JP5640689B2 - 熱風炉の燃焼制御装置及び熱風炉の燃焼制御方法 - Google Patents
熱風炉の燃焼制御装置及び熱風炉の燃焼制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5640689B2 JP5640689B2 JP2010256959A JP2010256959A JP5640689B2 JP 5640689 B2 JP5640689 B2 JP 5640689B2 JP 2010256959 A JP2010256959 A JP 2010256959A JP 2010256959 A JP2010256959 A JP 2010256959A JP 5640689 B2 JP5640689 B2 JP 5640689B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- target value
- hot stove
- index
- hot
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Description
図5は、熱風炉の炉内の構造を示す模式図である。図5に示すように、熱風炉11は燃焼室12と蓄熱室13とからなっている。蓄熱室13の内部には、蓄熱レンガ19が積まれており、符号14の部位はドーム、符号15の部位は珪石レンガ下部と呼ばれている。燃焼期には、燃焼室12において、燃料ガスを供給口16から、燃焼用空気を供給口17から、それぞれ供給して燃焼させ、その燃焼排ガスを蓄熱室13に通して内部の蓄熱レンガ19を加熱する。引き続く送風期には、供給口18から冷風を蓄熱室13に通し、蓄熱レンガ19との熱交換により熱風を得る。このような熱風炉11を複数基設置し、位相を炉ごとにずらしながら燃焼期と送風期のサイクルを繰り返すことによって、高炉操業において必要な温度及び流量の熱風を途切れることなく供給している。
熱風炉の操業には、一つの炉からの熱風と冷風を混合して温度調整を行って高炉に熱風を供給するシングル操業と、少なくとも3基以上の熱風炉のうちの2基を、時間をずらして同時に通風し、得られた熱風を混合して高炉に供給するスタガードパラレル操業がある。
また、特許文献4には、送風期のある一定時点における熱レベルとその目標値の偏差を監視し、この偏差が設定値よりも大きいときにはファジィ推論を、設定値以下の時には最適フィードバック制御によって燃焼期の排ガス温度最終値を演算し、この排ガス温度最終値に基づいて投入熱量を制御する方法が開示されている。
そのためには、燃焼制御における熱レベル目標値を適切に設定する必要がある。すなわち、熱風炉の負荷が高いとき(送風温度が高く、送風流量が大きいとき)は熱レベルを高くし、熱風炉の負荷が低いとき(送風温度が低く、送風流量が小さいとき)は熱レベルを低くする必要がある。
そこで、本発明は、各炉への投入熱量を最適化することを可能にした熱風炉の燃焼制御装置及びその燃焼制御方法を提供することを課題としている。
これにより、熱余裕指標の変化に同期して熱レベル指標目標値を変更することができる。そのため、操業状態に応じた適切な熱余裕を熱風炉に持たせることができる。
これにより、炉の熱レベル指標目標値を、熱風炉負荷と熱余裕の両方を考慮して適正に設定することができる。したがって、熱風炉への投入熱量を最適化することができる燃焼制御方法とすることができる。
(構成)
図1は、本実施形態における熱風炉の燃焼制御装置及び関連設備の構成を示す図である。
図中、符号11は熱風炉(以下、単に炉とも称す)である。この熱風炉11は、図5に示すように燃焼室12と蓄熱室13とからなっている。蓄熱室13の内部には、蓄熱レンガ19が積まれており、符号14の部位はドーム、符号15の部位は珪石レンガ下部と呼ばれている。燃焼期には、燃焼室12において、燃料ガスを供給口16から、燃焼用空気を供給口17から、それぞれ供給して燃焼させ、その燃焼排ガスを蓄熱室13に通して内部の蓄熱レンガ19を加熱する。引き続く送風期には、供給口18から冷風を蓄熱室13に通し、蓄熱レンガ19との熱交換により熱風を得る。このとき得られた熱風は高炉へ供給される。このような熱風炉11を複数基(例えば、図6に示すように4基)連結し、図7に示すように、位相を炉ごとにずらしながら予め定められた制御周期ごとに燃焼期と送風期のサイクルを繰り返すことによって、高炉操業において必要な温度及び流量の熱風を途切れることなく供給している。
燃焼制御装置40の制御対象は、上述のように、図5の熱風炉11が図6に示すように連結されたものである。熱風炉11では、図7に示すように燃焼・送風のサイクルを繰り返しながらスタガードパラレル操業が実施されており、投入熱量の設定は、各炉の燃焼期に先立って図7の離散化された時刻k=1,2,…(白い四角で示したタイミング)で行うものとする。この燃焼制御装置40で実施する投入熱量設定処理については、後で詳述する。
