DE102006008484B4

DE102006008484B4 - Brennstoffgas-Heizwert-Steuerverfahren und -vorrichtung

Info

Publication number: DE102006008484B4
Application number: DE102006008484A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Hyogo Tanabe; Hidekazu Hyogo Yamashita
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2005-04-19
Filing date: 2006-02-23
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2026-02-24
Also published as: US20060234171A1; JP2006299869A; CN100510536C; CN1854609A; US7396228B2; JP4563242B2; DE102006008484A1

Abstract

Brennstoffgas-Heizwert-Steuerverfahren für ein Brennstoffgas-Erzeugungssystem, welches folgende Funktionen aufweist: Zumischen eines ersten wärmesteigernden Gases zu einem aus einem Hochofen (11) eines Hüttenwerks ausgetragenen Hochofengas, um ein erstes Gasgemisch zu bilden, Zumischen eines zweiten wärmesteigernden Gases zu dem ersten Gasgemisch, um ein zweites Gasgemisch zu bilden, und Zuführen des zweiten Gasgemischs als Brennstoffgas zu einer mit Hochofengas betriebenen Gasturbinenanlage, wobei der Heizwert (CALt) des zweiten Gasgemischs so gesteuert wird, dass er einem für den Betrieb der Gasturbinenanlage vorgegebenen erforderlichen Heizwert (CAL) entspricht, wobei das Brennstoffgas-Heizwert-Steuerverfahren die folgenden Schritte aufweist: Vorausschätzen des Heizwerts des ersten Gasgemischs durch Berechnungen, basierend auf einer von einem Messmittel (23) gemessenen Strömungsmenge (FFB) des Hochofengases, auf einer von einem Messmittel (21) gemessenen Strömungsmenge (FmL) des ersten wärmesteigernden Gases, auf einem voreingestellten Heizwert (CALBF) des Hochofengases, sowie auf einem voreingestellten Heizwert (CALmL) des ersten wärmesteigernden Gases, Berechnen eines Strömungsmengenverhältnisses einer Strömungsmenge des zweiten...

Description

Gebiet der Technik
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Brennstoffgas-Heizwert-Steuerverfahren und eine Vorrichtung zum Steuern des Heizwertes eines Brennstoffgases (mittels eines Hochofengases hergestelltes Brennstoffgas), das einer mit Hochofengas betriebenen Gasturbinenanlage zugeführt wird.
Im folgenden wird der Begriff „Heizwert” durchgehend an Stelle des Begriffs „Kalorien”, der im englischen Originaltext verwendet wurde, verwendet.
Stand der Technik
Ein Hüttenwerk verwendet ein aus einem Hochofen ausgetragenes Hochofengas als Brennstoffgas für eine mit Hochofengas betriebene Turbinenanlage oder verwendet es für andere Einrichtungen, um das Hochofengas wirksam zu nutzen.
Ein Hochofengas ist ein Gas, das relativ energiearm ist und immer Heizwertänderungen, beispielsweise in Abhängigkeit von dem Betriebszustand eines Hochofens verursacht. Falls ein Hochofengas als Brennstoffgas für eine mit Hochofengas betriebene Gasturbinenanlage verwendet wird, wird daher ein wärmesteigerndes Gas (heat increasing gas) mit dem Hochofengas vermischt, um ein Brennstoffgas zu erzeugen, das für die mit Hochofengas betriebene Gasturbinenanlage verwendbar ist, und es erfolgt eine Rückkoppelung zu dem Heizwert des von einem Kalorimeter gemessenen Gasgemischs, um den Heizwert auf einen konstanten Pegel zu steuern. Außerdem wird eine Vorsteuerung derart durchgeführt, dass die Strömungsmenge des wärmesteigernden Gasgemischs eine Strömungsmenge wird, die als Strömungsmenge des verbrauchten Gasturbinen-Brennstoffgases für die mit Hochofengas betriebene Gasturbinenanlage geeignet ist.
Diese Steuerung wird im folgenden konkret basierend auf 7 erläutert. 7 ist eine Konfigurationszeichnung eines herkömmlichen Brennstoffgas-Erzeugungssystems. Wie in dieser Zeichnung gezeigt ist, wird ein Hochofengas und ein wärmesteigerndes Gas B (z. B. ein Konvertergas oder ein Koksofengas) in einem ersten Mischer 1 gemischt, während ein Hochofengas und ein wärmesteigerndes Gas A (beispielsweise ein Koksofengas oder ein aus Hochofengas und Koksofengas bestehendes Gasgemisch) in einem zweiten Mischer 2 gemischt werden. Eine Rohrleitung 8 zum Zuführen des wärmesteigernden Gases B zu dem Mischer 1 ist mit einem Strömungssteuerventil 3 für das wärmesteigernde Gas B und einem Absperrventil 4 für das wärmesteigernde Gas B versehen. Andererseits ist eine Rohrleitung 9 zum Zuführen des wärmesteigernden Gases A zu dem Mischer 2 mit einem Strömungssteuerventil 5 für das wärmesteigernde Gas A und einem Absperrventil 6 für das wärmesteigernde Gas A versehen. Der Heizwert eines Brennstoffgases, das der mit Hochofengas betriebenen Gasturbinenanlage zuzuführen ist, (d. h., das Gasgemisch, das aus dem Hochofengas und dem wärmesteigernden Gas A besteht, oder das Gasgemisch, das aus dem Hochofengas und dem wärmesteigernden Gas B besteht) wird von einem Brennstoffgas-Kalorimeter 7 gemessen, das in einer Zuführrohrleitung 10 für das Brennstoffgas vorgesehen ist. Eine herkömmliche Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung, die bei diesem Brennstoffgas-Erzeugungssystem angewandt wird, führt die folgende Steuerung durch:

(1) eine Vorwärtssteuerung wird unter der Annahme durchgeführt, dass der Heizwert CAL_BF des Hochofengases, der Heizwert CAL_mA des wärmesteigernden Gases A und der Heizwert CAL_mB des wärmesteigernden Gases B konstant sind. Der Betrag bzw. die Menge des Brennstoffgasverbrauchs in der mit Hochofengas betriebenen Gasturbinenanlage variiert entsprechend dem Betriebszustand der Gasturbinenanlage (d. h., der Gasturbinen-Ausgangsleistung). Somit wird das Strömungssteuerventil 5 für das wärmesteigernde Gas A oder das Strömungssteuerventil 3 für das wärmesteigernde Gas B in Reaktion auf ein Anforderungssignal für wärmesteigerndes Gas, basierend auf einem Anforderungssignal für Gasturbinen-Brennstoffgas, das der Strömungsmenge von in der Gasturbine verbrauchtem Brennstoffgas angemessen ist, im voraus betätigt.
(2) Nur das wärmesteigernde Gas A oder das wärmesteigernde Gas B wird verwendet (nur eines der Absperrventile 4 oder 6 wird geöffnet). Damit gilt CAL_t' = CAL_t immer für den Heizwert CAL_t' des Gasgemischs und den Heizwert CAL_t des Brennstoffgases, gemessen von dem Kalorimeter 7.
(3) Falls bei der Vorsteuerung infolge von Änderungen bei dem Heizwert des Hochofengases eine Diskrepanz auftritt, nämlich wenn sich der von dem Kalorimeter 7 gemessene Heizwert CAL_t des Brennstoffgases von dem eingestellten Heizwert (für die mit Hochofengas betriebene Gasturbinenanlage erforderlicher Heizwert), wird die Öffnung des Strömungssteuerventils 5 des wärmesteigernden Gases A basierend auf der Abweichung zwischen dem von dem Kalorimeter 7 gemessenen Heizwert CAL_t des Brennstoffgases und dem eingestellten Heizwert gesteuert, um die Strömungsmenge des wärmesteigernden Gases A zu steuern, oder der Öffnungsgrad des Strömungssteuerventils 3 für das wärmesteigernde Gas B wird basierend auf der obigen Abweichung gesteuert, um die Strömungsmenge des wärmesteigernden Gases B zu steuern und dadurch den Heizwert CAL_t mit dem eingestellten Heizwert in Übereinstimmung zu bringen (Rückkoppelungssteuerung).

Die folgenden Patentdokumente sind beispielsweise als vorbekannte Dokumente, die Heizwert-Steuervorrichtungen für ein Brennstoffgas (ein Gasgemisch) offenbaren, verfügbar:

Patentdokument 1 ... offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2001-4132
Patentdokument 2 ... offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 1994-331131 .

Die oben erwähnten herkömmlichen Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtungen wiesen die folgenden Probleme auf:

(1) Ein beliebiges bzw. willkürliches Mischen des wärmesteigernden Gases mit dem Hochofengas würde zu Heizwertänderungen beitragen und war somit nicht zulässig.
(2) Es war unmöglich, die beiden Arten von wärmesteigernden Gasen A und B mit dem Hochofengas gleichzeitig zu vermischen und eine störungsfreie Steuerung durchzuführen.
(3) Da das Kalorimeter eine niedrige Ansprechgeschwindigkeit hatte, war das Kalorimeter in der Lage, langfristigen (langsamen) Heizwertänderungen des Brennstoffgases (des Gasgemischs) zu folgen, war aber nicht in der Lage, kurzfristige (rasche) Heizwertänderungen des Brennstoffgases (des Gasgemischs) in Zusammenhang mit Änderungen der Strömungsmenge des Wärmesteigernden Gases zu folgen.

