(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料空気から酸素を分離して取り出す空気分離装置で分離された酸素を、酸素圧縮機及びアキュムレータを介して酸素使用設備に供給する酸素供給路と、
上記アキュムレータの圧力が予め設定した管理圧力閾値以下となるように、上記酸素供給路に配置した余剰酸素放出装置によって余剰酸素を上記酸素供給路外へ出力する余剰酸素放出手段と、を備えた酸素供給設備であって、
上記管理圧力閾値より大きく且つ上記アキュムレータの設備能力上限値以下である限界圧力閾値を設定し、
上記酸素使用設備における酸素使用量の予測に基づき上記アキュムレータの圧力が上記管理圧力閾値を超える値になると推定すると、その推定したアキュムレータの圧力が上記管理圧力閾値を超えるときに上記管理圧力を上記限界圧力閾値に設定変更した場合における上記酸素圧縮機での電力増加量を推定する電力増加量推定手段と、
上記電力増加量推定手段が推定した電力増加量が所定消費電力未満の場合には、上記管理圧力閾値を限界圧力閾値に変更する圧力閾値変更手段と、を備えることを特徴とする酸素供給設備。
【請求項２】
上記所定消費電力は、上記アキュムレータの圧力が上記管理圧力閾値を超えるときに上記管理圧力を上記限界圧力閾値に設定変更することで上記酸素供給路外への出力を抑制できる酸素量である放出抑制酸素量を電力に換算した値であることを特徴とする請求項１に記載した酸素供給設備。
【請求項３】
空気分離装置で原料空気から分離した酸素を、酸素圧縮機で圧縮し且つアキュムレータを介して酸素使用設備に供給する酸素供給方法であって、
初期値として管理圧力閾値に設定された放散用圧力閾値よりも上記アキュムレータの圧力が大きい場合には、空気分離装置からの酸素のうちの余剰酸素を酸素使用設備とは別の場所に放出して上記アキュムレータの圧力を放散用圧力閾値以下に調整し、
上記酸素使用設備における酸素使用量の予測に基づき、上記アキュムレータの圧力が予め設定した管理圧力閾値を超えるときに上記放散用圧力閾値を管理圧力よりも大きな限界圧力閾値に設定変更した場合における上記酸素圧縮機での電力増加量が、所定消費電力未満の場合には、上記放散用圧力閾値として限界圧力閾値を使用することを特徴とする酸素供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、深冷分離方式などによって原料空気から酸素を分離する空気分離装置を使用して、当該空気分離装置で分離した酸素を転炉などの酸素使用設備に供給する製品酸素の供給技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気分離装置は、例えば特許文献１〜３などに記載のような構成となっている。すなわち、空気分離装置は、例えば原料空気圧縮機、熱交換器、及び精留塔を備える。原料空気圧縮機は、原料空気である大気を吸引して圧縮する。熱交換器は、原料空気圧縮機が圧縮した空気を熱交換によって冷却し当該冷却した空気を精留塔に供給する。そして精留塔で酸素、窒素などの分離を実施することで、分離した酸素（製品酸素）を取り出す。なお、原料空気圧縮機と熱交換器との間には、適宜、水洗冷却塔や吸着塔等が配置される場合もある。水洗冷却塔は、空気を水洗、冷却する設備である。吸着塔は、水分や二酸化炭素を除去する設備である。
【０００３】
上記空気分離装置で分離された酸素は、酸素ガス圧縮機にて圧縮した後に転炉や高炉などの酸素使用設備に供給される。ここで、特許文献１や特許文献２に記載のように、上記酸素ガス圧縮機の前後の少なくとも一方には、余剰酸素放出装置が配置される。余剰酸素放出装置は、酸素ガス放散弁自体で構成したり、酸素ガス放散弁付きの酸素ガス回収管路から構成する。そして、酸素使用量が減少した場合に、酸素ガス放散弁を開けることで、酸素使用設備に供給する酸素量を調整している。
