JP3747481B2

JP3747481B2 - Combustion control device in regenerative burner device

Info

Publication number: JP3747481B2
Application number: JP23549294A
Authority: JP
Inventors: 弘靖茂森; 洋二藤本; 雅康福井
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1994-09-29
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 2006-02-22
Anticipated expiration: 2021-02-22
Also published as: JPH0894065A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は加熱室内に少なくとも一対のバーナを配設し、これらバーナを交互に燃焼させると共に、非燃焼側バーナから排出される廃ガスを蓄熱体で熱交換することにより蓄熱し、燃焼時に蓄熱体で燃焼空気を加熱するようにした蓄熱式バーナ装置の燃焼制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の蓄熱式バーナ装置の燃焼制御装置としては、例えば特開平１−２１９４１１号公報に記載されているものがある。
この従来例では、加熱室に一対のバーナを配設し、このバーナに燃焼空気及び加熱室からの廃ガスを選択的に通過させる燃焼管を接続し、この燃焼管の途上に蓄熱器を配設することにより、一方のバーナを燃焼させているときには、この燃焼バーナに対して燃焼空気を蓄熱器を介して供給することにより蓄熱器の蓄熱で加熱し、他方の非燃焼バーナ側では加熱室内の廃ガスを蓄熱器を介して排出することにより、蓄熱器に蓄熱するようにし、燃焼バーナの切換を１０秒ないし数分毎に行うようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の蓄熱式バーナ装置の燃焼制御装置にあっては、燃焼バーナの切換を燃焼空気温度や廃ガス温度にかかわらず１０秒ないし数分毎に行うようにしているため、蓄熱体の蓄熱温度の利用効率が必ずしも高いものとはいえないものであった。
【０００４】
すなわち、非燃焼バーナ側の蓄熱体の蓄熱温度は加熱室内の廃ガス温度で飽和する一方、燃焼バーナ側の蓄熱体は燃焼空気との熱交換によって放熱されるため、蓄熱体の放熱が多くなると燃焼バーナに供給される燃焼空気温度が低下することにより、加熱室内温度が低下して、加熱室内を目標温度に制御することが困難となり、一方非燃焼側の蓄熱体の蓄熱温度は加熱室内の廃ガス温度で飽和するため、それ以上の時間蓄熱しても意味がないことから、燃焼バーナ側の放熱温度及び非燃焼側の蓄熱温度が最適状態となる切換時間を設定し、この切換時間毎に燃焼バーナを切換えることになり、最大限の燃焼効率を達成することができないという未解決の課題がある。
【０００５】
そこで、本出願には、先行技術として、非燃焼バーナ側の蓄熱体の出側における廃ガス温度を検出して、蓄熱体の蓄熱温度を推測し、これが所定温度に達したときに燃焼度バーナを切換えるようにした蓄熱式バーナ装置の燃焼制御装置を提案している。
この先行技術によれば、蓄熱体の蓄熱温度の管理を行うようにしているので、無駄な蓄熱時間を設けることなく、燃焼バーナの切換制御を効率良く行うことができるが、燃焼バーナ側の蓄熱体については何ら管理していないので、蓄熱体の過放熱による燃焼空気の温度低下が発生するおそれがあり、これによって加熱室の温度が目標温度より低下してしまうおそれがあると共に、蓄熱体の過放熱により、これを非燃焼バーナに切換えて廃ガスと熱交換したときに、排出される廃ガス温度が廃ガス中のＳ（硫黄）成分（ＳＯ₃、Ｈ₂Ｓ等）が化学反応して硫酸が生成されるときの温度である酸露点以下となって、酸腐食を発生させるという新たな課題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来例及び先行技術の未解決の課題に着目してなされたものであり、蓄熱体の蓄熱温度の利用効率を高めながら加熱室内の温度低下や廃ガス温度が酸露点以下となることを確実に防止することができる蓄熱式バーナ装置の燃焼制御装置を提供することを目的としている。
【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、請求項１に係る蓄熱式バーナ装置の燃焼制御装置は、加熱室内に配設した少なくとも一対のバーナと、各バーナに接続された燃料供給管及び空気供給兼廃ガス排出管と、前記空気供給兼廃ガス排出管の途上に介装された蓄熱体とを備え、各バーナを交互に切換燃焼させると共に、非燃焼側バーナから前記加熱室内の廃ガスを前記蓄熱体に導入して熱交換を行うようにした蓄熱式バーナ装置において、前記燃焼側のバーナに供給する燃焼空気の温度を蓄熱体の出側で検出する燃焼空気温度検出手段と、該燃焼空気温度検出手段の検出温度が前記加熱室温度を低下させる要因となる第１の設定値以下となったとき燃焼バーナの切換えを行う切換制御手段とを備えていることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２に係る蓄熱式バーナ装置の燃焼制御装置は、加熱室内に配設した少なくとも一対のバーナと、各バーナに接続された燃料供給管及び空気供給兼廃ガス排出管と、前記空気供給兼廃ガス排出管の途上に介装された蓄熱体とを備え、各バーナを交互に切換燃焼させると共に、非燃焼側バーナから前記加熱室内の廃ガスを前記蓄熱体に導入して熱交換を行うようにした蓄熱式バーナ装置において、前記燃焼側のバーナに供給する燃焼空気の温度を蓄熱体の出側で検出する燃焼空気温度検出手段と、非燃焼側バーナの蓄熱体から排出される廃ガスの温度を検出する廃ガス温度検出手段と、前記燃焼空気温度検出手段の空気温度が前記加熱室温度を低下させる要因となる第１の設定値以下となったとき及び前記廃ガス温度検出手段の廃ガス温度が第２の設定値以上となったときの何れか一方の条件を満たすときに燃焼バーナの切換えを行う切換制御手段とを備えていることを特徴としている。
【０００９】
【作用】
請求項１に係る発明においては、燃焼バーナに供給される燃焼空気の蓄熱体の出側の温度を燃焼空気温度検出手段で検出することにより、蓄熱体の放熱状態を検出することができ、これに基づいて切換制御手段で燃焼バーナの切換えを行うことにより、加熱室内の温度低下を抑制すると共に、蓄熱体の過放熱を防止して、非燃焼バーナ側への切換時に廃ガス温度の酸露点以下への低下を防止する。
【００１０】
また、請求項２に係る発明においては、燃焼バーナに供給される燃焼空気の蓄熱体の出側の温度を燃焼空気温度検出手段で検出することにより、蓄熱体の放熱状態を検出すると共に、非燃焼バーナから排出される廃ガスの蓄熱体出側の温度を廃ガス温度検出手段で直接検出することにより、切換制御手段で、燃焼空気温度の低下及び廃ガス温度の低下の何れか一方を検出したときに燃焼バーナを切換えることにより、加熱室内の温度低下及び廃ガス温度の酸露点への低下を確実に阻止する。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明を連続式加熱炉に適用した場合の第１実施例を示す概略構成図である。
図中、１は連続して搬送されるスラブを加熱する連続式加熱炉であって、スラブを左側から搬入し、予熱帯２、第１加熱帯３、第２加熱帯４及び均熱帯５を順次通過して加熱され、加熱を終了したスラブが右側から搬出されて次工程に搬送される。
