JPH1135944A - Method for controlling temperature taper of furnace wall of coke oven - Google Patents

Method for controlling temperature taper of furnace wall of coke oven

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Publication number
JPH1135944A
JPH1135944A JP21250197A JP21250197A JPH1135944A JP H1135944 A JPH1135944 A JP H1135944A JP 21250197 A JP21250197 A JP 21250197A JP 21250197 A JP21250197 A JP 21250197A JP H1135944 A JPH1135944 A JP H1135944A
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JP
Japan
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furnace
furnace wall
wall temperature
taper
area ratio
Prior art date
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Pending
Application number
JP21250197A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidenori Kiyoshi
英典 木吉
Yasutaka Shihara
康孝 紫原
Yuuji Ishiharaguchi
裕二 石原口
Keihachiro Tanaka
啓八郎 田中
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for controlling the temperature taper of the furnace wall of a coke oven which makes the coking time and soaking time nearly the same in the direction of the furnace length while retaining the temperature distribution in the direction of the furnace length in the carbonizing chamber at an appropriate distribution. SOLUTION: By using the standard deviation σ of the temperature taper of a furnace wall, a waste gas discharge set flow area ratio in each carbonizing chamber is calculated by restricting the size of a deviation of the temperature taper of the furnace wall between the previously set target temperature taper of the furnace wall and the actual temperature taper of the furnace wall and from the flow area ratio per carbonizing chamber, the flow area ratio of the horizontal flues which can minimize the dispersion of the flow area ratio among horizontal flues is obtained to adjust the degree of opening of each damper depending on the flow area ratio.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は炭化室と燃焼室とが
複数列配列されたコークス炉の炉壁温度テーパー制御方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling a wall temperature of a coke oven in which a plurality of rows of carbonization chambers and combustion chambers are arranged.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般にコークス炉は、炉幅方向に交互に
複数列配列された炭化室と燃焼室との対で1つの炉を形
成し、通常は50〜100個の炉が集まって1つの炉団
を構成している。各燃焼室は炉壁(レンガ壁)を介して
炭化室と隣接し、炉長方向にさらに20〜30個の小燃
焼室に仕切られており、各小燃焼室の底部は蓄熱室に通
じている。
2. Description of the Related Art In general, a coke oven forms one oven by a pair of a carbonization chamber and a combustion chamber which are alternately arranged in a plurality of rows in the oven width direction. Usually, 50 to 100 ovens are gathered to form one oven. It constitutes a furnace group. Each combustion chamber is adjacent to a carbonization chamber via a furnace wall (brick wall), and is further divided into 20 to 30 small combustion chambers in the furnace length direction. The bottom of each small combustion chamber is connected to a heat storage chamber. I have.

【0003】各々の小燃焼室には、予熱用蓄熱室を通し
て予熱された燃料ガスと空気がそれぞれ供給され、これ
らの燃焼によって炉壁を通じて両側の炭化室が加熱さ
れ、石炭の乾留が行われる。各々の小燃焼室で生成した
排ガスは熱回収用蓄熱室に引き落とされて熱回収され
る。水平煙道に排出された排ガスは、水平煙道の両端部
に設けられたダンパー(ウエストダンパー)の開度によ
って決定される排ガス排出流通面積比により、炉の前方
側(以下、「炉前側」という。)と、炉の後方側(以
下、「炉後側」という。)に流量分配され、それぞれの
ダンパーを介して煙道に集合され、煙突から大気に排出
される。そして、予熱用蓄熱室と熱回収用蓄熱室とは、
30分の制御周期で交互に切り替えられる。なお、以
降、予熱用蓄熱室を「立ち側」、熱回収用蓄熱室を「引
き側」という。
[0003] Each of the small combustion chambers is supplied with fuel gas and air preheated through a preheating heat storage chamber, and the combustion thereof heats the carbonization chambers on both sides through the furnace wall, thereby carbonizing the coal. Exhaust gas generated in each of the small combustion chambers is drawn down to a heat recovery heat storage chamber and recovered. Exhaust gas discharged to the horizontal flue is directed to the front side of the furnace (hereinafter referred to as “furnace front side”) according to an exhaust gas discharge flow area ratio determined by the degree of opening of dampers (waist dampers) provided at both ends of the horizontal flue. ) And the flow is distributed to the rear side of the furnace (hereinafter, referred to as the "rear side of the furnace"), collected in a flue via respective dampers, and discharged from the chimney to the atmosphere. And the heat storage chamber for preheating and the heat storage chamber for heat recovery,
The switching is alternately performed in a control cycle of 30 minutes. Hereinafter, the heat storage chamber for preheating is referred to as “standing side”, and the heat storage chamber for heat recovery is referred to as “pulling side”.

【0004】炭化室は、幅400〜500mm、長さ2
0〜30m、高さ4〜6mのレンガに囲まれた室であ
り、室上面にある石炭装入口より石炭が装入される。炭
化室内で乾留されたコークスは炉後側から押し出し機で
押し出され、炉前側から取り出される。炭化室からのコ
ークスの押し出しが容易なように、通常、炭化室の炉幅
は、炉前側が炉後側に比して若干広くなっている。炭化
室では両側壁から熱の供給が行われるため、両側から炭
化が進行し、炉幅中心部まで炭化が完了する時点、すな
わち、全ての炭化が完了する時点を「火落ち」といい、
石炭装入からこの時点までの時間を「火落ち時間」とい
う。
The carbonization chamber has a width of 400 to 500 mm and a length of 2
It is a room surrounded by bricks of 0 to 30 m and height of 4 to 6 m, and coal is charged from a coal charging inlet on the upper surface of the room. The coke carbonized in the carbonization chamber is extruded from the rear side of the furnace by an extruder and taken out from the front side of the furnace. Usually, the furnace width of the coking chamber is slightly wider at the front side of the furnace than at the rear side of the furnace so that coke can be easily pushed out of the coking chamber. In the carbonization chamber, since heat is supplied from both side walls, carbonization proceeds from both sides, and the point at which carbonization is completed up to the center of the furnace width, that is, the point at which all carbonization is completed is called `` fire fall ''
The time from the charging of coal to this point is called "fire-out time".

【0005】また、炭化が完了した後も、コークスは2
〜4時間程度、炭化室でそのまま保熱される。この時間
を「置き時間」という。この置き時間は、コークスの均
熱と収縮を図り、押し出しやすい状態にするため採られ
るもので、短すぎるとこの目的が達成できない。一方、
置き時間が長すぎると、炉蓋の変形など、炉体損傷の原
因となるため、置き時間は適正な時間長さに維持しなけ
ればならない。そのため、コークス炉の操業では、炭化
室内炉長方向のどの位置にある石炭についても火落ち時
間と置き時間とは、ほぼ同一時間になることが望まれ、
火落ち時間と置き時間とを同一にすべく、炭化室内炉長
方向の温度分布が調整されている。炭化室内炉長方向の
温度分布の調整は、炉長方向の各小燃焼室の燃料配分に
よって行われるが、その制御には、高度の経験と技能が
要求され、極めて困難である。
[0005] Further, even after the completion of carbonization, coke remains at 2%.
The heat is kept as it is in the carbonization room for about 4 hours. This time is called “place time”. This setting time is used to achieve uniform heating and shrinkage of the coke and to make it easy to extrude. If it is too short, this object cannot be achieved. on the other hand,
If the placing time is too long, it may cause damage to the furnace body such as deformation of the furnace lid, so the placing time must be maintained at an appropriate length. Therefore, in the operation of the coke oven, it is desired that the burn-out time and the setting time of the coal at any position in the furnace length direction of the coking chamber be approximately the same time,
The temperature distribution in the furnace length direction of the coking chamber is adjusted in order to make the burn-down time and the storage time the same. Adjustment of the temperature distribution in the furnace length direction of the coking chamber is performed by the fuel distribution of each small combustion chamber in the furnace length direction, but its control requires a high degree of experience and skill and is extremely difficult.

