JP6341148B2 - Compressed air recovery device and compressed air operation method - Google Patents
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本発明は、高炉での還元反応に利用される圧縮空気を回収する圧縮空気の回収装置および、回収した圧縮空気をその他の圧縮空気利用先へと転活用する圧縮空気の運用方法に関する。 The present invention relates to a compressed air recovery device that recovers compressed air used for a reduction reaction in a blast furnace, and a compressed air operation method that converts the recovered compressed air to other compressed air usage destinations.
従来、高炉への還元反応に用いる空気を圧縮して送る高炉送風機（軸流式圧縮機）は、高炉に圧縮空気を送風するという用途のみで使用されていた。例えば特許文献１では、酸素富化した空気を吸入して高炉に送風する高炉送風機が提案されている。 Conventionally, a blast furnace blower (axial compressor) that compresses and sends air used for a reduction reaction to a blast furnace has been used only for the purpose of blowing compressed air to the blast furnace. For example, Patent Document 1 proposes a blast furnace blower that sucks oxygen-enriched air and blows it to a blast furnace.
図２に示すように、従来は高炉送風機２によって圧縮空気を送風する高炉送風ラインと、製鉄所内の各工場（圧縮空気利用先）に圧縮空気を供給する圧縮空気ラインとは、互いに独立しており、圧縮空気ラインは、製鉄所内の各工場に対して、仕様変動に応じてコンプレッサー（空気圧送機４）の運転台数を調節しながら圧縮空気を供給していた。 As shown in FIG. 2, conventionally, a blast furnace blow line that blows compressed air by a blast furnace blower 2 and a compressed air line that supplies compressed air to each factory (compressed air use destination) in a steel mill are independent of each other. The compressed air line supplied compressed air to each factory in the steel works while adjusting the number of operating compressors (pneumatic feeders 4) according to the specification variation.
ここで、高炉における圧縮空気の必要風量は、主に生産量の増減に比例する。また、軸流式圧縮機である高炉送風機２は、チョーキング現象防止（設備上の制約）のため、最低運転負荷（最低送風可能量）が個々に決まっており、高炉の必要風量がこれを下回る場合、図２に示すように、放風弁３によって圧縮空気を大気に放散しながら運転することになる。 Here, the required air volume of the compressed air in the blast furnace is mainly proportional to the increase or decrease of the production volume. In addition, the blast furnace blower 2 which is an axial flow compressor has a minimum operating load (minimum amount of air that can be blown) to prevent choking phenomenon (equipment restrictions), and the required air volume of the blast furnace is lower than this. In this case, as shown in FIG. 2, the operation is performed while the compressed air is dissipated into the atmosphere by the air discharge valve 3.
従って、高炉における生産量が少なく、必要風量が高炉送風機の最低送風可能量を下回る場合、いわゆる放風運転となり、エネルギーロスが発生してしまうという問題があった。 Therefore, when the production amount in the blast furnace is small and the required air volume is lower than the minimum air blowing capacity of the blast furnace blower, there is a problem that the so-called air discharge operation occurs and energy loss occurs.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高炉送風ラインにおけるエネルギーロスを低減することができる圧縮空気の回収装置および圧縮空気の運用方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at providing the collection | recovery apparatus of the compressed air which can reduce the energy loss in a blast furnace ventilation line, and the operation method of compressed air.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る圧縮空気の回収装置は、高炉送風機によって高炉に圧縮空気を送風する高炉送風ラインにおいて、前記高炉における圧縮空気の必要風量が前記高炉送風機の最低送風可能量未満となった場合に、前記高炉送風ラインから放散される圧縮空気を回収することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a compressed air recovery apparatus according to the present invention is a blast furnace blow line that blows compressed air to a blast furnace by a blast furnace blower. Compressed air diffused from the blast furnace blow line is collected when the blast furnace blower becomes less than the minimum blowable amount.
