JP3287241B2 - コークスの窯出スケジュール作成方法 - Google Patents
コークスの窯出スケジュール作成方法Info
- Publication number
- JP3287241B2 JP3287241B2 JP30455696A JP30455696A JP3287241B2 JP 3287241 B2 JP3287241 B2 JP 3287241B2 JP 30455696 A JP30455696 A JP 30455696A JP 30455696 A JP30455696 A JP 30455696A JP 3287241 B2 JP3287241 B2 JP 3287241B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- time
- schedule
- block
- kiln
- transition
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Coke Industry (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コークスの窯出ス
ケジュール作成を非線形計画法を用いて算出する方法に
関するものである。
ケジュール作成を非線形計画法を用いて算出する方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のコークス炉の窯出スケジュール
は、稼働率やコークス炉の補修工事時間帯等に従って基
本スケジュールを決定する。さらに、この基本スケジュ
ールに従って、石炭装入から乾留完了までの各窯のCガ
ス(コークスガスの略称であり、以下Cガスと称す
る。)発生基本パターンを積算することにより大まかな
Cガス発生推移を求めている。このCガス発生推移を参
考にしながら目標とするCガス発生推移となるように、
人の判断により窯出スケジュールを調整している。 コ
ークス炉への石炭装入量をもとに短期的な発生Cガス量
を予測する技術としては、「第35回自動制御連合講演
会(1992.10.28)資料P.17」の報告があ
る。
は、稼働率やコークス炉の補修工事時間帯等に従って基
本スケジュールを決定する。さらに、この基本スケジュ
ールに従って、石炭装入から乾留完了までの各窯のCガ
ス(コークスガスの略称であり、以下Cガスと称す
る。)発生基本パターンを積算することにより大まかな
Cガス発生推移を求めている。このCガス発生推移を参
考にしながら目標とするCガス発生推移となるように、
人の判断により窯出スケジュールを調整している。 コ
ークス炉への石炭装入量をもとに短期的な発生Cガス量
を予測する技術としては、「第35回自動制御連合講演
会(1992.10.28)資料P.17」の報告があ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のスケジュール調
整は、人の判断によるため、その作業負荷の多さも伴っ
て最適なスケジュールに調整することが難しかった。ま
た、Cガス発生推移の予測に用いている各窯のCガス発
生基本パターンは、石炭性状、炉体動特性により変化す
るため、常に最新の操業状態に合わせた基本パターンを
用いないと、予測誤差を生じ、適正な調整にならない。
以上の理由から、Cガス発生量がCガス精製工場の処理
能力を越えるなどの問題があった。
整は、人の判断によるため、その作業負荷の多さも伴っ
て最適なスケジュールに調整することが難しかった。ま
た、Cガス発生推移の予測に用いている各窯のCガス発
生基本パターンは、石炭性状、炉体動特性により変化す
るため、常に最新の操業状態に合わせた基本パターンを
用いないと、予測誤差を生じ、適正な調整にならない。
以上の理由から、Cガス発生量がCガス精製工場の処理
能力を越えるなどの問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段は、操業実績データを基にした石炭装入量の時系
列データから、Cガス発生量の時系列推移を出力として
時系列モデル式を定め、前記時系列モデル式によるCガ
ス発生量の予測推移と目標推移の差が最小となるよう
に、1日内の装入回数と各ブロックの作業時間と各ブロ
ックの空き時間との制約条件を満足する窯出スケジュー
ルを、非線形計画法を用いて算出することを特徴とする
コークスの窯出スケジュール作成方法である。
の手段は、操業実績データを基にした石炭装入量の時系
列データから、Cガス発生量の時系列推移を出力として
時系列モデル式を定め、前記時系列モデル式によるCガ
ス発生量の予測推移と目標推移の差が最小となるよう
に、1日内の装入回数と各ブロックの作業時間と各ブロ
ックの空き時間との制約条件を満足する窯出スケジュー
ルを、非線形計画法を用いて算出することを特徴とする
コークスの窯出スケジュール作成方法である。
【0005】Cガス発生推移の予測は、操業実績データ
を基に算出するモデル式を用いる。本モデル式は、窯出
スケジュールから計算される石炭装入量の時系列データ
を入力して、Cガス発生量の時系列推移を出力として時
系列モデル式を定める。さらに、本モデル式によるCガ
ス発生予測推移と目標推移の差が最小となるように、1
日内の装入回数と各ブロックの作業時間と各ブロックの
空き時間との制約条件を満足する窯出スケジュールを、