【００１２】
第１加熱帯３及び第２加熱帯４には、夫々４台の蓄熱式バーナ装置６Ａ〜６Ｄ及び７Ａ〜７Ｄが取付けられ、これら蓄熱式バーナ装置６Ａ〜６Ｄ及び７Ａ〜７Ｄから排出される廃ガスが廃ガス吸引ファン（ＩＤＦ）８によって吸引されて煙突９から大気に放出される。
蓄熱式バーナ装置６Ａ〜６Ｄ及び７Ａ〜７Ｄの夫々は、図２に示すように、第１加熱帯３及び第２加熱帯４の左右側壁に互いに対向して配設された一対のガスバーナ１０ａ，１０ｂを有する。これらガスバーナ１０ａ，１０ｂの夫々は、図３に示すように、左右側壁に配設されるバーナ本体１１の中心部に内部にセンターエア管１２を配設し燃料ガス供給口１３ａから供給される燃焼ガスを噴射するガスノズル１３が配設され、且つこのガスノズル１３の回りに燃料空気給排口１４ａに接続された燃焼空気室１４が形成され、この燃焼空気室１４にガスノズル１３から噴射される燃料ガスに対して６０°の空気噴射角で燃焼空気を噴射する空気１次ノズル１５が連通されていると共に、これらの外側にガスノズル１３と平行に燃焼空気を噴射すると共に、第１加熱帯３又は第２加熱帯４の加熱廃ガスを吸引する空気２次ノズル１６が配設され、ガスノズル１３から噴射される燃料ガスと空気１次ノズル１５から噴射される燃焼空気との合流点近傍にパイロットバーナ１７ａ，１７ｂが配設された構成を有する。
【００１３】
そして、ガスバーナ１０ａ，１０ｂの燃料ガス供給口１３ａが燃料遮断弁１８ａ，１８ｂを介し、さらにメイン遮断弁１９、流量調節弁２０を介して燃料ガスとしてのＭガスを供給するＭガス供給源２１に接続されている。また、パイロットバーナ１７ａ，１７ｂも遮断弁２２ａ，２２ｂを介してＭガス供給源２１に接続されている。
【００１４】
また、ガスバーナ１０ａ，１０ｂの燃焼空気給排口１４ａが蓄熱体２３ａ，２３ｂの一端に接続され、この蓄熱体２３ａ，２３ｂの他端が空気遮断弁２４ａ，２４ｂを介し、さらに流量調節弁２５を介して燃焼空気を圧送する空気ブロアー２６に接続されていると共に、廃ガス遮断弁２７ａ，２７ｂを介し、さらに流量調節弁２８を介して廃ガス吸引ファン８に接続されている。
【００１５】
ここで、蓄熱体２３ａ，２３ｂの夫々は、気体流通炉に沿って蓄熱媒体として例えば直径１９ｍｍのアルミナボールが９８０ｋｇ充填されており、このアルミナボールに第１加熱帯３又は第２加熱帯４から排出される高温（例えば１３００℃程度）の廃ガスと熱交換されて蓄熱され、この蓄熱が低温の燃焼空気と熱交換されて放熱される。
【００１６】
そして、ガスバーナ１０ａ，１０ｂの燃焼空気給排口１４ａと蓄熱体２３ａ，２３ｂとの間の流路に燃焼空気温度を検出する燃焼空気温度検出手段としての例えばＰＲ熱電温度計で構成される燃焼空気温度センサ３０ａ，３０ｂが配設されている。
そして、燃料遮断弁１８ａ，１８ｂ、遮断弁１９、流量調節弁２０、空気遮断弁２４ａ，２４ｂ、流量調節弁２５、廃ガス遮断弁２７ａ，２７ｂ及び流量調節弁２８が連続式加熱炉１全体を統括するプロセスコンピュータ３１に接続されたダイレクトディジタルコントローラ（以下、ＤＤＣと称す）３２によって制御される。
【００１７】
ＤＤＣ３２は、少なくとも燃焼空気温度センサ３０ａ，３０ｂ及び第１加熱帯３及び第２加熱帯４間の炉温を検出する炉温センサ３３ａ，３３ｂの温度検出値を読込み、炉温センサ３３ａ，３３ｂの温度検出値に基づいて燃料ガス流量、燃焼空気流量及び廃ガス流量を設定して、これらに基づいて流量調節弁２０，２５及び２８の流量目標値を設定すると共に、燃焼空気温度センサ３０ａ，３０ｂの温度検出値に基づいて燃焼バーナの切換えタイミングを決定し、これに応じて燃料遮断弁１８ａ，１８ｂ、空気遮断弁２４ａ，２４ｂ及び廃ガス遮断弁２７ａ，２７ｂを開閉制御して、燃焼状態の一方のガスバーナ例えば１０ａを燃焼停止させ、非燃焼状態の他方のガスバーナ１０ｂを燃焼状態に切換える。
【００１８】
次に、上記第１実施例の動作をＤＤＣ３２の燃焼切換処理手順の一例を示す図４のフローチャートを伴って説明する。
ＤＤＣ３２は、連続式加熱炉１の操業を開始する際に、所定の初期化処理を行って炉内温度を予め設定された目標温度Ｔ_T（例えば１３００℃）まで昇温する昇温処理を実行する。
【００１９】
この昇温処理は、簡単に説明すると、先ずパイロットバーナ１７ａ，１７ｂに点火した状態で、一対のガスバーナ１０ａ，１０ｂの双方の燃料遮断弁１８ａ，１８ｂ、メイン遮断部１９を開状態とすると共に、空気遮断弁２４ａ，２４ｂを開状態、廃ガス遮断弁２７ａ，２７ｂを閉状態に夫々制御することにより、両ガスバーナ１０ａ，１０ｂを燃焼状態に制御する。そして、炉温センサ３３ａ，３３ｂで検出される温度検出値Ｔ_D1，Ｔ_D2が共に設定温度Ｔ_S（例えば燃料ガスの着火点以上の９００℃）に達したときに、予め設定された何れか一方例えばガスバーナ１０ｂを燃焼停止させて非燃焼状態に切換えるために、先ず燃料遮断弁１８ｂに対する指令信号ＣＳ_F2をオフ状態として、燃料遮断弁１８ｂを閉操作し、次いで、燃料遮断弁１８ｂが完全に閉状態となるまでに要する所定時間（例えば１秒以内）経過した後に空気遮断弁２４ｂに対する制御信号ＣＳ_A2をオフ状態として、空気遮断弁２４ｂを閉操作し、これと同時に廃ガス遮断弁２７ｂに対する制御信号ＣＳ_G2をオン状態として廃ガス遮断弁２７ｂを開操作する。その後、予め設定された所定時間ｔ_S（例えば６０秒以内）が経過する毎に、燃焼バーナを交互に切換え、炉温センサ３３ａ，３３ｂで検出される温度検出値Ｔ_D1，Ｔ_D2が目標温度Ｔ_Tに達すると、昇温処理を終了して、図４に示す定常切換制御処理を実行する。
【００２０】
この状態となると、各ガスバーナ１０ａ，１０ｂの蓄熱体２３ａ，２３ｂでの蓄熱が１０００℃以上１２００℃以下の範囲内となり、燃焼空気の予熱に好適な状態となる。
定常切換制御処理は、所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ１で、現在燃焼中のガスバーナ１０ｉ（ｉ＝ａ，ｂ）を検出し、次いで、ステップＳ２に移行して、燃焼中のガスバーナ側の燃焼空気温度センサ３０ｉで検出した燃焼空気温度Ｔ_Aiを読込み、次いでステップＳ３に移行して、燃焼空気温度Ｔ_Aiが予め設定した下限設定温度Ｔ_L（例えば１０００℃）に達したか否かを判定する。この判定は、蓄熱体２３ｉで予熱された燃焼空気の温度が低下して、炉内温度を低下させる要因となるか否かを判定するものであり、Ｔ_Ai＞Ｔ_Lであるときには、蓄熱体２３ｉで予熱された燃焼空気によって炉内温度が低下することがないものと判断して、そのままタイマ割込処理を終了して炉内温度を監視制御する所定のメインプログラムに復帰し、Ｔ_Ai≦Ｔ_Lであるときには、炉内温度を低下させる要因となるものと判断してステップＳ４に移行する。
【００２１】
このステップＳ４では、現在燃焼状態のガスバーナ１０ｉを燃焼停止させて非燃焼状態に切換えるために、先ずガスバーナ１０ｉの燃料遮断弁１８ｉに対する制御信号ＣＳ_Fiをオフ状態として、燃料遮断弁１８ｉを閉操作し、次いでステップＳ５に移行して、燃料遮断弁１８ｉが完全に閉じるまでに要する所定時間（例えば１秒以内）経過した後に空気遮断弁２４ｉに対する制御信号ＣＳ_Aiをオフ状態として空気遮断弁２４ｉを閉操作し、且つ廃ガス遮断弁２７ｉに対する制御信号ＣＳ_Giをオン状態として廃ガス遮断弁２７ｉを開操作することにより、ガスバーナ１０ｉを非燃焼状態に切換える。
【００２２】
