JPS5948289B2 - 乾式除塵機を使用した高炉炉頂圧動力回収方法 - Google Patents

乾式除塵機を使用した高炉炉頂圧動力回収方法

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JPS5948289B2
JPS5948289B2 JP6202279A JP6202279A JPS5948289B2 JP S5948289 B2 JPS5948289 B2 JP S5948289B2 JP 6202279 A JP6202279 A JP 6202279A JP 6202279 A JP6202279 A JP 6202279A JP S5948289 B2 JPS5948289 B2 JP S5948289B2
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JP
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gas
temperature
dust remover
blast furnace
cooling fluid
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紀之 織田
博敬 山本
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Hitachi Zosen Corp
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【発明の詳細な説明】 本発明は乾式除塵機を使用した高炉炉頂圧動力回収方法
に関するものである。 従来の高炉炉頂圧動力回収方法は第1図に示すように、
高炉1の炉頂がら排出される約130℃〜150℃のB
ガスはガス経路2中に設けた粗粒ダスト除塵機(ダスト
キャツチャ)3を通ってベンチュリスクラバや湿式EP
(電気集塵2順などの湿式除塵機4に入る。 そしてセプタム弁(炉頂圧の調整弁)5において炉頂圧
力を調整されたのちガスホルダ6に導びかれる。 7は前記セプタム弁5に並列して設けられた発電設備で
、所内電力網に常時併入されて負荷ががかつており、そ
の発電機8を駆動するガスタービン9には、セプタム弁
5の入口側から人[’l遮断弁10およびタービンカバ
ナ弁月を通して入られたBガスが供給され、ガスタービ
ン9を駆動したのちのBガスは出L」遮断弁12を通し
てセプタム弁5の出「]側に戻される。 このような従来方法においでは次の二態様において使用
されている。 ◎ 湿式除塵機4からの湿った40℃〜60℃のBガス
を、Bガスの部分燃焼により120℃〜140℃程度ま
で昇温させてタービン9に導く。 これはタービン9内で水分の凝縮が起こらないように十
分ガス温を上げ、タービン翼へのダスト堆積を防止して
いる。 ◎ 湿式除塵機4からの湿ったBガスをそのままタービ
ン9に導く。 これはダストを水滴で洗い流すという考えであるため、
水滴による翼材へのアタックを防止するため、輻流ター
ビンでは効率は悪いが静翼をなくし、軸流タービンでは
値段が高いが段落を多段にして相対速度を下げるなどの
配慮をしでいる。 上述したいずれの態様も、湿式除塵機4を通過した後の
Bガスから動力回収を行っているため該Bガスは既に冷
却されてお・す、有効な動力回収方法とは言いがたい。 前述したようにBガスは130℃〜150℃で炉頂から
排出されているため、もしこの温度のままタービン9に
導くことができれば、このタービン9での回収動力は2
0〜35%増大する。 そこで第1図に示す湿式除塵機4の代わりに、乾式EP
やバグフィルタなどの乾式除塵機を使用することが考え
られる。 しかし、このような乾式除塵機は一般に高温に適さず、
高炉1の吹き抜は時の高温(500℃〜700℃までガ
ス温が上昇する)に耐えられない。 また別の乾式除塵方法として、砂などの粒状固体をろ渦
層に使用するものもあるが、高炉ダストのように細く、
付着性のあるダストをろ過するにはかなり技術的に問題
がある。 そこで本発明は、乾式EPやバグフィルタなどの乾式除
塵機を使用しながらも上記問題点を解決し得る高炉炉頂
圧動力回収方法を提供するもので、以下その一実施例を
第2図〜第6図に基づいて説明する。 なお・第2図において従来例(第1図)と同一符号のも
のは同一構成物を示す。 すなわち1は高炉、2はガス経路、3は籾粒ダスI・除
塵器、5はセプタム弁、6はガスホルダ、7は発電設備
、8は発電機、9はガスタービン、10は人口遮断弁、
