JP2001343104A - 加熱装置および加熱炉の操業方法 - Google Patents

加熱装置および加熱炉の操業方法

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JP2001343104A
JP2001343104A JP2000162303A JP2000162303A JP2001343104A JP 2001343104 A JP2001343104 A JP 2001343104A JP 2000162303 A JP2000162303 A JP 2000162303A JP 2000162303 A JP2000162303 A JP 2000162303A JP 2001343104 A JP2001343104 A JP 2001343104A
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heating furnace
combustion air
heating
flow rate
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Takefumi Kametani
岳文 亀谷
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】加熱炉から排出されるNOx量を効率良く低減
可能とする。 【解決手段】加熱炉から排出される排ガスの一部を燃焼
空気ファンの吸い込み側に混合させる加熱装置である。
排ガスコントローラ13によって、炉温と燃料流量とに
基づき、バーナ2に供給する燃焼空気に対する排ガスの
再循環率を制御する。また、排ガス中のNOx濃度に応
じて再循環率を制御する。また、再循環率の制御には、
排ガス及び排ガス混合後の燃焼空気中のO2 濃度を検出
して用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、バッチ炉や連続炉
で使用される直火バーナの加熱炉や焼鈍炉などのラジア
ントチューブバーナの加熱炉(ともにリジェネレイティ
ブバーナを含む)の加熱を行う加熱装置および操業方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】一部の加熱炉の加熱においては、特開昭
53−89036号公報や特開昭63−109118号
公報等に記載されているように、加熱炉から排出される
排ガスの一部をブロワで強制吸引し、当該吸引した排ガ
スを燃焼空気に混合して、排ガスを強制再循環させて燃
焼させている。このことで炉内燃焼火炎温度を低下させ
てまた燃焼空気中のO2 濃度を下げて、燃焼時に生成さ
れるNOxの量を抑えようとしている。なお、バーナに
供給する燃焼空気と加熱炉から排出される排ガスとは、
熱交換器によって熱交換が行われ、排ガスの温度を降下
させている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にあっては、排ガスを再循環させる為に、専用排気
ファンが必要であることと、排ガスの再循環量を積極的
に制御するようにしていないために、NOxが低い低炉
温操業時にも再循環量が多くなり、加熱炉の熱効率を下
げていた。
【0004】本発明は、このような点に着目してなされ
たもので、熱効率を考慮しつつNOxの量を抑えること
が可能な加熱装置及び加熱炉の操業方法を提供すること
を課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のうち請求項1に記載した発明は、加熱炉か
ら排出される排ガスの一部を当該加熱炉を加熱するバー
ナの燃焼空気に混合させる加熱装置において、上記加熱
炉の炉温を検出する温度検出器と、バーナに供給される
燃料流量を検出する燃料流量検出器と、燃焼空気に混合
する上記再循環させる排ガスの流量を調節する再循環量
調整手段と、上記温度検出器及び燃料流量検出器の各検
出信号に基づき、上記燃焼空気に対する再循環させる排
ガスの再循環率を上記再循環量調整手段を介して制御す
る排ガスコントローラとを設けると共に、上記加熱炉の
排ガスの一部は、上記バーナに燃焼空気を供給する燃焼
