JPS5932524B2 - 高炉ガス動力回収方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高炉ガス動力回収方法に関するものである。

ダストキャツチャの後にベンチュリースクラバ、湿式除
塵器などを設けて、高炉ガスを湿式除塵してタービンに
導入させるに際し、１２０°〜１５０℃で高炉から排出
される高炉ガスは湿式除塵器内で水と接触して普通４０
０〜６０℃まで温度降下するので、高炉ガスの保有する
熱エネルギが大量に失われる。

タービンに入るガスは殆んど水分で飽和しており、ター
ビン出口では数ｇ ／ Ｎ ｍ８程度の水分ミストを含
んでいる。

このミストのため、高炉ガスを副生燃料として使用する
場合、ミストの蒸発潜熱、蒸発した水分を燃焼温度まで
昇温させるための熱量が無駄になっていた。

さらにミストは、ボイラや炉のバーナ（セラミックが材
料表して使われることが多い）の材料をアタックし、寿
命を短かくするなどの大きな欠点があった。

そこで別の提案として、湿式除塵器の代わりに乾式電気
集塵器、バグフィルタ、砂ろ渦式除塵器などの乾式除塵
器を動力回収タービンの前に設け、高炉ガスが高炉排出
時の温度を殆んど保ったまま動力回収タービンに入るよ
うにする方式が考えられている。

この方式によると湿式方式に比して、出力はほぼタービ
ン入口温度の絶対温度の比で増大する。

一般には２０〜３５％出力が向上する。しかし公知の方
法では、炉頂圧が高い高炉や、比較的炉頂圧が低く平物
的には高炉ガス温度が高い高炉でも原料装入時など操業
状態により高炉ガス温度が低下し、タービン内での水分
凝縮問題が起る。

すなわち、タルビン出口圧力は高炉ガス利用系統の抵抗
によって決定されるため高圧高炉も低圧高炉もほぼ同一
であるから、タービンの圧力比は炉頂圧で決定され、炉
頂圧が高いほど圧力比が大きくなる。

圧力比が大きくなるとタービン内での温度降下が大きく
なり、タービン入口での高炉ガスの含有水分率と炉頂圧
および高炉ガス温度によっては、タービン内で高炉ガス
中の水分の凝縮が起る。

これは次の２つの問題を伴う。Ａ、タービン翼へのダス
トの付着、堆積またはドレンアタックの発生 この問題は重大である。

すなわち高炉ガスが常に乾いておればダストの付着、堆
積、ドレンアタックの心配がないのでタービン内でのガ
ス流速を大きく設計でき、コストを低く押えることがで
き、かつ高い効率を得ることができるが、高炉ガスがタ
ービン内で湿める場合には、特別の対策を必要とし、こ
のメリットが期待できなくなる。

Ｂ、タービン出口ガス中のミストの問題 前述したようにバーナ材料のアタック、高炉ガス発熱量
の低下を招く。

本発明は、乾式除塵後の高炉ガスを動力回収タービンに
導く場合のタービン内での水分凝縮防止、それによる翼
のエロージョン防止、翼へのダスト堆積防止を目的とし
た高炉ガス動力回収方法を提供するもので、以下その一
実施例を第１図に基づいて説明する。

高炉１の炉頂から排出されるＢガスはガス排出配管２中
に設けた粗粒除塵器（ダストキャツチャなど）３を通っ
て乾式除塵器（乾式電気集塵器、バグフィルタなど）４
に入る。

そして炉頂圧を調整するバイパス調圧弁５を有するバイ
パス配管６からタービン出口配管７を通過した後、ガス
ホルダやボイラや熱風炉または加熱炉に導ひかれる。

８は前起バイパス調圧弁５に並列して設けられた炉頂圧
動力回収タービンで、所内電力線に常時併入されて負荷
がかかつており、バイパス配管６の入口部から分岐され
た導入管９を通してＢガスが供給され、バイパス配管６
の出口部に合流する排出管１０を通してＢガスを戻す。