【0006】前述したように、炭化室は炉後側から炉前
側に向けて若干幅広がりとなっているため、石炭装入量
は、炉長方向に炉幅に応じて分布する。また、燃焼室で
生成した排ガスの排気系統は、図4に模式的に示すよう
に複雑であり、炭化室炉長方向の温度分布の制御はきわ
めて困難である。
As described above, since the carbonization chamber is slightly widened from the rear side of the furnace to the front side of the furnace, the amount of coal charged is distributed in the furnace length direction according to the furnace width. Further, the exhaust system of the exhaust gas generated in the combustion chamber is complicated as schematically shown in FIG. 4, and it is extremely difficult to control the temperature distribution in the furnace length direction of the coking chamber.

【0007】すなわち、図4において、燃焼の前半サイ
クル(蓄熱室(i)が引き側のとき)では、燃焼室
(i)と燃焼室(i+1)で生成した排ガスは、実線で
示す経路を経て蓄熱室(i)に引き落とされ、水平煙道
(i)に排出される。水平煙道(i)に排出された排ガ
スは、その炉前側と炉後側に設けたダンパーの開度によ
って決定される排ガス排出流通面積比により、炉前側と
炉後側に流量分配され、ダンパーを介して煙道に排出さ
れる。
That is, in FIG. 4, in the first half cycle of combustion (when the heat storage chamber (i) is on the pulling side), the exhaust gas generated in the combustion chamber (i) and the combustion chamber (i + 1) passes through a path shown by a solid line. It is drawn down to the heat storage chamber (i) and discharged to the horizontal flue (i). The exhaust gas discharged to the horizontal flue (i) is distributed to the furnace front side and the furnace rear side according to the exhaust gas discharge flow area ratio determined by the opening degree of the damper provided on the front side and the rear side of the furnace. Through the flue.

【0008】燃焼の後半サイクル(蓄熱室(i−1)と
蓄熱室(i+1)が引き側のとき)では、燃焼室(i−
1)と燃焼室(i)で生成した排ガスは、破線で示す経
路を経て蓄熱室(i−1)に引き落とされ、水平煙道
(i−1)に排出される。また、燃焼室(i+1)と燃
焼室(i+2)で生成した排ガスは、破線で示す経路を
経て蓄熱室(i+1)に引き落とされ、水平煙道(i+
1)に排出される。水平煙道(i−1)と水平煙道(i
+1)に排出された排ガスは、それぞれ、水平煙道(i
−1)と水平煙道(i+1)の炉前側と炉後側に設けた
ダンパーの開度によって決定される排ガス排出流通面積
比により、炉前側と炉後側に流量分配され、ダンパーを
介して煙道に排出される。
In the second half cycle of combustion (when the heat storage chamber (i-1) and the heat storage chamber (i + 1) are on the pulling side), the combustion chamber (i-
The exhaust gas generated in 1) and the combustion chamber (i) is drawn down to the heat storage chamber (i-1) via a path shown by a broken line, and is discharged to the horizontal flue (i-1). Further, the exhaust gas generated in the combustion chamber (i + 1) and the combustion chamber (i + 2) is drawn down to the heat storage chamber (i + 1) via a path shown by a broken line, and is discharged to the horizontal flue (i + 2).
It is discharged to 1). Horizontal flue (i-1) and horizontal flue (i
Exhaust gas discharged to the horizontal flue (i)
-1) and the flow rate of exhaust gas is determined according to the opening ratio of the damper provided on the front side and the rear side of the furnace of the horizontal flue (i + 1), and the flow rate is distributed between the front side and the rear side of the furnace. Released into the stack.

【0009】従って、炭化室(i)の両側の燃焼室
(i)と燃焼室(i+1)で生成した排ガス(以後、
「炭化室毎排ガス」という。)は、燃焼前半サイクルで
は、水平煙道(i)の排ガス排出流通面積比により、炉
前側と炉後側に流量分配され、燃焼後半サイクルでは、
水平煙道(i−1)と水平煙道(i+1)の排ガス排出
流通面積比により、炉前側と炉後側に流量分配されるこ
とになる。
Therefore, the exhaust gas generated in the combustion chamber (i) and the combustion chamber (i + 1) on both sides of the carbonization chamber (i)
It is referred to as "each carbonization chamber exhaust gas." ) In the first half cycle of combustion, the flow rate is distributed between the front side and the rear side of the furnace according to the ratio of exhaust gas discharge and circulation area of the horizontal flue (i).
The flow rate is distributed between the front side of the furnace and the rear side of the furnace according to the ratio of the exhaust gas flow area of the horizontal flue (i-1) and the horizontal flue (i + 1).

【0010】このように、燃焼室で生成した排ガスの排
気系統は、隣りあう2つの燃焼室に連なり、水平煙道の
炉前側と炉後側を流れる排ガス流量の変化は、水平煙道
に接続された各々の小燃焼室の燃焼状態に影響を及ぼ
す。その結果、3つの炭化室(i)、(i−1)、(i
+1)の炉長方向の温度分布が変化し、炉長方向の火落
ち時間が変化することになる。従って、ダンパーの開度
操作による炭化室内炉長方向の温度分布の変化を定量的
に把握しない限り、その正確な制御は困難である。この
ため、石炭の乾留が目標通りに行われず、炭化室内炉長
方向の火落ち時間が異なり、これにより炭化室内炉長方
向のどの位置にある石炭についても所要の置き時間が経
過するまで燃焼を継続する必要があり、燃料を無駄に消
費すると共に、炉蓋の変形など、炉体損傷を招くことに
なる。
As described above, the exhaust system of the exhaust gas generated in the combustion chamber is connected to the two adjacent combustion chambers, and the change in the flow rate of the exhaust gas flowing between the front side and the rear side of the horizontal flue is connected to the horizontal flue. The combustion state of each of the small combustion chambers. As a result, three carbonization chambers (i), (i-1), (i)
The temperature distribution in the furnace length direction of +1) changes, and the burnout time in the furnace length direction changes. Therefore, accurate control is difficult unless the change in the temperature distribution in the furnace length direction due to the opening degree operation of the damper is quantitatively grasped. As a result, coal carbonization is not performed as intended, and the burnout time in the furnace length direction of the coking chamber differs, so that the coal at any position in the furnace length direction of the coking chamber is burned until the required storage time has elapsed. It is necessary to continue the process, which wastes fuel and causes furnace body damage such as deformation of the furnace lid.

【0011】そこで、炭化室内炉長方向の温度分布を適
正分布にするため、従来より、乾留されたコークスを押
し出す時に、押し出し機に設けた炉壁温度計で炭化室内
炉長方向の炉壁温度分布を計測し、計測結果に基づいて
炉長方向の炉壁温度分布を適正分布にするように、熟練
作業者が経験に基づいてダンパーの開度調整を繰り返
し、適正な温度分布を得るようにしている。
[0011] Therefore, in order to make the temperature distribution in the furnace length direction of the coking chamber proper, conventionally, when extruding carbonized coke, the furnace wall temperature in the furnace direction of the coking chamber is measured by a furnace wall thermometer provided in the extruder. Skilled workers repeat the damper opening adjustment based on experience to obtain a proper temperature distribution, so that the distribution is measured and the furnace wall temperature distribution in the furnace length direction is made an appropriate distribution based on the measurement result. ing.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の方法では、熟練作業者が必要であり、また、作業者
の経験と技能によってダンパーの開閉操作にばらつきが
生じ、その結果、炭化室内炉長方向の温度分布がその影
響を受け、炉長方向で火落ち時間が異なり、最適な炉操
業には縁遠いものであった。
However, such a conventional method requires a skilled worker, and the opening and closing operations of the damper vary depending on the experience and skill of the worker. The temperature distribution in the furnace length direction was affected by this, and the burnout time varied in the furnace length direction, which was far from optimal furnace operation.

