JP2628723B2 - Automatic operation control method and apparatus for coal-fired combustible gas generator - Google Patents
Automatic operation control method and apparatus for coal-fired combustible gas generatorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、石炭焚き可燃性ガス発生装置の自動運転制
御方法および装置、ならびに石炭焚き可燃性ガス発生装
置に関し、もつと詳しくは、石炭を還元性雰囲気の炉内
で燃焼させて可燃性ガスを発生し、この発生された可燃
性ガスから、チヤーを集めて炉に戻す石炭焚き可燃性ガ
ス発生装置の自動運転制御方法および装置、ならびに石
炭焚き可燃性ガス発生装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for automatically controlling a coal-fired combustible gas generator, and a coal-fired combustible gas generator, and more particularly to a method for reducing coal An automatic operation control method and apparatus for a coal-fired combustible gas generator that generates combustible gas by burning in a furnace in an atmosphere, collects the char from the generated combustible gas, and returns it to the furnace; The present invention relates to a neutral gas generator.
従来の技術 このような石炭焚き可燃性ガス発生装置においては、
生成される可燃性ガスの品質（すなわちその発熱量と流
量）および、生成されるチヤーを回収して再び炉に戻し
て燃焼させる灰リサイクルを円滑に行う必要がある。Conventional technology In such a coal-fired combustible gas generator,
It is necessary to smoothly perform the quality of the combustible gas generated (that is, its calorific value and flow rate) and the ash recycling in which the generated char is recovered, returned to the furnace and burned again.
従来では、作業者が、その経験に基づいて、運転パラ
メータ、たとえば炉内への空気比、炉への酸素の供給流
量、および炉への石炭供給流量などを決定している。Conventionally, an operator determines operation parameters such as an air ratio into the furnace, a supply flow rate of oxygen to the furnace, and a coal supply flow rate to the furnace based on the experience.
発明が解決すべき課題 このような先行技術では、運転パラメータを正確に決
定することが不可能であることは明らかであり、しかも
作業者毎に運転パラメータの値にばらつきを生じる。Problems to be Solved by the Invention It is clear that it is impossible to accurately determine the operating parameters in such prior art, and the values of the operating parameters vary from worker to worker.
本発明の目的は、石炭焚き可燃性ガス発生装置の運転
を正確に行うことができるようにした自動運転制御方法
および装置、ならびに石炭焚き可燃性ガス発生装置を提
供することである。An object of the present invention is to provide an automatic operation control method and apparatus capable of accurately operating a coal-fired combustible gas generator, and to provide a coal-fired combustible gas generator.
課題を解決するための手段 本発明は、石炭を還元性雰囲気の炉内に供給し、炉へ
供給された空気および酸素ガスにより燃焼させて可燃性
ガスを発生させ、発生した可燃性ガスからチヤーを集め
て前記炉内へ戻す石炭焚き可燃性ガス発生装置の自動運
転制御方法において、 可燃性ガスの発熱量と流量との各目標値を設定するス
テツプと、 前記設定された可燃性ガスの発熱量と前記設定された
可燃性ガスの流量との目標値に対応して、前記石炭焚き
可燃性ガス発生装置の運転データから予め求められた前
記可燃性ガスの発熱量、前記可燃性ガスの流量、各運転
パラメータおよびチヤーの単位時間あたりの生成量の間
の関係から、各運転パラメータの最適範囲を設定するス
テツプと、 前記設定された各運転パラメータの最適範囲内で、前
記可燃性ガス中のチヤーが流路内で閉塞しないようなチ
ヤーの単位時間あたりの生成量となるように、かつ、炉
への石炭の供給流量と酸素ガスの供給流量によつて決ま
る炉運転の経済性が向上されるように、前記運転パラメ
ータを決定するステツプと、 前記決定された運転パラメータに基づき、炉内への石
炭供給流量、空気供給流量および酸素ガス供給流量を制
御するステツプとを含むことを特徴とする石炭焚き可燃
性ガス発生装置の自動運転制御方法である。Means for Solving the Problems The present invention provides coal in a furnace in a reducing atmosphere, burns the air and oxygen gas supplied to the furnace to generate flammable gas, and generates a flammable gas from the generated flammable gas. Collecting the coal and returning the combustible gas to the furnace. A method for controlling the operation of the coal-fired combustible gas generator, comprising: setting each target value of the calorific value and the flow rate of the combustible gas; Corresponding to the target value of the amount and the set flow rate of the flammable gas, the calorific value of the flammable gas previously determined from the operation data of the coal-fired flammable gas generator, the flow rate of the flammable gas Setting the optimum range of each operating parameter from the relationship between each operating parameter and the amount of production of the charge per unit time; and setting the flammability within the optimum range of each set operating parameter. Economical efficiency of furnace operation determined by the amount of char generated per unit time so that the gas in the channel does not block in the flow path, and determined by the supply flow rate of coal and oxygen gas to the furnace And a step of controlling the coal supply flow rate, the air supply flow rate, and the oxygen gas supply flow rate into the furnace based on the determined operation parameters so that the operation parameters are improved. This is an automatic operation control method for a coal-fired combustible gas generator.
また本発明は、前記運転パラメータは、炉内の空気
比、炉への酸素ガス供給流量および炉への石炭供給流量
であることを特徴とする。Further, the present invention is characterized in that the operation parameters are an air ratio in the furnace, an oxygen gas supply flow rate to the furnace, and a coal supply flow rate to the furnace.
