JP2017026448A - Method and device for estimating temperature in furnace - Google Patents

Method and device for estimating temperature in furnace Download PDF

Info

Publication number
JP2017026448A
JP2017026448A JP2015144780A JP2015144780A JP2017026448A JP 2017026448 A JP2017026448 A JP 2017026448A JP 2015144780 A JP2015144780 A JP 2015144780A JP 2015144780 A JP2015144780 A JP 2015144780A JP 2017026448 A JP2017026448 A JP 2017026448A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
furnace
temperature
furnace wall
value
internal temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015144780A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6655316B2 (en
Inventor
大悟 福吉
Daigo Fukuyoshi
大悟 福吉
寿徳 安富
Toshinori Yasutomi
寿徳 安富
啓 宮坂
Hiroshi Miyasaka
啓 宮坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electric Power Development Co Ltd
Original Assignee
Electric Power Development Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electric Power Development Co Ltd filed Critical Electric Power Development Co Ltd
Priority to JP2015144780A priority Critical patent/JP6655316B2/en
Publication of JP2017026448A publication Critical patent/JP2017026448A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6655316B2 publication Critical patent/JP6655316B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and device for estimating a temperature in a furnace, capable of stably, reliably estimating a temperature in the furnace for a long time without depending on the variation of the thickness of a slag coating layer.SOLUTION: A temperature in the furnace of a reactor covered with a slag coating layer is calculated by the following formula (1). T=T+(T-T)+K(T)×ΔT... (1), where in the formula (1), Tis a temperature estimation value in the furnace; Tis a temperature measurement value in the inside of a furnace wall, K (T) is a correction coefficient corresponding to T; ΔTis a variation value of the temperature measurement value in the inside of the furnace wall; Tis a temperature initial value in the furnace being a measurement value of the temperature in the furnace measured when the method for estimating the temperature in the furnace is started; and Tis a temperature initial value in the inside of the furnace wall being a temperature measurement value in the inside of the furnace wall measured when the method for estimating the temperature in the furnace is started.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、スラグコーティング層で内面が覆われた反応炉の炉内温度の推定方法、及び炉内温度の推定装置に関する。   The present invention relates to a method for estimating an in-furnace temperature of a reactor whose inner surface is covered with a slag coating layer, and an in-furnace temperature estimating apparatus.

石炭、コークス、バイオマス、産業廃棄物を熱分解して得られた炭化物(乾留物)等の固体炭化水素燃料(以下、単に「燃料」と記載する)を高温(概ね1300℃〜1600℃)でガス化するガス化炉、又は燃料を燃焼する燃焼炉等の反応炉においては、反応が適切に進行するよう、反応炉内の温度を計測し、最適に制御する必要がある。このような反応炉のうちの1つとして、石炭ガス化炉がある。   Solid hydrocarbon fuel (hereinafter, simply referred to as “fuel”) such as coal (coke), biomass, and industrial wastes obtained by pyrolyzing industrial waste (hereinafter simply referred to as “fuel”) at high temperatures (approximately 1300 ° C. to 1600 ° C.) In a reaction furnace such as a gasification furnace for gasification or a combustion furnace for burning fuel, the temperature in the reaction furnace needs to be measured and optimally controlled so that the reaction proceeds appropriately. One such reactor is a coal gasifier.

石炭ガス化炉の場合には、燃料中に含まれる灰分は炉内で溶融して壁に沿って流れ落ち、炉壁保護のためのスラグコーティング層を形成する。また、反応炉内で灰分を溶融して生成ガスから分離除去することにより、反応炉の後段に配置された後流のガス精製機器への悪影響を防止している。   In the case of a coal gasification furnace, ash contained in the fuel melts in the furnace and flows down along the wall to form a slag coating layer for protecting the furnace wall. In addition, the ash content is melted and separated and removed from the product gas in the reaction furnace, thereby preventing adverse effects on the downstream gas purification equipment disposed downstream of the reaction furnace.

ここで、ガス化炉内の温度が適切な範囲に安定して保たれないと、形成されたスラグコーティング層の厚さが増減したり消滅したりして反応炉の炉壁を損傷することがある。また、ガス化炉内の温度が適切な範囲に安定して保たれないと、ガス化炉下部のスラグ排出口に詰まりを生じることがある。従って、スラグ流下を正常に保つためには、炉内温度の管理が非常に重要である。   Here, if the temperature in the gasification furnace is not stably maintained within an appropriate range, the thickness of the formed slag coating layer may increase or decrease or disappear, and the furnace wall of the reactor may be damaged. is there. Further, if the temperature in the gasification furnace is not stably maintained in an appropriate range, the slag discharge port at the lower part of the gasification furnace may be clogged. Therefore, in order to keep the slag flow down normally, it is very important to control the furnace temperature.

ここで計測・制御しようとする温度範囲は概ね1300℃〜1600℃である。かかる温度の計測手段として、従来、熱電対が最も一般的に用いられている。また、このような高温下で使用する場合、熱電対は、イリジウム合金等で作成された保護管の中に挿入される。   The temperature range to be measured and controlled here is approximately 1300 ° C to 1600 ° C. Conventionally, thermocouples are most commonly used as such temperature measuring means. Further, when used at such a high temperature, the thermocouple is inserted into a protective tube made of an iridium alloy or the like.

熱電対以外の温度の計測手段としては、例えば、反応場の火炎や高温ガスの放射エネルギーを利用する放射温度計が用いられている。放射温度計は、反応炉に設けられた透明の覗き窓(通常ガラス製)を介して、光の波長および輝度を測定することで温度を計測する。   As a means for measuring the temperature other than the thermocouple, for example, a radiation thermometer using a reaction field flame or radiant energy of a high temperature gas is used. The radiation thermometer measures the temperature by measuring the wavelength and brightness of light through a transparent viewing window (usually made of glass) provided in the reaction furnace.

なお、特許文献1には、高炉の出銑口軸方向の異なる位置に設置した複数の熱電対で測定した温度に基づいて、出銑口のマッド等の熱伝導度を考慮して高炉内溶銑温度を推定する技術が開示されている。   In addition, in Patent Document 1, based on the temperature measured by a plurality of thermocouples installed at different positions in the axial direction of the outlet of the blast furnace, the thermal conductivity of the outlet mud and the like is taken into consideration and the hot metal in the blast furnace A technique for estimating temperature is disclosed.

特開2007−78475号公報JP 2007-78475 A

上述した通り、ガス化炉や燃焼炉等の反応炉内の温度は、非常に高温(概ね1300℃〜1600℃)である。このため、上記熱電対の保護管を使用すると、使用環境下のガス及び固体燃料特有の溶融灰により腐食し損傷してしまう。
その結果、熱電対の素線まで損傷を受けるので、長時間の使用に耐えられないという問題があった。
As described above, the temperature in a reaction furnace such as a gasification furnace or a combustion furnace is very high (approximately 1300 ° C. to 1600 ° C.). For this reason, when the protection tube of the thermocouple is used, it is corroded and damaged by the gas in the use environment and the molten ash peculiar to the solid fuel.
As a result, even the thermocouple strands are damaged, and there is a problem that they cannot be used for a long time.

一方、放射温度計を用いた場合、反応炉内の溶融灰やダストにより反応炉に設けられた透明の覗き窓が汚れるため、正確な温度を計測できないという問題があった。
放射温度計を用いる場合、透明の覗き窓に付着した付着物を吹き飛ばすガスを流通させるが、長期に渡って常に清浄に保つことは困難である。
すなわち、従来の手法では、長期間、安定的に反応炉内の温度を精度良く計測することが困難であった。
On the other hand, when a radiation thermometer is used, there is a problem that an accurate temperature cannot be measured because a transparent observation window provided in the reaction furnace is contaminated by molten ash or dust in the reaction furnace.
When a radiation thermometer is used, a gas that blows off the deposits attached to the transparent viewing window is circulated, but it is difficult to always keep it clean for a long time.
That is, with the conventional method, it has been difficult to accurately and accurately measure the temperature in the reactor for a long period of time.

また、石炭ガス化炉のように反応炉の内壁に溶融灰によるスラグコーティング層を形成する場合、反応炉内から熱電対までの間の熱伝導度が変化する。
このため、特許文献1に開示された技術を用いると、反応炉内の温度の推定式に熱伝導度が含まれるため、熱伝導度が変化してしまうと炉内温度推定値の信頼性が低下する恐れがあった。
Moreover, when forming the slag coating layer by molten ash on the inner wall of a reaction furnace like a coal gasification furnace, the heat conductivity between the inside of a reaction furnace and a thermocouple changes.
For this reason, when the technique disclosed in Patent Document 1 is used, since the thermal conductivity is included in the temperature estimation equation in the reactor, the reliability of the estimated temperature in the furnace is reduced when the thermal conductivity changes. There was a risk of decline.

そこで、本発明は、スラグコーティング層の厚さの変化に依存することなく、安定して長時間、信頼性の高い炉内温度を推定することの可能な炉内温度推定方法、及び炉内温度推定装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides an in-furnace temperature estimation method capable of stably and reliably estimating the in-furnace temperature for a long time without depending on the change in the thickness of the slag coating layer, and the in-furnace temperature. An object is to provide an estimation device.

上記課題を解決するため、本発明の一観点によれば、内面がスラグコーティング層で覆われた反応炉の前記スラグコーティング層で区画された空間の温度である炉内温度を推定する炉内温度推定方法であって、一部が前記反応炉を構成する炉壁の内部に配置された第1の熱電対を用いて、前記炉壁の内部の温度である炉壁内部温度計測値を連続して計測する炉壁内部温度計測工程と、現在の前記炉壁内部温度計測値から、所定の時間前の前記炉壁内部温度計測値を差し引いた差分である炉壁内部温度変化値を算出する炉壁内部温度変化値算出工程と、前記炉壁内部温度変化値を前記炉内温度の変化値に換算する補正係数であって、前記補正係数が前記炉壁内部温度計測値に逆比例する関係にあることを用いて、前記炉壁内部温度計測値に基づいて前記補正係数を算出する補正係数算出工程と、前記炉壁内部温度変化値に前記補正係数を乗じた値の項と、前記炉壁内部温度計測値の項とを含む下記式(1)に基づいて、前記炉内温度推定値を算出する炉内温度推算工程と、
を有する炉内温度推定方法が提供される。
=T+(T40−T20)+K(T)×ΔT・・・(1)
ここで、上記式(1)において、Tは前記炉内温度推定値、Tは前記炉壁内部温度計測値、K(T)はTに対応する前記補正係数、ΔTは前記炉壁内部温度計測値の変化値、T40は当該炉内温度推定方法の開始時に計測される前記炉内温度の計測値である炉内温度初期値、T20は当該炉内温度推定方法の開始時に計測される前記炉壁内部温度計測値である炉壁内部温度初期値をそれぞれ示す。
In order to solve the above-described problem, according to one aspect of the present invention, an in-furnace temperature for estimating an in-furnace temperature, which is a temperature of a space defined by the slag coating layer of a reactor whose inner surface is covered with a slag coating layer. An estimation method, wherein a first thermocouple partially disposed inside a furnace wall constituting the reaction furnace is used to continuously measure a temperature inside the furnace wall, which is a temperature inside the furnace wall. A furnace wall internal temperature measurement step, and a furnace wall internal temperature measurement value that is a difference obtained by subtracting the furnace wall internal temperature measurement value of a predetermined time from the current furnace wall internal temperature measurement value A wall internal temperature change value calculation step and a correction coefficient for converting the furnace wall internal temperature change value into a change value in the furnace temperature, wherein the correction coefficient is inversely proportional to the furnace wall internal temperature measurement value. Based on the measured temperature inside the furnace wall. A correction coefficient calculation step for calculating the correction coefficient, a term of a value obtained by multiplying the furnace wall internal temperature change value by the correction coefficient, and a term of the furnace wall internal temperature measurement value, Based on the furnace temperature estimation step of calculating the furnace temperature estimated value,
An in-furnace temperature estimation method is provided.
T 4 = T 2 + (T 40 −T 20 ) + K (T 2 ) × ΔT 2 (1)
Here, in the above formula (1), T 4 is the furnace temperature estimated value, T 2 is the furnace wall internal temperature measurement value, K (T 2 ) is the correction coefficient corresponding to T 2 , and ΔT 2 is the above The change value of the measured temperature inside the furnace wall, T 40 is the initial value of the furnace temperature that is the measured value of the furnace temperature measured at the start of the furnace temperature estimation method, and T 20 is the value of the furnace temperature estimation method. The furnace wall internal temperature initial value, which is the furnace wall internal temperature measurement value measured at the start, is shown.