Die JP2004190632A beschreibt ein Verfahren/eine Anlage zur Bereitstellung eines Gasgemisches für eine Gasturbinenanlage, bei dem ein Hochofengas mit einem energiereichen Gas gemischt wird. Die Steuerung der Strömungsmenge des zugemischten energiereichen Gases erfolgt im wesentlichen in einer „Feedback”-Steuerung, mit der ein Heizwert des Gasgemisches auf Basis gemessener Heizwerte und gemessener Strömungsmengen sowie der Ausgangsleistung eines Generators ermittelt wird. Die Steuerung der Strömungsmenge des zugemischten energiereichen Gases erfolgt dann durch ein „Feed-Forward”-Steuerungsverfahren.
Die DE3805397A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Methanol aus Koksofengas und Konvertergas und betrifft damit ein anderes Gebiet wie die vorliegende Erfindung.
Die DE917759 beschreibt mehrere Varianten zur Erhöhung und Absenkung des Heizwertes eines brennbaren Gases. Die Steuerung der Strömungsmenge des zuzumischenden Gases scheint nach Maßgabe des Wirkungsgrades zu erfolgen.
Die Erfindung wurde in Anbetracht der oben beschriebenen Umstände getätigt. Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Brennstoffgas-Heizwert-Steuerverfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, das/die zwei Arten von wärmesteigernden Gasen (ein erstes wärmesteigerndes Gas, ein zweites wärmesteigerndes Gas) mit einem Hochofengas vermischen und eine Heizwertsteuerung ausführen kann, das/die die Strömungsmenge des ersten wärmesteigernden Gases beliebig einstellen kann, das/die raschen Heizwertänderungen eines Brennstoffgases (Gasgemischs) infolge von Änderungen in der Strömungsmenge des ersten wärmesteigernden Gases folgen kann, und das/die ferner auf Heizwertänderungen des Hochofengases, des ersten wärmesteigernden Gases oder des zweiten wärmesteigernden Gases ansprechen kann.
Ein erster Aspekt der Erfindung zur Erfüllung der obigen Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Brennstoffgas-Heizwert-Steuerverfahrens gemäß Anspruch 1.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Brennstoffgas-Heizwert-Steuerverfahrens gemäß Anspruch 2.
Ein dritter Aspekt der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung gemäß Anspruch 7 und ein vierter Aspekt der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung gemäß Anspruch 8.
Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.
Mit dem Brennstoffgas-Heizwert-Steuerverfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und der Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung kann eine Heizwertsteuerung durch Mischen der zwei Arten von wärmesteigernden Gasen (eines ersten wärmesteigernden Gases und eines zweiten wärmesteigernden Gases) mit dem Hochofengas durchgeführt werden, auch wenn es zu raschen Heizwertänderungen bei dem ersten Gasgemisch infolge von Änderungen der Strömungsmenge des ersten wärmesteigernden Gases kommt, werden die Heizwertänderungen vorausgeschätzt (vorausgeschätzter Heizwert wird berechnet) und die Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases wird vorgesteuert, um so die Heizwertänderungen auszugleichen. Somit kann der Heizwert des Brennstoffgases (des zweiten Gasgemischs) auf dem eingestellten Heizwert gehalten werden. Ferner können die Heizwertänderungen des ersten Gasgemischs infolge der Änderungen der Strömungsmenge des ersten wärmesteigernden Gases durch das zweite wärmesteigernde Gas ausgeglichen werden. Folglich kann die Gemisch-Strömungsmenge des ersten wärmesteigernden Gases willkürlich bzw. beliebig eingestellt werden.
Mit dem Brennstoffgas-Heizwert-Steuerverfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und der Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung kann eine Heizwertsteuerung durch Mischen der zwei Arten von wärmesteigernden Gasen (des ersten wärmesteigernden Gases, des zweiten wärmesteigernden Gases) mit dem Hochofengas durchgeführt werden. Auch wenn rasche Heizwertänderungen bei dem ersten Gasgemisch infolge von Änderungen der Strömungsmenge des ersten wärmesteigernden Gases auftreten, können die Heizwertänderungen vorausgeschätzt werden (vorausgeschätzter Heizwert wird berechnet), und die Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases wird so vorgesteuert, dass es die Heizwertänderungen ausgleicht. Damit kann der Heizwert des Brennstoffgases (des zweiten Gasgemischs) auf dem eingestellten Heizwert gehalten werden. Ferner können die Heizwertänderungen des ersten Gasgemischs infolge der Änderungen der Strömungsmenge des ersten wärmesteigernden Gases durch das zweite wärmesteigernde Gas ausgeglichen werden. Folglich kann die Gemisch-Strömungsmenge des ersten wärmesteigernden Gases beliebig bzw. willkürlich eingestellt werden. Ferner werden der Hochofengas-Heizwert, der durch das erste Hochofengas-Heizwert-Messmittel gemessen wird, der Heizwert des ersten wärmesteigernden Gases, der durch das Heizwert-Messmittel des ersten wärmesteigernden Gases gemessen wird, sowie der Heizwert des zweiten wärmesteigernden Gases, der von dem Heizwert-Messmittel des zweiten wärmesteigernden Gases gemessen wird, bei der Berechnung des Heizwertes des ersten Gasgemischs eingesetzt (d. h., des vorausgeschätzten Heizwertes), oder bei der Berechnung des erforderlichen Werts der Gemisch-Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases. Damit wird auch dann, wenn sich die Hochofengas-Heizwert, der Heizwert des ersten wärmesteigernden Gases oder der Heizwert des zweiten wärmesteigernden Gases ändern, die Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases gesteuert, um den Heizwert des Brennstoffgases (des zweiten Gasgemischs) auf dem eingestellten Heizwert zu halten. Folglich können Heizwertänderungen des Hochofengases, des ersten wärmesteigernden Gases oder des zweiten Gases bewältigt werden.
Das Brennstoffgas-Heizwert-Steuerverfahren und die Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind gekennzeichnet durch Ausführen der Öffnungssteuerung des Strömungssteuerventils des zweiten wärmesteigernden Gases synchron mit einer Zeit, zu der das erste Gasgemisch an einer Mischstelle des ersten Gasgemischs mit dem zweiten wärmesteigernden Gas ankommt.
Somit kann die Mischung des zweiten wärmesteigernden Gases mit dem ersten Gasgemisch mit einem geeigneteren Timing durchgeführt werden und der Heizwert des Brennstoffgases (des zweiten Gasgemischs) kann genauer gesteuert werden.
Das Brennstoffgas-Heizwert-Steuerverfahren und die Brennstoff-Heizwert-Steuervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind gekennzeichnet durch: Erstellen einer Rückkoppelung zu dem Heizwert des zweiten Gasgemischs, gemessen von dem Brennstoffgas-Heizwert-Messmittel, Bestimmen eines Korrekturbetrags für die Gemisch-Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases, basierend auf einer Abweichung zwischen dem zurückgekoppelten Heizwert des zweiten Gasgemischs und dem eingestellten Heizwert, Korrigieren des erforderlichen Werts der Gemisch-Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases um den Korrekturbetrag, und Steuern des Öffnungsgrads des Strömungssteuerventils für das zweite wärmesteigernde Gas, basierend auf dem korrigierten erforderlichen Wert der Gemisch-Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases, um die Gemisch-Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases zu steuern.
Das Brennstoffgas-Heizwert-Steuerverfahren und die Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung gemäß einer weiteren Asuführungsform der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Arten von wärmesteigernden Gasen (Konvertergas, zweites wärmesteigerndes Gas) mit dem Hochofengas zur Heizwertsteuerung gemischt werden.
Damit kann eine Heizwertsteuerung auch bei Einsatz eines Strömungsmengenänderungen ausgesetzten Gases als erstes wärmesteigerndes Gas, wie z. B. eines aus einem Konverter des Hüttenwerks ausgetragenen Konvertergases, durchgeführt werden. Auch wenn rasche Heizwertänderungen in dem ersten Gasgemisch infolge von Strömungsmengenänderungen des Konvertergases auftreten, werden die Heizwertänderungen vorausgeschätzt (der vorausgeschätzte Heizwert wird berechnet) und die Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases wird so vorgesteuert, dass es die Heizwertänderungen ausgleicht. Damit kann der Heizwert des Brennstoffgases (des zweiten Gasgemischs) auf dem eingestellten Heizwert gehalten werden. Ferner können die Heizwertänderungen des ersten Gasgemischs infolge der Strömungsmengenänderungen des Konvertergases durch das zweite wärmesteigernde Gas ausgeglichen werden. Folglich kann die Strömungsmenge des Konvertergases willkürlich bzw. beliebig eingestellt werden. Ferner werden der von dem Hochofengas-Heizwertmessmittel gemessene Hochofengas-Heizwert, der von dem Heizwertmessmittel des ersten wärmesteigernden Gases gemessenen Konvertergas-Heizwert und der von dem Heizwertmessmittel des zweiten wärmesteigernden Gases gemessene Heizwert des zweiten wärmesteigernden Gases bei der Berechnung des Heizwertes des ersten Gasgemischs verwendet (d. h. des vorausgeschätzten Heizwertes) oder bei der Berechnung des erforderlichen Werts einer Gemisch-Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases. Somit wird auch dann, wenn sich der Hochofengas-Heizwert, der Konvertergas-Heizwert oder der Heizwert des zweiten wärmesteigernden Gases ändern, die Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases gesteuert, um den Heizwert des Brennstoffgases (des zweiten Gasgemischs) auf dem eingestellten Heizwert zu halten. Folglich können Heizwertänderungen des Hochofengases, des Konvertergases oder zweiten wärmesteigernden Gases bewältigt werden.
Das Brennstoffgas-Heizwert-Steuerverfahren und die Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, dass das zweite wärmesteigernde Gas ein Koksofengas ist, das aus einem Koksofen des Hüttenwerks ausgetragen wird, ein Gasgemisch, das aus dem Koksofengas und dem Hochofengas besteht, oder ein Stadtgas.
