JP3514005B2 - 蓄熱式燃焼バーナを配置した加熱炉の操業方法 - Google Patents
蓄熱式燃焼バーナを配置した加熱炉の操業方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、蓄熱体を通って
バーナスロートから炉内に供給される燃焼空気の流れの
周りに、空気の流れとほぼ平行に燃料を噴射する燃料噴
射ノズルを複数設けた蓄熱式燃焼バーナを並列に２本１
組として配置した加熱炉の操業方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】バーナスロートの周りに、複数の燃料噴
射ノズルを配置し、蓄熱体を通ってバーナスロートから
炉内に供給された予熱燃焼空気の流れの周りに、バーナ
スロートとほぼ平行に燃料を噴射して燃焼を行う蓄熱式
燃焼バーナとしては、特開平６−１５９６１３号公報に
開示された、燃料を二段階に分けて供給して燃焼させる
低ＮＯｘ燃焼バーナがある。この蓄熱式燃焼バーナは、
図３に示すように、バーナスロート２１の途中におい
て、蓄熱体を通って高温になったバーナスロート２１内
の燃焼空気Ａの流れの周りから、この高温燃焼空気Ａの
流れに向けて、一次燃料Ｆ1 を噴射する一次燃料噴射ノ
ズル２２が、バーナスロート２１の内周に沿って複数設
けられているとともに、バーナスロート２１とほぼ平行
に二次燃料Ｆ 2 を直接炉内２４に噴射する二次燃料噴射
ノズル２３が、バーナスロート２１の周りに複数配置さ
れている。 【０００３】そして、この蓄熱式燃焼バーナで燃焼する
場合には、高温の燃焼空気Ａと一次燃料Ｆ1 とが、バー
ナスロート２１から炉内２４に噴射され、高温の燃焼空
気Ａの周りに一次火炎Ｂ1 が形成される。 【０００４】次いで、この一次火炎Ｂ1 の外側から、バ
ーナスロート２１とほぼ平行に二次燃料Ｆ2 が直接炉内
２４に噴射される。このとき、二次燃料Ｆ2 はバーナス
ロート２１とほぼ平行にかつその外側から噴射されるた
め、一次火炎Ｂ1 によって、中央の燃焼空気Ａの流れか
ら遮断される。このため、一次火炎Ｂ1 の表面と接触す
る二次燃料Ｆ2 は、残存酸素量が過少状態の一次火炎Ｂ
1 中において、ＮＯｘを還元する。 【０００５】そして、二次燃料Ｆ2 は一次火炎Ｂ1 より
も下流において、雰囲気ガスを巻き込みながら、一次火
炎Ｂ1 を貫通した高温の燃焼空気Ａと接触して、緩慢に
混合される。 【０００６】このとき、燃焼空気Ａは極めて高温（燃焼
ガス温度に近い１０００℃程度）であるため、二次燃料
Ｆ2 は容易に二次燃焼を起こす。しかも、一次火炎Ｂ1
が火種として存在するため、安定して緩慢な二次燃焼を
起こす。 【０００７】なお、二次燃料噴射ノズル２３の開口部周
辺には、バーナタイル２５によって凹部２６が形成され
ており、一次火炎Ｂ1 の保炎性がより高められるように
なっている。すなわち、一次火炎Ｂ1 でバーナスロート
２１から噴射される高温の燃焼空気Ａを二次燃料Ｆ2 か
ら遮断して、二次燃料Ｆ2 によるＮＯｘの還元を行って
から、緩慢燃焼によって完全燃焼を行わせるようにして
いる。 【０００８】なお、図３中符号Ｂ2 は二次火炎である。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平６−１５９６１３号公報に開示された、燃料を
二段階に分けて供給して燃焼させる低ＮＯｘ燃焼バーナ
には、次のような問題点があった。すなわち、この低Ｎ
Ｏｘ燃焼バーナを２本１組として並列かつ近接して配置
し、かつ燃焼のための燃料および燃焼空気を絞った（以
下タ−ンダウンという）状態で、交番燃焼をさせようと
した場合、図４に示すように、燃焼中の蓄熱式燃焼バー
ナ３１ａのバーナスロート２１ａの周りに配置した二次
燃料噴射ノズル２３ａから噴射する二次燃料のうち、燃
焼中の蓄熱式燃焼バーナ３１ａに隣接し、燃焼排ガスを
排出している蓄熱式燃焼バーナ３１ｂのバーナスロート
２１ｂに近い位置に噴射された二次燃料の一部が、未燃
焼のまま蓄熱式燃焼バーナ３１ｂのバーナスロート２１
ｂを通って系外に排出されるという問題点があった。 【００１０】未燃焼の可燃成分が系外に排出されること
は操業上好ましいことではない。また未燃焼の可燃成分
の濃度が高い場合には、燃料原単位も低下するという問
題点があった。 【００１１】この発明は、従来技術の上述のような問題
点を解消するためになされたものであり、バーナスロー
トの周りに配置した燃料噴射ノズルから直接炉内に燃料
を噴射する形式の蓄熱式燃焼バーナを、並列に２本１組
として配置して交番燃焼を行う加熱炉の操業方法におい
て、タ−ンダウン時においても、未燃焼の可燃成分が燃
焼排ガスとともに、系外に排出されることのない操業方
法を提供することを目的としている。 【００１２】 【課題を解決するための手段】この発明に係る蓄熱式燃
焼バーナを配置した加熱炉の操業方法は、蓄熱体を通っ
てバーナスロートから炉内に供給される燃焼空気の流れ
の周りに、燃焼空気の流れとほぼ平行に燃料を噴射する
燃料噴射ノズルを複数設けた蓄熱式燃焼バーナを並列に
２本１組として１組以上配置した加熱炉の操業方法にお
いて、前記燃料噴射ノズルの燃料供給量が一定量以上の
場合には、全体の燃料噴射ノズルから燃料を供給し、燃
料供給量が一定量未満になった場合には、燃焼している
蓄熱式燃焼バーナのバーナスロートの中心軸と隣接して
燃焼排ガスを排出している蓄熱式燃焼バーナのバーナス
ロートの中心軸とを結ぶ線上および線上付近にある前記
燃料噴射ノズルへの燃料供給を遮断し、その他の燃料噴
射ノズルから燃料を供給して燃焼するものである。 【００１３】燃料噴射ノズルの燃料供給量が一定量以上
の場合（フル操業時）には、燃料噴射ノズルから噴射さ
れる燃料の噴射流速が速いので、噴射された燃料は燃焼
空気の流れの周りを燃焼空気の流れとほぼ平行に直進
し、完全燃焼した後発生した燃焼排ガスが吸引中の蓄熱
式燃焼バーナのバーナスロート側に流れる。 【００１４】燃料噴射ノズルの燃料供給量が一定量未満
になるターンダウン時には、燃料を供給する燃料噴射ノ
ズルが減るので、燃料供給中の燃料噴射ノズル１本当り
の燃料供給量は、フル操業時と比較して減少しない。し
たがって、この場合も燃料の噴射流速が速く、フル操業
時と同じように、噴射された燃料は燃焼空気の流れの周
りを燃焼空気の流れとほぼ平行に直進し、完全燃焼した
後発生した燃焼排ガスが吸引中の蓄熱式燃焼バーナのバ
ーナスロート側に流れる。 【００１５】また、ターンダウン時に上述のようにし
て、燃料を供給する燃料噴射ノズルを減少させて操業し
ているときに、さらに燃料が絞られてきた場合、燃料噴
射ノズルから噴射される燃料の噴射流速が遅くなり、燃
料が直進して十分に燃焼しないうちに燃焼排ガスを吸引
中の蓄熱式燃焼バーナに吸引されそうになるが、燃料を
供給する燃料噴射ノズルが、燃焼排ガスを吸引中の蓄熱
式燃焼バーナから離れているので、燃料の一部が未燃焼
のまま吸引されることはない。 【００１６】なお、この発明において、線上および線上
付近とは、数学的な線分とその周辺を指している。 【００１７】また、燃料噴射ノズルへの供給遮断とは、
複数ある燃料噴射ノズルの一部への燃料供給を実質的に
０とすることである。したがって、多少のリークがあっ
たり、パイロットとして常時点火しておくための燃料が
残っている場合も含む。 【００１８】 【発明の実施の形態】この発明の実施形態の蓄熱式燃焼
バーナを配置した加熱炉の操業方法を、蓄熱式燃焼バー
ナ４本２組を同一の炉壁に近接して配置した場合を例に
とり、図１により説明する。 【００１９】この加熱炉の操業方法においては、蓄熱式
燃焼バーナ１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄのそれぞれのバ
ーナスロート（燃焼空気供給孔）２ａ、２ｂ、２ｃおよ
び２ｄの周りに、４個づつの燃料噴射ノズル３ａ、３
ｂ、３ｃおよび３ｄを配置している。そして、蓄熱式燃
焼バーナ１ａと１ｂが１組、蓄熱式燃焼バーナ１ｃと１
ｄが他の１組として、２本のバーナが同一組内で燃焼と
燃焼排ガスの排出を交互に分担している。すなわち、蓄
熱式燃焼バーナ１ａおよび１ｃで燃焼しているときに
は、蓄熱式燃焼バーナ１ｂと１ｄで燃焼排ガスを排出
し、反対に蓄熱式燃焼バーナ１ｂと１ｄで燃焼している
ときには、蓄熱式燃焼バーナ１ａおよび１ｃで燃焼排ガ
スを排出するという操業をしている。 【００２０】そして、フル燃焼時には、４個の燃料噴射
ノズル３ａ、３ｃまたは３ｂ、３ｄの全てから燃料を供
給している。 【００２１】燃料の供給量が最大燃料供給時の５０％未
満に減少した場合、燃料噴射ノズル３ａ、３ｃまたは３
ｂ、３ｄのうち、◎で示した燃料噴射ノズルからのみ燃
料を供給する。 【００２２】例えばバーナスロート中心線４上および線
４上付近にある燃料噴射ノズル３ｂ（○印で表示）への
燃料供給を遮断し、隣接する燃焼排ガス排出中の蓄熱式
燃焼バーナ１ａおよび１ｃから離れた位置にあるその他
の燃料噴射ノズル３ｂ（◎で表示）から燃料を供給する
ようにしている。 【００２３】そのため、燃料噴射ノズル３ｂから噴射し
た燃料が、隣接する蓄熱式燃焼バーナ１ａのバーナスロ
ート２ａまたは蓄熱式燃焼バーナ１ｃのバーナスロート
２ｃに引き寄せられることがないので、燃料が未燃焼の
まま系外に排出されることはなく、燃料原単位も低下し
ない。 【００２４】なお、図１において、蓄熱式燃焼バーナ１
ａの左側に蓄熱式燃焼バーナが配置されていないときに
は、ターンダウン時に蓄熱式燃焼バーナ１ａで燃焼する
ときに、蓄熱式燃焼バーナ１ａのバーナスロート２ａの
中心軸と隣接する蓄熱式燃焼バーナ１ｂのバーナスロー
ト２ｂの中心軸とを結ぶ線４上にある燃料噴射ノズル３
ａのうち、一番左側にある燃料噴射ノズル３ａ（●印で
表示）は遮断しなくてもよい。 【００２５】また、燃料の供給量がさらに減少して、最
大燃料供給時の２５％以下になった場合、例えば蓄熱式
燃焼バーナ１ｂおよび１ｄで燃焼しているときには、蓄
熱式燃焼バーナ１ｂおよび１ｄにおいて燃料を供給して
いる燃料噴射ノズル３ｂおよび３ｄ（◎で表示）のそれ
ぞれ２個のうちの１個への燃料供給を遮断すればよい。
この場合、遮断する燃料噴射ノズルは、燃焼排ガスを排
出している蓄熱式燃焼バーナ１ｃのバーナスロート２ｃ
の中心軸を通る対角線上にあるものとすればよい。 【００２６】なお、配置される燃料噴射ノズルの個数が
４個の例で説明したが、燃料噴射ノズルの個数がさらに
増えた場合には、燃料噴射を停止する燃料噴射ノズルの
個数は、前記中心線４上にある２個の燃料噴射ノズルの
みに限定されず、噴射される燃料の流れの状態に応じて
適宜増減すればよい。 【００２７】また、詳述しないが、この加熱炉の操業方
法における燃料の供給は、図１における燃料噴射ノズル
のみからの供給に限定されるのではなくて、バーナスロ
ートから炉内に供給される燃焼空気の流れに対して、バ
ーナスロート内で常時供給されている燃料もある。 【００２８】 【実施例】本発明の蓄熱式燃焼バーナを配置した加熱炉
の操業方法の効果を確認するため、図２の平面図に示す
ように、炉内寸法が幅２ｍ×長さ４ｍ×高さ２ｍの加熱
炉２４の、長さ方向両炉壁２４ａおよび２４ｂのそれぞ
れに、２本１組の蓄熱式燃焼バーナ１１ａ、１１ｂと１
１ｃ、１１ｄ（バーナ容量80万kcal/h/ 基) を、それぞ
れ１ｍの間隔で並列配置し、製鉄所副生混合ガス（発熱
量2600kcal/Nm3、組成CO:25%、H2:24%、CH412%、CO212
%、N227%)を、空気比１．１で燃焼させ、燃焼排ガス中
