JP5007569B2 - Control method of dust exhaust system - Google Patents
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Description
本発明は粉塵排気装置の制御方法に関し、特に、粉塵を排気する排気ファンと排気ダンパを最適に制御する方法に関する。 The present invention relates to a method for controlling a dust exhaust device, and more particularly, to a method for optimally controlling an exhaust fan and an exhaust damper that exhaust dust.
アーク炉等においてはその操業中に多量の粉塵が排出されるため、炉周囲の建屋の複数箇所に排気フードを設けて、これら排気フードを、排気ダンパを介して排気ダクトに接続し、排気ダクト内を排気ファンで吸引し排気している。粉塵の排出量は、装入、溶解、昇熱等の操業の各工程で異なるため、従来は各工程における粉塵排出量を予測し各工程毎に予め定めたパターン表に基づいて、粉塵排気装置を構成する上記排気ダンパの開度や排気ファンの回転数を変更するようにしている。 In an arc furnace, etc., a large amount of dust is discharged during operation.Therefore, exhaust hoods are installed at multiple locations around the furnace, and these exhaust hoods are connected to exhaust ducts via exhaust dampers. The inside is sucked and exhausted with an exhaust fan. Since the amount of dust discharged differs depending on the operation process such as charging, melting, and heating, conventionally, the amount of dust discharged in each process is predicted and the dust exhaust device is based on a pattern table that is predetermined for each process. The opening degree of the exhaust damper and the rotational speed of the exhaust fan constituting the above are changed.
しかし、排気ダンパや排気ファンを予め定めたパターン表に基づいて制御することは、スクラップ材質や風向き等の外乱によって排出粉塵量が大きく変動する場合には対応できないという問題がある。そこで、例えば特許文献1には、排気フードに粉塵センサを設けて、実際に排出される粉塵量に応じて上記排気フードに設けた排気ファンの回転数を制御するものが示されている。
ところが、上記特許文献1の制御方法では、粉塵発生領域が複数あって各領域にそれぞれ排気ダンパが設けられている場合に、これら排気ダンパの開度と排気ファンの回転数をどのような兼ね合いで制御するかについては何ら示されていない。
However, in the control method disclosed in
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、複数の粉塵発生領域毎に設けた排気ダンパと、排気ファンとを最適に制御して、粉塵の速やかな排気と排気ファンの効率的な運転を実現した粉塵排気装置の制御方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention solves such a problem, and optimally controls the exhaust damper and exhaust fan provided for each of the plurality of dust generation regions, so that the dust can be exhausted quickly and the exhaust fan can be efficiently used. It is an object of the present invention to provide a method for controlling a dust exhaust device that realizes operation.
上記目的を達成するために、本発明では、複数の粉塵発生領域(DR1,DR2)にそれぞれ設けた排気ダクト(2A,2B)に排気ダンパ(3A,3B)を設置し、各排気ダクト(2A,2B)を単一の排気ファン(5)に接続した粉塵排気装置の制御方法であって、粉塵発生領域(DR1,DR2)のそれぞれについて粉塵量(h1,h2)を検出し、検出された粉塵量(h1,h2)に応じてその高レベル、中レベル、低レベルを判定し、検出粉塵量(h1,h2)が全ての粉塵発生領域(DR1,DR2)で高レベルの場合は排気ファン(5)の回転数を増加させ、検出粉塵量(h1,h2)が全ての粉塵発生領域(DR1,DR2)で低レベルの場合は排気ファン(5)の回転数を低下させ、検出粉塵量(h1,h2)が高レベルの粉塵発生領域(DR1,DR2)がある場合に当該領域の排気ダンパ(3A,3B)の開度(θ1,θ2)が100%以外の場合には当該ダンパ(3A,3B)の開度を増加させ、検出粉塵量(h1,h2)が高レベルの粉塵発生領域(DR1,DR2)がある場合に当該領域の排気ダンパ(3A,3B)の開度(θ1,θ2)が100%の場合には、検出粉塵量(h1,h2)が高レベルになっていない他の粉塵発生領域(DR1,DR2)の排気ダンパ(3A,3B)の開度を減少させるようにする。 In order to achieve the above object, in the present invention, exhaust dampers (3A, 3B) are installed in exhaust ducts (2A, 2B) provided in a plurality of dust generation regions (DR1, DR2), respectively, and each exhaust duct (2A , 2B) is a control method of a dust exhaust device in which a single exhaust fan (5) is connected, and the dust amount (h1, h2) is detected and detected for each of the dust generation regions (DR1, DR2). Depending on the amount of dust (h1, h2), the high level, medium level, and low level are judged. If the detected dust amount (h1, h2) is high in all dust generation areas (DR1, DR2), the exhaust fan If the rotational speed of (5) is increased and the detected dust amount (h1, h2) is low in all dust generation areas (DR1, DR2), the rotational speed of the exhaust fan (5) is decreased to detect the detected dust amount. (H1, h2) is a high level dust generation area When there is (DR1, DR2), if the opening (θ1, θ2) of the exhaust damper (3A, 3B) in the region is other than 100%, the opening of the damper (3A, 3B) is increased and detected Detected when there is a dust generation area (DR1, DR2) with a high level of dust (h1, h2) and the opening (θ1, θ2) of the exhaust damper (3A, 3B) in that area is 100% The opening degree of the exhaust damper (3A, 3B) in the other dust generation region (DR1, DR2) where the dust amount (h1, h2) is not at a high level is decreased.
本発明によれば、検出粉塵量が全ての粉塵発生領域で低レベルの場合は排気ファンの回転数を低下させることにより、排気ファンの無駄な回転とこれに伴う電力の浪費を回避することができる。また、検出粉塵量が高レベルの粉塵発生領域がある場合に当該領域の排気ダンパの開度が100%の場合には、検出粉塵量が高レベルになっていない他の粉塵発生領域の排気ダンパの開度を減少させることによって、排気ファンの回転を増大させることなく、検出粉塵量が高レベルの粉塵発生領域における排気量を実質的に増大させて、当該粉塵発生領域における粉塵濃度を問題のない範囲に抑えることができる。 According to the present invention, when the detected dust amount is at a low level in all dust generation areas, the exhaust fan rotation speed is reduced, thereby avoiding unnecessary rotation of the exhaust fan and the associated waste of electric power. it can. In addition, when there is a dust generation area where the detected dust amount is high, and the opening degree of the exhaust damper in that area is 100%, the exhaust dampers of other dust generation areas where the detected dust amount is not at a high level. By reducing the opening degree of the exhaust gas, the exhaust amount in the dust generation region where the detected dust amount is high is substantially increased without increasing the rotation of the exhaust fan, and the dust concentration in the dust generation region is reduced. It can be suppressed to a range that does not exist.
なお、上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the said parenthesis shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
本発明の粉塵排気装置の制御方法によれば、複数の粉塵発生領域毎に設けた排気ダンパと、排気ファンとを最適に制御して、粉塵の速やかな排気と排気ファンの効率的な運転を実現することができる。 According to the control method of the dust exhaust device of the present invention, the exhaust damper provided for each of the plurality of dust generation regions and the exhaust fan are optimally controlled to quickly exhaust the dust and efficiently operate the exhaust fan. Can be realized.
(第1実施形態)
図1には本発明の制御方法を実施するアーク炉の粉塵排気装置の概略系統図を示す。アーク炉1の上方にはその操業時に排出される粉塵を吸引するための、排気ダクトの一部を構成する排気フード2A,2Bが粉塵発生領域DR1,DR2の二箇所に設けられている。各排気フード2A,2Bはそれぞれ排気ダンパ3A,3Bを介して排気ダクト4に集合連結されており、排気ダクト4は単一の排気ファン5によって排気されている。粉塵は排気ファン5を経てその後段のバグフィルタ6に至り、ここで捕集される。各排気フード2A,2Bには公知の粉塵センサ7A,7Bが設けられて、粉塵濃度(粉塵量)が検出されている。粉塵センサ7A,7Bとしては例えば、発光器71から発する光が浮遊粉塵に当たって拡散反射する散乱光を受光器72に集光して検知する光電式のものが使用できる。制御装置8が設けられて、当該制御装置8に、以下に説明する制御をソフトウェアで実現するコンピュータが内蔵されている。制御装置8には各粉塵センサ7A,7Bの検出信号が入力し、また制御装置8からの出力信号によって各排気ダンパ3A,3Bの開閉と排気ファン5の回転駆動が以下のように制御される。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic system diagram of a dust exhaust apparatus for an arc furnace that implements the control method of the present invention. Above the
制御装置8内では、各粉塵発生領域DR1,DR2に設けた粉塵センサ7A,7Bからの粉塵濃度信号h1,h2(図2)に対しそれぞれ二つの閾値H1H,H1L,H2H,H2Lで、その高レベル、中レベル、低レベルを判定する。すなわち、高レベルは粉塵濃度h1,h2が閾値H1H,H2H以上である場合、中レベルは粉塵濃度が閾値H1L,H2Lを越えかつ閾値H1H,H2H未満である場合、低レベルは粉塵濃度h1,h2が閾値H1L,H2L以下の場合である。制御装置8は、粉塵センサ7A,7Bで検出された各粉塵発生領域DR1,DR2の粉塵濃度レベルに応じて、表1に示すような制御を行う。
Within the
すなわち、粉塵発生領域DR1,DR2の粉塵濃度h1,h2がいずれも中レベルである場合には、各排気ダンパ3A,3Bの開度θ1,θ2および排気ファン6の回転数Nはいずれも現状のままとし、変化させない。粉塵発生領域DR1,DR2の粉塵濃度h1,h2がいずれも高レベルの場合には、排気ファン6の回転数NをΔnだけ増加させて装置全体の排気能力を増大させる。また、粉塵発生領域DR1,DR2の粉塵濃度h1,h2がいずれも低レベルか中レベルの場合には、排気ファン6の回転数NをΔnだけ減少させて電力消費を抑える。
That is, when the dust concentrations h1 and h2 in the dust generation regions DR1 and DR2 are both medium, the opening degrees θ1 and θ2 of the
粉塵発生領域DR1の粉塵濃度h1が高レベルで、粉塵発生領域DR2の粉塵濃度h2が中レベルないし低レベルの場合は上記表1中に示すようにC1制御を行う。一方、粉塵発生領域DR2の粉塵濃度h2が高レベルで、粉塵発生領域DR1の粉塵濃度h1が中レベルないし低レベルの場合には上記表1中に示すようにC2制御を行う。C1制御、C2制御の内容は排気ダンパ3A,3Bが全開(開度100%)か否かによって以下に示すような制御を行うものである。なお、表中、Δθは設計的に定められる一定量である。このような制御を行うことによって、排気ファンの無駄な回転とこれに伴う電力の浪費を回避しつつ、各粉塵発生領域DR1,DR2での粉塵濃度を問題のない範囲に抑えることができる。
When the dust concentration h1 in the dust generation region DR1 is high and the dust concentration h2 in the dust generation region DR2 is medium or low, C1 control is performed as shown in Table 1 above. On the other hand, when the dust concentration h2 in the dust generation region DR2 is high and the dust concentration h1 in the dust generation region DR1 is medium or low, C2 control is performed as shown in Table 1 above. The contents of the C1 control and C2 control are as follows depending on whether or not the
C1制御
θ1<100%であればθ1をΔθだけ開放
θ1=100%であればθ2をΔθだけ閉鎖
C2制御
θ2<100%であればθ2をΔθだけ開放
θ2=100%であればθ1をΔθだけ閉鎖
C1 control If θ1 <100%, θ1 is opened by Δθ. If θ1 = 100%, θ2 is closed by Δθ. C2 control If θ2 <100%, θ2 is opened by Δθ. If θ2 = 100%, θ1 is Δθ. Just closed
(第2実施形態)
本実施形態では図3に示すように、粉塵排気装置は、アーク炉1における3箇所の粉塵発生領域DR1,DR2,DR3にそれぞれ、排気ダクトの一部を構成する排気フード2A,2B,2Cと、排気ダンパ3A,3B,3C、および粉塵センサ7A,7B,7Cを備えている。各排気フード2A〜2Cはそれぞれ排気ダンパ3A〜3Cを介して排気ダクト4に集合連結され、排気ダクト4は単一の排気ファン5によって排気されている。制御装置8が設けられて、当該制御装置8に、以下に説明する制御をソフトウェアで実現するコンピュータが内蔵されている。制御装置8には各粉塵センサ7A〜7Cの検出信号が入力し、制御装置8からの出力信号によって各排気ダンパ3A〜3Cの開閉と排気ファン5の回転駆動が以下のように制御される。他の構成は第1実施形態と同様である。
(Second Embodiment)
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the dust exhaust device includes exhaust hoods 2 </ b> A, 2 </ b> B, 2 </ b> C that constitute part of the exhaust duct in three dust generation regions DR <b> 1, DR <b> 2, DR <b> 3 in the
制御装置8内では各粉塵発生領域DR1〜DR3の粉塵センサ7A〜7Cで検出される粉塵濃度h1,h2,h3に対しそれぞれ二つの閾値H1H,H1L,H2H,H2L,H3H,H3Lで、その高レベル、中レベル、低レベルを判定する。すなわち、図4に示すように、高レベルは粉塵濃度h1〜h3が閾値H1H〜H3H以上である場合、中レベルは粉塵濃度h1〜h3が閾値H1L〜H3Lを越えかつ閾値H1H〜H3H未満である場合、低レベルは粉塵濃度h1〜h3が閾値H1L〜H3L以下の場合である。制御装置8は、粉塵センサ7A〜7Cで検出された各粉塵発生領域DR1〜DR3の粉塵濃度レベルに応じて、表2〜表4に示すような制御を行う。
In the
すなわち、粉塵発生領域DR1〜DR3の粉塵濃度h1〜h3がいずれも中レベルである場合(表3)や粉塵発生領域DR3の粉塵濃度h3が低レベルで粉塵発生領域DR1,DR2の粉塵濃度h1、h2が中レベルの場合(表4)には、各排気ダンパ3A〜3Cの開度θ1,θ2,θ3および排気ファン5の回転数Nはいずれも現状のままとし、変化させない。粉塵発生領域DR1〜DR3の粉塵濃度h1〜h3がいずれも高レベルの場合(表2)には、排気ファン5の回転数NをΔnだけ増加させて装置全体の排気能力を増大させる。粉塵発生領域DR1〜DR3の粉塵濃度h1〜h3がいずれも低レベルか中レベルの場合(表3、表4)には、排気ファン5の回転数NをΔnだけ減少させて電力消費を抑える。
That is, when the dust concentrations h1 to h3 in the dust generation regions DR1 to DR3 are all at a medium level (Table 3), or the dust concentration h3 in the dust generation region DR3 is low, the dust concentrations h1 in the dust generation regions DR1 and DR2 When h2 is at a medium level (Table 4), the opening degrees θ1, θ2, θ3 of the
また、粉塵発生領域DR3の粉塵濃度h3が高レベルで、粉塵発生領域DR1,DR2の粉塵濃度h1,h2のいずれかが中レベルないし低レベルの場合は上記表2に示すように、C1制御〜C6制御(表5〜表10参照)の各制御を行う。これらの制御を含めて以下に説明する各制御の内容は、排気ダンパ3A〜3Cが全開(開度100%)か否かによってこれらの開度θ1〜θ3を適宜変更するものである。なお、表中、Δθは設計的に定められる一定量である。粉塵発生領域DR3の粉塵濃度h3が中レベルの場合には、粉塵発生領域DR1,DR2の粉塵濃度h1,h2のレベルに応じて上記表3に示すように、C7制御〜C9制御(表11〜表13)の各制御を行う。さらに、粉塵発生領域DR3の粉塵濃度h3が低レベルの場合には、粉塵発生領域DR1,DR2の粉塵濃度h1,h2のレベルに応じて上記表4に示すように、C10制御〜C12制御(表14〜表16)の各制御を行う。このような制御を行うことによって、排気ファン5の無駄な回転とこれに伴う電力の浪費を回避しつつ、各粉塵発生領域DR1〜DR3での粉塵濃度h1〜h3を問題のない範囲に抑えることができる。
Further, when the dust concentration h3 in the dust generation region DR3 is high and any one of the dust concentrations h1 and h2 in the dust generation regions DR1 and DR2 is medium level or low level, as shown in Table 2 above, C1 control to Each control of C6 control (refer Table 5-Table 10) is performed. The contents of each control described below including these controls are to appropriately change these opening degrees θ1 to θ3 depending on whether or not the
1…アーク炉、2A,2B,2B…排気フード(排気ダクト)、3A,3B,3C…排気ダンパ、4…排気ダクト、5…排気ファン、7A,7B…粉塵センサ、8…制御装置、DR1,DR2,DR3…粉塵発生領域。
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