JPH05255668A - コークス炉の窯毎炉温制御方法 - Google Patents
コークス炉の窯毎炉温制御方法Info
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- JPH05255668A JPH05255668A JP4058617A JP5861792A JPH05255668A JP H05255668 A JPH05255668 A JP H05255668A JP 4058617 A JP4058617 A JP 4058617A JP 5861792 A JP5861792 A JP 5861792A JP H05255668 A JPH05255668 A JP H05255668A
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- temperature
- combustion
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Landscapes
- Coke Industry (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 各燃焼室温度とも目標温度に近づけるととも
に、各蓄熱室の熱負荷を均一にする。 【構成】 各燃焼室ヘアピン部天井に設置したＲ熱電対
によって検出した燃焼室温度を平滑化処理して炉温を求
め、該平滑化処理によって求めた炉温と供給される燃料
ガス流量さらに現在の乾留状態に対応した前乾留サイク
ルでの炉温予測誤差を用いて予測された炉温と目標炉温
との偏差及び燃焼前半サイクルと後半サイクルとに供給
される燃料ガスの流量差を最小とするように燃料ガス供
給状態にある蓄熱室への供給燃料ガス流量を決定し、燃
料ガス流路に設けた各加減コックの開度を調整する。
に、各蓄熱室の熱負荷を均一にする。 【構成】 各燃焼室ヘアピン部天井に設置したＲ熱電対
によって検出した燃焼室温度を平滑化処理して炉温を求
め、該平滑化処理によって求めた炉温と供給される燃料
ガス流量さらに現在の乾留状態に対応した前乾留サイク
ルでの炉温予測誤差を用いて予測された炉温と目標炉温
との偏差及び燃焼前半サイクルと後半サイクルとに供給
される燃料ガスの流量差を最小とするように燃料ガス供
給状態にある蓄熱室への供給燃料ガス流量を決定し、燃
料ガス流路に設けた各加減コックの開度を調整する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は蓄熱室，燃焼室，炭化室
および燃料ガス流量を調整する加減コックが複数個連結
されたコークス炉の窯毎炉温制御に関する。
および燃料ガス流量を調整する加減コックが複数個連結
されたコークス炉の窯毎炉温制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にコークス炉においては、交互に配
置される燃焼室と炭化室との対で構成した窯を多数配列
し、炉団を形成している。各々の燃焼室には、燃料ガス
と空気とが供給され、これらの燃焼によって燃焼室に隣
接する各々の炭化室が加熱され、石炭の乾留が行われ
る。コークス炉の操業では、最小限の燃料で目標生産
量を確保する、炉体損傷の回避という観点から蓄熱室
の熱負荷をなるべく均一にする、コークス品質のバラ
ツキを小さくする、などの操業指標が重要視され、この
ために火落時間と置き時間が管理され、その制御手段と
して燃焼室温度が調整され、燃料ガス流量が制御され
る。またこの種のコークス炉では、炉団全体に供給され
る燃料ガスの流量を制御するのが一般的であり、個々の
窯に供給される燃料ガスの流量調整はあまり行われてい
ない。
置される燃焼室と炭化室との対で構成した窯を多数配列
し、炉団を形成している。各々の燃焼室には、燃料ガス
と空気とが供給され、これらの燃焼によって燃焼室に隣
接する各々の炭化室が加熱され、石炭の乾留が行われ
る。コークス炉の操業では、最小限の燃料で目標生産
量を確保する、炉体損傷の回避という観点から蓄熱室
の熱負荷をなるべく均一にする、コークス品質のバラ
ツキを小さくする、などの操業指標が重要視され、この
