JP3159606B2 - 蓄熱再生式燃焼システムの流量制御方法 - Google Patents
蓄熱再生式燃焼システムの流量制御方法Info
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- JP3159606B2 JP3159606B2 JP17518294A JP17518294A JP3159606B2 JP 3159606 B2 JP3159606 B2 JP 3159606B2 JP 17518294 A JP17518294 A JP 17518294A JP 17518294 A JP17518294 A JP 17518294A JP 3159606 B2 JP3159606 B2 JP 3159606B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、対をなす蓄熱式バーナ
装置（以下「バーナ装置」という）を交互に燃焼状態と
排燃焼蓄熱状態に切り換え、回収された熱で燃焼用空気
を予熱するようにした複数組のバーナ装置対からなる蓄
熱再生式燃焼システムにおける燃料、燃焼用空気及び排
ガスの流量制御方法に関する。
装置（以下「バーナ装置」という）を交互に燃焼状態と
排燃焼蓄熱状態に切り換え、回収された熱で燃焼用空気
を予熱するようにした複数組のバーナ装置対からなる蓄
熱再生式燃焼システムにおける燃料、燃焼用空気及び排
ガスの流量制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば図３に示すように、対をな
すバーナ装置５１Ａと５１Ｂ、５２Ａと５２Ｂ、５３Ａ
と５３Ｂ、５４Ａと５４Ｂでそれぞれバーナ装置ぺア５
１，５２，５３，５４を構成し、バーナ装置５１Ａ〜５
４Ａと５１Ｂ〜５４Ｂのバーナ５５で交互に燃焼を行う
と共に、非燃焼状態のバーナ装置から、蓄熱器５６を介
して炉Ｆ内の排ガスを吸引放出し、この排ガスの熱を蓄
熱器５６に蓄えて次回の燃焼時に燃焼用空気の予熱に利
用する蓄熱再生式燃焼システム２００が知られている。
すバーナ装置５１Ａと５１Ｂ、５２Ａと５２Ｂ、５３Ａ
と５３Ｂ、５４Ａと５４Ｂでそれぞれバーナ装置ぺア５
１，５２，５３，５４を構成し、バーナ装置５１Ａ〜５
４Ａと５１Ｂ〜５４Ｂのバーナ５５で交互に燃焼を行う
と共に、非燃焼状態のバーナ装置から、蓄熱器５６を介
して炉Ｆ内の排ガスを吸引放出し、この排ガスの熱を蓄
熱器５６に蓄えて次回の燃焼時に燃焼用空気の予熱に利
用する蓄熱再生式燃焼システム２００が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この蓄
熱再生式燃焼システム２００では、それぞれのバーナ装
置５１Ａ〜５４Ａ、５１Ｂ〜５４Ｂが燃料、燃焼用空
気、排ガスの切換弁５７，５８，５９と調節弁６０，６
１，６２を備えており、個々のバーナ装置５１Ａ〜５４
Ａ、５１Ｂ〜５４Ｂで図４に示すような燃料、燃焼用空
気、及び排ガスの流量を制御していた。それぞれのバー
ナ装置に対してそれぞれ調節弁を設けているので、設備
費が高騰し、故障が発生する危険も高かった。また、図
５に示すように異なるバーナ装置対との間では弁の切換
タイミング等が調整されておらず、燃料ガス流量切換弁
開放本数が急激に変動して燃焼が不安定になり、炉内の
圧力変動や炉内に供給される熱量の変動が大きく、処理
材料に悪影響を及ぼしていた。さらに、変動幅の大きい
流量制御に対応するために、応答性に優れた調節弁を使
用しなければならず、設備の高騰を招いていた。また均
圧弁制御では、燃焼空気と燃料ガスの切換時刻差による
流量変動が圧力一定の条件下で起こることから変動幅の
大きい流量制御に関しては問題なく追随するが、蓄熱器
を通過する温度が変化すると流量抵抗（蓄熱器の圧力損
失）が変化するため圧力制御しても流量が変化してしま
う。蓄熱再生式燃焼システムでは排ガス温度や予熱空気
温度は切換直後から次回の切換まで絶え間なく変動する
ので、これを打ち消すように切換後の時間ないしは蓄熱
器内や排ガス温度によって空気と燃料の比率を厳密に制
御するのは難しい。
熱再生式燃焼システム２００では、それぞれのバーナ装
置５１Ａ〜５４Ａ、５１Ｂ〜５４Ｂが燃料、燃焼用空
気、排ガスの切換弁５７，５８，５９と調節弁６０，６
１，６２を備えており、個々のバーナ装置５１Ａ〜５４
