JP4299841B2 - Coke dry fire extinguishing method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、コークス乾式消火方法及び消火装置に関するものである。 The present invention relates to a coke dry fire extinguishing method and a fire extinguishing apparatus.
コークス炉から排出される赤熱コークスを冷却するにあたり、赤熱コークスの顕熱を回収して省エネルギーを図るためにコークス乾式消火装置(いわゆるCDQ(Coke Dry Quencher))が用いられる。 When cooling red hot coke discharged from the coke oven, a coke dry fire extinguishing device (so-called CDQ (Coke Dry Quencher)) is used to collect sensible heat of the red hot coke and save energy.
乾式消火装置は、赤熱コークスの有する顕熱を不活性ガスにて熱交換する冷却室と、該冷却室の上部のプレチャンバーとを有する。赤熱コークスはプレチャンバーの上方からプレチャンバー内に装入される。プレチャンバーは赤熱コークス投入の時間変動を吸収し、かつ操業の安定性を得る目的で設けられている。コークスは冷却室内で不活性ガスと熱交換して200℃近くまで冷却された後、一定量ずつ切り出される。熱交換後900℃に加熱された不活性ガスは冷却室の上部からリングダクトへ排出され、1次ダストキャッチャーを経て廃熱ボイラーで熱回収され、循環ブロアーで再度冷却室へ圧送される。 The dry fire extinguishing apparatus includes a cooling chamber that exchanges sensible heat of red hot coke with an inert gas, and a prechamber on the upper side of the cooling chamber. Red hot coke is charged into the pre-chamber from above the pre-chamber. The pre-chamber is provided for the purpose of absorbing the time variation of red hot coke charging and obtaining operational stability. Coke is heat-exchanged with an inert gas in the cooling chamber and cooled to near 200 ° C., and then cut out by a certain amount. The inert gas heated to 900 ° C. after the heat exchange is discharged from the upper part of the cooling chamber to the ring duct, is recovered by the waste heat boiler through the primary dust catcher, and is pumped again to the cooling chamber by the circulation blower.
装入されるコークス中には揮発分や微粉コークスを含んでいる。揮発分は、燃焼性が高く循環ガス中に高い比率で含まれると異常燃焼の可能性がある。そこでプレチャンバー内に空気を吹き込むと、コークス塊中に残存する揮発分や微粉コークスを燃焼させることができる。吹き込んだ空気により赤熱コークスの表層の一部が燃えることもある。その結果、高温になった空気及び燃焼排ガスが不活性ガスに混合することにより、冷却室から排出されるガスの熱量を増大することができる。また、プレチャンバーを経て冷却室に到達するコークスの温度も上昇しているため、冷却室内で不活性ガスに回収される熱量も増大する。その結果、廃熱ボイラーでの蒸気回収量を増大することができる。 The coke to be charged contains volatile matter and fine coke. Volatile components are highly flammable and may cause abnormal combustion if included in the circulating gas at a high ratio. Therefore, when air is blown into the pre-chamber, volatile matter remaining in the coke mass and fine coke can be combusted. Part of the surface layer of reddish coke may be burned by the blown air. As a result, the amount of heat of the gas discharged from the cooling chamber can be increased by mixing the heated air and the combustion exhaust gas with the inert gas. In addition, since the temperature of the coke that reaches the cooling chamber through the pre-chamber has also increased, the amount of heat recovered to the inert gas in the cooling chamber also increases. As a result, the steam recovery amount in the waste heat boiler can be increased.
上記プレチャンバーへの空気吹き込みにより、定常状態の乾式消火設備の運転において廃熱ボイラーにおける熱回収量を増大することができるとともに、赤熱コークスの供給量が低下したり装入する赤熱コークスの温度が低下することによって冷却室内のコークス温度が低下するような場合にも、廃熱ボイラーでの熱回収量を一定に維持することが可能になる。特許文献1には、プレチャンバー内に空気を吹き込む方法が開示されている。 By blowing air into the pre-chamber, the heat recovery amount in the waste heat boiler can be increased in the operation of the dry fire extinguishing equipment in the steady state, and the supply amount of the red hot coke is reduced or the temperature of the red hot coke to be charged is reduced. Even when the coke temperature in the cooling chamber decreases due to the decrease, the heat recovery amount in the waste heat boiler can be kept constant. Patent Document 1 discloses a method of blowing air into a pre-chamber.
乾式消火設備において、プレチャンバー内に水分を加えたガスを供給し、赤熱コークスとの反応により一酸化炭素及び水素ガスを多く含むガスを生成し、このガスを消火塔内で循環ガスと合流するようにした方法が特許文献2に記載されている。循環ガス中のガス成分として回収した一酸化炭素や水素ガスは、ボイラー通過後に燃料ガスとして回収するほか、ガスのダクト内に空気を添加し、一酸化炭素や水素を燃焼させた上でボイラーで蒸気として回収することもできるとしている。
In dry fire extinguishing equipment, gas with water added is supplied into the pre-chamber, and a gas containing a large amount of carbon monoxide and hydrogen gas is generated by reaction with red hot coke, and this gas is combined with circulating gas in the fire extinguisher. Such a method is described in
コークス乾式消火設備の廃熱ボイラーで発生する蒸気は、一般的に蒸気タービン発電機にて電気エネルギーに転換して活用している場合が多く、この蒸気タービン発電機を最効率点で安定的に運転するには廃熱ボイラーの蒸気発生量を必要量一定に保持することが重要である。また、一般用の蒸気として活用する場合も、蒸気発生量が必要量に対して変動すると、蒸気発生量減少時には需要先で蒸気が不足することとなり、蒸気発生量増加時には発生した蒸気を無駄に放散することとなるため、発生した蒸気の有効利用のためにも蒸気発生量を一定に保持することが必要である。 The steam generated in the waste heat boiler of the coke dry fire extinguishing equipment is generally converted to electrical energy by a steam turbine generator, and this steam turbine generator is stably used at the most efficient point. For operation, it is important to keep the amount of steam generated in the waste heat boiler constant. Also, when using steam as general-purpose steam, if the steam generation amount fluctuates relative to the required amount, the steam will be insufficient at the customer when the steam generation amount decreases, and the generated steam will be wasted when the steam generation amount increases. Since it is emitted, it is necessary to keep the amount of generated steam constant for effective use of the generated steam.
プレチャンバーに吹き込む空気、プレチャンバーに吹き込む水や蒸気、消火塔から回収した高温ガスに吹き込む空気が存在するため、消火塔と廃熱ボイラーの間を循環する循環ガスの量が増大する。そのため、循環ガスの量を一定に保つことを目的に循環ガスの一部を外部に放散する必要がある。循環ガス中に一酸化炭素や水素等の未燃ガスが含まれていると、これら未燃ガスが有するエネルギーを有効に回収することができない。そのため、循環ガス中に含まれる未燃ガスは空気を吹き込んで燃焼することによって熱エネルギーに変換し、少なくとも循環ガスが廃熱ボイラーを通過した時点では循環ガス中に未燃ガスが含まれないようにすることが好ましい。 Since there is air blown into the prechamber, water and steam blown into the prechamber, and air blown into the high temperature gas recovered from the fire extinguisher, the amount of circulating gas circulating between the fire extinguisher and the waste heat boiler increases. Therefore, it is necessary to dissipate part of the circulating gas to the outside for the purpose of keeping the amount of the circulating gas constant. If the circulating gas contains unburned gas such as carbon monoxide or hydrogen, the energy of the unburned gas cannot be recovered effectively. Therefore, the unburned gas contained in the circulating gas is converted into thermal energy by blowing air and combusting, and at least when the circulating gas passes through the waste heat boiler, the unburned gas does not appear in the circulating gas. It is preferable to make it.
一方、循環ガス中に酸素が含まれていると、冷却室内でコークスが燃焼し冷却能力を低下させるという点で好ましくない。そのため、消火塔から回収した循環ガス中に空気を吹き込む際には、過剰な酸素を吹き込むことによって循環ガス中に酸素が残留することのないように配慮することが必要である。 On the other hand, if the circulating gas contains oxygen, it is not preferable in that the coke burns in the cooling chamber to lower the cooling capacity. Therefore, when air is blown into the circulating gas recovered from the fire extinguisher, it is necessary to consider that oxygen does not remain in the circulating gas by blowing excess oxygen.
プレチャンバー内に空気を吹き込んで、残存揮発分、微粉コークス及び塊コークスの一部を燃焼することにより、吹き込んだ空気及びプレチャンバー内のコークスともに温度が上昇する。そして、プレチャンバー内温度が1400℃前後となると、コークス中に含まれる灰分が溶融・気化し、該気化した灰分が空気とともに運ばれ、冷却室を上昇する不活性ガスと混合する。不活性ガスの冷却室出口温度は900℃前後であり、気化していた灰分は凝集し、冷却室上部のスローピングフリュー部に付着する。この付着物はクリンカーとよばれ、ガス通風孔の閉塞をもたらし、ガスの通気抵抗を上げ、高温コークス冷却用ガスの循環を阻害するという問題を有する。従って、プレチャンバー内に空気を吹き込んだ場合においても、プレチャンバー内温度が常に一定温度以下に保持されるように制御を行う必要がある。 By blowing air into the pre-chamber and burning a part of the remaining volatile matter, fine coke and lump coke, the temperature of both the blown air and the coke in the pre-chamber rises. When the temperature inside the pre-chamber reaches around 1400 ° C., the ash contained in the coke is melted and vaporized, and the vaporized ash is carried with the air and mixed with the inert gas rising in the cooling chamber. The exit temperature of the cooling chamber of the inert gas is around 900 ° C., and the vaporized ash is agglomerated and adheres to the sloping flue at the top of the cooling chamber. This deposit is called a clinker, and has a problem that the gas ventilation hole is blocked, the gas ventilation resistance is increased, and the circulation of the high-temperature coke cooling gas is hindered. Therefore, even when air is blown into the pre-chamber, it is necessary to perform control so that the temperature in the pre-chamber is always kept below a certain temperature.
