JPS6054365B2 - 高炉送風機の運転方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、高炉送風機の運転方法に関するもので、
エネルギーの損失を可能な限り少なくすると共にサージ
ング防止を図ることを目的としたものである。

従来、サージングの防止は、空気の吸込流量と 吐出
圧力によつて決まるサージング発生領域に一定のサージ
ング防止ラインを設定し、このラインを突破しないよう
放風弁を自動的に開とすることにより通常行われていた
。

しカルながら、このような自動制御は運転異常の制御
を主目的として設計されているため静止翼角度が固定さ
れており、放風弁を開にした場合、定風量制御ができな
い問題がある。

また、放風弁を手動運転する場合には定風量制御は可能
であるが、サージング防止が自動的には行われないので
、負荷の急変に対応できずサージング領域に突入する危
険が高く、これを避けるためには放風量を増加して安全
度を高くする必要があり、このためエネルギーの損失が
大きくなるという問題がある。 この発明は、このよう
な従来の問題を解消せんとするもので、サージング防止
制御用放風弁を２台設け、１台は短時間に全風量の放置
全閉をなし得る主放風弁とし、他の１台は操業中の負荷
変動・に伴う圧力変動を制御するに足る放風量を制御す
る副放風弁とし、この２台を並列に設置した高炉送風機
において上記夫々の放風弁を制御する自動制御系を独立
して設け、吸込流量を検出してサージング防止圧力を演
算し、この演算結果の出力Ｘで主放風弁を開閉制御し、
該出力ｘに対して副放風弁の制御系の設定値Ｙをサージ
ングに対して安全側に低く設定し、高炉の要求する送風
流量に対応する吐出圧力とこの設定値ｙが等しくなるよ
うに送風機の静止翼角と副放風弁開度を自動制御し、か
つ吐出圧力が設定値Ｙより低くなつた時は副放風弁開度
を常に閉方向にリセットすることにより送風機の吸込量
を最小にすることを特徴とするものである。

以下図面に基づいて、この発明方法を説明する。

第１図はこの発明に用いる送風機の一例を示すブロック
図で、８は送風機本体で、これに主放風弁２０及び副放
風弁２１が夫々並列に設けられている。主放風弁２０は
送風機の起動時や負荷遮断の際その全量を放散できる能
力を有するものとする。また副放風弁２１は放風運転を
必要とするような操業負荷条件になつた時のみその圧力
変化を制御できるだけの放風能力を有するものとする。
３０及び３１は夫々の放風弁の駆動制御装置である。

この主放風弁２０及び副放風弁２１には、夫々制御系を
独立に設置する。主放風弁２０を制御する制御系をサー
ジング防止制御系、副放風弁２１を制御する制御系を放
風運転制御系とする。サージング防止制御系は、吸込流
量発信器１０、開平演算器１１、関数演算器１２、サー
ジンーグ防止調節計１３及び吐出圧力発信器１４により
構成される。また放風運転制御系は吸込流量発信器１５
、開平演算器１６、関数演算器１７、レシオバイアス設
定器１７″、放風運転調節計１８及び吐出圧力発信器１
９とから構成される。吸込流．量発信器１０，１５は、
しぼり流量計２７により差圧（ｆ）として検出した吸込
流量を開平演算器１１，１６に発信する。開平演算器１
１，１６ではＦ＝Ｋ！Ｔの演算を行い吸込流量Ｆを得る
。関数演算器１２，１７は吸込流量Ｆを入力して一！定
の関数演算を行い、サージング防止圧力Ｘを算出する。
ここまでは放風運転制御系と、サージング防止制御系と
は機能的に同一であり、前記吸込流量発信器１０，１５
、開平演算器１１，１６及び関数演算器１２，１７は、
共用して夫々１つにｚすることも可能である。サージン
グ防止制御系では、前記算出されたサージング防止圧力
Ｘと、吐出圧力発信器１４により、検出された実際の吐
出圧力ＰＡとをサージング防止調節計１３で比較し偏差
を求める。吐出圧力ＰＡがサージング防止圧力ｘ以上に
上昇すると、調節計１３より開信号が駆動制御装置３０
に出力され、主放風弁２０が開となリサージング領域突
入が防止される。一方、放風運転制御系の場合は、関数
演算器１７より出力されたサージング防止圧力Ｘは、レ
シオバイア又設定器１『に入力され、ここで次の演算が
行われる。

