CN104755867A

CN104755867A - 加热炉的吹氧燃烧控制装置

Info

Publication number: CN104755867A
Application number: CN201480001578.7A
Authority: CN
Inventors: 金元模
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-10-21
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2034-10-17
Also published as: CN104755867B; JP2015535332A; JP6001190B2; KR101395508B1; WO2015060590A1

Abstract

本发明涉及一种加热炉的吹氧装置，上述加热炉的吹氧装置与以往作为单一的氧化剂的空气中的氮气（N₂）增加而导致的NO_x的排出增加相反地，与作为投入的燃料的氧化剂的空气一起另行供给氧，来能够减少NO_x的产生，上述加热炉的吹氧装置包括：加热炉，将加热材料收容于上述加热炉的内部的燃烧腔室；燃烧器，设置于上述加热炉，用于接收燃料和空气，在上述加热炉的燃烧腔室进行燃烧；燃料供给管线，向上述燃烧器供给燃料；空气供给管线，向上述燃烧器供给空气；氧供给管线，向上述加热炉的燃烧腔室的内部直接供给氧；燃烧控制部，分别与上述燃料供给管线、空气供给管线及氧供给管线相连接，且分别控制分别向燃烧器及加热炉的燃烧腔室供给的燃料和作为氧化剂的空气及氧的流量，以便接收上述燃烧腔室的内部的气氛温度，来达到要转换的目标温度。

Description

加热炉的吹氧燃烧控制装置

技术领域

本发明涉及一种加热炉的吹氧燃烧装置，上述加热炉的吹氧燃烧装置，将加热材料收容于加热炉的内部的燃烧腔室以后，向设置在加热炉的燃烧器供给燃料及氧化剂来在燃烧腔室燃烧时，可根据燃烧腔室的温度设定来自动控制燃料及氧化剂的供给流量。

背景技术

通常，在钢铁工序中加热炉为均匀地加热例如，厚板、钢坯、坯料等的加热材料，使得这些加热材料在后工序中能够进行压延。这种加热炉通常由预热区、加热区、均热区构成，其各个区考虑材料的抽取目标温度和炉内的滞留时间而设定气氛温度。

为了调准炉内的气氛温度，通过燃烧器投入燃料和作为氧化剂的空气，在炉内进行燃烧来调准气氛温度。在这种情况下，作为热源使用的燃料通常混合使用普通钢铁厂中的焦炉煤气（COG，Coke Oven Gas）和高炉中产生的高炉煤气（BFG，Blast Furnace Gas）、转炉煤气（LDG、Linz Donavitz Gas）或液化天然气（LNG，Liquified Natural Gas）。此时，与被投入的燃料成正比地将空气量对准于理论空燃比来控制，以便进行相应燃料的完全燃烧。

即，包含于燃料中的碳（C）和氢（H）为了进行反应需要空气中的氧（O₂），为了这些通常通过燃烧器（burner）供给燃料和空气，从而进行燃烧反应。此时，若供给的空气量过大，则增加燃烧气体的量，因而从排出的废气中能源的损失增加，并且降低燃烧温度而降低加热能力，因此热效率减少，因空气中的氮气（N₂）增加而导致NO_x的排出也增加。相反，若供给的空气过少，则增加燃料的不完全燃烧引起的损失增加，从而燃烧效率即，从化学能转换为热能的转换比率降低的同时，一氧化碳、未燃碳氢化合物等的排出会增加。

但是，为了投入于炉内的燃料的完全燃烧而供给的实际空气量比相应燃料的理论空燃比再追加一些的方式供给，其理由在于进行燃烧反应时为了确保燃料的实质性完全燃烧而追加需要空气中的氧量。即，包含追加需要的氧量的实际投入的空气比为过剩空气系数（u），在相当于理论空燃比的理论空气量（A_o）乘以过剩空气系数（u）的值为实际投入炉内的空气量。

例如，若假设特定加热材料的理论空燃比为燃料比理论空气量（A_o）的比率为1比10，则对所供给的燃料量1供给空气量10，理论上应该发生完全燃烧。但是实际上只投入理论空气量（A_o）的情况下，不发生燃料的完全燃烧，因此还需要相对于所要追加的氧量的空气量。因此，为了对供给的燃料量1的完全燃烧而实际应投入的空气量为理论空气量（A_o）乘以过剩空气系数（u）的值。即，若理论空气量（A_o）为10，过剩空气系数（u）为1.2，则实际被投入的空气量成为12的情况下发生燃料量1的完全燃烧。

