JP2000148253A - 加熱炉プラントにおける炉内圧力と排気ガス流量のバランス制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】それぞれの熱交換器を通過する排気ガスの流量
を等しくして、効率よく燃焼用空気の温度を上昇させる
と共に、熱交換器出側と加熱炉内との間で排気ガスのバ
ランスを保ち加熱炉の炉内圧力を一定に保つこと。 【解決手段】加熱炉プラントの立上げ／立下げ時には、
炉内圧力制御手段によりサクションダンパーの開度制御
を行ない、また加熱炉プラントの定常操業状態に移行し
た後には、加熱炉の炉内圧力の高／低に応じて熱交換器
出側に設置されたサクションダンパーを通じて、排気ガ
ス流量制御手段により排気ガスの流量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、材料を加熱する加
熱炉内から出る排気ガスを、少なくとも２台の熱交換器
に分流させて燃焼用空気と熱交換して冷却した後、煙道
を介して大気中へ放出する加熱炉プラントにおける、加
熱炉の炉内圧力と加熱炉内から出る排気ガス流量とをバ
ランス制御する装置に係り、特にそれぞれの熱交換器を
通過する排気ガスの流量を等しくして、効率よく燃焼用
空気の温度を上昇させると共に、熱交換器出側と加熱炉
内との間で排気ガスのバランスを保ち加熱炉の炉内圧力
を一定に保つようにした加熱炉プラントにおける炉内圧
力と排気ガス流量のバランス制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、通常の材料を加熱する加熱炉内
から出る排気ガスを、互いに並列に設けられた少なくと
も２台の熱交換器（レキュペレータ）にそれぞれ分流さ
せて、加熱炉内でバーナーを燃焼させるための燃焼用空
気と熱交換して冷却した後、煙道を介して大気中へ放出
するようにした加熱炉プラントにおいては、加熱炉内か
ら出る排気ガスを排出する場合に、加熱炉の炉内圧力を
一定値に保つために、炉内圧力の高／低に応じて、それ
ぞれの熱交換器の出側に設置されたサクションダンパー
（排気ガス流量を調節するダンパー）の開度を調節し
て、大気中に排出させる排気ガスの流量を制御すること
が必要である。

【０００３】ここで、それぞれのサクションダンパーの
開度を調節する際には、それぞれの熱交換器を通過する
排気ガスの流量を等しくするために、サクションダンパ
ーの開度を等しくする必要がある。

【０００４】これは、それぞれの熱交換器の処理能力が
等しいからであり、それぞれの熱交換器を通過する排気
ガスの流量が異なると、排気ガスが効率よく燃焼用空気
と熱交換がなされないまま大気中に放出される可能性が
あり、その結果としてバーナーヘ供給する燃焼用空気の
温度を十分上げることができないことにつながるからで
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
加熱炉プラントにおいて、従来では、加熱炉の炉内圧力
をプロセス値として、それぞれの熱交換器の出側に設け
られたサクションダンパーの開度を制御するようにして
いる。

【０００６】そして、この際、一方のサクションダンパ
ーをマスタ側とした場合に、他方のサクションダンパー
に比率（レシオ・バイアス）を掛けて出力して、開度制
御を行なっている。

