JPH0485392A - コークス炉の投入熱量制御方法 - Google Patents
コークス炉の投入熱量制御方法Info
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- JPH0485392A JPH0485392A JP19980490A JP19980490A JPH0485392A JP H0485392 A JPH0485392 A JP H0485392A JP 19980490 A JP19980490 A JP 19980490A JP 19980490 A JP19980490 A JP 19980490A JP H0485392 A JPH0485392 A JP H0485392A
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- coke
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- carbonization
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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
この発明は、複数の窯を有するコークス炉のコークス品
質と乾留熱量のばらつき低減をはかるための燃焼制御方
法に係り、明確な乾留指標である排出コークス温度を一
定化するための投入熱量の制御方法に関する。
質と乾留熱量のばらつき低減をはかるための燃焼制御方
法に係り、明確な乾留指標である排出コークス温度を一
定化するための投入熱量の制御方法に関する。
従来の技術
高炉用コークスの品質は、高炉操業において大きな影響
を与える。このため、コークス品質を所定の値に調整す
ること、および品質のばらつきを低減することは極めて
重要である。また、コークス炉の操業において、乾留熱
量のばらつきを低減することは操業の安定化と大幅省エ
ネルギーにつながるため、投入熱量を適正に制御するこ
とが重要である。
を与える。このため、コークス品質を所定の値に調整す
ること、および品質のばらつきを低減することは極めて
重要である。また、コークス炉の操業において、乾留熱
量のばらつきを低減することは操業の安定化と大幅省エ
ネルギーにつながるため、投入熱量を適正に制御するこ
とが重要である。
高炉用コークスは一般に複数の窯を有するコーク、ス炉
で製造されるが、コークス品質の調整はコークス炉の燃
焼制御により行なわれている。
で製造されるが、コークス品質の調整はコークス炉の燃
焼制御により行なわれている。
従来の燃焼制御方法としては、コークス炉の火落ち時間
を自動検知できる指標で定義し、装炭から火落ちまでの
時間（以下「火落ち時間Ｊという）が一定となるよう投
入熱量（炉温）を制御する方法（特開昭５７−１５９８
７７号公報等）が−船釣である。
を自動検知できる指標で定義し、装炭から火落ちまでの
時間（以下「火落ち時間Ｊという）が一定となるよう投
入熱量（炉温）を制御する方法（特開昭５７−１５９８
７７号公報等）が−船釣である。
火落ち時間を一定化するための制御方法としては、火落
ち時間と炉温、装入炭量、装入炭水分および装入炭揮発
分との関係式をもとに目標火落ち時間となる炉温を算出
し、該目標炉温となるよう投入熱量を制御する方法が知
られている（特開昭５７−１５９８７７号公報）。
ち時間と炉温、装入炭量、装入炭水分および装入炭揮発
分との関係式をもとに目標火落ち時間となる炉温を算出
し、該目標炉温となるよう投入熱量を制御する方法が知
られている（特開昭５７−１５９８７７号公報）。
コークス炉の操業においては、火落ち時間を一定化する
ことにより乾留状況を一定化できるので、火落ち時間の
ばらつきが減少した分乾留時間内で火落ち時間を延長し
乾留熱量を低減できる。また、乾留状況が一定化される
ことにより、コークス品質のばらつきも低減される。
ことにより乾留状況を一定化できるので、火落ち時間の
ばらつきが減少した分乾留時間内で火落ち時間を延長し
乾留熱量を低減できる。また、乾留状況が一定化される
ことにより、コークス品質のばらつきも低減される。
ところで、「火落ち」は石炭がコークス化する過程での
発生ガスの温度や濃度で定義されているが、火落ち時間
を精度よく推定することは非常に困難である。このため
、火落ち時間を一定化させることは非常に難しく、不明
確とならざるを得ない。
発生ガスの温度や濃度で定義されているが、火落ち時間
を精度よく推定することは非常に困難である。このため
、火落ち時間を一定化させることは非常に難しく、不明
確とならざるを得ない。
したがって、精度よく推定することが難しく、不明確な
火落ち時間を被制御量として用いる従来のコークス炉の
炉温調整、あるいは燃焼制御方法では、乾留熱原単位の
低減や安定生産達成のための燃焼管理が十分になされて
いるとは言い得ないのが実情である。
火落ち時間を被制御量として用いる従来のコークス炉の
炉温調整、あるいは燃焼制御方法では、乾留熱原単位の
低減や安定生産達成のための燃焼管理が十分になされて
いるとは言い得ないのが実情である。
発明が解決しようとする課題
この発明は前に述べたような実情よりみて、火落ち時間
を被制御量として用いる従来の燃焼制御方法に替えて、
コークス炉の操業において明確な乾留指標である排出コ
ークス温度を一定化することによって、コークス品質の
安定化と乾留熱量の低減をはかるコークス炉の投入熱量
制御方法を提案しようとするものである。
を被制御量として用いる従来の燃焼制御方法に替えて、
コークス炉の操業において明確な乾留指標である排出コ
ークス温度を一定化することによって、コークス品質の
安定化と乾留熱量の低減をはかるコークス炉の投入熱量
制御方法を提案しようとするものである。
課題を解決するための手段
この発明の要旨は、装入炭量、装入炭水分、炉温、乾留
時間の４つの要素から乾留後のコークス温度を推定する
モデルを用い、コークス排出時に測定するコークス温度
測定値によりモデル補正量を求め、実績装入炭量、実績
装入炭水分、計画乾留時間の３つの要素から目標コーク
ス温度を達成するための炉温を求め、該炉温になるよう
投入熱量を制御する方法であり、また、前記推定モデル
を用い、装入炭量、装入炭水分および乾留時間の計画操
業条件から、コークス中心温度が目標値となるための窯
内のある位置のコークス温度を求め、該コークス温度と
なるよう投入熱量を制御する方法である。
時間の４つの要素から乾留後のコークス温度を推定する
モデルを用い、コークス排出時に測定するコークス温度
測定値によりモデル補正量を求め、実績装入炭量、実績
装入炭水分、計画乾留時間の３つの要素から目標コーク
ス温度を達成するための炉温を求め、該炉温になるよう
投入熱量を制御する方法であり、また、前記推定モデル
を用い、装入炭量、装入炭水分および乾留時間の計画操
業条件から、コークス中心温度が目標値となるための窯
内のある位置のコークス温度を求め、該コークス温度と
なるよう投入熱量を制御する方法である。
作 用
乾留後の目標コークス温度を一定化するためには、当該
温度を精度よく推定し得る手段が必要である。そこで、
この発明ではコークス炉の炭化室と燃焼室を炉幅方向に
分割し、燃焼室から石炭およびコークスへの伝熱をシミ
ュレーションするモデルを用いる。
温度を精度よく推定し得る手段が必要である。そこで、
この発明ではコークス炉の炭化室と燃焼室を炉幅方向に
分割し、燃焼室から石炭およびコークスへの伝熱をシミ
ュレーションするモデルを用いる。
第１図に伝熱シミュレーションモデルを示す。
このモデルは燃焼室から炭化室への１次元的な熱流れに
基づいた炉幅方向１次元モデルであり、煉瓦内と炭層内
を熱伝導とし、煉瓦壁と炭層表面間は放射によるものと
し、炭層については含有水分の気化熱を考慮している。
基づいた炉幅方向１次元モデルであり、煉瓦内と炭層内
を熱伝導とし、煉瓦壁と炭層表面間は放射によるものと
し、炭層については含有水分の気化熱を考慮している。
伝熱計算は各メツシュ毎の熱バランス式をベースとした
伝熱差分方程式を用いて行なう。
伝熱差分方程式を用いて行なう。
伝熱シミュレータを関数で表すと、下記の通りとなる。
Ｔｃ＝Ｔ−（ｗ、ｍ、Ｔ＋ Ｘ’ｔ）
Ｔ−＝Ｔ−（ｗ、ｍ、Ｔ＋ 、ｔ）
ここで、Ｔ、 排出コークス中心温度（”Ｃ）Ｔ、：
窯内のある場所の排出コークス 温度（例えば表面）（Ｃ） Ｗ°装入炭量（ｔｏｎ） ｍ、水分（％） Ｔｆ 、炉温（Ｃ） ｔ：乾留時間（ｈｒ） 第２図にこの発明の制御フローを示す。
窯内のある場所の排出コークス 温度（例えば表面）（Ｃ） Ｗ°装入炭量（ｔｏｎ） ｍ、水分（％） Ｔｆ 、炉温（Ｃ） ｔ：乾留時間（ｈｒ） 第２図にこの発明の制御フローを示す。
（Ｉ） 目標排出コークス温度計算
伝熱シミュレータで目標排出コークス中心温度達成フリ
ュー温度ＴＩｃ を求める。
ュー温度ＴＩｃ を求める。
Ｔｈｅ ＝Ｔ＋＋（Ｔｅ” Ｔ、（ｗ 、ｍ 、Ｔ＋
、ビ））Ｔｆ：実績炉温（”Ｃ） Ｔｅ 目標排出コークス中心温度（’Ｃ）ｗ８：計画
装炭量（ｔｏｎ） ｍ 計画水分（％） ｔ 計画乾留時間（ｈ ｒ） 。゛炉温影響算出用炉温幅（℃） Ｔ ｌ ｅ′に対する伝熱シミュレータ推定排出コーク
ス温度Ｔ、（ｗ”、ｍｏ、Ｔｒｃ、ｔ”）を目標排出コ
ークス温度Ｔｗ とする。
、ビ））Ｔｆ：実績炉温（”Ｃ） Ｔｅ 目標排出コークス中心温度（’Ｃ）ｗ８：計画