次いで、ステップＳ６に移行して、他の非燃焼状態のガスバーナ１０ｊ（ｊ＝ｂ、ａ）を燃焼状態に切換えるために、その廃ガス遮断弁２７ｊに対する制御信号ＣＳ_Gjをオフ状態として廃ガス遮断弁２７ｊを閉操作し、且つ空気遮断弁２４ｊに対する制御信号ＣＳ_Ajをオン状態として空気遮断弁２４ｊを開操作し、その後所定時間経過した後にガスバーナ１０ｊの燃料遮断弁１８ｊに対する制御信号ＣＳ_Fjをオン状態として、燃料遮断弁１８ｊを開操作することにより、ガスバーナ１０ｊに燃料ガスを供給して、これをパイロットバーナ１７ｊで点火することにより、ガスバーナ１０ｊを燃焼状態に切換えてからタイマ割込処理を終了してメインプログラムに復帰する。
【００２３】
したがって、連続式加熱炉が操業開始して、昇温制御処理によって炉内温度が目標温度に達すると、図４の定常切換制御処理が実行されることになる。このとき、一方のガスバーナ１０ａが燃焼状態にあり、他方のバスバーナ１０ｂが非燃焼状態にあるものとすると、この状態では、燃焼状態のガスバーナ１０ａに対しては、外気から空気ブロア２６によって圧送される冷風状態（例えば２０℃）の燃焼空気が流量調節弁２５、空気遮断弁２４ａを介して蓄熱体２３ａに供給され、この蓄熱体２３ａで蓄熱されたアルミナボールと熱交換されて１０００℃以上に予熱されてガスバーナ１０ａの燃焼空気給排口１４ａに供給され、ガスノズル１３から噴射される燃料ガスと混合されて燃焼されて、炉内を加熱する。
【００２４】
これと同時に、他方の非燃焼状態のガスバーナ１０ｂでは、空気一次ノズル１５及び空気２次ノズル１６が燃焼空気室１４、燃焼空気給排口１４ａ、蓄熱体２３ｂ、廃ガス遮断弁２７ｂ、流量調節弁２８を介して廃ガス吸引ファン８に連通され、この廃ガス吸引ファン８によって炉内の廃ガスが吸引されて蓄熱体２３ｂを通って排出されることにより、蓄熱体２３ｂ内のアルミナボールと熱交換することにより、蓄熱体２３ｂの蓄熱温度が徐々に上昇される。
【００２５】
このとき、ガスバーナ１０ａが燃焼状態に、ガスバーナ１０ｂが非燃焼状態に夫々切換えられた直後であるものとすると、燃焼状態のガスバーナ１０ａ側の蓄熱体２ａで予熱された燃焼空気の温度は、図５で実線図示の特性曲線Ｌ_aで示すように、蓄熱体２３ａの飽和温度例えば１２００℃であり、一方、非燃焼状態のガスバーナ１０ｂの蓄熱体２３ｂの温度は、一点鎖線図示の特性曲線Ｌ_bで示すように、前回の燃焼時に放熱された設定下限温度Ｔ_Lである１０００℃となっており、ガスバーナ１０ｂ側の廃ガス遮断弁２７ｂの出側の温度は、図５の特性曲線Ｌ_cで示すように、酸露点温度（１７０℃前後）より高い例えば１９０℃程度になっている。
【００２６】
このため、図４の処理が実行されると、ステップＳ１で燃焼状態であるガスバーナ１０ａが検出され、次いで、このガスバーナ１０ａ側の燃焼空気温度センサ３０ａの燃焼空気温度Ｔ_Daを読込み、次いでステップＳ３で読込んだ燃焼空気温度Ｔ_Daが下限設定温度Ｔ_L以下であるか否かを判定するが、この状態ではガスバーナ１０ａで燃焼を開始した直後であるため、蓄熱体２３ａの蓄熱温度が１２００℃程度であり、燃焼空気温度も略等しいので、Ｔ_Da＞Ｔ_Lとなり、そのままタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
【００２７】
したがって、ガスバーナ１０ａでの燃焼状態が継続されると共に、ガスバーナ１０ｂでの廃ガス回収状態が継続されるが、ガスバーナ１０ａに供給される燃焼空気の温度は、図５の特性曲線Ｌ_aで示すように、時間の経過と共に徐々に低下する一方、ガスバーナ１０ｂ側の蓄熱体２３ｂの温度が図５の特性曲線Ｌ_bで示すように徐々に上昇し、これに伴って廃ガス遮断弁２７ｂの出側温度も図５の特性曲線Ｌ_cに示すように、徐々に上昇する。
【００２８】
その時、時点ｔ₁でガスバーナ１０ａに供給される燃焼空気温度Ｔ_Daが下限設定温度Ｔ_Lに達すると、図４の処理が実行されたときに、ステップＳ３からステップＳ４に移行することになり、ガスバーナ１０ａの燃料遮断弁１８ａに対する制御信号ＣＳ_Faをオフ状態として、燃料遮断弁１８ａを閉操作する。このため、図６に示すように、燃料遮断弁１８ａが徐々に閉じられる。
【００２９】
次いで、ステップＳ５に移行して、燃料遮断弁１８ａが完全に閉じるまでに要する所定時間（例えば１秒以内）経過した時点ｔ₂では、燃料遮断弁１８ａが閉じ切ることにより、バスバーナ１０ａへの燃料ガスの供給が完全に遮断され、これによってガスバーナ１０ａの燃焼が停止される。これと同時に、時点ｔ₂で空気遮断弁２４ａに対する制御信号ＣＳ_Aaをオフ状態として空気遮断弁２４ａを閉操作し、且つ廃ガス遮断弁２７ａに対する制御信号ＣＳ_Gaをオン状態として廃ガス遮断弁２７ａを開操作することにより、図６に示すように、空気遮断弁２４ａが徐々に閉じられ、これと同時に廃ガス遮断弁２７ａが徐々に開かれ、これによってガスバーナ１０ａが非燃焼状態の廃ガス回収状態に切換えられる。
【００３０】
次いで、ステップＳ６に移行して、他の非燃焼状態のガスバーナ１０ｂの廃ガス遮断弁２７ｂに対する制御信号ＣＳ_Gbをオフ状態として廃ガス遮断弁２７ｂを閉操作し、且つ空気遮断弁２４ｂに対する制御信号ＣＳ_Abをオン状態として空気遮断弁２４ｂを開操作することにより、図６に示すように、時点ｔ₂から廃ガス遮断弁２７ｂが徐々に閉じると共に、空気遮断弁２４ｂが徐々に開かれることにより、廃ガス回収状態からガスバーナ１０ｂに高温の蓄熱体２３ｂで予熱された燃焼空気を供給する燃焼準備状態に移行し、その後所定時間経過した空気遮断弁２４ｂ及び廃ガス遮断弁２４ａが全開状態となった後の時点ｔ₄でガスバーナ１０ｂの燃料遮断弁１８ｂに対する制御信号ＣＳ_Fbをオン状態として、図６に示すように、燃料遮断弁１８ｂを開操作することにより、ガスバーナ１０ｂに燃料ガスが供給開始され、これがパイロットバーナ１７ｂで点火されることにより、ガスバーナ１０ｂを燃焼状態に切換える。
【００３１】
このように、ガスバーナ１０ｂが燃焼状態に切換わると、時間の経過と共に図５の特性曲線Ｌ_bで示すように、燃焼空気温度Ｔ_Dbが徐々に低下し、逆にガスバーナ１０ａで回収された廃ガスによって蓄熱体２３ａの温度が徐々に上昇され、これに応じて廃ガス遮断弁２７ａの出側の廃ガス温度が特性曲線Ｌ_dで示すように、徐々に上昇する。
【００３２】
そして、このガスバーナ１０ｂの燃焼状態が、燃焼空気温度Ｔ_Dbが下限設定温度Ｔ_L以下となるまで継続され、燃焼空気温度Ｔ_Dbが下限設定温度Ｔ_L以下となると、ガスバーナ１０ｂが燃焼状態から非燃焼状態に、逆にガスバーナ１０ａが非燃焼状態から燃焼状態に切換えられる。その後、燃焼状態のガスバーナ１０ｉに供給される燃焼空気温度Ｔ_Diが下限設定温度Ｔ_L以下となる毎に燃焼バーナの切換えが行われる。
【００３３】
このように、上記第１実施例によると、燃焼状態のガスバーナ１０ｉに供給される燃焼空気温度Ｔ_Diが下限設定温度Ｔ_L以下となる毎に燃焼バーナの切換えが行われるので、燃焼空気温度の低下により連続式加熱炉１の炉温が低下することを確実に防止することができると共に、燃焼バーナ１０ｉ側の蓄熱体２３ｉの過放熱を防止することができ、これに応じて燃焼バーナ１０ｉが非燃焼状態となって廃熱回収状態となったときに、蓄熱体２３ｊの出側温度が低下して例えば廃ガス遮断弁２７ｊの出側の廃ガス温度が酸露点以下となって、廃ガス中の硫黄成分が化学反応して硫酸が生成されることを確実に防止することができる。
【００３４】
次に、本発明の第２実施例を図７及び図８を伴って説明する。
この第２実施例は、前述した第１実施例に加えて熱回収効率も向上させるようにしたものである。
