JPH03160210A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は燃焼装置に係り、特に、排ガスの有する残熱を
燃料ガスヘ熱回収して火炉の熱効率を高めるのに好適な
燃焼装置に関する。

〔従来の技術〕

製鉄所等から発生する副生ガスを活用して発電するポイ
ラ等の燃焼炉においては、その燃料として副生ガスの他
に、副生ガスが不足することを考慮したバックアップと
して燃料油や天然ガスといった、いわば高級燃料も取り
扱うことが計画されており、低カロリーな副生ガスを優
先的に使用する運用が行なわれている。

このようなシステムにおいては、低カロリーな副生ガス
を使う時は燃焼排ガス量も多く、且つ、排ガス屋度も高
くなる。一方、燃料油燃焼時は非ガス量が少なく排ガス
温度も低くなる傾向となるなどの特質があるため、排ガ
ス系には、例えば、燃料ガスを加熱して熱回収できる熱
交換器を設置して熱回収し、副生ガス燃焼時の熱効率を
向上することが行なわれている。

（発明が解決しようとする課題〕 従来のシステムでは、熱交換器に流入する燃料ガスの流
量が少量となったときに、熱交換器に浦．入ずる排ガス
をカントする排ガスカツ｝Ｊ転が行なわれている。

ところが、排ガスカット運転あるいは排ガスカノ１・運
転から排ガスを熱交換器へ供給する運転へ移行するとき
、又は熱交換器へ流入する熱量ガス流量が過量になった
ときでも、熱交換器に流入する排ガスの流量が適正に調
整されていなかった。

このため、熱交換器に配設された伝熱管が露点以下の管
壁温度となり、管表面に排ガスが結露することがある。

この結露水は、燃料中に含まれる硫黄分などによる硫酸
酸性水を含むため、伝熱管が腐食する恐れがある。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、熱
交換器乙こ用いられる伝熱管のメタル温度が露点以下と
なるのを防止し、伝熱管の腐食を未然に防止することが
できる燃焼装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達戒するために本発明は、火炉に燃焼ガスを
供給する燃料ガス供給管の管路途中に配設されて燃料ガ
ス流量を制御する燃料ガス流量制御器と、火炉の火炎を
調整するガスハーナと、燃料ガス供給管と火炉の排ガス
を排出する排ガス排出管の各管路途中に配設され、排ガ
スとの熱交換により燃料ガスを加熱する熱交換器とを有
する燃焼装置において、前記熱交換器乙こ流入する燃料
ガスの流量を調整する燃料ガス流量調整器と、燃料ガス
供給管から分岐して燃料ガス流量調整器入口側と熱交換
器出口側とを結ぶハイバス管の燃料ガス流量を調整する
バイパス流量調整器と、熱交換器に流入する燃料ガスの
流量を検出する燃料ガス流量検出器と、燃料ガス流量検
出器の検出出力を監視して、燃料ガスが最小設定値以下
となったときにバイパス流量調整器を全開駆動すると共
に燃料ガス流量調整器を全閉駆動し、燃料ガスが最大設
定値を超えたときにはバイパス流量調整器を全開駆動す
る駆動器とを設りてなる燃焼装置を構威したものである
。

〔作用〕

熱交換器に流入する排ガスの流量が最小となる条件下に
おいては、熱交換器に流入する燃料ガスの流量が最小設
定値以下となるので、このときには熱交換器への燃料ガ
スの流入を停止し、燃料ガスを直接火炉側へ供給する。

また熱交換器に流入する燃料ガスの流量が最大設定値を
超えたときにもハイバス管の管路を開いて燃料ガスをハ
イパス管へ分流させる。これにより、熱交換器に用いら
れる伝熱管のメタル温度は常に露点以上に維持される。

〔実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、ボイラ火炉１の側壁には燃料ガスバー
ナ２が設置され、内部には節炭器４が配置されている。