この燃焼制御装置40では、熱風炉11の負荷に相当する高炉に供給すべき熱量を表す指標(供給熱量指標)に応じて熱風炉11の熱レベルを表す指標の目標値(熱レベル指標目標値)を設定し、設定した熱レベル指標目標値を熱風炉11の熱余裕を表す指標(熱余裕指標)と同期して補正することで、最適な熱レベル指標目標値を設定する。そして、その熱レベル指標目標値に熱風炉11の熱レベルを一致させるように熱風炉11への投入熱量を設定し、燃焼制御を行う。
図2に示すように、燃焼制御装置40は、熱レベル指標目標値設定部41と、熱余裕指標実績出力部42と、減算器43と、目標値補正量決定部44と、加算器45と、減算器46と、熱レベル制御部47とを備える。
QLREF0=a・QREF+b ………(1)
ここで、QREFは供給熱量指標、a,bは予め設定された定数である。
QY=f(MBx) ………(2)
ここで、f( )は括弧内の変数をパラメータとし、熱余裕指標実績値QYを演算する関数である。
目標値補正量決定部44は、減算器43から出力される差分ΔQYに基づいて、熱レベル指標目標値設定部41で設定した熱レベル指標目標値QLREF0を補正するための目標値補正量ΔQLを決定する。
すなわち、加算器45は、熱レベル指標目標値設定部41で設定した熱レベル指標目標値QLREF0と、目標値補正量決定部44で決定した目標値補正量ΔQLとを加算し、その結果を最終的な熱レベル指標目標値QLREFとして減算器46に出力する。
熱レベル制御部47は、減算器46から出力される熱レベル指標の差分に基づいて、最終的な熱レベル指標目標値QLREFを実現する熱風炉11への投入熱量Gを設定する。そして、設定した投入熱量Gに基づいて、熱風炉11のガス弁16aの開度を制御することでガス流量を調整する。本実施形態では、例えば、ドーム温度とガス流量との関係を示すモデルを作成しておき、最終的な熱レベル指標目標値QLREFを実現するためのガス流量を決定し、燃焼制御を行う。
次に、本実施形態の動作について説明する。
以下、炉修理を目的として1基を停止するために、炉修理前に他の炉の熱余裕を意図的に大きくした操業を行った場合について説明する。この場合の熱レベル指標目標値QLREF0と最終的な熱レベル指標目標値QLREFとの変化を図5に示す。ここでは、Period20,40前後において、熱余裕指標目標値QYREFを意図的に大きくした操業を行っている。
したがって、熱余裕指標目標値QYREFを大幅に大きく変更すると、目標値補正量決定部44から比較的大きい値の目標値補正量ΔQLが出力されて、熱レベル指標目標値QLREF0が大きく増加補正される。すなわち、図5に示すように、最終的な熱レベル指標目標値QLREFは、熱レベル指標目標値QLREF0に対して大幅に大きくなる。
同様に、Period40前後においても、作業者が熱余裕指標目標値QYREFを意図的に大きく設定すると、熱レベル指標目標値QLREF0が増加補正され、図4に示すように最終的な熱レベル指標目標値QLREFが大きくなる方向に修正される。
これに対して本実施形態では、熱余裕指標の目標値の変更に対応して熱レベル指標目標値QLREFを変更することができるので、熱余裕を大きくしたい場合には熱レベル指標目標値QLREFを増加補正して熱風炉への投入熱量を大きくし、熱余裕を小さくしたい場合には熱レベル指標目標値QLREFを減少補正して熱風炉への投入熱量を小さくすることができる。したがって、熱風炉への投入熱量を最適化して、操業に必要な熱を適切に供給することができる。
このように、上記実施形態では、高炉へ供給すべき熱量を表す指標(供給熱量指標)に基づいて熱風炉の熱レベルを表す指標の目標値(熱レベル指標目標値)を設定するので、供給熱量指標の変化に対応して熱レベル指標目標値を変化させることができる。そのため、熱風炉の負荷変動に応じて適切な熱レベル指標目標値を設定することができ、負荷が高いときに熱が不足したり、負荷が低いときに熱が過剰になって熱効率が低下したりするのを防止することができる。
さらに、熱余裕指標に目標値を設定して熱レベル指標目標値を補正するので、操業変化に応じた熱余裕を熱風炉に持たせることができる。例えば、高炉への送風温度を急激に上昇させたい場合には、事前に熱風炉の熱余裕を大きくしておくことができる。これにより、熱不足を発生させずに送風温度を上昇させることができる。
このように、熱風炉負荷と熱余裕の様々な状況に対応して熱レベル指標目標値を設定することができるので、熱風炉への投入熱量を最適化することができ、省エネルギーや炭酸ガス排出量の削減を図ることができる。
なお、上記実施形態においては、高炉に供給する熱風の熱量を表す指標として、高炉への送風温度を用いる場合について説明したが、これに代えて高炉への送風量を用いることもできる。また、熱レベルを表す指標として、ドーム温度を用いる場合について説明したが、これに代えて珪石レンガ継目温度を用いることもできる。さらに、熱余裕指標として、混冷弁開度を用いる場合について説明したが、これに代えて後行炉の冷風バラフライ弁の開度や送風量、混冷バタフライ弁からの送風量と冷風バラフライ弁からの送風量との比率を用いることもできる。また、これら指標は一つだけでなく、それぞれ複数からなるようにしてもよい。