Ｙ＜ＸでＹ＝４ＡＸ＋Ｂ Ｌここで、 Ａ：０．５〜２．０で放風量最小になるように設定Ｂ：
０〜−１００〔％ＦＳ〕Ｘ：サージング防止圧力〔Ｋ９
／Ｃｌｔ〕Ｙ：放風運転圧力〔Ｋｇ／Ｃｌｔ〕 得られた放風運転圧力Ｙは、放風運転調節計１８に入力
され、ここで吐出圧力発信器１９により検出された実際
の吐出圧力ＰＡと比較され偏差が求められる。

吐出圧力ＰＡが放風運転圧力Ｙよりも高い場合は、副放
風弁２１を開とし、低い場合は閉とし、その限定圧力て
負荷変動を自動制御する。第１図に示す例では、上記構
成に加えて更にインターロック装置５０を備えている。

このインターロック装置５０は、レシオバイアス設定器
１７゛からの出力Ｙと、吐出圧力発信器１９からの出力
ＰＡを比較し、その偏差を求めて、主放風弁２０の開閉
に一定条件を与えるものである。たとえば、いま偏差が
一定値以上（＋）である時、即ち出力ＰＡが出力Ｙよソ
ー定値以上大きい時インターロック装置５０から出力を
生じせしめて警報を発し、主放風弁２０を開にするよう
に構成される。これは、サージング防止制御系の故障等
により主放風弁が開になると急激な送風圧力の低下によ
り高炉炉内の高炉滓、溶銑などが上昇し、羽口破損など
の危険があるためであり、これを防止するためのもので
ある。次に静止翼２６の制御系はしぼり流量計２９、流
量発信器２２、温度圧力補正器２３、開平演算器２４、
定風量調節計２５及び静止翼２６の駆動制御装置３２と
から構成される。

定風量調節計２５は負荷への送風流量をしぼり流量計２
９て検出し、流量発信器２２、温度圧力補正器２３、開
平演算器２４を通つて得られる送風流量を制御量として
、静止翼２６を駆動制御装置３２で操作する。第２図は
送風機の運転特性を示すグラフであり、横軸は吸込流量
、縦軸は吐出圧力を夫々示す。

１，２，３の各線は高炉側の負荷特性曲線、ζ１，ζ２
，ζ３は送風機の静止翼角に対応した性能曲線であり、
折線４はサージング防止ライン、曲線５はサージングラ
インである。

実際の運転は負荷特性と送風機の性能曲線の交点Ａ，Ｂ
又はＣで行われ、負荷である高炉が流量ＦＢを要求し、
そのため吐出圧力ＰＢが必要であるとすれば、Ａ点で運
転すればよく、その時は吸込量中吐出流量となり放風量
はないことになる。しかしＡ点ではサージング防止ライ
ン４に近いため、サージング防止の安全を考慮し、副放
風弁でＦｅだけ放風し、静止翼の角度をξ２まで動かし
、Ｂ点で運転する。以下同様にしてＣ点での運転も出来
るが、いずれにしても、Ｆｅ及びＦｅ″はロスであり、
一定の安全度をみた上で可能な限り小さくする必要があ
る。第３図のグラフは、第２図に示すグラフに放風運転
圧力設定ライン６を記入したものである。