空気ファンの吸い込み側に混合させることを特徴とする
ものである。
【0006】次に、請求項2に記載した発明は、加熱炉
から排出される排ガスの一部を当該加熱炉を加熱するバ
ーナの燃焼空気に混合させる加熱装置において、上記加
熱炉の排ガス中の窒素酸化物(以後NOxと表す)濃度
およびO2 濃度をそれぞれ検出するNOx検出器および
2 検出器と、燃焼空気に混合する上記再循環させる排
ガスの流量を調節する再循環量調整手段と、上記NOx
検出器及びO2 検出器の各検出信号に基づき、上記燃焼
室気に対する再循環させる排ガスの再循環率を上記再循
環量調整手段を介して制御する排ガスコントローラと、
を設けたことを特徴とするものである。
【0007】次に、請求項3に記載した発明は、加熱炉
から排出される排ガスの一部を当該加熱炉を加熱するバ
−ナの燃焼空気に混合させる加熱炉の操業方法におい
て、上記燃焼用空気に混合する排ガスの供給流量を、上
記炉温及び上記バーナへの燃料流量に基づき制御するこ
とを特徴とする加熱炉の操業方法を提供するものであ
る。
【0008】次に、請求項4に記載した発明は、加熱炉
から排出される排ガスの一部を当該加熱炉を加熱するバ
ーナの燃焼空気に混合させる加熱炉の操業方法におい
て、上記排ガス中のNOx濃度およびO2 濃度を検知
し、その検出値に基づき11%O2 換算NOx濃度を算
出して、その11%O2 換算NOx濃度が目標値となる
ように、燃焼用空気に混合する排ガスの供給流量を制御
することを特徴とする加熱炉の操業方法を提供するもの
である。
【0009】ここで、上記11%O2 換算N0x濃度
(ppm)は、下記(2)式で求めることができる。 ここで、 A:排ガス中のNOx濃度 B:大気中のO2 濃度(%) C:排ガス中のO2 濃度(%) である。
【0010】また、上記大気中のO2 濃度というのは、
バーナに燃焼空気を送るファンに供給される空気中のO
2 濃度であり、通常は21%である。以下同様である。
次に、請求項5に記載した発明は、加熱炉から排出され
る排ガスの一部を当該加熱炉を加熱するバーナの燃焼空
気に混合させる加熱炉の操業方法において、上記燃焼用
空気に混合する排ガスの供給流量の比を排ガス再循環率
と定義して下記(1)式で表したときに、上記排ガス中
のO2 濃度(%)及び排ガス混合後の燃焼用空気中のO
2 濃度(%)を検知することで排ガス再循環率を求め、
目標とする再循環率となるよう排ガスの供給流量を制御
することを特徴とする加熱炉の操業方法を提供するもの
である。 上記排ガス再循環率は、具体的には、下記(3)式によ
って求めることができる。 ここで、 A:大気中のO2 濃度(%) B:排ガス混合後の燃焼空気中のO2 濃度 C:排ガス中のO2 濃度(%) である。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照しつつ説明する。図1は、本実施形態に係る
加熱装置を説明する概略構成図である。図1中、符号1
は加熱対象の加熱炉であって、バーナ2の火炎によって
内部が加熱される。加熱炉1内の排ガスは、第1排ガス
流通配管3を介して排ガス用ブロワ4に吸引される。排
ガス用ブロワ4の吐出口には、第2排ガス流通配管5の
一端が接続され当該第2排ガス流通配管5の他端部が煙
突6に接続されることで、煙突6から排ガスが大気に放
散される。
【0012】上記バーナ2には、燃料ガス供給配管7を
介して燃料ガスが供給されると共に、燃焼空気供給配管
8の下流端が接続されている。その燃焼空気供給配管8
の上流端は燃焼空気用ブロワ9の吐出口に接続されてい
る。また、上記第2排ガス流通配管5の途中から第1再
循環配管10が分岐している。該第1再循環配管10の
下流端は、排ガス混合比率調整弁11の入力ポートに接
続され、該排ガス混合比調整弁11に所定流量の排ガス
が供給可能となっている。排ガス混合比調整弁11は、
排ガスコントローラ13からの指令に基づく混合比率
(再循環率)となるように、燃焼空気に対し排ガスを混
合させるように出力ポートから排出する。上記混合比率
の調整は、排ガス混合比率調整弁11の弁開度を調整す
ることで行う。
【0013】上記排ガス混合比調整弁11の出力ポート
は、第2再循環配管12を通じて、上記燃焼空気用ブロ