Somit kann eine Heizwertsteuerung durch Mischen der beiden Arten von wärmesteigernden Gasen, d. h. des ersten wärmesteigernden Gases (Konvertergases) und des Koksofengases, eines aus dem Koksofengas und dem Hochofengas bestehenden Gasgemischs oder eines Stadtgases mit dem Hochofengas durchgeführt werden. Auch wenn rasche Heizwertänderungen bei dem ersten Gasgemisch infolge von Strömungsmengenänderungen des ersten wärmesteigernden Gases (Konvertergases) vorkommen, werden die Heizwertänderungen vorausgeschätzt (der vorausgeschätzte Heizwert wird berechnet), und die Strömungsmenge des Koksofengases des aus dem Koksofengas und dem Hochofengas bestehenden Gasgemischs oder des Stadtgases wird vorgesteuert, um so Heizwertänderungen auszugleichen. Damit kann der Heizwert des Brennstoffgases (des zweiten Gasgemischs) auf dem eingestellten Heizwert gehalten werden. Ferner können die Heizwertänderungen des ersten Gasgemischs infolge der Strömungsmengenänderungen des ersten wärmesteigernden Gases (Konvertergases) durch das Koksofengas, das aus dem Koksofengas und dem Hochofengas bestehende Gasgemisch oder das Stadtgas ausgeglichen werden. Folglich kann die Strömungsmenge des ersten wärmesteigernden Gases (des Konvertergases) beliebig eingestellt werden. Ferner werden der von dem Hochofengas-Heizwertmessmittel gemessene Gas-Heizwert, der von dem Heizwertmessmittel des ersten wärmesteigernden Gases gemessene Gas-Heizwert des ersten wärmesteigernden Gases (Konvertergases) sowie der Heizwert des Koksofengases, des aus dem Koksofengas und dem Hochofengas bestehenden Gasgemischs oder des Stadtgases, der von dem Heizwertmessmittel des zweiten wärmesteigernden Gases gemessen wird, bei der Berechnung des ersten Gasgemischs (d. h. des vorausgeschätzten Heizwertes) verwendet, oder bei der Berechnung des erforderlichen Wertes der Gemisch-Strömungsmenge des Koksofengases, des aus dem Koksofengas und dem Hochofengas bestehenden Gasgemisches oder des Stadtgases verwendet. Somit wird auch dann, wenn eine Änderung in dem Hochofengas-Heizwert, dem Konvertergas-Heizwert oder dem Heizwert des Koksofengases, dem aus dem Koksofengas und dem Hochofengas bestehenden Gasgemisch oder dem Stadtgas vorkommt, die Strömungsmenge des Koksofengases, des aus dem Koksofengas und dem Hochofengas bestehenden Gasgemischs oder des Stadtgases so gesteuert, dass der Heizwert des Brennstoffgases (des zweiten Gasgemischs) auf dem eingestellten Heizwert gehalten wird. Somit können Heizwertänderungen des Hochofengases, des Konvertergases oder Koksofengases, des aus dem Koksofengas und dem Hochofengas bestehenden Gasgemischs oder des Stadtgases bewältigt werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist aus der nachstehend gegebenen detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen besser verständlich, die lediglich der Veranschaulichung dienen und somit die Erfindung nicht einschränken, und in denen zeigen:
1 eine Konfigurationszeichnung eines Brennstoffgas-Erzeugungssystems, das in einem Hüttenwerk vorgesehen ist,
2 ein Blockdiagramm zur Darstellung der Schaltkreiskonfiguration einer Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der Erfindung, angewandt auf das Brennstoffgas-Erzeugungssystem,
3 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einer Strömungsmenge eines verbrauchten Brennstoffgases einer Gasturbine und einem Brennstoffgas-Anforderungssignal einer Gasturbine,
4 eine graphische Darstellung eines Beispiels des Mischverhältnisses zwischen einem Hochofengas, einem Konvertergas und einem Koksofengas zur Herstellung eines Brennstoffgases,
5 eine Konfigurationszeichnung eines Brennstoffgas-Erzeugungssystems, das in einem Hüttenwerk vorgesehen ist,
6 ein Blockdiagramm zur Darstellung der Schaltkreiskonfiguration einer Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 2 der Erfindung, angewandt auf das Brennstoffgas-Erzeugungssystem, und
7 eine Konfigurationszeichnung eines Brennstoffgas-Erzeugungssystems.
Detaillierte Beschreibung
Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsform 1
1 ist eine Konfigurationszeichnung eines Brennstoffgas-Erzeugungssystems, das in einem Hüttenwerk vorgesehen ist. 2 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung der Schaltkreis-Konfiguration einer Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der Erfindung, die auf das Brennstoffgas-Erzeugungssystem angewandt ist. 3 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einer Strömungsmenge verbrauchten Brennstoffgases einer Turbine und einem Gasturbinen-Brennstoffgas-Anforderungssignal. 4 ist eine graphische Darstellung eines Beispiels eines Mischverhältnisses zwischen einem Hochofengas, einem Konvertergas und einem Koksofengas zur Erzeugung eines Brennstoffgases.
Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Hüttenwerk mit einem Hochofen (Schmelzofen) 11, einem Koksofen 12 und einem Konverter 13 ausgerüstet. Der Koksofen 12 ist ein Ofen zum Erzeugen von Koks aus Kohle, und während dieser Erzeugung wird in dem Koksofen 12 ein Koksofengas (CO-Gas) erzeugt. Das Koksofengas enthält entflammbare Komponenten, wie z. B. H₂ (55%), CO (7%) und CH₄ (20%), N₂ und CO₂, und sein Heizwert beträgt beispielsweise 18841,5 kJ/m³N (4500 kcal/m³N). Der Hochofen 11 ist ein Hochofen zum Erzeugen von Roheisen aus einem Eisenerz. D. h., das Eisenerz und der in dem Koksofen erzeugte Koks werden in den Hochofen 11 eingebracht, wo sie verbrannt werden, um das Eisenerz zu schmelzen und Roheisen zu erzeugen. Hierbei wird ein Hochofengas (BFG = Blast Furnace Gas) in dem Hochofen 11 erzeugt. Das Hochofengas enthält beispielsweise CO (22%) und H₂ (3%) als entflammbare Komponenten, CO₂ und N₂, und sein Heizwert beträgt beispielsweise 2930,9 kJ/m³N (700 kcal/m³N). Der Konverter 13 ist ein Ofen zum Entfernen eines zur Stahlherstellung unbrauchbaren Gemischs aus dem im Hochofen 11 erzeugten Roheisen. Hierbei wird ein Konvertergas (LDG-Gas) in dem Konverter 13 erzeugt. Das Konvertergas enthält beispielsweise CO (70%) als entflammbare Komponente, CO₂ und N₂, und sein Heizwert beträgt beispielsweise 8374 kJ/m³N (2000 kcal/m³N).
Das aus dem Hochofen 11 ausgetragene Hochofengas wird dem Brennstoffgas-Erzeugungssystem über einen als Puffer dienenden Halter 14 zugeführt, wodurch es als Gas zum Erzeugen eines Brennstoffgases für die mit Hochofengas betriebene Gasturbinenanlage und auch für andere Einrichtungen des Hüttenwerks verwendet wird. Das aus dem Koksofen 12 ausgetragene Koksofengas wird dem Brennstoffgas-Erzeugungssystem über einen als Puffer dienenden Halter 15 zugeführt, wodurch es als Gas zum Erzeugen des Brennstoffgases verwendet wird. Das Koksofengas wird auch für andere Einrichtungen des Hüttenwerks verwendet, obwohl dies nicht dargestellt ist. Auf ähnliche Weise wird das aus dem Konverter 13 ausgetragene Konvertergas dem Brennstoffgas-Erzeugungssystem über einen als Puffer dienenden Halter 16 zugeführt, wodurch es als Gas zum Erzeugen des Brennstoffgases genutzt wird. In der dargestellten Ausführungsform wird das Konvertergas nur als Gas zum Erzeugen des Brennstoffgases eingesetzt. Das Hochofengas, das Koksofengas und das Konvertergas können verbrannt und in die Atmosphäre abgeführt werden, wenn sie nicht in den anderen Anlagen verwendet werden.
Das Hochofengas ist ein Gas, das während des Betriebs des Hochofens 11 konstant erzeugt wird (nämlich während der Eisenherstellung). Somit ist das Hochofengas ein Gas, das kontinuierlich und stabil dem Brennstoffgas-Erzeugungssystem als Gas zum Erzeugen des Brennstoffgases zugeführt werden kann. Während des Betriebs des Hochofens 11 wird auch der Betrieb des Koksofens 12 fortgesetzt, um dem Hochofen 11 Koks zu liefern. Damit ist auch das Koksofengas ein Gas, das kontinuierlich und stabil dem Brennstoffgas-Erzeugungssystem als Gas zum Erzeugen des Brennstoffs geliefert werden kann. Andererseits kann der Konverter 13 Stahl erzeugen, indem er zu einem Zeitpunkt betrieben wird, zu dem sich eine bestimmte Menge an Roheisen in dem Konverter 13 angesammelt hat. Somit tritt das Konvertergas intermittierend auf, und Änderungen in seiner Strömungsmenge sind so groß, dass das Konvertergas als Gas zum Erzeugen des Brennstoffgases relativ unstabil ist.
In dem Brennstoffgas-Erzeugungssystem besteht der erste Schritt darin, das Hochofengas und das Konvertergas als erstes wärmesteigerndes Gas in einem ersten, nur an einer stromaufwärtigen Seite angeordneten Mischer zu mischen, wodurch ein erstes Gasgemisch gebildet wird. Dann wird das Koksofengas als zweites wärmesteigerndes Gas in einem zweiten, stromab des ersten Mischers 17 angeordneten Mischer 24 in das erste Gasgemisch gemischt, wodurch ein zweites Gasgemisch gebildet wird. Dieses zweite Gasgemisch wird als Brennstoffgas einer mit Hochofengas betriebenen Gasturbinenanlage zugeführt.
In der mit Hochofengas befeuerten bzw. betriebenen Gasturbinenanlage wird das von dem Brennstoffgas-Erzeugungssystem zugeführte Brennstoffgas so gesteuert, dass es eine für die mit Hochofengas betriebene Gasturbinenanlage erforderten Brennstoffgas-Strömungsmenge erreicht (eine Brennstoffgas-Strömungsmenge, die proportional zu der Gasturbinen-Ausgangleistung ist), basierend auf einem Gasturbinen-Brennstoffgas-Anforderungssignal CSO in einem Strömungssteuerabschnitt, der sich auf der Seite der mit Hochofengas betriebenen Gasturbinenanlage befindet. Ferner wird das Brennstoffgas durch einen Kompressor komprimiert und dann einer Brennkammer einer Gasturbine zur Verbrennung zugeführt. Das Gasturbinen-Brennstoffgas-Anforderungssignal CSO ist ein Signal, das eine Strömungsmenge F_total entsprechend einer (oder angepasst an eine) Strömungsmenge eines verbrauchten Gasturbinen-Brennstoffgases darstellt, d. h., die Brennstoffgas-Strömungsmenge, die für die mit Hochofengas betriebene Gasturbinenanlage erforderlich ist (Brennstoffgas-Strömungsmenge proportional zu der Gasturbinen-Ausgangsleistung), wie in 3 gezeigt ist. Wenn beispielsweise die Brennstoffgas-Strömungsmenge, die 80% einer Soll-Brennstoffgas-Strömungsmenge beträgt, für die mit Hochofengas betriebene Gasturbinenanlage erforderlich ist, dient das Gasturbinen-Brennstoffgas-Anforderungssignal CSO auch als die Brennstoffgas-Strömungsmenge darstellendes Signal, das 80% der Soll-Brennstoffgas-Strömungsmenge beträgt. Wie in 1 gezeigt ist, ist eine Rohrleitung 22 zum Zuführen des Hochofengases zu dem ersten Mischer 17 mit einem Hochofengas-Strömungsmesser 23 als Hochofengas-Strömungsmengen-Messmittel zum Messen der Gemisch-Strömungsmenge des Hochofengases versehen. Eine Rohrleitung 18 zum Zuführen des Konvertergases zum dem ersten Mischer 17 ist mit einem Konvertergas-Strömungsmesser 21 als erstem Strömungsmengen-Messmittel eines wärmesteigernden Gases zum Messen der Gemisch-Strömungsmenge des Konvertergases versehen, einem Konvertergas-Strömungssteuerventil 19 als Strömungssteuerventil des ersten wärmesteigernden Gases zum Steuern der Gemisch-Strömungsmenge des Konvertergases, sowie einem Konvertergas-Absperrventil 20, welches die Strömung des Konvertergases absperren kann. Die Gemisch-Strömungsmenge des Konvertergases kann auf eine geeignete Strömungsmenge durch Steuern des Öffnungsgrades des Konvertergas-Strömungssteuerventils 19 mittels einer Steuervorrichtung (nicht dargestellt) gesteuert werden. Beispielsweise kann der Öffnungsgrad des Konvertergas-Strömungssteuerventils 19 derart gesteuert werden, dass die Strömungsmenge des Konvertergases eine vorbestimmte Proportion zu dem Gasturbinen-Brennstoffgas-Anforderungssignal CSO (Brennstoffgas-Strömungsmenge F_total) aufweist. Alternativ kann der Öffnungsgrad des Konvertergas-Strömungssteuerventils 19 so gesteuert werden, dass die Strömungsmenge des Konvertergases immer auf einem konstanten Wert, basierend auf dem Messwert des Konvertergas-Strömungsmessers 21, gehalten wird. Das Konvertergas wird jedoch intermittierend gemäß dem Betriebszustand des Konverters 13 erzeugt, wie oben festgestellt wurde, so dass die von dem Konvertergas-Strömungssteuerventil 19 steuerbare (verwendbare) Strömungsmenge stark variiert.
