 performs calculations that satisfy all of the above equations (1) to (9) to derive determinants (fuel gas flow rate, combustion air flow rate, and diluted air flow rate). Specifically, the derivation of these decision variables can be realized, for example, by performing the iterative calculation of Eqs. (8) and (9) until a predetermined convergence condition is satisfied. That is, the flow rate of the fuel gas and the flow rate of the combustion air derived from the equations (1) to (8) are given to the equation (9) to derive the flow rate of the diluted air, and the derived flow rate of the diluted air is (7c). Given in the equation, the flow rate of the fuel gas and the flow rate of the combustion air are derived by the equations (1) to (8) until the solutions of each determinant converge. In this way, the FF control unit 205 derives the flow rate of the diluted air, which is one of the determinants. If the flow rate of the diluted air is kept constant at the value derived in this way, the oxygen concentration in the pipe will ideally converge to the target value.

ここで、(9)式を変形すると、希釈エアの流量は、以下の(10)式のように表される。
希釈エアの流量=[配管内の酸素濃度の目標値×(シールエアの流量+進入エアの流量+燃料ガスの流量+燃焼エアの流量+水蒸気の流量)−21×(シールエアの流量+進入エアの流量+0.1×燃焼エアの流量)]/(21−配管内の酸素濃度の目標値) ・・・(10)
尚、水蒸気の流量は、WV×22.4/18で表される。(10)式により、希釈エアの流量が導出される。
Here, when the equation (9) is modified, the flow rate of the diluted air is expressed as the following equation (10).
Flow rate of diluted air = [Target value of oxygen concentration in piping x (flow rate of seal air + flow rate of ingress air + flow rate of fuel gas + flow rate of combustion air + flow rate of water vapor) -21 x (flow rate of seal air + flow rate of ingress air) Flow rate + 0.1 x flow rate of combustion air)] / (21-Target value of oxygen concentration in the pipe) ・ ・ ・ (10)
The flow rate of water vapor is represented by WV × 22.4 / 18. The flow rate of the diluted air is derived from the equation (10).

本実施形態では、FF制御量の初期値(すなわち給炭開始時のFF制御量の値)を0(ゼロ)とする。
また、本実施形態では、フィードフォワード制御を、速度型で表現するものとして、給炭量の変化に応じてのみ作用させる。
そこで、フィードフォワード制御量(FF制御量)を以下の(11)式で表し、ΔFF制御量を以下の(12)式のように表す。
In the present embodiment, the initial value of the FF control amount (that is, the value of the FF control amount at the start of coal feeding) is set to 0 (zero).
Further, in the present embodiment, the feedforward control is expressed by a speed type, and is operated only in response to a change in the amount of coal supply.
Therefore, the feedforward control amount (FF control amount) is expressed by the following equation (11), and the ΔFF control amount is expressed by the following equation (12).

FF制御量=f(給炭量,配管内の酸素濃度の目標値,ミル出口温度の目標値,石炭の水分量) ・・・(11)
ΔFF制御量=FF制御量−FF制御量_前回値 ・・・(12)
(11)式において、fは、給炭量、配管内の酸素濃度の目標値、ミル出口温度の目標値、および石炭の水分量を変数とする関数を表す。また、(11)式および(12)式において、FF制御量は、前述したようにして導出される希釈エアの流量であり、FF制御量_前回値は、FF制御量の前回の値である。
FF control amount = f (coal supply amount, target value of oxygen concentration in piping, target value of mill outlet temperature, water content of coal) ... (11)
ΔFF control amount = FF control amount-FF control amount_previous value ... (12)
In equation (11), f represents a function whose variables are the amount of coal supplied, the target value of oxygen concentration in the pipe, the target value of the mill outlet temperature, and the water content of coal. Further, in the equations (11) and (12), the FF control amount is the flow rate of the diluted air derived as described above, and the FF control amount_previous value is the previous value of the FF control amount. ..

ここで、ΔFF制御量を以下の(13)式で定義すれば、FF制御量は、以下の(14)式のように速度型で記述される。
ΔFF制御量=(∂FF制御量/∂給炭量)×Δ給炭量 ・・・(13)
FF制御量=FF制御量_前回値+ΔFF制御量 ・・・(14)
(13)式において、(∂FF制御量/∂給炭量)は、配管内の酸素濃度の目標値、ミル出口温度の目標値、および石炭の水分量を固定した場合の、給炭量の変化量に対するFF制御量の変化量である。このように本実施形態では、給炭量に変化がなければ、ΔFF制御量は0(ゼロ)となり、フィードバック制御量(FF制御量)は、前回の値のままになる。
Here, if the ΔFF control amount is defined by the following equation (13), the FF control amount is described by the velocity type as in the following equation (14).
ΔFF control amount = (∂FF control amount / ∂ coal supply amount) × Δ coal supply amount ・ ・ ・ (13)
FF control amount = FF control amount_previous value + ΔFF control amount ... (14)
In equation (13), (∂FF control amount / ∂ coal supply amount) is the amount of coal supply when the target value of oxygen concentration in the pipe, the target value of mill outlet temperature, and the water content of coal are fixed. This is the amount of change in the FF control amount with respect to the amount of change. As described above, in the present embodiment, if there is no change in the coal supply amount, the ΔFF control amount becomes 0 (zero), and the feedback control amount (FF control amount) remains at the previous value.

図3は、希釈エアの流量と給炭量との関係の一例を概念的に示す図である。図3に示す例では、ハッチングで示している箇所でフィードフォワード制御が行われることを示す。すなわち、図3に示す例では、粉砕開始時の最小給炭量である30[ton/hr]のときには、フィードフォワード制御量(FF制御量)は0(ゼロ)であり、その後、給炭量が増えるに従い、ΔFF制御量が増加し、その結果、フィードフォワード制御量(FF制御量)が増加することを示す。尚、図3では、希釈エアの流量と給炭量との関係が正比例の関係である場合を例に挙げて示すが、希釈エアの流量と給炭量との関係は正比例に限定されない。 FIG. 3 is a diagram conceptually showing an example of the relationship between the flow rate of diluted air and the amount of coal supplied. In the example shown in FIG. 3, it is shown that feedforward control is performed at the portion indicated by hatching. That is, in the example shown in FIG. 3, when the minimum coal supply amount at the start of crushing is 30 [ton / hr], the feedforward control amount (FF control amount) is 0 (zero), and then the coal supply amount. It is shown that the ΔFF control amount increases as the number increases, and as a result, the feedforward control amount (FF control amount) increases. Although FIG. 3 shows an example in which the relationship between the flow rate of diluted air and the amount of coal supplied is directly proportional, the relationship between the flow rate of diluted air and the amount of coal supplied is not limited to direct proportion.

FF制御部205は、前述したようにして導出される希釈エアの流量と、給炭量との関係を導出することにより、(∂FF制御量/∂給炭量)を導出する。また、Δ給炭量は、制御周期毎の給炭量の変化量である。FF制御部205は、このようにしてΔFF制御量を導出し、導出したΔFF制御量をFF制御量の前回の値(FF制御量_前回値)に加算することにより、フィードフォワード制御量を導出する。 The FF control unit 205 derives (∂FF control amount / ∂ coal supply amount) by deriving the relationship between the flow rate of the diluted air derived as described above and the coal supply amount. The Δ coal supply amount is the amount of change in the coal supply amount for each control cycle. The FF control unit 205 derives the ΔFF control amount in this way, and adds the derived ΔFF control amount to the previous value (FF control amount_previous value) of the FF control amount to derive the feedforward control amount. To do.

