JPH0251089B2 - - Google Patents

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JPH0251089B2
JPH0251089B2 JP6418784A JP6418784A JPH0251089B2 JP H0251089 B2 JPH0251089 B2 JP H0251089B2 JP 6418784 A JP6418784 A JP 6418784A JP 6418784 A JP6418784 A JP 6418784A JP H0251089 B2 JPH0251089 B2 JP H0251089B2
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JP
Japan
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gas
flow rate
calorific value
value
ldg
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Application number
JP6418784A
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Japanese (ja)
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JPS60207827A (en
Inventor
Kyokazu Ishii
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
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Publication of JPH0251089B2 publication Critical patent/JPH0251089B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D11/00Control of flow ratio
    • G05D11/02Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material
    • G05D11/13Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <関連する技術分野> 本発明は、鉄鋼プラントにおける熱風炉等で多
く使用されている混合ガスの燃焼制御装置におい
て、転炉ガスのごとくバツチ的に生成されかつ発
熱量の変動を伴うガスを優先的に混合ガスとして
使用するための燃焼制御装置に関する。
Detailed Description of the Invention <Related Technical Field> The present invention is directed to a combustion control device for mixed gas, which is often used in hot stoves and the like in steel plants. The present invention relates to a combustion control device for preferentially using a gas with fluctuations in temperature as a mixed gas.

<従来技術> 鉄鋼プラントにおける熱風炉等(以下、炉と称
す)で燃料として用いられるガスは、一般にコー
クス炉ガス(以下COGという)、高炉ガス(以下
BFGという)の混合ガスが用いられる。これら
ガスはガスホルダーを介して供給されるため、連
続的供給が可能であり、その発熱量も比較的安定
している。従つてこれらガスの流量制御は、炉の
温度調節計出力を設定値とする混合ガス流量調節
計の出力をマスター信号とし、これを比率設定器
を介して各ガスの流量調節計の設定値として与
え、更に炉に供給される空気流量についても上記
温度調節計の出力を設定値とし適当な空燃比設定
手段を介して空気流量を制御する、比較的簡単な
基本構成の燃焼制御装置で実現されている。
<Prior art> The gases used as fuel in hot blast stoves (hereinafter referred to as furnaces) in steel plants are generally coke oven gas (hereinafter referred to as COG), blast furnace gas (hereinafter referred to as COG), etc.
A mixed gas (called BFG) is used. Since these gases are supplied via a gas holder, they can be supplied continuously and their calorific value is relatively stable. Therefore, to control the flow rate of these gases, the output of the mixed gas flow controller, which uses the furnace temperature controller output as the set value, is used as a master signal, and this is passed through the ratio setting device as the set value of each gas flow controller. Furthermore, the air flow rate supplied to the furnace is realized by a combustion control device with a relatively simple basic configuration, which uses the output of the temperature controller as a set value and controls the air flow rate through an appropriate air-fuel ratio setting means. ing.

ところで鉄鋼プラントで発生するガスには、上
記COG、BFGの他、転炉よりバツチ的に生成さ
れる転炉ガス(以下LDGという)があるが、従
来このガスは発生量が変動すること、発熱量変動
も大きいことから、燃料として使用されることが
少なく、大部分が廃棄されていた。
By the way, in addition to the above-mentioned COG and BFG, the gases generated in steel plants include converter gas (hereinafter referred to as LDG), which is generated in batches from the converter. Because the quantity fluctuates widely, it is rarely used as fuel and most of it is discarded.

<本発明の目的> しかしながら、プラント全体の省エネルギー
化、トータル設備費の削減化のためには、このバ
ツチ的に生成される転炉ガスを連続的な燃焼制御
装置の燃料として効果的に利用することが望まし
い。
<Objective of the present invention> However, in order to save energy in the entire plant and reduce total equipment costs, it is necessary to effectively use this batchwise generated converter gas as fuel for a continuous combustion control device. This is desirable.

本発明は負荷に極力影響を与えることなく、ガ
スホルダーの新設を必要なしにこのバツチ的に生
成されるガスを、連続的に供給されるガスに混入
して出来るだけ多く利用するための燃焼制御装置
を提供することを目的とする。
The present invention provides combustion control that mixes this batchwise generated gas into continuously supplied gas to utilize as much of it as possible without affecting the load as much as possible and without requiring the installation of new gas holders. The purpose is to provide equipment.

