JPH03265685A - コークス炉の窯毎炉温制御方法 - Google Patents
コークス炉の窯毎炉温制御方法Info
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- JPH03265685A JPH03265685A JP6375490A JP6375490A JPH03265685A JP H03265685 A JPH03265685 A JP H03265685A JP 6375490 A JP6375490 A JP 6375490A JP 6375490 A JP6375490 A JP 6375490A JP H03265685 A JPH03265685 A JP H03265685A
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- furnace temperature
- temperature
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明はコークス炉の窯毎炉温制御方法に関し、とくに
炉への石炭装入から押したしまでの、乾留過程の各時期
毎に予め定めた炭化室の炉温パターンに従って供給熱量
（燃料ガス）を変更するプログラム加熱操業における窯
毎炉温制御方法に関する。
炉への石炭装入から押したしまでの、乾留過程の各時期
毎に予め定めた炭化室の炉温パターンに従って供給熱量
（燃料ガス）を変更するプログラム加熱操業における窯
毎炉温制御方法に関する。
［従来の技術〕
コークス炉においてその乾留過程の各時期毎の炭化室の
設定炉温パターンを火落時間、出窯温度および装入炭量
やその水分などの装入線入に基づいて決定し、それを目
標値として供給熱量を制御するプログラム加熱法が提案
されている。
設定炉温パターンを火落時間、出窯温度および装入炭量
やその水分などの装入線入に基づいて決定し、それを目
標値として供給熱量を制御するプログラム加熱法が提案
されている。
特開昭５９−２０３７９号公報に記載の「コークス炉の
加熱制御力７去」および特開昭６１−４７７９１号公報
に記載の「コークス炉の火落時間および出窯温度制御方
法」は前記プログラム加熱法の１つとして本出願人が先
に提案した方法である。
加熱制御力７去」および特開昭６１−４７７９１号公報
に記載の「コークス炉の火落時間および出窯温度制御方
法」は前記プログラム加熱法の１つとして本出願人が先
に提案した方法である。
しかしこのプログラム加熱法においても従来一般法であ
るコークス炉の炉団平均炉温制御法の場合と同様に、燃
焼室の炉温は両側炭化室の乾留状態（石炭装入時刻から
の経過時間）あるいは燃料ガスの燃焼・引き落しの差な
どによって変化するうえ、燃料ガス流量と燃焼室の炉温
との間には大きな応答遅れがあり、外乱抑制能力の高い
サーボ系を実現する具体的な手法は未だ確立されるに至
っていない。
るコークス炉の炉団平均炉温制御法の場合と同様に、燃
焼室の炉温は両側炭化室の乾留状態（石炭装入時刻から
の経過時間）あるいは燃料ガスの燃焼・引き落しの差な
どによって変化するうえ、燃料ガス流量と燃焼室の炉温
との間には大きな応答遅れがあり、外乱抑制能力の高い
サーボ系を実現する具体的な手法は未だ確立されるに至
っていない。
［発明が解決しようとする課題］
本発明は上記プログラム加熱を行うに当たり、次回制御
周期での設定炉度を予見し、予め定められた数式モデル
によって得られた炉温プロセスの状態量の予測値をフィ
ートッテツクして、燃料ガス加減コックの設定値を制御
することにより、燃料ガス流量の変動を最小に抑えて、
制御炉温のハンチングを防止し、設定炉温パターンの経
時変化に対する制御炉温の応答遅れ時間を最小にして、
制御炉温を設定炉温に保つような方法を提供しようとす
るものである。
周期での設定炉度を予見し、予め定められた数式モデル
によって得られた炉温プロセスの状態量の予測値をフィ
ートッテツクして、燃料ガス加減コックの設定値を制御
することにより、燃料ガス流量の変動を最小に抑えて、
制御炉温のハンチングを防止し、設定炉温パターンの経
時変化に対する制御炉温の応答遅れ時間を最小にして、
制御炉温を設定炉温に保つような方法を提供しようとす
