JPS6140392A - コ−クス炉燃焼制御及び管理装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コークス炉の燃焼室の温度、上昇管発生ガス
温度の測定、基準値との偏差計算及びアクションをコン
・ピユータ−で自動制御すると共に、これら燃焼・室の
温度、上昇管発生ガス温度との関連で、炭化室の炉壁温
度を測定して、前記コンピューターに集約し、基準値と
の偏差計算を行い、加熱ガス空気の加減コック開度指示
、燃焼分布調整指示を行ってコークス炉の燃焼制御及び
管理を行う、コークス炉の燃焼制御及び管理装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

燃焼室の温度、上昇管発生ガスの温度についてはコーク
ス炉体に温度計を取付ける事が出来るので、管理室のコ
ンピューターにデータを集約することは容易である。こ
れらの測定値と関連して判断すべき炭化室の炉壁温度は
、炭化室壁の内面に温度計を設置できないため、炭化室
の壁の燃焼室側の壁面の温度を測定するとか、石炭装入
口より輻射温度計を挿入して測定するとか、ガイド車で
コークス押出中に灼熱コークス表面を測温する方法等が
行われていたが、最初のものは炭化室の内面の炉壁温度
とは偏差があり、炉底部の温度はともかく、温度変動の
激しい燃焼室中部、上部の温度測定が作業量の関係から
殆んどできす高精度のアクションができない、又装入口
よジの測定では、装入口付近に限定されて、全体的な測
定が゛できなＧ）。又ガイド車でのす′ｌ熱コークス表
面の測定では、灼熱コークスの表面の状況によって炭化
室の表面の温度を表わさない場合がある。これ（こ対し
て、特開５７−１１９９８８、持分５８−３５５５５、
では、押出機の押出し棒の根本に高温計を取付け、炭化
室の内壁面の熱輻射を測定して電気信号に変え温度を測
定する装置が提案されている。この装置によれば灼熱コ
ークスを押出すたびに炭化室の全面にわたる測定が可能
である。しかし測定値は移動する押出機の上に記録され
、後刻燃焼室温度、上昇管での発生ガス温度による入洛
判定等との関連を解析しなければならない難点があった
。

押出機より、燃焼室温度、上昇管での発生ガス温度等を
集約しているコンピューターまで炭化室の炉壁温度のデ
ータを伝送するには無線方式を採用せざるを得ない。

従来の無線方法としては、１ＩＩＶＨＦ法、（２）誘導
無線法、（３）搬送波法が一般的である。（１）のＶＨ
Ｆ法は、法規制のない微弱電波を使用すると、他の無線
−との混信が避けられない。（２）の誘導無線法は、コ
ークス炉の周辺に線を設けなければならないが、信号の
送受信はＶＨＦよりも確実である。（３）の搬送波法は
移動車両の動力線を介してデータを伝送するものである
が、混信を防止するには用途によって周波数帯を区別し
なければならない。いずれも法規制を受けたり、混信す
るなどの欠点をもっている。

一方、通常の光線を使用し伝送する事も考えられるが、
この光を使用する方法では、■粉塵、雨、加熱による陽
炎等によジ信号が減衰する。■光のビームの広が９が大
きく受光器を大きくする必要がある。■第１図の１号〜
８号コークス炉のようにコークス炉の押出機８台が一列
に並んでいる場所でのデータ伝送は、真中の１台で中継
をするか、或はデータ伝送ルートを互に分離しなければ
ならない。

＄３図において、光のビームの広が９が大きい（Ａの斜
線部分）ためｌこ、（Ｂの交叉部分）では、２号押出機
の投光器と、Ｓ号押出機の投光器によるデーターの判別
ができない等の難点がある。このような要因で通常の光
線を利用した場合ζこは、確実度にもよるが伝送距離４
００ｍ程度が限界である。

コークス炉周辺の押出機、装炭車、ガイド車、消火車等
の移動車同志又は固定局との間の信号の授受に半導体レ
ーザーを用いる事は特開５４＝１４４０２、特開５４−
９６５０１、実開５８−３５６１８等によって知られて
いる。特開５４−１４４０２は押出機とガイド車との間
に半導体レーザーによる信号の授受を行って、押出機と
ガイド車が同一の窯にセットされている事を確実にする
インターロック装置である。特開５４−９６５０１は押
出機と装炭車との間にレーザー光線による信号の授受を
行づて、装炭車の誤装入防止をはかる装置である。実開
５ｓ−８５６１８は、装炭車とコークス炉上の固定部と
の間に半導体レーザーによる信号の授受を行い、固定部
と集塵ブロワ−制御器とを有線的に連絡して、装炭時の
み集塵ブロワ−を稼動させる事により電力の節減をはか
るものである。

