(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力調整弁により吸引側の圧力を一定に保持しつつ複数台のターボ形送風機で吸引して、ガス発生設備で発生した発生ガスを、発生ガス処理装置に送るための発生ガス吸引設備で、少なくとも１台のターボ形送風機の電動機がトリップした場合の操業方法であって、
前記発生ガス処理装置と前記ターボ形送風機の運転モードに、正常時操業モードとトリップ時軽負荷操業モードとを設けて、
トリップが発生した場合に、トリップしたターボ形送風機の電動機のトリップ信号の指令により、正常時操業モードからトリップ時軽負荷操業モードに切換り、前記圧力調整弁の開度を現状の開度に固定することを特徴とする発生ガス吸引設備の操業方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、圧力調整弁により吸引側の圧力を一定に保持しつつ複数台のターボ形送風機で、ガス発生設備で発生した発生ガスを吸引して、発生ガス処理装置に送る発生ガス吸引設備において、ターボ形送風機の電動機がトリップした場合に、ターボ形送風機の操業状態を正常状態に戻すまでの操業方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄鋼用コークス炉においては、コークス炉を構成する多数のバッチ式密閉釜に原料炭を装入・加熱し、コークスを製造する。コークス炉から発生した水素、メタンを主体としたガスは、共通ヘッダーに集めて吸引し、ガス精製処理を行った後、ガスホルダーに貯めて燃料として使用する。
【０００３】
このコークス炉のようなガス発生設備で発生した発生ガスを、発生ガス処理装置に送るための発生ガス吸引設備において、圧力調整弁により吸引側の圧力を一定に保持しつつ複数台のターボ形送風機で吸引して、発生ガスを後工程に送っている最中に、操業中のターボ形送風機の内の少なくとも１台のターボ形送風機の電動機が、発生ガスの圧力変動により過負荷となったり、ターボ送風機の潤滑油の圧力低下によりトリップした場合、ターボ形送風機の発生ガス吸引能力が全体として低下するため、停止したターボ形送風機に代わるターボ形送風機を起動させるまでには、
（１）トリップした電動機により駆動していたターボ形送風機の吐出弁から、発生ガスが逆流する。
（２）運転継続中のターボ形送風機１台当りの発生ガス吸引量が増加するために、過負荷となり連鎖トリップの可能性が高まる。
（３）ターボ形送風機吸引側の発生ガスの圧力が急激に高まるので、前記圧力調整弁による圧力調整が追従せず、吸引側の発生ガスの圧力が不安定になって、ガス発生設備から（例えばコークス炉炉頂から）発生ガスを放散せざるをえない。
という問題が発生する。
【０００４】
従来上述したような、発生ガスを吸引している運転中のターボ形送風機の電動機がトリップした場合には、オペレーターが手動で、各種の負荷調整作業を行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、運転中のターボ形送風機の電動機がトリップするのは、四年に１回位の割合でしか発生しないので、オペレーターが負荷調整のための操作になれておらず、誤操作を引き起こす可能性が高いとともに、状況に応じた処置基準が明確に規定されていないという問題点があった。
【０００６】
この発明は、従来技術の上述のような問題点を解消するためになされたものであり、発生ガスを吸引している運転中のターボ形送風機の電動機がトリップした場合に、短時間に正常運転に復帰することのできる操業方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る発生ガス吸引設備の操業方法は、圧力調整弁により吸引側の圧力を一定に保持しつつ複数台のターボ形送風機で吸引して、ガス発生設備で発生した発生ガスを、発生ガス処理装置に送るための発生ガス吸引設備で、少なくとも１台のターボ形送風機の電動機がトリップした場合の操業方法であって、前記発生ガス処理装置と前記ターボ形送風機の運転モードに、正常時操業モードとトリップ時軽負荷操業モードとを設けて、トリップが発生した場合に、トリップしたターボ形送風機の電動機のトリップ信号の指令により、正常時操業モードからトリップ時軽負荷操業モードに切換り、前記圧力調整弁の開度を現状の開度に固定するものである。
【０００９】
【作用】
複数台運転されている送風機の一部が停止すると、送風機全体の昇圧能力が低下する。そして、送風機前の圧力調節弁をそのままにしておくと、発生ガス圧力の影響だけでなく、送風機後段側のガスの逆流による圧力変動によっても、圧力調節弁が作動し、送風機の運転状態が不安定となり、連鎖トリップの可能性が高まる。
【００１０】
したがって、送風機の運転状態を安定させるために、送風機前の圧力調節弁は、弁開度を現状の開度に固定する。なお、短期的にみた場合、発生ガスのガス圧力は一定とみてもよく、弁開度を現状に固定することの悪影響はでない。
【００１１】
また、トリップ時軽負荷操業モードとは、正常時操業モードに比べ、低い圧力損失で同量のガスを処理する状態をいうが、送風機出口以降のガス処理装置で、異常時用の軽負荷運転が可能な場合には、復旧処理が終わるまでの間、そのモードに切り換えるこによってより低い昇圧能力でも、トリップ前の流量に近いガスを吸引し、処理することができる。
【００１２】
【実施例】
本発明の実施例の発生ガス吸引設備の操業方法を、図１〜４により説明する。図１は複数台のターボ型送風機を並列運転する時の圧力・流量特性曲線と、後工程の負荷特性曲線を表したグラフである。ａ曲線は１台運転時の、ｂ、ｃ曲線はそれぞれ２台、３台運転時の圧力・流量特性曲線である。この図は、ガス発生量が図のＱｍｉｎからＱｍａｘの範囲の場合の例である。縦軸の圧力は送風ユーティリティーの圧力を０とした、相対圧力を示している。
【００１３】
縦軸におけるＡは後工程の出口における圧力を示し、相対圧力に換算した位置にマークしてある。曲線ｒは後工程の正常運転時の負荷特性であり、曲線ｓは後工程の負荷を減少させた軽負荷運転時の負荷特性である。正常運転で３台の送風機を用いる場合、曲線ｒと曲線ｃの交点Ｂに対応する流量Ｑ１  の発生ガスが、ターボ型送風機を通って後工程へと流れている。また、交点Ｂ点の圧力ｐ１  は、ターボ型送風機入口圧力に対して送風機出口の圧力が、ｐ１  だけ上昇していることを示している。
【００１４】
ここで、３台のターボ型送風機の内１台が急に停止して、２台運転になった場合を考える。ガス発生機は比較的長い周期で発生量が変化するが、ターボ型送風機の運転停止の前後では、前記流量Ｑ１  とほぼ同量の一定のガス量が発生している。したがって、２台のターボ型送風機でＱ１  を送風するときの送風機入・出側間の圧力上昇はＣ点の圧力ｐ２  である。
【００１５】
図２は２台の送風機を運転している時の圧力・流量特性曲線を、ゲージ圧を基準に表したグラフである。縦軸におけるＧは、後工程の出口におけるゲージ圧力を示し、Ｇは前記Ａと同じ圧力を表している。また、曲線ｒ，ｓはそれぞれ正常運転時、軽負荷運転時の負荷特性曲線であり、図１と同じ曲線である。曲線ｂ１  は、図１の曲線ｒ，ｓに対して同じ位置に描いた２台運転時の圧力・流量特性曲線である。また、曲線ｂ２  ・ｂ３  は、それぞれ送風機の入口圧力がゲージ圧でＬ・Ｋのときの圧力・流量特性曲線である。送風機の入口圧力が０ではＱ１  の流量を流すことができず、入口圧力が上昇してＫになったときに、正常運転時の負荷特性曲線とつりあってＱ１  の流量が流れる。また、後工程の負荷を軽負荷とした場合は、送風機の入口圧力がＬでＱ１  の流量が流れる。
【００１６】
図３は本発明に関する機器を直線上にならべたもので、図４は図３に対応する、各機器の各位置におけるゲージ圧力を示したグラフである。図３において、符号１はガス発生器、２は圧力検出端、３は、圧力指示調節計（ＰＩＣ）、４は圧力調節弁、５、６、７はターボ型送風機、８は後工程、９は後工程の負荷を軽減するためのバイパス弁を示している。
【００１７】
図４において、破線は正常運転時の各機器の各位置におけるゲージ圧力を、一点鎖線は本発明を適用しなかった場合にターボ型送風機が２台運転となった場合の各機器の各位置におけるゲージ圧力を、実線は本発明を適用して２台運転になった場合の各機器の各位置におけるゲージ圧力を示す。ｘ１  はガス発生器１の出口、ｘ２  は圧力調節弁４の圧力検出端２の位置、ｘ３  は圧力調節弁４の出口、ｘ４  はターボ型送風機５、６または７の入口、ｘ５  はターボ型送風機５、６または７の出口、ｘ６  は後工程８の出口の位置を示している。
【００１８】
３台運転の正常運転でＱ１  の流量が発生している場合（破線）で考えると、ガス発生器１の出口ｘ１  における圧力はＶ３  で、圧力調節弁４の入口ｘ２  における圧力はＵ３  である。流量Ｑ１  はこの例の流量範囲の下限に近いので、圧力調節弁４はかなり閉じた状態にある。このため圧力調節弁４の入・出側には比較的大きな圧力損失が生じてターボ型送風機５、６または７の入口ｘ４  における圧力はＴ３  となる。３台のターボ型送風機５、６および７で昇圧されて、ターボ型送風機５、６または７の出口ｘ５  での圧力はＳ３  となる。後工程８の負荷によって圧力損失が生まれ、後工程８の出口ｘ６  での圧力はＲである。図には示していないが、比較的長い周期でガス発生量が増加したときは、圧力調節弁４が開いてより少ない圧力損失となり、ターボ型送風機５、６または７の入口ｘ４  における圧力が上昇する。そして、ターボ型送風機５、６または７の出口ｘ５  における圧力が上昇して、より多くのガスを後工程８に安定して送ることができる。
【００１９】
本発明の手段がなく、１台の送風機５、６または７が急に停止して、２台運転になった場合（一点鎖線）を考えると、このときは、Ｓ１  −Ｔ１  ＝Ｊの昇圧能力しかない。圧力調節弁４によって圧力を急に変化させることはできないから、圧力調節弁４の出口ではＵ１  −Ｔ１  の圧力損失のままであり、ガス発生器１の出口圧力はＶ１  まで上昇し、圧力調節系の応答時間の後にＶ４  まで下がる。この間にガス発生器１のまわりでは、ガス放散がおきて不具合いが発生することがある。
【００２０】
本発明においては、ターボ型送風機が２台運転に切り替わったことを検出して強制的に圧力調節弁４を現状の開度に固定するので、すぐにＵ２  −Ｔ２  の圧力損失となる。昇圧能力が低下しているので、ガス発生機の圧力は徐々に上昇して、ｖ４（図４の一点鎖線）まであがる可能性がある。しかし、調節弁４が現状の開度で固定されているのでターボ型送風機前後の圧力が急変したり、連鎖トリップ・ガス放散といった不具合が発生しなくなる。
【００２１】
また、図４の実線で示すように、後工程８を軽負荷とすれば、Ｓ２  −Ｔ２  が小さくとも、３台運転と同じ流量Ｑ１  を流した状態でガス発生器１の圧力はＶ２  である。
【００２２】
そして、復旧処置は、予備のターボ型送風機を立ち上げた後に圧力調整弁４を元の状態に戻し、後工程８の負荷を正常負荷に戻す。
【００２３】
【発明の効果】
作業者の誤操作によるトラブルがなくなるとともに、自動化可能でトリップ時の処置が迅速にできるので、ガスを放散することもなく安全である。
また、類似ガス発生器に全て適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】複数台のターボ型送風機を運転する時の圧力・流量特性曲線と、後工程の負荷特性曲線を表したグラフである。
【図２】２台の送風機を運転している時の圧力・流量特性曲線を、後工程の出口におけるゲージ圧を基準に表したグラフである。
【図３】本発明に関する機器を直線上にならべた説明図である。
【図４】機器の各位置におけるゲージ圧力を示すグラフである。
【符号の説明】
１  ガス発生器
２  圧力検出端
３  圧力指示調節計
４  圧力調節弁
５、６、７  ターボ型送風機
８  後工程
９  バイパス弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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