JP2001065822A - 燃料ガスの予熱機構を有する蓄熱式バーナ装置 - Google Patents

燃料ガスの予熱機構を有する蓄熱式バーナ装置

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JP2001065822A
JP2001065822A JP24502399A JP24502399A JP2001065822A JP 2001065822 A JP2001065822 A JP 2001065822A JP 24502399 A JP24502399 A JP 24502399A JP 24502399 A JP24502399 A JP 24502399A JP 2001065822 A JP2001065822 A JP 2001065822A
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fuel gas
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regenerative
regenerative burner
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Isamu Ikeda
勇 池田
Etsuzo Matsumura
悦三 松村
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Chugai Ro Co Ltd
Original Assignee
Chugai Ro Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構造で、燃料ガス開閉弁を耐熱構造とす
ることなく、また、蓄熱体に目詰まりが生じず、低カロ
リーガスを効率よく燃焼させることのできる燃料ガスを
予熱する蓄熱式バーナを提供する。 【解決手段】 燃料ガスノズル2a,2bを有するバー
ナ部5a,5bと蓄熱体7a,7bを収納する蓄熱室6
a,6bとからなる蓄熱式バーナBra,Brbを一対
配置し、この一対の蓄熱式バーナが交互に燃焼と排気と
を行う蓄熱式バーナ装置において、前記蓄熱式バーナの
蓄熱室内に管式熱交換器4a,4bを配設し、一方の蓄
熱式バーナの燃料ガスを他方の蓄熱式バーナの蓄熱室内
に配設した管式熱交換器を介して供給するようにすると
ともに、燃料ガス供給管に設ける弁Vc1,Vc2を前記
管式熱交換器の一次側とした燃料ガスの予熱機構を有す
る蓄熱式バーナ装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料ガスの予熱機
構を有する蓄熱式バーナ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、一貫製鉄所で発生する副生ガスに
は、COG(コークス炉ガス)、BFG(高炉ガス)、
LDG(転炉ガス)等があるが、近年、スクラップの大
量使用等により、高カロリーガスであるCOGは減少傾
向にあり、低カロリーガスであるBFGやLDGが比較
的大量に発生する。
【0003】そこで、前記低カロリーガスの有効利用方
法として、BFGのみを、また、COGとBFGとLD
Gの混合ガスからなるMガス(低位発熱量2300kc
al/m3N)を一貫製鉄所の下工程である加熱炉、あ
るいは熱処理炉のバーナ用燃料ガスとして使用されるよ
うになってきた。
【0004】一方、バーナでのエネルギー効率を高める
ために、燃焼用空気を予熱するとともに燃料ガスを予熱
することは、たとえば、特開平9−229351号公報
で知られている。特に、Mガスを燃焼させる場合、この
ガスの理論空気量は2.219m3N/m3Nであり、高
カロリーガスに比べて理論空気量が小さいため、燃焼用
空気の予熱以上に予熱効果が大きい。
【0005】つぎに、燃焼用空気と燃料ガスとを予熱す
る方法について検討すると、図2に示すように、加熱炉
Tの対向壁に一対の蓄熱式バーナB1,B2を設け、か
つ、排気ダクト11に燃料ガスを予熱するための金属製
管式熱交換器12を配設したものがある。
【0006】そして、通常、蓄熱式バーナB1,B2は、
排ガス吸引率を80%に設定し、残りの20%の排ガス
を排気ダクト11に排出しており、排ガスは炉温とほぼ
等しい温度であるため、熱交換器12の耐熱温度(約9
00℃)まで希釈空気で冷却する必要があり、排ガスの
熱量を十分に利用することができない。
【0007】また、予熱された燃料ガスが燃料ガス供給
管P4に設けた開閉弁V3a,V3bを介して流れるた
め、この開閉弁V3a,V3bを耐熱構造にする必要があ
るとともに、シール性が問題となる。