非線形計画法を用いて算出する。操作対象は、窯出作業
時間および窯出作業時間内の窯出回数である。
を基に算出するモデル式を用いる。本モデル式は、窯出
スケジュールから計算される石炭装入量の時系列データ
を入力して、Cガス発生量の時系列推移を出力として時
系列モデル式を定める。さらに、本モデル式によるCガ
ス発生予測推移と目標推移の差が最小となるように、1
日内の装入回数と各ブロックの作業時間と各ブロックの
空き時間との制約条件を満足する窯出スケジュールを、
非線形計画法を用いて算出する。操作対象は、窯出作業
時間および窯出作業時間内の窯出回数である。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて以下に説明する。
いて以下に説明する。
【0007】図1は、本発明方法の概略フローチャー
ト、図2〜図6に本発明方法の詳細フローチャートを示
す。 〔1〕始めに、作業時間帯の時刻、作業時間内の窯出回
数を入力する。(ステップ1)
ト、図2〜図6に本発明方法の詳細フローチャートを示
す。 〔1〕始めに、作業時間帯の時刻、作業時間内の窯出回
数を入力する。(ステップ1)
【0008】〔2〕入力された前記項目から(1)式に
より、1時間毎の装入回数を求め、(2)式により各1
時間毎の装入量を求める。 Cav(i)=Ch(i)*60/{T(i,2)-T(i,1) }… (1) ここに、 Cav(i) : iブロックの1時間内平均装入回数〔回/
H〕 T(i,1) : iブロックの開始時刻〔分〕 T(i,2) : iブロックの終了時刻〔分〕 Ch(i) : iブロック(作業時間帯内)の装入回数
〔回〕 (i=1,2,……,m)(窯出回数と装入回数は同
一)mは最大ブロック数で一定である。
より、1時間毎の装入回数を求め、(2)式により各1
時間毎の装入量を求める。 Cav(i)=Ch(i)*60/{T(i,2)-T(i,1) }… (1) ここに、 Cav(i) : iブロックの1時間内平均装入回数〔回/
H〕 T(i,1) : iブロックの開始時刻〔分〕 T(i,2) : iブロックの終了時刻〔分〕 Ch(i) : iブロック(作業時間帯内)の装入回数
〔回〕 (i=1,2,……,m)(窯出回数と装入回数は同
一)mは最大ブロック数で一定である。
【0009】図2の例で、各時刻毎の装入回数は次のよ
うになる。 7時〜8時の装入回数 Num(7)=Cav(i)*ΔT1/60 8時〜9時の装入回数 Num(8)=Cav(i) 9時〜10時の装入回数 Num(9)=Cav(i)*ΔT2/60 I(k)=W*Num(k) … (2) ここに、 W : 装入1回当たりの装炭量〔ton/回〕 Num(k) :時刻k の装入回数〔回/H〕 I(k) :時刻k の装炭量〔ton/H〕 である。(ステップ2)
うになる。 7時〜8時の装入回数 Num(7)=Cav(i)*ΔT1/60 8時〜9時の装入回数 Num(8)=Cav(i) 9時〜10時の装入回数 Num(9)=Cav(i)*ΔT2/60 I(k)=W*Num(k) … (2) ここに、 W : 装入1回当たりの装炭量〔ton/回〕 Num(k) :時刻k の装入回数〔回/H〕 I(k) :時刻k の装炭量〔ton/H〕 である。(ステップ2)
【0010】〔3〕Cガス発生モデル(3)式により、
時刻毎の装炭量から時間単位のCガス発生量の推移を算
出する。(ステップ3) Y(k)=a0*I(k) + a1*I(k-1) + …… +an*I(k-n) … (3) ここに、 Y(k) : 時刻k における単位時間のCガス発生量[Nm3 /
H] I(k) : 時刻k における単位時間の装炭量〔ton/
H〕 なお、kが最新時刻、(k−1)が1時間前、(k−
n)はn時間前のデータで、k=1,2,……,kn を表す。ま
た、knはスケジュールを作成する最大時間、例えば1日
分のスケジュールを作成する場合は、kn=24となる。 an : Cガス発生量と装炭量の実績時系列データを用い
て最小2乗法により求めた係数、n+1はCガス発生モ
デルの次数で一定である。ただし、Cガス発生量を推定
するために、装炭量はさらに(n+1)分のデータが必
要である。
時刻毎の装炭量から時間単位のCガス発生量の推移を算
出する。(ステップ3) Y(k)=a0*I(k) + a1*I(k-1) + …… +an*I(k-n) … (3) ここに、 Y(k) : 時刻k における単位時間のCガス発生量[Nm3 /
H] I(k) : 時刻k における単位時間の装炭量〔ton/
H〕 なお、kが最新時刻、(k−1)が1時間前、(k−
n)はn時間前のデータで、k=1,2,……,kn を表す。ま
た、knはスケジュールを作成する最大時間、例えば1日
分のスケジュールを作成する場合は、kn=24となる。 an : Cガス発生量と装炭量の実績時系列データを用い
て最小2乗法により求めた係数、n+1はCガス発生モ
デルの次数で一定である。ただし、Cガス発生量を推定
するために、装炭量はさらに(n+1)分のデータが必
要である。
【0011】〔4〕Cガス発生量の時系列推移を出力と
して数1の時系列モデル式を定め、Cガスの変動量を算
出する。(ステップ4)
して数1の時系列モデル式を定め、Cガスの変動量を算
出する。(ステップ4)
【0012】
【数1】
【0013】〔5〕操業上の制約条件を、以下の四つの
