(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気発生量が変動する間欠蒸気発生装置を備えた間欠蒸気系統と、該間欠蒸気系統からの間欠蒸気を使用する複数の蒸気使用装置が設けられた主蒸気系統と、前記間欠蒸気系統から供給される前記間欠蒸気の圧力が予め設定した圧力より低下した場合、前記主蒸気系統へ逆止弁を介して補充蒸気を供給する補充蒸気発生装置を備えた補充蒸気系統とを有し、
しかも、前記間欠蒸気系統の配管には、流量制御と圧力制御との切替えを行う制御弁が設けられ、該制御弁を介して前記主蒸気系統の配管が接続されており、該制御弁により、前記主蒸気系統の蒸気の圧力が予め設定した所定圧力未満の場合、前記主蒸気系統へ流れる前記間欠蒸気の流量を制御し、また前記主蒸気系統の蒸気の圧力が前記所定圧力以上の場合、前記主蒸気系統へ流れる前記間欠蒸気の圧力を制御することを特徴とする間欠発生蒸気の系統導入設備。
【請求項２】
複数の蒸気使用装置が設けられた主蒸気系統に、蒸気発生量が変動する間欠蒸気系統から間欠蒸気を供給し、前記間欠蒸気系統から供給する前記間欠蒸気の圧力が予め設定した圧力より低下した場合、前記主蒸気系統に補充蒸気系統から補充蒸気を供給する間欠発生蒸気の系統導入方法であって、
前記主蒸気系統と前記補充蒸気系統との間には逆止弁が設けられ、前記間欠蒸気系統から供給される前記間欠蒸気の圧力が低下し、前記主蒸気系統の蒸気の圧力が前記補充蒸気の圧力より低下した場合、前記主蒸気系統の蒸気と前記補充蒸気との差圧により、前記逆止弁を介して前記補充蒸気系統から前記主蒸気系統へ前記補充蒸気を供給し、また前記間欠蒸気系統から供給される前記間欠蒸気の圧力が上昇し、前記主蒸気系統の蒸気の圧力が前記補充蒸気の圧力より高くなった場合、前記逆止弁により前記補充蒸気系統から前記主蒸気系統への前記補充蒸気の供給を停止し、
しかも、前記主蒸気系統と前記間欠蒸気系統との間には、流量制御と圧力制御との切替えを行う制御弁が設けられ、該制御弁により、前記主蒸気系統の蒸気の圧力が予め設定した所定圧力未満の場合、前記主蒸気系統へ流れる前記間欠蒸気の流量を制御し、また前記主蒸気系統の蒸気の圧力が前記所定圧力以上の場合、前記主蒸気系統へ流れる前記間欠蒸気の圧力を制御することを特徴とする間欠発生蒸気の系統導入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気発生が間欠的である間欠蒸気を主蒸気系統（主系統）に供給する間欠発生蒸気の系統導入設備及びその系統導入方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
転炉で溶銑を吹錬中に発生する転炉ガスは高温であることから、この熱を回収する方法が従来より種々提案されている。例えば、転炉炉口上部を覆うフードなどに熱回収装置を設けて熱を蒸気（間欠蒸気の一例）として回収し、この回収した蒸気（ＯＧ蒸気）を蒸気管を通して溶鋼真空処理装置や他の一般工場設備等の蒸気使用装置に供給している。しかし、転炉は間欠運転のため蒸気は間欠的に発生し、連続的に利用することが困難であるため、この蒸気を有効に活用する方法が提案されている。
例えば、特開昭６０−９５１０６号公報には、熱回収装置から得られるＯＧ蒸気と、燃料焚きボイラから得られる蒸気とを、併用送気管（主系統）へ送気する蒸気送気制御方法が開示されている。これは、転炉吹錬情報に基づいて熱回収装置の蒸発量及び蒸気アキュムレータ内の圧力変動を予測し、この予測される圧力変動を解消するため、蒸気アキュムレータから併用送気管へのＯＧ蒸気の送気を優先させ、ＯＧ蒸気及び燃料焚きボイラから得られる蒸気の併用送気管への送気量を制御し、併用送気管の圧力が過昇圧とならないようシーケンスに基づいて弁を開閉する方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した間欠発生蒸気の系統導入方法には以下の問題がある。
