JP6673490B2 - 火落ち時間制御方法、火落ち時間制御ガイダンス表示装置、コークス炉の操業方法、及び、火落ち時間制御装置 - Google Patents
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Description
まず、炭化室3の火落ち時間を目的変数とし、炭化室3の炉温に関する情報を説明変数とする関係式である回帰式を構築する回帰式構築ステップS1について説明する。炭化室3の火落ち時間には、炭化室3に装入した石炭の水分量や装炭量、炭化室3の炉温などが影響するが、本実施形態における回帰式構築ステップS1では炭化室3毎に、目的変数を火落ち時間とし、説明変数を炭化室3の炉温とする回帰式を構築する。この際、特開2004−355189号公報に開示されているような、図3に示す局所回帰式の考え方を適用した。なお、図3中において、「○」は操業データを意味し、「斜線で示した面」は局所回帰式を意味し、「矢印」は装炭量や石炭の水分など他の説明変数を意味している。このような局所回帰式の考え方を適用することによって、目的変数と説明変数との関係とが非線形な場合や、プロセスが経時的に変化する場合であっても、良好な精度を保つことが可能である。なお、回帰式を構築する際の説明変数としては、炉温に限定されるものではなく、例えば、ガスコック開度や、燃焼室2に供給する燃料ガスGの供給量や、炉温を測定する熱電対などの温度検知センサから出力される起電力値など、炉温と関係性のある情報を説明変数として用いても良い。
次に、次回の火落ち時間を予測する火落ち時間予測ステップS2について説明する。コークス炉1では、装入する石炭の種類や、隣接する炭化室3の状況などが時々刻々変化するなどの種々の外乱の影響を受ける。そのため、このような外乱の影響を反映した火落ち時間の予測が必要となる。そこで、火落ち時間予測ステップS2においては、図5に示すように、前回の火落ち時間及び炉温を基点として、局所回帰で求めた温度操作時の火落ち時間への影響係数coefと、将来温度変化量δTとを乗じることによって、火落ち時間の変化量を予測し、この予測した火落ち時間の変化量に対して、前回の火落ち時間の実績値を加算することにより、次回の火落ち時間を予測する。これを数式であらわすと、下記数式(4)のようになる。なお、下記数式(4)中における、「NCT(前回)」は前回の火落ち時間の実績値であり、「NCT(予測)」は次回の火落ち時間の予測値である。
次に、次回の火落ち時間の予測値に基づいて、予め設定された次回の火落ち時間の目標値となるように、炭化室3毎の推奨温度操作量を求める炭化室温度操作量算出ステップS3について説明する。炭化室温度操作量算出ステップS3においては、次回の火落ち時間の目標値をNCT_refとして、下記数式(5)により推奨温度操作量ΔT(推奨)を求める。なお、下記数式(5)中の「A」は、オーバーアクションを低減するための緩和係数であり、0<A≦1を満たす任意の値である。
次に、炭化室3毎の推奨温度操作量を燃焼室2毎の温度操作量に変換する燃焼室温度操作量変換ステップS4について説明する。上記数式(5)を用いて求めた推奨温度操作量は炭化室3の温度についてのものであるが、実際にオペレータが操作可能なのは燃焼室2の温度である。そのため、燃焼室温度操作量変換ステップS4においては、炭化室温度操作量算出ステップS3で求めた炭化室3毎の推奨温度操作量を、燃焼室2毎の温度操作量に変換する。ここでは、下記数式(6)に示すように、ある燃焼室の両隣に位置する炭化室X及び炭化室X+1の推奨温度操作量(ΔT(推奨)_(炭化室X)及びΔT(推奨)_(炭化室X+1))を平均化することによって、当該燃焼室の温度操作量ΔT(推奨)_(FlueX)を求めた。
本発明に係る火落ち時間制御方法を適用した本発明例として、上述した回帰式構築ステップS1〜燃焼室温度操作量変換ステップS4によって算出した、次回の火落ち時間の予測値や燃焼室2の温度操作量のガイダンス値を用いて、各ガスコック6のガスコック開度を調整しながらコークス炉1の操業を行った。また、比較例として、本発明に係る火落ち時間制御方法を適用せずに、例えば従来の手法を適用して各ガスコック6のガスコック開度を調整しながらコークス炉1の操業を行った。
2 燃焼室
3 炭化室
4 ガス本管
5 ガスコック
6 ガスコック
10 制御部
20 記憶部
30 入力装置
40 ガイダンス表示装置
Claims (4)
- 燃焼室と炭化室とが交互に連接されて炉団を構成するコークス炉における各炭化室の火落ち時間を制御する火落ち時間制御方法であって、
炭化室毎の火落ち時間を目的変数とし、前記炭化室毎の炉温に関する情報を説明変数とした関係式を求めるステップと、
前記関係式と、直近の所定期間内における前記炉温の温度変化傾向とに基づいて、次回の火落ち時間を予測するステップと、
予測した次回の火落ち時間が、予め設定された目標火落ち時間となるように、前記炭化室毎の温度操作量を求めるステップと、
前記炭化室毎の温度操作量を燃焼室毎の温度操作量に変換するステップと、
を含み、
前記関係式を求めるステップでは、
予測対象の前記説明変数と操業実績データの前記説明変数との類似度に応じた重みを前記操業実績データ毎に算出し、
前記予測対象のデータの日時と前記操業実績データの取得日時との時間差に応じた重みを前記操業実績データ毎に算出し、
前記類似度に応じた重みと前記時間差に応じた重みとから各操業実績データの重みを算出し、
前記各操業実績データについて、前記説明変数及び前記目的変数に、前記各操業実績データの重みを乗算した後に重回帰分析を行うことにより、前記関係式である回帰式を構築することを特徴とする火落ち時間制御方法。 - 請求項1に記載の火落ち時間制御方法を用いて算出した、前記炭化室毎の次回の火落ち時間の予測値、及び、前記燃焼室毎の温度操作量を表示することを特徴とする火落ち時間制御ガイダンス表示装置。
- 燃焼室と炭化室とが交互に連接されて炉団を構成するコークス炉の操業方法であって、
請求項1に記載の火落ち時間制御方法を用いて、各炭化室の火落ち時間を制御するステップを含むことを特徴とするコークス炉の操業方法。 - 燃焼室と炭化室とが交互に連接されて炉団を構成するコークス炉における各炭化室の火落ち時間を制御する火落ち時間制御装置であって、
炭化室毎の火落ち時間を目的変数とし、前記炭化室毎の炉温に関する情報を説明変数とした関係式を求める関係式算出手段と、
前記関係式と、直近の所定期間内における前記炉温の温度変化傾向とに基づいて、次回の火落ち時間を予測する次回火落ち時間予測手段と、
予測した次回の火落ち時間が目標火落ち時間となるように、前記炭化室毎の温度操作量を求める温度操作量算出手段と、
前記炭化室毎の温度操作量を燃焼室毎の温度操作量に変換する温度操作量変換手段と、
を備えており、
前記関係式算出手段は、
予測対象の前記説明変数と操業実績データの前記説明変数との類似度に応じた重みを前記操業実績データ毎に算出し、
前記予測対象のデータの日時と前記操業実績データの取得日時との時間差に応じた重みを前記操業実績データ毎に算出し、
前記類似度に応じた重みと前記時間差に応じた重みとから各操業実績データの重みを算出し、
前記各操業実績データについて、前記説明変数及び前記目的変数に、前記各操業実績データの重みを乗算した後に重回帰分析を行うことにより、前記関係式である回帰式を構築することを特徴とする火落ち時間制御装置。
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