JP2004035913A - 粉粒体吹込み制御方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】粉粒体供給先に粉粒体を吹込む際における外乱要素による吹込み量の変動を抑制する。
【解決手段】中間タンク14から加圧したインジェクションタンク15に微粉炭を投入し、このインジェクションタンク15から微粉炭を搬送ガスライン28が接続された吹込み配管21を通じて高炉1の複数の羽口に個別に供給する際に、吹込み配管30に設けた吹込み量調節弁31を、弁制御装置41で、インジェクションタンク15の内圧を検出するタンク内圧センサ22で検出したタンク内圧PT と高炉羽口2の圧力を検出する供給先圧力センサ5で検出した羽口前圧力PF との差圧即ち吹込み配管21のトータル圧力損失ΔPが一定となるように制御して、微粉炭吹込み量を安定化させる。
【選択図】 図2
【解決手段】中間タンク14から加圧したインジェクションタンク15に微粉炭を投入し、このインジェクションタンク15から微粉炭を搬送ガスライン28が接続された吹込み配管21を通じて高炉1の複数の羽口に個別に供給する際に、吹込み配管30に設けた吹込み量調節弁31を、弁制御装置41で、インジェクションタンク15の内圧を検出するタンク内圧センサ22で検出したタンク内圧PT と高炉羽口2の圧力を検出する供給先圧力センサ5で検出した羽口前圧力PF との差圧即ち吹込み配管21のトータル圧力損失ΔPが一定となるように制御して、微粉炭吹込み量を安定化させる。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉等の粉粒体供給先装置に微粉炭等の粉粒体を気体輸送して吹込む粉粒体吹込み制御方法及び装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
高炉への微粉炭吹込み制御を行う場合、その供給元となるインジェクションタンクの圧力設定は、供給先となる高炉の通常操業状態を1点仮定し、その状態における炉内圧力(実際には、羽口前圧力)、配管長、配管ベンド数等の条件を基に管内で微粉炭が詰まらないような管内最低流速、ノズル先端速度及び固気比になるように圧力損失演算を行い、微粉炭吹込み量とインジェクションタンク圧力の関係を求めるようにしている。上記の考え方で求まった微粉炭吹込み量とインジェクションタンク圧力の関係から、吹込み量に対するインジェクションタンク圧力値(設定値)を決定し、これによりインジェクションタンク圧力制御を行っている(特開平6−336602号公報参照)。この際の粉粒体を搬送するためのガス量は、定値制御で対応しているのが一般的な制御方法である。
【0003】
また、インジェクションタンクの圧力は一定に保った上で、吹込み配管に夫々設置された粉粒体流量計及び調節計によりダイレクトに制御を実施させている方式もある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の微粉炭吹込み量とインジェクションタンク圧力との関係から吹込み量に対するインジェクションタンク圧力を制御する方法にあっては、インジェクションタンク圧力設定は吹込み量(設定値)の関数で与えられ、かつ搬送用ガス流量は定値制御であるため、設定ポイントからずれた点で高炉操業を行った場合、又は設定ポイントであっても、各種外乱要素(炉況の悪化に伴う供給先圧力変動、中間タンクからインジェクションタンクへの微粉炭投入時のインジェクションタンク内圧変動、吹込み配管の磨耗等の特性変化等)により、高炉に吹込まれる微粉炭の量に変動を生じるという問題がある。この微粉炭吹込み量の変動は、高炉の炉熱調整に大きな影響を与える場合がある。
【0005】