<発明の概要> 本発明装置の構成上の特徴は、連続的に供給さ
れかつ安定した発熱量を有する第1ガスと、バツ
チ的に生成されかつ発熱量の変動を有する第2ガ
スを混合して使用すると共に、混合ガスの流量調
節計の出力をマスター信号として上記第1ガス及
び第2ガスの流量調節計が比率設定される燃焼制
御装置であつて、上記マスター信号、上記第2ガ
スの流量信号、上記第1、第2ガスの発熱量信号
に基づいて上記混合ガスの発熱量が変動しないよ
うに上記第1、第2上記第1、第2ガス流量調節
計への設定信号を予測演算するフイードフオワー
ド手段と、上記混合ガスの発熱量信号と発熱量設
定値とを比較し、上記フイードフオワード手段の
出力を周期的に補正するフイードバツク手段とを
具備せしめた点にある。
<Summary of the Invention> The structural feature of the device of the present invention is that a first gas that is continuously supplied and has a stable calorific value is mixed with a second gas that is generated in batches and has a fluctuating calorific value. and a combustion control device in which the ratio of the flow rate controllers for the first gas and the second gas is set using the output of the flow rate controller for the mixed gas as a master signal, Predict setting signals to the first and second gas flow rate controllers so that the calorific value of the mixed gas does not fluctuate based on the flow rate signal and the calorific value signals of the first and second gases. The present invention comprises a feed forward means for calculating, and a feedback means for comparing the calorific value signal of the mixed gas with the calorific value set value and periodically correcting the output of the feed forward means. .

<実施例> 第1図は本発明の一実施列を示す構成図、第2
図は各ガスの流量と発熱量の変化を示す説明図、
第3図、第4図は本発明の主要部をなすフイード
フオワード手段、フイードバツク手段の信号処理
の手順を示すフローチヤートである。
<Example> Fig. 1 is a block diagram showing one implementation row of the present invention, Fig. 2
The figure is an explanatory diagram showing changes in the flow rate and calorific value of each gas,
FIGS. 3 and 4 are flowcharts showing the signal processing procedure of the feed forward means and feedback means which constitute the main part of the present invention.

第1図において1はCOGの供給源、2はその
ガスホルダー、3は供給枝管、4はBFGの供給
源、5はそのガスホルダー、6は供給枝管であ
る。COG及びBFGは各枝管3,6に連続的に供
給可能であり、又その発熱量もほぼ一定の第1ガ
スを形成する。7はLDGの供給源、8はその供
給枝管であり、このガスはガスホルダーを有せ
ず、バツチ的に枝管8に供給され、その発熱量も
時間により変動する第2ガスを形成する。
In FIG. 1, 1 is a supply source of COG, 2 is a gas holder thereof, 3 is a supply branch pipe, 4 is a supply source of BFG, 5 is a gas holder, and 6 is a supply branch pipe. COG and BFG can be continuously supplied to each branch pipe 3, 6, and form a first gas whose calorific value is approximately constant. 7 is the supply source of LDG, and 8 is its supply branch pipe. This gas does not have a gas holder and is supplied to the branch pipe 8 in batches, forming a second gas whose calorific value also changes with time. .

第2図において、A,A′はLDGの生成例を示
す流量及び発熱量で、40分の転炉の操業サイクル
を、0〜5分の第1期T1、5〜10分の第2期T2
10〜15分の第3期T3、15〜25分の第4期T4、25
〜40分の第5期T5に分けた場合、第1期T1及び
第5期T5はゼロ、第2期T2では20000Nm3/h、
第3期T3では40000Nm3/h、第4期T4では
23000Nm3/h(括弧内に示す)程度生成される
が、他の設備に消費される分を除くと、第2期で
は5800Nm3/h、第3期では11600Nm3/h、第
4期では6670Nm3/h程度が利用可能な余剰ガス
となつている。このガスの発熱量qLはA′に示す
ごとく第2期T2では1000kcal/Nm3であるが、
第3期T3、第4期T4では2300kcal/Nm3と大き
く変動する。
In Fig. 2, A and A' are the flow rate and calorific value showing an example of LDG production. Period T 2 ,
Third period T 3 of 10-15 minutes, fourth period T 4 of 15-25 minutes, 25
When divided into the fifth period T 5 of ~40 minutes, the first period T 1 and the fifth period T 5 are zero, and the second period T 2 is 20000Nm 3 /h,
40000Nm 3 /h in the third stage T 3 , and in the fourth stage T 4
Approximately 23,000Nm 3 /h (shown in parentheses) is generated, but excluding the amount consumed by other equipment, the amount is 5,800Nm 3 /h in the second period, 11,600Nm 3 /h in the third period, and 11,600Nm 3 /h in the fourth period. Approximately 6670Nm 3 /h is available surplus gas. The calorific value q L of this gas is 1000 kcal/Nm 3 in the second period T 2 as shown in A', but
In the third period T 3 and the fourth period T 4 , it fluctuates greatly to 2300 kcal/Nm 3 .

これに対してBFGは第3図B′に示すごとく発
熱量QBは650kcal/Nm3でほぼ一定、又COGも第
3図C′に示すごとくその発熱量QCは4134kcal/
Nm3とほぼ一定である。
On the other hand, the calorific value Q B of BFG is almost constant at 650 kcal/Nm 3 as shown in Figure 3 B', and the calorific value Q C of COG is 4134 kcal/Nm3 as shown in Figure 3 C'.
It is almost constant at Nm3 .