本発明の炉内温度推定方法によれば、低温かつ非腐食環境である炉壁内部の温度を連続的に測定することで炉内温度を推定できるので、高温雰囲気による熱電対の焼損等により計算不能となることがなく、炉内温度を継続して長期間、安定的に推定することができる。   According to the in-furnace temperature estimation method of the present invention, the in-furnace temperature can be estimated by continuously measuring the temperature inside the furnace wall, which is a low temperature and non-corrosive environment. Without being disabled, the furnace temperature can be continuously estimated over a long period of time.

また、本発明の炉内温度推定方法によれば、炉壁内部温度変化値に補正係数を乗じた値を用いることにより炉内温度の変化値を推定しているが、この補正係数を用いる方法により、スラグコーティング層の形成の有無や厚さの変化にかかわらず、炉内温度の変化値を推定することができる。   Further, according to the in-furnace temperature estimation method of the present invention, the change value of the in-furnace temperature is estimated by using a value obtained by multiplying the in-furnace temperature change value by the correction coefficient. Thus, it is possible to estimate the temperature change value in the furnace regardless of whether the slag coating layer is formed or the thickness is changed.

従って、本発明の方法によれば、内面がスラグコーティング層で覆われた反応炉の炉内温度を、スラグコーティング層の形成の有無や厚さの変化にかかわらず、長期間、安定的に、高信頼に推定することができる。   Therefore, according to the method of the present invention, the furnace temperature of the reactor whose inner surface is covered with the slag coating layer can be stably maintained for a long period of time regardless of the presence or absence of the slag coating layer and the change in thickness. It can be estimated with high reliability.

本発明を適用した一実施形態である炉内温度推定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the furnace temperature estimation apparatus which is one Embodiment to which this invention is applied. 反応炉の下端を基準としたときのバーナー、炉内温度計測部、炉壁内部温度計側部、及び炉壁外部温度計測部の高さを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the height of a burner when using the lower end of a reaction furnace as a reference | standard, a furnace temperature measurement part, the furnace wall internal thermometer side part, and a furnace wall external temperature measurement part. 補正係数の求め方を説明するための図である。It is a figure for demonstrating how to obtain | require a correction coefficient. 炉壁内部温度と補正係数との関係を表す曲線を示す図である。It is a figure which shows the curve showing the relationship between a furnace wall internal temperature and a correction coefficient. 炉内温度推定方法の一例を説明する際に使用する炉壁内部温度及び炉内温度と経過時間との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the furnace wall internal temperature used when explaining an example of the furnace temperature estimation method, the furnace temperature, and elapsed time. 本発明の一実施の形態に係る炉内温度推定方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the furnace temperature estimation method which concerns on one embodiment of this invention. 炉内温度推定方法の他の例を説明する際に使用する炉壁内部温度及び炉内温度と経過時間との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the furnace wall internal temperature used when explaining the other example of the furnace temperature estimation method, the furnace temperature, and elapsed time.

以下、本発明を適用した一実施形態である炉内温度推定装置の構成について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、実際の炉内温度推定装置の各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。   Hereinafter, the configuration of an in-furnace temperature estimation apparatus according to an embodiment to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. Note that the drawings used in the following description may show the features that are enlarged for convenience in order to make the features easier to understand, and the dimensional ratios and the like of each component of the actual furnace temperature estimation device It is not always the same as actual.

図1は、本発明を適用した一実施形態である炉内温度推定装置の構成を示す図である。図1では、一例として、スラグコーティング層4が最も厚くなった状態を示している。図1において、説明の便宜上、反応炉2及びスラグコーティング層4は、水平方向の断面で図示する。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an in-furnace temperature estimation apparatus that is an embodiment to which the present invention is applied. FIG. 1 shows a state where the slag coating layer 4 is thickest as an example. In FIG. 1, for convenience of explanation, the reaction furnace 2 and the slag coating layer 4 are illustrated in a horizontal section.

図2は、反応炉の下端を基準としたときのバーナー5、炉内温度計測部11、炉壁内部温度計側部12、及び炉壁外部温度計測部13の高さを説明するための断面図である。
図2では、説明の便宜上、同一切断面上に存在しないバーナー5、炉内温度計測部11、炉壁内部温度計側部12、及び炉壁外部温度計測部13を同一切断面上に図示する。図2において、図1に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the height of the burner 5, the furnace temperature measurement unit 11, the furnace wall internal thermometer side part 12, and the furnace wall external temperature measurement unit 13 when the lower end of the reaction furnace is used as a reference. FIG.
In FIG. 2, for convenience of explanation, the burner 5, the furnace temperature measurement unit 11, the furnace wall internal thermometer side unit 12, and the furnace wall external temperature measurement unit 13 that do not exist on the same cut surface are illustrated on the same cut surface. . 2, the same components as those in the structure shown in FIG.

本発明において、反応炉2内に形成されるスラグコーティング層4で区画された空間内の温度を「炉内温度」、反応炉2を構成する炉壁3の内部温度を「炉壁内部温度」、反応炉2を構成する炉壁の外部温度を「炉壁外部温度」という。
本実施の形態では、一例として、炉内温度として、スラグコーティング層4の内面から反応炉中心側に1cm入った位置の温度を測定し、炉壁内部温度として、炉壁3の厚さ方向の中心位置の温度を測定し、炉壁外部温度として、炉壁3の外面の温度を測定する。
In the present invention, the temperature in the space defined by the slag coating layer 4 formed in the reaction furnace 2 is defined as “furnace temperature”, and the internal temperature of the furnace wall 3 constituting the reaction furnace 2 is defined as “furnace wall internal temperature”. The external temperature of the furnace wall constituting the reaction furnace 2 is referred to as “furnace wall external temperature”.
In the present embodiment, as an example, the temperature at a position 1 cm from the inner surface of the slag coating layer 4 to the reactor center side is measured as the furnace temperature, and the furnace wall internal temperature is measured in the thickness direction of the furnace wall 3. The temperature of the center position is measured, and the temperature of the outer surface of the furnace wall 3 is measured as the furnace wall external temperature.

図1及び図2を参照して、一実施形態である炉内温度推定装置10を含んだ炉内温度推定機能付き反応炉装置1について説明する。   With reference to FIG.1 and FIG.2, the reactor apparatus 1 with a furnace temperature estimation function including the furnace temperature estimation apparatus 10 which is one Embodiment is demonstrated.

炉内温度推定機能付き反応炉装置1は、反応炉2と、複数のバーナー5と、炉内温度推定装置10と、を有する。炉内温度推定装置10は、炉内温度計測部11と、炉壁内部温度計測部12と、炉壁外部温度計測部13と、制御装置14と、を含む。   The reactor apparatus 1 with an in-furnace temperature estimation function includes a reaction furnace 2, a plurality of burners 5, and an in-furnace temperature estimation apparatus 10. The furnace temperature estimation device 10 includes a furnace temperature measurement unit 11, a furnace wall internal temperature measurement unit 12, a furnace wall external temperature measurement unit 13, and a control device 14.

反応炉2は、耐火材により形成されている。耐火材として、例えば、アルミナ(Al)を95%以上含有する耐火材を用いてもよい。
反応炉2が発電用のガス化炉である場合、反応炉2の外周部は、水冷壁で構成するとよい。炉壁3には、バーナー5、炉内温度計測部11、及び炉壁内部温度計側部12を挿入するための穴が設けられている。
The reaction furnace 2 is formed of a refractory material. As the refractory material, for example, a refractory material containing 95% or more of alumina (Al 2 O 3 ) may be used.
When the reaction furnace 2 is a gasification furnace for power generation, the outer periphery of the reaction furnace 2 may be configured with water-cooled walls. The furnace wall 3 is provided with holes for inserting the burner 5, the furnace temperature measuring part 11, and the furnace wall inside thermometer side part 12.

複数のバーナー5は、旋回流を形成可能なように、反応炉2の外から反応炉2の炉壁3を貫通するように配置されている。バーナー5の先端部は、スラグコーティング層4に被覆されないように、スラグコーティング層4で区画された空間に突き出ていることが好ましい。   The plurality of burners 5 are arranged so as to penetrate the furnace wall 3 of the reaction furnace 2 from the outside of the reaction furnace 2 so that a swirl flow can be formed. It is preferable that the tip of the burner 5 protrudes into a space defined by the slag coating layer 4 so as not to be covered with the slag coating layer 4.

バーナー5は、反応炉2の炉壁3に複数装着されている。複数のバーナー5の先端から、反応炉2の内部の周方向に、燃料及び酸化剤(図中省略)を噴射する。
このように、燃料及び酸化剤を周方向に噴射することにより、反応炉2内に旋回流を発生することが可能となるので、溶融した燃料中の灰分を炉壁側に移動させることができる。なお、少なくとも2本以上のバーナー5があれば、旋回流を発生させることができる。
A plurality of burners 5 are mounted on the furnace wall 3 of the reaction furnace 2. Fuel and oxidant (not shown) are injected from the tips of the plurality of burners 5 in the circumferential direction inside the reaction furnace 2.
Thus, since the swirling flow can be generated in the reactor 2 by injecting the fuel and the oxidant in the circumferential direction, the ash content in the molten fuel can be moved to the furnace wall side. . If there are at least two burners 5, a swirling flow can be generated.