Ａ、５１Ｂ〜５４Ｂで図４に示すような燃料、燃焼用空
気、及び排ガスの流量を制御していた。それぞれのバー
ナ装置に対してそれぞれ調節弁を設けているので、設備
費が高騰し、故障が発生する危険も高かった。また、図
５に示すように異なるバーナ装置対との間では弁の切換
タイミング等が調整されておらず、燃料ガス流量切換弁
開放本数が急激に変動して燃焼が不安定になり、炉内の
圧力変動や炉内に供給される熱量の変動が大きく、処理
材料に悪影響を及ぼしていた。さらに、変動幅の大きい
流量制御に対応するために、応答性に優れた調節弁を使
用しなければならず、設備の高騰を招いていた。また均
圧弁制御では、燃焼空気と燃料ガスの切換時刻差による
流量変動が圧力一定の条件下で起こることから変動幅の
大きい流量制御に関しては問題なく追随するが、蓄熱器
を通過する温度が変化すると流量抵抗（蓄熱器の圧力損
失）が変化するため圧力制御しても流量が変化してしま
う。蓄熱再生式燃焼システムでは排ガス温度や予熱空気
温度は切換直後から次回の切換まで絶え間なく変動する
ので、これを打ち消すように切換後の時間ないしは蓄熱
器内や排ガス温度によって空気と燃料の比率を厳密に制
御するのは難しい。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記問
題点を解消するためになされたもので、その蓄熱再生式
燃焼システムの流量制御方法は、ｎ組の蓄熱式バーナ装
置対からなる流量管理ゾーンを構成し、この流量管理ゾ
ーン全体の燃料流量、燃焼空気流量、及び排ガス流量を
設定する流量設定器を設け、それぞれの蓄熱式バーナ装
置対の燃焼切換処理を連続的に行い、この燃焼切換中は
燃料流量を（ｎ−１）／ｎ倍とするか、又は燃焼用空気
流量及び排ガス流量を共にｎ／（ｎ−１）倍にする。な
お、この流量制御方法では、先に燃焼切換処理を行うバ
ーナ装置対の燃料供給開始と次に燃焼切換処理を行うバ
ーナ装置対の燃料供給停止を同時に行うのがよい。
題点を解消するためになされたもので、その蓄熱再生式
燃焼システムの流量制御方法は、ｎ組の蓄熱式バーナ装
置対からなる流量管理ゾーンを構成し、この流量管理ゾ
ーン全体の燃料流量、燃焼空気流量、及び排ガス流量を
設定する流量設定器を設け、それぞれの蓄熱式バーナ装
置対の燃焼切換処理を連続的に行い、この燃焼切換中は
燃料流量を（ｎ−１）／ｎ倍とするか、又は燃焼用空気
流量及び排ガス流量を共にｎ／（ｎ−１）倍にする。な
お、この流量制御方法では、先に燃焼切換処理を行うバ
ーナ装置対の燃料供給開始と次に燃焼切換処理を行うバ
ーナ装置対の燃料供給停止を同時に行うのがよい。
【０００５】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。図１は蓄熱式燃焼システム１００の全
体を示し、炉Ｆには８台の蓄熱式バーナ装置１Ａ〜４
Ａ，１Ｂ〜４Ｂが設けてあり、図において上下で対向す
るバーナ装置１Ａと１Ｂ、２Ａと２Ｂ、３Ａと３Ｂ、４
Ａと４Ｂがそれぞれバーナ装置ぺア１〜４を構成し、こ
れら４組のバーナ装置ペア１〜４が一つの流量管理ゾー
ンＺを形成している。それぞれのバーナ装置１Ａ〜４
Ａ，１Ｂ〜４Ｂは、バーナ５と蓄熱器６を備えている。
この蓄熱器６は、図示するように、バーナ５に対する燃
焼用空気の供給と炉Ｆからの排ガスの排気に兼用される
配管７の経路に組み入れてもよいし、バーナ５の本体内
に組み入れてもよい。
ついて説明する。図１は蓄熱式燃焼システム１００の全
体を示し、炉Ｆには８台の蓄熱式バーナ装置１Ａ〜４
Ａ，１Ｂ〜４Ｂが設けてあり、図において上下で対向す
るバーナ装置１Ａと１Ｂ、２Ａと２Ｂ、３Ａと３Ｂ、４
Ａと４Ｂがそれぞれバーナ装置ぺア１〜４を構成し、こ
れら４組のバーナ装置ペア１〜４が一つの流量管理ゾー
ンＺを形成している。それぞれのバーナ装置１Ａ〜４
Ａ，１Ｂ〜４Ｂは、バーナ５と蓄熱器６を備えている。
この蓄熱器６は、図示するように、バーナ５に対する燃
焼用空気の供給と炉Ｆからの排ガスの排気に兼用される
配管７の経路に組み入れてもよいし、バーナ５の本体内
に組み入れてもよい。
【０００６】上記燃焼システム１００では、個々のバー
ナ装置１Ａ〜４Ａ，１Ｂ〜４Ｂについて、各バーナ５は
対応する燃料切換弁８を介して燃料ヘッダ９に接続され
ており、この燃料ヘッダ９は燃料ガス流量調節弁１０、