いずれも、比較的短距離の間の信号の授受であると共に
、インターロック又はオン・オフ等の接点信号である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明はコークス炉における燃焼制御及び管理を、−個
所で集中管理することを目的とする。制御すべき特性値
の内、各燃焼室の温度、各上昇管での発生ガス温度は発
信、受信局共固定であるので、容易にデータ集中が可能
である。

付ける方法が測定頻度、測定個所確実性共に満足すべき
ものとして採用するものであるが、この方法では信号が
押出機の上で得られるので、地上局との間で誤差なく、
ノイズなく確実な信号の授受が必要である。通常コーク
ス炉は、周辺移動車の活用上、又配置の関係上第１図の
１号〜８号コークス炉のように一列に並べられる事が多
い。当然信号の伝送距離が４００ｍを超えることになる
。この場合、押出機と固定局との信号の伝送を考えるに
当然無線方式とせざるを得ないが、ＶＨＦ法、誘導無線
法、搬送波法は夫々法規制を受けたり、混信などの難点
を有している。又通常の光線による方法も前記の如くビ
ームの広がりが大きく、又粉塵、雨、陽炎などによる減
衰が太きく、４００ｍを超える距離では確実性が低下し
て来る。

半導体レーザーによる信号の伝送も、比較的短距離の間
で接点信号の授受には使用されているが、４００ｍを超
える長距離について、炭化室の炉壁温度等の連続信号の
伝送に用いられた事はなく、当然コークス炉の燃焼制御
及び管理に用いられた事はなかった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、コークス炉押出機上で熱輻射温度計で測定さ
れた炭化室炉壁温度、押出電流の連続信号、゛並びに押
出信号、走行信号、前進端信号、押板位置検出信号、初
期間設定信号などの接点信号とパルスレーザ−光とを変
換する装置、このレーザー光を投、光及び受光する押出
機上の投光器及び受光器、該投光器、受光器が見通せる
位置で、該押出機の進行方向の延長線上の位置に配置し
た該投光器、受光器に対応する受光器、投光器を有しレ
ーザー光−電気信号変換器を設けた固定局、固定局の何
れか又は別個に設置した各固定局の信号を集約するレー
ザー信号地上制御機、前記炭化室炉壁温度信号を集約し
て既に得られているフリユー温度および火落判定信号と
ともにコークス炉の燃焼制御及び管理を行う装置である
。

〔作用、実施例〕

第１図について説明する。１号コークス炉０１）、２号
コークス炉（１２＋、　　３号コークス炉０．１１が図
の様に１列に並び、別個＃？ｃ４号コークス炉圓、５号
コークス炉（１５１が１列に並んでいる場合について述
べる。

１号〜８号コークス炉に対して、（ＩＩ、（２）、（３
）の押出機が、コークス炉の長手方向に平行な共通の直
線線路上に配置されている。各押出機には炭化室の炉壁
温度全測定する輻射高温計が設置されており位置検出信
号などと共に押出機計装監視盤に入力する。炉壁温度は
、押出ラック位置信号と関連して、炭化室内の温度測定
位置が検知される。

電気信号−レーザー光変換器で信号を変換し、押出機上
の投光器から、押出機の直線線路の延長上で、押出機の
投光器、受光器が見通せる位置で、対応する受光器、投
光器を有する固定局を設ける。

本発明では、この押出機−固定局の信号の伝送に半導体
レーザー光を使用する。これによって通常の光線の如く
、ビームの広が９がなく、粉塵、雨、陽炎などによる減
衰が少なく、第１図（１）〜（３）の如く４００〜６０
０ｍに及ぶ距離があっても確実性をもった信号伝送が可
能となる。更ｌこ伝送された信号を再度押出機受光器へ
アンサーバックすることによム粉煙、水蒸気等で一時的
に信号が遮断基れた時の誤差確認をする事ができる。押
出機（２）、（５）の様に固定局との間に他の押出機が
存在する場合、投光器、受光器を突出させて、固定局と
の間に障　゛害物のない様にする。各固定局（６）、（
７）、（８）に集められた前記各信号は電気信号に変換
された上で、（９）のレーザー信号地上制御機へ送られ
、これより叫のコークス炉燃焼制御コンピューターに入
力される。このコンピューターでは、各燃焼室に設けた
温度計によるフリユー温度信号、各上昇管に設けた温度
計による火落判定信号によって、基準値との偏差計算が
なされ、アクションとして乾留制御、炉温制御が自動制
御されるが、炭化室の炉壁温度は前記フリユー温度、上
昇管における発生ガス温度との関連をもって判断され、
測定および基準値との偏差計算がなされ、温度管理（オ
ペレーションガイド）として、加減コック開度指示、燃
焼分布調整指示がなされる。その細路データの記録がな
されるのは勿論である。０ｅＡは各燃焼室におけるフリ
ユー温度計信号、αηは上昇管発生ガス温度信号である
。