また、後者の粉粒体流量計及び調節弁を使用した制御による場合には、粉粒体流量計の精度も保証されないため、かえって外乱を与える結果となる上、設備費が非常に高価になるという問題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、粉粒体供給先装置に接続する粉粒体搬送ラインのトータル圧力損失即ち固気比を一定に維持して粉粒体供給先装置に対する粉粒体の吹込みを安定化させることができる粉粒体吹込み制御方法及び装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に係る粉粒体吹込み制御方法は、粉粒体を貯留すると共に粉粒体供給先装置より高い圧力に保持されたインジェクションタンクから送出される粉粒体を加圧搬送気体が供給される吹込み配管を通じて前記粉粒体供給先装置に吹込むようにした粉粒体吹込み制御方法において、前記粉粒体供給先装置の圧力と前記インジェクションタンクとの差圧を前記吹込み配管に設けた吹込み量調節弁で一定に制御することにより粉粒体吹込み量を制御することを特徴としている。
【0007】
また、請求項2に係る粉粒体吹込み制御装置は、粉粒体を貯留すると共に粉粒体供給先装置より高い圧力に保持されたインジェクションタンクから送出される粉粒体を加圧搬送気体が供給される吹込み配管を通じて前記粉粒体供給先装置に吹込むようにした粉粒体吹込み制御装置において、前記吹込み配管に介装した吹込み量調節弁と、前記インジェクションタンクの圧力を検出するタンク圧力検出手段と、前記粉粒体供給先装置の圧力を検出する供給先圧力検出手段と、前記タンク圧力検出手段で検出したタンク圧力と前記供給先圧力検出手段で検出した入側圧力との差圧が一定となるように前記吹込み量調節弁を制御する弁制御手段とを備えていることを特徴としている。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明を高炉への微粉炭吹込みシステムに適用した場合の一実施形態を示すシステム構成図である。
図中、1は粉粒体供給先装置としての高炉であって、その下部に粉粒体としての微粉炭を吹込む複数の羽口2が形成され、この羽口2にブローパイプ3が接続されていると共に、微粉炭吹込みバーナー4が接続されている。また、高炉1には、その入側圧力を検出する供給先圧力検出手段としての供給先圧力センサ5が羽口2に取付けられている。
【0009】
そして、高炉1の微粉炭吹込みバーナー4に微粉炭供給装置10から微粉炭が流量制御されて供給される。この微粉炭供給装置10は、図示しない微粉炭を粉砕する粉砕設備から微粉炭が供給される集塵用バグフィルタ11と、この集塵用バグフィルタ11に接続された吸引ブロワー12と、集塵用バグフィルタ11から微粉炭が供給されこれを大気圧状態で貯留する微粉炭ホッパー13と、この微粉炭ホッパー13から微粉炭が中間タンク14を介して投入されるインジェクションタンク15とが垂直方向に直列に配設された構成を有する。
【0010】
中間タンク14はエアレーション用として加圧窒素N2 が加圧調節弁16を介して供給されると共に、微粉炭ホッパー13からの微粉炭投入時に中間タンク14の圧力が排圧弁17を介して排圧ライン18に排圧される。
インジェクションタンク15には加圧用として加圧窒素N2 が加圧調節弁19を設けた加圧ライン20から供給されると共に、切り出された微粉炭を高炉1の複数の羽口2の微粉炭吹込みバーナー4に個別に搬送して吹き込む吹込み配管21が接続されている。また、インジェクションタンク15にはその内圧を検出するタンク圧力検出手段としてのタンク内圧センサ22が配設されている。そして、中間タンク14及びインジェクションタンク15間には中間部に均圧弁23を介装した均圧ライン24が接続され、この均圧弁23を開状態として中間タンク14の内圧をインジェクションタンク15の内圧と等しく制御した状態で、中間タンク14からインジェクションタンク15に微粉炭を投入する。
【0011】
吹込み配管21には、インジェクションタンク15の切り出し口近傍に輸送弁25が介装され、この輸送弁25の下流側に、輸送ガス調節弁26及び輸送ガス遮断弁27をその順に直列に介装した搬送ガスライン28が接続され、この搬送ガスライン28の接続口より下流側に輸送元弁29が配設され、この輸送元弁29の下流側に吹込み量調節弁31が個別に配設されている。したがって、吹込み配管21ではインジェクションタンク15から加圧して排出された微粉炭を搬送ガスライン28から供給される搬送ガスによって加速して高炉1の微粉炭バーナー4に吹き込む。
【0012】
