JPS63208625A - 高炉々頂ガスエネルギ回収タ−ビンシステム - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、高炉々項ガスエネルギ回収タービンシステ
ムに関し、さらに詳しくは、少なくとも２基の高炉から
排出される炉頂ガスエネルギを、それぞれの高炉相互の
操業条件などに対応して回収し得るようにしたタービン
システムの改良に係るものである。

〔従来の技術〕

従来から、高炉の操業に際して、排出される高炉々頂ガ
ス（以下高炉ガスと呼ぶ）を膨張タービンに導入して発
電機を駆動させ、この高炉ガスの保有する温度、圧力な
どのエネルギを活用回収する高炉々頂ガスエネルギ回収
タービンシステムが知られており、この高炉々頂ガスエ
ネルギ回収タービンシステムは、通常の場合、１基の高
炉に対して、ガス膨張タービン、およびこのガス膨張タ
ービンに同軸結合された発電機からなる１組の発電設備
を組合せた構成とされる。

すなわち、このような従来の高炉々頂ガスエネルギ回収
タービンシステムの場合には、当初、高炉から排出され
る高温、高圧の高炉ガスを用い、まず、粗塵集塵器によ
りこの高炉ガス中に含まれている粗塵を除去し、さらに
、湿式もしくは乾式集塵器によりガス排出基準に適合す
るまで細塵を除去した上で、ガス膨張タービンに導入し
、発電機を回転駆動させて、その保有エネルギを電力と
して回収するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ご覧で、前記従来例構成による高炉々頂ガスエネルギ回
収タービンシテムでは、製鉄所に設置される１基の高炉
設備に１組の発電設備を組合せているため、高炉設備が
複数基（通常、高炉以降の付帯設備であるホットストリ
ップミルなどの製鋼設備との関係から２基程度まで）あ
る場合には、個々の高炉設備毎に各別の発電設備を必要
とし、そのエネルギ回収設備が高価になると云う問題点
を有するものであった。

従って、この発明の目的とするところは、このように２
基の高炉設備を有する場合にあって、高炉ガスエネルギ
回収装置のための設備費を低減させた。この種の高々類
ガスエネルギ回収タービンシステムを得ることである。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、この発明に係る高炉々頂ガ
スエネルギ回収タービンステムは、２基の高炉設備の個
々にガス膨張タービンを付設すると共に、これらの各ガ
ス膨張タービンに対し、それぞれ結合、離脱制御可能な
制御クラッチを介して共通の発電機を連繋させたもので
ある。

〔作　　　用〕

すなわち、この発明においては、２基の各高炉設備に配
されるそれぞれのガス膨張タービンにより、制御クラッ
チを介して発電機を共通に連繋させであるために、各高
炉の操業条件などに対応して、発電機をそれぞれ共通に
回転駆動し得るのである。

〔実　施　例〕

以下、この発明に係る高炉々頂ガスエネルギ回収タービ
ンシステムの一実施例につき、添付図面を参照して詳細
に説明する。

添付図面はこの実施例を適用した高炉々頂ガスエネルギ
回収タービンシステムの概要構成を示すブロック図であ
る。

この実施例図において、符号１０ａおよび１０ｂはそれ
ぞれ第１．および第２の高炉である。また。

１１ａおよび１１ｂはこれらの各高炉１０ａ、１０ｂか
らそれぞれに排出される高炉ガスのための第１．第２の
各排出管路であり、１２ａおよび１２ｂ、１３ａおよび
１３ｂは各排出管路１１ａ、ｌｌｂ中に順次に挿入配置
されたそれぞれ第１．第２の各粗塵集塵器、および各湿
式もしくは乾式集塵器、１４ａおよび１４ｂは高炉制御
のためのそれぞれ第１．第２の各排出制御弁群であって
、これらにより前記各高炉１０ａ　、　１０ｂにおける
第１．第２の各高炉ガス排出系Ａａ、Ａｂを構成してい
る。さらに、１５はこれら２基の各高炉１０ａ、１０ｂ
およびその付帯設備を操作制御するための中央制御部で
ある。

すなわち、これらの第１．第２の各高炉ガス排出系Ａａ
　、Ａｂの場合にあって、各高炉１０ａ、１０ｂからそ
れぞれに排出される高炉ガスは、まず、粗塵集塵器１２
ａ、１２ｂにより、ガス中の粗塵が除去されるＩ＋４＋
け　　拮Ｉ＼−紺−←↓　「　ノ　Ｉ↓所手イ試−男１
つ−１つＬにより、さらに同ガス中の細塵が除去され、
ガス排出基準に適合するまで十分にクリーン化された一
Ｅで、次に述べるところの、高炉ガス回収系Ｂによって
保有エネルギが回収される。

そして、前記両排出管路１１ａ、ｌｌｂは、公知の各排
出制御弁群１４ａ、１４ｂを経たのち、その管端部が相
互に接続結合されており、前記高炉ガス回収系Ｂでのエ
ネルギ回収によって低温、低圧とされた高炉ガスを、図
示省略した低圧ホルダーなどに一旦貯蔵させて所期の目
的に供し、その後、煙突などを通して外部に排出させる
。