また本発明は、石炭を還元性雰囲気の炉内に供給し、
炉への供給された空気および酸素ガスにより燃焼させて
可燃性ガスを発生させ、発生した可燃性ガスからチヤー
を集めて前記炉内へ戻す石炭焚き可燃性ガス発生装置の
自動運転制御装置であつて、 可燃性ガスの発熱量と流量との各目標値を設定する目
標値設定手段と、 前記目標値設定手段の出力を受け、可燃性ガスの発熱
量と可燃性ガスの流量との各目標値に対応して、前記石
炭焚き可燃性ガス発生装置の運転データから予め求めら
れ入力された前記可燃性ガスの発熱量、前記可燃性ガス
の流量、各運転パラメータおよびチヤーの単位時間あた
りの生成量の間の関係から、各運転パラメータの最適範
囲を設定する運転パラメータ範囲設定手段と、 前記運転パラメータ範囲設定手段の出力を受け、前記
設定された各運転パラメータの最適範囲内で、前記チヤ
ーの単位時間あたりの生成量と運転パラメータとの関係
から、前記可燃性ガス中のチヤーがガス流路内で閉塞し
ないようなチヤーの単位時間あたりの生成量となるよう
に、かつ、炉への石炭の供給流量と酸素ガスの供給流量
によつてきまる炉運転の経済性が向上するように、前記
運転パラメータを決定する運転パラメータ決定手段と、 前記運転パラメータ決定手段の出力を受け、決定され
た運転パラメータに基づき、炉内への石炭供給流量、空
気供給流量および酸素ガス供給流量を制御する制御手段
とを設けてなることを特徴とする石炭焚き可燃性ガス発
生装置の自動運転制御装置である。Also, the present invention provides the coal in a reducing atmosphere furnace,
An automatic operation control device for a coal-fired combustible gas generator that combusts with air and oxygen gas supplied to a furnace to generate combustible gas, collects char from the generated combustible gas, and returns the collected gas to the furnace. Target value setting means for setting each target value of the calorific value and the flow rate of the flammable gas; receiving the output of the target value setting means, and setting each target value of the calorific value of the flammable gas and the Corresponding to the values, the calorific value of the flammable gas previously obtained and input from the operation data of the coal-fired flammable gas generator, the flow rate of the flammable gas, the generation of each operating parameter and the charge per unit time Operating parameter range setting means for setting an optimum range of each operating parameter from the relationship between the quantities, receiving an output of the operating parameter range setting means, In view of the relationship between the amount of production per unit time of the char and operating parameters, the amount of char per unit time such that the char in the combustible gas does not block in the gas flow path is obtained, and Operating parameter determining means for determining the operating parameters, such that the economy of the furnace operation determined by the supply flow rate of coal and the supply flow rate of oxygen gas to the furnace is improved; and Control means for controlling a coal supply flow rate, an air supply flow rate, and an oxygen gas supply flow rate into the furnace based on the determined and operating parameters. An operation control device.
また本発明は、前記運転パラメータは、炉内の空気
比、炉への酸素ガス供給流量および炉への石炭供給流量
であることを特徴とする。Further, the present invention is characterized in that the operation parameters are an air ratio in the furnace, an oxygen gas supply flow rate to the furnace, and a coal supply flow rate to the furnace.
また本発明は、（ａ）還元性雰囲気とされる炉２と、 （ｂ）炉２に微粉炭である石炭を供給するシュート３
と、 （ｃ）シュート３の途中に介在され、石炭流量Gcoalを
制御する第１流量制御弁18と、 （ｄ）炉２に空気を供給する空気管路４と、 （ｅ）空気管路の途中に介在され、空気流量を制御する
第２流量制御弁19と、 （ｆ）炉２に純酸素を供給する純酸素管路５と、 （ｇ）純酸素管路５の途中に介在され、酸素流量Goを制
御する第３流量制御弁20と、 （ｈ）炉２からの可燃性ガスを導くダクト６と、 （ｉ）ダクト６内のチヤーを炉２に戻すチヤー管路８
と、 （ｊ）可燃性ガスの発熱量Hgの目標値Hg1と、可燃性ガ
スの流量Ggの目標値Gg1とを設定する目標値設定手段10
と、 （ｋ）炉２の運転データから得られる第１〜第３特性を
入力する入力手段13であつて、 第１特性は、炉２内の空気比λの増加に伴つて、可燃
性ガス流量Ggと石炭流量Gcoalとの比（Gg/Gcoal）が増
加し、かつ酸素流量Goの増加に伴つて前記比が減少する
という特性であり、 第２特性は、炉２内の空気比λの増加に伴つて、可燃
性ガスの発熱量Hgが減少し、かつ酸素流量Goの増加に伴
つて可燃性ガスの発熱量Hgが増加するという特性であ
り、 第３特性は、炉２内の空気比λの増加に伴つて、単位
時間あたりに生成されるチヤー生成量Gcが減少し、かつ
酸素流量Goの増加に伴つてチヤー生成量Gcが減少すると
いう特性である、そのような入力手段13と、 （ｌ）目標値設定手段10と入力手段13との出力に応答
し、 可燃性ガスの発熱量の目標値Hg1と、可燃性ガスの流
量の目標値Gg1とに対応して、 炉２内の前記空気比λと、酸素流量Goと、石炭流量Gc
oalとから成る複数の各組合せを求める運転パラメータ
範囲設定手段12と、 （ｍ）運転パラメータ範囲設定手段12の出力に応答し、
前記複数の組合せのうち、チヤーがダクト６およびチヤ
ー管路８内で閉塞しないようなチヤー生成量Gcとなる組
合せを選ぶ安全性決定手段14と、 （ｎ）運転パラメータ範囲設定手段12の出力に応答し、
前記複数の組合せのうち、石炭流量Gcoalと酸素流量Go
とが小さくなる組合せを選ぶ経済性決定手段15と、 （ｏ）安全性決定手段14と経済性決定手段15との各出力
に応答し、安全性決定手段14と経済性決定手段15とで共
通に選ばれた組合せを求め、こうして求められた組合せ
が達成されるように、 石炭流量Gcoalと、空気流量と、酸素流量Goとを決定
する制御決定手段と、 （ｐ）制御決定手段の出力に応答し、前記決定された石
炭流量Gcoalとなるように第１流量制御弁18を制御し、 前記決定された空気流量となるように第２流量制御弁
19を制御し、 前記決定された酸素流量Goとなるように第３流量制御
弁20を制御する制御手段17とを含むことを特徴とする石
炭焚き可燃性ガス発生装置である。The present invention also provides (a) a furnace 2 having a reducing atmosphere, and (b) a chute 3 for supplying coal as pulverized coal to the furnace 2.
