JP2003254090A - 高炉ガスと添加ガスとの混合装置および混合方法 - Google Patents
高炉ガスと添加ガスとの混合装置および混合方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課 題】 高炉ガスを燃料とするガスタービンの失火
を防止するにあたって、安価な添加ガスを高炉ガスに混
合することによって燃料費の上昇を抑制するとともに、
高炉ガスと添加ガスとを均一に混合できる装置および方
法を提供する。 【解決手段】 配管内を流れる高炉ガスに添加ガスを供
給する吹込み口と、吹込み口の上流側に配設されて高炉
ガスを乱流にするバッフルプレートおよび／または吹込
み口の下流側に配設されて添加ガスを高炉ガス中に拡散
させる拡散プレートとを有する混合装置を用いて、乱流
にした高炉ガスに添加ガスを供給する。
を防止するにあたって、安価な添加ガスを高炉ガスに混
合することによって燃料費の上昇を抑制するとともに、
高炉ガスと添加ガスとを均一に混合できる装置および方
法を提供する。 【解決手段】 配管内を流れる高炉ガスに添加ガスを供
給する吹込み口と、吹込み口の上流側に配設されて高炉
ガスを乱流にするバッフルプレートおよび／または吹込
み口の下流側に配設されて添加ガスを高炉ガス中に拡散
させる拡散プレートとを有する混合装置を用いて、乱流
にした高炉ガスに添加ガスを供給する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高炉の炉頂から排
出されたガス（以下、 高炉ガスという）を燃料として使
用する際に、高炉ガスに添加ガスを混合する装置および
方法に関する。
出されたガス（以下、 高炉ガスという）を燃料として使
用する際に、高炉ガスに添加ガスを混合する装置および
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高炉ガスにはＣＯが含まれているので、
燃料として利用できる。そこで製鉄所内では、高炉から
大量に排出される高炉ガスを回収して、各種設備の動力
源となるガスタービンの燃料としても使用している。と
ころが高炉ガス中のＣＯ含有量は高炉の操業条件に応じ
て変動するので、高炉ガスの燃焼によって発生する発熱
量も一定ではない。その結果、 高炉ガスのみを燃料とし
て使用する場合には、発熱量の低下により燃焼が停止
（以下、 失火という）する危険性がある。
燃料として利用できる。そこで製鉄所内では、高炉から
大量に排出される高炉ガスを回収して、各種設備の動力
源となるガスタービンの燃料としても使用している。と
ころが高炉ガス中のＣＯ含有量は高炉の操業条件に応じ
て変動するので、高炉ガスの燃焼によって発生する発熱
量も一定ではない。その結果、 高炉ガスのみを燃料とし
て使用する場合には、発熱量の低下により燃焼が停止
（以下、 失火という）する危険性がある。
【０００３】そこで高炉ガスを燃料とするガスタービン
における失火を防止するために、発熱量の高い燃料を高
炉ガスに混合して使用する方法が知られている。しかし
この方法は、たとえば重油，灯油等を使用する場合に
は、燃料費が上昇するという問題がある。しかも、気体
である高炉ガスに液体燃料を混合するには気化器等の付
帯設備が必要であるので、設備費も上昇する。
における失火を防止するために、発熱量の高い燃料を高
炉ガスに混合して使用する方法が知られている。しかし
この方法は、たとえば重油，灯油等を使用する場合に
は、燃料費が上昇するという問題がある。しかも、気体
である高炉ガスに液体燃料を混合するには気化器等の付
帯設備が必要であるので、設備費も上昇する。
【０００４】また特開平9-317499号公報には、高炉ガス
専焼式ガスタービンの制御方法が開示されている。この
方法は、高炉ガス中に減熱用希釈ガスもしくは増熱用富
化ガスのいずれかを添加して、高炉ガス焚きガスタービ
ンの燃料として使用するものである。しかし特開平9-31
7499号公報に開示された方法では、ガスタービンの出力
を一定に維持できるものの、減熱用希釈ガスを添加する
場合には、発熱量が低下するので、ガスタービンの出力
も低下する。
専焼式ガスタービンの制御方法が開示されている。この
方法は、高炉ガス中に減熱用希釈ガスもしくは増熱用富
化ガスのいずれかを添加して、高炉ガス焚きガスタービ
ンの燃料として使用するものである。しかし特開平9-31
7499号公報に開示された方法では、ガスタービンの出力
を一定に維持できるものの、減熱用希釈ガスを添加する
場合には、発熱量が低下するので、ガスタービンの出力
