JPH07166165A - コークス炉の炉内圧制御方法 - Google Patents

コークス炉の炉内圧制御方法

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JPH07166165A
JPH07166165A JP34231693A JP34231693A JPH07166165A JP H07166165 A JPH07166165 A JP H07166165A JP 34231693 A JP34231693 A JP 34231693A JP 34231693 A JP34231693 A JP 34231693A JP H07166165 A JPH07166165 A JP H07166165A
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JP
Japan
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combustion chamber
combustion
exhaust gas
coke oven
flow rate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP34231693A
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English (en)
Inventor
Yasunori Yamamoto
保典 山本
Keihachiro Tanaka
啓八郎 田中
Yasutaka Shihara
康孝 紫原
Takashi Sato
孝志 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数配列された燃焼室及び炭化室からなるコ
ークス炉の炉内圧制御を高精度で行う。 【構成】 コークス炉において、炭化室毎のプログラム
加熱制御を実施するに際して、以下に示す特性式を用い
て、燃焼排ガスの流路面積を算出し、該流路面積に基づ
いて各燃焼室3毎の燃焼室圧力制御ダンパー16の開度
を決定することを特徴とする。 【数6】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、燃焼室と炭化室とが複
数配列されたコークス炉の炉内圧制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から使用されているコークス炉は、
炭化室の両側を燃焼室で挟むように、複数の炭化室と燃
焼室とを交互に配列してある。そして、それぞれの燃焼
室に燃焼ガスと空気とが供給されて、燃焼室に挟まれた
炭化室が加熱され、炭化室内に充填した石炭が乾留され
てコークスが生成されている。
【0003】この従来のコークス炉における燃焼の制御
は、コークス炉全体に供給する燃料ガスと空気の流量を
一定流量に制御することにより行われており、個々の燃
焼室についての燃料ガスや空気の流量の自動制御は行わ
れていなかった。すなわち、炉団単位でコークス炉の代
表位置で燃焼室の炉内圧を検出し、検出した炉内圧が予
め定めた適正値になるよう、煙道に設けたダンパの開度
を調整していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コーク
ス炉の炭化室毎のプログラム加熱制御を実施する際に
は、各燃焼室に供給される燃料ガス及び空気の流量が経
時的に大きく変化するので従来の炉団単位の圧力制御で
は各燃焼室の炉内圧力を一定値に保つのは不可能であ
る。コークス炉の燃焼室炉内圧力が適正値に保てなくな
るとコークス炉操業上重大な支障をきたす。すなわち、
燃焼室の炉内圧力が適正値よりも高くなると燃料ガスの
供給系統から燃料ガスが吐出し、作業環境上非常に危険
な状態となり、適正値よりも低くなると燃焼室に空気が
進入し炉体の損傷を招く。
【0005】本発明は、上記した従来の技術の有する問
題点を解決するために提案されたものであり、その目的
とするところは、複数配列された燃焼室及び炭化室から
なるコークス炉において、炭化室毎のプログラム加熱を
実施する際に各燃焼室の炉内圧制御を精度よく行うこと
にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、石炭を乾留してコークス化する炭化室と、該炭化
室を加熱する燃焼室とを交互に複数列設け、各々の燃焼
室には、燃料ガスを供給する燃料ガス供給路と、空気を
供給する空気供給路と、燃焼排ガスを排出する排ガス流
路とが接続され、前記燃料ガス供給路に燃料ガス流量調
整弁を設け、前記空気供給路に空気流量調整弁を設け、
前記排ガス流路に燃焼排ガス変更弁前に燃焼室圧力制御
ダンパーを設けたコークス炉の炭化室毎のプログラム加
熱制御において、各燃焼室毎に供給される燃料ガスの流
量と空気の流量を検出して排ガス流量(W)を求め、燃
焼室の炉頂圧力(PTOP )と煙道ダンパー前圧力(P
DRF )の差圧と前記排ガス流量(W)とに基づいて燃焼
排ガスの流路面積(S)を求め、各燃焼室毎の燃焼室圧
力制御ダンパーの開度を調整する際に、流量係数(α)
が燃焼排ガスの流路面積(S)を変数とする2次式とし
て表した以下に示す特性式により、各燃焼室毎の燃焼室
圧力制御ダンパーの開度を決定することを特徴とする。
特性式は以下の式で表される。
【数2】
【0007】また、流量係数(α)を表した、燃焼排ガ
スの流路面積(S)を変数とする2次式の制御パラメー
ター(a,b,c)を任意の一定周期で学習することに
より、特性式を修正して各燃焼室毎の燃焼室圧力制御ダ
ンパーの開度を決定することを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明は上記した構成からなるので、以下に説
明するよう作用する。請求項1記載の発明では、燃焼排
ガス変更弁の排ガス流量を、特性式
【0009】
【数3】
【0010】として表している。
【0011】そして、上記した特性式を用いて、燃焼排
ガスの流路面積(S)を算出し、該流路面積(S)に基
づいて各燃焼室毎の燃焼室圧力制御ダンパーの開度を決
定する。各々の燃焼室毎では、燃焼室圧力制御ダンパー
を決定した開度に設定することにより炉内圧力制御を行
っている。すなわち、まず燃焼排ガス変更弁の排ガス流
量(W)が燃焼排ガス変更弁に引き落とされる燃料ガス
流量及び空気流量の合計として計算される。次に、燃焼
排ガスの流路面積(S)は特性式
【0012】
【数4】
【0013】に対して、燃焼室の炉頂圧力(PTOP )の
目標値及び煙道ダンパー前圧力(PDRF )の設定値(一
定値)を与え、Sの3次方程式をNewton−Rap
hson法等の数値解法により解くことによって求めら
れる。一般に、流路面積(S)と開度との間には相関が
あるので、あらかじめ求めた関係式によって流路面積
(S)から燃焼圧力制御ダンパー開度を求めることがで
きる。この開度を設定することにより燃焼室の炉頂圧力
(PTOP )は目標値に制御される。
【0014】また、請求項2に記載の発明では、流量係
数(α)を燃焼排ガスの流路面積(S)を変数とする2
次式として表し、該2次式の制御パラメーター(a,
b,c)を求めて、任意の一定周期で学習することによ
り、特性式を修正して各燃焼室毎の燃焼室圧力制御ダン
パーの開度を決定している。
【0015】したがって、特性変化に対応することがで
き、更に高精度の燃焼室毎の炉内圧力制御を行うことが
可能となる。この学習機能は、稼働率の変更、燃料ガス
性状の変化等のコークス炉の操業条件が変化し、この特
性が変化した場合のみ働かせ、通常のコークス炉の操業
条件に変化がない場合は働かさない方法をとっても良
い。
【0016】
【実施例】以下、図面に基づいて、本発明の一実施例を
説明する。図1は本発明に係るコークス炉の概略を示し
た模式図、図2は流量係数(α)と燃焼排ガスの流路面
積(S)との関係を示した説明図である。図3は、本制
御方法をプログラム加熱制御を行うコークス炉に適用し
た場合の燃焼排ガス変更弁の排ガス流量、燃焼室圧力制
御ダンパー開度及び燃焼室炉頂圧力の推移図である。
【0017】本発明に係るコークス炉1は、図1に示す
ように、石炭を乾留してコークス化する炭化室2と、該
炭化室2を加熱する燃焼室3とを横方向に交互に複数列
設けてあり、各燃焼室3には、燃料ガスを供給する燃料
ガス供給路4と、空気を供給する空気供給路5と、燃焼
排ガスを排出する排ガス流路6とが接続され、燃料ガス
供給路4に燃料ガス流量調整弁7を設け、空気供給路5
