JP5559641B2 - 炉内監視装置および炉内監視方法 - Google Patents
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Description
図1は、セメント製造プラント100の構成を示す概略図である。セメント製造プラント100は、主にクリンカの焼成を行うプラントであり、プレヒータ105、ロータリーキルン170、冷却機180、プレヒータ内監視装置200(炉内監視装置)を備えている。
図2は、最下段のサイクロン110とプレヒータ内監視装置200の構成を示す概略図である。図2に示すように、最下段のサイクロン110の壁部は、鉄皮の内側に耐火物が内張りされている。サイクロン110内に高温ガスとセメント原料Mを流通させると、サイクロン110の内壁面に原料が付着し、付着物がコーチングCとして次第に成長する。サイクロン110内のコーン部111に付着したコーチングCが剥がれてシュート部112へ落下したり、コーチングCが異常に成長するとサイクロン詰まりが発生したりする虞が生じる。
以上のように構成されたプレヒータ内監視装置200の動作を説明する。図3は、プレヒータ内監視装置200の動作を示すフローチャートである。まず、プレヒータ105内の温度を測定する(S1)。そして、プレヒータ105内の温度を維持するように炉内へ供給する主燃料の量を制御し(S2)、供給された主燃料の量を記録する(S3)。そして、同時に炉内の測定温度を記録する(S4)。
セメント製造プラント100の運転に伴い、サイクロン110内部に高温ガスとセメント原料Mが流通すると、次第にサイクロン110内壁面に付着したセメント原料Mが保温材として作用し、付着量が増加するほど、温度計190への熱の伝達時間が増加する。
上記のように構成されたセメント製造プラント100を運転し、プレヒータ内監視装置200により応答時間を算出する実験を行った。実験の途中で温度計を抜き出し、コーチングを掃除した。この掃除のタイミングは、コーチング厚が比較的小さい状態において行った。図5(a)、(b)は、それぞれ主燃料供給量および温度の推移、算出された応答時間の推移を示すグラフである。図5に示すように、コーチング厚の増加に伴う応答時間の増加が観察された。コーチング厚が小さかったため掃除による影響は小さかったが、その後、320分の時点で応答時間の急激な増加が確認された。このようなコーチングの成長は、特定のリサイクル原燃料の使用量増によるものであり、オペレータがこれに対処したことで、応答時間は減少した。
また、同様の条件で、コーチング厚が大きい場合の応答時間の算出実験を行った。図6(a)、(b)は、それぞれ主燃料供給量および温度の推移、算出された応答時間の推移を示すグラフである。実験によりコーチング厚の増加による応答時間の増加を観察できた。また、コーチング厚が大きい影響で、掃除により一気に応答時間が減少したことが観察できた。
105 プレヒータ
108 原料供給部
110 サイクロン
111 コーン部
112 シュート部
113 排気口
160 仮焼炉
161 リサイクル原燃料供給部
162 主燃料供給部
169 ロータリーキルン入口
170 ロータリーキルン
180 冷却機
190 温度計
200 プレヒータ内監視装置(炉内監視装置)
210 温度測定部
220 供給量制御部
230 供給量記録部
240 温度記録部
250 時間算出部
260 出力部
270 異常判定部
C コーチング
F 主燃料
M セメント原料
R1、R2 リサイクル原燃料
Claims (6)
- 継続的に供給される原料をエネルギーの供給により生じる熱で加熱し次工程に送り出す炉の内部を監視する炉内監視装置であって、
炉内で原料とガスが流れる箇所に設けられた温度計により前記炉内の温度を測定する温度測定部と、
前記炉内の温度を維持するように前記炉内へ供給するエネルギー量を制御する供給量制御部と、
前記炉内へ供給されたエネルギー量を記録する供給量記録部と、
前記炉内の測定温度を記録する温度記録部と、
前記供給されたエネルギー量の推移が前記測定された温度の推移として現れるまでの応答時間を算出する時間算出部と、を備え、
前記算出された応答時間の変化により前記炉内のコーチング付着状況の推定を可能にすることを特徴とする炉内監視装置。 - 前記時間算出部は、前記エネルギーの供給により生じる熱が前記温度測定部に伝達されるステップを一次遅れモデルで近似したときの時定数を、前記応答時間として算出することを特徴とする請求項1記載の炉内監視装置。
- 前記応答時間を出力する出力部を更に備えることを特徴とする請求項1または請求項2記載の炉内監視装置。
- 前記応答時間の変化率の絶対値が所定値を超えたときに異常と判定する異常判定部を更に備え、
異常の発生を報知可能にすることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の炉内監視装置。 - 前記炉は、継続的にセメント原料が供給されるプレヒータであり、
前記温度測定部は、前記プレヒータ内の温度を測定し、
前記温度記録部は、前記プレヒータ内の測定温度を記録し、
前記供給量記録部は、前記プレヒータ内にエネルギーとして供給される石炭燃料の量を記録し、
前記時間算出部は、前記記録された石炭燃料の量の推移が前記プレヒータ内の温度の推移として現れるまでの応答時間を算出し、
前記算出された応答時間の変化によりプレヒータ内のコーチング付着状況の推定を可能にすることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の炉内監視装置。 - 継続的に供給される原料をエネルギーの供給により生じる熱で加熱し次工程に送り出す炉の内部を監視する炉内監視方法であって、
炉内で原料とガスが流れる箇所に設けられた温度計により前記炉内の温度を測定する手順と、
前記炉内の温度を維持するように前記炉内へ供給するエネルギー量を制御する手順と、
前記炉内へ供給されたエネルギー量を記録する手順と、
前記炉内の測定温度を記録する手順と、
前記供給されたエネルギー量の推移が前記測定された温度の推移として現れるまでの応答時間を算出する手順と、を含み、
前記算出された応答時間の変化により前記炉内のコーチング付着状況の推定を可能にすることを特徴とする炉内監視方法。
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