るものである。
［ｉ！題を解決するための手段及び作用］即ち本発明は
コークス炉の操業条件および装入線入にもとづいて乾留
過程における炭化室の設定炉温パターンを予め定めて操
業するコークス炉操業において、燃料ガス切り替え毎に
前回窯毎供給熱量の推定および制御炉温の先見的予測誤
差を求め、今回乾留サイクルの記憶域に記録し、次に次
回制御段での制御炉温を記憶域にある前回乾留サイクル
での現制御段に対応した供給熱量と次回制御段での先見
的予測誤差と、今回の制御炉温より予測を行い、また前
記設定炉温パターンより次回制御段での設定炉温を予見
し、次に目標炉温値を決定し、前記次回制御段での制御
炉温の予測値との差で供給熱量の修正量を求めると共に
、前回乾留サイクルの現地点の窯毎供給熱量より、今回
窯毎供給熱量を求め、請求められた今回窯毎供給熱量よ
り加減コック単位の設定ガス流量をもとめ、燃料ガス切
り替え毎に、燃料ガス流量よりコック開度を推定させ加
減コック開度の設定を行い、燃料ガス流量制御系の設定
値を制御することにより、設定炉温パターンの経時変化
に対する制御炉温の応答遅れ時間を最小にして、制御炉
温を設定炉温に保ち、また目標炉温値と制御炉温値の差
を制御偏差としてその偏差値が一定量上のときは、オペ
レータに警報出力を行い異常である事を知らせる、こと
を特徴とするコークス炉の窯毎炉温制御方法である。
コークス炉の操業条件および装入線入にもとづいて乾留
過程における炭化室の設定炉温パターンを予め定めて操
業するコークス炉操業において、燃料ガス切り替え毎に
前回窯毎供給熱量の推定および制御炉温の先見的予測誤
差を求め、今回乾留サイクルの記憶域に記録し、次に次
回制御段での制御炉温を記憶域にある前回乾留サイクル
での現制御段に対応した供給熱量と次回制御段での先見
的予測誤差と、今回の制御炉温より予測を行い、また前
記設定炉温パターンより次回制御段での設定炉温を予見
し、次に目標炉温値を決定し、前記次回制御段での制御
炉温の予測値との差で供給熱量の修正量を求めると共に
、前回乾留サイクルの現地点の窯毎供給熱量より、今回
窯毎供給熱量を求め、請求められた今回窯毎供給熱量よ
り加減コック単位の設定ガス流量をもとめ、燃料ガス切
り替え毎に、燃料ガス流量よりコック開度を推定させ加
減コック開度の設定を行い、燃料ガス流量制御系の設定
値を制御することにより、設定炉温パターンの経時変化
に対する制御炉温の応答遅れ時間を最小にして、制御炉
温を設定炉温に保ち、また目標炉温値と制御炉温値の差
を制御偏差としてその偏差値が一定量上のときは、オペ
レータに警報出力を行い異常である事を知らせる、こと
を特徴とするコークス炉の窯毎炉温制御方法である。
上記窯毎炉温制御を行うに当たり、燃焼室の雰囲気温度
の過去−燃焼サイクル時間の移動平均値を求めておき、
蓄熱室の切り替えによる影響をさらに最小とするために
、時間的、空間的な平滑を行い、燃料ガス流量の変動を
最小に抑えて、制御炉温のハンチングを防止し、制御炉
温を設定炉温に保つことを特徴とするコークス炉の窯毎
炉温制御方法である。
の過去−燃焼サイクル時間の移動平均値を求めておき、
蓄熱室の切り替えによる影響をさらに最小とするために
、時間的、空間的な平滑を行い、燃料ガス流量の変動を
最小に抑えて、制御炉温のハンチングを防止し、制御炉
温を設定炉温に保つことを特徴とするコークス炉の窯毎
炉温制御方法である。
以下本発明の詳細な説明する。第１図は本発明に従った
コークス炉の窯毎炉温制御系の制御構成の１例を示す図
である。
コークス炉の窯毎炉温制御系の制御構成の１例を示す図
である。
火落時間、出窯温度および装入炭量やその水分などの装
入緒元に基づいて乾留過程の各時間毎の炭化室の設定炉
温パターンを決定し、それを目標値として本発明に従っ
た窯毎炉温制御法により、燃料ガス流量のｆ！ＩＪｆａ
ｌを行う。
入緒元に基づいて乾留過程の各時間毎の炭化室の設定炉
温パターンを決定し、それを目標値として本発明に従っ
た窯毎炉温制御法により、燃料ガス流量のｆ！ＩＪｆａ
ｌを行う。
この設定炉温の定め方は、前記した特開昭５９−２０３
７９号、特開昭６１−４７７９１号公報記載の方法を用
いることができる。
７９号、特開昭６１−４７７９１号公報記載の方法を用
いることができる。