【０００４】
ここで、酸素を使用する酸素使用設備としては、製鉄設備や化学設備などを例示出来るが、酸素の需要は、酸素使用設備の操業計画によって大きく変動する。このとき、上記空気分離装置の減量運転で酸素供給量の減量が可能であるが、減量空気圧縮機の制約から約３０％減の減量運転が限界である。このため、酸素使用設備での酸素使用量が減少し酸素供給量が余剰になる場合には、上記酸素ガス放散弁を開けて製造した酸素を大気放散等を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３４０６１号公報
【特許文献２】特開平１１−２０１６３７号公報
【特許文献３】特開２００５−２７３９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
空気分離装置が製造した酸素を、酸素使用設備に供給すること無く、不必要に大気放散等することは消費ロスとなるため抑制したい。
本発明は、このような点に着目してなされたもので、酸素供給の消費電力を抑えつつ、製造した酸素の大気放散等を抑制する酸素供給の技術を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載した発明は、原料空気から酸素を分離して取り出す空気分離装置で分離された酸素を、酸素圧縮機及びアキュムレータを介して酸素使用設備に供給する酸素供給路と、上記アキュムレータの圧力が予め設定した管理圧力閾値以下となるように、上記酸素供給路に配置した余剰酸素放出装置によって余剰酸素を上記酸素供給路外へ出力する余剰酸素放出手段と、を備えた酸素供給設備であって、
上記管理圧力閾値より大きく且つ上記アキュムレータの設備能力上限値以下である限界圧力閾値を設定し、上記酸素使用設備における酸素使用量の予測に基づき上記アキュムレータの圧力が上記管理圧力閾値を超える値になると推定すると、その推定したアキュムレータの圧力が上記管理圧力閾値を超えるときに上記管理圧力を上記限界圧力閾値に設定変更した場合における上記酸素圧縮機での電力増加量を推定する電力増加量推定手段と、
上記電力増加量推定手段が推定した電力増加量が所定消費電力未満の場合には、上記管理圧力閾値を限界圧力閾値に変更する圧力閾値変更手段と、を備えることを特徴とするものである。
【０００８】
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、上記所定消費電力は、上記アキュムレータの圧力が上記管理圧力閾値を超えるときに上記管理圧力を上記限界圧力閾値に設定変更することで上記酸素供給路外への出力を抑制できる酸素量である放出抑制酸素量を電力に換算した値であることを特徴とするものである。
次に、請求項３に記載した発明は、空気分離装置で原料空気から分離した酸素を、酸素圧縮機で圧縮し且つアキュムレータを介して酸素使用設備に供給する酸素供給方法であって、
初期値として管理圧力閾値に設定された放散用圧力閾値よりも上記アキュムレータの圧力が大きい場合には、空気分離装置からの酸素のうちの余剰酸素を酸素使用設備とは別の場所に放出して上記アキュムレータの圧力を放散用圧力閾値以下に調整し、
上記酸素使用設備における酸素使用量の予測に基づき、上記アキュムレータの圧力が予め設定した管理圧力閾値を超えるときに上記放散用圧力閾値を管理圧力よりも大きな限界圧力閾値に設定変更した場合における上記酸素圧縮機での電力増加量が、所定消費電力未満の場合には、上記放散用圧力閾値として限界圧力閾値を使用することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、酸素圧縮機から酸素使用設備への酸素供給路に対しアキュムレータを設けることで、酸素使用設備での酸素使用量の多少の変動を上記アキュムレータによって吸収することが出来る。