工程〜により求める。 初期スケジュールより日内の装入回数を数2を使用し
て求め、これを一定とする。(ステップ5−1)
工程〜により求める。 初期スケジュールより日内の装入回数を数2を使用し
て求め、これを一定とする。(ステップ5−1)
【0014】
【数2】
【0015】制約条件関数H1は数3ように定義する。
【0016】
【数3】
【0017】H1 はCh(i) の関数である。Ch(i) は最適
値探索の際に変化する。
値探索の際に変化する。
【0018】各作業ブロックの装入回数を(4)式の
ように設定値以上とする。(ステップ5−2) Ch(i)≧C MIN (i) … (4) CMIN (i) :各作業ブロック毎に設定された装入回数下
限値(一定値) 制約条件関数H2i にダミー変数Z2i を導入して(5)式
のように定義する。 H2i = C MIN (i) - Ch(i) + Z2i 2 … (5) H2i はCh(i) とZ2i の関数である。
ように設定値以上とする。(ステップ5−2) Ch(i)≧C MIN (i) … (4) CMIN (i) :各作業ブロック毎に設定された装入回数下
限値(一定値) 制約条件関数H2i にダミー変数Z2i を導入して(5)式
のように定義する。 H2i = C MIN (i) - Ch(i) + Z2i 2 … (5) H2i はCh(i) とZ2i の関数である。
【0019】スケジュールより各作業ブロックの作業
時間を求め、それぞれ設定下限値以上((6)式)とす
る。(ステップ5−3) T(i,2) - T(i,1) ≧TbMIN (i) … (6) T(i,1) :i ブロックの開始時刻〔分〕 T(i,2) :iブロックの終了時刻〔分〕 制約条件関数H3i にダミー変数Z3i を導入して、(7)
式のように定義する。 H3i = TbMIN (i) - T(i,2) + T(i,1) + Z3i 2 … (7) H3i は T(i,2) と T(i,1) とZ3i の関数である。
時間を求め、それぞれ設定下限値以上((6)式)とす
る。(ステップ5−3) T(i,2) - T(i,1) ≧TbMIN (i) … (6) T(i,1) :i ブロックの開始時刻〔分〕 T(i,2) :iブロックの終了時刻〔分〕 制約条件関数H3i にダミー変数Z3i を導入して、(7)
式のように定義する。 H3i = TbMIN (i) - T(i,2) + T(i,1) + Z3i 2 … (7) H3i は T(i,2) と T(i,1) とZ3i の関数である。
【0020】スケジュールより各作業ブロックの空時
間を求め、それぞれ設定下限値以上((8)式)とす
る。(ステップ5−4) T(i,2) - T(i+1,1) ≧TsMIN (i) … (8) T(i+1 ,1) :i+1 ブロックの開始時刻〔分〕 T(i,2) :iブロックの終了時刻〔分〕 Ts MIN (i):i ブロックとi+1 ブロックの間の空時間下
限値(設定値で一定) 制約条件関数H4i にダミー変数Z4i を導入して(9)式
のように定義する。 H4i = TsMIN (i) - T(i,2) + T(i,1) + Z4i 2 … (9) H4i は T(i,2) と T(i,1) とZ4i の関数である。
間を求め、それぞれ設定下限値以上((8)式)とす
る。(ステップ5−4) T(i,2) - T(i+1,1) ≧TsMIN (i) … (8) T(i+1 ,1) :i+1 ブロックの開始時刻〔分〕 T(i,2) :iブロックの終了時刻〔分〕 Ts MIN (i):i ブロックとi+1 ブロックの間の空時間下
限値(設定値で一定) 制約条件関数H4i にダミー変数Z4i を導入して(9)式
のように定義する。 H4i = TsMIN (i) - T(i,2) + T(i,1) + Z4i 2 … (9) H4i は T(i,2) と T(i,1) とZ4i の関数である。
【0021】〔6〕非線形計画法により、目的関数(数
4、数5)を求める。(ステップ6)
4、数5)を求める。(ステップ6)
【0022】
【数4】
【0023】
【数5】
【0024】また、以下の関係があるものとする。すな
わち、「=」の左右の数列は等しい関係にあるものとす
る。
わち、「=」の左右の数列は等しい関係にあるものとす
る。
【0025】 (X1, X2, X3, ……,X m )=(T(1,1), ……,T(m,1)) (X m+1,X m+2,……,X2m )=(T(1,2), ……,T(m,2)) (X2m+1,X2m+2,……,X3m )=(Ch(1) , ……,Ch(m) ) (X3m+1,X3m+2,……,X4m )=(Z2i , ……,Z2m ) (X4m+1,X4m+2,……,X5m )=(Z3i , ……,Z3m ) (X5m+1,X5m+2,……,X6m )=(Z4i , ……,Z4m )
【0026】〔7〕Qを目的関数として、ペナルティ法
を用いて、ペナルティ関数P (X1, X2,X3,……,X6m )
が0に近い値でF(X1, X2, X3, ……,X3m ) が最小に近
い値となるX1, X2, X3, ……,X3mを求める。(ステップ
7) ペナルティ法では、単調に増大する数列{μl}を考
え、Q(X1,X2,……,X6m,μl)を最小にする{X1,X2,……,
X6m}を求める。このようにして、非常に大きなμlに