の最大ＣＯ濃度（ｐｐｍ）を調べた。 【００２９】この調査において、本発明の操業方法にお
いては、燃料噴射ノズルは図１で説明したように、燃料
噴射ノズルから噴射する燃料が減少してきた場合には、
隣接する燃焼排ガスを排気中の蓄熱式燃焼バーナに近い
燃料噴射ノズルは遮断して操業した。 【００３０】そして、本発明の操業方法の場合と燃料噴
射ノズルの配置は同じで、燃料が減少してきた場合にも
全ての燃料噴射ノズルを遮断しないで操業を行った場合
（比較例）と比較した。 【００３１】その結果、本発明の操業方法では、燃焼排
ガス中の最大ＣＯ濃度が２７ｐｐｍであったのに対し、
比較例においては、その値が１４８ｐｐｍもあり、本発
明の操業方法の効果が極めて優れたものであることが分
かった。 【００３２】 【発明の効果】この発明により、バーナスロートの周り
に配置した燃料噴射ノズルから直接炉内に燃料を噴射す
る形式の蓄熱式燃焼バーナを、２本１組並列に配置して
交番燃焼を行う加熱炉の操業方法において、ターンダウ
ン時においても、未燃焼の可燃成分が炉外に排出される
ことがなく、また燃料原単位も低下しない。
バーナスロートから炉内に供給される燃焼空気の流れの
周りに、空気の流れとほぼ平行に燃料を噴射する燃料噴
射ノズルを複数設けた蓄熱式燃焼バーナを並列に２本１
組として配置した加熱炉の操業方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】バーナスロートの周りに、複数の燃料噴
射ノズルを配置し、蓄熱体を通ってバーナスロートから
炉内に供給された予熱燃焼空気の流れの周りに、バーナ
スロートとほぼ平行に燃料を噴射して燃焼を行う蓄熱式
燃焼バーナとしては、特開平６−１５９６１３号公報に
開示された、燃料を二段階に分けて供給して燃焼させる
低ＮＯｘ燃焼バーナがある。この蓄熱式燃焼バーナは、
図３に示すように、バーナスロート２１の途中におい
て、蓄熱体を通って高温になったバーナスロート２１内
の燃焼空気Ａの流れの周りから、この高温燃焼空気Ａの
流れに向けて、一次燃料Ｆ1 を噴射する一次燃料噴射ノ
ズル２２が、バーナスロート２１の内周に沿って複数設
けられているとともに、バーナスロート２１とほぼ平行
に二次燃料Ｆ 2 を直接炉内２４に噴射する二次燃料噴射
ノズル２３が、バーナスロート２１の周りに複数配置さ
れている。 【０００３】そして、この蓄熱式燃焼バーナで燃焼する
場合には、高温の燃焼空気Ａと一次燃料Ｆ1 とが、バー
ナスロート２１から炉内２４に噴射され、高温の燃焼空
気Ａの周りに一次火炎Ｂ1 が形成される。 【０００４】次いで、この一次火炎Ｂ1 の外側から、バ
ーナスロート２１とほぼ平行に二次燃料Ｆ2 が直接炉内
２４に噴射される。このとき、二次燃料Ｆ2 はバーナス
ロート２１とほぼ平行にかつその外側から噴射されるた
め、一次火炎Ｂ1 によって、中央の燃焼空気Ａの流れか
ら遮断される。このため、一次火炎Ｂ1 の表面と接触す
る二次燃料Ｆ2 は、残存酸素量が過少状態の一次火炎Ｂ
1 中において、ＮＯｘを還元する。 【０００５】そして、二次燃料Ｆ2 は一次火炎Ｂ1 より
も下流において、雰囲気ガスを巻き込みながら、一次火
炎Ｂ1 を貫通した高温の燃焼空気Ａと接触して、緩慢に
混合される。 【０００６】このとき、燃焼空気Ａは極めて高温（燃焼
ガス温度に近い１０００℃程度）であるため、二次燃料
Ｆ2 は容易に二次燃焼を起こす。しかも、一次火炎Ｂ1
が火種として存在するため、安定して緩慢な二次燃焼を
起こす。 【０００７】なお、二次燃料噴射ノズル２３の開口部周
辺には、バーナタイル２５によって凹部２６が形成され
ており、一次火炎Ｂ1 の保炎性がより高められるように
なっている。すなわち、一次火炎Ｂ1 でバーナスロート
２１から噴射される高温の燃焼空気Ａを二次燃料Ｆ2 か
ら遮断して、二次燃料Ｆ2 によるＮＯｘの還元を行って