Eine Rohrleitung 26 zum Zuführen des Koksofengases zu dem zweiten Mischer 24 ist mit einem Koksofengas-Strömungssteuerventil 27 als Strömungssteuerventil eines zweiten wärmesteigernden Gases zum Steuern der Gemisch-Strömungsmenge des Koksofengases versehen, sowie mit einem Koksofengas-Absperrventil 28, welche die Strömung des Koksofengases absperren kann. Der erste Mischer 17 und der zweite Mischer 24 sind durch eine Verbindungsrohrleitung 25 verbunden. Eine Rohrleitung 37 zum Zuführen des zweiten Gasgemischs (Brennstoffgases), das von dem zweiten Mischer 24 erzeugt wird, zu der mit Hochofengas betriebenen Gasturbinenanlage ist mit einem Brennstoffgas-Kalorimeter 38 als Brennstoffgas-Heizwertmessmittel zum Messen des Heizwertes des zweiten Gasgemischs (Brennstoffgases) versehen.
Ferner kann der zweite Mischer 24 statt mit Koksofengas mit einem aus dem Hochofengas und dem Koksofengas bestehenden Gasgemisch als zweitem wärmesteigernden Gas über eine Zuführrohrleitung 29 für ein wärmesteigerndes Gasgemisch beliefert werden, oder mit einem Stadtgas als zweitem wärmesteigernden Gas über eine Stadtgas-Zuführrohrleitung, wie später beschrieben wird. Was Details des Gasgemischs betrifft, so mischt das Hüttenwerk das Hochofengas und das Koksofengas, um ein Gasgemisch mit beispielsweise 8374 kJ/m³N (2000 kcal/m³N) zu bilden. Da dieses Gasgemisch relativ stabil in seinem Heizwert ist, wird es auch durch andere Einrichtungen in dem Hüttenwerk als Alternative zum Koksofengas verwendet. Die Zuführrohrleitung 29 für wärmesteigerndes Gasgemisch ist mit einem Strömungssteuerventil 35 für wärmesteigerndes Gasgemisch als Strömungssteuerventil für ein zweites wärmesteigerndes Gas zum Steuern der Gemisch-Strömungsmenge des wärmesteigernden Gasgemischs versehen, und mit einem Absperrventil 36 für ein wärmesteigerndes Gasgemisch, welches die Strömung des wärmesteigernden Gasgemischs abstellen kann.
Das zweite wärmesteigernde Gas ist nicht auf das Koksofengas oder das oben erwähnte wärmesteigernde Gasgemisch beschränkt, sondern es ist möglich, ein Stadtgas, wie z. B. LNG (Liquified Natural Gas) oder LPG (Liquified Petroleum Gas) zu benutzen. In diesem Fall kann eine Stadtgas-Zuführrohrleitung mit dem zweiten Mischer 24 verbunden sein und die Stadtgas-Zuführrohrleitung kann mit einem Stadtgas-Strömungssteuerventil als Strömungssteuerventil für ein zweites wärmesteigerndes Gas zum Steuern der Gemisch-Strömungsmenge des Stadtgases versehen sein, und mit einem Stadtgas-Absperrventil, das die Strömung des Stadtgases abstellen kann. Von dem Koksofengas, dem wärmesteigernden Gasgemisch und dem Stadtgas wird irgendeines als zweites wärmesteigerndes Gas ausgewählt, indem entweder das Koksofengas-Absperrventil 28, das Absperrventil 36 für das wärmesteigernde Gasgemisch oder das Stadtgas-Absperrventil geöffnet wird.
Als nächstes wird die Schaltkreiskonfiguration einer Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung, die auf das Brennstoffgas-Erzeugungssystem mit den vorgenannten Merkmalen angewandt ist, basierend auf 2 beschrieben. Eine Heizwert-Steuerschaltung als Heizwert-Steuermittel gemäß 2 ist aus Software aufgebaut und wird von einem Computer oder einer Turbinensteuervorrichtung oder dergleichen betrieben. Dies ist jedoch nicht notwendigerweise einschränkend, sondern es können auch ein Personalcomputer oder Hardware die Heizwert-Steuerschaltung bilden. Mit der Heizwert-Steuerschaltung wird das Koksofengas-Strömungssteuerventil 27, das Strömungssteuerventil 35 des wärmesteigernden Gasgemischs oder das Stadtgas-Strömungssteuerventil so gesteuert, dass sie die Gemisch-Strömungsmenge des Koksofengases, des wärmesteigernden Gasgemischs oder des Stadtgases so steuern, dass das Brennstoffgas (das zweite Gasgemisch), das von dem Brennstoffgas-Erzeugungssystem der mit Hochofengas betriebenen Gasturbinenanlage zugeführt wird, einen vorgeschriebene Heizwert (eingestellter Heizwert: z. B. 4187 kJ/m³N (1000 kcal/m³N)) aufweist, der für die mit Hochofengas betriebene Gasturbinenanlage erforderlich ist. Hier wird die Steuerung der Gemisch-Strömungsmenge des Koksofengases beschrieben, die Steuerung der Gemisch-Strömungsmenge des wärmesteigernden Gasgemischs oder des Stadtgases ist jedoch die gleiche wie die für das Koksofengas.
Im einzelnen empfängt gemäß 2 die Heizwert-Steuerschaltung als Eingaben eine Hochofengas-Strömungsmenge F_FB (ein Messsignal, das den Messwert der Strömungsmenge darstellt), die die Gemisch-Strömungsmenge des Hochofengases, gemessen von dem Hochofengas-Strömungsmesser 23 ist, eine Konvertergas-Strömungsmenge F_mL (ein Messsignal, das den Messwert der Strömungsmenge darstellt), die die Gemisch-Strömungsmenge des Konvertergases, gemessen von dem Konvertergases-Strömungsmesser 21 ist, sowie den Brennstoffgas-Heizwert CAL_t (ein Messsignal, das den Heizwertmesswert darstellt), der der Heizwert des Brennstoffgases (des zweiten Gasgemischs), gemessen von dem Brennstoffgas-Kalorimeter 38 ist. Außerdem wird der vorgeschriebene Heizwert (der eingestellte Heizwert CAL), der für die mit Hochofengas betriebenene Gasturbinenanlage erforderlich ist, in der Heizwert-Steuerschaltung voreingestellt (beispielsweise auf 4187 kJ/m³N (1000 kcal/m³N)). Darüberhinaus werden auch der Hochofengas-Heizwert CAL_BF, der Koksofengas-Heizwert CAL_mC sowie der Konvertergas-Heizwert CAL_mL ebenfalls voreingestellt (beispielsweise auf 2930,9 kJ/m³N, 18841,5 kJ/m³N bzw. 8374 kJ/m³N (700 kcal/m³N, 4500 kcal/m³N bzw. 2000 kcal/m³N)). Diese eingestellten Werte können derart arrangiert werden, dass sie beliebig in vorbestimmten Bereichen durch eine Bedienungsperson mittels Einstellinstrumenten eingestellt werden können.
In der Heizwert-Steuerschaltung wird außerdem das Gasturbinen-Brennstoffgas-Anforderungssignal (Brennstoffgas-Steuersignal) CSO von der mit Hochofengas betriebenen Gasturbinenanlage eingegeben.
Unter den Steuerfunktionen der Heizwert-Steuerschaltung wird zunächst eine Vorsteuerfunktion beschrieben. Wie in 2 gezeigt ist, muitipliziert ein Multiplikationsabschnitt 41 die Hochofengas-Strömungsmenge F_FB (km³N/Std) sowie den Hochofengas-Heizwert CAL_BF (kJ/m³N) (d. h., F_FB × CAL_BF). In einem Multiplikationsabschnitt 42 wird die Konvertergas-Strömungsmenge F_mL (km³N/Std) mit dem Konvertergas-Heizwert CAL_mL (kJ/m³N) multipliziert (d. h., F_mL × CAL_mL). In einem Addierabschnitt 43 wird das Produkt des Multiplikationsabschnitts 41 und das Produkt des Multiplikationsabschnitts 42 addiert (F_FB × CAL_BF + F_mL × CAL_mL).
In einem Addierabschnitt 44 werden die Hochofengas-Strömungsmenge F_FB und die Konvertergas-Strömungsmenge F_mL addiert (F_FB + F_mL). In einem Divisionsabschnitt 45 wird die Summe des Addierabschnitts 43 (Zähler) durch die Summe des Addierabschnitts 44 (Nenner) dividiert (d. h., (F_FB × CAL_BF + F_mLCAL_mL)/(F_FB + F_mL)). D. h. die Division in dem Divisionsabschnitt 45 bestimmt den Heizwert (vorausgeschätzter Heizwert CAL_t') des ersten, durch die Mischung des Hochofengases und des Konvertergases im ersten Mischer 17 gebildeten Gasgemischs.
In einem Abweichungsberechnungsabschnitt 46 wird eine Abweichung zwischen dem Quotienten (vorausgeschätzter Heizwert CAL_t') in dem Divisionsabschnitt 45 und dem voreingestellten Koksofengas-Heizwert CAL_mC berechnet (CAL_mC – CAL_t'). In einem Abweichungsberechnungsabschnitt 47 wird eine Abweichung zwischen dem Quotienten (vorausgeschätztet Heizwert CAL_t') in dem Divisionsabschnitt 45 und dem eingestellten Heizwert CAL berechnet (CAL – CAL_t'). In einem Divisionsabschnitt 48 wird eine Division für die berechnete Abweichung (Nenner) in dem Abweichungsberechnungsabschnitt 46, und die berechnete Abweichung (Zähler) in dem Abweichungsberechnungsabschnitt 47 ((CAL – CAL_t')/(CAL_mC – CAL_t') durchgeführt. D. h., die Division in dem Divisionsabschnitt 48 bestimmt das Verhältnis zwischen der Strömungsmenge F_total des zweiten Gasgemischs (Brennstoffgases), das durch Mischen des ersten Gasgemischs und des Koksofengases in dem zweiten Mischer 24 gebildet wird, und der Strömungsmenge F_mC des Koksofengases, das notwendig ist, um den Heizwert des zweiten Gasgemischs (Brennstoffgases) zu den eingestellten CAL werden zu lassen, d. h. das Verhältnis (F_mC/F_total).
In einem Multiplikationsabschnitt 49 wird das Strömungsmengenverhältnis (F_mC/F_total), das von dem Divisionsabschnitt 48 bestimmt wurde, mit dem Wert des Gasturbinen-Brennstoffgas-Anforderungssignals CSO multipliziert, d. h. F_total((F_mC/F_total) × F_total). D. h., die Multiplikation in dem Multiplikationsabschnitt 49 bestimmt den erforderlichen Wert der Gemisch-Strömungsmenge E_mC, die notwendig ist, damit der Heizwert des zweiten Gasgemischs (Brennstoffgases) dem eingestellten Heizwert CAL gleichkommt.
Ein Verzögerungsabschnitt 50 ist jedoch zwischen dem Divisionsabschnitt 48 und dem Multiplikationsabschnitt 49 vorgesehen, so dass die Ausführung der Multiplikation in dem Multiplikationsabschnitt 49 um eine eingestellte Zeit (Totzeit) in dem Verzögerungsabschnitt 50 verzögert werden kann. Der Verzögerungsabschnitt 50 ist ein Timing-Einstellmittel zum Durchführen der Öffnungssteuerung des Koksofengas-Strömungssteuerventils 27 synchron zu Zeitpunkten, zu denen das Hochofengas mit der von dem Hochofengas-Strömungsmesser 23 gemessenen Strömungsmenge und das erste wärmesteigernde Gas (Konvertergas) mit der von dem Konvertergas-Strömungsmesser 21 gemessenen Strömungsmenge in dem ersten Mischer 17 gemischt werden (erstes Gasgemisch), und das erste Gasgemisch wird mit dem Koksofengas in dem zweiten Mischer 24 weiter gemischt. Die konkret eingestellte Zeit in dem Verzögerungsabschnitt 50 kann durch Berechnungen und Experimente, basierend auf den tatsächlichen Längen der Rohrleitungen und den tatsächlichen Gasströmungsgeschwindigkeiten angemessen eingestellt werden. Sie beträgt beispielsweise 5–6 Sekunden.