<加算部206>
加算部206は、PID制御部203によりフィードバック制御量として導出された希釈エアの流量に、FF制御部205によりフィードフォワード制御量として導出された希釈エアの流量を加算する。
<Addition part 206>
The adding unit 206 adds the flow rate of the diluted air derived as the feedforward control amount by the FF control unit 205 to the flow rate of the diluted air derived as the feedback control amount by the PID control unit 203.

<変換部207>
変換部207は、加算部206により得られた希釈エアの流量の加算値を、エア流量調整弁118の開度に変換する。
図4は、変換部207の構成の一例を示す図である。図4(a)は、変換部207の構成の第1の例を示す図であり、図4(b)は、変換部207の構成の第2の例を示す図である。本実施形態では、図4(a)および図4(b)の何れの変換部207を採用してもよい。
<Conversion unit 207>
The conversion unit 207 converts the added value of the flow rate of the diluted air obtained by the addition unit 206 into the opening degree of the air flow rate adjusting valve 118.
FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of the conversion unit 207. FIG. 4A is a diagram showing a first example of the configuration of the conversion unit 207, and FIG. 4B is a diagram showing a second example of the configuration of the conversion unit 207. In this embodiment, any of the conversion units 207 of FIGS. 4 (a) and 4 (b) may be adopted.

図4(a)に示す例では、変換部207は、流量−開度関係記憶部207aと、流量−開度変換部207bと、指示部207cとを有する。
流量−開度関係記憶部207aは、希釈エアの流量と、エア流量調整弁118の開度との関係を示す情報を記憶する。希釈エアの流量とエア流量調整弁118の開度との関係を示す情報は、これらの関係式を示す情報であっても、これらを相互に関連付けて記憶するテーブルであってもよい。希釈エアの流量とエア流量調整弁118の開度との関係は、負圧式・排ガス循環系のPCIプラントの操業結果等を予め調査することにより得られる。
In the example shown in FIG. 4A, the conversion unit 207 has a flow rate-opening relationship storage unit 207a, a flow rate-opening conversion unit 207b, and an instruction unit 207c.
The flow rate-opening relationship storage unit 207a stores information indicating the relationship between the flow rate of the diluted air and the opening degree of the air flow rate adjusting valve 118. The information indicating the relationship between the flow rate of the diluted air and the opening degree of the air flow rate adjusting valve 118 may be information indicating these relational expressions or a table for storing these in association with each other. The relationship between the flow rate of diluted air and the opening degree of the air flow rate adjusting valve 118 can be obtained by investigating in advance the operation results of a negative pressure type exhaust gas circulation system PCI plant.

流量−開度変換部207bは、加算部206で導出された希釈エアの流量に対応するエア流量調整弁118の開度を、流量−開度関係記憶部207aに記憶されている、希釈エアの流量と、エア流量調整弁118の開度との関係から導出する。
指示部207cは、エア流量調整弁118の開度が、流量−開度変換部207bにより導出された値になるようにエア流量調整弁118を動作させることを、エア流量調整弁118またはエア流量調整弁118の駆動装置に指示する。
The flow rate-opening conversion unit 207b stores the opening degree of the air flow rate adjusting valve 118 corresponding to the flow rate of the diluted air derived by the addition unit 206 in the flow rate-opening relationship storage unit 207a of the diluted air. It is derived from the relationship between the flow rate and the opening degree of the air flow rate adjusting valve 118.
The indicator 207c operates the air flow rate adjusting valve 118 or the air flow rate so that the opening degree of the air flow rate adjusting valve 118 becomes the value derived by the flow rate-opening conversion unit 207b. Instruct the drive unit of the regulating valve 118.

一方、図4(b)に示す例では、変換部207は、希釈エア流量偏差導出部207dと、PID制御部207eと、指示部207fを有する。
希釈エア流量偏差導出部207dは、加算部206で導出された希釈エアの流量から、オリフィス流量計117で測定された希釈エアの流量を減算して、希釈エアの流量の測定値の予測値(加算部206で得られた希釈エアの流量の加算値)に対する偏差eを導出する。
On the other hand, in the example shown in FIG. 4B, the conversion unit 207 includes a dilution air flow rate deviation derivation unit 207d, a PID control unit 207e, and an instruction unit 207f.
The diluted air flow rate deviation derivation unit 207d subtracts the flow rate of the diluted air measured by the orifice flow meter 117 from the flow rate of the diluted air derived by the addition unit 206, and predicts the measured value of the flow rate of the diluted air ( The deviation e with respect to the addition value of the flow rate of the diluted air obtained by the addition unit 206) is derived.

PID制御部207eは、希釈エア流量偏差導出部207dにより導出された「希釈エアの流量の測定値の予測値に対する偏差e」を入力として、比例動作、積分動作、および微分動作を行い、操作量として希釈エアの流量を導出することを繰り返して、希釈エアの流量を予測値に近づける制御(PID制御)を行う。そして、PID制御部207eは、操作量として導出した希釈エアの流量になるようなエア流量調整弁118の開度を導出する。 The PID control unit 207e performs proportional operation, integration operation, and differential operation by inputting "deviation e from the predicted value of the measured value of the flow rate of diluted air" derived by the dilution air flow rate deviation derivation unit 207d, and operates the manipulated variable. The flow rate of the diluted air is repeatedly derived as a method to bring the flow rate of the diluted air closer to the predicted value (PID control). Then, the PID control unit 207e derives the opening degree of the air flow rate adjusting valve 118 so as to be the flow rate of the diluted air derived as the operation amount.

指示部207fは、エア流量調整弁118の開度が、PID制御部207eにより導出された値になるようにエア流量調整弁118を動作させることを、エア流量調整弁118またはエア流量調整弁118の駆動装置に指示する。
尚、図4(b)の構成を採用した場合には、カスケード制御となる。
The indicator unit 207f operates the air flow rate adjusting valve 118 so that the opening degree of the air flow rate adjusting valve 118 becomes the value derived by the PID control unit 207e, so that the air flow rate adjusting valve 118 or the air flow rate adjusting valve 118 is operated. Instruct the drive unit of.
When the configuration shown in FIG. 4B is adopted, cascade control is used.

(フローチャート)
次に、図5のフローチャートを参照しながら、ライン内部の酸素濃度を制御する際の粉砕プラント酸素濃度制御装置200の動作の一例を説明する。
まず、ステップS501において、O2濃度偏差導出部202は、排ガスの酸素濃度の測定値の目標値に対する偏差eを導出する。
次に、ステップS502において、PID制御部203は、排ガスの酸素濃度の測定値の目標値に対する偏差eを入力として、PID制御を行い、操作量として排ガスの酸素濃度を導出し、導出した排ガスの酸素濃度になるような希釈エアの流量をフィードバック制御量として導出する。
(flowchart)
Next, an example of the operation of the pulverization plant oxygen concentration control device 200 when controlling the oxygen concentration inside the line will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, in step S501, the O 2 concentration deviation derivation unit 202 derives the deviation e of the measured value of the oxygen concentration of the exhaust gas with respect to the target value.
Next, in step S502, the PID control unit 203 performs PID control by inputting the deviation e of the measured value of the oxygen concentration of the exhaust gas from the target value, derives the oxygen concentration of the exhaust gas as the manipulated variable, and derives the oxygen concentration of the derived exhaust gas. The flow rate of diluted air that reaches the oxygen concentration is derived as the feedback control amount.

