JPS6182213A

JPS6182213A - 加熱プロセスの制御方法

Info

Publication number: JPS6182213A
Application number: JP59204459A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hiroi; 広井　和男; Yoshiyuki Yamamoto; 美行山本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-09-29
Filing date: 1984-09-29
Publication date: 1986-04-25
Also published as: JPH0374407B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は原石を複数の流路に分配し、この分配された各
流路の原石に加熱炉にて熱処理を加えるプロセスにおい
て、各流路の熱処理後の原料湿度が各々対応する設定値
と等しくなるように制御するプロセス制御方法に関する
ものである。

［発明の技術的背朔とその問題点］一般化学、石油化学等の分野では原料に値する基本単位
操作として加熱処理を施している。

この加熱炉としては常圧蒸溜装置やエチレン分解炉等の
大形加熱炉では、原材料を複数系列の流路（以下、パス
と称する）に分割したマルチパスを用いて、加熱処理す
るものが多い。

この加熱処理後の原料は下流■稈にて処理されて製品と
なる。従って、加熱炉出口での温度制御の精度は製品の
品質を左右する重要な要因とされている。

従って、上記マルチパスにおいては、各パスの炉出口温
度が所定値になるように各パスの流量や炉の燃料流量を
調整する。

しかしながら、炉出口温度は原石の温度変化、各パスの
流量バランス、炉の燃焼状態の変化の影響を受は易く、
制御するのが難しい。さらに、長いパスを通すことによ
る無駄時間が炉出口温度を不安定なものとしている。

ここで第６図を参照して従来の加熱炉制御方法を説明し
ておく。

図はパスが３系統の例を示しており、図中１は加熱炉で
ある。２は原料配管であり、この原料配管２は３系統の
パス２ａ、２ｂ、２ｃに分路されて加熱炉１内を通され
た後、再び合流される。３は単位時間当りの加熱炉流通
原料総量を設定するトータル原料流量設定器であり、４
−１．〜４−３は流量調整器である。５−１．〜５−３
は流量発信器であり、この流量発信器５−１．〜５−３
は各々前記各パス２ａ、〜２Ｃに対応させて該パスに取
付けられていて、加熱炉の１の入口側でのパス内原料流
量に対応した検出信号を出力する。

６−１．〜６−３はこれら各流量発信器５−１゜〜５−
３に対応して設けられ、その対応する流量発信器５−１
．〜５−３の出力信号を開平演算処理する開平演算器、
７−１．〜７−３は流量調節計であり、前記各パス２ａ
、〜２Ｃに対応させて取付けられていて、加熱炉の１の
入口側でのパス内原石流量を制御信号に応じた流量に調
整する。

前記流量調整器４−１．〜４−３は前記トータル原料流
量設定器３により与えられる単位時間当りの加熱炉流通
原料総量を基準に、開平演算器６−１、〜６−３を介し
て与えられる対応流量発信器５−１．’〜５−３の出力
信号を比較し、その偏差を制御信号として出力して、こ
れを対応する流量調節計７〜１．〜７−３に与える。

８−１．〜８〜３は温度発信器であり、前記各パス２ａ
、〜２Ｃに対応させて取付けられていて、加熱炉１の出
口側でのパス内原料温度を検出するものである。また、
９−１．〜９−３は温度調節計であり、それぞれ各パス
２ａ、〜２Ｃに対応して設けられていて検出されたパス
内原利温度の信号を予め設定された出ロ側パス内原料温
度と比較し、その偏差分を出力する。１０＝１．〜１０
−３は流量調節計であり、また、１１は加熱炉１の燃料
供給用の燃料配管、１２’−１，〜１２−３は流量発信
器、１３−１．〜１３−３は開平演算器、１４−１．〜
１４−３は調節弁、１５−１．〜１５−３はバーナであ
る。

前記燃料配管１１は前記原料配管２の３系統のパス２ａ
、　２ｂ、２Ｃに対応させて３系統の管路１１ａ、〜１
１ｃに分路されており、それぞれ加熱炉１内の対応する
バーナ１５−１．〜１５−３に接続される。バーナ１５
−１．〜１５−３は各系統のパス２ａ、〜２Ｃに１つづ
つ対応させてあり、対応する各系統のパス２ａ、〜２Ｃ
を加熱する。また、３系統の管路１１ａ、〜Ｉｌｃには
それぞれ前記流量発信器１１−１．〜１２−３および前
記調節弁１４−１．〜１４−３が１つづつ対応させて設
けてあり、これらのうち、前記調節弁１４−１．〜１４
−３は対応する管路１１ａ、〜１１ｃでの燃料流量を制
御信号に応じた流量に調整する。また、前記流量発信器
１１−１．〜１２−３は対応する管路１１ａ、〜１１Ｃ
での燃料流量を検出してその検出量に応じた信号を出力
する。

また、前記開平演算器１３−’１．〜１３−３は各流量
発信器１２−１．〜１２−３に対応して設けられ、その
出力信号を開平演算処理してリニアライスするものであ
り、前記流量調節計１ｏ−ｉ。

〜１０−３は開平演算器１３−１．〜１３−３を介して
それぞれ対応する流量発信器１２−”！、〜１２−３よ
り得た検出信号を前記対応する温度調節１ｔ９−１．〜
９−３の出力と比較し、その偏差分に対応した制御用ノ
ｊを発生して前記調節弁１４−１．〜１４−３に与える
ようにしである。

このような構成の従来装置は、原石配管２を通して加熱
炉１に原料を供給する。この供給された原石は３系列に
分割され、各々の系統別パス２ａ。

〜２Ｃに分流されて加熱炉１内へと送られる。その際、
各パス２ａ、〜２Ｇの原料流量はそれぞれ対応する流出
発信器８−１．〜８−３により検出され、その検出信号
は対応する開平演算器６−１゜〜６−３により開平演算
処理されてリニアライズされて後、対応する流量調節計
４−１．〜４−３へと送られる。原料総量はトータルｍ
設定器３に諒ｖ設定してあり、各流量調節計４−１．〜
４−３与えられているので、各流量調節計４−１．〜４
−３はこのトータル量設定器３の設定値を基準に対応す
る流量発信器８−１．〜８−３の検出信号を比較し、そ
の偏差分を求めて、制御量としてそれぞれ対応の調節弁
７−１．〜７−３に与える。

これにより、各調節弁７−１．〜７−３はそれぞれ受け
た制御量分、開度を調整してパス内の原料流量を調節す
る。

一方、加熱炉１で加熱された各パスの原料温度は各パス
の加熱炉出口側位置に設けられた温度発信器８−１．〜
８−３によりそれぞれ検出され、対応の温度調節計９−
１．〜９−３に与えられる。

各温度調節計９−１．〜９−３では予め設定された設定
温度とこの温度発信器８−１．〜８−３の検出信号とを
比較し、その偏差分を制′ｎ硝としてそれぞれ出力する
。そして、これを対応の流量調節計１０−１．〜１０〜
３に基準値として与える。

また、流量調節計１０−１．〜１０−３には前記燃料配
管１１の３系統の管路１１ａ、〜１１ｃ１こ設けられた
前記流量発信器１１−１．〜１２−３からそれぞれ対応
する管路１１ａ、〜１１Ｃでの燃料流量の検出出力が与
えられており、従って、各流量調節計’ｔｏ−１，〜１
０−３は両者を比較してそれぞれ基準値に対する偏差分
の信号を出力して流量調節計１４−１．〜１４−３に与
える。

この流量調節計１０−’１．〜１０−３の信号を受けた
流量調節計１１−１．〜１４〜３受けた信号に対応した
開度に開度調整され、管路１１ａ。

〜１１ｃでの燃料流量はその開度に見合う流量に調整さ
れる。

前記配管１１ａ、〜１１Ｃは前記原料配管２の３系統の
パス２ａ、２ｂ、２ｃに対応させてあり、それぞれ加熱
炉１内の対応するバーナ１５−１゜〜１５−３に接続さ
れている。そして、バーナ１５−１．〜１５−３は各系
統のパス２ａ、〜２ｃに１つづつ対応させであるので、
上記流量調整により火力を調節されたバーナ１５−１．
〜１５−３の対応する各系統のパス２ａ、〜２ｃはその
加熱温度が目標とする出口温度となるように調整される
。

このように、従来は原料流量を目標値に制御するととも
に出口での原料温度が目標値になるように出口での原料
温度に応じたフィードバックをかけてバーナの温度を調
整するようにしたものである。

そのため、各パスの経時変化に伴う効率変化、負荷流量
の変化に伴う効率変化に対する修正機能が無いことから
、総合効率の低い運転を余儀無くされることになる。す
なわち、熱効率の雇いパスではそのパスの炉出口湿度が
設定温度どなるまで燃料流量を増加させ、熱効率の良い
パスでは少ない燃料流量運転することになり、加熱炉全
体としては大きなエネルギロスを生ずると云う欠陥を有
していた。

［発明の目的］本発明は上記の事情に鑑みて成されたものであり、その
目的とするところは各パスそれぞれについてその効率に
応じ、効率の高いものには原料流量を大きくし、効率の
低いものについては原料流づ！、〜、−うり１猿を小さくするように制御することにより、加熱炉全
体としてのエネルギ効率を向上させるようにしたプロセ
ス制御方法を提供することにある。

［発明の概要］すなわち上記目的を達成するため本発明は、原料を複数
の流路に分配して加熱炉に通し加熱処理を施すプロセス
に用いられ、前記各流路の加熱処理後の原わ１温度が各
々対応する加熱炉への投入熱量を制御するプロセス制御
方法において、各流路における加熱処理後の温度を検出
しこの温度を一定にすべく各々の流路の原料流量を制御
するようにするもので、原料を複数系列の流路（パス）
に分割して加熱炉を通し、その各出口温度を所定値にな
るように各パスの原料流量を調節するようにした加熱炉
において、各パスの原料流量の総和（総流量）を変える
ことなしに各パス出口温度をある一定制限値内に入るよ
うに出口湿度の高いパスは原料流間を増加し、出口温度
の低いパスは原料流間を減らすようにその効率に応じ、
各パスの流量の比率を変え、効率の高いパス程、その流
量を大きくすることで加熱炉を効率良く運転出来るよう
にする。

［発明の実施例］以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明を適用する装置の構成図である。

図はパスが３系統の例を示しており、２１は加熱炉であ
る。また、２２は原料配管であり、この原料配管２２は
３系統のパス２２ａ、２２ｂ、２２Ｃに分路されて加熱
炉１内を通された後、再び合流される。２３は単位時間
当りの加熱炉流通原料総量を設定するトータル原料流量
設定器であり、２４−１．〜２４−３は比率設定器であ
り、この設定値を各パス２２ａ、２２ｂ、２２ｃに比例
配分するために該設定値に比率α１．α２．α３を乗じ
て出力するためのものである。２５−１．〜２５−３は
流量発信器であり、この流量発信器２５−１．〜２５−
３は各々前記各パス２２ａ、〜２２ｃに対応させて該パ
スに取付けられていて、加熱炉の２１の入口側でのパス
内原料流量に対応した検出信号を出力する。２６−１．
〜２６−３はこれら各流量発信器２５−１．〜２５−３
に対応して設（づられ、その対応する流量発信器２５−
１、〜２５−３の出力信号を開平演算処理する開平演算
器、２７〜１．〜２７−３は流量調節計であり、前記各
パス２２ａ、〜２２Ｃに対応させて取付けられていて、
加熱炉の２１の入口側でのパス内原料流量を制御信号に
応じた流量に調整する。

２８−１．〜２８−３は加算器、２９はパス流量修正演
算部、３０１．〜３０−３は温度発信器であり、前記各
パス２２ａ、〜２２ｃに対応させて取付けられていて、
加熱炉２１の出口側でのパス内原１１．４温度を検出す
るものである。

前記流量調節計２７−１．〜２７−３は前記比率設定器
前記トータル原料流量設定器２３により与えられる単位
時間当りの加熱炉流通原料総量に前記比率設定器２４−
１．〜２４−３でそれぞれ比率α１．α２．α３を乗じ
、補正した出力（個別パス流吊設定値）を基準にパス流
量修正演舞部２つの出力を加え、その加算値を制御ｔｌ
基準値として−３を介して与えられる対応流量発信器２
５−１゜〜２５−３の出力信号を比較し、その偏差を制
御信号として出力して、これを対応する流量調節計２−
７−１．〜２７−３に与える。

３１は温度発信器であり、前記各パス２２ａ。

〜２２ｃの出口側交流点に取付けられていて、加熱炉２
１の出口側でのパス通過後における合流原料温度を検出
するものである。また、３２は温度調節計であり、温度
発信器３１にて検出された合流原料温度の信号を予め設
定された出ロ側パス内原料温度と比較し、その偏差分を
出力する。３３は流量調節計であり、また、３４は加熱
炉２１の燃料供給用の燃料配管、３５はこの燃料配管３
４の燃料流量を検出する流量発信器、３６はこの流量発
信器３５の出力を開平演算してリニアラズする開平演算
器、３７はこの開平演算器３６の出力を受けて開度調節
し、燃料配管３４の燃料流量を調節する調節弁、３８−
１．〜３８−３は燃料配管３４より燃料供給され、炉内
の各パス２２ａ。

〜２２Ｇの加熱を行うバーナである。

前記燃料配管３４はそれぞれ加熱炉１内の対応するバー
ナ１５−１．〜１５−３に接続される。

バーナ１５−１．〜１５−３は各系統のパス２２ａ、〜
２２ｃに１つづつ対応させてあり、対応する各系統のパ
ス２２ａ、〜２２Ｇを加熱するが燃料供給量は皆、−律
であって、ここでは従来のように系統別にバーす温度を
制御するようなことはしない。しかし、従来のような各
パス毎にバーす温度を制御するようにようにしてもかま
わない。