すなわち、図７に示すように、図２の構成において、蓄熱体２３ａ、２３ｂの出側にその廃ガス温度を検出する廃ガス温度検出手段としての例えばＰＲ熱電温度計で構成される廃ガス温度センサ３５ａ、３５ｂを設け、これら廃ガス温度センサ３５ａ、３５ｂで蓄熱体２３ａ、２３ｂで熱交換した直後の廃ガス温度Ｔ_Ga、Ｔ_Gbを検出し、この廃ガス温度Ｔ_Ga、Ｔ_GbをＤＤＣ３２に供給して、このＤＤＣ３２で蓄熱体２３ａ、２３ｂの蓄熱許容量を越えているか否かを判断し、蓄熱許容量を越えているとき又は前述したように燃焼側ガスバーナ１０ｉに供給される燃焼空気温度Ｔ_Diが下限設定温度Ｔ_L以下となったときの何れかの条件を満足したときに燃焼バーナの切換えを行うようにしたものであり、図２との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００３５】
この第２実施例では、ＤＤＣ３２で図８の定常切換制御処理が実行される。この定常切換制御処理は、図４の処理におけるステップＳ３〜Ｓ４間に非燃焼状態のガスバーナ１０ｊの廃ガス温度センサ３５ｊの廃ガス温度Ｔ_Gjを読込むステップＳ１１と読込んだ廃ガス温度Ｔ_Gjが予め設定された蓄熱体２３ｊの熱許容量に相当する上限設定温度Ｔ_Hに達したか否かを判定するステップＳ１２が介装され、このステップＳ１２でＴ_Gi＜Ｔ_Hであるときには蓄熱体２３ｊの熱許容量を越えていないものと判断してそのままタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰し、Ｔ_Gi≧Ｔ_Hであるときには、蓄熱体２３ｊの熱許容量を越えたものと判断してステップＳ４に移行することを除いては図４と同様の処理を行い対応部分には同一符号を付して、その説明はこれを省略する。
【００３６】
この第２実施例によると、燃焼状態にあるガスバーナ１０ｉに供給する燃焼空気温度Ｔ_Aiが下限設定温度Ｔ_L以下となると、前述した第１実施例と同様に、燃焼バーナを切換えて、炉内温度の低下や蓄熱体の過放熱による廃ガス温度の低下を抑制することができると共に、燃焼状態にあるガスバーナ１０ｉに供給する燃焼空気温度Ｔ_Aiが下限設定温度Ｔ_L以下となっていない状態であっても、非燃焼状態即ち廃熱回収状態にあるガスバーナ１０ｊの蓄熱体２３ｊの廃ガス温度Ｔ_Gjが上限設定温度Ｔ_Hに達すると、ステップＳ４に移行して、燃焼バーナの切換処理が行われることになり、蓄熱体２３ｊの熱許容量を越えて外部に排出される廃ガス温度が不必要に高くなることを抑制して、熱回収効率を向上させることができる。
【００３７】
なお、上記各実施例においては、ガスバーナ１０ａ、１０ｂに供給する燃料としてＭガスを使用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の燃料ガスや重油等の液体燃料を適用することができるものである。
また、上記各実施例においては、ガスバーナ１０ａ、１０ｂの燃焼切換制御をＤＤＣ３２で行うようにした場合について説明したが、これに限らず他のプログラマブルコントローラやシーケンス制御回路等によってシーケンス制御するようにしてもよい。
【００３８】
さらに、上記各実施例においては、ガスバーナ１０ａ、１０ｂに対する燃焼空気の供給及び廃ガスの排出を個別の空気遮断弁２４ａ、２４ｂ及び廃ガス遮断弁２７ａ、２７ｂで行う場合について説明したが、これに限らずエアシリンダ等によって流路を切り換える方向切換弁や、特開平１−２１９４１１号公報に開示されているように流体力学的にコアンダ効果を利用して切換機構を構成するようにしてもよい。
【００３９】
さらにまた、上記各実施例においては、温度検出手段としてＰＲ熱電温度計を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の熱電温度計を適用することができる。
また、上記各実施例においては、本発明を連続式加熱炉に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の加熱炉や熱処理炉等にも適用し得るものである。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る蓄熱式バーナ装置における燃焼制御装置によれば、燃焼側のバーナに供給する燃焼空気の温度を燃焼空気温度検出手段で蓄熱体の出側で検出し、この検出温度が加熱室温度を低下させる要因となる第１の設定値以下となったとき切換制御手段で燃焼バーナの切換えを行うようにしたので、燃焼空気温度の低下によって加熱室温度の低下を確実に防止することができると共に、蓄熱体の過放熱を抑制して、非燃焼側に切換えたときの廃ガス温度の低下を抑制して、廃ガス温度が酸露点以下に低下して、硫黄成分による硫酸の生成を確実に阻止することができるという効果が得られる。
【００４１】
また、請求項２に係る蓄熱式バーナ装置における燃焼制御装置によれば、上記構成に加えて非燃焼側バーナの蓄熱体から排出される廃ガスの温度を検出する廃ガス温度検出手段を設け、切換制御手段で燃焼空気温度が加熱室温度を低下させる要因となる第１の設定値以下となるとき及び廃ガス温度が第２の設定値以上となるときの何れかの条件を満たすときに燃焼バーナの切換えを行うようにしたので、上記請求項１の効果に加えて非燃焼側バーナの蓄熱体の熱許容量を越える熱回収を抑制して、熱回収効率を向上させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を連続式加熱炉に適用した場合の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】蓄熱式バーナ装置の一例を示す概略構成図である。
【図３】ガスバーナの一例を示す断面図である。
【図４】ダイレクトディジタルコントローラでの定常切換処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】燃焼バーナの切換えによる蓄熱体の前後の温度変化及び廃ガス温度変化を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の動作の説明に供する各弁の切換タイミングを示すタイムチャートである。
【図７】本発明の第２の実施例における蓄熱式バーナ装置を示す概略構成図である。
【図８】第２実施例における定常切換処理の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１連続式加熱炉
２予熱帯
３第１加熱帯
４第２加熱帯
５均熱帯
６Ａ〜６Ｄ、７Ａ〜７Ｄ蓄熱バーナ装置
８廃ガス吸引ファン
１０ａ、１０ｂガスバーナ
１８ａ、１８ｂ燃料遮断弁
２３ａ、２３ｂ蓄熱体
２４ａ、２４ｂ空気遮断弁
２７ａ、２７ｂ廃ガス遮断弁[0001]
[Industrial application fields]
The present invention provides at least a pair of burners in a heating chamber, alternately burns these burners, and stores heat by exchanging heat of waste gas discharged from the non-combustion side burner with a heat storage body. The present invention relates to a combustion control device for a regenerative burner device that heats combustion air.
