JPS59196424A - 転炉の排ガス流量の測定方法 - Google Patents

転炉の排ガス流量の測定方法

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JPS59196424A
JPS59196424A JP7130083A JP7130083A JPS59196424A JP S59196424 A JPS59196424 A JP S59196424A JP 7130083 A JP7130083 A JP 7130083A JP 7130083 A JP7130083 A JP 7130083A JP S59196424 A JPS59196424 A JP S59196424A
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JP
Japan
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exhaust gas
flow rate
converter
gas
exhausted gas
Prior art date
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Pending
Application number
JP7130083A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Yamane
明 山根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
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Publication of JPS59196424A publication Critical patent/JPS59196424A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/704Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow using marked regions or existing inhomogeneities within the fluid stream, e.g. statistically occurring variations in a fluid parameter
    • G01F1/708Measuring the time taken to traverse a fixed distance
    • G01F1/712Measuring the time taken to traverse a fixed distance using auto-correlation or cross-correlation detection means

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

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】 本発明は、転炉の排ガス流量の測定方法に関する。
転炉の排ガスは、微細な酸化鉄粉を含んだ高温のCoガ
スが主体であり、発生が間欠的であるなど種々の゛特殊
性がある。この排ガスの処理・回収方法としては燃焼式
と非燃焼式に大別される。
第1図に非燃焼IC(IR81O−CAFL)方式の排
ガス回収装置の一例を示す。図において、10が転炉で
、この転炉10の炉口をスカート12で覆うことにより
、脱炭反応によって生じる排ガス(主にCoガス)の燃
焼を抑制している。
転炉10から発生した排ガスは、誘引送Ai1機(ID
F)14により、輻射部16、サチュレータ18、集塵
器20、ミストセパレータ22へと誘引され、回収切替
弁24を介して、一部は煙突26の出口部28で燃焼さ
せられてそのまま大気放散され、一部は水封逆止弁30
を経てLDガスホルダ32に送られる。この回収排ガス
は、図示せぬボイラ、圧延工場、石灰焼成炉などの燃料
として利用される。
転炉の排ガス流量は、こうした排ガスの回収設備に於い
て、排ガス濃度と掛は合わせて回収カロリーを求める為
に使用したり、或いは吹錬制御に応用する場合等にあっ
ては、排ガス中のC01CO2濃度との関係から脱炭歯
又は脱炭速度を求める為に使用したりするもので、転炉
製鋼工程を制御する上で重要な測定事項の1つとされて
いる。
従来のこうした転炉の排ガス流量測定方法としては、l
\ンヂュリ等の差圧式流量計を用いる方法、或いは買置
分析計を用いる方法などがあった。同第1図に於いて3
4が回収排ガスヘンチュリ流の計、36が放散排ガスベ
ンチュリ流量計、そして38か輻射部出口の排ガス分析
計である。各流量計34.36の信号はこの排ガス分析
計(一般にはCO分析計)38の信号と掛は算等の演算
を行って回収カロリーを求めるため使用されたりする。