Als nächstes wird die Rückkoppelungssteuerungsfunktion der Heizwert-Steuerschaltung beschrieben. In einem Abweichungsberechnungsabschnitt 51 wird eine Abweichung zwischen dem eingestellten Heizwert CAL und dem von dem Brennstoffgas-Kalorimeter 38 gemessenen Brennstoffgas-Heizwert CAL_t berechnet (CAL – CAL_t). In einem PI(Proportional plus Integral)-Steuerabschnitt 52 wird eine PI-Steuerung, basierend auf der in dem Abweichungsberechnungsabschnitt 51 berechneten Abweichung, durchgeführt, um einen Korrekturbetrag für die Gemisch-Strömungsmenge des Koksofengases zu bestimmen. Hierbei ist das Steuermittel nicht notwendigerweise auf eine PI-Steuerung begrenzt, sondern es können auch andere Steuermittel angewandt werden.
In einem Addierabschnitt 53 werden der erforderliche Wert der Strömungsmenge F_mC des Koksofengases (d. h., das Produkt im Multiplikationsabschnitt 49), der sich im Vorsteuerabschnitt findet, und der Korrekturbetrag F_mC' für die Gemisch-Strömungsmenge des Koksofengases, die in dem Rückkoppelungssteuerabschnitt erhalten wurde (d. h., der Ausgabewert des PI-Steuerabschnitts 52), addiert (F_mC + F_mC'). Auf diese Weise wird der erforderliche Wert der Strömungsmenge F_mC des Koksofengases, der sich im Vorsteuerabschnitt findet (d. h., das Produkt im Multiplikationsabschnitt 49), um den Korrekturbetrag F_mC' der Koksofengas-Strömungsmenge, der sich in dem Rückkoppelungssteuerabschnitt findet, korrigiert. Der für das Koksofengas erforderliche Wert der korrigierten Gemisch-Strömungsmenge wird in einem Funktionsberechnungsabschnitt 54 in den Öffnungsgrad des Koksofengas-Strömungssteuerventils 27 entsprechend dem für das Koksofengas erforderlichen Wert der Gemisch-Strömungsmenge umgewandelt, wodurch ein Ventilöffnungsbefehl an das Koksofengas-Strömungssteuerventil 27 ausgegeben wird. Somit wird der Öffnungsgrad des Koksofengas-Strömungssteuerventils 27 auf den Wert des Ventilöffnungsbefehls gesteuert, so dass die Gemisch-Strömungsmenge des Koksofengases auf den für das Koksofengas erforderlichen Wert der Gemisch-Strömungsmenge gesteuert wird.
Wie oben beschrieben wurde, werden gemäß der Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform 1 der Heizwert des ersten Gasgemischs durch Berechnungen, die auf der Gemisch-Strömungsmenge F_FB des Hochofengases, gemessen von dem Hochofengas-Strömungsmesser 23, der Gemisch-Strömungsmenge F_mL des Konvertergases, gemessen von dem Konvertergas-Strömungsmesser 21, dem voreingestellten Hochofengas-Heizwert CAL_BF und dem voreingestellten Konvertergas-Heizwert CAL_mL vorausgeschätzt. Das Strömungsmengenverhältnis der Gemisch-Strömungsmenge des Koksofengases (oder des wärmesteigernden Gasgemischs oder des Stadtgases) zu der verbrauchten Gasturbinen-Brennstoffgas-Strömungsmenge wird basierend auf dem obigen vorausgeschätzten Heizwert, dem eingestellten Heizwert CAL und dem voreingestellten Koksofengas-Heizwert CAL_mC (oder dem voreingestellten Heizwert des wärmesteigernden Gasgemischs oder dem Heizwert des Stadtgases) berechnet. Der für das Koksofengas (oder für das wärmesteigernde Gasgemisch oder das Stadtgas) erforderliche Wert der Gemisch-Strömungsmenge wird basierend auf dem obigen Strömungsmengenverhältnis und dem Gasturbinen-Brennstoffgas-Anforderungssignal CSO entsprechend der Strömungsmenge des verbrauchten Gasturbinen-Brennstoffgases berechnet. Der Öffnungsgrad des Koksofengas-Strömungssteuerventils 27 (oder des Strömungssteuerventils 35 des wärmesteigernden Gasgemischs oder des Strömungssteuerventils des Stadtgases), der in dem Brennstoffgas-Erzeugungssystem vorgesehen ist, wird basierend auf dem zur Steuerung der Gemisch-Strömungsmenge des Koksofengases erforderlichen Wert der obigen Gemisch-Strömungsmenge gesteuert (oder des wärmesteigernden Gasgemischs oder des Stadtgases). Damit werden die folgenden Vorgänge und Wirkungen erzielt:
Die Gemisch-Strömungsmenge des Koksofengases oder des wärmesteigernden Gasgemischs oder des Stadtgases) ändert sich (steigt oder fällt) in einer konstanten Proportion entsprechend Änderungen (Zunahmen oder Abnahmen) des Gasturbinen-Brennstoffgas-Anforderungssignals CSO, d. h. entsprechend Änderungen (Zunahmen oder Abnahmen) der Strömungsmenge des verbrauchten Gasturbinen-Brennstoffgases in Zusammenhang mit Änderungen (Zunahmen oder Abnahmen) der Gasturbinen-Ausgangsleistung, wie es z. B. in 4 dargestellt ist. Das Hochofengas wird gesteigert durch Ausführen einer Steuerung derart, dass die von der mit Hochofengas betriebenen Gasturbinenanlage erforderliche Brennstoffgas-Strömungsmenge (die BrennstoffgasStrömungsmenge, die der Gasturbinen-Ausgangsleistung angemessen ist), basierend auf dem Gasturbinen-Brennstoffgas-Anforderungssignal CSO in dem Brennstoff-Steuerabschnitt auf der Seite der mit Hochofengas betriebenen Anlage (d. h., des Brennstoffgas-Strömungssteuerventils) erreicht wird. Das Konvertergas wird beispielsweise gesteigert durch Steuern des Öffnungsgrads des Konvertergas-Strömungssteuerventils 19 derart, dass die Konvertergas-Strömungsmenge eine konstante Proportion zu dem Gasturbinen-Brennstoffgas-Anforderungssignal CSO aufweist (Brennstoffgas-Strömungsmenge F_total).
Die Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung kann eine Heizwertsteuerung durch Mischen der beiden Arten von wärmesteigernden Gasen, nämlich des Konvertergases und des Koksofengases (oder des wärmesteigernden Gasgemischs oder des Stadtgases) mit dem Hochofengas, ausführen. Außerdem werden auch dann, wenn rasch Heizwertänderungen in dem ersten Gasgemisch aufgrund von Strömungsmengenänderungen des Konvertergases gemäß dem Betriebszustand des Konverters 13 auftreten, die Heizwertänderungen vorausgeschätzt (der vorausgeschätzte Heizwert wird berechnet) und die Strömungsmenge des Koksofengases (oder des wärmesteigernden Gasgemischs oder Stadtgases) wird so vorgesteuert, dass die Heizwertänderungen ausgeglichen werden. Damit kann der Heizwert des Brennstoffgases (oder des zweiten Gasgemischs) auf dem eingestellten Heizwert CAL gehalten werden. Ferner können die Heizwertänderungen des ersten Gasgemischs aufgrund der Strömungsmengenänderungen des Konvertergases durch das Koksofengas (oder des wärmesteigernden Gasgemischs oder des Stadtgases) ausgeglichen werden. Somit kann die Gemisch-Strömungsmenge des Konvertergases beliebig eingestellt werden. Mit anderen Worten kann das relativ unstabile Konvertergas als Gas zur Herstellung des Brennstoffgases durch Ausgleichen der Heizwertänderungen des ersten Gasgemischs entsprechend den Strömungsmengenänderungen des Konvertergases durch das relativ stabile Koksofengas (oder das wärmesteigernde Gasgemisch oder das Stadtgas) ausgeglichen werden.
Übrigens wird die Öffnungssteuerung des Koksofengas-Strömungssteuerventils 27 (oder des Strömungssteuerventils 35 für wärmesteigerndes Gasgemisch oder des Stadtgas-Strömungssteuerventils) synchron zu einem Zeitpunkt durchgeführt, zu dem das erste Gasgemisch an dem zweiten Mischer 24 als Mischstelle des ersten Gasgemischs und des Koksofengases (oder des wärmesteigernden Gasgemischs oder Stadtgases) ankommt. Damit kann die Mischung des Koksofengases (oder des wärmesteigernden Gasgemischs oder Stadtgases) in das erste Gasgemisch mit einem geeigneteren Timing durchgeführt werden, und der Heizwert des Brennstoffgases (des zweiten Gasgemischs) kann genauer gesteuert werden.
Außerdem ist eine Rückkoppelung zu dem Heizwert des Brennstoffgases (des zweiten Gasgemischs), der von dem Brennstoffgas-Kalorimeter 38 gemessen wird, gegeben. Ein Korrekturbetrag für die Gemisch-Strömungsmenge des Koksofengases (oder des wärmesteigernden Gasgemischs oder Stadtgases) wird basierend auf der Abweichung zwischen dem rückgekoppelten Heizwert des Brennstoffgases (des zweiten Gasgemischs) und dem eingestellten Heizwert CAL bestimmt. Der für das Koksofengas (oder das wärmesteigernde Gasgemisch oder das Stadtgas) erforderliche Wert der Gemisch-Strömungsmenge wird um diesen Korrekturbetrag korrigiert. Der Öffnungsgrad des Koksofengas-Strömungssteuerventils 27 (oder des Strömungssteuerventils 35 des wärmesteigernden Gases oder des Stadtgas-Strömungssteuerventils) wird basierend auf dem korrigierten erforderlichen Wert der Gemisch-Strömungsmenge gesteuert, um die Gemisch-Strömungsmenge des Koksofengases (oder des wärmesteigernden Gasgemischs oder Stadtgases) zu steuern. Somit wird auch dann, wenn eine Diskrepanz zwischen dem Heizwert des Brennstoffgases (des zweiten Gasgemischs) und dem eingestellten Heizwert CAL auftritt, eine Rückkoppelung zu dem Heizwert CAL_t des Brennstoffgases (des zweiten Gasgemischs), gemessen von dem Brennstoffgas-Kalorimeter 38 vorgesehen, wodurch die Strömungsmenge des Koksofengases (oder des wärmesteigernden Gasgemischs oder Stadtgases) einer Rückkoppelungssteuerung unterzogen werden kann, so dass der Heizwert des Brennstoffgases (des zweiten Gasgemischs) mit dem eingestellten Heizwert CAL übereinstimmt. Damit kann der Heizwert des Brennstoffgases (des zweiten Gasgemischs) genauer gesteuert werden.
Ausführungsform 2
5 ist eine Konfigurationszeichnung eines Brennstoffgas-Erzeugungssystems, das in einem Hüttenwerk vorgesehen ist. 6 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung der Schaltkreiskonfiguration einer Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 der Erfindung, angewandt auf das Brennstoffgas-Erzeugungssystem. In 5 und 6 sind die gleichen Teile wie in 1 und 2 mit den gleichen Bezugsziffern wie in 1 und 2 bezeichnet.
Wie in 5 gezeigt ist, ist in einem Brennstoffgas-Erzeugungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform 2 ein Hochofengas-Kalorimeter 61 als Hochofengas-Heizwertmessmittel zum Messen des Heizwertes eines Hochofengases in einer Hochofengas-Zuführrohrleitung 22 vorgesehen, ein Konvertergas-Kalorimeter 62 als Heizwertmessmittel eines ersten wärmesteigernden Gases zum Messen des Heizwertes eines Konvertergases (eines ersten wärmesteigernden Gases) in einer Konvertergas-Zuführrohrleitung 18 vorgesehen, und ein Koksofengas-Kalorimeter 63 als Heizwertmessmittel eines zweiten wärmesteigernden Gases zum Messen des Heizwertes eines Koksofengases (eines zweiten wärmesteigernden Gases) ist in einer Koksofengas-Zuführrohrleitung 26 vorgesehen. Außerdem ist ein Gaskalorimeter 64 eines wärmesteigernden Gasgemischs als Heizwertmessmittel eines zweiten wärmesteigernden Gases zum Messen des Heizwertes eines wärmesteigernden Gasgemischs (eines zweiten wärmesteigernden Gases) in einer Zuführrohrleitung 29 für ein wärmesteigerndes Gasgemisch vorgesehen. Falls ein Stadtgas als das zweite wärmesteigernde Gas verwendet wird, ist ein Stadtgas-Kalorimeter zum Messen des Heizwertes des Stadtgases in einer Stadtgas-Zuführrohrleitung vorgesehen.