9は枝管3,6,8の各ガスの混合ガスが供給
される本管で、混合ガスは燃焼炉10に与えられ
る。11は空気供給源で、空気管12を介して混
合ガスと共に燃焼炉10に供給される。13は燃
焼炉の温度センサ、14はこのセンサの出力を
PV値として受ける温度調節計、SVは温度設定値
である。15は温度調節計の出力を混合ガス流量
設定値FMとして受ける流量調節計である。16
は混合ガスの流量を測定する差圧式流量計、17
はその出力を開平する演算器、18は温度・圧力
補正器、19は混合ガスの温度センサ、20は同
じく混合ガスの圧力センサで、これらセンサの出
力は温度・圧力補正器18に与えられている。2
1は比重補正器で、各ガスの比重信号ρC、ρB、ρL
及び各ガスの流量設定値(後述)に基づいて混合
ガスの比重を計算する計算部よりの信号ρMにより
比重補正を実行し、混合ガスの標準状態における
流量fMを流量調節計15へPV値として供給する。
23は混合ガスの発熱量qMを測定するカロリー
メータである。
A main pipe 9 is supplied with a mixed gas of the branch pipes 3, 6, and 8, and the mixed gas is supplied to the combustion furnace 10. Reference numeral 11 denotes an air supply source, which is supplied to the combustion furnace 10 together with the mixed gas through an air pipe 12. 13 is the temperature sensor of the combustion furnace, and 14 is the output of this sensor.
The temperature controller receives the PV value, and the SV is the temperature setpoint. Reference numeral 15 denotes a flow rate controller that receives the output of the temperature controller as a mixed gas flow rate set value F M. 16
is a differential pressure flow meter that measures the flow rate of mixed gas, 17
18 is a temperature/pressure corrector, 19 is a mixed gas temperature sensor, and 20 is also a mixed gas pressure sensor, and the outputs of these sensors are given to the temperature/pressure corrector 18. There is. 2
1 is a specific gravity corrector, which outputs specific gravity signals ρ C , ρ B , ρ L for each gas.
Then, the specific gravity correction is executed using the signal ρ M from the calculation unit that calculates the specific gravity of the mixed gas based on the flow rate set value of each gas (described later), and the flow rate f M in the standard state of the mixed gas is sent to the flow rate controller 15 PV. Supply as value.
23 is a calorimeter that measures the calorific value q M of the mixed gas.

24はCOGの流量を測定する差圧式流量計、
25はその出力を開平する演算器、26は温度・
圧力補正器、27はCOGの温度センサ、28は
同じくCOGの圧力センサで、これらセンサの出
力は温度・圧力補正器26に与えられている。2
9は比重補正器で、比重センサ30の出力ρCを受
けて比重補正を実行し、標準状態におけるCOG
の流量fCをCOGの流量調節計31のPV値として
発信する。32はこの調節計の出力で駆動される
COGの流量調節弁である。
24 is a differential pressure flowmeter that measures the COG flow rate;
25 is an arithmetic unit for square rooting the output, and 26 is a temperature/
The pressure compensator 27 is a COG temperature sensor, and 28 is a COG pressure sensor, and the outputs of these sensors are given to the temperature/pressure compensator 26. 2
9 is a specific gravity corrector, which receives the output ρ C of the specific gravity sensor 30 and executes specific gravity correction to calculate the COG in the standard state.
The flow rate f C of is transmitted as the PV value of the flow rate controller 31 of the COG. 32 is driven by the output of this controller
This is a COG flow control valve.

33はBFGの流量を測定する差圧式流量計、
34はその出力を開平する演算器、35は温度・
圧力補正器、36はBFGの温度センサ、37は
同じくBFGの圧力センサで、これらセンサの出
力は温度・圧力補正器35に与えられている。3
8は比重補正器で、比重センサ39の出力ρBを受
けて比重補正を実行し、標準状態におけるBFG
の流量fBをBFGの流量調節計40のPV値として
発信する。41はこの調節計の出力で駆動される
BFGの流量調節弁である。
33 is a differential pressure flowmeter that measures the flow rate of BFG,
34 is an arithmetic unit for square rooting the output, and 35 is a temperature/
The pressure compensator 36 is a BFG temperature sensor, 37 is a BFG pressure sensor, and the outputs of these sensors are given to the temperature/pressure compensator 35. 3
8 is a specific gravity corrector, which receives the output ρ B of the specific gravity sensor 39 and performs specific gravity correction, and calculates the BFG in the standard state.
The flow rate f B of is transmitted as the PV value of the flow rate controller 40 of the BFG. 41 is driven by the output of this controller
This is a BFG flow control valve.

