JP2525698B2 - 高炉ベンチュリスクラバの運転制御方法 - Google Patents

高炉ベンチュリスクラバの運転制御方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高炉炉頂より発生する高
炉ガスの除塵設備の 1つであるベンチュリスクラバの入
側と出側の差圧制御及び噴射水流量制御を行なう、高炉
ベンチュリスクラバの運転制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】高炉炉頂より発生する高炉ガス(Bガ
ス)は10〜50g/Nm3 のダストを含むため、そのままでは
燃料として使えない。そこで、このダストを除去するた
めの付帯設備として、ガス清浄設備がある。このガス清
浄設備は、一般に、図6に示す如く、除塵器1、ベンチ
ュリスクラバ2、湿式電気集塵機3を直列配置すること
にて構成されている。
【0003】尚、図6において、1は除塵器、1Aはダ
ストバルブ、1Bはバッグミル、2はベンチュリスクラ
バ、3は湿式集塵機、3Aはゴッグル弁、4は高炉、4
Aは羽口、5は熱風炉、6は高炉ガスホルダ、7はシッ
クナ、8は冷却塔、9はスラジ工場、10は還元ペレッ
ト工場である。
【0004】そして、ベンチュリスクラバ2の役割は、
荒ガスの含塵濃度を 8〜10g/Nm3 から0.5g/Nm3程度と
し、かつ温度を40℃程度に低下させることにあり、図7
に示す如く、入側と出側の差圧を制御するためにスロー
ト可変翼15を有し、かつガス洗浄水噴射ノズル17か
らの噴射水流量を制御するために噴射調節弁18を有し
ている。
【0005】尚、図7において、11はガス加速のため
の絞り部、12はダスト捕集のためのスロート部、13
はガス圧回復のためのディフューザ部、14はスラリー
分離のためのミストセパレータ、15はガス速度制御の
ためのスロート可変翼、16は可変翼駆動のための可変
翼駆動部、17はダスト洗浄のための噴射ノズル、18
は流量調整のための噴射調節弁、19は洗浄水をシール
しながら排水する排水管、20はミストセパレータ14
の下部に溜るスラッジを周期的に排出する上下弁を備え
るスラッジ排水弁、21は水位をコントロールする水位
検出タンク、22は緊急排水弁開タイミングを検出する
+800mmの最高水位センサ、23は+500mmの
高水位センサ、24は±0mmの定常水位センサ、25
は−100mmの低水位センサ、26は緊急遮断弁閉タ
イミングを検出する−300mmの最低水位センサ、2
7はシックナ7への排水トラフ、28はストレーナー、
29は緊急排水弁、30は手動弁、31は緊急遮断弁、
32はオーバーフロー弁、33は汚水ポンプ、34はデ
ミスタ、35は洗浄水コントロール弁となるデミスタ調
節弁、36はガス放散のためのブリーダ、37はガス爆
発防止のための蒸気遮断弁である。
【0006】然るに、従来技術では、ベンチュリスクラ
バ2を下記(A) 、(B) により運転制御している(図8参
照)。
【0007】(A) 差圧制御 差圧制御装置41により、差圧センサ42の検出値を一
定の設定値と比較し、この比較結果に基づき、可変翼駆
動制御部43をして可変翼駆動部16を駆動制御し、ス
ロート可変翼15をフィードバッグ制御する。
【0008】(B) 噴射水流量制御 噴射水流量制御装置51により、噴射水流量センサ52
の検出値を一定の設定値と比較し、この比較結果に基づ
き、調節弁駆動制御部53をして調節弁駆動部54を駆
動制御し、噴射調節弁18をフィードバッグ制御する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来技術
では、差圧制御も噴射水流量制御も、一定の設定値を目
標値とする定値制御であるため、高炉内のガスの吹き抜
け、燃料のスリップ、原料の炉内への装入等により、高
炉ガス発生量が変動するとき、一定の集塵効率を保つこ
とができない。
【0010】尚、特開昭53-132412 号公報には、ベンチ
ュリスクラバを通過する通過ガス量に対応させて、散水
量を増減するものが提案されている。然しながら、この
ものは、温度変動を伴う通過ガスの量を正確に測定し得
る手段がないため、実現不能である。
【0011】また、特開昭49−64070号公報に
は、ベンチュリスクラバを通過するガスに水を噴射する
