JPH1150056A - コークス炉のコック開度制御方法 - Google Patents
コークス炉のコック開度制御方法Info
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- JPH1150056A JPH1150056A JP22063997A JP22063997A JPH1150056A JP H1150056 A JPH1150056 A JP H1150056A JP 22063997 A JP22063997 A JP 22063997A JP 22063997 A JP22063997 A JP 22063997A JP H1150056 A JPH1150056 A JP H1150056A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 炉団流量や分配管圧力などの変動の影響を受
けることなく、各々の燃焼室で必要とする燃料ガス流量
や空気流量を必要充分な精度で燃焼室に供給することの
可能なコークス炉のコック開度制御方法を提供する。 【解決手段】 予め計測して、求めた燃料ガスコック２
５の開度流量特性を用いて求めたコック開度φｉに対応
するコック流量比Ｐｉと炉団平均燃料ガス流量から炉団
の平均的なコック毎最大流量Ｆｍａｘ，ＭＥを計算し、
コック毎最大流量Ｆｍａｘ，ＭＥと分配管圧力及び燃焼
室内圧力との関係から炉団の平均的なコック流量係数Ｋ
ＭＥを適応修正し、適応修正された設定流量係数ＫＳＶ
と分配管設定圧力及び燃焼室設定圧力からコック毎設定
最大流量Ｆｍａｘ，ＳＶを求め、コック毎設定最大流量
Ｆｍａｘ，ＳＶに基づいて、コック設定流量Ｆｉ，ＳＶ
を開度流量特性を用いて設定開度φｉ，ＳＶに変換して
決定する。
けることなく、各々の燃焼室で必要とする燃料ガス流量
や空気流量を必要充分な精度で燃焼室に供給することの
可能なコークス炉のコック開度制御方法を提供する。 【解決手段】 予め計測して、求めた燃料ガスコック２
５の開度流量特性を用いて求めたコック開度φｉに対応
するコック流量比Ｐｉと炉団平均燃料ガス流量から炉団
の平均的なコック毎最大流量Ｆｍａｘ，ＭＥを計算し、
コック毎最大流量Ｆｍａｘ，ＭＥと分配管圧力及び燃焼
室内圧力との関係から炉団の平均的なコック流量係数Ｋ
ＭＥを適応修正し、適応修正された設定流量係数ＫＳＶ
と分配管設定圧力及び燃焼室設定圧力からコック毎設定
最大流量Ｆｍａｘ，ＳＶを求め、コック毎設定最大流量
Ｆｍａｘ，ＳＶに基づいて、コック設定流量Ｆｉ，ＳＶ
を開度流量特性を用いて設定開度φｉ，ＳＶに変換して
決定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭化室と燃焼室と
が複数列配列されたコークス炉のコック開度制御方法に
関する。
が複数列配列されたコークス炉のコック開度制御方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にコークス炉は、炉幅方向に交互に
複数列配列され炭化室（以後、単に窯と呼ぶこともあ
る）と燃焼室との対で１つの炉を形成し、通常は５０〜
１００個の炉が集まって１つの炉団を構成している。燃
焼室は炉壁（レンガ壁）を介して炭化室と隣接し、炉長
方向に２０〜３０個に仕切られており、各々の小燃焼室
の底部は蓄熱室に通じている。各々の小燃焼室には、燃
料ガスコックと空気コックで流量調整された燃料ガスと
空気がそれぞれの予熱用蓄熱室で予熱されて供給され、
これらの燃焼によって炉壁を通じて両側の炭化室が加熱
され、石炭の乾留が行われる。そして各々の小燃焼室で
生成した排ガスは熱回収用蓄熱室に引き落とされて熱回
収され、水平煙道に排出され、煙道に集合されて煙突か
ら大気に排出される。そして予熱用蓄熱室を「立ち
側」、熱回収用蓄熱室を「引き側」と称し、立ち側と引
き側は燃焼サイクル（３０分の制御周期）で交互に切り
替えられる。
複数列配列され炭化室（以後、単に窯と呼ぶこともあ
る）と燃焼室との対で１つの炉を形成し、通常は５０〜
１００個の炉が集まって１つの炉団を構成している。燃
焼室は炉壁（レンガ壁）を介して炭化室と隣接し、炉長
方向に２０〜３０個に仕切られており、各々の小燃焼室
の底部は蓄熱室に通じている。各々の小燃焼室には、燃
料ガスコックと空気コックで流量調整された燃料ガスと
空気がそれぞれの予熱用蓄熱室で予熱されて供給され、
これらの燃焼によって炉壁を通じて両側の炭化室が加熱