次に、ステップS503において、FF制御部205は、物質・熱収支モデルの計算を行うことによって、希釈エアの流量をフィードフォワード制御量として導出する。尚、前述したように本実施形態では、速度型制御を行うことによりフィードフォワード制御量を導出する。
次に、ステップS504において、加算部206は、ステップS502でフィードバック制御量として導出された希釈エアの流量に、ステップS503でフィードフォワード制御量として導出された希釈エアの流量を加算する。
Next, in step S503, the FF control unit 205 derives the flow rate of the diluted air as a feedforward control amount by calculating the material / heat balance model. As described above, in the present embodiment, the feedforward control amount is derived by performing the speed type control.
Next, in step S504, the addition unit 206 adds the flow rate of the diluted air derived as the feedforward control amount in step S503 to the flow rate of the diluted air derived as the feedback control amount in step S502.

次に、ステップS505において、変換部207は、ステップS504で導出された希釈エアの流量をエア流量調整弁118の開度に変換する。
次に、ステップS506において、変換部207は、エア流量調整弁118の開度が、ステップS505で導出した値になるようにエア流量調整弁118を動作させることを、エア流量調整弁118またはエア流量調整弁118の駆動装置に指示する。
次に、ステップS507において、粉砕プラント酸素濃度制御装置200は、粉砕を終了するか否かを判定する。この判定は、例えば、負圧式・排ガス循環系のPCIプラントの操業を管理する上位のコンピュータから送信される情報に基づいて行うことができる。
Next, in step S505, the conversion unit 207 converts the flow rate of the diluted air derived in step S504 into the opening degree of the air flow rate adjusting valve 118.
Next, in step S506, the conversion unit 207 tells the air flow rate adjusting valve 118 or the air to operate the air flow rate adjusting valve 118 so that the opening degree of the air flow rate adjusting valve 118 becomes the value derived in step S505. Instruct the drive device of the flow control valve 118.
Next, in step S507, the pulverization plant oxygen concentration control device 200 determines whether or not pulverization is completed. This determination can be made based on, for example, information transmitted from a higher-level computer that manages the operation of a negative pressure type exhaust gas circulation system PCI plant.

この判定の結果、粉砕を終了する場合には、図5のフローチャートによる処理を終了する。一方、粉砕を終了しない場合には、ステップS501に戻り、粉砕を終了すると判定するまで、ステップS501〜S507を繰り返し行う。 As a result of this determination, when the pulverization is finished, the process according to the flowchart of FIG. 5 is finished. On the other hand, if the pulverization is not completed, the process returns to step S501, and steps S501 to S507 are repeated until it is determined that the pulverization is completed.

(まとめ)
以上のように本実施形態では、排ガスの酸素濃度の測定値を目標値に近づけるフィードバック制御を行い、そのフィードバック制御の出力である希釈エアの流量をフィードバック制御量として導出する。また、負圧式・排ガス循環系のPCIプラントに与える熱量と、負圧式・排ガス循環系のPCIプラントで消費される熱量とのバランスをとる熱収支の計算と、負圧式・排ガス循環系のPCIプラントに注入されるガスの流量と、負圧式・排ガス循環系のPCIプラントで発生するガスの流量との和と、負圧式・排ガス循環系のPCIプラントから排出されるガスの流量とのバランスをとる物質収支の計算と、を行って(物質・熱収支モデルの計算を行って)、排ガスの酸素濃度の目標値を維持するために必要な希釈エアの流量をフィードフォワード制御量として導出する。
(Summary)
As described above, in the present embodiment, feedback control is performed to bring the measured value of the oxygen concentration of the exhaust gas closer to the target value, and the flow rate of the diluted air, which is the output of the feedback control, is derived as the feedback control amount. In addition, the calculation of the heat balance that balances the amount of heat given to the negative pressure type / exhaust gas circulation system PCI plant and the amount of heat consumed by the negative pressure type / exhaust gas circulation system PCI plant, and the negative pressure type / exhaust gas circulation system PCI plant. Balance the sum of the flow rate of gas injected into and the flow rate of gas generated in the negative pressure type / exhaust gas circulation system PCI plant and the flow rate of gas discharged from the negative pressure type / exhaust gas circulation system PCI plant. By calculating the material balance (calculating the material / heat balance model), the flow rate of diluted air required to maintain the target value of the oxygen concentration of the exhaust gas is derived as the feed forward control amount.

そして、フィードバック制御量として導出された希釈エアの流量に、フィードフォワード制御量として導出された希釈エアの流量を加算し、加算した値をエア流量調整弁118の開度に変換する。このようにして得られた開度になるようにエア流量調整弁118を動作させる。
したがって、フィードバック制御のみを行う場合に比べ、給炭量の変動があった場合でも、希釈エアの流量を給炭量の変動に追従させることができる。よって、ミル105への原料(石炭)の供給量の変動があった場合でもライン内部の酸素濃度が変動することを抑制することができる。これにより、例えば、給炭量の急激な減少により、ライン内部の酸素濃度が粉塵爆発を防止する観点から定められる管理値を上回ることを抑制することができる。その結果、ライン内部の酸素濃度が管理値を上回らないように給炭量を必要以上に小さくする必要がなくなる。よって、ミル105の入口側の所定の位置における配管内の温度が、その上限値に近い温度になるまで、給炭量を大きくすることができ、負圧式・排ガス循環系のPCIプラントの生産能力を向上させることができる。
Then, the flow rate of the diluted air derived as the feedforward control amount is added to the flow rate of the diluted air derived as the feedback control amount, and the added value is converted into the opening degree of the air flow rate adjusting valve 118. The air flow rate adjusting valve 118 is operated so that the opening degree obtained in this manner is obtained.
Therefore, as compared with the case where only the feedback control is performed, the flow rate of the diluted air can be made to follow the fluctuation of the coal supply amount even when the coal supply amount fluctuates. Therefore, even if the supply amount of the raw material (coal) to the mill 105 fluctuates, it is possible to suppress the fluctuation of the oxygen concentration inside the line. As a result, for example, it is possible to prevent the oxygen concentration inside the line from exceeding the control value determined from the viewpoint of preventing a dust explosion due to a sudden decrease in the amount of coal supplied. As a result, it is not necessary to reduce the coal supply amount more than necessary so that the oxygen concentration inside the line does not exceed the control value. Therefore, the amount of coal supplied can be increased until the temperature inside the pipe at a predetermined position on the inlet side of the mill 105 becomes close to the upper limit value, and the production capacity of the negative pressure type exhaust gas circulation system PCI plant. Can be improved.

(変形例)
本実施形態では、負圧式・排ガス循環系のPCIプラントに粉砕プラント酸素濃度制御装置200を適用する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、負圧式・排ガス循環系のPCIプラント以外の負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントにも粉砕プラント酸素濃度制御装置200を適用することができる。例えば、セメントを製造するための負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントにも粉砕プラント酸素濃度制御装置200を適用することができる。
(Modification example)
In the present embodiment, a case where the pulverization plant oxygen concentration control device 200 is applied to a negative pressure type exhaust gas circulation system PCI plant has been described as an example. However, the crushing plant oxygen concentration control device 200 can also be applied to a crushing plant of a negative pressure type / exhaust gas circulation system other than a PCI plant of a negative pressure type / exhaust gas circulation system. For example, the crushing plant oxygen concentration control device 200 can also be applied to a crushing plant of a negative pressure type exhaust gas circulation system for producing cement.

