JP5720291B2 - コークス炉における総炭化時間の最適化方法 - Google Patents
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Description
始めに、図1,2を参照して、本発明の一実施形態である総炭化時間の最適化方法の対象となるコークス炉の構成について説明する。但し、本発明の対象となるコークス炉は、図1,2に示す構成に限定されることはない。
次に、上記コークス炉における総炭化時間の最適化方法について説明する。なお、本発明の一実施形態であるコークス炉における総炭化時間の最適化方法は、(1)炭化室からコークスを押し出す際に必要な押出力の推定式を構築するステップと、(2)構築された押出力の推定式に基づいてコークスの押詰りが発生する確率(押詰り確率)を算出するステップと、(3)算出された押詰り確率からコークス炉の単位時間あたりの生産効率の期待値を算出し、算出された期待値に基づいてコークス炉の総炭化時間を最適化するステップと、の3つのステップに大別される。そこで、以下では、本発明の一実施形態であるコークス炉における総炭化時間の最適化方法を上記ステップ毎に説明する。
始めに、押出力の推定式を構築するステップについて説明する。本実施形態では、押出力の指標として、押出機16の押出ラム16aの駆動モータに流れる電流値のピーク値を用いる。押出過程の初期においては、押出ラム16aの位置変化はコークスケーキ内部の空隙によって吸収されるために、押出荷重は小さくなる。そして、コークスケーキ内部の空隙が小さくなると、押出荷重は静止摩擦力の最大値に向かって上昇していく。この押出荷重の最大値を押出ピークという。このように押出ピーク値は押詰りに密接に関係していると考えられるので、本実施形態では押出ピーク値を推定対象(目的変数)とする。
次に、押出力の推定式に基づいて押詰り確率を算出するステップについて説明する。図9(a),(b)はそれぞれ、総炭化時間が所定時間未満である場合と所定時間以上である場合とにおける、線形回帰推定式から求められた押出ピーク値の予測値と実測値との残差のヒストグラムを示す図である。図中、実線が残差のヒストグラムを示し、破線は残差のヒストグラムの近似曲線である。図9(a),(b)に示すように、総炭化時間が所定時間未満である場合と所定時間以上である場合とのいずれの場合も、図中破線で示すように残差は正規分布に近い形状の頻度分布(標準偏差σ1,σ2)を示している。従って、押出ピーク値の予測値には、正規分布で表される確率分布が存在すると考えられる。
次に、押詰り確率からコークス炉の単位時間あたりの生産効率の期待値を算出し、算出された期待値に基づいてコークス炉の総炭化時間を最適化するステップについて説明する。
総押出本数A1=z×x×24/y …(1)
総押詰り本数A2=z×x×24/y×p(y) …(2)
総復旧窯数A3=100−x …(3)
稼働窯数の期待値x=100/(24p(y)z/y+1) …(4)
押出本数の期待値A4=(x×24/y)/100 …(5)
11a,11b 炭化室壁
12 燃焼室
13 蓄熱室
14 装炭口
15 装炭車
16 押出機
16a 押出ラム
17 ガイド車
18 消火車
19 煉瓦
20 バックステー
Claims (1)
- 炭化室からコークスを押し出す際に必要な押出力の実測値のデータを、炭化室の総炭化時間が所定時間以上であるグループと所定時間未満であるグループとに炭化室毎に分類するステップと、
各グループについて、押出力の実績値のデータを検証データと式構築データとに分割し、式構築データについて押出力に寄与する複数の因子を用いた線形重回帰分析を行うことによって押出力を推定する線形回帰推定式を導出し、導出された線形回帰推定式を用いて検証データについて押出力の予測値を算出し、算出された押出力の予測値と実績値との誤差を予測誤差として算出し、算出された予測誤差が最小になるように順次線形重回帰分析を行う際の因子の数を減らしていくことによって、押出力を推定する上で最適な因子の組み合わせを特定し、特定された組み合わせに基づいて前記押出力を推定する線形回帰推定式を構築し、構築された線形回帰推定式から求められる押出力の予測値を平均値とし、該押出力の予測値と実績値との残差が示す頻度分布の標準偏差を標準偏差とする正規分布曲線を算出し、算出された正規分布曲線に基づいて押出力が所定の閾値以上になる押出力の確率分布を積分することによってコークス炉からコークスを押し出す際にコークスの押詰りが発生する確率を炭化室毎に算出する押詰り確率算出ステップと、
算出された確率から定常状態におけるコークス炉の稼働窯数を算出し、算出された稼働窯数からコークス炉の単位時間あたりのコークス押出本数の期待値を算出する生産効率算出ステップと、
前記コークス押出本数の期待値に基づいてコークス炉の総炭化時間を決定する総炭化時間導出ステップと、
を含むことを特徴とするコークス炉における総炭化時間の最適化方法。
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