Weitere Merkmale des vorliegenden Brennstoffgas-Erzeugungssystems sind die gleichen wie die in dem Brennstoffgas-Erzeugungssystem gemäß 1, und so entfällt hier deren Erläuterung.
Eine in 6 gezeigte Brennstoffgas-Heizwert-Steuerschaltung wird auf das Brennstoffgas-Erzeugungssystem angewandt. Die Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung gemäß der vorgenannten Ausführungsform 1 benutzt den voreingestellten Hochofengas-Heizwert, den voreingestellten Konvertergas-Heizwert und den voreingestellten Gas-Heizwert des zweiten wärmesteigernden Gases, z. B. den Koksofengas-Heizwert, den Heizwert des aus dem Koksofengas und dem Hochofengas bestehenden Gasgemischs oder den Stadtgas-Heizwert, bei der Berechnung des Heizwertes des ersten Gasgemischs (d. h., des vorausgeschätzten Heizwertes), oder bei der Berechnung des erforderlichen Werts der Gemisch-Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases, wie z. B. des Koksofengases, des aus dem Koksofengas und dem Hochofengas bestehenden Gasgemischs oder des Stadtgases. Andererseits verwendet die Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform 2 den von dem Hochofengas-Kalorimeter 61 gemessenen Hochofengas-Heizwert, den von dem Konvertergas-Kalorimeter 62 gemessenen Konvertergas-Heizwert und den von dem Koksofengas-Kalorimeter 63 gemessenen Koksofengas-Heizwert, oder den von dem Gaskalorimeter 64 des wärmesteigernden Gemischs gemessenen Heizwert des wärmesteigernden Gasgemischs oder den von dem Stadtgas-Kalorimeter gemessenen Stadtgas-Heizwert bei der Berechnung des Heizwertes des ersten Gasgemischs (d. h., des vorausgeschätzten Heizwertes) oder bei der Berechnung des erforderlichen Werts der Gemisch-Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases, wie z. B. des Koksofengases, des aus dem Koksofengas und dem Hochofengas bestehenden Gasgemischs oder des Stadtgases. Mit Ausnahme dieser Unterschiede ist die Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform 2 die gleiche wie die Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung gemäß der vorgenannten Ausführungsform 1.
Eine detaillierte Beschreibung wird im folgenden auf der Basis der 6 gegeben. Ein Heizwert-Steuerschaltung als Heizwert-Steuermittel gemäß 6 ist aus Software aufgebaut und wird von einem Computer einer Turbinensteuervorrichtung oder dergleichen betrieben. Dies ist jedoch nicht notwendigerweise begrenzend, sondern es kann auch ein Personalcomputer oder Hardware die Heizwert-Steuerschaltung bilden. Mit der Heizwert-Steuerschaltung wird das Koksofengas-Strömungssteuerventil 27, das Strömungssteuerventil 35 des wärmesteigernden Gasgemischs oder das Stadtgas-Strömungssteuerventil gesteuert, um die Gemisch-Strömungsmenge des Koksofengases, des wärmesteigernden Gasgemischs oder des Stadtgases so zu steuern, dass das Brennstoffgas (das zweite Gasgemisch), das von dem Brennstoffgas-Erzeugungssystem der mit Hochofengas betriebenen Gasturbinenanlage geliefert wird, den vorgeschriebenen Heizwert aufweist (eingestellter Heizwert: z. B. 4187 kJ/m³N (1000 kcal/m³N)), der für die mit Hochofengas betriebene Gasturbinenanlage erforderlich ist. Hierbei ist die Steuerung zu der Gemisch-Strömungsmenge des Koksofengases beschrieben, die Steuerung der Gemisch-Strömungsmenge des wärmesteigernden Gasgemischs oder des Stadtgases ist aber die gleiche wie die für das Koksofengas.
Wie in 6 gezeigt ist, empfängt die Heizwert-Steuerschaltung als Eingaben eine Hochofengas-Strömungsmenge F_FB (ein Messsignal, das den Messwert der Strömungsmenge darstellt), welche die Gemisch-Strömungsmenge des Hochofengases ist, gemessen von dem Hochofengas-Strömungsmesser 23, eine Konvertergas-Strömungsmenge F_mL (ein Messsignal, das den Messwert der Strömungsmenge darstellt), welche die Gemisch-Strömungsmenge des Konvertergases ist, gemessen von dem Konvertergas-Strömungsmesser 21, und den Brennstoffgas-Heizwert CAL_t (ein Messsignal, das den Heizwertmesswert darstellt), welcher der von dem Brennstoffgas-Kalorimeter 37 gemessene Heizwert des Brennstoffgases (des zweiten Gasgemischs) ist. Außerdem werden der von dem Hochofengas-Kalorimeter 61 gemessene Hochofengas-Heizwert, der von dem Konvertergas-Kalorimeter 62 gemessene Konvertergas-Heizwert und der von dem Koksofengas-Kalorimeter 63 gemessene Koksofengas-Heizwert in die Heizwert-Steuerschaltung eingegeben. Ferner wird ein vorgeschriebener Heizwert (der eingestellte Heizwert CAL), der für die mit dem Hochofengas betriebene Gasturbinenanlage erforderlich ist, in der Heizwert-Steuerschaltung voreingestellt (beispielsweise auf 4187 kJ/m³N (1000 kcal/m³N)). Dieser eingestellte Wert kann beliebig in einem vorbestimmten Bereich durch eine Bedienungsperson mittels eines Einstellinstruments eingestellt werden.
In der Heizwert-Steuerschaltung wird außerdem das Gasturbinen-Brennstoffgas-Anforderungssignal (das Brennstoffgas-Steuersignal) CSO über die mit Hochofengas betriebene Gasturbinenanlage eingegeben. Das Gasturbinen-Brennstoffgas-Anforderungssignal CSO ist ein Signal, welches eine Strömungsmenge F_total entsprechend der für die mit Hochofengas betriebene Gasturbinenanlage erforderliche Brennstoffgas-Strömungsmenge (die für die Gasturbinen-Ausgangsleistung geeignete Brennstoffgas-Strömungsmenge) darstellt, wie 3 zeigt. Wenn beispielsweise die Brennstoffgas-Strömungsmenge, die 80% der Soll-Brennstoffgas-Strömungsmenge beträgt, für die mit Hochofengas betriebene Gasturbinenanlage erforderlich ist, dient das Gasturbinen-Brennstoffgas-Anforderungssignal CSO auch als ein die Brennstoffgas-Strömungsmenge darstellendes Signal, das 80% der Soll-Brennstoffgas-Strömungsmenge beträgt.
Unter den Steuerfunktionen der Heizwert-Steuerschaltung wird eine Vorsteuerfunktion zunächst beschrieben. Wie in 6 gezeigt ist, multipliziert ein Multiplikationsabschnitt 41 die Hochofengas-Strömungsmenge F_FB (km³N/Std) und den von dem Hochofengas-Kalorimeter 61 gemessenen Hochofengas-Heizwert CAL_BF (kJ/m³N) (d. h., F_FB × CAL_BF). In einem Multiplikationsabschnitt 42 wird die Konvertergas-Strömungsmenge F_mL (km³N/Std) mit dem Konvertergas-Heizwert CAL_mL (kJ/m³N), gemessen von dem Konvertergas-Kalorimeter 62, multipliziert (d. h., F_mL × CAL_mL). Ein einstündiger Bewegungsmittelwert, der von einem Bewegungsmittelwert-Berechnungsabschnitt 55 berechnet wird, wird als Konvertergas-Heizwert CAL_mL verwendet. Dies ist nicht einschränkend, sondern der Messwert des Konvertergas-Kalorimeters 62 kann auch unverändert benutzt werden. In einem Addierabschnitt 43 werden das Produkt des Multiplikationsabschnitts 41 und das Produkt des Multiplikationsabschnitts 42 addiert (F_FB × CAL_BF + F_mL × CAL_mL).
In einem Addierabschnitt 44 werden die Hochofengas-Strömungsmenge F_FB und die Konvertergas-Strömungsmenge F_mL addiert (F_FB + F_mL).
In einem Divisionsabschnitt 45 wird die Summe des Addierabschnitts 43 (Zähler) durch die Summe des Addierabschnitts 44 (Nenner) dividiert (d. h., (F_FB × CAL_BF + F_mLCAL_mL)/(F_FB + F_mL)), d. h. die Division in dem Divisionsabschnitt 45 bestimmt den Heizwert (den vorausgeschätzten Heizwert CAL_t') des ersten Gasgemischs, das durch das Mischen des Hochofengases und des Konvertergases in dem ersten Mischer 17 gebildet wird.
In einem Abweichungsberechnungsabschnitt 46 wird eine Abweichung zwischen dem Quotienten in dem Divisionsabschnitt 45 (vorausgeschätzter Heizwert CAL_t') und dem mit dem Koksofengas-Kalorimeter gemessenen Koksofengas-Heizwert CAL_mC berechnet (CAL_mC – CAL_t'). Ein einstündiger Bewegungsmittelwert, der von einem Bewegungsmittelwert-Berechnungsabschnitt 56 berechnet wird, wird als der Koksofengas-Heizwert CAL_mC benutzt. Dies ist nicht einschränkend, sondern der Messwert des Koksofengas-Kalorimeters 63 kann auch unverändert benutzt werden. In einem Abweichungsberechnungsabschnitt 47 wird eine Abweichung zwischen dem Quotienten des Divisionsabschnitts 45 (der vorausgeschätzte Heizwert CAL_t') und dem eingestellten Heizwert CAL berechnet (CAL – CAL_t'). In einem Divisionsabschnitt 48 wird eine Division für die berechnete Abweichung in dem Abweichungsberechnungsabschnitt 46 (Nenner), und für die berechnete Abweichung in dem Abweichungsberechnungsabschnitt 47 (Zähler) durchgeführt ((CAL – CAL_t')/(CAL_mC – CAL_t'). D. h., die Division in dem Divisionsabschnitt 48 bestimmt das Verhältnis zwischen der Strömungsmenge F_total des zweiten Gasgemischs (Brennstoffgases), das durch Mischen des ersten Gasgemischs und des Koksofengases im zweiten Mischer 24 gebildet wird, und der Strömungsmenge F_mC des Koksofengases, die notwendig ist, um den Heizwert des zweiten Gasgemischs (Brennstoffgases) dem eingestellten CAL gleichzumachen, d. h. das Verhältnis (F_mC/F_total).
In einem Multiplikationsabschnitt 49 wird das in dem Divisionabschnitt enthaltene Strömungsmengenverhältnis (F_mC/F_total) mit dem Wert des Gasturbinen-Brennstoffgas-Anforderungssignals CSO multipliziert, d. h. F_total, ((F_mC/F_total) × F_total). D. h., die Multiplikation im Multiplikationsabschnitt 49 bestimmt den erforderlichen Wert der Gemisch-Strömungsmenge F_mC, die notwendig ist, um den Heizwert des zweiten Gasgemischs (Brennstoffgases) dem eingestellten Heizwert CAL gleichzumachen.
Es ist jedoch ein Verzögerungsabschnitt 50 zwischen dem Divisionsabschnitt 48 und dem Multiplikationsabschnitt 49 vorgesehen, so dass die Ausführung der Multiplikation in dem Multiplikationsabschnitt 49 um eine eingestellte Zeit (Totzeit) im Verzögerungsabschnitt 50 verzögert werden kann. Der Verzögerungsabschnitt 50 ist ein Timing-Einstellmittel zum Ausführen der Öffnungssteuerung des Koksofengas-Strömungssteuerventils 27 synchron zu Zeitpunkten, zu denen das Hochofengas, dessen Strömungsmenge von dem Hochofengas-Strömungsmesser 23 gemessen wird, und das erste wärmesteigernde Gas (Konvertergas), dessen Strömungsmenge von dem Konvertergas-Strömungsmesser 21 gemessen wird, in dem. ersten Mischer 17 gemischt werden (erstes Gasgemisch), und das erste Gasgemisch ferner mit dem Koksofengas in dem zweiten Mischer 24 gemischt wird. Die konkrete eingestellte Zeit in dem Verzögerungsabschnitt 50 kann in geeigneter Weise durch Berechnungen und Experimente, basierend auf den tatsächlichen Längen der Rohrleitungen und den tatsächlichen Gasströmungsgeschwindigkeiten eingestellt werden. Sie beträgt beispielsweise 5–6 Sekunden.