图1及图2示出根据上述的现有技术的加热炉的燃烧控制装置。如图1所示，以往加热炉的燃烧控制装置包括：加热炉1，将加热材料（未图示）收容于加热炉1的内部的燃烧腔室1a；燃烧器2，设置于上述加热炉1，用于接收燃料和空气，在上述加热炉1的燃烧腔室1a进行燃烧；燃料供给管线3，向上述燃烧器2供给燃料；空气供给管线4，向上述燃烧器供给空气；燃烧控制部，分别与上述燃料供给管线3、空气供给管线4相连接，且分别控制分别向上述燃烧器2供给的燃料及空气的流量，以便接收上述燃烧腔室1a的内部的气氛温度，来达到要转换的目标温度。

在上述加热炉1通常设置两个温度传感器，以便能够检测燃烧腔室1a的内部的气氛温度，将借助这种温度传感器检测的两个信号作为平均温度，来设定加热炉1的燃烧腔室1a的内部的气氛温度。燃烧控制部5分别控制向燃烧器2供给的燃料及空气的流量，以便接收上述燃烧腔室1a的气氛温度，并且达到要转换的目标温度。

参照图2，观察燃烧控制部5的燃烧控制过程，燃烧控制部5包括：温度指示调节部11，接收上述燃烧腔室1a的气氛温度，与上述目标温度进行比较来输出温度设定值（tic_out）；燃料增减选择部12，从上述温度指示调节部11接收上述温度设定值，来决定燃料的增减量；燃料流量指示调节部13，根据由上述燃料增减选择部12决定的燃料的增减量，来调节从上述燃料供给管线3向上述燃烧器2供给的燃料流量，空气增减选择部14，从上述温度指示调节部11接收上述温度设定值（tic_out）来转换为空气流量换算值（f（x1）），决定空气的增减量；空气指示调节部15；根据由上述空气增减选择部决定的空气的增减量来从上述空气供给管线4调节上述空气流量。此时，上述燃料增减选择部12接收基于上述空气的增减量的燃料流量换算值（f（x2））的相关信号，来反馈控制根据上述温度设定值（tic_out）而决定的上述燃料的增减量，上述空气增减选择部15接收基于上述燃料的增减量的空气流量换算值（F（x3））的相关信号，来反馈控制根据上述温度设定值（tic_out）而决定的空气的增减量。

即，借助温度指示调节部11输出的温度设定值（tic_out）为从加热炉1的燃烧腔室1a的气氛温度要转换的目标温度的差值，当目标温度大于气氛温度时，上述差值为（+），小于气氛温度时，上述差值为（-），并且该差值归结为是否提高燃烧负荷。因此，根据温度设定值而决定燃料流量的增减率和空气流量的增减率。

基于上述现有技术的加热炉的燃烧控制装置为基于燃料对空气的双重交叉控制（double-cross controll），如上观察内容，为了被投入的燃料在燃烧腔室1a的内部进行实质性完全燃烧，在理论空气量（A_o）应追加投入过剩空气系数（u）的空气量。应追加投入的空气量为追加需要的氧量，存在随着氧，空气中的氮气（N₂）增加而导致NO_x的排出也增加的问题。

发明内容

要解决的问题

为了解决如上所述的问题而提出的本发明的目的在于，提供加热炉的吹氧燃烧控制装置，上述加热炉的吹氧燃烧控制装置与以往作为单一的氧化剂的空气中的氮气（N₂）增加而NO_x的排出量增加相反地，与作为投入的燃料的氧化剂的空气一起另行供给氧，来能够减少NO_x的产生。

尤其，提供与空气分开投入作为氧化剂的氧时，不通过燃烧器供给氧，而向加热炉的燃烧腔室的内部直接投入氧，从而能够有效地实现燃料的完全燃烧，并且可通过增加辐射效率来节减燃料的加热炉的吹氧燃烧控制装置。

另一方面，目的在于，提供通过能够分别自动控制所供给的燃料、空气及氧的流量的三重交叉控制（triple-cross controll）以最优方式能够分别反馈控制燃料、空气及氧的投入量等。