また、前記パス流量修正演算部２９は前記温度発信器３
０−１．〜３０−３の出力を受け、この各信号より各パ
ス２２ａ、〜２２Ｃでの加熱効率を知って、これより効
率に応じ各パスでのその出口温度が所定値になるに必要
な原料流量修正量（増減値）を求める機能を有する。具
体的にはパスｊの流量調整量を得るための流量修正量△
Ｆｊ（ｊ＝１．２，３．・・・、ｎ）は第１式で示すよ
うな関係を用いる。

ΔＦｊ＝Ｋ・（Ｔｊ−Ｔ）　　　　・・・（１）但し、
Ｋは修正係数、Ｔｊはパスコの炉出口温度、王は平均炉
出口温度である。

ここで、■及びＦは一定であるから第１式より各パスの
流量修正量の合計はＯとなる。従って、ΔＦ１−ΔＦ２
＝八ＦＢ　＝Ｋ　（Ｔｔ　−Ｔ）＋Ｋ　（Ｔ２　＋Ｔ）
　＋Ｋ　（Ｔ３　＋Ｔ）＝Ｋ　（（ＴＩ　＋Ｔ２　＋Ｔ
３　）−３Ｔ）−〇　　　　　　　　　　・・・（１′
）この関係に基づいて修正量へＦｊ＜ｊ＝１．２゜３、
・・・、ｎ）を求める。この演算を行うパス流量修正演
算部２９はその演算をソフトウェアによる処理で行うが
、それを機能ブロックで示すと第２図の如きとなる。

第２図において、２０１は平均演算部であり、各パス２
２ａ、　〜２２Ｃの出口温度Ｔ１．Ｔ２　。

Ｔ３はこの平均演算部２０１に与えられてここでその平
均温度Ｔ　（＝　（Ｔ１　＋Ｔ２　＋Ｔ３　）　／３）
を求める。２０２−１．〜２０２−３は減算器であり、
それぞれ各パス２２ａ、〜２２ｃに対応して設けられて
いて、各々対応するパスの出口温度に対する平均演算部
２０１の求めた平均温度との差を求めるものである。２
０３は定数発生部であり、比例定数を発生するものであ
る。２０４はサンプル周期発生部であり、このサンプル
周期発生部２０４で与えられるサンプリングタイミング
で前記比例定数が乗算器２０５−１．〜２０５−３に与
えられる。乗算器２０５−１．〜２０５−３はそれぞれ
各パス２２ａ、〜２２Ｃに対応して設けられていて、各
々対応する減算器２０２−１゜〜２０１３の出力を受け
、これと前記サンプリングタイミングで与えられる前記
比例定数とを乗算する。２０６．〜２０６−３は積分部
であり、上記対応する乗算器２０５−１．〜２０５−３
出力を積分してそれぞれ対応する前記加算器２８−１．
２８−３に与えるものである。

このようなパス流量修正演算部２つは第３図に示すよう
なフローチャートに従って演算処理を行う。すなわち、
逐次割込みをかけ、ステップＳＴ１でサンプル周期であ
るか否かを判別する。そして、所定のサンプル周期のタ
イミングであればステップＳＴ２に移り、温度発信器３
０−１．〜３０−３で検出された各パスの出口温度Ｔｔ
　、　Ｔ２　。

Ｔ３を入力する。これを受けると平均演算部２０１は与
えられたこの各パスの出口温度の平均温度Ｔ　（＝　（
ＴＩ　＋Ｔ２　＋７３　）／３）を求め、減算器２０２
−１．〜２０２−３に与える。そして次にステップＳＴ
４に入り、ここで各パス２２ａ。

〜２２ｃ毎に各々対応するパスの出口温度に対する平均
演算部２０１の求めた平均温度との差を求め、更にステ
ップＳＴ５では所定のタイミングで与えられる比例定数
Ｋを乗算部２０５−１．〜２ｏ５−３にてそれぞれ乗じ
て修正した後、これをそれぞれ積分部２０６−１．〜２
０６−３で積分する（ステップ５Ｔ６）。これをそれぞ
れ対応する加算器２８−’ｌ、〜２８−３に与え、ここ
で比率設定器２１−１．〜２４−３より与えられる各パ
ス毎の流量設定値に該修正量が加えられて新たな流量設
定値Ｆｃｊが求められる（ステップ５Ｔ７）。

