JP2003207104A - リジェネレイティブラジアントチューブバーナのチューブ内圧力制御装置 - Google Patents

リジェネレイティブラジアントチューブバーナのチューブ内圧力制御装置

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JP2003207104A
JP2003207104A JP2002009972A JP2002009972A JP2003207104A JP 2003207104 A JP2003207104 A JP 2003207104A JP 2002009972 A JP2002009972 A JP 2002009972A JP 2002009972 A JP2002009972 A JP 2002009972A JP 2003207104 A JP2003207104 A JP 2003207104A
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JP
Japan
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exhaust gas
radiant tube
burner
pressure
tube
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JP2002009972A
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English (en)
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Mitsuyuki Hiramatsu
弥幸 平松
Atsushi Maeda
淳 前田
Eiji Terakado
栄治 寺門
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラジアントチューブ内の排ガス温度の変化に
無関係にチューブ内圧力を所望の値に維持する。 【解決手段】 ラジアントチューブ21の両端にそれぞ
れバーナ体3A,3Bと蓄熱体4A,4Bを設け、各バ
ーナ体3A,3Bの燃焼を一定周期で交互に切り替え
て、一方のバーナ体3Aの燃焼時に他方のバーナ体3B
側に設けた蓄熱体4Bを経て排ガスダクト7へ排ガスを
流出させる。圧力発信器81の出力信号81aがフィー
ドバックされて排ガスダクト7の圧力を所定の目標値に
制御する圧力調節計82は、その目標値が関数発生器8
3の出力信号83aに追従して変化させられる。出力信
号83aは、ラジアントチューブ21内の排ガス温度に
近い炉内温度を検出する熱電対86の出力信号86aに
応じて変化する。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明はリジェネレイティブ
ラジアントチューブバーナのチューブ内圧力制御装置に
関する。 【0002】 【従来の技術】リジェネレイティブラジアントチューブ
バーナ(以下、単にラジアントチューブバーナという)
はストレート状あるいはW字状、U字状等のラジアント
チューブの両端にそれぞれバーナ体と蓄熱体を設けたも
ので、その一例を図3に示す。図3において、ラジアン
トチューブバーナ2´は金属やセラミック製のラジアン
トチューブ21を備えている。ラジアントチューブ21
の両端面を貫通してバーナ体3A,3Bが挿入されてお
り、バーナ体3A,3Bの先端部は、ラジアントチュー
ブ21の端部22,23内を区画するように設けられた
セラミックハニカム製等の蓄熱体4A,4Bを貫通して
いる。蓄熱体4A,4Bにより区画形成された端部空間
22a,22bにはそれぞれ管路24,25が開口し
て、当該管路24,25を経て端部空間22a,22b
に燃焼用空気が流入し、あるいは端部空間22a,22
bから排ガスが流出するようになっている。 【0003】管路24が燃焼用空気供給路に連通させら
れている場合には、端部空間22aへ燃焼用空気を流入
させつつバーナ体3Aに燃料ガスを供給すると、燃焼用
空気は蓄熱体4Aを通過してバーナ体3Aに供給されて
燃料ガスと混合し、燃焼して火炎Fを生じる。火炎Fに
より加熱されたラジアントチューブ21はその表面から
熱放射する。燃焼に伴い生じる排ガスは蓄熱体4Bを通
過し、通過する間に蓄熱体4Bを加熱して端部空間22
bより管路25へ流出する。そして、管路25が連通さ
せられた排ガス流路へ向かう。 【0004】燃料ガスおよび燃焼空気の供給は一定周期
(例えば30秒)で切り替えられる。すなわち、管路2
5が燃焼用空気供給路に連通させられると、端部空間2
2bへ燃焼用空気が流入する。この状態でバーナ体3B
に燃料ガスを供給すると、燃焼用空気は加熱された蓄熱
体4Bを通過する間に予熱されて、バーナ体3Bに供給
され燃料ガスと混合して効率的に燃焼する。燃焼により
生じる排ガスは蓄熱体4Aを通過する間にこれを加熱
し、端部空間22aより、排ガス流路に連通させられた
管路24へ流出する。このようにして、排ガスにより加
熱された蓄熱体によって燃焼空気を予熱することができ