対してQ を最小にするX1,X2,……,X6mを求めれば、P は
0 に近い値でかつF は最小に近い値となっている。探索
アルゴリズムは、例えば、放物線近似法を用いる。
を用いて、ペナルティ関数P (X1, X2,X3,……,X6m )
が0に近い値でF(X1, X2, X3, ……,X3m ) が最小に近
い値となるX1, X2, X3, ……,X3mを求める。(ステップ
7) ペナルティ法では、単調に増大する数列{μl}を考
え、Q(X1,X2,……,X6m,μl)を最小にする{X1,X2,……,
X6m}を求める。このようにして、非常に大きなμlに
対してQ を最小にするX1,X2,……,X6mを求めれば、P は
0 に近い値でかつF は最小に近い値となっている。探索
アルゴリズムは、例えば、放物線近似法を用いる。
【0027】もし、得られた目的関数の解が最適値なら
ば処理をステップ8に移行し、最適値より大きいなら
ば、ステップ2に処理を移行する。最適値探索の2回目
以降は、ステップ2より処理を開始するものとする。
ば処理をステップ8に移行し、最適値より大きいなら
ば、ステップ2に処理を移行する。最適値探索の2回目
以降は、ステップ2より処理を開始するものとする。
【0028】〔8〕得られた作業ブロック開始時刻(T
(1,1),……,T(m,1))とブロック終了時刻(T(1,2),……,
T(m,2))、および各作業ブロックの窯出本数( Ch(1) ,
……,Ch(m))を用いて最適スケジュールとして図7に示
すように、表示装置に出力して、処理を終了する。(ス
テップ8) このときの、Cガス発生量を図8に示す。初期条件入力
では、図8(a)に示すように、コークスの窯出回数を
時間に均等に入力しているが、図8(b)に示すよう
に、最適計算の結果として、窯出開始、終了時刻を変化
させた結果、Cガス発生量は、平準化したことがわか
る。
(1,1),……,T(m,1))とブロック終了時刻(T(1,2),……,
T(m,2))、および各作業ブロックの窯出本数( Ch(1) ,
……,Ch(m))を用いて最適スケジュールとして図7に示
すように、表示装置に出力して、処理を終了する。(ス
テップ8) このときの、Cガス発生量を図8に示す。初期条件入力
では、図8(a)に示すように、コークスの窯出回数を
時間に均等に入力しているが、図8(b)に示すよう
に、最適計算の結果として、窯出開始、終了時刻を変化
させた結果、Cガス発生量は、平準化したことがわか
る。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、従来人手で行っていた
窯出スケジュール調整作業を、コンピュータシステム化
したため、作業負荷低減を図ることができる。さらに、
求められたスケジュールによるコークス炉操業は、Cガ
ス発生量の平準化という効果をもたらし、Cガス精製工
場の処理能力を越えるといったトラブルもなくなる。
窯出スケジュール調整作業を、コンピュータシステム化
したため、作業負荷低減を図ることができる。さらに、
求められたスケジュールによるコークス炉操業は、Cガ
ス発生量の平準化という効果をもたらし、Cガス精製工
場の処理能力を越えるといったトラブルもなくなる。
【図1】本発明のコークスの窯出スケジュール作成方法
の概略フローチャートである。
の概略フローチャートである。
【図2】本発明のコークスの窯出スケジュール作成方法
のステップ1および2の詳細フローチャートである。
のステップ1および2の詳細フローチャートである。
【図3】本発明のコークスの窯出スケジュール作成方法
のステップ3および4の詳細フローチャートである。
のステップ3および4の詳細フローチャートである。
【図4】本発明のコークスの窯出スケジュール作成方法
のステップ5−1および5−2の詳細フローチャートで
ある。
のステップ5−1および5−2の詳細フローチャートで
ある。
【図5】本発明のコークスの窯出スケジュール作成方法
のステップ5−3および5−4の詳細フローチャートで
ある。
のステップ5−3および5−4の詳細フローチャートで
ある。
【図6】本発明のコークスの窯出スケジュール作成方法
のステップ6、7および8の詳細フローチャートであ
る。
のステップ6、7および8の詳細フローチャートであ
る。
【図7】本発明のコークスの窯出スケジュールを表示装
置に表示した例である。
置に表示した例である。
【図8】窯出回数、窯出開始・終了時刻を変化させたと
きのCガス発生量の時間推移を示した図である。
きのCガス発生量の時間推移を示した図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 操業実績データを基にした石炭装入量の
時系列データから、Cガス発生量の時系列推移を出力と
して時系列モデル式を定め、前記時系列モデル式による
Cガス発生量の予測推移と目標推移の差が最小となるよ
うに、1日内の装入回数と各ブロックの作業時間と各ブ
ロックの空き時間との制約条件を満足する窯出スケジュ
ールを、非線形計画法を用いて算出することを特徴とす
