JPS6154999B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、並列運転する２つのガスホルダー
を具える高炉ガス供給設備に関し、とくに加熱炉
などの熱設備への燃料として用いる高炉ガスの処
理設備について提案する。

（従来の技術） 従来、製鉄所における高炉ガスの需給調整上欠
くことのできない高炉ガスホルダーは、一般には
１基で操業される。しかし、設備の増設やレイア
ウト変更などによつて、複数個のガスホルダーを
設置しているのが実情である。この場合、例えば
ホルダー２基を並列運転するその設備は、ホルダ
ーレベル制御が困難なこともあつて有効なものが
なかつた。

図面の第１図は、従来のホルダー並列運転の代
表的なガス供給設備例である。第１図における符
号１，２はガスホルダー、３，４は遮断弁であ
る。例えば、ホルダー１の貯蔵レベルが下限にな
ると、遮断弁３を閉じる一方で遮断弁４を全開し
て、別のホルダー２に切替えるというように択一
的に使用する設備である。この場合、ホルダーを
頻繁に切替えねばならず、その操作が煩雑であ
り、また遮断弁３，４の全閉時の完全なガス流の
遮断がむつかしいことなどから、いずれか一方の
ホルダーのみを片寄つて使用する傾向が強く、並
列運転が有効に実施されない欠点があつた。

第２図も別の従来例であり、遮断弁３，４を全
開のままホルダー１，２を並列して同時使用する
ことができる設備例で、２つのホルダーを常に同
一貯蔵レベルに制御する形式であて、通常は一方
のホルダーのみのレベルを制御するようにしてい
る。すなわち両ホルダー１，２が同一レベルを維
持するような状態で、流量制御弁５の開度を調整
することにより、それらの一方のみを需給調整用
として用いるタイプの設備である。しかし、この
設備の場合、ホルダー１，２の設置位置、ホルダ
ー間の管路長さ、径および使用側の熱設備６，７
の設置位置より制約を受けることに加え、ホルダ
ー１，２間のガス移動ができない構造になつてい
ることから、実際には同一レベルに制御できてい
ないのが実情であり、設定された管理レベル範囲
内への制御がむつかしいという欠点があつた。

（発明が解決しようとする問題点） この発明の目的は、上述の各従来技術が抱えて
いるそれぞれの問題点を克服することにあり、確
実な並列運転が達成できるようにすること、およ
びホルダー相互間や使用熱設備と相対位置などに
関係なく、２基のホルダーが有効に使用できるよ
うにすることにある。

（問題点を解決するための手段） ２基のガスホルダーを使つて並列運転する場合
に起こる上述の如き問題に対し本発明は、次の事
項を骨子とする解決手段；すなわち、発生側高炉
と使用側熱設備との間に、２つのガスホルダーを
中心とするガス供給系統をもつ高炉ガス供給設備
において、それらガス供給系統の一方を低圧ガス
系統として構成すると共に他方を高圧ガス系統と
して構成し、それらの各ガス供給系統を２つの分
岐配管によつて互いに接続し、かつ各分岐配管中
にはガスホルダー内貯蔵レベル検出器およびレベ
ル演算制御装置の出力によつて作動する流量制御
弁を配設すると共にそれらのうちの低圧側から高
圧側に向う該配管中には昇圧機を設置し、そして
前記ガスホルダーのいずれか一方に自動制御用貯
蔵レベル検出器を設けたことを特徴とする並列運
転する２つのガスホルダーを具える高炉ガス供給
設備を上記の課題解決手段として提案する。

次に、その内容を実施例に対応する第３図を用
いて説明する。

この第３図は、２基の高炉ガスホルダー１，２
を並列運転する際の主な設備構成であり、図示の
符号３，４はホルダーの上・限レベルを規制する
遮断弁である。６，６′は高炉ガスホルダー圧力
で使用する熱設備、７，７′を昇圧した状態で用
いられる別の熱設備であり、８，９がその熱設備
７，７′に高炉ガスを供給するため高炉ガスの昇
圧機を示す。１０，１１はいずれも流量制御弁で
あつて、貯蔵レベル検出器１７およびレベル演算
制御装置１４の出力によつて作動し、例えば流量
制御弁１０は高圧ガスホルダー２により低圧ガス
ホルダー１へ流れる量を制御し、また流量制御弁
１１は低圧ガスホルダー１から高圧ガスホルダー
２へ流れる量を制御する。１２，１２′はブリー
ダー、１３は流量検出計（オリフイス）、１５，
１６は、高圧側と低圧側の各ガス供給系統を接続
する分岐配管であつて、ここに前記流量制御弁１
０，１１が配設してある。