も低下する。
【０００５】一方、 増熱用富化ガスを添加する場合に
は、 増熱用富化ガスとしてＬＮＧ，ＬＰＧ，コークス炉
ガスもしくはＨ2 ガスを使用することが開示されてい
る。これらのガスは、いずれも高炉ガスに比べて発熱量
が大きいガスである。このような特開平9-317499号公報
に開示された方法のうち、ＬＮＧあるいはＬＰＧを高炉
ガスに添加する方法は、上記した重油や灯油と同様に燃
料費が上昇する原因になる。
は、 増熱用富化ガスとしてＬＮＧ，ＬＰＧ，コークス炉
ガスもしくはＨ2 ガスを使用することが開示されてい
る。これらのガスは、いずれも高炉ガスに比べて発熱量
が大きいガスである。このような特開平9-317499号公報
に開示された方法のうち、ＬＮＧあるいはＬＰＧを高炉
ガスに添加する方法は、上記した重油や灯油と同様に燃
料費が上昇する原因になる。
【０００６】コークス炉ガスは、製鉄所に設置されるコ
ークス炉から排出されるガスであるから、コークス炉ガ
スを使用することによって燃料費の上昇を抑えることが
できる。また比較的安価なＨ2 ガスを使用しても燃料費
削減の効果が得られる。しかしながら、高炉ガスと増熱
用富化ガスとを混合する装置として特開平9-317499号公
報に開示されたミキシング装置は、単に高炉ガスと増熱
用富化ガスとを合流させるものであり、均一に混合する
ためには必ずしも有効ではない。
ークス炉から排出されるガスであるから、コークス炉ガ
スを使用することによって燃料費の上昇を抑えることが
できる。また比較的安価なＨ2 ガスを使用しても燃料費
削減の効果が得られる。しかしながら、高炉ガスと増熱
用富化ガスとを混合する装置として特開平9-317499号公
報に開示されたミキシング装置は、単に高炉ガスと増熱
用富化ガスとを合流させるものであり、均一に混合する
ためには必ずしも有効ではない。
【０００７】特にＨ2 ガスを高炉ガスに添加する場合に
は、高炉ガスとＨ2 ガスの比重が大きく異なるので、単
に合流させるだけでは均一に混合するのが困難である。
その結果、 高炉ガスとＨ2 ガスとを混合してガスタービ
ンに供給されるガスの発熱量が変動する。 したがって、
ガスタービンの失火を防止する効果は十分ではなかっ
た。
は、高炉ガスとＨ2 ガスの比重が大きく異なるので、単
に合流させるだけでは均一に混合するのが困難である。
その結果、 高炉ガスとＨ2 ガスとを混合してガスタービ
ンに供給されるガスの発熱量が変動する。 したがって、
ガスタービンの失火を防止する効果は十分ではなかっ
た。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な問題を解消し、 高炉ガスを燃料とするガスタービンの
失火を防止するにあたって、安価な添加ガスを高炉ガス
に混合することによって燃料費の上昇を抑制するととも
に、高炉ガスと添加ガスとを均一に混合できる装置およ
び方法を提供することを目的とする。
な問題を解消し、 高炉ガスを燃料とするガスタービンの
失火を防止するにあたって、安価な添加ガスを高炉ガス
に混合することによって燃料費の上昇を抑制するととも
に、高炉ガスと添加ガスとを均一に混合できる装置およ
び方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、配管内を流れ
る高炉ガスに添加ガスを供給する吹込み口と、吹込み口
の上流側に配設されて高炉ガスを乱流にするバッフルプ
レートおよび／または吹込み口の下流側に配設されて添
加ガスを高炉ガス中に拡散させる拡散プレートとを有す
る高炉ガスと添加ガスとの混合装置である。
る高炉ガスに添加ガスを供給する吹込み口と、吹込み口
の上流側に配設されて高炉ガスを乱流にするバッフルプ
レートおよび／または吹込み口の下流側に配設されて添
加ガスを高炉ガス中に拡散させる拡散プレートとを有す
る高炉ガスと添加ガスとの混合装置である。
【００１０】前記した混合装置の発明においては、第１
の好適態様として、吹込み口を有する内管を配管内に配
設し、内管の中心軸と配管の中心軸とを平行にしかつ内
管の下流側の端部を開口し、内管に添加ガスを供給する
添加ガス供給管を配設し、内管の下流側に配設される拡
散プレートに対向して内管の外面にフランジ部を設ける
ことが好ましい。
の好適態様として、吹込み口を有する内管を配管内に配
設し、内管の中心軸と配管の中心軸とを平行にしかつ内
管の下流側の端部を開口し、内管に添加ガスを供給する
添加ガス供給管を配設し、内管の下流側に配設される拡
散プレートに対向して内管の外面にフランジ部を設ける
ことが好ましい。
【００１１】また第２の好適態様として、内管の上流側
の端部を開口し、内管の内面にバッフルプレートを配設
し、バッフルプレートとフランジ部との間の内管の外面
に添加ガス供給管を配設することが好ましい。また第３
の好適態様として、配管の外面に均圧室を配設し、均圧
室を配設した部位の配管に吹込み口を設け、吹込み口の
上流側に位置する配管の内面にバッフルプレートを配設
することが好ましい。
の端部を開口し、内管の内面にバッフルプレートを配設
し、バッフルプレートとフランジ部との間の内管の外面
に添加ガス供給管を配設することが好ましい。また第３
の好適態様として、配管の外面に均圧室を配設し、均圧
室を配設した部位の配管に吹込み口を設け、吹込み口の
上流側に位置する配管の内面にバッフルプレートを配設
することが好ましい。
【００１２】また本発明は、 配管内を流れる高炉ガスを
乱流にし、次いで添加ガスを高炉ガス中に供給する高炉
ガスと添加ガスとの混合方法である。前記した混合装置
の発明においては、第１の好適態様として、高炉ガス中
のＣＯ濃度を測定し、ＣＯ濃度の測定値とあらかじめ設
定されたしきい値とを比較し、ＣＯ濃度の測定値がしき
い値以下に低下したときに添加ガスを供給することが好
ましい。
乱流にし、次いで添加ガスを高炉ガス中に供給する高炉
ガスと添加ガスとの混合方法である。前記した混合装置
の発明においては、第１の好適態様として、高炉ガス中
のＣＯ濃度を測定し、ＣＯ濃度の測定値とあらかじめ設
定されたしきい値とを比較し、ＣＯ濃度の測定値がしき
い値以下に低下したときに添加ガスを供給することが好
ましい。
【００１３】また第２の好適態様として、添加ガスが、
Ｈ2 ガスまたはコークス炉ガスであることが好ましい。
Ｈ2 ガスまたはコークス炉ガスであることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の混合装置の例を
模式的に示す断面図である。なお図１に示す混合装置
は、高炉ガス１中に添加ガス２を供給する吹込み口３
と、その吹込み口３の上流側に配設されるバッフルプレ
ート４および吹込み口３の下流側に配設される拡散プレ
ート５を有する混合装置の例である。
模式的に示す断面図である。なお図１に示す混合装置
は、高炉ガス１中に添加ガス２を供給する吹込み口３
と、その吹込み口３の上流側に配設されるバッフルプレ
ート４および吹込み口３の下流側に配設される拡散プレ
ート５を有する混合装置の例である。
【００１５】図１の混合装置では、配管９内に内管６が
配設される。この内管６は、その中心軸が配管９の中心
軸に平行になるように配設される。内管６の両端部（す
なわち高炉ガス１の流れ方向の上流側の端部および下流
側の端部）は、ともに開口される。内管６の上流側の端
部近傍の内面にはバッフルプレート４が配設される。さ
らにバッフルプレート４と後述するフランジ部８との間
の内管６の外面に添加ガス供給管７を配設する。この添
加ガス供給管７から内管６内へ供給される添加ガス２が
通過する開口部が吹込み口３である。つまり後述するよ
うに添加ガス２は、添加ガス供給管７から吹込み口３を
介して、内管６内を流れる高炉ガス１に供給される。
配設される。この内管６は、その中心軸が配管９の中心
軸に平行になるように配設される。内管６の両端部（す
なわち高炉ガス１の流れ方向の上流側の端部および下流
側の端部）は、ともに開口される。内管６の上流側の端
部近傍の内面にはバッフルプレート４が配設される。さ
らにバッフルプレート４と後述するフランジ部８との間
の内管６の外面に添加ガス供給管７を配設する。この添
加ガス供給管７から内管６内へ供給される添加ガス２が
通過する開口部が吹込み口３である。つまり後述するよ
うに添加ガス２は、添加ガス供給管７から吹込み口３を
介して、内管６内を流れる高炉ガス１に供給される。
【００１６】なお図１には添加ガス供給管７を２本配設
する例を示したが、本発明では、配管９内面と内管６外
面との間の高炉ガス１の流れを阻害しない範囲内であれ
ば、添加ガス供給管７の本数は特定の数値に限定しな
い。添加ガス供給管７は、内管６内に添加ガス２を供給
するとともに、内管６を保持する機能も有するので、添
加ガス供給管７の寸法や強度に応じて適宜設定すれば良
い。
する例を示したが、本発明では、配管９内面と内管６外
面との間の高炉ガス１の流れを阻害しない範囲内であれ
ば、添加ガス供給管７の本数は特定の数値に限定しな
い。添加ガス供給管７は、内管６内に添加ガス２を供給
するとともに、内管６を保持する機能も有するので、添