転炉吹錬情報の変動等により予測が外れる場合があるので、主系統に圧力変動が発生する可能性がある。ここで、主系統の圧力が過昇圧となった場合、主系統の圧力を制御できなくなり、一方、主系統の圧力が低下した場合、蒸気使用装置へ蒸気を供給できなくなり、安定した操業を行うことができない。このとき、蒸気タービンで圧力変動の吸収を自由に行える場合はよいが、燃料焚きボイラを使用する蒸気系統では圧力変動を吸収できない問題がある。
また、ＯＧ蒸気が大量供給可能な状態でも、燃料焚きボイラからの蒸気を主系統へ供給することになるので不経済である。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、主蒸気系統の圧力変動を制御し安定した操業を行うと共に、経済的に操業できる間欠発生蒸気の系統導入設備及びその系統導入方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係る間欠発生蒸気の系統導入設備は、蒸気発生量が変動する間欠蒸気発生装置を備えた間欠蒸気系統と、間欠蒸気系統からの間欠蒸気を使用する複数の蒸気使用装置が設けられた主蒸気系統と、間欠蒸気系統から供給される間欠蒸気の圧力が予め設定した圧力より低下した場合、主蒸気系統へ逆止弁を介して補充蒸気を供給する補充蒸気発生装置を備えた補充蒸気系統とを有し、しかも、間欠蒸気系統の配管には、流量制御と圧力制御との切替えを行う制御弁が設けられ、制御弁を介して主蒸気系統の配管が接続されており、制御弁により、主蒸気系統の蒸気の圧力が予め設定した所定圧力未満の場合、主蒸気系統へ流れる間欠蒸気の流量を制御し、また主蒸気系統の蒸気の圧力が所定圧力以上の場合、主蒸気系統へ流れる間欠蒸気の圧力を制御する。このように、主蒸気系統と補充蒸気系統との間に逆止弁を設けるので、主蒸気系統の蒸気の圧力に応じて補充蒸気系統からの補充蒸気の供給及び停止を自動的に行うことができる。
【０００５】
本発明に係る間欠発生蒸気の系統導入方法は、複数の蒸気使用装置が設けられた主蒸気系統に、蒸気発生量が変動する間欠蒸気系統から間欠蒸気を供給し、間欠蒸気系統から供給する間欠蒸気の圧力が予め設定した圧力より低下した場合、主蒸気系統に補充蒸気系統から補充蒸気を供給する間欠発生蒸気の系統導入方法であって、主蒸気系統と補充蒸気系統との間には逆止弁が設けられ、間欠蒸気系統から供給される間欠蒸気の圧力が低下し、主蒸気系統の蒸気の圧力が補充蒸気の圧力より低下した場合、主蒸気系統の蒸気と補充蒸気との差圧により、逆止弁を介して補充蒸気系統から主蒸気系統へ補充蒸気を供給し、また間欠蒸気系統から供給される間欠蒸気の圧力が上昇し、主蒸気系統の蒸気の圧力が補充蒸気の圧力より高くなった場合、逆止弁により補充蒸気系統から主蒸気系統への補充蒸気の供給を停止し、しかも、主蒸気系統と間欠蒸気系統との間には、流量制御と圧力制御との切替えを行う制御弁が設けられ、制御弁により、主蒸気系統の蒸気の圧力が予め設定した所定圧力未満の場合、主蒸気系統へ流れる間欠蒸気の流量を制御し、また主蒸気系統の蒸気の圧力が所定圧力以上の場合、主蒸気系統へ流れる間欠蒸気の圧力を制御する。このように、逆止弁により補充蒸気系統から主蒸気系統への補充蒸気の供給を制御するので、主蒸気系統の蒸気の圧力に応じて補充蒸気系統からの補充蒸気の供給及び停止を自動的に行うことができる。
また、制御弁により間欠蒸気系統から主蒸気系統への間欠蒸気の供給方法を変えるので、間欠蒸気系統から主蒸気系統へ供給する間欠蒸気を、主蒸気系統の蒸気の圧力が所定圧力未満の場合は流量制御によって最大供給し、過昇圧時のみ圧力を制御して供給できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係る間欠発生蒸気の系統導入設備の説明図である。