Claims (3)
- 複数基の熱風炉に対して予め定められた制御周期ごとに燃焼期及び送風期のサイクルを繰り返して行うことにより、高炉に対して所望の温度と流量の熱風を供給する熱風炉の燃焼制御装置であって、
熱風炉の蓄熱量のレベルを熱レベルとするとともに、
熱風炉が有する熱量であって、高炉から要求された温度及び流量の熱風を供給するのに必要な最低限の熱量よりもどれだけ多くの熱量を有しているかを示す熱量を熱余裕とし、
各熱風炉の送風期において熱風炉から高炉に供給すべき熱風の熱量を表す指標に基づいて、各熱風炉の送風期における熱レベルを表す指標の目標値を設定する熱レベル指標目標値設定手段と、
各熱風炉の熱余裕を表す指標の実績値と各熱風炉の熱余裕を表す指標の目標値との差分に基づいて、前記熱レベル指標目標値設定手段で設定した目標値を補正する熱レベル指標目標値補正手段と、
各熱風炉の熱レベルが前記熱レベル指標目標値補正手段で補正した目標値に一致するように、各熱風炉の燃焼期における投入熱量を設定する投入熱量設定手段と、を備えることを特徴とする熱風炉の燃焼制御装置。 - 前記熱レベル指標目標値補正手段は、各熱風炉の熱余裕を表す指標の実績値と、各熱風炉の熱余裕を表す指標の目標値との差分が大きいほど、前記熱レベル指標目標値設定手段で設定した目標値を補正するための補正量を大きく設定することを特徴とする請求項1に記載の熱風炉の燃焼制御装置。
- 複数基の熱風炉に対して予め定められた制御周期ごとに燃焼期及び送風期のサイクルを繰り返して行うことにより、高炉に対して所望の温度と流量の熱風を供給する熱風炉の燃焼制御方法であって、
熱風炉の蓄熱量のレベルを熱レベルとするとともに、
熱風炉が有する熱量であって、高炉から要求された温度及び流量の熱風を供給するのに必要な最低限の熱量よりもどれだけ多くの熱量を有しているかを示す熱量を熱余裕とし、各熱風炉の送風期において熱風炉から高炉に供給すべき熱風の熱量を表す指標に基づいて、各熱風炉の送風期における熱レベルを表す指標の目標値を設定するステップと、
各熱風炉の熱余裕を表す指標の実績値と各熱風炉の熱余裕を表す指標の目標値との差分に基づいて、設定した前記目標値を補正するステップと、
各熱風炉の熱レベルが補正した前記目標値に一致するように、各熱風炉の燃焼期における投入熱量を設定するステップと、を備えることを特徴とする熱風炉の燃焼制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010256959A JP5640689B2 (ja) | 2010-11-17 | 2010-11-17 | 熱風炉の燃焼制御装置及び熱風炉の燃焼制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010256959A JP5640689B2 (ja) | 2010-11-17 | 2010-11-17 | 熱風炉の燃焼制御装置及び熱風炉の燃焼制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012107291A JP2012107291A (ja) | 2012-06-07 |
JP5640689B2 true JP5640689B2 (ja) | 2014-12-17 |
Family
ID=46493198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010256959A Active JP5640689B2 (ja) | 2010-11-17 | 2010-11-17 | 熱風炉の燃焼制御装置及び熱風炉の燃焼制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5640689B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101852620B1 (ko) | 2016-12-23 | 2018-04-26 | 주식회사 포스코 | 열풍로 장치 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106222346B (zh) * | 2016-06-27 | 2017-12-22 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种高炉热风炉燃烧优化控制方法 |
CN114737003B (zh) * | 2022-04-22 | 2023-08-15 | 山东省冶金设计院股份有限公司 | 一种基于蓄热模型的高炉热风炉燃烧自动控制方法及系统 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5833288B2 (ja) * | 1980-08-01 | 1983-07-19 | 住友金属工業株式会社 | 熱風炉の燃焼制御方法 |
JPS63226524A (ja) * | 1987-03-13 | 1988-09-21 | Kobe Steel Ltd | 熱風炉における燃焼制御方法 |
-
2010
- 2010-11-17 JP JP2010256959A patent/JP5640689B2/ja active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101852620B1 (ko) | 2016-12-23 | 2018-04-26 | 주식회사 포스코 | 열풍로 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012107291A (ja) | 2012-06-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4734014B2 (ja) | 熱風炉の制御方法、制御システム、コンピュータプログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 | |
JP2010048462A (ja) | 制御システム、制御システム用プログラム、燃焼制御方法及びボイラシステム | |
JP2011099608A (ja) | ボイラ燃焼制御装置 | |
JP5640689B2 (ja) | 熱風炉の燃焼制御装置及び熱風炉の燃焼制御方法 | |
JP5685899B2 (ja) | 熱風炉の燃焼制御装置及び熱風炉の燃焼制御方法 | |
JP5286729B2 (ja) | 熱風炉の燃焼制御方法及びその燃焼制御装置 | |
JP5984435B2 (ja) | ガスタービン制御装置及び制御方法 | |
JP5772455B2 (ja) | 熱風炉の燃焼制御装置及び熱風炉の燃焼制御方法 | |
JP2009084636A (ja) | 熱風炉の燃焼制御方法及びその燃焼制御装置 | |
JP5849612B2 (ja) | 熱風炉の燃焼制御方法および燃焼制御装置 | |
JPS5814855B2 (ja) | 多帯式加熱炉の炉温設定制御方法 | |
JP2004043912A (ja) | 連続鋼材加熱炉の燃焼制御方法、燃焼制御装置及び燃焼制御プログラム並びにコンピュータ読み取り可能な記録媒体 | |
JP5418375B2 (ja) | 熱風炉制御計算装置、熱風炉制御方法、及びコンピュータプログラム | |
KR101388020B1 (ko) | 열풍로의 연소 제어방법 | |
CN109579044B (zh) | 一种步进式加热炉空燃比动态前馈燃烧控制方法 | |
JP4495011B2 (ja) | 熱風炉の制御方法 | |
JP6809348B2 (ja) | 熱風炉制御計算装置、熱風炉制御計算方法、及びプログラム | |
JP4759872B2 (ja) | 熱風炉の送風温度制御方法 | |
JP5277036B2 (ja) | 汚泥焼却炉の温度制御装置および汚泥焼却炉の温度制御方法 | |
JP2013096002A (ja) | 熱風炉の燃焼制御方法および燃焼制御装置 | |
WO2024135769A1 (ja) | 熱風炉の燃焼制御方法及び燃焼制御装置 | |
JPS63226524A (ja) | 熱風炉における燃焼制御方法 | |
KR100804230B1 (ko) | 고로 열풍로 연소제어방법 | |
JP7156227B2 (ja) | 連続式加熱炉の炉内圧力制御装置及び炉内圧力制御方法 | |
TWI817819B (zh) | 熱風爐的控制方法及其電腦程式產品 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130823 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140313 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140408 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140520 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140930 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141013 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5640689 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |