JPH0245081B2 - Hainetsukaishuhoho - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、排熱ボイラによる炉からの排ガスの
排熱回収方法に関するものであり、特に複数の熱
交換部を有する排熱ボイラによる排熱回収方法に
関する。

［従来の技術］ 金属精練、窯業等において使用される炉の排ガ
スは温度が高いため省エネルギーの観点から排熱
ボイラによつて排熱を回収することが行なわれ
る。又、複数の熱交換部を有する排熱ボイラを用
いて、１つの炉に対し熱交換部を多段に設けて排
熱回収効率を上げたり、複数の熱交換部を各々異
なつた炉に対して設けて設備を単純化したり、あ
るいはこれらを組み合わせることが行なわれる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、転炉、アーク炉等のようにバツチ式で
あるため排熱量変動の大きい炉については、効率
のよい排熱回収法がないため排熱回収は行なわれ
ず、炉内で発生した粉塵やガスを外部に排出する
だけであつた。

即ち、従来の排熱回収は、排熱量変動のあまり
ない炉、例えば連続式である炉を前提として、熱
媒体の流路等を固定して行なわれている。しか
し、熱交換部の流路が並列に固定されると炉の処
流開始直後のように排ガスの排熱量が少ないと熱
媒体の温度が上がらず、排熱回収してもその排熱
は他に利用できない等の問題があり、逆に熱交換
部の流路が直列に固定されると炉の処理が進んで
排ガスの排熱量が多くなつても、熱媒体の流量を
増大させることができず回収する排熱量は増大し
ない等の問題点があつた。

［問題を解決するための手段］ 本発明は上記問題を解決するために次のような
技術的手段を採用した。

本発明の排熱回収方法は、第１図の基本的フロ
ーチヤートに示すごとく、 複数の熱交換部を有する排熱ボイラによる排熱
回収方法であつて、 上記熱交換部に導入される排ガスの排熱量が増
大するに従つて（S1）熱交換部の流路を並列に
接続する割合を増加させ（S2）、 上記熱交換部に導入される排ガスの排熱量が減
少するに従つて（S3）熱交換部の流路を直列に
接続する割合を増加させる（S4）ことを特徴と
する。

ここで排熱ボイラは、熱水、蒸気等の形で排ガ
スから排熱を回収するものであり、形式は特に限
定されなく、水管、煙管、煙筒等の従来用いられ
る排気ボイラを用いればよい。

この排熱ボイラは内部を熱媒体が流通する熱交
換部に排ガスを導入することによつて排熱回収を
行なう。

複数の熱交換部は、一つの炉に多段式で設けて
もよいが、各々異なる炉に設けたり、あるいは、
これらを組み合わせてもよい。

排ガスの排熱量は、各熱交換部における排ガス
温度とその流量から計算により求めたり、又熱交
換部内の熱媒体温度によつて求めることができ
る。

熱交換部の流量を並列に接続する割合は、複数
の熱交換部の流路の接続のうち並列的なものの割
合だけでなく、熱媒体の一部を並列的に、残部を
直列的に流通させるものを含む。又熱交換部の流
路を直列に接続する割合も同様に、複数の熱交換
部の流路の接続のうち直列的なものの割合だけで
なく、熱媒体の一部を直列的に、残部を並列的に
流通させるものも含む。この流路の変更は、例え
ば熱交換部の途中に設けられた複数の弁の開度を
制御することによつて行なわれる。

尚、本発明において、排熱ボイラが接続される
炉は特に限定されないが、アーク炉、転炉等のバ
ツチ処理を行なうために排熱量変動の大きい炉に
用いると他の排熱回収法に比べて排熱回収の効果
が大きい。

［作用］ 本発明は先ず、排ガスの排熱量が増大している
か否か調べ排熱量が増大しているならば、回収熱
量を増加させるために熱交換部の流路を並列に接
続する割合を増加させる。排熱量が増大していな
いならば、排熱量が減少しているか否か調べ、排
熱量が減少しているならば熱媒体を再度熱交換部
を通過させて熱媒体温度をあげるため熱交換部の
流路を直列に接続する割合を増加させ排熱量が減
少していなければ、流路の変更はなく処理を終わ
る。

［実施例］ 本発明の一実施例を第２図の構成図を用いて説
明する。

本実施例は、第１の熱交換部１００と第２の熱
交換部１１０とを有する排熱ボイラによる排熱回
収方法に関するものである。この熱交換部１０
０、１１０は１つの炉の排ガス通路に対して設け
られており熱交換部１００が炉に近い側、熱交換
部１１０がその下流に設けてある。

給水部１２０は流路を通じて熱交換部１００、
１１０に熱媒体として水を供給し、又、熱交換部
１００，１１０によつて高温となつた水、又は水
蒸気を図示しない外部への給水経路から系外に供
給するものである。

熱交換部１００の流路は、給水部１２０と分岐
点１３５とを結ぶ流路１３０、分岐点１３５と熱
交換部１００とを結ぶ流路１４０、熱交換部１０
０と分岐点１４５とを結ぶ流路１５０、分岐点１
４５と給水部１２０とを結ぶ流路１５５であり、
熱交換部１１０の流路は分岐点１３５と熱交換部
１１０とを結ぶ流路１６０、熱交換部１１０と分
岐点１４５とを結ぶ流路１６５とからなる。流路
１５０と流路１６０は、流路１５０の熱交換部１
００側に設けられた分岐点Ａ及び流路１６０に設
けられた分岐点Ｂの間を、流量制御手段FIによ
り開閉駆動されるバルブＶ１を有する流路１７０
によつて接続されている。又、流路１５０の分岐
点１４５側には差圧調節手段PIによつて開閉駆
動されるバルブＶ２が設けられており、このバル
ブＶ２と分岐点Ａとの間の点ｔには熱媒体の温度
を検出する温度検出素子が設けられており温度検
出手段Ｔにより排ガスの排熱量を熱媒体の温度と
して検出する。さらに、流路１７０上の分岐点Ａ
とバルブＶ１との間の点Ｐ１及び流路１６０上の
分岐点Ｂと熱交換部１１０との間の点Ｐ２には
各々圧力検出素子が設けられており、差圧検出手
段Ｐによつて点Ｐ１と点Ｐ２との間の差圧を検出
する。尚、調節手段FXは、温度検出手段Ｔの出
力に応じて流量制御手段FIを介してバルブＶ１
の開閉を行なう。差圧調節手段PIは差圧検出手
段Ｐの出力及び調節手段FXの出力に応じてバル
ブＶ２の開閉を行なう。

調節手段FX、流量制御手段FI及び差圧調節手
段PIは流路制御回路２００として例えば第３図
に示すブロツク図のような構成とすることができ
る。本制御回路２００は温度検出手段Ｔ及び差圧
検出手段Ｐからの信号を入力ポート２０１を介し
て受けて作動し、所定のプログラムに基づき各種
演算制御処理を実行するCPU２０２と、読み込
み読み出し可能な一時メモリのRAMと固定メモ
リのROMとからなる記憶ユニツト２０３および
バルブＶ１，Ｖ２に信号を出力する出力ポート２
０４を備えている。記憶ユニツト２０３内の
ROMには、第４図イ，ロに示すプログラムデー
タ、熱媒体温度とバルブ１の開度との関係を示す
データテーブル及び差圧とバルブＶ２の開度との
関係を示すデータテーブルを格納している。

次に本実施例の動作を第４図イ、ロの流れ図に
よつて説明する。

温度検出手段Ｔにより熱媒体温度Twを読み込
み（301）、熱媒体温度Twが所定温度Teより高い
と判断されると（302）、バルブＶ１を全閉にバル
ブＶ２を全開にして流路は完全に並列となる
（303）。次いで熱媒体温度Twが所定温度Teより
低い、即ち排ガスの排熱量が減少すると判断され
るとバルブＶ１の開度を、熱媒体温度Twを用い
て前述のデータテーブルから求め、その値にバル
ブ１を操作する（304）。その後差圧検出手段Ｐか
ら前述の分岐点Ａと分岐点Ｂとの差圧ΔP（分岐点
Ａの圧力の方が分岐点Ｂの圧力より高い時を正と
する）を読み込む（305）。次いで差圧制御のため
の第４図ロに示すサブルーチンPIに制御がうつ
る（306）。このサブルーチンPIは先ず差ΔPと基
準差圧Peとの差の絶対値が基準Ｄ以内かどうか
調べ（401）、基準Ｄ以内であればメインルーチン
に戻る。逆に基準Ｄより大きい時にはは、差圧
ΔPと基準差圧Peとを比べ（402）、ΔP＞Peの場
合即ち、差圧ΔPが充分大きく、分岐点Ａから分
岐点Ｂに熱媒体が流れすぎる時には、バルブＶ２
を１単位あけてΔPを小さくする（403）。逆にΔP
＜Peの場合、即ち差圧ΔPがＯ又は正であつても
小さすぎて分岐点Ａから分岐点Ｂに十分熱媒体が
流れなかつたり、差圧ΔPが負であつて分岐点Ｂ
から分岐点Ａに熱媒体が流れる場合には、バルブ
Ｖ２を１単位閉じて差圧ΔPが大きくなるように
する（401）。

このように差圧ΔPを制御するのは、分岐点Ａ
の方が分岐点Ｂよりも分岐点１３５から遠いため
に圧力が低くなるからである。

上述の如く熱交換部１００，１１０の流路を変
更することによつて、排ガスの排熱量が少ない時
には、流路を直列に接続する場合を増加させて、
即ち熱交換部１００を通つた熱媒体の一部を再
度、熱交換部１１０を通して再加熱することによ
つて給水部１２０に戻る熱媒体の温度は低くなる
ことを防ぐ。

逆に排ガスの排熱量が多い時には、熱交換部１
００を通過した熱媒体の温度はかなり高いので上
記の如く流路を直列に接続する割合を減らして
も、即ち並列に接続する割合を増しても給水部１
２０に戻る熱媒体の温度は十分高い。又、上記の
ように並列に接続する割合を増やすことにより回
収する排気熱量も増加する。

本実施例を用いることにより、従来回収するこ
とのできなかつた排熱量変動の大きい炉の排ガス
から排熱を回収して使用することが可能となつ
た。

本実施例では熱交換部を２つにして説明した
が、熱交換部を３つあるいはそれ以上に増した場
合も、本実施例と同様に流路の圧力制御を行なう
ことによつて本発明を実施することが可能であ
る。

又、本実施例では一つの炉に対して２つの熱交
換部を設けたが各々異なつた炉に設けてもよい。

［発明の効果］ 本発明は、排ガスの排熱量変動に応じて複数の
熱交換部の流路の接続を変更し、熱交換部内を流
通する熱媒体の温度を低下させないようにしたも
のである。

即ち、排ガスの排熱量が少ない時には、熱交換
部の流路を直列に接続する割合を増加させて熱媒
体の温度が低下しないようにし、逆に排ガスの排
熱量が多い時には熱媒体の温度は低下しないので
熱交換部の流路を並列に接続する割合を増加させ
て、排熱の回収量を増加させるのである。

従つて本発明を用いることにより、バツチ式の
炉のように排ガスの排熱量が変化しても排熱ボイ
ラの熱媒体温度は変化せず、従来捨てていた排熱
を有効に使用できるようになつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を説明する流れ図、第２図は本
発明の一実施例を説明する構成図、第３図はその
流路を制御する流路制御回路のブロツク図、第４
図イ、ロはその動作を説明する流れ図である。 １００，１１０……熱交換部、１３０，１４
０，１５０，１６０，１６５，１７０……流路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の熱交換部を有する排熱ボイラによる排
   熱回収方法であつて、 上記熱交換部に導入される排ガスの排熱量が増
   大するに従つて熱交換部の流路を並列に接続する
   割合を増加させ、 上記熱交換部に導入される排ガスの排熱量が減
   少するに従つて熱交換部の流路を直列に接続する
   割合を増加させることを特徴とする排熱回収方
   法。