燃料ガス測定装置１１を介して燃料ガス供給源１２に接
続されている。各蓄熱器６は対応する燃焼用空気切換弁
１３を介して燃焼用空気ヘッダ１４に接続されており、
この燃焼用空気ヘッダ１４は燃焼用空気流量調節弁１
６、燃焼用空気流量測定装置１７を介して燃焼用空気ブ
ロア１８に接続されている。また、蓄熱器６は対応する
排ガス切換弁１９を介して排ガスヘッダ２０に接続され
ており、この排ガスヘッダ２０は排ガス流量測定装置２
１、排ガス流量調節弁２２を介して排ガスファン２３に
接続されている。
ナ装置１Ａ〜４Ａ，１Ｂ〜４Ｂについて、各バーナ５は
対応する燃料切換弁８を介して燃料ヘッダ９に接続され
ており、この燃料ヘッダ９は燃料ガス流量調節弁１０、
燃料ガス測定装置１１を介して燃料ガス供給源１２に接
続されている。各蓄熱器６は対応する燃焼用空気切換弁
１３を介して燃焼用空気ヘッダ１４に接続されており、
この燃焼用空気ヘッダ１４は燃焼用空気流量調節弁１
６、燃焼用空気流量測定装置１７を介して燃焼用空気ブ
ロア１８に接続されている。また、蓄熱器６は対応する
排ガス切換弁１９を介して排ガスヘッダ２０に接続され
ており、この排ガスヘッダ２０は排ガス流量測定装置２
１、排ガス流量調節弁２２を介して排ガスファン２３に
接続されている。
【０００７】上記燃料ガス流量調節弁１０、燃焼用空気
流量調節弁１６、及び排ガス流量調節弁２２は流量設定
器２４に電気的に接続されており、温度調節計２５から
の信号に基づいて、それぞれの調節弁１０、１６、２２
の開度が調整されるようになっている。また、燃料切換
弁８、燃焼用空気切換弁１３、及び排ガス切換弁１９は
切換中検出器２６に電気的に接続され（電気信号線は図
示せず）、それぞれの切換弁８、１３、１９が切換中で
あることを示す信号が切換中検出器２６に出力されるよ
うにしてある。
流量調節弁１６、及び排ガス流量調節弁２２は流量設定
器２４に電気的に接続されており、温度調節計２５から
の信号に基づいて、それぞれの調節弁１０、１６、２２
の開度が調整されるようになっている。また、燃料切換
弁８、燃焼用空気切換弁１３、及び排ガス切換弁１９は
切換中検出器２６に電気的に接続され（電気信号線は図
示せず）、それぞれの切換弁８、１３、１９が切換中で
あることを示す信号が切換中検出器２６に出力されるよ
うにしてある。
【０００８】以上の構成を有する燃焼システム１の燃焼
制御について図２のタイムチャートを参照して説明す
る。この図は、（ａ）燃料ガス切換弁と燃焼用空気切換
弁の開閉タイミングを示す図、（ｂ）燃料ガス切換弁の
開放本数を示す図、（ｃ）燃焼用空気切換弁の開放本数
を示す図で構成されており、それぞれの図において横軸
は時間を示している。また、（ａ）切換弁の開閉タイミ
ングを示す図において凸部分は切換弁の開放状態を示
し、凹の部分は切換弁の閉鎖状態を示している。
制御について図２のタイムチャートを参照して説明す
る。この図は、（ａ）燃料ガス切換弁と燃焼用空気切換
弁の開閉タイミングを示す図、（ｂ）燃料ガス切換弁の
開放本数を示す図、（ｃ）燃焼用空気切換弁の開放本数
を示す図で構成されており、それぞれの図において横軸
は時間を示している。また、（ａ）切換弁の開閉タイミ
ングを示す図において凸部分は切換弁の開放状態を示
し、凹の部分は切換弁の閉鎖状態を示している。
【０００９】例えば、流量管理ゾーンＺにおけるバーナ
装置ペア１〜４を順次蓄熱再生燃焼状態に立ちあげる場
合、それぞれのバーナ装置ペア１〜４について所定時間
ごとに燃焼用空気切換弁１３が開放されて、バーナ装置
１Ａ〜４Ａに燃焼用空気が供給されて燃焼状態に設定さ
れる。このとき、燃焼用空気流量調節弁１６は、燃焼用
空気切換弁１３の開放本数に応じて流量設定器２４で開
度が広げられる。各バーナ装置１Ａ〜４Ａの燃料切換弁
８は対応する燃焼用空気切換弁１３の開放から所定時間
遅れて順次開放状態に切り換えられ、燃料ガス流量調節
弁１０は燃料ガス切換弁８の開本数に応じて流量設定器
２４で開度が広げられる。また、バーナ装置１Ａ〜４Ａ
と共にバーナ装置ペア１〜４を構成するバーナ装置１Ｂ
〜４Ｂでは排ガス切換弁１９が順次開放され、排ガス流
量調節弁２２の開度が排ガス切換弁１９の開本数に応じ
て流量設定器２４で広げられる。そして、燃料ガスヘッ
ダ９、燃焼用空気ヘッダ１４、及び排ガスヘッダ２０を
流れる燃料ガス、燃焼用空気、及び排ガスの流量が燃料
ガス測定装置１１、燃焼用空気流量測定装置１７、及び
排ガス流量測定装置２１でそれぞれ測定され、その測定
結果に基づいて流量のフィードバック制御が行われる。
なお、バーナ装置１Ａ〜４Ａの排ガス切換弁１９とバー
ナ装置１Ｂ〜４Ｂの燃料ガス切換弁８及び燃焼用空気切
換弁１３はそれぞれ閉状態に保たれて、排ガス放出を行
う非燃焼蓄熱状態に設定される。
装置ペア１〜４を順次蓄熱再生燃焼状態に立ちあげる場
合、それぞれのバーナ装置ペア１〜４について所定時間
ごとに燃焼用空気切換弁１３が開放されて、バーナ装置
１Ａ〜４Ａに燃焼用空気が供給されて燃焼状態に設定さ
れる。このとき、燃焼用空気流量調節弁１６は、燃焼用
空気切換弁１３の開放本数に応じて流量設定器２４で開
度が広げられる。各バーナ装置１Ａ〜４Ａの燃料切換弁
８は対応する燃焼用空気切換弁１３の開放から所定時間
遅れて順次開放状態に切り換えられ、燃料ガス流量調節
弁１０は燃料ガス切換弁８の開本数に応じて流量設定器
２４で開度が広げられる。また、バーナ装置１Ａ〜４Ａ
と共にバーナ装置ペア１〜４を構成するバーナ装置１Ｂ
〜４Ｂでは排ガス切換弁１９が順次開放され、排ガス流
量調節弁２２の開度が排ガス切換弁１９の開本数に応じ
て流量設定器２４で広げられる。そして、燃料ガスヘッ
ダ９、燃焼用空気ヘッダ１４、及び排ガスヘッダ２０を
流れる燃料ガス、燃焼用空気、及び排ガスの流量が燃料
ガス測定装置１１、燃焼用空気流量測定装置１７、及び
排ガス流量測定装置２１でそれぞれ測定され、その測定
結果に基づいて流量のフィードバック制御が行われる。
なお、バーナ装置１Ａ〜４Ａの排ガス切換弁１９とバー
ナ装置１Ｂ〜４Ｂの燃料ガス切換弁８及び燃焼用空気切
換弁１３はそれぞれ閉状態に保たれて、排ガス放出を行
う非燃焼蓄熱状態に設定される。
【００１０】これにより、燃焼状態に設定されたバーナ
装置１Ａ〜４Ａのバーナ５から燃焼用ガスと燃焼用空気
がそれぞれ供給されて燃焼が行われる。一方、非燃焼蓄
熱状態に設定されたバーナ装置１Ｂ〜４Ｂの蓄熱器６を
通じて炉Ｆ内の燃焼排ガスが吸引され、排ガスヘッダ２
０を介して排ガスファン２３から大気に放出される。ま
た、バーナ装置１Ｂ〜４Ｂでは、排ガスの熱が蓄熱器６
で回収される。
装置１Ａ〜４Ａのバーナ５から燃焼用ガスと燃焼用空気
がそれぞれ供給されて燃焼が行われる。一方、非燃焼蓄
熱状態に設定されたバーナ装置１Ｂ〜４Ｂの蓄熱器６を
通じて炉Ｆ内の燃焼排ガスが吸引され、排ガスヘッダ２
０を介して排ガスファン２３から大気に放出される。ま
た、バーナ装置１Ｂ〜４Ｂでは、排ガスの熱が蓄熱器６
で回収される。
【００１１】所定時間経過後、バーナ装置１Ａ〜４Ａを
燃焼状態から非燃焼蓄熱状態に切り換え、それぞれに対
応するバーナ装置１Ｂ〜４Ｂを非燃焼蓄熱状態から燃焼
状態に切り換える切換処理に入る。この切換処理におい
ては、バーナ装置１Ａ〜４Ａがこの順序で燃焼状態から
非燃焼蓄熱状態に切り換えられる。また、バーナ装置１
Ｂ〜４Ｂがこの順序で非燃焼蓄熱状態から燃焼状態に切
り換えられる。
燃焼状態から非燃焼蓄熱状態に切り換え、それぞれに対
応するバーナ装置１Ｂ〜４Ｂを非燃焼蓄熱状態から燃焼
状態に切り換える切換処理に入る。この切換処理におい
ては、バーナ装置１Ａ〜４Ａがこの順序で燃焼状態から
非燃焼蓄熱状態に切り換えられる。また、バーナ装置１
Ｂ〜４Ｂがこの順序で非燃焼蓄熱状態から燃焼状態に切
り換えられる。
【００１２】具体的に説明すると、燃焼切換処理に入る
と、時刻Ｔ１に流量設定器２４により燃料ガス流量調節
弁１０の開度が狭められ、流量管理ゾーンＺに供給する
燃料ガスの流量がそれまでの７５％に減少される。同時
に、バーナ装置１Ａでは、燃料ガス切換弁１９が閉鎖さ
れて燃料ガスの供給が停止される。所定時間後の時刻Ｔ
２に、バーナ装置１Ａでは燃焼用空気切換弁１３が閉鎖
されて燃焼用空気の供給が停止される。この燃焼用空気
の停止と同時に、他方のバーナ装置１Ｂでは燃焼用空気
切換弁１３が開放される。また、時刻Ｔ２に、バーナ装
置１Ｂの排ガス切換弁１９が開放され、バーナ装置１Ａ
の排ガス切換弁１９が閉鎖される。次に、所定時間後の
時刻Ｔ３に、バーナ装置１Ｂの燃料ガス切換弁８が開放
され、このバーナ装置１Ｂに燃料ガスが供給される。
と、時刻Ｔ１に流量設定器２４により燃料ガス流量調節