また、本発明に係る圧縮空気の回収装置は、上記発明において、前記高炉送風ラインと、空気圧送機によって製鉄所内の各工場に圧縮空気を供給する圧縮空気ラインとの間に設けられ、前記高炉送風ラインから放散される圧縮空気の流量を調整する流量調整弁と、前記流量調整弁によって流量が調整された圧縮空気を蓄積する蓄圧装置と、前記圧縮空気ラインにおける圧縮空気の必要圧力が、前記蓄圧装置によって蓄積された圧縮空気の圧力よりも高い場合に、圧縮空気を昇圧して前記圧縮空気ラインに供給する昇圧装置と、前記圧縮空気ラインにおける圧縮空気の必要圧力が、前記蓄圧装置によって蓄積された圧縮空気の圧力よりも低い場合に、圧縮空気の圧力を調整して前記圧縮空気ラインに供給する調整弁と、を備えることを特徴とする。 Further, in the above invention, the compressed air recovery device according to the present invention is provided between the blast furnace air blowing line and a compressed air line that supplies compressed air to each factory in the steel works by a pneumatic feeder, and the blast furnace A flow rate adjusting valve that adjusts the flow rate of compressed air that is diffused from the blower line, a pressure accumulator that accumulates compressed air whose flow rate is adjusted by the flow rate adjusting valve, and a required pressure of compressed air in the compressed air line are When the pressure of the compressed air accumulated by the pressure accumulator is higher than the pressure of the compressed air, the pressure booster supplies the compressed air to the compressed air line, and the necessary pressure of the compressed air in the compressed air line is accumulated by the pressure accumulator. And a regulating valve that regulates the pressure of the compressed air and supplies the compressed air to the compressed air line when the pressure is lower than the pressure of the compressed air. .
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る圧縮空気の運用方法は、前記した圧縮空気の回収装置によって回収した圧縮空気を、製鉄所内の各工場において、冷却用、駆動用およびパージ用に使用されている圧縮空気ラインに転活用することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the compressed air operation method according to the present invention is configured to cool and drive the compressed air recovered by the above-described compressed air recovery device at each factory in the steel works. It is characterized by being converted to a compressed air line that is used for cleaning and purging.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る圧縮空気の運用方法は、前記した圧縮空気の回収装置によって、電力単価の安い夜間にのみ圧縮空気を回収し、電力単価の高い昼間に、製鉄所内の各工場において、冷却用、駆動用およびパージ用に使用されている圧縮空気ラインに対して、前記回収した圧縮空気を転活用することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the compressed air operation method according to the present invention collects compressed air only at night when the unit price of electricity is low by the above-described compressed air recovery device. It is characterized in that the recovered compressed air is diverted to compressed air lines used for cooling, driving and purging in each factory in the steelworks during high daytime.
本発明によれば、高炉送風ラインと圧縮空気ラインとの間に回収装置を設け、高炉送風ラインで放散される圧縮空気を回収することで、エネルギーロスを低減することができる。 According to the present invention, an energy loss can be reduced by providing a recovery device between the blast furnace air line and the compressed air line and recovering the compressed air diffused in the blast furnace air line.
以下、本発明に係る圧縮空気の回収装置および圧縮空気の運用方法の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、以下の実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a compressed air recovery device and a compressed air operation method according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
［圧縮空気の回収装置］
本発明に係る圧縮空気の回収装置は、高炉送風ラインから放散される圧縮空気を回収するものである。ここで、従来は図２に示すように、高炉送風ラインおよび圧縮空気ラインは別系統であり、高炉の必要風量が高炉送風機２の最低送風可能量を下回った場合、放風弁３から常時放風しながら運転していた。
[Compressed air recovery device]
The apparatus for recovering compressed air according to the present invention recovers compressed air diffused from a blast furnace air line. Conventionally, as shown in FIG. 2, the blast furnace blow line and the compressed air line are separate systems, and when the required air volume of the blast furnace falls below the minimum blowable quantity of the blast furnace blower 2, the discharge valve 3 is always released. I was driving in the wind.
一方、本発明では、高炉送風ラインにおける高炉送風機２も、圧縮空気ラインにおける空気圧送機４も共に大気を昇圧しているため流用可能である点に着目し、高炉送風ラインおよび圧縮空気ラインの間に回収装置１を設置し共有化した。そして、高炉における圧縮空気の必要風量が高炉送風機２の最低送風可能量未満となった場合、すなわち圧縮空気の放風運転となる局面において、高炉送風ラインから放散される高炉送風用の圧縮空気を回収装置１によって回収することとした。 On the other hand, in the present invention, focusing on the fact that both the blast furnace blower 2 in the blast furnace blow line and the pneumatic feeder 4 in the compressed air line are boosting the atmosphere, they can be diverted, and between the blast furnace blow line and the compressed air line. The recovery device 1 was installed and shared. Then, when the required air volume of the compressed air in the blast furnace becomes less than the minimum air blowing capacity of the blast furnace air blower 2, that is, in a phase where the compressed air is discharged, compressed air for blast furnace air diffused from the blast furnace air line is used. It was decided to collect by the collection device 1.