前述の課題に対応するには、廃熱ボイラー供給ガス温度を変動させることとなるが、廃熱ボイラーを構成するボイラーチューブには、その材質及び構造より規定された上限使用温度が決められており、それを超えた温度で使用すると熱破損の原因となるので、廃熱ボイラー供給ガス温度はその温度以下で供給する必要がある。また、廃熱ボイラー供給ガス温度が低下すると、ボイラーでの熱交換効率が低下し、蒸気発生量の低下へ繋がる。従って、廃熱ボイラー供給ガス温度を常に一定範囲内に保持されるように制御を行う必要がある。 To cope with the above-mentioned problems, the waste heat boiler supply gas temperature must be varied. However, the upper limit operating temperature specified by the material and structure of the boiler tube constituting the waste heat boiler is determined. If it is used at a temperature exceeding that, it will cause thermal damage, so the waste heat boiler supply gas temperature must be supplied below that temperature. Moreover, when the waste heat boiler supply gas temperature falls, the heat exchange efficiency in a boiler will fall and it will lead to the fall of a steam generation amount. Therefore, it is necessary to perform control so that the waste heat boiler supply gas temperature is always kept within a certain range.
消火塔から排出する高温の排出ガスは、スローピングフリュー部を経て廃熱ボイラーへ供給されるが、この排出ガス量が上限流量を超えると、スローピングフリュー部よりコークスの浮上、飛散現象が発生し、循環ガス通気抵抗の急激な増大や飛散コークスによるボイラーチューブの摩耗破損のトラブルに繋がるため、一定流量以下での制御が必要である。また、冷却室での赤熱コークスからの顕熱回収量を常に最大化し省エネを図るには、冷却室へ供給する不活性ガス量を可能な限り増大することが重要であり、前述の消火塔排出ガス量の上限値制約から、同上限値で一定制御することが必要である。 High-temperature exhaust gas discharged from the fire extinguisher is supplied to the waste heat boiler through the sloping flues, but if this amount of exhaust gas exceeds the upper limit flow rate, coke floating and scattering phenomenon will occur from the sloping flues, Control at a constant flow rate or lower is necessary to lead to a rapid increase in circulating gas ventilation resistance and troubles in boiler tube wear and damage caused by scattered coke. In addition, in order to constantly maximize the amount of sensible heat recovered from reddish coke in the cooling room and save energy, it is important to increase the amount of inert gas supplied to the cooling room as much as possible. Due to the upper limit of the gas amount, it is necessary to perform constant control at the upper limit.
本発明は、コークス乾式消火装置を用いて赤熱コークスの顕熱を蒸気として回収するコークス乾式消火方法において、循環ガス中の可燃性ガス成分及び酸素成分を常に最小の値に保つ消火方法を提供することを第1の目的とし、プレチャンバー内温度を常に一定温度以下に保持してスローピングフリュー部への異物付着を防止することを第2の目的とし、廃熱ボイラー供給ガス温度を常に一定範囲内に保持してボイラーチューブの熱破損を防止すると同時に、ボイラーでの熱回収効率の低下を防止することを第3の目的とし、消火塔から排出する排出ガスの量を常に一定流量に保持してスローピングフリューからのコークス浮上、飛散による循環ガス通気抵抗の増大及びボイラーチューブの摩耗破損を防止すると同時に冷却室での赤熱コークスからの顕熱回収量を最大化することを第4の目的とする。 The present invention provides a fire extinguishing method in which the combustible gas component and the oxygen component in the circulating gas are always kept at a minimum value in a coke dry fire extinguishing method in which sensible heat of red hot coke is recovered as steam using a coke dry fire extinguishing device. The first objective is to keep the temperature inside the pre-chamber at a constant temperature or less to prevent foreign matter from adhering to the sloping flue, and the waste heat boiler supply gas temperature is always within a certain range. The third purpose is to prevent the boiler tube from being damaged by heat and at the same time to prevent the heat recovery efficiency of the boiler from being lowered. The amount of exhaust gas discharged from the fire extinguisher is always maintained at a constant flow rate. Coke floating from sloping flue, increase of circulating gas ventilation resistance due to scattering and prevention of wear damage of boiler tube, and at the same time red hot coke in the cooling chamber To maximize the sensible heat recovery from the fourth object.
即ち本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
(1)冷却室2とその上部のプレチャンバー3とよりなる消火塔1を用い、プレチャンバー上方から赤熱コークス9を装入し、プレチャンバーに空気(以下「PC空気24」という。)を吹き込むとともに水若しくは蒸気(以下「PC水・蒸気26」という。)を吹き込み、前記赤熱コークスの有する顕熱を前記冷却室内において不活性ガスを媒体として熱交換し、消火塔1から排出した高温の排出ガス22に、廃熱ボイラー7に至るまでの間に空気(以下「SF空気25」という。)を供給し、廃熱ボイラー7において蒸気の形で熱回収するようにしたコークス乾式消火方法において、前記SF空気の量の調整は、廃熱ボイラーを循環するガス中の一酸化炭素濃度に目標値を設け、前記ガス中の酸素濃度に上限値と下限値と目標値とを設け、一酸化炭素濃度が該目標値になるようにSF空気の量を調整し、酸素濃度が前記上限値を上回ったときは一酸化炭素濃度によるSF空気の量の調整を中断して酸素濃度が前記目標値になるようにSF空気の量を減少し、酸素濃度が目標値又は下限値を下回るか又は酸素濃度が前記目標値又は前記下限値を下回ってかつ一酸化炭素濃度が前記目標値を上回ったときは一酸化炭素濃度によるSF空気の量の調整を再開し、前記一酸化炭素濃度によるSF空気の量を調整すると共に前記PC空気及び/又は前記PC水・蒸気の量を調整し、前記PC空気及び/又は前記PC水・蒸気の減少量と前記SF空気の増加量との比を廃熱ボイラーへの入熱量が一定になるように定めることを特徴とするコークス乾式消火方法。
(2)冷却室とその上部のプレチャンバーとよりなる消火塔を用い、プレチャンバー上方から赤熱コークスを装入し、プレチャンバーに空気(以下「PC空気」という。)を吹き込むとともに水若しくは蒸気(以下「PC水・蒸気」という。)を吹き込み、前記赤熱コークスの有する顕熱を前記冷却室内において不活性ガスを媒体として熱交換し、消火塔から排出した高温の排出ガスに、廃熱ボイラーに至るまでの間に空気(以下「SF空気」という。)を供給し、廃熱ボイラーにおいて蒸気の形で熱回収するようにしたコークス乾式消火方法において、前記SF空気の量の調整は、廃熱ボイラーを循環するガス中の水素濃度に目標値を設け、前記ガス中の酸素濃度に上限値と下限値と目標値とを設け、水素濃度が該目標値になるようにSF空気の量を調整し、酸素濃度が前記上限値を上回ったときは水素濃度によるSF空気の量の調整を中断して酸素濃度が前記目標値になるようにSF空気の量を減少し、酸素濃度が目標値又は下限値を下回るか又は酸素濃度が前記目標値又は前記下限値を下回ってかつ水素濃度が前記目標値を上回ったときは水素濃度によるSF空気の量の調整を再開し、前記一酸化炭素濃度によるSF空気の量を調整すると共に前記PC空気及び/又は前記PC水・蒸気の量を調整し、前記PC空気及び/又は前記PC水・蒸気の減少量と前記SF空気の増加量との比を廃熱ボイラーへの入熱量が一定になるように定めることを特徴とするコークス乾式消火方法。
(3)冷却室とその上部のプレチャンバーとよりなる消火塔を用い、プレチャンバー上方から赤熱コークスを装入し、プレチャンバーに空気(以下「PC空気」という。)を吹き込むとともに水若しくは蒸気(以下「PC水・蒸気」という。)を吹き込み、前記赤熱コークスの有する顕熱を前記冷却室内において不活性ガスを媒体として熱交換し、消火塔から排出した高温の排出ガスに、廃熱ボイラーに至るまでの間に空気(以下「SF空気」という。)を供給し、廃熱ボイラーにおいて蒸気の形で熱回収するようにしたコークス乾式消火方法において、前記SF空気の量の調整は、廃熱ボイラーを循環するガス中の一酸化炭素濃度と一酸化炭素の発熱量の積に前記ガス中の水素濃度と水素の発熱量の積を加えて循環ガス発熱量とし、該発熱量に目標値を設け、前記ガス中の酸素濃度に上限値と下限値と目標値とを設け、前記循環ガス発熱量が該目標値になるようにSF空気の量を調整し、酸素濃度が前記上限値を上回ったときは循環ガス発熱量によるSF空気の量の調整を中断して酸素濃度が前記目標値になるようにSF空気の量を減少し、酸素濃度が目標値又は下限値を下回るか又は酸素濃度が前記目標値又は前記下限値を下回ってかつ循環ガス発熱量が前記目標値を上回ったときは循環ガス発熱量によるSF空気の量の調整を再開し、前記一酸化炭素濃度によるSF空気の量を調整すると共に前記PC空気及び/又は前記PC水・蒸気の量を調整し、前記PC空気及び/又は前記PC水・蒸気の減少量と前記SF空気の増加量との比を廃熱ボイラーへの入熱量が一定になるように定めることを特徴とするコークス乾式消火方法。
(4)前記SF空気25の量の調整は、消火塔1からのコークス10の排出量の変動を検出し、該検出したコークスの排出量の変動による廃熱ボイラーを循環するガス中の一酸化炭素濃度若しくは水素濃度若しくは前記循環ガス発熱量並びに酸素濃度の変動を防止するように調整することを特徴とする上記(1)乃至(3)のいずれかに記載のコークス乾式消火方法。
(5)前記SF空気25の量の調整は、プレチャンバーに吹き込む空気(以下「PC空気24」という。)の量及び/又はプレチャンバーに吹き込む水又は蒸気(以下「PC水・蒸気26」という。)の量の変動を検出し、該検出したPC空気量及び/はPC水・蒸気量の変動による廃熱ボイラーを循環するガス中の一酸化炭素濃度若しくは水素濃度若しくは前記循環ガス発熱量並びに酸素濃度の変動を防止するように調整することを特徴とする上記(1)乃至(4)のいずれかに記載のコークス乾式消火方法。
(6)PC水・蒸気の調整量とPC空気の調整量の比は、プレチャンバー内の温度を一定に保つように定めることを特徴とする上記(1)乃至(5)のいずれかに記載のコークス乾式消火方法。
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) Using a fire extinguisher 1 composed of a
( 2 ) Using a fire extinguisher composed of a cooling chamber and an upper prechamber , red coke is charged from above the prechamber, air (hereinafter referred to as “PC air”) is blown into the prechamber and water or steam ( (Hereinafter referred to as “PC water / steam”), the sensible heat of the red hot coke is heat-exchanged in the cooling chamber using an inert gas as a medium, into a high-temperature exhaust gas discharged from the fire extinguisher, and into a waste heat boiler. In the coke dry fire extinguishing method, in which air (hereinafter referred to as “SF air”) is supplied and heat is recovered in the form of steam in a waste heat boiler, the amount of SF air is adjusted by adjusting the amount of SF air. A target value is set for the hydrogen concentration in the gas circulating through the boiler, and an upper limit value, a lower limit value, and a target value are set for the oxygen concentration in the gas, so that the hydrogen concentration becomes the target value. When the amount of air is adjusted and the oxygen concentration exceeds the upper limit, the adjustment of the amount of SF air based on the hydrogen concentration is interrupted, and the amount of SF air is reduced so that the oxygen concentration becomes the target value. When the concentration is lower than the target value or the lower limit value or the oxygen concentration is lower than the target value or the lower limit value and the hydrogen concentration is higher than the target value, the adjustment of the amount of SF air by the hydrogen concentration is resumed, The amount of SF air according to the carbon monoxide concentration is adjusted and the amount of the PC air and / or the PC water / steam is adjusted, and the decrease amount of the PC air and / or the PC water / steam and the increase of the SF air are adjusted. coke dry quenching method comprising Rukoto defines the ratio between the amount as the amount of heat input to the waste heat boiler is constant.