11はタービンガバナ弁、12は出rJ遮断弁をそれぞ
れ示す。 本発明では従来の湿式除塵機に代えて、乾式E I)や
バグフィルタなどの乾式除塵機13を設けている。 そして粗粒ダスト除塵器3を含む前記ガス経路2中に、
電動弁14を有する冷却流体供給路15を接続し、さら
に乾式除塵機13のガス出口近くの配管16に温度検知
用センサー17を設けている。 この温度検知用センサー17は、乾式除塵機13がら排
出されるBガスの温度を検出して制御部18に検出温度
信号Tを発する。 制御部18は、温度検知用センサー17が設定温度以上
の温度を検出した初期時に、この温度検知用センサー1
7がらの信号■によりその温度−L昇率に応じて電動弁
14の開度を決定し、それ以降においては、その温度−
上昇率(単位時間当りの)と温度上昇量に応じた開動信
号Aを電動弁14に発し、この開動弁14を開動信号A
値に応じて開度制御して、第3図に示すように、冷却流
体供給路15の先端に取り付けた冷却流体噴射器19か
らガス経路2に、冷却液体や冷却ガスなどの冷却流体2
0を噴射してBガスを冷却させる。 すなわち制御部18においては第4図に示すように、温
度設定器21からの設定温度信号T1と、センサー17
からのBガスの検出温度信号Tとが加算器22に入力し
、その差(△T)、すなわち〔△T=T1−T’] を
判別および回路切換器29に入力させる。 ここで〔△T<O〕、すなわちBガスの検出温度信号T
が設定温度信号(T1)より高いときは、差(−△T)
が演算器24へ入力される。 演算器24では、冷却効果を考慮して(−△T)に比例
して弁開度信号を大きくすると共に、システムの熱的慣
性を補償するため単位時間当たりの温度」上昇の大きさ
に対応してさらに弁開度信号を大きくし、また設定温度
以上にあっても温度が下降しはじめるとその温度および
その下降率(単位時間当りの)に応じて弁開度を小さく
するか、必要によっては全閉じするような信号を発生す
る。 この演算器24の演算伝達関数としては、例えば とすることができる。 ここでkは比例定数、Sはラプラス演算子、(TD)は
微分時定数、(1+TFS)は、もしこれがなければ急
激な温度変化があった場合に(’ros)で微分演算さ
れた弁の開度信号Aは極めて急激に変動し、電動弁14
などに過酷な動作をしいるので、この動作を緩和するた
めに設けたフィルターであり、(TF)はフィルタ一時
定数である。 演算器24の出力信号(θi)は電動弁14へ入力する
開度信号Aである。 この出力信号(θi)と弁開度発振器25からの(θ)
とは加算器26に入り、その差をアンプ27で増幅して
開度信号Aとし、いわゆるサーボ機構により電動弁14
を駆動する。 電動弁14の開度に応じて噴射器19からの冷却流体2
0の噴射量が制御され、Bガスの冷却度合が制御される
。 一方、〔△T≧0〕、すなわちBガスの温度が設定温度
より低いときは、判別および回路切換器23によって信
号伝達経路が切り換えられ、0発生器28に入力Bされ
る。 0発生器28は電動弁開度を
〔0〕にするように信号C
をアンプ27に与える。 これにより電動弁開度は
〔0〕になり、噴射器19から
の冷却流体20の噴射は止まり、冷却流体20による冷
却は停止される。 なお・温度検知用センサー17を乾式除塵機13の下流
に設けるのは、このセンサー17がダストに覆われ異常
温度検知に時間遅れが生ずるのを防ぐためである。 すなわち例えば乾式除塵機13の上流におけるダスト量
が3〜10 g/Nm 3のとき、下流におけるダスI
・量は10mg/Nm3以下となる。 また第5図に示すように、乾式除塵機13がらの配管1
6中に設けられるセンサー17は、その測温部29を直
接Bガスに露出させ、温度検知に時間遅れが生じないよ
うにしである。 センサー17を乾式除塵機13の後に設けることによる
時間遅れ(2秒以内)は実質的には何ら問題にならない
。 すなわち、設定温度検知から冷却流体噴射までの時間遅
れも1秒以内であるから、合計時間遅れは約8秒である
。 また吹き抜は初期の温度上昇は高々15℃/秒であり、
合計時間遅れ約3秒の間にガス温は45℃しカッ上昇し
ない。 今、最高使用温度240℃のバグフィルタを考えて見る
。 設定温度を170℃とすると、冷却流体20を噴射する
ときのガス温は最高、〔170℃+45’C−215℃
〕であり、最高使用温度より4−分低い値となる。 冷却流体20としては前述したように、顕熱利用型の冷
却ガスと、潜熱利用型の冷却液体が使用される。 冷却ガスとしてはBガスがウェットになる心配のないも
のである、(イ)3〜6atgの水蒸気、(ロ)N2.
