JPH0211814B2 - - Google Patents
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- JPH0211814B2 JPH0211814B2 JP56080786A JP8078681A JPH0211814B2 JP H0211814 B2 JPH0211814 B2 JP H0211814B2 JP 56080786 A JP56080786 A JP 56080786A JP 8078681 A JP8078681 A JP 8078681A JP H0211814 B2 JPH0211814 B2 JP H0211814B2
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- Japan
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- gas
- combustion
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- hot
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 60
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 6
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- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 4
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L15/00—Heating of air supplied for combustion
- F23L15/04—Arrangements of recuperators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Description
この発明は、炉本体内に供給する燃焼用空気を
予熱する空気予熱器をもつた熱風炉の操業方法に
関し、とくに該熱風炉の炉本体内で発生した燃焼
排ガスのもつ熱量の回収量を増大して熱風炉の熱
効率のより一層の向上を図ろうとするものであ
る。 従来技術による熱風炉の操業では、熱風炉の熱
効率の改善手段として、燃焼排ガスによる損失熱
量を低減するために、低カロリーガスを低空気比
で燃焼することに工夫・努力が積まれ、この低カ
ロリーガス・低空気比燃焼によつて熱効率をかな
り上昇させることができるようになつた。 ところが近年ではより一層の技術改善を図るべ
く、排熱回収の一手段として熱風炉の炉本体に燃
焼用空気の空気予熱器を設置してその熱効率を一
段と向上させることが試みられていた。 しかしながらこのような設備を単に適用して熱
風炉の操業を行う場合には熱効率のより一層の改
善を図るには限界があつて、有効な操業方法の開
発が望まれていた。 第１図は空気予熱器を備えた熱風炉のガスフロ
ーを示すものであつて、熱風炉の燃焼室５には高
炉ガス１とコークス炉ガス２との混合ガス３が供
給される一方、燃焼用空気４は空気フアン８によ
つて傭気予熱器７を経て同じく燃焼室５内へ送り
こまれここで混合ガス３が燃焼される。 燃焼室５の高温燃焼ガスは熱風炉の蓄熱室６に
流れるが、ここを通り比較的温度の下がつた燃焼
排ガスは蓄熱室６の下端から空気予熱器７、煙突
９を経て大気中へ排出される。 この際、空気予熱器７では排出される燃焼ガス
の持つ熱量を燃焼用空気に付与すべく熱交換が行
われる。 上記第１図に示すような熱風炉において、たと
えば高炉１０の如きへ熱風を供給するには、蓄熱
室６に燃焼ガスによる熱が充分に蓄えられたこと
を、ここから排出される燃焼排ガス温度や蓄熱室
６の下部におけるレンガの温度から判定してか
ら、まず混合ガス３と燃焼用空気４の供給を停止
する。そして蓄熱室６の下部に設けたラインから
冷風を供給しこの冷風を通過させることにより高
温の熱風と成して炉本体に繋がるラインを通じて
熱風の送給を行う。 なお、従来技術において、空気予熱器４を設置
した熱風炉における具体的な操業条件としては、
ガスカロリー1050〜1200Kcal／Ｎm3程度になる
高炉ガスとコークス炉ガスの混合ガス（以下Ｍガ
スと記す）を1.05〜1.20の空気比に設定して燃焼
させるのが普通であり、このときの空気予熱器４
における空気量／排ガス量の比は0.55〜0.60程度