また、本実施形態では、排ガスの酸素濃度の測定値を目標値に近づけるフィードバック制御としてPID制御を行う場合を例に挙げて説明した。しかしながら、排ガスの酸素濃度の測定値を目標値に近づけるフィードバック制御であれば、どのような制御を行ってもよい。例えば、比例動作、積分動作、および微分動作のうち、比例動作を含む少なくとも1つの動作を行う制御を行うようにしてもよい(例えば、PID制御に代えて、P制御またはPI制御を行うようにしてもよい)。 Further, in the present embodiment, a case where PID control is performed as feedback control for bringing the measured value of the oxygen concentration of the exhaust gas closer to the target value has been described as an example. However, any control may be performed as long as it is feedback control that brings the measured value of the oxygen concentration of the exhaust gas closer to the target value. For example, control to perform at least one operation including proportional operation among proportional operation, integral operation, and differential operation may be performed (for example, P control or PI control may be performed instead of PID control. May be).

[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態を説明する。
第1の実施形態では、原料である石炭の水分量が、環境条件として半固定値である場合を例に挙げて説明した。前述したように、石炭の水分量により、ライン内部の酸素濃度は大きく変動する。そこで、本実施形態では、石炭の水分量を推定することにより、フィードフォワード制御量として導出される希釈エアの流量の精度をより一層向上させる。このように第1の実施形態と本実施形態とは、石炭の水分量を得る方法が主として異なる。したがって、本実施形態の説明において、第1の実施形態と同一の部分については、図1〜図5に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, the second embodiment will be described.
In the first embodiment, the case where the water content of coal as a raw material is a semi-fixed value as an environmental condition has been described as an example. As mentioned above, the oxygen concentration inside the line fluctuates greatly depending on the water content of coal. Therefore, in the present embodiment, the accuracy of the flow rate of the diluted air derived as the feedforward control amount is further improved by estimating the water content of the coal. As described above, the method of obtaining the water content of coal is mainly different between the first embodiment and the present embodiment. Therefore, in the description of the present embodiment, detailed description of the same parts as those of the first embodiment will be omitted by adding the same reference numerals as those given in FIGS. 1 to 5.

(9)式において、シールエアの流量および進入エアの流量以外は全て測定できるものである。そこで、本実施形態では、シールエアの流量と進入エアの流量との和を不可観測エアの流量とし、シールエアの流量と進入エアの流量を一括りの流量として取り扱う。
そうすると、(9)式は、以下の(15)式のようになる。
配管内の酸素濃度=[(不可観測エアの流量+希釈エアの流量+燃焼エアの流量×0.1)/放散ガスの流量]×21 ・・・(15)
(15)式により、不可観測エアの流量が導出される。
In equation (9), all except the flow rate of seal air and the flow rate of approach air can be measured. Therefore, in the present embodiment, the sum of the flow rate of the seal air and the flow rate of the approach air is treated as the flow rate of the unobservable air, and the flow rate of the seal air and the flow rate of the approach air are treated as a collective flow rate.
Then, the equation (9) becomes the following equation (15).
Oxygen concentration in the pipe = [(flow rate of unobservable air + flow rate of diluted air + flow rate of combustion air x 0.1) / flow rate of emitted gas] x 21 ... (15)
The flow rate of unobservable air is derived from Eq. (15).

次に、(7b)式および(7c)式を、不可観測エアの流量を用いて書き換えると、放散ガスの流量は、以下の(16)式のように表される。
放散ガスの流量=燃料ガスの流量+燃焼エアの流量+希釈エアの流量+不可観測エアの流量+WV×22.4/18 ・・・(16)
尚、前述したように、(16)式におけるWV×22.4/18は、水蒸気の流量である。(16)式により、この水蒸気の流量(WV:水蒸気として存在する水の単位時間当たりの重量)が導出される。
Next, when equations (7b) and (7c) are rewritten using the flow rate of unobservable air, the flow rate of the emitted gas is expressed as the following equation (16).
Dissipated gas flow rate = Fuel gas flow rate + Combustion air flow rate + Diluted air flow rate + Unobservable air flow rate + WV x 22.4 / 18 ... (16)
As described above, WV × 22.4 / 18 in the equation (16) is the flow rate of water vapor. From equation (16), the flow rate of this water vapor (WV: weight of water existing as water vapor per unit time) is derived.

ここで、製品の水分量は経験的に求められる(例えば1.5[%])。したがって、このようにして水蒸気の流量(WV×22.4/18)が導出されると、(3a)式より、石炭の水分量が導出される。 Here, the water content of the product is empirically determined (for example, 1.5 [%]). Therefore, when the flow rate of water vapor (WV × 22.4 / 18) is derived in this way, the water content of coal is derived from the equation (3a).

したがって、本実施形態では、例えば、配管内の酸素濃度をバグ出口O2濃度計110で測定し、希釈エアの流量をオリフィス流量計117で測定し、熱ガス発生装置101に送り込まれる燃料ガスの流量を不図示のオリフィス流量計で測定し、熱ガス発生装置101に送り込まれる燃焼エアの流量を不図示のオリフィス流量計で測定し、放散ガスの流量を煙突114から大気中に向かう放散ガスの流量を不図示のオリフィス流量計で測定する。そして、FF制御部205は、これらの測定値を入力して、(15)式、(16式)、および(3a)式の計算を行うことにより、石炭の水分量を導出し、導出した石炭の水分量を、第1の実施形態では半固定値として扱っていた石炭の水分量に代わりに用いて、第1の実施形態で説明したように、フィードフォワード制御量としての希釈エアの流量を導出する。 Therefore, in the present embodiment, for example, the oxygen concentration in the pipe is measured by the bug outlet O 2 concentration meter 110, the flow rate of the diluted air is measured by the orifice flow meter 117, and the fuel gas sent to the heat gas generator 101 is measured. The flow rate is measured by an orifice flow meter (not shown), the flow rate of combustion air sent to the hot gas generator 101 is measured by an orifice flow meter (not shown), and the flow rate of the emitted gas is measured from the chimney 114 toward the atmosphere. Measure the flow rate with an orifice flow meter (not shown). Then, the FF control unit 205 inputs these measured values and calculates the equations (15), (16), and (3a) to derive the water content of the coal, and the derived coal is derived. Instead of the water content of coal, which was treated as a semi-fixed value in the first embodiment, the flow rate of the diluted air as the feed forward control amount was used as described in the first embodiment. Derived.

以上のようにして石炭の水分量を導出するに際し、測定値の時間的なばらつきによる影響を低減するため、本実施形態では、以下のようにする。
まず、希釈エアの流量、燃料ガスの流量、燃焼エアの流量、および放散ガスの流量については、所定の時間(例えば30分)の代表値を用いる。代表値としては、例えば、平均値または移動平均値を用いることができる。また、これらに加えて、配管内の酸素濃度についても、所定の時間(例えば30分)の代表値を用いてもよい。したがって、FF制御部205は、これらの代表値を計算し、計算した代表値を用いて、(15)式、(16)式、および(3a)式の計算を行うことにより、石炭の水分量を導出する。
In order to reduce the influence of the time variation of the measured values when deriving the water content of coal as described above, the following is carried out in the present embodiment.
First, for the flow rate of diluted air, the flow rate of fuel gas, the flow rate of combustion air, and the flow rate of radiated gas, representative values for a predetermined time (for example, 30 minutes) are used. As the representative value, for example, an average value or a moving average value can be used. In addition to these, a representative value for a predetermined time (for example, 30 minutes) may be used for the oxygen concentration in the pipe. Therefore, the FF control unit 205 calculates these representative values, and uses the calculated representative values to calculate the equations (15), (16), and (3a) to obtain the water content of coal. Is derived.