回収装置１は、図１に示すように、高炉送風ラインと圧縮空気ラインとの間に設けられている。ここで、高炉送風ラインとは、高炉送風機２によって高炉に圧縮空気を送風するラインであり、圧縮空気ラインとは、空気圧送機４によって製鉄所内の各工場に圧縮空気を供給するラインである。回収装置１は、流量調整弁１１と、蓄圧装置１２と、昇圧装置１３と、調整弁１４と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the recovery device 1 is provided between a blast furnace air line and a compressed air line. Here, the blast furnace blowing line is a line for blowing compressed air to the blast furnace by the blast furnace blower 2, and the compressed air line is a line for supplying the compressed air to each factory in the steel works by the pneumatic feeder 4. The recovery device 1 includes a flow
流量調整弁１１は、高炉の必要風量が高炉送風機２の最低送風可能量を下回った場合において、高炉送風ラインの放風弁３から放散される圧縮空気の流量を調整する。また、蓄圧装置１２は、流量調整弁１１によって流量が調整された圧縮空気を蓄積する。
The flow
昇圧装置１３は、圧縮空気ラインにおける圧縮空気の必要圧力が、蓄圧装置１２によって蓄積された圧縮空気の圧力よりも高い場合において、圧縮空気を昇圧して圧縮空気ラインに供給する。また、調整弁１４は、圧縮空気ラインにおける圧縮空気の必要圧力が、蓄圧装置１２によって蓄積された圧縮空気の圧力よりも低い場合において、圧縮空気の圧力を調整して圧縮空気ラインに供給する。
When the required pressure of the compressed air in the compressed air line is higher than the pressure of the compressed air accumulated by the
以上のような構成を備える本発明に係る圧縮空気の回収装置１は、高炉送風ラインと圧縮空気ラインとの間に当該回収装置１を設け、高炉送風ラインで放散される余剰の圧縮空気を回収することで、エネルギーロスを低減することができる。 The compressed air recovery apparatus 1 according to the present invention having the above-described configuration is provided with the recovery apparatus 1 between a blast furnace air line and a compressed air line, and recovers excess compressed air diffused in the blast furnace air line. By doing so, energy loss can be reduced.
［圧縮空気の運用方法］
前記した圧縮空気の回収装置１によって回収した圧縮空気は、例えば製鉄所内の各工場において、冷却用、駆動用およびパージ用に使用されている圧縮空気ラインに転活用することが好ましい。これにより、高炉送風ラインで放散される圧縮空気分のエネルギー削減が可能となり、高炉送風ラインにおける圧縮空気を、圧縮空気ラインで有効利用することができる。
[Operating method of compressed air]
The compressed air recovered by the compressed air recovery device 1 described above is preferably diverted to a compressed air line that is used for cooling, driving, and purging, for example, in each factory in the steelworks. Thereby, it is possible to reduce the energy of the compressed air diffused in the blast furnace blow line, and the compressed air in the blast furnace blow line can be effectively used in the compressed air line.
また、前記した圧縮空気の回収装置１によって、電力単価の安い夜間にのみ圧縮空気を回収し、電力単価の高い昼間に、製鉄所内の各工場において、冷却用、駆動用およびパージ用に使用されている圧縮空気ラインに対して、前記回収した圧縮空気を転活用することが好ましい。これにより、昼間のピーク電力を削減することができ、電力コストを削減することができる。 Further, the compressed air recovery device 1 collects compressed air only at night when the unit price of electricity is low, and is used for cooling, driving and purging at each factory in the steelworks during the daytime when the unit price of electricity is high. It is preferable to divert the recovered compressed air to the compressed air line. Thereby, peak power during the daytime can be reduced, and power costs can be reduced.
以下、本発明に係る圧縮空気の回収装置１および圧縮空気の運用方法の実施例について、図１を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of a compressed air recovery apparatus 1 and a compressed air operation method according to the present invention will be described with reference to FIG.
［圧縮空気の回収装置］
例えば、高炉送風ラインにおける高炉送風機２が３，０００Ｎｍ３／ｍｉｎ（圧力０．５ＭＰａ（ゲージ圧））で高炉に送風している場合、高炉の必要風量が２，０００Ｎｍ３／ｍｉｎを下回ると、高炉送風機２が運転可能となる領域（最低送風可能量）を下回ることになる。従って、高炉の必要風量が例えば１，５００Ｎｍ３／ｍｉｎ（圧力０．５ＭＰａ（ゲージ圧））となった場合、放風弁３から余剰の５００Ｎｍ３／ｍｉｎの圧縮空気が放散されることになる。
[Compressed air recovery device]
For example, when the blast furnace blower 2 in the blast furnace blow line is blowing to the blast furnace at 3,000 Nm 3 / min (pressure 0.5 MPa (gauge pressure)), if the required air volume of the blast furnace is less than 2,000 Nm 3 / min, It will fall below the area (minimum air blowing capacity) in which the blast furnace blower 2 can be operated. Therefore, when the necessary air volume of the blast furnace is, for example, 1,500 Nm 3 / min (pressure 0.5 MPa (gauge pressure)), surplus compressed air of 500 Nm 3 / min is diffused from the discharge valve 3. .
この場合、送風の電力原単位を１００ｋＷｈ／千Ｎｍ３とすると、例えば放散が３時間継続した場合、「３Ｈ×１００ｋＷｈ／千Ｎｍ３×５００Ｎｍ３／ｍｉｎ×６０ｍｉｎ＝９，０００ｋＷｈ」の電力損失となる。また、仮に電力単価を１０円／ｋＷｈとし、こうした状況が１００回／年の頻度で発生するとした場合、年間９００万円の損失となる。 In this case, assuming that the power unit of blowing is 100 kWh / 1000 Nm 3 , for example, when dissipation continues for 3 hours, the power loss of “3H × 100 kWh / 1000 Nm 3 × 500 Nm 3 / min × 60 min = 9000 kWh” Become. Further, if the unit price of electricity is 10 yen / kWh, and such a situation occurs at a frequency of 100 times / year, a loss of 9 million yen per year results.
一方、例えば図１に示すように、回収装置１として１５，０００ｍ３の蓄圧装置１２を設置した場合、高炉送風ラインにおける圧縮空気の圧力が０．５ＭＰａであるため、「１５，０００ｍ３×（０．５＋０．１ＭＰａ）÷０．１ＭＰａ（ゲージ圧）＝９０，０００Ｎｍ３」の圧縮空気の回収が可能となる。従って、前記した条件において放散された圧縮空気を全量回収することが可能となる。
On the other hand, for example, as shown in FIG. 1, when a
そして、このように回収した圧縮空気を図１に示す圧縮空気ライン（圧力０．６ＭＰａ（ゲージ圧））に送風する場合、昇圧装置１３（電力原単位２０ｋＷｈ／千Ｎｍ３）によって圧力差分０．１ＭＰａの昇圧を行い、圧縮空気ラインへの送風を実施する。 When the compressed air collected in this way is blown to the compressed air line (pressure 0.6 MPa (gauge pressure)) shown in FIG. 1, the pressure difference is set to 0. 0 by the pressure booster 13 (power unit 20 kWh / 1000 Nm 3 ). The pressure is increased to 1 MPa and air is blown to the compressed air line.
この場合、昇圧に要する電力は、「３Ｈ×２０ｋＷｈ／千Ｎｍ３×５０Ｎｍ３／ｍｉｎ×６０ｍｉｎ＝１８００ｋＷｈ」、昇圧に要するコストは年間１８０万円（電力単価＝１０円／ｋＷｈの場合）となる。従って、回収装置１による回収のメリットとして、年間７２０万円のコスト削減効果を得られることになる。 In this case, the power required for the step-up is (if the electricity unit price = 10 yen / kWh) "3H × 20 kWh / thousand Nm 3 × 50Nm 3 / min × 60min = 1800kWh " cost of boosting year 1.8 million yen . Therefore, as a merit of collection by the collection apparatus 1, a cost reduction effect of 7.2 million yen per year can be obtained.