【０００７】従って、それぞれのサクションダンパーの
開度は同一にはならないため、それぞれの熱交換器を通
過する排気ガスの流量が異なっている。

【０００８】このため、排気ガスが多く流れる方の熱交
換器は、熱交換器自体の温度が上がり過ぎて破損してし
まったりする場合がある。

【０００９】また、排気ガスが少なく流れる方の熱交換
器は、燃焼用空気の送風ブロワからバーナーへ送られる
燃焼用空気の温度を十分に上げられない場合がある。

【００１０】さらに、最終的には、これらの理由から、
熱交換器の耐久年数もそれぞれの熱交換器で異なってい
る。

【００１１】本発明の目的は、それぞれの熱交換器を通
過する排気ガスの流量を等しくして、効率よく燃焼用空
気の温度を上昇させると共に、熱交換器出側と加熱炉内
との間で排気ガスのバランスを保ち加熱炉の炉内圧力を
一定に保つことが可能な加熱炉プラントおける炉内圧力
と排気ガス流量のバランス制御装置を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明では、材料を加熱する加熱炉内か
ら出る排気ガスを、互いに並列に設けられた少なくとも
第１および第２の熱交換器にそれぞれ分流させて、加熱
炉内でバーナーを燃焼させるための燃焼用空気と熱交換
して冷却した後、煙道を介して大気中へ放出するように
した加熱炉プラントにおける加熱炉の炉内圧力と排気ガ
ス流量とをバランス制御する装置において、第１および
第２の熱交換器の出側にそれぞれ設置され、その開度調
節により大気中へ排出させる排気ガスの流量を調節する
第１および第２のサクションダンパーと、加熱炉の炉内
圧力を測定する圧力測定手段と、第１および第２の熱交
換器の入側と出側との差圧をそれぞれ測定する第１およ
び第２の差圧測定手段と、圧力測定手段により測定され
た加熱炉の炉内圧力とあらかじめ設定された設定値との
比較結果に基づいて両者を互いに等しくするような操作
出力値を演算し、かつ当該操作出力値を、比率（レシオ
・バイアス）を掛けて第１のサクションダンパーに出力
すると共に第２のサクションダンパーに直接出力する炉
内圧力制御手段と、第２の差圧測定手段により測定され
た差圧を設定値とし第１の差圧測定手段により測定され
た差圧をプロセス値とし、両者の比較結果に基づいて両
者を互いに等しくするような操作出力値を演算する排気
ガス流量制御手段と、排気ガス流量制御手段により演算
された操作出力値に対して補正演算を行なう補正演算手
段と、加熱炉プラントの立上げ／立下げ時には、炉内圧
力制御手段により演算されて比率が掛けられた操作出力
値をそのまま、また加熱炉プラントの定常操業状態時に
は、炉内圧力制御手段により演算されて比率が掛けられ
た操作出力値に補正演算手段により補正演算された操作
出力値を掛けて、第１のサクションダンパーにそれぞれ
出力するように制御切替えを行なう制御切替手段とを備
えている。

【００１３】従って、請求項１の発明の加熱炉プラント
における炉内圧力と排気ガス流量のバランス制御装置に
おいては、加熱炉プラントの立上げ／立下げ時には、炉
内圧力制御手段によりサクションダンパーの開度制御を
行ない、また加熱炉プラントの定常操業状態に移行した
後には、加熱炉の炉内圧力の高／低に応じて熱交換器出
側に設置されたサクションダンパーを通じて、排気ガス
流量制御手段により排気ガスの流量を制御することによ
り、それぞれの熱交換器を通過する排気ガスの流量を等
しくすることが可能となるため、効率よく燃焼用空気の
温度を上昇させて燃焼効率を上昇させると共に、熱交換
器出側と加熱炉内との間で排気ガスのバランスを保ち加
熱炉の炉内圧力を一定に保つことができる。また、それ
ぞれの熱交換器の寿命の偏りを防止することもできる。
さらに、排気ガス流量制御手段により演算された操作出
力値を補正演算手段で補正演算することにより、炉内圧
力制御手段による制御から排気ガス流量制御手段による
制御に制御が切替わった直後でも、操作出力値が急変し
ないようにすることができる。

【００１４】一方、請求項２の発明では、上記請求項１
の発明の加熱炉プラントにおける炉内圧力と排気ガス流
量のバランス制御装置において、炉内圧力制御手段の出
力側に設けられ、当該炉内圧力制御手段からの操作出力
値を段階的に変化させて出力する操作出力補正手段と、
炉内圧力制御手段からの操作出力値と操作出力補正手段
からの補正された操作出力値とを入力とし、定常状態時
には炉内圧力制御手段からの操作出力値を、また非定常
状態時には操作出力補正手段からの補正された操作出力
値をそれぞれ切替え出力する切替手段とを付加してい
る。

【００１５】従って、請求項２の発明の加熱炉プラント
における炉内圧力と排気ガス流量のバランス制御装置に
おいては、定常状態時には炉内圧力制御手段からの操作
出力値を直接に、また非定常状態時には炉内圧力制御手
段からの操作出力値を段階的に変化させて、第１のサク
ションダンパーおよび第２のサクションダンパーに与え
ることにより、上記請求項１の発明と同様の作用を奏す
るのに加えて、加熱炉プラントの立上げ／立下げ時のよ
うな炉内圧力変動が大きい場合でも、サクションダンパ
ーのハンチングを防止して、炉内圧力の制御性を向上す
ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１７】図１は、本発明を適用する加熱炉プラント
の構成例を示す概略図である。

