JPH03157484A - コークス乾式消火設備の運転方法 - 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、コークス乾式消火設備において、各部に設
置したセンサーから入力される測定値を用いて熱交換器
側から冷却塔側へと熱精算を行い、コークス乾式消火設
備における最大メリットが得られる最適運転条件を試算
し、その試算結果に基づいてコークス乾式消火設備を自
動運転する方法に関する。

従来の技術 ］−クス炉から排出される赤熱コークスは、従来、散水
消火されていたが、赤熱コークスの保有する莫大な熱量
が大気中に放出されること、散水消火時に発生する水蒸
気に同伴されて粉塵が周囲近郊に飛散し、公害問題を惹
起すること等の問題を有していた。

このため、近年では赤熱コークスの保有する顕熱を回収
できると共に、粉塵の飛散を防止でき、さらにコークス
強度の向上と水分の低下等多くの利点を有するコークス
乾式消火設備が多く採用されている。

コークス乾式消火設備は、上記の他に赤熱コークス中に
残留するメタン、水素、−酸化炭素等の可燃ガス成分や
コークスの燃焼によって発生する一酸化炭素等の可燃ガ
ス成分を回収して利用できる利点を有している。

その反面、コークス乾式消火設備を実施することにより
、コークスの粉化やコークスの燃焼によってコークス歩
留が低下するという欠点を有している。

従来、コークス乾式消火設備は、コークス炉１炉団につ
き処理能力３０〜５０ｔ／ｈのものを複数系列設けてい
た。最近になって、処理能力が１００〜２００ｔ／ｈ程
度のものを１炉団につき１基設けるのが、建設費が割安
になるばかりでなく、運転操作も容易となるところから
、大型のコークス乾式消。

大設備が採用されている。

第１図は、コークス乾式消火設備の一例を示すもので、
図示しないコークス炉から排出された赤熱コークスは、
パケット台車に載置されたコークパケット（１）　に積
載され、巻上げ機（２）　によって冷却塔（３）の上部
に巻上げられ、ブリチャンバー（４）　に上部から投入
される。

ブリチャンバー（４）　に投入された赤熱コークスは、
順次冷却室（５）に降下して循環ファン（６）により下
部ブラストヘッド（７）から吹込まれる窒素等の不活性
ガスからなる循環冷却ガスと接触して冷却され、下部切
り出し装置（８）　により切り出される。一方、赤熱コ
ークスと接触して高温となった循環ガスは、煙道（９）
で除塵されたのち、熱交換器（１０）に導入され、熱交
換して冷却されたのち、サイクロン（１１）で再度除塵
されて循環ファン（６）により冷却室（５）に吹込まれ
る。熱交換器（１０）において熱交換して加熱された高
温、高圧の回収蒸気は、図示しないタービン発電機等に
送られる。

このコークス乾式消火設備は、ブリチャンバー（４）内
の在庫レベルが所定レベルを保持するようコークス切り
出し量が設定される。

一方、コークス炉の窯出し作業は、非連続的に行われる
から、窯出し作業中には７〜９分ピッチでブリチャンバ
ー（４）に１窯分の赤熱コークスが投入される。しかし
、窯出し間断中（１〜２時間）は、赤熱コークスが全く
投入されない。

このため、ブリチャンバー（４）内の在庫レベルを、コ
ークス炉の窯出し作業完了時点で上限レベルに達するよ
う、コークス切り出し量を管理する。

そして、窯出し間断中、すなわちコークスの投入されな
い間に在庫レベルを順次低下させ、次回の窯出し作業が
開始される時点で下限レベルに到達するようにコークス
切り出し量を管理すると共に、循環ガス中に混入した可
燃ガス成分を煙道に空気を導入して燃焼せしめることに
よって、回収蒸気量の変動を最小限に抑制し、合わせて
コークス切り出し量の変動幅の低下を図っている。

しかしながら、ブリチャンバーの容量を１回の窯出し作
業中に投入されるコークス量に見合って大きくすれば、
コークス切り出し量を均一化できるが、建設費が膨大と
なる。