( 3 ) Using a fire extinguisher composed of a cooling chamber and a pre-chamber above it, red coke is charged from above the pre-chamber, and air (hereinafter referred to as “PC air”) is blown into the pre-chamber and water or steam ( (Hereinafter referred to as “PC water / steam”), the sensible heat of the red hot coke is heat-exchanged in the cooling chamber using an inert gas as a medium, into a high-temperature exhaust gas discharged from the fire extinguisher, and into a waste heat boiler. In the coke dry fire extinguishing method, in which air (hereinafter referred to as “SF air”) is supplied and heat is recovered in the form of steam in a waste heat boiler, the amount of SF air is adjusted by adjusting the amount of SF air. The product of the concentration of carbon monoxide in the gas circulating through the boiler and the calorific value of carbon monoxide is added to the product of the hydrogen concentration in the gas and the calorific value of hydrogen to obtain the circulating gas calorific value. A target value is set for the amount, an upper limit value, a lower limit value and a target value are set for the oxygen concentration in the gas, and the amount of SF air is adjusted so that the amount of heat generated by the circulating gas becomes the target value. When the upper limit value is exceeded, the adjustment of the SF air amount based on the calorific value of the circulating gas is interrupted, and the SF air amount is decreased so that the oxygen concentration becomes the target value, and the oxygen concentration reaches the target value or the lower limit value. When the oxygen gas concentration falls below the target value or the lower limit value and the circulating gas heating value exceeds the target value, the adjustment of the amount of SF air by the circulating gas heating value is resumed, and the carbon monoxide concentration The amount of SF air is adjusted and the amount of PC air and / or PC water / steam is adjusted, and the ratio of the decrease amount of PC air and / or PC water / steam to the increase amount of SF air is adjusted. The amount of heat input to the waste heat boiler will be constant Coke dry quenching wherein the urchin defined Rukoto.
( 4 ) The amount of the
( 5 ) The amount of the
( 6 ) The ratio of the adjustment amount of PC water / steam and the adjustment amount of PC air is determined so as to keep the temperature in the pre-chamber constant, as described in any one of (1) to (5) above Coke dry fire extinguishing method.
(7)プレチャンバー内の温度を測定し、プレチャンバー内の温度測定値と目標値との間に相違が生じたときは、前記PC水・蒸気26の調整量とPC空気24の調整量の比の値を修正して前記プレチャンバー内の温度が目標値になるように調整することを特徴とする上記(6)に記載のコークス乾式消火方法。
( 7 ) Measure the temperature in the pre-chamber, and if there is a difference between the measured value in the pre-chamber and the target value, adjust the PC water /
本発明の上記(1)〜(3)、(6)は、循環ガス中の可燃成分及び酸素の含有量を極小にするためのフィードバック制御に関するものである。また、本発明の上記(4)、(5)は、外乱に対して循環ガス中の可燃成分及び酸素の含有量を極小にするためのフィードフォワード制御に関するものである。 The above (1) to ( 3) and (6) of the present invention relate to feedback control for minimizing the contents of combustible components and oxygen in the circulating gas. Further, the above ( 4 ) and ( 5 ) of the present invention relate to feedforward control for minimizing the contents of combustible components and oxygen in the circulating gas against disturbance.
本発明の上記(7)は、プレチャンバー内の温度を一定に保持するためのフィードバック制御に関するものである。 The above ( 7 ) of the present invention relates to feedback control for keeping the temperature in the pre-chamber constant.
本発明により、コークス乾式消火装置において、廃熱ボイラーの循環ガス中における可燃性ガス成分および酸素の濃度を一定値以下の値に保持することが可能になる。さらに、プレチャンバー部の温度を一定値に保持してスローピングフリュー部の異物付着を防止することができる。加えて、廃熱ボイラー入口ガス温度を一定範囲に保持してボイラーチューブの熱破損を防止すると同時に、ボイラーでの熱回収効率の低下を防止することができる。併せて、消火塔から排出する排出ガスの量を一定流量に保持してスローピングフリューからのコークスの浮上、飛散による循環ガス通気抵抗の増大及びボイラーチューブの摩耗破損を防止すると同時に冷却室での赤熱コークスからの顕熱回収を最大化することが可能になる。 According to the present invention, in the coke dry fire extinguisher, it becomes possible to maintain the concentration of the combustible gas component and oxygen in the circulating gas of the waste heat boiler at a value below a certain value. Furthermore, the temperature of the pre-chamber part can be maintained at a constant value, and foreign matter adhesion on the sloping flue part can be prevented. In addition, the waste heat boiler inlet gas temperature can be maintained within a certain range to prevent thermal damage to the boiler tube, and at the same time to prevent a decrease in heat recovery efficiency in the boiler. At the same time, the amount of exhaust gas discharged from the fire extinguishing tower is kept at a constant flow rate to prevent coke floating from the sloping flue, increase in circulating gas ventilation resistance due to scattering, and damage to the boiler tube from wear, and at the same time red heat in the cooling chamber It is possible to maximize the recovery of sensible heat from coke.
本発明の実施の形態を図1に基づいて説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
赤熱コークスを冷却する消火塔1は縦形に形成され、上下方向にプレチャンバー3と冷却室2を備えている。プレチャンバー3と冷却室2とは、その内壁周囲に形成されたスローピングフリュー部4によってガス流れフローとしては分割されている。
A fire extinguisher 1 for cooling red hot coke is formed in a vertical shape, and includes a pre-chamber 3 and a
980℃前後の温度を有する赤熱コークス9はプレチャンバー3の上方から装入され、漸次下方に移動し、冷却室2において冷却室下部の吹き込み菅11から吹き込まれる不活性ガス27によって冷却される。冷却室下部から排出されるときのコークス10の温度は200℃近くとなっている。
The red hot coke 9 having a temperature of about 980 ° C. is charged from above the pre-chamber 3, gradually moves downward, and is cooled in the
冷却室内において吹き込まれた不活性ガス27は、冷却室内を上昇しつつ赤熱コークスとの間で熱交換が行なわれ、ガス温度が上昇し、冷却室上部のスローピングフリュー部4からリングダクト5に排出される。更に不活性ガスはリングダクト5から1次ダストキャッチャー6を経て廃熱ボイラー7に送られ、廃熱ボイラー7で熱回収されて温度が180℃前後に低下した後、循環ブロアー8を経て再度冷却室2に吹き込まれる。
The
本発明においては、必要に応じてプレチャンバー内に空気を吹き込む。以下、プレチャンバー内に吹き込む空気を「PC空気24」という。吹き込まれた空気中の酸素が残存揮発分、微粉コークス及び塊コークスの一部と反応する。反応は主に一酸化炭素を生成する発熱反応であり、吹き込んだ空気と生成ガス、及びコークスは温度が上昇しつつプレチャンバー内を下降し、プレチャンバー下部において最も高い温度となる。吹き込んだ空気と生成ガスは、プレチャンバー下部において下方から上昇してきた不活性ガスと混合し、スローピングフリュー部4からリングダクト5に排出される。
In the present invention, air is blown into the pre-chamber as necessary. Hereinafter, the air blown into the pre-chamber is referred to as “
本発明においては、必要に応じてプレチャンバー内に空気とともに水又は蒸気を吹き込む。以下、プレチャンバー内に吹き込む水又は蒸気を「PC水・蒸気26」という。吹き込まれた水は蒸発して蒸気となるときに吸熱し、蒸気は赤熱コークスと接触して水性ガス反応によって水素ガスと一酸化炭素を発生させるとともに吸熱する。従って、水又は蒸気を吹き込むことによってプレチャンバー内のガス及びコークスの温度は低下し、水又は蒸気の吹き込み量を調節することよってプレチャンバー内のガス及びコークスの温度を調節することができる。水性ガス反応によって発生した水素ガス及び一酸化炭素はプレチャンバー内を下降し、プレチャンバー下部において上昇してきた不活性ガスと混合し、スローピングフリュー部4からリングダクト5に排出される。
In the present invention, water or steam is blown into the pre-chamber together with air as necessary. Hereinafter, the water or steam blown into the pre-chamber is referred to as “PC water /
本発明においては、必要に応じてスローピングフリュー部4(SF)のリングダクト5又はガス排出管12内には空気25を吹き込む。以下、この吹き込み空気を「SF空気25」とよぶ。PC空気24と赤熱コークス9との反応によって発生した一酸化炭素、PC水・蒸気26と赤熱コークス9の反応によって発生した一酸化炭素及び水素は、リングダクト5から排出した後に上記SF空気25と接触することにより燃焼し、二酸化炭素及び水に変化した上で発熱する。PC空気24の吹き込み量に対応し、PC空気24によって生成した一酸化炭素等の可燃性ガスを燃焼するのに必要かつ十分な量のSF空気25を吹き込むことにより、PC空気吹き込みに基づく蒸気エネルギー回収量を最大にすることができる。併せて、PC水・蒸気26の吹き込み量に対応し、PC水・蒸気26とコークス9との水性ガス反応によって生成した可燃性ガスを燃焼するのに必要かつ十分な量のSF空気25を同時に吹き込むことにより、PC水・蒸気吹き込みに基づく蒸気エネルギー回収量を最大にすることができる。排出ガス22中に含まれる可燃性ガスを燃焼するのに必要な量以上の酸素をSF空気25として供給すると、過剰な酸素が循環ガス37中に残存し、吹き込みガス21に含まれて冷却室2に吹き込まれることとなる。従って、SF空気25の量は、排出ガス22に含まれる可燃性ガスを燃焼するのに必要な量のみ供給することが好ましい。
In the present invention,
本発明においては更に、必要に応じて廃熱ボイラー7から排出して不活性ガス吹き込み管11から冷却室に供給するガスの一部をバイパス管19に分岐し、該分岐したガス(以下「バイパスガス29」という。)をガス排出管12において排出ガス22に合流させて廃熱ボイラー供給ガス23とする。冷却室2への吹き込みガス21の所要量は、冷却室2での赤熱コークスからの顕熱回収量を最大にするには可能な限り多くの量を吹き込むことが好ましいが、一方、消火塔1から排出する排出ガス22の量には上限流量が存在し、従って、消火塔1から排出する排出ガス22をその上限値付近で保持するように、冷却室2への吹き込みガス21の量を調整することが望ましい。一方、廃熱ボイラー供給ガス23のガス温度が過度に上昇することを防止するためあるいはその他の目的のため、廃熱ボイラー供給ガス23の流量を吹き込みガス21の所要量よりも多くしたい場合がある。そのような場合には、循環ガス37の一部をバイパス管19にバイパスして排出ガス22と合流させることにより、吹き込みガス21の量は前述の消火塔1から排出する排ガス量を上限値付近で保持しつつ廃熱ボイラー供給ガス23の量を増大することができる。
In the present invention, if necessary, a part of the gas discharged from the
本発明の上記(1)〜(3)、(6)は、循環ガス中の可燃成分及び酸素の含有量を極小にするためのフィードバック制御に関するものである。また、本発明の上記(4)、(5)は、外乱に対して循環ガス中の可燃成分及び酸素の含有量を極小にするためのフィードフォワード制御に関するものである。 The above (1) to ( 3) and (6) of the present invention relate to feedback control for minimizing the contents of combustible components and oxygen in the circulating gas. Further, the above ( 4 ) and ( 5 ) of the present invention relate to feedforward control for minimizing the contents of combustible components and oxygen in the circulating gas against disturbance.
赤熱コークスからの顕熱を廃熱ボイラーにおいてすべて回収し、余剰循環ガスが発生した場合に大気放散する方法においては、上記のように循環ガス中の可燃成分を極小にすることが望ましい。一方、循環ガスの一部を大気放散するのでなくガス回収している場合において本発明の循環ガス中可燃成分制御を適用する場合には、循環ガス中の一酸化炭素濃度、水素濃度又は循環ガス発熱量の目標値を回収したいガス性状として設定することで、安定した発熱量を有する回収ガスを得ることができる。 In the method of recovering all sensible heat from red heat coke in the waste heat boiler and dissipating it into the atmosphere when surplus circulating gas is generated, it is desirable to minimize the combustible components in the circulating gas as described above. On the other hand, when the control of the combustible component in the circulating gas according to the present invention is applied when a part of the circulating gas is recovered instead of being released into the atmosphere, the carbon monoxide concentration, the hydrogen concentration or the circulating gas in the circulating gas is applied. By setting the target value of the calorific value as the gas property to be collected, a recovered gas having a stable calorific value can be obtained.
本発明の上記(1)〜(3)においては、消火塔から排出した高温の排出ガス22に、廃熱ボイラー7に至るまでの間に空気(SF空気25)を供給し、このSF空気量を調整することによって廃熱ボイラー7を循環するガス37中の一酸化炭素濃度若しくは水素濃度若しくはこれらガス成分による循環ガス発熱量が一定になり、並びに酸素濃度が一定濃度以下となるように調整する。図2(a)にこの場合のブロック線図を示す。ここでは、PC空気24、PC水・蒸気26の吹き込みは必須ではないが、通常はPC空気24の吹き込みによって発生した一酸化炭素を燃焼することを目的の一つとしてSF空気25が供給されるので、少なくともPC空気24の吹き込みが同時に行われていることが多い。廃熱ボイラー7を循環するガス37中のガス成分の測定は、廃熱ボイラー7を出た後のガスをサンプリングして行うと好ましい。廃熱ボイラー入口以降において、未燃焼ガスと酸素ガスとの反応が継続することがあり得るからである。循環ガス37中に未燃焼の可燃ガス成分が検出された場合には、当該可燃ガス成分を燃焼するのに必要かつ十分な量のSF空気25を増大する。循環ガス37中に酸素ガスが検出された場合には、当該酸素ガス量に相当する分のSF空気25を減少する。
In the above (1) to (3) of the present invention, air (SF air 25) is supplied to the high-
循環ガス中に可燃成分と酸素とが共存している場合には、可燃ガス成分と酸素とのいずれを用いて制御を行うかを定めなければならない。また、可燃ガス成分として一酸化炭素のみが主に発生するプロセスであれば、一酸化炭素のみに着目して制御を行うことができる。本発明の上記(1)のように、廃熱ボイラーを循環するガス中の一酸化炭素濃度に目標値を設け、前記ガス中の酸素濃度に上限値と目標値とを設けて調整を行うことができる。通常は一酸化炭素濃度が該目標値になるようにSF空気の量を調整し、酸素濃度が上限値を上回ったときは一酸化炭素濃度によるSF空気の量の調整を中断して酸素濃度が前記目標値になるようにSF空気の量を調整し、酸素濃度が目標値又は下限値を下回るか又は酸素濃度が目標値又は下限値を下回ってかつ一酸化炭素濃度が目標値を上回ったときは一酸化炭素濃度によるSF空気の量の調整を再開する。このような調整を行うことにより、循環ガス中における一酸化炭素と酸素の濃度を常に一定値以下の低レベルに安定して制御することができる。 When the combustible component and oxygen coexist in the circulating gas, it is necessary to determine which of the combustible gas component and oxygen is used for control. Moreover, if it is a process which mainly produces | generates only carbon monoxide as a combustible gas component, it can control by paying attention to only carbon monoxide. As described in ( 1 ) of the present invention, the target value is set for the carbon monoxide concentration in the gas circulating through the waste heat boiler, and the upper limit value and the target value are set for the oxygen concentration in the gas for adjustment. Can do. Normally, the amount of SF air is adjusted so that the carbon monoxide concentration becomes the target value. When the oxygen concentration exceeds the upper limit value, the adjustment of the amount of SF air by the carbon monoxide concentration is interrupted, and the oxygen concentration is reduced. When the amount of SF air is adjusted to be the target value, and the oxygen concentration falls below the target value or lower limit value, or the oxygen concentration falls below the target value or lower limit value and the carbon monoxide concentration exceeds the target value Resumes the adjustment of the amount of SF air by the carbon monoxide concentration. By performing such adjustment, the concentration of carbon monoxide and oxygen in the circulating gas can be stably controlled to a low level that is always below a certain value.
可燃ガス成分として水素が主体となるプロセスであれば、水素のみに着目し、本発明の上記(2)のように制御を行うと好ましい。 If the process is mainly composed of hydrogen as a combustible gas component, it is preferable to pay attention only to hydrogen and perform control as in ( 2 ) of the present invention.
可燃ガス成分として一酸化炭素と水素が共に存在するプロセスにおいては、それぞれの可燃ガスが燃焼したときの発熱量に着目し、本発明の上記(3)のように、ガス中の一酸化炭素濃度と一酸化炭素の発熱量の積に前記ガス中の水素濃度と水素の発熱量の積を加えて循環ガス発熱量とし、該発熱量に目標値を設ける。一方、ガス中の酸素濃度に上限値と目標値とを設ける。そして、通常は循環ガス発熱量が該目標値になるようにSF空気の量を調整し、酸素濃度が上限値を上回ったときは循環ガス発熱量によるSF空気の量の調整を中断して酸素濃度が前記目標値になるようにSF空気の量を調整し、酸素濃度が目標値又は下限値を下回るか又は酸素濃度が目標値又は下限値を下回ってかつ循環ガス発熱量が目標値を上回ったときは循環ガス発熱量によるSF空気の量の調整を再開する。このような調整を行うことにより、循環ガス中における一酸化炭素、水素、循環ガス発熱量と酸素の濃度を問題のないレベルで常に一定値以下に制御することができる。なお、一酸化炭素濃度又は水素濃度又は循環ガス発熱量の目標値は、ゼロを上回る値で、酸素濃度がその上限値を上回らない最小点を実機にて求めて設定することが望ましい。 In a process in which both carbon monoxide and hydrogen are present as combustible gas components, the amount of heat generated when each combustible gas is burned, and the concentration of carbon monoxide in the gas is as described in ( 3 ) of the present invention. And the product of the calorific value of carbon monoxide and the product of the hydrogen concentration in the gas and the calorific value of hydrogen to obtain a circulation gas calorific value, and a target value is set for the calorific value. On the other hand, an upper limit value and a target value are provided for the oxygen concentration in the gas. Normally, the amount of SF air is adjusted so that the amount of heat generated from the circulating gas becomes the target value. When the oxygen concentration exceeds the upper limit, the adjustment of the amount of SF air based on the amount of heat generated from the circulating gas is interrupted. The amount of SF air is adjusted so that the concentration becomes the target value, and the oxygen concentration is lower than the target value or lower limit value, or the oxygen concentration is lower than the target value or lower limit value, and the circulating gas heating value is higher than the target value. If this happens, the adjustment of the amount of SF air by the amount of heat generated from the circulating gas is resumed. By performing such adjustment, it is possible to always control the carbon monoxide, hydrogen, circulating gas heat generation amount and oxygen concentration in the circulating gas to a certain level or less at a level where there is no problem. The target value of the carbon monoxide concentration or the hydrogen concentration or the circulation gas heat generation amount is preferably a value that exceeds zero and is set by obtaining the minimum point at which the oxygen concentration does not exceed the upper limit value with an actual machine.
本発明の上記(4)は、消火塔からのコークス10の排出量の変動を検出し、検出したコークスの排出量の変動を外乱としてとらえて、廃熱ボイラーを循環するガス中の一酸化炭素濃度若しくは水素濃度並びに酸素濃度の変動を防止するためのフィードフォワード制御を行うものである。消火塔からのコークス排出量が増加すれば、それに伴って循環ガス中の可燃ガス成分の量も増加する。コークス排出量の増加に伴う可燃ガス成分の増加代は、計算および実験によって定めることができる。この可燃ガス成分の増加代を相殺するためのSF空気の増加代を同じく計算および実験によって定め、フィードフォワード制御を行うことにより、コークスの排出量が変動しても循環ガス中の可燃ガス成分および酸素の量を変動させずに制御を行うことができる。図2(b)にこの場合のブロック線図を示す。本図にはフィードバック制御の線図も併せて記載している。
The above ( 4 ) of the present invention detects the change in the discharge amount of the
本発明の上記(5)は、PC空気24の量の変動を外乱としてとらえ、上記(4)と同様にフィードフォワード制御を行って循環ガス中の可燃ガス成分および酸素の増大を防止するものである。
The above ( 5 ) of the present invention treats fluctuations in the amount of
循環ガス中の可燃ガス成分および酸素の量の増大を防止するために上記(1)〜(3)の発明においてSF空気25の量を増減すると、それに伴ってガス排出管12における燃焼量が変動し、廃熱ボイラー7での蒸気回収量に変動をきたすこととなる。なお、循環ガス中の一酸化炭素濃度、水素濃度、循環ガス発熱量、酸素濃度が一定濃度以下となるように前記SF空気25の量を調整するに際し、SF空気25の量を調整すると共にPC空気24及び/又はPC水・蒸気26の量を調整する。SF空気25の増加量とPC空気24及び/又はPC水・蒸気26の減少量との比は、廃熱ボイラー7への入熱量が一定になるように定める。
When the amount of
循環ガス中の一酸化炭素濃度が管理値を超えた高い値である場合、SF空気の増加は一酸化炭素や水素を燃焼する反応であるから循環ガス中の一酸化炭素と水素を低下する働きをし、PC空気、PC水・蒸気の減少はプレチャンバーにおける一酸化炭素の発生量の減少をきたすので同じく循環ガス中の一酸化炭素を低下する働きをする。一方、SF空気の増加は蒸気発生量の増加をきたす反面、PC空気、PC水・蒸気の減少は蒸気発生量の減少をきたす。従って、SF空気の増加量とPC空気の減少量の比率をちょうど蒸気回収量が変動しない比率に設定することが可能であり、これによって蒸気回収量を変動させずに循環ガス中の一酸化炭素濃度や水素濃度を減少させることが可能である。SF空気を増加しつつPC水・蒸気を減少すると、PC水・蒸気の減少は循環ガス中の水素の減少をもきたすので、蒸気回収量を変動させずに循環ガス中の水素濃度を一層減少させることができる。 When the concentration of carbon monoxide in the circulating gas is a high value that exceeds the control value, the increase in SF air is a reaction that burns carbon monoxide and hydrogen, so that it reduces carbon monoxide and hydrogen in the circulating gas. The decrease in PC air and PC water / steam causes a decrease in the amount of carbon monoxide generated in the pre-chamber, so that it also serves to lower the carbon monoxide in the circulating gas. On the other hand, an increase in SF air results in an increase in the amount of generated steam, whereas a decrease in PC air, PC water and steam results in a decrease in the amount of generated steam. Therefore, it is possible to set the ratio of the increase amount of SF air and the decrease amount of PC air to a ratio at which the steam recovery amount does not fluctuate, and thereby, the carbon monoxide in the circulating gas without changing the steam recovery amount. It is possible to reduce the concentration and the hydrogen concentration. If the PC water / steam is decreased while increasing the SF air, the decrease in the PC water / steam will cause a decrease in the hydrogen in the circulation gas, so the hydrogen concentration in the circulation gas will be further reduced without changing the steam recovery amount. Can be made.
循環ガス中の酸素濃度が管理値を超えた高い値である場合、SF空気を減少することで循環ガス中の酸素濃度の低下を図る。この場合、ガス排出管内での可燃ガスの燃焼量は変化しないので、蒸気回収量には影響を及ぼさない。従って、循環ガス中の酸素濃度を低下させるための制御においては、SF空気25の減少のみで足り、それと共にPC空気24やPC水・蒸気26を同時に増加させる必要はない。
When the oxygen concentration in the circulating gas is a high value exceeding the control value, the oxygen concentration in the circulating gas is reduced by reducing the SF air. In this case, since the combustion amount of the combustible gas in the gas discharge pipe does not change, the steam recovery amount is not affected. Therefore, in the control for reducing the oxygen concentration in the circulating gas, it is only necessary to reduce the
本発明の上記(6)においては、循環ガス中の可燃ガス成分および酸素の量を一定値内に制御するに際し、廃熱ボイラー蒸気回収量を一定に保持すると同時に、プレチャンバー内の温度も一定に保持する。循環ガス中の一酸化炭素濃度、水素濃度、循環ガス発熱量、酸素濃度が一定濃度以下となるように前記SF空気の量を調整するに際し、SF空気の量を調整すると共にPC空気及びPC水・蒸気の量を調整する。SF空気の増加量とPC空気及びPC水・蒸気の減少量との比は、廃熱ボイラーへの入熱量が一定になるように定める。さらに、プレチャンバー内の温度を一定に保つようにPC空気の調整量とPC水・蒸気の調整量の比を定める。プレチャンバー内において、PC空気の増加は発熱量の増加をきたし、PC水・蒸気の増加は発熱量の減少をきたす。従って、PC空気増加代とPC水・蒸気増加代との比を適切に定めることにより、プレチャンバー内温度を一定に保持することができるのである。図2(c)にこの場合のブロック線図を示す。 In the above (6) of the present invention, when controlling the combustible gas component and the oxygen content of the circulating gas within a predetermined value, while retaining the waste heat boiler vapor recovery amount constant, the temperature of the pre-chamber also constant Hold on. When adjusting the amount of SF air so that the carbon monoxide concentration, hydrogen concentration, circulating gas heat generation amount, and oxygen concentration in the circulating gas are below a certain concentration, the amount of SF air is adjusted, and PC air and PC water・ Adjust the amount of steam. The ratio of the increase amount of SF air to the decrease amount of PC air and PC water / steam is determined so that the heat input to the waste heat boiler is constant. Furthermore, determining the adjustment amount and the adjustment amount of the ratio of PC water-vapor PC air to keep the temperature of the pre-chamber constant. In the pre-chamber, an increase in PC air results in an increase in the calorific value, and an increase in PC water / steam results in a decrease in the calorific value. Therefore, the temperature in the pre-chamber can be kept constant by appropriately determining the ratio between the PC air increase allowance and the PC water / steam increase allowance. FIG. 2C shows a block diagram in this case.
消火塔から排出する高温の排出ガスは、スローピングフリュー部4を経て廃熱ボイラー7へ供給されるが、この排出ガス量が上限流量を超えると、スローピングフリュー部4よりコークスの浮上、飛散現象が発生し、循環ガス通気抵抗の急激な増大や飛散コークスによるボイラーチューブの摩耗破損のトラブルに繋がるため、一定流量以下での制御が必要である。また、冷却室2での赤熱コークスからの顕熱回収量を常に最大化し省エネを図るには、冷却室2へ供給する不活性ガス量を可能な限り増大することが重要であり、前述の消火塔排出ガス量の上限値制約から、同上限値で一定制御することが必要である。本発明においては、循環ガスの経路にバイパス管19を設け、排出ガス22の量が目標値になるようにバイパスガス29の量を調整することが好ましい。バイパスガス29の量を増大すれば、循環ガス37の量を一定に保ったままで不活性ガス吹き込み管11からの吹き込みガス21の量を減少することができ、その結果排出ガス22の量を減少することができる。
The high-temperature exhaust gas discharged from the fire extinguishing tower is supplied to the
また、発明においては、上記排出ガスの量に変えて、冷却室出口から廃熱ボイラー入口に至るまでの間で測定したボイラー供給ガス圧力が目標値になるように前記バイパスガスの量を調整することもできる。上記の消火塔から排出する高温のガス量を求めるためには、冷却室から来るガス量を循環ガス量、放散ガス量、バイパスガス量から求め、一方プレチャンバーから来るガス量をPC空気量、PC水・蒸気量、反応による増加ガス量に基づいて求める必要があり、これらを測定又は推定することは複雑、大変であるため、消火塔から排出する高温のガス量と一定の関係を有することがわかっているボイラー供給ガス圧力で代用するものである。 Further, Oite the inventions are, instead of the amount of the exhaust gas, the amount of the bypass gas as boiler feed gas pressure measured between the cooling chamber outlet up to the waste heat boiler inlet becomes the target value Can also be adjusted. The above in order to obtain a high-temperature gas amount discharged from the extinguishing tower circulating gas amount the amount of gas coming from the cooling chamber, stripped gas amount, determined from the bypass gas amount, whereas PC air volume amount of gas coming from the pre-chamber, It is necessary to calculate based on the amount of PC water / steam and the amount of gas increased due to the reaction, and it is complicated and difficult to measure or estimate these, so it has a certain relationship with the amount of high-temperature gas discharged from the fire tower. The boiler supply gas pressure, which is known, is substituted.