【０００７】
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る間欠発生蒸気の系統導入設備（以下、単に系統導入設備とも言う）１０は、蒸気発生量が変動するＯＧボイラ（間欠蒸気発生装置の一例）１１を備えた間欠蒸気系統１２と、間欠蒸気系統１２からの間欠蒸気を使用する複数の蒸気使用装置１３が設けられた主蒸気系統（主系統とも言う）１４と、間欠蒸気系統１２から供給される間欠蒸気の圧力が予め設定した圧力より低下した場合、主蒸気系統１４へ逆止弁１５を介して補充蒸気を供給する燃料焚きボイラ（補充蒸気発生装置の一例）１６を備えた補充蒸気系統１７とを有する設備である。なお、この系統導入設備１０の各装置は、制御用コンピュータ等の制御装置（図示しない）によって稼動される。以下、詳しく説明する。
【０００８】
間欠蒸気系統１２において、ＯＧボイラ１１は、回収した転炉ガスの潜熱及び顕熱の熱交換により高温高圧の蒸気を発生させるものであり、その発生した間欠蒸気量は単位時間当り例えば０〜４００ｔの範囲で変動し、平均８０〜９０ｔ程度である。このＯＧボイラ１１は、転炉（図示しない）の数に応じて１又は２以上設置することが可能であり、ＯＧボイラ１１には配管１８が接続されている。この配管１８の上流側には分岐点Ｘが設けられ、分岐点Ｘから分岐した支管１９には放散弁２０が備えられている。これにより、ＯＧボイラ１１が設けられた間欠蒸気系統１２の間欠蒸気の圧力が過昇圧となった場合は、放散弁２０によって間欠蒸気を排気し、間欠蒸気の圧力を調整することも可能である。
また、配管１８の分岐点Ｘの下流側には分岐点Ｙが設けられ、分岐点Ｙから分岐した支管２１の下流側端部には、ＯＧボイラ１１で発生した蒸気を貯蔵する蒸気アキュムレータ２２（例えば、容量が３００ｍ3 程度）が、１又は２以上設けられている。配管１８の分岐点Ｙの下流側には減圧弁２３が設けられ、例えば、３．７ＭＰａの蒸気を２．０ＭＰａ（この実施の形態においては１．９ＭＰａ）程度に減圧している。
【０００９】
補充蒸気系統１７において、燃料焚きボイラ１６は、連続的に高温高圧の蒸気を製造するものであり、その製造される補充蒸気量は例えば６０〜１２０ｔ／時程度である。なお、ここでは、燃料焚きボイラ１６を２台配置しているが、１台でもよく、また３台以上配置することも可能である。この燃料焚きボイラ１６には配管２４が接続され、この配管２４には分岐点Ｚが設けられている。この分岐点Ｚから分岐した支管２５の下流側端部には、蒸気タービン発電機２６が備えられ、蒸気を例えば１５〜１２０ｔ／時程度呑込み、電力を例えば３〜２４ＭＷ程度発生させる。なお、通常は燃料焚きボイラ１６で発生した補充蒸気は、蒸気タービン発電機２６に供給され、電力を発生するために使用されている。
また、配管２４中の補充蒸気は、圧力が例えば１．５ＭＰａ程度、温度が例えば３００℃程度である。
【００１０】
間欠蒸気系統１２の配管１８の下流側端部には、流量制御と圧力制御との切替えを行う制御弁２７が設けられ、この制御弁２７を介して主蒸気系統１４の配管２８に接続されている。これにより、主蒸気系統１４が間欠蒸気を使用する場合、間欠蒸気は制御弁２７を介して配管２８へと供給され、更にこの配管２８から複数の蒸気使用装置１３へと供給される。
また、補充蒸気系統１７の配管２４の下流側端部には逆止弁１５が設けられ、この逆止弁１５を介して主蒸気系統１４の配管２８に接続されている。これにより、間欠蒸気系統１２から供給される間欠蒸気の圧力が低下し、主蒸気系統１４の蒸気の圧力が補充蒸気の圧力より低下した場合、補充蒸気系統１７から主蒸気系統１４への補充蒸気の供給が可能となる。一方、間欠蒸気系統１２から主蒸気系統１４へ間欠蒸気が供給され、主蒸気系統１４の蒸気の圧力が補充蒸気の圧力より高い場合、主蒸気系統１４から補充蒸気系統１７への蒸気の流れ込みを防止できる。このように、簡単な構成で主蒸気系統１４への補充蒸気の流れ込みを制御できるので、経済的である。
【００１１】
主蒸気系統１４の配管２８中の蒸気は、所定圧力、即ち１．６ＭＰａ（例えば、２００〜３００℃）に設定され、系統導入設備１０を安定に操業させるためには、例えば１．５〜１．６ＭＰａ程度（管理値）の範囲で管理されている。
なお、前記した間欠蒸気系統１２、主蒸気系統１４、補助蒸気系統１７を流れる各蒸気の圧力は、配管１８、配管２８、配管２４にそれぞれ設けられたセンサーによって感知され、制御装置に送られ、制御されている。
従って、間欠蒸気系統１２から供給される間欠蒸気の圧力（１．９ＭＰａ）が低下し、主蒸気系統１４の蒸気の圧力（１．６ＭＰａ）が補充蒸気の圧力（１．５ＭＰａ）より低下した場合、主蒸気系統１４の蒸気と補充蒸気との差圧により、逆止弁１５を介して補充蒸気系統１７から主蒸気系統１４へ補充蒸気が供給される。このため、主蒸気系統１４の蒸気の圧力は、管理値の範囲内で安定させることができるので、操業を安定して行うことが可能である。
【００１２】
また、間欠蒸気系統１２から供給される間欠蒸気の圧力が上昇し、主蒸気系統１４の蒸気の圧力が補充蒸気の圧力（１．５ＭＰａ）より高くなった場合、逆止弁１５により補充蒸気系統１７から主蒸気系統１４への補充蒸気の供給を停止し、主蒸気系統１４から補充蒸気系統１７に蒸気の流れ込みが起きるのを防止して、間欠蒸気系統１２から主蒸気系統１４へ間欠蒸気が供給される。このため、主蒸気系統１４に間欠蒸気を最大限供給できる。
【００１３】
ここで、主蒸気系統１４の蒸気の圧力が所定圧力（１．６ＭＰａ）未満の場合、制御弁２７の制御を流量制御に切替え、間欠蒸気の供給量に速度勾配を設け、蒸気アキュムレータ２２に蓄積された間欠蒸気を最大限供給できるように、連続的に流量制御を行う。
一方、主蒸気系統１４の蒸気の圧力が所定圧力（１．６ＭＰａ）以上の場合、制御弁２７の制御を圧力制御に切替え、配管２８への間欠蒸気の導入量を制限し、主蒸気系統１４へ流れる間欠蒸気の圧力を１．６ＭＰａに制御する。
なお、制御弁２７の制御の切替えは、主蒸気系統１４の蒸気の圧力をリアルタイムに確認し、制御装置（図示しない）によって自動的に行う。これにより、作業性を良好とし、系統導入設備１０を安定に操業させることが可能となる。
【００１４】
次に、本発明の一実施の形態に係る間欠発生蒸気の系統導入方法について、前記した間欠発生蒸気の系統導入設備１０を参照しながら説明する。
通常、蒸気アキュムレータ２２内に間欠蒸気が貯蔵され、主蒸気系統１４へ供給される間欠蒸気の圧力が前記管理値の範囲内にあり、しかも間欠蒸気の圧力が補充蒸気の圧力を上回る場合は、複数の蒸気使用装置１３が設けられた主蒸気系統１４に、間欠蒸気系統１２から間欠蒸気が供給される。ここで、主蒸気系統１４の配管２８内の蒸気の圧力が予め設定した所定圧力未満の場合、制御弁２７の制御を制御装置によって流量制御とし、間欠蒸気を主蒸気系統１４に最大限供給し、配管２８内の蒸気の圧力を管理値の範囲内に維持する。一方、配管２８内の蒸気の圧力が前記所定圧力以上の場合、制御弁２７の制御を制御装置によって圧力制御とし、配管２８内の蒸気の圧力を所定圧力に維持できるように調節する。このとき、配管２８内の蒸気の圧力は、補充蒸気の圧力より高いため、逆止弁１５により、主蒸気系統１４から補充蒸気系統１７への蒸気の流入は防止される。
【００１５】
一方、蒸気アキュムレータ２２内の間欠蒸気量も少なくなり、主蒸気系統１４へ供給される間欠蒸気の圧力が低下し、配管２８内の蒸気の圧力が管理値の下限値を下回る場合、即ち間欠蒸気の圧力が補充蒸気の圧力を下回る場合は、逆止弁１５により補充蒸気系統１７から主蒸気系統１４へ補充蒸気が供給され、配管２８内の蒸気の圧力が管理値範囲内を維持する。
ここで再度、転炉の吹錬が開始され、蒸気アキュムレータ２２内に間欠蒸気が貯蔵されて、間欠蒸気の圧力が補充蒸気の圧力を上回る場合は、複数の蒸気使用装置１３が設けられた主蒸気系統１４に、間欠蒸気系統１２から間欠蒸気が供給される。
これにより、主蒸気系統１４の配管２８内の蒸気の圧力は、間欠蒸気の供給の有無に影響されることなく、管理値の範囲内で制御することができる。
【００１６】
以上、本発明を、一実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の間欠発生蒸気の系統導入設備及びその系統導入方法を構成する場合にも本発明は適用される。
また、前記実施の形態においては、補充蒸気発生装置として燃料焚きボイラを使用した場合について説明した。しかし、他の補充蒸気発生装置、例えばコークスの冷却時に発生する熱を利用するコークス乾式消火装置（ＣＤＱ：Ｃｏｋｅ  Ｄｒｙ  Ｑｕｅｎｃｈｅｒ）を備えることも可能である。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１記載の間欠発生蒸気の系統導入設備においては、主蒸気系統と補充蒸気系統との間に逆止弁を設けるので、主蒸気系統の蒸気の圧力に応じて補充蒸気系統からの補充蒸気の供給及び停止を自動的に行うことができる。従って、間欠蒸気系統から主蒸気系統への間欠蒸気の供給量に影響されることなく、主蒸気系統の蒸気の圧力を安定操業可能なレベルに制御できるので、設備を安定に操業でき作業性が良好となる。また、間欠蒸気が間欠蒸気系統から主蒸気系統へ大量供給可能な場合は、間欠蒸気のみを主蒸気系統へ供給できるので、例えば間欠蒸気を大気へ放散することなく使用でき経済的である。
【００１８】
請求項２記載の間欠発生蒸気の系統導入方法においては、逆止弁により補充蒸気系統から主蒸気系統への補充蒸気の供給を制御するので、主蒸気系統の蒸気の圧力に応じて補充蒸気系統からの補充蒸気の供給及び停止を自動的に行うことができる。従って、間欠蒸気系統から主蒸気系統への間欠蒸気の供給量に影響されることなく、主蒸気系統の蒸気の圧力を安定操業可能なレベルに制御できるので、設備を安定に操業でき作業性が良好となる。また、間欠蒸気が間欠蒸気系統から主蒸気系統へ大量供給可能な場合は、間欠蒸気のみを主蒸気系統へ供給できるので、例えば間欠蒸気を大気へ放散することなく使用でき経済的である。
また、主蒸気系統と間欠蒸気系統との間に、流量制御と圧力制御との切替えを行う制御弁を設けるので、間欠蒸気系統から主蒸気系統へ供給する間欠蒸気を、主蒸気系統の蒸気の圧力が所定圧力未満の場合は流量制御によって最大供給し、過昇圧時のみ圧力を制御して供給できる。従って、間欠蒸気を大量供給可能な場合には、補充蒸気系統から主蒸気系統への補充蒸気の供給を行うことなく、主蒸気系統へ間欠蒸気を供給できるので、補充蒸気系統を使用する必要がなく経済的である。また、主蒸気系統の蒸気の圧力が過昇圧の場合には、主蒸気系統へ供給する間欠蒸気の圧力を制御して供給するので、更に設備を安定に操業でき作業性が良好となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る間欠発生蒸気の系統導入設備の説明図である。
【符号の説明】
１０：間欠発生蒸気の系統導入設備、１１：ＯＧボイラ（間欠蒸気発生装置）、１２：間欠蒸気系統、１３：蒸気使用装置、１４：主蒸気系統、１５：逆止弁、１６：燃料焚きボイラ（補充蒸気発生装置）、１７：補充蒸気系統、１８：配管、１９：支管、２０：放散弁、２１：支管、２２：蒸気アキュムレータ、２３：減圧弁、２４：配管、２５：支管、２６：蒸気タービン発電機、２７：制御弁、２８：配管
【図１】
0004091795.tif 000002