このような構成の本装置は、原料配管２２を通して加熱
炉２１に原料を供給する。この供給された原料は３系列
に分割され、各々の系統別パス２２ａ、〜２２ｃに分流
されて加熱炉２１内へと送られる。その際、各パス２２
ａ、〜２２Ｇの原料流量はそれぞれ対応する流量発信器
２５−１．〜２５−３ににり検出され、その検出信号は
対応する開平演算器２６−１．〜２６−３により開平演
算処理されてリニアライズされて後、対応する流量調節
計２７−１．〜２７−３へと送られる。

一方、原料総量は１−一タル量設定器３により設定して
あり、この設定値は比率設定器２４−１　。

〜２４−３により所定比率を乗じて補正され加算器２Ｂ
−１，〜２Ｂ−３にてパス流量修正演算部２つの出力と
加算された後、それぞれのパスの原料流量基準値として
対応する各流ｍ調節計２７−１、〜２７−３に与えられ
ているので、各流量調節計２７−１．〜２７−３はこの
加算器２８−１゜〜２８−３の出力値を基準に開平演算
器２６−１゜２６−３を介して対応する流量発信器２５
−１゜〜２５−３より与えられた検出信号を比較し、そ
の偏差分を求めて、制御ｌ量としてそれぞれ対応の調節
弁２８−１．〜２８−３に与える。これにより、各調節
弁２９−Ｌ〜２９−３はそれぞれ受けた制ｔｉｇ量分、
開度を調整してパス内の原料流量を調節する。

パス２２ａ、〜２２Ｇの出口側ではその合流した原料の
温度が温度発信器３１により検出され、温度調節計３２
に与えられる。すると温度調節計３２は予め設定された
設定温度とこの温度発信器３１の検出温度とを比較し、
その偏差分を制御量として出力し、これを流量調節計３
３に基準値として与える。

一方、流量調節計３３には前記燃料配管３４に設けられ
た前記流量発信器３７から燃料流量の検出出力が与えら
れており、従って、流量調節計３７は両者を比較して基
準値に対する偏差分の信号を出力して流量調節計３５に
与える。

これにより、炉側での加熱温度も出口での原料の目的温
度となるように制御される。

また、加熱炉２１で加熱された各パス２２ａ。

〜２２ｃの原料温度は各パス２２ａ、〜２２ｃの加熱炉
出口側位置に設けられた温度発信器３０−１、〜３０−
３によりそれぞれ検出され、パス流量修正演算部２つに
与えられる。パス流量修正演算部２９は逐次割込みをか
け、所定のサンプル周期のタイミング毎に温度発信器３
０−１．〜３０−３で検出された各パスの出口温度Ｔ１
．Ｔ２　。

ＴＥの検出出力を取込む。これを受けると平均演算部２
０１は与えられたこの各パスの出口温度の平均温度Ｔ　
（＝　（ＴＩ　＋Ｔ２　＋Ｔ：ｌ　）／３）を求め、減
算器２０２−１．〜２０２−３に与える。

そして、各パス２２ａ、〜２２ｃ毎に各々対応するパス
の出口）品度に対する平均演算部２０１の求めた平均温
度との差を求め、これに所定のタイミングで与えられる
比例定数Ｋを乗算部２０５−１゜〜２０５−３にてそれ
ぞれ乗じて修正した後、これをそれぞれ積分部２０６−
１．〜２０６−３で積分する。これをそれぞれ対応する
加算器２８−１、〜２８−３に与え、ここで比率設定器
２４−１、〜２４−３より与えられる各パス毎の流皐設
２１一定値を加算して各パス毎の流量設定値に上記パス流量修
正演算部２つからの該修正量を加えた新たな流量設定値
（個別パス流量設定値）Ｆｃｊを求める。

このようにして、各パスでの出口湿度を監視して全パス
の出口平均温度を求め、これを基に各パス毎の出口温度
の該出口平均温度に対する差分を補うに必要なそのパス
での原料流量の増減分を補正した新たな流量設定値（個
別パス流量設定値）Ｆｃｊを逐次求め、これを基準値に
加えて新たな流口設定値とし、この設定値の流量になる
ように、該パスの原料流量を調整する。

従って、効率の良いパスは流口が増加され、逆に効率の
悪いパスは流量が減らされてゆく。これは所定のタイミ
ングで繰返し行われる結果、前記平均温度は目的のパス
出口温度に限り無く近づき、且つ、加熱効率の良いパス
の流量を増やす制御であることから加熱炉全体の効率も
高くなる。

以上はパス全体での出口側での原料温度の平均値を用い
、この平均値と各パスでの出口側での原料温度との差を
補正すべく対応する各パスの流量設定値を補正すること
により、効率の良いパスの流量を増加させ、効率の悪い
パスでは流量を抑えるように制御するものであった。従
って、構成は簡単であるが、流量の総合的な監視を行っ
ていないので、原料流量の精度が悪くなる心配がある。

そこで、この点を考慮したパス流量修正制御として次の
ようなものが考えられる。

以下、その詳細を説明する。

初めに総流量一定とし、各パス毎にその熱収支が一定に
なるように原料流量を増減するケースについて説明する
。

今、各パスの原料流量がほぼ等しいものとして流量修正
式を求めると、平均流量「はＦ１＝Ｆ２　＝Ｆ３　＝Ｆ　　　　′ ＝　（Ｆｌ　＋Ｆ２　＋Ｆ３　）／３　　　　　・・・
（２）と仮定する。

また、平均温度ＴはＴ−（ＴＩ　＋Ｔ２　＋Ｔ３　）／３　　　　・・・（
３）となる。

パスｊにおいて、原料流量が平均値Ｆであり、炉出口温
度がＴｊであったとすると、パスコにおける熱収支から（Ｔｊ−Ｔｉ＞・Ｆ＝（Ｔ−Ｔｉ）（Ｆ十ΔＦＪ）　　・・・（４）但し、
Ｔｉは原料炉入口温度である。従って、パスｊにおける
原料流量の増し分は・・・（５）と表わすことができる。

これを実現するパス流量修正演算部２つを機能ブロック
で示すと第４図の如くとなる。　図は第５式を実行する
ための構成であり、図において、２０１は平均値演算部
であり、各パス２２ａ、〜２２ｃの出口温度Ｔ１．Ｔ２
　、Ｔａが入力されて、これらの平均値が求められる。

２０２−１．〜２０２−３は各パス２２ａ、〜２２ｃに
それぞれ対応して設けられた減算部であり、各パス２２
ａ。

〜２２ｃの出口温度Ｔ１．Ｔ２　、Ｔａがそれぞれ対応
する減算部２０２−１．〜２０２−３に入力される。ま
た、減算部２０２−１．〜２０２−３には前記平均値演
算部２０１よりパス出口温度の平均値が入力されており
、各減算部２０２−１゜〜２０２−３は出口温度よりこ
の平均値分を減算する。これにより、各パス２２ａ、〜
２２Ｃにおけるパス出口温度の平均値に対する差が求め
られる。２０３は減算部であり、ここでは前記平均値演
算部２０１の出力と原料入口温度Ｔ１が入力されて、前
記パス出口温度目標値の平均値に対する原料入口温度Ｔ
ｉとの差が求められる。

２０４−１．〜２０４−３は各パス２２ａ、〜２２ｃに
それぞれ対応して設けられた除算部であり、これら除算
部２０４−１．〜２０４−３は対応する前記減算部２０
２，１．〜２０１−３の出力（対応するパスにおけるパ
ス出口温度の全パス出口温度平均値との差）と前記減算
部２０３の出力（パス出口温度の平均値に対する原料入
口温度Ｔｉとの差）が入力されており、ここで、各除算
部２０４−１．〜２０４−３はそれぞれ前者を分子、後
右を分母として除算する。

＝２５− ２０５は平均値演算部であり、各パス２２ａ。

〜２２Ｃの流量Ｆｉ１．Ｆｉ２．Ｆｉ３が入力されて、
これらの平均値が求められる。また、２０６はサンプル
周期発生部である。平均値演算部２０５で求められた平
均流量はサンプル周期発生部２０６により所定の周期で
サンプリングされ乗算部２０７−１．〜２０７−３に与
えられる。

乗算部２０７−１．〜２０７−３は各パス２２ａ、〜２
２ｃにそれぞれ対応して設けられており、それぞれ対応
する除算部２０４−１．〜２０４−３の除算結果が入力
される。従って、乗算ｍ２０７−１．〜２０７−３は前
記所定の周期で両者を乗算する。これにより、乗算部２
０７−１、〜２０７−３からは熱収支に応じた各パス毎
の原料流量の増減分ΔＦｊが求められる。２０８−１．
〜２０８−３は積分部で乗算部２０７−１．〜２０７−
３に対応して設けられ、その対応する乗算部の出力を積
分するものである。

各積分部２０８−１．〜２０８−３の出力は対応する加
算器２８−１．〜２８−３に与えられて各パスの流量制
御の基準値の補正に供される。

このように入口湿度と全パス出口の平均温度及び各パス
出口温度、原料の平均流量を加味して熱収支に応じ、所
定のパス出口温度になるように制御することができ、よ
り精度の高い制御が出来るようになる。しかし、この場
合でも各パス出口での原料温度を中心に制御するため、
実際の製品の出口温度としては精度が保たれているか否
かに問題が残ることが考えられる。