［圧縮空気の運用方法］
本運用方法では、電力単価の安い夜間に高炉送風ラインから回収装置１の蓄圧装置１２に圧縮空気の蓄圧を行い、電力単価の高い昼間に蓄圧装置１２から圧縮空気ラインに圧縮空気の供給を行い、電力コストの削減を図る。
[Operating method of compressed air]
In this operation method, compressed air is accumulated in the
例えば、昼間の電力単価を１５円／ｋＷｈ、夜間の電力単価を１０円／ｋＷｈとした場合において、夜間に高炉送風ラインから蓄圧した場合の１回あたりのコストは、「９０，０００Ｎｍ３×１００ｋＷｈ／千Ｎｍ３×１０円／ｋＷｈ＝９万円／回」である。また、これを昼間に圧縮空気ラインに供給する際に昇圧装置１３によって昇圧するコストは、「９０，０００Ｎｍ３×２０ｋＷｈ／千Ｎｍ３×１５円／ｋＷｈ＝２．７万円／回」である。従って、本運用方法に要するコストは、合計１１．７万円／回となる。
For example, in the case where the unit price of electricity during the day is 15 yen / kWh and the unit price of electricity at night is 10 yen / kWh, the cost per time when accumulating pressure from the blast furnace air line at night is “90,000 Nm 3 × 100 kWh / 1000 Nm 3 × 10 yen / kWh = 90,000 yen / time ”. Moreover, the cost of boosting by
一方、圧縮空気ラインにおける空気圧送機４の電力原単位を１２０ｋＷｈ／千Ｎｍ３とした場合、昼間に同量の圧縮空気を供給する場合のコストは、「９０，０００Ｎｍ３×１２０ｋＷｈ／千Ｎｍ３×１５円／ｋＷｈ＝１６．２万円／回」となる。従って、電力単価の安い夜間に傾斜運用を行うことで、「１６．２万円／回−１１．７万円／回＝４．５万円／回」となり、これを年間２００回（日）実施した場合、年間９００万円のコスト削減効果を得られることになる。 On the other hand, when the unit power consumption of the air pressure-feeding device 4 in the compressed air line was 120KWh / thousand Nm 3, the cost of supplying the same amount of compressed air during the day, "90,000Nm 3 × 120kWh / thousand Nm 3 × 15 yen / kWh = 16.2 million yen / time ”. Therefore, by performing slant operation at night when the unit price of electricity is low, it will be "162,000 yen / time-117,000 yen / time = 45,000 yen / time", which is 200 times a day (day) If implemented, an annual cost reduction effect of 9 million yen can be obtained.
以上、本発明に係る圧縮空気の回収装置および圧縮空気の運用方法について、発明を実施するための形態および実施例により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。 As mentioned above, although the compressed air collection | recovery apparatus and compressed air operation method concerning this invention were concretely demonstrated by the form and Example for inventing, the meaning of this invention is limited to these description Rather, it should be construed broadly based on the claims. Needless to say, various changes and modifications based on these descriptions are also included in the spirit of the present invention.
１ 回収装置
１１ 流量調整弁
１２ 蓄圧装置
１３ 昇圧装置
１４ 調整弁
２ 高炉送風機
３ 放風弁
４ 空気圧送機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Collection |
Claims (5)
前記高炉送風ラインと、空気圧送機によって製鉄所内の各工場に圧縮空気を供給する圧縮空気ラインとの間に設けられ、
前記高炉送風ラインから放散される圧縮空気の流量を調整する流量調整弁と、
前記流量調整弁によって流量が調整された圧縮空気を蓄積する蓄圧装置と、
前記圧縮空気ラインにおける圧縮空気の必要圧力が、前記蓄圧装置によって蓄積された圧縮空気の圧力よりも高い場合に、圧縮空気を昇圧して前記圧縮空気ラインに供給する昇圧装置と、
前記圧縮空気ラインにおける圧縮空気の必要圧力が、前記蓄圧装置によって蓄積された圧縮空気の圧力よりも低い場合に、圧縮空気の圧力を調整して前記圧縮空気ラインに供給する調整弁と、
を備え、
前記高炉送風ラインと前記圧縮空気ラインとの間において、前記流量調整弁、前記蓄圧装置、前記昇圧装置および前記調整弁の順に配置されていることを特徴とする圧縮空気の回収装置。 In the blast furnace blow line that blows compressed air to the blast furnace by a blast furnace blower, when the required air volume of the compressed air in the blast furnace becomes less than the minimum blowable amount of the blast furnace blower, the compressed air that is diffused from the blast furnace blow line is Recovered,
Provided between the blast furnace blast line and a compressed air line for supplying compressed air to each factory in the steelworks by a pneumatic feeder;
A flow rate adjusting valve for adjusting the flow rate of compressed air diffused from the blast furnace air line;
A pressure accumulator that accumulates compressed air whose flow rate is adjusted by the flow rate adjusting valve;
A booster that boosts compressed air and supplies the compressed air to the compressed air line when the required pressure of the compressed air in the compressed air line is higher than the pressure of the compressed air accumulated by the accumulator;
An adjustment valve that adjusts the pressure of the compressed air and supplies the compressed air to the compressed air line when the required pressure of the compressed air in the compressed air line is lower than the pressure of the compressed air accumulated by the accumulator;
With
In between the blast blowing line and the compressed air line, the flow control valve, the accumulator, the booster and the adjusting valve recovery apparatus compressed air you characterized by being arranged in this order.
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