JPH03157485A

JPH03157485A - コークス乾式消火設備の運転方法

Info

Publication number: JPH03157485A
Application number: JP29686889A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Shimooka; 下岡　武; Isamu Minamizawa; 南澤　勇; Kosaku Sunochi; 須之内　幸作
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-11-14
Filing date: 1989-11-14
Publication date: 1991-07-05

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、ブリチャ
ンバーへの赤熱コークスの投入の有無、すなわち、窯出
し作業中と間断中での循環ガス中の可燃ガスの濃度変動
を予測演算することにより、自動的に循環ガス中の可燃
ガス濃度を常時所定範囲内に維持できるコークス乾式消
火設備の運転方法に関する。

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成分（
以下総称して「可燃ガス」という）を有効利用できる利
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。

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、プリチャンバー（４）に上部から投入さ
れる。

プリチャンバー（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、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、プリチャンノで−（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分ピッチでプリチャンバ
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、プリチャンバー（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
燃ガスを煙道に空気を吹き込んで燃焼せしめ、循環ガス
温度を上昇させることによって、回収蒸気量の低下を抑
制すると共に、循環ガス中の可燃ガスの濃度を爆発限界
外に低下することが行われている。

しかしながら、プリチャンバーに赤熱コークスが投入さ
れている窯出し作業中は、投入赤熱コークスから可燃ガ
スが常時発生するが、赤熱コークスが投入されない窯出
し間断中は、赤熱コークスからの可燃ガスの発生量が激
減する。

このため、従来は空気吹き込み量を窯出し作業中は多く
し、間断中は少なくして対処していたた。

め、回収蒸気量の安定化を図ることは困難であった。

また、窯出し作業中と間断中で空気吹き込み量を変動さ
せるため、循環ガス中の可燃ガス濃度を所定の最低濃度
を維持させるため、空気吹き込み量を自動制御すること
は非常に困難であった。

すなわち、煙道中に空気を吹き込んでも循環ガス中の可
燃ガス濃度が低いと燃焼しないという現象が生じ、熱交
換器入口の循環ガス温度が大幅に低下し、回収蒸気量が
大幅に変動する。また、逆に可燃ガス濃度が高すぎると
、空気吹き込みによって爆発が生じることがある。

したがって、従来は循環ガス中の各可燃ガス濃度の測定
値の経時変化と窯出しの有無に基づき、作業員の判断に
よって空気吹き込み量を手動で調整し、循環ガス中の各
可燃ガス濃度を制御していた。

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循環ガス中へ
の吹き込み空気量の変動を抑制できると共に、循環ガス
中の可燃ガス濃度の低下により空気を吹き込んでも燃焼
しない、俗に「失火」と呼ばれている現象を防止でき、
そのうえ、吹き込み空気量を自動制御できるコークス乾
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、循
環゛ガス中の可燃ガス濃度を、失火や爆発の危険のない
一定範囲内に自動的に制御するについて鋭意試験研究の
結果、プリチャンバーに投入される赤熱コークス中に残
留する各可燃ガスの量、冷却塔入口の循環ガス中の各可
燃ガス濃度、および煙道への空気吹き込み量から、窯出
し開始がら次回の窯出し作業開始までの間における最適
空気吹き込み量と循環ガス中の各可燃ガス濃度の経時変
化が予測できることを究明し、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自動運転
方法において、投入される赤熱コークス中の残存各可燃
ガス量、系内での反応により発生する可燃ガス量、冷却
塔入口の循環ガス中の各可燃ガス濃度および煙道への空
気吹き込み量から、窯出し作業開始から次回の窯出し開
始時までにおける最適空気吹き込み量と循環ガス中の可
燃ガス濃度の経時変化を予測演算し、循環ガス中の所定
可燃ガスの濃度が、予測演算値に追随するよう空気吹き
込み量を自動制御するのである。

この発明において、投入される赤熱コークスが同伴する
各残存可燃ガス量は、コークス乾式消火設備の操業実績
を基に操業解析を行うことによって、算出することがで
きる。系内での反応により発生する各可燃ガス量も同様
に操業解析によって求めることができる。冷却塔入口の
循環ガス中の各可燃ガス濃度は、冷却塔入口の循環ガス
系に設置したガス分析装置によって測定できる。また、
煙道への空気吹き込み量は、空気吹き込み経路に設けた
公知の流量計により測定できる。

これら入力されるデータと窯出し作業計画に基づいて、
窯出し作業開始から次回の窯出し作業開始、すなわち、
間断終了までの間における最適空気吹き込み量と循環ガ
ス中の所定可燃ガス濃度の経時変化を予測演算する。こ
の場合は、吹き込み空気量の変動が最少となる値を最適
空気吹き込み量とすると共に、間断終了時点において失
火現象が発生しないよう、間断終了時点での所定可燃ガ
ス濃度が１％を切らないように管理することが肝要であ
る。このようにして求めた所定の可燃ガス濃度の予測推
移と、実際に測定される循環ガス中の所定可燃ガス濃度
を比較演算し、リアルタイムで吹き込み空気量を自動調
整するのである。