ために火落時間と置き時間が管理され、その制御手段と
して燃焼室温度が調整され、燃料ガス流量が制御され
る。またこの種のコークス炉では、炉団全体に供給され
る燃料ガスの流量を制御するのが一般的であり、個々の
窯に供給される燃料ガスの流量調整はあまり行われてい
ない。
【０００３】ところで、燃焼室温度が適切であれば必要
最小限の燃料で高品質のコークスを目標生産量得ること
ができる。しかし実際には、多数の燃焼室間には燃焼状
態に大きな差が生じる場合がある。このため、温度の低
い燃焼室に隣接した位置の石炭は乾留不足になるし、温
度の高い燃焼室に隣接した位置の石炭は赤熱コークスと
なり、無駄な燃料を消費することになる。そこで燃焼室
温度を適切にするため、従来より、燃焼室低部のレンガ
表面温度を炉頂から光高温計を用いて測定し、測定結果
に基づいて燃焼室温度を適切にするように熟練作業者が
経験に基づいて加減コックの開度を手動で調整してい
る。
最小限の燃料で高品質のコークスを目標生産量得ること
ができる。しかし実際には、多数の燃焼室間には燃焼状
態に大きな差が生じる場合がある。このため、温度の低
い燃焼室に隣接した位置の石炭は乾留不足になるし、温
度の高い燃焼室に隣接した位置の石炭は赤熱コークスと
なり、無駄な燃料を消費することになる。そこで燃焼室
温度を適切にするため、従来より、燃焼室低部のレンガ
表面温度を炉頂から光高温計を用いて測定し、測定結果
に基づいて燃焼室温度を適切にするように熟練作業者が
経験に基づいて加減コックの開度を手動で調整してい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では熟練作業者が必要であるし、燃焼室温度の測定
から加減コックの開度調整という手間のかかる作業を繰
り返さなければならない。また、例えば特開昭６０−３
５０８２号公報及び特開昭６１−２５４６９２号公報に
開示された従来の制御方法では、連結した複数の窯の平
均的な挙動あるいは、炉団全体の平均的な挙動を対象に
して制御を行うので、制御単位を構成する多数の燃焼室
の温度は適切に制御されるが、個々の燃焼室の間で燃焼
状態にバラツキがあると、一部の燃焼室では燃焼室温度
が目標値を大きく外れる場合が生じる。実際には炉団の
端窯と中間窯および築炉上の問題などで燃焼状態に大き
な差が生じる場合がある。従って本発明は、各燃焼室温
度を目標温度に近づけるとともに、各蓄熱室の熱負荷を
均一にする方法を、提供することを課題とする。
方法では熟練作業者が必要であるし、燃焼室温度の測定
から加減コックの開度調整という手間のかかる作業を繰
り返さなければならない。また、例えば特開昭６０−３
５０８２号公報及び特開昭６１−２５４６９２号公報に
開示された従来の制御方法では、連結した複数の窯の平
均的な挙動あるいは、炉団全体の平均的な挙動を対象に
して制御を行うので、制御単位を構成する多数の燃焼室
の温度は適切に制御されるが、個々の燃焼室の間で燃焼
状態にバラツキがあると、一部の燃焼室では燃焼室温度
が目標値を大きく外れる場合が生じる。実際には炉団の
端窯と中間窯および築炉上の問題などで燃焼状態に大き
な差が生じる場合がある。従って本発明は、各燃焼室温
度を目標温度に近づけるとともに、各蓄熱室の熱負荷を
均一にする方法を、提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては、石炭を乾留してコークス化する炭
化室と該炭化室を両側から加熱するための燃焼室と排ガ
スの熱を回収して燃料ガスを予熱する蓄熱室とを複数列
備え、各々の蓄熱室に燃料ガスを供給する燃料ガス流路
に設けた加減コックを有するコークス炉の窯毎炉温制御
方法において、各燃焼室ヘアピン部天井に設置したＲ熱
電対によって燃焼室温度を測定し、該測定によって検出
された燃焼室温度の燃料ガスの燃焼と引落しの差による
周期的変化を平滑化処理して炉温を求め、制御サンプリ
ング時間を燃焼半サイクル（Δt）として、石炭装入か
ら、コークス押し出しまでの乾留過程に対応した熱負荷
外乱や炉温予測数式モデルの不確かさによる炉温予測誤
差を低減するため、現在時刻の乾留経過時間に対応した
前乾留サイクルでの炉温予測誤差を現在時刻での炉温予
測計算に反映させて１時刻（Δt）後と２時刻（2Δt）
後の炉温を予測し、さらにその予測される炉温と目標炉
温との偏差量および現在時刻と１時刻（Δt）後に燃料
ガス供給状態にある蓄熱室に供給される燃料ガス流量差
に関する２次形式の評価関数を設定し、その評価値を最
小とするような現在時刻での燃料ガス供給状態にある蓄
熱室への供給燃料ガス流量を求め、該燃料ガス流量に基
づいて各加減コックの開度を調整する。
に本発明においては、石炭を乾留してコークス化する炭
化室と該炭化室を両側から加熱するための燃焼室と排ガ
スの熱を回収して燃料ガスを予熱する蓄熱室とを複数列
備え、各々の蓄熱室に燃料ガスを供給する燃料ガス流路
に設けた加減コックを有するコークス炉の窯毎炉温制御
方法において、各燃焼室ヘアピン部天井に設置したＲ熱
電対によって燃焼室温度を測定し、該測定によって検出
された燃焼室温度の燃料ガスの燃焼と引落しの差による
周期的変化を平滑化処理して炉温を求め、制御サンプリ
ング時間を燃焼半サイクル（Δt）として、石炭装入か
ら、コークス押し出しまでの乾留過程に対応した熱負荷
外乱や炉温予測数式モデルの不確かさによる炉温予測誤
差を低減するため、現在時刻の乾留経過時間に対応した
前乾留サイクルでの炉温予測誤差を現在時刻での炉温予
測計算に反映させて１時刻（Δt）後と２時刻（2Δt）
後の炉温を予測し、さらにその予測される炉温と目標炉
温との偏差量および現在時刻と１時刻（Δt）後に燃料
ガス供給状態にある蓄熱室に供給される燃料ガス流量差
に関する２次形式の評価関数を設定し、その評価値を最
小とするような現在時刻での燃料ガス供給状態にある蓄
熱室への供給燃料ガス流量を求め、該燃料ガス流量に基
づいて各加減コックの開度を調整する。
【０００６】
【作用】図１に、蓄熱室，燃焼室，炭化室および燃料ガ
ス流量を調整する加減コックからなる窯毎加熱系が複数
個連結された状態を模式的に示す。燃料ガスは、加減コ
ックを通じて流量が調整されて蓄熱室に通じる。蓄熱室
は一定周期（通常３０分）毎に燃料ガス予熱状態と燃焼
排ガスの排熱回収状態に切替えられる。図１において燃
焼前半サイクルでは、ｉ番目の加減コックによって流量
調整された燃料ガスはｉ番目の蓄熱室を通過してレンガ
の熱を受けて予熱され、実線で示す経路を径てｉ番目と
ｉ＋１番目の燃焼室に等分に分配されて供給され燃焼す
る。燃焼した高温ガスは炭化室へ熱を移しながら燃焼室
を移行し、その燃焼排ガスは破線で示す経路を径て、ｉ
−１番目とｉ＋１番目の蓄熱室に等分に引き落とされ、
それぞれの蓄熱レンガに熱回収された後煙道に排出され
る。燃焼後半サイクルでは、ｉ−１番目とｉ＋１番目の
加減コックにて流量調整された燃料ガスはそれぞれｉ−
１番目及びｉ＋１番目の蓄熱室を通過して予熱され、破
線で示す経路を径てｉ−１とｉ番目，及びｉ＋１とｉ＋
２番目の燃焼室に等分に分配されて供給され燃焼し、燃
焼排ガスは実線で示す経路を径て、ｉ−２番目，ｉ番
目，ｉ＋２番目の蓄熱室に引き落とされて熱回収された
のち煙道に排出される。従って、ｉ番目の炭化室に対し
ては、燃焼前半サイクルはｉ番目の加減コックで、燃焼
後半サイクルはｉ−１番目とｉ＋１番目の加減コックで
燃料ガス流量を適切に調整すれば、ｉ番目とｉ＋１番目
の燃焼室の燃焼室温度（単位を℃に統一して以下説明す
る）は目標温度に保持しうる。つまり、燃焼前半サイク
ルと燃焼後半サイクルとでの加減コックの開度調整が適
切であれば、燃焼室温度を目標温度に近づけるととも
に、蓄熱室の熱負荷を均一にすることができる。炉温制
御のフィードバック情報となる燃焼室温度は、燃焼室ヘ
アピン部天井に設置したＲ熱電対によって測定する。該
測定によって検出された燃焼室温度は、燃料ガスの燃焼
と引落しの差に対応してかなり大きな周期的変化をして
おり、検出した温度の瞬時値を代表温度、すなわち炉温
とすることができない。従って、次の第(1)式で表わさ
れる燃焼１サイクル（2Δt）にわたっての平均値ｙ(t)
をもって時刻ｔの炉温とする。
ス流量を調整する加減コックからなる窯毎加熱系が複数
個連結された状態を模式的に示す。燃料ガスは、加減コ
ックを通じて流量が調整されて蓄熱室に通じる。蓄熱室
は一定周期（通常３０分）毎に燃料ガス予熱状態と燃焼
排ガスの排熱回収状態に切替えられる。図１において燃
焼前半サイクルでは、ｉ番目の加減コックによって流量
調整された燃料ガスはｉ番目の蓄熱室を通過してレンガ
の熱を受けて予熱され、実線で示す経路を径てｉ番目と
ｉ＋１番目の燃焼室に等分に分配されて供給され燃焼す
る。燃焼した高温ガスは炭化室へ熱を移しながら燃焼室
を移行し、その燃焼排ガスは破線で示す経路を径て、ｉ
−１番目とｉ＋１番目の蓄熱室に等分に引き落とされ、
それぞれの蓄熱レンガに熱回収された後煙道に排出され
る。燃焼後半サイクルでは、ｉ−１番目とｉ＋１番目の
加減コックにて流量調整された燃料ガスはそれぞれｉ−
１番目及びｉ＋１番目の蓄熱室を通過して予熱され、破
線で示す経路を径てｉ−１とｉ番目，及びｉ＋１とｉ＋
２番目の燃焼室に等分に分配されて供給され燃焼し、燃
焼排ガスは実線で示す経路を径て、ｉ−２番目，ｉ番
目，ｉ＋２番目の蓄熱室に引き落とされて熱回収された
のち煙道に排出される。従って、ｉ番目の炭化室に対し
ては、燃焼前半サイクルはｉ番目の加減コックで、燃焼
後半サイクルはｉ−１番目とｉ＋１番目の加減コックで
燃料ガス流量を適切に調整すれば、ｉ番目とｉ＋１番目
の燃焼室の燃焼室温度（単位を℃に統一して以下説明す
る）は目標温度に保持しうる。つまり、燃焼前半サイク
ルと燃焼後半サイクルとでの加減コックの開度調整が適
切であれば、燃焼室温度を目標温度に近づけるととも
に、蓄熱室の熱負荷を均一にすることができる。炉温制
御のフィードバック情報となる燃焼室温度は、燃焼室ヘ
アピン部天井に設置したＲ熱電対によって測定する。該
測定によって検出された燃焼室温度は、燃料ガスの燃焼
と引落しの差に対応してかなり大きな周期的変化をして
おり、検出した温度の瞬時値を代表温度、すなわち炉温
とすることができない。従って、次の第(1)式で表わさ
れる燃焼１サイクル（2Δt）にわたっての平均値ｙ(t)
をもって時刻ｔの炉温とする。
【０００７】
【数１】
【０００８】ここで、χ(τ)は時刻τの検出温度であ
る。このため時刻ｔにおいて知りうる炉温はｙ(t-Δt)
であり、燃焼半サイクルのむだ時間が発生する。このむ
だ時間を補償するために、以下ではサンプリング時間を
燃焼半サイクル(Δt)としてモデル予測制御理論を応用
する。炉温の予測値ｙ'は、燃焼室に供給される燃料ガ
ス流量Ｕfおよび炉温に対する影響係数Ｐ及びb1、b2,・・
・・、bMから次式により求めることができる。影響係数
Ｐ、b1、b2,・・・・、bM及びモデルの次数Ｍは、実炉の実
験データをモデルのあてはめ区間と予測区間に２分割
し、最小２乗法を適用して、モデルのあてはめ精度と予
測精度の両方を満足するようにして定めることができ
る。
る。このため時刻ｔにおいて知りうる炉温はｙ(t-Δt)
であり、燃焼半サイクルのむだ時間が発生する。このむ
だ時間を補償するために、以下ではサンプリング時間を
燃焼半サイクル(Δt)としてモデル予測制御理論を応用
する。炉温の予測値ｙ'は、燃焼室に供給される燃料ガ
ス流量Ｕfおよび炉温に対する影響係数Ｐ及びb1、b2,・・
・・、bMから次式により求めることができる。影響係数
Ｐ、b1、b2,・・・・、bM及びモデルの次数Ｍは、実炉の実
験データをモデルのあてはめ区間と予測区間に２分割
し、最小２乗法を適用して、モデルのあてはめ精度と予
測精度の両方を満足するようにして定めることができ
る。
【０００９】
【数２】
【００１０】ここで、ｅは石炭装入からコークス押出し
までの乾留過程に対応した熱負荷外乱や数式モデルの不
確かさによる炉温予測誤差であり、次の第(3)式で定義
され、今乾留サイクルと前乾留サイクルとの炉温予測誤
差は図２に示すように類似した特性を示す。
までの乾留過程に対応した熱負荷外乱や数式モデルの不
確かさによる炉温予測誤差であり、次の第(3)式で定義
され、今乾留サイクルと前乾留サイクルとの炉温予測誤
差は図２に示すように類似した特性を示す。
【００１１】
【数３】
【００１２】従って、現在の乾留状態（石炭装入後の経
過時間）に対応した前乾留サイクルでの炉温予測誤差
を、現在時刻での炉温予測計算に用いることによって、
炉温予測精度の改善を行う。現在時刻ｔが偶数立ち（偶
数番蓄熱室が燃料ガス供給状態にある）のとき、各燃焼
室の１時刻(Δt)後および２時刻(2Δt)後の炉温は、蓄
熱室へ供給される燃料ガス流量をＵgとすると、次の第
(4)式で表わされる。
過時間）に対応した前乾留サイクルでの炉温予測誤差
を、現在時刻での炉温予測計算に用いることによって、
炉温予測精度の改善を行う。現在時刻ｔが偶数立ち（偶
数番蓄熱室が燃料ガス供給状態にある）のとき、各燃焼
室の１時刻(Δt)後および２時刻(2Δt)後の炉温は、蓄
熱室へ供給される燃料ガス流量をＵgとすると、次の第
(4)式で表わされる。
【００１３】
【数４】
【００１４】また現在時刻ｔが奇数立ち（奇数番蓄熱室
が燃料ガス供給状態にある）のときは次の第(5)式で表
わされる。
が燃料ガス供給状態にある）のときは次の第(5)式で表
わされる。
【００１５】
【数５】
【００１６】望ましい炉温制御では、 各燃焼室温度とも可能な限り目標温度に近いこと，及
び 各蓄熱室の熱負荷が可能な限り均一なこと が要求される。これを評価するために、次の第(6)式で
表わされる関数を定義し、それによって計算される評価
値Ｊを最小にするような蓄熱室への供給燃料ガス流量Ｕ
gを決定する。
び 各蓄熱室の熱負荷が可能な限り均一なこと が要求される。これを評価するために、次の第(6)式で
表わされる関数を定義し、それによって計算される評価
値Ｊを最小にするような蓄熱室への供給燃料ガス流量Ｕ
gを決定する。
【００１７】
【数６】
【００１８】燃料ガス流量Ｕgは、次の第(7)式により決
定され、偶数立ちの場合は第(8)式、奇数立ちの場合は
第(9)式で与えられる。
定され、偶数立ちの場合は第(8)式、奇数立ちの場合は
第(9)式で与えられる。
【００１９】
【数７】
【００２０】
【数８】
【００２１】
【数９】
【００２２】ここで、 g2＝Ｐb1＋b2 α＝b1 2＋g2 2＋ω β＝b1g2−ω γ＝b1 2＋ω Ｘi＝ｙr,i(t+1)−ｙ'0 i(t+1) Ｙi＝ｙr,i(t+2)−ｙ'0 i(t+2) ・・・（１０） であり、(K-1)は前乾留サイクル、(k+1)及び(k+2)は現
在の乾留状態に対応した前乾留サイクルでの現在時刻に
対応した１時刻後と２時刻後、Ｎは炉団内の窯本数であ
る。
在の乾留状態に対応した前乾留サイクルでの現在時刻に
対応した１時刻後と２時刻後、Ｎは炉団内の窯本数であ
る。
【００２３】従って、炉温制御系では前記第(1)式で処
理された各燃焼室の炉温、供給される燃料ガス流量及び
現在の乾留状態に対応した前乾留サイクルでの炉温予測
誤差より偶数立ちの場合は前記第(4)式、奇数立ちの場
合は前記第(5)式で現在時刻の１時刻後と２時刻後の各
燃焼室の炉温を予測し、前記第(6)式の評価値Ｊを最小
にするように、偶数立ちの場合は前記第(8)式の三項連
立方程式を解くことによってＵg,2i(t)、Ｕg,2i+1(t+1)
を決定し、Ｕg,2i(t)を加減コックの開度に変換する。
奇数立ちの場合は、全く同様にして前記第(9)式を解
き、Ｕg,2i+1(t)、Ｕg,2i(t+1)を決定し、Ｕg,2i+1(t)
を加減コックの開度に変換する。一般に、蓄熱室へ供給
される燃料ガス流量と加減コックの間には一定の関係が
あるので、その特性を予め測定しておけば、燃料ガス流
量を加減コックの開度に変換できる。従って、以上の操
作を燃焼半サイクル毎に交互に実行することによって、
各燃焼室温度を目標温度に近づけるとともに、各蓄熱室
の熱負荷を均一にすることができる。
理された各燃焼室の炉温、供給される燃料ガス流量及び
現在の乾留状態に対応した前乾留サイクルでの炉温予測
誤差より偶数立ちの場合は前記第(4)式、奇数立ちの場
合は前記第(5)式で現在時刻の１時刻後と２時刻後の各
燃焼室の炉温を予測し、前記第(6)式の評価値Ｊを最小
にするように、偶数立ちの場合は前記第(8)式の三項連
立方程式を解くことによってＵg,2i(t)、Ｕg,2i+1(t+1)
を決定し、Ｕg,2i(t)を加減コックの開度に変換する。
奇数立ちの場合は、全く同様にして前記第(9)式を解
き、Ｕg,2i+1(t)、Ｕg,2i(t+1)を決定し、Ｕg,2i+1(t)
を加減コックの開度に変換する。一般に、蓄熱室へ供給
される燃料ガス流量と加減コックの間には一定の関係が