[0002]
[Prior art]
As a conventional combustion control device for a regenerative burner device, for example, there is one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-219411.
In this conventional example, a pair of burners are arranged in a heating chamber, a combustion pipe for selectively passing combustion air and waste gas from the heating chamber is connected to the burner, and a heat accumulator is arranged in the middle of the combustion pipe. When one of the burners is combusted, the combustion air is supplied to the combustion burner via the heat accumulator to heat it with the heat stored in the heat accumulator, and the other non-combustion burner is heated in the heating chamber. The exhaust gas is discharged through a heat accumulator, so that the heat accumulator stores heat, and the combustion burner is switched every 10 seconds to several minutes.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional combustion control device for a regenerative burner device, the combustion burner is switched every 10 seconds to several minutes regardless of the combustion air temperature or the waste gas temperature. The utilization efficiency of the heat storage temperature was not necessarily high.
[0004]
That is, the heat storage temperature of the non-combustion burner-side heat storage body is saturated with the waste gas temperature in the heating chamber, while the combustion burner-side heat storage body is dissipated by heat exchange with the combustion air. As the temperature of the combustion air supplied to the combustion burner decreases, the temperature in the heating chamber decreases, making it difficult to control the heating chamber to the target temperature, while the heat storage temperature of the non-combustion side heat accumulator is in the heating chamber. Since it is saturated at the waste gas temperature, there is no point in storing heat for a longer time.Therefore, a switching time is set at which the heat release temperature on the combustion burner side and the heat storage temperature on the non-combustion side are in an optimum state. However, there is an unsolved problem that the maximum combustion efficiency cannot be achieved.
[0005]
Therefore, in the present application, as a prior art, the waste gas temperature on the outlet side of the heat storage body on the non-burning burner side is detected to estimate the heat storage temperature of the heat storage body, and when this reaches a predetermined temperature, the burnup burner Has proposed a combustion control device for a regenerative burner device that can be switched.
According to this prior art, since the heat storage temperature of the heat storage body is managed, the combustion burner switching control can be performed efficiently without providing wasteful heat storage time. Since the body is not managed at all, the temperature of the combustion air may decrease due to excessive heat dissipation of the heat storage body, which may cause the temperature of the heating chamber to fall below the target temperature, When this is switched to a non-combustion burner by heat dissipation and heat exchange with waste gas is performed, the temperature of the exhaust gas discharged becomes the S (sulfur) component (SO) in the waste gas. _Three , H ₂ There is a new problem that acid corrosion occurs below the acid dew point, which is the temperature at which sulfuric acid is produced by chemical reaction of S and the like.
[0006]
Therefore, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned conventional examples and unsolved problems of the prior art, and while reducing the temperature inside the heating chamber and the waste gas temperature while increasing the utilization efficiency of the heat storage temperature of the heat storage body, the acid dew point is increased. It aims at providing the combustion control apparatus of the thermal storage type burner apparatus which can prevent reliably becoming below.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a combustion control device for a regenerative burner device according to claim 1 includes at least a pair of burners disposed in a heating chamber, a fuel supply pipe connected to each burner, and air supply / waste gas. An exhaust pipe and a heat accumulator interposed in the air supply / waste gas exhaust pipe, each burner is alternately switched and burned, and waste gas in the heating chamber is transferred from the non-combustion burner to the heat accumulator In the regenerative burner apparatus introduced into the heat exchanger for heat exchange, combustion air temperature detecting means for detecting the temperature of the combustion air supplied to the combustion side burner on the outlet side of the heat storage body, and the combustion air temperature detection The detected temperature of the means is It becomes a factor to lower the heating chamber temperature And a switching control means for switching the combustion burner when it becomes equal to or lower than the first set value.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a combustion control device for a regenerative burner device comprising: at least a pair of burners disposed in a heating chamber; a fuel supply pipe and an air supply / waste gas discharge pipe connected to each burner; A heat storage body interposed in the middle of the supply / waste gas discharge pipe, and alternately burns each burner, and introduces waste gas in the heating chamber from the non-combustion burner to the heat storage body for heat exchange. In the regenerative burner apparatus, the combustion air temperature detecting means for detecting the temperature of the combustion air supplied to the combustion side burner on the outlet side of the heat storage body and the heat storage body of the non-combustion side burner are discharged. Waste gas temperature detection means for detecting the temperature of waste gas, and the air temperature of the combustion air temperature detection means It becomes a factor to lower the heating chamber temperature Switching control for switching the combustion burner when either the first set value or less and when the waste gas temperature of the waste gas temperature detecting means becomes the second set value or more are satisfied And a means.
[0009]
[Action]
In the invention which concerns on Claim 1, by detecting the temperature of the exit side of the thermal storage body of the combustion air supplied to a combustion burner with a combustion air temperature detection means, the thermal radiation state of a thermal storage body can be detected, By switching the combustion burner with the switching control means based on the above, it suppresses the temperature drop in the heating chamber and prevents the heat storage body from over-radiating, so that the acid dew point of the waste gas temperature when switching to the non-combustion burner side Prevents the decline to:
[0010]
In the invention according to claim 2, the temperature of the outlet side of the heat accumulator of the combustion air supplied to the combustion burner is detected by the combustion air temperature detecting means, so that the heat release state of the heat accumulator is detected. The waste gas temperature detection means directly detects the temperature of the waste gas discharged from the combustion burner by the waste gas temperature detection means, and the switching control means detects either the combustion air temperature drop or the waste gas temperature drop. By switching the combustion burner at this time, the temperature drop in the heating chamber and the reduction of the waste gas temperature to the acid dew point are surely prevented.
[0011]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment when the present invention is applied to a continuous heating furnace.
In the figure, 1 is a continuous heating furnace for heating a slab that is continuously conveyed, and the slab is carried in from the left side, and the pretropical zone 2, the first heating zone 3, the second heating zone 4 and the soaking zone 5 are The slab, which has been sequentially passed and heated and finished heating, is unloaded from the right side and conveyed to the next step.
[0012]
Four heat storage burner devices 6A to 6D and 7A to 7D are attached to the first heating zone 3 and the second heating zone 4, respectively, and waste discharged from these heat storage burner devices 6A to 6D and 7A to 7D. The gas is sucked by a waste gas suction fan (IDF) 8 and released from the chimney 9 to the atmosphere.