から、緩慢燃焼によって完全燃焼を行わせるようにして
いる。 【０００８】なお、図３中符号Ｂ2 は二次火炎である。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平６−１５９６１３号公報に開示された、燃料を
二段階に分けて供給して燃焼させる低ＮＯｘ燃焼バーナ
には、次のような問題点があった。すなわち、この低Ｎ
Ｏｘ燃焼バーナを２本１組として並列かつ近接して配置
し、かつ燃焼のための燃料および燃焼空気を絞った（以
下タ−ンダウンという）状態で、交番燃焼をさせようと
した場合、図４に示すように、燃焼中の蓄熱式燃焼バー
ナ３１ａのバーナスロート２１ａの周りに配置した二次
燃料噴射ノズル２３ａから噴射する二次燃料のうち、燃
焼中の蓄熱式燃焼バーナ３１ａに隣接し、燃焼排ガスを
排出している蓄熱式燃焼バーナ３１ｂのバーナスロート
２１ｂに近い位置に噴射された二次燃料の一部が、未燃
焼のまま蓄熱式燃焼バーナ３１ｂのバーナスロート２１
ｂを通って系外に排出されるという問題点があった。 【００１０】未燃焼の可燃成分が系外に排出されること
は操業上好ましいことではない。また未燃焼の可燃成分
の濃度が高い場合には、燃料原単位も低下するという問
題点があった。 【００１１】この発明は、従来技術の上述のような問題
点を解消するためになされたものであり、バーナスロー
トの周りに配置した燃料噴射ノズルから直接炉内に燃料
を噴射する形式の蓄熱式燃焼バーナを、並列に２本１組
として配置して交番燃焼を行う加熱炉の操業方法におい
て、タ−ンダウン時においても、未燃焼の可燃成分が燃
焼排ガスとともに、系外に排出されることのない操業方
法を提供することを目的としている。 【００１２】 【課題を解決するための手段】この発明に係る蓄熱式燃
焼バーナを配置した加熱炉の操業方法は、蓄熱体を通っ
てバーナスロートから炉内に供給される燃焼空気の流れ
の周りに、燃焼空気の流れとほぼ平行に燃料を噴射する
燃料噴射ノズルを複数設けた蓄熱式燃焼バーナを並列に
２本１組として１組以上配置した加熱炉の操業方法にお
いて、前記燃料噴射ノズルの燃料供給量が一定量以上の
場合には、全体の燃料噴射ノズルから燃料を供給し、燃
料供給量が一定量未満になった場合には、燃焼している
蓄熱式燃焼バーナのバーナスロートの中心軸と隣接して
燃焼排ガスを排出している蓄熱式燃焼バーナのバーナス
ロートの中心軸とを結ぶ線上および線上付近にある前記
燃料噴射ノズルへの燃料供給を遮断し、その他の燃料噴
射ノズルから燃料を供給して燃焼するものである。 【００１３】燃料噴射ノズルの燃料供給量が一定量以上
の場合（フル操業時）には、燃料噴射ノズルから噴射さ
れる燃料の噴射流速が速いので、噴射された燃料は燃焼
空気の流れの周りを燃焼空気の流れとほぼ平行に直進
し、完全燃焼した後発生した燃焼排ガスが吸引中の蓄熱
式燃焼バーナのバーナスロート側に流れる。 【００１４】燃料噴射ノズルの燃料供給量が一定量未満
になるターンダウン時には、燃料を供給する燃料噴射ノ
ズルが減るので、燃料供給中の燃料噴射ノズル１本当り
の燃料供給量は、フル操業時と比較して減少しない。し
たがって、この場合も燃料の噴射流速が速く、フル操業
時と同じように、噴射された燃料は燃焼空気の流れの周
りを燃焼空気の流れとほぼ平行に直進し、完全燃焼した
後発生した燃焼排ガスが吸引中の蓄熱式燃焼バーナのバ
ーナスロート側に流れる。 【００１５】また、ターンダウン時に上述のようにし
て、燃料を供給する燃料噴射ノズルを減少させて操業し
ているときに、さらに燃料が絞られてきた場合、燃料噴
射ノズルから噴射される燃料の噴射流速が遅くなり、燃
料が直進して十分に燃焼しないうちに燃焼排ガスを吸引
中の蓄熱式燃焼バーナに吸引されそうになるが、燃料を
供給する燃料噴射ノズルが、燃焼排ガスを吸引中の蓄熱
式燃焼バーナから離れているので、燃料の一部が未燃焼
のまま吸引されることはない。 【００１６】なお、この発明において、線上および線上
付近とは、数学的な線分とその周辺を指している。 【００１７】また、燃料噴射ノズルへの供給遮断とは、
複数ある燃料噴射ノズルの一部への燃料供給を実質的に
０とすることである。したがって、多少のリークがあっ
たり、パイロットとして常時点火しておくための燃料が
残っている場合も含む。 【００１８】 【発明の実施の形態】この発明の実施形態の蓄熱式燃焼
バーナを配置した加熱炉の操業方法を、蓄熱式燃焼バー
ナ４本２組を同一の炉壁に近接して配置した場合を例に
とり、図１により説明する。 【００１９】この加熱炉の操業方法においては、蓄熱式
燃焼バーナ１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄのそれぞれのバ
ーナスロート（燃焼空気供給孔）２ａ、２ｂ、２ｃおよ
び２ｄの周りに、４個づつの燃料噴射ノズル３ａ、３
ｂ、３ｃおよび３ｄを配置している。そして、蓄熱式燃
焼バーナ１ａと１ｂが１組、蓄熱式燃焼バーナ１ｃと１
ｄが他の１組として、２本のバーナが同一組内で燃焼と
燃焼排ガスの排出を交互に分担している。すなわち、蓄
熱式燃焼バーナ１ａおよび１ｃで燃焼しているときに
は、蓄熱式燃焼バーナ１ｂと１ｄで燃焼排ガスを排出
し、反対に蓄熱式燃焼バーナ１ｂと１ｄで燃焼している
ときには、蓄熱式燃焼バーナ１ａおよび１ｃで燃焼排ガ
スを排出するという操業をしている。 【００２０】そして、フル燃焼時には、４個の燃料噴射
ノズル３ａ、３ｃまたは３ｂ、３ｄの全てから燃料を供
給している。 【００２１】燃料の供給量が最大燃料供給時の５０％未
満に減少した場合、燃料噴射ノズル３ａ、３ｃまたは３
ｂ、３ｄのうち、◎で示した燃料噴射ノズルからのみ燃
料を供給する。 【００２２】例えばバーナスロート中心線４上および線
４上付近にある燃料噴射ノズル３ｂ（○印で表示）への
燃料供給を遮断し、隣接する燃焼排ガス排出中の蓄熱式
燃焼バーナ１ａおよび１ｃから離れた位置にあるその他
の燃料噴射ノズル３ｂ（◎で表示）から燃料を供給する
ようにしている。 【００２３】そのため、燃料噴射ノズル３ｂから噴射し
た燃料が、隣接する蓄熱式燃焼バーナ１ａのバーナスロ
ート２ａまたは蓄熱式燃焼バーナ１ｃのバーナスロート
２ｃに引き寄せられることがないので、燃料が未燃焼の
まま系外に排出されることはなく、燃料原単位も低下し
ない。 【００２４】なお、図１において、蓄熱式燃焼バーナ１
ａの左側に蓄熱式燃焼バーナが配置されていないときに
は、ターンダウン時に蓄熱式燃焼バーナ１ａで燃焼する
ときに、蓄熱式燃焼バーナ１ａのバーナスロート２ａの
中心軸と隣接する蓄熱式燃焼バーナ１ｂのバーナスロー
ト２ｂの中心軸とを結ぶ線４上にある燃料噴射ノズル３
ａのうち、一番左側にある燃料噴射ノズル３ａ（●印で
表示）は遮断しなくてもよい。 【００２５】また、燃料の供給量がさらに減少して、最
大燃料供給時の２５％以下になった場合、例えば蓄熱式
燃焼バーナ１ｂおよび１ｄで燃焼しているときには、蓄
熱式燃焼バーナ１ｂおよび１ｄにおいて燃料を供給して
いる燃料噴射ノズル３ｂおよび３ｄ（◎で表示）のそれ
ぞれ２個のうちの１個への燃料供給を遮断すればよい。
この場合、遮断する燃料噴射ノズルは、燃焼排ガスを排
出している蓄熱式燃焼バーナ１ｃのバーナスロート２ｃ
の中心軸を通る対角線上にあるものとすればよい。 【００２６】なお、配置される燃料噴射ノズルの個数が
４個の例で説明したが、燃料噴射ノズルの個数がさらに
増えた場合には、燃料噴射を停止する燃料噴射ノズルの
個数は、前記中心線４上にある２個の燃料噴射ノズルの
みに限定されず、噴射される燃料の流れの状態に応じて
適宜増減すればよい。 【００２７】また、詳述しないが、この加熱炉の操業方
法における燃料の供給は、図１における燃料噴射ノズル
