JPH09241648A - コークス乾式消火設備の操業方法 - Google Patents

コークス乾式消火設備の操業方法

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JPH09241648A
JPH09241648A JP8080907A JP8090796A JPH09241648A JP H09241648 A JPH09241648 A JP H09241648A JP 8080907 A JP8080907 A JP 8080907A JP 8090796 A JP8090796 A JP 8090796A JP H09241648 A JPH09241648 A JP H09241648A
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Hideki Kitahara
英樹 北原
Isamu Minamizawa
勇 南澤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コークス乾式消火設備の廃熱ボイラーの回収
蒸気量を増加あるいは能力一杯に維持する。 【解決手段】 廃熱ボイラーの回収蒸気量減少時あるい
は廃熱ボイラーの設備能力に余裕がある場合、燃焼用空
気11を吹込んで可燃性ガスを燃焼させている冷却室3
出口の円環煙道6部に、燃料単独もしくは燃料に空気を
混入させたものを吹込んで燃焼させ、回収蒸気量を増加
あるいは能力一杯に維持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、コークス乾式消
火設備の廃熱ボイラーの回収蒸気量を増加あるいは能力
一杯に維持できるコークス乾式消火設備の操業方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】コークス乾式消火設備の多くは、図3に
示すプレチャンバー方式で、コークス炉から排出される
赤熱コークスをプレチャンバー31の頂部装入口32か
ら投入し、冷却室33下部から吹込まれる低温の循環不
活性ガスと向流接触させて冷却し、冷却室33底部の切
出し部34から冷却されたコークスを順次切出し、コー
クスと向流接触して高温となった循環不活性ガスは、冷
却室33とプレチャンバー31との境界周囲の小煙道3
5から円環煙道36を経由して主煙道37に至り、除塵
格子煉瓦38により同伴する細粒コークス中の粗粒分が
除去されたのち、廃熱ボイラー39に導入される。廃熱
ボイラー39では、高温の循環不活性ガスを熱源として
高圧蒸気を発生し、循環不活性ガスは冷却されてサイク
ロン40で微細コークスが除去されたのち、循環ブロワ
41に吸引されて再び冷却室33下部から吹込まれる。
このコークス乾式消火設備の循環不活性ガス中には、通
常赤熱コークスの未乾留部分から発生するH2あるいは
CnHmなどの可燃性ガスが混入するので、ブロワー4
2を介して円環煙道36の下部から循環不活性ガス中に
燃焼用空気を吹込み、可燃性ガスを燃焼させて余剰とな
った一部のガスを放出していた。
【0003】一方、コークス炉の装入窯出し作業は、通
常炭化時間の均一性確保のため、ブロック窯出し法が多
く採用されている。このブロック窯出し法は、炉の稼働
率に関係なく、常に最短ピッチで窯出し作業を行い、あ
る本数(1ブロック)を窯出ししたのち、中断時間をと
る方法である。このため、窯出し作業中は、7〜10分
間隔でコークス乾式消火設備のプレチャンバーに赤熱コ
ークスが投入されるが、中断時間である窯出し間断中
は、約2時間程度コークス乾式消火設備のプレチャンバ
ーに赤熱コークスが投入されないこととなる。
【0004】このため、窯出し間断中は、循環不活性ガ
ス中への可燃性ガスの混入量が減少するため、燃焼用吹
込み空気量を減少せざるを得なくなり、図4に示すとお
り、廃熱ボイラー入口温度が低下して廃熱ボイラーでの
蒸気回収量が大幅に低下する。さらに、コークス炉窯出
し作業中にトラブルが発生し、プレチャンバーへの赤熱
コークス投入が停止したり、あるいはコークス乾式消火
設備のコークス切出し装置のトラブルによってコークス
切出しが停止した場合においても、同様に廃熱ボイラー
入口温度が低下して廃熱ボイラーでの蒸気回収量が大幅
に低下する。この廃熱ボイラーでの回収蒸気を例えば発
電用に使用している場合は、発電量が低下することとな
る。