42はLDGの流量を測定する差圧式流量計、
43はその出力を開平する演算器、44は温度・
圧力補正器、45はLDGの温度センサ、45は
同じくLDGの圧力センサで、これらセンサの出
力は温度・圧力補正器44に与えられている。4
7は比重補正器で、比重センサ48の出力ρLを受
けて比重補正を実行し、標準状態におけるLDG
の流量fLをLDGの流量調節計49のPV値として
発信する。50はこの調節計の出力で駆動される
LDGの流量調節弁である。51はLDGの発熱量
qLを測定するカロリーメータである。
42 is a differential pressure flow meter that measures the flow rate of LDG;
43 is an arithmetic unit for square rooting the output, and 44 is a temperature/
The pressure compensator 45 is a temperature sensor of LDG, 45 is a pressure sensor of LDG as well, and the outputs of these sensors are given to the temperature/pressure compensator 44. 4
7 is a specific gravity corrector, which receives the output ρ L of the specific gravity sensor 48 and performs specific gravity correction to determine the LDG in the standard state.
The flow rate f L is transmitted as the PV value of the flow rate controller 49 of the LDG. 50 is driven by the output of this controller
This is an LDG flow control valve. 51 is the calorific value of LDG
q It is a calorimeter that measures L.

各ガスの比重センサ30,39,48の出力
ρC、ρB、ρLは各ガスの流量信号の比重補正器に供
給されると共に、混合ガスの比重ρMを先行的に計
算して比重補正器21に供給するために、混合ガ
ス比重計算部22に供給されている。尚COG、
BFGについてはガス成分の変動が少ないと考え
られる場合は比重補正を省略することが可能であ
る。更にカロリーメータ23,51が差圧式流量
測定部を含む場合は、この流量測定出力に対して
も密度補正が必要である。
The outputs ρ C , ρ B , ρ L of the specific gravity sensors 30, 39, 48 for each gas are supplied to the specific gravity corrector for the flow rate signal of each gas, and the specific gravity ρ M of the mixed gas is calculated in advance and the specific gravity is The mixed gas specific gravity calculator 22 is supplied to the corrector 21 . Furthermore, COG,
For BFG, specific gravity correction can be omitted if it is thought that there is little variation in gas components. Furthermore, if the calorimeters 23 and 51 include a differential pressure type flow rate measurement section, density correction is also required for this flow rate measurement output.

COG及びBFGは発熱量が安定した第1ガスの
ため、発熱量を測定するためのカロリーメータは
設けておらず、夫々発熱量は既知の設定値QC
QBが用いられる。
Since COG and BFG are primary gases with stable calorific values, a calorimeter is not provided to measure the calorific values, and the calorific values are set at known set values Q C , respectively.
Q B is used.

点線のブロツク52は本発明の主要部をなす各
ガスの流量設定演算部であり、フイードフオワー
ド演算部521及びフイードバツク演算部522
よりなる。フイードフオワード演算部には、第2
ガスLDGの流量信号fL、発熱量信号qL、第1ガス
の既知の発熱量信号QC、QB及び混合ガスの流量
調節計15の出力であるマスター信号MVが入力
され、COG、BFG、LDGの流量設定値FC、FB
FL及びその係数KC、KB、KLが演算され、KC・FC
がCOGの流量調節計31の設定値としてKB・FB
がBFGの流量調節計40の設定値として、KL
FLがLDGの流量調節計49の設定値として供給
される。
A dotted line block 52 is a flow rate setting calculation section for each gas which is the main part of the present invention, and includes a feedforward calculation section 521 and a feedback calculation section 522.
It becomes more. The feed forward calculation section includes a second
The flow rate signal f L of the gas LDG, the calorific value signal q L , the known calorific value signals Q C and Q B of the first gas, and the master signal MV which is the output of the mixed gas flow rate controller 15 are input, and the COG, BFG , LDG flow rate set value F C , F B ,
F L and its coefficients K C , K B , K L are calculated, and K C・F C
is the set value of COG flow controller 31 as K B・F B
is the setting value of the BFG flow rate controller 40, KL
F L is supplied as a set value to the flow rate controller 49 of the LDG.

フイードバツク演算部522には混合ガスの発
熱量信号qM及び手動で設定される目標値QMが与
えられ、上記フイードフオワード回路の係数KC
KB、KLを周期的に補正する。
The feedback calculation unit 522 is given the mixed gas calorific value signal q M and the manually set target value Q M , and calculates the coefficient K C of the feedback circuit,
Correct K B and K L periodically.

次に本発明装置の動作につき説明する。 Next, the operation of the apparatus of the present invention will be explained.

バツチ的に生成される第2ガスを出来るだけ多
く(望ましくは全部)使用して第1ガスと混合し
て燃焼させ、しかも負荷である燃焼装置に対して
外乱を与えない様に第1ガス、第2ガスの流量設
定を変更するためには、理論燃焼ガス量G0(理論
空気量で燃焼した場合の燃焼ガス量)又は理論空
気量A0を一定にすることが必要と言える。
As much as possible (preferably all) of the batchwise generated second gas is used to mix it with the first gas and combust it, and in addition, the first gas is In order to change the flow rate setting of the second gas, it is necessary to keep the theoretical combustion gas amount G 0 (combustion gas amount when combustion is performed with the theoretical air amount) or the theoretical air amount A 0 constant.