このとき、酸素使用量が減少することでアキュムレータの圧力が管理圧力閾値を超えるまで増大したら、当該アキュムレータの圧力が管理圧力閾値以下となるように余剰酸素を上記酸素供給路外へ出力することでアキュムレータを保護する。
【００１０】
更に、酸素使用量が減少してアキュムレータの圧力が管理圧力閾値以上となる場合であっても、管理圧力閾値を限界圧力閾値に設定変更することによる酸素圧縮機での電力増加量が所定消費電力未満の場合にだけ、管理圧力閾値を限界圧力閾値に設定変更して、上記酸素供給路外へ出力する余剰酸素量を抑制する。
すなわち、本発明によれば、消費電力のロスを抑えつつ製造した酸素の大気放散等を抑制する。すなわち、酸素供給の消費電力を抑えつつ、製造した酸素の大気放散等を抑制することが可能となる。
このとき、請求項２では、酸素圧縮機における電力増加と、余剰酸素を放出することによる消費電力のロスと比較することで、トータルな消費電力のロスを抑えつつ、製造した酸素の大気放散等を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に基づく実施形態に係る設備構成を示す図である。
【図２】本発明に基づく実施形態に係るコントローラの構成を示す図である。
【図３】吹錬のスケジュールの例を示す図である。
【図４】算出した酸素使用量の予測例を示す図である。
【図５】酸素供給量制御手段の処理を説明する図である。
【図６】アキュムレータの圧力の変動例を示すタイムチャートである。
【図７】吹錬の空き時間によるアキュムレータの圧力の変動例を示す図であり、（ａ）は空き時間が短い場合であり、（ｂ）は空き時間が長い場合である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（構成）
本実施形態の酸素供給の設備は、図１に示すように、空気分離装置１が空気から分離して取り出した酸素を、酸素供給路２を通じて酸素使用設備３に供給可能な構成となっている。製鉄設備であれば、酸素使用設備３として高炉、転炉、連続鋳造設備などが例示出来る。本実施形態では、酸素使用設備３として転炉を例に挙げて説明する。但し、本実施形態が適用可能な酸素使用設備３は転炉に限らない。予め決定した稼動スケジュール（操業計画）によって操業されることで、酸素使用量の予測が可能な酸素使用設備３であれば、適用可能である。
上記酸素供給路２には、上流側から酸素放散弁４、酸素圧縮機５、アキュムレータ６が介装している。
【００１３】
先ず、空気分離装置１の構成について説明する。
本実施形態の空気分離装置１は、深冷分離方式によって原料空気から酸素を分離する空気分離装置１である。空気分離装置１は、エアフィルタ１０、原料空気圧縮機１１、水洗冷却塔、ＭＳ吸着ユニット１３、熱交換器１４、及び精留塔１５を備える。
原料空気圧縮機１１は、エアフィルタ１０を介して原料空気である大気を吸引して圧縮する。なお、エアフィルタ１０は、吸引した大気中の粉塵を除去する。圧縮した空気は例えば６０℃程度になっている。
【００１４】
水冷冷却塔１２は、原料空気圧縮機１１が圧縮した空気を入力し、その空気に対し冷却水を塔上部から散水して水洗及び冷却を実施する。この水冷冷却塔１２での冷却によって、空気は例えば１０℃程度まで冷却される。
ＭＳ吸着ユニット１３は、空気から水分や二酸化炭素を除去する。なお、このＭＳ吸着ユニット１３は、通常２筒式であって、１筒で水分・二酸化炭素を吸着しているときに、もう１筒で吸着した水分・二酸化炭素を大気に放出する。
熱交換器１４は、供給される空気と低温の製品ガスとの間で熱交換させることで、当該空気を低温に冷却する。熱交換器１４は、空気を例えば−２００℃近くまで冷却する。
【００１５】