本発明の上記(6)は、予めPC空気の調整量とPC水・蒸気の調整量の比の値を定め、プレチャンバー内の温度が一定に保持されるように調整を行っている。ところが、乾式消火装置における種々の操業条件が変化することに起因して、上記予め定めた比の値を用いて制御を行っても、プレチャンバー内の実績温度が目標値と相違してくる場合がある。本発明の上記(7)においては、プレチャンバー内の温度を測定し、プレチャンバー内の温度測定値と目標値との間に相違が生じたときは、前記PC空気の調整量とPC水・蒸気の調整量の比の値を修正して前記プレチャンバー内の温度が目標値になるように調整する。これにより、たとえ装置の操業要因に変動があった場合でも、常にプレチャンバー内の温度を目標値に一致させることができる。 In the above ( 6) of the present invention, the value of the ratio between the adjustment amount of the PC air and the adjustment amount of the PC water / steam is determined in advance so that the temperature in the pre-chamber is kept constant. However, the actual temperature in the pre-chamber differs from the target value even if control is performed using the value of the predetermined ratio due to changes in various operating conditions in the dry fire extinguisher. There is. In the above ( 7 ) of the present invention, the temperature in the pre-chamber is measured, and when there is a difference between the measured value in the pre-chamber and the target value, the adjustment amount of the PC air and the PC water / The ratio value of the adjustment amount of the steam is corrected so that the temperature in the pre-chamber becomes a target value. Thereby, even if there is a change in the operating factor of the apparatus, the temperature in the pre-chamber can be always matched with the target value.
ガス排出管12にSF空気25を導入して可燃ガス成分を燃焼すると、燃焼熱によって排出ガス22の温度が上昇する。特にバイパス管19を設けてバイパスガスを流している場合においては、ガス排出管12とバイパス管19とが合流する前においてはもともと排出ガス22の温度が高い。従って、バイパス管19との合流前のリングダクト5やスローピングフリュー部4においてSF空気を導入して可燃ガス成分を燃焼すると、排出ガス22の温度上昇量も大きなものとなり、スローピングフリュー部の煉瓦の局部異常昇温による損傷が発生することがある。本発明においては、排出ガス22が低温のバイパスガス29と合流してガス温度が低下した後にSF空気25を導入しているので、SF空気25によって可燃ガスが燃焼しても排出ガスの温度はさほど上昇せず、煉瓦の局部異常昇温による損傷を防止することができる。
When
本発明の上記(1)〜(7)の発明は、それぞれ単独で実施することによって効果を得ることも可能であるが、複数の発明を組み合わせて実施することにより、それぞれの発明の効果を総合して得ることができるのでより好ましい。 Although the inventions of the above (1) to ( 7 ) of the present invention can be obtained by carrying out each independently, the effects of the respective inventions can be integrated by carrying out by combining a plurality of inventions. Therefore, it is more preferable.
以下に、コークス乾式消火装置を用いて赤熱コークスの顕熱を蒸気として回収するコークス乾式消火方法において、回収蒸気量を必要な量に常に一定に保つ消火方法について説明する。 In the following, a fire extinguishing method for keeping the recovered steam amount constant at a necessary amount in a coke dry fire extinguishing method in which sensible heat of red hot coke is recovered as steam using a coke dry fire extinguishing apparatus will be described.
PC空気24の吹き込み量を増加するとプレチャンバー内での赤熱コークス9との反応が増大し結果として蒸気回収量が増大する。逆にPC空気24の吹き込み量を減少すると蒸気回収量が減少する。PC空気量の変動代と蒸気回収量の変動代との関係は、主にはPC空気中の酸素とコークスとが反応して一酸化炭素が生成する際の発熱量によって定まり、更に赤熱コークスが含有する揮発成分の燃焼分が加わる。各コークス乾式消火装置毎のPC空気量の変動代と蒸気回収量の変動代との関係は、実際の操業データに基づいて正確に定めることができる。PC水・蒸気26の吹き込み量の変動代と蒸気回収量の変動代との関係についても同様に実際の操業データに基づいて正確に定めることができる。フィードバック制御によって廃熱ボイラー蒸気回収量を一定に保つ制御を行おうとするとき、通常は廃熱ボイラー入熱量を制御量として選択する。即ち、廃熱ボイラーへの入熱量が目標値になるように、PC水・蒸気26の吹き込みを行っていない場合にはPC空気24の量を調整することにより、PC水・蒸気26の吹き込みを行っている場合にはPC空気24又はPC水・蒸気26の量を調整することにより、廃熱ボイラー蒸気発生量を一定に保持する。図3(a)にはPC空気24のみを調整する場合のブロック線図を示す。具体的には、廃熱ボイラーへの入熱量が目標値と異なった値を示したときは、その相違の度合いに応じてPC空気量を変動させ、あるいはPC空気量とPC水・蒸気量を変動させることによって発熱量の増減を図り、廃熱ボイラーへの入熱量を目標値に一致させる。より具体的には、PID制御を行うに際して各パラメータの最適化を図ることによって良好な制御を行うことができる。
Increasing the blowing amount of the
プレチャンバー3内の温度が高くなりすぎると、コークス中に含まれる灰分が溶融・気化し、不活性ガスの冷却室出口付近で冷却されて気化していた灰分は凝集し、冷却室上部のスローピングフリュー部4に付着する。従って、蒸気回収量を一定に保持するためにPC空気24を増大させるに際しても、プレチャンバー内の温度が過度に高くならないように一定に保持できると好ましい。一方、PC水・蒸気吹き込み量を増大するとプレチャンバー内の温度を低下させることができる。即ち、蒸気回収量を一定に保持するための制御において、PC空気量の増大代とPC水・蒸気量の増大代とを一定の比率で行う。図3(b)にブロック線図を示す。一定の比率は、PC空気量の増大によるプレチャンバー内温度上昇程度とPC水・蒸気量の増大によるプレチャンバー内温度下降程度とが一致するように実験などに基づいて定める。これにより、プレチャンバー内の温度を一定に保持しながら、廃熱ボイラーへの入熱量を一定に保つためのフィードバック制御を行うことができる。
If the temperature in the pre-chamber 3 becomes too high, the ash contained in the coke melts and vaporizes, and the ash that has been vaporized by cooling near the exit of the cooling chamber of the inert gas aggregates and is slumped in the upper part of the cooling chamber. It adheres to the flue 4. Therefore, when the
プレチャンバー内にPC空気24やPC水・蒸気26を吹き込む場合においては、通常はこれら吹き込みガスによって生成した可燃性ガスを燃焼するため、SF空気25を吹き込んでいる。廃熱ボイラー7への入熱量を制御するために上記制御においてPC空気やPC水・蒸気量を増減すると、それに伴って消火塔から排出される排出ガス22中の可燃性ガス成分も増減する。可燃性ガスが増加した場合には、このままでは増加分が未燃焼のまま廃熱ボイラーに送られることとなり、エネルギーを十分に回収することができない。また、可燃性ガスが減少した場合にはSF空気25から供給された酸素が過剰となり、酸素を含んだガスが廃熱ボイラーに供給され、最終的には吹き込みガス21に含まれて冷却室に供給されることとなる。そこで、PC空気の調整量及び/又はPC水・蒸気の調整量とSF空気の調整量との比は、廃熱ボイラー供給ガス中の可燃ガス成分及び酸素の濃度を一定に保つように定める。図3(c)にこの場合のブロック線図を示す。PC空気24の増加によって排出ガス中の一酸化炭素が増加し、この増加した一酸化炭素を燃焼して二酸化炭素とするのに必要なSF空気25量は、ほぼPC空気24の増加量に匹敵する。正確には、実験結果に基づいて、循環ガス37中の可燃性ガス成分及び酸素を増加も減少もさせないよう、SF空気25の調整量とPC空気24の調整量との比を定めることができる。SF空気25の調整量とPC水・蒸気26の調整量との比についても、同様に求めることができる。
When the
上述したように、廃熱ボイラー7における蒸気回収量を一定に保つためのフィードバック制御においては、通常は廃熱ボイラー入熱量を制御量として選択し、入熱量が一定になるように制御が行われる。しかし、たとえ廃熱ボイラー入熱量が一定になるように制御を行っても、廃熱ボイラー7の蒸気発生量が必ずしも一定にならず、変動する場合がある。本発明者らの検討の結果、蒸気発生量が変動する理由の第1は、ボイラー供給ガス23中に可燃性ガスの未燃焼成分と酸素とが残存し、ボイラー内で未燃焼成分が燃焼することにより、ボイラー入熱量以上のエネルギーの蒸気が発生することによることが判明した。残存する酸素は、SF空気25として導入した空気がボイラー入口までに燃焼が完了しなかった場合、及びボイラー本体へ外気が侵入する場合が考えられる。即ち、廃熱ボイラーへの入熱量に変えて、廃熱ボイラーの蒸気発生量が目標値になるように調整することにより、蒸気発生量の変動を抑えて一定の発生量を維持することが可能になる。蒸気発生量の実績値は、発生蒸気本管へのオリフィス等の流量計設置によって測定することができる。また、廃熱ボイラーへの純水供給量からの推定も可能である。
As described above, in the feedback control for keeping the steam recovery amount in the
さらに廃熱ボイラーへの入熱量に変えて、廃熱ボイラー入口ガス温度が目標値になるように調整することもできる。実際にボイラー入熱量の値を求めようとすると、ボイラー入口ガスの温度、量及び比熱が必要であり、計測的に複雑となり、精度も低下することとなる。その点、ボイラー入口ガス温度制御を行えば、温度のみの計測によって制御を行うことができる。また、ボイラー入口ガスの量及び比熱は短時間では大きく変動することがないので、温度を一定に制御することで短期的には入熱量を一定に制御することになる。 Further, the amount of heat input to the waste heat boiler can be changed to adjust the waste heat boiler inlet gas temperature to a target value. If the value of the amount of heat input to the boiler is actually obtained, the temperature, amount and specific heat of the boiler inlet gas are required, which is complicated in terms of measurement and decreases in accuracy. In this respect, if boiler inlet gas temperature control is performed, control can be performed by measuring only the temperature. In addition, since the amount and specific heat of the boiler inlet gas do not fluctuate greatly in a short time, the amount of heat input is controlled to be constant in the short term by controlling the temperature to be constant.