(C) a first flow control valve 18 interposed in the chute 3 to control the coal flow Gcoal; (d) an air line 4 for supplying air to the furnace 2; A second flow control valve 19 interposed in the middle to control the air flow; (f) a pure oxygen line 5 for supplying pure oxygen to the furnace 2; and (g) a middle portion of the pure oxygen line 5, A third flow control valve 20 for controlling the oxygen flow rate Go; (h) a duct 6 for introducing flammable gas from the furnace 2; and (i) a channel 8 for returning a channel in the duct 6 to the furnace 2.
(J) target value setting means 10 for setting a target value Hg1 of the calorific value Hg of the combustible gas and a target value Gg1 of the flow rate Gg of the combustible gas.
(K) input means 13 for inputting first to third characteristics obtained from operation data of the furnace 2, wherein the first characteristic is that the flammable gas is increased as the air ratio λ in the furnace 2 increases. The ratio between the flow rate Gg and the coal flow rate Gcoal (Gg / Gcoal) increases, and the ratio decreases as the oxygen flow rate Go increases. The second characteristic is that the air ratio λ in the furnace 2 The calorific value Hg of the combustible gas decreases with an increase, and the calorific value Hg of the combustible gas increases with an increase in the oxygen flow rate Go. The third characteristic is the air in the furnace 2. Such an input means 13 has such characteristics that the amount of char Gc generated per unit time decreases as the ratio λ increases, and the amount of char Gc decreases as the oxygen flow rate Go increases. (L) responding to the output of the target value setting means 10 and the input means 13, the target value Hg 1 of the calorific value of the combustible gas, The air ratio λ in the furnace 2, the oxygen flow rate Go, and the coal flow rate Gc corresponding to the target value Gg1
and (m) responding to the output of the operation parameter range setting means 12,
A safety determining means 14 for selecting a combination having a char generation amount Gc such that the char is not blocked in the duct 6 and the char line 8 among the plurality of combinations; (n) an output of the operation parameter range setting means 12 Respond,
Among the plurality of combinations, the coal flow rate Gcoal and the oxygen flow rate Go
(O) Respond to each output of the safety deciding means 14 and the economic deciding means 15, and are common to the safety deciding means 14 and the economic deciding means 15. (P) control determining means for determining the coal flow rate Gcoal, the air flow rate, and the oxygen flow rate Go so as to achieve the determined combination; In response, the first flow control valve 18 is controlled so as to have the determined coal flow Gcoal, and the second flow control valve is controlled so as to have the determined air flow.
And a control means (17) for controlling the third flow rate control valve (20) to control the third flow rate control valve (20) so as to achieve the determined oxygen flow rate (Go).
作 用 本発明に従えば、可燃性ガスの品質である発熱量と流
量との各目標値を設定し、これらの発熱量の目標値と流
量の目標値とに対応して、運転パラメータの最適な範囲
を定める。運転パラメータは、たとえば炉内の空気比
と、炉への酸素の供給流量と、炉への石炭供給流量であ
る。このような運転パラメータの範囲内で、安全性と経
済性が最適となるように運転パラメータを決定する。安
全性というのは、チヤーの発生量が大きくなりすぎて、
流路内で閉塞しないようにするために、チヤーの単位時
間あたりの生成量を最適な値に定めることであり、経済
性の向上というのは、石炭および酸素の使用量を少なく
することである。According to the present invention, the target values of the calorific value and the flow rate, which are the flammable gas qualities, are set, and the optimal operating parameters are set in accordance with the target values of the calorific value and the flow rate. Set the appropriate range. The operating parameters are, for example, the air ratio in the furnace, the supply flow rate of oxygen to the furnace, and the flow rate of coal supply to the furnace. The operating parameters are determined so as to optimize safety and economy within the range of such operating parameters. Safety means that the amount of char generated is too large,
In order to prevent clogging in the flow path, the amount of generated char per unit time is determined to an optimum value, and the improvement in economy is to reduce the amount of coal and oxygen used. .
このようにして運転パラメータの選定を正確にして、
負荷の変動時、たとえば始動時などにおいて、運転熟練
者毎に異なつていた運転パラメータの値を統一し、長期
間にわたり安定したかつ経済性が向上された運転を続行
することができる。In this way, the selection of operating parameters is
When the load fluctuates, for example, at the time of start-up, the values of the operating parameters that have been different for each skilled operator can be unified, and stable and economical operation can be continued for a long period of time.
