JPS5812477B2 - 送風機のサ−ジング防止方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は送風機、特に製鉄所の熱風炉を経て高炉へ熱風
を供給する大容量の送風機のサージング現象を防止する
方法に関する。

高炉送風機は風量が安定した大容量のものが要求され、
高炉の大型化、高圧化にともない、蒸気タービン又はモ
ータを駆動源とした高能率の軸流型送風機が主流となっ
ている。

この送風機の運転に際しては、サージング現象の防止を
図る必要がある。

サージング現象とは送風機の吸込側と吐出側の送風圧力
差がある程度以上大きくなると、送風機が失速しで送風
機内部に振動が起きる現象であり、この現象が発生する
と送風機翼の破損あるいは高炉羽口の損傷を招来するほ
か、高炉炉内の反応状況に変化をきたし、更には炉内の
送風圧力低下によって溶銑溶滓の羽目系統への逆流、炉
内ガスの送風系統への送流が生じる危険性が高く、場合
によっては高炉体風に迄到る重大事故となる。

このサージング現象と送風機の吸込風量及び吐出圧力と
の間には第１図の曲線■で表わされる関係が存在する。

第１図の横軸は吸込風量を、また縦軸は吐出圧力を示し
、曲線■は所謂サージング線を示している。

即ち、吸込風量及び吐出圧力がこの線を超えて斜線領域
に入るとサージング現象が発生することになる。

第１図に示す右下りの曲線群は送風機の軸入力が１５Ｍ
Ｗ〜５０ＭＷである場合の送風機性能の例を示している
が、このような曲線上を推移して運転されている間にお
いて吐出圧力と吸込風量との比がサージング線■で規定
される値よりも犬となるサージング現象が発生するので
ある。

さてサージング現象を発生させることな《高能率で送風
機を運転するためには吸込風量と吐出圧力の変動、これ
らの測定精度、制御系の精度、応答性等の問題によりサ
ージング線■に近い限界状態での運転は実質的に不可能
であるので、サージング線■よりもある程度下方の領域
において、サージング線■と同程度の勾配を有する折線
状の放風線■（但し、吐出圧力に上限を設定する必要が
あるので上端部は横軸に平行としてあり、また制御に安
定性を欠く低吸込風量領域はサージング線■よりも急勾
配としてある）を設定し、吐出圧力がこの放風線■を超
える場合はこれに応じた開度だけ送風機の吐出側に設け
た放風弁を開くこととしていた。

そしてこの放風線■と平行し、放風線■よりも若干上方
の領域にサージング警報線■を、またサージング警報線
■よりも更に上方であってサージング線■よりも若干下
方の領域にサージング防止線■を各設定し、吐出圧力：
吸込風量の比率がサージング警報線■を超えると警報が
発せしめられ、サージング防止線■な超えると送風機の
吐出側に設けた放風弁を全開して吐出圧力を低下させ、
サージング線■を超えることによるサージング現象の発
生を防止するようにしている。

而してこのような制御を行うためには当然のことなから
吸込風量及び吐出圧力の測定が不可欠である。

そして第１図に示す吸込風量と吐出圧力との関係は所定
条件下での吸込風量に基いて定められているので、制御
に用いる吸込風量は吸込側における実測値をこの条件に
応じて補正した値とする必要がある。

然るところ従来は吸込側気体の温度のみを実測して温度
変化による風量補正のみを行うか、又は場合によっては
温度の外に圧力も実測して温度、圧力変化による風量補
正な行っていたが、このような方法では制御精度をある
程度以上には高め得す、放風線■をサージング線■より
も相当量離れたレベルに設定する必要があった。

本願発明者はこのように温度圧力補正を行っても制御精
度を高め得ない理由を明らかにすべ《、種種の実験研究
を重ねたところ、従来は影響が少いとされてきた湿度（
季節、天候、脱湿装置の有無により変化する）の影響が
無視し得す、この湿度変化を補正要素として組入れるこ
とによって制御精度を高め得るとの知見を得た。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであって、実
測した吸込風量をサージング防止線■、サージング警報
線■、放風線を規定する基準条件における風量に補正す
るにあたり湿度も補正要素として組入れることとして、
放風線な可及的にサージング線■に接近せしめることを
可能とし、サージング現象を確実に防止しつつ省エネル
ギーを図ることな可能とした送風機のサージング防止方
法を提供することを目的とする。

本発明に係る送風機のサージング防止方法は、送風機の
吸込側において、その吸込風量並びに吸込側気体の圧力
、温度及び湿度を検出し、検出した吸込風量を所定条件
下における吸込風量又はこれに関連する値に補正演算し
、この補正演算結果と、送風機の吐出側において検出し
た吐出気体の圧力又はこれに関連する値とな比較し、こ
の比較結果に基いて吐出側に設けた放風弁の開度調節を
行うことを特徴とする。

以下本発明方法をその実施に使用する装置を示す図面に
基いて詳述する。

第２図はこの装置な略示するブロック図である。

図においてＢＬは送風機であって、適宜のダクトを経て
吸込まれた風は高炉ＢＦへ向けて吐出される。

この送風機ＢＬの吸込側には差圧発信器を利用した風量
計１、同じく圧力計２、温度計３及び湿度計４が、また
送風機ＢＬの吐出側には差圧発信器を利用した圧力計５
が設置されている。

湿度計４としては例えば連続給水形の絶対湿度計が用い
られている。

而してこれら風量計１、圧力計２、温度計３及び湿度計
４夫ヤが出力する電気信号ΔＰ，Ｐ，Ｔ，Ｈぱ補正演算
器１０へ入力される。

補正演算器１０においては実測された吸込風量に対応す
る風量計１の出力信号ΔＰを第１図のグラフな規定する
基準条件（例えば圧力：−０．１０ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、温
度２０℃、湿度１５０００ｆ／Ｎｍ３）下における風量
に対応する値Ｑに補正する為のテーブルが用意されてお
り、このテーブルから圧力計２の出力信号Ｐに応じた圧
力補正係数ＫＰが、また温度計３の出力信号Ｔに応じた
温度補正係数ＫＴが、更に湿度計４の出力信号Ｈに応じ
た湿度補正係数ＫＨが読出される。

そしての演算を行ってＱを算出し、これをチェック回路
２０へ出力する。

なお圧力補正係数ＫＰ、温度補正係数ＫＴはボイル・シ
ャールの法則から容易に決定できる。

また湿度補正係数ＫＨは下記（２）式から算出してお《
ことができる。

但し、Ｐｍ＝０．０１２９・Ｈ Ｐｍｏ＝０．０１２９・Ｈｏ Ｔ：温度（℃） Ｔｏ二基準温度 Ｐ：圧力（ｋ９／ｉＧ） Ｐｏ：基準圧力 Ｈ：湿度（ｇ／Ｎｍ３） Ｈｏ二基準湿度 なお，ＫＰ，ＫＴ，ＫＨのテーブルとしてはＰ、Ｔ，Ｈ
の予相変動範囲についてのみ用意しておけばよい。

一方、前記圧力計５の出力信号Ｐ５もチェック回路２０
に入力される。

このチェック回路２０はＰ５とＱとの比較を行い、予め
設定されている条件な満足した場合は警報信号を発する
ようになっている。

この条件とはＰ。、Ｑが第１図のサージング警報線■よ
り上の領域にあることである。

なお信号処理上はＱを吸込風量とみなしていることはい
うまでもない。

補正演算器１０の出力信号Ｑはまた関数発生器３０へも
入力される。

この関数発生器３０は第１図に示す放風線■に相当する
関数を有して８り、補正により基準条件下での風量に相
当する信号Ｑにて定まる前記関数の値（即ち放風線■の
縦軸座標値）Ｐｆを出力する。

なおこの放風線■は、本発明では風量補正が従来よりも
正確に行えることとなった結果、従来の放風線■よりも
サージング線■に近い処に設定されている。

而して関数発生器３０の出力Ｐｆ及び圧力計５の出力信
号Ｐ，はサージング調節器４０に入力される。

サージング調節器４０はＰ５をＰｆに一致せしめるべ《
、送風機ＢＬの吐出側に設けた主放風弁６及び副放風弁
７を、Ｐ５とＰｆの差に応じた所容量だけ開放するため
の制御信号を、放風弁６、放風弁７夫々の駆動回路６ａ
，７ａに発する。

従ってＰ，がＰｆｉりも犬である場合には主放風弁６、
副放風弁７が開放され、Ｐ，がＰｆに一致する。

即ち吐出圧力が放風線■を超えない状態に復せしめるこ
とになり、サージングは確実に回避される。

このように本発明方法による場合は吸込風量を補正する
に際し、温度、圧力の外に湿度をも補正要素として組入
れることとしたので、放風線を従来よりもサージング線
■に接近させて設定することができ、その結果サージン
グ現象を確実に防止しつつ低吸込風量での安定送風が可
能となった。

ちなみに第１図に示す例では送風機軸入力で従来よりも
約ＩＭＶ低い省エネルギー運転が実現された。

【図面の簡単な説明】

第１図はサージング現象と送風機の吸込風量及び吐出圧
力との関係を表わすグラフ、第２図は本発明方法の実施
に使用する装置な略示するブロック図である。 １……風量計、２，５…一圧力計、３……温度計、４…
一湿度計、６，７中…放風弁、１０一…補正演算器、２
０……チェック回路、３０…一関数発生器、４０…一サ
ージング調節器、ＢＬ一…送風器、ＢＦ……高炉。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 送風機の吸込側において、その吸込風量並びに吸込
   側気体の圧力、温度及び湿度な検出し、検出した吸込風
   量を所定条件下における吸込風量又ｉマこれに関連する
   値に補正演算し、この補正演算結果と、送風機お吐出側
   において検出した仕出気体の圧力又はこれに関連する値
   とを比綾し、この比較結果に基いて吐出側に設けた放風
   弁の開度調節を行うことを特徴とする送風機のサージン
   グ防止方法。