あるので、その特性を予め測定しておけば、燃料ガス流
量を加減コックの開度に変換できる。従って、以上の操
作を燃焼半サイクル毎に交互に実行することによって、
各燃焼室温度を目標温度に近づけるとともに、各蓄熱室
の熱負荷を均一にすることができる。
【００２４】
【実施例】図３に、本発明を実施する窯毎炉温制御シス
テムの構成を示す。同図で二重線枠が制御対象のコーク
ス炉の燃焼プロセスである。炉温制御のフィードバック
情報となる燃焼室温度は、各燃焼室ヘアピン部天井に設
置したＲ熱電対によって測定され、プロセスコンピュー
タに入力される。また蓄熱室へ供給される燃料ガス（コ
ークスガスと高炉ガスとの混合ガスあるいはコークスガ
ス）の流路に設けた加減コックには電動アクチュエータ
が接続されており、各加減コックの開度を電気的な制御
によって調整可能に構成されている。各アクチュエータ
はプロセスコンピュータによって制御され、各加減コッ
クの開度を調整する。このプロセスコンピュータは、図
３に示すような処理によって各加減コックの開度を調整
し、燃料ガス流量を制御する。
テムの構成を示す。同図で二重線枠が制御対象のコーク
ス炉の燃焼プロセスである。炉温制御のフィードバック
情報となる燃焼室温度は、各燃焼室ヘアピン部天井に設
置したＲ熱電対によって測定され、プロセスコンピュー
タに入力される。また蓄熱室へ供給される燃料ガス（コ
ークスガスと高炉ガスとの混合ガスあるいはコークスガ
ス）の流路に設けた加減コックには電動アクチュエータ
が接続されており、各加減コックの開度を電気的な制御
によって調整可能に構成されている。各アクチュエータ
はプロセスコンピュータによって制御され、各加減コッ
クの開度を調整する。このプロセスコンピュータは、図
３に示すような処理によって各加減コックの開度を調整
し、燃料ガス流量を制御する。
【００２５】ステップ１：検出した燃焼室温度の燃料ガ
スの燃焼と引落しの差による周期的変化を前記第(1)式
で平滑化処理して、炉温を求める。
スの燃焼と引落しの差による周期的変化を前記第(1)式
で平滑化処理して、炉温を求める。
【００２６】ステップ２：炉温，供給される燃料ガス流
量，及び現在の乾留状態に対応した前乾留サイクルでの
炉温予測誤差より、偶数立ちの場合には前記第(4)式、
奇数立ちの場合には前記第(5)式で、現在時刻の１時刻
後と２時刻後の各炉温を予測する。
量，及び現在の乾留状態に対応した前乾留サイクルでの
炉温予測誤差より、偶数立ちの場合には前記第(4)式、
奇数立ちの場合には前記第(5)式で、現在時刻の１時刻
後と２時刻後の各炉温を予測する。
【００２７】ステップ３：前記第(6)式の評価値Ｊを最
小にするように、偶数立ちの場合は前記第(8)式の三項
連立方程式を、奇数立ちの場合は前記第(9)式の三項連
立方程式を一般的に知られている解法を用いて解くこと
によって、燃料ガス供給状態にある蓄熱室への供給燃料
ガス流量を決定する。
小にするように、偶数立ちの場合は前記第(8)式の三項
連立方程式を、奇数立ちの場合は前記第(9)式の三項連
立方程式を一般的に知られている解法を用いて解くこと
によって、燃料ガス供給状態にある蓄熱室への供給燃料
ガス流量を決定する。
【００２８】ステップ４：加減コック開度と燃料ガス流
量との間には所定の関係があるので、その関数を予め実
験的に求めてプロセスコンピュータ内に記憶しておき、
記憶された関数を使用して、供給燃料ガス流量を加減コ
ックの開度に変換する。
量との間には所定の関係があるので、その関数を予め実
験的に求めてプロセスコンピュータ内に記憶しておき、
記憶された関数を使用して、供給燃料ガス流量を加減コ
ックの開度に変換する。
【００２９】ステップ５：決定した開度設定値を、各加
減コックを駆動するアクチュエータにそれぞれ出力し、
加減コックの開度を修正する。
減コックを駆動するアクチュエータにそれぞれ出力し、
加減コックの開度を修正する。
【００３０】ステップ６：前記第(3)式で求めた炉温予
測誤差と、燃焼室への供給燃料ガス流量を各燃焼室毎に
時系列データとしてプロセスコンピュータに記憶させ
る。
測誤差と、燃焼室への供給燃料ガス流量を各燃焼室毎に
時系列データとしてプロセスコンピュータに記憶させ
る。
【００３１】以上のような制御により各加減コックの開
度を燃焼半サイクル毎に調整することによって、燃焼室
温度は図４に示すように、目標温度の変化に対して即応
して追従し目標温度を保持するとともに、蓄熱室の熱負
荷も均一化される。
度を燃焼半サイクル毎に調整することによって、燃焼室
温度は図４に示すように、目標温度の変化に対して即応
して追従し目標温度を保持するとともに、蓄熱室の熱負
荷も均一化される。
【００３２】以上の説明では燃焼室温度を摂氏（℃）に
統一して説明してきたが、本発明では温度の単位を華氏
（度Ｆ）に統一しても、ケルビン（Ｋ）と統一しても同
様な効果が得られる。
統一して説明してきたが、本発明では温度の単位を華氏
（度Ｆ）に統一しても、ケルビン（Ｋ）と統一しても同
様な効果が得られる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各燃焼室の温度がいずれも目標温度に近づくように、ま
た各蓄熱室の熱負荷が均一になるように調整されるの
で、燃焼室間の燃焼状態のバラツキをなくすことがで
き、無駄な燃料消費を減らすことができる。
各燃焼室の温度がいずれも目標温度に近づくように、ま
た各蓄熱室の熱負荷が均一になるように調整されるの
で、燃焼室間の燃焼状態のバラツキをなくすことがで
き、無駄な燃料消費を減らすことができる。
【図１】 コークス炉の窯毎加熱系の模式図である。
【図２】 炉温予測誤差の乾留サイクルに対する特性を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図３】 実施例の窯毎炉温制御システムのブロック図
である。
である。
【図４】 実施例の窯毎炉温制御結果を示すグラフであ
る。
る。
Claims (1)
- 【請求項１】 石炭を乾留してコークス化する炭化室と
該炭化室を両側から加熱するための燃焼室と排ガスの熱
を回収して燃料ガスを予熱する蓄熱室とを複数列備え、
各々の蓄熱室に燃料ガスを供給する燃料ガス流路に設け
た加減コックを有するコークス炉の窯毎炉温制御方法に
おいて、各燃焼室ヘアピン部天井に設置したＲ熱電対に
よって燃焼室温度を測定し、該測定によって検出された
燃焼室温度の燃料ガスの燃焼と引落しの差による周期的
変化を平滑化処理して炉温を求め、制御サンプリング時
間を燃焼半サイクル（Δt）として、石炭装入から、コ
ークス押し出しまでの乾留過程に対応した熱負荷外乱や
炉温予測数式モデルの不確かさによる炉温予測誤差を低
減するため、現在時刻の乾留経過時間に対応した前乾留
サイクルでの炉温予測誤差を現在時刻での炉温予測計算
に反映させて１時刻（Δt）後と２時刻（2Δt）後の炉
温を予測し、さらにその予測される炉温と目標炉温との
偏差量および現在時刻と１時刻（Δt）後に燃料ガス供
給状態にある蓄熱室に供給される燃料ガス流量差に関す
る２次形式の評価関数を設定し、その評価値を最小とす
るような現在時刻での燃料ガス供給状態にある蓄熱室へ
の供給燃料ガス流量を求め、該燃料ガス流量に基づいて
各加減コックの開度を調整することを特徴とする、コー
クス炉の窯毎炉温制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4058617A JP2564443B2 (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | コークス炉の窯毎炉温制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4058617A JP2564443B2 (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | コークス炉の窯毎炉温制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05255668A true JPH05255668A (ja) | 1993-10-05 |
| JP2564443B2 JP2564443B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