され、石炭の乾留が行われる。そして各々の小燃焼室で
生成した排ガスは熱回収用蓄熱室に引き落とされて熱回
収され、水平煙道に排出され、煙道に集合されて煙突か
ら大気に排出される。そして予熱用蓄熱室を「立ち
側」、熱回収用蓄熱室を「引き側」と称し、立ち側と引
き側は燃焼サイクル（３０分の制御周期）で交互に切り
替えられる。
【０００３】ところで、コークス炉では多数の窯を用い
て大量の石炭を乾留するので、乾留時間は窯間でほぼ同
一時間になることが望まれ、このために各々の燃焼室に
供給される燃料ガスと空気の流量がそれぞれのコックを
用いて調整される。したがって、仮にコックの開度調整
が適正であれば、必要最少限の乾留時間と燃料ガス流量
で所期のコークスを得ることができる。しかし実際に
は、多数のコック間で開度調整にばらつきがあり、この
ため石炭の乾留が目標通りに行われず、各窯の乾留時間
が異なり、全ての窯の石炭が乾留するまで燃焼を継続す
る必要があり、無駄な燃料ガスを消費せざるを得ないこ
とになる。そこで乾留時間を窯間でほぼ同一時間にする
ため、従来より、熟練作業者が窯間での乾留時間を判定
し、経験に基づいて試行錯誤的に幾度も燃料ガスコック
や空気コックの開度調整を繰り返しているのが実情であ
る。また、コック開度の調整方法として、例えば特開昭
６０−３１５８９号公報や特開昭６３−２４８８８８号
公報には、コックの開度と流量との関係（以後、単に開
度流量特性と称す）を線形近似して固定し、実績乾留時
間を目標乾留時間に保持するコック変更流量より変更開
度を算出する方法が開示されている。
て大量の石炭を乾留するので、乾留時間は窯間でほぼ同
一時間になることが望まれ、このために各々の燃焼室に
供給される燃料ガスと空気の流量がそれぞれのコックを
用いて調整される。したがって、仮にコックの開度調整
が適正であれば、必要最少限の乾留時間と燃料ガス流量
で所期のコークスを得ることができる。しかし実際に
は、多数のコック間で開度調整にばらつきがあり、この
ため石炭の乾留が目標通りに行われず、各窯の乾留時間
が異なり、全ての窯の石炭が乾留するまで燃焼を継続す
る必要があり、無駄な燃料ガスを消費せざるを得ないこ
とになる。そこで乾留時間を窯間でほぼ同一時間にする
ため、従来より、熟練作業者が窯間での乾留時間を判定
し、経験に基づいて試行錯誤的に幾度も燃料ガスコック
や空気コックの開度調整を繰り返しているのが実情であ
る。また、コック開度の調整方法として、例えば特開昭
６０−３１５８９号公報や特開昭６３−２４８８８８号
公報には、コックの開度と流量との関係（以後、単に開
度流量特性と称す）を線形近似して固定し、実績乾留時
間を目標乾留時間に保持するコック変更流量より変更開
度を算出する方法が開示されている。
【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、各燃焼室で必要と
する燃料ガス流量や空気流量が変わる度に手間のかかる
調整を幾度も繰り返さなければならず、最適な炉操業に
は縁遠いものである。また公開されている従来のコック
開度調整技術は、開度流量特性を線形近似して固定して
用いているが、開度流量特性は炉団への燃料ガス及び空
気流量や分配管圧力などの変動によって影響を受け、そ
の特性が変化するため、望ましい流量調整性能が得られ
ていないのが実情である。本発明はかかる事情に鑑みて
なされたもので、炉団への燃料ガス及び空気流量や分配
管圧力などの変動の影響を受けることなく、各々の燃焼
室で必要とする燃料ガス流量や空気流量を必要充分な精
度で燃焼室に供給することの可能なコークス炉のコック
開度制御方法を提供することを目的とする。
方法では熟練作業者が必要であるし、各燃焼室で必要と
する燃料ガス流量や空気流量が変わる度に手間のかかる
調整を幾度も繰り返さなければならず、最適な炉操業に
は縁遠いものである。また公開されている従来のコック
開度調整技術は、開度流量特性を線形近似して固定して
用いているが、開度流量特性は炉団への燃料ガス及び空
気流量や分配管圧力などの変動によって影響を受け、そ
の特性が変化するため、望ましい流量調整性能が得られ
ていないのが実情である。本発明はかかる事情に鑑みて
なされたもので、炉団への燃料ガス及び空気流量や分配
管圧力などの変動の影響を受けることなく、各々の燃焼
室で必要とする燃料ガス流量や空気流量を必要充分な精
度で燃焼室に供給することの可能なコークス炉のコック
