(57)【要約】【課題】最小台数のガスカロリー計測機器を用いて、ガスカロリーの管理を的確に行ない、適切な乾留消費熱量で安定した燃焼制御を実施する。【解決手段】通常の燃焼状態で使用する高炉ガス（Ｂガス）とコークス炉ガス（Ｃガス）の混合ガス（Ｍガス）のカロリーを目標値に制御するためのコークス炉制御方法において、Ｍガスを含む２つのガスのカロリー値を計測して、残る１つのカロリー値を計算で求め、ガスの流量制御を行なう。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常の燃焼状態で使用する高炉ガスとコークスガスの混合ガスのカロリーを目標値に制御するためのコークス炉燃焼制御方法において、
混合ガスを含む２つのガスのカロリー値を実測し、残る１つのカロリー値を計算で求めて、ガスの流量を制御することを特徴とするコークス炉燃焼制御方法。
【請求項２】
請求項１において、混合ガスカロリー計測値と高炉ガスカロリー計測値を用いて、コークスガスカロリー値を演算し、コークスガスの流量制御に用いることを特徴とするコークス炉燃焼制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、計算で求めたカロリー値を、配管系統が共通な炉団へ展開して用いることを特徴とするコークス炉燃焼制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通常の燃焼状態で使用する高炉ガス（Ｂガス）とコークス炉ガス（Ｃガス）の混合ガス（Ｍガス）のカロリーを目標値に制御するためのコークス炉燃焼制御方法に係り、特に、最低限のガスカロリー計測機器で、乾留消費熱量を低減することが可能なコークス炉燃焼制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭を乾留してコークスを製造するコークス炉は、一般に、図１に例示する如く、耐火煉瓦の隔壁である炉壁煉瓦で仕切られた炭化室１と燃焼室２が交互に多数配置された構造をしている。コークスの原料である石炭は、装炭車（図示省略）のホッパに積載されて所定の炭化室１まで運搬され、炭化室上方の石炭装入口３から炭化室１内に装入される。炭化室１内に装入された石炭は、炭化室１の両側に配置された燃焼室２の熱で乾留されてコークスとなる。乾留が終了した赤熱コークスは、押出機（図示省略）の押出しラムによって側方から押されて排出される。室炉式コークスでは、このように石炭の装入、コークス化、コークスの押出し（窯出し）の一連の作業が繰り返される。図において、４は、燃焼室２に燃料ガスを供給するための燃料ガス管、５は、乾留中に炭化室１から発生する副生ガス（Ｃガス）の上昇管、６は、上昇管５を通った副生ガスを集めるドライメイン、１０は、燃焼後の排ガスを通す小煙道、１１は、該小煙道１０を通った排ガスが集合される煙道である。
【０００３】
このコークス炉に用いられる燃料ガスとしては、製鉄所内で発生する高炉ガス（Ｂガス）及びコークス炉ガス（Ｃガス）があり、通常は、これらの混合ガス（Ｍガス）が用いられる。これらＢガス及びＣガスは、図２に示すように、それぞれＢガス本管７及びＣガス本管８から引かれて混合ガス（Ｍガス）管９で混合され、この混合ガス管９から各燃焼室２に対応して分岐された燃料ガス管４を経て各燃焼室２に供給されて燃焼される。燃焼後の排ガスは、各燃焼室２から蓄熱室（図示省略）を通り、蓄熱室下部の小煙道１０に引き落とされて煙道１１で集合され、この煙道１１から煙突１２に導かれて大気に排出される。
【０００４】
ところで、このコークス炉の燃焼室の燃焼は、Ｂガス、Ｃガス及びＭガスを用いて行なわれている。通常、大体の操業においては、Ｍガスが使用されているため、Ｍガスカロリー値は、コークス炉燃焼制御の中で非常に重要な値となる。コークス炉の燃焼室２への投入熱量は、投入ガスの流量とカロリー値から求まる。投入ガス流量と共に、ガスカロリー値を設定した目標値となるよう、各々のガスカロリー値を計測することが必要になる上、混合後のＭガスカロリー値も、混合ガス状態確認のため計測する必要性がある。
【０００５】
例えば特許文献１には、Ｂガス本管、Ｃガス本管から分岐した後のＢガスとＣガスの発熱量（カロリー）をそれぞれ検出することが記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６０−７１６８５号公報
【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、代表的なコークス炉は、複数の炉団から構成されており、それぞれの炉団で、ＢガスとＣガスを混合してＭガスを作成している。このようなコークス炉で正確な目標Ｍガスカロリー値となるよう制御する場合、非常に多くの台数のガスカロリー計が必要となる。そのため実際には、特許文献１のように、Ｍガスカロリーの計測はほとんど実施されていないのが現状であり、ガスカロリーの管理が不十分な状態で燃焼を実施しているため、適切な乾留消費熱量で安定した燃焼制御を実施しているとは言えず、必要以上の乾留消費熱量を消費して操業している。
【０００８】
通常コークス炉の燃焼で使用するＭガスのカロリー値を安定した目標Ｍガスカロリー状態で供給するため、Ｍガスカロリー値及びＢガスカロリー値を計測する必要がある。本来であればＣガスカロリー値も計測すれば問題無く、正確なＭガスカロリー制御が可能となるが、ガスカロリー計の台数が増えてしまう。
【０００９】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、最低限のガスカロリー計測機器で乾留消費熱量を低減することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、通常の燃焼状態で使用する高炉ガス（Ｂガス）とコークスガス（Ｃガス）の混合ガス（Ｍガス）のカロリーを目標値に制御するためのコークス炉燃焼制御方法において、Ｍガスを含む２つのガスのカロリー値を実測し、残る１つのカロリー値を計算で求めて、ガスの流量制御を行なうようにして、前記課題を解決したものである。
【００１１】
例えば、Ｍガスカロリー計測値とＢガスカロリー計測値を用い、Ｃガスカロリー値を演算して、Ｃガスの流量制御に用いることができる。
【００１２】
又、前記の計算で求めたカロリー値を、配管系統が共通な炉団で展開して用いることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、コークス炉のガスカロリー計測機器の台数を最小限とした状態で、目標Ｍガスカロリー値へ制御するための正確なガス流量制御が可能となる。特に、Ｃガスのカロリー測定は困難であるので、計算により求める意義は大きい。なお、例えばＣガスのカロリー値を計測して、Ｂガスのカロリー値を演算で求めても良い。
【００１４】
本発明によれば、Ｂガスカロリー計測、Ｃガスカロリー計測、Ｍガスカロリー計測と、全ガスラインでガスカロリー値を計測する場合と比較して、ガスカロリー計測機器の台数を減少することが可能となる。
【００１５】
特に、コークス炉の炉団単位で燃焼ガスを供給している場合には、１炉団で求めたガスカロリー値を他炉団へ展開することにより、他炉団でのコークス管理所要熱量低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１７】
本実施形態では、図３に示す如く、Ｂガス本管７から供給されるＢガスと、Ｃガス本管８から供給されるＣガスを、炉団Ａ〜Ｄ毎にガスミキサー２０Ａ〜２０Ｄで混合して得られたＭガスを、燃料ガス管４Ａ〜４Ｄを介して各コークス炉団Ａ〜Ｄに供給するようにしたガスフローで燃焼しているコークス炉での、ガスカロリー管理を実施した。
【００１８】
本実施形態では、Ｂガス本管７に設けたＢガスカロリー計２２で、Ｂガスカロリー値を各炉団供給前の上流部分で計測することで、各炉団で使用するＢガスカロリー値を計測する。
【００１９】
このように入側でガスカロリー値を管理した場合は、各炉団でどのようなカロリー値のＭガスが出来ているか把握することが不可能なため、混合後のＭガスカロリー値を計測する必要もある。しかしながら、Ｍガスカロリー計を各炉団毎に設置したのでは、非常に大きな投資となる上、メンテナンス上も非常に困難となってくる。
【００２０】
そこで、コークス炉団の１つ（図ではＤ）に設けたＭガスカロリー計２４で、Ｍガスのカロリー値を計測する。
【００２１】
更にＣガスカロリー値を各炉団供給前の上流部分で把握できれば、各炉団で使用するＣガスカロリー値を把握することができる。
【００２２】
このように、本実施形態では、Ｂガスカロリー計２２及びＭガスカロリー計２４の２台のみ設置し、全炉団のＭガスカロリーの制御を実施した。即ち、代表的な炉図（図ではコークス炉団Ｄ）のみでＭガスカロリー値を計測し、このＭガスカロリー値及び各炉団供給前のＢガスカロリー値より、次式を用いて、Ｃガスカロリー値Ｑｃを演算した。
【００２３】
Ｑｃ＝｛（ＱＭ×ＦＭ）−（ＱＢ×ＦＢ）｝／（ＦＭ−ＦＢ）      …（１）
【００２４】
ここで、ＱＭ：Ｍガスカロリー値
ＦＭ：Ｍガス流量
ＦＢ：Ｂガス流量
【００２５】
このようにして求めたＣガスカロリー値Ｑｃを用いて、目標Ｍガスカロリー値となるように、Ｃガス流量の調整を行なうことで、乾留消費熱量の適正化を図ることができる。又、ここで求めたＣガスカロリー値を他炉団へ展開することで、少ない台数のガスカロリー計測機器による目標Ｍガスカロリー値へ向けたＣガス流量制御も可能となる。
【００２６】
なお、前記実施形態では、ＢガスカロリーとＭガスカロリーの実測値からＣガスカロリーを計算していたが、ＣガスカロリーとＭガスカロリーの計測値からＢガスカロリーを計算することも可能である。
【００２７】
更に、炉団Ａ側ではＭガスとＢガスのカロリーを実測し、炉団Ｂ側ではＣガスカロリーのみを実測し、その情報を共有化してコークス炉の燃焼制御を行なうことも可能である。
【００２８】
本実施形態によれば、Ｍガスカロリー計の無い状態のガスフローにＭガスカロリー計を１台設置することで、全炉団を含めた乾留消費熱量を低減することが可能となり、例えば年数千万円のコスト削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】コークス炉の要部構成を示す斜視図
【図２】同じく燃料ガスの供給経路及び排ガスの排出経路を示す系統図
【図３】本発明の実施形態を示す系統図
【符号の説明】
【００３０】
４Ａ〜Ｄ…燃料ガス管
７…Ｂガス本管
８…Ｃガス本管
９Ａ〜Ｄ…混合ガス管
２０Ａ〜Ｄ…ガスミキサー
２２…Ｂガスカロリー計
２４…Ｍガスカロリー計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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