弁１０の開度が狭められ、流量管理ゾーンＺに供給する
燃料ガスの流量がそれまでの７５％に減少される。同時
に、バーナ装置１Ａでは、燃料ガス切換弁１９が閉鎖さ
れて燃料ガスの供給が停止される。所定時間後の時刻Ｔ
２に、バーナ装置１Ａでは燃焼用空気切換弁１３が閉鎖
されて燃焼用空気の供給が停止される。この燃焼用空気
の停止と同時に、他方のバーナ装置１Ｂでは燃焼用空気
切換弁１３が開放される。また、時刻Ｔ２に、バーナ装
置１Ｂの排ガス切換弁１９が開放され、バーナ装置１Ａ
の排ガス切換弁１９が閉鎖される。次に、所定時間後の
時刻Ｔ３に、バーナ装置１Ｂの燃料ガス切換弁８が開放
され、このバーナ装置１Ｂに燃料ガスが供給される。
【００１３】その結果、バーナ装置１Ｂは燃焼状態に設
定され、これに供給された燃料ガスは蓄熱器６で予熱さ
れた燃焼用空気と共に炉Ｆ内で燃焼を開始する。また、
バーナ装置１Ａは非燃焼蓄熱状態に設定され、炉Ｆ内の
排ガスを吸引し、この排ガスは蓄熱器６で熱回収された
後、排ガスヘッダ２０を介して排ガスファン２３で大気
に放出される。
定され、これに供給された燃料ガスは蓄熱器６で予熱さ
れた燃焼用空気と共に炉Ｆ内で燃焼を開始する。また、
バーナ装置１Ａは非燃焼蓄熱状態に設定され、炉Ｆ内の
排ガスを吸引し、この排ガスは蓄熱器６で熱回収された
後、排ガスヘッダ２０を介して排ガスファン２３で大気
に放出される。
【００１４】上記バーナ装置１Ｂに対する燃料ガスの供
給開始（時刻Ｔ３）と同時に、バーナ装置２Ａの燃料ガ
ス切換弁８が閉鎖される。また、所定時間後の時刻Ｔ４
に、バーナ装置２Ａの燃焼用空気切換弁１３が閉鎖され
る。この燃焼用空気切換弁１３の閉鎖と同時に、バーナ
装置２Ｂの燃焼用空気切換弁１３が開放される。また、
時刻Ｔ４に、バーナ装置２Ｂの排ガス切換弁１９が閉鎖
され、バーナ装置２Ａの排ガス切換弁１９が開放され
る。次に、所定時間後の時刻Ｔ５に、バーナ装置２Ｂの
燃料ガス切換弁８が開放され、バーナ装置２Ｂが燃焼状
態、バーナ装置２Ａが非燃焼蓄熱状態に設定される。
給開始（時刻Ｔ３）と同時に、バーナ装置２Ａの燃料ガ
ス切換弁８が閉鎖される。また、所定時間後の時刻Ｔ４
に、バーナ装置２Ａの燃焼用空気切換弁１３が閉鎖され
る。この燃焼用空気切換弁１３の閉鎖と同時に、バーナ
装置２Ｂの燃焼用空気切換弁１３が開放される。また、
時刻Ｔ４に、バーナ装置２Ｂの排ガス切換弁１９が閉鎖
され、バーナ装置２Ａの排ガス切換弁１９が開放され
る。次に、所定時間後の時刻Ｔ５に、バーナ装置２Ｂの
燃料ガス切換弁８が開放され、バーナ装置２Ｂが燃焼状
態、バーナ装置２Ａが非燃焼蓄熱状態に設定される。
【００１５】以下、同様にして、バーナ装置３Ｂ、４Ｂ
が燃焼状態、バーナ装置３Ａ、４Ａが非燃焼蓄熱状態に
設定される。
が燃焼状態、バーナ装置３Ａ、４Ａが非燃焼蓄熱状態に
設定される。
【００１６】以上のようにして燃焼切換処理が行われる
結果、図２（ｂ）に示すように、この切換処理の時間帯
に開放されている燃料ガス切換弁は３カ所である。ま
た、この時間帯、燃料ガス流量は７５％に絞られてい
る。したがって、流量管理ゾーンＺの全体について見れ
ば、燃焼切換処理の時間帯に、各バーナ装置に供給され
る燃料ガス量は当該切換処理以外の時間帯と同一に保た
れている。
結果、図２（ｂ）に示すように、この切換処理の時間帯
に開放されている燃料ガス切換弁は３カ所である。ま
た、この時間帯、燃料ガス流量は７５％に絞られてい
る。したがって、流量管理ゾーンＺの全体について見れ
ば、燃焼切換処理の時間帯に、各バーナ装置に供給され
る燃料ガス量は当該切換処理以外の時間帯と同一に保た
れている。
【００１７】一方、流量管理ゾーンＺに対する燃焼用空
気の量も、燃焼切換処理以外の時間帯と同一に保たれて
いる。しかし、バーナ装置を非燃焼蓄熱状態から燃焼状
態に切り換えても、この切り換えた時点では蓄熱器、バ
ーナ及び配管中に排ガスが残っており、バーナ装置に燃
焼用空気の供給を開始するとまずこの残留排ガスが炉Ｆ
内に押し出され、その後燃焼用空気が炉Ｆ内に供給され
ることになる。したがって、炉Ｆ内に供給される燃焼用
空気量は、燃料ガス供給量と同様に切換処理中は約７５
％程度に減少しており、燃料ガスとのバランスが保たれ
る。しかし、切換処理中の流量管理ゾーンＺからの排ガ
ス放出量は、燃料ガスの消費量に応じて、切換処理以外
の時間帯の７５％として燃焼量とのバランスを保つ。
気の量も、燃焼切換処理以外の時間帯と同一に保たれて
いる。しかし、バーナ装置を非燃焼蓄熱状態から燃焼状
態に切り換えても、この切り換えた時点では蓄熱器、バ
ーナ及び配管中に排ガスが残っており、バーナ装置に燃
焼用空気の供給を開始するとまずこの残留排ガスが炉Ｆ
内に押し出され、その後燃焼用空気が炉Ｆ内に供給され
ることになる。したがって、炉Ｆ内に供給される燃焼用
空気量は、燃料ガス供給量と同様に切換処理中は約７５
％程度に減少しており、燃料ガスとのバランスが保たれ
る。しかし、切換処理中の流量管理ゾーンＺからの排ガ
ス放出量は、燃料ガスの消費量に応じて、切換処理以外
の時間帯の７５％として燃焼量とのバランスを保つ。
【００１８】そして、以上のようにしてバーナ装置１Ａ
〜４Ａが非燃焼蓄熱状態に切り換えられ、これらと対を
なすバーナ装置１Ｂ〜４Ｂが燃焼状態に切り換えられる
と燃焼切換処理を終了し、流量設定器２４により燃料ガ
ス調節弁１０の開度が調節されて、燃料ガス流量が１０
０％に回復する。その後、再び切換処理に入り、バーナ
装置１Ｂ〜４Ｂを非燃焼蓄熱状態、バーナ装置１Ａ〜４
Ａを燃焼状態に切り換える切換処理に入ると、燃料ガス
流量が７５％に減少される。この燃焼切換処理中、バー
ナ装置１Ａの燃焼ガス供給開始とバーナ装置１Ｂの燃焼
ガスの供給停止（時刻Ｔ７）、バーナ装置２Ａの燃焼ガ
ス供給開始とバーナ装置３Ｂの燃焼ガスの供給停止（時
刻Ｔ９）、及びバーナ装置３Ａの燃焼ガス供給開始とバ
ーナ装置４Ｂの燃焼ガスの供給停止（時刻Ｔ１１）がそ
れぞれ同時に行われる。また、バーナ装置１Ａの燃焼用
空気供給開始とバーナ装置１Ｂの燃焼用空気供給停止
（時刻Ｔ６）、バーナ装置２Ａの燃焼用空気供給開始と
燃焼２Ｂの燃焼用空気供給停止（時刻Ｔ８）、バーナ装
置３Ａの燃焼用空気供給開始とバーナ装置３Ｂの燃焼用
空気供給停止（時刻Ｔ１０）、バーナ装置４Ａの燃焼用
空気供給開始と燃焼４Ｂの燃焼用空気供給停止（時刻Ｔ
１２）がそれぞれ同時に行われる。したがって、燃焼切
換処理中の空燃比、炉内圧力の安定が保たれる。
〜４Ａが非燃焼蓄熱状態に切り換えられ、これらと対を
なすバーナ装置１Ｂ〜４Ｂが燃焼状態に切り換えられる
と燃焼切換処理を終了し、流量設定器２４により燃料ガ
ス調節弁１０の開度が調節されて、燃料ガス流量が１０
０％に回復する。その後、再び切換処理に入り、バーナ
装置１Ｂ〜４Ｂを非燃焼蓄熱状態、バーナ装置１Ａ〜４
Ａを燃焼状態に切り換える切換処理に入ると、燃料ガス
流量が７５％に減少される。この燃焼切換処理中、バー
ナ装置１Ａの燃焼ガス供給開始とバーナ装置１Ｂの燃焼
ガスの供給停止（時刻Ｔ７）、バーナ装置２Ａの燃焼ガ
ス供給開始とバーナ装置３Ｂの燃焼ガスの供給停止（時
刻Ｔ９）、及びバーナ装置３Ａの燃焼ガス供給開始とバ
ーナ装置４Ｂの燃焼ガスの供給停止（時刻Ｔ１１）がそ
れぞれ同時に行われる。また、バーナ装置１Ａの燃焼用
空気供給開始とバーナ装置１Ｂの燃焼用空気供給停止
（時刻Ｔ６）、バーナ装置２Ａの燃焼用空気供給開始と
燃焼２Ｂの燃焼用空気供給停止（時刻Ｔ８）、バーナ装
置３Ａの燃焼用空気供給開始とバーナ装置３Ｂの燃焼用
空気供給停止（時刻Ｔ１０）、バーナ装置４Ａの燃焼用
空気供給開始と燃焼４Ｂの燃焼用空気供給停止（時刻Ｔ
１２）がそれぞれ同時に行われる。したがって、燃焼切
換処理中の空燃比、炉内圧力の安定が保たれる。
【００１９】なお、上記実施例では、切換処理中は燃料
ガス供給量を非切換処理中の７５％に減少するものとし
たが、燃焼システムの設備容量に余裕がある場合には、
切換処理中も１００％の燃料ガスを供給して非切換処理
中と同一の燃焼量を確保するようにしてもよい。この場
合は、切換処理中の燃焼用空気の供給量をｎ／（ｎ−
１）倍すなわち４／３倍に設定し、燃料ガスの供給量と
のバランスを保つ。ただし、排ガスの放出量は非切換処
理中と同一に保てばよい。
ガス供給量を非切換処理中の７５％に減少するものとし
たが、燃焼システムの設備容量に余裕がある場合には、
切換処理中も１００％の燃料ガスを供給して非切換処理
中と同一の燃焼量を確保するようにしてもよい。この場
合は、切換処理中の燃焼用空気の供給量をｎ／（ｎ−
１）倍すなわち４／３倍に設定し、燃料ガスの供給量と
のバランスを保つ。ただし、排ガスの放出量は非切換処
理中と同一に保てばよい。
