JP2006299869A - 燃料ガスカロリ制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高炉ガスに２種類の増熱用ガスを混合してカロリ制御を行うことなどが可能な燃料ガスカロリ制御方法及び装置を提供する。
【解決手段】高炉ガス流量計２３で計測される高炉ガスの混合流量Ｆ_FBと、転炉ガス流量計２１で計測される転炉ガスの混合流量Ｆ_mLと、予め設定された高炉ガスカロリＣＡＬ_BFと、予め設定された転炉ガスカロリＣＡＬ_mLとに基づいて、第１混合ガスのカロリを算出して予測し、この予測カロリと、設定カロリＣＡＬと、予め設定されたコークス炉ガスカロリＣＡＬ_mCとに基づいて、ガスタービン消費燃料ガス流量に対するコークス炉ガスの混合流量の流量比を算出し、この流量比と、ガスタービン消費燃料ガス流量に対応するガスタービン燃料ガス要求信号とに基づいて、コークス炉ガスの混合流量要求値を算出し、燃料ガス生成系統に設けられたコークス炉ガス流量制御弁の開度を制御してコークス炉ガスの混合流量を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は高炉ガス焚きガスタービン設備に供給する燃料ガス（高炉ガスを用いて生成した燃料ガス）のカロリを制御する燃料ガスカロリ制御方法及び装置に関する。

製鉄所では高炉から排出される高炉ガスを高炉ガス焚きガスタービン設備の燃料ガスとして利用したり、その他の設備にも利用することによって高炉ガスの有効利用を図っている。

高炉ガスは比較的低カロリで、高炉の操業状態等によりカロリ変動を常に生じるガスである。そのため、高炉ガスを高炉ガス焚きガスタービン設備の燃料ガスとして利用する場合には、高炉ガス焚きガスタービン設備で利用することができる燃料ガスを生成するために高炉ガスに増熱用ガスを混合し、且つ、カロリメータで計測した混合ガスのカロリをフィードバックしてカロリ一定制御を行っている。また、増熱用ガスの混合流量が高炉ガス焚きガスタービン設備のガスタービン消費燃料ガス流量に応じた流量となるように先行制御を実施している。

この制御について図７に基づき、更に具体的に説明する。図７は従来の燃料ガス生成系統の構成図である。同図に示すように、高炉ガスと増熱用ガスＢ（例えば転炉ガスやコークス炉ガス）は第１混合器１で混合され、また、高炉ガスと増熱用ガスＡ（例えばコークス炉ガスや高炉ガスとコークス炉ガスとの混合ガス）は第２混合器２で混合される。増熱用ガスＢを混合器１へ供給する配管ライン８には増熱用ガスＢの流量制御弁３と増熱用ガスＢの遮断弁４とが設けられており、増熱用ガスＡを混合器２へ供給する配管ライン９には増熱用ガスＡの流量制御弁５と増熱用ガスＡの遮断弁６とが設けられている。また、高炉ガス焚きガスタービン設備へ供給する燃料ガス（高炉ガスと増熱用ガスＡとの混合ガス、又は、高炉ガスと増熱用ガスＢとの混合ガス）のカロリは、燃料ガスの供給配管ライン１０に設けた燃料ガスカロリメータ７で計測する。そして、この燃料ガス生成系統に適用される従来の燃料ガスカロリ制御装置では、次のような制御を実施している。

（１）高炉ガスのカロリＣＡＬ_FB、増熱用ガスＡのカロリＣＡＬ_mA、増熱用ガスＢのカロリＣＡＬ_mBは一定との前提で先行制御を実施する。高炉ガス焚きガスタービン設備における消費燃料ガス量はガスタービン設備の運転状態（ガスタービン出力）によって変わるため、ガスタービン消費燃料ガス流量に応じたガスタービン燃料ガス要求信号に基づく増熱用ガス要求信号にて、増熱用ガスＡの流量制御弁５又は増熱用ガスＢの流量制御弁３を先行動作させている。
（２）増熱用ガスＡと増熱用ガスＢは何れか一方のみを使用する（遮断弁４，６の何れか一方のみを開く）。従って、混合ガスのカロリＣＡＬ_t’とカロリメータ７で計測される燃料ガスのカロリＣＡＬ_tは、ＣＡＬ_t’＝ＣＡＬ_tが常に成立する。
（３）高炉ガスのカロリ変動等により先行制御にずれが生じた場合、即ち、カロリメータ７で計測される燃料ガスのカロリＣＡＬ_tが、設定カロリ（高炉ガス焚きガスタービン設備で要求されるカロリ）からずれた場合には、カロリメータ７で計測される燃料ガスカロリＣＡＬ_tと設定カロリとの偏差に基づき、増熱用ガスＡの流量制御弁５の開度を制御して増熱用ガスＡの流量を制御すること、又は、増熱用ガスＢの流量制御弁３の開度を制御して増熱用ガスＢの流量を制御することにより、カロリＣＡＬ_tが設定カロリに一致するように制御する（フィードバック制御）。

なお、燃料ガス（混合ガス）のカロリ制御装置が開示されている先行技術文献としては例えば次の特許文献がある。

特開２００１−４１３２号公報 特開平６−３３１１３１号公報

上記従来の燃料ガスカロリ制御装置には次のような問題点があった。

（１）高炉ガスに増熱用ガスを任意に混合することは、カロリ変動を助長することになるため、許容できなかった。
（２）高炉ガスに２種の増熱用ガスＡ，Ｂを同時に混合して干渉なく制御することはできなかった。
（３）カロリメータは応答速度が遅いため、長時間の（ゆっくりとした）燃料ガス（混合ガス）のカロリ変動には追従できるが、増熱用ガスの流量変動に伴う短時間の（急激な）の燃料ガス（混合ガス）のカロリ変動には追従できなかった。

従って本発明は上記の事情に鑑み、高炉ガスに２種類の増熱用ガス（第１増熱用ガス、第２増熱用ガス）を混合してカロリ制御を行うことができること、第１増熱用ガスの流量を任意に設定すること、及び、第１増熱用ガスの流量変動による急激な燃料ガス（混合ガス）のカロリ変動に追従することができ、更には高炉ガス、第１増熱用ガス及び第２増熱用ガスのカロリ変動にも対応することができる燃料ガスカロリ制御方法及び装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決する第１発明の燃料ガスカロリ制御方法は、製鉄所の高炉から排出される高炉ガスに第１増熱用ガスを混合して第１混合ガスを生成し、更に前記第１混合ガスに第２増熱用ガスを混合して第２混合ガスを生成し、この第２混合ガスを燃料ガスとして高炉ガス焚きガスタービン設備へ供給する燃料ガス生成系統に適用され、前記第２混合ガスのカロリが、前記高炉ガス焚きガスタービン設備で要求される設定カロリとなるように制御する燃料ガスカロリ制御方法であって、
高炉ガス流量計測手段で計測される前記高炉ガスの混合流量と、第１増熱用ガス流量計測手段で計測される前記第１増熱用ガスの混合流量と、予め設定された高炉ガスカロリと、予め設定された第１増熱用ガスカロリとに基づいて、前記第１混合ガスのカロリを算出して予測し、
この予測カロリと、前記設定カロリと、予め設定された第２増熱用ガスカロリとに基づいて、ガスタービン消費燃料ガス流量に対する前記第２混合ガスの混合流量の流量比を算出し、
この流量比と、ガスタービン消費燃料ガス流量に対応するガスタービン燃料ガス要求信号とに基づいて、前記第２増熱用ガスの混合流量要求値を算出し、
この第２増熱用ガスの混合流量要求値に基づいて、前記燃料ガス生成系統に設けられた第２増熱用ガス流量制御弁の開度を制御して前記第２増熱用ガスの混合流量を制御することを特徴とする。

また、第２発明の燃料ガスカロリ制御方法は、製鉄所の高炉から排出される高炉ガスに第１増熱用ガスを混合して第１混合ガスを生成し、更に前記第１混合ガスに第２増熱用ガスを混合して第２混合ガスを生成し、この第２混合ガスを燃料ガスとして高炉ガス焚きガスタービン設備へ供給する燃料ガス生成系統に適用され、前記第２混合ガスのカロリが、前記高炉ガス焚きガスタービン設備で要求される設定カロリとなるように制御する燃料ガスカロリ制御方法であって、
高炉ガス流量計測手段で計測される前記高炉ガスの混合流量と、第１増熱用ガス流量計測手段で計測される前記第１増熱用ガスの混合流量と、高炉ガスカロリ計測手段で計測される前記高炉ガスのカロリと、第１増熱用ガスカロリ計測手段で計測される前記第１増熱用ガスのカロリとに基づいて、前記第１混合ガスのカロリを算出して予測し、
この予測カロリと、前記設定カロリと、第２増熱用ガスカロリ計測手段で計測される前記第２増熱用ガスのカロリとに基づいて、ガスタービン消費燃料ガス流量に対する前記第２混合ガスの混合流量の流量比を算出し、
この流量比と、ガスタービン消費燃料ガス流量に対応するガスタービン燃料ガス要求信号とに基づいて、前記第２増熱用ガスの混合流量要求値を算出し、
この第２増熱用ガスの混合流量要求値に基づいて、前記燃料ガス生成系統に設けられた第２増熱用ガス流量制御弁の開度を制御して前記第２増熱用ガスの混合流量を制御することを特徴とする。

また、第３発明の燃料ガスカロリ制御方法は、第１又は第２発明の燃料ガスカロリ制御方法において、
前記第２増熱用ガス流量制御弁の開度制御を、前記第１混合ガスが前記第１混合ガスと前記第２増熱用ガスとの混合部へ到達する時間に合わせて実行することを特徴とする。

また、第４発明の燃料ガスカロリ制御方法は、第１，第２又は第３発明の燃料ガスカロリ制御方法において、
燃料ガスカロリ計測手段で計測される前記第２混合ガスのカロリをフィードバックし、このフィードバックした前記第２混合ガスのカロリと前記設定カロリとの偏差に基づいて、前記第２増熱用ガスの混合流量の補正量を求め、
この補正量によって前記第２増熱用ガスの混合流量要求値を補正し、
この補正した前記第２増熱用ガスの混合流量要求値に基づいて、前記第２増熱用ガス流量制御弁の開度を制御して前記第２増熱用ガスの混合流量を制御することを特徴とする。

また、第５発明の燃料ガスカロリ制御方法は、第１，第２，第３又は第４発明の燃料ガスカロリ制御方法において、
前記第１増熱用ガスは、前記製鉄所の転炉から排出された転炉ガスであることを特徴とする。

また、第６発明の燃料ガスカロリ制御方法は、第１，第２，第３，第４又は第５発明の燃料ガスカロリ制御方法において、
前記第２増熱用ガスは、前記製鉄所のコークス炉から排出されたコークス炉ガス、前記コークス炉ガスと前記高炉ガスとの混合ガス、又は、都市ガスであることを特徴とする。

また、第７発明の燃料ガスカロリ制御装置は、製鉄所の高炉から排出された高炉ガスに第１増熱用ガスを混合して第１混合ガスを生成し、更に前記第１混合ガスに第２増熱用ガスを混合して第２混合ガスを生成し、この第２混合ガスを燃料ガスとして高炉ガス焚きガスタービン設備へ供給する燃料ガス生成系統に適用され、前記第２混合ガスのカロリが、前記高炉ガス焚きガスタービン設備で要求される設定カロリとなるように制御する燃料ガスカロリ制御装置であって、
前記高炉ガスの混合流量を計測する高炉ガス流量計測手段と、
前記第１増熱用ガスの混合流量を計測する第１増熱用ガス流量計測手段と、
高炉ガス流量計測手段で計測される前記高炉ガスの混合流量と、第１増熱用ガス流量計測手段で計測される前記第１増熱用ガスの混合流量と、予め設定された高炉ガスカロリと、予め設定された第１増熱用ガスカロリとに基づいて、前記第１混合ガスのカロリを算出して予測し、この予測カロリと、前記設定カロリと、予め設定された第２増熱用ガスカロリとに基づいて、ガスタービン消費燃料ガス流量に対する前記第２混合ガスの混合流量の流量比を算出し、この流量比と、ガスタービン消費燃料ガス流量に対応するガスタービン燃料要求信号とに基づいて、前記第２増熱用ガスの混合流量要求値を算出し、この第２増熱用ガスの混合流量要求値に基づいて、前記燃料ガス生成系統に設けられた第２増熱用ガス流量制御弁の開度を制御して前記第２増熱用ガスの混合流量を制御するカロリ制御手段とを備えたことを特徴とする。

また、第８発明の燃料ガスカロリ制御装置は、製鉄所の高炉から排出された高炉ガスに第１増熱用ガスを混合して第１混合ガスを生成し、更に前記第１混合ガスに第２増熱用ガスを混合して第２混合ガスを生成し、この第２混合ガスを燃料ガスとして高炉ガス焚きガスタービン設備へ供給する燃料ガス生成系統に適用され、前記第２混合ガスのカロリが、前記高炉ガス焚きガスタービン設備で要求される設定カロリとなるように制御する燃料ガスカロリ制御装置であって、
前記高炉ガスの混合流量を計測する高炉ガス流量計測手段と、
前記第１増熱用ガスの混合流量を計測する第１増熱用ガス流量計測手段と、
前記高炉ガスのカロリを計測する高炉ガスカロリ計測手段と、
前記第１増熱用ガスのカロリを計測する第１増熱用ガスカロリ計測手段と、
前記第２増熱用ガスのカロリを計測する第２増熱用ガスカロリ計測手段と、
高炉ガス流量計測手段で計測される前記高炉ガスの混合流量と、第１増熱用ガス流量計測手段で計測される前記第１増熱用ガスの混合流量と、高炉ガスカロリ計測手段で計測される前記高炉ガスのカロリと、第１増熱用ガスカロリ計測手段で計測される前記第１増熱用ガスのカロリとに基づいて、前記第１混合ガスのカロリを算出して予測し、この予測カロリと、前記設定カロリと、第２増熱用ガスカロリ計測手段で計測される前記第２増熱用ガスのカロリとに基づいて、ガスタービン消費燃料ガス流量に対する前記第２混合ガスの混合流量の流量比を算出し、この流量比と、ガスタービン消費燃料ガス流量に対応するガスタービン燃料要求信号とに基づいて、前記第２増熱用ガスの混合流量要求値を算出し、この第２増熱用ガスの混合流量要求値に基づいて、前記燃料ガス生成系統に設けられた第２増熱用ガス流量制御弁の開度を制御して前記第２増熱用ガスの混合流量を制御するカロリ制御手段とを備えたことを特徴とする。

また、第９発明の燃料ガスカロリ制御装置は、第７又は第８発明の燃料ガスカロリ制御装置において、
前記カロリ制御手段には、前記第２増熱用ガス流量制御弁の開度制御を、前記第１混合ガスが前記第１混合ガスと前記第２増熱用ガスとの混合部へ到達する時間に合わせて実行する第２増熱用ガス流量制御弁動作タイミング調整手段を備えたことを特徴とする。

また、第１０発明の燃料ガスカロリ制御装置は、第７，第８又は第９発明の燃料ガスカロリ制御装置において、
前記カロリ制御手段は、燃料ガスカロリ計測手段で計測される前記第２混合ガスのカロリをフィードバックし、このフィードバックした前記第２混合ガスのカロリと前記設定カロリとの偏差に基づいて、前記第２増熱用ガスの混合流量の補正量を求めるフィードバック制御手段を備え、このフィードバック制御手段で求めた補正量によって前記第２増熱用ガスの混合流量要求値を補正し、この補正した前記第２増熱用ガスの混合流量要求値に基づいて、前記第２増熱用ガス流量制御弁の開度を制御して前記第２増熱用ガスの混合流量を制御することを特徴とする。

また、第１１発明の燃料ガスカロリ制御装置は、第７，第８，第９又は第１０発明の燃料ガスカロリ制御装置において、
前記第１増熱用ガスは、前記製鉄所の転炉から排出された転炉ガスであることを特徴とする。

また、第１２発明の燃料ガスカロリ制御装置は、第７，第８，第９，第１０又は第１１発明の燃料ガスカロリ制御装置において、
前記第２増熱用ガスは、前記製鉄所のコークス炉から排出されたコークス炉ガス、前記コークス炉ガスと前記高炉ガスとの混合ガス、又は、都市ガスであることを特徴とする。

第１発明の燃料ガスカロリ制御方法及び第７発明の燃料ガスカロリ制御装置によれば、高炉ガス流量計測手段で計測される高炉ガスの混合流量と、第１増熱用ガス流量計測手段で計測される第１増熱用ガスの混合流量と、予め設定された高炉ガスカロリと、予め設定された第１増熱用ガスカロリとに基づいて、第１混合ガスのカロリを算出して予測し、この予測カロリと、設定カロリと、予め設定された第２増熱用ガスカロリとに基づいて、ガスタービン消費燃料ガス流量に対する第２混合ガスの混合流量の流量比を算出し、この流量比と、ガスタービン消費燃料ガス流量に対応するガスタービン燃料ガス要求信号とに基づいて、第２増熱用ガスの混合流量要求値を算出し、この第２増熱用ガスの混合流量要求値に基づいて、燃料ガス生成系統に設けられた第２増熱用ガス流量制御弁の開度を制御して第２増熱用ガスの混合流量を制御することを特徴とするため、高炉ガスに２種類の増熱用ガス（第１増熱用ガス、第２増熱用ガス）を混合して、カロリ制御を行うことができる。そして、第１増熱用ガスの流量変動による急激な第１混合ガスのカロリ変動が生じても、このカロリ変動を予測して（予測カロリを算出して）、このカロリ変動を補うように第２増熱用ガスの流量が先行制御されることになるため、燃料ガス（第２混合ガス）のカロリを設定カロリに保つことができる。また、このように第２増熱用ガスによって、第１増熱用ガスの流量変動に伴う第１混合ガスのカロリ変動を補うことができるため、第１増熱用ガスの混合流量を任意に設定することができる。

第２発明の燃料ガスカロリ制御方法及び第８発明の燃料ガスカロリ制御装置によれば、高炉ガス流量計測手段で計測される高炉ガスの混合流量と、第１増熱用ガス流量計測手段で計測される第１増熱用ガスの混合流量と、高炉ガスカロリ計測手段で計測される高炉ガスのカロリと、第１増熱用ガスカロリ計測手段で計測される第１増熱用ガスのカロリとに基づいて、第１混合ガスのカロリを算出して予測し、この予測カロリと、設定カロリと、第２増熱用ガスカロリ計測手段で計測される第２増熱用ガスのカロリとに基づいて、ガスタービン消費燃料ガス流量に対する第２混合ガスの混合流量の流量比を算出し、この流量比と、ガスタービン消費燃料ガス流量に対応するガスタービン燃料ガス要求信号とに基づいて、第２増熱用ガスの混合流量要求値を算出し、この第２増熱用ガスの混合流量要求値に基づいて、燃料ガス生成系統に設けられた第２増熱用ガス流量制御弁の開度を制御して第２増熱用ガスの混合流量を制御することを特徴とするため、高炉ガスに２種類の増熱用ガス（第１増熱用ガス、第２増熱用ガス）を混合して、カロリ制御を行うことができる。そして、第１増熱用ガスの流量変動による急激な第１混合ガスのカロリ変動が生じても、このカロリ変動を予測して（予測カロリを算出して）、このカロリ変動を補うように第２増熱用ガスの流量が先行制御されることになるため、燃料ガス（第２混合ガス）のカロリを設定カロリに保つことができる。また、このように第２増熱用ガスによって、第１増熱用ガスの流量変動に伴う第１混合ガスのカロリ変動を補うことができるため、第１増熱用ガスの混合流量を任意に設定することができる。
しかも、第１混合ガスのカロリ（予測カロリ）の算出や、第２増熱用ガスの混合流量要求値の算出に高炉ガスカロリ計測手段で計測する高炉ガスカロリ、第１増熱用ガスカロリ計測手段で計測する第１増熱用ガスカロリ及び第２増熱用ガスカロリ計測手段で計測する第２増熱用ガスカロリを用いるため、高炉ガスカロリ、第１増熱用ガスカロリ及び第２増熱用ガスカロリが変動した場合にも、第２増熱用ガスの流量が制御されて燃料ガス（第２混合ガス）のカロリが設定カロリに保たれる。従って、高炉ガスカロリ、第１増熱用ガスカロリ及び第２増熱用ガスカロリのカロリ変動にも対応することができる。

また、第３発明の燃料ガスカロリ制御方法及び第９発明の燃料ガスカロリ制御装置によれば、第２増熱用ガス流量制御弁の開度制御を、第１混合ガスが第１混合ガスと第２増熱用ガスとの混合部へ到達する時間に合わせて実行することを特徴とするため、第１混合ガスへの第２増熱用ガスの混合を、より的確なタイミングで行うことができて、燃料ガス（第２混合ガス）のカロリを、更に精度よく制御することができる。

また、第４発明の燃料ガスカロリ制御方法及び第１０発明の燃料ガスカロリ制御装置によれば、燃料ガスカロリ計測手段で計測される前記第２混合ガスのカロリをフィードバックし、このフィードバックした前記第２混合ガスのカロリと前記設定カロリとの偏差に基づいて、前記第２増熱用ガスの混合流量の補正量を求め、この補正量によって前記第２増熱用ガスの混合流量要求値を補正し、この補正した前記第２増熱用ガスの混合流量要求値に基づいて、前記第２増熱用ガス流量制御弁の開度を制御して前記第２増熱用ガスの混合流量を制御することを特徴とするため、燃料ガス（第２混合ガス）のカロリと設定カロリとにずれが生じても、燃料ガスカロリ計測手段で計測される燃料ガス（第２混合ガス）のカロリをフィードバックして燃料ガス（第２混合ガス）カロリが設定カロリに一致するように第２増熱用ガスの流量をフィードバック制御することができ、燃料ガス（第２混合ガス）のカロリを、更に精度よく制御することができる。

また、第５発明の燃料ガスカロリ制御方法及び第１１発明の燃料ガスカロリ制御装置によれば、高炉ガスに２種類の増熱用ガス（転炉ガス、第２増熱用ガス）を混合して、カロリ制御を行うことを特徴とするため、第１増熱用ガスに製鉄所の転炉から排出された転炉ガスなどの流量変動のあるガスを用いてもカロリ制御を行うことができる。そして、転炉ガスの流量変動による急激な第１混合ガスのカロリ変動が生じても、このカロリ変動を予測して（予測カロリを算出して）、このカロリ変動を補うように第２増熱用ガスの流量が先行制御されることになるため、燃料ガス（第２混合ガス）のカロリを設定カロリに保つことができる。また、このように第２増熱用ガスによって、転炉ガスの流量変動に伴う第１混合ガスのカロリ変動を補うことができるため、転炉ガスの流量を任意に設定することができる。また、第１混合ガスのカロリ（予測カロリ）の算出や、第２増熱用ガスの混合流量要求値の算出に高炉ガスカロリ計測手段で計測する高炉ガスカロリ、第１増熱用ガスカロリ計測手段で計測する転炉ガスカロリ及び第２増熱用ガスカロリ計測手段で計測する第２増熱用ガスカロリを用いるため、高炉ガスカロリ、転炉ガスカロリ及び第２増熱用ガスカロリが変動した場合にも、第２増熱用ガスの流量が制御されて燃料ガス（第２混合ガス）のカロリが設定カロリに保たれる。従って、高炉ガスカロリ、転炉ガス及び第２増熱用ガスカロリのカロリ変動にも対応することができる。

また、第６発明の燃料ガスカロリ制御方法及び第１２発明の燃料ガスカロリ制御装置によれば、第２増熱用ガスは、製鉄所のコークス炉から排出されたコークス炉ガス、コークス炉ガスと前記高炉ガスとの混合ガス、又は、都市ガスであることを特徴とするため、高炉ガスに２種類の増熱用ガス、即ち、第１増熱用ガス（転炉ガス）と、コークス炉ガス、コークス炉ガスと高炉ガスとの混合ガス又は都市ガスとを混合して、カロリ制御を行うことができる。そして、第１増熱用ガス（転炉ガス）の流量変動による急激な第１混合ガスのカロリ変動が生じても、このカロリ変動を予測して（予測カロリを算出して）、このカロリ変動を補うようにコークス炉ガス、コークス炉ガスと高炉ガスとの混合ガス又は都市ガスの流量が先行制御されることになるため、燃料ガス（第２混合ガス）のカロリを設定カロリに保つことができる。また、このようにコークス炉ガス、コークス炉ガスと高炉ガスとの混合ガス又は都市ガスによって、第１増熱用ガス（転炉ガス）の流量変動に伴う第１混合ガスのカロリ変動を補うことができるため、第１増熱用ガス（転炉ガス）の流量を任意に設定することができる。また、第１混合ガスのカロリ（予測カロリ）の算出や、コークス炉ガス、コークス炉ガスと高炉ガスとの混合ガス又は都市ガスの混合流量要求値の算出に高炉ガスカロリ計測手段で計測する高炉ガスカロリ、第１増熱用ガスカロリ計測手段で計測する第１増熱用ガス（転炉ガス）カロリ及び第２増熱用ガスカロリ計測手段で計測するコークス炉ガスカロリ、コークス炉ガスと高炉ガスとの混合ガスカロリ又は都市ガスカロリを用いるため、高炉ガスカロリ、転炉ガスカロリ、及び、コークス炉ガスカロリ、コークス炉ガスと高炉ガスとの混合ガスカロリ又は都市ガスカロリが変動した場合にも、コークス炉ガス、コークス炉ガスと高炉ガスとの混合ガス又は都市ガスの流量が制御されて燃料ガス（第２混合ガス）のカロリが設定カロリに保たれる。従って、高炉ガスカロリ、転炉ガスカロリ、及び、コークス炉ガスカロリ、コークス炉ガスと高炉ガスとの混合ガスカロリ又は都市ガスカロリのカロリ変動にも対応することができる。

以下、本発明の実施の形態例を図面に基づき、詳細に説明する。

＜実施の形態例１＞
図１は製鉄所に備えた燃料ガス生成系統の構成図、図２は前記燃料ガス生成系統に適用された本発明の実施の形態例１に係る燃料ガスカロリ制御装置の回路構成を示すブロック図である。また、図３はガスタービン消費燃料ガス流量とガスタービン燃料ガス要求信号との関係を示すグラフ、図４は燃料ガスを生成する高炉ガスと転炉ガスとコークス炉ガスの混合割合の例を示すグラブである。

図１に示すように、製鉄所には高炉（溶鉱炉）１１とコークス炉１２と転炉１３とが設けられている。コークス炉１２は石炭からコークスを作る炉であり、このときにコークス炉１２ではコークス炉ガス（ＣＯＧａｓ）が発生する。コークス炉ガスは例えば可燃成分のＨ₂（５５％）、ＣＯ（７％）、ＣＨ₄（２０％）や、Ｎ₂、ＣＯ₂などを含んでおり、そのカロリは例えば４５００ｋｃａｌ／ｍ³Ｎである。高炉１１は鉄鋼石から銑鉄を製造する炉である。即ち、高炉１１では鉄鋼石とコークス炉１２で生成したコークスとを高炉１１に入れて燃焼させることにより、鉄鋼石を溶かして銑鉄を製造する。このときに高炉１１では高炉ガス（ＢＦＧａｓ）が発生する。高炉ガスは例えば可燃成分のＣＯ（２２％）、Ｈ₂（３％）や、ＣＯ₂、Ｎ₂などを含んでおり、そのカロリは例えば７００ｋｃａｌ／ｍ³Ｎである。転炉１３は高炉１１で製造された銑鉄から不要な混合物を除去して鋼を作る炉であり、このときに転炉１３では転炉ガス（ＬＤＧａｓ）が発生する。転炉ガスは例えば可燃成分のＣＯ（７０％）や、ＣＯ₂、Ｎ₂などを含んでおり、そのカロリは例えば２０００ｋｃａｌ／ｍ³Ｎである。

高炉１１から排出される高炉ガスは、バッファとなるホールダ１４を介して燃料ガス生成系統に供給されることにより高炉ガス焚きガスタービン設備の燃料ガスを生成するためのガスとして利用される他、製鉄所の他の設備でも利用される。また、コークス炉ガス１２から排出されるコークス炉ガスは、バッファとなるホールダ１５を介して燃料ガス生成系統に供給されることにより前記燃料ガスを生成するためのガスとして利用される。なお、図示は省略するが、コークス炉ガスも製鉄所の他の設備でも利用されるようになっている。転炉１３から排出される転炉ガスも、バッファとなるホールダ１６を介して燃料ガス生成系統に供給されることにより前記燃料ガスを生成するためのガスとして利用される。図示例では転炉ガスを、前記燃料ガスを生成するためのガスとしてのみ利用される。なお、高炉ガス、コークス炉ガス及び転炉ガスは各設備で利用されないときには燃焼させて大気に放出することができるようにもなっている。

高炉ガスは高炉１１を操業している間（即ち製鉄を行っている間）は常に発生するガスであるため、前記燃料ガスを生成するためのガスとして燃料ガス生成系統へ連続的に安定して供給することができるガスである。コークス炉ガスも、高炉１１を操業している間は高炉１１へコークスを供給するためにコークス炉１２の操業も続けられるため、前記燃料ガスを生成するためのガスとして燃料ガス生成系統へ連続的に安定して供給することができるガスである。一方、転炉１３は銑鉄が転炉１３に一定量溜まった時点で稼動して鋼を製造するようになっている。従って、転炉ガスは断続的に発生することになり、流量変動が大きいため、前記燃料ガスを生成するためのガスとしては比較的不安定なものである。

燃料ガス生成系統では、まず、上流側に配置された第１混合器１７において、高炉ガスと、第１増熱用ガスとしての転炉ガスとを混合して第１混合ガスを生成する。次に、第１混合器１７よりも下流側に配置された第２混合器２４において、前記第１混合ガスに第２増熱用ガスとしてのコークス炉ガスを混合することにより、第２混合ガスを生成する。そして、この第２混合ガスを燃料ガスとして高炉ガス焚きガスタービン設備へ供給する。

高炉ガス焚きガスタービン設備では、燃料ガス生成系統から供給される燃料ガスを、高炉ガス焚きガスタービン設備側の流量制御部（燃料ガス流量制御弁）においてガスタービン燃料ガス要求信号ＣＳＯに基づき、高炉ガス焚きガスタービン設備で要求される燃料ガス流量（ガスタービン出力に応じた燃料ガス流量）となるように制御し、更に圧縮機で圧縮した後にガスタービンの燃焼器へと供給して燃焼させる。ガスタービン燃料ガス要求信号ＣＳＯは図３に示すようにガスタービン消費燃料ガス流量、即ち高炉ガス焚きガスタービン設備で要求される燃料ガス流量（ガスタービン出力に応じた燃料ガス流量）に対応する（一致した）流量Ｆ_totalを表す信号であり、例えば高炉ガス焚きガスタービン設備で定格燃料ガス流量の８０％の燃料ガス流量が必要なときには、ガスタービン燃料ガス要求信号ＣＳＯも前記定格燃料ガス流量の８０％の燃料ガス流量を表す信号となる。

また、図１に示すように、高炉ガスを第１混合器１７へ供給する配管ライン２２には、高炉ガスの混合流量を計測する高炉ガス流量計測手段としての高炉ガス流量計２３が設けられている。転炉ガスを第１混合器１７へ供給する配管ライン１８には、転炉ガスの混合流量を計測する第１増熱用ガス流量計測手段としての転炉ガス流量計２１と、転炉ガスの混合流量を制御する第１増熱用ガス流量制御弁としての転炉ガス流量制御弁１９と、転炉ガスの流れを遮断することができる転炉ガス遮断弁２０とが設けられている。転炉ガスの混合流量は、図示しない制御装置で転炉ガス流量制御弁１９の開度制御をすることより、適宜の流量に制御することができるようになっている。例えば、転炉ガス流量がガスタービン燃料ガス要求信号ＣＳＯ（燃料ガス流量Ｆ_total）に対して一定の割合となるように転炉ガス流量制御弁１９の開度を制御してもよく、転炉ガス流量計２１の計測値に基づいて転炉ガス流量が常に一定の流量となるように転炉ガス流量制御弁１９の開度を制御してもよい。但し、先にも述べたように転炉ガスは転炉１３の操業状態に応じて断続的に発生するため、転炉ガス流量制御弁１９で制御できる（利用できる）流量が大きく変動する。

また、コークス炉ガスを第２混合器２４へ供給する配管ライン２６には、コークス炉ガスの混合流量を制御する第２増熱用ガス流量制御弁としてのコークス炉ガス流量制御弁２７と、コークス炉ガスの流れを遮断することができるコークス炉ガス遮断弁２８とが設けられている。第１混合器１７と第２混合器２４は連結配管ライン２５によって連結されている。第２混合器２４で生成された第２混合ガス（燃料ガス）を高炉ガス焚きガスタービン設備へ供給する配管ライン３７には、第２混合ガス（燃料ガス）を計測する燃料ガスカロリ計測手段としての燃料ガスカロリメータ３８が設けられている。

更に、第２混合器２４には、コークス炉ガスの代わりに、増熱用混合ガス供給配管ライン２９を介して高炉ガスとコークス炉ガスとの混合ガスを第２増熱用ガスとして供給することや、後述するように都市ガス供給配管ラインを介して都市ガスを第２増熱用ガスとして供給することができるようにもなっている。混合ガスについて詳述すると、製鉄所では高炉ガスとコークス炉ガスを混合して例えばカロリが２０００ｋｃａｌ／ｍ³Ｎの混合ガスを生成している。この混合ガスはカロリが比較的安定しているため、コークス炉ガスの代わりに製鉄所内の他設備でも利用されているものである。増熱用混合ガス供給配管ライン２９には、増熱用混合ガスの混合流量を制御する第２増熱用ガス流量制御弁としての増熱用混合ガス流量制御弁３５と、増熱用混合ガスの流れを遮断することができる増熱用混合ガス遮断弁３６とが設けられている。

なお、第２増熱用ガスとしては、上記のコークス炉ガスや増熱用混合ガスに限定するものではなく、ＬＮＧ（液化天然ガス）やＬＰＧ（液化石油ガス）などの都市ガスを用いることもできる。この場合、図示は省略するが、第２混合器２４に都市ガス供給配管ラインを接続し、この都市ガス供給配管ラインに都市ガスの混合流量を制御する第２増熱用ガス流量制御弁としての都市ガス流量制御弁と、都市ガスの流れを遮断することができる都市ガス遮断弁とを設ければよい。コークス炉ガス遮断弁２８、増熱用混合ガス遮断弁３６又は都市ガス遮断弁の何れかを１つを開くことにより、コークス炉ガス、増熱用混合ガス又は都市ガスの何れか１つを第２増熱用ガスとして選択する。

次に、上記構成の燃料ガス生成系統に適用される燃料ガスカロリ制御装置の回路構成を、図２に基づいて説明する。図２に示すカロリ制御手段としてのカロリ制御回路はソフトウエアで構成してタービン制御装置などのコンピュータによって実行されるが、必ずしもこれに限定するものではなく、パーソナルコンピュータやハードウエアで構成してもよい。カロリ制御回路では、燃料ガス生成系統から高炉ガス焚きガスタービン設備に供給する燃料ガス（第２混合ガス）が、高炉ガス焚きガスタービン設備で要求される規定のカロリ（設定カロリ：例えば１０００ｋｃａｌ／ｍ³Ｎ）となるようにコークス炉ガス流量制御弁２７、増熱用混合ガス流量制御弁３５又は都市ガス流量制御弁を制御してコークス炉ガス、増熱用混合ガス又は都市ガスの混合流量を制御する。ここではコークス炉ガスの混合流量の制御について説明するが、増熱用混合ガスや都市ガスを混合流量の制御についてもコークス炉ガスの場合と同様である。

詳述すると、図２に示すように、カロリ制御回路には高炉ガス流量計２３で計測される高炉ガスの混合流量である高炉ガス流量Ｆ_FB（流量計測値を表す計測信号）と、転炉ガス流量計２１で計測される転炉ガスの混合流量である転炉ガス流量Ｆ_mL（流量計測値を表す計測信号）と、燃料ガスカロリメータ３７で計測される燃料ガス（第２混合ガス）のカロリである燃料ガスカロリＣＡＬ_t（カロリ計測値を表す計測信号）とが入力される。また、カロリ制御回路には高炉ガス焚きガスタービン設備で要求される規定のカロリ（設定値カロリＣＡＬ）が、予め設定（例えば１０００ｋｃａｌ／ｍ³Ｎに設定）されており、更には高炉ガスカロリＣＡＬ_BFと、コークス炉ガスカロリＣＡＬ_mCと、転炉ガスカロリＣＡＬ_mLも、予め設定（例えばそれぞれ７００ｋｃａｌ／ｍ³Ｎ、４５００ｋｃａｌ／ｍ³Ｎ、２０００ｋｃａｌ／ｍ³Ｎに設定）されている。なお、これらの設定値は作業員が設定器により所定の範囲で任意に設定することができるようにしてもよい。

また、カロリ制御回路では、高炉ガス焚きガスタービン設備側から、ガスタービン燃料ガス要求信号（燃料ガス制御信号）ＣＳＯを入力する。

そして、カロリ制御回路の制御機能のうち、まず、先行制御機能について説明すると、図２に示すように乗算部４１では高炉ガス流量Ｆ_FB（ｋｍ³Ｎ／ｈｒ）と、高炉ガスカロリＣＡＬ_BF（ｋｃａｌ／ｍ³Ｎ）との乗算（Ｆ_FB×ＣＡＬ_BF）を行う。乗算部４２では転炉ガス流量Ｆ_mL（ｋｍ³Ｎ／ｈｒ）と、転炉ガスカロリＣＡＬ_mL（ｋｃａｌ／ｍ³Ｎ）との乗算（Ｆ_mL×ＣＡＬ_mL）を行う。加算部４３では乗算部４１における乗算値と、乗算部４２における乗算値との加算（Ｆ_FB×ＣＡＬ_BF＋Ｆ_mL×ＣＡＬ_mL）を行う。

