JP2936914B2 - 石炭調湿設備の調湿炭の水分制御方法 - Google Patents
石炭調湿設備の調湿炭の水分制御方法Info
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- JP2936914B2 JP2936914B2 JP4261565A JP26156592A JP2936914B2 JP 2936914 B2 JP2936914 B2 JP 2936914B2 JP 4261565 A JP4261565 A JP 4261565A JP 26156592 A JP26156592 A JP 26156592A JP 2936914 B2 JP2936914 B2 JP 2936914B2
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコークスの製造に当たっ
ての石炭の乾燥方法、特にコークス乾式消火設備（以下
ＣＤＱ設備という）のボイラーから発生する蒸気を利用
し、石炭調湿設備の間接加熱乾燥機で石炭を乾燥させる
方法に係わるもので、コークス炉への装入石炭の水分含
有量を最適目標水分含有量に制御する方法に関するもの
である。
ての石炭の乾燥方法、特にコークス乾式消火設備（以下
ＣＤＱ設備という）のボイラーから発生する蒸気を利用
し、石炭調湿設備の間接加熱乾燥機で石炭を乾燥させる
方法に係わるもので、コークス炉への装入石炭の水分含
有量を最適目標水分含有量に制御する方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】コークスの製造に際して、装入する石炭
を予め適当な水分含有量まで乾燥することはコークス炉
の熱負荷を低減できることから極めて有利なことであ
る。このため従来よりコークス炉に装入される石炭をい
かにして所定の水分含有量にまで乾燥するかということ
が重要な課題になっている。例えば熱風気流を直接石炭
と接触させる気流乾燥法や流動床法、或いは熱交換器を
介して熱媒体を間接的に石炭と接触させることにより乾
燥させる間接加熱乾燥法（特開昭60-192789 号公報）等
または石炭乾燥装置からのドレンをフラッシュさせて得
られる熱水を利用するコークス炉用原料炭の調質装置
（実開平1-173148号公報、実開平1-173149号公報）等多
くの方法が提案されている。
を予め適当な水分含有量まで乾燥することはコークス炉
の熱負荷を低減できることから極めて有利なことであ
る。このため従来よりコークス炉に装入される石炭をい
かにして所定の水分含有量にまで乾燥するかということ
が重要な課題になっている。例えば熱風気流を直接石炭
と接触させる気流乾燥法や流動床法、或いは熱交換器を
介して熱媒体を間接的に石炭と接触させることにより乾
燥させる間接加熱乾燥法（特開昭60-192789 号公報）等
または石炭乾燥装置からのドレンをフラッシュさせて得
られる熱水を利用するコークス炉用原料炭の調質装置
（実開平1-173148号公報、実開平1-173149号公報）等多
くの方法が提案されている。
【０００３】しかしながら、これらの方法は石炭の乾燥
方法のみの提案であり、石炭水分を目標水分値に制御す
る具体的な制御方法は提案されておらず、また、これら
の水分制御精度は不十分なのが現実である。
方法のみの提案であり、石炭水分を目標水分値に制御す
る具体的な制御方法は提案されておらず、また、これら
の水分制御精度は不十分なのが現実である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】コークスの製造に当た
って、石炭調湿設備の調湿炭の水分制御精度が良くない
と以下に述べるような問題点が生ずる。 1) 調湿炭水分が目標より高いとコークス炉での熱損失
並びにコークス炉レンガへの熱衝撃が大きくなり、コー
クス炉操業に支障をきたす。 2) 調湿炭水分が目標より低いと粉塵の発生が多くなる
等環境面での問題が生ずる。 この発明は上記のような問題を解決するためになされた
もので、本発明の目的は、目標とする調湿炭の水分を最
適に目標水分値に制御できる方法を提供することにあ
る。
って、石炭調湿設備の調湿炭の水分制御精度が良くない
と以下に述べるような問題点が生ずる。 1) 調湿炭水分が目標より高いとコークス炉での熱損失
並びにコークス炉レンガへの熱衝撃が大きくなり、コー
クス炉操業に支障をきたす。 2) 調湿炭水分が目標より低いと粉塵の発生が多くなる
等環境面での問題が生ずる。 この発明は上記のような問題を解決するためになされた
もので、本発明の目的は、目標とする調湿炭の水分を最
適に目標水分値に制御できる方法を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題は、間接加熱乾
燥機の物質熱収支により乾燥機への必要蒸気量を計算
し、供給蒸気量を制御する方法、また前記に水分測定装
置等を用いて出側石炭水分を連続測定し、目標値との偏
差により供給蒸気量を制御する方法を組合わせた水分制
御方法を利用することによって解決される。本発明は、
(1) コークス炉にて乾留を終えた赤熱コークスをコー
クス乾式消火設備にて冷却し消火コークスを得るととも
に、該コークスの排熱をボイラーにて蒸気として回収
し、該蒸気をスチームタービン・発電機に供給し電気エ
ネルギー並びに蒸気を回収・抽出し、該抽出蒸気をキャ
リアガスを循環する間接加熱乾燥機に供給し、配合炭を
乾燥させ調湿炭を得る方法において、該間接加熱乾燥機
への配合炭の搬送量、配合炭並びに調湿炭の水分を測定
し、これらの測定値より物質収支を演算し、更に、該間
接加熱乾燥機の入側配合炭並びに出側調湿炭の温度及び
該間接加熱乾燥機の入側並びに出側のキャリアガス温度
を夫々測定し、これらの測定値より熱収支を演算し、前
記物質及び熱収支結果から間接加熱乾燥機への供給全必
要熱量を演算し、該供給全必要熱量より間接加熱乾燥機
への蒸気供給圧力又は蒸気供給量を演算し、該蒸気供給
圧力値又は蒸気供給量値を設定値として間接加熱乾燥機
への供給蒸気量調節計にアウトプットし、フイードフォ
ワード（以下ＦＦという）制御することを特徴とする石
炭調湿設備の調湿炭の水分制御方法であり、(2) 前記
のＦＦ制御方法に、さらに、実績調湿石炭水分値と目標
調湿石炭水分値との偏差から補正係数を算出し、該補正
係数を前記蒸気供給圧力値又は蒸気供給量値に付加する
か、又はＰＩＤ制御により該偏差分をなくすように一定
の係数を持たせてその出力を設定供給圧力値又は蒸気供
給量値に付加することにより、間接加熱乾燥機への供給
蒸気量を制御することを特徴とする石炭調湿設備の調湿
炭の水分制御方法である。
燥機の物質熱収支により乾燥機への必要蒸気量を計算
し、供給蒸気量を制御する方法、また前記に水分測定装
置等を用いて出側石炭水分を連続測定し、目標値との偏
差により供給蒸気量を制御する方法を組合わせた水分制
御方法を利用することによって解決される。本発明は、
(1) コークス炉にて乾留を終えた赤熱コークスをコー
クス乾式消火設備にて冷却し消火コークスを得るととも
に、該コークスの排熱をボイラーにて蒸気として回収
し、該蒸気をスチームタービン・発電機に供給し電気エ
ネルギー並びに蒸気を回収・抽出し、該抽出蒸気をキャ
リアガスを循環する間接加熱乾燥機に供給し、配合炭を
乾燥させ調湿炭を得る方法において、該間接加熱乾燥機
への配合炭の搬送量、配合炭並びに調湿炭の水分を測定
し、これらの測定値より物質収支を演算し、更に、該間
接加熱乾燥機の入側配合炭並びに出側調湿炭の温度及び
該間接加熱乾燥機の入側並びに出側のキャリアガス温度
を夫々測定し、これらの測定値より熱収支を演算し、前
記物質及び熱収支結果から間接加熱乾燥機への供給全必
要熱量を演算し、該供給全必要熱量より間接加熱乾燥機
への蒸気供給圧力又は蒸気供給量を演算し、該蒸気供給
圧力値又は蒸気供給量値を設定値として間接加熱乾燥機
への供給蒸気量調節計にアウトプットし、フイードフォ
ワード（以下ＦＦという）制御することを特徴とする石
炭調湿設備の調湿炭の水分制御方法であり、(2) 前記
のＦＦ制御方法に、さらに、実績調湿石炭水分値と目標
調湿石炭水分値との偏差から補正係数を算出し、該補正
係数を前記蒸気供給圧力値又は蒸気供給量値に付加する
か、又はＰＩＤ制御により該偏差分をなくすように一定
の係数を持たせてその出力を設定供給圧力値又は蒸気供
給量値に付加することにより、間接加熱乾燥機への供給
蒸気量を制御することを特徴とする石炭調湿設備の調湿
炭の水分制御方法である。
【０００６】
【作用】石炭調湿工程の制御において、フィードバック
（以下ＦＢという）制御のみでは本設備の時定数（１０
分）が長いためハンチングを起し制御不能となる。ま
た、石炭調湿設備の水分制御方法において、実際のプロ
セスにおける全ての外乱を検出することは不可能であ
り、又モデル式の誤差等によりＦＦ制御のみでは定常偏
差を避けることは難しい。これを避けるべくＦＦ＋ＦＢ
制御すると定常偏差がなくなり、制御精度が向上するも
のである。本発明の石炭調湿設備の水分制御方法におい
ては、ＦＦ制御をベースとして制御方法の組合わせは次
の３つの方法が採用されている。 １）ＦＦ制御；２）ＦＦ＋ＦＢ制御；３）ＦＦ＋ＦＢ
（ＰＩＤ）制御 本発明の石炭調湿設備の水分制御方法において用いられ
る前記３つの制御方法を要約すると次の表１に示すよう
になり、これらの方法のうち１つを目標調湿炭水分値又
は工程の目標精度等により適宜選択することが好まし
い。
（以下ＦＢという）制御のみでは本設備の時定数（１０
分）が長いためハンチングを起し制御不能となる。ま
た、石炭調湿設備の水分制御方法において、実際のプロ
セスにおける全ての外乱を検出することは不可能であ
り、又モデル式の誤差等によりＦＦ制御のみでは定常偏
差を避けることは難しい。これを避けるべくＦＦ＋ＦＢ
制御すると定常偏差がなくなり、制御精度が向上するも
のである。本発明の石炭調湿設備の水分制御方法におい
ては、ＦＦ制御をベースとして制御方法の組合わせは次
の３つの方法が採用されている。 １）ＦＦ制御；２）ＦＦ＋ＦＢ制御；３）ＦＦ＋ＦＢ
（ＰＩＤ）制御 本発明の石炭調湿設備の水分制御方法において用いられ
る前記３つの制御方法を要約すると次の表１に示すよう
になり、これらの方法のうち１つを目標調湿炭水分値又
は工程の目標精度等により適宜選択することが好まし
い。
【０００７】
【表１】
【０００８】本発明の石炭調湿設備の水分制御方法を用
いることにより、調湿炭の水分制御精度は向上し、コー
クス炉の熱損失並びにコークス炉レンガへの熱衝撃も少
なくなり、これがコークス炉の安定操業並びに炉体の延
命につながり、且つコークス炉からの粉塵の発生を最小
限に抑制することができる。次に、本発明の実施例を示
す。
いることにより、調湿炭の水分制御精度は向上し、コー
クス炉の熱損失並びにコークス炉レンガへの熱衝撃も少
なくなり、これがコークス炉の安定操業並びに炉体の延
命につながり、且つコークス炉からの粉塵の発生を最小
限に抑制することができる。次に、本発明の実施例を示
す。
【０００９】
【実施例】図１は本発明における物流フローシートの説
明図である。図１において、１は原料ヤード、２は配合
槽、３は砕炭機、４は配合炭、５は間接加熱乾燥機、６
は調湿炭、７はコークス炉、８は赤熱コークス、９はＣ
ＤＱ設備、１０は消火コークス、１１はボイラー、１２
は蒸気、１３はタービン、１４は発電機、１５は蒸気ラ
イン、１６は復水処理設備である。
明図である。図１において、１は原料ヤード、２は配合
槽、３は砕炭機、４は配合炭、５は間接加熱乾燥機、６
は調湿炭、７はコークス炉、８は赤熱コークス、９はＣ
ＤＱ設備、１０は消火コークス、１１はボイラー、１２
は蒸気、１３はタービン、１４は発電機、１５は蒸気ラ
イン、１６は復水処理設備である。
【００１０】図１に示す物流フローシートの実施態様例
に基づいて詳細に本発明を説明する。原料ヤード１に山
積みされた各種銘柄の石炭は配合槽２に貯えられ、コー
クス炉７に必要な量を各種銘柄毎に配合槽２から切り出
された後、砕炭機３により混合され、配合炭４となる。
この配合炭４は石炭調湿設備のキャリアガスが循環し蒸
気による間接加熱乾燥機５にて乾燥後水分調整され調湿
炭６となる。通常、配合炭の水分は数％から十数％で平
均すると９％程度であり、これをコークス炉７での熱損
失並びに発塵の最も少ない調湿炭６の水分％例えば６％
に調整される。そして調湿炭６はコークス炉７に移送さ
れて乾留され、乾留を終えた赤熱コークス８は冷却のた
めＣＤＱ設備９に移送される。ＣＤＱ設備９に於ては赤
熱コークス８は窒素ガス混入の不活性ガスにて冷却され
る。その際赤熱コークス８の顕熱はボイラー１１にて蒸
気１２として回収され、一方冷却されたコークスは消火
コークス１０としてＣＤＱ設備９から排出される。ボイ
ラー１１にて回収された蒸気１２は、タービン１３に供
給され、発電機１４により電気エネルギーを回収し、一
方タービン内の膨張の途中から蒸気が抽出され、抽出さ
れた蒸気は、石炭調湿設備の蒸気ライン１５にプロセス
蒸気として供給され、間接加熱乾燥機５の蒸気熱源とし
て有効に利用され最後は凝縮液として出口から排出され
る。またタービン１３の背圧蒸気は復水処理設備１６に
て復水されてボイラー１１に還流される。
に基づいて詳細に本発明を説明する。原料ヤード１に山
積みされた各種銘柄の石炭は配合槽２に貯えられ、コー
クス炉７に必要な量を各種銘柄毎に配合槽２から切り出
された後、砕炭機３により混合され、配合炭４となる。
この配合炭４は石炭調湿設備のキャリアガスが循環し蒸
気による間接加熱乾燥機５にて乾燥後水分調整され調湿
炭６となる。通常、配合炭の水分は数％から十数％で平
均すると９％程度であり、これをコークス炉７での熱損
失並びに発塵の最も少ない調湿炭６の水分％例えば６％
に調整される。そして調湿炭６はコークス炉７に移送さ
れて乾留され、乾留を終えた赤熱コークス８は冷却のた
めＣＤＱ設備９に移送される。ＣＤＱ設備９に於ては赤
熱コークス８は窒素ガス混入の不活性ガスにて冷却され
る。その際赤熱コークス８の顕熱はボイラー１１にて蒸
気１２として回収され、一方冷却されたコークスは消火
コークス１０としてＣＤＱ設備９から排出される。ボイ
ラー１１にて回収された蒸気１２は、タービン１３に供
給され、発電機１４により電気エネルギーを回収し、一
方タービン内の膨張の途中から蒸気が抽出され、抽出さ
れた蒸気は、石炭調湿設備の蒸気ライン１５にプロセス
蒸気として供給され、間接加熱乾燥機５の蒸気熱源とし
て有効に利用され最後は凝縮液として出口から排出され
る。またタービン１３の背圧蒸気は復水処理設備１６に
て復水されてボイラー１１に還流される。
【００１１】次に、本発明の具体的構成を図２により説
明する。図２は本発明の概略構成の説明図を示す。図に
おいて、１７は計算機、１８は切出量測定装置、１９は
間接加熱乾燥機入側温度計、２０は同じく入側水分計、
２１は出側温度計、２２は出側水分計、２３は調節計で
２４は調節弁である。
明する。図２は本発明の概略構成の説明図を示す。図に
おいて、１７は計算機、１８は切出量測定装置、１９は
間接加熱乾燥機入側温度計、２０は同じく入側水分計、
２１は出側温度計、２２は出側水分計、２３は調節計で
２４は調節弁である。
【００１２】間接加熱乾燥機５に供給される配合炭４
は、その供給量Ｆを配合槽２に設置されている切出量測
定装置１８で、その温度Ｔ1 を入側温度計１９で、水分
含有量ｗ1 を入側水分計２０で連続測定される。また間
接加熱乾燥機５で水分調整された調湿炭６は、その温度
Ｔ2 を出側温度計２１で、水分含有量ｗ2 を出側水分計
２２で連続測定される。さらに、間接加熱乾燥機５には
キャリアガスが循環され、その入側キャリアガス温度ｔ
1 並びに出側キャリアガス温度ｔ2 が測定される。これ
らの測定値Ｆ，Ｔ1 ，ｗ1 ，Ｔ2 ，ｗ2 ，ｔ1 並びにｔ
2 を連続的にコンピューター演算処理の計算機１７のイ
ンプットに取り込み、計算機１７により間接加熱乾燥機
５への物質収支及び熱収支計算を行い、供給全必要熱量
を求め、得られた全必要熱量より調湿炭水分を目標調湿
炭水分に制御するに必要な蒸気圧力を演算し、求めた蒸
気圧力を蒸気圧力の調節計２３の設定値としてアウトプ
ットし調節弁２４を制御する。このように目標調湿炭水
分値となるように蒸気圧力ＰH をＦＦ制御する。以下に
その具体的な計算式を示す。
は、その供給量Ｆを配合槽２に設置されている切出量測
定装置１８で、その温度Ｔ1 を入側温度計１９で、水分
含有量ｗ1 を入側水分計２０で連続測定される。また間
接加熱乾燥機５で水分調整された調湿炭６は、その温度
Ｔ2 を出側温度計２１で、水分含有量ｗ2 を出側水分計
２２で連続測定される。さらに、間接加熱乾燥機５には
キャリアガスが循環され、その入側キャリアガス温度ｔ
1 並びに出側キャリアガス温度ｔ2 が測定される。これ
らの測定値Ｆ，Ｔ1 ，ｗ1 ，Ｔ2 ，ｗ2 ，ｔ1 並びにｔ
2 を連続的にコンピューター演算処理の計算機１７のイ
ンプットに取り込み、計算機１７により間接加熱乾燥機
５への物質収支及び熱収支計算を行い、供給全必要熱量
を求め、得られた全必要熱量より調湿炭水分を目標調湿
炭水分に制御するに必要な蒸気圧力を演算し、求めた蒸
気圧力を蒸気圧力の調節計２３の設定値としてアウトプ
ットし調節弁２４を制御する。このように目標調湿炭水
分値となるように蒸気圧力ＰH をＦＦ制御する。以下に
その具体的な計算式を示す。
【００１３】1) 物質収支計算 間接加熱乾燥機５の物質収支は次に示すように計算され
る。 石炭の搬送量：Ｆ（kg／H ） 配合炭中水分：ｗ1 （％）→配合炭中水分量：Ｗ
1 （kg／H ） 調湿炭中水分：ｗ2 （％）→調湿炭 水分量：Ｗ2 ＝
Ｆ×（１−ｗ1 /100）×ｗ2 ／（１−ｗ1 /100） 蒸発水分量 ：△Ｗ（kg／H ）＝Ｗ1 −Ｗ2
る。 石炭の搬送量：Ｆ（kg／H ） 配合炭中水分：ｗ1 （％）→配合炭中水分量：Ｗ
1 （kg／H ） 調湿炭中水分：ｗ2 （％）→調湿炭 水分量：Ｗ2 ＝
Ｆ×（１−ｗ1 /100）×ｗ2 ／（１−ｗ1 /100） 蒸発水分量 ：△Ｗ（kg／H ）＝Ｗ1 −Ｗ2
【００１４】2) 熱収支計算 間接加熱乾燥機５の熱収支は上記物質収支に基づいて次
に示すように計算される。 石炭の顕熱Ｑ1 （kcal／H ）＝Ｆ×Ｃpc×（Ｔ2 −
Ｔ1 ） ここでＣpc：石炭の比熱（kcal／kg．℃） Ｔ1 ：乾燥機入側配合炭温度（℃） Ｔ2 ：乾燥機出側調湿炭温度（℃） 調湿炭中水分の顕熱Ｑ2 （kcal／H ）＝Ｗ2 ×Ｃpm
×（Ｔ2 −Ｔ1 ） ここでＣpm：水の比熱（kcal／kg．℃） 蒸発水分の加熱と蒸発潜熱Ｑ3 （kcal／H ）＝△Ｗ
×Ｃs （ａ＋ｂｔ2 −Ｔ1 ） ここでＣs ：蒸発水分の比熱（kcal／kg．℃） ｔ2 ＝乾燥機出側キャリアガス温度（℃） ａ，ｂ：定数 キャリアガスの顕熱Ｑ4 （kcal／H ）＝Ｇ1 ×ＣH
×（ｔ2 −ｔ1 ） ここでＧ1 ＝乾燥機入口でのキャリアガス量（kg／H ） ＣH ＝同上の湿り比熱（kcal／kg．℃） ｔ1 ＝乾燥機入側キャリアガス温度（℃） 乾燥機からの放熱損失Ｑ5 （kcal／H ）＝πＤＬ×
Ｕ×△Ｔ ここでＤ＝乾燥機本体の保温の外径（ｍ） Ｌ＝乾燥機長さ（ｍ） Ｕ×△Ｔ＝保温外表面単位面積当たりの放熱損失（kcal
/m2 H ） Ｕ（kcal/m2 H ℃）＝総括伝熱係数 全必要熱量：＋＋＋＋ Ｑreq （kcal／H ）＝Ｑ1 ＋Ｑ2 ＋Ｑ3 ＋Ｑ4 ＋Ｑ5
に示すように計算される。 石炭の顕熱Ｑ1 （kcal／H ）＝Ｆ×Ｃpc×（Ｔ2 −
Ｔ1 ） ここでＣpc：石炭の比熱（kcal／kg．℃） Ｔ1 ：乾燥機入側配合炭温度（℃） Ｔ2 ：乾燥機出側調湿炭温度（℃） 調湿炭中水分の顕熱Ｑ2 （kcal／H ）＝Ｗ2 ×Ｃpm
×（Ｔ2 −Ｔ1 ） ここでＣpm：水の比熱（kcal／kg．℃） 蒸発水分の加熱と蒸発潜熱Ｑ3 （kcal／H ）＝△Ｗ
×Ｃs （ａ＋ｂｔ2 −Ｔ1 ） ここでＣs ：蒸発水分の比熱（kcal／kg．℃） ｔ2 ＝乾燥機出側キャリアガス温度（℃） ａ，ｂ：定数 キャリアガスの顕熱Ｑ4 （kcal／H ）＝Ｇ1 ×ＣH
×（ｔ2 −ｔ1 ） ここでＧ1 ＝乾燥機入口でのキャリアガス量（kg／H ） ＣH ＝同上の湿り比熱（kcal／kg．℃） ｔ1 ＝乾燥機入側キャリアガス温度（℃） 乾燥機からの放熱損失Ｑ5 （kcal／H ）＝πＤＬ×
Ｕ×△Ｔ ここでＤ＝乾燥機本体の保温の外径（ｍ） Ｌ＝乾燥機長さ（ｍ） Ｕ×△Ｔ＝保温外表面単位面積当たりの放熱損失（kcal
/m2 H ） Ｕ（kcal/m2 H ℃）＝総括伝熱係数 全必要熱量：＋＋＋＋ Ｑreq （kcal／H ）＝Ｑ1 ＋Ｑ2 ＋Ｑ3 ＋Ｑ4 ＋Ｑ5
【００１５】3) アウトプットの蒸気圧力ＰH の指令計
算 伝熱面積：Ａ（ｍ2 ) ＝Ｑreq ／Ｕ×△ｔm ここで △ｔm （℃）＝熱源と石炭との平均温度差 飽和蒸気温度：ＴH （℃） ＴH ＝△ｔm ＋ａ×Ｔ1 ＋ｂ×Ｔ2 ここで ａ，ｂ：定数 蒸気圧力：ＰH （kg／cm2 ） ＰH とＴH との関係グラフより求めた次の近次式よりＰ
H を求める。 ＰH ＝6.50463 ×10-6×（ＴH ）3 −1.49175 ×10-3×
（ＴH ）2＋1.39798 ×10-1×（ＴH ）−5.51535138346 以上の計算をコンピュータ演算処理の計算機１７にて計
算し、蒸気圧力ＰHを算出する。
算 伝熱面積：Ａ（ｍ2 ) ＝Ｑreq ／Ｕ×△ｔm ここで △ｔm （℃）＝熱源と石炭との平均温度差 飽和蒸気温度：ＴH （℃） ＴH ＝△ｔm ＋ａ×Ｔ1 ＋ｂ×Ｔ2 ここで ａ，ｂ：定数 蒸気圧力：ＰH （kg／cm2 ） ＰH とＴH との関係グラフより求めた次の近次式よりＰ