また、前述したように、物質・熱収支モデルでは、熱の収支のバランスとガスの収支のバランスとの双方について、非定常的なバランスを無視し、定常的なバランスのみを表現している。したがって、FF制御部205は、給炭が開始されてから所定の時間が経過するまでの期間と、給炭量が変更されている期間においては、石炭の水分量の導出をせずに、前回導出した石炭の水分量の値を採用する。また、前述した代表値の導出に際し、給炭開始時から所定の時間が経過するまでの期間と、給炭量が変更されている期間における前述した測定値を使用しないようにしてもよい。 Further, as described above, in the substance / heat balance model, both the heat balance and the gas balance are ignored, and only the steady balance is expressed. Therefore, the FF control unit 205 does not derive the water content of the coal last time during the period from the start of the coal supply until the predetermined time elapses and the period when the coal supply amount is changed. The value of the water content of the derived coal is adopted. Further, when deriving the above-mentioned representative value, the above-mentioned measured value during the period from the start of coal supply to the elapse of a predetermined time and the period during which the amount of coal supply is changed may not be used.

以上のように本実施形態では、測定値を用いて物質収支モデルの計算を行うことにより、石炭の水分量を導出(推定)する。したがって、物質・熱収支モデルの計算精度を向上させることができる。よって、天候や石炭の銘柄により変化する石炭の水分量に応じた希釈エアの流量としてより正確な流量をフィードフォワード制御量として導出することができる。これにより、ロバストなフィードフォワード制御を実現することができる。
本実施形態においても、第1の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。
As described above, in the present embodiment, the water content of coal is derived (estimated) by calculating the mass balance model using the measured values. Therefore, the calculation accuracy of the substance / heat balance model can be improved. Therefore, a more accurate flow rate of the diluted air according to the water content of the coal, which changes depending on the weather and the brand of coal, can be derived as the feedforward control amount. As a result, robust feedforward control can be realized.
Also in this embodiment, various modifications described in the first embodiment can be adopted.

(実施例)
次に、実施例を説明する。
本実施例では、図1に示す負圧式・排ガス循環系のPCIプラントにおいて、以下の操業条件で石炭を粉砕する際の希釈エアの流量を導出する。そして、導出した希釈エアの流量となるようにエア流量調整弁118を動作させながら、バグ出口O2濃度計110でライン内部の酸素濃度を測定することを、コンピュータシミュレーションにより模擬した。
(Example)
Next, an embodiment will be described.
In this embodiment, in the negative pressure type exhaust gas circulation system PCI plant shown in FIG. 1, the flow rate of diluted air when crushing coal under the following operating conditions is derived. Then, it was simulated by computer simulation that the oxygen concentration inside the line was measured by the bug outlet O 2 densitometer 110 while operating the air flow rate adjusting valve 118 so that the flow rate of the diluted air was derived.

ここでは、第1の実施形態で説明した粉砕プラント酸素濃度制御装置200を用いて希釈エアの流量を導出した場合を発明例とした。また、第1の実施形態で説明した粉砕プラント酸素濃度制御装置200から、FF制御部205および加算部206を除いた粉砕プラント酸素濃度制御装置を用いて希釈エアの流量を導出した場合を比較例とした。このように比較例では、フィードフォワード制御は行われずにフィードバック制御のみが行われる。 Here, an example of the invention is a case where the flow rate of the diluted air is derived by using the pulverization plant oxygen concentration control device 200 described in the first embodiment. Further, a comparative example is a case where the flow rate of the diluted air is derived from the crushing plant oxygen concentration control device 200 described in the first embodiment by using the crushing plant oxygen concentration control device excluding the FF control unit 205 and the addition unit 206. And said. As described above, in the comparative example, only the feedback control is performed without the feedforward control.

操業条件は、以下の通りである。
石炭の水分量:8.0[%]
製品の水分量:1.5[%]
ミル出口温度の目標値:90[℃]
外気温:5[℃]
ライン内部の酸素濃度の目標値:10[%]
燃料ガス:BFG
給炭量の最小値:30[ton/hr]
給炭量の最大値:60[ton/hr]
図6は、給炭量と時間との関係を示す図である。図6に示すように、給炭量を30[ton/hr]→60[ton/hr]→30[ton/hr]に変更したときのライン内部の酸素濃度および希釈エアの流量の時間変化を評価した。
The operating conditions are as follows.
Moisture content of coal: 8.0 [%]
Product moisture content: 1.5 [%]
Target value of mill outlet temperature: 90 [° C]
Outside temperature: 5 [℃]
Target value of oxygen concentration inside the line: 10 [%]
Fuel gas: BFG
Minimum value of coal supply: 30 [ton / hr]
Maximum amount of coal supply: 60 [ton / hr]
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the amount of coal supplied and time. As shown in FIG. 6, the time change of the oxygen concentration inside the line and the flow rate of the diluted air when the coal supply amount is changed from 30 [ton / hr] → 60 [ton / hr] → 30 [ton / hr]. evaluated.

図7は、比較例の結果を示す図である。具体的に図7(a)は、ライン内部の酸素濃度と時間との関係を示す図であり、図7(b)は、希釈エアの流量と時間との関係を示す図である。図8は、発明例の結果を示す図である。具体的に図8(a)は、ライン内部の酸素濃度と時間との関係を示す図であり、図8(b)は、希釈エアの流量と時間との関係を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing the results of a comparative example. Specifically, FIG. 7A is a diagram showing the relationship between the oxygen concentration inside the line and time, and FIG. 7B is a diagram showing the relationship between the flow rate of diluted air and time. FIG. 8 is a diagram showing the results of the invention example. Specifically, FIG. 8A is a diagram showing the relationship between the oxygen concentration inside the line and time, and FIG. 8B is a diagram showing the relationship between the flow rate of diluted air and time.

ライン内部の酸素濃度は、給炭量の変化により変動する。これは、ミル出口温度を90[℃]に維持するために熱ガス発生装置101の負荷(バーナー負荷)が増減して、結果として熱ガス発生装置101(バーナー)から発生する排ガスの流量と、石炭から発生する水蒸気の流量とが増減することに対応する。 The oxygen concentration inside the line fluctuates due to changes in the amount of coal supplied. This is because the load (burner load) of the hot gas generator 101 increases or decreases in order to maintain the mill outlet temperature at 90 [° C.], and as a result, the flow rate of the exhaust gas generated from the hot gas generator 101 (burner) and the flow rate of the exhaust gas. Corresponds to the increase and decrease of the flow rate of water vapor generated from coal.

図7(b)に示すように、フィードバック制御のみで希釈エアの流量を導出する場合、給炭量の変動に希釈エアの流量が追従しない。このため、図7(a)に示すように、過渡的には、ライン内部の酸素濃度が減少(給炭量が増大に対応)、あるいは、ライン内部の酸素濃度が増大(給炭量が減少に対応)する。
石炭の水分量が8.0[%]よりも大きい場合は、必要となる希釈エアの流量がより大きくなることから、ライン内部の酸素濃度の変動幅は、図7(a)に示すものよりも更に大きくなる。ライン内部の酸素濃度が上限値(例えば12[%])を上回ると、粉塵爆発の発生を防止する観点から、粉砕設備を非常停止させる。このことは、石炭の水分量が大きいほど給炭量を大きく変更する場合に、粉砕設備が非常停止となるリスクを抱えることを表すものである。
As shown in FIG. 7B, when the flow rate of the diluted air is derived only by feedback control, the flow rate of the diluted air does not follow the fluctuation of the coal supply amount. Therefore, as shown in FIG. 7A, the oxygen concentration inside the line decreases transiently (corresponding to the increase in the amount of coal supply), or the oxygen concentration inside the line increases (the amount of coal supply decreases). Corresponds to).
When the water content of coal is larger than 8.0 [%], the flow rate of the required diluted air becomes larger, so the fluctuation range of the oxygen concentration inside the line is larger than that shown in FIG. 7 (a). Will be even larger. When the oxygen concentration inside the line exceeds the upper limit (for example, 12 [%]), the crushing facility is stopped in an emergency from the viewpoint of preventing the occurrence of a dust explosion. This means that the larger the water content of the coal, the greater the risk that the crushing facility will be shut down when the coal supply amount is changed significantly.