第２図はコークス炉を簡略化した図であり、説明のため
に炭化室Ａ、燃焼室Ｂ、蓄熱室Ｃ１加減コックＤに番号
を付けた。
に炭化室Ａ、燃焼室Ｂ、蓄熱室Ｃ１加減コックＤに番号
を付けた。
まず前回切り替えサイクル間の、有効加減コック（燃焼
ガスの偶数引・奇数引による）を抽出し、加減コック毎
に設置されている開度検出器の開度φより流量比Ｐを次
式で算出Ｐ （ｉ）−ａ φ’ （ｉ）＋ｂφ３（
ｉ）＋ｃφ ”（ｉ）＋ｄφ （ｉ）◆ｅ（１） ここで ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ ：モデル定数次に加減コ
ック開度最犬に対する流量Ｆを次式で算出し Ｆ ＝ Ｘ Ｆ （２）
ここで Ｆ：炉団平均流量 個々の加減コック開度に相当する燃料ガス流量Ｖを次式
で算出し Ｖ （］） ＝ Ｐ （ｉ） ｘ Ｆ
（３）燃料ガスが奇数引の場合、有効加減コック（
偶数番加減コック）１１位に供給された熱量ｑを次式に
て算出 ｑ （ｉ） ＝ ｑ ｃａｔ ｘ Ｖ （ｉ）
（４）ここで ｑｃａｌ：燃料ガス熱量 ｉ ： ０１，２，４．・・・ 偶数番窯に対しての熱量ＱＭを次式にて算出ＱＭ （ｉ
） −ｑ （ｉ） （ｓ）ここ
で ｉ ： ２，４，６．・・・ 奇数番窯に対しての熱量ＱＭを次式にて算出Ｑ Ｍ （
ｉ） ＝ ０．５ｘ （ｑ （ｉ−１） ＋ｑ （ｉｌ
ｌ）） （６）ここで ｉ ： ３，５，７．・・・ 端窯に対しての熱量ＱＭを次式にて算出Ｑ Ｍ （１）
＝ Ｑ （０１） ＋０．５・ｑ （２）
（７）Ｑ Ｍ （ｎ） ＝ Ｑ （Ｏｎ） ＋
０．５・ｑ （ｎ−１） （８）次に燃焼ガス
が偶数引の場合は、有効加減コック（奇数番加減コック
）単位に供給された熱量ｑを次式にて算出し ｑ （ｉ） ＝ｑｃａｌ ｘＶ（ｉ）
（９）ここで ｉ ： １，３，５．・・・ 奇数番窯に対しての熱量ＱＭを次式にて算出しＱ Ｍ
（ｆ） ＝ ｑ （ｉ） （１
０）ここで ｉ ： １，３，５．−・・ 偶数番窯に対しての熱量ＱＭを次式にて算出しＱ Ｍ
（ｉ） ＝ ０．５ｘ （ｑ （ｉ−１）＋ｑ （ｉｌ
ｌ）） （１１）ここで ｉ ： ２，４，６．・
・・ 今回乾留サイクルの炉温制御の総段数ＫＣＮＴを次式で
算出し Ｋ ＣＮ Ｔ ＝ ２ ｘ Ｇ ＣＴ ｒ
（１２）ここで ＧＣＴｒ ：目標乾留時間 窯毎炉温制御立ち上げ後の制御回数ＮＴＦＣの更新を行
い次式が成立する場合にはＮＴＦＣ（ｉ）＝ＫＣＮＴと
する。
ガスの偶数引・奇数引による）を抽出し、加減コック毎
に設置されている開度検出器の開度φより流量比Ｐを次
式で算出Ｐ （ｉ）−ａ φ’ （ｉ）＋ｂφ３（
ｉ）＋ｃφ ”（ｉ）＋ｄφ （ｉ）◆ｅ（１） ここで ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ ：モデル定数次に加減コ
ック開度最犬に対する流量Ｆを次式で算出し Ｆ ＝ Ｘ Ｆ （２）
ここで Ｆ：炉団平均流量 個々の加減コック開度に相当する燃料ガス流量Ｖを次式
で算出し Ｖ （］） ＝ Ｐ （ｉ） ｘ Ｆ
（３）燃料ガスが奇数引の場合、有効加減コック（
偶数番加減コック）１１位に供給された熱量ｑを次式に
て算出 ｑ （ｉ） ＝ ｑ ｃａｔ ｘ Ｖ （ｉ）
（４）ここで ｑｃａｌ：燃料ガス熱量 ｉ ： ０１，２，４．・・・ 偶数番窯に対しての熱量ＱＭを次式にて算出ＱＭ （ｉ
） −ｑ （ｉ） （ｓ）ここ
で ｉ ： ２，４，６．・・・ 奇数番窯に対しての熱量ＱＭを次式にて算出Ｑ Ｍ （
ｉ） ＝ ０．５ｘ （ｑ （ｉ−１） ＋ｑ （ｉｌ
ｌ）） （６）ここで ｉ ： ３，５，７．・・・ 端窯に対しての熱量ＱＭを次式にて算出Ｑ Ｍ （１）
＝ Ｑ （０１） ＋０．５・ｑ （２）
（７）Ｑ Ｍ （ｎ） ＝ Ｑ （Ｏｎ） ＋
０．５・ｑ （ｎ−１） （８）次に燃焼ガス
が偶数引の場合は、有効加減コック（奇数番加減コック
）単位に供給された熱量ｑを次式にて算出し ｑ （ｉ） ＝ｑｃａｌ ｘＶ（ｉ）
（９）ここで ｉ ： １，３，５．・・・ 奇数番窯に対しての熱量ＱＭを次式にて算出しＱ Ｍ
（ｆ） ＝ ｑ （ｉ） （１
０）ここで ｉ ： １，３，５．−・・ 偶数番窯に対しての熱量ＱＭを次式にて算出しＱ Ｍ
（ｉ） ＝ ０．５ｘ （ｑ （ｉ−１）＋ｑ （ｉｌ
ｌ）） （１１）ここで ｉ ： ２，４，６．・