As shown in FIG. 2, each of the heat storage burner devices 6 </ b> A to 6 </ b> D and 7 </ b> A to 7 </ b> D includes a pair of gas burners 10 a disposed on the left and right side walls of the first heating zone 3 and the second heating zone 4. 10b. As shown in FIG. 3, each of these gas burners 10a and 10b has a combustion air supplied from a fuel gas supply port 13a with a center air pipe 12 provided in the center of the burner body 11 provided on the left and right side walls. A gas nozzle 13 for injecting gas is disposed, and a combustion air chamber 14 connected to a fuel air supply / exhaust port 14 a is formed around the gas nozzle 13, and fuel gas injected from the gas nozzle 13 into the combustion air chamber 14 The primary air nozzle 15 for injecting combustion air at an air injection angle of 60 ° with respect to the air is communicated with, and the combustion air is injected in parallel with the gas nozzle 13 to the outside of these, and the first heating zone 3 or the first An air secondary nozzle 16 for sucking the heated waste gas of the second heating zone 4 is provided, and fuel gas injected from the gas nozzle 13 and combustion air injected from the air primary nozzle 15 Pilot burner 17a in the vicinity of the confluence has a structure in which 17b is disposed.
[0013]
The fuel gas supply port 13a of the gas burners 10a and 10b is connected to the M gas supply source 21 for supplying M gas as fuel gas via the fuel cutoff valves 18a and 18b, and further via the main cutoff valve 19 and the flow rate control valve 20. It is connected. The pilot burners 17a and 17b are also connected to the M gas supply source 21 through the shutoff valves 22a and 22b.
[0014]
The combustion air supply / exhaust port 14a of the gas burners 10a and 10b is connected to one end of the heat storage bodies 23a and 23b, and the other end of the heat storage bodies 23a and 23b is connected to the flow control valve 25 via the air shutoff valves 24a and 24b. In addition to being connected to an air blower 26 that pumps combustion air through, waste gas shutoff valves 27 a and 27 b are connected to a waste gas suction fan 8 through a flow rate adjusting valve 28.
[0015]
Here, each of the heat storage bodies 23a and 23b is filled with 980 kg of alumina balls having a diameter of 19 mm, for example, as a heat storage medium along the gas flow furnace, and the alumina balls from the first heating zone 3 or the second heating zone 4 are filled. Heat is exchanged with the exhaust gas discharged at a high temperature (for example, about 1300 ° C.) to store heat, and this heat storage is heat exchanged with the low-temperature combustion air to dissipate heat.
[0016]
And the combustion air comprised by PR thermoelectric thermometer as a combustion air temperature detection means as a combustion air temperature detection means which detects the combustion air temperature in the flow path between the combustion air supply / exhaust port 14a of the gas burners 10a, 10b and the heat storage bodies 23a, 23b, for example. Temperature sensors 30a and 30b are provided.
The fuel shut-off valves 18a and 18b, the shut-off valve 19, the flow control valve 20, the air shut-off valves 24a and 24b, the flow control valve 25, the waste gas shut-off valves 27a and 27b, and the flow control valve 28 constitute the entire continuous heating furnace 1. It is controlled by a direct digital controller (hereinafter referred to as DDC) 32 connected to a general process computer 31.
[0017]
The DDC 32 reads the temperature detection values of at least the combustion air temperature sensors 30a, 30b and the furnace temperature sensors 33a, 33b for detecting the furnace temperature between the first heating zone 3 and the second heating zone 4, and the furnace temperature sensors 33a, 33b The fuel gas flow rate, the combustion air flow rate, and the waste gas flow rate are set based on the temperature detection values, and the flow rate target values of the flow rate control valves 20, 25, and 28 are set based on these, and the combustion air temperature sensors 30a, 30b. The combustion burner switching timing is determined based on the detected temperature value, and the fuel cutoff valves 18a and 18b, the air cutoff valves 24a and 24b, and the waste gas cutoff valves 27a and 27b are controlled to open and close accordingly. One gas burner, for example 10a, is stopped from combustion, and the other gas burner 10b in the non-combustion state is switched to the combustion state.
[0018]
Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 4 showing an example of the combustion switching processing procedure of the DDC 32.
When the DDC 32 starts operation of the continuous heating furnace 1, the DDC 32 performs a predetermined initialization process and sets the furnace temperature to a preset target temperature T _T A temperature raising process for raising the temperature to (for example, 1300 ° C.) is executed.
[0019]
Briefly, the temperature raising process is performed by first opening the fuel cutoff valves 18a and 18b and the main cutoff portion 19 of both the pair of gas burners 10a and 10b with the pilot burners 17a and 17b ignited. Both the gas burners 10a and 10b are controlled to be in a combustion state by controlling the air cutoff valves 24a and 24b to be in an open state and the waste gas cutoff valves 27a and 27b to be in a closed state. And the temperature detection value T detected by the furnace temperature sensors 33a and 33b _D1 , T _D2 Is set temperature T _S When the temperature reaches (for example, 900 ° C. above the ignition point of the fuel gas), in order to stop the combustion of one of the preset gas burners 10b, for example, to switch to the non-combustion state, first, a command signal CS to the fuel cutoff valve 18b _F2 Is turned off, the fuel shut-off valve 18b is closed, and then a control signal CS for the air shut-off valve 24b is passed after a predetermined time (for example, within 1 second) required until the fuel shut-off valve 18b is completely closed. _A2 Is turned off, the air shutoff valve 24b is closed, and at the same time, the control signal CS for the waste gas shutoff valve 27b is controlled. _G2 Is turned on to open the waste gas cutoff valve 27b. Thereafter, a predetermined time t set in advance _S Each time (for example, within 60 seconds) elapses, the combustion burner is alternately switched, and the temperature detection value T detected by the furnace temperature sensors 33a and 33b. _D1 , T _D2 Is the target temperature T _T When the temperature reaches 4 The steady switching control process shown is executed.
[0020]
If it will be in this state, the thermal storage in the thermal storage body 23a, 23b of each gas burner 10a, 10b will be in the range of 1000 degreeC or more and 1200 degrees C or less, and will be in the state suitable for the preheating of combustion air.
The steady switching control process is executed as a timer interrupt process at predetermined time intervals (for example, 10 msec). First, in step S1, the gas burner 10i (i = a, b) that is currently in combustion is detected, and then in step S2. And the combustion air temperature T detected by the combustion air temperature sensor 30i on the gas burner side during combustion _Ai Then, the process proceeds to step S3, where the combustion air temperature T _Ai Is the preset lower limit temperature T _L It is determined whether or not (for example, 1000 ° C.) has been reached. This determination is to determine whether or not the temperature of the combustion air preheated by the heat accumulator 23i is a factor that decreases the furnace temperature, and T _Ai > T _L Is determined to prevent the furnace temperature from being lowered by the combustion air preheated by the heat accumulator 23i, the timer interruption process is terminated as it is, and a predetermined main program for monitoring and controlling the furnace temperature is entered. Return, T _Ai ≦ T _L When it is, it judges that it becomes a factor which reduces the furnace temperature, and transfers to step S4.
[0021]
In step S4, the control signal CS for the fuel cutoff valve 18i of the gas burner 10i is first selected in order to stop the combustion of the gas burner 10i currently in the combustion state and switch to the non-combustion state. _Fi Is turned off, the fuel shut-off valve 18i is closed, and then the process proceeds to step S5 to control the air shut-off valve 24i after a predetermined time (for example, within 1 second) required until the fuel shut-off valve 18i is completely closed. Signal CS _Ai Is turned off and the air shut-off valve 24i is closed and the control signal CS for the waste gas shut-off valve 27i is closed. _Gi Is turned on to open the waste gas shut-off valve 27i, thereby switching the gas burner 10i to the non-combustion state.