ID=13089523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4058617A Expired - Fee Related JP2564443B2 (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | コークス炉の窯毎炉温制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2564443B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000042039A (ko) * | 1998-12-24 | 2000-07-15 | 이구택 | 코크스로의 연소온도 제어방법 |
| CN111551978A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-08-18 | 中国辐射防护研究院 | 一种放射性土壤样品采样过程不确定度的评定方法 |
| CN114840037A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-08-02 | 湖南顶立科技有限公司 | 一种用于钢带炉的温度控制方法及系统 |
| WO2024024752A1 (ja) * | 2022-07-25 | 2024-02-01 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 炉温制御装置、炉温制御方法及びコークスの製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100804976B1 (ko) * | 2001-09-17 | 2008-02-20 | 주식회사 포스코 | 온도변화에 따른 탄화실 개별 연소제어 장치 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01278596A (ja) * | 1988-04-28 | 1989-11-08 | Nippon Steel Corp | コークス炉の炉温制御方法 |
| JPH03265685A (ja) * | 1990-03-14 | 1991-11-26 | Nippon Steel Corp | コークス炉の窯毎炉温制御方法 |
-
1992
- 1992-03-17 JP JP4058617A patent/JP2564443B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20000042039A (ko) * | 1998-12-24 | 2000-07-15 | 이구택 | 코크스로의 연소온도 제어방법 |
| CN111551978A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-08-18 | 中国辐射防护研究院 | 一种放射性土壤样品采样过程不确定度的评定方法 |
| CN111551978B (zh) * | 2020-05-08 | 2022-09-27 | 中国辐射防护研究院 | 一种放射性土壤样品采样过程不确定度的评定方法 |
| CN114840037A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-08-02 | 湖南顶立科技有限公司 | 一种用于钢带炉的温度控制方法及系统 |
| CN114840037B (zh) * | 2022-05-24 | 2024-03-26 | 湖南顶立科技有限公司 | 一种用于钢带炉的温度控制方法及系统 |
| WO2024024752A1 (ja) * | 2022-07-25 | 2024-02-01 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 炉温制御装置、炉温制御方法及びコークスの製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2564443B2 (ja) | 1996-12-18 |
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