これが最も一般的な方法であり、比較的安価で保全性が
良いという利点を有する。
しかしながら、このような従来の排ガスmllの測定方
法にあっては、各流量計34.36と排ガス分析計38
との測定点が離れていることにより、カス濃度の変動と
排カス流量の変動との位相がずれ、その分が回収カロリ
ー演算上の誤差となるという問題点があった。また排ガ
ス流量計を吹煉制i!IIに応用する場合、排ガス中の
C○、C○2濃度と排ガス流量から脱炭量あるいは脱炭
速度を求めるのが一般的であるが、この場合も両者34
及び36.38の測定点の隔離に基づく位相のずれが誤
差になる。
この作な問題点を補うため考案されたのが、質量分析計
を利用して排ガス流層を測定する方法である。質量分析
計には、種々のものがあるが、サンプルガスの各分子を
帯電させ、定常な磁場内を通し、各種分子の質量の違い
によりサンフルガスの組成を分析するものがよく知られ
ている。各成分の同位相迅速測定をその特徴とするとこ
ろである。従って排ガス中に一定量のトレーサカスを流
し、その濃度を分析すれは、組成分析値と同位相で排ガ
ス流量を求めることができる。
しかしながら、質量分析計は元来研究苗用として開発さ
れたもので、環境の厳しい鉄鋼プラン1へ等に適用する
のは非常に難しいという問題点がある。また価格的も非
常に高価であり、実用的ではない。
本発明はこのような従来の問題点に着目して為されたも
のであって、簡単に且つ安く、しかも排ガス組成分析と
同位相測定が可能な転炉の排カス流量の測定方法を提供
することをその目的とじているものである。
本発明は転炉の排ガス流量の測定方法に於いて、転炉の
排カスの通過する煙道内に設定した測定区間の両端部に
於いて特定の成分のカス濃度を分析し、各端部ことに得
られたガス温度分析値の相互相関を演算して測定区間で
の平均流速をjミめ、この平均流速と測定区間の煙道断
面積、排カス温度、及び圧力等により排ガス流量を演算
することとし、上記目的を達成したものである。
本発明は、転炉排ガス中のCOfMt1度が、炉口での
空気吸い込みによって小刻みに変動しているのに着目し
、この変動を積極的に利用し、て(目互相閏を演算し、
この演算結果に基づいて排カス流量を測定しようとした
ものである。
以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
先ず、本発明の詳細な説明する。
一般に、転炉の非燃焼式排ガス回収装置では、スカート
と呼ばれるもので転炉の炉口を覆うことにより脱炭反応
によって生じるCOガスの燃焼を抑制する。この炉口内
圧は圧力発信器により検出されスカートの開度及び下流
部のダンパーの開度を調節することにより制御されてい
る。ところが炉上バンカーからの副原料の投入あるいは
反応の急激な変化が外乱となり吹錬中炉口内圧は小刻み
に変動することが知られている。この変動により非燃焼
式の場合であってもランダムなタイミングで炉外の空気
が炉口内に浸入し、COカスが燃焼する。その結果、排
ガス中のCO濃度は、第2図に示す如く、吹錬中小刻み
に変動することになる。
本発明はこのガス濃度のランダムな変動を利用して排カ
ス流量を測定するものであり、第3図及び第4図に原理
図を示す。排ガスの通過する煙道内の任意に設定した測
定区間りの両端にガスサンプリング口50a 、50b
を設定する。2台のCOi@洩分析計(ガス1i分析計
>52a、52bは、吸引ポンプ56a、56b等のガ
スザンプリングシステムを介してサンプリング口50a
 、50bに接続される。尚、サンプルガスがサンプリ
ング配管54a、5411を通ッテ各分析計52a、5
2b迄到達する時間を両システムとも等しく且つ両分析
計52a、52bの時定数も同一としてあくと便利であ
る。各分析計52a 、52bの出力をそれぞれfac
t ) 、fb<t )とし、煙道の断面積をS、測定
区間りの距離をLo、測定区間りの排ガス圧力、温度を
それぞれP、Tとし、且つ、今、(1)式の如く略記づ
るとすれば、(2)式を最小にするτを求めれば、この
τか排ガスの測定区間りの通過時間に外ならない。
・・・(2) 即ち、第4図に示す如く、各分析計52a、521)の
出力値が遅延時間τを置いて一致する点を求めることに
より排ガス流動を検知でき、この検知詩間差が通過時間
ということになる。
(2)式を変形すると、(3)式となる。
従って、次の(4)式を最大にするτを求めれば良い。
fa(t  )fl)(t  −r  )  ・・・<
4>コ(7)(4)式は、fa(t ) 、 fll(
t )の相互相関である。
この保にして求めたτから、測定区間りの排ガス速度\
1・′および排ガス流量on<+=準状態に換算した流
量)が以下の様に求まる。
V−Lo/τ・・・(5) Qn =SxVx (P、、’Pn )x (T11 
/’T>・ ・ ・ (6ン 尚、ここでPry、Tnは夫々Hg準状態の圧力、温度
を表わす。
次に、本発明の実施例を、非燃焼式転炉排ガス回収設備
に適用した例を第5図に示す。尚、回収Bi 佑自体は
前出第1図に示した従来例と同様につき、図中で同一部
分に同一符号を付すにとどめ説明は省略する。
図において52a、52bがガス濃度分析計である。こ
のガス濃度分析計528.52bとしては、赤外線式C
O分析計を使用し、輻射部16の出口と誘引送風機(I
DF)14の入口に設置した。サンプリング配管54a
、54bは両方でのサンプリング萌間差による誤差をで
きるだけ少なくするため、サンプリング口50a、50
bから各分析計52a 、52t+までの距離、或いは
各分析計52a、52bの時定数等を全て等しくし、吸
引ポンプ56a 、56bも同−仕様のものを使用して
いる。各分析計52a、521)の出力信号fa(t 
) 、ra(t 十τ)は相関速度計58に入力される
。そして、(b関速度計58での相関演算の結果に基づ
き演算器60て各種演算、例えば排ガスの煙道断面積の
掛算、温度補正、圧力補正演算等が行われ、標準状態に
換算された排カス流量Qnが記録計62等に出力される
相関速度計58には種々のものかあるが、例えば、第6
図に示す形式のものが使用できる。この相関速度計58
において、上流値の入力fa(t)は外部クロックによ
り遅延時間τが変化する遅延回路58aを通った後、掛
算器5811に入力される。一方、下流側の入力fa(
t+τ)は、微分回路58cを通った後、掛算器581
)に入力される6川算器581〕の出力信号は積分器5
8(Iを通った後、電圧−周波数変換器(\仁/′F変
換器)58eに入力され、ここから遅延回路58aにフ
ィードバックされるクロックfcが発生する仕組になっ
ている。この回路では掛算器58bの出力が零になる様
にタロツク周波数及び遅延時間が変化する。
掛算器5811の出力が零になった時点でのj圧延時間
τ0が測定対象となった排カスの移動時間となる。従っ
てVo、1/′τ0である。
これは即ち、次の(7)式の最大値を(8ン式D1ら求
める方法となっている。
一〇              ・・(8)以上説明
して来た如く、本発明によれば、排ガス流量を排ガス分
析と同位相で測定することができるという効果がある。
従って転炉の排ガス流量測定のように、排ガス分析と同
時に行われないと流量測定自体の意義が半減するような
場合に最適な方法である。しかも排カス分析結果に基づ
いて相関を求めるようにしたため、装置としては、もと
もと必要なカス濃度分析計に、簡単な演算器を付加する
だけで足り、コスト的に安価にてきるたけでなく、保全
性、信頼性も高いという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の転炉の排カス流量の測定方法を説明す
るための、非燃焼IC方式による排カス回収装置の一例
を示した排カス系統図、第2図は、吹錬中のCoガス濃
度を示した曹図、第3図は、本発明に係る方法の原理説
明図、第4図は、第3図のカス濃度分析計ての出力線図
、 第5図は、本発明に係る転炉の排刀ス流色の測定方法の
一実施例が採用された、非燃廃IC方式による排ガス回
収装置の一例を示づ排カス系統図、第6図は、前記実施
例で用いられている相関速度計での演算方法の一例を示
すブロック線図である。 10・・・転炉、 L・・・測定区間、 52a 、52b ・COI度分析計 (カス濃度分析計)、 58・・・相関速度計、 S・・・煙道断面積。 T・・・排ガス温度、 P・・・排カス圧力、 ra(t ) 、fb(t )・・・刀ス濃度分析値。 代理人 高 矢  論 (ほか1名)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)転炉の排ガスの通過する煙道内に設定した測定区
    間の両端部に於いて特定の成分のガス濃度を分析し、各
    端部ごとに得られたガス濃度分析値の相互相関を演算し
    て測定区間での平均流速を求め、この平均流速と測定区
    間の煙道断面積、排ガス温度、及び圧力等により排ガス
    流量を演算することを特徴とする転炉の排ガス流量の測
    定方法。
JP7130083A 1983-04-22 1983-04-22 転炉の排ガス流量の測定方法 Pending JPS59196424A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104019859A (zh) * 2014-05-26 2014-09-03 杭州展德软件技术有限公司 一种针对风机不带流量计的流量检测系统及方法
WO2023232554A1 (de) * 2022-06-01 2023-12-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur messung eines massendurchflusses eines gasförmigen mediums

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