[0022]
Next, the process proceeds to step S6, and the control signal CS for the waste gas shut-off valve 27j to switch the other non-combustion gas burner 10j (j = b, a) to the combustion state. _Gj Is turned off to close the waste gas cutoff valve 27j, and the control signal CS to the air cutoff valve 24j _Aj Is turned on to open the air shutoff valve 24j, and after a predetermined time has elapsed, the control signal CS for the fuel shutoff valve 18j of the gas burner 10j. _Fj Is turned on, the fuel cutoff valve 18j is opened to supply fuel gas to the gas burner 10j, and the pilot burner 17j ignites this to switch the gas burner 10j to the combustion state before timer interruption processing. To return to the main program.
[0023]
Therefore, when the continuous heating furnace starts operation and the furnace temperature reaches the target temperature by the temperature increase control process, the steady switching control process of FIG. 4 is executed. At this time, assuming that one gas burner 10a is in a combustion state and the other bus burner 10b is in a non-combustion state, in this state, the gas burner 10a in a combustion state is pumped from the outside air by the air blower 26. Combustion air in a cold air state (for example, 20 ° C.) is supplied to the heat storage body 23a via the flow rate adjusting valve 25 and the air shut-off valve 24a, and is heat-exchanged with the alumina balls stored in the heat storage body 23a to be preheated to 1000 ° C. or higher. Then, the gas is supplied to the combustion air supply / exhaust port 14a of the gas burner 10a, mixed with the fuel gas injected from the gas nozzle 13 and burned to heat the inside of the furnace.
[0024]
At the same time, in the other non-combustion gas burner 10b, the air primary nozzle 15 and the air secondary nozzle 16 are connected to the combustion air chamber 14, the combustion air supply / exhaust port 14a, the heat storage body 23b, the waste gas cutoff valve 27b, and the flow rate control valve. 28, the waste gas suction fan 8 communicates with the waste gas suction fan 8 and the waste gas in the furnace is sucked by the waste gas suction fan 8 and discharged through the heat storage body 23b. By exchanging, the heat storage temperature of the heat storage body 23b is gradually raised.
[0025]
At this time, assuming that the gas burner 10a is immediately after being switched to the combustion state and the gas burner 10b is switched to the non-burning state, the temperature of the combustion air preheated by the heat accumulator 2a on the gas burner 10a side in the combustion state is as shown in FIG. The characteristic curve L shown by the solid line _a As shown in FIG. 1, the saturation temperature of the heat storage body 23a is, for example, 1200 ° C., while the temperature of the heat storage body 23b of the gas burner 10b in the non-combustion state is the characteristic curve L shown in the dashed line. _b As shown by the set lower limit temperature T radiated during the previous combustion _L The temperature at the outlet side of the waste gas shutoff valve 27b on the gas burner 10b side is the characteristic curve L in FIG. _c As shown by, it is higher than the acid dew point temperature (around 170 ° C.), for example, about 190 ° C.
[0026]
Therefore, when the processing of FIG. 4 is executed, the gas burner 10a in the combustion state is detected in step S1, and then the combustion air temperature T of the combustion air temperature sensor 30a on the gas burner 10a side is detected. _Da And then the combustion air temperature T read in step S3 _Da Is the lower limit temperature T _L In this state, since it is immediately after the start of combustion by the gas burner 10a, the heat storage temperature of the heat storage body 23a is about 1200 ° C., and the combustion air temperature is substantially equal. _Da > T _L Thus, the timer interrupt process is terminated as it is, and the process returns to a predetermined main program.
[0027]
Therefore, while the combustion state in the gas burner 10a is continued and the waste gas recovery state in the gas burner 10b is continued, the temperature of the combustion air supplied to the gas burner 10a is the characteristic curve L in FIG. _a As shown in FIG. 5, the temperature of the heat storage body 23b on the gas burner 10b side gradually decreases with time, while the characteristic curve L in FIG. _b As shown in FIG. 5, the temperature gradually rises, and the outlet temperature of the waste gas cutoff valve 27 b is also increased accordingly. _c As shown, gradually rise.
[0028]
At that time t ₁ The combustion air temperature T supplied to the gas burner 10a at _Da Is the lower limit temperature T _L 4, when the process of FIG. 4 is executed, the process proceeds from step S3 to step S4, and the control signal CS for the fuel cutoff valve 18a of the gas burner 10a is transferred. _Fa Is turned off to close the fuel cutoff valve 18a. For this reason, as shown in FIG. 6, the fuel cutoff valve 18a is gradually closed.
[0029]
Next, when the routine proceeds to step S5 and a predetermined time (for example, within 1 second) required for the fuel cutoff valve 18a to completely close has elapsed t ₂ Then, when the fuel cutoff valve 18a is closed, the supply of the fuel gas to the bus burner 10a is completely cut off, and the combustion of the gas burner 10a is thereby stopped. At the same time, time t ₂ Control signal CS for air shutoff valve 24a _Aa Is turned off and the air shut-off valve 24a is closed and the control signal CS for the waste gas shut-off valve 27a is closed. _Ga Is turned on to open the waste gas shut-off valve 27a, as shown in FIG. 6, the air shut-off valve 24a is gradually closed, and at the same time, the waste gas shut-off valve 27a is gradually opened, thereby the gas burner. 10a is switched to a non-combusted waste gas recovery state.
[0030]
Next, the process proceeds to step S6, and the control signal CS for the waste gas shut-off valve 27b of the other non-combustion gas burner 10b. _Gb Is turned off to close the waste gas shut-off valve 27b, and the control signal CS to the air shut-off valve 24b _Ab Is turned on to open the air shut-off valve 24b, as shown in FIG. ₂ As the waste gas shutoff valve 27b is gradually closed and the air shutoff valve 24b is gradually opened, the combustion preparation state in which the combustion air preheated by the high-temperature heat accumulator 23b is supplied from the waste gas recovery state to the gas burner 10b. The time t after the air shut-off valve 24b and the waste gas shut-off valve 24a are fully opened after a predetermined time has passed. _Four The control signal CS for the fuel cutoff valve 18b of the gas burner 10b _Fb As shown in FIG. 6, the fuel cutoff valve 18b is opened to start supplying fuel gas to the gas burner 10b. When the fuel gas is ignited by the pilot burner 17b, the gas burner 10b is brought into a combustion state. Switch.
[0031]
Thus, when the gas burner 10b is switched to the combustion state, the characteristic curve L in FIG. _b As shown by the combustion air temperature T _Db Is gradually lowered, and conversely, the temperature of the heat storage body 23a is gradually raised by the waste gas recovered by the gas burner 10a, and the waste gas temperature on the outlet side of the waste gas shutoff valve 27a is correspondingly changed to the characteristic curve L. _d As you can see, it gradually rises.
[0032]
And the combustion state of this gas burner 10b is the combustion air temperature T _Db Is the lower limit temperature T _L Is continued until the combustion air temperature T _Db But lower limit Set temperature T _L When the following occurs, the gas burner 10b is switched from the combustion state to the non-combustion state, and conversely, the gas burner 10a is switched from the non-combustion state to the combustion state. Thereafter, the combustion air temperature T supplied to the burned gas burner 10i _Di Is the lower limit temperature T _L The combustion burner is switched whenever the following occurs.
[0033]
Thus, according to the first embodiment, the combustion air temperature T supplied to the burned gas burner 10i. _Di Is the lower limit temperature T _L Since the combustion burner is switched every time the following occurs, it is possible to reliably prevent the furnace temperature of the continuous heating furnace 1 from being lowered due to a decrease in the combustion air temperature, and also the heat storage body 23i on the combustion burner 10i side. Overheat radiation of the heat storage body 23j when the combustion burner 10i is in a non-combustion state and is in a waste heat recovery state. Side temperature For example, it is possible to reliably prevent sulfuric acid from being generated due to a chemical reaction of the sulfur component in the waste gas due to a decrease in the temperature, for example, the waste gas temperature on the outlet side of the waste gas shut-off valve 27j becomes lower than the acid dew point. it can.