バーナ２には燃料ガス管１４を介して、低温流体として
の燃料ガスが供給されており、バーナ２によって火炎３
が調整されるようになっている。この燃焼による排ガス
は排ガスダクト（排ガス排出管）５，誘引通風６１２を
介して煙突１３から排出されるようになっている。燃料
ガス管１４の管路途中には、燃料ガス′＆量計１５人口
ダンバ（燃料ガス流量調整器）１７，燃料ガス加熱器（
熱交換器）１０，温度コントローラ１６．燃料ガス流量
制御ダンバ（燃料ガス流量制御器）１つ，緊急遮断ダン
パ２０が配設されていると共に、燃料ガス管１４の燃料
ガス流量計１５下流側と加熱器１０下流側とを結ぶハイ
バス管２１が設けられている。そしてハイバス管２１の
管路途中にはバイパスダンバ（ハイパス流量調整器）１
８が配設されている。

一方、排ガスダクト５の管路途中には、人口ダンパ６，
空気予熱器８が配設されていると共に、人口ダンバ７，
加熱器１０．出口ダンバ１１が配設されている。

加熱器１０は、第３図に示されるように、燃料ガス管ｌ
４と排ガスダクト５の各管路途中に配設されており、排
ガスが入口２２から流入し、仕切板によって蛇行して出
口２３から排出される。燃料ガスは入口２４から出口２
５側へ供給される。

このとき、燃料ガスと排ガスとの間で熱交換が行われ、
伝熱管２６内の燃料ガスが加熱されるようになっている
。なお、２７は下流側管板、２８は上流側管板、２９は
ケーシング、３０はサポートをそれぞれ示す。

加熱器１０に流入する排ガス及び燃料ガスを調整するに
際しては、第２図に示される駆動器４６を用いて大口ダ
ンパ１７，入口ダンパ７，ハイバスダンパ１８の開度を
制御するようになっている。

駆動器４６は加熱器１０出口側の燃料ガス温度を検出す
る温度センサ３１と、加熱器１６への燃料ガスの流入量
を検出する燃料ガス流量検出器３３に接続され、演算器
３２，燃料ガスの流量に応した関数値の信号を発生する
関数発生器３４，加算器３５，手動／自動切換器３６，
ゲイン補正器３７，ミニマム開度リミッタ３８，入口ダ
ンパ７を駆動するドライバ３９，入口ダンパ６を駆動す
るドライバ４０，手動設定器４１．ゲイン補正器４２．
手動／自動切換器４３，バイパスダンパｌ８を駆動する
ドライバ４４，入口ダンパ１７を駆動するドライバ４５
を備えて構戒されている。

演算器３２は温度センサ３１の出力信号に応じた開度を
算出し、この算出した開度に応した信号を加算器３５へ
出力するようになっている。関数発生器３４は燃料ガス
流量検出器３３の検出出力に応した開度の信号を加算器
３５に出力するようになっている。そして加算器３５で
加算された開度の信号は手動／自動切換器３６を介して
ドライバ３９へ供給されると共にゲイン補正器・３７で
ゲイン補正された後、開度をミニマム開度とするための
リミッタ３８を介してドライバ４０へ供給されるように
なっている。一方、加算器３５の出力はドライバ４４に
も供給されており、ドライバ４５には、ゲイン補正器４
２でゲイン補正された開度信号が手動／自動切換器４３
を介して供給されるようになっている。

以上の構成において、火炉ｌ内で燃焼された燃料は、熱
吸収された後、排ガスダクト５において３００〜３４０
゜Ｃの塩度にて排出される。この排ガスは排ガスダクト
５中の人口ダンパ６を介して空気予熱器８に送給される
と共に入口ダンパ７を介して加熱器１０へ送給される。

そして煙突１３からの排ガスの温度は、煙突ｌ３からの
上昇ガス拡散を考慮して、例えば、油燃焼時の排ガス温
度（１３０〜１５０゜Ｃ）より下がらないように配慮さ
れている。即ち、空気予熱器８は排ガス量の少ない油専
焼をヘースにして面積が決定されており、副生ガスの燃
焼により排ガス量が増加した時には、副生ガスの加熱と
熱回収を行っても煙突１３のガス温度が下がらないよう
になっている。