【0008】なお、前記一対の蓄熱式バーナB1,B
2は、排気管P5に設けた開閉弁V1aを開、開閉弁V1
を閉、燃焼用空気供給管P6に設けた開閉弁V2aを閉、
開閉弁V2bを開、燃料ガス供給管P4の開閉弁V3aを
閉、開閉弁V3bを開とし、燃焼用空気ブロア13と排
気ブロア14を駆動し、一方の蓄熱式バーナB2を燃焼
させるとともに、他方の蓄熱式バーナB1で排気してそ
の蓄熱体A1を加熱(蓄熱)し、所定時間経過すると、
前記各開閉弁をそれぞれ切換えて交互に燃焼と排気を行
うものである。
【0009】また、前記特開平9−229351号公報
には、図3に示すように、燃焼用空気ブロア13と排気
ブロア14を駆動するとともに燃料ガス供給管P4の開
閉弁V4a、燃焼用空気供給管P6の開閉弁V5aおよび
排気管P5の開閉弁V6bを閉、その他の開閉弁を開とし
て一方の蓄熱式バーナBa2,Bb1を燃焼させて、他方
の蓄熱式バーナBa1,Bb2で排気し、該蓄熱式バーナ
Ba1,Bb2の燃料ガス予熱用蓄熱体Aa1および燃焼
用空気予熱用蓄熱体Aa2を加熱し、所定時間後、燃料
ガス供給管P4の開閉弁V4b、燃焼用空気供給管P6
開閉弁V5aおよび排気管P5の開閉弁V6bを開、その
他の開閉弁を閉として他方の蓄熱式バーナBa1,Bb2
に燃料ガスを蓄熱体Aa1を介し、また、燃焼用空気を
蓄熱体Aa2を介して供給することで、燃料ガスと燃焼
用空気を予熱して燃焼させる燃焼方法が開示されてい
る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】この蓄熱式バーナBa
1,Ba2,Bb1,Bb2においては、燃料ガスは高温状
態の蓄熱体Aa1を通過して予熱されるので、燃料ガス
が前記Mガスのように炭化水素成分を含むものである
と、その予熱過程でカーボンを析出して蓄熱体Aa 1
目詰まりを起し、燃焼を中断しなければならないという
課題を有する。
【0011】したがって、本発明は、簡単な構造で、燃
料ガス供給管に設ける弁を耐熱構造にする必要がなく、
かつ、Mガスのように燃料ガス中に炭化水素成分を有す
るものであっても、蓄熱体の目詰まりの生じない燃料ガ
スを予熱する蓄熱式バーナ装置を提供することを目的と
する。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、燃料ガスノズルを有するバーナ部と蓄熱
体を収納する蓄熱室とからなる蓄熱式バーナを一対配置
し、この一対の蓄熱式バーナが交互に燃焼と排気とを行
う蓄熱式バーナ装置において、前記蓄熱式バーナの蓄熱
室内に管式熱交換器を配設し、一方の蓄熱式バーナの燃
料ガスを他方の蓄熱式バーナの蓄熱室内に配設した管式
熱交換器を介して供給するようにするとともに、燃料ガ
ス供給管に設ける弁を前記管式熱交換器の一次側とする
ことを特徴とする燃料ガスの予熱機構を有するようにし
たものである。
【0013】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を図
1にしたがって説明する。図において、加熱炉Tの対向
側壁に一対の蓄熱式バーナBra,Brbが配設され、
この一対の蓄熱式バーナBra,Brbで蓄熱式バーナ
装置Brを構成される。
【0014】そして、前記一対の蓄熱式バーナBra,
Brbは、それぞれガスノズル2a,2bを有するバー
ナ部5a,5bと、ハニカムもしくはボール状の蓄熱体
7a,7bを収納した蓄熱室6a,6bとからなり、前
記蓄熱室6a,6bは給排気管P1を介して開閉弁V
1,Va2を有する排気管P2により排気ブロア9に連
通する一方、開閉弁Vb1,Vb2を有する燃焼用空気供
給管P3により燃焼用空気ブロア10に連通している。
【0015】また、一方の蓄熱式バーナBraのガスノ
ズル2aに連通する燃料ガス供給管3aは、他方の蓄熱
式バーナBrbの蓄熱室6b内の低温側空間(反バーナ
部側空間)8bに設けた管式熱交換器4bに接続され
る。同様に、他方の蓄熱式バーナBrbの燃料ガス供給
管3bは、一方の蓄熱式バーナBraの蓄熱室6a内の
低温側空間8aに設けた管式熱交換器4aに接続され
る。燃料ガス供給管3a,3bの開閉弁Vc2,Vc1
管式熱交換器4b,4aの一次側に設けてある。
【0016】したがって、前記排気ブロア9と燃料空気
用ブロア10とを駆動するとともに排気管P2の開閉弁
Va1と燃焼用空気供給管P3の開閉弁Vb2を開、排気
管P2の開閉弁Va2と燃焼用空気供給管P3の開閉弁V
1を閉とする一方、燃料ガス供給管3bの開閉弁Vc1
を開、燃料ガス供給管3aの開閉弁Vc2を閉とし、ガ
スノズル2bから燃料ガス(たとえばMガス)を供給し
て他方の蓄熱式バーナBrbを燃焼状態とするのである