このため、通常は窯出し作業中のコークス切り出し量を
多くし、間断中は少なくして対処しているが、回収蒸気
量が窯出し作業中と間断中で変動することは避けられな
い。

また、コークス炉の窯出しトラブル、例えば、押出機の
故障等によってコークスの排出ができない場合は、在庫
レベルに応じてコークス切り出し量の調整を行うのであ
るが、最悪の場合には第２図に示すとおり、ブリチャン
バー（４ン　の在庫レベルが、下限を割り込むこととな
る。このため、コークスの切り出しを停止し、冷却ガス
の循環を停止して休風するから、回収蒸気の発生が停止
することとなる。他方、冷却コークスの切り出し装置（
８）の故障や、ベルトコンベアーの故障等によって、冷
却コークスの切り出しが停止した場合は、ブリチャンバ
ー（４）の在庫レベルを監視しながら、赤熱コークスの
投入を続行するが、上限レベルに到達した時点で窯出し
を一時中断するか、もしくは散水消火すなわち湿式消火
に切替えて窯出しを続行するか、あるいは他の炉団のコ
ークス乾式消火設備に投入する必要がある。

一方、最近になって、コークス乾式消火設備の操業因子
に依存するメリットとデメリットから、コークス乾式消
火設備のトータルメリット最大を志向しつつ、安定操業
をリアルタイムで行い得る方法の欠点を解消する方法と
して、コークス炉の乾留条件、装入コークス諸元等に基
づいて、窯出し時のコークス顕熱、含有可燃ガス成分と
量を予熱演算し、その演算結果に基づいてコークス乾式
消火設備の物質収支および熱収支計算を行って最適な操
業計画データを作成し、これに基づいてコークス炉窯出
しやコークス乾式消火設備の運転制御を行う方法（特開
昭６３−３０８０９１号公報）が提案されている。しか
し、特開昭６３−３０８０９１号公報の方法は、コーク
ス炉の乾留条件、装入炭諸元に基づいて、窯出し時のコ
ークス顕熱、含有可燃ガス成分とガス量を予測計算し、
その計算結果に基づいてコークス乾式消火設備の物質収
支と熱収支計算を行って最適な操業計画データを作成す
るから、実際の投入赤熱コークスとの間で誤差の生じる
ことは避けられない。

発明が解決しようとする課題 この発明は、上記コークス乾式消火設備の運転方法にお
ける欠点を解消し、最大のメリットが得られると共に、
コークス乾式消火設備を安定して運転できるコークス乾
式消火設備の運転方法を提供することを目的とするもの
である。

課題を解決するための手段 本発明者らは、前記コークス乾式消火設備において、安
定な運転条件を演算するについて鋭意試験研究の結果、
コークス乾式消火設備に設けた各センサーから入力さけ
る測定結果に基づいて、熱バランスの明白な熱交換器側
の熱収支から求め、その結果をもとにして冷却塔側へと
順次演算を行い、最終的に冷却塔までの熱収支を演算し
、この演算結果に基づいてプリチャンバーに投入される
赤熱コークスの温度、残存可燃ガス成分とガス量を求め
てコークス乾式消火設備の最適運転計画を９演算するこ
とによって、投入赤熱コークス温度と残存可燃ガス成分
およびガス量が正確に把握でき、運転の安定化が図れる
こことを究明し、この発明に到達した。

すなわちこの発明は、コークス乾式消火設備の運転方法
において、コークス乾式消火設備の運転実績から熱精算
を行って投入赤熱コークスの温度、コークス中の残存可
燃ガス成分とガス量を演算し、その演算結果に基づいて
最適転計画データを演算して求め、この最適運転計画デ
ータと用役単価からコークス乾式消火設備の最大メリッ
トが得られる最適運転条件を試算し、その試算値に基づ
いてコークス乾式消火設備を自動運転制御するのである
。

作　　　　用 コークス乾式消火設備において、ブリチャンバーに投入
される赤熱コークスの温度、コークス中の残存可燃ガス
成分と可燃ガス量を、任意期間におけるコークス乾式消
火設備の運転実績、すなわち、コークス乾式消火設備の
各部に設置したセンサーでの実測値を制御装置に入力し
、熱バランスが明白な熱交換器側の熱収支から演算し、
その結果を基に冷却塔へと順次演算するから、赤熱コー
クス温度を放射温度計を用いて実測する場合のように、
火炎検出による誤差を生ずることがない。

また、コークス炉の燃焼管理および装入炭諸元に基づい
て、投入赤熱コークスの温度、残存可燃ガス成分と可燃
ガス量を予測計算する特開昭６３−３０８０９１号公報
の方法に比較し、正確に把握することができる。

しかも、この正確に把握した投入赤熱コークスの温度、
残存可燃ガス成分とガス量に基づいて、コークス乾式消
火設備の最適運転条件を演算し、用役単価と最適運転条
件から最大メリットが得られる最適運転計画を試算し、
これに基づいてコークス乾式消火設備を自動運転するか
ら、回収蒸気量を増加せしめることができ、そのうえ、
運転の安定化を図ることがでる。

実施例 第３図は、この発明の実施の一例を示すもので、制御装
置（２１）は、操業解析システム（２２）、最適運転条
件試算システム（２３）、コークス輸送・切り出しスケ
ジュール作成モデル（２４）およびコークス乾式消火設
備自動制御システム（２５）からなり、操業解析システ
ム（２２）にボイラー回収蒸気の量、温度、圧力、ボイ
ラーへの給水量、温度、圧力、ボイラー人口出口の循環
ガス温度、粉コークス回収量、空気吹き込み量、冷却塔
入口、出口循環ガス温度、切り出しコークス量と温度、
投入赤熱コークス量、系内循環ガス成分等の運転実績値
を入力し、この運転実績値から投入赤熱コークス温度、
残存可燃ガス成分とガス量を熱精算により演算する。こ
の演算結果を最適運転条件システム（２３）に入力して
燃焼用空気の最大導入可能量を演算すると共に、循環ガ
ス量、コークス切り出し量を演算し、回収蒸気量、用役
使用量を演算する。ついでこの試算結果と用役単価から
メリットが最大となる最適運転条件を演算して出力する
。

出力された最適運転条件の結果の一例を第４図に示す。

この最適運転条件をコークス乾式消火設備自動制御シス
テムに入力し、最適運転条件で自動運転するのである。

第５図は、最適運転条件演算結果の推定精度の一例を示
すもので、第５図−ａに示すコークス処理能力１３４ｔ
／ｈ、ボイラー能力６５ｔ／ｈのコークス乾式消火設備
では、推定精度は０．９ｇ、第５図−すに示すコークス
処理能力１５０ｔ／ｈ、ボイラー能力６５ｔ／ｈのコー
クス乾式消火設備では、回収蒸気量の推定精度は０．９
４、第５図−Ｃに示すコークス処理能力１９５ｔ／ｈ、
ボイラー能力　１００ｔ、／ｈのコークス乾式消火設備
では、回収蒸気量の推定精度は０．９８を示している。

このことは、この発明の方法によれば、プリチャンバー
への投入赤熱コークス温度、残存可燃ガス成分と可燃ガ
ス量が、リアルタイムで正確に把握できたことを示して
いる。

発明の効果 この発明方法によれば、ブリチャンバーへの投入赤熱コ
ークス温度、残存可燃ガス量が、リアルタイムで正確に
演算により把握できるから、コークス乾式消火設備を最
適運転条件で安定して運転することができ、しかも、回
収蒸気量を増加できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、コークス乾式消火設備の１例を示す概略図、
第２図は従来のコークス炉でコークス窯出しトラブルが
発生した場合の、プリチャンバーの在庫レベル、循環ガ
ス量、コークス切り出し量、回収蒸気の変化例の説明図
、第３図はこの発明の制御装置の説明図、第４図はこの
発明の最適運転条件の出力例、第５図ａ−ｂ−ｃは、最
適運転条件演算結果の推定精度の一例を示す線図である
。 ｌ・・・コークパケット　　　２・・・巻き上げ機３・
・・冷却塔　　　　　　　４・・・ブリチャンバー５・
・・冷却室　　　　　　　６・・・循環ファン７・・・
ブラストヘッド　　８・・・切り出し装置９・・・煙道
　　　　　　　１０・・・ボイラー１１・・・サイクロ
ン　　　　２１・・・制御装置２２・・・空操業解析シ
ステム ２３・・・最適運転条件試算システム ２４・・・コークス輸送・切り出しスケジュール作成モ
デル ２５・・・コークス乾式消火設備

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　コークス乾式消火設備の自動運転方法において、コ
   ークス乾式消火設備の運転実績から熱精算を行って投入
   赤熱コークスの温度とコークス中の残存可燃ガス成分量
   を演算し、その演算結果に基づいて最適運転計画データ
   を演算して求め、この最適運転計画データと用役単価か
   らコークス乾式消火設備の最大メリットが得られる最適
   運転条件を試算し、その試算値に基づいてコークス乾式
   消火設備を自動運転制御することを特徴とするコークス
   乾式消火設備の運転方法。