のみからの供給に限定されるのではなくて、バーナスロ
ートから炉内に供給される燃焼空気の流れに対して、バ
ーナスロート内で常時供給されている燃料もある。 【００２８】 【実施例】本発明の蓄熱式燃焼バーナを配置した加熱炉
の操業方法の効果を確認するため、図２の平面図に示す
ように、炉内寸法が幅２ｍ×長さ４ｍ×高さ２ｍの加熱
炉２４の、長さ方向両炉壁２４ａおよび２４ｂのそれぞ
れに、２本１組の蓄熱式燃焼バーナ１１ａ、１１ｂと１
１ｃ、１１ｄ（バーナ容量80万kcal/h/ 基) を、それぞ
れ１ｍの間隔で並列配置し、製鉄所副生混合ガス（発熱
量2600kcal/Nm3、組成CO:25%、H2:24%、CH412%、CO212
%、N227%)を、空気比１．１で燃焼させ、燃焼排ガス中
の最大ＣＯ濃度（ｐｐｍ）を調べた。 【００２９】この調査において、本発明の操業方法にお
いては、燃料噴射ノズルは図１で説明したように、燃料
噴射ノズルから噴射する燃料が減少してきた場合には、
隣接する燃焼排ガスを排気中の蓄熱式燃焼バーナに近い
燃料噴射ノズルは遮断して操業した。 【００３０】そして、本発明の操業方法の場合と燃料噴
射ノズルの配置は同じで、燃料が減少してきた場合にも
全ての燃料噴射ノズルを遮断しないで操業を行った場合
（比較例）と比較した。 【００３１】その結果、本発明の操業方法では、燃焼排
ガス中の最大ＣＯ濃度が２７ｐｐｍであったのに対し、
比較例においては、その値が１４８ｐｐｍもあり、本発
明の操業方法の効果が極めて優れたものであることが分
かった。 【００３２】 【発明の効果】この発明により、バーナスロートの周り
に配置した燃料噴射ノズルから直接炉内に燃料を噴射す
る形式の蓄熱式燃焼バーナを、２本１組並列に配置して
交番燃焼を行う加熱炉の操業方法において、ターンダウ
ン時においても、未燃焼の可燃成分が炉外に排出される
ことがなく、また燃料原単位も低下しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の蓄熱式燃焼バーナを配置
した加熱炉の操業方法の説明図である。 【図２】本発明の実施例における蓄熱式燃焼バーナの配
置を示す加熱炉の平面図である。 【図３】従来のバーナスロートの周りに配置した燃料噴
射ノズルから直接炉内に燃料を噴射する形式の蓄熱式燃
焼バーナの説明図である。 【図４】燃料噴射ノズルから噴射された燃料が燃焼排ガ
スとともに排出される原理を説明する説明図である。 【符号の説明】 １ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 蓄熱式燃焼バーナ ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ バーナスロート ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 燃料噴射ノズル ４ バーナスロートの中心軸を結ぶ線 １１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 蓄熱式燃焼バーナ
した加熱炉の操業方法の説明図である。 【図２】本発明の実施例における蓄熱式燃焼バーナの配
置を示す加熱炉の平面図である。 【図３】従来のバーナスロートの周りに配置した燃料噴
射ノズルから直接炉内に燃料を噴射する形式の蓄熱式燃
焼バーナの説明図である。 【図４】燃料噴射ノズルから噴射された燃料が燃焼排ガ
スとともに排出される原理を説明する説明図である。 【符号の説明】 １ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 蓄熱式燃焼バーナ ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ バーナスロート ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 燃料噴射ノズル ４ バーナスロートの中心軸を結ぶ線 １１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 蓄熱式燃焼バーナ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−159613（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−49835（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−248103（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−112269（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F23L 15/02
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 蓄熱体を通ってバーナスロートから炉内
に供給される燃焼空気の流れの周りに、燃焼空気の流れ
とほぼ平行に燃料を噴射する燃料噴射ノズルを複数設け
た蓄熱式燃焼バーナを並列に２本１組として１組以上配
置した加熱炉の操業方法において、前記燃料噴射ノズル
の燃料供給量が一定量以上の場合には、全体の燃料噴射
ノズルから燃料を供給し、燃料供給量が一定量未満にな
った場合には、燃焼している蓄熱式燃焼バーナのバーナ
スロートの中心軸と隣接して燃焼排ガスを排出している
蓄熱式燃焼バーナのバーナスロートの中心軸とを結ぶ線
上および線上付近にある前記燃料噴射ノズルへの燃料供
給を遮断し、その他の燃料噴射ノズルから燃料を供給し
て燃焼することを特徴とする蓄熱式燃焼バーナを配置し
た加熱炉の操業方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26381595A JP3514005B2 (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 蓄熱式燃焼バーナを配置した加熱炉の操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26381595A JP3514005B2 (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 蓄熱式燃焼バーナを配置した加熱炉の操業方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09112880A JPH09112880A (ja) | 1997-05-02 |
| JP3514005B2 true JP3514005B2 (ja) | 2004-03-31 |
Family
ID=17394630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26381595A Expired - Fee Related JP3514005B2 (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 蓄熱式燃焼バーナを配置した加熱炉の操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3514005B2 (ja) |
-
1995
- 1995-10-12 JP JP26381595A patent/JP3514005B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09112880A (ja) | 1997-05-02 |
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