Als nächstes wird die Funktion des Rückkoppelungssteuerabschnitts der Heizwert-Steuerschaltung beschrieben. In einem Abweichungsberechnungsabschnitt 51 wird eine Abweichung zwischen dem eingestellten Heizwert CAL und dem von dem Brennstoffgas-Kalorimeter 38 gemessenen Brennstoffgas-Heizwert CAL_t berechnet (CAL – CAL_t). In einem PI(Proportional plus Integral)-Steuerabschnitt 52 wird eine PI-Steuerung, basierend auf der in dem Abweichungsberechnungsabschnitt 51 berechneten Abweichung, durchgeführt, um einen Korrekturbetrag für die Gemisch-Strömungsmenge des Koksofengases zu bestimmen. Hierbei ist das Steuermittel nicht notwendigerweise auf eine PI-Steuerung begrenzt, sondern es können auch andere Steuermittel angewandt werden.
In einem Addierabschnitt 53 werden der erforderliche Wert der Strömungsmenge F_mC des Koksofengases (d. h., das Produkt in dem Multiplikationsabschnitt 49), der bzw. das sich in dem Vorsteuerabschnitt findet, und der Korrekturbetrag F_mC' für die Gemisch-Strömungsmenge des Koksofengases, der in dem Rückkoppelungssteuerabschnitt erhalten wird (d. h., der Ausgangswert des PI-Steuerabschnitts 52), addiert (F_mC + F_mC'). Auf diese Weise wird der erforderliche Wert der Strömungsmenge F_mC des Koksofengases, der sich in dem Vorsteuerabschnitt findet (d. h., das Produkt im Multiplikationsabschnitt 49), um den Korrekturbetrag F_mC' für die Koksofengas-Strömungsmenge, die sich in dem Rückkoppelungssteuerabschnitt findet, korrigiert. Der für das Koksofengas erforderliche Wert der korrigierten Gemisch-Strömungsmenge wird in einem Funktionsberechnungsabschnitt 54 entsprechend dem für das Koksofengas erforderlichen Wert der Gemisch-Strömungsmenge in den Öffnungsgrad des Koksofengas-Strömungssteuerventils 27 umgewandelt, um einen Ventilöffnungsbefehl an das Koksofengas-Strömungssteuerventil 27 auszugeben. Damit wird der Öffnungsgrad des Koksofengas-Strömungssteuerventils 27 auf den Wert des Ventilöffnungsbefehls gesteuert, so dass die Gemisch-Strömungsmenge des Koksofengases auf den für das Koksofengas erforderlichen Wert der Gemisch-Strömungsmenge gesteuert wird.
Wie oben beschrieben wurde, wird gemäß der Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform 2 der Heizwert des ersten Gasgemischs durch Berechnungen vorausgeschätzt, die auf der Gemisch-Strömungsmenge F_FB des Hochofengases, gemessen von dem Hochofengas-Strömungsmesser 23, der Gemisch-Strömungsmenge F_mL des Konvertergases, gemessen von dem Konvertergas-Strömungsmesser 21, dem Hochofengas-Heizwert CAL_BF, gemessen von dem Hochofengas-Kalorimeter 61, sowie dem Konvertergas-Heizwert CAL_mL, gemessen von dem Konvertergas-Kalorimeter 62, basieren. Das Strömungsmengenverhältnis der Gemisch-Strömungsmenge des Koksofengases (oder des wärmesteigernden Gasgemischs oder Stadtgases) zu der Strömungsmenge des verbrauchten Brennstoffgases der Gasturbine wird basierend auf dem obigen vorausgeschätzten Heizwert, dem eingestellten Heizwert CAL und dem Koksofengas-Heizwert CAL_mC, gemessen von dem Koksofengas-Kalorimeter 63 (oder dem Heizwert des wärmesteigernden Gasgemischs, gemessen von dem Kalorimeter 64 des wärmesteigernden Gasgemischs oder dem Stadtgas-Heizwert, gemessen von dem Stadtgas-Kalorimeter) berechnet. Der erforderliche Wert der Gemisch-Strömungsmenge für das Koksofengas (oder für das wärmesteigernde Gasgemisch oder das Stadtgas) wird basierend auf dem obigen Strömungsmengenverhältnis und dem Gasturbinen-Brennstoffgas-Anforderungssignal CSO entsprechend der Strömungsmenge für verbrauchtes Brennstoffgas der Gasturbine berechnet. Der Öffnungsgrad des Koksofengas-Strömungssteuerventils 27 (oder des Strömungssteuerventils 35 des wärmesteigernden Gasgemischs oder des Strömungssteuerventils des Stadtgases), der in dem Brennstoffgas-Erzeugungssystem vorgesehen ist, wird basierend auf dem obigen erforderlichen Wert der Gemisch-Strömungsmenge zur Steuerung der Gemisch-Strömungsmenge des Koksofengases (oder des wärmesteigernden Gasgemischs oder des Stadtgases) gesteuert. Damit werden die folgenden Vorgänge und Wirkungen erhalten:
Die Gemisch-Strömungsmenge des Koksofengases oder des wärmesteigernden Gasgemischs oder Stadtgases) ändert sich (steigt oder fällt) in einer konstanten Proportion gemäß Änderungen (Zunahmen oder Abnahmen) des Gasturbinen-Brennstoffgas-Anforderungssignals CSO, d. h. gemäß Änderungen (Zunahmen oder Abnahmen) der Strömungsmenge des verbrauchten Gasturbinen-Brennstoffgases in Zusammenhang mit Änderungen (Zunahmen oder Abnahmen) der Gasturbinen-Ausgangsleistung, wie z. B. in 4 dargestellt ist. Das Hochofengas wird durch Ausführen einer Steuerung so erhöht, dass es die Brennstoffgas-Strömungsmenge erreicht, die von der mit Hochofengas betriebenen Gasturbinenanlage angefordert wird (eine der Gasturbinen-Ausgangsleistung angemessene Brennstoffgas-Strömungsmenge), basierend auf dem Gasturbinen-Brennstoffgas-Anforderungssignal CSO in dem Strömungssteuerabschnitt auf der Seite der mit Hochofengas betriebenen Gasturbinenanlage (dem Brennstoffgas-Strömungssteuerventil). Das Konvertergas wird beispielsweise durch Steuern des Öffnungsgrads des Konvertergas-Strömungssteuerventils 19 so erhöht, dass die Konvertergas-Strömungsmenge eine konstante Proportion zu dem Gasturbinen-Brennstoffgas-Anforderungssignal CSO aufweist (Brennstoffgas-Strömungsmenge F_total).
Die vorliegende Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung kann eine Heizwertsteuerung durch Mischen der beiden Arten wärmesteigernder Gase, nämlich des Konvertergases und des Koksofengases (oder des wärmesteigernden Gasgemischs oder des Stadtgases) mit dem Hochofengas durchführen. Auch wenn rasche Heizwertänderungen in dem ersten Gasgemisch infolge von Änderungen der Strömungsmenge des Konvertergases entsprechend dem Betriebszustand des Konverters 13 auftreten, werden die Heizwertänderungen vorausgeschätzt (vorausgeschätzter Heizwert wird berechnet) und die Strömungsmenge des Koksofengases (oder des wärmesteigernden Gasgemischs oder Stadtgases) wird so vorgesteuert, dass es die Heizwertänderungen ausgleicht. Damit kann der Heizwert des Brennstoffgases (oder des zweiten Gasgemischs) auf dem eingestellten Heizwert CAL gehalten werden. Ferner können die Heizwertänderungen des ersten Gasgemischs infolge der Änderungen der Strömungsmenge des Konvertergases durch das Koksofengas (oder das wärmesteigernde Gasgemisch oder das Stadtgas) ausgeglichen werden. Damit kann die Gemisch Strömungsmenge des Konvertergases beliebig eingestellt werden. Mit anderen Worten kann das relativ unstabile Konvertergas als Gas zur Erzeugung des Brennstoffgases durch Ausgleichen der Heizwertänderungen des ersten Gasgemischs entsprechend den Änderungen der Strömungsmenge des Konvertergases durch das relativ stabile Koksofengas (oder das wärmesteigernde Gasgemisch oder das Stadtgas) verwendet werden.
Übrigens wird die Öffnungssteuerung des Koksofengas-Strömungssteuerventils 27 (oder des Strömungssteuerventils 35 des wärmesteigernden Gasgemischs oder des Stadtgas-Strömungssteuerventils) synchron zu dem Zeitpunkt ausgeführt, zu dem das erste Gasgemisch am zweiten Mischer 24 als Mischstelle des ersten Gasgemischs und des Koksofengases (oder des wärmesteigernden Gasgemischs oder Stadtgases) ankommt. Damit kann die Mischung des Koksofengases (oder des wärmesteigernden Gasgemischs oder Stadtgases) in das erste Gasgemisch mit einem geeigneteren Timing durchgeführt werden, und der Heizwert des Brennstoffgases (des zweiten Gasgemischs) kann genauer gesteuert werden.
Außerdem erfolgt eine Rückkoppelung zu dem von dem Brennstoffgas-Kalorimeter 38 gemessenen Heizwert des Brennstoffgases (des zweiten Gasgemischs). Ein Korrekturbetrag für die Gemisch-Strömungsmenge des Koksofengases (oder des wärmesteigernden Gasgemischs oder Stadtgases) wird basierend auf der Abweichung zwischen dem zurückgekoppelten Heizwert des Brennstoffgases (des zweiten Gasgemischs) und dem eingestellten Heizwert CAL bestimmt. Der erforderliche Wert der Gemisch-Strömungsmenge des Koksofengases (oder des wärmesteigernden Gasgemischs oder des Stadtgases) wird um diesen Korrekturbetrag korrigiert. Der Öffnungsgrad des Koksofengas-Strömungssteuerventils 27 (oder des Strömungssteuerventils 35 des wärmesteigernden Gasgemischs oder des Stadtgas-Strömungssteuerventils) wird basierend auf dem erforderlichen korrigierten Wert der Gemisch-Strömungsmenge gesteuert, um die Gemisch-Strömungsmenge des Koksofengases (oder des wärmesteigernden Gasgemischs oder Stadtgases) zu steuern. Damit wird auch dann, wenn es zu einer Diskrepanz zwischen dem Heizwert des Brennstoffgases (des zweiten Gasgemischs) und dem eingestellten Heizwert CAL kommt, eine Rückkoppelung zu dem Heizwert CAL_t des Brennstoffgases (des zweiten Gasgemischs), gemessen von dem Brennstoffgas-Kalorimeter 38, bereitgestellt, wodurch die Strömungsmenge des Koksofengases (oder des wärmesteigernden Gasgemischs oder Stadtgases) einer Rückkoppelungssteuerung unterzogen werden kann, so dass der Heizwert des Brennstoffgases (des zweiten Gasgemischs) mit dem eingestellten Heizwert CAL übereinstimmt. Damit kann der Heizwert des Brennstoffgases (des zweiten Gasgemischs) genauer gesteuert werden.
Außerdem verwendet die vorliegende Brennstoffgas-Heizwert-Steuerschaltung den von dem Hochofengas-Kalorimeter 61 gemessenen Hochofengas-Heizwert, den von dem Konvertergas-Kalorimeter 62 gemessenen Konvertergas-Heizwert und den von dem Koksofengas-Kalorimeter 63 gemessenen Koksofengas-Heizwert (oder den von dem Kalorimeter 64 des wärmesteigernden Gases gemessenen Heizwert des wärmesteigernden Gases oder den von dem Stadtgas-Kalorimeter gemessenen Stadtgas-Heizwert) bei der Berechnung des Heizwertes des ersten Gasgemischs (d. h. des vorausgeschätzten Heizwertes) oder bei der Berechnung des erforderlichen Werts der Gemisch-Strömungsmenge des Koksofengases (oder des wärmesteigernden Gasgemischs oder des Stadtgases). Damit wird auch dann, wenn sich der Hochofengas-Heizwert, der Konvertergas-Heizwert oder der Koksofengas-Heizwert (oder dar Heizwert des wärmesteigernden Gasgemischs oder der Stadtgas-Heizwert) ändern, die Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases so gesteuert, dass der Heizwert des Brennstoffgases (des zweiten Gasgemischs) auf dem eingestellten Heizwert CAL gehalten wird. Folglich können Heizwertänderungen des Hochofengases, des Konvertergases oder des Koksofengases (oder des wärmesteigernden Gasgemischs oder des Stadtgases) bewältigt werden.