反応炉2の内部に供給された燃料と酸化剤とが反応すると、バーナー5の先端に高温(例えば、1300℃〜1600℃の温度範囲)の火炎6が形成される。燃料中に灰分が含まれる場合、灰分は溶融して炉壁3の内面に付着し、スラグコーティング層4を形成する。ガス化炉の場合は、炉壁3を保護するためスラグコーティング層4を適正に形成するように、運転状態を管理する。   When the fuel supplied to the inside of the reaction furnace 2 reacts with the oxidant, a high-temperature flame 6 (for example, a temperature range of 1300 ° C. to 1600 ° C.) is formed at the tip of the burner 5. When the fuel contains ash, the ash melts and adheres to the inner surface of the furnace wall 3 to form the slag coating layer 4. In the case of a gasification furnace, the operation state is managed so that the slag coating layer 4 is appropriately formed to protect the furnace wall 3.

スラグコーティング層4の厚さは、燃料や酸化剤の流量の変化による反応温度の変化の影響を受けて変化する。発明者らが試験を実施してきた石炭ガス化炉(以下、「ガス化試験炉」という)の実績では、スラグコーティング層4の厚さは、例えば、0〜1cmの範囲で変化する。
バーナー5の先端、及び炉内温度計測部11の先端は、スラグコーティング層4で区画された空間内に突き出しており、通常は、スラグコーティング層4に覆われることはない。
The thickness of the slag coating layer 4 changes under the influence of a change in reaction temperature due to a change in the flow rate of fuel or oxidant. In the performance of the coal gasification furnace (hereinafter referred to as “gasification test furnace”) that the inventors have conducted tests, the thickness of the slag coating layer 4 varies in the range of 0 to 1 cm, for example.
The tip of the burner 5 and the tip of the in-furnace temperature measuring unit 11 protrude into the space defined by the slag coating layer 4 and are not normally covered by the slag coating layer 4.

図2において、反応炉2の上部にはガス出口7があり、反応炉2の底部にはスラグ排出口8がある。反応後のガスは上部のガス出口7から後流のガス精製機器等へ導出される。溶融したスラグは、反応炉2の下部に流下し、スラグ排出口8から炉外へ排出される。   In FIG. 2, there is a gas outlet 7 at the top of the reactor 2, and a slag outlet 8 at the bottom of the reactor 2. The gas after the reaction is led out from the upper gas outlet 7 to a downstream gas purification device or the like. The molten slag flows down to the lower part of the reaction furnace 2 and is discharged from the slag discharge port 8 to the outside of the furnace.

炉内温度計測部11の設置位置については、例えば、スラグ排出口8を基準とする反応炉2の高さ方向において、バーナー5と同じ高さ及び/又はバーナー5の高さよりも上方に設置する。
バーナー5の先端に形成される火炎6は、水平方向又は若干上方に伸びるように形成される。火炎6は、バーナー5の高さと同一か、その上側に高温のゾーンを含み、灰は、溶融してスラグ化する。従って、この位置の温度を推定して管理することが、炉壁保護の点から重要となる。
About the installation position of the in-furnace temperature measurement part 11, it installs in the height direction of the reaction furnace 2 on the basis of the slag discharge port 8, for example, the same height as the burner 5, and / or higher than the height of the burner 5. .
The flame 6 formed at the tip of the burner 5 is formed to extend in the horizontal direction or slightly upward. The flame 6 is equal to the height of the burner 5 or includes a high temperature zone on the upper side thereof, and the ash is melted and slagged. Therefore, it is important to estimate and manage the temperature at this position from the viewpoint of protecting the furnace wall.

反応炉2の周方向における炉内温度計測部11の設置位置については、例えば、バーナー5の近傍や、バーナー5の火炎6が炉壁3に接近する位置などの、溶融スラグが付着しやすい位置に設置することが望ましい。
また、炉内温度計測部11の熱電対設置位置がスラグコーティング層4に埋没しないように、炉内の空間に突き出して設置することが望ましい。
As for the installation position of the in-furnace temperature measuring unit 11 in the circumferential direction of the reaction furnace 2, for example, a position where molten slag is likely to adhere, such as the vicinity of the burner 5 or the position where the flame 6 of the burner 5 approaches the furnace wall 3. It is desirable to install in.
Further, it is desirable that the thermocouple installation position of the in-furnace temperature measurement unit 11 is installed so as to protrude into the space in the furnace so as not to be buried in the slag coating layer 4.

バーナー5の設置位置は、一例として、スラグ排出口8を基準とする反応炉2の高さを1.00とすると、バーナー5はスラグ排出口8から0.11の高さに設置することができる。
この場合、炉内温度計測部11の設置位置は、例えば、スラグ排出口8から0.11から0.15の範囲の高さに設置することができる。この場合、炉壁内部温度計側部12、及び炉壁外部温度計測部13は、例えば、スラグ排出口8から0.11から0.15の範囲の高さに設置することができる。
As an example of the installation position of the burner 5, if the height of the reaction furnace 2 with respect to the slag discharge port 8 is set to 1.00, the burner 5 may be installed at a height of 0.11 from the slag discharge port 8. it can.
In this case, the installation position of the in-furnace temperature measurement unit 11 can be installed at a height in the range of 0.11 to 0.15 from the slag discharge port 8, for example. In this case, the furnace wall internal thermometer side part 12 and the furnace wall external temperature measurement part 13 can be installed in the height of the range of 0.11 to 0.15 from the slag discharge port 8, for example.

反応炉2の炉内温度は、例えば、1300℃〜1600℃となる。この温度では、燃料中の灰分が溶融する。そのため、ガス化炉内は強還元性の腐食雰囲気となる。また、反応炉2が燃焼炉の場合、ガス化炉と比較して酸化雰囲気となるが、燃料中に硫黄分等を含む場合は腐食雰囲気となる。   The furnace temperature of the reaction furnace 2 is, for example, 1300 ° C to 1600 ° C. At this temperature, the ash in the fuel melts. Therefore, the gasification furnace has a strongly reducing corrosive atmosphere. Further, when the reaction furnace 2 is a combustion furnace, an oxidizing atmosphere is formed as compared with a gasification furnace, but when the fuel contains a sulfur content or the like, a corrosive atmosphere is formed.

炉内温度計測部11の温度計測素子としては、例えば、熱電対を例示することができる。1300℃〜1600℃の温度範囲のガスを計測可能な熱電対としては、例えば、特殊B種シース熱電対を例示することができる。特殊B種シース熱電対としては、例えば、電極の材料として白金ロジウム(Pt−Rh40/Pt−Rh20)を用い、保護管の材料としてイリジウム合金を用いた熱電対を使用できる。
ガス化試験炉の実績では、保護管にイリジウム合金を用いた特殊B種シース熱電対の寿命は24時間から500時間程度と短い。灰融点温度が高い石炭を使用して炉内温度が高くなったときには、24時間未満で熱電対が断線している。
As a temperature measuring element of the in-furnace temperature measuring part 11, a thermocouple can be illustrated, for example. As a thermocouple capable of measuring a gas in a temperature range of 1300 ° C. to 1600 ° C., for example, a special type B sheathed thermocouple can be exemplified. As the special type B sheathed thermocouple, for example, a thermocouple using platinum rhodium (Pt—Rh40 / Pt—Rh20) as an electrode material and an iridium alloy as a material for a protective tube can be used.
As a result of the gasification test furnace, the life of a special type B sheathed thermocouple using an iridium alloy as a protective tube is as short as about 24 to 500 hours. When the temperature inside the furnace is increased using coal having a high ash melting point temperature, the thermocouple is disconnected in less than 24 hours.

炉壁内部温度を計測する炉壁内部温度計測部12の温度計測素子としては、例えば、熱電対を例示することができる。炉壁内部温度計測部12として熱電対を用いる場合、炉壁内部温度計測部12の設置位置での温度は、例えば、300℃〜1000℃の範囲にある。
この場合、炉壁内部温度計測部12となる熱電対としては、例えば、K種熱電対(電極:NCF600(Ni−Cr系/Ni系))を例示することができる。また、炉壁内部温度計測部12の設置位置にはガスの侵入がなく低腐食雰囲気であるので、炉壁内部温度計側部12を構成する保護管の材質はSUS310を用いることが一般的である。
ガス化試験炉の実績では、炉壁内部温度計測部12としてSUS310を保護管に用いたK種熱電対を使用したが、熱電対が損傷したことはない。
As a temperature measurement element of the furnace wall internal temperature measurement part 12 which measures the furnace wall internal temperature, a thermocouple can be illustrated, for example. When a thermocouple is used as the furnace wall internal temperature measurement unit 12, the temperature at the installation position of the furnace wall internal temperature measurement unit 12 is, for example, in the range of 300 ° C to 1000 ° C.
In this case, examples of the thermocouple serving as the furnace wall internal temperature measurement unit 12 include a K-type thermocouple (electrode: NCF600 (Ni—Cr system / Ni system)). In addition, since there is no gas intrusion at the installation position of the furnace wall internal temperature measuring unit 12 and a low corrosion atmosphere, SUS310 is generally used as the material of the protective tube constituting the furnace wall internal thermometer side unit 12. is there.
In the results of the gasification test furnace, a K-type thermocouple using SUS310 as a protective tube was used as the furnace wall internal temperature measurement unit 12, but the thermocouple was never damaged.

反応炉2の高さ方向における炉壁内部温度計測部12の設置位置、及び反応炉2の周方向における炉壁内部温度計測部12の設置位置については、炉内温度計測部11の設置位置と同様に設定することが好ましい。
反応炉2内から反応炉2外へ向かう熱流束方向に沿って炉内温度計測部11と炉壁内部温度計測部12を配置することにより、反応炉2内の温度の推定精度を向上することができるからである。
Regarding the installation position of the furnace wall internal temperature measurement unit 12 in the height direction of the reaction furnace 2 and the installation position of the furnace wall internal temperature measurement unit 12 in the circumferential direction of the reaction furnace 2, It is preferable to set similarly.
Improve the estimation accuracy of the temperature in the reaction furnace 2 by arranging the furnace temperature measurement unit 11 and the furnace wall internal temperature measurement unit 12 along the heat flux direction from the reaction furnace 2 to the outside of the reaction furnace 2. Because you can.

炉壁外部温度計測部13は、反応炉2を構成する炉壁の外面の温度を計測する。当該温度は、通常は大気温度若しくは炉壁を覆う水冷壁の温度であるので、温度計測値の変化は少ない。そのため、計測を省略し、例えば、水冷壁を流れる飽和水の飽和温度のような固定値とすることも可能である。   The furnace wall external temperature measurement unit 13 measures the temperature of the outer surface of the furnace wall constituting the reaction furnace 2. Since the temperature is usually the atmospheric temperature or the temperature of the water-cooled wall covering the furnace wall, there is little change in the temperature measurement value. For this reason, the measurement can be omitted, and for example, a fixed value such as a saturation temperature of saturated water flowing through the water-cooled wall can be used.