実施例 第１図は本発明の一実施例の構成を説明するためのブ
ロツク図であり、第２図は第１図の制御装置によつて制
御される石炭焚き可燃性ガス発生装置１の構成を示す図
である。炉２には、微粉炭などの石炭がシユート３から
予め定める流量で供給される。この炉２内には、管路４
から空気が供給される。また管路５から炉２には純酸素
が供給される。炉２内では石炭が還元性雰囲気で燃焼さ
れ、可燃性ガスが発生される。この可燃性ガスは、ダク
ト６からガスホルダ７に導かれる。チヤーは、ダクト６
から管路８を経て炉２内に戻されて、燃焼される。Embodiment FIG. 1 is a block diagram for explaining a configuration of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a configuration of a coal-fired combustible gas generator 1 controlled by a control device of FIG. FIG. Coal such as pulverized coal is supplied to the furnace 2 from the shot 3 at a predetermined flow rate. In the furnace 2, a pipe 4 is provided.
Is supplied with air. Further, pure oxygen is supplied to the furnace 2 from the pipe 5. In the furnace 2, the coal is burned in a reducing atmosphere to generate flammable gas. This combustible gas is guided from the duct 6 to the gas holder 7. Char is a duct 6
Is returned to the furnace 2 through a pipe 8 and burned.
本件実施例では、炉２内に管路４を介して供給される
空気、および管路５を介して炉２に供給される純酸素が
用いられる。In the present embodiment, air supplied to the furnace 2 via the pipe 4 and pure oxygen supplied to the furnace 2 via the pipe 5 are used.
設計回路10では、炉２から得られる可燃性ガスの発熱
量の目標値Hg1と、その可燃性ガスの流量の目標値Gg1と
が設定される。これらの目標値Hg1,Gg1は、マイクロコ
ンピユータなどによつて実現される処理回路11の最適値
模索手段12において、運転パラメータの最適な値の範囲
が模索される。入力手段13から処理回路11には、炉２の
運転データから得られる特性を、その炉２内の空気比に
よつて第３図〜第５図のように整理したデータを入力す
る。第３図〜第５図における変数は、可燃性ガス流量G
g、石炭流量Gcoal、酸素流量Go、空気比λ、発熱量Hg、
チヤー生成量Gcの６個であり、各図のグラフ特性に、可
燃性ガス流量Gg、発熱量Hgの２変数を独立変数として、
設定した場合でも、残る４変数は、一意的に定まらな
い。In the design circuit 10, a target value Hg1 of the calorific value of the combustible gas obtained from the furnace 2 and a target value Gg1 of the flow rate of the combustible gas are set. These target values Hg1 and Gg1 are searched for the optimum value range of the operation parameter by the optimum value search means 12 of the processing circuit 11 realized by a microcomputer or the like. From the input means 13 to the processing circuit 11, data obtained by organizing the characteristics obtained from the operation data of the furnace 2 according to the air ratio in the furnace 2 as shown in FIGS. The variable in FIGS. 3 to 5 is the flammable gas flow rate G
g, coal flow rate Gcoal, oxygen flow rate Go, air ratio λ, calorific value Hg,
The amount of char generation Gc is six, and the graph characteristics of each figure show that two variables of flammable gas flow rate Gg and calorific value Hg are used as independent variables.
Even if it is set, the remaining four variables are not uniquely determined.
第３図は、空気比λと、比（＝可燃性ガス流量Gg/石
炭流量Gcoal）の酸素流量Goに依存した特性を示す。第
３図から明らかなように、この特性は、炉２内の空気比
λの増加に伴つて、可燃性ガス流量Ggと石炭流量Gcoal
との比（Gg/Gcoal）が増加し、かつ酸素流量Goの増加に
伴つて前記比が減少するという特性である。FIG. 3 shows the characteristics of the air ratio λ and the ratio (= combustible gas flow rate Gg / coal flow rate Gcoal) depending on the oxygen flow rate Go. As can be seen from FIG. 3, this characteristic shows that as the air ratio λ in the furnace 2 increases, the flammable gas flow rate Gg and the coal flow rate Gcoal
And the ratio (Gg / Gcoal) increases, and the ratio decreases as the oxygen flow rate Go increases.
第４図は、空気比と、可燃性ガスの発熱量Hgとの酸素
流量Goに依存した特性を示す。第４図から明らかなよう
に、この特性は、炉２内の空気比λの増加に伴つて、可
燃性ガスの発熱量Hgが減少し、かつ酸素流量Goの増加に
伴つて可燃性ガスの発熱量Hgが増加するという特性であ
る。FIG. 4 shows the characteristics of the air ratio and the calorific value Hg of the combustible gas depending on the oxygen flow rate Go. As is clear from FIG. 4, this characteristic shows that the calorific value Hg of the combustible gas decreases as the air ratio λ in the furnace 2 increases, and the combustible gas Hg decreases as the oxygen flow rate Go increases. This is a characteristic that the calorific value Hg increases.
第５図は、空気比と、単位時間あたりに生成されるチ
ヤー量Gcとの酸素流量Goに依存した特性を示す。第５図
から明らかなように、この特性は、炉２内の空気比λの
増加に伴つて、単位時間あたりに生成されるチヤー生成
量Gcが減少し、かつ酸素流量Goの増加に伴つてチヤー生
成量Gcが減少するという特性である。FIG. 5 shows the characteristics of the air ratio and the amount of char Gc generated per unit time depending on the oxygen flow rate Go. As is clear from FIG. 5, this characteristic shows that as the air ratio λ in the furnace 2 increases, the amount of char Gc generated per unit time decreases and the oxygen flow rate Go increases. This is a characteristic that the amount of generated char Gc is reduced.