次に、前記高炉ガス回収系Ｂにおいて、ｌｅａおよび１
ｆｌｂは前記第１．第２の各高炉１０ａ、１０ｂに対応
して配置されたそれぞれに第１．第２の各ガス膨張ター
ビン、１７はこれらの各ガス膨張タービンｌｅａ、１８
ｂとの間に、それぞれ第１．第２の制御クラッチ１８ａ
、１８ｂを介して同軸結合された所定容量の発電機であ
り、各ガス膨張タービン１ｆｌａ、１８ｂに対しての発
電機１７の制御クラッチ１８ａ、１８ｂによるｔｉＡ合
、！ｌ贈の名クラ、手渇作り士、前記２其の各嘉炉１０
ａ、１０ｂの各操業条件に対応して中央制御部１５から
出力される制御信号により、サーボユニットなどの第１
．第２の各制御作動部１９ａ、１９ｂを作動させて行な
う。

そしてまた、前記第１．第２の各ガス膨張タービン１ｆ
３ａ、１６ｂの高炉ガス導入部には、前記第１゜第２の
各湿式もしくは乾式集塵器１３ａ、１３ｂを経た各排出
管路１１ａ、Ｉｌｂの下流側から、それぞれに第１、第
２の各入口制御弁２１ａ、２１ｂと、入口基【Ｆ弁２２
ａ　、　２２ｂと、緊急遮断弁２３ａ、２３ｂと、流量
制御弁２４ａ、２４ｂとを介し、第１．第２の各導入管
路２０ａ。

２０ｂによって接続させてあり、さらに、高炉ガス導出
部からは、それぞれに第１．第２の出口基ＩＦ弁２６ａ
　、　２８ｂを介し、第１．第２の各導出管路２５ａ。

２５ｂによって、前記第１．第２の各排出制御弁群１４
ａ、１４ｂを経た各排出管路１１ａ、ｌｌｂの上流側へ
接続させである。

こ＼で、前記高炉ガス回収余日での各入口制御弁２１ａ
、２１ｂは、系全体に各導入管路２０ａ、２０ｂ−を通
して導入される高炉ガスの導入圧力を制御して、基本的
に後続する他の弁の操作力を軽減するために設けられ、
入口塞止弁２２ａ、２２ｂおよび出口塞止弁２１３ａ、
２６ｂは、各ガス膨張タービア１６ａ、　１８ｂなどの
１例えば、メンテナンスに際して、高炉ガスの導入、リ
ークを阻止するのに用い、また、緊急遮断弁２３ａ　、
２３ｂは、緊急、異常時に各ガス膨張タービン１（（ａ
　、　１８ｂの回転駆動を停止するのに用いており、さ
らに、流量制御弁２４ａ　、２４ｂは、導入される高炉
ガス量を制御設定して、各ガス膨張タービン１６ａ　、
　１８ｂの駆動回転数を常時、一定に保持するのに用い
られる。

従って、この実施例構成の場合にあって、各高炉１０ａ
　、　１０ｂから排出され、第１．第２の各高炉ガス排
出系Ａａ、Ａｂでの、各粗塵集塵器１２ａ、１２ｂと各
湿式もしくは乾式集塵器１３ａ　、　１３ｂを経てクリ
ーン化され、それぞれに高温、高圧状態に保持されたま
への各高炉ガスは、各排出制御弁群１４ａ、１４ｂの上
流側で、高炉ガス回収系Ｂでの、各入口制御弁２１ａ、
２１ｂの弁開度制御、各入口塞止弁２２ａ、２２ｂおよ
び出口塞止弁２８ａ、２８ｂの開弁によって、この高炉
ガス回収系Ｂ側にそれぞれ流路変換され、各緊急遮断弁
２３ａ、２３ｂを通り、かつ弁開度設定された各流量制
御弁２４ａ、２４ｂから、所定の設定ガス量の下に各ガ
ス膨張タービン１６ａ　、　１８ｂに導入されて、その
温度、圧力などの保有エネルギにより、これらの各ガス
膨張タービンＨ（ａ、１８ｂを所定の回転速度で駆動さ
せることができる。

そして、前記各ガス膨張タービン１６ａ、ｌｅｂでエネ
ルギ回収され、低温、低圧になって排出されるそれぞれ
の各高炉ガスは、出口塞止弁２８ａ、２８ｂを経て、前
記各排出制御弁群１４ａ　、　１４ｂの下流側で、再度
、第１．第２の各高炉ガス排出系Ａａ、Ａｂに導出させ
、これを図示省略した低圧ホルダーなどに一旦貯蔵させ
て所期の目的に供した後、煙突などを通して適宜、外部
に排出されるのである。

また、前記各ガス膨張タービン１Ｅｌａ、１８ｂの回転
駆動状態にあって、中央制御部１５からの制御信号指令
により、各制御作動部１９ａ　、　１９ｂを作動させ、
それぞれの各制御クラッチ！８ａ、１８ｂを結合させる
＋シＬデヒつプ　−釣Ｃ，小久ゼマ■部ぷ々−ノソ１ρ
５１Ｂｂの各出力回転による協働作動の下に、発電機１
７を回転駆動でき、このようにして所期の発電作用力く
ず与られのである。