が、この場合、排ガスは一方の蓄熱式バーナBraから
吸引されて排気されるとともに、燃料ガスは蓄熱室6a
内の低温側空間8aの管式熱交換器4aを通過して予熱
され、この予熱された燃料ガスが他方の蓄熱式バーナB
rbのガスノズル2bに供給される。
【0017】その後、所定時間、たとえば60秒経過
後、前記各開閉弁はそれぞれ切換わり、一方の蓄熱式バ
ーナBraが燃焼し、他方の蓄熱式バーナBrbは排気
状態となる。以後、前記切換を繰り返すことになる。
【0018】いま、炉内温度が1200℃であると、燃
焼用空気は蓄熱体7a,7bにより約1050℃に予熱
され、一方、蓄熱体7a,7bの出側温度(蓄熱室6
a,6b内の低温側空間温度)を450℃に設定する
と、燃料ガスは管式熱交換器4a,4bにより約300
℃に予熱され、さらにガスノズル2a,2b内を通過す
る間に周囲の高温燃焼用空気により約350℃に予熱さ
れる。その結果、たとえば、Mガスを約350℃まで予
熱して空気比1.1で燃焼に供するようにすると、エネ
ルギー効率(燃料効率)は約6.1%も向上する。
【0019】前記実施の形態では、管式熱交換器4a,
4bを蓄熱室6a,6bの低温側空間8a,8bに配設
したが、蓄熱体7a,7bをボール状蓄熱体とし、この
ボール状蓄熱体内に配置してもよく、また、燃料ガス供
給管3a,3b、排気管P2および燃焼用空気供給管P3
に設けた開閉弁の代りに、三方切換弁を使用する等の他
の配管系統形態にしてもよい。
【0020】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、燃料ガスを排気状態の蓄熱式バーナの蓄熱室内
に設けた管式熱交換器で予熱するとともに、燃料ガス供
給管の弁を管式熱交換器の一次側に設けるため、簡単な
構造で燃料ガスが確実に予熱でき、しかも、燃料ガス供
給管に設ける弁を耐熱構造とする必要はなくシール性を
向上することができる。
【0021】さらに、管式熱交換器は蓄熱室内に配設す
るため、設備全体も省スペースでコンパクトな構成とす
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明にかかる燃料ガスの予熱機構を有する
蓄熱式バーナ装置の概略図。
【図2】 従来の蓄熱式バーナ装置の概略図。
【図3】 従来の他の蓄熱式バーナ装置の概略図。
【符号の説明】
2a,2b〜ガスノズル、3a,3b〜燃料ガス供給
管、4a,4b〜管式熱交換器、5a,5b〜バーナ
部、6a,6b〜蓄熱室、7a,7b〜蓄熱体、8a,
8b〜空間、9〜排気ブロア、10〜燃焼用空気ブロ
ア、Bra,Brb〜蓄熱式バーナ、T〜加熱炉、Va
1,Va2、Vb1,Vb2、Vc1,Vc2〜開閉弁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料ガスノズルを有するバーナ部と蓄熱
    体を収納する蓄熱室とからなる蓄熱式バーナを一対配置
    し、この一対の蓄熱式バーナが交互に燃焼と排気とを行
    う蓄熱式バーナ装置において、前記蓄熱式バーナの蓄熱
    室内に管式熱交換器を配設し、一方の蓄熱式バーナの燃
    料ガスを他方の蓄熱式バーナの蓄熱室内に配設した管式
    熱交換器を介して供給するようにするとともに、燃料ガ
    ス供給管に設ける弁を前記管式熱交換器の一次側とする
    ことを特徴とする燃料ガスの予熱機構を有する蓄熱式バ
    ーナ装置。
JP24502399A 1999-08-31 1999-08-31 燃料ガスの予熱機構を有する蓄熱式バーナ装置 Pending JP2001065822A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101407320B1 (ko) 2012-08-23 2014-06-16 한국에너지기술연구원 연료 예열 겸용 부분 예혼합형 축열식 순산소 연소 시스템 및 그 연소시스템을 이용한 연소방법
KR101436110B1 (ko) 2012-08-23 2014-09-02 한국에너지기술연구원 연료 예열 겸용 배가스 재순환 부분 예혼합형 축열식 순산소 연소 장치 및 그 연소장치를 이용한 연소방법
CN107842851A (zh) * 2017-10-27 2018-03-27 广州龙鑫蓄热工业炉有限公司 蓄热燃烧系统及控制方法
KR20180072230A (ko) 2016-12-21 2018-06-29 주식회사 포스코 가열로 공급용 연료 예열장치

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