加算部４４では高炉ガス流量Ｂと、転炉ガス流量Ｌとの加算（Ｆ_FB＋Ｆ_mL）を行う。そして、除算部４５では加算部４３における加算値（分子）と、加算部４４における加算値（分母）との除算（（Ｆ_FB×ＣＡＬ_BF＋Ｆ_mL×ＣＡＬ_mL）／（Ｆ_FB＋Ｆ_mL））を行う。即ち、この除算部４５での除算によって、高炉ガスと転炉ガスとが第１混合器１７で混合されて生成される第１混合ガスのカロリ（予測カロリＣＡＬ_t’）が求められる（予測される）。

偏差演算部４６では除算部４５における除算値（予測カロリＣＡＬ_t’）と、予め設定されたコークス炉ガスカロリＣＡＬ_mCとの偏差の演算（ＣＡＬ_mC−ＣＡＬ_t’）を行う。偏差演算部４７では除算部４５における除算値（予測カロリＣＡＬ_t’）と設定カロリＣＡＬとの偏差の演算（ＣＡＬ−ＣＡＬ_t’）を行う。そして、除算部４８では偏差演算４６における偏差演算値（分母）と、偏差演算部４７における偏差演算値（分子）との除算（（ＣＡＬ−ＣＡＬ_t’）／（ＣＡＬ_mC−ＣＡＬ_t’））を行う。即ち、この除算部４８での除算によって、第１混合ガスとコークス炉ガスとを第２混合器２４で混合して生成される第２混合ガス（燃料ガス）の流量Ｆ_totalと、第２混合ガス（燃料ガス）のカロリを設定カロリＣＡＬとするのに必要なコークス炉ガスの流量Ｆ_mCとの比（Ｆ_mC／Ｆ_total）が求められる。

そして、乗算部４９では除算部４８で求めた流量比（Ｆ_mC／Ｆ_total）と、ガスタービン燃料ガス要求信号ＣＳＯの値Ｆ_totalとの乗算（（Ｆ_mC／Ｆ_total）×Ｆ_total）を行う。即ち、この乗算部４９での乗算によって、第２混合ガス（燃料ガス）のカロリを設定カロリＣＡＬとするのに必要なコークス炉ガスの混合流量Ｆ_mCの要求値が求められる。

但し、除算部４８と乗算部４９との間には遅延部５０が設けられており、この遅延部５０における設定時間（むだ時間）だけ乗算部４９における乗算の実施を遅らせることができるようになっている。遅延部５０は、コークス炉ガス流量制御弁２７の開度制御を、高炉ガス流量計２３で流量計測された高炉ガスと転炉ガス流量計２１で流量計測された第１増熱用ガス（転炉ガス）とが第１混合器１７で混合（第１混合ガス）し更に第２混合器２４でコークス炉ガスと混合する時間に合わせて実行するためのタイミング調整手段である。遅延部５０における具体的な設定時間は実際の配管ラインの長さやガス流速などに基づいて計算や実験などで適宜設定することができるが、例えば５〜６秒とする。

次に、カロリ制御回路のフィードバック制御機能について説明すると、偏差演算部５１では設定カロリＣＡＬと、燃料ガスカロリメータ３８で計測される燃料ガスカロリＣＡＬ_tとの偏差の演算（ＣＡＬ−ＣＡＬ_t）を行う。ＰＩ（比例積分）制御部５２では偏差演算部５１で求めた偏差に基づいてＰＩ制御を行うことにより、コークス炉ガスの混合流量の補正量を求める。なお、ここでの制御手段は必ずしもＰＩ制御に限られるものではなく、その他の制御手段を適用することもできる。

加算部５３では先行制御部で求めたコークス炉ガスの流量Ｆ_mCの要求値（乗算部４９の乗算値）と、フィードバック制御部で求めたコークス炉ガスの混合流量の補正量Ｆ_mC’（ＰＩ制御部５２の出力値）との加算（Ｆ_mC＋Ｆ_mC’）を行う。かくして、先行制御部で求めたコークス炉ガスの流量Ｆ_mCの要求値（乗算部４９の乗算値）が、フィードバック制御部で求めたコークス炉ガス流量の補正量Ｆ_mC’によって補正される。そして、この補正されたコークス炉ガスの混合流量要求値を、関数演算部５４で当該コークス炉ガスの混合流量要求値に対応するコークス炉ガス流量制御弁２７の開度に変換することより、コークス炉ガス流量制御弁２７に対する弁開度指令を出力する。かくして、コークス炉ガス流量制御弁２７の開度が前記弁開度指令の値となるように制御されて、コークス炉ガスの混合流量が前記コークス炉ガスの混合流量要求値となるように制御される。

以上のように、本実施の形態例１の燃料ガスカロリ制御装置によれば、高炉ガス流量計２３で計測される高炉ガスの混合流量Ｆ_FBと、転炉ガス流量計２１で計測される転炉ガスの混合流量Ｆ_mLと、予め設定された高炉ガスカロリＣＡＬ_BFと、予め設定された転炉ガスカロリＣＡＬ_mLとに基づいて、第１混合ガスのカロリを算出して予測し、この予測カロリと、設定カロリＣＡＬと、予め設定されたコークス炉ガスカロリＣＡＬ_mC（或いは予め設定された増熱用混合ガスカロリ又は都市ガスカロリ）とに基づいて、ガスタービン消費燃料ガス流量に対するコークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）の混合流量の流量比を算出し、この流量比と、ガスタービン消費燃料ガス流量に対応するガスタービン燃料ガス要求信号ＣＳＯとに基づいて、コークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）の混合流量要求値を算出し、この混合流量要求値に基づいて、燃料ガス生成系統に設けられたコークス炉ガス流量制御弁２７（或いは増熱用混合ガス流量制御弁３５又は都市ガス流量制御弁）の開度を制御してコークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）の混合流量を制御するため、次のような作用効果が得られる。

即ち、ガスタービン燃料ガス要求信号ＣＳＯの変化（増減）に応じて、即ち、例えば図４に例示するようにガスタービン出力の変化（増減）に伴うガスタービン消費燃料ガス流量の変化（増減）に応じて、コークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）の混合流量が一定の割合を保って変化（増減）する。なお、高炉ガスは高炉ガス焚きガスタービン設備側の流量制御部（燃料ガス流量制御弁）においてガスタービン燃料ガス要求信号ＣＳＯに基づき、高炉ガス焚きガスタービン設備で要求される燃料ガス流量（ガスタービン出力に応じた燃料ガス流量）となるように制御することによって増加する。転炉ガスは、例えば転炉ガス流量がガスタービン燃料ガス要求信号ＣＳＯ（燃料ガス流量Ｆ_total）に対して一定の割合になるように転炉ガス流量制御弁１９の開度を制御することよって増加する。

そして、本燃料ガスカロリ制御装置では、高炉ガスに２種類の増熱用ガス、即ち、転炉ガスとコークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）とを混合してカロリ制御をすることができる。しかも、転炉１３の操業状態などに伴う転炉ガスの流量変動による急激な第１混合ガスのカロリ変動が生じても、このカロリ変動を予測して（予測カロリを算出して）、このカロリ変動を補うようにコークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）の流量が先行制御されることになるため、燃料ガス（第２混合ガス）のカロリを設定カロリＣＡＬに保つことができる。また、このようにコークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）によって、転炉ガスの流量変動に伴う第１混合ガスのカロリ変動を補うことができるため、転炉ガスの混合流量を任意に設定することができる。つまり、転炉ガスの流量変動に伴う第１混合ガスのカロリ変動を比較的安定なコークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）によって補うことにより、比較的不安定な転炉ガスを燃料ガスの生成ガスとして利用することができる。

また、コークス炉ガス流量制御弁２７（或いは増熱用混合ガス流量制御弁３５又は都市ガス流量制御弁）の開度制御を、第１混合ガスが第１混合ガスとコークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）との混合部である第２混合器２４へ到達する時間に合わせて実行するため、第１混合ガスへのコークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）の混合を、より的確なタイミングで行うことができて、燃料ガス（第２混合ガス）のカロリを、更に精度よく制御することができる。

また、燃料ガスカロリメータ３８で計測される燃料ガス（第２混合ガス）のカロリをフィードバックし、このフィードバックした燃料ガス（第２混合ガス）のカロリと設定カロリＣＡＬとの偏差に基づいて、コークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）の混合流量の補正量を求め、この補正量によってコークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）の混合流量要求値を補正し、この補正した混合流量要求値に基づいて、コークス炉ガス流量制御弁２７（或いは増熱用混合ガス流量制御弁３５又は都市ガス流量制御弁）の開度を制御してコークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）の混合流量を制御するため、燃料ガス（第２混合ガス）のカロリと設定カロリＣＡＬとにずれが生じても、燃料ガスカロリメータ３８で計測される燃料ガス（第２混合ガス）のカロリＣＡＬ_tをフィードバックして燃料ガス（第２混合ガス）カロリが設定カロリＣＡＬに一致するようにコークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）の流量をフィードバック制御することができ、燃料ガス（第２混合ガス）のカロリを、更に精度よく制御することができる。

＜実施の形態例２＞
図５は製鉄所に備えた燃料ガス生成系統の構成図、図６は前記燃料ガス生成系統に適用された本発明の実施の形態例２に係る燃料ガスカロリ制御装置の回路構成を示すブロック図である。なお、図５及び図６において、図１及び図２と同様の部分には同一の符号を付している。

図５に示すにように、本実施の形態例２の燃料ガス生成系統においては、高炉ガスのカロリを計測する高炉ガスカロリ計測手段としての高炉ガスカロリメータ６１が高炉ガス供給配管ライン２２に設けられ、転炉ガス（第１増熱用ガス）のカロリを計測する第１増熱用ガスカロリ計測手段としての転炉ガスカロリメータ６２が転炉ガス供給配管ライン１８に設けられ、コークス炉ガス（第２増熱用ガス）のカロリを計測する第２増熱用ガスカロリ計測手段としてのコークス炉ガスカロリメータ６３がコークス炉ガス供給配管ライン２６に設けられている。また、増熱用混合ガス供給配管ライン２９には、増熱用混合ガス（第２増熱用ガス）のカロリを計測する第２増熱用ガスカロリ計測手段としての増熱用混合ガスカロリメータ６４が設けられている。なお、第２増熱用ガスとして都市ガスを用いる場合には、都市ガスのカロリを計測する都市ガスカロリメータを都市ガス供給配管ラインに設ける。

なお、本燃料ガス生成系統の他の構成は図１に示す燃料ガス生成系統と同様であるため、ここでの説明は省略する。

そして、この燃料ガス生成系統には図６に示す燃料ガスカロリ制御装置が適用されている。上記実施の形態例１の燃料ガスカロリ制御装置では第１混合ガスのカロリ（予測カロリ）の算出や、コークス炉ガス、コークス炉ガスと高炉ガスの混合ガス又は都市ガスなどの第２増熱用ガスの混合流量要求値の算出に予め設定された高炉ガスカロリ、転炉ガスカロリ及びコークス炉ガスカロリ、コークス炉ガスと高炉ガスの混合ガスカロリ又は都市ガスカロリなどの第２増熱用ガスカロリを用いるのに対し、本実施の形態例２の燃料ガスカロリ制御装置では第１混合ガスのカロリ（予測カロリ）の算出や、コークス炉ガス、コークス炉ガスと高炉ガスの混合ガス又は都市ガスなどの第２増熱用ガスの混合流量要求値の算出に高炉ガスカロリメータ６１で計測する高炉ガスカロリ、転炉ガスカロリメータ６２で計測する転炉ガスカロリ、及び、コークス炉ガスカロリメータ６３で計測するコークス炉ガスカロリ、増熱用混合ガスカロリメータ６４で計測する増熱用混合ガスカロリ又は都市ガスカロリメータで計測する都市ガスカロリを用いる点が異なる他は、上記実施の形態例１の燃料ガスカロリ制御装置と同様である。

図６に基づいて詳述すると、図６に示すカロリ制御手段としてのカロリ制御回路はソフトウエアで構成してタービン制御装置などのコンピュータによって実行されるが、必ずしもこれに限定するものではなく、パーソナルコンピュータやハードウエアで構成してもよい。カロリ制御回路では、燃料ガス生成系統から高炉ガス焚きガスタービン設備に供給する燃料ガス（第２混合ガス）が、高炉ガス焚きガスタービン設備で要求される規定のカロリ（設定カロリ：例えば１０００ｋｃａｌ／ｍ³Ｎ）となるようにコークス炉ガス流量制御弁２７、増熱用混合ガス流量制御弁３５又は都市ガス流量制御弁を制御してコークス炉ガス、増熱用混合ガス又は都市ガスの混合流量を制御する。ここではコークス炉ガスの混合流量の制御について説明するが、増熱用混合ガスや都市ガスの混合流量の制御についてもコークス炉ガスの場合と同様である。

図６に示すように、カロリ制御回路には高炉ガス流量計２３で計測される高炉ガスの混合流量である高炉ガス流量Ｂ（流量計測値を表す計測信号）と、転炉ガス流量計２１で計測される転炉ガスの混合流量である転炉ガス流量Ｌ（流量計測値を表す計測信号）と、燃料ガスカロリメータ３７で計測される燃料ガス（第２混合ガス）のカロリである燃料ガスカロリＣＡＬ_t（カロリ計測値を表す計測信号）とが入力される。また、カロリ制御回路には高炉ガスカロリメータ６１で計測される高炉ガスカロリと、転炉ガスカロリメータ６２で計測される転炉ガスカロリと、コークス炉ガスカロリメータ６３で計測されるコークス炉ガスカロリとが入力される。更に、カロリ制御回路には高炉ガス焚きガスタービン設備で要求される規定のカロリ（設定値カロリＣＡＬ）が予め設定（例えば１０００ｋｃａｌ／ｍ³Ｎに設定）されている。なお、この設定値は作業員が設定器により所定の範囲で任意に設定することができるようにしてもよい。

また、カロリ制御回路には、高炉ガス焚きガスタービン設備側からガスタービン燃料ガス要求信号（燃料ガス制御信号）ＣＳＯを入力する。ガスタービン燃料ガス要求信号ＣＳＯは図３に示すように高炉ガス焚きガスタービン設備で要求される燃料ガス流量（ガスタービン出力に応じた燃料ガス流量）に対応する（一致した）流量Ｆ_totalを表す信号であり、例えば高炉ガス焚きガスタービン設備で定格燃料ガス流量の８０％との燃料ガス流量が必要なときには、ガスタービン燃料ガス要求信号ＣＳＯも前記定格燃料ガス流量の８０％の燃料ガス流量を表す信号となる。

そして、カロリ制御回路の制御機能のうち、まず、先行制御機能について説明すると、図６に示すように乗算部４１では高炉ガス流量Ｆ_FB（ｋｍ³Ｎ／ｈｒ）と、高炉ガスカロリメータ６１で計測される高炉ガスカロリＣＡＬ_BF（ｋｃａｌ／ｍ³Ｎ）との乗算（Ｆ_FB×ＣＡＬ_BF）を行う。乗算部４２では転炉ガス流量Ｆ_mL（ｋｍ³Ｎ／ｈｒ）と、転炉ガスカロリメータ６２で計測される転炉ガスカロリＣＡＬ_mL（ｋｃａｌ／ｍ³Ｎ）との乗算（Ｆ_mL×ＣＡＬ_mL）を行う。転炉ガスカロリＣＡＬ_mLは移動平均演算部５５で演算される１時間の移動平均値を用いる。なお、これに限定するものではなく、転炉ガスカロリメータ６２の計測値をそのまま用いてもよい。加算部４３では乗算部４１における乗算値と、乗算部４２における乗算値との加算（Ｆ_FB×ＣＡＬ_BF＋Ｆ_mL×ＣＡＬ_mL）を行う。

そして、加算部４４では高炉ガス流量Ｂと、転炉ガス流量Ｌとの加算（Ｆ_FB＋Ｆ_mL）を行う。そして、除算部４５では加算部４３における加算値（分子）と、加算部４４における加算値（分母）との除算（（Ｆ_FB×ＣＡＬ_BF＋Ｆ_mL×ＣＡＬ_mL）／（Ｆ_FB＋Ｆ_mL））を行う。即ち、この除算部４５での除算によって、高炉ガスと転炉ガスとが第１混合器１７で混合されて生成される第１混合ガスのカロリ（予測カロリＣＡＬ_t’）が求められる（予測される）。

偏差演算部４６では除算部４５における除算値（予測カロリＣＡＬ_t’）と、コークス炉ガスカロリメータ６３で計測されるコークス炉ガスカロリＣＡＬ_mCとの偏差の演算（ＣＡＬ_mC−ＣＡＬ_t’）を行う。コークス炉ガスカロリＣＡＬ_mCは移動平均演算部５６で演算される１時間の移動平均値を用いる。なお、これに限定するものではなく、コークス炉ガスカロリメータ６３の計測値をそのまま用いてもよい。偏差演算部４７では除算部４５における除算値（予測カロリＣＡＬ_t’）と設定カロリＣＡＬとの偏差の演算（ＣＡＬ−ＣＡＬ_t’）を行う。そして、除算部４８では偏差演算４６における偏差演算値（分母）と、偏差演算部４７における偏差演算値（分子）との除算（（ＣＡＬ−ＣＡＬ_t’）／（ＣＡＬ_mC−ＣＡＬ_t’））を行う。即ち、この除算部４８での除算によって、第１混合ガスとコークス炉ガスとを第２混合器２４で混合して生成される第２混合ガス（燃料ガス）の流量Ｆ_totalと、第２混合ガス（燃料ガス）のカロリを設定カロリＣＡＬとするのに必要なコークス炉ガスの流量Ｆ_mCとの比（Ｆ_mC／Ｆ_total）が求められる。

そして、乗算部４９では除算部４８で求めた流量比（Ｆ_mC／Ｆ_total）と、ガスタービン燃料ガス要求信号ＣＳＯの値Ｆ_totalとの乗算（（Ｆ_mC／Ｆ_total）×Ｆ_total）を行う。即ち、この乗算部４９での乗算によって、第２混合ガス（燃料ガス）のカロリを設定カロリＣＡＬとするのに必要なコークス炉ガスの混合流量Ｆ_mCの要求値が求められる。

但し、除算部４８と乗算部４９との間には遅延部５０が設けられており、この遅延部５０における設定時間（むだ時間）だけ乗算部４９における乗算の実施を遅らせることができるようになっている。遅延部５０は、コークス炉ガス流量制御弁２７の開度制御を、高炉ガス流量計２３で流量計測された高炉ガスと転炉ガス流量計２１で流量計測された第１増熱用ガス（転炉ガス）とが第１混合器１７で混合（第１混合ガス）し更に第２混合器２４でコークス炉ガスと混合する時間に合わせて実行するためのタイミング調整手段である。遅延部５０における具体的な設定時間は実際の配管ラインの長さやガス流速などに基づいて計算や実験などで適宜設定することができるが、例えば５〜６秒とする。

次に、カロリ制御回路のフィードバック制御部の機能について説明すると、偏差演算部５１では設定カロリＣＡＬと、燃料ガスカロリメータ３８で計測される燃料ガスカロリＣＡＬ_tとの偏差の演算（ＣＡＬ−ＣＡＬ_t）を行う。ＰＩ（比例積分）制御部５２では偏差演算部５１で求めた偏差に基づいてＰＩ制御を行うことにより、コークス炉ガスの混合流量の補正量を求める。なお、ここでの制御手段は必ずしもＰＩ制御に限られるものではなく、その他の制御手段を適用することもできる。