であつた。 発明者らはこのような熱風炉における熱効率の
より一層の改善を図るべく種ゝ実験と検討を重ね
た結果、とくに燃焼室５へ供給するガス（Ｍガス
等の混合ガスでもよいし、コークス炉ガスなどの
単味のガスでもよい）のカロリーを高め、この高
カロリーガスを高空気比でもつて燃焼させること
が極めて有効であることを突き止めた。 この発明は上記の知見に立脚するものである。 すなわちこの発明は炉本体内へ供給する燃焼用
空気を、該炉本体外へ排出する燃焼排出ガスのも
つ熱量を付与することによつて予熱する空気予熱
器を備えた熱風炉を操業するに当たり、上記熱風
炉の炉本体内に1300〜4600kcal／Ｎm3の範囲にな
る高カロリーガスを供給しつつ1.30〜2.0の空気
比にて燃焼させて上記燃焼用空気の予熱における
空気量対排ガス量の比を大きくすることを特徴と
する熱風炉の操業方法である。 この発明においては燃焼室５へ供給するガスの
カロリーを高めると、熱風炉のドーム温度を一定
に保持するために空気比が大きくなるように燃焼
用空気の空気量を増加させる必要がある。 ここで空気比を大きくすることは空気予熱器７
における予熱空気の温度を低下させることになる
が、空気予熱器７における燃焼排ガスとの熱交換
によるところの熱回収量は増加し、その結果とし
て該予熱器７を通過した燃焼排ガスの温度を低下
させて熱風炉全体の熱効率を向上させることがで
きる。 この発明では燃焼室５へ供給するガスのカロリ
ーを1300〜4600Kcal／Ｎm3としたが、その理由
はその下限が1300Kcal／Ｎm3未満では従来の操
業条件と変わるところがなく空気比を大きくして
燃焼排ガスとの熱交換によつて熱回収量の増加を
図ることができないからである。また上限を
4600kcal／Ｎm3としたのは通常Ｍガスのカロリー
はコークス炉ガスの混合割合が大きくなるに従い
高くなり、コークス炉ガスのみの場合そのカロリ
ーは4600Kcal／Ｎm3程度になるからである。 またこの発明においては、高カロリーになるガ
スを燃焼させる際の空気比を1.3〜2.0としたがこ
れは、高カロリーガスを燃焼させかつ熱風炉のド
ーム温度を一定に保持するためには前述したよう
に空気比を高める必要があり、ここに上記の如き
範囲にあるガスのもとでは空気比が1.3〜2.0とす
る必要があるからである。 なお、予熱空気量対燃焼排ガス量の比はＭガス
のカロリー値と空気比とから必然的に決まる数値
であつてこの発明においては0.65以上となる。 次に実施例について説明する。 炉本体から排出される燃焼排ガスによつて燃焼
用空気の予熱を行う空気予熱器を備えた熱風炉を
適用して、送風量5200Nm3／min、送風温度1300
℃の条件のもとで、設定ガスカロリーが1050〜
4600kcal／Ｎm3になるＭガスを空気比1.1〜2.0の
範囲において燃焼させてその際の熱風炉の熱効率
を調査した。その結果を第１表および第２図に示
す。
予熱する空気予熱器をもつた熱風炉の操業方法に
関し、とくに該熱風炉の炉本体内で発生した燃焼
排ガスのもつ熱量の回収量を増大して熱風炉の熱
効率のより一層の向上を図ろうとするものであ
る。 従来技術による熱風炉の操業では、熱風炉の熱
効率の改善手段として、燃焼排ガスによる損失熱
量を低減するために、低カロリーガスを低空気比
で燃焼することに工夫・努力が積まれ、この低カ
ロリーガス・低空気比燃焼によつて熱効率をかな
り上昇させることができるようになつた。 ところが近年ではより一層の技術改善を図るべ
く、排熱回収の一手段として熱風炉の炉本体に燃
焼用空気の空気予熱器を設置してその熱効率を一
段と向上させることが試みられていた。 しかしながらこのような設備を単に適用して熱
風炉の操業を行う場合には熱効率のより一層の改
善を図るには限界があつて、有効な操業方法の開
発が望まれていた。 第１図は空気予熱器を備えた熱風炉のガスフロ
ーを示すものであつて、熱風炉の燃焼室５には高
炉ガス１とコークス炉ガス２との混合ガス３が供
給される一方、燃焼用空気４は空気フアン８によ
つて傭気予熱器７を経て同じく燃焼室５内へ送り
こまれここで混合ガス３が燃焼される。 燃焼室５の高温燃焼ガスは熱風炉の蓄熱室６に
流れるが、ここを通り比較的温度の下がつた燃焼
排ガスは蓄熱室６の下端から空気予熱器７、煙突
９を経て大気中へ排出される。 この際、空気予熱器７では排出される燃焼ガス
の持つ熱量を燃焼用空気に付与すべく熱交換が行
われる。 上記第１図に示すような熱風炉において、たと
えば高炉１０の如きへ熱風を供給するには、蓄熱
室６に燃焼ガスによる熱が充分に蓄えられたこと
を、ここから排出される燃焼排ガス温度や蓄熱室
６の下部におけるレンガの温度から判定してか
ら、まず混合ガス３と燃焼用空気４の供給を停止
する。そして蓄熱室６の下部に設けたラインから
冷風を供給しこの冷風を通過させることにより高
温の熱風と成して炉本体に繋がるラインを通じて
熱風の送給を行う。 なお、従来技術において、空気予熱器４を設置
した熱風炉における具体的な操業条件としては、
ガスカロリー1050〜1200Kcal／Ｎm3程度になる
高炉ガスとコークス炉ガスの混合ガス（以下Ｍガ
スと記す）を1.05〜1.20の空気比に設定して燃焼
させるのが普通であり、このときの空気予熱器４
における空気量／排ガス量の比は0.55〜0.60程度
であつた。 発明者らはこのような熱風炉における熱効率の
より一層の改善を図るべく種ゝ実験と検討を重ね
た結果、とくに燃焼室５へ供給するガス（Ｍガス
等の混合ガスでもよいし、コークス炉ガスなどの
単味のガスでもよい）のカロリーを高め、この高
カロリーガスを高空気比でもつて燃焼させること
が極めて有効であることを突き止めた。 この発明は上記の知見に立脚するものである。 すなわちこの発明は炉本体内へ供給する燃焼用
空気を、該炉本体外へ排出する燃焼排出ガスのも
つ熱量を付与することによつて予熱する空気予熱
器を備えた熱風炉を操業するに当たり、上記熱風
炉の炉本体内に1300〜4600kcal／Ｎm3の範囲にな
る高カロリーガスを供給しつつ1.30〜2.0の空気
比にて燃焼させて上記燃焼用空気の予熱における
空気量対排ガス量の比を大きくすることを特徴と
する熱風炉の操業方法である。 この発明においては燃焼室５へ供給するガスの
カロリーを高めると、熱風炉のドーム温度を一定
に保持するために空気比が大きくなるように燃焼
用空気の空気量を増加させる必要がある。 ここで空気比を大きくすることは空気予熱器７
における予熱空気の温度を低下させることになる
が、空気予熱器７における燃焼排ガスとの熱交換
によるところの熱回収量は増加し、その結果とし
て該予熱器７を通過した燃焼排ガスの温度を低下
させて熱風炉全体の熱効率を向上させることがで
きる。 この発明では燃焼室５へ供給するガスのカロリ
ーを1300〜4600Kcal／Ｎm3としたが、その理由
はその下限が1300Kcal／Ｎm3未満では従来の操
業条件と変わるところがなく空気比を大きくして
燃焼排ガスとの熱交換によつて熱回収量の増加を
図ることができないからである。また上限を
4600kcal／Ｎm3としたのは通常Ｍガスのカロリー
はコークス炉ガスの混合割合が大きくなるに従い
高くなり、コークス炉ガスのみの場合そのカロリ
ーは4600Kcal／Ｎm3程度になるからである。 またこの発明においては、高カロリーになるガ
スを燃焼させる際の空気比を1.3〜2.0としたがこ
れは、高カロリーガスを燃焼させかつ熱風炉のド
ーム温度を一定に保持するためには前述したよう
に空気比を高める必要があり、ここに上記の如き
範囲にあるガスのもとでは空気比が1.3〜2.0とす
る必要があるからである。 なお、予熱空気量対燃焼排ガス量の比はＭガス
のカロリー値と空気比とから必然的に決まる数値
であつてこの発明においては0.65以上となる。 次に実施例について説明する。 炉本体から排出される燃焼排ガスによつて燃焼
用空気の予熱を行う空気予熱器を備えた熱風炉を
適用して、送風量5200Nm3／min、送風温度1300
℃の条件のもとで、設定ガスカロリーが1050〜
4600kcal／Ｎm3になるＭガスを空気比1.1〜2.0の
範囲において燃焼させてその際の熱風炉の熱効率
を調査した。その結果を第１表および第２図に示
す。
【表】
【表】
第１表におけるcase1およびcase2は、Ｍガスの
カロリーを1050〜1200kcal／Ｎm3に、空気比を
1.05〜1.20の範囲に設定した従来法に従う熱風炉
の操業であり、一方case3〜case6はＭガスのカロ
リーを1300〜4600Kcal／Ｎm3に、空気比を1.30〜
2.0の範囲に設定したこの発明に従う操業を示し
たものである。 熱風炉の効率、空気比、排ガス量および排ガス
温度をグラフ化した第２図に示すように熱風炉の
熱効率はＭガスのカロリーが高くなるに従い徐々
に上昇していてこの発明によることろのメリツト
が大きいことが明らかである。 なお熱効率の上昇はＭガスのカロリーが
2500Kcal／Ｎm3を越えると次第に鈍化している
が、熱効率の僅かな上昇でも年間を通じて考慮す
るとそれにかかる経費などは莫大なものとなるの
が明白であり、したがつてＭガスのカロリーの決
定に際しては、高炉ガスおよびコークスガスの単
位カロリー当たりのそれぞれの製造価格と製鉄所
全体の儒給バランスとを勘案しこの発明に従う範
囲において混合割合を決め、そのＭガスのカロリ
ーに対応する空気比にて燃焼させることが肝要で
ある。 第３図に、空気予熱器における空気側温度効率
ψaと流量比（予熱空気／入口排ガス量）Ｘの関
係を示したが、空気側温度効率ψaは流量比Ｘが
0.55の近傍で80％になり、流量比Ｘが大きくなる
に従い低下している。 ここにこの実施例では既設の空気予熱器を備え
た熱風炉を使用した操業であるから、流量比Ｘの
増加とともに空気側温度効率ψaが低下するのは
避けられない。 しかしながら、空気予熱器の熱容量を大きくし
たり、予熱器の熱交換部の構造の薄肉化を図るな
どして空気予熱温度を従来の温度にまでたかめる
ことができれば、すなわち流量比Ｘが変化しても
空気側温度効率ψaが低下しないようにすれば、
この発明によるメリツトはさらに大きくなる。 なお、上記空気側温度効率ψaは、空気予熱器
入口温度（℃）をTa1、空気予熱器出口温度
（℃）をTa2、空気予熱器入口温度（℃）をTg1
としたとき、 ψa＝（Ta2−Ta1）／（Tg1−Ta1）×100％ で求められる。 次に、空気予熱器を備えた熱風炉において、該
空気予熱器による燃焼用空気の予熱を行わずしか
もＭガスのカロリーを高めた場合の操業状況につ
いて調査した。 その結果を第２表に、またこのときの熱効率、
空気比および排ガス量と上記第１表に示したこの
発明に従う操業を行つた場合のデータとを比較し
たものを第４図に示す。
カロリーを1050〜1200kcal／Ｎm3に、空気比を
1.05〜1.20の範囲に設定した従来法に従う熱風炉
の操業であり、一方case3〜case6はＭガスのカロ
リーを1300〜4600Kcal／Ｎm3に、空気比を1.30〜
2.0の範囲に設定したこの発明に従う操業を示し
たものである。 熱風炉の効率、空気比、排ガス量および排ガス
温度をグラフ化した第２図に示すように熱風炉の
熱効率はＭガスのカロリーが高くなるに従い徐々
に上昇していてこの発明によることろのメリツト
が大きいことが明らかである。 なお熱効率の上昇はＭガスのカロリーが
2500Kcal／Ｎm3を越えると次第に鈍化している
が、熱効率の僅かな上昇でも年間を通じて考慮す
るとそれにかかる経費などは莫大なものとなるの
が明白であり、したがつてＭガスのカロリーの決
定に際しては、高炉ガスおよびコークスガスの単
位カロリー当たりのそれぞれの製造価格と製鉄所
全体の儒給バランスとを勘案しこの発明に従う範
囲において混合割合を決め、そのＭガスのカロリ
ーに対応する空気比にて燃焼させることが肝要で
ある。 第３図に、空気予熱器における空気側温度効率
ψaと流量比（予熱空気／入口排ガス量）Ｘの関
係を示したが、空気側温度効率ψaは流量比Ｘが
0.55の近傍で80％になり、流量比Ｘが大きくなる
に従い低下している。 ここにこの実施例では既設の空気予熱器を備え
た熱風炉を使用した操業であるから、流量比Ｘの
増加とともに空気側温度効率ψaが低下するのは
避けられない。 しかしながら、空気予熱器の熱容量を大きくし
たり、予熱器の熱交換部の構造の薄肉化を図るな
どして空気予熱温度を従来の温度にまでたかめる
ことができれば、すなわち流量比Ｘが変化しても
空気側温度効率ψaが低下しないようにすれば、
この発明によるメリツトはさらに大きくなる。 なお、上記空気側温度効率ψaは、空気予熱器
入口温度（℃）をTa1、空気予熱器出口温度
（℃）をTa2、空気予熱器入口温度（℃）をTg1
としたとき、 ψa＝（Ta2−Ta1）／（Tg1−Ta1）×100％ で求められる。 次に、空気予熱器を備えた熱風炉において、該
空気予熱器による燃焼用空気の予熱を行わずしか
もＭガスのカロリーを高めた場合の操業状況につ
いて調査した。 その結果を第２表に、またこのときの熱効率、
空気比および排ガス量と上記第１表に示したこの
発明に従う操業を行つた場合のデータとを比較し
たものを第４図に示す。
【表】
上掲第４図から明らかなように、空気予熱を行
わずしかも高カロリーガス高空気比による操業を
行つた場合には熱風炉の熱効率を向上させること
はできないのがわかる。 この発明に従い熱風炉を操業すれば、その熱効
率は有利に改善されることになるのは勿論である
が、熱効率の改善効果が小さい場合であつても熱
風炉に使用するガスは膨大な量となるものである
から、年間を通じて考慮した場合、それにかかる