[0034]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the second embodiment, in addition to the first embodiment described above, the heat recovery efficiency is also improved.
That is, as shown in FIG. 7, in the configuration of FIG. 2, the waste gas temperature constituted by, for example, a PR thermoelectric thermometer as waste gas temperature detection means for detecting the waste gas temperature on the outlet side of the heat storage bodies 23a, 23b. Sensors 35a and 35b are provided, and the waste gas temperature T immediately after the heat exchange between the heat storage bodies 23a and 23b by the waste gas temperature sensors 35a and 35b is performed. _Ga , T _Gb This waste gas temperature T is detected _Ga , T _Gb Is supplied to the DDC 32, and it is determined whether or not the DDC 32 exceeds the allowable heat storage capacity of the heat storage bodies 23a and 23b, and is supplied to the combustion side gas burner 10i when the allowable heat storage capacity is exceeded or as described above. Combustion air temperature T _Di Is the lower limit temperature T _L The combustion burner is switched when any of the following conditions is satisfied. The same reference numerals are given to the corresponding parts to those in FIG. 2, and the detailed description thereof will be omitted. .
[0035]
In the second embodiment, the steady switching control process of FIG. This steady switching control process is performed in steps S3 to S4 in the process of FIG. 4 in the waste gas temperature T of the waste gas temperature sensor 35j of the gas burner 10j in the non-combustion state. _Gj Read step S11 and read waste gas temperature T _Gj Is an upper limit set temperature T corresponding to a preset allowable heat amount of the heat storage body 23j. _H Step S12 for determining whether or not the value has been reached is interposed. _Gi <T _H When it is, it is determined that the allowable heat capacity of the heat storage body 23j is not exceeded, the timer interruption process is terminated as it is, and the process returns to the predetermined main program. _Gi ≧ T _H When it is, the same processing as FIG. 4 is performed except that it is determined that the heat storage capacity of the heat storage body 23j has been exceeded and the process proceeds to step S4. Omits this.
[0036]
According to this second embodiment, the combustion air temperature T supplied to the gas burner 10i in the combustion state _Ai Is the lower limit temperature T _L In the same manner as in the first embodiment described above, the combustion burner can be switched to suppress a decrease in the furnace temperature and a decrease in waste gas temperature due to excessive heat dissipation of the heat storage body, and a gas burner in a combustion state. Combustion air temperature T supplied to 10i _Ai Is the lower limit temperature T _L Even if it is not in the following state, the waste gas temperature T of the heat storage body 23j of the gas burner 10j in the non-combustion state, that is, the waste heat recovery state. _Gj Is the upper limit temperature T _H If it reaches, it will transfer to step S4 and the switching process of a combustion burner will be performed, and it suppresses that the waste gas temperature discharged | emitted outside exceeding the heat | fever tolerance of the thermal storage body 23j becomes unnecessarily high. Thus, the heat recovery efficiency can be improved.
[0037]
In each of the above embodiments, the case where M gas is used as the fuel to be supplied to the gas burners 10a and 10b has been described. However, the present invention is not limited to this, and liquid fuel such as other fuel gas or heavy oil is applied. Is something that can be done.
In each of the above-described embodiments, the case where the combustion switching control of the gas burners 10a and 10b is performed by the DDC 32 has been described. However, the present invention is not limited to this. Also good.
[0038]
Further, in each of the above-described embodiments, the case where the supply of the combustion air to the gas burners 10a and 10b and the discharge of the waste gas are performed by the individual air cutoff valves 24a and 24b and the waste gas cutoff valves 27a and 27b has been described. The switching mechanism may be configured not only by a direction switching valve that switches a flow path by an air cylinder or the like, or by hydrodynamically using the Coanda effect as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-219411.
[0039]
Furthermore, in each of the above embodiments, the case where the PR thermoelectric thermometer is applied as the temperature detecting means has been described. However, the present invention is not limited to this, and other thermoelectric thermometers can be applied.
In each of the above embodiments, the case where the present invention is applied to a continuous heating furnace has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to other heating furnaces, heat treatment furnaces, and the like. .
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the combustion control device in the regenerative burner device according to claim 1, the temperature of the combustion air supplied to the combustion-side burner is detected on the outlet side of the heat storage body by the combustion air temperature detecting means, This detected temperature is Causes the temperature of the heating chamber to decrease Since the combustion burner is switched by the switching control means when the first set value or less is reached, a decrease in the heating chamber temperature can be reliably prevented by a decrease in the combustion air temperature, and an excess of the heat storage body can be prevented. Suppresses heat dissipation, suppresses the decrease in waste gas temperature when switching to the non-combustion side, reduces the waste gas temperature below the acid dew point, and can reliably prevent the generation of sulfuric acid by the sulfur component The effect is obtained.
[0041]
Moreover, according to the combustion control apparatus in the regenerative burner device according to claim 2, in addition to the above configuration, a waste gas temperature detection means for detecting the temperature of the waste gas discharged from the heat storage body of the non-combustion burner is provided, The combustion air temperature is Causes the temperature of the heating chamber to decrease Since the combustion burner is switched when satisfying one of the conditions when the temperature becomes equal to or lower than the first set value and when the waste gas temperature becomes equal to or higher than the second set value, the effect of claim 1 is achieved. In addition, the heat recovery efficiency can be improved by suppressing the heat recovery exceeding the heat allowable amount of the heat storage body of the non-combustion burner.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to a continuous heating furnace.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an example of a heat storage burner device.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a gas burner.
FIG. 4 is a flowchart showing an example of a steady switching process in the direct digital controller.
FIG. 5 is a time chart showing temperature changes before and after a heat storage body and changes in waste gas temperature due to switching of a combustion burner.
FIG. 6 is a time chart showing the switching timing of each valve for explaining the operation of the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a heat storage burner apparatus in a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing an example of a steady switching process in the second embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Continuous heating furnace
2 Pre-tropical
3 First heating zone
4 Second heating zone
5 Soaking
6A-6D, 7A-7D Thermal storage burner device
8 Waste gas suction fan
10a, 10b Gas burner
18a, 18b Fuel cutoff valve
23a, 23b thermal storage
24a, 24b Air shut-off valve
27a, 27b Waste gas shutoff valve

Claims

At least a pair of burners disposed in the heating chamber, a fuel supply pipe and an air supply / waste gas discharge pipe connected to each burner, and a heat storage body interposed in the middle of the air supply / waste gas discharge pipe A regenerative burner device that alternately switches and burns each burner, and introduces waste gas in the heating chamber from the non-combustion side burner into the heat storage body to perform heat exchange. Combustion air temperature detection means for detecting the temperature of the combustion air to be supplied on the outlet side of the heat accumulator, and the detected temperature of the combustion air temperature detection means is equal to or lower than a first set value that causes a decrease in the heating chamber temperature. And a switching control means for switching the combustion burner at the time of combustion.

At least a pair of burners disposed in the heating chamber, a fuel supply pipe and an air supply / waste gas discharge pipe connected to each burner, and a heat storage body interposed in the middle of the air supply / waste gas discharge pipe A regenerative burner device that alternately switches and burns each burner, and introduces waste gas in the heating chamber from the non-combustion side burner into the heat storage body to perform heat exchange. Combustion air temperature detection means for detecting the temperature of combustion air to be supplied on the outlet side of the heat storage body, waste gas temperature detection means for detecting the temperature of waste gas discharged from the heat storage body of the non-combustion burner, and the combustion air When the air temperature of the temperature detecting means becomes equal to or lower than the first set value that causes the temperature of the heating chamber to decrease, and when the waste gas temperature of the waste gas temperature detecting means becomes equal to or higher than the second set value. One of the conditions Combustion control apparatus in regenerative burner apparatus characterized by comprising a switching control means for switching a combustion burner when satisfied.