参照与附图相关的以下详细说明和优选实施例会让本发明的其他目的、特定的优点及新颖的特征更加明确。

解决问题的手段

为了达到如上所述的目的，本发明的加热炉的吹氧燃烧控制装置包括：加热炉，将加热材料收容于上述加热炉的内部的燃烧腔室；燃烧器，设置于上述加热炉，用于接收燃料和空气，在加热炉的燃烧腔室进行燃烧；燃料供给管线，向上述燃烧器供给燃料；空气供给管线，向上述燃烧器供给空气；氧供给管线，向上述加热炉的燃烧腔室的内部直接供给氧；燃烧控制部，分别与上述燃料供给管线、空气供给管线及氧供给管线相连接，且分别控制分别向上述燃烧器及加热炉的燃烧腔室供给的燃料和作为氧化剂的空气及氧的流量，以便接收上述燃烧腔室的内部的气氛温度，来达到要转换的目标温度。

并且，本发明的特征在于，上述燃烧控制部包括：温度指示调节部，接收上述燃烧腔室的气氛温度，与上述目标温度进行比较来输出温度设定值，燃料增减选择部，从上述温度指示调节部接收上述温度设定值，来决定燃料的增减量，燃料流量指示调节部，根据由上述燃料增减选择部决定的燃料的增减量，来调节从上述燃料供给管线向上述燃烧器供给的燃料流量，氧化剂增减选择部，从上述温度指示剂调节部接收上述温度设定值，来决定氧化剂的增减量，氧化剂联系调节部，根据由上述氧化剂增减选择部决定的氧化剂的增减量和氧流量设定值，来相互联系上述空气及氧流量来调节；上述燃料增减选择部接收基于上述氧化剂的增加量的燃料流量换算值（F（x1））的相关信号，来反馈控制根据上述温度设定值来决定的燃料的增减量；上述氧化剂增减选择部接收基于上述燃料的增减量的氧化剂流量换算值（F（x2））的相关信号，来反馈控制根据上述温度设定值来决定的氧化剂的增减量。

并且，本发明的特征在于，基于上述氧化剂的增减量的燃料的流量换算值（F（x1））为（氧流量当前值（Q_{o2_pv}）/理论需氧量（A_o2）/过剩空气系数（u）） + （空气流量当前值（Q_{air_pv}）/理论空气量（A_o）/过剩空气系数（u）），基于上述燃料的增加量的氧化剂流量的换算值（F（x2））为（燃料流量当前值（Q_{gas_pv}）×理论空气量（A_o）×过剩空气系数（u））。

并且，本发明的特征在于，上述氧化剂联系调节部包括：空气增减选择部，将温度设定值转换为根据由上述氧化剂增减选择部决定的氧化剂的增减量和氧流量设定值的空气流量换算值（F（x3）），来决定空气的增减量，空气流量指示调节部，根据由上述空气增减选择部决定的空气的增减量，来调节从上述空气供给管线向上述燃烧器供给的空气流量，氧增减选择部，将温度设定值转换为根据由上述氧化剂增减选择部决定的氧化剂的增减量和氧流量设定值的氧流量换算值（F（x4）），来决定氧的增减量，氧流量指示调节部，根据由上述氧增减选择部决定的氧的增减量，来调节从上述氧供给管线向上述燃烧腔室供给的氧流量；上述空气增减选择部，接收向上述燃烧腔室供给的氧的空气量换算值（F（x5））的相关信号，来反馈控制上述空气的增减量，上述氧增减选择部接收向上述燃烧器供给的空气的氧量换算值（F（x6））的相关信号，来反馈控制上述氧的增减量。

并且，本发明的特征在于，基于上述氧化剂的增减量和氧流量设定值的空气流量换算值（F（x3））为（温度设定值（tic_out）×燃料流量最大值（Q_{gas_max}）-氧流量设定值（Q_{o2_pv}）/理论需氧量（A_o2）/过剩空气系数（u）） ×理论空气量（A_o）×过剩空气系数（u），基于上述氧化剂的增减量和氧流量设定值的氧流量换算值（F（x4））为温度设定值（tic_out）×燃料流量最大值（Q_{gas_max}）×氧流量设定值（Q_{o2_sv}） ×理论需氧量（A_o2） ×过剩空气系数（u），向上述燃烧腔室供给的氧的空气量换算值（F（x5））为（燃料流量当前值（Q_{gas_pv}）-氧流量当前值（Q_{o2_pv}）、理论需氧量（A_o2）/过剩空气系数（u）） ×理论空气量（A_o）×过剩空气系数（u）；向上述燃烧器供给的空气的氧量换算值（F（x6））为（燃料流量当前值（Q_{gas_pv}）-空气流量当前值（Q_{air_pv}）/理论空气量（A_o）/过剩空气系数（u）） ×理论需氧量（A_o2）×过剩空气系数（u）。