・・ 今回乾留サイクルの炉温制御の総段数ＫＣＮＴを次式で
算出し Ｋ ＣＮ Ｔ ＝ ２ ｘ Ｇ ＣＴ ｒ
（１２）ここで ＧＣＴｒ ：目標乾留時間 窯毎炉温制御立ち上げ後の制御回数ＮＴＦＣの更新を行
い次式が成立する場合にはＮＴＦＣ（ｉ）＝ＫＣＮＴと
する。
ＮＴＦＣ（ｉ）＞ＫＣＮＴ （１３）
前回乾留サイクルでの次回制御段の段数ＫＮを次式にて
設定し ＫＮ（Ｋ）＝ＫＣＮＴ （１４）こ
こで １乾留サイクルの制御回数に達していない時はＫ
Ｎ（Ｋ）−１ 次に全窯の記憶域である供給熱量テーブルＱと、制御炉
温の先見的予測誤差テーブルθＣ３ｅｒｒを、炉温制御
の総段数ＫＣＮＴ分更新し、前記窯毎供給熱量ＱＭを、
記憶域供給熱量テーブルＱへ設定する。
前回乾留サイクルでの次回制御段の段数ＫＮを次式にて
設定し ＫＮ（Ｋ）＝ＫＣＮＴ （１４）こ
こで １乾留サイクルの制御回数に達していない時はＫ
Ｎ（Ｋ）−１ 次に全窯の記憶域である供給熱量テーブルＱと、制御炉
温の先見的予測誤差テーブルθＣ３ｅｒｒを、炉温制御
の総段数ＫＣＮＴ分更新し、前記窯毎供給熱量ＱＭを、
記憶域供給熱量テーブルＱへ設定する。
次に前回の制御炉温の先見的予測値とを前回の供給熱量
を用いて制御炉温の先見的予測値θｃ０を次式にて算出
し θｃ’（ｉ、ｋ） θｃ０（ｉ、に−１）＋ｂ（１
） Ｘ （ＱＭ（ｉ）−Ｑｏ）（１５） ここでｂ（１）：モデル定数 ＱＯ：基準供給熱量 ｋ ＝今回制御段 に−１：前回制御段 先見的予測誤差θＣ，ｅｒｒを制御炉温θＣを用いて次
式にて算出し θｃ、ｅｒｒ（ｉ、ｋ） ＝θｃ （ｉ 、 ｋ）−θ
ｃ’（ｉ、ｋ） （１６）前記更新した、記憶域で
ある制御炉温の先見的予測誤差テーブルθｃ 、 ｅｒ
ｒへ設定する。
を用いて制御炉温の先見的予測値θｃ０を次式にて算出
し θｃ’（ｉ、ｋ） θｃ０（ｉ、に−１）＋ｂ（１
） Ｘ （ＱＭ（ｉ）−Ｑｏ）（１５） ここでｂ（１）：モデル定数 ＱＯ：基準供給熱量 ｋ ＝今回制御段 に−１：前回制御段 先見的予測誤差θＣ，ｅｒｒを制御炉温θＣを用いて次
式にて算出し θｃ、ｅｒｒ（ｉ、ｋ） ＝θｃ （ｉ 、 ｋ）−θ
ｃ’（ｉ、ｋ） （１６）前記更新した、記憶域で
ある制御炉温の先見的予測誤差テーブルθｃ 、 ｅｒ
ｒへ設定する。
ここで上記制御炉温であるθＣの求め方について、さら
にくわしく記述する。
にくわしく記述する。
まず燃焼室ヘアピン部上部に窓部設置したＰＲ熱電対に
よって検出された燃焼室の雰囲気温度（炉温）の過去−
燃焼サイクル時間の移動平均値を求めておき、蓄熱室の
切り替えによる影響をさらに最小とするために、時間的
・空間的平滑法を用いる。
よって検出された燃焼室の雰囲気温度（炉温）の過去−
燃焼サイクル時間の移動平均値を求めておき、蓄熱室の
切り替えによる影響をさらに最小とするために、時間的
・空間的平滑法を用いる。
中間窓の制御炉温および端窯の制御炉温を次式にて算出
する。
する。
θｃ（ｉ）＝ ０．３７５・ （θ （ｉ）十〇 （ｉ
＋１））＋ ０．１２５・ （θ （ｉ−１）十〇 （
ｉ＋２）） （１７）θｃ（１）＝ ０．３
７５・θ （１）＋０．５・θ （２）＋０．１２５・
θ （３）（１８） θｃ（ｎ）＝ ０．１２５・θ（ｎ−１）＋０．５・θ
（ｎ）＋ ０．３７５・θ （Ｏｎ）
（１９）ここでθ：燃焼室の雰囲気温
度の過去−燃焼サイクル時間の移動平均 各窓部の設定炉温の定め方は、前記した特開昭５９−２
０３７９号、特開昭６１−４７７９１号公報記載の方法
により算出でき、この方法を用いて次回制御周期での設
定炉温θを予見し、目標炉温Ｙｒの決定を行う。
＋１））＋ ０．１２５・ （θ （ｉ−１）十〇 （
ｉ＋２）） （１７）θｃ（１）＝ ０．３
７５・θ （１）＋０．５・θ （２）＋０．１２５・
θ （３）（１８） θｃ（ｎ）＝ ０．１２５・θ（ｎ−１）＋０．５・θ
（ｎ）＋ ０．３７５・θ （Ｏｎ）
（１９）ここでθ：燃焼室の雰囲気温
度の過去−燃焼サイクル時間の移動平均 各窓部の設定炉温の定め方は、前記した特開昭５９−２
０３７９号、特開昭６１−４７７９１号公報記載の方法
により算出でき、この方法を用いて次回制御周期での設
定炉温θを予見し、目標炉温Ｙｒの決定を行う。
端窯の目標炉温Ｙｒを次式にて算出し
Ｙ ｒ（ｉ、に＋１） ＝ ０．７５ ・θ（ｉ、に＋
１）＋ ０．２５・θ（ｉ＋１．に＋１）
（２０）ここで ｉ：ｌ Ｙ ｒ（ｉ、に＋１）＝ ０．２５ −θ（ｉ−１，に
＋１）十０．７５・θ（ｉ、に＋１） （
２１）ここで ｉｎｎ 中間窓の目標炉温Ｙｒは次式にて算出する。
１）＋ ０．２５・θ（ｉ＋１．に＋１）
（２０）ここで ｉ：ｌ Ｙ ｒ（ｉ、に＋１）＝ ０．２５ −θ（ｉ−１，に
＋１）十０．７５・θ（ｉ、に＋１） （
２１）ここで ｉｎｎ 中間窓の目標炉温Ｙｒは次式にて算出する。
Ｙ ｒ（ｉ、ｋｌ）＝ ０．５・θ （ｉ、に＋１）＋
Ｏ，ＺＳ・（θ （ｉ−１，に＋１）十〇 （ｉ＋１．
に＋１））（２２） ここで ｉ ： ２，３，４．・・・ 次に次回制御段での制御炉温の予測値Ｙを次式にて算出
し θｃ’（ｉ、ｋ） Ｗ Ｐ ｔｆ・（θｃ （ｉ 、
ｋ） −Ｙ、） ＋ Ｙ。
Ｏ，ＺＳ・（θ （ｉ−１，に＋１）十〇 （ｉ＋１．
に＋１））（２２） ここで ｉ ： ２，３，４．・・・ 次に次回制御段での制御炉温の予測値Ｙを次式にて算出
し θｃ’（ｉ、ｋ） Ｗ Ｐ ｔｆ・（θｃ （ｉ 、
ｋ） −Ｙ、） ＋ Ｙ。
ここでＰｔｆ：モデル定数
ｂ＝モデル定数
Ｍ＝モデル定数
Ｙｏ：制御炉温基準値
＋ｂ（１）・（Ｑ （ｉ、ＫＮ（Ｋ）） −Ｑ ｏ
） （２４）次に次回制御段での制御炉温の予測値
が、前記決定した目標炉温値となるよう今回の修正熱量
ΔＵを次式にて算出し く２５） ここで Ｇｏｐｔ ：オペレータゲイン但しθｃ（ｉ、
ｋ）＞ ｅＨＨでΔｔｌ（ｉ）＞０．０のときΔＬｌ（
ｉ）−０，０ θｃ（ｉ、ｋ）＜ ｅＬＬでΔＬｌ（ｉ）＜０．０のと
きΔＵ （ｉ）−０，０ ここで ＨＨ，６１ＬＬ：炉温上下限値として炉体の保
護を行っている。
） （２４）次に次回制御段での制御炉温の予測値
が、前記決定した目標炉温値となるよう今回の修正熱量
ΔＵを次式にて算出し く２５） ここで Ｇｏｐｔ ：オペレータゲイン但しθｃ（ｉ、
ｋ）＞ ｅＨＨでΔｔｌ（ｉ）＞０．０のときΔＬｌ（
ｉ）−０，０ θｃ（ｉ、ｋ）＜ ｅＬＬでΔＬｌ（ｉ）＜０．０のと
きΔＵ （ｉ）−０，０ ここで ＨＨ，６１ＬＬ：炉温上下限値として炉体の保
護を行っている。
次に記憶域にある前回乾留サイクルでの現制御段に対応
した供給熱量Ｑと上記修正熱量ΔＵより窓部供給熱量Ｑ
Ｋを次式にて算出しＱ Ｋ （ｉ） ＝ Ｑ （ｉ、Ｋ
Ｎ（Ｋ））＋ΔＵ （ｉ） （２６）次に加減コ
ック単位の設定流量を求める。窓部供給熱量ＱＫと燃料
ガス熱量より窓部ガス流量ＦＳを次式にて算出 但しＶ ＭＡＸ ＜ Ｆ ５（ｉ）ノ時 Ｆ ５（ｉ）
＝ Ｖ ＭＡＸＶ ＭＩＮ ＞ Ｆ ５（ｉ）（０時
ＦＳ（ｉ）＝ＶＭＩＮここで ＶＭＡＸ、ＶＭＩＮ
：加減コックに流れるガス流量の上下限値 次に燃料ガスが奇数引の場合有効加減コック（偶数番加
減コック）単位に供給する流量Ｖ ｓｅｔを算出する。
した供給熱量Ｑと上記修正熱量ΔＵより窓部供給熱量Ｑ
Ｋを次式にて算出しＱ Ｋ （ｉ） ＝ Ｑ （ｉ、Ｋ
Ｎ（Ｋ））＋ΔＵ （ｉ） （２６）次に加減コ
ック単位の設定流量を求める。窓部供給熱量ＱＫと燃料
ガス熱量より窓部ガス流量ＦＳを次式にて算出 但しＶ ＭＡＸ ＜ Ｆ ５（ｉ）ノ時 Ｆ ５（ｉ）
＝ Ｖ ＭＡＸＶ ＭＩＮ ＞ Ｆ ５（ｉ）（０時
ＦＳ（ｉ）＝ＶＭＩＮここで ＶＭＡＸ、ＶＭＩＮ
：加減コックに流れるガス流量の上下限値 次に燃料ガスが奇数引の場合有効加減コック（偶数番加
減コック）単位に供給する流量Ｖ ｓｅｔを算出する。
中間加減コックに対しての流量を次式にて算出し
Ｖ ｓｅｔ （ｉ） ＝ Ｆ ｓ （ｉ）
（２８）ここで ｉ ： ２，４，６．・・
・ 端加減コックに対しての流量を次式にて算出する。
（２８）ここで ｉ ： ２，４，６．・・
・ 端加減コックに対しての流量を次式にて算出する。
Ｖｓｅｔ（ｉ）＝０．５・Ｆｓ（ｉ）
（２９）ここで ｉ ： ０１．ＯＮ 次に燃料ガスが偶数引の場合有効加減コック（奇数番加
減コック）ＪＩＬ位に供給する流量Ｖ ｓｅｔを算出す
る。
（２９）ここで ｉ ： ０１．ＯＮ 次に燃料ガスが偶数引の場合有効加減コック（奇数番加
減コック）ＪＩＬ位に供給する流量Ｖ ｓｅｔを算出す
る。
中間加減コックに対しての流量を次式にて算出する。
Ｖ ｓｅｔ （ｉ） ＝ Ｆ ｓ （ｉ）
（３０）ここで ｉ ： １，３，５．・・
・ 次に燃料モードより今回切り替えサイクル間の有効加減
コックを抽出し、加減コックに供給する燃料流量より加
減コックに設定する開度を算出する。
（３０）ここで ｉ ： １，３，５．・・
・ 次に燃料モードより今回切り替えサイクル間の有効加減
コックを抽出し、加減コックに供給する燃料流量より加
減コックに設定する開度を算出する。
まず流量比Ｐを次式にて算出し
Ｐ （ｉ）＝ −Ｖｓｅｔ（ｉ）
（３１）Ｆ （ｋ−１） 次に設定開度φを次式にて算出し求める。
（３１）Ｆ （ｋ−１） 次に設定開度φを次式にて算出し求める。
φ（１）冨αＦ’（１）十βＰ”（１）十γＰ２（ｉ）
＋δＰ （ｉ）＋ε （３２）ここで α、β、γ
、δ、ε：モデル定数以上によって求められた設定開度
φを用いて、加減コック開度を設定する。また目標炉温
値と制御炉温値の差を制御偏差として次式で算出し θｃ、ｅｒｒ（ｉ、ｋ） ＝ ａ ｅｒｒ−θｃ 、
ｅｒｒ （１、ｋ−１）＋ ａ ｑｅｒｒ−（Ｙｒ （
ｉ 、ｋ）−θｃ（ｉ、ｋ））（３３） ここで αｅｒｒ ：モデル定数 αｑｅｒｒ ：モデル定数 次に以下の条件でオペレータに警報を出力する。
＋δＰ （ｉ）＋ε （３２）ここで α、β、γ
、δ、ε：モデル定数以上によって求められた設定開度
φを用いて、加減コック開度を設定する。また目標炉温
値と制御炉温値の差を制御偏差として次式で算出し θｃ、ｅｒｒ（ｉ、ｋ） ＝ ａ ｅｒｒ−θｃ 、
ｅｒｒ （１、ｋ−１）＋ ａ ｑｅｒｒ−（Ｙｒ （
ｉ 、ｋ）−θｃ（ｉ、ｋ））（３３） ここで αｅｒｒ ：モデル定数 αｑｅｒｒ ：モデル定数 次に以下の条件でオペレータに警報を出力する。
θｃ、ｅｒｒ（ｉ、ｋ）ｌ ＞θｃ 、 ｅｒｒ 、
ＨＨ（３４）ここで θｃ、ｅｒｒ、ＨＨ：制御偏差制
限値今までに述べたモデル定数は乾留過程終了時点にお
いて炉操業実績より、例えば回帰分析法などを応用して
予め求めておく。
ＨＨ（３４）ここで θｃ、ｅｒｒ、ＨＨ：制御偏差制
限値今までに述べたモデル定数は乾留過程終了時点にお
いて炉操業実績より、例えば回帰分析法などを応用して
予め求めておく。
以上の計算を燃料ガス切り替え毎に行い、燃料ガス流量
調節の加減コックを設定し、燃料ガス流量制御系の設定
値を制御することにより、設定炉温パターンの経時変化
に対する制御炉温の応答遅れ時間を最小にして、制御炉
温を設定炉温に保つことを特徴をするコークス炉の窓部
炉温制御方法である。
調節の加減コックを設定し、燃料ガス流量制御系の設定
値を制御することにより、設定炉温パターンの経時変化
に対する制御炉温の応答遅れ時間を最小にして、制御炉
温を設定炉温に保つことを特徴をするコークス炉の窓部
炉温制御方法である。
第３図は、以上述べた窓部炉温制御方法の手順を図式化
したものである。
したものである。
まず加減コック毎に設置されている開度検出器よりの前
回設定された開度を読み込み開度φより有効加減コック
に供給された熱量ｑを算出する。
回設定された開度を読み込み開度φより有効加減コック
に供給された熱量ｑを算出する。
次にこの熱量ｑを窓部の供給熱量ＱＭに変換し記憶域で
ある供給熱量デープルＱへ記憶する。
ある供給熱量デープルＱへ記憶する。
次に検出炉温より制御炉温θＣを算出し制御炉温の先見
的予測誤差θｃ 、 ｅｒｒを求め、制御炉温の先見的
予測誤差テーブルに記憶する。
的予測誤差θｃ 、 ｅｒｒを求め、制御炉温の先見的
予測誤差テーブルに記憶する。
次に予め設定した設定炉温パターンθより設定炉温を予
見し、目標炉温値Ｙｒを算出する。
見し、目標炉温値Ｙｒを算出する。
次に制御炉温の予測値Ｙを算出し、修正熱量ΔＵを求め
上下限リミッタによる修正量の制限を行う。
上下限リミッタによる修正量の制限を行う。
次に窓部供給熱量ＱＫを算出し窓部ガスＦｓに変換し上
下限リミッタによる流量制限を行う。
下限リミッタによる流量制限を行う。
次に有効加減コック毎の燃料流量Ｖ ｓｅｔを求め加減
コック開度φを算出設定し燃料ガス流量を制御し、また
目標炉温値と制御炉温値の差を制御偏差として求め制限
値以上になればオペレータ警報を出力してコークス炉の
窓部炉温制御を行うものである。
コック開度φを算出設定し燃料ガス流量を制御し、また
目標炉温値と制御炉温値の差を制御偏差として求め制限
値以上になればオペレータ警報を出力してコークス炉の
窓部炉温制御を行うものである。
［発明の効果］
以上のごとき本発明に従って行った操業結果の１例を第
４図（ａ）および（ｂ）に示す。
４図（ａ）および（ｂ）に示す。
第４図（ａ）は制御炉温の先見的予測誤差の１サイクル
分の前回値および今回値を示すものである。
分の前回値および今回値を示すものである。
石炭の装入から押出しまでの各時刻において、前回と今
回の制御炉温の先見的予測誤差の差は、±３℃で非常に
安定していて、コークス炉のようにほぼ同じ操業が繰り
返される系において、この方式は優れていることがわか
る。
回の制御炉温の先見的予測誤差の差は、±３℃で非常に
安定していて、コークス炉のようにほぼ同じ操業が繰り
返される系において、この方式は優れていることがわか
る。
第４図（ｂ）は、プログラム加熱において窯の設定炉温
パターンを目標値として制御を行った結果を示す図であ
る。
パターンを目標値として制御を行った結果を示す図であ
る。
設定炉温パターンの経時変化に対する制御炉温の応答遅
れは、極めて小さく、かつ制御炉温は設定炉温に保たれ
て安定しており、消費熱量を約１０％低減することがで
きた。
れは、極めて小さく、かつ制御炉温は設定炉温に保たれ
て安定しており、消費熱量を約１０％低減することがで
きた。
以上述べたように本発明に従った窓部炉温制御を実施す
ることにより、第４図（ｂ） に示したような極めて安
定度の高いコークス炉操業が得られるというすぐれた効
果がある。
ることにより、第４図（ｂ） に示したような極めて安
定度の高いコークス炉操業が得られるというすぐれた効
果がある。
第１図は、窓部炉温制御系の制御構成図、第２図は、コ
ークス炉の簡略化図、第３図は窓部炉温制御方法の手順
を図式化したもので、第４図（ａ） 、 （ｂ）は、窓
部炉温制御を行った操業結果を示す図である。 Ａ・・・炭化室 Ｂ・・・燃焼室Ｃ・・・蓄熱室
Ｄ・・・加減コック他４名 Ａ：炭化室 Ｂ：燃焼室 Ｃ：蓄熱室 Ｄ：加減コック
ークス炉の簡略化図、第３図は窓部炉温制御方法の手順
を図式化したもので、第４図（ａ） 、 （ｂ）は、窓
部炉温制御を行った操業結果を示す図である。 Ａ・・・炭化室 Ｂ・・・燃焼室Ｃ・・・蓄熱室
Ｄ・・・加減コック他４名 Ａ：炭化室 Ｂ：燃焼室 Ｃ：蓄熱室 Ｄ：加減コック
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ コークス炉の操業条件および装入緒元にもとづいて
乾留過程における炭化室の設定炉温パターンを予め定め
て操業するコークス炉操業において、燃料ガス切り替え
毎に前回窯毎供給熱量の推定および制御炉温の先見的予
測誤差を求め、今回乾留サイクルの記憶域に記録し、次
に次回制御段での制御炉温を記憶域にある前回乾留サイ
クルでの現制御段に対応した供給熱量と次回制御段での
先見的予測誤差と、今回の制御炉温より予測を行い、ま
た前記設定炉温パターンより次回制御段での設定炉温を
予見し、次に目標炉温値を決定し、前記次回制御段での
制御炉温の予測値との差で供給熱量の修正量を求めると
共に、前回乾留サイクルの現地点の窯毎供給熱量より、
今回窯毎供給熱量を求め、該求められた今回窯毎供給熱
量より加減コック単位の設定ガス流量を求め、燃料ガス
切り替え毎に、燃料ガス流量よりコック開度を推定させ
加減コック開度の設定を行い、燃料ガス流量制御系の設
定値を制御することにより、設定炉温パターンの経時変
化に対する制御炉温の応答遅れ時間を最小にして、制御
炉温を設定炉温に保ち、また目標炉温値と制御炉温値の
差を制御偏差としてその偏差値が一定量上のときは、オ
ペレータに警報出力を行い異常である事を知らせる、こ
とを特徴とするコークス炉の窯毎炉温制御方法。 ２ 窯毎炉温制御を行うに当たり、燃焼室の雰囲気温度
の過去−燃焼サイクル時間の移動平均値を求めておき、
蓄熱室の切り替えによる影響をさらに最小とするために
、時間的、空間的な平滑を行い、燃焼ガス流量の変動を
最小に抑えて、制御炉温のハンチングを防止し、制御炉
温を設定炉温に保つことを特徴とする請求項１記載のコ
ークス炉の窯毎炉温制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6375490A JPH03265685A (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | コークス炉の窯毎炉温制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6375490A JPH03265685A (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | コークス炉の窯毎炉温制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03265685A true JPH03265685A (ja) | 1991-11-26 |
Family
ID=13238502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6375490A Pending JPH03265685A (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | コークス炉の窯毎炉温制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03265685A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05255668A (ja) * | 1992-03-17 | 1993-10-05 | Nippon Steel Corp | コークス炉の窯毎炉温制御方法 |
| JPH06158050A (ja) * | 1992-11-19 | 1994-06-07 | Osaka Gas Co Ltd | コークス炉の炉温管理方法 |
| JP2012153882A (ja) * | 2011-01-04 | 2012-08-16 | Jfe Steel Corp | ガスコック開度算出方法、コークス炉の操業方法及びコークスの製造方法 |
| JP7409580B1 (ja) * | 2022-07-25 | 2024-01-09 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 炉温制御装置、炉温制御方法及びコークスの製造方法 |
| WO2024024752A1 (ja) * | 2022-07-25 | 2024-02-01 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 炉温制御装置、炉温制御方法及びコークスの製造方法 |
-
1990
- 1990-03-14 JP JP6375490A patent/JPH03265685A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05255668A (ja) * | 1992-03-17 | 1993-10-05 | Nippon Steel Corp | コークス炉の窯毎炉温制御方法 |
| JPH06158050A (ja) * | 1992-11-19 | 1994-06-07 | Osaka Gas Co Ltd | コークス炉の炉温管理方法 |
| JP2012153882A (ja) * | 2011-01-04 | 2012-08-16 | Jfe Steel Corp | ガスコック開度算出方法、コークス炉の操業方法及びコークスの製造方法 |
| JP7409580B1 (ja) * | 2022-07-25 | 2024-01-09 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 炉温制御装置、炉温制御方法及びコークスの製造方法 |
| WO2024024752A1 (ja) * | 2022-07-25 | 2024-02-01 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 炉温制御装置、炉温制御方法及びコークスの製造方法 |
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