また、反応炉2の周方向に数多くの炉壁内部温度計測部12を設置し、各炉壁内部温度計測値に基づく炉内温度推定値を算出することができる。各炉壁内部温度計測値から炉内温度を推定し、その推定温度の平均値を算出することにより、炉内温度の推定精度向上を図ることができる。炉壁内部温度計測部12が設置されている位置の雰囲気は、上述の通り300℃〜1000℃と比較的低温で、かつ低腐食環境であるので、保護管及び熱電対は低グレードで、かつ廉価なものを使用することができる。その結果、炉壁内部温度計側部12を数多く設置しても大きなコスト増とはならない。   Moreover, many furnace wall internal temperature measurement parts 12 can be installed in the circumferential direction of the reaction furnace 2, and the furnace temperature estimated value based on each furnace wall internal temperature measurement value can be calculated. By estimating the furnace temperature from each furnace wall internal temperature measurement value and calculating the average value of the estimated temperature, it is possible to improve the estimation accuracy of the furnace temperature. Since the atmosphere at the position where the furnace wall internal temperature measuring unit 12 is installed is a relatively low temperature of 300 ° C. to 1000 ° C. and a low corrosion environment as described above, the protective tube and the thermocouple are low grade, and An inexpensive one can be used. As a result, even if many furnace wall internal thermometer side parts 12 are installed, the cost does not increase greatly.

上述のように、複数の炉壁内部温度計測部12を用いて炉内温度を推定する構成とすることにより、一箇所だけの温度計測の場合と比較して、一部の温度計が異常な場合に生じる推定誤差を低減するという作用が生じる。例えば、最大値、最小値を除いて平均をとるというような処理が可能となる。このことにより、炉内温度を精度よく推定できるという効果を奏する。   As described above, by using a configuration in which the temperature inside the furnace is estimated using a plurality of furnace wall internal temperature measuring units 12, some thermometers are abnormal compared to the case of temperature measurement at only one location. The effect of reducing the estimation error that occurs in some cases occurs. For example, processing such as taking an average excluding the maximum value and the minimum value is possible. This produces an effect that the furnace temperature can be estimated with high accuracy.

制御装置14では、炉内温度推定のための各工程を実行する。制御装置14は、記憶部141と、演算部142と、を有する。   The control device 14 executes each process for estimating the furnace temperature. The control device 14 includes a storage unit 141 and a calculation unit 142.

記憶部141には、プログラムや各種温度計測値が格納されている。プログラムとしては、例えば、炉壁内部温度変化値の算出、補正係数の算出、炉内温度推定値の算出等の炉内温度推定方法を実行するためのプログラムがある。各種温度計測値としては、炉内温度計測値、炉壁内部温度計測値、及び炉壁外部温度計測値、並びに炉内温度初期値、炉壁内部温度初期値、及び炉壁外部温度初期値がある。また、記憶部141には、炉壁内部温度計測値と補正係数との対応関係が関数発生器として格納される。   The storage unit 141 stores programs and various temperature measurement values. As the program, for example, there is a program for executing a furnace temperature estimation method such as calculation of a furnace wall internal temperature change value, correction coefficient calculation, furnace temperature estimated value calculation, and the like. Various temperature measurement values include furnace temperature measurement values, furnace wall internal temperature measurement values, furnace wall external temperature measurement values, furnace temperature initial values, furnace wall internal temperature initial values, and furnace wall external temperature initial values. is there. In addition, the storage unit 141 stores a correspondence relationship between the furnace wall internal temperature measurement value and the correction coefficient as a function generator.

演算部142では、炉壁内部温度計測値の変化値の算出、炉壁内部温度に対応した補正係数の算出、炉内温度推定値の算出等を行う。   The calculation unit 142 calculates a change value of the measured temperature inside the furnace wall, calculates a correction coefficient corresponding to the temperature inside the furnace wall, calculates an estimated temperature inside the furnace, and the like.

図3は、補正係数の求め方を説明するための図である。
ここで、図3を参照して、補正係数の算出方法及び炉内温度推定値の算出式について説明する。
図3において、図1に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。また、図3における各記号の意味は下記の通りである。
S :熱の通過する断面積=単位面積(1m
Q :単位面積当たりの熱流量(W/m
λ:炉壁の熱伝導度(W/m・℃)
λ:スラグコーティング層4の熱伝導度(W/m・℃)
:炉壁3の外面から炉壁内部温度計までの距離(m)
:炉壁内部温度計から炉壁3の内面までの距離(m)
:スラグコーティング層4の厚さ(m)
:反応炉2を形成する炉壁3の外面の温度である炉壁外部温度(℃)
:反応炉2を形成する炉壁3の内部の温度である炉壁内部温度(℃)
:反応炉2を形成する炉壁3の内面の温度である炉壁内面の温度(℃)
:炉内温度(℃)
:炉内温度Tから炉壁内部温度Tを引いた差分である温度バイアス値(℃)
FIG. 3 is a diagram for explaining how to obtain the correction coefficient.
Here, with reference to FIG. 3, the calculation method of the correction coefficient and the calculation formula of the estimated temperature in the furnace will be described.
In FIG. 3, the same components as those in the structure shown in FIG. Moreover, the meaning of each symbol in FIG. 3 is as follows.
S: sectional area through which heat passes = unit area (1 m 2 )
Q: Heat flow rate per unit area (W / m 2 )
λ c : furnace wall thermal conductivity (W / m · ° C)
λ s : thermal conductivity of slag coating layer 4 (W / m · ° C.)
L 1 : Distance from the outer surface of the furnace wall 3 to the thermometer inside the furnace wall (m)
L 2 : Distance from the furnace wall internal thermometer to the inner surface of the furnace wall 3 (m)
L 3 : thickness of the slag coating layer 4 (m)
T 1 : Furnace wall external temperature (° C.) which is the temperature of the outer surface of the furnace wall 3 forming the reaction furnace 2
T 2 : Furnace wall internal temperature (° C.) which is the temperature inside the furnace wall 3 forming the reaction furnace 2
T 3 : Temperature (° C.) of the furnace wall inner surface which is the temperature of the inner surface of the furnace wall 3 forming the reaction furnace 2
T 4 : Furnace temperature (° C.)
T b : temperature bias value (° C.) which is a difference obtained by subtracting the furnace wall internal temperature T 2 from the furnace internal temperature T 4

図3において、炉内温度Tは炉壁外部温度Tよりも高温であるので、熱は炉内から炉外に向けて伝導する。炉壁3及びスラグコーティング層4は伝熱抵抗を有する。この伝熱抵抗により温度降下が生じるため、炉壁内部温度Tは、炉内温度Tよりも低い値となる。従って、炉壁内部温度Tに一定の温度バイアス値T、即ち、(T−T)を加えることで炉内温度を算出することができる。 3, since the temperature T 4 is furnace is at a temperature higher than the furnace wall outside the temperature T 1, heat is conducted toward the outside of the furnace from the furnace. The furnace wall 3 and the slag coating layer 4 have heat transfer resistance. Since the temperature drop caused by the heat transfer resistance, the furnace wall internal temperature T 2 becomes lower than the furnace temperature T 4. Therefore, the furnace temperature can be calculated by adding a constant temperature bias value T b , that is, (T 4 −T 2 ), to the furnace wall internal temperature T 2 .

また、炉内温度Tが変化した時は、炉壁内部温度Tが変化するが、炉壁内部温度Tの変化値は上記の炉壁3及びスラグコーティング層4の伝熱抵抗により炉内温度Tの変化値よりも小さくなる。従って、炉壁内部温度Tの変化値ΔTに所定の比率(補正係数:K)を乗じた値K×ΔTを、炉内温度Tの変化値の推定値とすることができる。 Further, the furnace when the furnace temperature T 4 is changed, although a change in furnace wall internal temperature T 2, the change value of the furnace wall internal temperature T 2 by the heat transfer resistance of the furnace wall 3 and the slag coating layer 4 It is smaller than the change value of the internal temperature T 4. Therefore, a value K × ΔT 2 obtained by multiplying the change value ΔT 2 of the furnace wall internal temperature T 2 by a predetermined ratio (correction coefficient: K) can be used as the estimated value of the change value of the furnace temperature T 4 .

まとめると、炉壁内部温度Tに、温度バイアス値T、及び炉内温度Tの変化値の推定値K×ΔTを加えることで炉内温度Tを推定することができる。この関係を式で示すと下記式(2)の通りとなる。
=T+T+K×ΔT・・・(2)
In summary, the furnace temperature T 4 can be estimated by adding the temperature bias value T b and the estimated value K × ΔT 2 of the change value of the furnace temperature T 4 to the furnace wall internal temperature T 2 . This relationship is expressed by the following formula (2).
T 4 = T 2 + T b + K × ΔT 2 (2)

スラグコーティング層4の厚さが厚いと伝熱抵抗が大きくなるので、炉内温度Tの変化に対して炉壁内部温度Tの変化は小さくなる。従って、炉壁内部温度Tの変化値に対する炉内温度Tの変化値の比率、すなわち補正係数Kは、スラグコーティング層4の厚さが厚いほど大きくなる。スラグコーティング層4が厚いと、炉壁内部温度Tは低下する。従って、炉壁内部温度Tが低いほど、炉壁内部温度変化値ΔTに対する炉内温度Tの変化値の比率である補正係数Kは大きくなる。 Since the thickness of the slag coating layer 4 and the heat transfer resistance increases thick, the change of the furnace wall internal temperature T 2 with respect to changes in furnace temperature T 4 is reduced. Thus, the ratio of the change in value of the in-furnace temperature T 4 with respect to the change value of the furnace wall internal temperature T 2, i.e. the correction coefficient K is larger as the thickness of the slag coating layer 4. When the slag coating layer 4 is thick, furnace wall internal temperature T 2 is reduced. Therefore, the lower the furnace wall internal temperature T 2, the correction coefficient K is the ratio of the furnace change value of the temperature T 4 for furnace wall internal temperature variation value [Delta] T 2 increases.

すなわち、炉壁内部温度Tが低い時は、補正係数Kは大きく、逆に、炉壁内部温度Tが高い時は、補正係数Kは小さくなる。従って、炉壁内部温度変化値ΔTに対する炉内温度変化値の比率である補正係数Kは、炉壁内部温度Tに逆比例する関係にある。 That is, when low furnace wall internal temperature T 2, the correction coefficient K is larger, conversely, when the high furnace wall internal temperature T 2, the correction coefficient K is smaller. Therefore, the correction coefficient K, which is the ratio of the temperature change value in the furnace wall to the temperature change value ΔT 2 in the furnace wall, is inversely proportional to the temperature T 2 in the furnace wall.

図4に、炉壁内部温度Tに対応する補正係数Kの変化を示す。炉壁内部温度Tが低温域へ行くに従い補正係数Kは次第に大きくなり、反対に高温域へ行くに従い、補正係数Kは次第に小さくなる。 Figure 4 shows a variation of the correction coefficient K corresponding to the furnace wall internal temperature T 2. Furnace wall internal temperature T correction factor K as it goes 2 to the cold zone is gradually increased, as it goes to the high temperature region on the opposite, the correction coefficient K is gradually decreased.

補正係数Kを用いることにより、炉内温度Tは炉壁内部温度Tと炉壁内部温度の変化値ΔTだけから求めることができる。従って、上記式(2)によれば、スラグコーティング層4の熱伝導度の影響を受けずに炉内温度を推定することができる。 By using the correction coefficient K, the furnace temperature T 4 can be obtained only from the furnace wall internal temperature T 2 and the change value ΔT 2 of the furnace wall internal temperature. Therefore, according to the formula (2), the furnace temperature can be estimated without being affected by the thermal conductivity of the slag coating layer 4.

図5は、炉内温度推定方法の一例を説明する際に使用する炉壁内部温度及び炉内温度と経過時間との関係を示す図である。
図5を参照して、炉内温度推定値の算出方法を説明する。
FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the furnace wall internal temperature and the furnace temperature and the elapsed time used when explaining an example of the furnace temperature estimation method.
With reference to FIG. 5, the calculation method of the furnace temperature estimated value will be described.

図5では、現在の時間をnとしている。炉内温度推定方法を開始した時間を0として、時間0における炉内温度を炉内温度初期値T40、時間0における炉壁内部温度を炉壁内部温度初期値T20、T40からT20を差し引いた値を温度バイアス値の初期値Tb0とする。現在の時間nで測定したT2nから炉壁内部温度初期値T20を差し引いた差分を炉壁内部温度変化値ΔT2nとする。 In FIG. 5, the current time is n. The time at which the in-furnace temperature estimation method is started is defined as 0, the in-furnace temperature at time 0 is the initial value T 40 in the in-furnace temperature, and the in-furnace wall temperature at time 0 is the initial in-wall temperature T 20 , T 40 to T 20. The value obtained by subtracting is used as the initial value T b0 of the temperature bias value. The difference obtained by subtracting the current furnace wall internal temperature initial value T 20 from the measured T 2n at time n and furnace wall internal temperature variation value [Delta] T 2n.

更に、現在の炉壁内部温度T2nに対応する補正係数K(T2n)を求める。そして、現在時間で測定したT2nにTb0を加え、上記のΔT2nにK(T2n)を乗じた値を加えて、炉内温度Tの推定値を求めることができる。 Further, a correction coefficient K (T 2n ) corresponding to the current furnace wall internal temperature T 2n is obtained. Then, the T b0 added to T 2n measured at current time, adds the value obtained by multiplying the K (T 2n) of the above [Delta] T 2n, it is possible to obtain the estimated value of the in-furnace temperature T 4.

炉壁内部温度Tと補正係数Kとの関係は、ガス化試験炉の運転実績から求めることができる。この炉壁内部温度Tと補正係数Kとの関係を、あらかじめ記憶部141に関数発生器として格納しておけば、炉壁内部温度計測値Tを求め、その値に対応する補正係数K(T)を求めることができる。新規に反応炉を建設した場合は、試運転中に試験を実施して、この炉壁内部温度Tと補正係数Kとの関係を求めることができる。 Relationship between the furnace wall internal temperature T 2 and the correction factor K can be determined from the operating performance of the gasification test furnace. The relationship between the furnace wall internal temperature T 2 and the correction coefficient K, if stored in advance as a function generator storage unit 141, obtains the furnace wall internal temperature measurement value T 2, the correction coefficient K corresponding to the value (T 2 ) can be obtained. If you build a reactor to a new, and testing is performed during commissioning, it is possible to determine the relationship between the furnace wall internal temperature T 2 and the correction coefficient K.

炉壁内部温度Tと補正係数Kとの関係は、炉内から炉外に向けた熱流れに関する伝熱計算から求めることもできる。 Relationship between the furnace wall internal temperature T 2 and the correction coefficient K can also be determined from the heat transfer calculations for the heat flow towards the furnace out of the furnace.

再び図3を参照して、伝熱計算による補正係数の求め方及び炉内温度推定方法について説明する。   Referring to FIG. 3 again, a method for obtaining a correction coefficient by heat transfer calculation and a method for estimating the furnace temperature will be described.

図3において、単位面積当たりの熱流量Qは下式により表される。
Q=(T−T)/(L/λ
Q=(T−T)/(L/λ+ L/λ
上の関係式から、TとTとの関係は下記式(3)により表される。
4=T2+(L2/λc+L3/λs)×(T2−T1)/(L1/λc) ・・・ (3)
In FIG. 3, the heat flow rate Q per unit area is expressed by the following equation.
Q = (T 2 −T 1 ) / (L 1 / λ c )
Q = (T 4 −T 2 ) / (L 2 / λ c + L 3 / λ s )
From the above relational expression, the relation between T 4 and T 2 is expressed by the following expression (3).
T 4 = T 2 + (L 2 / λ c + L 3 / λ s) × (T 2 -T 1) / (L 1 / λ c) ··· (3)

上記(3)式から、TとT の差分である温度バイアス値Tは、下記(4)式により求まる。
=T−T=(L/λ+L/λ)×(T−T)/(L/λ
・・・ (4)
炉壁内部温度の初期値T20 と炉内温度の初期値T40 を計測し、その差分を温度バイアス値の初期値Tb0 とすると、Tb0は下記(5)式により求まる。
b0=T40−T20
=(L/λ+L/λ)×(T20−T)/(L/λ) ・・・ (5)
これをT1 について整理する。
=T20−Tb×(L/λ)/(L/λ+L/λ) ・・・ (6)
上記(3)式に上記(6)式を代入し、整理すると、下記(7)式が求まる。

+Tb+(L/λ+L/λ)/(L/λ)×(T−T20)・・・ (7)
一方、上記(3)式より下記の関係が求まる。
/λ+L/λ)/(L/λ)=(T−T)/(T−T)・・・(8)
上記(8)式を上記(7)式に代入すると下記(9)式が求まる。
=T+Tb0+(T−T)/(T−T)×(T−T20) ・・・(9)
From equation (3), the temperature bias value T b which is the difference between T 4 and T 2 are, determined by the following equation (4).
T b = T 4 -T 2 = (L 2 / λ c + L 3 / λ s) × (T 2 -T 1) / (L 1 / λ c)
(4)
The furnace wall internal temperature initial value T 20 and furnace temperature initial value T 40 of the measures, when the difference between the initial value T b0 of temperature bias value, T b0 is determined by the following equation (5).
T b0 = T 40 -T 20
= (L 2 / λ c + L 3 / λ s ) × (T 20 −T 1 ) / (L 1 / λ c ) (5)
This is organized for T 1 .
T 1 = T 20 -Tb 0 × (L 1 / λ c) / (L 2 / λ c + L 3 / λ s) ··· (6)
Substituting the above formula (6) into the above formula (3) and rearranging it gives the following formula (7).
T 4 =
T 2 + Tb 0 + (L 2 / λ c + L 3 / λ s ) / (L 1 / λ c ) × (T 2 −T 20 ) (7)
On the other hand, the following relationship is obtained from the above equation (3).
L 2 / λ c + L 3 / λ s) / (L 1 / λ c) = (T 4 -T 2) / (T 2 -T 1) ··· (8)
Substituting the above equation (8) into the above equation (7) yields the following equation (9).
T 4 = T 2 + T b0 + (T 4 -T 2) / (T 2 -T 1) × (T 2 -T 20) ··· (9)

上記(9)式を上記(2)式と対応させると、炉壁内部温度Tに対応する補正係数K、及び炉壁内部温度変化値ΔTは下記(10)式及び下記(11)式により求まることが分かる。
K=(T−T)/(T−T) ・・・(10)
ΔT2=T−T20 ・・・(11)
When the above expression (9) is made to correspond to the above expression (2), the correction coefficient K corresponding to the furnace wall internal temperature T 2 and the furnace wall internal temperature change value ΔT 2 are expressed by the following expressions (10) and (11). It can be seen that
K = (T 4 −T 2 ) / (T 2 −T 1 ) (10)
ΔT 2 = T 2 −T 20 (11)

上記式(9)〜(11)の推定式によれば、炉内温度Tは、炉壁内部温度Tと炉壁外部温度Tと炉壁内部温度変化値ΔTだけで推定することができる。従って、スラグコーティング層4の熱伝導度によらずに炉内温度を推定できる。 According to the estimation formulas of the above formulas (9) to (11), the furnace temperature T 4 is estimated only by the furnace wall internal temperature T 2 , the furnace wall external temperature T 1, and the furnace wall internal temperature change value ΔT 2. Can do. Therefore, the furnace temperature can be estimated regardless of the thermal conductivity of the slag coating layer 4.

ここで、上記(10)式のKは炉内温度の推定計算結果Tを含むので、算出方法に工夫が必要となる。 Since the K of the equation (10) includes an estimation calculation result T 4 of the furnace temperature, ingenuity is required for the calculation process.

の算出方法の一つとしては、繰り返し計算による方法がある。まず上記(10)式のTを炉内温度初期値T40として上記(9)式によりTを算出し、その算出結果Tを再度上記(10)式に代入する。ここで求まる補正係数を上記(9)式に代入してTを算出する。このようにTの算出結果を再度上記(10)式に代入して求まる補正係数を上記(9)式に代入してTを算出するという、繰り返し計算を行うことによりTを求めることができる。 One way of calculating the T 4, there is a method due to repeated calculations. First, T 4 in the above equation (10) is set as the furnace temperature initial value T 40 , T 4 is calculated by the above equation (9), and the calculation result T 4 is substituted into the above equation (10) again. T 4 is calculated by substituting the correction coefficient obtained here into the equation (9). A correction coefficient which is obtained in this manner by substituting the calculation results above again (10) of T 4 that calculates of T 4 is substituted into Equation (9), determining of T 4 by performing repetitive calculations Can do.

また、上記(10)式において、Tを炉内温度初期値T40と仮定して炉内温度を推定することができる。また、炉外温度Tは通常一定であるので、Tを一定の値T10と仮定できる。以上の仮定を置くと、Tは下記式(12)及び(13)によって算出することができる。
K=(T40−T)/(T−T10) ・・・(12)
=T+(T40−T20)+K×ΔT ・・・(13)
Further, in the above equation (10), the in-furnace temperature can be estimated assuming T 4 as the in-furnace temperature initial value T 40 . Further, since the outside temperature T 1 is normally constant, it can be assumed that T 1 is a constant value T 10 . Placing the above assumption, T 4 can be calculated by the following equation (12) and (13).
K = (T 40 -T 2) / (T 2 -T 10) ··· (12)
T 4 = T 2 + (T 40 −T 20 ) + K × ΔT 2 (13)

上記式(12)及び(13)の推定式によれば、炉内温度Tは炉壁内部温度Tと炉壁内部温度変化値ΔTだけで推定することができる。従って、スラグコーティング層の熱伝導度によらずに炉内温度を推定できる。 According to the estimation formulas of the above equations (12) and (13), the furnace temperature T 4 can be estimated only from the furnace wall internal temperature T 2 and the furnace wall internal temperature change value ΔT 2 . Therefore, the furnace temperature can be estimated regardless of the thermal conductivity of the slag coating layer.

次に、一実施形態である炉内温度推定方法について、図面を用いて詳細に説明する。   Next, a furnace temperature estimation method according to an embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

図6は、本発明を適用した一実施形態である炉内温度推定方法のフローチャートを示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing a flowchart of a furnace temperature estimation method according to an embodiment to which the present invention is applied.

図1、図2及び図6を参照して、一実施形態である炉内温度推定方法について説明する。   A furnace temperature estimation method according to an embodiment will be described with reference to FIGS.

図6に示す処理工程が開始されると、最初にSTEP10の炉内温度計測工程が行われる。炉内温度計測工程では、炉内温度計測部11の炉内温度の計測値をAD変換する。次のSTEP11の炉内温度初期値設定工程では、AD変換した現在の炉内温度計測値を炉内温度初期値として記憶部141に格納する。   When the processing step shown in FIG. 6 is started, an in-furnace temperature measurement step of STEP 10 is first performed. In the in-furnace temperature measuring step, the measured value of the in-furnace temperature of the in-furnace temperature measuring unit 11 is AD converted. In the next in-furnace temperature initial value setting step of STEP 11, the current measured in-furnace temperature value converted by AD is stored in the storage unit 141 as the in-furnace temperature initial value.

次のSTEP12の炉壁外部温度計測工程では、炉壁外部温度計測部13の炉壁外部温度の計測値をAD変換する。次のSTEP13の炉壁外部温度初期値設定工程では、AD変換した現在の炉壁外部温度計測値を炉壁外部温度初期値として記憶部141に格納する。続いてSTEP14の炉壁内部温度計測工程に進む。炉壁内部温度計測工程では炉壁内部温度計測部12の炉壁内部温度の計測値をAD変換する。次のSTEP15の炉壁内部温度初期値設定工程では、AD変換した現在の炉壁内部温度計測値を、炉壁内部温度初期値として記憶部141に格納する。   In the next step 12 of the furnace wall external temperature measurement step, the measured value of the furnace wall external temperature of the furnace wall external temperature measurement unit 13 is AD converted. In the next furnace wall external temperature initial value setting step in STEP 13, the current furnace wall external temperature measured value obtained by AD conversion is stored in the storage unit 141 as the furnace wall external temperature initial value. Then, it progresses to the furnace wall internal temperature measurement process of STEP14. In the furnace wall internal temperature measurement step, the measured value of the furnace wall internal temperature of the furnace wall internal temperature measurement unit 12 is AD converted. In the next furnace wall internal temperature initial value setting step of STEP 15, the current furnace wall internal temperature measured value obtained by AD conversion is stored in the storage unit 141 as the furnace wall internal temperature initial value.

続いて、STEP20の炉壁内部温度計測工程に進む。炉壁内部温度計測工程では、炉壁内部温度計測部12の炉壁内部温度の計測値をAD変換し、現在の炉壁内部温度計測値として記憶部141に格納する。次に、STEP21の炉壁内部温度変化値算出工程では、記憶部141に格納されている現在の炉壁内部温度計測値から、記憶部141に格納されている所定時間前の炉壁内部温度計測値を差し引いた値を、炉壁内部温度変化値として算出する。   Then, it progresses to the furnace wall internal temperature measurement process of STEP20. In the furnace wall internal temperature measurement step, the measurement value of the furnace wall internal temperature of the furnace wall internal temperature measurement unit 12 is AD converted and stored in the storage unit 141 as the current furnace wall internal temperature measurement value. Next, in the furnace wall internal temperature change value calculation step of STEP 21, the furnace wall internal temperature measurement for a predetermined time stored in the storage unit 141 from the current furnace wall internal temperature measurement value stored in the storage unit 141. The value obtained by subtracting the value is calculated as the furnace wall internal temperature change value.

続くSTEP22の補正係数算出工程では、炉壁内部温度計測値の現在値を基に、記憶部141に格納された関数発生器を用いて補正係数を算出する。続くSTEP23の炉内温度推算工程では、炉壁内部温度変化値に補正係数を乗じた値と、炉壁内部温度の現在値とを用いて、上記(2)式により炉内温度推定値を算出する。   In the subsequent correction coefficient calculation step of STEP 22, the correction coefficient is calculated using the function generator stored in the storage unit 141 based on the current value of the furnace wall internal temperature measurement value. In the subsequent step 23, the estimated temperature in the furnace is calculated by the above equation (2) using the value obtained by multiplying the change in the temperature in the furnace wall by the correction coefficient and the current value of the temperature in the furnace wall. To do.

ここで、STEP22の補正係数算出工程では、補正係数Kを上記(12)式により算出することもできる。補正係数Kを上記(12)式により算出した場合は、続くSTEP23の炉内温度推算工程では、上記(13)式により炉内温度推定値を算出する。   Here, in the correction coefficient calculation step of STEP 22, the correction coefficient K can also be calculated by the above equation (12). When the correction coefficient K is calculated by the above equation (12), the in-furnace temperature estimation value is calculated by the above equation (13) in the subsequent step 23 of the in-furnace temperature estimation step.

また、STEP22の補正係数算出工程では、補正係数Kを上記(10)式により算出することもできる。補正係数Kを上記(10)式により算出した場合は、続くSTEP23の炉内温度推算工程では、上記(9)式により炉内温度Tの推定値を算出する。次にSTEP22の補正係数算出工程に戻り、STEP23で求めた炉内温度Tの推定値を基に上記(10)式により補正係数Kを算出する。次にSTEP23の炉内温度推算工程で、先のSTEP22の補正係数算出工程で求めた補正係数Kを基に、上記(9)式により炉内温度Tの推定値を算出する。
ここで求めた炉内温度Tの推定値と前回求めた炉内温度Tの推定値との差が所定の閾値内に収束するまでSTEP22とSTEP23との間で繰り返し計算を行い、炉内温度推定値を算出する。
所定の閾値としては、例えば、10℃の値をとることができ。
Further, in the correction coefficient calculation step of STEP 22, the correction coefficient K can be calculated by the above equation (10). When the correction coefficient K is calculated by the above equation (10), an estimated value of the in-furnace temperature T 4 is calculated by the above equation (9) in the subsequent step 23 of estimating the furnace temperature. Then return to the correction coefficient calculating step of STEP 22, and calculates the correction coefficient K on the basis of the estimated value of the temperature in the furnace T 4 obtained in STEP23 by equation (10). Then at furnace temperature estimation process of STEP 23, based on the correction coefficient K obtained in the previous STEP22 the correction coefficient calculating step calculates an estimated value of the in-furnace temperature T 4 by the equation (9).
Here the difference between the estimated value of the in-furnace temperature T 4 of the estimate and the furnace temperature T 4 previously determined that the determined iterate computed between the STEP22 and STEP23 to converge to within a predetermined threshold, the furnace Calculate the estimated temperature.
As the predetermined threshold, for example, a value of 10 ° C. can be taken.

上述のように、上記(10)式と(9)式との間で繰り返し計算を行う構成とすることにより、伝熱に関する理論値に近い算出結果を得るという作用を乗じる。これにより、炉内温度の推定計算の精度を向上できるという効果を生ずる。   As described above, by adopting a configuration in which the calculation is repeatedly performed between the above formulas (10) and (9), the effect of obtaining a calculation result close to the theoretical value related to heat transfer is multiplied. Thereby, the effect that the precision of the estimation calculation of the furnace temperature can be improved is produced.

次のSTEP24では処理工程を終了するか否かを判定する。処理工程を終了しない場合は、STEP20の炉壁内部温度計測工程に戻る。処理工程を終了する場合は、処理を終了する。   In the next STEP 24, it is determined whether or not to end the processing step. When not finishing a processing process, it returns to the furnace wall internal temperature measurement process of STEP20. When the processing step is finished, the processing is finished.

以上の一実施形態においては、低温かつ非腐食雰囲気である炉壁内部温度だけを連続測定することにより、炉内温度の推定計算を行っている。このことにより、温度計測子である熱電対の損傷が生じにくくなる。その結果、長時間、安定して炉内温度を推定することができるという効果を奏する。
また、炉壁内部温度だけの関数である補正係数を用いるという構成により、炉内温度の推定式において炉内から炉壁内部温度計までの熱伝導度を考慮しないという作用を生じる。その結果、スラグコーティング層の有無及び厚さが増減しても精度よく炉内温度を推定できるという効果を生じる。
In the above-described embodiment, the estimation of the furnace temperature is performed by continuously measuring only the temperature inside the furnace wall, which is a low temperature and non-corrosive atmosphere. This makes it difficult to cause damage to the thermocouple that is a temperature gauge. As a result, the furnace temperature can be estimated stably for a long time.
In addition, by using a correction coefficient that is a function of only the furnace wall internal temperature, the thermal conductivity from the inside of the furnace to the furnace wall internal thermometer is not considered in the furnace temperature estimation formula. As a result, there is an effect that the temperature in the furnace can be accurately estimated even if the presence or absence and the thickness of the slag coating layer are increased or decreased.

次に、他の実施形態である炉内温度推定方法について説明する。   Next, a furnace temperature estimation method according to another embodiment will be described.

他の実施形態では、炉内温度推定工程は図6に示すフローチャートと変わらない。他の実施形態では、離散値系での推定方法となる。そのため、STEP21の炉壁内部温度変化値算出工程における炉壁内部温度計測値の変化値の算出方法と、STEP23の炉内温度推算工程における炉内温度推定計算式が異なる。   In another embodiment, the furnace temperature estimation step is the same as the flowchart shown in FIG. In another embodiment, the estimation method is a discrete value system. Therefore, the calculation method of the change value of the furnace wall internal temperature measurement value in the furnace wall internal temperature change value calculation process of STEP 21 and the furnace temperature estimation calculation formula in the furnace temperature estimation process of STEP 23 are different.

他の実施形態では、所定のサンプル時間間隔毎に炉壁内部温度を計測し、そのサンプル時間間隔毎に炉内温度推定方法を実行する。   In another embodiment, the furnace wall internal temperature is measured every predetermined sample time interval, and the furnace temperature estimation method is executed every sample time interval.

他の実施形態では、炉壁内部温度計測値の変化値を、現在の炉壁内部温度測定値から一サンプル時間間隔前の炉壁内部温度測定値を差し引いた値とする。   In another embodiment, the change value of the furnace wall internal temperature measurement value is a value obtained by subtracting the furnace wall internal temperature measurement value one sample time interval before the current furnace wall internal temperature measurement value.

この場合の炉内温度推定値は、下記式(14)によって算出される。補正係数Kは、関数発生器により設定する。
4n=T2n+(T40−T20)+Σ(i=1) (n−1){K(T2i)×ΔT2i}+K(T2n)×ΔT2n・・・(14)
In this case, the estimated temperature in the furnace is calculated by the following equation (14). The correction coefficient K is set by a function generator.
T 4n = T 2n + (T 40 −T 20 ) + Σ (i = 1) (n−1) {K (T 2i ) × ΔT 2i } + K (T 2n ) × ΔT 2n (14)

上記式(14)において、nは現在の時間を示す整数である。nは前記炉内温度推定工程が動作を開始した時間に0の値をとり、以後は所定のサンプル時間間隔毎に1ずつ加算される。
4nは時間nでの炉内温度推定値Tを示す。同様にして、T2nは時間nでのTを示す。即ち、添え字nにより各値が現在の時間のものであることを示している。
40は時間0でのT、即ち、炉内温度初期値を示す。同様に、T20はTの初期値を示す。
K(T2n)は、炉壁内部温度計測値と補正係数との関係を予め記憶させた関数発生器を用いて、T2nに対応する補正係数を算出したものである。ΔT2nは時間nにおけるTの変化値である。具体的にはT2nからT2(n−1)を差し引いた値である。
In the above formula (14), n is an integer indicating the current time. n takes a value of 0 at the time when the in-furnace temperature estimation step starts operation, and thereafter is incremented by 1 every predetermined sample time interval.
T 4n indicates an estimated temperature T 4 in the furnace at time n. Similarly, T 2n represents the T 2 of the time n. That is, the subscript n indicates that each value is that of the current time.
T 40 represents T 4 at time 0, that is, the furnace temperature initial value. Similarly, T 20 denotes the initial value of T 2.
K (T 2n ) is obtained by calculating a correction coefficient corresponding to T 2n using a function generator in which the relationship between the measured value of the furnace wall internal temperature and the correction coefficient is stored in advance. ΔT 2n is a change value of T 2 at time n. It is specifically a value obtained by subtracting the T 2 (n-1) from T 2n.

iは過去の時間を示す整数である。iは1から(n−1)の範囲の値をとる。添え字iにより、各値が過去の時間iでの値であることを表示している。即ち、T2iは時間iでのT、K(T2i)は時間iでのTに対応する補正係数、ΔT2iは時間iにおけるTの変化値をそれぞれ示す。 i is an integer indicating the past time. i takes a value ranging from 1 to (n-1). A subscript i indicates that each value is a value at a past time i. That is, T 2i represents T 2 at time i, K (T 2i ) represents a correction coefficient corresponding to T 2 at time i, and ΔT 2i represents a change value of T 2 at time i.

この他の実施形態における炉内温度推定値の算出方法を、炉内温度と経過時間との関係を表した図7を用いて説明する。   A method for calculating the in-furnace temperature estimated value according to another embodiment will be described with reference to FIG. 7 showing the relationship between the in-furnace temperature and the elapsed time.

現在時間nで測定した炉壁内部温度計測値T2nから1サンプル時間間隔前の炉壁内部温度計測値T2(n-1)を差し引いた差分を炉壁内部温度変化値ΔT2nとする。この炉壁内部温度変化値ΔT2nに補正係数K(T2n)を乗じた値を炉内温度変化値とする。そして、現在時間nで測定したT2nに、温度バイアス値Tb0を加え、更に、時間(n−1)までの炉内温度変化値の推定値の合計値Σ(i=1) (n−1){K(T2i)×ΔT2i}と、上記のΔT2nにK(T2n)を乗じた値を加えて、炉内温度Tの推定値とする。 1 sample time interval from the furnace wall internal temperature measurement value T 2n measured current at time n before the furnace wall internal temperature measurement value T 2 the difference obtained by subtracting the (n-1) and furnace wall internal temperature variation value [Delta] T 2n. A value obtained by multiplying the furnace wall internal temperature change value ΔT 2n by a correction coefficient K (T 2n ) is defined as a furnace temperature change value. Then, the temperature bias value T b0 is added to T 2n measured at the current time n, and the total value Σ (i = 1) (n− 1) Add {K (T 2i ) × ΔT 2i } and a value obtained by multiplying the above ΔT 2n by K (T 2n ) to obtain an estimated value of the furnace temperature T 4 .

また、図7を参照すると、T4nからT4(n−1)を差し引いた値は、ΔTとK(T2n)×ΔT2nとを加算した値であることが分かる。従って、上記(14)式を変形すると、下記(15)式で炉内温度を推定することができる。
4n=T4(n−1)+ΔT2n+K(T2n)×ΔT2n ・・・(15)
Referring to FIG. 7, it can be seen that the value obtained by subtracting T 4 (n−1) from T 4n is a value obtained by adding ΔT 2 and K (T 2n ) × ΔT 2n . Therefore, when the above equation (14) is modified, the furnace temperature can be estimated by the following equation (15).
T 4n = T 4 (n-1) + ΔT 2n + K (T 2n ) × ΔT 2n (15)

上記式(14)では、1サンプル時間前の炉内温度推定値T4(n−1)だけが過去の値であるため、記憶すべき値が少なくなるという効果がある。 In the above equation (14), since only the furnace temperature estimated value T4 (n−1) one sample time before is a past value, there is an effect that the value to be stored is reduced.

以上の他の実施形態においては、離散値系での処理を行うという構成により、デジタル計算機によるデジタル処理を容易にするという作用を生じる。これにより、デジタル処理で使用する種々のフィルタ演算や平均化処理等のプログラムモジュールを容易に利用可能にするという効果を奏する。ひいては、炉内温度の推定計算の精度向上を図ることができる。   In the other embodiments described above, an operation of facilitating digital processing by a digital computer is produced by the configuration of performing processing in a discrete value system. Thereby, there is an effect that program modules such as various filter operations and averaging processes used in digital processing can be easily used. As a result, the accuracy of the estimation calculation of the furnace temperature can be improved.

なお、本発明の技術的範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。   The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

1…炉内温度推定装置付き反応炉装置、2…反応炉、3…炉壁、4…スラグコーティング層、5…バーナー、6…火炎、7…ガス出口、8…スラグ排出口、10…炉内温度推定装置、11…炉内温度計測部、12…炉壁内部温度計測部、13…炉壁外部温度計測部、14…制御装置、141…記憶部、142…演算部

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reactor apparatus with in-furnace temperature estimation apparatus, 2 ... Reaction furnace, 3 ... Furnace wall, 4 ... Slag coating layer, 5 ... Burner, 6 ... Flame, 7 ... Gas outlet, 8 ... Slag discharge port, 10 ... Furnace Internal temperature estimation device, 11 ... Furnace temperature measurement unit, 12 ... Furnace wall internal temperature measurement unit, 13 ... Furnace wall external temperature measurement unit, 14 ... Control device, 141 ... Storage unit, 142 ... Calculation unit

Claims (8)