開度制御方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載のコークス炉のコック開度制御方法は、石炭を装入
して乾留する炭化室と該炭化室を両側から加熱するため
の燃焼室とを炉幅方向に交互に複数列備え、各々の該燃
焼室に燃料ガスと空気を供給する流路、該流路に各々の
該燃焼室に供給する前記燃料ガスと空気の流量を調整す
る燃料ガスコックと空気コック及び各々の前記燃焼室か
ら排出された排ガスを通す水平煙道を有するコークス炉
のコック開度制御方法において、以下の手順を有する。 手順１：前記燃料ガスコックの開度と流量との関係を予
め計測して、最大開度と最大流量を用いて正規化した開
度流量特性を設定する。 手順２：前記開度流量特性を用いて求めたコック開度に
対応するコック流量比と炉団平均流量から炉団の平均的
なコック毎最大流量を計算する。 手順３：前記炉団の平均的なコック毎最大流量と分配管
圧力及び燃焼室内圧力との関係から炉団の平均的なコッ
ク流量係数を適応修正する。 手順４：該適応修正された設定流量係数と分配管設定圧
力及び燃焼室内設定圧力からコック毎設定最大流量を求
める。 手順５：前記コック毎設定最大流量に基づいて、コック
設定流量を設定流量比に変換する。 手順６：前記設定流量比に基づいて、前記開度流量特性
を用いて設定開度に変換する。 請求項２記載のコークス炉のコック開度制御方法は、請
求項１記載のコークス炉のコック開度制御方法におい
て、前記空気コックの開度制御においても、前記手順１
〜手順６と同様の手順を有する。
記載のコークス炉のコック開度制御方法は、石炭を装入
して乾留する炭化室と該炭化室を両側から加熱するため
の燃焼室とを炉幅方向に交互に複数列備え、各々の該燃
焼室に燃料ガスと空気を供給する流路、該流路に各々の
該燃焼室に供給する前記燃料ガスと空気の流量を調整す
る燃料ガスコックと空気コック及び各々の前記燃焼室か
ら排出された排ガスを通す水平煙道を有するコークス炉
のコック開度制御方法において、以下の手順を有する。 手順１：前記燃料ガスコックの開度と流量との関係を予
め計測して、最大開度と最大流量を用いて正規化した開
度流量特性を設定する。 手順２：前記開度流量特性を用いて求めたコック開度に
対応するコック流量比と炉団平均流量から炉団の平均的
なコック毎最大流量を計算する。 手順３：前記炉団の平均的なコック毎最大流量と分配管
圧力及び燃焼室内圧力との関係から炉団の平均的なコッ
ク流量係数を適応修正する。 手順４：該適応修正された設定流量係数と分配管設定圧
力及び燃焼室内設定圧力からコック毎設定最大流量を求
める。 手順５：前記コック毎設定最大流量に基づいて、コック
設定流量を設定流量比に変換する。 手順６：前記設定流量比に基づいて、前記開度流量特性
を用いて設定開度に変換する。 請求項２記載のコークス炉のコック開度制御方法は、請
求項１記載のコークス炉のコック開度制御方法におい
て、前記空気コックの開度制御においても、前記手順１
〜手順６と同様の手順を有する。
【０００６】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の形
態に係るコークス炉のコック開度制御方法を適用するコ
ークス炉の主要部の外観図、図２は同コークス炉の流路
主要部の構成図、図３は同コークス炉のコック開度制御
方法におけるコック開度制御系の構造を示すブロック図
である。
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の形
態に係るコークス炉のコック開度制御方法を適用するコ
ークス炉の主要部の外観図、図２は同コークス炉の流路
主要部の構成図、図３は同コークス炉のコック開度制御
方法におけるコック開度制御系の構造を示すブロック図
である。
【０００７】以下、本発明を図１〜図３に基づき具体的
に説明する。図１においてはコークス炉１０の内部構造
がわかるように部分的に断面が示されている。図１を参
照すると、石炭が装入される炭化室１１と、この炭化室
１１を両側から加熱するための燃焼室１２とはＺ軸方向
（炉幅方向）に交互に配置されており、各々多数設けら
れている。炭化室１１の下方には蓄熱室１３が設けられ
ており、蓄熱室１３は供給される燃料ガスと空気を燃焼
室１２に導くと共に、燃焼によって発生した排ガスを集
合煙道１４ａ、１４ｂに導く。したがって高温の排ガス
が通過する蓄熱室１３はそれによって加熱され、熱を蓄
積するので、燃焼室１２に導かれる燃料ガスと空気は、
予め蓄熱室１３内で温められ、燃焼し易くなる。なお、