そこでこれを考慮した制御方法すなわち、各パスの炉出
口側合流点での原料温度が目標値ＴＯになるよう該合流
点での原料温度を考慮しつつ各パス毎にその熱収支が一
定になるように原料流量を増減するケースについて説明
する。

今、各パス２２ａ、〜２２Ｃ１）原料流量および出口温
度をそれぞれＦｊ、Ｔｊ　（ｊ＝１．２．３゜・・・、
ｎ）とし、合流点の平均温度ＴＯを求めると、第６式の
如くとなる。

次にパスコの出口温度Ｔｊを合流点の温度Ｔｎとするた
めにパスコの原料流量をＦｊからＦｊ＋ΔＦｊへ増加し
たとするとその増しカム「ｊはパス出口温度Ｔｊの時の
得た熱量 −（Ｔｊ−Ｔｉ＞・Ｆｉ　　　・・・（７）パス出口温
度が王となった時の熱量 −（ＴＯ−Ｔｉ）　・（Ｆｊ＋△Ｆｊ）−（８）ここで
、Ｔｉは原料の入口湿度である。

パスｊの加熱炉における熱交換効率が変らないとすると
第７式−第８式の関係により（Ｔｊ　−Ｔ　ｉ　）・Ｆｊ −（Ｔｏ　−Ｔｉ）（Ｆｊ　　＋ΔＦｊ）　　　・・・
　（９）八Ｆｊ＝　（（Ｔｊ　−Ｔｏ　）／（Ｔｏ−Ｔｉ））・Ｆｊ　　・・１１０）従って、第
１０式よりΔＦｊは合流点の平均温度Ｔｏとパスコの出
口温度Ｔｊおよびパスｊの入口温度Ｔｉ、パスｊの原料
流量Ｆｊより求めることができる。

これを実現するパス流量修正演算部２９を機能ブロック
で示すと第５図の如くとなる。　図は第１０式を実行す
るための構成であり、図において、３０１＝１．〜３０
１−３は各パス２２ａ、〜２２Ｃに対応して設けられた
乗算部であり、それぞれ対応する各パス２２ａ、〜２２
ｃの流量Ｆｉ１゜Ｆｉ２．Ｆｉヨおよび各パス出口温度
Ｔｔ　、　Ｔ２　。

Ｔｊが入力され、乗算部３０１−１．〜３０１−３はこ
れらを乗算する。その結果は加算部３０２に与えられ、
ここで加算され、得られた総熱量が求められる。また、
各パス２２ａ、〜２２ｃの流量Ｆｉ１．Ｆｉ２．Ｆｉ３
は加算部３０３により加算され、総流量が求められる。

加算部３０２と加算部３０３の値は除算部３０４に与え
られ、前者（得られた総熱量）を後者（総流量）で除算
して、出口平均温度Ｔが求められる。この値は減算部２
０’５−．１　’、〜２０．５−３に与えられる。この
減算部２０５−１．〜２０５−３は各パス２２ａ。

〜２２ｃにそれぞれ対応して設けられており、各パス２
２ａ、　〜２２ｃの出口温度Ｔｔ　、　Ｔ２゜Ｔｊがそ
れぞれ対応する減算部３０５−１．〜３０５−３に入力
される。従って、減算部３０５−１、〜３０５−３から
は出口温度から出口平均温度が差し引かれた差分が得ら
れる。一方、前記除算部３０４で求められた出口平均温
度は減算部３０４にも与えられ、ここで原料入口温度Ｔ
ｉが差し引かれて受けた熱量が求められる。この値は除
算部３０’７−１．〜３０７−３に与えられる。

除算部３０７−１．〜３０７−３は前記減算部３０５−
１．〜３０５−３に対応して設けられており、減算部３
０５−１．〜３０５−３によって求められた各パス毎の
出口温度から出口平均温度を差し引いた差分が入力され
ており、これを減算部３０４の求めた値（原料の受取っ
た熱量）で除算する。この各除算値は各除算部３０７−
１．〜〜３０７−３に対応して設けられた乗算部３０８
−１．〜３０８−３に入力される。

乗算部３０８−１．〜３０８−３には対応するパス２２
ａ、　〜２２Ｇの流量Ｆｉ１　、Ｆｉ２．Ｆｉ３が与え
られるが、この入力はサンプル周期発生部３１０によっ
て所定間隔でサンプリング入力されるようにしである。

従って、乗算器３０８−１、〜３０８−３は所定時間間
隔でこれら入力を′乗算する。これにより、乗算部２０
７−１．〜２０７−３からは熱収支に応じた各パス毎の
原料流量の増減分ΔＦｊが求められる。