蒸気発生量実績に基づいてフィードバック制御を行おうとしても、ボイラーの熱容量が大きい場合はボイラー入熱量と蒸気発生量との間に大きな時間遅れを発生することがあり制御に困難が伴う。一方、ボイラー入熱量と蒸気発生量との間の乖離の度合いは、きわめて長周期で変動する。従って、蒸気発生量を一定に保つための短周期フィードバック制御は廃熱ボイラー入熱量を制御量として行い、蒸気発生量とボイラー入熱量の関係を長周期で求め、その関係より蒸気発生量が目標値になる入熱量を求め、短周期フィードバック制御における廃熱ボイラー入熱量目標値又は廃熱ボイラー入口ガス温度目標値を修正すると好ましい。即ち、廃熱ボイラーの蒸気発生量が目標値になるように、廃熱ボイラーへの入熱量目標値又は廃熱ボイラー入口ガス温度目標値を修正するとよい。図4(a)にこの場合のブロック線図を示す。 Even if feedback control is performed based on the actual amount of steam generated, if the heat capacity of the boiler is large, a large time delay may occur between the boiler heat input and the amount of steam generated, making control difficult. On the other hand, the degree of deviation between the amount of heat input from the boiler and the amount of steam generated fluctuates with a very long period. Therefore, short-cycle feedback control to keep the steam generation rate constant is performed using the waste heat boiler heat input as the control amount, and the relationship between the steam generation amount and the boiler heat input is obtained over a long period. It is preferable to obtain the heat input amount to be a value and correct the waste heat boiler heat input target value or the waste heat boiler inlet gas temperature target value in the short cycle feedback control. That is, the target heat input amount to the waste heat boiler or the waste heat boiler inlet gas temperature target value may be corrected so that the steam generation amount of the waste heat boiler becomes the target value. FIG. 4A shows a block diagram in this case.
消火塔1からのコークス10の排出量の変動を検出し、検出したコークスの排出量の変動を外乱としてとらえて、蒸気発生量を一定に保つためのフィードフォワード制御を行ってもよい。消火塔1からのコークス排出量が増加すれば、それに伴ってコークス顕熱回収量も増加する。コークス排出量の増加に伴うコークス顕熱回収量の増加代は、熱計算から概算することができ、更に実験に基づいて正確に定めることができる。一方、コークス顕熱回収量の増加代を相殺するために、PC空気24、PC水・蒸気26、SF空気25の量の1種又は2種以上を調整することができる。調整量は、ボイラーに供給される熱量を一定に保持するように、熱計算及び実験に基づいて正確に定めることができる。図4(b)は、操作量としてPC空気を選択した場合のブロック線図を示す。本図にはフィードバック制御の線図も併せて記載している。
It is also possible to detect a change in the discharge amount of the
外乱として循環ガス量の変動に着目し、蒸気発生量を一定に保つためのフィードフォワード制御を行うこともできる。循環ガスがそのまま分岐せずに冷却室に供給される場合においては、循環ガス量から放散ガス量を差し引いた値がそのまま冷却室に供給される吹き込みガス量となる。冷却室に供給される吹き込みガス量が変動すると、冷却室内での熱交換効率が変化し、冷却ガスが赤熱コークスから回収する顕熱量が変動する。この顕熱回収量の変動を熱計算及び実験に基づいて予め予測し、顕熱回収量の変動を補って廃熱ボイラーへの入熱量が一定になるようにフィードフォワード制御によって、PC空気24、PC水・蒸気26、SF空気25の量の1種又は2種以上を調整するものである。循環ガス量を検出するのではなく、冷却室に供給される吹き込みガス量を直接検出して用いても良い。
Paying attention to fluctuations in the amount of circulating gas as a disturbance, it is also possible to perform feedforward control for keeping the amount of steam generated constant. When the circulating gas is supplied to the cooling chamber without branching as it is, a value obtained by subtracting the amount of diffused gas from the amount of circulating gas is the amount of blown gas supplied to the cooling chamber as it is. When the amount of blown gas supplied to the cooling chamber changes, the heat exchange efficiency in the cooling chamber changes, and the amount of sensible heat that the cooling gas recovers from the red hot coke changes.
また、外乱としてSF空気量の変動に着目し、PC空気、PC水・蒸気を調整してボイラー入熱量を一定に保つためのフィードフォワード制御を行ってもよい。 Moreover, paying attention to the fluctuation | variation of SF air quantity as disturbance, you may perform feedforward control for adjusting PC air, PC water, and steam, and keeping boiler heat input amount constant.
バイパス管19を配置してバイパスガス29を流す場合において、外乱として冷却室に供給される吹き込みガス流量の変動に着目し、蒸気発生量を一定に保つためのフィードフォワード制御を行うこともできる。循環ガスの一部をバイパスして廃熱ボイラーに供給する場合には、冷却室に供給される吹き込みガス量は循環ガス量からバイパスガス量と放散ガス量を差し引いた量となる。冷却室に供給される吹き込みガス量が変動すると、冷却室内での熱交換効率が変化し、冷却ガスが赤熱コークスから回収する顕熱量が変動する。この顕熱回収量の変動を熱計算及び実験に基づいて予め予測し、顕熱回収量の変動を補って廃熱ボイラーへの入熱量が一定になるようにフィードフォワード制御によって、PC空気24、PC水・蒸気26、SF空気25の量の1種又は2種以上を調整するものである。冷却室に供給される吹き込みガス量を直接検出するのではなく、循環ガス量とバイパスガス量とを検出し、その差分として冷却室に供給される吹き込みガス量を計算して用いても良い。
In the case where the
以上の制御方法においては、各種外乱の発生に対応しつつフィードバック制御及びフィードフォワード制御を行い、廃熱ボイラーにおける蒸気回収量を一定に保持するようにしている。この過程において、廃熱ボイラー供給ガスの温度が変動することがあり得る。一方、たとえ廃熱ボイラー入熱量が一定に保持されていても、廃熱ボイラー供給ガス温度が一定値の目標範囲上限を外れると、廃熱ボイラーチューブの熱破損の原因を発生するという問題が生じる。また、目標範囲下限を外れると、廃熱ボイラーでの熱回収効率の低下という問題が生じる。ここで、廃熱ボイラーの発生蒸気量を一定に保持、即ち廃熱ボイラー入熱量を一定に保持している状況において、循環ガス量を増大すれば必然的に廃熱ボイラー供給ガス温度は低下することとなる。従って、廃熱ボイラー供給ガス23の温度を検出し、該検出した廃熱ボイラー供給ガス温度が目標範囲温度となるように循環ガス37の量を調整することが好ましい。循環ガス量を増大するには循環ガス弁38を必要量開き、循環ガス量を減少するには循環ガス弁38を必要量閉じて対応する。
In the above control method, feedback control and feedforward control are performed in response to the occurrence of various disturbances, and the steam recovery amount in the waste heat boiler is kept constant. In this process, the temperature of the waste heat boiler supply gas may fluctuate. On the other hand, even if the amount of heat input to the waste heat boiler is kept constant, if the waste heat boiler supply gas temperature deviates from the upper limit of the target range of the constant value, there arises a problem that the heat damage of the waste heat boiler tube occurs. . Further, if the lower limit of the target range is exceeded, there arises a problem that the heat recovery efficiency in the waste heat boiler is lowered. Here, in a situation where the amount of steam generated from the waste heat boiler is kept constant, that is, the amount of heat input to the waste heat boiler is kept constant, if the amount of circulating gas is increased, the temperature of the waste heat boiler supply gas is inevitably lowered. It will be. Accordingly, it is preferable to detect the temperature of the waste heat
図1に示すコークス乾式消火装置において本発明を適用した。乾式消火装置の冷却室2は内容積600m3、プレチャンバー3は内容積300m3である。平均温度980℃の赤熱コークス9を平均排出量170トン/Hで冷却した。
The present invention was applied to the coke dry fire extinguishing apparatus shown in FIG. The cooling
プレチャンバー上部から赤熱コークス上部表面30とプレチャンバーとで形成する空間31内にPC空気を吹き込む。また、プレチャンバー内の温度を調整するためのPC水・蒸気26は、空気吹き込み装置14の配管内においてPC空気24と混合し、該混合したガスをプレチャンバー内に吹き込むこととした。消火塔1からの排出ガス22中の可燃成分を燃焼して排出ガスの温度を上昇させると同時に循環ガス37中の成分を制御するため、ガス排出管12中にSF空気25を吹き込む装置を設置した。更に、循環ブロアー8から冷却室2に供給する不活性ガスの一部を分岐し、前記排出ガスに合流させるためのバイパス管19を設けた。また、循環ガス成分の酸素、一酸化炭素および水素の濃度計はボイラ出口に配置したサンプル管37より測定している。
PC air is blown into the
ここで、本発明を組み合わせて制御系および装置を構成し、廃熱ボイラー7の蒸気発生量35の目標値を130トン/Hとし、循環ガス37中の一酸化炭素濃度目標値を0.3%、酸素濃度の上限値を0.3%、同下限値と同目標値を0.1%とし、プレチャンバー内温度目標値を1000℃とし、廃熱ボイラー供給ガス23の温度上限値を980℃、同下限値を950℃とし、消火塔1から排出する排出ガス22量の目標値を264000Nm3/Hとして長時間にわたる連続制御を実施した。
Here, the control system and the apparatus are configured by combining the present invention, the target value of the
この結果、循環ガス量298000Nm3/H、PC空気量10000Nm3/H、SF空気量30000Nm3/H、バイパスガス量10000Nm3/H、PC水量1.5トン/Hの平均操業条件において、蒸気発生量35が130トン/Hの実績が得られた。併せて、蒸気発生量35の変動は1時間平均値で±1.5トン/Hの範囲内で制御できた。更に、排出量の設定値を170トン/Hから120トン/Hに変更した場合においても蒸気発生量35が130トン/H±1.5トン/Hの範囲内で制御することかできた。また、循環ガス37中の一酸化炭素濃度は平均で0.3%となり酸素濃度は0.1%以下とすることができた。この結果を表1に従来技術との比較において示す。加えて、プレチャンバー内温度実績1000℃、廃熱ボイラー供給ガス23の温度実績965℃、排出ガス22量実績264000Nm3/Hが得られ、その結果、スローピングフリュー部への異物付着は皆無であり、廃熱ボイラーのチューブの熱損傷もなく、廃熱ボイラーでの熱回収効率の低下もなく、スローピングフリューからのコークスの浮上、飛散による循環ガス通気抵抗の増大や廃熱ボイラーチューブの摩耗破損を回避でき、スローピングフリュー部煉瓦の局部異常昇温も発生せず、安定した操業が達成できた。更に、排出コークス10の温度実績は180℃となり、前述の安定操業条件の中で、赤熱コークスからの顕熱回収量の最大化を実現した。
As a result, in the average operating conditions of circulating gas amount 298000 Nm 3 / H, PC air amount 10000 Nm 3 / H, SF air amount 30000 Nm 3 / H, bypass gas amount 10000 Nm 3 / H, PC water amount 1.5 ton / H, steam The result that the
1 消火塔
2 冷却室
3 プレチャンバー
4 スローピングフリュー部
5 リングダクト
6 1次ダストキャッチャー
7 廃熱ボイラー
8 循環ブロアー
9 赤熱コークス
10 排出コークス
11 不活性ガス吹き込み管
12 ガス排出管
13 廃熱ボイラーガス供給管
14 空気(PC空気)吹き込み装置
15 空気(SF空気)吹き込み装置
16 水又は蒸気(PC水・蒸気)吹き込み装置
17 吹き込み制御装置
18 プレチャンバー内温度測定装置
19 バイパス管
20 内筒
21 吹き込みガス
22 排出ガス
23 廃熱ボイラー供給ガス
24 プレチャンバー吹き込み空気(PC空気)
25 リングダクト吹き込み空気(SF空気)
26 プレチャンバー吹き込み水又は蒸気(PC水・蒸気)
27 不活性ガス流
28 空気流
29 バイパスガス
30 赤熱コークス層表面
31 プレチャンバー空間
32 赤熱コークス層
33 放散ガス
34 給水
35 発生蒸気
36 2次ダストキャッチャー
37 循環ガス
38 循環ガス弁
39 サンプル管
40 プレチャンバー内温度センサー
41 発生蒸気流量計
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
25 Ring duct blowing air (SF air)
26 Prechamber blown water or steam (PC water / steam)
27
Claims (7)
前記SF空気の量の調整は、廃熱ボイラーを循環するガス中の一酸化炭素濃度に目標値を設け、前記ガス中の酸素濃度に上限値と下限値と目標値とを設け、一酸化炭素濃度が該目標値になるようにSF空気の量を調整し、酸素濃度が前記上限値を上回ったときは一酸化炭素濃度によるSF空気の量の調整を中断して酸素濃度が前記目標値になるようにSF空気の量を減少し、酸素濃度が目標値又は下限値を下回るか又は酸素濃度が前記目標値又は前記下限値を下回ってかつ一酸化炭素濃度が前記目標値を上回ったときは一酸化炭素濃度によるSF空気の量の調整を再開し、
前記一酸化炭素濃度によるSF空気の量を調整すると共に前記PC空気及び/又は前記PC水・蒸気の量を調整し、前記PC空気及び/又は前記PC水・蒸気の減少量と前記SF空気の増加量との比を廃熱ボイラーへの入熱量が一定になるように定めることを特徴とするコークス乾式消火方法。 Using a fire extinguisher consisting of a cooling chamber and an upper prechamber , red hot coke is charged from above the prechamber, air (hereinafter referred to as “PC air”) is blown into the prechamber and water or steam (hereinafter referred to as “PC”). Water and steam ”), the sensible heat of the red hot coke is exchanged in the cooling chamber using an inert gas as a medium, and the high-temperature exhaust gas discharged from the fire extinguisher reaches the waste heat boiler. In the coke dry fire extinguishing method in which air (hereinafter referred to as “SF air”) is supplied in between and heat is recovered in the form of steam in a waste heat boiler,
The amount of SF air is adjusted by setting a target value for the carbon monoxide concentration in the gas circulating through the waste heat boiler, setting an upper limit value, a lower limit value, and a target value for the oxygen concentration in the gas. The amount of SF air is adjusted so that the concentration becomes the target value, and when the oxygen concentration exceeds the upper limit value, the adjustment of the amount of SF air by the carbon monoxide concentration is interrupted, and the oxygen concentration becomes the target value. When the amount of SF air is decreased so that the oxygen concentration falls below the target value or the lower limit value, or the oxygen concentration falls below the target value or the lower limit value, and the carbon monoxide concentration exceeds the target value. Resuming the adjustment of the amount of SF air based on the carbon monoxide concentration,
The amount of SF air according to the carbon monoxide concentration is adjusted and the amount of the PC air and / or the PC water / steam is adjusted, and the decrease amount of the PC air and / or the PC water / steam and the amount of the SF air are adjusted. coke dry quenching method the ratio of the increase heat input into the waste heat boiler, characterized in Rukoto set to be constant.
前記SF空気の量の調整は、廃熱ボイラーを循環するガス中の水素濃度に目標値を設け、前記ガス中の酸素濃度に上限値と下限値と目標値とを設け、水素濃度が該目標値になるようにSF空気の量を調整し、酸素濃度が前記上限値を上回ったときは水素濃度によるSF空気の量の調整を中断して酸素濃度が前記目標値になるようにSF空気の量を減少し、酸素濃度が目標値又は下限値を下回るか又は酸素濃度が前記目標値又は前記下限値を下回ってかつ水素濃度が前記目標値を上回ったときは水素濃度によるSF空気の量の調整を再開し、
前記一酸化炭素濃度によるSF空気の量を調整すると共に前記PC空気及び/又は前記PC水・蒸気の量を調整し、前記PC空気及び/又は前記PC水・蒸気の減少量と前記SF空気の増加量との比を廃熱ボイラーへの入熱量が一定になるように定めることを特徴とするコークス乾式消火方法。 Using a fire extinguisher consisting of a cooling chamber and an upper prechamber , red hot coke is charged from above the prechamber, air (hereinafter referred to as “PC air”) is blown into the prechamber and water or steam (hereinafter referred to as “PC”). Water and steam ”), the sensible heat of the red hot coke is exchanged in the cooling chamber using an inert gas as a medium, and the high-temperature exhaust gas discharged from the fire extinguisher reaches the waste heat boiler. In the coke dry fire extinguishing method in which air (hereinafter referred to as “SF air”) is supplied in between and heat is recovered in the form of steam in a waste heat boiler,
The amount of SF air is adjusted by setting a target value for the hydrogen concentration in the gas circulating through the waste heat boiler, setting an upper limit value, a lower limit value, and a target value for the oxygen concentration in the gas. The amount of SF air is adjusted so as to be a value, and when the oxygen concentration exceeds the upper limit value, the adjustment of the amount of SF air based on the hydrogen concentration is interrupted, and the SF air amount is adjusted so that the oxygen concentration becomes the target value. When the oxygen concentration is lower than the target value or lower limit value or the oxygen concentration is lower than the target value or lower limit value and the hydrogen concentration is higher than the target value, the amount of SF air due to the hydrogen concentration is reduced. Restart the adjustment,
The amount of SF air according to the carbon monoxide concentration is adjusted and the amount of the PC air and / or the PC water / steam is adjusted, and the decrease amount of the PC air and / or the PC water / steam and the amount of the SF air are adjusted. coke dry quenching method the ratio of the increase heat input into the waste heat boiler, characterized in Rukoto set to be constant.
前記SF空気の量の調整は、廃熱ボイラーを循環するガス中の一酸化炭素濃度と一酸化炭素の発熱量の積に前記ガス中の水素濃度と水素の発熱量の積を加えて循環ガス発熱量とし、該発熱量に目標値を設け、前記ガス中の酸素濃度に上限値と下限値と目標値とを設け、前記循環ガス発熱量が該目標値になるようにSF空気の量を調整し、酸素濃度が前記上限値を上回ったときは循環ガス発熱量によるSF空気の量の調整を中断して酸素濃度が前記目標値になるようにSF空気の量を減少し、酸素濃度が目標値又は下限値を下回るか又は酸素濃度が前記目標値又は前記下限値を下回ってかつ循環ガス発熱量が前記目標値を上回ったときは循環ガス発熱量によるSF空気の量の調整を再開し、
前記一酸化炭素濃度によるSF空気の量を調整すると共に前記PC空気及び/又は前記PC水・蒸気の量を調整し、前記PC空気及び/又は前記PC水・蒸気の減少量と前記SF空気の増加量との比を廃熱ボイラーへの入熱量が一定になるように定めることを特徴とするコークス乾式消火方法。 Using a fire extinguisher consisting of a cooling chamber and an upper prechamber , red hot coke is charged from above the prechamber, air (hereinafter referred to as “PC air”) is blown into the prechamber and water or steam (hereinafter referred to as “PC”). Water and steam ”), the sensible heat of the red hot coke is exchanged in the cooling chamber using an inert gas as a medium, and the high-temperature exhaust gas discharged from the fire extinguisher reaches the waste heat boiler. In the coke dry fire extinguishing method in which air (hereinafter referred to as “SF air”) is supplied in between and heat is recovered in the form of steam in a waste heat boiler,
The amount of SF air is adjusted by adding the product of the hydrogen concentration in the gas and the calorific value of hydrogen to the product of the carbon monoxide concentration and the calorific value of carbon monoxide in the gas circulating through the waste heat boiler. A calorific value is set, a target value is set for the calorific value, an upper limit value, a lower limit value and a target value are set for the oxygen concentration in the gas, and the amount of SF air is adjusted so that the circulating gas calorific value becomes the target value. When the oxygen concentration exceeds the upper limit, the adjustment of the amount of SF air by the circulation gas heat generation amount is interrupted, and the amount of SF air is decreased so that the oxygen concentration becomes the target value. When the target value or lower limit value is not reached or the oxygen concentration is lower than the target value or lower limit value and the circulating gas heating value exceeds the target value, the adjustment of the SF air amount by the circulating gas heating value is resumed. ,
The amount of SF air according to the carbon monoxide concentration is adjusted and the amount of the PC air and / or the PC water / steam is adjusted, and the decrease amount of the PC air and / or the PC water / steam and the amount of the SF air are adjusted. coke dry quenching method the ratio of the increase heat input into the waste heat boiler, characterized in Rukoto set to be constant.
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