【００２０】上記実施例では、炉Ｆに設けたバーナ装置
ペア１〜４を一つの流量管理ゾーンＺとして流量管理す
るものとしたが、本発明ではバーナ装置ペアは４組に限
定されることなく、また炉Ｆに設けた複数のバーナ装置
ペアを複数の流量管理ゾーンに分割して個別に流量管理
してもよい。
ペア１〜４を一つの流量管理ゾーンＺとして流量管理す
るものとしたが、本発明ではバーナ装置ペアは４組に限
定されることなく、また炉Ｆに設けた複数のバーナ装置
ペアを複数の流量管理ゾーンに分割して個別に流量管理
してもよい。
【００２１】さらに、燃料としてガス燃料を使用した実
施例を説明したが、燃料はガスに限らず、液体燃料でも
本発明は適用可能である。
施例を説明したが、燃料はガスに限らず、液体燃料でも
本発明は適用可能である。
【００２２】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
係る蓄熱再生式燃焼システムの流量制御方法によれば、
複数組（ｎ組）のバーナ装置対を一つの流量管理ゾーン
とし、この流量管理ゾーン全体について燃料、燃焼用空
気、及び排ガスの流量を制御するとともに、燃焼切換処
理中の燃料流量を（ｎ−１）／ｎ倍とするか、又は、燃
焼用空気流量、及び排ガス流量を共にｎ／（ｎ−１）倍
にしているので、燃焼切換処理中における流量管理ゾー
ン全体の空燃比、炉内圧力が安定し、処理材料に与える
悪影響も最小限に止めることができる。また、それぞれ
のバーナ装置について流量調節弁を設ける必要がないの
で、設備コストの低減、故障発生率の低減を図ることが
できる。
係る蓄熱再生式燃焼システムの流量制御方法によれば、
複数組（ｎ組）のバーナ装置対を一つの流量管理ゾーン
とし、この流量管理ゾーン全体について燃料、燃焼用空
気、及び排ガスの流量を制御するとともに、燃焼切換処
理中の燃料流量を（ｎ−１）／ｎ倍とするか、又は、燃
焼用空気流量、及び排ガス流量を共にｎ／（ｎ−１）倍
にしているので、燃焼切換処理中における流量管理ゾー
ン全体の空燃比、炉内圧力が安定し、処理材料に与える
悪影響も最小限に止めることができる。また、それぞれ
のバーナ装置について流量調節弁を設ける必要がないの
で、設備コストの低減、故障発生率の低減を図ることが
できる。
【図１】 蓄熱再生式燃焼システムの配管系統図であ
る。
る。
【図２】 図１の蓄熱再生式燃焼システムの流量制御を
説明するタイムチャートである。
説明するタイムチャートである。
【図３】 従来の蓄熱再生式燃焼システムの配管系統図
である。
である。
【図４】 図３の蓄熱再生式燃焼システムの流量制御を
説明するタイムチャートである。
説明するタイムチャートである。
【図５】 図３の蓄熱再生式燃焼システムの別の流量制
御を説明するタイムチャートである。
御を説明するタイムチャートである。
１〜４…蓄熱式バーナ装置対、１Ａ〜４Ａ、１Ｂ〜４Ｂ
…蓄熱式バーナ装置、５…バーナ、６…蓄熱器、８…燃
料ガス切換弁、９…燃料ガスヘッダ、１０…燃料ガス流
量調節弁、１３…燃焼用空気切換弁、１４…燃焼用空気
ヘッダ、１６…燃焼用空気流量調節弁、１９…排ガス切
換弁、２０…排ガスヘッダ、２２…排ガス流量調節弁、
２４…流量設定器、１００…蓄熱再生式燃焼システム、
Ｚ…流量管理ゾーン、Ｆ…炉。
…蓄熱式バーナ装置、５…バーナ、６…蓄熱器、８…燃
料ガス切換弁、９…燃料ガスヘッダ、１０…燃料ガス流
量調節弁、１３…燃焼用空気切換弁、１４…燃焼用空気
ヘッダ、１６…燃焼用空気流量調節弁、１９…排ガス切
換弁、２０…排ガスヘッダ、２２…排ガス流量調節弁、
２４…流量設定器、１００…蓄熱再生式燃焼システム、
Ｚ…流量管理ゾーン、Ｆ…炉。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西 勝昭 大阪府大阪市西区京町堀２丁目４番７号 中外炉工業株式会社内 (72)発明者 宮本 泰典 大阪府大阪市西区京町堀２丁目４番７号 中外炉工業株式会社内 (72)発明者 藤本 洋二 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 清水 淳 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 八尋 和広 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 