JPH03157483A - コークス炉の燃焼制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、複数の窯を有するコークス炉のコークス品
質と乾留熱量のばらつき低減をはかるための燃焼制置方
法に係り、明確な乾留指標である最終コークス中心温度
を一定化するための投入熱量の制僻方法に関する。

従来の技術 高炉用コークスの品質は、高炉操業において大きな影響
を与える。このため、コークス品質を所定の値に調整す
ること、および品質のばらつきを低減することは極めて
重要である。また、コークス炉の操業において、乾留熱
量のばらつきを低減することは操業の安定化と大幅省エ
ネルギーにつながるため、投入熱量を適正に制御するこ
とが重要である。

高炉用コークスは一般に複数の窯を有するコークス炉で
製造されるが、コークス品質の調整はコークス炉の燃焼
制御により行なわれている。

従来の燃焼制御方法としては、コークス炉の火落ち時間
を自動検知できる指標で定義し、装炭から火落ちまでの
時間（以下「火落ち時間」という）が一定となるよう投
入熱量（炉温）を制御する方法（特開昭５７−１５９８
７７号公報等）が一般的である。

火落ち時間を一定化するための制御方法としては、火落
ち時間と炉温、装入炭量、装入炭水分および装入炭揮発
分との関係式をもとに目標火落ち時間となる炉温を算出
し、該目標炉温となるよう投入熱量を制御する方法が知
られている（特開昭５７−１５９８７７号公報）。

コークス炉の操業においては、火落ち時間を一定化する
ことにより乾留状況を一定化できるので、火落ち時間の
ばらつきが減少した分乾留時間内で火落ち時間を延長し
乾留熱量を低減できる。また、乾留状況が一定化される
ことにより、コークス品質のばらつきも低減される。

ところで、「火落ち」は石炭がコークス化する過程での
発生ガスの温度や濃度で定義されているが、火落ち時間
を精度よく推定することは非常に困難である。このため
、火落ち時間を一定化させることは非常に難しく、不明
確とならざるを得ない。

したがって、精度よく推定することが難しく、不明確な
火落ち時間を被制御量として用いる従来のコークス炉の
炉温調整、あるいは燃焼制御方法では、乾留熱原単位の
低減や安定生産達成のための燃焼管理が十分になされて
いるとは言い得ないのが実情である。

発明が解決しようとする課題 この発明は前に述べたような実情よりみて、火落ち時間
を被制御量として用いる従来の燃焼制御方法に替えて、
コークス炉の操業において明確な乾留指標である最終コ
ークス中心温度を一定化することによって、コークス品
質の安定化と乾留熱量の低減をはかるコークス炉の燃焼
制御方法を提案しようとするものである。

課題を解決するための手段 この発明の要旨は、装入炭量、装入炭水分、炉温、乾留
時間の４つの要素から乾留後の最終コークス中心温度を
推定するモデルを用い、実績装入炭量、実績装入炭水分
、計画乾留時間の３つの要素から、目標最終コークス中
心温度を達成するための炉温を下記（１）式で求め、該
目標炉温となる投入熱量を下記（２）式で求め、該投入
熱量になるよう炉団燃料パルプ開度を制御することによ
って、乾留熱量の低減とコークス品質のばらつきを低減
する方法である。

Ｔｆｊ：目標最終コークス中心温度となる炉温（℃）Ｔ
：実績炉温（℃） Ｔｃ”：目標最終コークス中心温度（℃）ＴＩ＝実績炉
温Ｔでの予測最終コークス中心温度（℃）Ｔ茸：炉温Ｔ
＋αでの予測最終コークス中心温度（”Ｃ）ａ：炉温影
響算出用炉温幅（℃） Ｑ　＝　Ｋ　ｒ　（Ｔ　”　　Ｔ　）　＋　Ｋ　＊Σ（
Ｔ”−Ｔ）−Ｋ４Ｔ−に４ΔＴ…　　（２ン Ｑ：投入熱量（ｋｃａｌ／ｈｒ） Ｔ：実績炉温（℃） Ｔ１：目標炉団温度（℃） ΔＴ：実績炉温の増加量（℃） Ｋ１−に番：係数 作　　　　用 乾留後の目標最終コークス中心温度を一定化するために
は、当該温度を精度よく推定し得る手段が必要である。

そこで、この発明ではコークス炉の炭化室と燃焼室を炉
幅方向に分割し、燃焼室から石炭およびコークスへの伝
熱をシミュレーションするモデルを用いる。

第１図に伝熱シミュレーションモデルを示す。

このモデルは燃焼室から炭化室への１次元的な熱流れに
基づいた炉幅方向１次元モデルであり、煉瓦内と炭層内
を熱伝導とし、煉瓦壁と炭層表面間は放射によるものと
し、炭層については含有水分の気化熱を考慮している。

伝熱計算は各メツシュ毎の熱バランス式をベースとした
伝熱差分方程式を用いて行なう。

第２図にこの発明の制御フローを示す。

すなわち、第１図に示す伝熱シミュレータをベースにし
て前記（１）式により目標炉温を求める。

次Ｋ４目標炉団温度を下記（３）式により求める。

この目標炉団温度の計算方法は、伝熱シミュレータをベ
ースにして求めた目標炉温Ｔｆｊを重み付は平均する。

ＴＩ　：目標炉団温度（℃） Ｔｆｊ：ｊ番の通りの目標炉温度（℃）ｗｊ　：重み係
数（−） 目標炉団温度が求まると、前記（２）式に基づいて投入
熱量を算出し、この投入熱量になるよう炉。

団の燃料バルブ開度調整装置により炉団の燃料バルブ開
度を調整するのである。

実　　施　　例 第３図は伝熱シミュレータのチャージ内精度を示すもの
で、装炭から押出しまでの炭中温度の変化について、実
績値と計算値を比較した結果である。

この図から明らかなごとく、実績値と計算値とは非常に
良く一致している。

第４図はこの発明法による制御テスト結果を示すもので
、図（Ａ）はＡ炉団（手動）の伝熱シミュレータ精度を
実績値と推定値と比較して示し、図（Ｂ）は炉温を手動
で制御したＡ炉団と本発明法により炉温を制御したＢ炉
団の最終コークス中心温度を比較したものである。なお
、本実施例の操業条件を第５図に示す。

第４図より明らかなごとく、手動制御のＡ炉団は最終コ
ークス中心温度のばらつきσが２４℃であるのに対し、
本発明法を適用したＢ炉団では１６℃と大幅にばらつき
が低減した。

この結果より、本発明法を適用して炉温制御することに
より、最終コークス中心温度が目標に近づくことを確認
できた。

火落ち時間を被制御量とする従来の燃焼制御方法に比し
、乾留熱原単位の低減および安定生産の達成に大なる効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の伝熱シミュレータモデルを示すブロ
ック図、第２図はこの発明の制御フローを示すブロック
図、第３図はこの発明の実施例におけるチャージ内伝熱
シミュレータ精度を示す図、第４図（Ａ）はＡ炉団の伝
熱シミュレータ精度を示す図、同図（Ｂ）は同上実施例
おける制御テスト結果を示す図、第５図は同上実施例に
おける操業条件を示す図である。 発明の詳細 な説明したごとく、この発明方法によれば、最終コーク
ス中心温度のばらつきを低減することができるので、目
標コークス中心温度を低下することが可能となり、乾留
熱量を低減できるとともＫ４コークス品質の安定化をは
かることができ、第３コ 時 間（ｈｒ） 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 装入炭量、装入炭水分、炉温、乾留時間の４つの要素か
   ら乾留後の最終コークス中心温度を推定するモデルを用
   い、実績装入炭量、実績装入炭水分、計画乾留時間の３
   つの要素から、目標最終コークス中心温度を達成するた
   めの炉温を下記（１）式で求め、該目標炉温となる投入
   熱量を下記（２）式で求め、該熱量になるよう炉団燃料
   バルブ開度を制御することを特徴とするコークス炉の燃
   焼制御方法。 Ｔｆｊ＝Ｔ＋（Ｔｃ＾＊−Ｔ＿１）×（α／Ｔ＿２−Ｔ
   ＿１）…（１）Ｔｆｊ：目標最終コークス中心温度とな
   る炉温（℃）Ｔ：実績炉温（℃） Ｔｃ＾＊：目標最終コークス中心温度（℃）Ｔ＿１：実
   績炉温Ｔでの予測最終コークス中心温度（℃）Ｔ＿２：
   炉温Ｔ＋αでの予測最終コークス中心温度（℃）α：炉
   温影響算出用炉温幅（℃） Ｑ＝Ｋ＿１（Ｔ＾＊−Ｔ）＋Ｋ＿２Σ（Ｔ＾＊−Ｔ）−
   Ｋ＿３Ｔ−Ｋ＿４ΔＴ…（２） Ｑ：投入熱量（ｋｃａｌ／ｈｒ） Ｔ：実績炉温（℃） Ｔ＾＊：目標炉団温度（℃） ΔＴ：実績炉温の増加量（℃） Ｋ＿１〜Ｋ＿４：係数