８２図について説明する。０８）はコークス炉、ａ９）
は乾留を終った灼熱コークス、■は押出ラムヘッド、Ｑ
ｐは熱輻射高温計、に）は信号線、に）は押出ビームで
あって、（イ）の信号線は押出ビーム（ホ）に取付けた
空冷又は水冷パイプ（図示せず）の内部に保持され、る
。（ハ）はケーブルのガイドローラー、翰はケーブルを
繰り出すトルクモーター、（支）は押出機で出る前記語
信号を集約し、電気信号−レーザー光出力変換器を内蔵
する計装監視盤である。（ハ）はレーザー光投光器、（
ハ）は電気室である。

レーザー光源はＧａ　Ａｓ半導体レーザーを使用、波ｘ
ハ９０５０　Ｘ　＋　５０＾、パルス巾約０１μｓ、レ
ーザー光出力３０　Ｗｐ−ｐ　（１，８ｍ　Ｗ平均）、
パルス繰返周波数１０００Ｈｚ、変調方式はパルス・ポ
ジション・変調、同期方式は調歩同期とした。

受光素子はＰＩＮシリコンフォトダイオード、投光レン
ズは９０ｍｎ、受光レンズも同じである。

発明者等は４００〜６００ｍという長距離のレーザー光
による伝送について、光軸の水平及、び垂直方向へのず
れ、即ち押出機のレールの曲り、振動、押出機の揺れに
よる影響、黒煙、降雨、スパークなどの外乱光の影響を
調べた結果、６００ｍの場合投光器の角度で０．４度で
８０ｄＢ以上、受光範囲上４ｍで８０ｄＢ以上、黒煙、
降雨についても通常の程度の場合には４０ｄＢ以上のレ
ベルマージンを有する事が判った。スパーク等の外乱光
についても、バンドパスフィルターに減衰フィルターを
付加すれば完全に影響を排除できることが判った。

水蒸気の影響については、消火塔よりの水蒸気は、押出
機の稼動範囲を外れている区域で影響が出る事が大部分
であるので、この区域については一時データを貯蔵する
かあるいはパイプ中をレーザー光を通すことが解決でき
る事が判明した。これらの問題点の解決には押出機上の
投光器及び受光器が見通せる位置で押出機の進行方向の
延長線上の位置に固定局の受光器及び投光器を配置した
事が大きく寄与している。即ち押出機の投光器、受光器
は常に固定局の受光器、投光器のレーザー光の線上を動
くので、投光器、受光器の角度を変更する必要がなく、
又水蒸気に対してパイプ中を通すことも、これによって
可能となった。又外乱光についても、一定のバンドパス
フィルター、減衰フィルターの使用が可能となる。

〔発明の効果〕

コークス炉の燃焼管理では火落時間を一定にな６様にフ
リユー温度を制御するとともｔこ、火落時間を目標どお
り保持するため燃焼室の温度分布調整が重要である。し
かしながら燃焼室全数の温度分布を直接測定することは
設備上不可能に近い。

本発明によって既に熱輻射高温計で測定されている炭化
室炉壁温度を高精度で押出機上の移動局から地上局まで
レーザーでもって伝送し、その温度をもとにして、既に
測定されているフリユー温度、火落時間とともにコーク
ス炉の燃焼制御が高精度で実施できる。また本方法はコ
ークス炉まわりの移動機の自動化等のコントロール信号
にも利用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の押出機のラムヘッドで検知した温度信
号をレーザー信号により固定局に送り、これを、レーザ
ー地上制御機に集中し、燃焼室温度信号α０と上昇管発
生ガス温度信号０７）と共にコン出機のラムヘッドに取
付けた熱輻射高温計によって炭化室炉壁温度を検出し、
押出機上よりレーザー光によジ固定局へ発信するまでを
示した図であり、第８図は通常の光線を用いた場合に、
光束の拡散のためにデータの判別ができないことを示す
図である。 特許用願人　新日鐵化学株式会社 代　理　人　　弁理±　１−８−針発　−〔第２図〕 〔第３１刃〕

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コークス炉押出機上で熱輻射高温計で測定された炭化室
   炉壁温度、押出電流の連続信号、並びに押出信号、走行
   信号、前進端信号、押板位置検出信号、初期窯設定信号
   などの接点信号とパルスレーザー光とを相互に変換する
   装置、このレーザー光を投光及び受光する押出機上の投
   光器及び受光器、該投光器、受光器が見通せる位置で、
   該押出機の進行方向の延長線上の位置に配置した、該投
   光器、受光器に対応する受光器、投光器を有しレーザー
   光−電気信号変換器を設けた固定局、固定局の何れか又
   は別個に設置した各固定局の信号を集約するレーザー信
   号地上制御機、前記炭化室炉壁温度信号を集約して既に
   得られているフリユー温度および火落判定信号とともに
   コークス炉の燃焼制御及び管理を行う装置。