このような空気比λに依存する各特性に基づいて、安
全性と経済性を考慮して設定された発熱量の目標値Hg1
と、流量の目標値Gg1とに対応して運転パラメータの最
適な値の範囲を幾通りか求める。Based on such characteristics depending on the air ratio λ, the target value Hg1 of the calorific value set in consideration of safety and economy.
And the target value Gg1 of the flow rate to find some optimal value ranges of the operation parameters.
運転パラメータは、炉２内の空気比λと、炉２への酸
素の供給流量Goと、炉２への石炭の供給流量Gcoalであ
る。この設定された運転パラメータの範囲内で、安全性
決定手段14はチヤーがダクト６および管路８などの流路
内で閉塞しないようなチヤーの単位時間あたりの生成量
となるように、運転パラメータを定める。また経済性決
定手段15によつて、管路３から投入される石炭の流量Gc
oalと、管路５から供給される酸素の流量が、小さくな
り、これによつて経済性が向上されるように運転パラメ
ータを選ぶ。こうして最適化判断手段16は、安全性決定
手段14と経済性決定手段15の出力に基づき、安全性と経
済性がいずれも向上される運転パラメータの最適な値を
判断する。すなわち、可燃性がスの発熱量の目標値Hg1
と、可燃性ガスの流量の目標値Gg1とに対応して、炉２
内の前記空気比λと、酸素流量Goと、石炭流量Gcoalと
から成る組合せである運転パラメータを複数、換言する
と、複数種類の運転パラメータを求める。次にこれらの
複数の組合せである複数種類の運転パラメータのうち、
チヤーがダクト６およびチヤー管路８内で閉塞しないよ
うなチヤー生成量Gcとなる組合せである安全性が向上さ
れる運転パラメータを選ぶ。また前記複数の組合せであ
る運転パラメータのうち、石炭流量Gcoalと酸素流量Go
とが小さくなる経済性が向上される組合せである運転パ
ラメータの種類を選ぶ。こうして得られた安全性が向上
される組合せと、経済性が向上される組合せとのうち、
共通に選ばれた組合せである運転パラメータの種類を求
める。制御手段17は、これらの運転パラメータに基づ
き、シュート３に介在されている流量制御弁18の開度を
制御して石炭流量を決定し、また管路４に介在されてい
る流量制御弁19の開度を制御して空気の供給流量を決定
し、また管路５に介在されている流量制御弁20の開度を
制御して酸素の供給流量を決定する。またこのような運
転パラメータの最適な選択に至つた経過または結果を図
面上に表示して、その最適性の評価の確認を容易に可能
とする。The operating parameters are the air ratio λ in the furnace 2, the flow rate Go of supply of oxygen to the furnace 2, and the flow rate Gcoal of supply of coal to the furnace 2. Within the range of the set operation parameters, the safety determining means 14 operates the operation parameters such that the amount of the chars generated per unit time does not block in the flow paths such as the duct 6 and the pipeline 8. Is determined. Further, the flow rate Gc of coal input from the pipeline 3 is determined by the economic determination means 15.
The operating parameters are selected so that the flow rate of the oal and the oxygen supplied from the line 5 is reduced, thereby improving the economy. In this way, the optimization determining means 16 determines the optimum values of the operating parameters that improve both safety and economy based on the outputs of the safety determining means 14 and the economic efficiency determining means 15. That is, the target value Hg1 of the calorific value of the flammability
And the target value Gg1 of the combustible gas flow rate, the furnace 2
In this case, a plurality of operation parameters, that is, a plurality of types of operation parameters, which are combinations of the air ratio λ, the oxygen flow rate Go, and the coal flow rate Gcoal, are obtained. Next, among a plurality of types of operation parameters that are a plurality of these combinations,
An operating parameter that improves safety is selected, which is a combination of the amount of generated char Gc such that the char does not block in the duct 6 and the channel 8. Further, among the operating parameters that are the plurality of combinations, the coal flow rate Gcoal and the oxygen flow rate Go
The type of the operating parameter which is a combination that improves the economical efficiency is reduced. Of the combinations obtained in this way with improved safety and the combinations improved in economy,
The type of the operation parameter that is a combination selected in common is obtained. The control means 17 determines the flow rate of the coal by controlling the opening of the flow control valve 18 interposed in the chute 3 based on these operating parameters, and controls the flow control valve 19 interposed in the pipeline 4. The opening is controlled to determine the supply flow rate of air, and the opening degree of the flow control valve 20 interposed in the pipeline 5 is controlled to determine the supply flow rate of oxygen. In addition, the progress or the result of the optimal selection of the operation parameters is displayed on the drawing, and the evaluation of the optimality can be easily confirmed.
発明の効果 以上のように本発明によれば、負荷の変動時に、可燃
性ガスの品質である発熱量および流量を希望する値に定
めつつ、未燃分であるチヤーの単位時間あたりの生成量
を円滑に回収して燃焼させて安全性の向上を図るととも
に、石炭の供給流量および酸素の供給流量を抑制して経
済性の向上を図ることが可能になる。特に本発明によれ
ば、入力手段13によつて第１〜第３特性を入力し、これ
らの特性を用いて、可燃性ガスの発熱量と流量の各目標
値Hg1,Gg1とに対応して、炉２内の空気比λと、酸素流
量Goと、石炭流量Gcoalとから成る組合せを、複数、求
め、これらの複数の組合せのうち、安全性と経済性が適
合する組合せを選択し、こうして選択した組合せによる
空気比λと酸素流量G0と石炭流量Gcoalとが達成される
ように、第１〜第３流量制御弁18,19,20を制御するの
で、安全性と経済性が向上された自動的な運転が初めて
可能になる。Effects of the Invention As described above, according to the present invention, when the load fluctuates, the amount of generated unburned char per unit time is determined while setting the calorific value and the flow rate as the quality of the combustible gas to desired values. Can be smoothly recovered and burned to improve safety, and the supply flow rate of coal and the supply flow rate of oxygen can be suppressed to improve economic efficiency. In particular, according to the present invention, the first to third characteristics are input by the input means 13 and these characteristics are used to correspond to the target values Hg1 and Gg1 of the calorific value and the flow rate of the combustible gas. , A plurality of combinations of the air ratio λ in the furnace 2, the oxygen flow rate Go, and the coal flow rate Gcoal are determined, and a combination that is suitable for safety and economy is selected from the plurality of combinations. Since the first to third flow control valves 18, 19, and 20 are controlled so that the air ratio λ, the oxygen flow rate G0, and the coal flow rate Gcoal are achieved by the selected combination, safety and economy are improved. Automatic operation is possible for the first time.
第１図は本発明の一実施例の制御を行うためのブロツク
図、第２図は本発明の一実施例の石炭焚き可燃性ガス発
生装置１の構成を示す図、第３図は入力手段13から処理
回路11に入力されて用いられる空気比と比（＝可燃性ガ
スの流量Gg/石炭流量Gcoal）との関係を示すグラフ、第
４図は空気比と可燃性ガスの発熱量Hgとの関係を示すグ
ラフ、第５図は空気比λと単位時間あたりのチヤー生成
量Gcとの関係を示すグラフである。 １……石炭焚き可燃性ガス発生装置、２……炉、3,4,5,
6,8……管路、７……ガスホルダ、10……設定回路、11
……処理回路、13……入力手段、17……制御手段、18,1
9,20……流量制御弁FIG. 1 is a block diagram for controlling one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a coal-fired combustible gas generator 1 of one embodiment of the present invention, and FIG. 3 is input means. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the air ratio input from 13 to the processing circuit 11 and the ratio (= combustible gas flow rate Gg / coal flow rate Gcoal). FIG. 4 shows the air ratio and the calorific value Hg of the combustible gas. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the air ratio λ and the amount of generated char Gc per unit time. 1. Coal-fired combustible gas generator 2. Furnace 3, 4, 5,
6, 8 pipeline, 7 gas holder, 10 setting circuit, 11
... processing circuit, 13 ... input means, 17 ... control means, 18, 1
9,20 …… Flow control valve
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西野 公祥 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工 業株式会社明石工場内 (72)発明者 高野 英樹 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株 式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 吉田 克典 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株 式会社千葉製鉄所内 (56)参考文献 特開 昭48−65202（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−62225（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−299615（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−104835（ＪＰ，Ａ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Kosho Nishino 1-1, Kawasaki-cho, Akashi-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Akashi Plant (72) Inventor Hideki Takano 1, Kawasaki-cho, Chiba-shi, Chiba Kawasaki Steel Inside the Chiba Works, Ltd. (72) Katsunori Yoshida, 1st Kawasaki-cho, Chiba City, Chiba Prefecture Inside the Chiba Works, Kawasaki Steel Corporation (56) References JP-A-48-65202 (JP, A) JP-A-54- 62225 (JP, A) JP-A-62-299615 (JP, A) JP-A-63-104835 (JP, A)
Claims (5)
供給された空気および酸素ガスにより燃焼させて可燃性
ガスを発生させ、発生した可燃性ガスからチヤーを集め
て前記炉内へ戻す石炭焚き可燃性ガス発生装置の自動運
転制御方法において、 可燃性ガスの発熱量と流量との各目標値を設定するステ
ツプと、 前記設定された可燃性ガスの発熱量と前記設定された可
燃性ガスの流量との目標値に対応して、前記石炭焚き可
燃性ガス発生装置の運転データから予め求められた前記
可燃性ガスの発熱量、前記可燃性ガスの流量、各運転パ
ラメータおよびチヤーの単位時間あたりの生成量の間の
関係から、各運転パラメータの最適範囲を設定するステ
ツプと、 前記設定された各運転パラメータの最適範囲内で、前記
可燃性ガス中のチヤーが流路内で閉塞しないようなチヤ
ーの単位時間あたりの生成量となるように、かつ、炉へ
の石炭の供給流量と酸素ガスの供給流量によつて決まる
炉運転の経済性が向上されるように、前記運転パラメー
タを決定するステツプと、 前記決定された運転パラメータに基づき、炉内への石炭
供給流量、空気供給流量および酸素ガス供給流量を制御
するステツプとを含むことを特徴とする石炭焚き可燃性
ガス発生装置の自動運転制御方法。1. Coal is supplied into a furnace in a reducing atmosphere, and combusted by air and oxygen gas supplied to the furnace to generate a combustible gas. In the automatic operation control method for the coal-fired combustible gas generator, the steps of setting each target value of the calorific value and the flow rate of the combustible gas, and the calorific value of the set combustible gas and the set value Corresponding to the target value of the flammable gas flow rate and the target value, the calorific value of the flammable gas, the flow rate of the flammable gas, each operation parameter, and the charac Setting the optimum range of each operating parameter from the relationship between the generation amounts per unit time of the above, and within the optimum range of each set operating parameter, the channel in the combustible gas is The above-mentioned operation is performed so that the amount of char generated per unit time so as not to be clogged is improved, and the economic efficiency of the furnace operation which is determined by the supply flow rate of coal and the supply flow rate of oxygen gas to the furnace is improved. A step of determining a parameter; and a step of controlling a coal supply flow rate, an air supply flow rate, and an oxygen gas supply flow rate into the furnace based on the determined operation parameters. Automatic operation control method for equipment.