【0013】なお、特開平3−247693号公報に、
ソールフリュー(水平煙道部)を、炉前側と炉後側で、
端フリュー系と中フリュー系に分割し、各々に引き圧調
整用ダンパーを設置して、炉長方向の温度分布を制御す
るコークス炉の炉長温度分布制御方法が提示されてい
る。しかし、この制御方法は、端フリューの熱補償を考
慮して炉長方向の温度分布を制御しようとするものであ
り、コークス炉の特徴、即ち、蓄熱室、炭化室、及び燃
焼室が一つのプロセスとして相互に干渉し、相互干渉系
を形成している点については何ら考慮されておらず、そ
の制御性能には限界がある。
It should be noted that JP-A-3-247693 discloses that
Sole flew (horizontal flue) at the front and rear of the furnace,
A method for controlling a furnace length temperature distribution of a coke oven, which divides into an end flue system and a middle flue system, and installs a damping pressure adjusting damper in each of them to control a temperature distribution in a furnace length direction, is proposed. However, this control method is intended to control the temperature distribution in the furnace length direction in consideration of the thermal compensation of the end flue, and the characteristics of the coke oven, that is, the heat storage chamber, the carbonization chamber, and the combustion chamber are one. No consideration is given to the fact that they interfere with each other as a process and form a mutual interference system, and their control performance is limited.

【0014】また、特開昭63−238191号公報
に、蓄熱室−燃焼室−炭化室からなる単位加熱系を50
〜100個集めて構成した炉団の代表燃焼室列に熱電対
等の温度センサを設置し、炉長方向の実績温度分布を目
標温度分布に保持するように炉前側と炉後側の引き圧調
整用ダンパーの開度を制御するコークス炉の炉長温度分
布制御法が提示されている。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 63-238191 discloses a unit heating system comprising a heat storage chamber, a combustion chamber, and a carbonization chamber.
A temperature sensor such as a thermocouple is installed in the representative combustion chamber row of the furnace group composed of ~ 100 furnaces, and the pressure reduction of the furnace front side and the furnace rear side is adjusted so that the actual temperature distribution in the furnace length direction is maintained at the target temperature distribution. A method for controlling the temperature distribution of a coke oven for controlling the opening of a damper for a coke oven has been proposed.

【0015】しかし、この制御方法を実施するために
は、炉団方向全ての燃焼室列の炉長方向に温度センサを
設置する必要があり、多大な設備コストを必要とする。
また、この制御方法においても、前記した特開平3−2
47693号公報に提示されている制御方法と同様に、
コークス炉の特徴、即ち、蓄熱室、炭化室、及び燃焼室
が一つのプロセスとして相互に干渉し、相互干渉系を形
成している点については何ら考慮されておらず、その制
御性能には限界がある。
However, in order to implement this control method, it is necessary to install temperature sensors in the furnace length direction of all the combustion chamber rows in the direction of the furnace group, which requires a large facility cost.
Also, in this control method, the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No.
Similar to the control method presented in Japanese Patent No. 47693,
No consideration is given to the characteristics of the coke oven, that is, the fact that the heat storage chamber, the carbonization chamber, and the combustion chamber interfere with each other as a single process and form a mutual interference system. There is.

【0016】本発明は、このような現状に鑑みなされた
ものであり、炭化室内炉長方向の温度分布を適正分布に
保持して、炉長方向での火落ち時間と置き時間とをほぼ
同一時間にし、省エネルギ化を図ることができるコーク
ス炉の炉壁温度テーパー制御方法を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in view of such a situation, and the temperature distribution in the furnace length direction of the coking chamber is maintained at an appropriate distribution so that the burn-out time and the placing time in the furnace length direction are substantially the same. It is an object of the present invention to provide a method of controlling a furnace wall temperature taper of a coke oven which can save energy in a short time.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載のコークス炉の炉壁温度テーパー制御
方法は、石炭を装入して乾留する炭化室と、該炭化室を
両側から加熱するための燃焼室とを炉幅方向に交互に複
数列備え、各々の該燃焼室に燃料ガスと空気を供給する
流路と各々の該燃焼室から排出された排ガスを通す水平
煙道を含み、炉後側の水平煙道端部に設けた後方ダンパ
ーと、炉前側の水平煙道端部に設けた前方ダンパーを有
するコークス炉の炉壁温度テーパー制御方法において、
乾留されたコークスを押し出す時に押し出し機に設けた
炉壁温度計で計測した炭化室内炉長方向の炉壁温度分布
から炉壁温度テーパーを検出し、該炉壁温度テーパーの
標準偏差を用いて予め定めた目標炉壁温度テーパーと実
績炉壁温度テーパーとの炉壁温度テーパー制御偏差の大
きさを制約して炭化室毎排ガス排出設定流通面積比を計
算し、該炭化室毎排ガス排出設定流通面積比より水平煙
道間排ガス排出流通面積比のばらつきを最小にするよう
な水平煙道の排ガス排出設定流通面積比を求め、該排ガ
ス排出設定流通面積比に基づいて前記後方及び前方ダン
パーの開度を決定する。ここで、「炭化室毎排ガス排出
流通面積比」とは、1つの炭化室に3つの水平煙道が関
係する場合の、これらの水平煙道の開口面積比をいい、
「水平煙道間排ガス排出流通面積比」とは、炉後側の後
方ダンパーと炉前側の前方ダンパーの開口面積比をい
う。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a coke oven wall temperature taper control method according to the first aspect of the present invention. A plurality of combustion chambers for heating are alternately provided in the furnace width direction, and a flow path for supplying fuel gas and air to each of the combustion chambers and a horizontal flue for passing exhaust gas discharged from each of the combustion chambers are provided. In the method of controlling the wall temperature taper of a coke oven having a rear damper provided at the end of the horizontal flue at the rear of the furnace and a front damper provided at the end of the horizontal flue at the front of the furnace,
When extruding the carbonized coke, the furnace wall temperature taper is detected from the furnace wall temperature distribution in the furnace length direction measured by the furnace wall thermometer provided in the extruder, and the standard deviation of the furnace wall temperature taper is used in advance. Calculate the exhaust gas discharge set flow area ratio for each carbonization chamber by restricting the magnitude of the control wall deviation of the furnace wall temperature taper between the determined target furnace wall temperature taper and the actual furnace wall temperature taper. The ratio of the exhaust gas discharge set flow area ratio of the horizontal flue to minimize the variation of the horizontal flue exhaust gas discharge flow area ratio from the ratio, and the opening degree of the rear and front dampers based on the exhaust gas discharge set flow area ratio To determine. Here, the “exhaust gas discharge and distribution area ratio for each carbonization chamber” refers to the opening area ratio of these horizontal flues when three horizontal flues are related to one carbonization chamber,
The “exhaust gas discharge and distribution area ratio between horizontal stacks” refers to the opening area ratio between the rear damper on the rear side of the furnace and the front damper on the front side of the furnace.

【0018】即ち、請求項1記載のコークス炉の炉壁温
度テーパー制御方法は、炉壁温度差と火落ち時間差は
線型な関係があり、炉前側と炉後側の火落ち時間差を
小さくするような適正な温度差があることに着目してな
されたものであり、図7に示すように、炉前側と炉後側
の炉壁温度テーパー(炉壁温度差)を適正に保持するこ
とにより、炭化室内炉長方向の火落ち時間と置き時間を
ほぼ同一時間にすることができるという知見に基づくも
のである。なお、図7において、横軸には炉前側と炉後
側の炉壁温度テーパー(炉壁温度差)を、縦軸には炉前
側と炉後側の火落ち時間(Tmax ) 差をとっている。
That is, in the method of controlling the furnace wall temperature taper of the coke oven according to the present invention, the difference between the furnace wall temperature and the burn-out time has a linear relationship, and the difference in the burn-out time between the front side and the rear side of the furnace is reduced. It is made by paying attention to the fact that there is an appropriate temperature difference. As shown in FIG. 7, by appropriately maintaining the furnace wall temperature taper (furnace wall temperature difference) between the furnace front side and the furnace rear side, This is based on the finding that the burn-down time and the placing time in the furnace length direction of the coking chamber can be made substantially the same. In FIG. 7, the horizontal axis represents the furnace wall temperature taper (furnace wall temperature difference) between the front side and the rear side of the furnace, and the vertical axis represents the difference in the burnout time (T max ) between the front side and the rear side of the furnace. ing.

【0019】請求項2記載のコークス炉の炉壁温度テー
パー制御方法は、請求項1記載のコークス炉の炉壁温度
テーパー制御方法において、前記標準偏差を前記炉壁温
度テーパー制御偏差の不感帯として用いる。
According to a second aspect of the present invention, in the coke oven wall temperature taper control method according to the first aspect, the standard deviation is used as a dead zone of the oven wall temperature taper control deviation. .

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明を、図1〜図6に基
づき具体的に説明する。なお、添付図中、図1はコーク
ス炉主要部の外観図、図2はコークス炉の流路主要部の
構成説明図、図3は炭化室と押し出し機の配置を示す断
面図、図4は燃焼室で生成した排ガスの排気系統の模式
図、図5は本発明の一実施の形態に係るコークス炉の炉
壁温度テーパー制御方法における炉壁温度テーパー制御
系の構造を示すブロック図、図6は乾留サイクルに対す
る炉壁温度テーパーのステップ応答を表した図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below with reference to FIGS. 1 is an external view of a main part of a coke oven, FIG. 2 is an explanatory diagram of a main part of a flow path of the coke oven, FIG. 3 is a cross-sectional view showing an arrangement of a carbonization chamber and an extruder, and FIG. FIG. 5 is a schematic diagram of an exhaust system of exhaust gas generated in the combustion chamber. FIG. 5 is a block diagram showing a structure of a furnace wall temperature taper control system in a method of controlling a furnace wall temperature taper of a coke oven according to one embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a step response of a furnace wall temperature taper to a carbonization cycle.

【0021】図1に、コークス炉の内部構造が、その理
解を容易にするため、部分的に断面した状態で示されて
いる。
FIG. 1 shows the internal structure of the coke oven in a partially sectioned state for easy understanding.

【0022】図1に示すように、石炭が装入される炭化
室1と、この炭化室1を両側から加熱するための燃焼室
2とはZ軸方向(炉幅方向)に互いに交互に配置されて
おり、各々、多数設けられている。各燃焼室2は、炉長
方向に連設される複数の小燃焼室から形成されている。
図1及び図2に示すように、炭化室1の下方には蓄熱室
3が設けられており、蓄熱室3は供給される燃料ガスと
空気を燃焼室2に導くと共に、燃焼によって発生した排
ガスを水平煙道7を介して煙道4に導く。したがって、
高温の排ガスが通過する蓄熱室3はそれによって加熱さ
れ熱を蓄積するので、燃焼室2に導かれる燃料ガスと空
気は、予め蓄熱室3内で温められ燃焼し易くなる。な
お、本実施の形態では、燃料ガスと空気が通る流路と排
ガスが通る水平煙道7は、30分の制御周期で交互に切
り替えられる。また、図1において、5は炉蓋である。
As shown in FIG. 1, a coking chamber 1 into which coal is charged and a combustion chamber 2 for heating the coking chamber 1 from both sides are alternately arranged in the Z-axis direction (furnace width direction). , Each of which is provided in large numbers. Each combustion chamber 2 is formed from a plurality of small combustion chambers connected in the furnace length direction.
As shown in FIGS. 1 and 2, a heat storage chamber 3 is provided below the carbonization chamber 1. The heat storage chamber 3 guides supplied fuel gas and air to the combustion chamber 2, and exhaust gas generated by combustion. To the flue 4 via the horizontal flue 7. Therefore,
The heat storage chamber 3 through which the high-temperature exhaust gas passes is heated thereby to accumulate heat, so that the fuel gas and the air guided to the combustion chamber 2 are preliminarily heated in the heat storage chamber 3 and easily burn. In the present embodiment, the flow path through which the fuel gas and the air pass and the horizontal flue 7 through which the exhaust gas passes are alternately switched at a control cycle of 30 minutes. In FIG. 1, reference numeral 5 denotes a furnace lid.

【0023】図1に示すように、石炭は、石炭装入口1
aを通して各炭化室1に装入され、乾留が終了した石
炭、すなわち乾留されたコークスは、図3に示す押し出
し機20によって炉後側から押し出され、炉前側から炉
外に取りだされる。押し出し機20のラムには、炉長方
向の各小燃焼室に対応する位置の炭化室1内の炉壁温度
を計測するために、炉高方向に3本の光ファイバ21が
設けられている。これらの光ファイバ21は、ラム先端
20aにおける光を炉外に導出するために設けられたも
のであり、光ファイバ21によって炉外に導出された光
は、押し出し機20に設けた図示しない放射温度計に入
射される。なお、この放射温度計と光ファイバ21によ
って炉壁温度計が形成される。また、押し出し機20に
は、ラム先端20aが所定量移動する毎に信号を出力す
る図示しないラム移動量検出器が設けられている。
[0023] As shown in FIG.
Coal that has been charged into the carbonization chambers 1 through a and has been carbonized, that is, coke that has been carbonized, is extruded from the rear side of the furnace by an extruder 20 shown in FIG. 3, and is taken out of the furnace from the furnace front side. The ram of the extruder 20 is provided with three optical fibers 21 in the furnace height direction in order to measure the furnace wall temperature in the coking chamber 1 at a position corresponding to each small combustion chamber in the furnace length direction. . These optical fibers 21 are provided for guiding the light at the ram tip 20 a to the outside of the furnace. The light guided to the outside of the furnace by the optical fibers 21 is a radiation temperature (not shown) provided on the extruder 20. Incident on the meter. The radiation thermometer and the optical fiber 21 form a furnace wall thermometer. The extruder 20 is provided with a ram movement amount detector (not shown) that outputs a signal each time the ram tip 20a moves by a predetermined amount.

【0024】従って、ラム移動量検出器が出力する信号
に基づいて温度計測位置を検出し、温度計測位置が炉長
方向の各小燃焼室に隣接する所定の位置になる毎に光フ
ァイバ21を用いた放射温度計で温度を測定することに
よって、炭化室内炉長方向の炉壁温度分布を計測するこ
とができる。
Therefore, the temperature measuring position is detected based on the signal output from the ram movement detector, and the optical fiber 21 is switched every time the temperature measuring position becomes a predetermined position adjacent to each small combustion chamber in the furnace length direction. By measuring the temperature with the radiation thermometer used, the furnace wall temperature distribution in the furnace length direction of the coking chamber can be measured.

【0025】次に、コークス炉の流路主要部の構成を、
図2を参照して説明する。空気11は空気コック12に
よって流量調整され、切り替えコック13、水平管8a
及びアンダージェットパイプ9aを通って蓄熱室3及び
燃焼室2に供給される。また、互いにカロリーの異なる
コークスガスCOGと高炉ガスBFGを混合した燃料ガ
ス(MG)14は、燃料ガスコック15によって流量調
整され、切り替えコック16、水平管8g及びアンダー
ジェットパイプ9gを通って蓄熱室3から燃焼室2に供
給される。
Next, the configuration of the main part of the flow path of the coke oven will be described.
This will be described with reference to FIG. The flow rate of the air 11 is adjusted by the air cock 12, and the switching cock 13, the horizontal pipe 8a
And, it is supplied to the heat storage chamber 3 and the combustion chamber 2 through the under jet pipe 9a. The fuel gas (MG) 14, which is a mixture of coke gas COG and blast furnace gas BFG having different calories, is adjusted in flow rate by a fuel gas cock 15, and passes through a switching cock 16, a horizontal pipe 8g, and an under jet pipe 9g to store heat in the heat storage chamber 3. From the combustion chamber 2.

