JP3142460B2 - バーナ燃焼用エアの圧力制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、合金化炉、焼鈍
炉、カラーコーティングライン等の加熱炉の複数ゾーン
のバーナに供給される燃焼用エアの圧力変動を抑制する
ようにした圧力制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば圧延鋼板においては、鋼板を加熱
する加熱帯に配設された加熱炉に複数ゾーンの燃焼用バ
ーナが鋼板の流れ方向に沿ってそれぞれ設けられ、燃焼
用エア供給ブロアの運転によりエア供給ラインを通して
各ゾーンの燃焼用バーナにエアを供給してバーナ燃焼さ
せている。

【０００３】ところで、各ゾーンの燃焼用バーナにエア
を供給してバーナ燃焼を開始するにあたっては、通常燃
焼用エア供給ブロアの運転開始後、燃焼用エア供給ライ
ンが一定の圧力を確保し、圧力正常となった時点で各ゾ
ーンに設置されているバーナ配管にエアパージを行うよ
うにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、バーナ配管に
エアパージを行うと、直ぐに燃焼用エア供給ラインが圧
力低下するため、圧力スイッチからコントローラへ取出
す圧力信号も正常、異常を繰返し、ハンチングしてしま
い、またメインバーナ点火開始直後にも同様の問題があ
る。

【０００５】また、各ゾーンの燃焼エア流量制御の制御
出力値を考慮して燃焼用エア供給ブロアの１次側に設け
られた燃焼エア供給調節弁の開度を制御しても、前述し
たようなエアパージ及びメインバーナ点火開始時のよう
な立上げ初期段階における急激な負荷変動に対する追従
性が悪いという問題がある。

【０００６】本発明は上記のような問題点を解消するた
めなされたもので、バーナ燃焼用エア供給ファンの運転
開始後、燃焼エア供給ラインの一定圧力を確保し、各ゾ
ーンのバーナ配管のパージ、各ゾーンのバーナの燃焼へ
と進む過程で、末端である各燃焼バーナのエア供給量が
急激に上昇あるいは変動しても、バーナ燃焼用エア供給
管内の圧力を一定目標値に維持することができるバーナ
燃焼用エアの圧力制御方法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】本発明は上記の目的を達
成するため、鋼板を加熱する加熱帯に配設された加熱炉
に複数ゾーンの燃焼用バーナが鋼板の流れ方向に沿って
それぞれ設けられ、燃焼用エア供給ファンの運転により
燃焼用エアをバーナ燃焼用エア供給管を通し、且つレキ
ュペータにより熱交換して各ゾーンの燃焼用バーナに供
給するエア供給系統において、前記バーナ燃焼用エア供
給ファンから燃焼用エアを前記各ゾーンの燃焼用バーナ
に供給する際、バーナ配管パージ時及び燃焼用バーナ点
火時に前記燃焼用エア供給管内の圧力が常時一定に保持
されるようにパイロットバーナ用エア供給ファンよりパ
イロットバーナに供給されるエアの一部を前記燃焼用エ
ア供給管に流入させて補填するようにしたものである。

【０００８】従って、このようなバーナ燃焼用エアの圧
力制御方法にあっては、バーナ燃焼開始時に複数ゾーン
のバーナ用燃焼エア供給調節弁を開いても、パイロット
バーナ用エア供給ファンよりパイロットバーナに供給さ
れるエアの一部をバックアップ用として燃焼用エア供給
管に補填されるので、各ゾーンの燃焼用バーナに供給さ
れるエアの圧力変動を抑制することが可能となり、安定
したバーナ燃焼の立ち上げを行うことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下本発明によるバーナ燃焼用エ
アの圧力制御方法の実施形態例について図面を参照して
説明する。図１は、鋼板を加熱する加熱帯に配設された
加熱炉の燃焼用バーナのエア供給系統図である。

【００１０】図１において、１は鋼板２の加熱帯に配設
された加熱炉で、この加熱炉１には鋼板の搬送方向に沿
って燃焼用バーナ３〜６がそれぞれ設けられている。こ
こで、燃焼用バーナ３をｎゾーン、燃焼用バーナ４をｎ
＋１ゾーン、燃焼用バーナ５をｎ＋２ゾーン、燃焼用バ
ーナ６をｎ＋３ゾーンとする。

【００１１】これら各ゾーンの燃焼用バーナ３〜６は、
燃焼用エア供給管７にそれぞれ共通に接続され、この燃
焼用エア供給管７のエア供給源側にはバーナ燃焼用供給
ファン８が設けられると共に、その上流側に燃焼エア供
給調節弁９が設けられる。

【００１２】また、バーナ燃焼用供給ファン８より下流
側の燃焼用エア供給管７にレキュペータ（熱交換機）１
０が設けられる。このレキュペータ１０は、加熱炉１か
ら出る排気ガス１１がバーナ燃焼用エアの加熱媒体とし
て供給され、この排気ガス１１は排気ガス用配管１２を
通して煙突１３より屋外へ排出される。

【００１３】このレキュペータ１０の上流側の燃焼用エ
ア供給管７にバーナ燃焼用エア分岐配管１４の一端を接
続し、このバーナ燃焼用エア分岐配管１４の他端を排気
ガス用配管１２に調節弁１５を介して接続してバーナ燃
焼用エアの一部をレキュペレータ１０に流入させてい
る。

【００１４】さらに、レキュペータ１０の下流側の燃焼
用エア供給管７に燃焼エア排出用配管１６に接続し、そ
の中途に調節弁１７を設けて燃焼エアの一部を工場外へ
排出される。

【００１５】一方、１８はパイロットバーナ用エア供給
ファンで、このパイロットバーナ用エア供給ファン１８
より送気されるエアはエア供給用配管１９を通してパイ
ロットバーナ２０に供給されると共に、エア供給用配管
１９と燃焼用エア供給管７との間をバイパス配管２１に
より接続し、このバイパス配管２１にしゃ断弁２２が設
けられる。

【００１６】ここで、各ゾーンの燃焼用バーナの共通入
口側となる燃焼用エア供給管７には燃焼用エアの圧力を
検出する圧力伝送器２３及び温度を検出する熱電対２４
がそれぞれ設けられ、またレキュペレータ１０の上流側
で、バイパス配管２１との接続部より下流側の燃焼用エ
ア供給管７に圧力スイッチ２５が設けられる。

【００１７】また、パイロットバーナ用エア供給ファン
１８の出口側となるエア供給用配管１９にも圧力スイッ
チ２６が設けられる。さらに、排気ガス用配管１２のレ
キュペレータ１０の入口側に排気ガス１１の温度を検出
する熱電対２７が設けられる。

【００１８】図２は上記燃焼用バーナのエア供給系統に
おいて、バーナ燃焼用エアを制御する制御系を含む構成
例を示すもので、図１と同一部分には同一符号を付して
その説明を省略し、ここでは制御系を中心に述べる。

【００１９】図２において、２８は制御部で、この制御
部２８は圧力スイッチ２５により検出された燃焼用エア
供給管７内のエア圧力検出信号及び圧力スイッチ２６に
より検出されたエア供給用配管１９内のエア圧力検出信
号がそれぞれ入力され、且つバーナ燃焼用供給ファン８
及びパイロットバーナ用エア供給ファン１８に対して運
転指令をそれぞれ与えるものである。

【００２０】また、２９〜３２はｎゾーン〜ｎ＋３ゾー
ンの燃焼用バーナのエア供給口に設けられた燃焼エア調
節弁で、これら各ゾーンの燃焼エア調節弁２９〜３２は
燃焼エア流量調節計３３〜３６により開度制御されるも
のである。

【００２１】さらに、３７は圧力伝送器２３より出力さ
れる各ゾーンの燃焼用バーナ入口側の燃焼用エア供給管
７内の圧力検出信号が入力される圧力調節計で、この圧
力調節計３７の制御出力値と燃焼エア流量調節計３３〜
３６の制御出力値とを加算した制御信号により燃焼エア
供給調節弁９の開度を制御するものである。

【００２２】一方、３８は熱電対２７により検出された
加熱炉からの排気ガスの温度検出信号が入力され、バー
ナ燃焼用エア分岐配管１４に設けられた調節弁１５の開
度を制御する温度調節計である。

【００２３】また、３９は熱電対２４により検出された
レキュペレータ１０の下流側の燃焼用エア供給管７を流
れるバーナ燃焼用エアの温度検出信号が入力され、燃焼
エア排出用配管１６に設けられた調節弁１７の開度を制
御する温度調節計である。

【００２４】次に上記のように構成されたバーナ燃焼用
エアを制御する制御系によるバーナ燃焼用エアの圧力制
御について述べる。図２において、初めに燃焼用エア供
給管７内のエア圧力を確保するため、調節弁１７を開い
た状態で制御部２８からの指令によりバーナ燃焼用供給
ファン８の運転を開始する。すると、エア供給源より燃
焼用エア供給管７及び燃焼エア排出用配管１６を通して
燃焼用エアが流れ、このとき燃焼用エアはレキュペレー
タ１０を通過することで加熱炉からの排気ガスと熱交換
が行われ、燃焼エア排出用配管１６内には高温になった
燃焼用エアが流れる。

【００２５】一方、パイロットバーナ用エア供給ファン
１８に対しても運転指令が与えられ、このパイロットバ
ーナ用エア供給ファン１８より送気されるエアはエア供
給用配管１９を通してパイロットバーナ２０に供給され
ている。

【００２６】次に制御部２８で圧力スッチ２５からの燃
焼用エアの圧力検出信号により燃焼用エア供給管７内を
流れる燃焼用エアが一定圧力になったことを確認する
と、各ゾーンの燃焼用バーナの配管に対して燃焼エアに
よりパージ（吹払い）を行うため、燃焼エア流量調節計
３３〜３６に対して制御動作指令をそれぞれ与えると共
に、バイパス配管２１に設けられたしゃ断弁２２に開指
令を与える。

【００２７】すると、これら燃焼エア流量調節計３３〜
３６は各ゾーンの燃焼エア調節弁２９〜３２を開いて燃
焼用エアによりパージを実施すると共に、しゃ断弁２２
の開によりパイロットバーナ用エア供給ファン１８から
バイパス配管２１を通してバックアップ用のエアがｎ〜
ｎ＋３ゾーンの燃焼用バーナの配管に補填される。

【００２８】従って、各ゾーンの燃焼エア調節弁２９〜
３２が同時に開いても燃焼用エア供給管７の圧力低下を
抑制することが可能となる。また、加熱炉内のパージが
終了するとしゃ断弁２２を閉じるが、加熱炉内が還元性
雰囲気に置換された後、メインバーナであるｎ〜ｎ＋３
ゾーンの燃焼用バーナに点火する際にもパージのときと
同様にしゃ断弁２２を開くことにより、安定した燃焼立
上りを実施することができる。

【００２９】そして、燃焼立上がり後、安定した燃焼状
態に入ると、しゃ断弁２２を閉じて燃焼エア流量調節計
３３〜３６からの制御出力値によりｎ〜ｎ＋３ゾーンの
燃焼エア調節弁２９〜３２の開度を調節すると共に、制
御出力値を圧力調節計３７の制御出力値に加算して燃焼
エア供給調節弁９の開度を制御することにより、常に一
定の燃焼エア圧力を確保することができる。

【００３０】ここで、上記制御系において、温度調節計
３８は加熱炉から戻る排気ガスをレキュペレータ１０に
送る際に、熱電対２７で検出された燃焼用エアの温度検
出信号をもとに、ＰＩＤ制御出力値にて調節弁１５の開
度を調節することにより、排気ガスが高温になり過ぎた
ときに熱交換前の燃焼用エアをレキュペレータ１０に流
入する排気ガスに混入して希釈している。

【００３１】また、温度調節計３９は、レキュペレータ
１０の下流側に設置された熱電対２４により検出された
燃焼用エアの温度検出値をＰＩＤ制御して調節弁１７の
開度を制御することにより、燃焼用エアが工場外へ排出
されるので、高温になり過ぎたエアが燃焼用バーナに供
給されることを防止している。

【００３２】さらに、レキュペレータ１０で燃焼用エア
と熱交換した排気ガスは煙突１３を通して屋外へ放出さ
れる。このように上記実施の形態例によれば、バーナ配
管のエアパージ時及び燃焼初期（立上がり）段階で燃焼
用エア供給管７内の燃焼用エア圧力を目標値内に確保す
ることができる。したがって、鋼板の加熱炉の立ち上げ
をスムーズに行うことができるばかりでなく、圧力スイ
ッチが検出する正常と異常といった圧力ハンチングによ
る警報（アラーム）の発生を解消することができる。

【００３３】

【発明の効果】このように本発明によれば、バーナ燃焼
用エア供給ファンの運転開始後、燃焼エア供給ラインの
一定圧力を確保し、各ゾーンのバーナ配管のパージ、各
ゾーンのバーナの燃焼へと進む過程で、末端である各燃
焼バーナのエア供給量が急激に上昇あるいは変動して
も、バーナ燃焼用エア供給管内の圧力を一定目標値に維
持することができるバーナ燃焼用エアの圧力制御方法を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるバーナ燃焼用エアの圧力制御方法
の実施形態例を説明するための加熱炉のエア供給系統
図。

【図２】同実施の形態例において、バーナ燃焼用エアを
制御する制御系を説明するための加熱炉のエア供給系統
図。

【符号の説明】

１……加熱炉、２……鋼板、３〜６……燃焼用バーナ、
７……燃焼用エア供給管、８……バーナ燃焼用供給ファ
ン、９……燃焼エア供給調節弁、１０……レキュペー
タ、１１……排気ガス、１２……排気ガス用配管、１３
……煙突、１４……バーナ燃焼用エア分岐配管、１５，
１７……調節弁、１６……燃焼エア排出用配管、１８…
…パイロットバーナ用エア供給ファン、１９……エア供
給用配管、２０……パイロットバーナ、２１……バイパ
ス配管、２２……しゃ断弁、２３……圧力伝送器、２
４，２７……熱電対、２５，２６……圧力スイッチ、２
８……制御部、２９〜３２……燃焼エア調節弁、３３〜
３６……燃焼エア流量調節計、３７……圧力調節計、３
８，３９……温度調節計。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼板を加熱する加熱帯に配設された加熱
   炉に複数ゾーンの燃焼用バーナが鋼板の流れ方向に沿っ
   てそれぞれ設けられ、燃焼用エア供給ファンの運転によ
   り燃焼用エアをバーナ燃焼用エア供給管を通し、且つレ
   キュペータにより熱交換して各ゾーンの燃焼用バーナに
   供給するエア供給系統において、 前記バーナ燃焼用エア供給ファンから燃焼用エアを前記
   各ゾーンの燃焼用バーナに供給する際、バーナ配管パー
   ジ時及び燃焼用バーナ点火時に前記燃焼用エア供給管内
   の圧力が常時一定に保持されるようにパイロットバーナ
   用エア供給ファンよりパイロットバーナに供給されるエ
   アの一部を前記燃焼用エア供給管に流入させて補填する
   ことを特徴とするバーナ燃焼用エアの圧力制御方法。