【００１８】図１において、加熱される材料は、材料を
加熱する加熱炉１の図示左側から右側に向かって加熱さ
れながら搬送されていき、目標の温度に加熱された後
に、加熱炉１から外部に排出される。

【００１９】また、加熱炉１には、圧力測定手段である
圧力伝送器２が設置されており、加熱炉１の炉内圧力が
測定される。

【００２０】一方、加熱炉１内から出る排気ガスは、互
いに並列に設けられた第１および第２の熱交換器３およ
び４にそれぞれ分流させて、燃焼用空気と熱交換して冷
却した後、第１および第２の熱交換器３および４の出側
にそれぞれ設置された第１および第２のサクションダン
パー５および６の開度調節により流量制御され、煙道に
設置された煙突７を介して大気中へ放出される。

【００２１】また、加熱炉１内でバーナーを燃焼させる
ための燃焼用空気は、燃焼用空気送風ブロワ８から送ら
れて、第１および第２の熱交換器３および４で、加熱炉
１内から排出される高温の排出ガスと熱交換して温度が
上げられた後に、燃焼用エアとして図示しない各バーナ
ーヘ送られる。

【００２２】さらに、第１および第２の熱交換器３およ
び４には、差圧測定手段である第１および第２の差圧伝
送器９および１０が設置されており、第１および第２の
熱交換器３および４の入側１１および１２と出側１３お
よび１４との差圧がそれぞれ測定されて、第１および第
２の熱交換器３および４を通過する排気ガスの流量が測
定される。

【００２３】なお、加熱炉１の炉内圧力は、常にプラス
数ｍｍＨ₂ Ｏとなるように制御される。これは、加熱炉
１の炉内圧力が外圧よりも低いと、大気が加熱炉１内に
流入して炉内温度が下がってしまい、材判が冷えて所定
の温度に加熱できなくなるからである。また、逆に、加
熱炉１の炉内圧力が著しく高い場合には、加熱炉１内の
熱風、炎等が炉外へ出てしまい、危険を伴なうので好ま
しくないないからである。

【００２４】（第１の実施の形態）図２は、本実施の形
態による加熱炉プラントにおける炉内圧力と排気ガス流
量のバランス制御装置の構成例を示すブロック図であ
り、図１と同一要素には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

【００２５】なお、加熱炉１内でバーナーを燃焼させる
ための燃焼用空気を送る燃焼用空気送風ブロワ８につい
ては、その図示を省略している。

【００２６】図２において、炉内圧力制御指示コントロ
ーラ２０は、圧力伝送器２により測定された加熱炉１の
炉内圧力（プロセス値ＰＶ）２１と、あらかじめ設定さ
れた炉内圧力制御用設定値（ＳＶ）２２とを比較して両
者の偏差を求め、この偏差に対して２自由度ＰＩＤ制御
演算を行なって両者を互いに等しくするような操作出力
値（ＭＶ）２３を演算する。

【００２７】そして、この炉内圧力制御指示コントロー
ラ２０からの操作出力値２３を、比率（レシオ・バイア
ス）２４を掛けて上記第１のサクションダンパー５に出
力すると共に、上記第２のサクションダンパー６に直接
出力する。

【００２８】一方、排気ガス流量制御指示コントローラ
２５は、第２の差圧伝送器１０により測定された差圧で
ある排気ガス流量制御用Ｃモード時の設定値２６、ある
いは排気ガス流量制御用Ａ，Ｍモード時の設定値２７を
設定値（ＳＶ）とし、第１の差圧伝送器９により測定さ
れた差圧２８をプロセス値（ＰＶ）とし、両者を比較し
てその偏差を求め、この偏差に対してＰＩＤ制御演算を
行なって両者を互いに等しくするような操作出力値（Ｍ
Ｖ）２９を演算する。

【００２９】また、補正演算器３０は、排気ガス流量制
御指示コントローラ２５により演算された操作出力値２
９に対して、補正演算を行なう。

【００３０】さらに、上下限リミッタ３１は、補正演算
器３０により補正演算された操作出力値に対して、上限
および下限の制限を行なう。

【００３１】一方、選択スイッチ３２は、炉内圧力制御
を機能させるための炉圧制御スイッチ３３と、排気ガス
流量制御を機能させるための排気ガス流量制御スイッチ
３４とを有する。