加算部５３では先行制御部で求めたコークス炉ガスの流量Ｆ_mCの要求値（乗算部４９の乗算値）と、フィードバック制御部で求めたコークス炉ガスの混合流量の補正量Ｆ_mC’（ＰＩ制御部５２の出力値）との加算（Ｆ_mC＋Ｆ_mC’）を行う。かくして、先行制御部で求めたコークス炉ガスの流量Ｆ_mCの要求値（乗算部４９の乗算値）が、フィードバック制御部で求めたコークス炉ガス流量の補正量Ｆ_mC’によって補正される。そして、この補正されたコークス炉ガスの混合流量要求値を、関数演算部５４で当該コークス炉ガスの混合流量要求値に対応するコークス炉ガス流量制御弁２７の開度に変換することより、コークス炉ガス流量制御弁２７に対する弁開度指令を出力する。かくして、コークス炉ガス流量制御弁２７の開度が前記弁開度指令の値となるように制御されて、コークス炉ガスの混合流量が前記コークス炉ガスの混合流量要求値となるように制御される。

以上のように、本実施の形態例２の燃料ガスカロリ制御装置によれば、高炉ガス流量計２３で計測される高炉ガスの混合流量Ｆ_FBと、転炉ガス流量計２１で計測される転炉ガスの混合流量Ｆ_mLと、高炉ガスカロリメータ６１で計測される高炉ガスカロリＣＡＬ_BFと、転炉ガスカロリメータ６２で計測される転炉ガスカロリＣＡＬ_mLとに基づいて、第１混合ガスのカロリを算出して予測し、この予測カロリと、設定カロリＣＡＬと、コークス炉ガスカロリメータ６３で計測されるコークス炉ガスカロリＣＡＬ_mC（或いは増熱用混合ガスカロリメータ６４で計測される増熱用混合ガスカロリ又は都市ガスカロリメータで計測される都市ガスカロリ）とに基づいて、ガスタービン消費燃料ガス流量に対するコークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）の混合流量の流量比を算出し、この流量比と、ガスタービン消費燃料ガス流量に対応するガスタービン燃料ガス要求信号ＣＳＯとに基づいて、コークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）の混合流量要求値を算出し、この混合流量要求値に基づいて、燃料ガス生成系統に設けられたコークス炉ガス流量制御弁２７（或いは増熱用混合ガス流量制御弁３５又は都市ガス流量制御弁）の開度を制御してコークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）の混合流量を制御するため、次のような作用効果が得られる。

即ち、ガスタービン燃料ガス要求信号ＣＳＯの変化（増減）に応じて、即ち、例えば図４に例示するようにガスタービン出力の変化（増減）に伴うガスタービン消費燃料ガス流量の変化（増減）に応じて、コークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）の混合流量が一定の割合を保って変化（増減）する。なお、高炉ガスは高炉ガス焚きガスタービン設備側の流量制御部（燃料ガス流量制御弁）においてガスタービン燃料ガス要求信号ＣＳＯに基づき、高炉ガス焚きガスタービン設備で要求される燃料ガス流量（ガスタービン出力に応じた燃料ガス流量）となるように制御することによって増加する。転炉ガスは、例えば転炉ガス流量がガスタービン燃料ガス要求信号ＣＳＯ（燃料ガス流量Ｆ_total）に対して一定の割合になるように転炉ガス流量制御弁１９の開度を制御することよって増加する。

そして、本燃料ガスカロリ制御装置では、高炉ガスに２種類の増熱用ガス、即ち、転炉ガスとコークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）とを混合してカロリ制御をすることができる。しかも、転炉１３の操業状態などに伴う転炉ガスの流量変動による急激な第１混合ガスのカロリ変動が生じても、このカロリ変動を予測して（予測カロリを算出して）、このカロリ変動を補うようにコークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）の流量が先行制御されることになるため、燃料ガス（第２混合ガス）のカロリを設定カロリＣＡＬに保つことができる。また、このようにコークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）によって、転炉ガスの流量変動に伴う第１混合ガスのカロリ変動を補うことができるため、転炉ガスの混合流量を任意に設定することができる。つまり、転炉ガスの流量変動に伴う第１混合ガスのカロリ変動を比較的安定なコークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）によって補うことにより、比較的不安定な転炉ガスを燃料ガスの生成ガスとして利用することができる。

また、コークス炉ガス流量制御弁２７（或いは増熱用混合ガス流量制御弁３５又は都市ガス流量制御弁）の開度制御を、第１混合ガスが第１混合ガスとコークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）との混合部である第２混合器２４へ到達する時間に合わせて実行するため、第１混合ガスへのコークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）の混合を、より的確なタイミングで行うことができて、燃料ガス（第２混合ガス）のカロリを、更に精度よく制御することができる。

また、燃料ガスカロリメータ３８で計測される燃料ガス（第２混合ガス）のカロリをフィードバックし、このフィードバックした燃料ガス（第２混合ガス）のカロリと設定カロリＣＡＬとの偏差に基づいて、コークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）の混合流量の補正量を求め、この補正量によってコークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）の混合流量要求値を補正し、この補正した混合流量要求値に基づいて、コークス炉ガス流量制御弁２７（或いは増熱用混合ガス流量制御弁３５又は都市ガス流量制御弁）の開度を制御してコークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）の混合流量を制御するため、燃料ガス（第２混合ガス）のカロリと設定カロリＣＡＬとにずれが生じても、燃料ガスカロリメータ３８で計測される燃料ガス（第２混合ガス）のカロリＣＡＬ_tをフィードバックして燃料ガス（第２混合ガス）カロリが設定カロリＣＡＬに一致するようにコークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）の流量をフィードバック制御することができ、燃料ガス（第２混合ガス）のカロリを、更に精度よく制御することができる。

そして更には、第１混合ガスのカロリ（予測カロリ）の算出や、コークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）の混合流量要求値の算出に高炉ガスカロリメータ６１で計測する高炉ガスカロリ、転炉ガスカロリメータ６２で計測する転炉ガスカロリ、及び、コークス炉ガスカロリメータ６３で計測するコークス炉ガスカロリ（或いは増熱用混合ガスカロリメータ６４で計測される増熱用混合ガスカロリ又は都市ガスカロリメータで計測される都市ガスカロリ）を用いるため、高炉ガスカロリ、転炉ガスカロリ、及び、コークス炉ガスカロリ（或いは増熱用混合ガスカロリ又は都市ガスカロリ）が変動した場合にも、第２増熱用ガスの流量が制御されて燃料ガス（第２混合ガス）のカロリが設定カロリＣＡＬに保たれる。従って、高炉ガス、転炉ガス、及び、コークス炉ガス（或いは増熱用混合ガス又は都市ガス）のカロリ変動にも対応することができる。

本発明は高炉ガス焚きガスタービン設備に供給する燃料ガス（高炉ガスを用いて生成した燃料ガス）のカロリを制御する燃料ガスカロリ制御方法及び装置に関し、高炉ガスに２種類の増熱用ガスを混合して燃料ガスを生成する場合（特に転炉ガスを増熱用ガスとして用いる場合）に適用して有用なものである。

製鉄所に備えた燃料ガス生成系統の構成図である。 前記燃料ガス生成系統に適用された本発明の実施の形態例１に係る燃料ガスカロリ制御装置の回路構成を示すブロック図である。 ガスタービン消費燃料ガス流量とガスタービン燃料ガス要求信号との関係を示すグラフである。 燃料ガスを生成する高炉ガスと転炉ガスとコークス炉ガスの混合割合の例を示すグラブである。 製鉄所に備えた燃料ガス生成系統の構成図である。 前記燃料ガス生成系統に適用された本発明の実施の形態例２に係る燃料ガスカロリ制御装置の回路構成を示すブロック図である。 従来の燃料ガス生成系統の構成図である。

符号の説明

１１ 高炉
１２ コークス炉
１３ 転炉
１４，１５，１６ ホールダ
１７ 第１混合器
１８ 転炉ガス供給配管ライン
１９ 転炉ガス流量制御弁
２０ 転炉ガス遮断弁
２１ 転炉ガス流量計
２２ 高炉ガス供給配管ライン
２３ 高炉ガス流量計
２４ 第２混合器
２５ 連結配管ライン
２６ コークス炉ガス供給配管ライン
２７ コークス炉ガス流量制御弁
２８ コークス炉ガス遮断弁
２９ 増熱用混合ガス供給配管ライン
３５ 増熱用混合ガス流量制御弁
３６ 増熱用混合ガス遮断弁
３７ 燃料ガス（第２混合ガス）供給配管ライン
３８ 燃料ガスカロリメータ
４１，４２ 乗算部
４３，４４ 加算部
４５ 除算部
４６，４７ 偏差演算部
４８ 除算部
４９ 乗算部
５０ 遅延部
５１ 偏差演算部
５２ ＰＩ制御部
５３ 加算部
５４ 関数演算部
５５，５６ 移動平均演算部
６１ 高炉ガスカロリメータ
６２ 転炉ガスカロリメータ
６３ コークス炉ガスカロリメータ
６４ 増熱用混合ガスカロリメータ

Claims (12)

1. 製鉄所の高炉から排出される高炉ガスに第１増熱用ガスを混合して第１混合ガスを生成し、更に前記第１混合ガスに第２増熱用ガスを混合して第２混合ガスを生成し、この第２混合ガスを燃料ガスとして高炉ガス焚きガスタービン設備へ供給する燃料ガス生成系統に適用され、前記第２混合ガスのカロリが、前記高炉ガス焚きガスタービン設備で要求される設定カロリとなるように制御する燃料ガスカロリ制御方法であって、
   高炉ガス流量計測手段で計測される前記高炉ガスの混合流量と、第１増熱用ガス流量計測手段で計測される前記第１増熱用ガスの混合流量と、予め設定された高炉ガスカロリと、予め設定された第１増熱用ガスカロリとに基づいて、前記第１混合ガスのカロリを算出して予測し、
   この予測カロリと、前記設定カロリと、予め設定された第２増熱用ガスカロリとに基づいて、ガスタービン消費燃料ガス流量に対する前記第２混合ガスの混合流量の流量比を算出し、
   この流量比と、ガスタービン消費燃料ガス流量に対応するガスタービン燃料ガス要求信号とに基づいて、前記第２増熱用ガスの混合流量要求値を算出し、
   この第２増熱用ガスの混合流量要求値に基づいて、前記燃料ガス生成系統に設けられた第２増熱用ガス流量制御弁の開度を制御して前記第２増熱用ガスの混合流量を制御することを特徴とする燃料ガスカロリ制御方法。
2. 製鉄所の高炉から排出される高炉ガスに第１増熱用ガスを混合して第１混合ガスを生成し、更に前記第１混合ガスに第２増熱用ガスを混合して第２混合ガスを生成し、この第２混合ガスを燃料ガスとして高炉ガス焚きガスタービン設備へ供給する燃料ガス生成系統に適用され、前記第２混合ガスのカロリが、前記高炉ガス焚きガスタービン設備で要求される設定カロリとなるように制御する燃料ガスカロリ制御方法であって、
   高炉ガス流量計測手段で計測される前記高炉ガスの混合流量と、第１増熱用ガス流量計測手段で計測される前記第１増熱用ガスの混合流量と、高炉ガスカロリ計測手段で計測される前記高炉ガスのカロリと、第１増熱用ガスカロリ計測手段で計測される前記第１増熱用ガスのカロリとに基づいて、前記第１混合ガスのカロリを算出して予測し、
   この予測カロリと、前記設定カロリと、第２増熱用ガスカロリ計測手段で計測される前記第２増熱用ガスのカロリとに基づいて、ガスタービン消費燃料ガス流量に対する前記第２混合ガスの混合流量の流量比を算出し、
   この流量比と、ガスタービン消費燃料ガス流量に対応するガスタービン燃料ガス要求信号とに基づいて、前記第２増熱用ガスの混合流量要求値を算出し、
   この第２増熱用ガスの混合流量要求値に基づいて、前記燃料ガス生成系統に設けられた第２増熱用ガス流量制御弁の開度を制御して前記第２増熱用ガスの混合流量を制御することを特徴とする燃料ガスカロリ制御方法。
3. 請求項１又は２に記載の燃料ガスカロリ制御方法において、
   前記第２増熱用ガス流量制御弁の開度制御を、前記第１混合ガスが前記第１混合ガスと前記第２増熱用ガスとの混合部へ到達する時間に合わせて実行することを特徴とする燃料ガスカロリ制御方法。
4. 請求項１，２又は３に記載の燃料ガスカロリ制御方法において、
   燃料ガスカロリ計測手段で計測される前記第２混合ガスのカロリをフィードバックし、このフィードバックした前記第２混合ガスのカロリと前記設定カロリとの偏差に基づいて、前記第２増熱用ガスの混合流量の補正量を求め、
   この補正量によって前記第２増熱用ガスの混合流量要求値を補正し、
   この補正した前記第２増熱用ガスの混合流量要求値に基づいて、前記第２増熱用ガス流量制御弁の開度を制御して前記第２増熱用ガスの混合流量を制御することを特徴とする燃料ガスカロリ制御方法。
5. 請求項１，２，３又は４に記載の燃料ガスカロリ制御方法において、
   前記第１増熱用ガスは、前記製鉄所の転炉から排出された転炉ガスであることを特徴とする燃料ガスカロリ制御方法。
6. 請求項１，２，３，４又は５に記載の燃料ガスカロリ制御方法において、
   前記第２増熱用ガスは、前記製鉄所のコークス炉から排出されたコークス炉ガス、前記コークス炉ガスと前記高炉ガスとの混合ガス、又は、都市ガスであることを特徴とする燃料ガスカロリ制御方法。
7. 製鉄所の高炉から排出された高炉ガスに第１増熱用ガスを混合して第１混合ガスを生成し、更に前記第１混合ガスに第２増熱用ガスを混合して第２混合ガスを生成し、この第２混合ガスを燃料ガスとして高炉ガス焚きガスタービン設備へ供給する燃料ガス生成系統に適用され、前記第２混合ガスのカロリが、前記高炉ガス焚きガスタービン設備で要求される設定カロリとなるように制御する燃料ガスカロリ制御装置であって、
   前記高炉ガスの混合流量を計測する高炉ガス流量計測手段と、
   前記第１増熱用ガスの混合流量を計測する第１増熱用ガス流量計測手段と、
   高炉ガス流量計測手段で計測される前記高炉ガスの混合流量と、第１増熱用ガス流量計測手段で計測される前記第１増熱用ガスの混合流量と、予め設定された高炉ガスカロリと、予め設定された第１増熱用ガスカロリとに基づいて、前記第１混合ガスのカロリを算出して予測し、この予測カロリと、前記設定カロリと、予め設定された第２増熱用ガスカロリとに基づいて、ガスタービン消費燃料ガス流量に対する前記第２混合ガスの混合流量の流量比を算出し、この流量比と、ガスタービン消費燃料ガス流量に対応するガスタービン燃料要求信号とに基づいて、前記第２増熱用ガスの混合流量要求値を算出し、この第２増熱用ガスの混合流量要求値に基づいて、前記燃料ガス生成系統に設けられた第２増熱用ガス流量制御弁の開度を制御して前記第２増熱用ガスの混合流量を制御するカロリ制御手段とを備えたことを特徴とする燃料ガスカロリ制御装置。
8. 製鉄所の高炉から排出された高炉ガスに第１増熱用ガスを混合して第１混合ガスを生成し、更に前記第１混合ガスに第２増熱用ガスを混合して第２混合ガスを生成し、この第２混合ガスを燃料ガスとして高炉ガス焚きガスタービン設備へ供給する燃料ガス生成系統に適用され、前記第２混合ガスのカロリが、前記高炉ガス焚きガスタービン設備で要求される設定カロリとなるように制御する燃料ガスカロリ制御装置であって、
   前記高炉ガスの混合流量を計測する高炉ガス流量計測手段と、
   前記第１増熱用ガスの混合流量を計測する第１増熱用ガス流量計測手段と、
   前記高炉ガスのカロリを計測する高炉ガスカロリ計測手段と、
   前記第１増熱用ガスのカロリを計測する第１増熱用ガスカロリ計測手段と、
   前記第２増熱用ガスのカロリを計測する第２増熱用ガスカロリ計測手段と、
   高炉ガス流量計測手段で計測される前記高炉ガスの混合流量と、第１増熱用ガス流量計測手段で計測される前記第１増熱用ガスの混合流量と、高炉ガスカロリ計測手段で計測される前記高炉ガスのカロリと、第１増熱用ガスカロリ計測手段で計測される前記第１増熱用ガスのカロリとに基づいて、前記第１混合ガスのカロリを算出して予測し、この予測カロリと、前記設定カロリと、第２増熱用ガスカロリ計測手段で計測される前記第２増熱用ガスのカロリとに基づいて、ガスタービン消費燃料ガス流量に対する前記第２混合ガスの混合流量の流量比を算出し、この流量比と、ガスタービン消費燃料ガス流量に対応するガスタービン燃料要求信号とに基づいて、前記第２増熱用ガスの混合流量要求値を算出し、この第２増熱用ガスの混合流量要求値に基づいて、前記燃料ガス生成系統に設けられた第２増熱用ガス流量制御弁の開度を制御して前記第２増熱用ガスの混合流量を制御するカロリ制御手段とを備えたことを特徴とする燃料ガスカロリ制御装置。
9. 請求項７又は８に記載の燃料ガスカロリ制御装置において、
   前記カロリ制御手段には、前記第２増熱用ガス流量制御弁の開度制御を、前記第１混合ガスが前記第１混合ガスと前記第２増熱用ガスとの混合部へ到達する時間に合わせて実行する第２増熱用ガス流量制御弁動作タイミング調整手段を備えたことを特徴とする燃料ガスカロリ制御装置。
10. 請求項７，８又は９に記載の燃料ガスカロリ制御装置において、
    前記カロリ制御手段は、燃料ガスカロリ計測手段で計測される前記第２混合ガスのカロリをフィードバックし、このフィードバックした前記第２混合ガスのカロリと前記設定カロリとの偏差に基づいて、前記第２増熱用ガスの混合流量の補正量を求めるフィードバック制御手段を備え、このフィードバック制御手段で求めた補正量によって前記第２増熱用ガスの混合流量要求値を補正し、この補正した前記第２増熱用ガスの混合流量要求値に基づいて、前記第２増熱用ガス流量制御弁の開度を制御して前記第２増熱用ガスの混合流量を制御することを特徴とする燃料ガスカロリ制御装置。
11. 請求項７，８，９又は１０に記載の燃料ガスカロリ制御装置において、
    前記第１増熱用ガスは、前記製鉄所の転炉から排出された転炉ガスであることを特徴とする燃料ガスカロリ制御装置。
12. 請求項７，８，９，１０又は１１に記載の燃料ガスカロリ制御装置において、
    前記第２増熱用ガスは、前記製鉄所のコークス炉から排出されたコークス炉ガス、前記コークス炉ガスと前記高炉ガスとの混合ガス、又は、都市ガスであることを特徴とする燃料ガスカロリ制御装置。

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