装炭量（ｔｏｎ） ｍ 計画水分（％） ｔ 計画乾留時間（ｈ ｒ） 。゛炉温影響算出用炉温幅（℃） Ｔ ｌ ｅ′に対する伝熱シミュレータ推定排出コーク
ス温度Ｔ、（ｗ”、ｍｏ、Ｔｒｃ、ｔ”）を目標排出コ
ークス温度Ｔｗ とする。
（■）伝熱シミュレータフィードバック計ｊＥ実績を基
にシミュレータ補正量を修正する。
にシミュレータ補正量を修正する。
δ＝？十Ｇ’＋ｆ〒ｗ −Ｔｗ （ｗ、ｍ、〒ｔ、ｔ
） −Ｊ’）δ゛伝熱シミュレータ補正量（’Ｃ） δ 前チャージまでのδ （”Ｃ） ＧＩ°修正ゲイン（−） Ｔ、 コークス排出時放射温度計測定値（’Ｃ）Ｗ：実
績装炭量（ｔｏｎ） Ｆ：実績水分（％） Ｔｆ ：実績炉温（℃） 丁：実績乾留時間（ｈｒ） （ＩＩＩ）目標炉温計算 目標排出コークス温度を達成するための炉温を、伝熱シ
ミュレータと補正量から決定する。
） −Ｊ’）δ゛伝熱シミュレータ補正量（’Ｃ） δ 前チャージまでのδ （”Ｃ） ＧＩ°修正ゲイン（−） Ｔ、 コークス排出時放射温度計測定値（’Ｃ）Ｗ：実
績装炭量（ｔｏｎ） Ｆ：実績水分（％） Ｔｆ ：実績炉温（℃） 丁：実績乾留時間（ｈｒ） （ＩＩＩ）目標炉温計算 目標排出コークス温度を達成するための炉温を、伝熱シ
ミュレータと補正量から決定する。
（ＩＶ）目標炉団温度計算
１番目の通りのＴＩをＴ＋＋” とし、下記式で求める
。
。
Σ冒Ｊ
Ｔｏ：目標炉団温度（’Ｃ）
ＴｘＩｊ番の通りの目標炉団温度（’Ｃ）Ｗｊ：重み係
数（−） （Ｖ）投入熱量計算 目標炉団温度が求まると、下記式に基づいて投入熱量を
算出し、この投入熱量になるよう炉団の燃料バルブ開度
調整装置により炉団の燃料バルブ開度を調整するのであ
る。
数（−） （Ｖ）投入熱量計算 目標炉団温度が求まると、下記式に基づいて投入熱量を
算出し、この投入熱量になるよう炉団の燃料バルブ開度
調整装置により炉団の燃料バルブ開度を調整するのであ
る。
Ｑ＝に、（Ｔ”−Ｔ）＋に２Σ（Ｔ” Ｔ） Ｋ３
Ｔ Ｋ４△ＴＱ、投入熱量（ｋｃａｌ／ｈｒ） Ｔ、実績炉温（’Ｃ） Ｔｏ、目標炉団温度（’Ｃ） △Ｔ：実績炉温の増加量（’Ｃ） Ｋ ｒ −Ｋ −：係数 なお、窯毎に投入熱量制御できる場合は、もちろん上述
の目標炉団温度を介して制御する必要はない。
Ｔ Ｋ４△ＴＱ、投入熱量（ｋｃａｌ／ｈｒ） Ｔ、実績炉温（’Ｃ） Ｔｏ、目標炉団温度（’Ｃ） △Ｔ：実績炉温の増加量（’Ｃ） Ｋ ｒ −Ｋ −：係数 なお、窯毎に投入熱量制御できる場合は、もちろん上述
の目標炉団温度を介して制御する必要はない。
実施例
実施例１
第３図は、伝熱シミュレータのチャージ内精度を示すも
ので、装炭から押出しまでの炭中温度の変化について、
実績値と計算値を比較した結果である。この図から明ら
かなごとく、実績値と計算値は非常によく一致している
。
ので、装炭から押出しまでの炭中温度の変化について、
実績値と計算値を比較した結果である。この図から明ら
かなごとく、実績値と計算値は非常によく一致している
。
実施例２
第４図（Ａ）は伝熱シミュレータの排出コークス温度推
定精度を示すもので、図（Ｂ）に示す操業条件で操業し
たときの排出コークス中心温度と排出コークス表面温度
の変化について、実績値と推定値を比較した結果であり
、実績値と推定値の推移は非常によく一致している。
定精度を示すもので、図（Ｂ）に示す操業条件で操業し
たときの排出コークス中心温度と排出コークス表面温度
の変化について、実績値と推定値を比較した結果であり
、実績値と推定値の推移は非常によく一致している。
実施例３
第５図（Ａ）はこの発明法を適用して炉温制御したとき
の結果を示し、（Ｂ）は無制御の場合の結果を示す。
の結果を示し、（Ｂ）は無制御の場合の結果を示す。
第５図の結果より明らかごとく、この発明法を適用して
炉温制御することにより排出コークス温度のバラツキ（
σ）を１８℃から ６℃に大幅に低減することができた
。
炉温制御することにより排出コークス温度のバラツキ（
σ）を１８℃から ６℃に大幅に低減することができた
。
この結果より、この発明を適用して炉温制御することに
より、排出コークス温度を一定化できることを確認でき
た。
より、排出コークス温度を一定化できることを確認でき
た。
発明の詳細
な説明したごとく、この発明方法によれば、排出コーク
ス温度のばらつきを低減することができるので、排出コ
ークス表面温度並びに排出コークス中心温度を低下する
ことが可能となり、乾留熱量を低減できるとともに、コ
ークス品質の安定化をはかることができ、火落ち時間を
被制御量とする従来の燃焼制御方法に比し、乾留熱原単
位の低減および安定生産の達成に大なる効果を奏する。
ス温度のばらつきを低減することができるので、排出コ
ークス表面温度並びに排出コークス中心温度を低下する
ことが可能となり、乾留熱量を低減できるとともに、コ
ークス品質の安定化をはかることができ、火落ち時間を
被制御量とする従来の燃焼制御方法に比し、乾留熱原単
位の低減および安定生産の達成に大なる効果を奏する。
第１図はこの発明の伝熱シミュレータモデルを示すブロ
ック図、第２図はこの発明の制御フローを示すブロック
図、第３図はこの発明の実施例における伝熱シミュレー
タのチャージ内精度を示す図、第４図は伝熱シミュレー
タの排出コークス温度の推定精度を示す図で、図（Ａ）
は実績値と推定値を比較して示す図、図（Ｂ）は同上実
施例における操業条件を示す図、第５図（Ａ）はこの発
明法を適用して炉温制御したときの結果を示す図、同図
（Ｂ）は無制御の場合の結果を示す図である。 第５図 （Ａ）
ック図、第２図はこの発明の制御フローを示すブロック
図、第３図はこの発明の実施例における伝熱シミュレー
タのチャージ内精度を示す図、第４図は伝熱シミュレー
タの排出コークス温度の推定精度を示す図で、図（Ａ）
は実績値と推定値を比較して示す図、図（Ｂ）は同上実
施例における操業条件を示す図、第５図（Ａ）はこの発
明法を適用して炉温制御したときの結果を示す図、同図
（Ｂ）は無制御の場合の結果を示す図である。 第５図 （Ａ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 装入炭量、装入炭水分、炉温、乾留時間等から乾留後の
コークス温度を推定するモデルを用い、コークス排出時
に測定するコークス温度測定値によりモデル補正量を求
め、実績装入炭量、実績装入炭水分、計画乾留時間の３
つの要素から、目標コークス温度を達成するための炉温
を求め、該炉温になるよう投入熱量を制御することを特
徴とするコークス炉の投入熱量制御方法。 ２ 装入炭量、装入炭水分、炉温、乾留時間等から乾留後の
コークス温度を推定するモデルを用い、装入炭量、装入
炭水分および乾留時間の計画操業条件から、コークス中
心温度が目標値となるための窯内のある位置のコークス
温度を求め、該コークス温度となるよう投入熱量を制御
することを特徴とするコークス炉の投入熱量制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19980490A JPH0819416B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | コークス炉の投入熱量制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19980490A JPH0819416B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | コークス炉の投入熱量制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0485392A true JPH0485392A (ja) | 1992-03-18 |
| JPH0819416B2 JPH0819416B2 (ja) | 1996-02-28 |
Family
ID=16413907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19980490A Expired - Fee Related JPH0819416B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | コークス炉の投入熱量制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0819416B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008001815A (ja) * | 2006-06-23 | 2008-01-10 | Jfe Steel Kk | コークス炉における燃焼制御方法 |
-
1990
- 1990-07-27 JP JP19980490A patent/JPH0819416B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008001815A (ja) * | 2006-06-23 | 2008-01-10 | Jfe Steel Kk | コークス炉における燃焼制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0819416B2 (ja) | 1996-02-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |