(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
副生ガスの供給管の途次に、該副生ガスの余剰分を貯留するガスホルダを設け、副生ガスの送給量の過不足を調整するに当たり、
前記ガスホルダのガス貯留量の制御開始値における、該ガスホルダ内のピストン重量に起因したガス圧力から、前記ガスホルダの使用限界から設定された前記ガスホルダのガス貯留量の上限値における、前記ピストンが下降する前記ガスホルダ内のガス圧力までを結ぶ制御設定線に沿って、前記供給管の圧力を制御し、
前記ガスホルダ貯留量の上限値が85〜95体積％であることを特徴とするガスホルダのガス貯留量の調整方法。
【請求項２】
前記ピストンが下降する圧力は、500〜600mmAqの範囲であることを特徴とする請求項１に記載のガスホルダのガス貯留量の調整方法。
【請求項３】
前記制御開始値は、70〜80体積％であることを特徴とする請求項１に記載のガスホルダのガス貯留量の調整方法。
【請求項４】
前記副生ガスは、高炉から発生するガス、コークス炉から発生するガス、又は、転炉から発生するガスであることを特徴とする請求項１に記載のガスホルダのガス貯留量の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスホルダのガス貯留量の調整方法、特に、ガスホルダ中のガス貯留量が急激に上昇した場合であっても、貯留する副生ガスのオーバーフローを確実に防ぐことができるガスホルダのガス貯留量の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば製鉄所において、高炉、コークス炉及び転炉等からの副生ガスは、燃料ガスとして使用可能であることから、該副生ガスを、発電ボイラを有する発電所や、一般ガス使用工場などへと供給管を介して供給されている。
【０００３】
この副生ガスについては、供給管の途次に設けられたガスホルダ内に一時的に貯留される。このガスホルダは、副生ガスの発生量変動や使用量変動を吸収するバッファとして機能している。ただし、ガスホルダを用いた副生ガスの貯留については、発生したガス量がガスの使用量を上回る状態が長期間続いた場合、ガスホルダにおいて貯留ガスのオーバーフローが発生し、設備の破損等を招くという問題があった。
【０００４】
貯留ガスのオーバーフローを防ぐためには、例えばガスホルダの容量を大きくする方法が考えられるが、その場合、設備の建設費や、維持費が高騰し、コストの点で問題があった。
【０００５】
そのため現在、副生ガスの需要と供給のバランスを調整する方法により設備の運用が行われている。
例えば特許文献１では、ガスホルダと、このガスホルダ内のガス量の上限、下限位置を計測する装置と、一般のガス使用量を計測する装置と、発電所におけるガス使用量を計測する装置と、ガス発生装置と、前記ガスホルダ内のガス量及び一般ならびに発電所におけるガス使用量を表す測定信号をもとに、ガス変動予測値を演算する演算装置と、このガス変動予測値が前記上限又は下限位置を超える値になったときに発電所におけるガス使用量を調整する装置とを有し、ガス需給のバランスをとってガスホルダ内のレベル変動幅を最小に抑制するようにしたガス需給制御システムが開示されている。
【０００６】
また、特許文献２では、複数のガス発生設備から発生した発熱量の異なるガスを各ガスホルダに一時貯留した後、各ガス消費設備にそのガス消費状況に応じて前記複数のガスホルダからのガスを供給するに際し、前記各ガス発生設備からの経時的ガス発生計画と前記各ガス消費設備が必要とする経時的熱量により、前記ガスホルダのガス貯留量を管理範囲内に維持しつつ各ガス消費設備への経時的なガスの供給量とガスホルダ内のガス貯留量を演算する長期ガス供給計画手段を有するガス供給装置によって、各ガス発生設備からのガスをガス消費設備に効率的に供給する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５４−１３３４０１号公報
【特許文献２】特公平８−２０１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１及び２の技術では、いずれもガスホルダの貯留に基づいて、副生ガスの使用先の使用量を制御する技術であるため、ガス発生設備から発生した副生ガスの急激な増加に即座に対応できるものではなく、前記副生ガスの増加に伴って前記ガスホルダのガス貯留量が急激に増加し、貯留ガスのオーバーフローを引き起こすおそれがあった。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑み開発されたものであって、ガスホルダ中の副生ガス貯留量が急激に上昇した場合であっても、貯留した副生ガスのオーバーフローを確実に防ぐことができるガスホルダのガス貯留量の調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、副生ガスの供給管の途次に、該副生ガスの余剰分を貯留するガスホルダを設け、副生ガスの送給量の過不足を調整するに当たり、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、前記ガスホルダ内のガス貯留量が予め設定した制御開始値を超えた際に、ガスホルダから排出するガス量を調整し、特定の圧力範囲において供給管の圧力を低下させることで、ガスホルダ中のガス貯留量が急激に上昇した場合であっても、貯留した副生ガスのオーバーフローを確実に防ぐことができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
本発明は、上記知見に基づき開発されたもので、その要旨構成は以下の通りである。
（１）副生ガスの供給管の途次に、該副生ガスの余剰分を貯留するガスホルダを設け、副生ガスの送給量の過不足を調整するに当たり、
前記ガスホルダのガス貯留量の制御開始値における、該ガスホルダ内のピストン重量に起因したガス圧力から、前記ガスホルダの使用限界から設定された前記ガスホルダのガス貯留量の上限値における、前記ピストンが下降する前記ガスホルダ内のガス圧力までを結ぶ制御設定線に沿って、前記供給管の圧力を制御し、
前記ガスホルダ貯留量の上限値が85〜95体積％であることを特徴とするガスホルダのガス貯留量の調整方法。
【００１２】
（２）前記ピストンが下降する圧力は、500〜600mmAqの範囲であることを特徴とする上記（１）に記載のガスホルダのガス貯留量の調整方法。
【００１４】
（４）前記制御開始値は、70〜80体積％であることを特徴とする上記（１）に記載のガスホルダのガス貯留量の調整方法。
【００１５】
（５）前記副生ガスは、高炉から発生するガス、コークス炉から発生するガス、又は、転炉から発生するガスであることを特徴とする上記（１）に記載のガスホルダのガス貯留量の調整方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、従来の方法に比べ、ガスホルダ中の副生ガス貯留量が急激に上昇した場合であっても、貯留する副生ガスのオーバーフローをより確実に防ぐことができるガスホルダのガス貯留量の調整方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に従うガスホルダのガス貯留量の調整方法を説明するため、ガスホルダ及びその周辺設備について模式的に示した図である。
【図２】ガスホルダのガス貯留量と供給管の圧力との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を、図面を用いて具体的に説明する。
図１は、本発明に従うガスホルダのガス貯留量の調整方法を説明するため、ガスホルダ及びその周辺設備について模式的に示した図である。図２は、ガスホルダの貯留量と供給管の制御圧力（相対値）との関係を示したグラフである。
【００１９】
本発明によるガスホルダのガス貯留量の調整方法は、図1に示すように、副生ガスの供給管４の途次に、該副生ガスの余剰分を貯留するガスホルダ１を設け、副生ガスの送給量の過不足を調整するに当たり、ガスホルダのガス貯留量を調整する方法である。
【００２０】
ここで、前記副生ガスの供給管４とは、図１に示すように、該副生ガスを発生させる設備から、副生ガスを使用するための設備（図１では、使用先Ａ及び使用先Ｂのことである。）へと副生ガスを送るための管のことをいう。また、ガスホルダ１は、前記副生ガスを一時的に貯留する設備である。前記副生ガスを使用先へと送る際、該副生ガスの供給量が多すぎる場合には、副生ガスをホルダ内へ貯留することで、前記使用先への副生ガスにおける過剰な供給を抑制することができ、一方、前記副生ガスの供給量が少ない場合には、ホルダ内に貯留されている副生ガスを送ることで、前記使用先における副生ガスの不足を抑制できる。
【００２１】
ここで、前記副生ガスとは、上述したように、種々の燃料ガス発生設備から発生するガスのことであり、例えば、高炉から発生するガス、コークス炉から発生するガス、又は、転炉から発生するガスが挙げられる。
【００２２】
そして本発明は、図２に示すように、前記ガスホルダ内のガス貯留量が予め設定した開始値（図２では70体積％）を超えた際に、該ガスホルダのピストン重量に起因した該ガスホルダ内のガス圧力から、該ピストンが下降する該ガスホルダ内のガス圧力までの範囲内において（図２に示す制御設定線に従って）、前記供給管の圧力を低下させることを特徴とするものである。
【００２３】
これによって、ガスホルダ中の副生ガス貯留量が急激に上昇し、前記設定値を超えた場合、前記ガスホルダに接続される供給管の圧力を上記圧力範囲内に収まるように、該副生ガスを、使用先へと送るとともに、必要に応じて外部へと排出することで、低下させることができるため、確実に前記ガスホルダ内のガス貯留量が減少するような制御が行える結果、前記ガスホルダ内に貯留する前記副生ガスのオーバーフローを確実に防ぐことが可能となる。
【００２４】
本発明によるガスホルダのガス貯留量の調整方法では、前記ガスホルダ内のガス貯留量が予め設定した制御開始値（図２では70体積％）を超えた際に、前記供給管の圧力を低下させる。この制御開始値とは、前記供給管の圧力の低下を開始させる際のガス貯留量（体積％）のことである。
前記制御開始値の数値範囲については、特に限定はされず、前記ガスホルダの容量や、前記副生ガスの発生設備からの副生ガス供給量に従って、任意の制御設定線を設けることが可能である。
【００２５】
例えば、図２に示すように、ガスホルダのガス貯留量と供給管の圧力との関係がＡ点（ガス貯留量40体積％、供給管の圧力650mmAq）であり、時間が経過するにつれて、前記ガスホルダ内のガス貯留量が増加し、Ａ´点（ガス貯留量70体積％、供給管の圧力650mmAq）に達したとき、前記ガスホルダ内のガス貯留量が開始値に達したため、前記供給管の圧力を制御設定線に沿って、Ａ´点からＡ´´点（ガス貯留量90体積％、供給管の圧力500mmAq）へと低下させる。
【００２６】
なお、前記制御設定線に沿って供給管の圧力を制御している際に、ガスの使用量とガスホルダへ供給されるガスの量との関係などから、前記ガスホルダのガス貯留量の増加が止まる場合や、前記ガス貯留量が減少する場合も考えられる。その場合には、前記供給管の圧力制御を終了する（制御設定線から外れる）ことができる。
【００２７】
また、前記副生ガスのオーバーフローをより確実に防止できる点からは、前記ガス貯留量の予め設定した制御開始値は各設備によって異なるが、後述するガス貯留量の上限値から10〜20体積％低い圧力範囲であることが好ましい。前記制御開始値が前記上限値−10体積％を超えると、前記供給管の圧力制御の開始タイミングが遅くなるため、圧力制御が間に合わず、前記副生ガスのオーバーフローが発生するおそれがあり、一方、前記制御開始値が前記上限値−20体積％未満の場合、前記供給管の圧力低下を、ガスホルダ中の副生ガス貯留量が急激に上昇するような非常事態だけではなく、常に行うような状態となることから、前記副生ガスの無駄な放出が行われ、経済的に好ましくないからである。具体的には、前記制御開始値は、70〜80体積％の範囲であると考えられる。
【００２８】
ただし、前記ガスホルダのガス貯留量は、前記ガスホルダの規格や、安全上の限界から、ガスホルダごとに予め定められるガス貯留量の上限値を超えないように設定する必要がある。例えば図２では、上限値が90体積％となっている。この上限値を超えると、前記ガスホルダ中の副生ガスがオーバーフローする可能性が非常に高くなることから、上限値を超えないよう、ガス貯留量を確実に減少させる前記供給管の圧力制御が要求される。より確実にオーバーフローを抑制できる点からは、前記上限値は85〜95体積％の範囲である。
【００２９】
前記ガス貯留量が、設定した開始値を超えた場合、供給管の圧力を、図２に示すように、該ガスホルダのピストン重量に起因した該ガスホルダ内のガス圧力から、該ピストンが下降する該ガスホルダ内のガス圧力までの範囲内において前記制御設定線に沿って低下させる。
【００３０】
ガスホルダのピストン重量に起因した該ガスホルダ内のガス圧力とは、該ピストン重量によって決まる前記ガスホルダ内のガス圧力と均衡する圧力である。具体的には、前記ガスホルダ内のガス圧力から±50mmAq程度の圧力範囲のことである。前記供給管の圧力が、前記ガスホルダのピストン重量に起因したガス圧力と均衡することで、前記ガスホルダ中の副生ガス貯留量がこれ以上増加しないようにすることができる。図２では、600mmAqの圧力が、前記ピストン重量に起因したガス圧力に該当する。
【００３１】
前記ピストンが下降する該ガスホルダ内のガス圧力とは、該ピストン重量によって決まる前記ガスホルダ内のガス圧力よりも確実に小さい圧力である。具体的には、前記ガスホルダ内のガス圧力より100mmAq程度低い圧力であり、好ましくは、500〜600mmAqの範囲である。前記供給管の圧力を、前記ガスホルダ内のガス圧力よりも小さくなるように制御することで、前記ガスホルダ中の副生ガスが、供給管の方へと流出し、ガスホルダ内から放出されることで、上限値近くまで高まった前記ガスホルダ中のガス貯留量を確実に低減できる。
【００３２】
また、前記供給管の圧力の低下については、具体的には、前記供給管からの副生ガスの出力量増やすことによって実現される。前記供給管の出力量を増やし、前記供給管の圧力を低下させることで、前記ガス貯留量の調整を行うことができる。
【００３３】
前記供給管の出力量を増加させる方法としては、例えば図１に示すように、前記ガスホルダのガス貯留量に基づいて、制御装置２から命令が出力調整弁３へと送られ、該出力調整弁３の開閉を行うことによって、前記供給管４の圧力が調整され、前記副生ガスの放出（使用先Ａ、Ｂへの供給及び／又は外部への放出）が行われる。
【実施例】
【００３４】
次に、実施例及び比較例により本発明の効果を説明するが、本実施例はあくまで本発明を説明する一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。
【００３５】
実施例として、貯留量が10万m3であり、下限値が4万m3、上限値が9万m3であるガスホルダについて、貯留量の調整を行った。
具体的には、ガスホルダ貯留量の制御開始値（図２のＡ´点）：70体積％、ピストン重量に起因したガス圧力の値：650mmAq、ガス貯留量の上限値（図２のＡ´´点）：90体積％、ピストンが必ず下降するガス圧力の値：500mmAqから制御圧力設定線を導出し、ガスホルダの貯留量について制御を行った。
実際に、ガスホルダ中のガス貯留量が増加して、制御開始値（70体積％）を超えると、前記ガスホルダが接続されている供給管による圧力制御を開始し、ガス貯留量については、図２に示すような圧力制御設定線に沿った形で制御される。ガスホルダ貯留量が約77体積％を超えると、供給管の圧力は600mmAqとなりガスホルダの上昇を抑え、さらにガスホルダ貯留量が増加する場合であっても、最終的にガス貯留量の上限値（90体積％）に達したとき、供給管の圧力が500mmAqとなり、ガス貯留量が必ず低下することとなる。
【００３６】
実施例による制御の結果、ガスホルダ中のガス貯留量は、80体積％程度でほぼ一定に推移し、ガスホルダ中の副生ガスがオーバーフローすることはなかった。
一方、従来の制御では運転オペレーターによる手動調整によってガス貯留量の制御が行われていたため、オペレーターはガスホルダのガス貯留量が上限値に近づくと、常時貯留量の監視を行いながら、供給管の圧力の制御を行う必要があり多大な労力を要した。また、監視ミスや圧力制御のミスから副生ガスのオーバーフローを発生させるおそれもあった。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明によれば、ガスホルダ中の副生ガス貯留量が急激に上昇した場合であっても、貯留した副生ガスのオーバーフローを確実に防ぐことができるガスホルダのガス貯留量の調整方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１      ガスホルダ
２      制御装置
３      出力調整弁
４      供給管
【図１】
0005772287.tif 000002
【図２】
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