るとともに、両端22,23に設けたバーナ体3A,3
Bを交互に着火燃焼させることによって、ラジアントチ
ューブ21の表面温度分布を均一化することができる。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】ところで、バーナ体の
燃焼状態を最適に保つためには、ラジアントチューブ内
の圧力を、ラジアントチューブが破損した場合を考慮し
て、炉内圧と同等(例えば2〜3mmH2O)に維持す
るのが良く、このために、蓄熱体における圧損を考慮し
て排ガス流路の圧力(背圧)を制御している。しかし、
ラジアントチューブ内の排ガスは温度膨張によってその
体積が変動するため、排ガス流路の圧力を一定に制御し
ても、チューブ内圧力は変動してしまうという問題があ
った。 【0006】そこで、本発明はこのような課題を解決す
るもので、ラジアントチューブ内の排ガス温度の変化に
無関係にチューブ内圧力を所望の値に維持できるリジェ
ネレイティブラジアントチューブバーナのチューブ内圧
力制御装置を提供することを目的とする。 【0007】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、ラジアントチューブ(21)の両端
(22,23)にそれぞれバーナ体(3A,3B)と蓄
熱体(4A,4B)を設け、各バーナ体(3A,3B)
の燃焼を一定周期で交互に切り替えて、一方のバーナ体
(3A)の燃焼時に他方のバーナ体(3B)側に設けた
蓄熱体(4B)を経て排ガス流路(7)へ排ガスを流出
させるようにしたリジェネレイティブラジアントチュー
ブバーナ(2)において、排ガス流路(7)の圧力を所
定の目標値に制御する圧力制御手段(72,81,8
2)と、ラジアントチューブ(21)内の排ガスの温度
を検出する温度検出手段(86)と、検出された排ガス
温度の上昇に応じて上記目標値を低下させる目標値変更
手段(83)とを具備している。なお、ラジアントチュ
ーブ内の排ガス温度を直接測定するのに代えて、上記排
ガス温度に近い炉内温度を測定するようにしても良い。 【0008】排ガス温度が上昇するとラジアントチュー
ブ内の排ガスが膨張してその体積が増大し、チューブ内
圧力が上昇しようとする。ここにおいて目標値変更手段
により圧力制御手段の目標値を排ガス温度の上昇に応じ
て低下させて排ガス流路の圧力を低く変更する。これに
より、蓄熱体を介して上記排ガス流路に通じるラジアン
トチューブ内の圧力上昇が抑えられ、適正な値に維持さ
れる。 【0009】なお、上記カッコ内の符号は、後述する実
施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。 【0010】 【発明の実施の形態】図1にはチューブ内圧力制御装置
の全体構成を示す。加熱炉1に設けられたラジアントチ
ューブバーナ2は略W字形に湾曲するラジアントチュー
ブ21を備えており、その大部分は加熱炉1内に位置し
ている。炉外に位置しているラジアントチューブ21の
両端部22,23にはそれぞれ既に従来技術で説明した
ように(図3)バーナ体3A,3Bと蓄熱体4A,4B
が設けられており、各端部空間22a,22bに開口す
る管路24,25(図3)は四方切替弁5に接続されて
いる。四方切替弁5には燃焼用空気供給路6と排ガス排
出路71が接続されている。ラジアントチューブバーナ
2は加熱炉1に複数設置されており、これらバーナ2の
排ガス排出路71は排ガスダクト7に集合している。 【0011】排ガスダクト7には圧力発信器81が設け
られて、その出力信号81aが圧力調節計82にフィー
ドバックされている。圧力調節計82の目標値は、関数
発生器83からの詳細を後述する出力信号83aに追従
して変更されるようになっている。圧力調節計82の出
力信号82aはリレー接点91Aを経て、排ガスダクト
7に介設された圧力調節ダンパ72に入力するととも
に、ダンパ開度調節計84にも入力している。ダンパ開
度調節計84には、制御に適したダンパ開度の目標値が
設定されており、ダンパ開度調節計84の出力信号84
aはリレー接点91Bを経てVVVF(Variable Volta
ge Variable Frequency)モータ制御器85に入力して
いる。モータ制御器85によって排ガスダクト7の下流
端に設けられた排気ファン73の、駆動モータの回転数
が変更されて、この結果、ダンパ開度は常にその目標値
付近に維持される。 【0012】ラジアントチューブバーナ2が設置された
炉内の温度を検出するために加熱炉1の炉壁に熱電対8
6が設けられており、その出力信号86aが関数発生器
83に入力している。熱電対86で検出される上記炉内
温度はラジアントチューブ21内の排ガス温度に近い値
となっている。なお、リレー接点91A,91Bは排気
ファン73の運転開始時に駆動部87によって一定時間
切り替え作動させられ(図1の破線)、これにより、圧
力調節ダンパ72が全開状態にされるとともに、排気フ
ァン73が所定回転数で回転させられて、ラジアントチ
ューブ21内がパージされる。 【0013】このような構成の圧力制御装置において、
四方切替弁5が一方へ切り替えられている場合には、管
路24(図3)が燃焼用空気供給路6に連通させられ
て、図1の実線で示すように燃焼用空気がラジアントチ
ューブバーナ2の端部空間22a内へ供給されてバーナ
体3Aが着火燃焼させられる。排ガスはラジアントチュ
ーブ21内を流通して蓄熱体4Bを経て端部空間22b
から排ガス排出路71、排ガスダクト7へと流出させら
れる。 【0014】四方切替弁5が他方へ切り替わると、管路
25(図3)が燃焼用空気供給路6に連通させられて、
図1の破線で示すように燃焼用空気が端部空間22b内
へ供給されてバーナ体3Bが着火燃焼させられるととも
に、排ガスはラジアントチューブ21内を流通して、蓄
熱体4Aを経て端部空間22aから排ガス排出路71、
排ガスダクト7へと流出させられる。以上の四方切替弁
5の切り替え作動は所定周期で繰り返される。 【0015】熱電対86により検出される炉内温度が4
00℃になるまでは、関数発生器83の出力信号83a
は、圧力調節計82の目標値が図2に示す所定値Poに
なるような一定の値に維持される。これにより、圧力調
節計82によって圧力調節ダンパ72の開度が制御され
て、排ガスダクト7内の圧力が所定値Poに維持され、
蓄熱体4Aないし4Bを介したラジアントチューブ21
内の圧力は炉内圧と同等に保持される。 【0016】炉内温度が400℃を越えると、これにほ
ぼ等しい温度になっているラジアントチューブ21内の
排ガスの膨張量は大きくなり、ラジアントチューブ21
内の圧力が0mmH2O付近から上昇しようとする。そ
こで、炉内温度が400℃を越えて上昇するとこれに応
じて関数発生器83の出力信号83aは小さくなり、図
2に示すように圧力調節計82の目標値が炉内温度の上
昇に伴って低下させられる。この結果、排ガスダクト7
内の圧力は低下し、この結果、蓄熱体4Aないし4Bを
介したラジアントチューブ21のチューブ内圧力は上昇
することなく炉内圧と同等に維持される。このようにし
て、ラジアントチューブ21内の排ガス温度の変化に無
関係にそのチューブ内圧力を所望の値に維持することが
できる。 【0017】 【発明の効果】以上のように、本発明のリジェネレイテ
ィブラジアントチューブバーナのチューブ内圧力制御装
置によれば、ラジアントチューブ内の排ガス温度の変化
に無関係にそのチューブ内圧力を所望の値に維持するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】チューブ内圧力制御装置の全体構成を示すブロ
ック図である。 【図2】炉内温度に対する圧力目標値の変化を示す図で
ある。 【図3】リジェネレイティブラジアントチューブバーナ
の断面図である。 【符号の説明】 2…リジェネレイティブラジアントチューブバーナ、2
1…ラジアントチューブ、3A,3B…バーナ体、4
A,4B…蓄熱体、7…排ガスダクト、72…圧力調節
ダンパ、81…圧力発信器、82…圧力調節計、83…
関数発生器、86…熱電対。
フロントページの続き (72)発明者 前田 淳 愛知県名古屋市南区滝春町9番地 大同特 殊鋼株式会社機械事業部滝春テクノセンタ ー内 (72)発明者 寺門 栄治 愛知県名古屋市南区滝春町9番地 大同特 殊鋼株式会社機械事業部滝春テクノセンタ ー内 Fターム(参考) 3K017 BA02 BB04 3K023 MA04 MB02 QA16 QC07 3K091 EA12 EA22

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 ラジアントチューブの両端にそれぞれバ
    ーナ体と蓄熱体を設け、両バーナ体の燃焼を一定周期で
    交互に切り替えて、一方のバーナ体の燃焼時に他方のバ
    ーナ体側に設けた蓄熱体を経て排ガス流路へ排ガスを流
    出させるようにしたリジェネレイティブラジアントチュ
    ーブバーナにおいて、前記排ガス流路の圧力を目標値に
    制御する圧力制御手段と、前記ラジアントチューブ内の
    排ガスの温度を検出する温度検出手段と、検出された排
    ガス温度の上昇に応じて前記目標値を低下させる目標値
    変更手段とを具備するリジェネレイティブラジアントチ
    ューブバーナのチューブ内圧力制御装置。
JP2002009972A 2002-01-18 2002-01-18 リジェネレイティブラジアントチューブバーナのチューブ内圧力制御装置 Pending JP2003207104A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106642126A (zh) * 2017-01-03 2017-05-10 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 智能换向控制系统及方法和辐射管智能蓄热装置及方法
WO2020199324A1 (zh) * 2019-04-03 2020-10-08 上海颐柏科技股份有限公司 一种燃气辐射管温度控制系统及其控制方法

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