（作 用） 上記課題解決手段は、次にのべる着想を具体化
したものである。

(イ) ２基のガスホルダーのそれぞれの圧力を、高
圧側と低圧側とに明確に分け、定常状態におい
ては供給すべきガスが高圧側から低圧側に向つ
て流れるように、両者の間を接続する管路を設
けるのが有効である。

(ロ) ２基のガスホルダー内の貯蔵レベルを、それ
ぞれ適正値に維持するためには、両系統を接続
する管路を２つ設けて、それぞれに貯蔵レベル
検出器の出力に応動する流量制御弁を配設し、
互いに逆方向へのガス流が生じないようにする
ことが有効である。

(ハ) 非定常状態、すなわち高炉ガスを低圧側ガス
ホルダーから、高圧側ガスホルダーへ移送でき
るようにする場合には、例えば熱設備への供給
を可能ならしめるために、昇圧機９を設けるこ
とが有効である。

以下に第３図に従つて本発明にかかる高炉ガス
供給設備の作用を説明する。

まず、定常状態の例にあつては、ガスホルダー
１を低圧側とし、ホルダー２を高圧側とし、それ
らの圧力調整は各ホルダーのピストン錘りの重量
を変えて行う。熱設備６，７ならびに高炉Ａは低
圧側ガスホルダー１の圧力系とし、また、熱設備
６′，７′ならびに高炉Ｂは高圧側のガスホルダー
２の系として構成する。したがつて、この場合に
おけるガスの流れは２→１となる。

このケースの場合については、前記ガスホルダ
ー１，２間の配管距離から配管径を適正に選択す
れば、平均的には動力なしで、ガスホルダー２→
１への（流量制御弁１０を通じて）ガス供給が可
能である。一方、ガスホルダー１系が余剰の時ま
たはガスホルダー２系が不足時の場合、昇圧機９
を利用し、流量制御弁１１を通じてガスホルダー
１→２へ必要ガス量を供給する。なお、前記昇圧
機９の吸込圧力は高炉ガス流が、ガスホルダー１
→２へ流れるときは低くなり、逆に２→１へ流れ
るときは高くなるが、その差はガスホルダー１，
２間を接続する接続管路（分岐配管）の管路長な
どで変る。したがつて、一般にはその差が可成り
大きいため、前記昇圧機９による制御は非常にむ
つかしい。とくに、この発明の場合にあつては、
昇圧機９は高圧側の熱設備７′へのガス昇圧供給
が主目的であるため、回転数制御（フアンの出口
圧力を指標としてその回転数を制御する）によ
り、広範な制御性を保証し、該熱設備７へのガス
供給と、高炉ガスホルダー並列運転に支障をきた
さぬようにしてある。

つぎに、高圧側ガスホルダー２のホルダーレベ
ルをデマンド信号として流量制御弁１０，１１を
自動制御するこにより、他方のガスホルダー１の
方のみを管理して、高炉ガス需給調整をする場合
について説明する。

ガスホルダー２のガス貯蔵レベル検出計１７か
ら、逐次変動するガスホルダー２のレベルを、経
時的にレベル制御演算装置１４に入力し、予め記
憶されているレベル設定値との比較を行い、その
差を偏差信号として、ガスホルダー２のガス量が
余剰の場合は流量制御弁１０に出力し、偏差に相
当する開度に調整し（このとき制御弁１１は
閉）、余剰のガスがガスホルダー２系からガスホ
ルダー１系へ供給されるようにする。

これとは逆に、ガスホルダー２のガス量が不足
の場合は、前記同様偏差信号を流量制御弁１１に
出力し、偏差に相当する開度に調整し（このとき
制御弁１０は閉）、ガスホルダー１系からガスホ
ルダー２系へガスが供給される。但し、このとき
使用設備７′（例えばスラブの加熱炉など）用に
配設されている昇圧機９の吐出圧力が、ガスホル
ダー２へのガス供給に対して圧力不足の場合は、
その吐出圧力に応じて回転数を増加させることに
より、ガスホルダー２系へのガス供給を円滑にす
ることができる。

また、使用設備６′，７′（例えば自家発電設備
７′はスラブ加熱炉）とガスホルダー２の需給関
係においてガスホルダー２が上限に到達していた
場合は、余剰となるガスが放散ブリーダー１２′
から放散される。

このように、ガスホルダー２の系列における需
給調整が全て自動的に制御されるから、操業者は
ガスホルダー２系の需給状態を見なくともガスホ
ルダー１のレベル変動を監視しながら、使用設備
６，７への供給量およびブリーダー１２の放散量
の調整ができ、２基の並列運転を行うことができ
る。