一方、図8(b)に示すように、第1の実施形態で説明したフィードフォワード制御を組み込むことにより、フィードバック制御のみの場合と異なり、フィードフォワード制御が、希釈エアの流量を給炭量の変化に迅速に追従させる。このため、ライン内部の過渡的な酸素濃度の減少(給炭量が増大に対応)、あるいは、ライン内部の過渡的な酸素濃度の増大(給炭量が減少に対応)が効果的に抑制される。図8(a)に示す結果では、ライン内部の酸素濃度の変動幅を、図7(a)に示す結果に比べ、10分の1程度にまで抑制できている。このことは、フィードフォワード制御の適用によって給炭量を大きく変更する場合であっても、粉砕設備が非常停止となるリスクを排除できることを意味する。 On the other hand, as shown in FIG. 8B, by incorporating the feedforward control described in the first embodiment, the feedforward control sets the flow rate of the diluted air to the amount of coal supplied, unlike the case of only the feedback control. Quickly follow changes. Therefore, the transient decrease in oxygen concentration inside the line (corresponding to the increase in coal supply amount) or the transient increase in oxygen concentration inside the line (corresponding to the decrease in coal supply amount) is effectively suppressed. To. In the result shown in FIG. 8A, the fluctuation range of the oxygen concentration inside the line can be suppressed to about 1/10 of the result shown in FIG. 7A. This means that the risk of an emergency shutdown of the crushing equipment can be eliminated even when the amount of coal supply is significantly changed by applying feedforward control.

尚、以上説明した本発明の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体および前記プログラム等のコンピュータプログラムプロダクトも本発明の実施形態として適用することができる。記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。
また、以上説明した本発明の実施形態および実施例は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
The embodiment of the present invention described above can be realized by executing a program by a computer. In addition, a computer-readable recording medium on which the program is recorded and a computer program product such as the program can also be applied as an embodiment of the present invention. As the recording medium, for example, a flexible disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a magnetic tape, a non-volatile memory card, a ROM, or the like can be used.
In addition, the embodiments and examples of the present invention described above are merely examples of embodiment in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention is limitedly interpreted by these. It should not be done. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or its main features.

(請求項との対応)
<請求項1>
熱風発生装置は、例えば、熱ガス発生装置101により実現される。
粉砕機は、例えば、ミル105により実現される。
捕集機は、例えば、バグフィルター107により実現される。
経路は、例えば、図1において、熱ガス発生装置101とミル105、ミル105とバグフィルター107、バグフィルター107とダンパー112、ダンパー112と循環ファン113、循環ファン113と循環系圧力調整弁116、循環系圧力調整弁116と熱ガス発生装置101をそれぞれ繋ぐ配管により実現される。
測定手段は、例えば、バグ出口O2濃度計110により実現される。
調整手段は、例えば、エア流量調整弁118により実現される。
第1の制御手段は、例えば、PID制御部203を用いることにより実現される。
第2の制御手段は、例えば、FF制御部205を用いることにより実現される。
複数の計算式は、例えば、(1)式〜(9)式、(13)式、(14)式を用いることにより実現される。
<請求項2>
フィードフォワード制御量と、原料の粉砕機への供給量との関係は、例えば、(13)式に示す(∂FF制御量/∂給炭量)により実現される。
原料の粉砕機への供給量の変動量は、例えば、(13)式に示すΔ給炭量により実現される。
フィードフォワード制御量の前回導出した値は、例えば、(14)式等に示すFF制御量_前回値により実現される。フィードフォワード制御量の前回導出した値に対する変動量は、例えば、(14)式等に示すΔFF制御量により実現される。
<請求項3>
希釈ガスの流量を測定する手段は、例えば、オリフィス流量計117により実現される。
熱風を発生させるための燃料ガスの流量を測定する手段は、例えば、熱ガス発生装置101に送り込まれる燃料ガスの流量を測定する不図示のオリフィス流量計により実現される。
熱風を発生させるための燃焼空気の流量を測定する手段は、例えば、熱ガス発生装置101に送り込まれる燃焼エアの流量を測定する不図示のオリフィス流量計により実現される。
経路から大気中に放出される放散ガスの流量を測定する手段は、例えば、放散ガスの流量を煙突114から大気中に向かう放散ガスの流量を測定する不図示のオリフィス流量計により実現される。
物質収支の計算は、例えば、(15)式、(16)式を用いた計算により実現される。
経路の内部における水蒸気の流量は、例えば、(3a)式に示すWVに係数(22.4/18)を掛けた値により実現される。
原料の粉砕機への供給量は、例えば、(3a)式に示す給炭量により実現される。
粉砕後の原料の水分量は、例えば、(3a)式に示す製品の水分量により実現される。
(Correspondence with claims)
<Claim 1>
The hot air generator is realized by, for example, a hot gas generator 101.
The crusher is realized, for example, by the mill 105.
The collector is realized by, for example, a bag filter 107.
The paths are, for example, in FIG. 1, a heat gas generator 101 and a mill 105, a mill 105 and a bag filter 107, a bag filter 107 and a damper 112, a damper 112 and a circulation fan 113, a circulation fan 113 and a circulation system pressure regulating valve 116, It is realized by piping connecting the circulation system pressure regulating valve 116 and the heat gas generator 101, respectively.
The measuring means is realized by, for example, a bug outlet O 2 densitometer 110.
The adjusting means is realized by, for example, an air flow rate adjusting valve 118.
The first control means is realized, for example, by using the PID control unit 203.
The second control means is realized, for example, by using the FF control unit 205.
The plurality of calculation formulas are realized, for example, by using the formulas (1) to (9), (13), and (14).
<Claim 2>
The relationship between the feedforward control amount and the supply amount of the raw material to the crusher is realized by, for example, (∂FF control amount / ∂ coal supply amount) shown in Eq. (13).
The fluctuation amount of the supply amount of the raw material to the crusher is realized by, for example, the Δ coal supply amount represented by the equation (13).
The previously derived value of the feedforward control amount is realized by, for example, the FF control amount_previous value shown in Eq. (14) or the like. The amount of fluctuation of the feedforward control amount with respect to the previously derived value is realized by, for example, the ΔFF control amount shown in Eq. (14) or the like.
<Claim 3>
The means for measuring the flow rate of the diluted gas is realized by, for example, an orifice flow meter 117.
The means for measuring the flow rate of the fuel gas for generating hot air is realized by, for example, an orifice flow meter (not shown) for measuring the flow rate of the fuel gas sent to the hot gas generator 101.
The means for measuring the flow rate of combustion air for generating hot air is realized by, for example, an orifice flow meter (not shown) for measuring the flow rate of combustion air sent to the hot gas generator 101.
The means for measuring the flow rate of the emitted gas released into the atmosphere from the path is realized by, for example, an orifice flow meter (not shown) for measuring the flow rate of the emitted gas from the chimney 114 toward the atmosphere.
The calculation of the mass balance is realized by, for example, the calculation using the equations (15) and (16).
The flow rate of water vapor inside the path is realized, for example, by multiplying the WV shown in Eq. (3a) by a coefficient (22.4 / 18).
The amount of raw material supplied to the crusher is realized by, for example, the amount of coal supplied as shown in equation (3a).
The water content of the raw material after pulverization is realized by, for example, the water content of the product represented by the formula (3a).

101:熱ガス発生装置、103:バンカー、104:給炭機、105:ミル、107:バグフィルター、110:バグ出口O2濃度計、118:エア流量調整弁、200:粉砕プラント酸素濃度制御装置、201:O2濃度目標値記憶部、202:O2濃度偏差導出部、203:PID制御部、204:ミル出口温度目標値記憶部、205:FF制御部、206:加算部、207:変換部 101: Heat gas generator, 103: Bunker, 104: Coal dispenser, 105: Mill, 107: Bag filter, 110: Bag outlet O 2 concentration meter, 118: Air flow rate control valve, 200: Oxygen concentration controller for crushing plant , 201: O 2 concentration target value storage unit, 202: O 2 concentration deviation derivation unit, 203: PID control unit, 204: mill outlet temperature target value storage unit, 205: FF control unit, 206: addition unit, 207: conversion Department

Claims (11)

熱風を排ガスとして発生する熱風発生装置と、
原料を粉砕し、粉砕後の原料を、前記排ガスの流れに乗せて外部に放出する粉砕機であって、内部の圧力が負圧に保たれている粉砕機と、
前記粉砕機から前記排ガスの流れに乗って放出された粉砕後の原料を捕集する捕集機であって、内部の圧力が負圧に保たれている捕集機と、
前記熱風発生装置、前記粉砕機、および前記捕集機を経由して前記排ガスが循環する経路と、
前記経路の内部の所定の位置における酸素濃度を測定する測定手段と、
酸素を含むガスである希釈ガスの前記経路への注入量を調整する調整手段と、を有し、
前記粉砕機の内部に原料を投入して原料を粉砕する負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントにおける、前記経路の内部の酸素濃度を制御する粉砕プラント酸素濃度制御装置であって、
前記所定の位置における酸素濃度の測定値を、前記所定の位置における酸素濃度の目標値に近づけるフィードバック制御を行って、当該フィードバック制御の出力である前記希釈ガスの流量をフィードバック制御量として導出する第1の制御手段と、
前記原料の前記粉砕機への供給量と、前記原料の水分量と、外部から前記粉砕機の内部に入る空気の流量と、前記所定の位置における酸素濃度の目標値と、前記粉砕機の出口側の所定の位置における前記経路の内部の温度の目標値と、を変数として有する複数の計算式であって、前記負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントに与える熱量と、前記負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントで消費される熱量とのバランスをとる熱収支の計算と、前記負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントに注入されるガスの流量と、前記負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントで発生するガスの流量との和と、前記負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントから排出されるガスの流量とのバランスをとる物質収支の計算とを行うための複数の計算式の計算を行って、前記所定の位置における酸素濃度の目標値を維持するために必要な前記希釈ガスの流量をフィードフォワード制御量として導出する第2の制御手段と、
前記第1の制御手段により導出された前記希釈ガスの流量に、前記第2の制御手段により導出された前記希釈ガスの流量を加算する加算手段と、
前記加算手段により得られた前記希釈ガスの流量の加算値に基づいて、前記調整手段を動作させることを指示する指示手段と、
を有することを特徴とする粉砕プラント酸素濃度制御装置。
A hot air generator that generates hot air as exhaust gas,
A crusher that crushes raw materials and releases the crushed raw materials to the outside along with the flow of exhaust gas, and a crusher in which the internal pressure is maintained at a negative pressure.
A collector that collects the crushed raw material released from the crusher along with the flow of the exhaust gas, and the internal pressure is maintained at a negative pressure.
A path through which the exhaust gas circulates via the hot air generator, the crusher, and the collector, and
A measuring means for measuring the oxygen concentration at a predetermined position inside the path, and
It has adjusting means for adjusting the injection amount of the diluting gas, which is a gas containing oxygen, into the path.
A crushing plant oxygen concentration control device that controls the oxygen concentration inside the path in a negative pressure type exhaust gas circulation system crushing plant in which the raw material is put into the inside of the crusher to crush the raw material.
Feedback control is performed to bring the measured value of the oxygen concentration at the predetermined position closer to the target value of the oxygen concentration at the predetermined position, and the flow rate of the diluted gas, which is the output of the feedback control, is derived as the feedback control amount. 1 control means and
The amount of the raw material supplied to the crusher, the amount of water in the raw material, the flow rate of air entering the inside of the crusher from the outside, the target value of the oxygen concentration at the predetermined position, and the outlet of the crusher. A plurality of calculation formulas having a target value of the temperature inside the path at a predetermined position on the side as a variable, the amount of heat given to the crushing plant of the negative pressure type / exhaust gas circulation system, and the negative pressure type / exhaust gas circulation. Calculation of heat balance that balances with the amount of heat consumed in the system crushing plant, the flow rate of gas injected into the negative pressure type / exhaust gas circulation system crushing plant, and the negative pressure type / exhaust gas circulation system crushing plant Calculate a plurality of calculation formulas for calculating the material balance that balances the sum of the flow rate of the generated gas and the flow rate of the gas discharged from the crushing plant of the negative pressure type / exhaust gas circulation system. A second control means for deriving the flow rate of the diluting gas required to maintain the target value of the oxygen concentration at the predetermined position as a feed forward control amount.
An addition means for adding the flow rate of the diluted gas derived by the second control means to the flow rate of the diluted gas derived by the first control means.
An instruction means for instructing the adjusting means to operate based on the added value of the flow rate of the diluted gas obtained by the adding means, and
A pulverization plant oxygen concentration control device characterized by having.
前記第2の制御手段は、前記フィードフォワード制御量と前記原料の前記粉砕機への供給量との関係と、前記原料の前記粉砕機への供給量の変動量とに基づいて、前記フィードフォワード制御量の前回導出した値に対する変動量を導出し、当該導出した変動量を、前記フィードフォワード制御量の前回導出した値に加算することを特徴とする請求項1に記載の粉砕プラント酸素濃度制御装置。 The second control means is based on the relationship between the feedforward control amount and the supply amount of the raw material to the crusher, and the fluctuation amount of the supply amount of the raw material to the crusher. The pulverization plant oxygen concentration control according to claim 1, wherein the fluctuation amount with respect to the previously derived value of the control amount is derived, and the derived fluctuation amount is added to the previously derived value of the feedforward control amount. apparatus. 前記負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントは、前記希釈ガスの流量を測定する手段と、前記熱風を発生させるための燃料ガスの流量を測定する手段と、前記熱風を発生させるための燃焼空気の流量を測定する手段と、前記経路から大気中に放出される放散ガスの流量を測定する手段と、をさらに有し、
前記第2の制御手段は、前記所定の位置における酸素濃度の測定値と、前記放散ガスの流量の測定値と、前記希釈ガスの流量の測定値と、前記燃料ガスの流量の測定値と、前記燃焼空気の流量の測定値とを用いて、前記物質収支の計算を行い、当該計算の結果から得られる前記経路の内部における水蒸気の流量と、前記原料の前記粉砕機への供給量と、粉砕後の前記原料の水分量とに基づいて、前記原料の水分量を導出し、当該原料の水分量を用いて、前記複数の計算式の計算を行って、前記所定の位置における酸素濃度の目標値を維持するために必要な前記希釈ガスの流量をフィードフォワード制御量として導出することを特徴とする請求項1または2に記載の粉砕プラント酸素濃度制御装置。
The negative pressure type / exhaust gas circulation system crushing plant includes means for measuring the flow rate of the diluted gas, means for measuring the flow rate of the fuel gas for generating the hot air, and combustion air for generating the hot air. It further has a means for measuring the flow rate and a means for measuring the flow rate of the exhaust gas released into the air from the path.