福井 雅康 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (56)参考文献 特開 平６−147462（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−49449（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−222373（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−200329（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23L 15/02 F23N 1/02 101
Claims (2)
- 【請求項１】 バーナと蓄熱器からなる対をなす蓄熱式
バーナ装置により交互に燃焼を行うと共に、一方の蓄熱
式バーナ装置が燃焼を行う間に非燃焼状態の他方の蓄熱
式バーナ装置が炉内から排ガスを吸引して次回燃焼時の
燃焼用空気の予熱に利用する熱を蓄熱器に回収するよう
にした蓄熱再生式燃焼システムにおいて、ｎ組の蓄熱式
バーナ装置対からなる流量管理ゾーンを構成し、この流
量管理ゾーン全体の燃料流量、燃焼空気流量、及び排ガ
ス流量を設定する流量設定器を設け、それぞれの蓄熱式
バーナ装置対の燃焼切換処理を連続的に行い、この燃焼
切換中は燃料流量を（ｎ−１）／ｎ倍とするか、又は燃
焼用空気流量及び排ガス流量を共にｎ／（ｎ−１）倍に
することを特徴とする蓄熱再生式燃焼システムの流量制
御方法。 - 【請求項２】 先に燃焼切換処理を行う蓄熱式バーナ装
置対の燃料供給開始と次に燃焼切換処理を行う蓄熱式バ
ーナ装置対の燃料供給停止を同時に行うことを特徴とす
る請求項１の蓄熱再生式燃焼システムの流量制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17518294A JP3159606B2 (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 蓄熱再生式燃焼システムの流量制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17518294A JP3159606B2 (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 蓄熱再生式燃焼システムの流量制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0835649A JPH0835649A (ja) | 1996-02-06 |
| JP3159606B2 true JP3159606B2 (ja) | 2001-04-23 |
Family
ID=15991716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17518294A Expired - Fee Related JP3159606B2 (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 蓄熱再生式燃焼システムの流量制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3159606B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101386053B1 (ko) * | 2013-07-22 | 2014-04-17 | 주식회사 에스에이씨 | 축열식 가열로의 연소 배기 제어장치 및 제어방법 |
| CN109442409A (zh) * | 2013-09-24 | 2019-03-08 | 湖南巴陵炉窑节能股份有限公司 | 一种蓄热式燃烧装置及其控制方法 |
-
1994
- 1994-07-27 JP JP17518294A patent/JP3159606B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0835649A (ja) | 1996-02-06 |
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