Claims

Brennstoffgas-Heizwert-Steuerverfahren für ein Brennstoffgas-Erzeugungssystem, welches folgende Funktionen aufweist: Zumischen eines ersten wärmesteigernden Gases zu einem aus einem Hochofen (11) eines Hüttenwerks ausgetragenen Hochofengas, um ein erstes Gasgemisch zu bilden, Zumischen eines zweiten wärmesteigernden Gases zu dem ersten Gasgemisch, um ein zweites Gasgemisch zu bilden, und Zuführen des zweiten Gasgemischs als Brennstoffgas zu einer mit Hochofengas betriebenen Gasturbinenanlage, wobei der Heizwert (CAL_t) des zweiten Gasgemischs so gesteuert wird, dass er einem für den Betrieb der Gasturbinenanlage vorgegebenen erforderlichen Heizwert (CAL) entspricht, wobei das Brennstoffgas-Heizwert-Steuerverfahren die folgenden Schritte aufweist: Vorausschätzen des Heizwerts des ersten Gasgemischs durch Berechnungen, basierend auf einer von einem Messmittel (23) gemessenen Strömungsmenge (F_FB) des Hochofengases, auf einer von einem Messmittel (21) gemessenen Strömungsmenge (F_mL) des ersten wärmesteigernden Gases, auf einem voreingestellten Heizwert (CAL_BF) des Hochofengases, sowie auf einem voreingestellten Heizwert (CAL_mL) des ersten wärmesteigernden Gases, Berechnen eines Strömungsmengenverhältnisses einer Strömungsmenge des zweiten Gasgemischs zu einer Strömungsmenge (F_total) eines verbrauchten Brennstoffgases der Gasturbine, basierend auf dem vorausgeschätzten Heizwert, dem vorgegebenen erforderlichen Heizwert (CAL) und einem voreingestellten Heizwert (CAL_mC) des zweiten wärmesteigernden Gases, Berechnen eines erforderlichen Werts der Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases, basierend auf dem Strömungsmengenverhältnis und einem Gasturbinen-Brennstoffgas-Anforderungssignal (CSO) entsprechend der Strömungsmenge (F_total) des verbrauchten Gasturbinen-Brennstoffgases, und Ansteuern des Öffnungsgrades eines Strömungssteuerventils (27, 35) für das zweite wärmesteigernde Gas basierend auf dem erforderlichen Wert der Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases, um die Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases zu steuern.
Brennstoffgas-Heizwert-Steuerverfahren für ein Brennstoffgas-Erzeugungssystem, welches folgende Funktionen aufweist: Zumischen eines ersten wärmesteigernden Gases zu einem aus einem Hochofen (11) eines Hüttenwerks ausgetragenen Hochofengas, um ein erstes Gasgemisch zu bilden, Zumischen eines zweiten wärmesteigernden Gases zu dem ersten Gasgemisch, um ein zweites Gasgemisch zu bilden, und Zuführen des zweiten Gasgemischs als Brennstoffgas zu einer mit Hochofengas betriebenen Gasturbinenanlage, wobei der Heizwert (CAL_t) des zweiten Gasgemischs so gesteuert wird, dass er einem für den Betrieb der Gasturbinenanlage vorgegebenen erforderlichen Heizwert (CAL) entspricht, wobei das Brennstoffgas-Heizwert-Steuerverfahren die folgenden Schritte aufweist: Vorausschätzen des Heizwerts des ersten Gasgemischs durch Berechnungen, basierend auf einer von einem Messmittel (23) gemessenen Strömungsmenge (F_FB) des Hochofengases, auf einer von einem Messmittel (21) gemessenen Strömungsmenge (F_mL) des ersten wärmesteigernden Gases, auf einem von einem Heizwert-Messmittel (61) gemessenen Hochofengas-Heizwert (CAL_BF) sowie auf einem von einem Heizwert-Messmittel (62) gemessenen Heizwert (CAL_mL) des ersten wärmesteigernden Gases, Berechnen eines Strömungsmengenverhältnisses einer Strömungsmenge des zweiten Gasgemischs zu einer Strömungsmenge (F_total) eines verbrauchten Brennstoffgases der Gasturbine, basierend auf dem vorausgeschätzten Heizwert, auf dem vorgegebenen erforderlichen Heizwert (CAL) und auf einem von einem Heizwert-Messmittel (63, 64) gemessenen Heizwert (CAL_mC) des zweiten wärmesteigernden Gases, Berechnen eines erforderlichen Werts der Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases, basierend auf dem Strömungsmengenverhältnis und einem Gasturbinen-Brennstoffgas-Anforderungssignal (CSO) entsprechend der Strömungsmenge (F_total) des verbrauchten Gasturbinen-Brennstoffgases, und Ansteuern des Öffnungsgrades eines Strömungssteuerventils (27, 35) für das zweite wärmesteigernde Gas basierend auf dem erforderlichen Wert der Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases, um die Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases zu steuern.
Brennstoffgas-Heizwert-Steuerverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ansteuern des Öffnungsgrades des Strömungssteuerventils (27, 35) für das zweite wärmesteigernde Gas synchron zu einem Zeitpunkt erfolgt, zu dem das erste Gasgemisch an einer Stelle (24) ankommt, an der das zweite wärmesteigernde Gas dem ersten Gasgemisch zugemischt wird.
Brennstoffgas-Heizwert-Steuerverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Rückkoppeln des von einem Heizwert-Messmittel (38) gemessenen Heizwerts (CAL_t) des zweiten Gasgemischs, Bestimmen eines Korrekturbetrags für die Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases, basierend auf einer Abweichung zwischen dem zurückgekoppelten Heizwert (CAL_t) des zweiten Gasgemischs und dem vorgegebenen erforderlichen Heizwert (CAL), Korrigieren des erforderlichen Werts der Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases um den Korrekturbetrag, und Ansteuern des Öffnungsgrades des Strömungssteuerventils (27, 35) für das zweite wärmesteigernde Gas, basierend auf dem korrigierten erforderlichen Wert der Gemisch-Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases.
Brennstoffgas-Heizwert-Steuerverfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei das erste wärmesteigernde Gas ein Konvertergas ist, das aus einem Konverter (13) des Hüttenwerks ausgetragen wird.
Brennstoffgas-Heizwert-Steuerverfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei das zweite wärmesteigernde Gas ein Koksofengas, das aus einem Koksofen (12) des Hüttenwerks ausgetragen wird, ein aus dem Koksofengas und dem Hochofengas hergestelltes Gasgemisch oder ein Stadtgas ist.
Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung für ein Brennstoffgas-Erzeugungssystem, welches folgende Funktionen aufweist: Zumischen eines ersten wärmesteigernden Gases zu einem aus einem Hochofen (11) eines Hüttenwerks ausgetragenen Hochofengas, um ein erstes Gasgemisch zu bilden, Zumischen eines zweiten wärmesteigernden Gases zu dem ersten Gasgemisch, um ein zweites Gasgemisch zu bilden, und Zuführen des zweiten Gasgemischs als Brennstoffgas zu einer mit Hochofengas betriebenen Gasturbinenanlage, wobei der Heizwert (CAL_t) des zweiten Gasgemischs so gesteuert wird, dass er einem für den Betrieb der Gasturbinenanlage vorgegebenen erforderlichen Heizwert (CAL) entspricht, wobei die Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung aufweist: ein Messmittel (23) zum Messen der Strömungsmenge (F_FB) des Hochofengases, ein Messmittel (21) zum Messen der Strömungsmenge (F_mL) des ersten wärmesteigernden Gases, und ein Heizwert-Steuermittel, das folgende Funktionen auszuführen vermag: Vorausschätzen des Heizwerts des ersten Gasgemischs durch Berechnungen, die auf der von dem Messmittel (23) gemessenen Strömungsmenge (F_FB) des Hochofengases, auf der von dem Messmittel (21) gemessenen Strömungsmenge (F_mL) des ersten wärmesteigernden Gases, auf einem voreingestellten Hochofengas-Heizwert (CAL_BF) und auf einem voreingestellten Heizwert (CAL_mL) des ersten wärmesteigernden Gases beruhen, Berechnen eines Strömungsmengenverhältnisses einer Strömungsmenge des zweiten Gasgemischs zu einer Strömungsmenge (F_total) eines verbrauchten Brennstoffgases der Gasturbine, basierend auf dem vorausgeschätzten Heizwert, dem vorgegebenen erforderlichen Heizwert (CAL) und einem voreingestellten Heizwert (CAL_mC) des zweiten wärmesteigernden Gases, Berechnen eines erforderlichen Werts der Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases, basierend auf dem Strömungsmengenverhältnis und einem Gasturbinen-Brennstoffgas-Anforderungssignal (CSO) entsprechend der Strömungsmenge (F_total) des verbrauchten Gasturbinen-Brennstoffgases, und Ansteuern des Öffnungsgrades eines Strömungssteuerventils (27, 35) des Brennstoffgas-Erzeugungssystems für das zweite wärmesteigernde Gas basierend auf dem erforderlichen Wert der Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases, um die Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases zu steuern.
Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung für ein Brennstoffgas-Erzeugungssystem, welches folgende Funktionen aufweist: Zumischen eines ersten wärmesteigernden Gases zu einem aus einem Hochofen (11) eines Hüttenwerks ausgetragenen Hochofengas, um ein erstes Gasgemisch zu bilden, Zumischen eines zweiten wärmesteigernden Gases zu dem ersten Gasgemisch, um ein zweites Gasgemisch zu bilden, und Zuführen des zweiten Gasgemischs als Brennstoffgas zu einer mit Hochofengas betriebenen Gasturbinenanlage, wobei der Heizwert (CAL_t) des zweiten Gasgemischs so gesteuert wird, dass er einem für den Betrieb der Gasturbinenanlage vorgegebenen erforderlichen Heizwert (CAL) entspricht, wobei die Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung aufweist: ein Messmittel (23) zum Messen der Strömungsmenge (F_FB) des Hochofengases, ein Messmittel (21) zum Messen der Strömungsmenge (F) des ersten wärmesteigernden Gases, ein Heizwert-Messmittel (61) zum Messen des Heizwerts (CAL_BF) des Hochofengases, ein Heizwert-Messmittel (62) zum Messen des Heizwerts (CAL_mL) des ersten wärmesteigernden Gases, ein Heizwert-Messmittel (63, 64) zum Messen des Heizwerts (CAL_mC) des zweiten wärmesteigernden Gases, und ein Heizwert-Steuermittel, das folgende Funktionen auszuführen vermag: Vorausschätzen des Heizwerts des ersten Gasgemischs durch Berechnungen, basierend auf einer von dem Messmittel (23) gemessenen Strömungsmenge (F_FB) des Hochofengases, auf einer von dem Messmittel (21) gemessenen Strömungsmenge (F_mL) des ersten wärmesteigernden Gases, auf einem von dem Heizwert-Messmittel (61) gemessenen Hochofengas-Heizwert (CAL_BF) sowie auf einem von dem Heizwert-Messmittel (62) gemessenen Heizwert (CAL_mL) des ersten wärmesteigernden Gases, Berechnen eines Strömungsmengenverhältnisses einer Strömungsmenge des zweiten Gasgemischs zu einer Strömungsmenge (F_total) eines verbrauchten Brennstoffgases der Gasturbine, basierend auf dem vorausgeschätzten Heizwert, auf dem vorgegebenen erforderlichen Heizwert (CAL) und auf einem von dem Heizwert-Messmittel (63, 64) gemessenen Heizwert (CAL_mC) des zweiten wärmesteigernden Gases, Berechnen eines erforderlichen Werts der Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases, basierend auf dem Strömungsmengenverhältnis und einem Gasturbinen-Brennstoffgas-Anforderungssignal (CSO) entsprechend der Strömungsmenge (F_total) des verbrauchten Gasturbinen-Brennstoffgases, und Ansteuern des Öffnungsgrades eines Strömungssteuerventils (27, 35) des Brennstoffgas-Erzeugungssystems für das zweite wärmesteigernde Gas basierend auf dem erforderlichen Wert der Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases, um die Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases zu steuern.
Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Heizwert-Steuermittel ein Betätigungs-Timing-Einstellmittel (50) umfasst, zum Ansteuern des Öffnungsgrades des Strömungssteuerventils (27, 35) für das zweite wärmesteigernde Gas synchron zu einem Zeitpunkt, zu dem das erste Gasgemisch an einer Stelle (24) ankommt, an der das zweite wärmesteigernde Gas dem ersten Gasgemisch zugemischt wird.
Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, wobei das Heizwert-Steuermittel ein Rückkoppelungs-Steuermittel (51, 52) umfasst, zum Rückkoppeln des von einem Heizwert-Messmittel (38) gemessenen Heizwerts (CAL_t) des zweiten Gasgemischs, und zum Bestimmen eines Korrekturbetrags für die Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases, basierend auf einer Abweichung zwischen dem zurückgekoppelten Heizwert (CAL_t) des zweiten Gasgemischs und dem vorgegebenen erforderlichen Heizwert (CAL), und wobei das Heizwert-Steuermittel den erforderlichen Wert der Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases um den von dem Rückkoppelungs-Steuermittel (51, 52) bestimmten Korrekturbetrag zu korrigieren, und das Strömungssteuerventil (27, 35) für das zweite wärmesteigernde Gas basierend auf dem korrigierten erforderlichen Wert der Gemisch-Strömungsmenge des zweiten wärmesteigernden Gases anzusteuern vermag.
Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung nach Anspruch 7, 8, 9 oder 10, wobei das erste wärmesteigernde Gas ein Konvertergas ist, das aus einem Konverter (13) des Hüttenwerks ausgetragen wird.
Brennstoffgas-Heizwert-Steuervorrichtung nach Anspruch 7, 8, 9, 10 oder 11, wobei das zweite wärmesteigernde Gas ein Koksofengas, das aus einem Koksofen (12) des Hüttenwerks ausgetragen wird, ein aus dem Koksofengas und dem Hochofengas bestehendes Gasgemisch oder ein Stadtgas ist.