この実施の形態では、燃料ガスと空気が通る流路と排ガ
スが通る水平煙道１７は燃焼サイクル（３０分の制御周
期）で交互に切り替えられる。石炭は各炭化室１１に装
入され、乾留が終了した石炭、すなわち乾留されたコー
クスは図示しない押し出し機によって炉蓋１５側から押
し出され、その反対側から炉外に取り出される。
に説明する。図１においてはコークス炉１０の内部構造
がわかるように部分的に断面が示されている。図１を参
照すると、石炭が装入される炭化室１１と、この炭化室
１１を両側から加熱するための燃焼室１２とはＺ軸方向
（炉幅方向）に交互に配置されており、各々多数設けら
れている。炭化室１１の下方には蓄熱室１３が設けられ
ており、蓄熱室１３は供給される燃料ガスと空気を燃焼
室１２に導くと共に、燃焼によって発生した排ガスを集
合煙道１４ａ、１４ｂに導く。したがって高温の排ガス
が通過する蓄熱室１３はそれによって加熱され、熱を蓄
積するので、燃焼室１２に導かれる燃料ガスと空気は、
予め蓄熱室１３内で温められ、燃焼し易くなる。なお、
この実施の形態では、燃料ガスと空気が通る流路と排ガ
スが通る水平煙道１７は燃焼サイクル（３０分の制御周
期）で交互に切り替えられる。石炭は各炭化室１１に装
入され、乾留が終了した石炭、すなわち乾留されたコー
クスは図示しない押し出し機によって炉蓋１５側から押
し出され、その反対側から炉外に取り出される。
【０００８】コークス炉１０の流路主要部の構成を示す
図２を参照して説明する。それぞれの燃焼室１２に供給
される空気（ＡＩＲ）２１は、立ち側の空気コック２２
によって流量調整され、切り替えコック２３、水平管１
８ａ及びアンダージェットパイプ１９ａを通って蓄熱室
１３から供給される。また、互いにカロリーの異なるコ
ークスガス（ＣＯＧ）と高炉ガス（ＢＦＧ）を混合した
燃料ガス（ＭＧ）２４は、立ち側の燃料ガスコック２５
によって流量調整され、切り替えコック２６、水平管１
８ｇ及びアンダージェットパイプ１９ｇを通って蓄熱室
１３からそれぞれの燃焼室１２に供給される。一方、炉
団に供給される空気流量や燃料ガス流量は流量調節器２
７、２８によって流量調整される。これらの流量調節器
２７、２８は、図示しないプロセスコンピュータによっ
てこれらの設定流量（目標流量）が制御され、流量を調
整する。燃焼室１２で生成された排ガスは、水平煙道
（ソールフリュー部）１７を通り、炉蓋１５側（ＰＳ）
とその反対側（ＣＳ）に設けられたウェストダンパー１
６ａ、１６ｂのいずれかを通って集合煙道１４ａ、１４
ｂに導かれる。空気コック２２及び燃料ガスコック２５
は図２に示すように、それぞれの燃焼室１２へ空気２１
及び燃料ガス２４を供給するために供給本管から分岐さ
れた分配管に設けられており、供給本管の上流側にはそ
れぞれの分配管内の圧力を測定し、設定するための図示
しない圧力調整器が設けられている。空気コック２２や
燃料ガスコック２５にはそれぞれアクチュエータ２２
ａ、２５ａが接続されており、各々の開度を調整可能に
構成している。これらのアクチュエータ２２ａ、２５ａ
は、図示しないプロセスコンピュータによってこれらの
設定開度（目標開度）が制御され、コック開度を調整す
る。
図２を参照して説明する。それぞれの燃焼室１２に供給
される空気（ＡＩＲ）２１は、立ち側の空気コック２２
によって流量調整され、切り替えコック２３、水平管１
８ａ及びアンダージェットパイプ１９ａを通って蓄熱室
１３から供給される。また、互いにカロリーの異なるコ
ークスガス（ＣＯＧ）と高炉ガス（ＢＦＧ）を混合した
燃料ガス（ＭＧ）２４は、立ち側の燃料ガスコック２５
によって流量調整され、切り替えコック２６、水平管１
８ｇ及びアンダージェットパイプ１９ｇを通って蓄熱室
１３からそれぞれの燃焼室１２に供給される。一方、炉
団に供給される空気流量や燃料ガス流量は流量調節器２
７、２８によって流量調整される。これらの流量調節器
２７、２８は、図示しないプロセスコンピュータによっ
てこれらの設定流量（目標流量）が制御され、流量を調
整する。燃焼室１２で生成された排ガスは、水平煙道
（ソールフリュー部）１７を通り、炉蓋１５側（ＰＳ）
とその反対側（ＣＳ）に設けられたウェストダンパー１
６ａ、１６ｂのいずれかを通って集合煙道１４ａ、１４
ｂに導かれる。空気コック２２及び燃料ガスコック２５
は図２に示すように、それぞれの燃焼室１２へ空気２１
及び燃料ガス２４を供給するために供給本管から分岐さ
れた分配管に設けられており、供給本管の上流側にはそ