【００３２】また、切替器３５は、上記炉圧制御スイッ
チ３３の選択時には、“１”なる値を、排気ガス流量制
御スイッチ３４の選択時には、上下限リミッタ３１によ
り制限された操作出力値２９を、それぞれ切替え出力す
る。

【００３３】さらに、掛算器３６は、上記炉内圧力制御
指示コントローラ２０により演算されて比率（レシオ・
バイアス）２４が掛けられた操作出力値２３に、切替器
３５からの切替え出力を掛ける。

【００３４】これにより、加熱炉プラントの立上げ／立
下げ時には、前記炉内圧力制御指示コントローラ２０に
より演算されて比率が掛けられた操作出力値２３を、ま
た一方は操作出力値２３にレシオ・バイアス２４をかけ
た値を出力し、加熱炉プラントの定常操業状態時には、
前記炉内圧力制御指示コントローラ２０により演算され
て比率が掛けられた操作出力値２３に、補正演算器３０
により補正演算しかつ上下限リミッタ３１により制限さ
れた操作出力値２９を掛けて、第１のサクションダンパ
ー５にそれぞれ出力するように制御切替えを行なうよう
にしている。

【００３５】次に、以上のように構成した本実施の形態
の加熱炉プラントにおける炉内圧力と排気ガス流量のバ
ランス制御装置の作用について説明する。

【００３６】図２において、炉内圧力制御指示コントロ
ーラ２０により、加熱炉１の炉内圧力が一定値に保たれ
る。

【００３７】すなわち、あらかじめ設定された炉内圧力
制御用設定値（ＳＶ）２２を設定値とし、圧力伝送器２
により測定された加熱炉１の炉内圧力であるプロセス値
２１との偏差により、両者を互いに等しくするような操
作出力値（ＭＶ）２３が演算され、この炉内圧力制御指
示コントローラ２０からの操作出力値（ＭＶ）２３が、
第１のサクションダンパー５および第２のサクションダ
ンパー６に対して出力される。

【００３８】この際、操作出力値（ＭＶ）２３を、第１
のサクションダンパー５に対しては、比率（レシオ・バ
イアス）２４を掛けて出力され、第２のサクションダン
パー６に対しては、直接出力される。

【００３９】一方、排気ガス流量制御指示コントローラ
２５により、加熱炉１内からの排出ガスの流量制御が行
なわれ、それぞれの熱交換器３，４を通過する排気ガス
の流量が等しく制御される。

【００４０】すなわち、排気ガス流量制御用Ａ，Ｍモー
ド時の設定値２７、あるいは排気ガス流量制御用Ｃモー
ド時の設定値２６、つまり第２の差圧伝送器１０により
測定された差圧であるプロセス値を設定値とし、第１の
差圧伝送器９により測定された差圧２８をプロセス値
（ＰＶ）として、両者の偏差により、両者を互いに等し
くするような操作出力値（ＭＶ）２９が演算され、出力
される。

【００４１】これらの炉内圧力制御と排気ガス流量制御
との切替えは、オペレータが操作する選択スイッチ３２
の炉圧制御スイッチ３３または排気ガス流量制御スイッ
チ３４のどちらかを選択することにより、それぞれ制御
の切替えが行なわれる。

【００４２】次に、この選択スイッチ３２を切替えた場
合のそれぞれの作用について述べる。

【００４３】まず、選択スイッチ３２上の炉圧制御スイ
ッチ３３を選択した場合には、切替器３５のスイッチが
図示右側へ切り替わり、“１”なる値が入力されて排気
ガス流量制御指示コントローラ２５のループとは切り離
され、炉内圧力制御指示コントローラ２０からの２自由
度ＰＩＤ制御演算による操作出力値（ＭＶ）２３は、第
１のサクションダンパー５には比率（レシオ・バイア
ス）２４を掛けて、また第２のサクションダンパー６に
は直接出力される。

【００４４】この炉圧制御スイッチ３３を選択した場合
には、特に加熱炉プラントの立上げ／立下げ時等の炉内
変動が激しい時に、加熱炉１の炉内圧力、すなわち圧力
伝送器２により測定された加熱炉１の炉内圧力（プロセ
ス値ＰＶ）２１を、炉内圧力制御用設定値２２に近付け
るのに有効である。