发明的效果

根据本发明的加热炉的吹氧燃烧控制装置与以往作为单一的氧化剂的空气中的氮气（N₂）增加而导致的NO_x的排出增加相反地，与作为投入的燃料的氧化剂的空气一起另行供给氧，来能够减少NO_x的产生。

尤其，与空气分开投入作为氧化剂的氧时，通过燃烧器不供给氧，而是直接向加热炉的燃烧腔室的内部投入氧，从而能够有效地实现燃料的完全燃烧，并且可通过增大辐射效率来节减燃料。

另一方面，通过能够分别自动控制所供给的燃料、空气及氧的流量的三重交叉控制，能够以最优的方式分别反馈控制燃料、空气及氧的投入量等。

附图说明

图1为示出基于现有技术的加热炉的燃烧控制装置的简图。

图2为示出图1的实施例的燃烧控制过程的框图。

图3为示出根据本发明的加热炉的吹氧燃烧控制装置的简图。

图4为示出图3的实施例的燃烧控制过程的框图。

具体实施方式

以下参照附图详细说明根据本发明的加热炉的吹氧燃烧控制装置的优选的实施例。

如图3及图4所示，根据本发明的加热炉的吹氧燃烧控制装置包括加热炉10、燃烧器20、燃料供给管线30、空气供给管线40、氧供给管线50及燃烧控制部60。并且，上述燃烧控制部60包括温度指示调节部100、燃料增减选择部200、燃料流量指示调节部300、氧化剂增减选择部400及氧化剂联系调节部500，上述氧化剂联系调节部500包括空气增减选择部510、空气流量指示调节部520、氧增减选择部530及氧流量指示调节部540。

首先，如图3所示，根据本发明的加热炉的吹氧燃烧控制装置具有将加热材料（未图示）收容于内部的燃烧腔室11的加热炉10。收容于加热炉10的燃烧腔室11的厚板、钢坯、坯料等加热材料进入上述加热炉10的燃烧腔室11进行加执，以便在后工序中能够进行压延。在加热炉10的情况下，通常由预热区、加热区、均热区构成，其各个区加热考虑材料的抽取目标温度和滞留时间等而在燃烧腔室11内部设定为气氛温度。

如图3所示，燃烧器20设置于上述加热炉10，并且接收燃料和空气，燃烧在上述加热炉10的燃烧腔室11。通过燃烧器20来燃烧燃料的同时引起火焰，收容在加热炉10的燃烧腔室11的内部的加热材料被加热。以向上述燃烧器10供给燃料及空气的方式设置燃料供给管线30和空气供给管线40。

即，如图3所示，燃料供给管线30向上述燃烧器20供给燃料，并且空气供给管线40向上述燃烧器20供给空气。以通过燃料供给管线30和空气供给管线40调节向燃烧器20供给的燃料及空气的流量的方式设置阀（未图示），这将通过后述的燃烧控制部60，来控制燃料及空气的流量。

上述的加热炉10、燃烧器20、燃料供给管线30及空气供给管线40与以往普通的加热炉的燃烧控制装置相同，只控制燃料及空气的流量的双重交叉控制为公知。在本发明中与作为用于燃烧燃料的氧化剂的空气一起另行供给纯净的氧，并且后述的燃烧控制部60要实现与燃料的流量一起进行空气及氧的联系控制的三重交叉控制。由此，与以往作为单一的氧化剂的空气中的氮气（N₂）增加而NO_x的排出增加相反地，与作为投入的燃料的氧化剂的空气一起另行供给氧，来能够减少NO_x的产生。

