(57)【要約】 【課題】  圧力制御弁の取替えを、石炭粗ガスを遮断しないで行う。【解決手段】  コークス炉１から発生する石炭粗ガスを吸引する吸引本管５に設置された圧力制御弁７の圧力制御性能を回復する方法である。石炭粗ガスを流通させた状態で新しい圧力制御弁１３を吸引本管５に設置した後、圧力制御機能を既設の圧力制御弁７から新しい圧力制御弁１３に切替える。【効果】  コークス炉から発生する石炭粗ガスが流通した状態で、新しい圧力制御弁に切替えて石炭粗ガス吸引圧力制御性能を回復することができるので、多大な工数と時間を回避でき、コークス生産の中断、炉体損傷、環境悪化等の問題が発生しない。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉から発生する石炭粗ガスを吸引する吸引本管に設置された圧力制御弁の圧力制御性能を回復する方法であって、
前記石炭粗ガスを流通させた状態で新しい圧力制御弁を吸引本管に設置した後、圧力制御機能を既設の圧力制御弁から新しい圧力制御弁に切替えることを特徴とするコークス炉発生石炭粗ガス吸引圧力の制御回復方法。
【請求項２】
前記新しい圧力制御弁の設置を、制御弁取付け箱を介して、制御弁取付け箱内に不活性ガスを充填しつつ行うことを特徴とする請求項１に記載のコークス炉発生石炭粗ガス吸引圧力の制御回復方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉から発生する石炭粗ガスを吸引するために、吸引本管に設置された圧力制御弁の制御性能を回復させる方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４及び図５において、１はコークス炉（炭化室）であり、このコークス炉１から発生する約８００〜９００℃の石炭粗ガスは、図４及び図５に矢印で示すように、各炭化室に設置された上昇管２を通ってベンド管３に導かれ、ここで冷却、石炭粗ガス中の水溶性成分溶解、ベンド管３に続く集気本管４との水封及び集気本管４に落ちるタールの洗い流しのための安水をシャワーされ、約９０℃程度まで冷却される。その後は吸引本管５を通って吸引集合管６に導かれ、ガス精製設備に送られるが、この石炭粗ガスとともに、ベンド管３でシャワーされた安水も、集気本管４、吸引本管５、吸引集合管６を通ってガス精製設備に送られる。なお、図４及び図５中の７は吸引本管５に設置された圧力制御弁、８は同じくプレート弁、図５中の９はベンド管３に設置されたベンドシャワーノズルである。
【０００３】
前記石炭粗ガスの発生量は、各炭化室における約２０〜２４時間の乾留サイクルの中で、石炭装入直後は多く、また、石炭が乾留されコークスになる時には少なくなる。したがって、吸引本管５を負圧にすると、石炭粗ガスの発生量が少なくなる乾留末期には、コークス炉炭化室が極端な負圧となって、炭化室内に空気が入り込み、操業上危険な状態となる。一方、極端な正圧にすると、石炭装入直後に炭化室からガスが漏洩して危険な状態となる。
【０００４】
このようなことから、通常、石炭粗ガスは、前記圧力制御弁７によって集気本管４内を４９〜９８Ｐａ程度の適正な圧力となるように制御されながら吸引ブロワーで吸引されている。
【０００５】
ところで、前記圧力制御弁は、磨耗損傷等によって老朽化すると、コークス炉から発生する石炭粗ガスを適正圧力で吸引することが出来なくなり、最悪の場合はコークス炉操業が不可能な状況に陥る。
【０００６】
したがって、このような場合、従来は、石炭粗ガスの吸引系統をコークス炉と吸引ブロワーの間で遮断し、配管内をＮ2ガスなどの不活性ガスで置換した状態で、圧力制御弁単体又は吸引本管ごと更新を行っていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、コークス炉から発生する石炭粗ガスを遮断した状態で圧力制御弁単体又は吸引本管ごと更新する場合には以下の問題がある。
石炭粗ガスを遮断するには、まずコークス炉の上昇管（炭化室と同数（通常は３０〜５０本）あり、それぞれが集気本管に連結されている）を各々遮断するが、この遮断は炭化室で乾留されたコークスが排出され、炭化室が空窯になったタイミングで行われる。コークスが乾留された状態で遮断する方法は、残留ガスを大気に放散する必要が生じる事から好ましくないからである。したがって、圧力制御弁単体又は吸引本管ごとの取替えには通常は１０時間前後、上昇管の遮断作業も含めるとそれ以上の時間空窯の状態となるため、炭化室内部の温度が変動し、炉内の硅石煉瓦が損傷することになる。
【０００８】
また、圧力制御弁単体又は吸引本管ごとの取替が終了し、上昇管の遮断を解除する際には、空窯となった炭化室の残存空気を大気に放出した後に操業を再開するので、石炭装入直後の石炭粗ガスは一時的に大気に放散されることになる。
【０００９】
このように、従来工法により圧力制御弁を取替える場合には、石炭粗ガスが大気に放散されることによる環境問題、コークス炉の操業中断による生産阻害・押し出し性悪化・押し詰まり懸念・炭化室煉瓦損傷・炉体金物損傷等の問題を伴い、工事期間が長くなるほどコークス炉への悪影響も大きくなり、現下の情勢では好ましくない。
【００１０】
本発明と関連する技術として、稼動中のコークス炉の石炭粗ガスを吸引するドライメーン（集気本管）を取替えるに際して、全炭化室の石炭が火落ちした状態で、炭化室とドライメーンを縁切りし、旧ドライメーンを一体のまま取外した後、熱間状態を予測した寸法で事前に製作してある新ドライメーンを一体のまま上架装着し、当該コークス炉を速やかに稼動させるドライメーン更新施工方法が開示されているが、この更新施工方法も、コークス炉から発生する石炭粗ガスを遮断（工事中はコークス炉を保温休止）することが必要となるため、前述の問題は解決されない。
【特許文献１】特公昭６２−１６３７号公報
【００１１】
本発明が解決しようとする問題点は、従来工法では、圧力制御弁の取替えに際し、石炭粗ガスを遮断することが必要なために、多大な工数と時間が必要になってコークス炉の操業中断に起因する各種の問題が発生するのと共に環境問題も発生するという点である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のコークス炉発生石炭粗ガス吸引圧力の制御回復方法は、
多大な工数や時間をかけずに、しかも、環境問題も発生させないようにするために、
コークス炉から発生する石炭粗ガスを吸引する吸引本管に設置された圧力制御弁の圧力制御性能を回復する方法であって、
前記石炭粗ガスを流通させた状態で新しい圧力制御弁を吸引本管に設置した後、圧力制御機能を既設の圧力制御弁から新しい圧力制御弁に切替える点を最も主要な特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、コークス炉から発生する石炭粗ガスが流通した状態で、新しい圧力制御弁に切替えて石炭粗ガス吸引圧力制御性能を回復することができるので、多大な工数と時間を回避でき、コークス生産の中断、炉体損傷、環境悪化等の問題が発生しないという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
発明者らは、コークス炉から発生する石炭粗ガスを流通した状態のままで圧力制御性能を回復させるために、まず、コークス炉から発生する石炭粗ガスが流通した状態で既設の圧力制御弁を取外し、同じ場所に新しい圧力制御弁を設置するという工法について検討した。
【００１５】
しかしながら、既設の圧力制御弁と同じ場所に新しい圧力制御弁を設置する工法では、下記の問題を解決する必要があった。
１）工事対象となる吸引本管へ吸引される石炭粗ガスの集気本管部でのバイパス処理（例えばＡブロックの集気本管からＢブロックの集気本管へのバイパス処理）
２）前記１）の場合Ｂブロックの圧力制御弁の２ブロック分の圧力制御の可否
３）工事対象となる吸引本管に流れ込むベンドシャワー水（安水）のバイパス処理
４）工事対象となる吸引本管におけるプレート弁（圧力制御弁の下流に設置）の全閉処置
５）発生する石炭粗ガスが流れなくなることに対する工事対象となる吸引本管の温度降下対策
６）作業開口部（圧力制御弁取付部）の石炭粗ガス吹出し・空気引き込み対策等の安全性確保
【００１６】
前記問題のうち、
１）に関しては、Ａブロックの集気本管端部のベンド管部と、Ｂブロックの集気本管端部のベンド管とをバイパス管で接続し、Ａブロックで発生する石炭粗ガスをＢブロックの集気本管に流すことで対応可能である。
【００１７】
２）に関しては、石炭粗ガス発生量の観点から、石炭粗ガス発生量の少なくなるタイミング（例えば定期修理保全日のような新たな石炭装入を中断するタイミング）の工事に限定することで対応可能である。
【００１８】
３）に関しては、Ａブロック集気本管下部に穿孔等で開口し、既設タール回収設備へバイパス管を設置・接続し、Ａブロックで使用する安水を処理することで対処可能である。
【００１９】
４）に関しては、構造上対応が可能である。
５）に関しては、吸引本管内に蒸気を吹込むことで対応可能である。
６）に関しては、Ｎ2ガスなどの不活性ガスでパージ可能な箱を製作し、既設の圧力制御弁の取外し及び新しい圧力制御弁の取付け作業をこの箱の中で実施することで対応可能である。
【００２０】
このように、前記検討した工法はその実施が可能であるが、石炭粗ガスバイパス時の圧力監視、安水バイパス時の流量監視、工事部吸引本管の圧力・温度監視等、工事中の状況監視に大きな比重を置く必要が有り、定期修理という限られた時間（８〜１０時間）での工事ではリスクが大きくなる。
【００２１】
以上の観点から、発明者らは前記検討した工法より、より安全で、より簡易で、より安価な圧力制御性能回復方法がないかについてさらに探求した。そして、圧力制御性能回復の発想を「既設の圧力制御弁を直す」ことから脱却した「既設の圧力制御弁は捨てて、新たな圧力制御弁を設置する」という発想に切替え、問題解決を図ることにした。この発想によれば、前記検討した工法が有していた１）〜５）の問題を回避でき、総合的に安全、かつ安価な工法となる。
【００２２】
以下、この新たな発想に基づく本発明を実施するための最良の形態を、図１〜図３を用いて説明する。
図１は本発明のコークス炉発生石炭粗ガス吸引圧力の制御回復方法を実施するための新たな圧力制御弁取付け座を設置した状態の吸引本管部の断面図で、本発明では、まず、図１に示したように、新しい圧力制御弁を取付けるための座１１を吸引本管５に溶接し、その後、吸引本管５の前記座１１の取付け部に新しい圧力制御弁を挿入する為の孔５ａを開ける。孔５ａが開くと、前記座１１に、一旦、遮蔽フランジ１２を取付け、孔５ａを塞いでおく。
【００２３】
ここで、新しい圧力制御弁を設置する位置は、工事中の空気や火種の吸い込みによる爆発限界到達の懸念を回避するため、吸引本管５の正圧部である既設の圧力制御弁７よりも上流側とする。
【００２４】
次に、図２に示したように、新しい圧力制御弁１３を、クレーンによりチェーンブロック１４を介して吊り上げた状態で、たとえば制御弁取付け箱１５の中に入れてワイヤー１６で固定し、制御弁取付け箱１５ごとクレーンで吊上げる。この制御弁取付け箱１５には、ある一定圧力になった際に開く蓋、弁等を設けておき、後述するように充填し続けるＮ2ガスなどの不活性ガスが大気に抜けるようにしておく。
【００２５】
ここで、吸引本管５からの石炭粗ガスの吹出しを抑制するためには、新しい圧力制御弁１３の設置位置における吸引本管５内の圧力が−９．８〜−２９．４Ｐａ程度になるように既設の圧力制御弁７で調整し、更に、制御弁取付け箱１５に不活性ガスを充填し続けるようにしておくことが望ましい。
【００２６】
次に、クレーンを作動して制御弁取付け箱１５を前記座１１の高さまで下降させ、座１１に設置していた遮蔽フランジ１２を制御弁取付け箱１５の外へ引抜く。遮蔽フランジ１２を引抜いた後は、チェーンブロック１４を作動して新しい圧力制御弁１３を吸引本管５の中へ降ろしていき、ガイドフランジ１７を座１１の取付け位置から９０度ずれた位置に一旦載せる。
【００２７】
この状態でガイドフランジ１７に取付けてある前記ワイヤー１６を引っ張ってガイドフランジ１７を座１１の取付け位置に合わせる。この時、ガイドフランジ１７と一体となっている本体フランジ１８は共に回転するが、単独回転が可能な新しい圧力制御弁１３本体は石炭粗ガス流れに対し平行の状態のままにしておく。最後に、制御弁取付け箱１５をクレーンの作動によって引上げ、座１１とガイドフランジ１７をボルトで接続し、図３の状態となす。
【００２８】
前述のようにして新しい圧力制御弁１３を吸引本管５に設置した後は、新しい圧力制御弁１３を徐々にたとえば手動操作で閉方向に回転させていく。この時、既設の圧力制御弁７は、自動圧力制御により徐々に開方向に回転していき、新しい圧力制御弁１３がある開度になった時に全開となって、既設の圧力制御弁７に圧力変動の機能が無くなった状態となる。
【００２９】
この状態で新しい圧力制御弁１３を手動による圧力制御から自動による圧力制御に切替え、既設の圧力制御弁７を全開の位置で固定する。これで、コークス炉から発生する石炭粗ガス吸引圧力制御は、既設の圧力制御弁７から新しい圧力制御弁１３に移行され、圧力制御性能は回復する。
【００３０】
なお、新しい圧力制御弁１３を最初から自動による圧力制御にしておき、既設の圧力制御弁７を手動操作によって全開にもっていく方法で圧力制御の切替えを行うことも可能である。更に、既設の圧力制御弁７、新しい圧力制御弁１３共に手動操作することで圧力制御の切替えを行うことも可能である。
【００３１】
ちなみに、３〜７日間程度、コークス炉を保温休止（ホットバンキング）状態にし、吸引管部分の更新（圧力制御弁含む）、集気本管の更新等の工事を実施していた従来工法では、
ａ）ホットバンキング期間中のコークス生産ストップによる生産阻害（阻害費用＝ホットバンキング日数×生産性（窯／日）×生産能力（ｔｏｎ／窯）×生産コスト（円／コークスｔｏｎ））
ｂ）炉壁煉瓦損傷につながる押し出し性悪化、
ｃ）炉壁煉瓦損傷、生産阻害につながる押詰まり懸念、
ｄ）窯口金物変形でガス漏れにつながる炉体金物損傷、
ｅ）煙突黒煙発生、放散装入による発生石炭粗ガス大気流出などの環境問題、
ｆ）不活性ガスパージ、精製ガス供給及び蒸気供給設備新設、炭化室と吸引ガスの縁切りのための遮蔽板取付け等の安全対策工事、
等のリスクを抱えての工事着手となっていた。
【００３２】
これに対して、本発明方法では、石炭粗ガスを流通した状態での工事となることから、つまり、操業を全く中断しない状態での工事のため、
Ａ）生産阻害、
Ｂ）押し出し性悪化、
Ｃ）押し詰まり懸念、
Ｄ）炉体金物損傷、
Ｅ）環境問題、
は全て回避することができるようになる。
【００３３】
また、
Ｆ）安全対策工事
についても、不活性ガスパージ、精製ガス供給及び蒸気供給設備の新設、炭化室と吸引ガスの縁切りのための遮蔽板取付け等といった、従来方法では必須であった工事は不要となり、前述の例で示した「制御弁取付け箱の中での新しい圧力制御弁設置」という工法を採用すれば、安全性もより確保することができるようになる。
【００３４】
本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範囲内で、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。たとえば図１〜図３に示した例では、圧力制御弁の設置を制御弁取付け箱の中で行うものについて説明したが、制御弁取付け箱を使用しないで行っても良いなどである。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、配管内に微圧のガスがある状態で圧力制御弁の設置ができることより、例えばガス置換が出来ないガス配管設備の弁の新設・取替えや、ガス置換はできるがガス置換をしなくて弁の新設・取替えができる設備（ガス置換の費用圧縮・工事時間短縮）等にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のコークス炉発生石炭粗ガス吸引圧力の制御回復方法を実施するための新たな圧力制御弁取付け座を設置した状態の吸引本管部における断面図である。
【図２】新しい圧力制御弁を取付ける際の説明図である。
【図３】新たな圧力制御弁を設置した後の吸引本管部における断面図である。
【図４】コークス炉から発生する石炭粗ガス処理設備の平面配置図である。
【図５】図４における吸引本管部の断面配置図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    コークス炉
５    吸引本管
７    （既設の）圧力制御弁
１３    新しい圧力制御弁
１５    制御弁取付け箱
【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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