一方、燃料ガスは燃料ガス管１４内を大気温度に略等し
い温度で加熱器１０へ供給され、加熱器１０で排ガスと
熱交換された後、バーナ２に供給される。

次に、燃料ガス流量が少流量となり、入口ダンパ７の開
度が小さく、制御域を下回って制御不能ノタメに、排ガ
スカット運転をするときは、燃料ガスが最小設定値以下
となったものとして、ドライバ４４によりバイパスダン
パ１８を全開駆動すると共にドライバ４５により入口ダ
ンパ■７を全閉駆動する。さらに、このときにはドライ
バ３９により入口ダンパ７をミニマム開度又は全閉駆動
する。

これにより、加熱器ＩＯには必要以上の燃料ガスが流入
することはなく伝熱管２６のメタル温度が露点以下にな
るのが防止される。そして排ガスの流量が制御性に問題
のない流量以上になったときには、ドライバ４５により
入口ダンパ１７を徐々に開かせ、逆にバイパスダンバ１
８の開度を閉とし、入口ダンパ１７を全開まで駆動する
。

このような状態のときに、加熱器１０に流入する排ガス
の流量が最大設定値を超えたときには、ドライバ４４に
よりバイパスダンバ１８を全開駆動し、燃料ガスを加熱
器１０と共にバイパス管２１へ分流させ、必要以上の燃
料ガスが加熱器ＩＯへ流入するのを防止する。これによ
り、伝熱管２６のメタル温度が露点以下になるのを防止
することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、伝熱管のメタル
温度が露点以下になるのを防止するようにしたため伝熱
管が腐食するのが防止され、熱交換器の長寿命化が図れ
ると共に、信頼性の向上に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体構戒図、第２図は
駆動器の構或図、第３図は熱交換器の構戒図である。 １・・・・・・ボイラ火炉、２・・・・・・燃料ガスパ
ーナ、５・・・・・・排ガスダクト、６，７・・・・・
・大ロダンパ、８・・・・・・空気予熱器、１０・・・
・・・燃料ガス加熱器、１３・・・・・・煙突、１４・
・・・・・燃料ガス管、ｌ７・・・・・・大ロダンバ、
１８・・・・・・バイパスダンパ、１９・・・・・・燃
料ガス流量制御ダンパ、３１・・・・・・温度センサ、
３３・・・・・・燃料ガス流量検出器、３２・・・・・
・演算器、関数発生器、３５・・・・・・加算器、３６
，４動／自動切換’Ｊ”ｆｔ，３９．．４０．４４，４
ライハ、４６・・・・・・駆動器。 ３　４　・・・・・・ ３・・・・・・手 ５・・・・・・ド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）火炉に燃焼ガスを供給する燃料ガス供給管の管路
   途中に配設されて燃料ガス流量を制御する燃料ガス流量
   制御器と、火炉の火炎を調整するガスバーナと、燃料ガ
   ス供給管と火炉の排ガスを排出する排ガス排出管の各管
   路途中に配設され、排ガスとの熱交換により燃料ガスを
   加熱する熱交換器とを有する燃焼装置において、前記熱
   交換器に流入する燃料ガスの流量を調整する燃料ガス流
   量調整器と、燃料ガス供給管から分岐して燃料ガス流量
   調整器入口側と熱交換器出口側とを結ぶバイパス管の燃
   料ガス流量を調整するバイパス流量調整器と、熱交換器
   に流入する燃料ガスの流量を検出する燃料ガス流量検出
   器と、燃料ガス流量検出器の検出出力を監視して、燃料
   ガスが最小設定値以下となったときにバイパス流量調整
   器を全開駆動すると共に燃料ガス流量調整器を全閉駆動
   し、燃料ガスが最大設定値を超えたときにはバイパス流
   量調整器を全開駆動する駆動器とを設けてなることを特
   徴とする燃焼装置。