为了这些，如图3所示，氧供给管线50另行设置，氧供给管线50向上述加热炉10的燃烧腔室11内部直接供给氧。与空气供给管线40向燃烧器20供给空气相反，氧供给管线50直接向加热炉10的燃烧腔室11的内部供给氧，这是因为通过适当地调节向加热炉1的燃烧腔室11的内部投入的氧的供给位置、角度及速度等，从而防止基于直接投入于燃烧器20的火焰，而能预计的NOx的上升，并且要改善燃烧腔室11的内部的热循环。通过这些得到的效果为将供给的空气的一部分以氧来代替，以便降低氧化剂的氮气（N₂）的比率而能够提高燃烧的效率。即，与空气分开投入作为氧化剂的氧，从而防止因空气中的氮气（N₂）引起的燃烧效率的降低，带来燃料节减效果，并且由燃烧腔室11的内部的整体辐射效率上升，而增加加热材料的加热能力，可带来生产性的提高。

如上所述，根据燃料、空气及氧的供给，如图3所示，燃料控制部60分别与上述燃料供给管线30、空气供给管线40及氧供给管线50相连接，并且分别控制向上述燃烧器20及加热炉10的燃烧腔室11供给的燃料、空气及氧的流量，以便接收上述燃烧腔室11的内部的气氛温度，来达到要转换的目标温度。虽然图面上未图示，但燃烧控制部60为了接收燃烧腔室11的内部的气氛温度，当然具有检测加热炉10的燃烧腔室11的温度的温度检测传感器，在燃料供给管线30、空气供给管线40及氧供给管线50上具有流量控制阀（未图示），来得到上述燃烧控制部60的控制而会控制向燃烧器20及加热炉10的燃烧腔室11供给的燃料、空气及氧的流量。

在这种燃烧控制部60的燃烧控制过程中，参照图4观察燃烧控制部60的具体结构，燃烧控制部60包括温度指示调节部100、燃料增减选择部200、燃料流量指示调节部300、氧化剂增减选择部400及氧化剂联系调节部500。

温度指示调节部100为以被称为温度指示器控制部（TIC，Temperature Indicator Controll）的结构，接收上述燃烧腔室11的气氛温度，来与上述目标温度进行比较来输出温度设定值（tic_out）。温度指示调节部100按照该名称当然接收燃烧腔室11的气氛温度来指示，并且设定要转换的目标温度，并将接收的气氛温度与目标温度进行比较来输出温度设定值（tic-out）。温度设定值（tic-out）为气氛温度和目标温度的差值，根据温度设定值（tic-out）表现出燃烧负荷的转换值。例如，假设气氛温度为500，目标温度为510，则其差值为+10。在此，输出的温度设定值（tic-out）不是单纯的温度差+10，而是表现出用于从气氛温度500上升至目标温度510，即上升+10左右的燃烧负荷的转换值。当然也可以将从温度指示调节部100输出的温度设定值（tic-out）设为单纯的温度差+10，并且对应于接收温度设定值（tic-out）的功能部转换为其他转换值。

燃料增减选择部200从上述温度指示调节部100接收上述温度设定值（tic-out）来决定燃料的增减量。即，若从气氛温度500接收作为目标温度510的差值+10的温度设定值（tic-out），则决定还增加（+）燃料的供给，并且决定为了从气氛温度500上升至目标温度510需要增加多少量。

燃料流量指示调节部300被称为燃油流量指示器控制部（FFIC，Fuel Flow Indicator controll），并且根据由上述燃料增减选择部200决定的燃料的增减量，调节从上述燃料供给管线30向上述燃烧器20供给的燃料流量。燃料流量指示调节部300一边起到流量控制阀的功能，一边指示当前燃料的流量向燃烧器20供给的量为多少。

燃料通过上述燃料增减选择部200及燃料流量指示调节部300向燃烧器20供给的同时为了燃料的燃烧一起供给氧化剂。为此具备氧化剂增减选择部400及氧化剂联系调节部500。

氧化剂增减选择部400从上述温度指示调节部100接收上述温度设定值（tic_out），来决定氧化剂的增减量。即，根据基于由上述的燃料增减选择部200决定的燃料的增减，来决定完全燃烧时所需要的氧化剂的量。