れぞれの分配管内の圧力を測定し、設定するための図示
しない圧力調整器が設けられている。空気コック２２や
燃料ガスコック２５にはそれぞれアクチュエータ２２
ａ、２５ａが接続されており、各々の開度を調整可能に
構成している。これらのアクチュエータ２２ａ、２５ａ
は、図示しないプロセスコンピュータによってこれらの
設定開度（目標開度）が制御され、コック開度を調整す
る。
【０００９】本発明の一実施の形態に係るコークス炉の
コック開度制御方法を、コークス炉のコック開度制御系
の構造を示す図３を参照して説明する。前記プロセスコ
ンピュータは燃焼サイクル切り替え完了毎に、次に説明
する処理手順によって与えられたコック設定流量を設定
開度に変換して決定し、コック開度を修正制御する。燃
料ガスコック２５と空気コック２２とを同時に開度制御
することも、また燃料ガスコック２５のみ開度制御し、
空気コック２２については既知の方法で制御することも
できる。図３に破線枠で示すコックの開度流量特性は、
本発明の実施に先立ってコックの開度と流量との関係を
計測し、最大開度と最大流量とで正規化した開度流量特
性であり、図の横軸は最大開度を１００［％］で表した
コック開度であり、図の縦軸は最大流量を１で表した流
量比である。なお、図３に示す各ブロックの左上の○内
の数字は、以下に説明する処理手順を示すものである。
コック開度制御方法を、コークス炉のコック開度制御系
の構造を示す図３を参照して説明する。前記プロセスコ
ンピュータは燃焼サイクル切り替え完了毎に、次に説明
する処理手順によって与えられたコック設定流量を設定
開度に変換して決定し、コック開度を修正制御する。燃
料ガスコック２５と空気コック２２とを同時に開度制御
することも、また燃料ガスコック２５のみ開度制御し、
空気コック２２については既知の方法で制御することも
できる。図３に破線枠で示すコックの開度流量特性は、
本発明の実施に先立ってコックの開度と流量との関係を
計測し、最大開度と最大流量とで正規化した開度流量特
性であり、図の横軸は最大開度を１００［％］で表した
コック開度であり、図の縦軸は最大流量を１で表した流
量比である。なお、図３に示す各ブロックの左上の○内
の数字は、以下に説明する処理手順を示すものである。
【００１０】（手順１）前回の燃焼サイクルで立ち側に
あった全てのコックの開度に対応するコック流量比Ｐｉ
を、図３に破線枠で示すコックの開度流量特性を折れ線
近似して求める。 Ｐｉ＝（ＰＡ−ＰＢ）×（φｉ−φＢ）／（φＡ−φＢ）＋ＰＢ・・（１） ここで、φｉは立ち側にあったコック（ｉ）のコック開
度、φＡ、φＢはコック開度φｉを間に挟む開度流量特
性の開度水準、ＰＡ、ＰＢは開度水準φＡ、φＢに対応
した開度流量特性の流量比水準である。 （手順２）コック流量比と前回燃焼サイクルでの炉団平
均流量より、炉団の平均的なコック毎最大流量Ｆｍａ
ｘ，ＭＥを求める。 Ｆｍａｘ，ＭＥ＝ＦＭＥ／ΣＰｉ ・・・・（２） ここで、ΣＰｉは前回燃焼サイクルで立ち側にあった全
てのコック流量比Ｐｉの合計値、ＦＭＥは前回燃焼サイ
クルでの炉団平均流量である。そして、前回燃焼サイク
ルで立ち側にあったコック（ｉ）のコック流量Ｆｉを、 Ｆｉ（ｋ−１）＝Ｐｉ×Ｆｍａｘ，ＭＥ ・・・・（３） で求める。ここで、ｋは燃焼サイクルに付した番号であ
る。
あった全てのコックの開度に対応するコック流量比Ｐｉ
を、図３に破線枠で示すコックの開度流量特性を折れ線
近似して求める。 Ｐｉ＝（ＰＡ−ＰＢ）×（φｉ−φＢ）／（φＡ−φＢ）＋ＰＢ・・（１） ここで、φｉは立ち側にあったコック（ｉ）のコック開
度、φＡ、φＢはコック開度φｉを間に挟む開度流量特
性の開度水準、ＰＡ、ＰＢは開度水準φＡ、φＢに対応
した開度流量特性の流量比水準である。 （手順２）コック流量比と前回燃焼サイクルでの炉団平
均流量より、炉団の平均的なコック毎最大流量Ｆｍａ
ｘ，ＭＥを求める。 Ｆｍａｘ，ＭＥ＝ＦＭＥ／ΣＰｉ ・・・・（２） ここで、ΣＰｉは前回燃焼サイクルで立ち側にあった全
てのコック流量比Ｐｉの合計値、ＦＭＥは前回燃焼サイ
クルでの炉団平均流量である。そして、前回燃焼サイク
ルで立ち側にあったコック（ｉ）のコック流量Ｆｉを、 Ｆｉ（ｋ−１）＝Ｐｉ×Ｆｍａｘ，ＭＥ ・・・・（３） で求める。ここで、ｋは燃焼サイクルに付した番号であ
る。
【００１１】（手順３）手順２で求めた炉団の平均的な
コック毎最大流量Ｆｍａｘ，ＭＥと分配管圧力及び燃焼
室内圧力との関係から炉団の平均的なコック流量係数を
適応修正する。最大コック開度の時コックを通る最大流
量Ｆｍａｘを Ｆｍａｘ＝Ｋ×〔２×（Ｐ−Ｐtop ）／ρ〕0.5 ・・・・（４） で表し、炉団の平均的なコック流量係数を ＫＭＥ（ｋ−１）＝Ｆｍａｘ，ＭＥ／ 〔２×（ＰＭＥ−Ｐtop ＭＥ）／ρ〕0.5 ・・・・（５） で求め、その変動を平滑化して前回燃焼サイクル（ｋ−
１）でのコック設定流量係数ＫＳＶ（ｋ−１）を求め
る。 ＫＳＶ（ｋ−１）＝Ｓ×ＫＭＥ（ｋ−１） ＋（１−Ｓ）×ＫＳＶ（ｋ−３）・・・・・（６） ここで、Ｋはコック流量係数、Ｐは分配管圧力、Ｐtop
は燃焼室内圧力、ρは流体密度、ＫＭＥ及びＫＳＶは炉
団の平均的コック流量係数及び設定流量係数、ＰＭＥ及
びＰtop ＭＥは前回燃焼サイクルでの分配管平均圧力及
び燃焼室内平均圧力、Ｓは過去の操業経験から求まる平
滑化定数である。また、燃焼サイクルは偶数立ち→奇数
立ち→偶数立ち・・・が繰り返されるため、（６）式の
右辺第２項には前前々回燃焼サイクル（ｋ−３）での設
定流量係数ＫＳＶ（ｋ−３）を用いた。
コック毎最大流量Ｆｍａｘ，ＭＥと分配管圧力及び燃焼
室内圧力との関係から炉団の平均的なコック流量係数を
適応修正する。最大コック開度の時コックを通る最大流
量Ｆｍａｘを Ｆｍａｘ＝Ｋ×〔２×（Ｐ−Ｐtop ）／ρ〕0.5 ・・・・（４） で表し、炉団の平均的なコック流量係数を ＫＭＥ（ｋ−１）＝Ｆｍａｘ，ＭＥ／ 〔２×（ＰＭＥ−Ｐtop ＭＥ）／ρ〕0.5 ・・・・（５） で求め、その変動を平滑化して前回燃焼サイクル（ｋ−
１）でのコック設定流量係数ＫＳＶ（ｋ−１）を求め
る。 ＫＳＶ（ｋ−１）＝Ｓ×ＫＭＥ（ｋ−１） ＋（１−Ｓ）×ＫＳＶ（ｋ−３）・・・・・（６） ここで、Ｋはコック流量係数、Ｐは分配管圧力、Ｐtop
は燃焼室内圧力、ρは流体密度、ＫＭＥ及びＫＳＶは炉
団の平均的コック流量係数及び設定流量係数、ＰＭＥ及
びＰtop ＭＥは前回燃焼サイクルでの分配管平均圧力及
び燃焼室内平均圧力、Ｓは過去の操業経験から求まる平
滑化定数である。また、燃焼サイクルは偶数立ち→奇数
立ち→偶数立ち・・・が繰り返されるため、（６）式の
右辺第２項には前前々回燃焼サイクル（ｋ−３）での設
定流量係数ＫＳＶ（ｋ−３）を用いた。
【００１２】（手順４）設定流量係数と分配管設定圧力
及び燃焼室内設定圧力からコック毎設定最大流量Ｆｍａ
ｘ，ＳＶを求める。 Ｆｍａｘ，ＳＶ＝ＫＳＶ（ｋ−２） ×〔２×（ＰＳＶ−Ｐtop ＳＶ）／ρ〕0.5 ・・・・（７） ここで、ＰＳＶ及びＰtop ＳＶは今回燃焼サイクル
（ｋ）での分配管設定圧力及び燃焼室内設定圧力であ
る。また、燃焼サイクルは偶数立ち→奇数立ち→偶数立
ち・・・が繰り返されるため、（７）式では、前前回燃
焼サイクル（ｋ−２）での設定流量係数ＫＳＶ（ｋ−
２）を用いた。 （手順５）コック毎設定最大流量Ｆｍａｘ，ＳＶに基づ
いて、今回燃焼サイクル（ｋ）で立ち側にあるコック
（ｉ）の設定流量を設定流量比Ｐｉ，ＳＶに変換する。 Ｐｉ，ＳＶ＝Ｆｉ，ＳＶ／Ｆｍａｘ，ＳＶ ・・・・・・（８） ここで、Ｆｉ，ＳＶはコック（ｉ）の設定流量である。
及び燃焼室内設定圧力からコック毎設定最大流量Ｆｍａ
ｘ，ＳＶを求める。 Ｆｍａｘ，ＳＶ＝ＫＳＶ（ｋ−２） ×〔２×（ＰＳＶ−Ｐtop ＳＶ）／ρ〕0.5 ・・・・（７） ここで、ＰＳＶ及びＰtop ＳＶは今回燃焼サイクル
（ｋ）での分配管設定圧力及び燃焼室内設定圧力であ
る。また、燃焼サイクルは偶数立ち→奇数立ち→偶数立
ち・・・が繰り返されるため、（７）式では、前前回燃
焼サイクル（ｋ−２）での設定流量係数ＫＳＶ（ｋ−
２）を用いた。 （手順５）コック毎設定最大流量Ｆｍａｘ，ＳＶに基づ
いて、今回燃焼サイクル（ｋ）で立ち側にあるコック
（ｉ）の設定流量を設定流量比Ｐｉ，ＳＶに変換する。 Ｐｉ，ＳＶ＝Ｆｉ，ＳＶ／Ｆｍａｘ，ＳＶ ・・・・・・（８） ここで、Ｆｉ，ＳＶはコック（ｉ）の設定流量である。
【００１３】（手順６）図３に破線枠で示すコックの開
度流量特性を折れ線近似して、設定流量比Ｐｉ，ＳＶを
設定開度φｉ，ＳＶに変換する。 φｉ，ＳＶ＝（φＡ−φＢ）×（Ｐｉ，ＳＶ−ＰＢ） ／（ＰＡ−ＰＢ）＋φＢ ・・・・・・・・（９） ここで、ＰＡ，ＰＢはコック(i) の設定流量比Ｐｉ，Ｓ
Ｖを間に挟む開度流量特性の流量比水準、φＡ，φＢは
流量比水準ＰＡ, ＰＢに対応した開度流量特性の開度水
準である。 （手順７）コックの設定開度φｉ，ＳＶをコック開度を
修正するアクチュエータに出力して開度を修正する。
度流量特性を折れ線近似して、設定流量比Ｐｉ，ＳＶを
設定開度φｉ，ＳＶに変換する。 φｉ，ＳＶ＝（φＡ−φＢ）×（Ｐｉ，ＳＶ−ＰＢ） ／（ＰＡ−ＰＢ）＋φＢ ・・・・・・・・（９） ここで、ＰＡ，ＰＢはコック(i) の設定流量比Ｐｉ，Ｓ
Ｖを間に挟む開度流量特性の流量比水準、φＡ，φＢは
流量比水準ＰＡ, ＰＢに対応した開度流量特性の開度水
準である。 （手順７）コックの設定開度φｉ，ＳＶをコック開度を
修正するアクチュエータに出力して開度を修正する。
【００１４】以上のような制御によって炉団の平均的な
コック流量係数を適応修正することにより、各々の燃焼
室で必要とする燃料ガス流量や空気流量を必要充分な精
度で燃焼室に供給することができる。なお、本発明の説
明においては、開度流量特性を折れ線近似してコック開
度を流量比に、またコックの設定流量比を設定開度に変
換したが、これに限定されず、開度流量特性を多項式で
近似し、その結果を用いて、コック開度を流量比に、ま
たコックの設定流量比を設定開度に変換してもよい。ま
た、コックの開度を自動的な制御によって修正するよう
に説明したが、例えばコックの設定開度を作業者に操業
ガイドし、作業者によってコックの開度を修正してもよ
い。
コック流量係数を適応修正することにより、各々の燃焼
室で必要とする燃料ガス流量や空気流量を必要充分な精
度で燃焼室に供給することができる。なお、本発明の説
明においては、開度流量特性を折れ線近似してコック開
度を流量比に、またコックの設定流量比を設定開度に変
換したが、これに限定されず、開度流量特性を多項式で
近似し、その結果を用いて、コック開度を流量比に、ま
たコックの設定流量比を設定開度に変換してもよい。ま
た、コックの開度を自動的な制御によって修正するよう
に説明したが、例えばコックの設定開度を作業者に操業
ガイドし、作業者によってコックの開度を修正してもよ
い。
【００１５】
【発明の効果】請求項１及び２記載のコークス炉のコッ
ク開度制御方法においては、燃料ガスコックのコック毎
最大流量と分配管圧力及び燃焼室内圧力との関係から炉
団の平均的なコック流量係数を適応修正し、該適応修正
された設定流量係数と分配管設定圧力及び燃焼室内設定
圧力からコック毎設定最大流量を求め、該コック毎設定
最大流量に基づいて、コック設定流量を前記開度流量特
性を介して設定開度に変換して決定しているので、各々
の燃焼室で必要とする燃料ガス流量を必要充分な精度で
燃焼室に供給することができるので、炉団流量や分配管
圧力などの変動の影響を受けることなく、乾留時間を窯
間でほぼ同一時間にすることができると共に、操業の安
定性が向上する。特に、請求項２記載のコークス炉のコ
ック開度制御方法は、空気コックについても燃料ガスコ
ックと同様のコックの開度制御を行なっているので、さ
らに乾留時間を窯間でほぼ同一時間にすることができる
と共に、操業の安定性が向上する。
ク開度制御方法においては、燃料ガスコックのコック毎
最大流量と分配管圧力及び燃焼室内圧力との関係から炉
団の平均的なコック流量係数を適応修正し、該適応修正
された設定流量係数と分配管設定圧力及び燃焼室内設定
圧力からコック毎設定最大流量を求め、該コック毎設定
最大流量に基づいて、コック設定流量を前記開度流量特
性を介して設定開度に変換して決定しているので、各々
の燃焼室で必要とする燃料ガス流量を必要充分な精度で
燃焼室に供給することができるので、炉団流量や分配管
圧力などの変動の影響を受けることなく、乾留時間を窯
間でほぼ同一時間にすることができると共に、操業の安
定性が向上する。特に、請求項２記載のコークス炉のコ
ック開度制御方法は、空気コックについても燃料ガスコ
ックと同様のコックの開度制御を行なっているので、さ
らに乾留時間を窯間でほぼ同一時間にすることができる
と共に、操業の安定性が向上する。
【図１】本発明の一実施の形態に係るコークス炉のコッ
ク開度制御方法を適用するコークス炉の主要部の外観図
である。
ク開度制御方法を適用するコークス炉の主要部の外観図
である。
【図２】同コークス炉の流路主要部の構成図である。
【図３】同コークス炉のコック開度制御方法におけるコ
ック開度制御系の構造を示すブロック図である。
ック開度制御系の構造を示すブロック図である。
１０ コークス炉 １１ 炭化室 １２ 燃焼室 １３ 蓄熱室 １４ａ 集合煙道 １４ｂ 集合煙
道 １５ 炉蓋 １６ａ ウェス
トダンパー １６ｂ ウェストダンパー １７ 水平煙道（ソールフリュー部） １８ａ 水平管 １８ｇ 水平管 １９ａ アンダ
ージェットパイプ １９ｇ アンダージェットパイプ ２１ 空気 ２２ 空気コック ２２ａ アクチ
ュエータ ２３ 切り替えコック ２４ 燃料ガス ２５ 燃料ガスコック ２５ａ アクチ
ュエータ ２６ 切り替えコック ２７ 流量調節
器 ２８ 流量調節器
道 １５ 炉蓋 １６ａ ウェス
トダンパー １６ｂ ウェストダンパー １７ 水平煙道（ソールフリュー部） １８ａ 水平管 １８ｇ 水平管 １９ａ アンダ
ージェットパイプ １９ｇ アンダージェットパイプ ２１ 空気 ２２ 空気コック ２２ａ アクチ
ュエータ ２３ 切り替えコック ２４ 燃料ガス ２５ 燃料ガスコック ２５ａ アクチ
ュエータ ２６ 切り替えコック ２７ 流量調節
器 ２８ 流量調節器
フロントページの続き (72)発明者 田中 啓八郎 東京都中央区日本橋本町１丁目９番４号 株式会社日鉄エレックス内
Claims (2)
- 【請求項１】 石炭を装入して乾留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を炉幅方向に交互
に複数列備え、各々の該燃焼室に燃料ガスと空気を供給
する流路、該流路に各々の該燃焼室に供給する前記燃料
ガスと空気の流量を調整する燃料ガスコックと空気コッ
ク及び各々の前記燃焼室から排出された排ガスを通す水
平煙道を有するコークス炉のコック開度制御方法におい
て、以下の手順を有することを特徴とするコークス炉の
コック開度制御方法。 手順１：前記燃料ガスコックの開度と流量との関係を予
め計測して、最大開度と最大流量を用いて正規化した開
度流量特性を設定する。 手順２：前記開度流量特性を用いて求めたコック開度に
対応するコック流量比と炉団平均流量から炉団の平均的
なコック毎最大流量を計算する。 手順３：前記炉団の平均的なコック毎最大流量と分配管
圧力及び燃焼室内圧力との関係から炉団の平均的なコッ
ク流量係数を適応修正する。 手順４：該適応修正された設定流量係数と分配管設定圧
力及び燃焼室内設定圧力からコック毎設定最大流量を求
める。 手順５：前記コック毎設定最大流量に基づいて、コック
設定流量を設定流量比に変換する。 手順６：前記設定流量比に基づいて、前記開度流量特性
を用いて設定開度に変換する。 - 【請求項２】 前記空気コックの開度制御においても、
前記手順１〜手順６と同様の手順を有する請求項１記載
のコークス炉のコック開度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22063997A JPH1150056A (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | コークス炉のコック開度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22063997A JPH1150056A (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | コークス炉のコック開度制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1150056A true JPH1150056A (ja) | 1999-02-23 |
Family
ID=16754127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22063997A Pending JPH1150056A (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | コークス炉のコック開度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1150056A (ja) |
-
1997
- 1997-07-31 JP JP22063997A patent/JPH1150056A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050926 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051129 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20060418 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |