JP2010236730A

JP2010236730A - 燃焼装置のレキュペレーター損傷診断方法

Info

Publication number: JP2010236730A
Application number: JP2009083562A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Nishimura; 崇弘西村
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2010-10-21

Abstract

【課題】燃焼装置のレキュペレーターの損傷診断を簡単・正確に行える方法を提供する。
【解決手段】
燃焼装置のバーナーに対し、レキュペレーターを燃焼空気配管を介して接続し、バーナーに対し燃焼ガス配管を導き、燃焼装置の加熱カバーから排気ガス配管を前記レキュペレーターに接続して、排気ガスを通過させて大気放出するよう接続する。燃焼ガス配管に燃焼ガス流量計、燃焼空気配管に燃焼空気流量計、排気ガス配管の大気放出側に酸素濃度計、一酸化炭素濃度計を接続する。そして、レキュペレーター出口の排気ガス中の酸素濃度を測定して異常なら、次に、燃焼空気の流量を確認して、燃焼ガス流量に対して適正な供給量だった場合は一酸化炭素濃度を測定し、一酸化炭素が発生していなければレキュペレーターの破損により排気ガス中に燃焼空気が漏れていると判断する。
【選択図】図３

Description

本発明は、燃焼装置のレキュペレーター損傷診断方法に関するものである。

レキュペレーター（熱交換器）は熱処理炉などの燃焼装置の省エネに欠かせない重要な部品であり、燃焼排ガス熱を利用して燃焼空気を加熱している。レキュペレーターが損傷すると熱交換率が低下して燃焼原単価が悪化するため、定期的または状況に応じて点検をする必要がある。なお、参考として挙げる先行技術は、加熱炉の設備機器を熱破損することなく安全に加熱炉の運転を行うことを目的とする。（特許文献１）

特開平６−３３７１１３号公報

従来の点検方法はレキュペレーターを取り外して分解点検を実施するため、点検のために燃焼を停止させる必要があった。また、レキュペレーター取り外し復旧の費用が必要であり、正常なレキュペレーターあっても分解点検を実施するため、無駄な費用が発生していた。

本発明は上記課題を解決し、燃焼装置のレキュペレーターの損傷診断を簡単かつ正確に行える方法を提供することを目的とする。

本発明の第１課題解決手段の方法は、燃焼装置のバーナーに対し、レキュペレーターを燃焼空気配管を介して接続し、バーナーに対し燃焼ガス配管を導き、燃焼装置の加熱カバーから排気ガス配管を前記レキュペレーターに接続して、排気ガスを通過させて大気放出するよう接続し、燃焼ガス配管に燃焼ガス流量計、燃焼ガス配管に燃焼ガス流量計、燃焼空気配管に燃焼空気流量計、排気ガス配管の大気放出側に酸素濃度計、一酸化炭素濃度計を接続する。

そして、レキュペレーター出口の排気ガス中の酸素濃度を測定して異常なら、次に、燃焼空気の流量を確認して、燃焼ガス流量に対して適正な供給量だった場合は一酸化炭素濃度を測定し、一酸化炭素が発生していなければレキュペレーターの破損により排気ガス中に燃焼空気が漏れていると判断する。

本発明の第２課題解決手段の方法は、燃焼装置のバーナーに対し、レキュペレーターを燃焼空気配管を介して接続し、バーナーに対し燃焼ガス配管を導き、燃焼装置の加熱カバーから排気ガス配管を前記レキュペレーターに接続して、排気ガスを通過させて大気放出するよう接続し、燃焼ガス配管に燃焼ガス流量計、燃焼空気配管に燃焼空気流量計、排気ガス配管の大気放出側に酸素濃度計、一酸化炭素濃度計を接続する。

そして、レキュペレーター出口の排気ガス中の酸素濃度を測定して異常なら、次に、燃焼空気の流量を確認して、燃焼ガス流量に対して適正な供給量だった場合は一酸化炭素濃度を測定し、一酸化炭素が発生していなければレキュペレーターの破損により排気ガス中に燃焼空気が漏れていると判断する。次に、前記燃焼空気の流量を確認して、不適正な供給量だった場合は燃焼調整をし、調整不可ならバーナー異常と判断する。

本発明の第３課題解決手段の方法は、燃焼装置のバーナーに対し、レキュペレーターを燃焼空気配管を介して接続し、バーナーに対し燃焼ガス配管を導き、燃焼装置の加熱カバーから排気ガス配管を前記レキュペレーターに接続して、排気ガスを通過させて大気放出するよう接続し、燃焼ガス配管に燃焼ガス流量計、燃焼空気配管に燃焼空気流量計、排気ガス配管の大気放出側に酸素濃度計、一酸化炭素濃度計を接続する。

そして、レキュペレーター出口の排気ガス中の酸素濃度を測定して異常なら、次に、燃焼空気の流量を確認して、燃焼ガス流量に対して適正な供給量だった場合は一酸化炭素濃度を測定し、一酸化炭素が発生していなければレキュペレーターの破損により排気ガス中に燃焼空気が漏れていると判断する。前記燃焼空気の流量を確認して、不適正な供給量だった場合は燃焼調整をし、調整不可ならバーナー異常と判断する。調整可能ならレキュペレーターの破損により排気ガス中に燃焼空気が漏れていない、つまり、レキュペレーターおよびバーナーに異常はないと判断する。

本発明により、レキュペレーターを燃焼装置から取り外す手間もなく、操業中に簡単に損傷診断を行うことができるようになった。

本発明に係わる燃焼装置の概略縦断面図である。燃焼系統図である。診断フローチャートである。

以下に本発明の一実施例を図面に基づき説明する。
図１，２に示す燃焼装置（ベル型焼鈍炉）１において、加熱カバー１ａの内側に間隔を存してインナーカバー１ｂが設けられ、その内側に複数のコイルＣがスペーサーＳを介して段積みされる。加熱カバー１ａの下部に１０本のガスバーナー１ｃが２段に配列される。加熱カバー１ａの上壁にレキュペレーター１ｄが設置されている。加熱カバー１ａの上壁にレキュペレーター１ｄが設置されている。

レキュペレーター１ｄは直交流プレート式のものであり、排気ガスと燃焼空気はプレートを挟み直交して流れて熱交換を行い、燃焼空気が予熱される。図２において、バーナー１ｃに対し、レキュペレーター１ｄが燃焼空気配管２を介して接続され、また、バーナー１ｃに対し燃焼ガス配管３が導かれる。加熱カバー１ａから排気ガス管４がレキュペレーター１ｄを通過して接続される。燃焼空気配管２に燃焼空気流量計５、排気ガス配管４の大気放出側に酸素（Ｏ_２）濃度計６、一酸化炭素（ＣＯ）濃度計７、燃焼ガス配管３に燃焼ガス流量計８が接続される。

図３のフローチャートにおいて、先ず、損傷診断方法の大要を説明する。レキュペレーターに亀裂がある場合、燃焼空気が排ガス側に漏れるため、レキュペレーター出口の排ガス中の酸素濃度が高くなるので、まず、酸素濃度を測定する。そして、酸素濃度が高い場合、（１）レキュペレーター破損、（２）燃焼空気を過剰供給している、（３）バーナーが損傷し燃焼ガスと燃焼空気が適正に混合できず、未燃焼のまま燃焼空気が排出している、と判断するのである。

さて、再び図３において、レキュペレーター１ｄ出口の排ガス中の酸素濃度を測定して異常なら、次に、燃焼空気の流量を確認して、燃焼ガスに対して適正な供給量だった場合は一酸化炭素濃度を測定し、一酸化炭素が発生していなければレキュペレーターの破損により燃焼空気が漏れていると判断する。一酸化炭素が発生していれば、バーナー異常と判断する。

前記燃焼空気の流量を確認して、不適正な供給量だった場合は燃焼調整をし、調整不可ならバーナー異常と判断する。調整可能ならレキュペレーターの破損により燃焼空気が漏れていなくて正常と判断する。

また、レキュペレーター出口の排ガス中の酸素濃度を測定して正常なら、一酸化炭素の濃度を測定し、正常ならレキュペレーターが正常と判断する。一酸化炭素が発生していれば、前記の燃焼調整の判断行程に行く。

ここで、酸素濃度の異常判定基準は、実測した燃焼空気供給量よりも５％流量が増したときの排気ガス中の酸素濃度以上と定めた。

以上において、診断結果は次のようになった。燃焼空気温度の低下している炉体１基について排ガス成分の測定を行った。測定時の燃料供給量は７３Ｎｍ３／ｈ、燃焼空気供給量は９００Ｎｍ３／ｈであり、理論上排ガス中の酸素濃度は３.０％になる。燃焼空気供給量が５％増加したときの排ガス中の酸素濃度４．０％であるが、測定結果は１０．５％でこの値を大きく上回り、燃焼空気供給量から考えるとあり得ない濃度になった。

また、一酸化炭素が検出されなかったことから、バーナーの破損により酸素濃度が高くなっていることも考えられず、レキュペレーターが破損していると判断した。診断結果に基づき、炉体に取り付けられている４台のレキュペレーターを更新することにした。

この診断結果を次のように検証した。
破損状況につき、更新のためにレキュペレーター１ｄを取り外した際に内部の確認を行ったところ、プレート部分および燃焼空気出口に臨む仕切り板とプレートとの溶接部に亀裂が入っており、これと同様の亀裂が他の３台にも入っていた。

前記のように損傷診断を行い、破損していたレキュペレーターを更新した。更新前後の操業状況の変化を表１に示す。表１中のＮＤは定量下限以下を表す。熱交換率は９８．８％とほぼ仕様とおりの温度まで改善することができた。排気ガス中の酸素濃度も更新後に燃焼調整をした結果、一酸化炭素がほとんど発生することなく、１．２％まで下げることができた。

本発明は前記した実施例や実施態様に限定されず、特許請求の範囲および範囲を逸脱せずに種々の変形を含む。

本発明は、燃焼装置のレキュペレーター損傷診断方法に利用される。

１燃焼装置
１ａ加熱カバー
１ｂインナーカバー
１ｃバーナー
１ｄレキュペレーター
Ｃコイル
Ｓスペーサー
２燃焼空気配管
３燃焼ガス配管
４排気ガス配管
５燃焼空気流量計
６酸素濃度計
７一酸化炭素濃度計
８燃焼ガス流量計

Claims

燃焼装置のバーナーに対し、レキュペレーターを燃焼空気配管を介して接続し、バーナーに対し燃焼ガス配管を導き、燃焼装置の加熱カバーから排気ガス配管を前記レキュペレーターに接続して、排気ガスを通過させて大気放出するよう接続し、燃焼ガス配管に燃焼ガス流量計、燃焼空気配管に燃焼空気流量計、排気ガス配管の大気放出側に酸素濃度計、一酸化炭素濃度計を接続し、
レキュペレーター出口の排気ガス中の酸素濃度を測定して異常なら、次に、燃焼空気の流量を確認して、燃焼ガス流量に対して適正な供給量だった場合は一酸化炭素濃度を測定し、一酸化炭素が発生していなければレキュペレーターの破損により排気ガス中に燃焼空気が漏れていると判断する燃焼装置の燃焼装置のレキュペレーター損傷診断方法。
燃焼装置のバーナーに対し、レキュペレーターを燃焼空気配管を介して接続し、バーナーに対し燃焼ガス配管を導き、燃焼装置の加熱カバーから排気ガス配管を前記レキュペレーターに接続して、排気ガスを通過させて大気放出するよう接続し、燃焼ガス配管に燃焼ガス流量計、燃焼空気配管に燃焼空気流量計、排気ガス配管の大気放出側に酸素濃度計、一酸化炭素濃度計を接続し、
レキュペレーター出口の排気ガス中の酸素濃度を測定して異常なら、次に、燃焼空気の流量を確認して、燃焼ガス流量に対して適正な供給量だった場合は一酸化炭素濃度を測定し、一酸化炭素が発生していなければレキュペレーターの破損により排気ガス中に燃焼空気が漏れていると判断し、
前記燃焼空気の流量を確認して、不適正な供給量だった場合は燃焼調整をし、調整不可ならバーナー異常と判断する燃焼装置のレキュペレーター損傷診断方法。
燃焼装置のバーナーに対し、レキュペレーターを燃焼空気配管を介して接続し、バーナーに対し燃焼ガス配管を導き、燃焼装置の加熱カバーから排気ガス配管を前記レキュペレーターに接続して、排気ガスを通過させて大気放出するよう接続し、燃焼ガス配管に燃焼ガス流量計、燃焼空気配管に燃焼空気流量計、排気ガス配管の大気放出側に酸素濃度計、一酸化炭素濃度計を接続し、
レキュペレーター出口の排気ガス中の酸素濃度を測定して異常なら、次に、燃焼空気の流量を確認して、燃焼ガス流量に対して適正な供給量だった場合は一酸化炭素濃度を測定し、一酸化炭素が発生していなければレキュペレーターの破損により排気ガス中に燃焼空気が漏れていると判断し、
前記燃焼空気の流量を確認して、不適正な供給量だった場合は燃焼調整をし、調整不可ならバーナー異常と判断し、
調整可能ならレキュペレーターの破損により排気ガス中に燃焼空気が漏れていないと判断する燃焼装置のレキュペレーター損傷診断方法。