作　　　　用コークス乾式消火設備において、プリチャンバーに投入
される赤熱コークス中の残存可燃ガス成分と可燃ガス量
、冷却室入口の循環ガス量と可燃ガス成分と可燃ガス濃
度、ブリチャンバーへの赤熱コークス投入量と投入時期
および吹き込み空気量と燃焼可燃ガス量に基づき、窯出
し作業開始から次回の窯出し作業開始までの間における
循環ガス中の可燃ガス成分濃度の経時変化を演算し、そ
の予測演算結果と実測の循環ガス中の可燃ガス成分濃度
を比較演算し、吹き込み空気量を自動制御するから、循
環ガス中の可燃ガス成分濃度を常に所定範囲内に安定し
て維持することができる。

実施例第２図は、この発明の実施の一例を示すもので、冷却室
（５）入口の循環ガス系路に可燃ガス成分分析装置（２
１）を設け、煙道（９）への空気吹き込み糸路に空気流
量調整弁（２２）を設ける。一方、ブリチャンバー（４
）の頂部に赤熱コークス投入検出器（２３）を設け、制
御装置（２４）に循環ガス中の可燃ガス成分分析値、空
気吹き込み量、赤熱コークスの投入の有無を入力する。

一方、制御装置（２４）には、上記情報以外にコークス
窯出しスケジュール、プリチャンバー（４）への投入赤
熱コークス量と残存可燃ガス成分量が入力されている。

そしてこれらの入力されたデータに基づき、制御装置（
２４）は、窯出し作業開始時期から次回の窯出し作業開
始時期までの間における循環ガス中の可燃ガス成分濃度
の経時変化を予測演算する。この予測された経時的な循
環ガス中の可燃ガス成分濃度とガス分析装置（２１）が
ら入力される実際の循環ガス中の可燃ガス成分濃度を比
較演算し、空気流量調整弁（２２）に弁開度制御信号を
発信し、循環ガス中の可燃ガス成分濃度が、前記予測さ
れた循環ガス中の可燃ガス成分濃度に追随するよう、空
気流量調整弁（２２）の開度を自動制御するのである。

第３図は、この発明方法により循環ガス中の可燃ガス成
分濃度の経時変化の予測演算値と、実際の循環ガス中の
可燃ガス成分濃度の実績との線図および従来法の線図を
示すものである。

第３図に示すとおり、この発明方法によれば吹込み空気
量の変動幅が小さく、しかも、循環ガス中の可燃ガス成
分濃度の実測値は、予測演算値にほぼ追随している。こ
れに対し従来法による場合は、吹込み空気量の変動幅が
大きく、蒸気回収量は間断中に低下している。このこと
は、この発明の方法によれば、循環ガス中の可燃ガス成
分濃度を、吹き込み空気量の変動幅が小さく自動制御で
きることを示すものである。

したがって、この発明方法によれば、窯出し作業中、窯
出し間断中とは無関係に、循環ガス中の可燃ガス成分濃
度を自動制御できると共に、可燃ガス成分濃度の減少に
よる失火や、可燃ガス成分濃度の上昇による爆発を防止
できる。

発明の効果この発明方法によれば、窯出し作業開始から次回の窯出
し作業開始時までの間において、空気吹き込み量の変動
が小さく、しかも循環ガス中の各可燃ガス濃度を所定範
囲内に維持できる最適空気吹き込み量と循環ガス中の所
定の可燃ガス成分濃度の経時変動を予測演算し、この予
測値と循環ガス中の所定の可燃ガス濃度の実測値を比較
演算し、空気吹き込み量を決定して自動制御するから、
循環ガス中の可燃ガス濃度は、常に所定範囲内に維持さ
れる。したがって、循環ガス中の可燃ガス濃度の上昇に
よる爆発が防止できるのみならず、可燃ガス濃度の激減
による失火現象が回避でき、回収蒸気量の変動を抑制す
ることができる。

【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図はこの発明の実施の一例を示す概略説明図、第３
図はこの発明による循環ガス中の可燃ガス成分濃度の経
時予測演算値と実測値とを対比して示す線図および従来
法による場合の線図である。１・・・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・・・ガス分析装置２２・・・空気流量調
整弁２３・・・赤熱コークス投入検出装置

Claims

【特許請求の範囲】

１　コークス乾式消火設備の自動運転方法において、投
入される赤熱コークス中の各残存可燃ガス量、系内での
反応により発生する各可燃ガス量、冷却塔入口の循環ガ
ス中の各可燃ガス濃度および煙道への空気吹き込み量か
ら、窯出し作業開始から次回の窯出し作業開始時までに
おける最適空気吹き込み量と循環ガス中の各可燃ガス濃
度の経時変化を予測演算し、循環ガス中の所定可燃ガス
の濃度が、予測演算値に追随するよう空気吹き込み量を
自動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。