H を求める。 ＰH ＝6.50463 ×10-6×（ＴH ）3 −1.49175 ×10-3×
（ＴH ）2＋1.39798 ×10-1×（ＴH ）−5.51535138346 以上の計算をコンピュータ演算処理の計算機１７にて計
算し、蒸気圧力ＰHを算出する。
【００１６】次に求めた蒸気圧力ＰH を調節計２３の設
定値としてアウトプットし、ＦＦ制御する。調節計２３
は工場蒸気ライン１５の間接加熱乾燥機５への供給蒸気
圧力が、計算機１７の計算した蒸気圧力となるように調
節弁２４を調整して水分制御を行う。この例では全必要
熱量Ｑreq （kcal／H ）を蒸気圧力ＰH （kg／cm2 ）に
換算したが、蒸気流量に換算しても構わない。以上述べ
たＦＦ制御の結果、目標水分値に対して良好な制御精度
が得られる。
定値としてアウトプットし、ＦＦ制御する。調節計２３
は工場蒸気ライン１５の間接加熱乾燥機５への供給蒸気
圧力が、計算機１７の計算した蒸気圧力となるように調
節弁２４を調整して水分制御を行う。この例では全必要
熱量Ｑreq （kcal／H ）を蒸気圧力ＰH （kg／cm2 ）に
換算したが、蒸気流量に換算しても構わない。以上述べ
たＦＦ制御の結果、目標水分値に対して良好な制御精度
が得られる。
【００１７】しかしながら、より厳密な水分制御が要求
される場合には、本ＦＦ制御方式に間接加熱乾燥機５の
出側水分計２２の測定値ｗ2 をもとに調節計２３の設定
値にＦＢ制御を付加し更に一層の制御精度の向上を図
る。すなわちＦＢ制御を組み合わせることにより、より
安定した水分制御が可能となる。
される場合には、本ＦＦ制御方式に間接加熱乾燥機５の
出側水分計２２の測定値ｗ2 をもとに調節計２３の設定
値にＦＢ制御を付加し更に一層の制御精度の向上を図
る。すなわちＦＢ制御を組み合わせることにより、より
安定した水分制御が可能となる。
【００１８】フィードバック（ＦＢ）制御としては以下
の方法がある。1) 出口水分の実績値ｗ2 が目標出口水
分値ｗ2 ｓとある一定以上の偏差（α）を持っていた場
合、補正係数（ｆ）を計算し設定蒸気圧力ＰH に付加す
る。若し ｗ2 ＝ｗ2 ｓ±α ならば ｆ＝｛（100 ×ｗ2 ／(100−ｗ2 ）−100 ×ｗ2 ｓ／(1
00−ｗ2 ｓ）｝×ｃＰH ＋ｄ ここでｃ，ｄ：定数 と計算し、それからＰH ＝ＰH ＋ｆにより制御を行う。 2) 出口水分の実績値ｗ2 と目標出口水分値ｗ2 ｓとの
間に偏差を生じた場合、ＰＩＤ制御により偏差分をなく
すように一定の係数（ｃ）を持たせてその出力を設定蒸
気圧力に付加する。 設定蒸気圧力＝ＦＦ制御による蒸気圧力出力値（ 0〜 1
00％）＋偏差分を補正するＰＩＤ制御による蒸気圧力出
力値（−50〜50％）×ｅ ここでｅ：定数 の計算を行い制御する。
の方法がある。1) 出口水分の実績値ｗ2 が目標出口水
分値ｗ2 ｓとある一定以上の偏差（α）を持っていた場
合、補正係数（ｆ）を計算し設定蒸気圧力ＰH に付加す
る。若し ｗ2 ＝ｗ2 ｓ±α ならば ｆ＝｛（100 ×ｗ2 ／(100−ｗ2 ）−100 ×ｗ2 ｓ／(1
00−ｗ2 ｓ）｝×ｃＰH ＋ｄ ここでｃ，ｄ：定数 と計算し、それからＰH ＝ＰH ＋ｆにより制御を行う。 2) 出口水分の実績値ｗ2 と目標出口水分値ｗ2 ｓとの
間に偏差を生じた場合、ＰＩＤ制御により偏差分をなく
すように一定の係数（ｃ）を持たせてその出力を設定蒸
気圧力に付加する。 設定蒸気圧力＝ＦＦ制御による蒸気圧力出力値（ 0〜 1
00％）＋偏差分を補正するＰＩＤ制御による蒸気圧力出
力値（−50〜50％）×ｅ ここでｅ：定数 の計算を行い制御する。
【００１９】次に、本発明法と従来法との水分制御を 石炭調湿設備能力：２１０〜３３０Ｔ／Ｈ（平均２７０
Ｔ／Ｈ） 配合炭水分：７．０〜１０．５％， 調湿炭水分：６．０％ 蒸気圧力 ：０．７〜１２（kg／cm2 ） 以上の石炭調湿設備プラントにて操業を従来法並びに本
発明法により行った結果を、図３に制御偏差△ｘとバラ
ツキσを旬毎に示す。図３に示すように、制御偏差△ｘ
は従来法の場合０．７から本発明法の場合０．０％に、
バラツキσは従来法の場合０．８から本発明法の場合
０．１％に減少し、コークス炉の省資源・生産性の向上
に資した。
Ｔ／Ｈ） 配合炭水分：７．０〜１０．５％， 調湿炭水分：６．０％ 蒸気圧力 ：０．７〜１２（kg／cm2 ） 以上の石炭調湿設備プラントにて操業を従来法並びに本
発明法により行った結果を、図３に制御偏差△ｘとバラ
ツキσを旬毎に示す。図３に示すように、制御偏差△ｘ
は従来法の場合０．７から本発明法の場合０．０％に、
バラツキσは従来法の場合０．８から本発明法の場合
０．１％に減少し、コークス炉の省資源・生産性の向上
に資した。
【００２０】
【発明の効果】本発明の石炭調湿設備の水分制御方法に
よれば、従来法と対比して上記の如く、制御偏差並びに
目標水分値に対するバラツキが減少し以下に示すような
効果を奏した。 (1)コークス炉での熱損失並びにコークス炉レンガへの
熱衝撃が少なく、コークス炉操業が安定し、その結果生
産性が向上した。 (2)更に、コークス炉からの粉塵の発生が少なく環境が
改善される。 (3)また、コークス炉の操業安定と間接加熱乾燥機の調
湿炭中水分一定化により回収されるエネルギーが安定し
た。
よれば、従来法と対比して上記の如く、制御偏差並びに
目標水分値に対するバラツキが減少し以下に示すような
効果を奏した。 (1)コークス炉での熱損失並びにコークス炉レンガへの
熱衝撃が少なく、コークス炉操業が安定し、その結果生
産性が向上した。 (2)更に、コークス炉からの粉塵の発生が少なく環境が
改善される。 (3)また、コークス炉の操業安定と間接加熱乾燥機の調
湿炭中水分一定化により回収されるエネルギーが安定し
た。
【図１】本発明における石炭の物流フローシートの説明
図である。
図である。
【図２】本発明の概略構成の説明図である。
【図３】本発明の実施例に於ける従来法と本発明法との
比較図である。
比較図である。
１ 原料ヤード ２ 配合槽 ３ 砕炭機 ４ 配合炭 ５ 間接加熱乾燥機 ６ 調湿炭 ７ コークス炉 ８ 赤熱コークス ９ ＣＤＱ設備 １０ 消火コークス １１ ボイラー １２ 蒸気 １３ タービン １４ 発電機 １５ 蒸気ライン １６ 復水処理設備 １７ 計算機 １８ 切出量測定装置 １９ 入側温度計 ２０ 入側水分計 ２１ 出側温度計 ２２ 出側水分計 ２３ 調節計 ２４ 調節弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 和俊 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 浜屋 正司 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C10B 57/10
Claims (2)
- 【請求項１】 コークス炉にて乾留を終えた赤熱コーク
スをコークス乾式消火設備にて冷却し消火コークスを得
るとともに、該コークスの排熱をボイラーにて蒸気とし
て回収し、該蒸気をスチームタービン・発電機に供給し
電気エネルギー並びに蒸気を回収・抽出し、該抽出蒸気
をキャリアガスが循環する間接加熱乾燥機に供給し、配
合炭を乾燥させ調湿炭を得る方法において、 該間接加熱乾燥機への配合炭の搬送量、配合炭並びに調
湿炭の水分を測定し、これらの測定値より物質収支を演
算し、 更に、該間接加熱乾燥機の入側配合炭並びに出側調湿炭
の温度及び該間接加熱乾燥機の入側並びに出側のキャリ
アガス温度を夫々測定し、これらの測定値より熱収支を
演算し、 前記物質及び熱収支結果から間接加熱乾燥機への供給全
必要熱量を演算し、 該供給全必要熱量より間接加熱乾燥機への蒸気供給圧力
又は蒸気供給量を演算し、 該蒸気供給圧力値又は蒸気供給量値を設定値として間接
加熱乾燥機への供給蒸気量調節計にアウトプットし、 フイードフォワード制御することを特徴とする石炭調湿
設備の調湿炭の水分制御方法。 - 【請求項２】 コークス炉にて乾留を終えた赤熱コーク
スをコークス乾式消火設備にて冷却し消火コークスを得
るとともに、該コークスの排熱をボイラーにて蒸気とし
て回収し、該蒸気をスチームタービン・発電機に供給し
電気エネルギー並びに蒸気を回収・抽出し、該抽出蒸気
をキャリアガスが循環する間接加熱乾燥機に供給し、配
合炭を乾燥させ調湿炭を得る方法において、 該間接加熱乾燥機への配合炭の搬送量、配合炭並びに調
湿炭の水分を測定し、これらの測定値より物質収支を演
算し、 更に、該間接加熱乾燥機の入側配合炭並びに出側調湿炭
の温度及び該間接加熱乾燥機の入側並びに出側のキャリ
アガス温度を夫々測定し、これらの測定値より熱収支を
演算し、 前記物質及び熱収支結果から間接加熱乾燥機への供給全