The second control means includes a measured value of oxygen concentration at the predetermined position, a measured value of the flow rate of the emitted gas, a measured value of the flow rate of the diluted gas, and a measured value of the flow rate of the fuel gas. The material balance is calculated using the measured value of the flow rate of the combustion air, the flow rate of water vapor inside the path obtained from the result of the calculation, the amount of the raw material supplied to the crusher, and Based on the water content of the raw material after pulverization, the water content of the raw material is derived, and the water content of the raw material is used to calculate the plurality of calculation formulas to obtain the oxygen concentration at the predetermined position. The pulverization plant oxygen concentration control device according to claim 1 or 2, wherein the flow rate of the diluting gas required to maintain the target value is derived as a feed-forward control amount.
前記第2の制御手段は、前記原料の水分量を導出する際に、前記測定値の少なくとも一部については、所定の時間における代表値を用いることを特徴とする請求項3に記載の粉砕プラント酸素濃度制御装置。 The pulverization plant according to claim 3, wherein the second control means uses a representative value at a predetermined time for at least a part of the measured value when deriving the water content of the raw material. Oxygen concentration controller. 前記第2の制御手段は、前記原料の前記粉砕機への供給が開始されてから所定の時間が経過するまでの期間と、前記原料の前記粉砕機への供給量が変更されている期間においては、前記原料の水分量として、前回導出した値を用いることを特徴とする請求項3または4に記載の粉砕プラント酸素濃度制御装置。 The second control means is used in a period from the start of supply of the raw material to the crusher until a predetermined time elapses and a period in which the supply amount of the raw material to the crusher is changed. The pulverization plant oxygen concentration control device according to claim 3 or 4, wherein the value derived last time is used as the water content of the raw material. 前記希釈ガスは、空気であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の粉砕プラント酸素濃度制御装置。 The pulverization plant oxygen concentration control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the diluting gas is air. 前記所定の位置は、前記捕集機の出側の位置であることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の粉砕プラント酸素濃度制御装置。 The pulverization plant oxygen concentration control device according to any one of claims 1 to 6, wherein the predetermined position is a position on the exit side of the collector. 前記第1の制御手段は、前記フィードバック制御として、少なくとも比例動作を行うことを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の粉砕プラント酸素濃度制御装置。 The pulverization plant oxygen concentration control device according to any one of claims 1 to 7, wherein the first control means performs at least a proportional operation as the feedback control. 前記捕集機は、バグフィルターであることを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の粉砕プラント酸素濃度制御装置。 The pulverization plant oxygen concentration control device according to any one of claims 1 to 8, wherein the collector is a bag filter. 熱風を排ガスとして発生する熱風発生装置と、
原料を粉砕し、粉砕後の原料を、前記排ガスの流れに乗せて外部に放出する粉砕機であって、内部の圧力が負圧に保たれている粉砕機と、
前記粉砕機から前記排ガスの流れに乗って放出された粉砕後の原料を捕集する捕集機であって、内部の圧力が負圧に保たれている捕集機と、
前記熱風発生装置、前記粉砕機、および前記捕集機を経由して前記排ガスが循環する経路と、
前記経路の内部の所定の位置における酸素濃度を測定する測定手段と、
酸素を含むガスである希釈ガスの前記経路への注入量を調整する調整手段と、を有し、
前記粉砕機の内部に原料を投入して原料を粉砕する負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントにおける、前記経路の内部の酸素濃度を制御する粉砕プラント酸素濃度制御方法であって、
前記所定の位置における酸素濃度の測定値を、前記所定の位置における酸素濃度の目標値に近づけるフィードバック制御を行って、当該フィードバック制御の出力である前記希釈ガスの流量をフィードバック制御量として導出する第1の制御工程と、
前記原料の前記粉砕機への供給量と、前記原料の水分量と、外部から前記粉砕機の内部に入る空気の流量と、前記所定の位置における酸素濃度の目標値と、前記粉砕機の出口側の所定の位置における前記経路の内部の温度の目標値と、を変数として有する複数の計算式であって、前記負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントに与える熱量と、前記負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントで消費される熱量とのバランスをとる熱収支の計算と、前記負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントに注入されるガスの流量と、前記負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントで発生するガスの流量との和と、前記負圧式・排ガス循環系の粉砕プラントから排出されるガスの流量とのバランスをとる物質収支の計算とを行うための複数の計算式の計算を行って、前記所定の位置における酸素濃度の目標値を維持するために必要な前記希釈ガスの流量をフィードフォワード制御量として導出する第2の制御工程と、
前記第1の制御工程により導出された前記希釈ガスの流量に、前記第2の制御工程により導出された前記希釈ガスの流量を加算する加算工程と、
前記加算工程により得られた前記希釈ガスの流量の加算値に基づいて、前記調整手段を動作させる調整工程と、
を有することを特徴とする粉砕プラント酸素濃度制御方法。
A hot air generator that generates hot air as exhaust gas,
A crusher that crushes raw materials and releases the crushed raw materials to the outside along with the flow of exhaust gas, and a crusher in which the internal pressure is maintained at a negative pressure.
A collector that collects the crushed raw material released from the crusher along with the flow of the exhaust gas, and the internal pressure is maintained at a negative pressure.
A path through which the exhaust gas circulates via the hot air generator, the crusher, and the collector, and
A measuring means for measuring the oxygen concentration at a predetermined position inside the path, and
It has adjusting means for adjusting the injection amount of the diluting gas, which is a gas containing oxygen, into the path.
A crushing plant oxygen concentration control method for controlling the oxygen concentration inside the path in a negative pressure type exhaust gas circulation system crushing plant in which the raw material is put into the inside of the crusher to crush the raw material.
Feedback control is performed to bring the measured value of the oxygen concentration at the predetermined position closer to the target value of the oxygen concentration at the predetermined position, and the flow rate of the diluted gas, which is the output of the feedback control, is derived as the feedback control amount. 1 control process and
And supplies to the crusher of the raw material, the moisture content of the raw material, the flow rate of air entering from outside into the interior of the crusher, and the target value of the oxygen concentration in the predetermined position, the crusher A plurality of calculation formulas having a target value of the temperature inside the path at a predetermined position on the outlet side as variables, the amount of heat given to the crushing plant of the negative pressure type / exhaust gas circulation system, and the negative pressure type / exhaust gas. Calculation of heat balance that balances the amount of heat consumed in the crushing plant of the circulation system, the flow rate of gas injected into the crushing plant of the negative pressure type / exhaust gas circulation system, and the crushing plant of the negative pressure type / exhaust gas circulation system. Calculation of a plurality of calculation formulas for calculating the material balance that balances the sum of the flow rate of the gas generated in the above and the flow rate of the gas discharged from the crushing plant of the negative pressure type / exhaust gas circulation system. A second control step of deriving the flow rate of the diluting gas required to maintain the target value of the oxygen concentration at the predetermined position as a feed-forward control amount.
An addition step of adding the flow rate of the diluted gas derived by the second control step to the flow rate of the diluted gas derived by the first control step.
An adjustment step of operating the adjusting means based on the added value of the flow rate of the diluted gas obtained by the addition step, and an adjustment step of operating the adjusting means.
A method for controlling oxygen concentration in a pulverization plant, which comprises.
請求項1〜9の何れか1項に記載の粉砕プラント酸素濃度制御装置の各手段としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。 A program characterized in that a computer functions as each means of the pulverization plant oxygen concentration control device according to any one of claims 1 to 9.
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