【0026】炭化室1、燃焼室2及び蓄熱室3からなる
単位加熱系を50〜100個集めて構成した炉団に供給
される空気流量や燃料ガス流量は流量調節計17、18
によって流量調整される。これらの流量調節計17、1
8は、図示しないプロセスコンピュータによってこれら
の設定流量(目標流量)が制御され、流量を調整する。
燃焼室2で生成した排ガスは、水平煙道(ソールフリュ
ー部)7を通り、その炉後側と炉前側に設けた前方ダン
パー及び後方ダンパーの一例であるダンパー(ウエスト
ダンパー)6a、6bの開度によって決定される排ガス
排出流通面積比に応じて炉前側と炉後側に流量分配さ
れ、ダンパー6a、6bを通して煙道4に排出される。
ダンパー6a、6bには、それぞれ、アクチュエータが
接続されており、これらのアクチュエータの作動によっ
て、ダンパー6a、6bの開度を調整可能に構成されて
いる。これらのアクチュエータは、図示しないプロセス
コンピュータによって、これらの設定開度(目標開度)
が制御され、各ダンパー開度を調整する。
The air flow rate and the fuel gas flow rate supplied to the furnace group constituted by collecting 50 to 100 unit heating systems including the carbonization chamber 1, the combustion chamber 2 and the heat storage chamber 3 are controlled by flow controllers 17 and 18.
Is adjusted by the flow rate. These flow controllers 17, 1
In 8, these set flow rates (target flow rates) are controlled by a process computer (not shown) to adjust the flow rates.
The exhaust gas generated in the combustion chamber 2 passes through a horizontal flue (sole flue portion) 7 and opens dampers (waist dampers) 6a and 6b which are one example of a front damper and a rear damper provided on the rear side and the front side of the furnace. The flow rate is distributed to the front side of the furnace and the rear side of the furnace according to the ratio of the exhaust gas discharge and circulation area determined by the degree, and is discharged to the flue 4 through the dampers 6a and 6b.
Actuators are connected to the dampers 6a, 6b, respectively, and the opening of the dampers 6a, 6b can be adjusted by the operation of these actuators. These actuators are operated by a process computer (not shown) to set these opening degrees (target opening degrees).
Is controlled to adjust each damper opening.

【0027】本発明による炉壁温度テーパー制御系の構
造を、図5を参照して説明する。前記プロセスコンピュ
ータには、図5に示す炉壁温度テーパー制御系が構築さ
れている。プロセスコンピュータは、各炭化室の石炭装
入完了後に、次に説明する処理手順によって、各ダンパ
ー6a、6bの開度を調整・制御する。なお、図5に示
す各ブロックの左上の○内の数字は、以下に説明する処
理ステップを示すものである。
The structure of the furnace wall temperature taper control system according to the present invention will be described with reference to FIG. A furnace wall temperature taper control system shown in FIG. 5 is constructed in the process computer. The process computer adjusts and controls the degree of opening of each damper 6a, 6b according to the processing procedure described below after the completion of the charging of coal in each coking chamber. Note that the numbers in the circles at the upper left of each block shown in FIG. 5 indicate processing steps described below.

【0028】(ステップ1)乾留されたコークスを押し
出す時に計測した炭化室内炉長方向の炉壁温度分布から
炉壁温度テーパーを検出する。
(Step 1) The furnace wall temperature taper is detected from the furnace wall temperature distribution in the furnace length direction measured when extruding the coke that has been carbonized.

【0029】炉壁温度テーパーの検出方法は、 1)前記したように、ラム移動量検出器が出力する信号
に基づいて温度計測位置を検出し、温度計測位置が炉長
方向の各小燃焼室の位置に隣接する所定の位置になる毎
に、3本の光ファイバ21を用いた放射温度計で、その
時の炉壁温度を計測し、炉高方向(上、中、下)の温度
分布とする。 2)計測した炉壁温度分布データに1次直線をあてはめ
る。 3)その1次直線の傾き、すなわち、炉前側温度をθ
CS, 炉後側温度をθPSとして、炉壁温度テーパーΔθ
を、 Δθ=θCS − θPS ・・・・・・・・・・・・・・(1) で求めて検出する。
The method of detecting the furnace wall temperature taper is as follows: 1) As described above, the temperature measurement position is detected based on the signal output from the ram displacement detector, and the temperature measurement position is set in each small combustion chamber in the furnace length direction. Each time a predetermined position adjacent to the position is reached, the temperature of the furnace wall at that time is measured with a radiation thermometer using three optical fibers 21, and the temperature distribution in the furnace height direction (upper, middle, lower) is determined. I do. 2) Fit a primary straight line to the measured furnace wall temperature distribution data. 3) The inclination of the linear line, that is, the temperature in front of the furnace is θ
CS, the furnace rear-side temperature as θ PS, furnace wall temperature taper Δθ
Δθ = θ CS −θ PS (1) is detected.

【0030】(ステップ2)ステップ1で検出した炉壁
温度テーパーΔθを用いて、炉団平均炉壁温度テーパー
に対する標準偏差σを計算し、この標準偏差σを、炉壁
温度テーパー制御偏差((目標炉壁温度テーパー)−
(実績炉壁温度テーパー))の不感帯として設定する。
(Step 2) Using the furnace wall temperature taper Δθ detected in Step 1, a standard deviation σ with respect to the furnace core average furnace wall temperature taper is calculated, and this standard deviation σ is calculated as the furnace wall temperature taper control deviation (( Target furnace wall temperature taper)
(Actual furnace wall temperature taper)).

【0031】(ステップ3)予め定めた目標炉壁温度テ
ーパーと実績炉壁温度テーパーとの偏差を求め、該偏差
の大きさをステップ2で設定した不感帯で制約して、炉
壁温度テーパー制御偏差を求める。目標炉壁温度テーパ
ーをΔθ,ref、実績炉壁温度テーパーをΔθ,i、炉壁温
度テーパーの標準偏差をσとすると、 Ci =Δθ,ref−Δθ,i ・・・・・・・・・(2) として、目標炉壁温度テーパーと実績炉壁温度テーパー
との偏差Ci を求め、 |Ci |≦σ のとき、Ei =0 Ci >σ のとき、Ei =Ci −σ Ci <−σのとき、Ei =Ci +σ ・・・・・・・・(3) で偏差Ci の大きさを制約して炉壁温度テーパー制御偏
差Ei を求める。ここで、添え字iは炭化室番号を表
す。
(Step 3) A deviation between a predetermined target furnace wall temperature taper and an actual furnace wall temperature taper is obtained, and the magnitude of the deviation is restricted by the dead zone set in Step 2, thereby obtaining a furnace wall temperature taper control deviation. Ask for. Assuming that the target furnace wall temperature taper is Δθ , ref , the actual furnace wall temperature taper is Δθ , i , and the standard deviation of the furnace wall temperature taper is σ, C i = Δθ , ref −Δθ , i . as · (2), a deviation C i between the target furnace wall temperature taper and actual furnace wall temperature tapered, | C i | when ≦ sigma, when E i = 0 C i> σ , E i = C i When −σ C i <−σ, the magnitude of the deviation C i is restricted by E i = C i + σ (3) to determine the furnace wall temperature taper control deviation E i . Here, the subscript i represents the carbonization chamber number.

【0032】(ステップ4)水平煙道の乾留サイクル
(石炭装入からコークス押し出しまで)平均排ガス排出
流通面積比より、乾留サイクル平均炭化室毎排ガス排出
流通面積比を計算する。コークス炉の加熱系統を模式的
に示した図4に基づいて、前記したように、炭化室
(i)の両側燃焼室(i)、(i+1)で生成した排ガ
スは、燃焼前半サイクルでは、水平煙道(i)の排ガス
排出流通面積比によって、炉前側と炉後側に流量分配さ
れ、燃焼後半サイクルでは、水平煙道(i−1)と水平
煙道(i+1)の排ガス排出流通面積比によって、炉前
側と炉後側に流量分配される。従って、水平煙道(i−
1)、(i)、(i+1)のそれぞれの乾留サイクル平
均排ガス排出流通面積比をSRi-1 、SRi 、SRi+1 とし
て、乾留サイクル平均炭化室毎排ガス排出流通面積比DR
i を DRi =0.5×SRi +0.25×(SRi-1 +SRi+1 ) ・・・・(4) で求める。
(Step 4) From the carbonization cycle of the horizontal flue (from charging coal to extruding coke), calculate the average carbonization chamber exhaust gas discharge and circulation area ratio from the carbonization chamber average. Based on FIG. 4 schematically showing the heating system of the coke oven, as described above, the exhaust gas generated in both combustion chambers (i) and (i + 1) of the carbonization chamber (i) is horizontal in the first half cycle of combustion. According to the flue gas discharge / circulation area ratio of the flue (i), the flow rate is distributed between the front side and the rear side of the furnace, and in the latter half cycle, the ratio of the flue gas discharge / circulation area of the horizontal flue (i-1) and the horizontal flue (i + 1) Thus, the flow rate is distributed between the furnace front side and the furnace rear side. Therefore, horizontal flue (i-
1), (i), and (i + 1), the average ratio of the exhaust gas discharge / circulation area of each dry distillation cycle is SR i−1 , SR i , and SR i + 1.
i is obtained by DR i = 0.5 × SR i + 0.25 × (SR i-1 + SR i + 1 ) (4)

【0033】(ステップ5)ステップ3で求めた炉壁温
度テーパー制御偏差を用いて、実績炉壁温度テーパーを
目標炉壁温度テーパーに保持するような炭化室毎排ガス
排出設定流通面積比を計算する。
(Step 5) Using the furnace wall temperature taper control deviation obtained in step 3, calculate the exhaust gas discharge set flow area ratio for each carbonization chamber such that the actual furnace wall temperature taper is maintained at the target furnace wall temperature taper. .

【0034】図6は、横軸に示す乾留サイクル0で炭化
室毎排ガス排出流通面積比をステップ状に変更したとき
の炉壁温度テーパーのステップ応答を表した図である。
図6において、炉壁温度テーパーは行き過ぎのないS字
型ステップ応答である。したがって、実績炉壁温度テー
パーを目標炉壁温度テーパーに保持するような炭化室毎
排ガス排出設定流通面積比の計算に離散時間型PI制御
(比例積分制御)を適用する。炭化室毎排ガス排出設定
流通面積比の計算は、 1)ステップ3で求めた炉壁温度テーパー制御偏差を用
いて、炭化室毎排ガス排出流通面積比の調整流量ΔDRi
を、 ΔDRi =KP×〔Ei (k)−Ei (k−1)〕+KI×Ei (k) ・・・・(5) によって計算する。ここで、KPは離散時間型比例制御
ゲイン、KIは離散時間型積分制御ゲインであり、図6
に示した炉壁温度テーパーのステップ応答に基づいて一
応の目安を立てて、炉壁温度テーパー制御を行い、制御
ゲインの調整を行ってそれらを決定する。またkは乾留
サイクルを表すものである。
FIG. 6 is a diagram showing the step response of the furnace wall temperature taper when the ratio of exhaust gas discharge and circulation area per carbonization chamber is changed stepwise in the dry distillation cycle 0 shown on the horizontal axis.
In FIG. 6, the furnace wall temperature taper is an S-shaped step response without overshoot. Therefore, the discrete-time PI control (proportional-integral control) is applied to the calculation of the exhaust gas discharge set distribution area ratio for each carbonization chamber such that the actual furnace wall temperature taper is maintained at the target furnace wall temperature taper. The calculation of the exhaust gas discharge setting flow area ratio for each carbonization chamber is as follows: 1) Using the furnace wall temperature taper control deviation determined in step 3, the adjusted flow rate ΔDR i of the exhaust gas discharge flow area ratio for each carbonization chamber
ΔDR i = KP × [E i (k) −E i (k−1)] + KI × E i (k) (5) Here, KP is a discrete-time proportional control gain, and KI is a discrete-time integral control gain.
Based on the step response of the furnace wall temperature taper shown in (1), the furnace wall temperature taper control is performed, and the control gain is adjusted to determine them. K represents a carbonization cycle.

【0035】2)炭化室毎排ガス排出流通面積比の調整
流量の許容最大値ΔDRmax を用いて、1)で計算した調
整流量ΔDRi の大きさを制約する。|ΔDRi |≦ΔDR
max とし、満足しないものは|ΔDRi |=ΔDRmax とす
る。 3)ステップ4で求めた乾留サイクル平均炭化室毎排ガ
ス排出流通面積比DRiを用いて、 DRi,SV=DRi +ΔDRi ・・・・・・・・・・・・・・・・(6) で実績炉壁温度テーパーを目標炉壁温度テーパーに保持
するような炭化室毎排ガス排出設定流通面積比DRi,SV
計算する。
2) Using the allowable maximum value ΔDR max of the adjusted flow rate of the exhaust gas discharge / circulation area ratio for each carbonization chamber, the magnitude of the adjusted flow rate ΔDR i calculated in 1) is restricted. | ΔDR i | ≦ ΔDR
max and those not satisfied are set to | ΔDR i | = ΔDR max . 3) using dry distillation cycle average coking chamber for each exhaust gas discharge flow area ratio DR i obtained in Step 4, DR i, SV = DR i + ΔDR i ················ ( 6) Calculate the exhaust gas discharge set distribution area ratio DRi , SV for each carbonization chamber so as to maintain the actual furnace wall temperature taper at the target furnace wall temperature taper.

【0036】(ステップ6)現在までにステップ5で計
算した炉団の炭化室毎排ガス排出設定流通面積比DRi,SV
より、水平煙道間排ガス排出流通面積比のばらつきを最
小にするような水平煙道の排ガス排出設定流通面積比を
求める。実績炉壁温度テーパーを目標炉壁温度テーパー
に保持するような炭化室毎排ガス排出設定流通面積比を
実現する排ガス排出設定流通面積比には、 排ガス排出設定流通面積比によって実現される炭化室
毎排ガス排出流通面積比が可能な限り(6)式で計算し
た炭化室毎排ガス排出設定流通面積比DRi,SVに近いこ
と、 各蓄熱室の負荷が可能な限り均一なこと。すなわち、
水平煙道間排ガス排出設定流通面積比のばらつきが可能
な限り小さいこと、が要求される。この評価関数として
以下の数式(7)を用いることができる。
(Step 6) The set flow area ratio DR i, SV of the exhaust gas discharge per carbonization chamber calculated in step 5 up to now
From this, an exhaust gas discharge set distribution area ratio of the horizontal flue that minimizes the variation in the exhaust gas discharge distribution area ratio between the horizontal flue is determined. The exhaust gas discharge setting distribution area ratio that realizes the exhaust gas discharge setting distribution area ratio for each carbonization chamber that maintains the actual furnace wall temperature taper at the target furnace wall temperature taper includes the carbonization chamber realized by the exhaust gas discharge setting distribution area ratio. The exhaust gas discharge / circulation area ratio should be as close as possible to the exhaust gas discharge set distribution area ratio DRi , SV for each carbonization chamber calculated by equation (6), and the load on each heat storage chamber should be as uniform as possible. That is,
It is required that the variation of the set flow area ratio between the flue gas and the horizontal flue be as small as possible. The following equation (7) can be used as the evaluation function.

【0037】[0037]

【数1】 (Equation 1)

【0038】ここで、maxfは炉団内燃焼室数(=炉団内
炭化室数+1)、DRi,SVは炭化室(i)の炭化室毎排ガ
ス排出設定流通面積比、SRi,SVは炭化室(i)に対応し
た水平煙道(i)の排ガス排出設定流通面積比であり、
Jaは炭化室毎排ガス排出設定流通面積比に対する誤差
を、Jbは水平煙道間排ガス排出設定流通面積比のばらつ
きを評価したものであり、ωはJaとJbの評価値に重みを
付したものである。排ガス排出設定流通面積比は上記
(7)式に示すJa、Jbの評価値を最小にするように、下
記(8)式を連立して解くことによって求められる。
Here, maxf is the number of combustion chambers in the furnace group (= the number of carbonized chambers in the furnace group + 1), DR i, SV is the ratio of the set flow area of exhaust gas discharge per carbonization chamber in the carbonization chamber (i), SR i, SV Is the set exhaust gas discharge area ratio of the horizontal flue (i) corresponding to the carbonization chamber (i),
Ja is the error with respect to the distribution area ratio of flue gas emission per carbonization chamber, Jb is the evaluation of the variation in the distribution area ratio of flue gas discharge between horizontal flue, and ω is the weighted evaluation value of Ja and Jb It is. The set flow area ratio of exhaust gas discharge is determined by simultaneously solving the following equation (8) so as to minimize the evaluation values of Ja and Jb shown in the above equation (7).

【0039】[0039]

【数2】 (Equation 2)

【0040】例えば55個の炉が集まって1つの炉団を
構成する場合は、以下の(9)式で与えられる。
For example, when 55 furnaces are assembled to form one furnace group, it is given by the following equation (9).

【0041】[0041]

【数3】 (Equation 3)

【0042】ここで、(9)式に示す係数行列Gは一般
行列であり、水平煙道の排ガス排出設定流通面積比を求
めるには一般行列の逆行列計算手法を用いて、 SRSV=(GT ×G-1)×GT ×DRSV ・・・・(10) で計算する。ここで、右肩のTは転置を意味し、−1は
逆行列を意味する。またSRSVは水平煙道の排ガス排出設
定流通面積比ベクトル、DRSVは炭化室毎排ガス排出設定
流通面積比ベクトルである。
Here, the coefficient matrix G shown in the equation (9) is a general matrix. In order to obtain the set flow area ratio of the exhaust gas emission from the horizontal flue, the inverse matrix calculation method of the general matrix is used to calculate SR SV = ( G T × G -1 ) × G T × DR SV ... (10) Here, T on the right shoulder means transposition, and -1 means an inverse matrix. In addition, SR SV is an exhaust gas discharge setting distribution area ratio vector of the horizontal flue, and DR SV is an exhaust gas discharge setting distribution area ratio vector of each carbonization chamber.

【0043】(ステップ7)水平煙道の排ガス排出設定
流通面積比と、現在の制御までに使用した水平煙道の炉
前側と炉後側の排ガス排出流通面積より所定の計算を行
って、各々の炉前側と炉後側に設けたダンパーの設定開
度を求めて決定する。
(Step 7) A predetermined calculation is performed based on the ratio of the set area of exhaust gas discharge in the horizontal flue and the area of exhaust gas discharge and flow on the front and rear sides of the horizontal flue used up to the current control. Of the dampers provided on the front side and the rear side of the furnace are determined and determined.

【0044】(ステップ8)各々のダンパーの設定開度
をダンパーの開度を調整するアクチュエータに出力し、
ダンパーの開度を調整する。以上のような制御によって
目標炉壁温度テーパーと実績炉壁温度テーパーとの偏差
に応じて各々の水平煙道の炉前側と炉後側に設けたダン
パーの開度を調整することにより、炭化室内炉長方向の
温度分布を適正分布に保持して、炉長方向での火落ち時
間と置き時間をほぼ同一時間にすることができる。な
お、本発明の説明においては、各々の炉前側と炉後側に
設けたダンパーの開度を自動的な制御によって調整する
ように説明したが、例えば、それらの設定値を作業者に
操業ガイドし、作業者によってそれらの調整を行っても
よい。
(Step 8) Output the set opening of each damper to an actuator for adjusting the opening of the damper.
Adjust the damper opening. By controlling the opening degree of the damper provided on the front side and the rear side of the furnace of each horizontal flue according to the deviation between the target furnace wall temperature taper and the actual furnace wall temperature taper by the above control, the carbonization chamber By keeping the temperature distribution in the furnace length direction at an appropriate distribution, it is possible to make the burn-out time and the placing time in the furnace length direction almost the same time. In the description of the present invention, the opening of the dampers provided on the front side and the rear side of the furnace is adjusted by automatic control. However, for example, those set values are provided to an operator by an operation guide. Then, those adjustments may be made by an operator.

【0045】[0045]

【実施例】本発明の効果を検証するため、前記したコー
クス炉の温度場挙動を模擬するソフトシミュレータを構
築してソフト的な評価実験を行った。図8に炉壁温度テ
ーパー制御シミュレーションの結果を示す。図の横軸は
乾留サイクルであり、図8(a)、(b)、(c)は炉
前側と炉後側の炉壁温度テーパーで、目標温度テーパー
を破線で示し、本発明による結果を実線で示した。一
方、図9(d)、(e)、(f)は炉壁温度テーパー制
御を行った時の炉長方向の火落ち時間( Tmax ) 分布を
示すもので、炉後側の火落ち時間を破線で示し、炉前側
の火落ち時間を実線で示した。
EXAMPLES In order to verify the effects of the present invention, a soft simulator for simulating the temperature field behavior of the coke oven described above was constructed and a soft evaluation experiment was performed. FIG. 8 shows the results of the simulation of the control of the furnace wall temperature taper. The horizontal axis of the drawing is the carbonization cycle, and FIGS. 8 (a), (b) and (c) are the furnace wall temperature tapers on the front side and the rear side of the furnace, and the target temperature taper is shown by a broken line. Shown by solid line. On the other hand, FIGS. 9 (d), (e), and (f) show the distribution of burn-out time (T max ) in the furnace length direction when the furnace wall temperature taper control is performed. Is indicated by a broken line, and the burn-out time in front of the furnace is indicated by a solid line.

【0046】図8(a)、(b)、(c)より、本発明
の一実施の形態に係るコークス炉の炉壁温度テーパー制
御方法によれば、炉壁温度テーパーは、制御立ち上げ
(乾留サイクル1)後、約10サイクルで目標値にほぼ
十分な精度で整定していることが判る。また、図9
(d)、(e)、(f)より、本発明の一実施の形態に
係るコークス炉の炉壁温度テーパー制御方法によれば、
炉前側と炉後側の火落ち時間( Tmax ) 差は、炉壁温度
テーパーの目標値に対する偏差と共に減少しており、約
10サイクルで、炉前側と炉後側の火落ち時間は、ほぼ
同一時間となっていることが判る。
8 (a), 8 (b) and 8 (c), according to the method for controlling the furnace wall temperature taper of the coke oven according to one embodiment of the present invention, the furnace wall temperature taper is controlled to start up ( It can be seen that, after the carbonization cycle 1), the target value was set to the target value with almost sufficient accuracy in about 10 cycles. FIG.
According to (d), (e) and (f), according to the method of controlling the furnace wall temperature taper of the coke oven according to one embodiment of the present invention,
The difference in the burn-out time (T max ) between the front side and the rear side of the furnace decreases with the deviation from the target value of the furnace wall temperature taper. It turns out that it is the same time.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1及び2記
載のコークス炉の炉壁温度テーパー制御方法において
は、目標炉壁温度テーパーと実績炉壁温度テーパーとの
炉壁温度テーパー制御偏差に応じて、各炭化室の炉前側
と炉後側に設けた前、後方ダンパーの開度が調整される
ので、炭化室内炉長方向の温度分布が適正分布に保持さ
れ、炉長方向での火落ち時間と置き時間を、ほぼ同一時
間にすることができ、無駄な燃料消費を減らすことがで
きると共に、炉蓋の変形など、炉体の損傷の原因が回避
され、炉寿命が延長する。また、請求項2記載のコーク
ス炉の炉壁温度テーパー制御方法においては、標準偏差
を炉壁温度テーパー制御偏差の不感帯として用いるよう
にしているので、前、後方ダンパーの開度の調整量を可
及的に小さくすることができ、アクチュエータの小型化
を図ることができる。
As described above, the method for controlling the furnace wall temperature taper of the coke oven according to the first and second aspects of the present invention provides a method for controlling the furnace wall temperature taper deviation between the target furnace wall temperature taper and the actual furnace wall temperature taper. Accordingly, the opening degree of the front and rear dampers provided on the front side and the rear side of the furnace in each coking chamber is adjusted, so that the temperature distribution in the furnace length direction of the coking chamber is maintained at an appropriate distribution, and the fire in the furnace length direction is maintained. The falling time and the placing time can be made substantially the same time, so that unnecessary fuel consumption can be reduced, and the cause of damage to the furnace body such as deformation of the furnace lid can be avoided, and the furnace life can be extended. In the coke oven wall temperature taper control method according to claim 2, the standard deviation is used as a dead zone of the furnace wall temperature taper control deviation, so that the amount of adjustment of the opening of the front and rear dampers can be adjusted. As a result, the size of the actuator can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】コークス炉主要部の外観図である。FIG. 1 is an external view of a main part of a coke oven.

【図2】コークス炉の流路主要部の構成説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a configuration of a main part of a flow path of a coke oven.

【図3】炭化室と押し出し機の配置を示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a sectional view showing an arrangement of a carbonization chamber and an extruder.

【図4】燃焼室で生成した排ガスの排気系統の模式図で
ある。
FIG. 4 is a schematic diagram of an exhaust system of exhaust gas generated in a combustion chamber.

【図5】本発明の一実施例に係るコークス炉の炉壁温度
テーパー制御方法における炉壁温度テーパー制御系の構
造を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a structure of a furnace wall temperature taper control system in a method for controlling a furnace wall temperature taper of a coke oven according to one embodiment of the present invention.

【図6】乾留サイクルに対する炉壁温度テーパーのステ
ップ応答を表した図である。
FIG. 6 is a diagram showing a step response of a furnace wall temperature taper to a carbonization cycle.

【図7】コークス炉温度場シミュレータを用いて行った
炉前側と炉後側の炉壁温度テーパーと火落ち時間差の関
係を示すシミュレーション結果を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a result of a simulation performed using a coke oven temperature field simulator and showing a relationship between a furnace wall temperature taper on a furnace front side and a furnace wall side on a furnace rear side and a burn-out time difference.

【図8】コークス炉温度場シミュレータを用いた本発明
の実施例を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing an example of the present invention using a coke oven temperature field simulator.

【図9】コークス炉温度場シミュレータを用いた本発明
の実施例を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing an example of the present invention using a coke oven temperature field simulator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 炭化室 1a 石炭装入
口 2 燃焼室 3 蓄熱室 4 煙道 5 炉蓋 6a ダンパー(後方ダンパー) 6b ダンパー
(前方ダンパー) 7 水平煙道 8a 水平管 8g 水平管 9a アンダー
ジェットパイプ 9g アンダージェットパイプ 11 空気 12 空気コック 13 切り替え
コック 14 燃料ガス 15 燃料ガス
コック 16 切り替えコック 17 流量調節
計 18 流量調節計 20 押し出し
機 20a ラム先端 21 光ファイ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coalization chamber 1a Coal loading inlet 2 Combustion chamber 3 Thermal storage chamber 4 Flue stack 5 Furnace lid 6a Damper (rearward damper) 6b Damper (front damper) 7 Horizontal flue 8a Horizontal pipe 8g Horizontal pipe 9a Under jet pipe 9g Under jet pipe 11 Air 12 Air cock 13 Switching cock 14 Fuel gas 15 Fuel gas cock 16 Switching cock 17 Flow controller 18 Flow controller 20 Extruder 20a Ram tip 21 Optical fiber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 啓八郎 東京都中央区日本橋本町1丁目9番4号 株式会社日鉄エレックス内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Keihachiro Tanaka 1-9-4 Nihonbashi Honcho, Chuo-ku, Tokyo Inside Nippon Steel Elex Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 石炭を装入して乾留する炭化室と、該炭
化室を両側から加熱するための燃焼室とを炉幅方向に交
互に複数列備え、各々の該燃焼室に燃料ガスと空気を供
給する流路と各々の該燃焼室から排出された排ガスを通
す水平煙道を含み、炉後側の水平煙道端部に設けた後方
ダンパーと、炉前側の水平煙道端部に設けた前方ダンパ
ーを有するコークス炉の炉壁温度テーパー制御方法にお
いて、乾留されたコークスを押し出す時に押し出し機に
設けた炉壁温度計で計測した炭化室内炉長方向の炉壁温
度分布から炉壁温度テーパーを検出し、該炉壁温度テー
パーの標準偏差を用いて予め定めた目標炉壁温度テーパ
ーと実績炉壁温度テーパーとの炉壁温度テーパー制御偏
差の大きさを制約して炭化室毎排ガス排出設定流通面積
比を計算し、該炭化室毎排ガス排出設定流通面積比より
水平煙道間排ガス排出流通面積比のばらつきを最小にす
るような水平煙道の排ガス排出設定流通面積比を求め、
該排ガス排出設定流通面積比に基づいて前記後方及び前
方ダンパーの開度を決定することを特徴とするコークス
炉の炉壁温度テーパー制御方法。
1. A plurality of carbonization chambers for charging and dry-distilling coal, and combustion chambers for heating the carbonization chambers from both sides are alternately provided in a furnace width direction. A rear damper is provided at the end of the horizontal flue at the rear of the furnace and at the end of the horizontal flue at the front of the furnace, including a flow path for supplying air and a horizontal flue for passing exhaust gas discharged from each of the combustion chambers. In the method of controlling the furnace wall temperature taper of a coke oven having a front damper, the furnace wall temperature taper is determined from the furnace wall temperature distribution in the coking chamber furnace length direction measured by a furnace wall thermometer provided in an extruder when extruding carbonized coke. Detecting and standardizing the furnace wall temperature taper using the standard deviation of the furnace wall temperature taper and restricting the magnitude of the furnace wall temperature taper control deviation between the target furnace wall temperature taper and the actual furnace wall temperature taper, and setting the exhaust gas discharge setting distribution for each carbonization chamber. Calculate the area ratio and calculate the carbonization The flue gas discharge set distribution area ratio of the horizontal flue that minimizes the variation of the flue gas discharge distribution area ratio between horizontal flue is determined from the exhaust gas discharge set distribution area ratio per room,
A method for controlling a temperature of a furnace wall taper of a coke oven, comprising determining an opening degree of each of the rear and front dampers based on the set flow area ratio of the exhaust gas discharge.
【請求項2】 前記標準偏差を前記炉壁温度テーパー制
御偏差の不感帯として用いることを特徴とする請求項1
記載のコークス炉の炉壁温度テーパー制御方法。
2. The system according to claim 1, wherein the standard deviation is used as a dead zone of the furnace wall temperature taper control deviation.
A method for controlling a furnace wall temperature taper of a coke oven as described in the above.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6700378B2 (en) * 2001-05-10 2004-03-02 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Magnetic resonance imaging coil structure having reduced tolerance
JP2006265273A (en) * 2005-03-22 2006-10-05 Jfe Steel Kk Method for operating coke oven and method for repairing coke oven
JP2007334592A (en) * 2006-06-14 2007-12-27 Nohmi Bosai Ltd Base-mounting structure for relay
KR100959017B1 (en) 2003-12-23 2010-05-24 재단법인 포항산업과학연구원 Method to prevent carbonizing chamber of cokes oven from deposing carbon

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