さらに、前記各制御クラッチ１８ａ　、　１８ｂの結合
。

離脱操作によっては、第１．第２それぞれの各高炉１０
ａ　、　１０ｂの操業状態９例えば、操業不調、休風と
か再起動などに対応して、各ガス膨張タービンｌｅａ　
、　１８ｂに対する発電Ｉａ１７の駆動、停止を任意に
行ない得るのである。

すなわち９以上を換言すると、この実施例構成の場合に
は、前記第１．第２の各高炉１０ａ、１０ｂでの操業状
態に対応して、それぞれの各ガス膨張タービン１８ａ　
、　１８ｂを適正稼動範囲をもつように設計設定し、か
つ発電機１７の容量もまた適正設定しておくことにより
、こ−では、２基それぞれの各高炉１０ａ　、　ｌＱｂ
から排出される各高炉ガスの保有している温度、圧力な
どのエネルギの全量を、各ガス膨張タービンｌｅａ　、
　１８ｂの回転出力、ひいては発電機１７の起電力とし
て、最高効率で活用回収し得るのであり、また併せて、
各ガス膨張タービンｌ１３ａ。

１８ｂと発電機１７とを、それぞれ制御クラッチ１８ａ
。

１８ｂにより、任意に結合、１１１脱し得ることから、
発電機会を失なう惧れを格段に低減できるのである。

つまり、結果的には、２基の高炉に対して、２台のガス
膨張タービンと、これらに共通して適宜結合、離脱可能
な１台の発電機とを組合せることにより、各高炉から排
出されるそれぞれの高炉ガスが保有している温度、圧力
などのエネルギを、高効率で有効適切に回収し得るので
ある。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、この発明によるときは、２基の高
炉から排出される高炉々頂ガスの保有エネルギを、電力
として回収する場合、各高炉のそれぞれ排出管路の上流
側、下流側から、導入、導出制御のための弁装置を経て
導入、導出管路を分岐させ、各導入、導出管路間に、導
入される高炉ガスで回転駆動される各別のガス膨張ター
ビンを介在設置させ、かつこれら２基のガス膨張タービ
ンに、それぞれ制御クラッチを介して、結合、離脱可能
に共通に連繋された１基の発電機を設置して構成したか
ら、従来のように、個々２基の各高炉に対し、それぞれ
に１基づ〜、つまり各々２基のガス膨張タービンと発電
機とを付設する構成とは異なって、発？Ｉｉ機を１基の
みで済ませることができ、結果的には、適用される１基
の発電機自体の容量を増加させはするが、２基の発電機
を適用させる場合に比較して、この種の高炉々頂ガスエ
ネルギ回収タービンシステムの設備費を格段に低減でき
ると共に、併せて、その操作制御系を簡略化し得るなど
の極めて優れた特長がある。

【図面の簡単な説明】

添付図面はこの発明の一実施例を適用した高炉々頂ガス
エネルギ回収タービンシステムの概要構成を示すブロッ
ク図である。 Ａａ、Ａｂ・・・・第１．第２の高炉ガス排出系、Ｂ・
・・・高炉ガス回収系。 １０ａ、１０ｂ　＝高炉、　ｌｌａ、ｌｌｂ　＝高炉ガ
ス排出管路、１２ａ、１２ｂ・・・・粗塵集塵器、１３
ａ、１３ｂ・・・・湿式もしくは乾式集塵器、　１４ａ
、１４ｂ・・・・排出制御弁群、　１５・・・・中央制
御部、　ｌｅａ、１８ｂ・・・・ガス膨張タービン、１
７・・・・発電機、１８ａ、１８ｂ・・・・制御クラッ
チ、　１９ａ、１９ｂ・・・・制御作動部、２０ａ、２
Ｑｂ・・・・導入管路、２１ａ、２１ｂ・・・・入口制
御弁、・２２ａ、２２ｂ・・・・入口塞止弁、２３ａ、
２３ｂ　・・・・緊急遮断弁、２４ａ、２４ｂ　−・・
流量制御弁、２５ａ、２５ｂ　・・・・導出管路、２６
ａ　、２８ｂ・・・・出口塞止弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高炉から排出される炉頂ガスの保有エネルギを回収する
   システムであって、少なくとも２基の高炉を有し、各高
   炉のそれぞれ排出管路の上流側、下流側からは、導入、
   導出制御用の弁装置を介して導入、導出管路を分岐させ
   、かつ個々の導入、導出管路間にガス膨張タービンを介
   在させると共に、各ガス膨張タービン間には、それぞれ
   に制御クラッチを介して結合、離脱可能に発電機を連繋
   させ、炉頂ガスで作動される各ガス膨張タービンにより
   、高炉の操業条件などに対応して、発電機をそれぞれ共
   通に回転駆動し得るようにしたことを特徴とする高炉々
   頂ガスエネルギ回収タービンシステム。