に空気流量調整弁8を設け、排ガス流路6の燃焼排ガス
変更弁9の前に燃焼室圧力制御ダンパー16が設けてあ
る。
【0018】また、各々の燃焼室3の下方には、蓄熱室
10が設けてある。この蓄熱室10は、燃焼室3に供給
する燃料と空気とを導くとともに、燃焼によって生じた
燃焼排ガスを煙道11に導いている。したがって、蓄熱
室10内は高温の燃焼排ガスにより加熱されるので、こ
の熱により燃焼室3に供給する燃料と空気とを余熱する
ことができ、燃料の燃焼効率を高めることが可能とな
る。
【0019】また、各空気供給路5に空気を供給する空
気供給本管12には、炉団空気量調整弁13が設けてあ
り、各燃料ガス供給路4に燃料ガスを供給する燃料ガス
供給本管14には、炉団燃料ガス流量調整弁15が設け
てある。また、各燃焼室3毎に設けた排ガス流路6は集
合して煙道11となり、煙突(図示せず)に連絡してい
る。
【0020】上記した燃焼室圧力制御ダンパー16に
は、開閉機構(図示せず)が設けてあり、燃焼室圧力制
御ダンパー16の開度を自動的に変更可能となってい
る。この燃焼室圧力制御ダンパー16の開閉機構は、例
えばアクチュエーターからなり、プロセスコンピュータ
ー(図示せず)により電気的に制御され、燃焼室圧力制
御ダンパー16の開度が調整される。
【0021】上記したコークス炉1におけるコークス生
成の手順を説明する。まず、炭化室2に余熱した石炭
(粉炭)が供給される。また、燃焼室3には空気供給路
5から空気が、燃料ガス供給路4から燃料ガスが供給さ
れて燃焼室3内で燃焼し、隣接して設置された炭化室2
が加熱される。燃焼室3に供給される燃焼ガスは、互い
にカロリーの異なるコークス炉ガスと高炉ガスとを混合
したものである。
【0022】そして、燃焼ガス変更弁の排ガス流量
(W)と、燃焼室3の炉頂圧力(PTOP)と、煙道ダン
パー前圧力(PDRF )とを設定値として、特性式
【0023】
【数5】
【0024】に代入して、燃焼ガスの流路面積(S)を
算出し、算出した流路面積(S)に基づいて各燃焼室3
毎の燃焼室圧力制御ダンパー16の開度を決定する。流
路面積(S)と燃焼室圧力制御ダンパー16の開度と
は、一般的に一定の相関関係があり、実際の測定により
予め相関関係を求めておけば、流路面積(S)を燃焼室
圧力制御ダンパー16の開度に変換することができる。
【0025】このようにして求めた燃焼室圧力制御ダン
パー16の開度に基づき、各燃焼室3では、アクチュエ
ーターがプロセスコンピューターにより電気的に制御さ
れ、燃焼室圧力制御ダンパー16の開度が調整される。
【0026】また、上記した特性式において、流量係数
は燃焼排ガスの流路面積(S)を変数とした2次式で表
すことができる。そこで、実際にコークス炉1を運転し
た場合の実績値である、燃焼ガス変更弁の排ガス流量
(W)と、燃焼排ガスの流路面積(S)と、燃焼室圧力
検出センサー17で検出する燃焼室3の炉頂圧力(P
TOP )と、煙道ダンパー前圧力(PDR F )とにより、上
記した2次式の制御パラメーター(a,b,c)を求
め、この制御パラメーターを予め定めた一定周期で学習
する。例えば、30分毎の燃焼排ガス変更弁の切替えに
合わせてデータを24時間取り込む。すなわち、1日分
48点のデータを用いる。
【0027】図2に、上記した2次式の実測値に基づく
一例を示してある。この2次式においては、流量係数の
制御パラメータがそれぞれ、 a=1842,b=3095,c=2402 となっている。
【0028】本制御方法をプログラム加熱制御を行うコ
ークス炉に適用した場合の実施例を図3に示す。図3に
示すように、プログラム加熱制御により経時的に大きく
変化する燃焼排ガス変更弁9の排ガス流量に対して、本
制御方式で算出した燃焼室圧力制御ダンパー開度16を
設定することにより、燃焼室炉頂圧力目標値±2mmA
q以内に精度よく制御できた。
【0029】
【発明の効果】本発明は、上記したように構成されてい
るので、以下に説明するような効果を奏することができ
る。請求項1記載の発明では、特性式を用いて、燃焼排
ガスの流路面積(S)を算出し、該流路面積(S)に基
づいて各燃焼室毎の燃焼室圧力制御ダンパーの開度を決
定する。各々の燃焼室毎では、燃焼室圧力制御ダンパー
を決定した開度に設定することにより炉内圧力制御を行
っている。
【0030】炉内圧を適正値とすることにより、コーク
ス炉の炉体の損傷を防止することができ、炉体の補修も
最小限で済ますことができる。また、燃料ガス供給系統
からの燃料ガスの吐出を防止でき、安全な環境下でコー
クス炉作業を実行できる。
【0031】請求項2に記載の発明では、流量係数を燃
燃排ガスの流路面積を変数とする2次式として表し、該
2次式の制御パラメーターを求めて、任意の一定周期で
学習することにより、特性式を修正して各燃焼室毎の燃
焼室圧力制御ダンパーの開度を決定している。
【0032】したがって、特性変化に対応することがで
き、更に高精度の燃焼室毎の炉内圧力制御を行うことが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るコークス炉の概略を示した模式図
である。
【図2】流量係数と燃焼排ガスの流路面積との関係を示
した説明図である。
【図3】本発明の制御方法による燃焼排ガス変更弁の排
ガス流量、燃焼室圧力制御ダンパー開度、及び燃焼室圧
力の推移図である。
【符号の説明】
1 コークス炉 2 炭化室 3 燃焼室 4 燃料ガス供給路 5 空気供給路 6 排ガス流路 7 燃料ガス流量調整弁 8 空気流量調整弁 9 燃焼排ガス変更弁 10 蓄熱室 11 煙道 12 空気供給本管 13 炉団空気流量調整弁 14 燃料ガス供給本管 15 炉団ガス流量調整弁 16 燃焼室圧力制御ダンパー 17 燃焼室圧力検出センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 孝志 福岡県北九州市戸畑区飛畑町1−1 新日 本製鐵株式会社八幡製鉄所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】石炭を乾留してコークス化する炭化室と、
    該炭化室を加熱する燃焼室とを交互に複数列設け、各々
    の燃焼室には、燃料ガスを供給する燃料ガス供給路と、
    空気を供給する空気供給路と、燃焼排ガスを排出する排
    ガス流路とが接続され、前記燃料ガス供給路に燃料ガス
    流量調整弁を設け、前記空気供給路に空気流量調整弁を
    設け、前記排ガス流路に燃焼排ガス変更弁前に燃焼室圧
    力制御ダンパーを設けたコークス炉の炭化室毎のプログ
    ラム加熱制御において、 各燃焼室毎に供給される燃料ガスの流量と空気の流量を
    検出して排ガス流量(W)を求め、燃焼室の炉頂圧力
    (PTOP )と煙道ダンパー前圧力(PDRF )の差圧と前
    記排ガス流量(W)とに基づいて燃焼排ガスの流路面積
    (S)を求め、各燃焼室毎の燃焼室圧力制御ダンパーの
    開度を調整する際に、流量係数(α)が燃焼排ガスの流
    路面積(S)を変数とする2次式として表した以下に示
    す特性式により、各燃焼室毎の燃焼室圧力制御ダンパー
    の開度を決定することを特徴とするコークス炉の炉内圧
    制御方法。 【数1】
  2. 【請求項2】請求項1記載のコークス炉の炉内圧制御方
    法において、 流量係数(α)を表した、燃焼排ガスの流路面積(S)
    を変数とする2次式の制御パラメーター(a,b,c)
    を任意の一定周期で学習することにより、特性式を修正
    して各燃焼室毎の燃焼室圧力制御ダンパーの開度を決定
    することを特徴とするコークス炉の炉内圧制御方法。
JP34231693A 1993-12-15 1993-12-15 コークス炉の炉内圧制御方法 Withdrawn JPH07166165A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100568331B1 (ko) * 1999-12-28 2006-04-05 주식회사 포스코 코크스오븐 탄화실 발생가스 이송 제어방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100568331B1 (ko) * 1999-12-28 2006-04-05 주식회사 포스코 코크스오븐 탄화실 발생가스 이송 제어방법

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