への酸素ガス供給流量および炉への石炭供給流量である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の石炭焚
き可燃性ガス発生装置の自動運転制御方法。2. The flammable coal-fired fuel according to claim 1, wherein the operating parameters are an air ratio in the furnace, an oxygen gas supply flow rate to the furnace, and a coal supply flow rate to the furnace. Operation control method for reactive gas generator.
の供給された空気および酸素ガスにより燃焼させて可燃
性ガスを発生させ、発生した可燃性ガスからチヤーを集
めて前記炉内へ戻す石炭焚き可燃性ガス発生装置の自動
運転制御装置であつて、 可燃性ガスの発熱量と流量との各目標値を設定する目標
値設定手段と、 前記目標値設定手段の出力を受け、可燃性ガスの発熱量
と可燃性ガスの流量との各目標値に対応して、前記石炭
焚き可燃性ガス発生装置の運転データから予め求められ
入力された前記可燃性ガスの発熱量、前記可燃性ガスの
流量、各運転パラメータおよびチヤーの単位時間あたり
の生成量の間の関係から、各運転パラメータの最適範囲
を設定する運転パラメータ範囲設定手段と、 前記運転パラメータ範囲設定手段の出力を受け、前記設
定された各運転パラメータの最適範囲内で、前記チヤー
の単位時間あたりの生成量と運転パラメータとの関係か
ら、前記可燃性ガス中のチヤーがガス流路内で閉塞しな
いようなチヤーの単位時間あたりの生成量となるよう
に、かつ、炉への石炭の供給流量と酸素ガスの供給流量
によつてきまる炉運転の経済性が向上するように、前記
運転パラメータを決定する運転パラメータ決定手段と、 前記運転パラメータ決定手段の出力を受け、決定された
運転パラメータに基づき、炉内への石炭供給流量、空気
供給流量および酸素ガス供給流量を制御する制御手段と
を設けてなることを特徴とする石炭焚き可燃性ガス発生
装置の自動運転制御装置。3. Coal is supplied into a furnace in a reducing atmosphere, and combusted by air and oxygen gas supplied to the furnace to generate a combustible gas. An automatic operation control device for a coal-fired combustible gas generator for returning to the inside, comprising: target value setting means for setting respective target values of a calorific value and a flow rate of combustible gas; and receiving an output of the target value setting means. In correspondence with each target value of the calorific value of the combustible gas and the flow rate of the combustible gas, the calorific value of the combustible gas previously obtained and input from the operation data of the coal-fired combustible gas generator, An operation parameter range setting means for setting an optimum range of each operation parameter from a relationship between the flow rate of the combustible gas, each operation parameter, and a generation amount per unit time of the charge, and an output of the operation parameter range setting means. In the optimal range of each set operation parameter, the charge in the combustible gas is not blocked in the gas flow path from the relationship between the amount of the charge generated per unit time and the operation parameter. An operation for determining the operation parameters so that the production amount per unit time of the furnace and the economical efficiency of the furnace operation determined by the supply flow rate of the coal and the supply flow rate of the oxygen gas to the furnace are improved. Parameter determining means, and control means for receiving the output of the operating parameter determining means and controlling a coal supply flow rate, an air supply flow rate, and an oxygen gas supply flow rate into the furnace based on the determined operation parameters. An automatic operation control device for a coal-fired combustible gas generator, characterized by the following.
への酸素ガス供給流量および炉への石炭供給流量である
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の石炭焚
き可燃性ガス発生装置の自動運転制御装置。4. The flammable coal-fired fuel according to claim 3, wherein the operating parameters are an air ratio in the furnace, an oxygen gas supply flow rate to the furnace, and a coal supply flow rate to the furnace. Automatic operation control device for volatile gas generator.
と、 （ｃ）シュート３の途中に介在され、石炭流量Gcoalを
制御する第１流量制御弁18と、 （ｄ）炉２に空気を供給する空気管路４と、 （ｅ）空気管路の途中に介在され、空気流量を制御する
第２流量制御弁19と、 （ｆ）炉２に純酸素を供給する純酸素管路５と、 （ｇ）純酸素管路５の途中に介在され、酸素流量Goを制
御する第３流量制御弁20と、 （ｈ）炉２からの可燃性ガスを導くダクト６と、 （ｉ）ダクト６内のチヤーを炉２に戻すチヤー管路８
と、 （ｊ）可燃性ガスの発熱量Hgの目標値Hg1と、可燃性ガ
スの流量Ggの目標値Gg1とを設定する目標値設定手段10
と、 （ｋ）炉２の運転データから得られる第１〜第３特性を
入力する入力手段13であつて、 第１特性は、炉２内の空気比λの増加に伴つて、可燃性
ガス流量Ggと石炭流量Gcoalとの比（Gg/Gcoal）が増加
し、かつ酸素流量Goの増加に伴つて前記比が減少すると
いう特性であり、 第２特性は、炉２内の空気比λの増加に伴つて、可燃性
ガスの発熱量Hgが減少し、かつ酸素流量Goの増加に伴つ
て可燃性ガスの発熱量Hgが増加するという特性であり、 第３特性は、炉２内の空気比λの増加に伴つて、単位時
間あたりに生成されるチヤー生成量Gcが減少し、かつ酸
素流量Goの増加に伴つてチヤー生成量Gcが減少するとい
う特性である、そのような入力手段13と、 （ｌ）目標値設定手段10と入力手段13との出力に応答
し、 可燃性ガスの発熱量の目標値Hg1と、可燃性ガスの流量
の目標値Gg1とに対応して、 炉２内の前記空気比λと、酸素流量Goと、石炭流量Gcoa
lとから成る複数の各組合せを求める運転パラメータ範
囲設定手段12と、 （ｍ）運転パラメータ範囲設定手段12の出力に応答し、
前記複数の組合せのうち、チヤーがダクト６およびチヤ
ー管路８内で閉塞しないようなチヤー生成量Gcとなる組
合せを選ぶ安全性決定手段14と、 （ｎ）運転パラメータ範囲設定手段12の出力に応答し、
前記複数の組合せのうち、石炭流量Gcoalと酸素流量Go
とが小さくなる組合せを選ぶ経済性決定手段15と、 （ｏ）安全性決定手段14と経済性決定手段15との各出力
に応答し、安全性決定手段14と経済性決定手段15とで共
通に選ばれた組合せを求め、こうして求められた組合せ
が達成されるように、 石炭流量Gcoalと、空気流量と、酸素流量Goとを決定す
る制御決定手段と、 （ｐ）制御決定手段の出力に応答し、前記決定された石
炭流量Gcoalとなるように第１流量制御弁18を制御し、 前記決定された空気流量となるように第２流量制御弁19
を制御し、 前記決定された酸素流量Goとなるように第３流量制御弁
20を制御する制御手段17とを含むことを特徴とする石炭
焚き可燃性ガス発生装置。5. A chute 3 for supplying coal as pulverized coal to the furnace 2, wherein (a) the furnace 2 has a reducing atmosphere.
(C) a first flow control valve 18 interposed in the chute 3 to control the coal flow Gcoal; (d) an air line 4 for supplying air to the furnace 2; A second flow control valve 19 interposed in the middle to control the air flow; (f) a pure oxygen line 5 for supplying pure oxygen to the furnace 2; and (g) a middle portion of the pure oxygen line 5, A third flow control valve 20 for controlling the oxygen flow rate Go; (h) a duct 6 for introducing flammable gas from the furnace 2; and (i) a channel 8 for returning a channel in the duct 6 to the furnace 2.
(J) target value setting means 10 for setting a target value Hg1 of the calorific value Hg of the combustible gas and a target value Gg1 of the flow rate Gg of the combustible gas.
(K) input means 13 for inputting first to third characteristics obtained from operation data of the furnace 2, wherein the first characteristic is that the flammable gas is increased as the air ratio λ in the furnace 2 increases. The ratio between the flow rate Gg and the coal flow rate Gcoal (Gg / Gcoal) increases, and the ratio decreases as the oxygen flow rate Go increases. The second characteristic is that the air ratio λ in the furnace 2 The calorific value Hg of the combustible gas decreases with an increase, and the calorific value Hg of the combustible gas increases with an increase in the oxygen flow rate Go. The third characteristic is the air in the furnace 2. Such an input means 13 has such characteristics that the amount of char Gc generated per unit time decreases as the ratio λ increases, and the amount of char Gc decreases as the oxygen flow rate Go increases. (L) responding to the output of the target value setting means 10 and the input means 13, the target value Hg 1 of the calorific value of the combustible gas, The air ratio λ in the furnace 2, the oxygen flow rate Go, and the coal flow rate Gcoa in accordance with the target value Gg1
(m) responding to the output of the operating parameter range setting means 12,
A safety determining means 14 for selecting a combination having a char generation amount Gc such that the char is not blocked in the duct 6 and the char line 8 among the plurality of combinations; (n) an output of the operation parameter range setting means 12 Respond,
Among the plurality of combinations, the coal flow rate Gcoal and the oxygen flow rate Go
(O) Respond to each output of the safety deciding means 14 and the economic deciding means 15, and are common to the safety deciding means 14 and the economic deciding means 15. (P) control determining means for determining the coal flow rate Gcoal, the air flow rate, and the oxygen flow rate Go so as to achieve the determined combination; In response, the first flow control valve 18 is controlled to have the determined coal flow Gcoal, and the second flow control valve 19 is to have the determined air flow.
And a third flow control valve so that the determined oxygen flow Go is obtained.
20. A coal-fired combustible gas generator, comprising: a control unit 17 for controlling the unit 20.
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|---|---|---|---|
| JP63280187A JP2628723B2 (en) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | Automatic operation control method and apparatus for coal-fired combustible gas generator |
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|---|---|---|---|
| JP63280187A JP2628723B2 (en) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | Automatic operation control method and apparatus for coal-fired combustible gas generator |
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Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE792127A (en) * | 1971-12-06 | 1973-03-16 | Uss Eng & Consult | COAL CONVERSION PROCESS |
| DE2745425C3 (en) * | 1977-10-08 | 1986-02-13 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | Method and device for processing coal in an air-flow mill-drying system |
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1988
- 1988-11-04 JP JP63280187A patent/JP2628723B2/en not_active Expired - Fee Related
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