精留塔１５は、各ガスの沸点の差を利用して、空気中の酸素、窒素、及びアルゴンガスを分離する。なお、上記熱交換器１４及び精留塔１５が空気液化分離器を構成する。上記精留塔１５で分離された酸素、窒素、アルゴンガスは、それぞれ個別の供給路によって取り出される。各供給路は、上記熱交換器１４を介してそれぞれの供給先に向けて延在している。すなわち、精留塔１５で分離された酸素、窒素、アルゴンガスは、熱交換される低温の製品ガスとなる。
以上が空気分離装置１の構成である。
【００１６】
そして、上記精留塔１５で分離されて取り出された酸素（以下、適宜、製品酸素とも呼ぶ。）は、酸素供給路２を通じて酸素使用設備３である転炉に供給可能となっている。その上記酸素供給路２に、上述のように、上流側から酸素放散弁４、酸素圧縮機５、アキュムレータ６が介装している。
上記酸素放散弁４は、酸素圧縮機５の入側で上記酸素供給路２から分岐した分岐管７に配置され、コントローラ２０からの指令に応じて弁の開閉が制御される。また、上記酸素圧縮機５の出側における酸素供給路２の位置と上記分岐管７とを連絡するバイパス路８を有し、そのバイパス路８にチェック弁２２が介装されている。このチェック弁２２は、酸素圧縮機５の出力圧が当該チェック弁２２のパイロット圧Ｐｐ以下となるように調整するものである。すなわち、酸素圧縮機５の出力圧が上記パイロット圧Ｐｐを超えると、高圧側である酸素圧縮機５の出側の酸素が低圧側である分岐管７に戻される。ここで、後述のコントローラ２０は、上記パイロット圧Ｐｐを、後述の放散用圧力閾値Ｐｈと同圧に設定する。なお、バイパス路８及びチェック弁２２の代わりに放散弁を配置しても良い。
【００１７】
また、酸素圧縮機５の出側には圧力計２１が配置されている。圧力計２１は酸素圧縮機５の出側圧力、つまりアキュムレータ６に供給される酸素ガス圧を計測してコントローラ２０に出力する。
コントローラ２０は、図２に示すように、余剰酸素放出手段２０Ａ、及び酸素供給量制御手段２０Ｂを備える。
ここで、コントローラ２０には、放散用圧力閾値Ｐｈとして、予め設定した管理圧力閾値Ｐ１と、上記管理圧力閾値Ｐ１より大きく且つアキュムレータ６の設備能力上限値以下である限界圧力閾値Ｐ２とを有する。そして、放散用圧力閾値Ｐｈの初期値として管理圧力閾値Ｐ１が設定されている。
【００１８】
このとき、放散用圧力閾値Ｐｈを高く設定するほど、アキュムレータ６で収容保持可能な酸素量を多く設置出来るが、その分、酸素圧縮機５の消費電力が大きくなる。そして、少なくともこの２つのバランスから、定常時の圧力上限値としての管理圧力閾値Ｐ１を決定する。そして本実施形態では、この管理圧力閾値Ｐ１よりも大きな値である上記限界圧力閾値Ｐ２を非定常状態用の圧力閾値として別途用意する。
余剰酸素放出手段２０Ａは、上記圧力計２１からの検出信号に基づき、アキュムレータ６の圧力Ｐが放散用圧力閾値Ｐｈ以上の場合に、放散弁４を開状態とする。この放散用圧力閾値Ｐｈは、初期値として管理圧力閾値Ｐ１が設定されると共に、酸素供給量制御手段２０Ｂによって設定変更される。
【００１９】
次に、酸素供給量制御手段２０Ｂの処理について説明する。
なお、酸素供給量制御手段２０Ｂは、予め酸素使用設備３の操業計画に基づき、酸素使用設備３での酸素使用量の経時的な量を予測する。
例えば、酸素使用設備３が転炉である場合には、図３に示すような各転炉の吹錬パターンを操業計画として入力する。図３では転炉が５台の場合を例示している。そして、各転炉で順番に吹錬が行われて酸素が消費される。
【００２０】
そして、酸素供給量制御手段２０Ｂは、次の（１）式から各吹錬時の酸素使用量Ｑｕ［Ｎｍ３／ｈ］を求める。
Ｑｕ  ＝α・β／ｔ  ・・・（１）
ここで、
α［τ／ｃｈ］：対象とする転炉での１チャージの溶銑量。
β［Ｎｍ３／ｈ］：対象とする転炉の酸素使用原単位
ｔ［ｈ］：吹錬時間
である。
上記（１）式は、対象とする転炉１チャージの溶銑量αに該当転炉の酸素使用原単位βを積算して該当転炉の酸素使用量（脱炭に必要な酸素総量）を求め、それを吹錬時間ｔで割って、該当転炉の吹錬時間当たりの使用酸素量（酸素使用速度）を算出している。ここで、溶銑量α及び酸素使用原単位βは、各吹錬毎に予め求めることが可能な値である。
【００２１】
そして、入力された吹錬パターンを用い、上記（１）式から、図４のような酸素使用設備における酸素使用量の予測であるタイムスケジュールを求めることが出来る。
そして、酸素供給量制御手段２０Ｂは、図５に示すような処理を、所定サンプリング時間毎に実施する。
先ずステップＳ１００にて、圧力計２１の検出値に基づく現在のアキュムレータ６の圧力Ｐと上記予測した酸素使用設備３での酸素使用量とに基づいて、現在から所定サンプリング時間経過位置を基点時刻とし、その基点時刻後から所定時間Δｔの間におけるアキュムレータ６の最大圧力Ｐ＊を予測する。すなわち、上記予測した酸素使用設備３での酸素使用量から将来の酸素使用量の減少からアキュムレータ６の圧力Ｐの増加状況を予測することが可能である。ここで、上記所定時間Δｔとしては、例えば、吹錬間の各空き時間の平均値を設定する。
【００２２】
次に、ステップＳ１１０にて、予測したアキュムレータ６の最大圧力Ｐ＊が管理圧力閾値Ｐ１を超えるか否かを判定する。予測したアキュムレータ６の最大圧力Ｐ＊が管理圧力閾値Ｐ１以下の場合には、ステップＳ１２０に移行する。一方、予測したアキュムレータ６の最大圧力Ｐ＊が管理圧力閾値Ｐ１を超える場合には、ステップＳ１３０に移行する。
ステップＳ１２０では、放散用圧力閾値Ｐｈに管理圧力閾値Ｐ１を設定する。また上記チェック弁２２のパイロット圧Ｐｐも管理圧力閾値Ｐ１に設定する。その後、復帰する。
【００２３】
一方、予測したアキュムレータ６の最大圧力Ｐ＊が管理圧力閾値Ｐ１を超えてステップＳ１３０に移行すると、放散用圧力閾値Ｐｈを限界圧力閾値Ｐ２とした場合における放散削減量Ｑｂを計算する。放散削減量Ｑｂは、例えば次のようにして算出する。
アキュムレータ６の圧力Ｐ＊が管理圧力閾値Ｐ１を超えることによる放散量は、下記（２）式で概算する。
放散量  ＝  Ｐ＊×Ｖａ  −１．９［ＭＰａ］×Ｖａ  ・・・（２）
ここで、１．９［ＭＰａ］は、アキュムレータ６の平均圧力（例えば、運用上、酸素圧縮機５の効率が最も良い圧力とする。）である。また、Ｖａはアキュムレータ６の現在の容量である。
【００２４】
そして、この放散量を、放散用圧力閾値Ｐｈを管理圧力閾値Ｐ１から限界圧力閾値Ｐ２に変更した場合における放散削減量Ｑｂと推定する。なお、上記アキュムレータ６の最大圧力Ｐ＊が限界圧力閾値Ｐ２を超えている場合には、上記求めた放散削減量Ｑｂを減少補正しても良い。例えば、１よりも小さい「（Ｐ＊−管理圧力閾値Ｐ１）／（Ｐ＊−限界圧力閾値Ｐ２）」を乗算することで減少補正する。
【００２５】
次に、ステップＳ１４０では、上記求めた放散削減量Ｑｂを、下記式に基づき、電力量ＡＳに換算する。換算した電力量ＡＳを放散電力ＡＳと呼ぶ。
ＡＳ  ＝  Ｗ（Ｑ）×Ｑｂ
ここで、Ｗ（Ｑ）は電力原単位、すなわち製造した酸素を放散することで消費ロスとなるであろうと推定可能な、単位放散量に対する電力値である。
【００２６】
続いて、ステップＳ１５０では、上記アキュムレータ６の圧力Ｐが管理圧力閾値Ｐ１を越えているときに、アキュムレータ６の圧力Ｐ（酸素圧縮機５の出力圧）の放散用圧力閾値Ｐｈを管理圧力閾値Ｐ１から限界圧力閾値Ｐ２に上昇した場合における酸素圧縮機５での電力増加量Ｗｓを求める。電力増加量Ｗｓは、例えば下記（３）式によって算出して推定する。
電力増加量Ｗｓ  ＝｛Ｌ（Ｐ１）−Ｌ（Ｐ２）｝  ×Δｔ    ・・・（３）
ここで、Ｌは、酸素圧縮機５の軸動力であって、下記（４）式で表される。
Ｌ  ＝ｋ・Ｐ    ・・・（４）
ここで、ｋは比熱比に応じて設定されるゲインである。
【００２７】
ここで、所定時間Δｔの間の全時間に亘ってアキュムレータ６圧力が全て限界圧力閾値Ｐ２に上昇した場合とした最大の増電力分を、上記電力増加量Ｗｓとして使用している。所定時間Δｔにおけるアキュムレータ６の圧力Ｐが管理圧力閾値Ｐ１を超えると推定される時間δｔを別途予測し、上記（３）式においてΔｔの代わりにδｔを採用しても良い。または、上記所定時間Δｔにおいて、積分によって、より正確に電力増加量Ｗｓの分を求めるようにしても良い。
そして、ステップＳ１６０にて、電力増加量Ｗｓと放散電力ＡＳとを比較して、電力増加量Ｗｓが放散電力ＡＳ以上の場合にはステップＳ１２０に移行して、放散用圧力閾値Ｐｈとして管理圧力閾値Ｐ１を設定する。このときチェック弁２２のパイロット圧Ｐｐも管理圧力閾値Ｐ１とする。
【００２８】
一方、電力増加量Ｗｓが放散電力ＡＳ未満の場合にはステップＳ１７０に移行して、放散用圧力閾値Ｐｈとして限界圧力閾値Ｐ２を設定する。このときチェック弁２２のパイロット圧Ｐｐも限界圧力閾値Ｐ２とする。
ここで、放散弁４が余剰酸素放出装置を構成する。ステップＳ１５０が電力増加量推定手段を構成する。ステップＳ１６０及びステップＳ１７０が圧力閾値変更手段を構成する。放散電力ＡＳが所定消費電力を構成する。  放散削減量Ｑｂは放出抑制酸素量を構成する。
【００２９】
（作用効果）
酸素使用設備３による酸素使用量に応じて例えば図６のようにアキュムレータ６の圧力Ｐが変動する。
そして、アキュムレータ６の圧力Ｐが管理圧力閾値Ｐ１を越えない場合には、空気分離装置１で分離した製品酸素は、放散されることは無い。つまり、製品酸素は、酸素圧縮機５で圧縮されてアキュムレータ６に圧送され、そのアキュムレータ６を介して酸素使用設備３に供給される。
このとき吹錬の空き時間等にあっては、酸素使用設備３での酸素使用量が急激に減ることで、アキュムレータ６の圧力Ｐが上昇する。そして、吹錬の空き時間が長い場合には、アキュムレータ６の圧力Ｐが管理圧力閾値Ｐ１を超える場合がある。
【００３０】
このとき、本実施形態では、アキュムレータ６の圧力Ｐが管理圧力閾値Ｐ１を超えても無条件に放散弁４を開放して製品酸素を放散（放出）することはしない。
すなわち、アキュムレータ６の圧力Ｐが管理圧力閾値Ｐ１を超えると判定すると、放散用圧力閾値Ｐｈを管理圧力閾値Ｐ１から限界圧力閾値Ｐ２に変更することによる放散量削減による電力消費の抑制分ＡＳと、放散用圧力閾値Ｐｈを管理圧力閾値Ｐ１から限界圧力閾値Ｐ２に変更することによる酸素圧縮機５における電力増加量Ｗｓとを比較して、電力増加量Ｗｓが小さい場合には、放散用圧力閾値Ｐｈを一時的に限界圧力閾値Ｐ２に設定変更する。これによって、アキュムレータ６に限界圧力閾値Ｐ２となるまで製品酸素を収容可能として、製品酸素の放散を抑制する。
【００３１】
ここで、本実施形態は、単純に放散用圧力閾値Ｐｈを管理圧力閾値Ｐ１から限界圧力閾値Ｐ２に変更することで、製品酸素の放散を抑制するのでは無い。本実施形態では、消費電力のトータルな収支からみて、放散用圧力閾値Ｐｈを管理圧力閾値Ｐ１から限界圧力閾値Ｐ２に設定変更した方が、トータルな消費電力の収支が小さくなる場合にだけ、非定常常状態として放散用圧力閾値Ｐｈを、管理圧力閾値Ｐ１から限界圧力閾値Ｐ２に設定変更する。
これによって、酸素圧縮機５の消費電力のロスを抑えつつ製造した酸素の大気放散等を抑制できる。すなわち、酸素供給の消費電力を抑えつつ、製造した酸素の大気放散等を抑制することが可能となる。
【００３２】
例えば、図７（ｂ）のように、アキュムレータ６の圧力Ｐが上昇してアキュムレータ６容量を増やし続けたとしても、長時間酸素を使用する見込みがなければ、放散用圧力閾値Ｐｈを管理圧力閾値Ｐ１から限界圧力閾値Ｐ２に設定変更して酸素圧縮機５で消費する電力を増加するよりも、製品酸素を放散させた方が、トータルな消費電力の収支が向上する。一方、図７（ａ）のように、短期的に酸素使用量が減少してアキュムレータ６の圧力Ｐが管理圧力閾値Ｐ１以上に増大する恐れがある場合には、放散用圧力閾値Ｐｈを管理圧力閾値Ｐ１から限界圧力閾値Ｐ２に一時的に設定変更して酸素圧縮機５で消費する電力を増加しても、酸素の放散を抑制した方がトータルな消費電力の収支が向上する場合がある。このような観点から、本実施形態では、トータルな消費電力の収支を考慮しつつ、製品酸素の放出若しくは放散用圧力閾値Ｐｈを限界圧力閾値Ｐ２に設定変更している。
【００３３】
（変形例）
（１）ここで、上記実施形態では、（現在時刻＋所定サンプリング周期）から所定時間Δｔの間にアキュムレータ６の圧力Ｐが管理圧力閾値Ｐ１を越えるか否かを判定している。これに代えて、現在のアキュムレータ６の圧力Ｐが管理圧力閾値Ｐ１以上の場合に、放散用圧力閾値Ｐｈを管理圧力閾値Ｐ１から限界圧力閾値Ｐ２に設定変更する場合における酸素圧縮機５での電量増加量と、放散量抑制による放散電力ＡＳとを比較して、放散用圧力閾値Ｐｈを管理圧力閾値Ｐ１から限界圧力閾値Ｐ２に設定変更するか否かを判定しても良い。
【００３４】
（２）また、上記実施形態では、所定サンプリング時間毎に、放散用圧力閾値Ｐｈを設定変更するか否かを判定している。これに代えて、吹錬の空き時間に対してだけ、放散用圧力閾値Ｐｈを設定変更するか否かを判定しても良い。例えば、現在の吹錬を処理しているときに、予測した各水冷での酸素使用量、及び次の吹錬の空き時間に基づき、アキュムレータ６の圧力Ｐが管理圧力閾値Ｐ１を越えると予測される時刻から、対象とする水冷の空き時間が終了する時刻までの経過時間の長さに基づき、放散用圧力閾値Ｐｈを設定変更するか否かを判定する。この場合には、経過時間が予め設定した所定の時間以上の場合に、放散した方が電力収支が向上するとして放散用圧力閾値Ｐｈを管理圧力閾値Ｐ１とし、一方、経過時間が予め設定した所定の時間未満の場合に、放散を抑制した方が電力収支が向上するとして放散用圧力閾値Ｐｈを限界圧力閾値Ｐ２とする。
【００３５】
（３）また、上記実施形態では、放散弁４を開放して余剰酸素を大気に放散する場合を例示しているが、これに限定しない。原料空気圧縮機１１の出側に余剰酸素を戻すようにしても良い。
（４）また、上記実施形態で放散用圧力閾値Ｐｈに設定する限界圧力閾値Ｐ２を一定としているが、これに限定しない。予測したアキュムレータ６の最大圧力Ｐ＊が限界圧力閾値Ｐ２未満の場合には、限界圧力閾値Ｐ２の代わりに当該最大圧力Ｐ＊を採用しても良い。
（５）また、ステップＳ１３０及びＳ１４０で所定消費電力としての放散電力ＡＳを演算しているが、放散電力ＡＳを固定値として設定しておいても良い。
【符号の説明】
【００３６】
１    空気分離装置
２    酸素供給路
３    酸素使用設備
４    酸素放散弁
５    酸素圧縮機
６    アキュムレータ
７    分岐管
８    バイパス路
１０  エアフィルタ
１１  原料空気圧縮機
１２  水冷冷却塔
１３  吸着ユニット
１４  熱交換器
１５  精留塔
２０  コントローラ
２０Ａ      余剰酸素放出手段
２０Ｂ      酸素供給量制御手段
２１  圧力計
２２  チェック弁
ＡＳ  放散電力（所定消費電力）
Ｐ＊  最大圧力
Ｐ１  管理圧力閾値
Ｐ２  限界圧力閾値
Ｐｈ  放散用圧力閾値
Ｐｐ  パイロット圧
Ｑｂ  放散削減量（放出抑制酸素量）
Ｗｓ  電力増加量
Δｔ  所定時間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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