加ガス供給管７の寸法や強度に応じて適宜設定すれば良
い。
【００１７】図１において、高炉ガス１は矢印の方向に
配管９内を流れて、内管６の外側の流れと内側の流れに
分岐する。内管６の内側を流れる高炉ガス１は、 バッフ
ルプレート４によって流れを阻害されて乱流になる。こ
のようにして乱流となった高炉ガス１に、添加ガス供給
管７から吹込み口３を介して添加ガス２が供給される。
配管９内を流れて、内管６の外側の流れと内側の流れに
分岐する。内管６の内側を流れる高炉ガス１は、 バッフ
ルプレート４によって流れを阻害されて乱流になる。こ
のようにして乱流となった高炉ガス１に、添加ガス供給
管７から吹込み口３を介して添加ガス２が供給される。
【００１８】内管６の下流側に拡散プレート５が配設さ
れており、内管６の下流側の開口部から流出した高炉ガ
ス１と添加ガス２は、拡散プレート５によって流れを阻
害されて、その周辺に拡散する。このようにして添加ガ
ス２は、内管６内を流れる高炉ガス１に混合された後、
さらに内管６の外側を流れる高炉ガス１に混合される。
その結果、 高炉ガス１と添加ガス２とを均一に混合する
ことができる。特に添加ガス２として、たとえばＨ2 ガ
スのように、高炉ガス１に比べて比重が著しく異なるガ
スを用いる場合でも、均一に混合することができる。
れており、内管６の下流側の開口部から流出した高炉ガ
ス１と添加ガス２は、拡散プレート５によって流れを阻
害されて、その周辺に拡散する。このようにして添加ガ
ス２は、内管６内を流れる高炉ガス１に混合された後、
さらに内管６の外側を流れる高炉ガス１に混合される。
その結果、 高炉ガス１と添加ガス２とを均一に混合する
ことができる。特に添加ガス２として、たとえばＨ2 ガ
スのように、高炉ガス１に比べて比重が著しく異なるガ
スを用いる場合でも、均一に混合することができる。
【００１９】ここで拡散プレート５に対向する内管６の
下流側端部の外面にフランジ部８を設けることによっ
て、内管６の外側を流れる高炉ガス１の流れを阻害して
乱流にすることが好ましい。 内管６の外側を流れる高炉
ガス１を乱流にすると、拡散プレート５から周辺に拡散
した高炉ガス１および添加ガス２を均一に混合する効果
が一層向上するからである。
下流側端部の外面にフランジ部８を設けることによっ
て、内管６の外側を流れる高炉ガス１の流れを阻害して
乱流にすることが好ましい。 内管６の外側を流れる高炉
ガス１を乱流にすると、拡散プレート５から周辺に拡散
した高炉ガス１および添加ガス２を均一に混合する効果
が一層向上するからである。
【００２０】図２は、本発明の混合装置の他の例を模式
的に示す断面図である。なお図２に示す混合装置は、高
炉ガス１中に添加ガス２を供給する吹込み口３と、その
吹込み口３の下流側に配設される拡散プレート５を有す
る混合装置の例である。図２の混合装置では、配管９内
に内管６が配設される。この内管６は、その中心軸が配
管９の中心軸に平行になるように配設される。内管６の
下流側の端部は開口される。この内管６の下流側の開口
部が吹込み口３である。つまり後述するように添加ガス
２は、添加ガス供給管７から吹込み口３を介して、配管
１内を流れる高炉ガス１に供給される。
的に示す断面図である。なお図２に示す混合装置は、高
炉ガス１中に添加ガス２を供給する吹込み口３と、その
吹込み口３の下流側に配設される拡散プレート５を有す
る混合装置の例である。図２の混合装置では、配管９内
に内管６が配設される。この内管６は、その中心軸が配
管９の中心軸に平行になるように配設される。内管６の
下流側の端部は開口される。この内管６の下流側の開口
部が吹込み口３である。つまり後述するように添加ガス
２は、添加ガス供給管７から吹込み口３を介して、配管
１内を流れる高炉ガス１に供給される。
【００２１】内管６の上流側の端部は、図２に示すよう
に、添加ガス供給管７に連結するか、あるいは端部を閉
塞して添加ガス噴射管６外面に添加ガス供給管７を配設
する。なお図２には添加ガス供給管７を１本配設する例
を示したが、本発明では、配管９内面と内管６外面との
間の高炉ガス１の流れを阻害しない範囲内であれば、添
加ガス供給管７の本数は特定の数値に限定しない。添加
ガス供給管７は、内管６に添加ガス２を供給するととも
に、内管６を保持する機能も有するので、添加ガス供給
管７の寸法や強度に応じて適宜設定すれば良い。
に、添加ガス供給管７に連結するか、あるいは端部を閉
塞して添加ガス噴射管６外面に添加ガス供給管７を配設
する。なお図２には添加ガス供給管７を１本配設する例
を示したが、本発明では、配管９内面と内管６外面との
間の高炉ガス１の流れを阻害しない範囲内であれば、添
加ガス供給管７の本数は特定の数値に限定しない。添加
ガス供給管７は、内管６に添加ガス２を供給するととも
に、内管６を保持する機能も有するので、添加ガス供給
管７の寸法や強度に応じて適宜設定すれば良い。
【００２２】図２において、高炉ガス１は矢印の方向に
配管９内を流れて、内管６の外側を流れる。添加ガス２
は、添加ガス供給管７から内管６を通り、吹込み口３か
ら高炉ガス１に供給される。内管６の下流側に拡散プレ
ート５が配設されており、吹込み口３から流出した添加
ガス２は、拡散プレート５によって流れを阻害されて、
その周辺に拡散する。このようにして添加ガス２は高炉
ガス１に混合される。その結果、 高炉ガス１と添加ガス
２とを均一に混合することができる。特に添加ガス２と
して、たとえばＨ2 ガスのように、高炉ガス１に比べて
比重が著しく異なるガスを用いる場合でも、均一に混合
することができる。
配管９内を流れて、内管６の外側を流れる。添加ガス２
は、添加ガス供給管７から内管６を通り、吹込み口３か
ら高炉ガス１に供給される。内管６の下流側に拡散プレ
ート５が配設されており、吹込み口３から流出した添加
ガス２は、拡散プレート５によって流れを阻害されて、
その周辺に拡散する。このようにして添加ガス２は高炉
ガス１に混合される。その結果、 高炉ガス１と添加ガス
２とを均一に混合することができる。特に添加ガス２と
して、たとえばＨ2 ガスのように、高炉ガス１に比べて
比重が著しく異なるガスを用いる場合でも、均一に混合
することができる。
【００２３】ここで拡散プレート５に対向する内管６端
部の外面にフランジ部８を設けることによって、内管６
の外側を流れる高炉ガス１の流れを阻害して乱流にする
ことが好ましい。 内管６の外側を流れる高炉ガス１を乱
流にすると、拡散プレート５から周辺に拡散した添加ガ
ス２を均一に混合する効果が一層向上するからである。
部の外面にフランジ部８を設けることによって、内管６
の外側を流れる高炉ガス１の流れを阻害して乱流にする
ことが好ましい。 内管６の外側を流れる高炉ガス１を乱
流にすると、拡散プレート５から周辺に拡散した添加ガ
ス２を均一に混合する効果が一層向上するからである。
【００２４】図１および図２に示した装置では、拡散プ
レート５の中心部に流通孔10を設けるのが好ましい。 そ
の例として、図１の拡散プレート５の中心部に流通孔10
を設ける例を図４に示す。図４では、内管６の下流側の
開口部から流出した高炉ガス１と添加ガス２の一部が流
通孔10を通過することによって、拡散プレート５の下流
側に吸引力が発生する。その結果、 高炉ガス１と添加ガ
ス２とを均一に混合する効果が、 より一層向上する。
レート５の中心部に流通孔10を設けるのが好ましい。 そ
の例として、図１の拡散プレート５の中心部に流通孔10
を設ける例を図４に示す。図４では、内管６の下流側の
開口部から流出した高炉ガス１と添加ガス２の一部が流
通孔10を通過することによって、拡散プレート５の下流
側に吸引力が発生する。その結果、 高炉ガス１と添加ガ
ス２とを均一に混合する効果が、 より一層向上する。
【００２５】図３は、本発明の混合装置の他の例を模式
的に示す断面図である。なお図３に示す混合装置は、高
炉ガス１中に添加ガス２を供給する吹込み口３と、その
吹込み口３の上流側に配設されるバッフルプレート４を
有する混合装置の例である。図３の混合装置では、配管
９の外面に均圧室11を配設し、均圧室11を配設した部位
の配管９に吹込み口３を設ける。その吹込み口３の上流
側の配管９内面にバッフルプレート４を配設する。
的に示す断面図である。なお図３に示す混合装置は、高
炉ガス１中に添加ガス２を供給する吹込み口３と、その
吹込み口３の上流側に配設されるバッフルプレート４を
有する混合装置の例である。図３の混合装置では、配管
９の外面に均圧室11を配設し、均圧室11を配設した部位
の配管９に吹込み口３を設ける。その吹込み口３の上流
側の配管９内面にバッフルプレート４を配設する。
【００２６】図３において、高炉ガス１は矢印の方向に
配管９内を流れて、バッフルプレート４によって流れを
阻害されて乱流になる。こうして乱流になった高炉ガス
１に、吹込み口３を介して添加ガス２が供給される。こ
のとき添加ガス２は、あらかじめ均圧室11内で高炉ガス
１と同等の圧力を付与された後、 吹込み口３から高炉ガ
ス１に供給される。その結果、高炉ガス１と添加ガス２
とを均一に混合することができる。特に添加ガス２とし
て、たとえばＨ2 ガスのように、高炉ガス１に比べて比
重が著しく異なるガスを用いる場合でも、均一に混合す
ることができる。
配管９内を流れて、バッフルプレート４によって流れを
阻害されて乱流になる。こうして乱流になった高炉ガス
１に、吹込み口３を介して添加ガス２が供給される。こ
のとき添加ガス２は、あらかじめ均圧室11内で高炉ガス
１と同等の圧力を付与された後、 吹込み口３から高炉ガ
ス１に供給される。その結果、高炉ガス１と添加ガス２
とを均一に混合することができる。特に添加ガス２とし
て、たとえばＨ2 ガスのように、高炉ガス１に比べて比
重が著しく異なるガスを用いる場合でも、均一に混合す
ることができる。
【００２７】図１および図３に示した装置では、バッフ
ルプレート４は、内管６内面あるいは配管９内面の全周
に配設しても良いし、あるいは吹込み口３近傍の部位の
みに配設しても良い。上記したように図１〜４に示した
混合装置では、いずれも高炉ガス１を乱流にした後、 吹
込み口３から添加ガス２を供給する。
ルプレート４は、内管６内面あるいは配管９内面の全周
に配設しても良いし、あるいは吹込み口３近傍の部位の
みに配設しても良い。上記したように図１〜４に示した
混合装置では、いずれも高炉ガス１を乱流にした後、 吹
込み口３から添加ガス２を供給する。
【００２８】添加ガス２は、高炉ガス１を燃料とするガ
スタービンの失火を防止するために添加するものである
から、高炉ガス１の燃焼による発熱量が低下したときに
添加すれば良い。 したがって、高炉ガス１中のＣＯ濃度
を測定し、その測定値とあらかじめ設定されたしきい値
とを比較し、測定値がしきい値以下に低下したときに添
加ガス２を添加するのが好ましい。
スタービンの失火を防止するために添加するものである
から、高炉ガス１の燃焼による発熱量が低下したときに
添加すれば良い。 したがって、高炉ガス１中のＣＯ濃度
を測定し、その測定値とあらかじめ設定されたしきい値
とを比較し、測定値がしきい値以下に低下したときに添
加ガス２を添加するのが好ましい。
【００２９】高炉ガス１中のＣＯ濃度を測定する方法
は、オルザット法，ガスクロマトグラフ分析法等の従来
から知られている方法が使用できる。また添加ガス２
は、発熱量が高く、しかも安価で容易に入手できるＨ2
ガスまたはコークス炉ガスを用いるのが好ましい。ここ
ではＨ2 ガスまたはコークス炉ガスを添加ガス２として
使用することについて説明したが、コークス炉ガスは、
製鉄所におけるコークス炉ガスの他の用途への配分量の
制約によって、ガスタービンの燃料として高炉ガス１に
添加する必要量を確保できない場合がある。しかもコー
クス炉を設置していない製鉄所では、コークス炉ガスを
添加する方法は全く適用できない。したがって、添加ガ
ス２はＨ2 ガスを使用するのが一層好ましい。
は、オルザット法，ガスクロマトグラフ分析法等の従来
から知られている方法が使用できる。また添加ガス２
は、発熱量が高く、しかも安価で容易に入手できるＨ2
ガスまたはコークス炉ガスを用いるのが好ましい。ここ
ではＨ2 ガスまたはコークス炉ガスを添加ガス２として
使用することについて説明したが、コークス炉ガスは、
製鉄所におけるコークス炉ガスの他の用途への配分量の
制約によって、ガスタービンの燃料として高炉ガス１に
添加する必要量を確保できない場合がある。しかもコー
クス炉を設置していない製鉄所では、コークス炉ガスを
添加する方法は全く適用できない。したがって、添加ガ
ス２はＨ2 ガスを使用するのが一層好ましい。
【００３０】Ｈ2 ガスの比重は、高炉ガス１に比べて著
しく小さい（比率は約１：16.5）ので、Ｈ2 ガスは配管
９内の上部に浮上しやすい。しかし本発明では、添加ガ
ス２としてＨ2 ガスを使用した場合でも、高炉ガス１に
均一に混合できる。
しく小さい（比率は約１：16.5）ので、Ｈ2 ガスは配管
９内の上部に浮上しやすい。しかし本発明では、添加ガ
ス２としてＨ2 ガスを使用した場合でも、高炉ガス１に
均一に混合できる。
【００３１】
【実施例】図１に示した混合装置を用いて高炉ガス１と
添加ガス２を混合し、ガスタービンの燃料として使用し
た。添加ガス２はＨ2 ガスを使用した。配管９の外径は
2800mm，内管６の外径は1000mmとした。内管６の内面全
周にバッフルプレート４を配設し、バッフルプレート４
の高さは内管６内面から150mmとした。拡散プレート５
の直径は1600mm，フランジ部８の外径は1600mm，拡散プ
レート５とフランジ部８の間隔は200mm とした。高炉ガ
ス１の流量は363000ｋＮｍ3 ／hr，流速は17.0ｍ／sec
とし、Ｈ2 ガス２の流量 11000ｋＮｍ3 ／hrとした。こ
れを発明例とする。
添加ガス２を混合し、ガスタービンの燃料として使用し
た。添加ガス２はＨ2 ガスを使用した。配管９の外径は
2800mm，内管６の外径は1000mmとした。内管６の内面全
周にバッフルプレート４を配設し、バッフルプレート４
の高さは内管６内面から150mmとした。拡散プレート５
の直径は1600mm，フランジ部８の外径は1600mm，拡散プ
レート５とフランジ部８の間隔は200mm とした。高炉ガ
ス１の流量は363000ｋＮｍ3 ／hr，流速は17.0ｍ／sec
とし、Ｈ2 ガス２の流量 11000ｋＮｍ3 ／hrとした。こ
れを発明例とする。
【００３２】一方、比較例として、図５に示す混合装置
を用いて高炉ガス１と添加ガス２を混合し、ガスタービ
ンの燃料として使用した。添加ガス２、発明例と同様に
Ｈ2ガスを使用した。配管９の外径は発明例と同様に280
0mmとし、高炉ガス１の流量，流速およびＨ2 ガス２の
流量は発明例と同じである。発明例と比較例について、
ガスタービンを連続して稼動した。発明例では連続180
日間稼動しても失火は発生しなかった。ところが比較例
では、連続30日間稼動したときに失火が生じた。
を用いて高炉ガス１と添加ガス２を混合し、ガスタービ
ンの燃料として使用した。添加ガス２、発明例と同様に
Ｈ2ガスを使用した。配管９の外径は発明例と同様に280
0mmとし、高炉ガス１の流量，流速およびＨ2 ガス２の
流量は発明例と同じである。発明例と比較例について、
ガスタービンを連続して稼動した。発明例では連続180
日間稼動しても失火は発生しなかった。ところが比較例
では、連続30日間稼動したときに失火が生じた。
【００３３】つまり本発明では、高炉ガス１と添加ガス
２を均一に混合できることが確かめられた。
２を均一に混合できることが確かめられた。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、安価な添加ガスを高炉
ガスに混合することによって燃料費の上昇を抑制すると
ともに、高炉ガスと添加ガスとを均一に混合できる。そ
の結果、 ガスタービンの失火を防止することが可能であ
る。
ガスに混合することによって燃料費の上昇を抑制すると
ともに、高炉ガスと添加ガスとを均一に混合できる。そ
の結果、 ガスタービンの失火を防止することが可能であ
る。
【図１】本発明の混合装置の例を模式的に示す断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明の混合装置の他の例を模式的に示す断面
図である。
図である。
【図３】本発明の混合装置の他の例を模式的に示す断面
図である。
図である。
【図４】本発明の混合装置の他の例を模式的に示す断面
図である。
図である。
【図５】比較のために用いた混合装置を模式的に示す断
面図である。
面図である。
１ 高炉ガス
２ 添加ガス
３ 吹込み口
４ バッフルプレート
５ 拡散プレート
６ 内管
７ 添加ガス供給管
８ フランジ部
９ 配管
10 流通孔
11 均圧室
Claims (7)
- 【請求項１】 配管内を流れる高炉ガスに添加ガスを供
給する吹込み口と、前記吹込み口の上流側に配設されて
前記高炉ガスを乱流にするバッフルプレートおよび／ま
たは前記吹込み口の下流側に配設されて前記添加ガスを
前記高炉ガス中に拡散させる拡散プレートとを有するこ
とを特徴とする高炉ガスと添加ガスとの混合装置。 - 【請求項２】 前記吹込み口を有する内管を前記配管内
に配設し、前記内管の中心軸と前記配管の中心軸とを平
行にしかつ前記内管の下流側の端部を開口し、前記内管
に前記添加ガスを供給する添加ガス供給管を配設し、前
記内管の下流側に配設される前記拡散プレートに対向し
て前記内管の外面にフランジ部を設けることを特徴とす
る請求項１に記載の高炉ガスと添加ガスとの混合装置。 - 【請求項３】 前記内管の上流側の端部を開口し、前記
内管の内面に前記バッフルプレートを配設し、前記バッ
フルプレートと前記フランジ部との間の前記内管の外面
に前記添加ガス供給管を配設することを特徴とする請求
項２に記載の高炉ガスと添加ガスとの混合装置。 - 【請求項４】 前記配管の外面に均圧室を配設し、前記
均圧室を配設した部位の前記配管に前記吹込み口を設
け、前記吹込み口の上流側に位置する前記配管の内面に
前記バッフルプレートを配設することを特徴とする請求
項１に記載の高炉ガスと添加ガスとの混合装置。 - 【請求項５】 配管内を流れる高炉ガスを乱流にし、次
いで添加ガスを前記高炉ガス中に供給することを特徴と
する高炉ガスと添加ガスとの混合方法。 - 【請求項６】 前記高炉ガス中のＣＯ濃度を測定し、前
記ＣＯ濃度の測定値とあらかじめ設定されたしきい値と
を比較し、前記ＣＯ濃度の測定値が前記しきい値以下に
低下したときに前記添加ガスを供給することを特徴とす
る請求項５に記載の高炉ガスと添加ガスとの混合方法。 - 【請求項７】 前記添加ガスが、Ｈ2 ガスまたはコーク
ス炉ガスであることを特徴とする請求項５または６に記
載の高炉ガスと添加ガスとの混合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002049938A JP2003254090A (ja) | 2002-02-26 | 2002-02-26 | 高炉ガスと添加ガスとの混合装置および混合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002049938A JP2003254090A (ja) | 2002-02-26 | 2002-02-26 | 高炉ガスと添加ガスとの混合装置および混合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003254090A true JP2003254090A (ja) | 2003-09-10 |
Family
ID=28662324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002049938A Pending JP2003254090A (ja) | 2002-02-26 | 2002-02-26 | 高炉ガスと添加ガスとの混合装置および混合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003254090A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010038290A1 (ja) * | 2008-10-01 | 2010-04-08 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン装置 |
| JP2010280808A (ja) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Jfe Steel Corp | コークス炉燃料ガス混合装置 |
| JP2011246724A (ja) * | 2011-08-04 | 2011-12-08 | Jfe Steel Corp | コークス炉の燃料ガス用混合装置 |
| JP2013053525A (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃料混合槽及びこれを備えたガスタービン発電システム |
-
2002
- 2002-02-26 JP JP2002049938A patent/JP2003254090A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010038290A1 (ja) * | 2008-10-01 | 2010-04-08 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン装置 |
| CN102076941A (zh) * | 2008-10-01 | 2011-05-25 | 三菱重工业株式会社 | 燃气轮机装置 |
| US9097188B2 (en) | 2008-10-01 | 2015-08-04 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Gas turbine device |
| JP2010280808A (ja) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Jfe Steel Corp | コークス炉燃料ガス混合装置 |
| JP2011246724A (ja) * | 2011-08-04 | 2011-12-08 | Jfe Steel Corp | コークス炉の燃料ガス用混合装置 |
| JP2013053525A (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃料混合槽及びこれを備えたガスタービン発電システム |
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