ことにて除塵するものが記載されている。しかしなが
ら、この従来技術では、ベンチュリスクラバを通過する
ガス流を差圧を用いて推定し、水噴射量を決定してい
る。このため、高炉ガス発生量の変動に対しては、一定
の集塵効率を確保できない。 また、特公昭46−180
72号公報には、ベンチュリスクラバのスロートを通過
するガス圧力損失を一定値に保てばベンチュリスクラバ
の集塵効率をほぼ一定値に保つことができる旨を述べて
いるに過ぎない。しかしながら、この従来技術では、最
初のガス量を基準に最適注水量を定めておき、圧力損失
の変化に基づいて注水量の増減制御を行なうものとして
いる。このため、高炉ガス発生量の変動に対しては、一
定の集塵効率を確保できない。本発明は、高炉ガス発生
量の変動に対して常に一定の集塵効率を確保するため、
高炉ガス発生量に見合った差圧制御と噴射水流量制御と
を行なうことを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガス洗浄水噴
射ノズルからの噴射水流量を制御する噴射水流量制御装
置と、入側と出側の差圧を差圧制御弁によって制御する
差圧制御装置とを有する高炉ベンチュリスクラバの運転
制御方法において、ベンチュリスクラバを通過する高炉
ガス量を高炉送風流量、富化酸素流量及び高炉ガス成分
から高炉ガス発生量として演算し、演算した高炉ガス発
生量に基づき、差圧最適値と噴射水流量最適値とを求
め、上記差圧最適値を前記差圧制御装置の目標値とし、
かつ上記噴射水流量最適値を前記噴射水流量制御装置の
目標値としてベンチュリスクラバを運転制御するように
したものである。
【0013】
【作用】高炉ガス発生量BVol (Nm3/min)は、高炉送
風流量BV (Nm3/min)、その高炉ガス中に吹き込む富
化酸素流量Vo (Nm3/min)、及び高炉ガス成分(N2
成分)TGN2 (%)から、下記(1) 式にて演算できる。
【0014】 BVol =79(BV −Vo )/ TGN2 ・・・ (1) 然るに、本発明にあっては、図1に示す如く、主演算装
置61により、上記(1) 式を用いて、高炉ガス発生量を
演算する。
【0015】そして、第1副演算装置62により、上記
高炉ガス発生量に基づき、差圧最適値を演算する。この
差圧最適値は、予め定めてある変換テーブル(図2参
照)もしくは関数式等を用いて演算される。
【0016】また、第2副演算装置63により、上記高
炉ガス発生量に基づき、噴射水流量最適値を演算する。
この噴射水流量最適値は、予め定めてある変換テーブル
(図3参照)もしくは関数式等を用いて演算される。
【0017】これにより、下記(A) 、(B) により、ベン
チュリスクラバ2を運転制御する。
【0018】(A) 差圧制御 差圧設定器62Aにより、第1副演算装置62が演算し
た差圧最適値を差圧制御装置41に入力する。そして、
差圧制御装置41により、差圧センサ42の検出値を上
記差圧最適値と比較し、この比較結果に基づき、可変翼
駆動制御部43をして可変翼駆動部16を駆動制御し、
スロート可変翼15をフィードバッグ制御する。
【0019】(B) 噴射水流量制御 噴射水流量設定器63Aにより、第2副演算装置63が
演算した噴射水流量最適値を噴射水流量制御装置51に
入力する。そして、噴射水流量制御装置51により、噴
射水流量センサ52の検出値を上記噴射水流量最適値と
比較し、この比較結果に基づき、調節弁駆動制御部53
をして調節弁駆動部54を駆動制御し、噴射調節弁18
をフィードバッグ制御する。
【0020】即ち、本発明にあっては、ベンチュリスク
ラバを通過する高炉ガス量をまず求め、このガス量に対
し最適な差圧値と噴射水流量値とを決定したものであ
る。これにより、高炉ガス発生量に見合った差圧制御と
噴射水流量制御とを行なうこととなり、従来の定値制御
では実現不可能であった、高炉ガス発生量の変動に対し
て常に一定の集塵効率を確保することができる。
【0021】尚、高炉内のガスの吹き抜け、原料のスリ
ップ、原料の炉内への装入等による、高炉ガス発生量の
突発的な変動は、高炉内圧力の変動に起因して変動する
高炉送風流量にて反映される。
【0022】
【実施例】図4に示すベンチュリスクラバ2において、
直径Dt なるスロート部の壁面に内径Dn の注入孔をn
個設け、高速度の含塵流体(乱流)に対し、直角に水を
噴射する。噴射水はガス気流によって霧化作用を受け、
微細化される。注水量(噴射水量)qとガス量lとの比
(液ガス比)Lは、ダストの細やかさや含塵濃度によっ
て定まり、普通下記(2) 式の範囲にある。
【0023】 L=q/l=0.5 〜 5 (l(水)/m3 (ガス)) ・・・ (2) 一方、圧損をスロート部におけるガス動圧で表わすと、
下記(3) 式の如くになる。
【0024】 △P=(0.5 +L)γ/2g・v2 ・・・ (3) 但し、vは気体の速度(m/sec )、γは気体の比重、g
は重力加速度である。
【0025】ここで、 2種のダストに対するベンチュリ
スクラバの集塵率の実験データを図5に示す。ここで、
このデータは、撥水性のダストであるパラフィンに対す
るものである(△t=500 〜1250mmAq、L=1.4 〜3 l/
m3)。これより、実験条件△p=500mmAq 、L=1.4 l/
m3のもので得られた曲線bと、△p=1250mmAq、L=3
l/m3のもので得られた曲線aとを比較すると、平均粒径
dt =0.2 μm なるダストに対し、集塵率は65%から98
%に増大する。
【0026】この結果から判断しても、ベンチュリスク
ラバの制御目標値として、一定の△p、一定の噴射水流
量を与えていたのでは、ベンチュリスクラバを通るガス
量が変動した場合に、集塵率が極端に低下すること(最
悪の場合には60%程度の低下)が認められる。
【0027】本発明では、ベンチュリスクラバを通過す
る高炉ガス発生量を常時演算し、この高炉ガス発生量に
見合ったベンチュリスクラバの差圧△p及び噴射水流量
を自動的に設定するものであるため、集塵効率が上述の
60%程度に低下することなく、常に90%台の集塵率を得
ることができる。
【0028】以上のように、本発明では、ベンチュリス
クラバの制御目標値としてベンチュリスクラバを通過す
る高炉ガス発生量に見合った最適な差圧及び噴射水流量
を与えるため、高い集塵率が維持できる。従って、ベン
チュリスクラバの下流に位置する多様な設備の保護、例
えばダスト閉塞等による設備故障がなくなり、電気集塵
機、熱風炉等におけるトラブルの発生を防止し、高炉の
稼働率を向上できる。また、噴射水流量等を最適制御す
るため、エネルギコストの低減に寄与できる。
【0029】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、高炉ガス
発生量の変動に対して常に一定の集塵効率を確保するた
め、高炉ガス発生量に見合った差圧制御と噴射水流量制
御とを行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の一実施例を示すブロック図であ
る。
【図2】図2は高炉ガス発生量と差圧最適値との関係を
示す線図である。
【図3】図3は高炉ガス発生量と噴射水流量最適値との
関係を示す線図である。
【図4】図4はベンチュリスクラバの基本構造を示す模
式図である。
【図5】図5は集塵特性図である。
【図6】図6は高炉ガス清浄設備を示す模式図である。
【図7】図7はベンチュリスクラバを示す模式図であ
る。
【図8】図8は従来方法を示すブロック図である。
【符号の説明】
2 ベンチュリスクラバ 15 スロート可変翼 16 可変翼駆動部 17 噴射ノズル 18 噴射調節弁 41 差圧制御装置 51 噴射水流量制御装置 61 主演算装置

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガス洗浄水噴射ノズルからの噴射水流量
    を制御する噴射水流量制御装置と、入側と出側の差圧を
    差圧制御弁によって制御する差圧制御装置とを有する高
    炉ベンチュリスクラバの運転制御方法において、ベンチ
    ュリスクラバを通過する高炉ガス量を高炉送風流量、富
    化酸素流量及び高炉ガス成分から高炉ガス発生量として
    演算し、演算した高炉ガス発生量に基づき、差圧最適値
    と噴射水流量最適値とを求め、上記差圧最適値を前記差
    圧制御装置の目標値とし、かつ上記噴射水流量最適値を
    前記噴射水流量制御装置の目標値としてベンチュリスク
    ラバを運転制御することを特徴とする高炉べンチュリス
    クラバの運転制御方法。
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