３０９−１．〜３０９−３は積分部で乗算部３ｏｓ−ｉ
、〜３０８−３に対応して設けられ、その対応する乗算
部の出力を積分するものである。

各積分部２０８−１．〜２０８−３の出力は対応する加
算器２８−１．〜２８−３に与えられて各パスの流出制
御の基準値の補正に供される。

このようにすると、最も高精度な出口温度制御が行える
。

マルチパスを持つ加熱炉の各パスの熱効率は経時的変化
や負荷変化の組合わせによって複雑に変化してゆくが、
この複雑に変動する熱効率に対応して常に最大の熱効率
で加熱炉を運転することができ、加熱炉の総合的な熱効
率を最大限に維持して運転することができ、従って、上
述のような本発明によれば、従来に較べ飛躍的に省エネ
ルギ化を図ることができる他、演算方法も簡単であり、
また、各制御部を個別に単独で制御するＤＤＣレベルの
調節計でも実施可能であるなどの特徴が得られる。

［発明の効果］以上、詳述したように本発明は原料を複数系列の流路（
パス）に分割して加熱炉を通してその各出口温度を所定
値になるように各パスの原料流量を調節するようにした
加熱炉において、各パスの原料流量の総和（総流量）を
変えることなしに、各パス出口温度をある一定制限値内
に入るように出口温度の高いパスは原料流量を増加し、
出口温度の低いパスは原料流量を減らすようにして効率
の良い方に多くの原料を流すようにしたので、複雑に変
動する熱効率に対応して常に最大の熱効率で加熱炉を運
転することができ、加熱炉の総合的な熱効率を最大限に
維持して運転することができ、従って、従来に較べ飛躍
的に省エネルギ化を図ることができるなどの特徴を有す
るプロセス制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用する装置の構成を示すブロック図
、第２図はパス流量修正量演算部の機能ブロック図、第
３図はパス流量修正の処理手順の一例を示すフローチャ
ート、第４図および第５図はパス流量修正量演算部の他
の実施例を示す機能ブロック図、第６図は従来例を説明
するためのブロック図である。２１−・・加熱炉、２２ａ、　〜２２ｃ・・・パス、２
３・・・トータル原料流量設定器、２４−１．〜２４−
３・・・比率設定器、２５−１．〜２５−３．３７・・
・流量発信器、２’ｌ−１，〜２７−３．３３・・・流
量調節計、２８−１．〜２８−３・・・加算器、２９・
・・パス流量修正演算部、２９−１．〜２９−３．３５
・・・調節弁、３０−１．〜３０−３．３１−・・温度
発信器、３２・・・温度調節計、３４・・・燃料配管、
３８−１．〜３８−３・・・バーナ。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第２図奮パス漬、量ｔ′庁正儀第　５　凶第４図ＴＩ　　　Ｔ２　　　Ｔ３　　　　　　　　　　　Ｆｉ
ｔ　Ｆｉ２Ｆｉ３特開昭６ｌ−８２２１３（１１）ＴＩ　　　Ｔ２　　Ｔ３　　　　　　　　　　Ｔｉ　　
Ｆｉｒ　Ｆｉｚ　Ｆｉ３二、上オー２年−，Ｌｌｌ　。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）総流量一定の原料を複数の流路に分配して加熱炉
に通し加熱処理を施すプロセスに用いられ、前記各流路
の加熱処理後の原料湿度が所定値になるよう炉温度を制
御するプロセス制御方法において、各流路における加熱
処理後の温度をそれぞれ検出し、加熱処理後の原料温度
を所定の目標温度に近づけるべくその差に対応した原料
流量補正量を各流路毎に求め、この原料流量補正量分を
補正した原料流量の制御基準値にて各々の流路の原料流
量を制御することを特徴とするプロセス制御方法。
（２）各流路における加熱処理後の温度をそれぞれ検出
し、これより全流路における加熱処理後の原料の平均温
度を求めてこの平均温度との差を求め、これを目標温度
とするとともにこれより各流路における加熱処理後の原
料温度の前記目標温度に対する温度差を縮小するに必要
な量をそれぞれ求め、これを原料流量補正量分とするこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプロセス制
御方法。
（３）各流路原料流量をそれぞれ検出してこれらの平均
値を求め、また、原料の炉入口温度を検出するとともに
これより各流路における炉内で受けた温度比を求め、原
料流量補正量はこの温度比と前記流量平均値に比例した
値とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
プロセス制御方法。
（４）各流路原料流量をそれぞれ検出し、また、原料の
炉入口温度及び各流路炉出口側合流点での原料温度を検
出するとともにこれより各流路における炉内で受けた温
度比を求め、原料流量補正量はこの温度比と各流路での
原料流量値に比例した値とすることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のプロセス制御方法。