今高炉の負荷がＡ点て運転することを要求した場合、放
風運転調節計１８は、（＋）の偏差を打消すため副放風
弁２１を開にし、送風機からみた負荷特性を１から２に
変化させる。静止翼角をζ１て固定すると、副放風弁２
１の開によつて運転ポイントはＡ点からＡ″点に移り、
高炉への送風量は高炉の負荷特性曲線１に沿つてＡ″点
になるから、副放風弁２１を開方向に操作すると同時に
定風量調節計２５には（−）の偏差が発生する。定風量
調節計２５は、この（−）の偏差を打消すため静止翼角
を開にし、送風機の性能曲線をζ１からζ２に変化させ
、双方の偏差が０になるＢ点で安定することになる。こ
の場合、放風運転制御系のゲインが高すぎると負荷特性
が２を通り越して３まて行くから、運転ポイントはＣ点
まで行き過ぎ放風運転調節計１８の偏差は逆になり、放
風弁を閉にするため、定風量調節計２５の静止翼角度の
制御との間で風量、風圧共にハンチングを生じる。

またハンチングが減衰する性質のものであつても、行き
過ぎた分の放風量は全く無駄なものとなり、いずれにし
ても好ましくない。このため本発明では副放風弁の操作
ゲインを静止翼角の操作ゲインよりも小さくし、この行
き過ぎを生じないようにするため油圧操作速度を調整す
る。

たとえば、第４図に示すように、いま高炉の負荷がＡ点
で運転することを要求しているため、放風運転調節計１
８と定風量調節計２５とが上記したように放風運転制御
を行い、Ｂ点で運転しているとする。ここで高炉の熱風
炉充圧等の風量を増加する要求があり、吐出圧力ＰＢを
そのままに送風量をＦＢからＦＢ″にしたいとすると、
定風量調節計はこの（−）の偏差を打消すため、静止翼
角を操作して性能曲線をξ２からξ３にする。一方、放
風運転調節計の偏差は（一）の偏差になるから、副放風
弁を閉方向に操作し、ついには放風弁を全開にして放風
量を零にして運転ポイントはＣに安定する。しかし熱風
炉の充圧は普通５分程度で完了し、その間に高炉の負荷
特性は３から１の方向に戻つて行くから、副放風弁は再
び開方向に動作する。この場合放風運転調節計の動作が
Ｐ１動作であるとすると、まだ（−）の偏差があるにも
かかわらず、Ｐ動作によつて放風弁は全閉から開方向に
動作するため、その分の放風損失が発生する。このため
放風運転調節計の偏差が（−）の間はＰ動作をカットし
てＩ動作のみとする方法をとり、偏差が（＋）になつて
初めて放風弁を開にするようにした。また、この（−）
の偏差の際にＩ動作のみとする方法は、通常の状態で発
生する高炉の負荷変動に対し、常に放風弁を閉方向にリ
セットする働きを有し、放風量を最小とノすることを可
能とする。以上説明したように、本発明によれば、エネ
ルギー損失を極小に抑えることが可能となり、またあわ
せてサージングの防止を有効に行えるなど、極めて大き
な効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に用いる一実施例装置の概略ブロッ
ク図、第２図、第３図、第４図は吐出圧力と吸込流量と
の関係を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ サージング防止制御用放風弁を２台設け、１台は短
   時間に全風量の放風全閉をなし得る主放風弁とし、他の
   １台は操業中の負荷変動に伴う圧力変動を制御するに足
   る放風量を制御する副放風弁とし、この２台を並列に設
   置した高炉送風機において、上記夫々の放風弁を制御す
   る自動制御系を独立して設け、吸込流量を検出してサー
   ジング防止圧力を演算し、この演算結果の出力Ｘで主放
   風弁を開閉制御し、該出力Ｘに対して副放風弁の制御系
   の設定値Ｙをサージングに対して安全側に低く設定し、
   高炉の要求する送風流量に対応する吐出圧力とこの設定
   値Ｙが等しくなるように送風機の静止翼角と副放風弁開
   度を自動制御し、かつ吐出圧力が設定値Ｙより低くなつ
   た時は副放風弁開度を常に閉方向にリセットすることに
   より送風機の吸込量を最小にすることを特徴とする高炉
   送風機の運転方法。