ここで、混合ガスの混合比率のみを変えて理論
空気量A0を完全に一定にすることは困難である
が、ROSINの式によれば、単位体積当りの発熱
量をQ(kcal/Nm3)としたとき、 A0=0.875/1000・Q Nm3/Nm3(Q=500
〜3000kcal/Nm3)(1) A0=1.09/1000・Q〜0.25Nm3/Nm3(Q=4
000〜7000kcal/Nm3)(2) で近似できるとされている。これは単位体積当り
の発熱量が一定ならばほぼ理論空気量A0も一定
であることを意味している。
Here, it is difficult to make the theoretical air amount A 0 completely constant by changing only the mixing ratio of the mixed gas, but according to the ROSIN formula, the calorific value per unit volume is Q (kcal/Nm 3 ), then A 0 =0.875/1000・Q Nm 3 /Nm 3 (Q=500
~3000kcal/ Nm3 )(1) A 0 =1.09/1000・Q~ 0.25Nm3 / Nm3 (Q=4
It is said that it can be approximated by 000 to 7000kcal/Nm 3 )(2). This means that if the calorific value per unit volume is constant, the theoretical air amount A 0 is also approximately constant.

本発明はこの特性に着目して、複雑な演算や追
加装置を用いることなく、混合ガスの単位体積当
りの発熱量を一定として、第2ガスを出来るだけ
消費するよう、各ガス流量の設定値を変更する。
Focusing on this characteristic, the present invention has developed a set value for each gas flow rate so as to consume as much of the second gas as possible while keeping the calorific value per unit volume of the mixed gas constant, without using complicated calculations or additional equipment. change.

まず、フイードフオワード演算による各ガス流
量の設定につき説明する。今α、β、γを夫々
LDG、BFG、COG個有の定数とするとき、混合
ガスの発熱量qMは、 qM=αqL+βQB+γQC (3) α+β+γ=1 (4) 又ガスLDG、BFG、COGの流量設定値は、 FL=αFM (5) FB=βFM (6) FC=γFM (7) と表わされる。ここでFMは、温度調節計14の
操作出力値MVに相当する値である。
First, the setting of each gas flow rate by feedforward calculation will be explained. Now α, β, and γ are respectively
When LDG, BFG, and COG have their own constants, the calorific value q M of the mixed gas is: q M = αq L + βQ B + γQ C (3) α + β + γ = 1 (4) Also, the flow rate setting of gases LDG, BFG, and COG The values are expressed as F L = αF M (5) F B = βF M (6) F C = γF M (7). Here, F M is a value corresponding to the operation output value MV of the temperature controller 14.

まず、バツチ的に与えられる第2ガスLDGを
全部消費するものと仮定し、LDGの流量信号fL
FMよりαを求めると、 α=fL/FM (8) この仮決定されたαに基づいて、(3)式、(4)式よ
りγを求めると、 γ=qM−QB+α(QB−qL)/QC−QB (9) となる。(9)式の結果が負であつた場合はγ=0と
する。従つてこのときCOGの流量設定値FCは、 FC=γFM=0 (10) となる。そしてこの結果を(3)、(4)式に代入してα
を計算すると、 α=qM+QB/qL+QB (11) となり、これよりLDGの流量設定値FLは、 FL=α・FM=qM+QB/qL+QB・FM (12) となる。次にBFGの流量設定値FBは、FC、fL
判明しているので、 FB=FM−FC−fL (13) で求められる。
First, assuming that the second gas LDG given in batches is completely consumed, the LDG flow rate signal f L and
Calculating α from F M , α=f L /F M (8) Based on this tentatively determined α, calculating γ from equations (3) and (4), γ=q M −Q B +α(Q B −q L )/Q C −Q B (9). If the result of equation (9) is negative, γ=0. Therefore, at this time, the COG flow rate set value F C is F C =γF M =0 (10). Then, by substituting this result into equations (3) and (4), α
When calculated, α=q M +Q B /q L +Q B (11) From this, the flow rate setting value F L of LDG is F L = α・F M = q M +Q B /q L +Q B・F M (12). Next, since F C and f L are known, the flow rate setting value F B of the BFG is determined as F B = F M − F C − f L (13).

(9)式の計算結果が正である場合は、(8)式のα、
(9)式のγにより、 FL=α・FM=fL (14) FC=γ・FM=qM−QB+α(QB−qL)/QC−QB(15) FB=FM−FC−fL (16) で各流量の設定値を決定することができる。
If the calculation result of equation (9) is positive, α of equation (8),
With γ in equation (9), F L = α・F M = f L (14) F C = γ・F M = q M −Q B +α(Q B −q L )/Q C −Q B (15 ) F B = F M −F C −f L (16) The set value of each flow rate can be determined.

このように、第2ガスを全部使用することを前
提にしてαを仮に定め、この結果計算されるγの
極性に応じてγ=0即ち、第1ガスのCOGをゼ
ロにしてαを再計算し、最後にβを求め、γ>0
即ちCOGを必要とする場合は当初に求めたγを
そのまま用いてβを求めるようにする。
In this way, α is temporarily determined on the assumption that all the second gas is used, and α is recalculated with γ = 0, that is, the COG of the first gas is set to zero, according to the polarity of γ calculated as a result. Finally, calculate β, and γ>0
That is, when COG is required, β is determined by using the initially determined γ as is.

即ち、バツチ的に生成される第2ガスの流量又
は発熱量が大きい場合では、第1ガスのCOGを
ゼロにしてもなお第2ガスの設定値を絞る必要が
あり、全部は消費出来ないケースが発生する。こ
の場合の余剰ガスは他用途を考えるか、又はガス
ホルダーを設けない場合は廃棄される。
In other words, if the flow rate or calorific value of the second gas that is generated in batches is large, even if the COG of the first gas is set to zero, it is still necessary to reduce the set value of the second gas, and there are cases where it is not possible to consume all of the gas. occurs. In this case, the surplus gas will be used for other purposes or will be discarded if no gas holder is provided.

このようにフイードフオワード演算部521で
計算されるFC、FL、FBの値は、無駄時間や応答
速度の大きいカロリーメータ51の出力qLの値を
用いた結果であり、この設定値が混合ガスの発熱
量を一定とする最適値であるとは限らない。一般
にカロリーメータとして用いられるガス熱量計で
は、むだ時間が約27秒、時定数が約45秒程度のも
ので99%応答に要する時間は約4分である。従つ
て(3)〜(16)式で計算した設定値による操業では
qMは一定値よりずれてくる可能性がある。従つ
て、混合ガスの発熱量qMと手動設定される一定
目標値QMとを一定周期で比較し、差が一定値以
上になつたときにフイードフオワード演算部で計
算された各ガスの流量設定値を補正するフイード
バツク演算部522を設ける点も本発明の特徴と
なつている。
The values of F C , F L , and F B calculated by the feed forward calculation unit 521 are the results of using the value of the output q L of the calorimeter 51, which has a large dead time and response speed. The set value is not necessarily the optimum value that keeps the calorific value of the mixed gas constant. A gas calorimeter generally used as a calorimeter has a dead time of about 27 seconds and a time constant of about 45 seconds, and the time required for 99% response is about 4 minutes. Therefore, in operation using the set values calculated using equations (3) to (16),
q M may deviate from a constant value. Therefore, the calorific value q M of the mixed gas and the manually set constant target value Q M are compared at regular intervals, and when the difference exceeds a certain value, each gas calculated by the feed forward calculation section Another feature of the present invention is that a feedback calculation section 522 is provided for correcting the flow rate setting value.

各流量調節計への設定値として実際に供給され
る値は、FC、FL、FBに対して係数KC、KL、KB
乗じた値KC・FC・FL・KB・FBを設定値として供
給する。最初の設定ではKC=KL=KB=1とし、
次の修正周期から、上記係数をフイードバツク演
算手段の出力で補正する。簡単のため、KL=1
に固定し、KC、KBを変更するようにした例につ
き説明する。
The values actually supplied as set values to each flow rate controller are the values K C, F C , F L , and F C multiplied by the coefficients K C , K L , and K B. Supply K B and F B as set values. In the initial setting, K C = K L = K B = 1,
From the next correction cycle, the above coefficients are corrected using the output of the feedback calculation means. For simplicity, K L = 1
An example will be explained in which K C and K B are fixed and changed.

フイードフオワード及びフイードバツク演算部
は、コンピユータを用い、一定のプログラム周期
でソフト的に実行される。そして係数KC、KB
変更は、前回の設定値と今回の設定値の差の判定
が一定値以上の場合、即ち |Fn C−Fn-1 C|>εC (17) |Fn B−Fn-1 B|>εB (18) のとき、KC、KBの変更が実行される。
The feed forward and feedback calculating section is executed by software at a constant program cycle using a computer. The coefficients K C and K B are changed when the difference between the previous setting value and the current setting value is greater than a certain value, that is, |F n C −F n-1 C |>ε C (17) | When F n B −F n-1 B |>ε B (18), changes in K C and K B are executed.

KC、KBの計算は次のようにして行なわれる。
(3)〜(12)式が前回の計算周期の計算式とし、今回の
計算周期における定数をα′、β′、γ′とすると、次
の関係式が成立する。
Calculation of K C and K B is performed as follows.
When equations (3) to (12) are used as the calculation formulas for the previous calculation cycle, and the constants in the current calculation cycle are α', β', and γ', the following relational expression holds true.

qM=α′qL+β′QB+γ′QC (19) α′+β′+γ′=1 (20) α=α′ (21) この関係式よりβ′、γ′を前述と同一手法で計算
して前回のβ、γとの比を今回の係数KB、KC
する。
q M = α′q L +β′Q B +γ′Q C (19) α′+β′+γ′=1 (20) α=α′ (21) From this relational expression, β′ and γ′ can be calculated using the same method as above. Calculate and let the ratio of the previous β and γ be the current coefficients K B and K C.

即ち、 KB=β′/β (22) KC=γ′/γ (23) (17)式、(18)式の判定結果、|Fn C−Fn-1 C|<
εC又は|Fn B−Fn-1 B|<εBであつた場合は、係数KB
又はKCの修正は実行しない。
That is, K B = β'/β (22) K C = γ'/γ (23) Judgment results of equations (17) and (18), |F n C −F n-1 C |<
If ε C or |F n B −F n-1 B | < ε B , the coefficient K B
Or, the correction of K C is not executed.

第3図は以上説明したフイードフオワード、フ
イードバツク演算をソフト的に処理する場合のフ
ローチヤートである。
FIG. 3 is a flowchart when the above-described feed forward and feedback calculations are processed by software.

係数KB、KCの修正は(17)、(18)式の判定結
果に基づいて実行されるが、一方混合ガスの発熱
量qMの設定値QMからの変化|qM−QM|が監視さ
れ、|qM−QM|>εMが成立したとき、むだ時間及
び時定数を考慮したタイマを起動させ、タイマが
カウントアツプした時点で更に|qM−QM|を再
判定し、|qM−QM|>εMが成立した時にKB、KC
の演算を実行するようにしている。
The coefficients K B and K C are corrected based on the determination results of equations (17) and (18), but on the other hand, the change in the calorific value q M of the mixed gas from the set value Q M | q M −Q M | is monitored, and when |q M −Q M | > ε M is established, a timer that takes dead time and time constant into account is started, and when the timer counts up, |q M −Q M | is further restarted. When |q M −Q M |>ε M holds true, K B , K C
I am trying to perform the following calculations.

第4図はこの処理をソフト的に実行する場合の
フローチヤートである。
FIG. 4 is a flowchart when this process is executed by software.

即ち|qM−QM|が一定値を越え、かつ|Fn B
Fn-1 B|又は|Fn C−Fn-1 C|が一定値を越えたときに
フイードバツク演算による係数KB、KCの修正が
実行される。上記修正では簡単のため係数KL
常時1としたが、このKLを含めて修正すること
も可能である。
That is, |q M −Q M | exceeds a certain value, and |F n B
When F n-1 B | or |F n C −F n-1 C | exceeds a certain value, the coefficients K B and K C are corrected by feedback calculation. In the above modification, the coefficient K L was always set to 1 for simplicity, but it is also possible to include this K L in the modification.

次に第2図により本発明を適用した操業例を簡
単に説明する。まず第1期T1ではAに示すよう
に第2ガスLDGの生成はゼロであり、B,B′に
示すようにBFGの流量は21400Nm3/h、発熱量
は650kcal/Nm3、COGの流量はC,C′に示すよ
うに2640Nm3/h、発熱量は4134kcal/Nm3とな
り、D,D′に示すように両者の混合ガス流量fM
24000Nm3/h、発熱量は、 21400/24000×650+2640/24000×4134≒1033kcal/N
m3 となり、これを一定発熱量QMとして手動設定す
る。次に第2期T2ではLDGが5800Nm3/h生成
しその発熱量は1000kcal/Nm3である。このガス
を全部使用するとしてα=5800/24000とし、qM
=QM=1033kcal/Nm3となるようにBFG、COG
の設定値を計算するとBFGはFB=16144Nm3
h、COGはFC=2056Nm3/hとなる。第3期T3
及び第4期T4ではLDGの生成量及び発熱量は上
昇するので、発生したLDGを全部を用いた計算
ではγの値は負となるので、γ=0即ちCOGの
流量をゼロとしてαを計算し直した結果のLDG
の流量設定値FLは5571Nm3/h、BFGの流量設
定値FBは18430Nm3/hとなる。qMとQMを一とす
るためにはこの期間T3、T4では点線で示すLDG
は全部消費できないので、適当な処分を必要と
し、ガスホルダーを設けない場合は廃棄される。
次に第5期T5ではLDGの生成は再びゼロとなる
ので、BFG、COGの流量設定値FB、FCは第1期
と同じになる。このような操業によつて、第1期
〜第5期を通じて混合ガスの発熱量qMを一定値
QMに保持しながら、第2期〜第4期に生成され
るLDGを最大限に利用することが可能となる。
Next, an example of operation to which the present invention is applied will be briefly explained with reference to FIG. First, in the first period T1 , as shown in A, the production of the second gas LDG is zero, and as shown in B and B', the flow rate of BFG is 21400Nm 3 /h, the calorific value is 650kcal/Nm 3 , and the amount of COG As shown in C and C', the flow rate is 2640Nm 3 /h, the calorific value is 4134kcal/Nm 3 , and the mixed gas flow rate f M of both is as shown in D and D'.
24000Nm 3 /h, calorific value is 21400/24000×650+2640/24000×4134≒1033kcal/N
m 3 , and manually set this as the constant calorific value Q M. Next, in the second period T2 , LDG is generated at 5800Nm 3 /h and its calorific value is 1000kcal/Nm 3 . Assuming that all this gas is used, α=5800/24000, and q M
BFG, COG so that = Q M = 1033kcal/Nm 3
Calculating the setting value of BFG is F B = 16144Nm 3 /
h, COG is F C =2056Nm 3 /h. 3rd period T 3
In the fourth period T 4 , the amount of LDG produced and the amount of heat generated increase, so the value of γ will be negative in calculations using all of the generated LDG. LDG as a result of recalculation
The flow rate setting value F L of BFG is 5571Nm 3 /h, and the flow rate setting value F B of BFG is 18430Nm 3 /h. In order to make q M and Q M the same, during this period T 3 and T 4 , LDG shown by the dotted line
Since the gas cannot be completely consumed, it must be disposed of appropriately, and if a gas holder is not provided, it will be discarded.
Next, in the fifth period T5 , the generation of LDG becomes zero again, so the flow rate set values F B and F C of BFG and COG become the same as in the first period. Through this kind of operation, the calorific value q M of the mixed gas is kept at a constant value throughout the 1st to 5th periods.
It becomes possible to make maximum use of LDG generated in the second to fourth periods while maintaining QM .

<効果> 以上説明したように、本発明によればバツチ的
に生成される発熱量変動の大きな第2ガスを連続
的に供給され発熱量の安定したガスに混合し、負
荷への変動を最小にして利用することができるの
で、今まで大部分を廃棄せざるを得なかつた
LDG等を有効に活用してプラント全体の省エネ
ルギー化をより促進することができる。
<Effect> As explained above, according to the present invention, the second gas, which is generated in batches and which has a large variation in calorific value, is mixed with the gas which is continuously supplied and has a stable calorific value, thereby minimizing the fluctuation in the load. Up until now, we had no choice but to dispose of most of the waste.
By effectively utilizing LDG, etc., it is possible to further promote energy conservation of the entire plant.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2
図は各ガスの流量と発熱量の変化を示す説明図、
第3図、第4図は本発明の主要部をなすフイード
フオワード手段、フイードバツク手段の信号処理
の手順を示すフローチヤートである。 1……コークス炉ガス供給源、4……高炉ガス
供給源、7……転炉ガス供給源、10……熱風
炉、11……空気供給源、14……温度調節計、
15……混合ガス流量調節計、31,40,49
……各ガスの流量調節計、23,51……カロリ
ーメータ、52……流量設定演算部、151……
フイードフオワード演算部、152……フイード
バツク演算部。
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is an explanatory diagram showing changes in the flow rate and calorific value of each gas,
FIGS. 3 and 4 are flowcharts showing the signal processing procedure of the feed forward means and feedback means which constitute the main part of the present invention. 1... Coke oven gas supply source, 4... Blast furnace gas supply source, 7... Converter gas supply source, 10... Hot stove, 11... Air supply source, 14... Temperature controller,
15...Mixed gas flow rate controller, 31, 40, 49
...Flow rate controller for each gas, 23, 51...Calorimeter, 52...Flow rate setting calculation unit, 151...
Feedback calculation section, 152...Feedback calculation section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 連続的に供給されかつ安定した発熱量を有す
る第1ガスと、バツチ的に生成されかつ発熱量の
変動を有する第2ガスを混合して使用すると共
に、混合ガスの流量調節計の出力をマスター信号
として上記第1ガス及び第2ガスの流量調節計が
比率設定される燃焼制御装置であつて、上記マス
ター信号、上記第2ガスの流量信号、上記第1、
第2ガスの発熱量信号に基づいて上記混合ガスの
発熱量が変動しないように上記第1、第2ガス流
量調節計への設定値を予測演算するフイードフオ
ワード手段と、上記混合ガスの発熱量信号と発熱
量設定値とを比較し、上記フイードフオワード手
段の出力を周期的に補正するフイードバツク手段
とを具備した混合ガス燃焼制御装置。
1. A first gas that is continuously supplied and has a stable calorific value and a second gas that is generated in batches and has a fluctuating calorific value are mixed and used, and the output of the mixed gas flow rate controller is A combustion control device in which a ratio is set by a flow rate controller of the first gas and a second gas as a master signal, the master signal, the flow rate signal of the second gas, the first gas,
a feed forward means for predicting and calculating set values for the first and second gas flow rate controllers so that the calorific value of the mixed gas does not fluctuate based on the calorific value signal of the second gas; A mixed gas combustion control device comprising feedback means for comparing the calorific value signal and the calorific value set value and periodically correcting the output of the feedforward means.
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