この吹込み配管21による微粉炭吹込み制御は、目標とする吹込み量に見合ったインジェクションタンク圧力目標値PT * を設定し、その際に搬送用ガス流量FG は、吹込み配管21内の微粉炭と搬送ガスとの比即ち固気比が設計上上限になった場合でも配管閉塞を発生させないポイントで定値制御する。
具体的には、図2に示すように、搬送ガスライン28では、搬送ガス流量を流量検出器32で検出し、検出した搬送ガス流量検出値を流量調節計33に供給して、この搬送ガス流量検出値が、予め設定した吹込み配管21内の微粉炭と搬送ガスとの比即ち固気比が設計上上限になった場合でも配管閉塞を発生させない目標搬送ガス流量と一致するように輸送ガス調節弁26を制御する。
【0013】
一方、インジェクションタンク15に加圧窒素N2 を供給する加圧ライン20の加圧調節弁19は、以下のように制御される。すなわち、図2に示すように、インジェクションタンク15の重量を検出するロードセル等の荷重センサ34で検出し、この荷重センサ34で検出したタンク重量検出値WT を目標タンク重量WT * に一致させる重量調節計35に供給して微粉炭吹込み量SVを演算し、この微粉炭吹込み量SVを、この微粉炭量SVとインジェクションタンク15のタンク内圧目標値PT * との関数を設定した関数発生器36に供給してタンク内圧目標値PT * を算出する一方、タンク内圧センサ22で検出したタンク内圧PDTをタンク圧力変換器(PI)37で表示/発信するための出力信号PT に変換し、このタンク圧力変換器37の出力信号PT と前記タンク内圧目標値PT * とを圧力調節計38に供給して、この圧力調節計38でタンク圧力変換器の出力信号PT をタンク内圧目標値PT * に一致させるように加圧ライン20に介装された加圧調節弁19を制御する。
【0014】
ここで、関数発生器36は、予め供給先である高炉1の通常操業状態を一点仮定し、この状態における炉内圧力(実際には羽口前圧力PF )、配管長、配管ベンド数等の条件を基に、配管内で微粉炭が詰まらないような管内最低流速、ノズル先端速度及び固気比になるように圧力損失を計算し、微粉炭吹込み量SVとインジェクションタンク15のタンク内圧目標値PT * の関係を表す関数を求めておき、この関数から、吹込み量SVに対するタンク内圧目標値PT * を算出する。
【0015】
さらに、各吹込み配管21に介装された輸送量調節弁31は、吹込み配管21のトータル圧力損失ΔPが固気比(粉体流量/搬送ガス流量)に極めて強い相関があることに着目して以下のように制御される。すなわち、図2に示すように、各羽口2で設けた供給先圧力センサ5で検出した供給先圧力としての羽口前圧力検出値PDFを表示/発信するための出力信号PF に変換する羽口前圧力変換器(PI)40に供給し、この羽口前圧力変換器40の出力信号PF と前述したタンク圧力変換器37の出力信号PT とが弁制御手段としての弁制御装置41に供給される。この弁制御装置41では、演算器42で、各羽口毎に下記(1)式の演算を行って吹込み配管21の差圧即ちトータル圧力損失ΔPを算出し、算出したトータル圧力損失ΔPをトータル圧力損失調節計43に供給し、このトータル圧力損失調節計43でトータル圧力損失ΔPを予め設定した目標トータル圧力損失ΔP* に一致させるように吹込み量調節弁31を制御する。
【0016】
ΔP=PT −PF …………(1)
次に、上記実施形態の動作を説明する。
インジェクションタンク15に対する微粉炭の供給については、粉砕設備で粉砕した微粉炭を集塵用バグフィルタ11で回収して、微粉炭ホッパー13に大気圧状態で貯留する。この微粉炭ホッパー13に貯留された微粉炭は、中間タンク14の微粉炭が空になった状態で、均圧弁23を閉状態として均圧ライン24を遮断した状態で排圧弁17を開状態として中間タンク14の内圧を大気圧状態としてから中間タンク14に所定量投入され、投入完了後に排圧弁17が閉状態に復帰される。
【0017】
その後、インジェクションタンク15の微粉炭量が所定量以下となった時点で、先ず、均圧弁23を開状態として、中間タンク14の内圧をインジェクションタンク15の内圧と等しくし、この状態で中間タンク14の微粉炭をインジェクションタンク15に投入し、投入完了後に均圧弁23を閉状態に復帰する。
この中間タンク14からインジェクションタンク15への微粉炭の投入時に、インジェクションタンク15の内圧は微粉炭の投入によって上昇する。
【0018】
このとき、前述した従来例のように、インジェクションタンク15の圧力を微粉炭の吹込み量との関数で与え、吹込み配管21の輸送量を制御しない場合には、図3(a)に示すように、インジェクションタンク15に対して中間タンク14からの微粉炭投入が行われていない状態では、高炉1の羽口1本当たりの微粉炭吹込み量がほぼ一定に制御されるが、中間タンク14からインジェクションタンク15に微粉炭を投入している期間TTHでは、インジェクションタンク15の圧力上昇によって微粉炭吹込み量も一時的に増加することになり、この微粉炭吹込み量の増加が高炉1の炉熱調整に大きな影響を与える場合がある。
【0019】
しかしながら、本実施形態では、各羽口2に通じる吹込み配管21のそれぞれに吹込み量調節弁31が介装され、これら吹込み量調節弁31が弁制御装置41によって、インジェクションタンク15のタンク圧力PT から高炉1の羽口前圧力PF を減算したトータル圧力損失ΔPが目標トータル圧力損失ΔP* に一致するように制御されるので、図3(b)に示すように、中間タンク14からインジェクションタンク15への微粉炭の投入期間TTHであっても供給元のインジェクションタンク15の圧力上昇分を吸収するように吹込み量調節弁31が制御されて、高炉1の羽口1本当たりの微粉炭吹込み量をほぼ一定値に制御することができ、結果として高炉1へ吹き込まれる微粉炭の量を常に安定状態とすることができ、高炉1の炉熱調整を安定して行うことができる。
【0020】
また、各羽口2に通じる吹込み配管21に個別に吹込み量調節弁31が介装され、これらが個別に弁制御装置41でインジェクションタンク内圧PT と羽口前圧力PF との差圧でなるトータル圧力損失ΔPが目標トータル圧力損失ΔP* に一致するように個別に制御されるので、高炉1の操業状況の悪化に伴う供給先圧力変動や吹込み配管21の摩耗等の特性変化等の外乱要素が生じた場合でも、これらの外乱要素によって微粉炭吹込み量が変動することを確実に防止することができる。
【0021】
なお、上記実施形態においては、微粉炭供給装置10を微粉炭ホッパー11、中間タンク12及びインジェクションタンク15の3段構成で構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、中間タンク14を省略して、均圧ラインを設けた微粉炭ホッパー11とインジェクションタンク15との2段構成とすることもできる。
【0022】
また、上記実施形態においては、高炉への微粉炭供給装置に本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の供給先に粉粒体を吹込む場合にも本発明を適用することができる。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1及び請求項2に係る発明は、粉粒体供給先装置の圧力と前記インジェクションタンクとの差圧を前記搬送ラインに設けた吹込み量調節弁で一定に制御するようにしたので、インジェクションタンクへの粉粒体投入時のタンク内圧上昇や、供給先圧力変動や、供給先への吹込み配管の摩耗等の特性変化等の外乱要素が生じた場合であっても、吹込み配管の差圧即ちトータル圧力損失を一定に制御することができ、粉粒体の安定した吹込み制御を行うことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す構成図である。
【図2】本発明の要部の制御系を示すブロック図である。
【図3】インジェクションタンクの微粉炭吹込み量を示すタイムチャートであって、(a)は従来例のタイムチャートを、(b)は本発明のタイムチャートをそれぞれ示す。
【符号の説明】
1 高炉
2 羽口
5 供給先圧力センサ
10 微粉炭供給装置
11 微粉炭ホッパー
14 中間タンク
15 インジェクションタンク
21 吹込み配管
22 タンク圧力センサ
31 吹込み量調節弁
37 圧力変換器
40 圧力変換器
41 弁制御装置
42 演算器
43 トータル圧力損失調節弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉等の粉粒体供給先装置に微粉炭等の粉粒体を気体輸送して吹込む粉粒体吹込み制御方法及び装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
高炉への微粉炭吹込み制御を行う場合、その供給元となるインジェクションタンクの圧力設定は、供給先となる高炉の通常操業状態を1点仮定し、その状態における炉内圧力(実際には、羽口前圧力)、配管長、配管ベンド数等の条件を基に管内で微粉炭が詰まらないような管内最低流速、ノズル先端速度及び固気比になるように圧力損失演算を行い、微粉炭吹込み量とインジェクションタンク圧力の関係を求めるようにしている。上記の考え方で求まった微粉炭吹込み量とインジェクションタンク圧力の関係から、吹込み量に対するインジェクションタンク圧力値(設定値)を決定し、これによりインジェクションタンク圧力制御を行っている(特開平6−336602号公報参照)。この際の粉粒体を搬送するためのガス量は、定値制御で対応しているのが一般的な制御方法である。
【0003】
また、インジェクションタンクの圧力は一定に保った上で、吹込み配管に夫々設置された粉粒体流量計及び調節計によりダイレクトに制御を実施させている方式もある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の微粉炭吹込み量とインジェクションタンク圧力との関係から吹込み量に対するインジェクションタンク圧力を制御する方法にあっては、インジェクションタンク圧力設定は吹込み量(設定値)の関数で与えられ、かつ搬送用ガス流量は定値制御であるため、設定ポイントからずれた点で高炉操業を行った場合、又は設定ポイントであっても、各種外乱要素(炉況の悪化に伴う供給先圧力変動、中間タンクからインジェクションタンクへの微粉炭投入時のインジェクションタンク内圧変動、吹込み配管の磨耗等の特性変化等)により、高炉に吹込まれる微粉炭の量に変動を生じるという問題がある。この微粉炭吹込み量の変動は、高炉の炉熱調整に大きな影響を与える場合がある。
【0005】
また、後者の粉粒体流量計及び調節弁を使用した制御による場合には、粉粒体流量計の精度も保証されないため、かえって外乱を与える結果となる上、設備費が非常に高価になるという問題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、粉粒体供給先装置に接続する粉粒体搬送ラインのトータル圧力損失即ち固気比を一定に維持して粉粒体供給先装置に対する粉粒体の吹込みを安定化させることができる粉粒体吹込み制御方法及び装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に係る粉粒体吹込み制御方法は、粉粒体を貯留すると共に粉粒体供給先装置より高い圧力に保持されたインジェクションタンクから送出される粉粒体を加圧搬送気体が供給される吹込み配管を通じて前記粉粒体供給先装置に吹込むようにした粉粒体吹込み制御方法において、前記粉粒体供給先装置の圧力と前記インジェクションタンクとの差圧を前記吹込み配管に設けた吹込み量調節弁で一定に制御することにより粉粒体吹込み量を制御することを特徴としている。
【0007】
また、請求項2に係る粉粒体吹込み制御装置は、粉粒体を貯留すると共に粉粒体供給先装置より高い圧力に保持されたインジェクションタンクから送出される粉粒体を加圧搬送気体が供給される吹込み配管を通じて前記粉粒体供給先装置に吹込むようにした粉粒体吹込み制御装置において、前記吹込み配管に介装した吹込み量調節弁と、前記インジェクションタンクの圧力を検出するタンク圧力検出手段と、前記粉粒体供給先装置の圧力を検出する供給先圧力検出手段と、前記タンク圧力検出手段で検出したタンク圧力と前記供給先圧力検出手段で検出した入側圧力との差圧が一定となるように前記吹込み量調節弁を制御する弁制御手段とを備えていることを特徴としている。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明を高炉への微粉炭吹込みシステムに適用した場合の一実施形態を示すシステム構成図である。
図中、1は粉粒体供給先装置としての高炉であって、その下部に粉粒体としての微粉炭を吹込む複数の羽口2が形成され、この羽口2にブローパイプ3が接続されていると共に、微粉炭吹込みバーナー4が接続されている。また、高炉1には、その入側圧力を検出する供給先圧力検出手段としての供給先圧力センサ5が羽口2に取付けられている。
【0009】
そして、高炉1の微粉炭吹込みバーナー4に微粉炭供給装置10から微粉炭が流量制御されて供給される。この微粉炭供給装置10は、図示しない微粉炭を粉砕する粉砕設備から微粉炭が供給される集塵用バグフィルタ11と、この集塵用バグフィルタ11に接続された吸引ブロワー12と、集塵用バグフィルタ11から微粉炭が供給されこれを大気圧状態で貯留する微粉炭ホッパー13と、この微粉炭ホッパー13から微粉炭が中間タンク14を介して投入されるインジェクションタンク15とが垂直方向に直列に配設された構成を有する。
【0010】
中間タンク14はエアレーション用として加圧窒素N2 が加圧調節弁16を介して供給されると共に、微粉炭ホッパー13からの微粉炭投入時に中間タンク14の圧力が排圧弁17を介して排圧ライン18に排圧される。
インジェクションタンク15には加圧用として加圧窒素N2 が加圧調節弁19を設けた加圧ライン20から供給されると共に、切り出された微粉炭を高炉1の複数の羽口2の微粉炭吹込みバーナー4に個別に搬送して吹き込む吹込み配管21が接続されている。また、インジェクションタンク15にはその内圧を検出するタンク圧力検出手段としてのタンク内圧センサ22が配設されている。そして、中間タンク14及びインジェクションタンク15間には中間部に均圧弁23を介装した均圧ライン24が接続され、この均圧弁23を開状態として中間タンク14の内圧をインジェクションタンク15の内圧と等しく制御した状態で、中間タンク14からインジェクションタンク15に微粉炭を投入する。
【0011】
吹込み配管21には、インジェクションタンク15の切り出し口近傍に輸送弁25が介装され、この輸送弁25の下流側に、輸送ガス調節弁26及び輸送ガス遮断弁27をその順に直列に介装した搬送ガスライン28が接続され、この搬送ガスライン28の接続口より下流側に輸送元弁29が配設され、この輸送元弁29の下流側に吹込み量調節弁31が個別に配設されている。したがって、吹込み配管21ではインジェクションタンク15から加圧して排出された微粉炭を搬送ガスライン28から供給される搬送ガスによって加速して高炉1の微粉炭バーナー4に吹き込む。
【0012】
この吹込み配管21による微粉炭吹込み制御は、目標とする吹込み量に見合ったインジェクションタンク圧力目標値PT * を設定し、その際に搬送用ガス流量FG は、吹込み配管21内の微粉炭と搬送ガスとの比即ち固気比が設計上上限になった場合でも配管閉塞を発生させないポイントで定値制御する。
具体的には、図2に示すように、搬送ガスライン28では、搬送ガス流量を流量検出器32で検出し、検出した搬送ガス流量検出値を流量調節計33に供給して、この搬送ガス流量検出値が、予め設定した吹込み配管21内の微粉炭と搬送ガスとの比即ち固気比が設計上上限になった場合でも配管閉塞を発生させない目標搬送ガス流量と一致するように輸送ガス調節弁26を制御する。
【0013】
一方、インジェクションタンク15に加圧窒素N2 を供給する加圧ライン20の加圧調節弁19は、以下のように制御される。すなわち、図2に示すように、インジェクションタンク15の重量を検出するロードセル等の荷重センサ34で検出し、この荷重センサ34で検出したタンク重量検出値WT を目標タンク重量WT * に一致させる重量調節計35に供給して微粉炭吹込み量SVを演算し、この微粉炭吹込み量SVを、この微粉炭量SVとインジェクションタンク15のタンク内圧目標値PT * との関数を設定した関数発生器36に供給してタンク内圧目標値PT * を算出する一方、タンク内圧センサ22で検出したタンク内圧PDTをタンク圧力変換器(PI)37で表示/発信するための出力信号PT に変換し、このタンク圧力変換器37の出力信号PT と前記タンク内圧目標値PT * とを圧力調節計38に供給して、この圧力調節計38でタンク圧力変換器の出力信号PT をタンク内圧目標値PT * に一致させるように加圧ライン20に介装された加圧調節弁19を制御する。