ワ9の吸い込み口に接続され、再循環させる排ガスを燃
焼空気に混合してなる混合ガスが燃焼空気用ブロワ9に
供給可能となっている。具体的な配管構成例として図3
(a)、(b)を示す。ここで、上記第1排ガス流通配
管3を流れる排ガスと、燃焼空気供給配管8を流れる混
合ガスとは、熱交換器16によって熱交換が行われて、
排ガスの温度降下を行っている。
【0014】また、上記加熱炉1内の炉温が温度検出器
を構成する熱電対などの温度センサ14によって検出さ
れ、温度センサ14で検出された温度信号は排ガスコン
トローラ13に供給可能となっている。また、燃料ガス
供給配管7の途中に燃料流量検出器を構成する流量計1
5が介挿されていて、当該燃料ガス供給配管7を流れる
燃料ガスの流量が当該流量計15で連続的に検出可能と
なっている。流量計15は、検出した流量信号を排ガス
コントローラ13に供給可能となっている。
【0015】排ガスコントローラ13は、上記温度セン
サ14及び流量計15からの入力信号による燃料ガスの
バーナ2への供給流量及び炉温に基づき、下記式によっ
て再循環率を求め、当該再循環率とする指令を上記排ガ
ス混合比率調整弁11に出力する。 再循環率 =f(炉温、燃料流量) ここで、炉温に基づき再循環率を制御するのは次の理由
による。
【0016】すなわち、炉温が高くなるにつれて排ガス
中のNOx 濃度が急激に上昇するが、炉温の上昇に伴い
排ガスの再循環率を増加させると燃焼空気の酸素濃度が
低下して上記NOx 濃度を低下させることができる。こ
のように、例えば炉温が上昇した場合には、その上昇速
度などにしたがい、排ガスの再循環量を連続的に若しく
は階段状に増加させるように制御することで、NOx 濃
度の上昇を抑えることができる。
【0017】また、燃料流量に基づき再循環率を制御す
るのは次の理由による。例えば、同じ炉温であっても燃
料流量が多い方が一般的には火炎温度が上がりNOxが
高くなる傾向にある。その特性に合わせて燃料流量が多
い場合には、その量にしたがい、排ガスの再循環量を連
続的に若しくは階段状に増加させられるよう制御するこ
とでNOx濃度を抑えることができる。
【0018】ここで、図1に示すように、第1再循環配
管10にNOx検出器20及びO2検出器21を設けて
排ガス中のNOx濃度及びO2 濃度を検出し、検出した
各NOx濃度及びO2 濃度を排ガスコントローラ13に
供給すると共に、燃焼空気供給配管8中のO2 濃度をO
2 検出器22で検出つまり混合後のO2 濃度を検出して
当該検出値を排ガスコントローラ13に供給し、排ガス
コントローラ13では、11%O2 換算)NOx濃度に
応じても、つまり下記式によって再循環させる排ガスの
再循環率を排ガス混合比率調整弁11を介して制御する
ようにしても良い。
【0019】 再循環率 =f(炉温、燃料流量、NOx濃度) ここで、当該再循環率を排ガス中の(11%O2 換算)
NOx濃度に応じても制御するのは次の理由による。例
えば、環境規制内であれば、排ガス再循環率は低い方が
加熱炉の熱効率が上がるので、NOxを規制値内にし
て、できるだけ再循環率を下げたい。また、同じ条件で
も、設備劣化とともにNOx規制を達成するための再循
環率が変化する可能性があるため、排ガス中のNOxに
応じて制御すると熱効率と環境規制に応じられる。
【0020】実験条件は、炉温1000℃として行った
ものである。また、排ガス中のNOx 濃度は、11%O
2 換算によるものである。なお、11%O2 換算とは、
上述の(3)式のように、排ガスを空気で希釈して、O
2 濃度11%まで希釈したと考えた場合の換算NOx濃
度である。そして、NOx濃度まで考慮して再循環率を
制御すると、図2から分かるように、再循環率を15%
以上に制御することでNOx 濃度を75%以下に下げる
ことができる。
【0021】上記構成の加熱装置にあっては、排ガス用
ブロワ4から排出される排ガスの一部を第1及び第2再
循環配管10,12を通じて燃焼空気用ブロワ9の吸い
込み口側に誘導して排ガスを再循環させている。このた
め、排ガスを再循環させるためだけに別途ブロワが不要
であり、しかもバーナ2と燃焼空気用ブロワ9との間を
繋ぐ燃焼空気供給配管8に再循環用の配管を連結しなく
ても良いため、装置構成が簡略化していると共に配管メ
ンテナンス上有利な構成となっている。
【0022】また、上述のように排ガスの再循環率を制
御することで、加熱炉1から排出されるNOx 濃度を低
減できると共に無意味な加熱炉1の熱効率の低下が抑え
られる。ここで、上記バーナ2は、ラジアントチューブ
バーナ、直火バーナ等のバーナの種類に関係なく適用可
能であり、最近、省エネ技術として適用が進んでいるリ
ジャネバーナでも勿論適用できる。
【0023】また、再循環調整手段を構成する弁構成
は、上記排ガス混合比率調整弁11の構成に限定され
ず、図4のように、燃焼空気ファン9の下流の空気供給
配管中に図5に示すエジェクターノズル23を設けて負
圧によって排ガス混合比率調整弁11の出力である排ガ
スを吸引させるように構成しても良い。
【0024】
【実施例】炉温を1000℃とし、予熱空気温度を30
0〜500℃、空気燃料比率を1.2とし、排ガスの再
循環比率を15〜20%に設定して試してみたところ、
排ガス中のNOx 濃度は、排ガスを再循環しない場合に
比べて約60%に減少した。
【0025】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、加熱炉の熱効率の低下を抑えつつ加熱炉から排出さ
れる排ガス中のNOx 濃度を低く抑えることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づく実施形態に係る加熱装置の構成
を説明する図である。
【図2】排ガスの再循環率とNOx 濃度との関係を示す
図である。
【図3】配管構成例を示す図である。
【図4】再循環調整手段を構成する弁構成の別の例を示
す図である。
【図5】エジクターノズルを示す図である。
【符号の説明】
1 加熱炉 2 バーナ 3 第1排ガス流通配管 4 排ガス用ブロワ 5 第2排ガス流通配管 6 煙突 7 燃料ガス供給配管 8 燃焼空気供給配管 9 燃焼空気用ブロワ 10 第1再循環配管 11 排ガス混合比率調整弁 12 第2再循環配管 13 排ガスコントローラ 14 温度センサ 15 流量計 16 熱交換器 20 NOx検出器 21 O2 検出器 22 O2 検出器 23 エジェクターノズル

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱炉から排出される排ガスの一部を当
    該加熱炉を加熱するバーナの燃焼空気に混合させる加熱
    装置において、 上記加熱炉の炉温を検出する温度検出器と、バーナに供
    給される燃料流量を検出する燃料流量検出器と、燃焼空
    気に混合する上記再循環させる排ガスの流量を調節する
    再循環量調整手段と、上記温度検出器及び燃料流量検出
    器の各検出信号に基づき、上記燃焼空気に対する再循環
    させる排ガスの再循環率を上記再循環量調整手段を介し
    て制御する排ガスコントローラとを設けると共に、上記
    加熱炉の排ガスの一部は、上記バーナに燃焼空気を供給
    する燃焼空気ファンの吸い込み側に混合させることを特
    徴とする加熱装置。
  2. 【請求項2】 加熱炉から排出される排ガスの一部を当
    該加熱炉を加熱するバーナの燃焼空気に混合させる加熱
    装置において、 上記加熱炉の排ガス中の窒素酸化物(以後NOxと表
    す)濃度およびO2 濃度をそれぞれ検出するNOx検出
    器およびO2 検出器と、燃焼空気に混合する上記再循環
    させる排ガスの流量を調節する再循環量調整手段と、上
    記NOx検出器及びO2 検出器の各検出信号に基づき、
    上記燃焼室気に対する再循環させる排ガスの再循環率を
    上記再循環量調整手段を介して制御する排ガスコントロ
    ーラと、を設けたことを特徴とする加熱装置。
  3. 【請求項3】 加熱炉から排出される排ガスの一部を当
    該加熱炉を加熱するバ−ナの燃焼空気に混合させる加熱
    炉の操業方法において、 上記燃焼用空気に混合する排ガスの供給流量を、上記炉
    温及び上記バーナへの燃料流量に基づき制御することを
    特徴とする加熱炉の操業方法。