内面がスラグコーティング層で覆われた反応炉の前記スラグコーティング層で区画された空間の温度である炉内温度を推定する炉内温度推定方法であって、
一部が前記反応炉を構成する炉壁の内部に配置された第1の熱電対を用いて、前記炉壁の内部の温度である炉壁内部温度計測値を連続して計測する炉壁内部温度計測工程と、
現在の前記炉壁内部温度計測値から、所定の時間前の前記炉壁内部温度計測値を差し引いた差分である炉壁内部温度変化値を算出する炉壁内部温度変化値算出工程と、
前記炉壁内部温度変化値を前記炉内温度の変化値に換算する補正係数であって、前記補正係数が前記炉壁内部温度計測値に逆比例する関係にあることを用いて、前記炉壁内部温度計測値に基づいて前記補正係数を算出する補正係数算出工程と、
前記炉壁内部温度変化値に前記補正係数を乗じた値の項と、前記炉壁内部温度計測値の項とを含む下記式(1)に基づいて、前記炉内温度推定値を算出する炉内温度推算工程と、
を有する炉内温度推定方法。
=T+(T40−T20)+K(T)×ΔT・・・(1)
ここで、上記式(1)において、Tは前記炉内温度推定値、Tは前記炉壁内部温度計測値、K(T)はTに対応する前記補正係数、ΔTは前記炉壁内部温度計測値の変化値、T40は当該炉内温度推定方法の開始時に計測される前記炉内温度の計測値である炉内温度初期値、T20は当該炉内温度推定方法の開始時に計測される前記炉壁内部温度計測値である炉壁内部温度初期値をそれぞれ示す。
A furnace temperature estimation method for estimating a furnace temperature which is a temperature of a space defined by the slag coating layer of a reactor whose inner surface is covered with a slag coating layer,
The inside of the furnace wall that continuously measures the temperature measured inside the furnace wall, which is the temperature inside the furnace wall, using a first thermocouple partially disposed inside the furnace wall constituting the reactor Temperature measurement process,
A furnace wall internal temperature change value calculating step for calculating a furnace wall internal temperature change value that is a difference obtained by subtracting the furnace wall internal temperature measurement value of a predetermined time from the current furnace wall internal temperature measurement value;
A correction coefficient for converting the furnace wall internal temperature change value into the furnace temperature change value, wherein the correction coefficient is inversely proportional to the furnace wall internal temperature measurement value. A correction coefficient calculation step of calculating the correction coefficient based on the internal temperature measurement value;
A furnace for calculating the furnace temperature estimated value based on the following equation (1) including a term of a value obtained by multiplying the furnace wall internal temperature change value by the correction coefficient and a term of the furnace wall internal temperature measurement value. Internal temperature estimation process,
An in-furnace temperature estimation method.
T 4 = T 2 + (T 40 −T 20 ) + K (T 2 ) × ΔT 2 (1)
Here, in the above formula (1), T 4 is the furnace temperature estimated value, T 2 is the furnace wall internal temperature measurement value, K (T 2 ) is the correction coefficient corresponding to T 2 , and ΔT 2 is the above The change value of the measured temperature inside the furnace wall, T 40 is the initial value of the furnace temperature that is the measured value of the furnace temperature measured at the start of the furnace temperature estimation method, and T 20 is the value of the furnace temperature estimation method. The furnace wall internal temperature initial value, which is the furnace wall internal temperature measurement value measured at the start, is shown.
前記炉壁内部温度計測値の変化値は、前記炉壁内部温度計測値から、前記炉壁内部温度初期値を差し引いた値である、
請求項1に記載の炉内温度推定方法。
The change value of the furnace wall internal temperature measurement value is a value obtained by subtracting the furnace wall internal temperature initial value from the furnace wall internal temperature measurement value.
The furnace temperature estimation method according to claim 1.
前記補正係数は、前記炉壁内部温度計測値に基づいて、前記炉壁内部温度計測値と前記補正係数との対応関係を予め記憶させた関数発生器により算出される、
請求項2に記載の炉内温度推定方法。
The correction coefficient is calculated based on the furnace wall internal temperature measurement value by a function generator in which a correspondence relationship between the furnace wall internal temperature measurement value and the correction coefficient is stored in advance.
The in-furnace temperature estimation method according to claim 2.
前記炉壁内部温度計測値に対応した補正係数は、下記式(2)によって算出される、
請求項2に記載の炉内温度推定方法。
K(T)=(T40−T)/(T−T10) ・・・(2)
ここで、上記式(2)において、K(T)はTに対応した補正係数、T40は当該炉内温度推定方法の開始時に計測される前記炉内温度の計測値、Tは前記炉壁内部温度計測値、T10は当該炉内温度推定方法の開始時に計測される前記炉壁の外面温度の計測値を、それぞれ示す。
The correction coefficient corresponding to the furnace wall internal temperature measurement value is calculated by the following equation (2).
The in-furnace temperature estimation method according to claim 2.
K (T 2 ) = (T 40 −T 2 ) / (T 2 −T 10 ) (2)
Here, in the above formula (2), K (T 2 ) is a correction coefficient corresponding to T 2 , T 40 is a measured value of the furnace temperature measured at the start of the furnace temperature estimation method, and T 2 is the furnace wall internal temperature measurements, T 10 is a measurement of the external surface temperature of the furnace wall is measured at the start of the furnace temperature estimation method, respectively.
前記炉壁内部温度が所定のサンプル時間間隔毎に計測され、当該炉内温度推定方法が、前記サンプル時間間隔毎に実行される離散値系の計算方法であって、
前記炉壁内部温度計測値の変化値は、現在の前記炉壁内部温度計測値から前記サンプル時間間隔前の前記炉壁内部温度計測値を差し引いた値である、
請求項1に記載の炉内温度推定方法。
The furnace wall internal temperature is measured at predetermined sample time intervals, and the furnace temperature estimation method is a discrete value system calculation method executed at each sample time interval,
The change value of the furnace wall internal temperature measurement value is a value obtained by subtracting the furnace wall internal temperature measurement value before the sample time interval from the current furnace wall internal temperature measurement value.
The furnace temperature estimation method according to claim 1.
前記炉内温度推定値は、
下記式(3)によって算出される、請求項5に記載の炉内温度推定方法。
4n=T2n+(T40−T20) +K(T2n)×ΔT2n+Σ(i=1) (n−1){K(T2i)×ΔT2i}・・・(3)
ここで、上記式(3)において、nは現在の時間を示す整数であり、前記炉内温度推定工程が動作を開始した時間に0の値をとり、以後は前記サンプル時間間隔毎に1ずつ加算される。T4nは時間nでの前記炉内温度推定値、T2nは時間nでの前記炉壁内部温度計測値、T40は前記炉内温度初期値、T20は前記炉壁内部温度初期値をそれぞれ示す。K(T2n)は前記炉壁内部温度計測値と補正係数との関係を予め記憶させた関数発生器により算出される時間nでの前記炉壁内部温度計測値T2nに対応する補正係数を示す。ΔT2nは時間nにおける前記炉壁内部温度計測値から時間(n−1)の前記炉壁内部温度計測値を差し引いた値を示す。iは過去の時間を示す整数であり、1から(n−1)の値をとる。T2iは時間iでの前記炉壁内部温度計測値を示す。K(T2i)は前記炉壁内部温度計測値と補正係数との関係を予め記憶させた関数発生器により算出される時間iでの前記炉壁内部温度計測値T2iに対応する補正係数を示す。ΔT2iは時間iにおける前記炉壁内部温度計測値の変化値を示す。
The estimated furnace temperature is:
The in-furnace temperature estimation method according to claim 5, which is calculated by the following equation (3).
T 4n = T 2n + (T 40 -T 20 ) + K (T 2n ) × ΔT 2n + Σ (i = 1) (n−1) {K (T 2i ) × ΔT 2i } (3)
Here, in the above formula (3), n is an integer indicating the current time, takes a value of 0 at the time when the in-furnace temperature estimation step starts operation, and thereafter 1 at each sampling time interval. Is added. T 4n is the estimated temperature inside the furnace at time n, T 2n is the measured value inside the furnace wall at time n, T 40 is the initial temperature inside the furnace, and T 20 is the initial temperature inside the furnace wall. Each is shown. K (T 2n ) is a correction coefficient corresponding to the furnace wall internal temperature measurement value T 2n at time n calculated by a function generator in which the relationship between the furnace wall internal temperature measurement value and the correction coefficient is stored in advance. Show. ΔT 2n indicates a value obtained by subtracting the furnace wall internal temperature measurement value at time (n−1) from the furnace wall internal temperature measurement value at time n. i is an integer indicating the past time, and takes a value from 1 to (n-1). T 2i indicates the measured value of the temperature inside the furnace wall at time i. K (T 2i ) is a correction coefficient corresponding to the furnace wall internal temperature measurement value T 2i at time i calculated by a function generator in which the relationship between the furnace wall internal temperature measurement value and the correction coefficient is stored in advance. Show. ΔT 2i represents a change value of the measured temperature inside the furnace wall at time i.
前記炉内温度推定値を記憶する工程を有し、
前記炉内温度推定値は、
下記式(4)によって算出される、請求項5に記載の炉内温度推定方法。
4n=T4(n−1)+ΔT2n+K(T2n)×ΔT2n ・・・(4)
ここで、上記式(4)において、nは前記炉内温度推定工程が動作を開始した時間に0の値をとり、以後は所定のサンプル時間間隔毎に1ずつ加算される、現在の時間を示す整数である。T4nは時間nでの前記炉内温度推定値を示す。T4(n−1)は時間(n−1)での前記炉内温度推定値を示す。ΔT2nは時間nにおける前記炉壁内部温度計測値から時間(n−1)の前記炉壁内部温度計測値を差し引いた値を示す。T2nは時間nでの前記炉壁内部温度計測値Tを示す。K(T2n)は前記炉壁内部温度計測値と補正係数との関係を予め記憶させた関数発生器を用いて求めたT2nに対応する補正係数を示す。
Storing the estimated temperature inside the furnace,
The estimated furnace temperature is:
The in-furnace temperature estimation method according to claim 5, which is calculated by the following equation (4).
T 4n = T 4 (n−1) + ΔT 2n + K (T 2n ) × ΔT 2n (4)
Here, in the above formula (4), n takes a value of 0 at the time when the in-furnace temperature estimation process starts to operate, and thereafter, the current time is incremented by 1 every predetermined sample time interval. Is an integer. T 4n represents the estimated temperature in the furnace at time n. T4 (n-1) represents the estimated temperature in the furnace at time (n-1). ΔT 2n indicates a value obtained by subtracting the furnace wall internal temperature measurement value at time (n−1) from the furnace wall internal temperature measurement value at time n. T 2n indicates the furnace wall internal temperature measurement value T 2 at time n. K (T 2n ) represents a correction coefficient corresponding to T 2n obtained using a function generator in which the relationship between the measured value inside the furnace wall temperature and the correction coefficient is stored in advance.
内面がスラグコーティング層で覆われた反応炉の前記スラグコーティング層で区画された空間の温度である炉内温度を推定する炉内温度推定装置であって、
前記炉内温度推定装置は、前記炉内温度を計測する炉内温度計測部と、前記炉壁内部温度を計測する炉壁内部温度計測部と、制御装置とを有し、
前記制御装置は、記憶部と、演算部とを有し、
前記炉壁内部温度計測部の熱電対は前記反応炉の一部を構成する炉壁の内部に設置されており、
前記記憶部は、前記炉壁内部温度計測値と前記補正係数との対応関係を前記関数発生器として格納しており、
前記演算部は、前記補正係数を用いた炉内温度推定計算を実行する、
ことを特徴とする炉内温度推定装置。
An in-furnace temperature estimation device for estimating an in-furnace temperature which is a temperature of a space defined by the slag coating layer of a reactor whose inner surface is covered with a slag coating layer,
The furnace temperature estimation device has a furnace temperature measurement unit that measures the furnace temperature, a furnace wall internal temperature measurement unit that measures the furnace wall internal temperature, and a control device,
The control device includes a storage unit and a calculation unit,
The thermocouple of the furnace wall internal temperature measurement unit is installed inside the furnace wall constituting a part of the reactor,
The storage unit stores a correspondence relationship between the furnace wall internal temperature measurement value and the correction coefficient as the function generator,
The calculation unit performs an in-furnace temperature estimation calculation using the correction coefficient.
An in-furnace temperature estimation device.
JP2015144780A 2015-07-22 2015-07-22 Furnace temperature estimation method and furnace temperature estimation device Active JP6655316B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015144780A JP6655316B2 (en) 2015-07-22 2015-07-22 Furnace temperature estimation method and furnace temperature estimation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015144780A JP6655316B2 (en) 2015-07-22 2015-07-22 Furnace temperature estimation method and furnace temperature estimation device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017026448A true JP2017026448A (en) 2017-02-02
JP6655316B2 JP6655316B2 (en) 2020-02-26

Family

ID=57950429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015144780A Active JP6655316B2 (en) 2015-07-22 2015-07-22 Furnace temperature estimation method and furnace temperature estimation device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6655316B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114178504A (en) * 2021-12-13 2022-03-15 北京航星机器制造有限公司 Intelligent temperature control method for low-pressure casting aluminum alloy melt

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07248267A (en) * 1994-03-10 1995-09-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Temperature measuring method
JPH08174895A (en) * 1994-12-21 1996-07-09 Tec Corp Thermal printer
JP2001234217A (en) * 2000-02-28 2001-08-28 Nippon Steel Corp Estimation and prediction method for blast furnace bottom condition
JP2006010473A (en) * 2004-06-25 2006-01-12 Shin Nippon Air Technol Co Ltd Method for measuring fluid temperature flowing through pipe and method for measuring fluid heat quantity

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07248267A (en) * 1994-03-10 1995-09-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Temperature measuring method
JPH08174895A (en) * 1994-12-21 1996-07-09 Tec Corp Thermal printer
JP2001234217A (en) * 2000-02-28 2001-08-28 Nippon Steel Corp Estimation and prediction method for blast furnace bottom condition
JP2006010473A (en) * 2004-06-25 2006-01-12 Shin Nippon Air Technol Co Ltd Method for measuring fluid temperature flowing through pipe and method for measuring fluid heat quantity

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114178504A (en) * 2021-12-13 2022-03-15 北京航星机器制造有限公司 Intelligent temperature control method for low-pressure casting aluminum alloy melt
CN114178504B (en) * 2021-12-13 2022-09-02 北京航星机器制造有限公司 Intelligent temperature control method for low-pressure casting aluminum alloy melt

Also Published As

Publication number Publication date
JP6655316B2 (en) 2020-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0244186Y2 (en)
US8765018B2 (en) Method for controlling a reforming reaction by measurement of the temperature of the reforming tubes and functional parameter modification
JP6655316B2 (en) Furnace temperature estimation method and furnace temperature estimation device
EP3462153B1 (en) Method for determining a local hot gas temperature in a hot gas duct, and devices for carrying out the method
JP6863919B2 (en) Furnace wall condition evaluation device, furnace wall condition evaluation method, and furnace wall condition evaluation program
CN105423273A (en) Spectroscopic boiler anti-coking system and control method
Pyszko et al. Measuring temperature of the atmosphere in the steelmaking furnace
Raj et al. Temperature measurements in a laboratory scale furnace for manufacturing of silicon carbide through Acheson process
JP4676913B2 (en) Hot stove brick temperature measuring device and method for mounting the temperature measuring device
JP2008249462A (en) Method of measuring temperature of combustion exhaust gas of waste incinerator
JP2009068755A (en) Reactor device and reactor gas temperature estimating method
JP6863257B2 (en) Waste incinerator Boiler blockage and corrosion control methods
RU2608572C2 (en) Method of graphitization furnace core temperature determining
CN205227276U (en) Spectrum formula boiler anti -coking system
KR20080081140A (en) A thermocouple for a flowing bed boiler
KR100689153B1 (en) Method for estimating temperature of slab in heating furnace
JP2021099269A (en) Calorimeter
CN215598566U (en) Protection device of optical fiber thermometer
Waldmann et al. Corrosion monitoring in waste-to-energy plants
CN206089594U (en) Gasification furnace
KR102222426B1 (en) Device for measuring Internal environment of combustor
JP2020067197A (en) Method for inspecting refractory of atmospheric furnace and method for producing reduced iron
JP4181075B2 (en) Early detection method for blast furnace hearth temperature level
JP2010025464A (en) Unit for measuring molten material surface level in vertical type furnace and measuring method therefor
CN205919904U (en) Pot calciner's photoelectricity temperature sensor protection architecture

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180223

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20180223

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181218

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190218

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190716

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190904

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200107

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200203

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6655316

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250