【0005】また、最近の不況による粗鋼生産量の低下
は、高炉操業における出銑量の低下に基づくコークス使
用量の低下を招いている。しかも、高炉の操業技術の進
歩によって、塊コークスに代えて微粉炭を羽口から吹込
み、コークス比を低減する微粉炭吹込み法が広く採用さ
れている。それに伴って高炉におけるコークスの使用量
は、年々減少の傾向にあり、コークス炉においても稼働
率の低下を余儀なくされている。このため、コークス乾
式消火設備においては、コークス炉稼働率の低下に伴っ
て赤熱コークス投入量が減少し、廃熱ボイラーの設計能
力に比較し、かなり低いボイラー効率で運転せざるを得
ない状況となっている。
【0006】前記トラブルに伴う廃熱ボイラー入口温度
の低下を防止する方法としては、主煙道の除塵格子煉瓦
により除去されて除塵格子煉瓦下部の粗粒コークス堆積
バンカーに空気を吹込んで粗粒コークスを燃焼させると
共に、必要により主煙道中に空気を吹込んで廃熱ボイラ
ー入口温度を一定に制御する方法(特公昭57−157
89号公報)、循環不活性ガス中から分離した粉コーク
スを助燃装置を設けて燃焼させ、燃焼ガスを冷却室出側
に導入して廃熱ボイラー入口温度を一定に制御する装置
(実開昭57−121641号公報)、燃料を空気と共
にプレチャンバーのコークス上部レベルより上の空間に
吹込んで燃焼させる方法(特開昭63−130695号
公報)などが提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記特公昭57−15
789号公報に開示の方法は、主煙道の除塵格子煉瓦下
部の粗粒コークス堆積バンカーで粗粒コークスを安定、
かつ効率よく燃焼させることはできない。また、実開昭
57−121641号公報に開示の装置は、新たに粉コ
ークスを燃焼させるための助燃装置を設置しなければな
らず、新たに多額の設備費が必要となる。さらに、特開
昭63−130695号公報に開示の方法は、プレチャ
ンバー内、特にコークス上部レベルより上の空間部は赤
熱コークスから発生する多量のH2、CO等の可燃性ガ
スが常時滞留している部分であり、新たに投入する粉コ
ークス等の燃料よりも燃焼速度の速いこれら可燃性ガス
が優先的に燃焼するという問題があり、さらに、効率よ
く粉コークス等の燃料を燃焼せしめた場合においても、
燃焼により発生する火炎が赤熱コークスに接触して燃焼
させ、塊コークス歩留が低下するという欠点を有してい
る。
【0008】この発明の目的は、上記従来技術の欠点を
解消し、コークス乾式消火設備の廃熱ボイラーの回収蒸
気量を増加あるいは能力一杯に維持できるコークス乾式
消火設備の操業方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明においては、燃
焼用空気を吹込んで可燃性ガスを燃焼させている冷却室
出口の円環煙道部に、燃料単独もしくは燃料に空気を混
入させたものを吹込むこととしている。このように、燃
焼用空気を吹込んで可燃性ガスを燃焼させている冷却室
出口の円環煙道部に、燃料単独もしくは燃料に空気を混
入させたものを吹込んで燃焼させることによって、燃焼
排ガスである循環不活性ガスの温度を上昇せしめ、廃熱
ボイラーの入口部温度を高めることとなる。この廃熱ボ
イラー入口部温度の上昇は、当然ボイラー効率の上昇、
廃熱ボイラーに入るガスエネルギーの増加となり、発生
蒸気量の増加につながるものである。
【0010】
【発明の実施の形態】この発明のコークス乾式消火設備
の操業方法においては、円環煙道部に燃料単独もしくは
燃料に空気を混入させたものの吹込みを円環煙道上部よ
り単独の系で吹込むのである。これは、円環煙道下部よ
り吹込んでいる可燃性ガスの燃焼用空気に混入して吹込
むと、配管内詰まり等のトラブル発生時には、燃料のほ
かに燃焼用空気自体も吹込みを停止して点検、補修しな
ければならず、可燃性ガスの燃焼に由来する発生蒸気量
が減少し、その減少分は全発生蒸気量の2割程度に達す
るためである。このため、燃料単独もしくは燃料に空気
を混入させたものの吹込みラインは、メンテナンスを容
易にするため、可燃性ガスの燃焼用空気とは別系統で設
置し、円環煙道内に生じている可燃性ガスの燃焼火炎と
の接触性を良好とすべく、円環煙道上部からの吹込みと
する。
【0011】コークス乾式消火設備の円環煙道内は、下
部から吹込まれている可燃性ガスの燃焼用空気と、未乾
留コークスに由来するH2、CO等の可燃性ガスとが燃
焼反応を起こして火炎を形成しており、その火炎温度は
1200〜1500℃にまで達している。そこに吹込ま
れた燃料単独もしくは燃料に空気を混入させたものは、
高温雰囲気のために容易に燃焼し、燃焼排ガスである循
環不活性ガスの温度を上昇せしめ、廃熱ボイラーの入口
部温度を高めることとなる。この廃熱ボイラー入口部温
度の上昇は、当然ボイラー効率の上昇、廃熱ボイラーに
入るガスエネルギーの増加となり、発生蒸気量の増加に
つながるものである。
【0012】この発明において円環煙道に吹込む燃料と
しては、例えば、粉コークス、粉炭のほか、コークス炉
ガス、高炉ガス、プロパンガス、天然ガスなどの燃料ガ
ス、重油、コールタールなどが挙げられるが、粉コーク
ス、粉炭を使用するのが最も経済的である。燃料の吹込
み量は、コークス炉の間断時間や、コークス炉やコーク
ス乾式消火設備のトラブルによるプレチャンバーへの赤
熱コークスの投入不能が発生した場合あるいは廃熱ボイ
ラーをフルに稼働させるかに応じて決定されるもので、
その目的に応じて決定すればよい。
【0013】
【実施例】
実施例1 以下にこの発明の詳細を実施の一例を示す図1および図
2に基づいて説明する。図1はこの発明のコークス乾式
消火設備の円環煙道上部に粉噴出ノズルを設置した場合
の要部断面図、図2は粉噴出ノズルの詳細系統図であ
る。図1において、1はコークス乾式消火設備のプレチ
ャンバー、2はプレチャンバー1の頂部に設けられてい
る装入口で、赤熱コークス投入時に開放される。3はプ
レチャンバー1下部の冷却室、5はプレチャンバー1と
冷却室3との境界部周囲に設けられた小煙道、6は小煙
道5に連通する円環煙道、7は図示しない廃熱ボイラー
に連通する主煙道である。
【0014】11は円環煙道6の下部に設けられた循環
不活性ガス中の可燃性ガス成分を燃焼させるための燃焼
用空気吹込みノズルで、図示しないブロワから燃焼用空
気が供給される。12は円環煙道6の上部に設けた燃料
粉噴出ノズルで、燃料粉噴出ノズル12は、図2に示す
とおり、コンプレッサ13からの圧縮空気のエゼクター
によって粉供給装置14から所定量の燃料粉が切り出さ
れ、粉分配合装置15によって混合されて供給される。
一方、燃料粉燃焼用の空気は、ブロワー16によって粉
噴出ノズル12に供給される。17は粉噴出ノズル12
の噴出側に配置したパイロットバーナーで、コークス炉
ガスと高炉ガスとを混合した混合ガス(Mガス)と圧縮
空気がミキサー18で混合されて供給されて燃焼してお
り、粉噴出ノズル12から噴出する燃料粉に点火するよ
う構成されている。
【0015】上記のとおり構成したことによって、コー
クス炉の間断時間や、コークス炉やコークス乾式消火設
備のトラブルによるプレチャンバーへの赤熱コークスの
投入不能が発生し、廃熱ボイラーの発生蒸気量が減少し
た場合は、コンプレッサ13を起動して圧縮空気のエゼ
クターによって粉供給装置14から所定量の燃料粉を切
り出し、粉分配合装置15によって混合して円環煙道6
の上部の粉噴出ノズル12に供給すると共に、ブロワー
16を起動して所定量の燃料粉を燃焼させるに必要な燃
料粉燃焼用の空気を粉噴出ノズル12に供給する。円環
煙道6内は、下部の吹込みノズル11から吹込まれる燃
焼用空気によって循環不活性ガス中の可燃性ガス成分が
燃焼反応による火炎を形成しており、粉噴出ノズル12
から噴出した燃料粉は、パイロットバーナー17によっ
て点火されて高温雰囲気中で燃料粉燃焼用の空気によっ
て燃焼し、循環不活性ガスの温度を上昇させる。
【0016】また、廃熱ボイラーをフル稼働させる場合
は、現状の廃熱ボイラーのボイラー効率からフル稼働さ
せるに必要な燃料粉量を求め、コンプレッサ13を起動
して圧縮空気のエゼクターによって粉供給装置14から
求めた燃料粉を切り出し、粉分配合装置15によって混
合して円環煙道6の上部の粉噴出ノズル12に供給する
と共に、ブロワー16を起動して前記燃料粉を完全燃焼
させるに必要な燃料粉燃焼用の空気を粉噴出ノズル12
に供給する。円環煙道6内は、下部の吹込みノズル11
から吹込まれる燃焼用空気によって循環不活性ガス中の
可燃性ガス成分が燃焼反応による火炎を形成しており、
粉噴出ノズル12から噴出した燃料粉は、パイロットバ
ーナー17によって点火されて高温雰囲気中で燃料粉燃
焼用の空気によって燃焼し、循環不活性ガスの温度を上
昇させる。
【0017】上記の操作によって循環不活性ガスは、燃
料粉の燃焼による温度上昇がプラスされてコークス炉の
間断時間やトラブルによる廃熱ボイラーの入口温度の低
下が防止され、発生蒸気量の減少を防止して一定量の発
生蒸気量を確保できる。また、廃熱ボイラーをフル稼働
させる場合は、廃熱ボイラーをフル稼働させるに必要な
ガスエネルギーが燃料粉の燃焼による温度上昇で補償さ
れ、廃熱ボイラーをフル稼働させて設備能力に見合う発
生蒸気量を確保することができる。
【0018】実施例2 前記実施例1の図1、図2に示す系統により表1に示す
性状の粉コークスを、円環煙道の上部2箇所から合計
1.0Ton/Hr、粉コークス燃焼用空気を空燃比
1.2で吹込み、粉コークス吹込前と比較するため、循
環不活性ガス風量、コークス切り出し量等の付帯条件を
同一にして8時間燃焼させ、3時間経過後からデータを
採取して系内熱バランスを算出した。その結果を表2に
示す。なお、使用した粉コークスは、コークス乾式消火
設備の集塵装置のバグフィルターで回収した微粉コーク
スを使用した。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】表2に示すとおり、微粉コークスの吹込み
により回収蒸気量は、4.6Ton/Hr増加で約9.
5%増加し、ボイラー入口ガス温度は約30℃上昇し、
ボイラー効率は約1%上昇した。また、系内の熱バラン
スをとると、この発生蒸気上昇分は、吹込み微粉コーク
スの6割強が燃焼したことに相当していた。
【0022】
【発明の効果】この発明は、従来のように新たに燃焼炉
を設置することなく、塊コークス歩留を低下させること
なく、コークス炉の窯出しトラブルやコークス乾式消火
設備のトラブル発生時においても、発生蒸気量を一定に
保持することができると共に、廃熱ボイラーの設備能力
に余裕が生じている場合、その設備能力の余裕分を有効
活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のコークス乾式消火設備の円環煙道上
部に燃料粉噴出ノズルを設置した場合の要部断面図であ
る。
【図2】燃料粉噴出ノズルの詳細系統図である。
【図3】一般的なコークス乾式消火設備の全体系統図で
ある。
【図4】窯出し中、窯出し間断中における廃熱ボイラー
の発生蒸気量、ボイラー入口ガス温度の経過とトラブル
発生時の説明図である。
【符号の説明】
1、31 プレチャンバー 2、32 装入口 3、33 冷却室 5、35 小煙道 6、36 円環煙道 7、37 主煙道 11 燃焼用空気の吹込みノズル 12 燃料粉噴出ノズル 13 コンプレッサ 14 粉供給装置 15 粉分配合装置 16、42 ブロワー 17 パイロットバーナー 18 ミキサー 34 切出し部 38 除塵格子煉瓦 39 廃熱ボイラー 40 サイクロン 41 循環ブロワ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コークス炉から排出された赤熱コークス
    をプレチャンバーに投入し、冷却室下部から吹込まれる
    循環不活性ガスと向流接触させて前記コークスを冷却
    し、冷却室からの循環不活性ガスに燃焼用空気を吹込ん
    で可燃性ガスを燃焼させ、得られた高温循環不活性ガス
    中の粗粒コークスを一次除塵器で除去したのち、廃熱ボ
    イラーに導入して熱回収したのち、二次除塵器で微細粉
    コークスを除去し、循環ブロワにより再度冷却室下部か
    ら吹込むコークス乾式消火設備の操業方法において、燃
    焼用空気を吹込んで可燃性ガスを燃焼させている冷却室
    出口の円環煙道部に、燃料単独もしくは燃料に空気を混
    入させたものを吹込むことを特徴とするコークス乾式消
    火設備の操業方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106441973A (zh) * 2016-11-25 2017-02-22 浙江工业大学 一种增压锅炉试验台专用炉膛

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106441973A (zh) * 2016-11-25 2017-02-22 浙江工业大学 一种增压锅炉试验台专用炉膛

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