  4. 【請求項4】 加熱炉から排出される排ガスの一部を当
    該加熱炉を加熱するバーナの燃焼空気に混合させる加熱
    炉の操業方法において、 上記排ガス中のNOx濃度およびO2 濃度を検知し、そ
    の検出値に基づき11%O2 換算NOx濃度を算出し
    て、その11%O2 換算NOx濃度が目標値となるよう
    に、燃焼用空気に混合する排ガスの供給流量を制御する
    ことを特徴とする加熱炉の操業方法。
  5. 【請求項5】 加熱炉から排出される排ガスの一部を当
    該加熱炉を加熱するバーナの燃焼空気に混合させる加熱
    炉の操業方法において、 上記燃焼用空気に混合する排ガスの供給流量の比を排ガ
    ス再循環率と定義して下記(1)式で表したときに、上
    記排ガス中のO2 濃度(%)及び排ガス混合後の燃焼用
    空気中のO2 濃度(%)を検知することで排ガス再循環
    率を求め、目標とする再循環率となるよう排ガスの供給
    流量を制御することを特徴とする加熱炉の操業方法。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100590829B1 (ko) 2004-12-23 2006-06-19 재단법인 포항산업과학연구원 축열식 버너 시스템
JP2008215666A (ja) * 2007-03-01 2008-09-18 Chugai Ro Co Ltd 連続加熱炉
KR101438466B1 (ko) * 2013-07-15 2014-09-05 주식회사 포스코 가열로 연소 공기 재활용 장치
CN106501015A (zh) * 2016-12-16 2017-03-15 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 一种多管束集成式辐射管燃烧实验系统及方法
KR101803493B1 (ko) 2017-05-16 2017-11-30 이기승 인공지능 제어 저녹스 버너 일체형 고효율 공기 조화 시스템
CN110793912A (zh) * 2019-10-28 2020-02-14 西北工业大学 一种燃气加热超高温环境试验系统
KR20210081013A (ko) * 2019-12-23 2021-07-01 재단법인 포항산업과학연구원 열풍로 재순환 설비 및 운전방법

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100590829B1 (ko) 2004-12-23 2006-06-19 재단법인 포항산업과학연구원 축열식 버너 시스템
JP2008215666A (ja) * 2007-03-01 2008-09-18 Chugai Ro Co Ltd 連続加熱炉
KR101438466B1 (ko) * 2013-07-15 2014-09-05 주식회사 포스코 가열로 연소 공기 재활용 장치
CN106501015A (zh) * 2016-12-16 2017-03-15 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 一种多管束集成式辐射管燃烧实验系统及方法
KR101803493B1 (ko) 2017-05-16 2017-11-30 이기승 인공지능 제어 저녹스 버너 일체형 고효율 공기 조화 시스템
CN110793912A (zh) * 2019-10-28 2020-02-14 西北工业大学 一种燃气加热超高温环境试验系统
KR20210081013A (ko) * 2019-12-23 2021-07-01 재단법인 포항산업과학연구원 열풍로 재순환 설비 및 운전방법
WO2021133015A1 (ko) * 2019-12-23 2021-07-01 재단법인 포항산업과학연구원 열풍로 재순환 설비 및 운전방법
KR102348070B1 (ko) * 2019-12-23 2022-01-06 재단법인 포항산업과학연구원 열풍로 재순환 설비 및 운전방법

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