【0014】
ここで、関数発生器36は、予め供給先である高炉1の通常操業状態を一点仮定し、この状態における炉内圧力(実際には羽口前圧力PF )、配管長、配管ベンド数等の条件を基に、配管内で微粉炭が詰まらないような管内最低流速、ノズル先端速度及び固気比になるように圧力損失を計算し、微粉炭吹込み量SVとインジェクションタンク15のタンク内圧目標値PT * の関係を表す関数を求めておき、この関数から、吹込み量SVに対するタンク内圧目標値PT * を算出する。
【0015】
さらに、各吹込み配管21に介装された輸送量調節弁31は、吹込み配管21のトータル圧力損失ΔPが固気比(粉体流量/搬送ガス流量)に極めて強い相関があることに着目して以下のように制御される。すなわち、図2に示すように、各羽口2で設けた供給先圧力センサ5で検出した供給先圧力としての羽口前圧力検出値PDFを表示/発信するための出力信号PF に変換する羽口前圧力変換器(PI)40に供給し、この羽口前圧力変換器40の出力信号PF と前述したタンク圧力変換器37の出力信号PT とが弁制御手段としての弁制御装置41に供給される。この弁制御装置41では、演算器42で、各羽口毎に下記(1)式の演算を行って吹込み配管21の差圧即ちトータル圧力損失ΔPを算出し、算出したトータル圧力損失ΔPをトータル圧力損失調節計43に供給し、このトータル圧力損失調節計43でトータル圧力損失ΔPを予め設定した目標トータル圧力損失ΔP* に一致させるように吹込み量調節弁31を制御する。
【0016】
ΔP=PT −PF …………(1)
次に、上記実施形態の動作を説明する。
インジェクションタンク15に対する微粉炭の供給については、粉砕設備で粉砕した微粉炭を集塵用バグフィルタ11で回収して、微粉炭ホッパー13に大気圧状態で貯留する。この微粉炭ホッパー13に貯留された微粉炭は、中間タンク14の微粉炭が空になった状態で、均圧弁23を閉状態として均圧ライン24を遮断した状態で排圧弁17を開状態として中間タンク14の内圧を大気圧状態としてから中間タンク14に所定量投入され、投入完了後に排圧弁17が閉状態に復帰される。
【0017】
その後、インジェクションタンク15の微粉炭量が所定量以下となった時点で、先ず、均圧弁23を開状態として、中間タンク14の内圧をインジェクションタンク15の内圧と等しくし、この状態で中間タンク14の微粉炭をインジェクションタンク15に投入し、投入完了後に均圧弁23を閉状態に復帰する。
この中間タンク14からインジェクションタンク15への微粉炭の投入時に、インジェクションタンク15の内圧は微粉炭の投入によって上昇する。
【0018】
このとき、前述した従来例のように、インジェクションタンク15の圧力を微粉炭の吹込み量との関数で与え、吹込み配管21の輸送量を制御しない場合には、図3(a)に示すように、インジェクションタンク15に対して中間タンク14からの微粉炭投入が行われていない状態では、高炉1の羽口1本当たりの微粉炭吹込み量がほぼ一定に制御されるが、中間タンク14からインジェクションタンク15に微粉炭を投入している期間TTHでは、インジェクションタンク15の圧力上昇によって微粉炭吹込み量も一時的に増加することになり、この微粉炭吹込み量の増加が高炉1の炉熱調整に大きな影響を与える場合がある。
【0019】
しかしながら、本実施形態では、各羽口2に通じる吹込み配管21のそれぞれに吹込み量調節弁31が介装され、これら吹込み量調節弁31が弁制御装置41によって、インジェクションタンク15のタンク圧力PT から高炉1の羽口前圧力PF を減算したトータル圧力損失ΔPが目標トータル圧力損失ΔP* に一致するように制御されるので、図3(b)に示すように、中間タンク14からインジェクションタンク15への微粉炭の投入期間TTHであっても供給元のインジェクションタンク15の圧力上昇分を吸収するように吹込み量調節弁31が制御されて、高炉1の羽口1本当たりの微粉炭吹込み量をほぼ一定値に制御することができ、結果として高炉1へ吹き込まれる微粉炭の量を常に安定状態とすることができ、高炉1の炉熱調整を安定して行うことができる。
【0020】
また、各羽口2に通じる吹込み配管21に個別に吹込み量調節弁31が介装され、これらが個別に弁制御装置41でインジェクションタンク内圧PT と羽口前圧力PF との差圧でなるトータル圧力損失ΔPが目標トータル圧力損失ΔP* に一致するように個別に制御されるので、高炉1の操業状況の悪化に伴う供給先圧力変動や吹込み配管21の摩耗等の特性変化等の外乱要素が生じた場合でも、これらの外乱要素によって微粉炭吹込み量が変動することを確実に防止することができる。
【0021】
なお、上記実施形態においては、微粉炭供給装置10を微粉炭ホッパー11、中間タンク12及びインジェクションタンク15の3段構成で構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、中間タンク14を省略して、均圧ラインを設けた微粉炭ホッパー11とインジェクションタンク15との2段構成とすることもできる。
【0022】
また、上記実施形態においては、高炉への微粉炭供給装置に本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の供給先に粉粒体を吹込む場合にも本発明を適用することができる。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1及び請求項2に係る発明は、粉粒体供給先装置の圧力と前記インジェクションタンクとの差圧を前記搬送ラインに設けた吹込み量調節弁で一定に制御するようにしたので、インジェクションタンクへの粉粒体投入時のタンク内圧上昇や、供給先圧力変動や、供給先への吹込み配管の摩耗等の特性変化等の外乱要素が生じた場合であっても、吹込み配管の差圧即ちトータル圧力損失を一定に制御することができ、粉粒体の安定した吹込み制御を行うことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す構成図である。
【図2】本発明の要部の制御系を示すブロック図である。
【図3】インジェクションタンクの微粉炭吹込み量を示すタイムチャートであって、(a)は従来例のタイムチャートを、(b)は本発明のタイムチャートをそれぞれ示す。
【符号の説明】
1 高炉
2 羽口
5 供給先圧力センサ
10 微粉炭供給装置
11 微粉炭ホッパー
14 中間タンク
15 インジェクションタンク
21 吹込み配管
22 タンク圧力センサ
31 吹込み量調節弁
37 圧力変換器
40 圧力変換器
41 弁制御装置
42 演算器
43 トータル圧力損失調節弁
Claims (2)
- 粉粒体を貯留すると共に粉粒体供給先装置より高い圧力に保持されたインジェクションタンクから送出される粉粒体を加圧搬送気体が供給される吹込み配管を通じて前記粉粒体供給先装置に吹込むようにした粉粒体吹込み制御方法において、前記粉粒体供給先装置の圧力と前記インジェクションタンクとの差圧を前記吹込み配管に設けた吹込み量調節弁で一定に制御することにより粉粒体吹込み量を制御することを特徴とする粉粒体吹込み制御方法。
- 粉粒体を貯留すると共に粉粒体供給先装置より高い圧力に保持されたインジェクションタンクから送出される粉粒体を加圧搬送気体が供給される吹込み配管を通じて前記粉粒体供給先装置に吹込むようにした粉粒体吹込み制御装置において、前記吹込み配管に介装した吹込み量調節弁と、前記インジェクションタンクの圧力を検出するタンク圧力検出手段と、前記粉粒体供給先装置の圧力を検出する供給先圧力検出手段と、前記タンク圧力検出手段で検出したタンク圧力と前記供給先圧力検出手段で検出した圧力との差圧が一定となるように前記吹込み量調節弁を制御する弁制御手段とを備えていることを特徴とする粉粒体吹込み制御装置。
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