氧化剂联系调节部500根据由上述氧化剂增减选择部400决定的氧化剂的增减量和氧流量设定值，来相互联系上述空气及氧流量而调节。作为燃烧加热炉10的燃烧腔体11的内部的燃料的氧化剂一起供给空气及氧，因此相互连接作为氧化剂的空气及氧的流量而进行调节。此时，与氧化剂的增减量一起预先设定氧流量设定值（Q_{air_sv}）。即，若氧流量设定值（Q_{air_sv}）设定为氧化剂的增减量的20%，则空气流量为80%。即，假设氧化剂的增减量为+10时，氧流量为+2，空气流量为+8。只是，氧流量设定值（Q_{air_sv}）为了使加热材料的种类或加热炉1的大小及形状，或者燃烧效率的极大化能够改变氧流量设定值（Q_{air_sv}）。

此时，如图4所示，上述燃料增减选择部200接收基于上述氧化剂的增减量的燃料流量换算值（F（x1））的相关信号，来反馈控制根据上述温度设定值（tic_out）决定的燃料的增减量，上述氧化剂增减选择部400接收基于上述燃料的增减量的氧化剂流量换算值（F（x2））的相关信号，来反馈控制根据上述温度设定值（tic_out）决定的氧化剂的增减量。即，根据燃料增减选择部200决定燃料流量，燃料流量当前值（Q_{gas_pv}）向燃烧器20供给时，有必要确认是否与燃料流量当前值（Q_{gas_pv}）对应的氧化剂流量当前值正常供给。因此，燃料增减选择部200接收基于氧化剂的增减量的燃料流量换算值（F（x1））的相关信号，来反馈控制燃料流量当前值（Q_{gas_pv}）。并且，氧化剂增减选择部400也决定氧化剂流量，来供给氧化剂流量当前值时，有必要相反地确认与被供给的氧化剂流量当前值对应的燃料流量当前值（Q_{gas_pv}）是否正常供给，据此相互反馈控制。

基于上述氧化剂的增减量的燃料的流量换算值（F（x1））为氧化剂有空气及氧的两种类型，因此成为（氧流量当前值（Q_{o2_pv}）/理论需氧量（A_o2）/过剩空气系数（u）） + （空气流量当前值（Q_{air_pv}）/理论空气量（A_o）/过剩空气系数（u））。并且，基于燃料的增减量的氧化剂的流量换算值（F（x2））为（燃料流量当前值（Q_{gas_pv}）×理论空气量（A_o）×过剩空气系数（u））。

如图4所示，氧化剂联系调节部500为了实现空气及氧的联系调节包括空气增减选择部510、空气流量指示调节部520、氧增减选择部530及氧流量指示调节部540。

空气增减选择部510将温度设定值转换为基于由上述氧化剂增减选择部400决定的氧化剂的增减量和氧流量设定值（Q_{air_sv}）的空气流量换算值（F（x3））来决定空气的增减量。即，基于上述氧化剂的增减量和氧流量设定值的空气流量换算值（F（x3））为（温度设定值（tic_out）×燃料流量最大值（Q_{gas_max}）-氧流量设定值（Q_{o2_sv}）/理论需氧量（A_o2）/过剩空气系数（u）） ×理论空气量（A_o）×过剩空气系数（u）。因此，由空气增减选择部510决定的空气的增减量基于从温度指示调节部100接收信号的氧化剂增减选择部400决定的氧化剂的增减量，减去相当于氧流量设定值（Q_{air_sv}）的值的量为空气的增减量。

空气流量指示调节部520为空气流量指示器控制部（AFIC，Air Flow Indicator Controll），用于根据由上述空气增减选择部510决定的空气的增减量，来调节从上述空气供给管线40向上述燃烧器20供给的空气流量。

并且，氧增减选择部530将氧转换为基于由上述氧化剂增减选择部400决定的氧化剂的增减量和氧流量设定值（Q_{air_sv}）的氧流量换算值（F（x4）），来决定氧的增减量。即基于上述氧化剂的增减量和氧流量设定值的氧流量换算值（F（x4））为（温度设定值（tic_out）×燃料流量最大值（Q_{gas_max}）×氧流量设定值（Q_{o2_sv}）×理论需氧量（A_o2）×过剩空气系数（u））。因此，根据氧增减选择部510决定的氧的增减量基于从温度指示调节部100接收信号的氧化剂增减选择部400决定的氧化剂的增减量，成为已设定的氧流量设定值（Q_{air_sv}）的相关值。

空气流量指示调节部540为氧流量指示器控制部（OFIC，O₂ Flow Indicator Controll），用于根据上述氧增减选择部530决定的氧的增减量，来调节从上述氧供给管线50向上述燃烧腔室11供给的空气流量。