上述のように、ガスホルダー１系を手動で運転
し、ガスホルダー２系を自動運転することができ
るので、ガスホルダー１のみを管理すればよい。
したがつて、ガスホルダー１，２の系列に属する
付帯設備および使用設備に、需給の大きな変動が
あつた場合、あるいは突発休止などの異常事態が
生じたとしても、円滑な処理ができる。要する
に、いずれの系を自動運転とするかは、制御しや
すい方を選べばよく、流量検出計１３を境とし
て、ガスホルダー２系はガスホルダー１系の使用
熱設備、あるいはガス発生設備の機能を果すもの
ということができる。

（実施例） 次に、本発明設備の運転例を具体的に説明す
る。

低圧側ホルダー１（容量150kM³、圧力0.032
Kg／cm²）と高圧側ホルダー２（容量80kM³、圧力
0.075Kg／cm²）を2300φの分岐配管で接続し、そ
れぞれのホルダー系に高炉Ａ及び高炉Ｂを配設し
た。

一方、各ホルダーの系列には、高炉ガスの使用
設備として低圧側ホルダー１の系列には、高炉Ａ
の附属熱風炉、コークス炉６、均熱炉７を設け、
高圧側ホレダー２の系列には高炉Ｂの附属熱風
炉、自家発電用ボイラー６′とスラブ加熱炉７′を
設けた。

このような設備において、低圧側ホルダー１の
系列に属する均熱炉７の高炉ガス使用量が、例え
ば20kNm³／Ｈに急増したので、高圧側ホルダー
２の系列に属する自家発電用ボイラー６′での使
用量を20kNm³／Ｈに減少させた。このとき高圧
側ホルダー２のレベルは上昇した。その後、レベ
ルが設定値を超えたので、その偏差信号を制御演
算装置１４から流量制御弁１０に出力した。その
結果、その偏差に相当する開度に自動的に制御さ
れ、高圧側の余剰ガスが低圧側ホルダー１にまわ
り、低圧側ホルダー１のレベルは下限を下回らな
いよう制御できた。

また、これとは別に、低圧側ホルダー１の系列
の属する均熱炉７が突発休止したケースでは、高
圧側ホルダー２の系列に属する自家発電用ボイラ
ー６での使用量を、休止した分の相当量を増加さ
せて対処した。このとき高圧側ホルダー２のレベ
ルが設定値を下回つたので、その偏差信号をレベ
ル制御演算装置１４および流量制御弁１１に出力
した。この場合もその偏差に相当する開度に自動
的に制御され、昇圧機９を介して低圧側ホルダー
１の余剰ガスが高圧側ホルダー２にまわつた結
果、低圧側ホルダー１は上限を超えることがなか
つた。

（発明の効果） 以上説明したようにこの発明設備の場合にあつ
ては、ガスホルダー１，２のいずれか一方のみの
需給調整をすれば足りるから、該ガスホルダーの
設置位置や配管距離、管径、あるいは使用熱設備
の設置位置に拘束されることなく、２基のホルダ
ーを常に有効に使用することができる。また、か
ように設備稼動効率を高くできるので、設備規模
を最初から適正なものにすることができ、設備費
を安価にする。さらに、付帯設備の突発休止など
の異常時においても円滑な運転を継続できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来の高炉ガス供給設備のガス
フロー線図、第３図は本発明にかかる高炉ガス供
給設備のガスフロー線図である。 １，２……ガスホルダー、３，４……遮断弁、
５……流量制御弁、６，７，６′，７′……熱設
備、８，９……昇圧機、１０，１１……流量制御
弁、１２……ブリーダー、１３……流量検出計、
１４……レベル演算制御装置、１５，１６……分
岐配管、１７……レベル器、Ａ，Ｂ……高炉。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 発生側高炉と使用側熱設備との間に、２つの
   ガスホルダーを中心とするガス供給系統をもつ高
   炉ガス供給設備において、それらガス供給系統の
   一方を低圧ガス系統として構成すると共に他方を
   高圧ガス系統として構成し、それらの各ガス供給
   系統を２つの分岐配管によつて互いに接続し、か
   つ各分岐配管中にはガスホルダー内貯蔵レベル検
   出器およびレベル演算制御装置の出力によつて作
   動する流量制御弁を配設すると共にそれらのうち
   の低圧側から高圧側に向う該配管中には昇圧機を
   設置し、そして前記ガスホルダーのいずれか一方
   に自動制御用貯蔵レベル検出器を設けたことを特
   徴とする並列運転する２つのガスホルダーを具え
   る高炉ガス供給設備。