経費の節減は驚く程大きいものであり、この発明
のもたらす効果は極めて顕著である。
わずしかも高カロリーガス高空気比による操業を
行つた場合には熱風炉の熱効率を向上させること
はできないのがわかる。 この発明に従い熱風炉を操業すれば、その熱効
率は有利に改善されることになるのは勿論である
が、熱効率の改善効果が小さい場合であつても熱
風炉に使用するガスは膨大な量となるものである
から、年間を通じて考慮した場合、それにかかる
経費の節減は驚く程大きいものであり、この発明
のもたらす効果は極めて顕著である。
第１図は空気予熱器を備えた熱風炉の操業要領
の説明図、第２図はＭガスカロリーと熱風炉の操
業にて得られたデータとの関係を示すグラフ、第
３図は空気側温度効率ψaと流量比Ｘとの関係を
示すグラフ、第４図はＭガスカロリーと熱風炉の
操業にて得られたデータとの関係を示すグラフで
ある。 １……高炉ガス、２……コークス炉ガス、３…
…Ｍガス、４……燃焼用予熱空気、５……燃焼
室、６……蓄熱室、７……空気予熱器、８……空
気フアン、９……煙突、１０……高炉。
の説明図、第２図はＭガスカロリーと熱風炉の操
業にて得られたデータとの関係を示すグラフ、第
３図は空気側温度効率ψaと流量比Ｘとの関係を
示すグラフ、第４図はＭガスカロリーと熱風炉の
操業にて得られたデータとの関係を示すグラフで
ある。 １……高炉ガス、２……コークス炉ガス、３…
…Ｍガス、４……燃焼用予熱空気、５……燃焼
室、６……蓄熱室、７……空気予熱器、８……空
気フアン、９……煙突、１０……高炉。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 炉本体内へ供給する燃焼用空気を、該炉本体
外へ排出する燃焼排ガスのもつ熱量を付与するこ
とによつて予熱する空気予熱器を備えた熱風炉を
操業するに当たり、 上記熱風炉の炉本体内に1300〜4600Kcal／Ｎ
m3の範囲になる高カロリーガスを供給しつつ1.3
〜2.0の空気比にて燃焼させて上記燃焼用空気の
予熱における空気量対燃焼排ガス量の比を大きく
することを特徴とする熱風炉の操業方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56080786A JPS57196007A (en) | 1981-05-29 | 1981-05-29 | Operation of hot-air furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56080786A JPS57196007A (en) | 1981-05-29 | 1981-05-29 | Operation of hot-air furnace |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57196007A JPS57196007A (en) | 1982-12-01 |
| JPH0211814B2 true JPH0211814B2 (ja) | 1990-03-15 |
Family
ID=13728123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56080786A Granted JPS57196007A (en) | 1981-05-29 | 1981-05-29 | Operation of hot-air furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57196007A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103256600A (zh) * | 2013-06-08 | 2013-08-21 | 天津高德恒立科技有限公司 | 一种燃气燃烧器预热方法及装置 |
| CN112575155B (zh) * | 2020-12-03 | 2022-07-19 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种控制钢坯脱碳层的工艺 |
-
1981
- 1981-05-29 JP JP56080786A patent/JPS57196007A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57196007A (en) | 1982-12-01 |
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