るコークスの窯出スケジュール作成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30455696A JP3287241B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | コークスの窯出スケジュール作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30455696A JP3287241B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | コークスの窯出スケジュール作成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10140163A JPH10140163A (ja) | 1998-05-26 |
JP3287241B2 true JP3287241B2 (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=17934422
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30455696A Expired - Fee Related JP3287241B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | コークスの窯出スケジュール作成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3287241B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5119747B2 (ja) * | 2007-05-31 | 2013-01-16 | Jfeスチール株式会社 | コークス炉操業スケジュール作成装置 |
KR100957996B1 (ko) | 2008-07-29 | 2010-05-17 | 주식회사 포스코 | 압출 및 장입을 위한 작업 관리 장치 및 그 장치에서의압출 및 장입을 위한 작업 관리 방법 |
-
1996
- 1996-11-15 JP JP30455696A patent/JP3287241B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10140163A (ja) | 1998-05-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5099438A (en) | Method for on-line monitoring and control of the performance of an electric arc furnace | |
JP3287241B2 (ja) | コークスの窯出スケジュール作成方法 | |
CN112906196B (zh) | 一种确定高炉燃料比合理范围的方法 | |
JPS61508A (ja) | 高炉操業法 | |
CN111270028B (zh) | 高炉干熄焦转湿熄焦的应对方法和应对系统 | |
JPS6346799B2 (ja) | ||
JP4140939B2 (ja) | 転炉吹錬方法 | |
US5443693A (en) | Method of recovering components from coke oven gases using predictive techniques | |
US5595633A (en) | Coking process for a battery of coke ovens | |
CN115433792B (zh) | 一种高炉休风方法及系统 | |
JPH066735B2 (ja) | 連続式加熱炉の燃焼制御方法 | |
CN116200556B (zh) | 一种高炉炉顶料流阀开度预测和控制方法 | |
CA2515947A1 (en) | Mathematical model for a metaalurgical plant, and method for optimizing the operation of such a plant | |
JP2004035986A (ja) | 転炉操業ガイダンスモデル | |
JP3228083B2 (ja) | 高炉炉内装入物トラッキング方法 | |
JP7107050B2 (ja) | 高炉操業方法 | |
RU2252263C1 (ru) | Устройство формирования управлений конвертерного процесса | |
US4432790A (en) | Blast furnace control method | |
JPH10152685A (ja) | コークス炉の温度制御方法 | |
JPH07268433A (ja) | 転炉製鋼の終点制御方法 | |
JPH01319615A (ja) | 高炉の操業方法 | |
JPH0711347A (ja) | 連続式加熱炉における自動燃焼制御方法 | |
Chen et al. | Expert system for blast furnace operation | |
CN117286295A (zh) | 一种基于热风炉冷、热炉判定的热风炉煤气消耗预测方法 | |
JPH05247467A (ja) | コークス炉の燃焼制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020212 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |