(57)【要約】【課題】粉粒体供給先に粉粒体を吹込む際における外乱要素による吹込み量の変動を抑制する。【解決手段】中間タンク１４から加圧したインジェクションタンク１５に微粉炭を投入し、このインジェクションタンク１５から微粉炭を搬送ガスライン２８が接続された吹込み配管２１を通じて高炉１の複数の羽口に個別に供給する際に、吹込み配管３０に設けた吹込み量調節弁３１を、弁制御装置４１で、インジェクションタンク１５の内圧を検出するタンク内圧センサ２２で検出したタンク内圧ＰＴ　と高炉羽口２の圧力を検出する供給先圧力センサ５で検出した羽口前圧力ＰＦ　との差圧即ち吹込み配管２１のトータル圧力損失ΔＰが一定となるように制御して、微粉炭吹込み量を安定化させる。【選択図】　　図２
2004035913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体を貯留すると共に粉粒体供給先装置より高い圧力に保持されたインジェクションタンクから送出される粉粒体を加圧搬送気体が供給される吹込み配管を通じて前記粉粒体供給先装置に吹込むようにした粉粒体吹込み制御方法において、前記粉粒体供給先装置の圧力と前記インジェクションタンクとの差圧を前記吹込み配管に設けた吹込み量調節弁で一定に制御することにより粉粒体吹込み量を制御することを特徴とする粉粒体吹込み制御方法。
【請求項２】
粉粒体を貯留すると共に粉粒体供給先装置より高い圧力に保持されたインジェクションタンクから送出される粉粒体を加圧搬送気体が供給される吹込み配管を通じて前記粉粒体供給先装置に吹込むようにした粉粒体吹込み制御装置において、前記吹込み配管に介装した吹込み量調節弁と、前記インジェクションタンクの圧力を検出するタンク圧力検出手段と、前記粉粒体供給先装置の圧力を検出する供給先圧力検出手段と、前記タンク圧力検出手段で検出したタンク圧力と前記供給先圧力検出手段で検出した圧力との差圧が一定となるように前記吹込み量調節弁を制御する弁制御手段とを備えていることを特徴とする粉粒体吹込み制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉等の粉粒体供給先装置に微粉炭等の粉粒体を気体輸送して吹込む粉粒体吹込み制御方法及び装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高炉への微粉炭吹込み制御を行う場合、その供給元となるインジェクションタンクの圧力設定は、供給先となる高炉の通常操業状態を１点仮定し、その状態における炉内圧力（実際には、羽口前圧力）、配管長、配管ベンド数等の条件を基に管内で微粉炭が詰まらないような管内最低流速、ノズル先端速度及び固気比になるように圧力損失演算を行い、微粉炭吹込み量とインジェクションタンク圧力の関係を求めるようにしている。上記の考え方で求まった微粉炭吹込み量とインジェクションタンク圧力の関係から、吹込み量に対するインジェクションタンク圧力値（設定値）を決定し、これによりインジェクションタンク圧力制御を行っている（特開平６−３３６６０２号公報参照）。この際の粉粒体を搬送するためのガス量は、定値制御で対応しているのが一般的な制御方法である。
【０００３】
また、インジェクションタンクの圧力は一定に保った上で、吹込み配管に夫々設置された粉粒体流量計及び調節計によりダイレクトに制御を実施させている方式もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の微粉炭吹込み量とインジェクションタンク圧力との関係から吹込み量に対するインジェクションタンク圧力を制御する方法にあっては、インジェクションタンク圧力設定は吹込み量（設定値）の関数で与えられ、かつ搬送用ガス流量は定値制御であるため、設定ポイントからずれた点で高炉操業を行った場合、又は設定ポイントであっても、各種外乱要素（炉況の悪化に伴う供給先圧力変動、中間タンクからインジェクションタンクへの微粉炭投入時のインジェクションタンク内圧変動、吹込み配管の磨耗等の特性変化等）により、高炉に吹込まれる微粉炭の量に変動を生じるという問題がある。この微粉炭吹込み量の変動は、高炉の炉熱調整に大きな影響を与える場合がある。
【０００５】
また、後者の粉粒体流量計及び調節弁を使用した制御による場合には、粉粒体流量計の精度も保証されないため、かえって外乱を与える結果となる上、設備費が非常に高価になるという問題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、粉粒体供給先装置に接続する粉粒体搬送ラインのトータル圧力損失即ち固気比を一定に維持して粉粒体供給先装置に対する粉粒体の吹込みを安定化させることができる粉粒体吹込み制御方法及び装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る粉粒体吹込み制御方法は、粉粒体を貯留すると共に粉粒体供給先装置より高い圧力に保持されたインジェクションタンクから送出される粉粒体を加圧搬送気体が供給される吹込み配管を通じて前記粉粒体供給先装置に吹込むようにした粉粒体吹込み制御方法において、前記粉粒体供給先装置の圧力と前記インジェクションタンクとの差圧を前記吹込み配管に設けた吹込み量調節弁で一定に制御することにより粉粒体吹込み量を制御することを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２に係る粉粒体吹込み制御装置は、粉粒体を貯留すると共に粉粒体供給先装置より高い圧力に保持されたインジェクションタンクから送出される粉粒体を加圧搬送気体が供給される吹込み配管を通じて前記粉粒体供給先装置に吹込むようにした粉粒体吹込み制御装置において、前記吹込み配管に介装した吹込み量調節弁と、前記インジェクションタンクの圧力を検出するタンク圧力検出手段と、前記粉粒体供給先装置の圧力を検出する供給先圧力検出手段と、前記タンク圧力検出手段で検出したタンク圧力と前記供給先圧力検出手段で検出した入側圧力との差圧が一定となるように前記吹込み量調節弁を制御する弁制御手段とを備えていることを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を高炉への微粉炭吹込みシステムに適用した場合の一実施形態を示すシステム構成図である。
図中、１は粉粒体供給先装置としての高炉であって、その下部に粉粒体としての微粉炭を吹込む複数の羽口２が形成され、この羽口２にブローパイプ３が接続されていると共に、微粉炭吹込みバーナー４が接続されている。また、高炉１には、その入側圧力を検出する供給先圧力検出手段としての供給先圧力センサ５が羽口２に取付けられている。
【０００９】
そして、高炉１の微粉炭吹込みバーナー４に微粉炭供給装置１０から微粉炭が流量制御されて供給される。この微粉炭供給装置１０は、図示しない微粉炭を粉砕する粉砕設備から微粉炭が供給される集塵用バグフィルタ１１と、この集塵用バグフィルタ１１に接続された吸引ブロワー１２と、集塵用バグフィルタ１１から微粉炭が供給されこれを大気圧状態で貯留する微粉炭ホッパー１３と、この微粉炭ホッパー１３から微粉炭が中間タンク１４を介して投入されるインジェクションタンク１５とが垂直方向に直列に配設された構成を有する。
【００１０】
中間タンク１４はエアレーション用として加圧窒素Ｎ２　が加圧調節弁１６を介して供給されると共に、微粉炭ホッパー１３からの微粉炭投入時に中間タンク１４の圧力が排圧弁１７を介して排圧ライン１８に排圧される。
インジェクションタンク１５には加圧用として加圧窒素Ｎ２　が加圧調節弁１９を設けた加圧ライン２０から供給されると共に、切り出された微粉炭を高炉１の複数の羽口２の微粉炭吹込みバーナー４に個別に搬送して吹き込む吹込み配管２１が接続されている。また、インジェクションタンク１５にはその内圧を検出するタンク圧力検出手段としてのタンク内圧センサ２２が配設されている。そして、中間タンク１４及びインジェクションタンク１５間には中間部に均圧弁２３を介装した均圧ライン２４が接続され、この均圧弁２３を開状態として中間タンク１４の内圧をインジェクションタンク１５の内圧と等しく制御した状態で、中間タンク１４からインジェクションタンク１５に微粉炭を投入する。
【００１１】
吹込み配管２１には、インジェクションタンク１５の切り出し口近傍に輸送弁２５が介装され、この輸送弁２５の下流側に、輸送ガス調節弁２６及び輸送ガス遮断弁２７をその順に直列に介装した搬送ガスライン２８が接続され、この搬送ガスライン２８の接続口より下流側に輸送元弁２９が配設され、この輸送元弁２９の下流側に吹込み量調節弁３１が個別に配設されている。したがって、吹込み配管２１ではインジェクションタンク１５から加圧して排出された微粉炭を搬送ガスライン２８から供給される搬送ガスによって加速して高炉１の微粉炭バーナー４に吹き込む。
【００１２】
この吹込み配管２１による微粉炭吹込み制御は、目標とする吹込み量に見合ったインジェクションタンク圧力目標値ＰＴ　＊　を設定し、その際に搬送用ガス流量ＦＧ　は、吹込み配管２１内の微粉炭と搬送ガスとの比即ち固気比が設計上上限になった場合でも配管閉塞を発生させないポイントで定値制御する。
具体的には、図２に示すように、搬送ガスライン２８では、搬送ガス流量を流量検出器３２で検出し、検出した搬送ガス流量検出値を流量調節計３３に供給して、この搬送ガス流量検出値が、予め設定した吹込み配管２１内の微粉炭と搬送ガスとの比即ち固気比が設計上上限になった場合でも配管閉塞を発生させない目標搬送ガス流量と一致するように輸送ガス調節弁２６を制御する。
【００１３】
一方、インジェクションタンク１５に加圧窒素Ｎ２　を供給する加圧ライン２０の加圧調節弁１９は、以下のように制御される。すなわち、図２に示すように、インジェクションタンク１５の重量を検出するロードセル等の荷重センサ３４で検出し、この荷重センサ３４で検出したタンク重量検出値ＷＴ　を目標タンク重量ＷＴ　＊　に一致させる重量調節計３５に供給して微粉炭吹込み量ＳＶを演算し、この微粉炭吹込み量ＳＶを、この微粉炭量ＳＶとインジェクションタンク１５のタンク内圧目標値ＰＴ　＊　との関数を設定した関数発生器３６に供給してタンク内圧目標値ＰＴ　＊　を算出する一方、タンク内圧センサ２２で検出したタンク内圧ＰＤＴをタンク圧力変換器（ＰＩ）３７で表示／発信するための出力信号ＰＴ　に変換し、このタンク圧力変換器３７の出力信号ＰＴ　と前記タンク内圧目標値ＰＴ　＊　とを圧力調節計３８に供給して、この圧力調節計３８でタンク圧力変換器の出力信号ＰＴ　をタンク内圧目標値ＰＴ　＊　に一致させるように加圧ライン２０に介装された加圧調節弁１９を制御する。
【００１４】
ここで、関数発生器３６は、予め供給先である高炉１の通常操業状態を一点仮定し、この状態における炉内圧力（実際には羽口前圧力ＰＦ　）、配管長、配管ベンド数等の条件を基に、配管内で微粉炭が詰まらないような管内最低流速、ノズル先端速度及び固気比になるように圧力損失を計算し、微粉炭吹込み量ＳＶとインジェクションタンク１５のタンク内圧目標値ＰＴ　＊　の関係を表す関数を求めておき、この関数から、吹込み量ＳＶに対するタンク内圧目標値ＰＴ　＊　を算出する。
【００１５】
さらに、各吹込み配管２１に介装された輸送量調節弁３１は、吹込み配管２１のトータル圧力損失ΔＰが固気比（粉体流量／搬送ガス流量）に極めて強い相関があることに着目して以下のように制御される。すなわち、図２に示すように、各羽口２で設けた供給先圧力センサ５で検出した供給先圧力としての羽口前圧力検出値ＰＤＦを表示／発信するための出力信号ＰＦ　に変換する羽口前圧力変換器（ＰＩ）４０に供給し、この羽口前圧力変換器４０の出力信号ＰＦ　と前述したタンク圧力変換器３７の出力信号ＰＴ　とが弁制御手段としての弁制御装置４１に供給される。この弁制御装置４１では、演算器４２で、各羽口毎に下記（１）式の演算を行って吹込み配管２１の差圧即ちトータル圧力損失ΔＰを算出し、算出したトータル圧力損失ΔＰをトータル圧力損失調節計４３に供給し、このトータル圧力損失調節計４３でトータル圧力損失ΔＰを予め設定した目標トータル圧力損失ΔＰ＊　に一致させるように吹込み量調節弁３１を制御する。
【００１６】
ΔＰ＝ＰＴ　−ＰＦ　　　…………（１）
次に、上記実施形態の動作を説明する。
インジェクションタンク１５に対する微粉炭の供給については、粉砕設備で粉砕した微粉炭を集塵用バグフィルタ１１で回収して、微粉炭ホッパー１３に大気圧状態で貯留する。この微粉炭ホッパー１３に貯留された微粉炭は、中間タンク１４の微粉炭が空になった状態で、均圧弁２３を閉状態として均圧ライン２４を遮断した状態で排圧弁１７を開状態として中間タンク１４の内圧を大気圧状態としてから中間タンク１４に所定量投入され、投入完了後に排圧弁１７が閉状態に復帰される。
【００１７】
その後、インジェクションタンク１５の微粉炭量が所定量以下となった時点で、先ず、均圧弁２３を開状態として、中間タンク１４の内圧をインジェクションタンク１５の内圧と等しくし、この状態で中間タンク１４の微粉炭をインジェクションタンク１５に投入し、投入完了後に均圧弁２３を閉状態に復帰する。
この中間タンク１４からインジェクションタンク１５への微粉炭の投入時に、インジェクションタンク１５の内圧は微粉炭の投入によって上昇する。
【００１８】
このとき、前述した従来例のように、インジェクションタンク１５の圧力を微粉炭の吹込み量との関数で与え、吹込み配管２１の輸送量を制御しない場合には、図３（ａ）に示すように、インジェクションタンク１５に対して中間タンク１４からの微粉炭投入が行われていない状態では、高炉１の羽口１本当たりの微粉炭吹込み量がほぼ一定に制御されるが、中間タンク１４からインジェクションタンク１５に微粉炭を投入している期間ＴＴＨでは、インジェクションタンク１５の圧力上昇によって微粉炭吹込み量も一時的に増加することになり、この微粉炭吹込み量の増加が高炉１の炉熱調整に大きな影響を与える場合がある。
【００１９】
しかしながら、本実施形態では、各羽口２に通じる吹込み配管２１のそれぞれに吹込み量調節弁３１が介装され、これら吹込み量調節弁３１が弁制御装置４１によって、インジェクションタンク１５のタンク圧力ＰＴ　から高炉１の羽口前圧力ＰＦ　を減算したトータル圧力損失ΔＰが目標トータル圧力損失ΔＰ＊　に一致するように制御されるので、図３（ｂ）に示すように、中間タンク１４からインジェクションタンク１５への微粉炭の投入期間ＴＴＨであっても供給元のインジェクションタンク１５の圧力上昇分を吸収するように吹込み量調節弁３１が制御されて、高炉１の羽口１本当たりの微粉炭吹込み量をほぼ一定値に制御することができ、結果として高炉１へ吹き込まれる微粉炭の量を常に安定状態とすることができ、高炉１の炉熱調整を安定して行うことができる。
【００２０】
また、各羽口２に通じる吹込み配管２１に個別に吹込み量調節弁３１が介装され、これらが個別に弁制御装置４１でインジェクションタンク内圧ＰＴ　と羽口前圧力ＰＦ　との差圧でなるトータル圧力損失ΔＰが目標トータル圧力損失ΔＰ＊　に一致するように個別に制御されるので、高炉１の操業状況の悪化に伴う供給先圧力変動や吹込み配管２１の摩耗等の特性変化等の外乱要素が生じた場合でも、これらの外乱要素によって微粉炭吹込み量が変動することを確実に防止することができる。
【００２１】
なお、上記実施形態においては、微粉炭供給装置１０を微粉炭ホッパー１１、中間タンク１２及びインジェクションタンク１５の３段構成で構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、中間タンク１４を省略して、均圧ラインを設けた微粉炭ホッパー１１とインジェクションタンク１５との２段構成とすることもできる。
【００２２】
また、上記実施形態においては、高炉への微粉炭供給装置に本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の供給先に粉粒体を吹込む場合にも本発明を適用することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１及び請求項２に係る発明は、粉粒体供給先装置の圧力と前記インジェクションタンクとの差圧を前記搬送ラインに設けた吹込み量調節弁で一定に制御するようにしたので、インジェクションタンクへの粉粒体投入時のタンク内圧上昇や、供給先圧力変動や、供給先への吹込み配管の摩耗等の特性変化等の外乱要素が生じた場合であっても、吹込み配管の差圧即ちトータル圧力損失を一定に制御することができ、粉粒体の安定した吹込み制御を行うことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明の要部の制御系を示すブロック図である。
【図３】インジェクションタンクの微粉炭吹込み量を示すタイムチャートであって、（ａ）は従来例のタイムチャートを、（ｂ）は本発明のタイムチャートをそれぞれ示す。
【符号の説明】
１　高炉
２　羽口
５　供給先圧力センサ
１０　微粉炭供給装置
１１　微粉炭ホッパー
１４　中間タンク
１５　インジェクションタンク
２１　吹込み配管
２２　タンク圧力センサ
３１　吹込み量調節弁
３７　圧力変換器
４０　圧力変換器
４１　弁制御装置
４２　演算器
４３　トータル圧力損失調節弁
【図１】
2004035913.tif 000003
【図２】
2004035913.tif 000004
【図３】
2004035913.tif 000005