【００４５】しかし、この場合、第１および第２の熱交
換器３および４を通過する排気ガスの流量は必ずしも等
しくはならない。

【００４６】次に、選択スイッチ３２上の排気ガス流量
制御スイッチ３４を選択した場合には、第１のサクショ
ンダンパー５および第２のサクションダンパー６に対し
ては、炉内圧力制御指示コントローラ２０からの操作出
力値（ＭＶ）２３とレシオ・バイアスをかけた値がそれ
ぞれ出力され、第１のサクションダンパー５に対して
は、排気ガス流量制御用Ａ，Ｍモード時の設定値２７、
あるいは排気ガス流量制御用Ｃモード時の設定値２６、
つまり第２の差圧伝送器１０により測定された差圧であ
るプロセス値を設定値とし、第１の差圧伝送器９により
測定された差圧２８をプロセス値（ＰＶ）として、両者
の偏差により、両者を互いに等しくするような操作出力
値（ＭＶ）２９が演算され、補正演算器３０に対して出
力される。

【００４７】すると、補正演算器３０では、排気ガス流
量制御指示コントローラ２５からの操作出力値２９に対
して、 ｛（ＭＶ−５０）／１００｝＋１．０ なる補正演算を行なって操作出力値２９が補正され、さ
らにこの補正した操作出力値２９は、上下限リミッタ３
１で上限および下限が制限されて、切替器３５に出力さ
れる。

【００４８】この場合、切替器３５は、そのスイッチが
排気ガス流量制御スイッチ３４の選択によって図示左側
に切替えられているため、上下限リミッタ３１により制
限した操作出力値２９が、炉内圧力制御指示コントロー
ラ２０により演算して比率 （レシオ・バイアス）２４
を掛けた操作出力値２３に掛け算され、この操作出力値
にしたがって第１のサクションダンパー５の開度が制御
される。

【００４９】この操作によって、第１のサクションダン
パー５および第２のサクションダンパー６を通過する排
気ガスの流量、すなわちそれぞれの熱交換器３，４を通
過する排気ガスの流量が等しくなる。

【００５０】さらに、炉圧制御スイッチ３３から排気ガ
ス流量制御スイッチ３４に切替えた場合、切替え直後の
操作値（ＭＶ）の誤動作が、 ｛（ＭＶ−５０）／１００｝＋１．０ なる補正演算により軽減される、すなわち排気ガス流量
制御指示コントローラ２５により演算された操作出力値
（ＭＶ）２９を補正演算することにより、炉内圧力制御
指示コントローラ２０による制御から排気ガス流量制御
指示コントローラ２５による制御に制御が切替わった直
後でも、操作出力値が急変しないようになる。

【００５１】上述したように、従来は炉内圧力制御の目
的で単純にサクションダンパーの開度を制御していたの
に対して、本実施の形態では、加熱炉プラントの立上げ
／立下げ時には、炉内圧力制御によりサクションダンパ
ー５，６の開度制御を行ない、また加熱炉プラントの定
常操業状態に移行した後には、加熱炉１の炉内圧力の高
／低に応じてそれぞれの熱交換器３，４の出側に設置さ
れたサクションダンパー５，６を通じて、排気ガス流量
制御により排気ガスの流量を制御するようにしているの
で、それぞれの熱交換器３，４を通過する排気ガスの流
量を等しくすることが可能となり、熱交換器３，４を通
して煙突７から大気へ放出する際に、加熱炉１の炉内圧
力を一定に保ちながら、かつ効率よく燃焼用空気の温度
を上昇させることができるため、省エネルギー化も図る
ことが可能となる。

【００５２】また、それぞれの熱交換器３，４の寿命の
偏りを防止することも可能となる。

【００５３】さらに、排気ガス流量制御により演算され
た操作出力値（ＭＶ）２９を補正演算するようにしてい
るので、炉内圧力制御による制御から排気ガス流量制御
による制御に制御が切替わった直後でも、操作出力値が
急変しないようにすることが可能となる。

【００５４】すなわち、それぞれの熱交換器３，４を通
過する排気ガスの流量を等しくすることによって、熱交
換を双方の熱交換器３，４で均等に行なえるため、燃焼
用空気送風ブロワ８から送られる燃焼用空気の温度を効
率よく上げることが可能となる。

【００５５】これにより、燃焼用空気温度を少しでも上
げることにより、燃料と結びついてバーナーの炎となっ
た場合に、燃焼用空気の温度が目標温度まで昇温されて
いるため、加熱炉１内の温度を下げないで済み、省エネ
ルギー化にも通じることになる。その結果として、ある
温度以上になると熱に弱い、熱交換器３，４ハードの寿
命を均等にすることが可能となるため、熱交換器３，４
の長寿命化にも通じることになる。

【００５６】（第２の実施の形態）図３は、本実施の形
態による加熱炉プラントにおける炉内圧力と排気ガス流
量のバランス制御装置の構成例を示すブロック図であ
り、図２と同一要素には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

【００５７】すなわち、本実施の形態の加熱炉プラント
における炉内圧力と排気ガス流量のバランス制御装置
は、図３に示すように、前記図２に操作出力補正手段で
ある折れ線テーブル３７と、選択スイッチ３８と、切替
手段である切替器３９とを付加した構成としている。

【００５８】折れ線テーブル３７は、前記炉内圧力制御
指示コントローラ２０の出力側に設けられ、この炉内圧
力制御指示コントローラ２０からの操作出力値２３を段
階的に変化させて出力する。

【００５９】選択スイッチ３８は、制御が定常状態モー
ド時に操作される定常状態時スイッチ３８ａと、制御が
非定常状態モード時に操作される非定常状態時スイッチ
３８ｂとを有する。

【００６０】切替器３９は、前記炉内圧力制御指示コン
トローラ２０からの操作出力値２３と、上記折れ線テー
ブル３７からの補正された操作出力値と、上記選択スイ
ッチ３８からの選択出力とを入力とし、選択スイッチ３
８から定常状態時スイッチ３８ａ出力が入力されている
定常時には炉内圧力制御指示コントローラ２０からの操
作出力値２３を、また選択スイッチ３８から非定常状態
時スイッチ３８ｂ出力が入力されている非定常時には折
れ線テーブル３７からの補正された操作出力値をそれぞ
れ切替え出力する。

【００６１】図４は、折れ線テーブル３７の有する補正
特性の一例を示す図である。

【００６２】図４において、炉内圧力制御指示コントロ
ーラ２０からの実際の操作出力値２３（Ｘ軸）に対し
て、ダンパーへの操作出力値（Ｙ軸）が段階的に変化す
るようにしている。

【００６３】次に、以上のように構成した本実施の形態
の加熱炉プラントにおける炉内圧力と排気ガス流量のバ
ランス制御装置の作用について説明する。

【００６４】なお、図２と同一要素の作用についてはそ
の説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についての
み述べる。

【００６５】図３において、炉内圧力制御指示コントロ
ーラ２０から出力される操作出力値２３は、折れ線テー
ブル３７に入力され、操作出力値２３が図４に示すよう
に段階的に変化されて出力される。この折れ線テーブル
３７で補正された操作出力値は、切替器３９に入力され
る。

【００６６】また、切替器３９には、炉内圧力制御指示
コントローラ２０からの操作出力値２３、および選択ス
イッチ３８からの選択出力も入力される。

【００６７】ここで、選択スイッチ３８からの選択出力
として、定常状態時スイッチ３８ａ出力が入力されてい
る定常状態時には、炉内圧力制御指示コントローラ２０
からの操作出力値２３が、第１のサクションダンパー５
に比率（レシオ・バイアス）２４を掛けて出力されると
共に、第２のサクションダンパー６に直接出力される。

【００６８】また、選択スイッチ３８からの選択出力と
して、選択スイッチ３８から非定常状態時スイッチ３８
ｂ出力が入力されている非定常状態時には、折れ線テー
ブル３７からの補正された操作出力値が、第１のサクシ
ョンダンパー５に比率（レシオ・バイアス）２４を掛け
て出力されると共に、第２のサクションダンパー６に直
接出力される。

【００６９】すなわち、前記第１の実施の形態におい
て、加熱炉プラントの立上げ／立下げ時に、排気ガス流
量制御指示コントローラ２５による排気ガスの流量制御
から炉内圧力制御指示コントローラ２０による第１のサ
クションダンパー５，第２のサクションダンパー６の開
度制御に戻す際に、炉内圧力が非定常状態になるため、
第１のサクションダンパー５，第２のサクションダンパ
ー６が頻繁に動作してハンチングを起こし、炉内圧力の
目標値追従性、応答性が低下する場合がある。

【００７０】この点、本実施の形態では、炉内圧力制御
指示コントローラ２０の出力側に折れ線テーブル３７を
設けて、加熱炉プラントの立上げ／立下げ時に、炉内圧
力制御指示コントローラ２０からの操作出力値２３を段
階的に変化させて、第１のサクションダンパー５，第２
のサクションダンパー６に与えるようにしていることに
より、加熱炉プラントの立上げ／立下げ時のような炉内
圧力変動が大きい場合でも、サクションダンパー５，６
のハンチングを防止して、炉内圧力の目標値追従性、応
答性が低下しないようにして、炉内圧力の制御性を向上
することができる。

【００７１】上述したように、本実施の形態では、前記
第１の実施の形態と同様の効果が得られるのに加えて、
定常状態時には炉内圧力制御指示コントローラ２０から
の操作出力値２３を直接に、また非定常状態時には炉内
圧力制御指示コントローラ２０からの操作出力値２３を
段階的に変化させて、第１のサクションダンパー５，第
２のサクションダンパー６にそれぞれ与えるようにして
いるので、加熱炉プラントの立上げ／立下げ時のような
炉内圧力変動が大きい場合でも、サクションダンパー
５，６のハンチングを防止することができるため、炉内
圧力の目標値追従性、応答性が低下しないようにして、
炉内圧力の制御性を向上することが可能となる。

【００７２】（その他の実施の形態） （ａ）前記第１および第２の各実施の形態では、熱交換
器を２台備えた構成の加熱炉プラントに本発明を適用す
る場合について説明したが、これに限らず、熱交換器を
３台以上の複数台備えた構成の加熱炉プラントについて
も、本発明を同様に適用して前述の場合と同様の作用効
果を得ることが可能である。

【００７３】（ｂ）前記第２の実施の形態では、操作出
力補正手段として折れ線テーブルを用いる場合について
説明したが、これに限らず、操作出力補正手段として、
通常の関数発生器を用いる場合についても、本発明を同
様に適用して前述の場合と同様の作用効果を得ることが
可能である。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の加熱炉プ
ラントにおける炉内圧力と排気ガス流量のバランス制御
装置によれば、それぞれの熱交換器を通過する排気ガス
の流量を等しくして、効率よく燃焼用空気の温度を上昇
させると共に、熱交換器出側と加熱炉内との間で排気ガ
スのバランスを保ち加熱炉の炉内圧力を一定に保つこと
が可能となる。また、それぞれの熱交換器の寿命の偏り
を防止することも可能となる。さらに、炉内圧力制御手
段による制御から排気ガス流量制御による制御に制御が
切替わった直後でも、操作出力値が急変しないようにす
ることが可能となる。

【００７５】さらにまた、加熱炉プラントの立上げ／立
下げ時のような炉内圧力変動が大きい場合でも、サクシ
ョンダンパーのハンチングを防止して、炉内圧力の制御
性を向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する加熱炉プラントの構成例を示
す概略図。

【図２】本発明による加熱炉プラントにおける炉内圧力
と排気ガス流量のバランス制御装置の第１の実施の形態
を示すブロック図。

【図３】本発明による加熱炉プラントにおける炉内圧力
と排気ガス流量のバランス制御装置の第２の実施の形態
を示すブロック図。

【図４】同第２の実施の形態のバランス制御装置におけ
る折れ線テーブルの有する補正特性の一例を示す図。

【符号の説明】

１…加熱炉、 ２…圧力伝送器、 ３…第１の熱交換器、 ４…第２の熱交換器、 ５…第１のサクションダンパー、 ６…第２のサクションダンパー、 ７…煙突、 ８…燃焼用空気送風ブロワ、 ９…第１の差圧伝送器、 １０…第２の差圧伝送器、 １１，１２…第１，第２の熱交換器３，４の入側、 １３，１４…第１，第２の熱交換器３，４の出側、 ２０…炉内圧力制御指示コントローラ、 ２１…加熱炉１の炉内圧力（プロセス値ＰＶ）、 ２２…炉内圧力制御用設定値（ＳＶ）、 ２３…操作出力値（ＭＶ）、 ２４…比率（レシオ・バイアス）、 ２５…排気ガス流量制御指示コントローラ、 ２６…排気ガス流量制御用Ｃモード時の設定値、 ２７…排気ガス流量制御用Ａ，Ｍモード時の設定値、 ２８…差圧、 ２９…操作出力値（ＭＶ）、 ３０…補正演算器、 ３１…上下限リミッタ、 ３２…選択スイッチ、 ３３…炉圧制御スイッチ、 ３４…排気ガス流量制御スイッチ、 ３５…切替器、 ３６…掛算器、 ３７…折れ線テーブル、 ３８…選択スイッチ、 ３８ａ…定常状態時スイッチ、 ３８ｂ…非定常状態時スイッチ、 ３９…切替器。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H004 GA06 GA08 GA12 GA38 GA40 GB04 GB20 HA02 HA03 HB02 HB03 JA23 JB09 KA05 KA41 KA47 KA54 KA61 KA62 KA69 KB02 KB04 KB06 KB12 LA15 LA16 LA18 LB06 MA32 5H307 AA03 AA12 BB02 CC12 DD02 EE02 EE15 ES02 FF12 FF13 GG01 GG05 HH04 HH08 5H316 AA03 AA11 CC04 DD02 DD17 DD20 EE02 EE15 ES02 FF01 FF02 FF05 FF06 FF22 GG01 GG09 GG11 GG15 HH04 HH08

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 材料を加熱する加熱炉内から出る排気ガ
   スを、互いに並列に設けられた少なくとも第１および第
   ２の熱交換器にそれぞれ分流させて、前記加熱炉内でバ
   ーナーを燃焼させるための燃焼用空気と熱交換して冷却
   した後、煙道を介して大気中へ放出するようにした加熱
   炉プラントにおける前記加熱炉の炉内圧力と前記排気ガ
   ス流量とをバランス制御する装置において、 前記第１および第２の熱交換器の出側にそれぞれ設置さ
   れ、その開度調節により大気中へ排出させる前記排気ガ
   スの流量を調節する第１および第２のサクションダンパ
   ーと、 前記加熱炉の炉内圧力を測定する圧力測定手段と、 前記第１および第２の熱交換器の入側と出側との差圧を
   それぞれ測定する第１および第２の差圧測定手段と、 前記圧力測定手段により測定された加熱炉の炉内圧力と
   あらかじめ設定された設定値との比較結果に基づいて両
   者を互いに等しくするような操作出力値を演算し、かつ
   当該操作出力値を、比率（レシオ・バイアス）を掛けて
   前記第１のサクションダンパーに出力すると共に前記第
   ２のサクションダンパーに直接出力する炉内圧力制御手
   段と、 前記第２の差圧測定手段により測定された差圧を設定値
   とし前記第１の差圧測定手段により測定された差圧をプ
   ロセス値とし、両者の比較結果に基づいて両者を互いに
   等しくするような操作出力値を演算する排気ガス流量制
   御手段と、 前記排気ガス流量制御手段により演算された操作出力値
   に対して補正演算を行なう補正演算手段と、 前記加熱炉プラントの立上げ／立下げ時には、前記炉内
   圧力制御手段により演算されて比率が掛けられた操作出
   力値をそのまま、また前記加熱炉プラントの定常操業状
   態時には、前記炉内圧力制御手段により演算されて比率
   が掛けられた操作出力値に前記補正演算手段により補正
   演算された操作出力値を掛けて、前記第１のサクション
   ダンパーにそれぞれ出力するように制御切替えを行なう
   制御切替手段と、 を備えて成ることを特徴とする加熱炉プラントにおける
   炉内圧力と排気ガス流量のバランス制御装置。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載の加熱炉プラントに
   おける炉内圧力と排気ガス流量のバランス制御装置にお
   いて、 前記炉内圧力制御手段の出力側に設けられ、当該炉内圧
   力制御手段からの操作出力値を段階的に変化させて出力
   する操作出力補正手段と、 前記炉内圧力制御手段からの操作出力値と前記操作出力
   補正手段からの補正された操作出力値とを入力とし、定
   常状態時には前記炉内圧力制御手段からの操作出力値
   を、また非定常状態時には前記操作出力補正手段からの
   補正された操作出力値をそれぞれ切替え出力する切替手
   段と、 を付加して成ることを特徴とする加熱炉プラントにおけ
   る炉内圧力と排気ガス流量のバランス制御装置。