另一方面，有必要根据由氧化剂增减选择部400决定的氧化剂的增减量和氧流量设定值（Q_{o2_sv}）确认由上述空气增减选择部510决定而供给的空气流量当前值及由氧增减选择部530决定而供给的氧流量当前值的值是否与实际供给的各个流量当前值匹配，如此有必要相互联系来反馈控制。

为此，如图4所示，上述空气增减选择部510接收向上述燃烧腔室11供给的氧的空气量换算值（F（x5））的相关信号，来反馈控制上述空气的增减量，上述氧增减选择部530接收向上述燃烧器20供给的空气的氧量换算值（F（x6））的相关信号，来反馈控制上述氧的增减量。

即，向上述燃烧腔室11供给的氧的空气量换算值（F（x5））为（燃料流量当前值（Q_{gas_pv}）-氧流量当前值（Q_{o2_pv}）/理论需氧量（A_o2）/过剩空气系数（u）） ×理论空气量（A_o）×过剩空气系数（u）。因此，空气增减选择部510相互比较根据由氧化剂增减选择部400决定的氧化剂的增减量及氧流量设定值（Q_{o2_sv}）决定的空气流量和通过实际燃料流量当前值（Q_{gas_pv}）的氧化剂流量当前值中减去氧流量当前值（Q_{o2_pv}）的相关值的实质性空气流量当前值（Q_{air_pv}）的值，来可进行反馈控制。

并且，向上述燃烧器20供给的空气的氧量换算值（F（x6））为（燃料流量当前值（Q_{gas_pv}）-空气流量当前值（Q_{air_pv}）/理论空气量（A_o） / 过剩空气系数（u）） ×理论需氧量（A_o2）×过剩空气系数（u）。因此，氧增减选择部530相互比较根据由氧化剂增减选择部400决定的氧化剂的增减量及氧流量设定值（Q_{o2_sv}）决定的氧流量和通过实际燃料流量当前值（Q_{gas_pv}）的氧化剂流量当前值中减去空气流量当前值（Q_{o2_pv}）的相关值的实质性氧流量当前值（Q_{air_pv}）的值，来可进行反馈控制。

如上所述，根据本发明的加热炉的吹氧燃烧控制装置与以往作为单一的氧化剂的空气中的氮气（N₂）增加而导致的NO_x的排出增加相反地，与作为投入的燃料的氧化剂的空气一起另行供给氧，来能够减少NO_x的产生。

尤其，与空气分开投入作为氧化剂的氧时，通过燃烧器20不供给氧，而是直接向加热炉10的燃烧腔室11的内部投入氧，从而能有效地实现燃料的完全燃烧，并且可通过增大辐射效率来节减燃料。

另一方面，通过能够分别控制所供给的燃料、空气及氧的流量的三重交叉控制(triple-cross controll)，能够以最优的方式反馈控制各个燃料、空气及氧的投入量等。

在上面进行说明，图面上示出的本发明的实施例不能解释为限定本发明的技术思想。本发明的保护范围仅限于记载于发明要求保护范围的事项，本发明所属的技术领域的普通技术人员能够以多种形态改良及变更本发明的技术思想。因此，这种改良及变更对普通技术人员来说是显而易见的，可视为属于本发明的保护范围。

附图标记的说明

10：加热炉 11：燃烧腔室

20：燃烧器

30：燃料供给管线

40：空气供给管线

50：氧供给管线

60：燃烧控制部

100：温度指示调节部

200：燃料增减选择部

300：燃料流量指示调节部

400：氧化剂增减选择部

500：氧化剂联系调节部

510：空气增减选择部 520：空气流量指示调节部

530：氧增减选择部 540：氧流量指示调节部。

Claims

1.一种加热炉的吹氧燃烧控制装置，其特征在于，

包括：

加热炉，将加热材料收容于上述加热炉的内部的燃烧腔室，

燃烧器，设置于上述加热炉，用于接收燃料和空气，在加热炉的燃烧腔室进行燃烧，

燃料供给管线，向上述燃烧器供给燃料，

空气供给管线，向上述燃烧器供给空气，

氧供给管线，向上述加热炉的燃烧腔室的内部直接供给氧，

燃烧控制部，分别与上述燃料供给管线、空气供给管线及氧供给管线相连接，且分别控制分别向上述燃烧器及加热炉的燃烧腔室供给的燃料和作为氧化剂的空气及氧的流量，以便接收上述燃烧腔室的内部的气氛温度，来达到要转换的目标温度；