１１は炉頂圧動力回収タービン８に直結された発電機を
示す。

前記導入管９には入口しゃ新井１２とガバナ弁１３とが
設けられ、また排出管１０には出口しゃ新井１４が設け
られている。

タービン入口部と、２段目以降のいずれかの段落の入口
部に位置する開口または内部にガス通路を有する静翼の
開口との間にはこれらを連通ずる通路１５が設けられ、
この通路１５にＢガスの加熱器１６が設けられている。

前記加熱器１６に水蒸気や排ガスなどの加熱流体を供給
する熱媒体供給管１７中には熱媒体制御弁１８が設けら
れ、また通路１５中で加熱器１６の下手にはガス流量制
御弁１９が設けられる。

そして排出管１０中に相対湿度検出器２０が設けられ、
これからの検出信号２１により前記両制御弁１８゜１９
を制御すべく構成しである。

今、タービン出口ガスの相対湿度が大きくなって一定値
を越えると、ガス流量制御弁１９が開動し、同時または
少し遅れて熱媒体制御弁１８が作動して、加熱器１６内
での熱交換が始まる。

これによりバイパスガスは昇温され、タービン出口ガス
の相対湿度が一定値以上にならないように制御される。

すなわちバイパスガスの温度および流量は、タービン出
口ガスの相対湿度を検知することにより制御され、ター
ビン出口でガスが水分で飽和されないようになっている
。

バイパスガスの流量は、バイパスによるタービンの出力
低下を防ぐ意味から極力少量に押えられ、バイパスガス
を高温化する方向で制御される。

上記実施例では加熱器１６としてヌテイームヒータまた
はガス−ガス熱交を使用しているが、これは第２図に示
すように内燃式ガスバーナを使用してもよい。

この場合に燃焼用空気供給管２２で送られる燃焼用空気
としては高炉送風、工場空気などを利用でき、Ｂガスの
圧力より若干高い圧力でガスバーナ２３に導びかれる。

今、タービン出口ガスの相対湿度が大きくなって一定値
を越えると、ガス流量制御弁１９が開動し、同時にまた
は少し遅れて点火器２４が作動し、同時に空気弁２５お
よび燃焼用Ｂガス弁２６が開弁し、空気の流入に伴うエ
ジェクター効果により燃焼用ガスがガスバーナ２３内に
流入し、該ガスバーナ２３内でＢガスの燃焼が始まる。

するとバイパスガスは昇温され、タービン出口ガスの相
対湿度が一定値以上にならないように制御される。

この場合もバイパスガスの流量は前実施例と同じ理由に
より極力少量に押えられる。

なお、タービン入口でのガス中の水分率がほぼ一定して
おり、既知であるなら相対湿度検出器２０は必ずしも必
要でなく、温度センサーで代用できる。

以上述べたように本発明によると、乾式除塵後の高炉ガ
スを動力回収タービンに導く場合、その一部を加熱器で
昇温すると共に、その加熱の度合をタービン出口ガスが
水分で飽和されないように制御でき、その結果、タービ
ン内での水分凝縮防止、それによる翼のエロージョン防
止、翼へツタスト堆積防止を可能にできる。

また、加熱昇温した高炉ガスをタービンの２段目以降に
入れるようにしたので、タービン入口に入れる場合に比
べて圧力差があり、例えば加熱昇温した高炉ガスをり−
ビンに供給するための昇圧ブロア等を必要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す系統図、第２図は別の
実施例を示す系統図である。 １・・・・・−高炉、４・・・・・・乾式除塵器、６・
・・・・・バイパス配管、８・・・・・・炉頂圧動力回
収タービン、９・・・・・・導入管、１０・・・・・・
排出管、１５・・・・・・通路、１６・・・・・・加熱
器、２０・・・・・・相対湿度検出器、２３・・・・・
・ガスバーナ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高炉炉頂より排出される圧力を有する高炉ガスを乾
   式除塵した後、タービンに導いて動力回収する方法にお
   いて、タービン入口部と、２段目以降のいずれかの段落
   の入口部開口または内部にガス通路を有する静翼の開口
   とを連通ずる通路を設け、この通路に高炉ガスの加熱器
   を設け、タービン出口ガスが水分で飽和されないように
   前記加熱器の加熱の度合を制御することを特徴とする高
   炉ガス動力回収方法。