CO2などの不活性ガス、(ハ)Bガス、Cガス(コー
クス炉ガス)などの還元性ガス、などが使用される。 また冷却液体は、ダストを粘結化させないためにBガス
が乾式除塵機13に到達するまでにBガス中で完全に蒸
発させる必要があり、(ニ)水、(ホ)軽質液体燃料や
液化ガス燃料、などが使用される。 なお(ホ)の両燃料の場合には、噴射された燃料が蒸発
しでBガスと混合し、一時的にBガスの発熱量を増大さ
せ、損失にはならない。 この場合は、冷却ガスで冷却する場合に比べて、配管が
小さく、噴射に要する動力も小さい。 また冷却液体を使用する場合、前述の制御卸を行うため
には噴射器19として、流量調節範囲の広い2流体噴射
器を使用するのが好適である。 前記温度検知用センサー17の位置は第6図に示すよう
に、配管16中に温度分布があるため最も高い温度ガス
が流れる管断面上部に、センサー17の測温部29を位
置させるのが望ましい。 以上述べた本発明によると次のような効果を期待できる
。 (イ)粗粒除塵器及び細粒除塵器とも乾式で、除塵のた
めに洗浄水を使わないので、高炉の炉頂がら発生する高
炉ガスの有する熱エネルギーが除塵中に奪われることが
ほとんどなく、炉頂がら排出される高温のガスをそのま
まタービンに導くことができ、後流側のタービンで回収
するエネルギーの量を増大することができる。 しがも除塵後でも清浄ガス(清浄といっでも5mg/N
m3程度のダスI・を含んでいる。 )は乾いているので、後流側に設置される各種設備(タ
ービン、諸弁、配管、各種検出器など)に腐蝕を起こさ
せることもなく、特にタービンは、清浄ガス中の僅かな
微細ダストもタービン翼に付着することがないのでトラ
ブルを極減できる。 (ロ)両除塵器とも乾式であるためダストをそのまま搬
出でき、多量の汚水が発生する湿式の場合の広大、高価
なシックナーおよび水処理設備を不要にできる。 (ハ)高炉の吹き抜けなどによりガス温度が異常に高温
になるとき、その異常高温になる初期温度をセンサーで
検出し、ガス経路に冷却流体を供給して高温ガスを冷却
することから、この高温ガスはそれ以降において降温さ
れることになり、乾式除塵機への悪影響を防Itするこ
とができる。 に)通常の高炉操業ではガスを冷却しないことから、炉
頂から排出される高温のガスをそのままタービンに導く
ことができ、タービンでのエネルギー−[司月又量を犬
にできる。 (ホ)温度検知用センサーを乾式除塵機のガス出し1近
くに設けることにより、ダストによる摩耗がないので、
その測温部を保護管なしで直接高炉ガス中に露出でき、
したがって検知遅れが少なく正確となる。 また前述したように高炉ガスは乾いているので、ガス中
の僅かな微細ダストも測温部に付着せず、したがって異
常温度検知を時間遅れのない条件下(迅速に)で的確に
行うことができる。 (へ)温度検知用センサーが設定温度層りの温度を検出
した初期時にはその温度−L昇率に応じて電動弁の開度
を決定し、それ以降にお・いては、その温度−L昇率と
温度上昇量に応じて電動弁の開度を制御して冷却流体量
を増減させ、もって高炉ガス温度を制御することがら、
その温度上昇状況に最も好適な量の冷却流体を噴射でき
る。 すなわち冷却流体の過剰噴射により必要以上に高炉ガス
を冷却した場合には、ガスの湿りすぎによる乾式除塵機
の機能低下を招き、また過小噴射の場合には、充分に冷
却されないガスが乾式除塵機の耐熱温度以上で流れて悪
影響を及ぼすが、本発明によると、これらの問題点を防
止できると共に、自動制御を可能にできる。 また噴射する冷却流体として冷却水を使用するときには
、この冷却水が完全に蒸発するような水量に制限するこ
とにより、汚水の発生を防ぎ、したがってシックナーや
水処理設備を不要にできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例を示す系統図、第2図〜第6図は本発明
の一実施例を示し、第2図は系統図、第6図は噴射器配
設部の拡大図、第4図は制御回路図、第5図、第6図は
それぞれセンサー配設部の拡大図である。 1・・・・・・高炉、2・・・・・・ガス経路、7・・
・・・・発電設備、9・・・・・・ガスタービン、13
・・・・・・乾式除塵機、14・・・・・・電動弁、1
5・・・・・・冷却流体供給路、17・・・・・・温度
検知用センサー、18・・・・・・制御部、19・・・
・・・冷却流体噴射器、20・・・・・・冷却流体、T
・・・・・・検出温度信号、A・・・・・・開動信号、
T1・・・・・・設定温度信号。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 高炉より出たガスを、その圧力をほぼ一定に保った
    まま乾式除塵機に導いて除塵し、この後、タービンで膨
    張せしめることにより動力を回収する高炉炉頂圧動力回
    収方法においで、前記高炉より乾式除塵機に至るところ
    の粗粒ダスト除塵機を含むガス経路中に冷却流体供給路
    を接続し、前記乾式除塵機のガス出口近くに設けた温度
    検知用センサーが設定温度以上の温度を検出した初期時
    には、その温度上昇率に応じて前記冷却流体供給経路に
    介装されている電動弁の開度を決定し、それ以降におい
    ては、その温度上昇率と温度上昇量に応じて電動弁の開
    度を制御して前記冷却流体供給路からガス経路に冷却流
    体を供給することを特徴とする乾式除塵機を使用した高
    炉炉頂圧動力回収方法。
JP6202279A 1979-05-18 1979-05-18 乾式除塵機を使用した高炉炉頂圧動力回収方法 Expired JPS5948289B2 (ja)

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