上述燃烧控制部包括：

温度指示调节部，接收上述燃烧腔室的气氛温度，与上述目标温度进行比较来输出温度设定值，

燃料增减选择部，从上述温度指示调节部接收上述温度设定值，来决定燃料的增减量，

燃料流量指示调节部，根据由上述燃料增减选择部决定的燃料的增减量，来调节从上述燃料供给管线向上碠燃烧器供给的燃料流量，

氧化剂增减选择部，从上述温度指示调节部接收上述温度设定值，来决定氧化剂的增减量，

氧化剂联系调节部，根据由上述氧化剂增减选择部决定的氧化剂的增减量和氧流量设定值，来相互联系上述空气及氧流量来调节；

上述燃料增减选择部接收基于上述氧化剂的增减量的燃料流量换算值（F（x1））的相关信号，来反馈控制根据上述温度设定值来决定的燃料的增减量；

上述氧化剂增减选择部接收基于上述燃料的增减量的氧化剂流量换算值（F（x2））的相关信号，来反馈控制根据上述温度设定值来决定的氧化剂的增减量。

2.根据权利要求1所述的加热炉的吹氧燃烧控制装置，其特征在于，

基于上述氧化剂的增减量的燃料的流量换算值（F（x1））为（氧流量当前值（Q_{o2_pv}）/理论需氧量（A_o2）/过剩空气系数（u）） + （空气流量当前值（Q_{air_pv}）/ 理论空气量（A_o）/过剩空气系数（u））；

基于上述燃料的增加量的氧化剂流量的换算值（F（x2））为（燃料流量当前值（Q_{gas_pv}）×理论空气量（A_o）×过剩空气系数（u））。

3.根据权利要求1所述的加热炉的吹氧燃烧控制装置，其特征在于，

上述氧化剂联系调节部包括：

空气增减选择部，将温度设定值转换为根据由上述氧化剂增减选择部决定的氧化剂的增减量和氧流量设定值的空气流量换算值（F（x3）），来决定空气的增减量，

空气流量指示调节部，根据由上述空气增减选择部决定的空气的增减量，来调节从上述空气供给管线向上述燃烧器供给的空气流量，

氧增减选择部，将温度设定值转换为根据由上述氧化剂增减选择部决定的氧化剂的增减量和氧流量设定值的氧流量换算值（F（x4）），来决定氧的增减量，

氧流量指示调节部，根据由上述氧增减选择部决定的氧的增减量，来调节从上述氧供给管线向上述燃烧腔室供给的氧流量；

上述空气增减选择部，接收向上述燃烧腔室供给的氧的空气量换算值（F（x5））的相关信号，来反馈控制上述空气的增减量，

上述氧增减选择部，接收向上述燃烧器供给的空气的氧量换算值（F（x6））的相关信号，来反馈控制上述氧的增减量。

4.根据权利要求3所述的加热炉的吹氧燃烧控制装置，其特征在于，基于上述氧化剂的增减量和氧流量设定值的空气流量换算值（F（x3））为（温度设定值×燃料流量最大值（Q_{gas_max}）-氧流量设定值（Q_{o2_sv}）/ 理论需氧量（A_o2）/过剩空气系数（u））×理论空气量（A_o）×过剩空气系数（u）；

基于上述氧化剂的增减量和氧流量设定值的氧流量换算值（F（x4））为温度设定值×燃料流量最大值（Q_{gas_max}）×氧流量设定值（Q_{o2_sv}）×理论需氧量（A_o2）×过剩空气系数（u）；

向上述燃烧腔室供给的氧的空气量换算值（F（x5））为（燃料流量当前值（Q_{gas_pv}）-氧流量当前值（Q_{o2_pv}）、理论需氧量（A_o2）/过剩空气系数（u）） ×理论空气量（A_o）×过剩空气系数（u）；

向上述燃烧器供给的空气的氧量换算值（F（x6））为（燃料流量当前值（Q_{gas_pv}）-空气流量当前值（Q_{air_pv}）/理论空气量（A_o）/过剩空气系数（u）） ×理论需氧量（A_o2）×过剩空气系数（u）。