必要熱量を演算し、 該供給全必要熱量より間接加熱乾燥機への蒸気供給圧力
又は蒸気供給量を演算し、 該蒸気供給圧力値又は蒸気供給量値を設定値として間接
加熱乾燥機への供給蒸気量調節計にアウトプットし、フ
イードフォワード制御し、さらに、 実績調湿石炭水分値と目標調湿石炭水分値との偏差から
補正係数を算出し、 該補正係数を前記蒸気供給圧力値又は蒸気供給量値に付
加するか、 又はＰＩＤ制御により該偏差分をなくすように一定の係
数を持たせてその出力を設定供給圧力値又は蒸気供給量
値に付加することにより、 間接加熱乾燥機への供給蒸気量を制御することを特徴と
する石炭調湿設備の調湿炭の水分制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4261565A JP2936914B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 石炭調湿設備の調湿炭の水分制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4261565A JP2936914B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 石炭調湿設備の調湿炭の水分制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06108058A JPH06108058A (ja) | 1994-04-19 |
| JP2936914B2 true JP2936914B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=17363677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4261565A Expired - Fee Related JP2936914B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 石炭調湿設備の調湿炭の水分制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2936914B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200076819A (ko) * | 2018-12-19 | 2020-06-30 | 주식회사 포스코 | 이종 증기를 이용한 석탄 조습 장치 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100434737B1 (ko) * | 2002-06-11 | 2004-06-07 | 주식회사 포스코 | 석탄건조기의 증기발생 방지장치 |
| CN105223369B (zh) * | 2015-09-30 | 2017-09-08 | 华电电力科学研究院 | 一种可在线监测煤样全水分损失的采制样装置及监测方法 |
| KR101908809B1 (ko) * | 2016-12-22 | 2018-10-16 | 주식회사 포스코 | 석탄 조습 장치 |
| JP2021014926A (ja) * | 2019-07-10 | 2021-02-12 | 水ｉｎｇ株式会社 | 乾燥設備及び加熱量制御方法 |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP4261565A patent/JP2936914B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200076819A (ko) * | 2018-12-19 | 2020-06-30 | 주식회사 포스코 | 이종 증기를 이용한 석탄 조습 장치 |
| KR102178437B1 (ko) * | 2018-12-19 | 2020-11-16 | 주식회사 포스코 | 이종 증기를 이용한 석탄 조습 장치 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06108058A (ja) | 1994-04-19 |
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