JPH07103461A - 蓄熱型燃焼器を使用する炉の空気比調整方法 - Google Patents
蓄熱型燃焼器を使用する炉の空気比調整方法Info
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- JPH07103461A JPH07103461A JP5254153A JP25415393A JPH07103461A JP H07103461 A JPH07103461 A JP H07103461A JP 5254153 A JP5254153 A JP 5254153A JP 25415393 A JP25415393 A JP 25415393A JP H07103461 A JPH07103461 A JP H07103461A
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- fuel
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- 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
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- Air Supply (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
- Gas Burners (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 外部から燃焼負荷と空気比の指令が入ると、
供給すべき燃料流量と計算上の空気流量が計算される。
また、同時に空気比と予め判っている燃料の性状から排
ガスの計算上の酸素濃度が計算される。さらに、実際の
酸素濃度が入ってきて、両者の比較が行なわれる。とこ
ろが、燃焼切替からある一定の時間、排ガス誘引系の酸
素濃度は、真の炉内雰囲気酸素濃度を示さなくなる。こ
の時間対策として、外部からの燃焼切替信号から、所定
の設定時間については保持回路が働き、酸素濃度検出値
とは無関係に空気流量調節弁の設定流量を固定する。 【効果】 本発明によれば、蓄熱型燃焼器を用いた炉の
使用に際して、頻繁に繰り返される燃焼切替の際にも、
また、炉の扉を開ける際の大量の侵入空気に際しても、
炉内雰囲気の酸素濃度は、充分に低く安定して推移す
る。従って、スケールロスあるいは粒界酸化に起因する
欠陥等の問題も最小限に抑制することができる。
供給すべき燃料流量と計算上の空気流量が計算される。
また、同時に空気比と予め判っている燃料の性状から排
ガスの計算上の酸素濃度が計算される。さらに、実際の
酸素濃度が入ってきて、両者の比較が行なわれる。とこ
ろが、燃焼切替からある一定の時間、排ガス誘引系の酸
素濃度は、真の炉内雰囲気酸素濃度を示さなくなる。こ
の時間対策として、外部からの燃焼切替信号から、所定
の設定時間については保持回路が働き、酸素濃度検出値
とは無関係に空気流量調節弁の設定流量を固定する。 【効果】 本発明によれば、蓄熱型燃焼器を用いた炉の
使用に際して、頻繁に繰り返される燃焼切替の際にも、
また、炉の扉を開ける際の大量の侵入空気に際しても、
炉内雰囲気の酸素濃度は、充分に低く安定して推移す
る。従って、スケールロスあるいは粒界酸化に起因する
欠陥等の問題も最小限に抑制することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、蓄熱型燃焼器を使用す
る炉の空気比調整方法に関するものである。
る炉の空気比調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５に示す概略図に基づいて、従来の蓄
熱型燃焼器について各調節弁の動きとともに説明する。
図５は、バーナ９ａ側が燃焼中の状態であり、排ガスの
大部分はバーナ９ｂから蓄熱体１６ｂを通り、開となっ
ている排ガス誘引用切替弁２ｂを経て、排ガス誘引ブロ
ア１２から排出される。蓄熱体１６ｂを通る間、排ガス
の顕熱は蓄熱体１６ｂに与えられ、排ガス自身は冷えて
排ガス誘引用切替弁２ｂを焼損しない程度の温度となっ
ている。
熱型燃焼器について各調節弁の動きとともに説明する。
図５は、バーナ９ａ側が燃焼中の状態であり、排ガスの
大部分はバーナ９ｂから蓄熱体１６ｂを通り、開となっ
ている排ガス誘引用切替弁２ｂを経て、排ガス誘引ブロ
ア１２から排出される。蓄熱体１６ｂを通る間、排ガス
の顕熱は蓄熱体１６ｂに与えられ、排ガス自身は冷えて
排ガス誘引用切替弁２ｂを焼損しない程度の温度となっ
ている。
【０００３】３０秒程度の設定された時間経過後、蓄熱
体１６ｂは熱的に飽和し、排ガスの温度が急に上昇し始
める。その直前に、燃焼の切替えが行なわれる。即ち、
燃焼空気用切替弁１ｂが開、排ガス誘引用切替弁２ｂが
閉となり、燃焼空気が送られ、蓄熱体１６ｂを経てバー
ナ９ｂに入る。設定された一瞬の時間遅れで、燃焼空気
先行となるように配慮した燃料ガス用切替弁３ｂが開と
なると、燃料ガスがバーナ９ｂ内に入り、電気着火式パ
イロットバーナ４ｂによって点火されて、バーナ９ｂ側
の燃焼が始まる。燃焼空気は、蓄熱体１６ｂを通る間に
熱を得て高温に予熱される。
体１６ｂは熱的に飽和し、排ガスの温度が急に上昇し始
める。その直前に、燃焼の切替えが行なわれる。即ち、
燃焼空気用切替弁１ｂが開、排ガス誘引用切替弁２ｂが
閉となり、燃焼空気が送られ、蓄熱体１６ｂを経てバー
ナ９ｂに入る。設定された一瞬の時間遅れで、燃焼空気
先行となるように配慮した燃料ガス用切替弁３ｂが開と
なると、燃料ガスがバーナ９ｂ内に入り、電気着火式パ
イロットバーナ４ｂによって点火されて、バーナ９ｂ側
の燃焼が始まる。燃焼空気は、蓄熱体１６ｂを通る間に
熱を得て高温に予熱される。
【０００４】燃焼空気用切替弁１ｂと排ガス誘引用切替
弁２ｂの弁の動きと同時に、排ガス誘引用切替弁２ａは
開に、燃焼空気用切替弁１ａと燃料ガス用切替弁３ａは
閉となり、排ガスは、バーナ９ａから蓄熱体１６ａを経
て、排ガス誘引ファン１２で排出される。蓄熱体１６ａ
を通る間に、排ガスの顕熱は蓄熱体１６ａに与えられ
る。そしてまた、一定時間後、燃料ガス用切替弁３ｂ、
燃焼空気用切替弁１ｂ、排ガス誘引用切替弁２ａは閉に
なり、排ガス誘引用切替弁２ｂ、燃焼空気用切替弁１ａ
は開になり、設定されたごく短い時間遅れの後、燃料ガ
ス用切替弁３ａが開になり、同時に電気着火式パイロッ
トバーナ４ａが点火状態となり、今度は、バーナ９ａ側
が燃焼、バーナ９ｂ側が蓄熱にと、それぞれ役割が交替
する。こうした一連の動きを繰り返すことが、蓄熱型燃
焼器の特徴である。
弁２ｂの弁の動きと同時に、排ガス誘引用切替弁２ａは
開に、燃焼空気用切替弁１ａと燃料ガス用切替弁３ａは
閉となり、排ガスは、バーナ９ａから蓄熱体１６ａを経
て、排ガス誘引ファン１２で排出される。蓄熱体１６ａ
を通る間に、排ガスの顕熱は蓄熱体１６ａに与えられ
る。そしてまた、一定時間後、燃料ガス用切替弁３ｂ、
燃焼空気用切替弁１ｂ、排ガス誘引用切替弁２ａは閉に
なり、排ガス誘引用切替弁２ｂ、燃焼空気用切替弁１ａ
は開になり、設定されたごく短い時間遅れの後、燃料ガ
ス用切替弁３ａが開になり、同時に電気着火式パイロッ
トバーナ４ａが点火状態となり、今度は、バーナ９ａ側
が燃焼、バーナ９ｂ側が蓄熱にと、それぞれ役割が交替
する。こうした一連の動きを繰り返すことが、蓄熱型燃
焼器の特徴である。
【０００５】また、燃焼制御方法には、排ガス誘引系に
酸素濃度検出装置を設け、そこで、酸素濃度が目標値に
収斂する様にフィードバック回路を組み、結果として燃
焼流量に対して、侵入空気を差し引いた量の燃焼空気を
供給する方法がある。この方法は、炉内から直接に酸素
量をサンプリングするよりは、安定した酸素濃度を検出
することができ、しかもその値は、燃焼ゾーン全体の酸
素収支を反映している。しかし、この方法の欠点は、蓄
熱型燃焼器を用いる炉の場合に、燃焼切替の際の炉内雰
囲気の酸素濃度を反映していない値が排ガス誘引系に現
れて制御が混乱することである。
酸素濃度検出装置を設け、そこで、酸素濃度が目標値に
収斂する様にフィードバック回路を組み、結果として燃
焼流量に対して、侵入空気を差し引いた量の燃焼空気を
供給する方法がある。この方法は、炉内から直接に酸素
量をサンプリングするよりは、安定した酸素濃度を検出
することができ、しかもその値は、燃焼ゾーン全体の酸
素収支を反映している。しかし、この方法の欠点は、蓄
熱型燃焼器を用いる炉の場合に、燃焼切替の際の炉内雰
囲気の酸素濃度を反映していない値が排ガス誘引系に現
れて制御が混乱することである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】さて、こうした動作の
中で、例えばバーナ９ａ側燃焼からバーナ９ｂ側燃焼に
燃焼切替の際に、排ガス誘引用切替弁２ａ、燃焼空気用
切替弁１ａ共に半開、排ガス誘引用切替弁２ｂ、燃焼空
気用切替弁１ｂ共に半開の瞬間が存在する。前者は、燃
焼空気用切替弁１ａが開から閉に弁体が動きつつある間
に、排ガス誘引用切替弁２ａが閉から開に向けて弁体が
動き始めるために起こり、後者については、排ガス誘引
用切替弁２ｂが開から閉に向けて動き始めると同時に、
燃焼空気用切替弁１ｂが閉から開に動き始め、両者共
に、弁体が半開の一瞬の状態が起こる。この両者共に、
半開の一瞬に、燃焼空気は排ガス系に誘引され排ガスの
酸素濃度を、その本来の値とかけ離れた異常な値に押し
上げてしまう。
中で、例えばバーナ９ａ側燃焼からバーナ９ｂ側燃焼に
燃焼切替の際に、排ガス誘引用切替弁２ａ、燃焼空気用
切替弁１ａ共に半開、排ガス誘引用切替弁２ｂ、燃焼空
気用切替弁１ｂ共に半開の瞬間が存在する。前者は、燃
焼空気用切替弁１ａが開から閉に弁体が動きつつある間
に、排ガス誘引用切替弁２ａが閉から開に向けて弁体が
動き始めるために起こり、後者については、排ガス誘引
用切替弁２ｂが開から閉に向けて動き始めると同時に、
燃焼空気用切替弁１ｂが閉から開に動き始め、両者共
に、弁体が半開の一瞬の状態が起こる。この両者共に、
半開の一瞬に、燃焼空気は排ガス系に誘引され排ガスの
酸素濃度を、その本来の値とかけ離れた異常な値に押し
上げてしまう。
【０００７】これについては、弁の動きをタイマーで遅
らせ、燃焼空気用切替弁１ａの全閉後に排ガス誘引用切
替弁２ａが開となり始めるように、または、排ガス誘引
用切替弁２ｂの全閉後に燃焼空気用切替弁１ｂが開にな
り始めるようにしても良いように思われる。しかし、そ
うすると、通常の弁の動きでは２秒程の、どちらも燃焼
していない時間がその分延びることになり、通常切替周
期を２０秒から３０秒としている蓄熱型燃焼器では、こ
れは避けたい方法である。この一瞬を過ぎると、開にな
って排ガス誘引用切替弁２ａを通り、つぎに、蓄熱体１
６ａ、バーナ本体９ａ等の中に残存している燃焼用空気
が、排ガス系に誘引される。これによって、炉内の酸素
濃度は、通常の燃焼中とはかけ離れた高い酸素濃度を示
す一因となり、排ガス誘引系の酸素量を基に空気比を一
定値に収斂させるような、酸素濃度フィードバック制御
は乱され役に立たなくなってしまう。
らせ、燃焼空気用切替弁１ａの全閉後に排ガス誘引用切
替弁２ａが開となり始めるように、または、排ガス誘引
用切替弁２ｂの全閉後に燃焼空気用切替弁１ｂが開にな
り始めるようにしても良いように思われる。しかし、そ
うすると、通常の弁の動きでは２秒程の、どちらも燃焼
していない時間がその分延びることになり、通常切替周
期を２０秒から３０秒としている蓄熱型燃焼器では、こ
れは避けたい方法である。この一瞬を過ぎると、開にな
って排ガス誘引用切替弁２ａを通り、つぎに、蓄熱体１
６ａ、バーナ本体９ａ等の中に残存している燃焼用空気
が、排ガス系に誘引される。これによって、炉内の酸素
濃度は、通常の燃焼中とはかけ離れた高い酸素濃度を示
す一因となり、排ガス誘引系の酸素量を基に空気比を一
定値に収斂させるような、酸素濃度フィードバック制御
は乱され役に立たなくなってしまう。
【０００８】本発明が解決しようとする課題は、このよ
うな問題を解決しようとするものである。
うな問題を解決しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、蓄熱型燃焼器を使用する直火
型加熱炉の、排ガス誘引系に酸素濃度を検出する検出器
を設置し、この検出器からの信号が設定値に収斂するよ
うに、制御対象ゾーンの燃焼負荷から定まって指示され
る燃料流量に対して、空気比制御装置で燃料空気流量の
増減を自動制御する場合に、燃焼切替開始から、下式で
定まる時間については、燃料流量、燃焼空気流量ともに
燃焼切替直前の値に固定することとした蓄熱型燃焼器を
使用する炉の空気比調整方法である。 Ｔ＝（切替弁の開閉に要する時間）＋（Σ制御対象ゾー
ンにある蓄熱型燃焼器の蓄熱室とバーナタイル内の空隙
容積）／（制御対象ゾーンの排気速度）
の手段として、本発明は、蓄熱型燃焼器を使用する直火
型加熱炉の、排ガス誘引系に酸素濃度を検出する検出器
を設置し、この検出器からの信号が設定値に収斂するよ
うに、制御対象ゾーンの燃焼負荷から定まって指示され
る燃料流量に対して、空気比制御装置で燃料空気流量の
増減を自動制御する場合に、燃焼切替開始から、下式で
定まる時間については、燃料流量、燃焼空気流量ともに
燃焼切替直前の値に固定することとした蓄熱型燃焼器を
使用する炉の空気比調整方法である。 Ｔ＝（切替弁の開閉に要する時間）＋（Σ制御対象ゾー
ンにある蓄熱型燃焼器の蓄熱室とバーナタイル内の空隙
容積）／（制御対象ゾーンの排気速度）
【００１０】
【作用】つぎに本発明の作用を図２を用いて説明する。
排ガス誘引用切替弁、燃焼空気用切替弁共に、切替信号
で動き始めると短い時間ではあるが、両者共に半開とな
る瞬間、図２（ｃ）が存在する。この間、排ガス誘引系
には、燃焼空気が流入し図２（ｄ）に示すように、酸素
濃度は高くなる。つぎに、弁が完全に切り替わった後
も、前サイクルの燃焼空気の残りが、図２（ｇ）示す、
蓄熱室２２とバーナタイル内の空間２３に残っている。
これを完全に排気するまでは、図２（ｄ）に示すよう
に、炉内よりもかなり高い酸素濃度がＴ2 時間、排ガス
誘引系で観測される。図２（ｄ）中、Ｔ1 は２つの弁が
開閉する時に、一瞬の半開状態に起因する酸素濃度の異
常期間であり、Ｔ2 は蓄熱室２２、バーナ内の残存燃焼
空気に起因する酸素濃度の異常期間であり、下式にあら
わされる。 Ｔ2 ＝（Σ制御対象のゾーンにある蓄熱型燃焼器の蓄熱
室とバーナタイル内の空隙容積）／（制御対象ゾーンの
排気速度）
排ガス誘引用切替弁、燃焼空気用切替弁共に、切替信号
で動き始めると短い時間ではあるが、両者共に半開とな
る瞬間、図２（ｃ）が存在する。この間、排ガス誘引系
には、燃焼空気が流入し図２（ｄ）に示すように、酸素
濃度は高くなる。つぎに、弁が完全に切り替わった後
も、前サイクルの燃焼空気の残りが、図２（ｇ）示す、
蓄熱室２２とバーナタイル内の空間２３に残っている。
これを完全に排気するまでは、図２（ｄ）に示すよう
に、炉内よりもかなり高い酸素濃度がＴ2 時間、排ガス
誘引系で観測される。図２（ｄ）中、Ｔ1 は２つの弁が
開閉する時に、一瞬の半開状態に起因する酸素濃度の異
常期間であり、Ｔ2 は蓄熱室２２、バーナ内の残存燃焼
空気に起因する酸素濃度の異常期間であり、下式にあら
わされる。 Ｔ2 ＝（Σ制御対象のゾーンにある蓄熱型燃焼器の蓄熱
室とバーナタイル内の空隙容積）／（制御対象ゾーンの
排気速度）
【００１１】これに対して、燃焼空気、燃料ガスの弁開
度を予め調整して、一定にして対処すると、図２（ｅ）
のような炉内酸素濃度となる。Ｔ1 経過時に酸素濃度が
ピークになるのは、異常燃焼を防ぐため、燃焼空気を先
行とすべく燃焼空気用切替弁が開となってから２秒程度
遅らせて、燃料ガス用切替弁を開にするためである。Ｔ
2 時間を過ぎて、徐々に酸素濃度が上がるのは蓄熱体が
次第に冷え、予熱空気温度が下がり、通気抵抗が小さく
なり、その結果空気過剰の程度が増すためである。排ガ
ス誘引系の酸素濃度をフィードバックして、空気比制御
を行なうと、単純な方法では、図２（ｆ）の一点鎖線の
ように（Ｔ1 ＋Ｔ2 ）時間の間に炉内への空気比は、未
燃焼の側に振れてしまう。
度を予め調整して、一定にして対処すると、図２（ｅ）
のような炉内酸素濃度となる。Ｔ1 経過時に酸素濃度が
ピークになるのは、異常燃焼を防ぐため、燃焼空気を先
行とすべく燃焼空気用切替弁が開となってから２秒程度
遅らせて、燃料ガス用切替弁を開にするためである。Ｔ
2 時間を過ぎて、徐々に酸素濃度が上がるのは蓄熱体が
次第に冷え、予熱空気温度が下がり、通気抵抗が小さく
なり、その結果空気過剰の程度が増すためである。排ガ
ス誘引系の酸素濃度をフィードバックして、空気比制御
を行なうと、単純な方法では、図２（ｆ）の一点鎖線の
ように（Ｔ1 ＋Ｔ2 ）時間の間に炉内への空気比は、未
燃焼の側に振れてしまう。
【００１２】一方、本発明の方法では、（Ｔ1 ＋Ｔ2 ）
の間を燃料ガス流量、燃焼空気流量とも、切替直前の値
に固定させるので空気比は乱れることはなく、この間を
過ぎると通常の空気比制御を行うことになり、全体にみ
れば大幅な空気比が改善されるのである。こうした特徴
を持つ蓄熱型燃焼器を用いた炉に、排ガス誘引系の酸素
濃度を単純にフィードバックする空気比制御方法を適用
すると、装入扉、抽出扉の開閉に伴う変動の他に、さら
に、燃焼切替に伴う炉内の酸素濃度を反映していない酸
素濃度変動が負荷され、空気比制御は全く狂ってしま
う。
の間を燃料ガス流量、燃焼空気流量とも、切替直前の値
に固定させるので空気比は乱れることはなく、この間を
過ぎると通常の空気比制御を行うことになり、全体にみ
れば大幅な空気比が改善されるのである。こうした特徴
を持つ蓄熱型燃焼器を用いた炉に、排ガス誘引系の酸素
濃度を単純にフィードバックする空気比制御方法を適用
すると、装入扉、抽出扉の開閉に伴う変動の他に、さら
に、燃焼切替に伴う炉内の酸素濃度を反映していない酸
素濃度変動が負荷され、空気比制御は全く狂ってしま
う。
【００１３】
【実施例】つぎに、本発明の実施例を図１の燃焼制御装
置２４の制御フロー図に基づき、空気比調整方法の説明
をする。外部から燃焼負荷と空気比の指令が入ると、供
給すべき燃料流量と計算上の空気流量が計算される。ま
た、同時に空気比と予め判っている燃料の性状から計算
上の排ガスの酸素濃度が計算される。これに対して、排
ガス誘引系に備えられている酸素濃度検出器からの出
力、すなわち実際の酸素濃度が入ってきて、両者の比較
が行なわれる。材料の装入、抽出の際の不可避的な侵入
空気の影響で、さらには、炉殻の空隙からの侵入空気の
影響により、多くの場合、実際の酸素濃度が高くなる。
そこで、これから逆算される空気流量と供給されている
空気流量との比較からどの位の補正をしてやれば、結果
として、排ガス酸素濃度が計算排ガス酸素濃度となるか
計算できる。この計算値に合わせるべく、流量検出器か
らのフィードバックにより燃焼空気の流量設定が行なわ
れ、燃焼空気量が確保される。
置２４の制御フロー図に基づき、空気比調整方法の説明
をする。外部から燃焼負荷と空気比の指令が入ると、供
給すべき燃料流量と計算上の空気流量が計算される。ま
た、同時に空気比と予め判っている燃料の性状から計算
上の排ガスの酸素濃度が計算される。これに対して、排
ガス誘引系に備えられている酸素濃度検出器からの出
力、すなわち実際の酸素濃度が入ってきて、両者の比較
が行なわれる。材料の装入、抽出の際の不可避的な侵入
空気の影響で、さらには、炉殻の空隙からの侵入空気の
影響により、多くの場合、実際の酸素濃度が高くなる。
そこで、これから逆算される空気流量と供給されている
空気流量との比較からどの位の補正をしてやれば、結果
として、排ガス酸素濃度が計算排ガス酸素濃度となるか
計算できる。この計算値に合わせるべく、流量検出器か
らのフィードバックにより燃焼空気の流量設定が行なわ
れ、燃焼空気量が確保される。
【００１４】燃料については、供給すべき燃料流量に対
して、流量検出器からフィードバックが行なわれ、これ
も燃料量が確保される。ただし、これまで述べてきたよ
うに、燃焼切替からある一定の時間、排ガス誘引系の酸
素濃度は、真の炉内雰囲気酸素濃度を示さなくなる。こ
の時間対策として、外部からの燃焼切替信号から、所定
の設定時間については保持回路が働き、酸素濃度検出値
とは無関係に空気流量調節弁の設定流量は固定される。
このときに、設定される時間は、下式によって求められ
る。 Ｔ＝（切替弁の開閉に要する時間）＋（Σ制御対象ゾー
ンにある蓄積型燃焼器の蓄熱室とバーナタイル内の空隙
容積）／（制御対象ゾーンの排気速度）
して、流量検出器からフィードバックが行なわれ、これ
も燃料量が確保される。ただし、これまで述べてきたよ
うに、燃焼切替からある一定の時間、排ガス誘引系の酸
素濃度は、真の炉内雰囲気酸素濃度を示さなくなる。こ
の時間対策として、外部からの燃焼切替信号から、所定
の設定時間については保持回路が働き、酸素濃度検出値
とは無関係に空気流量調節弁の設定流量は固定される。
このときに、設定される時間は、下式によって求められ
る。 Ｔ＝（切替弁の開閉に要する時間）＋（Σ制御対象ゾー
ンにある蓄積型燃焼器の蓄熱室とバーナタイル内の空隙
容積）／（制御対象ゾーンの排気速度）
【００１５】つぎに本発明の方法を装置に実施した例を
図３を用いて説明する。燃焼空気用切替弁１ａ，１ｂ、
燃料ガス用切替弁３ａ，３ｂが開、排ガス誘引用切替弁
２ａ，２ｂが閉となって、バーナ９ａ，９ｂに燃料と燃
焼空気が供給される。空気は、バーナ本体に内蔵されて
いる蓄熱体を通り、予熱された後、バーナタイル内に入
る。燃料と空気がバーナタイル内に供給されると、パイ
ロットバーナ４ａ，４ｂによって着火し燃焼を開始す
る。この弁の動きと全く同時に、燃焼空気用切替弁１
ｃ，１ｄ、燃料ガス用切替弁３ｃ，３ｄは閉、排ガス誘
引用切替弁２ｃ，２ｄが開となって、バーナ９ａ，９ｄ
側は、排ガスを吸引する役割を果たし、その段階で内蔵
された蓄熱体に排ガスの顕熱が吸収され蓄えられる。
図３を用いて説明する。燃焼空気用切替弁１ａ，１ｂ、
燃料ガス用切替弁３ａ，３ｂが開、排ガス誘引用切替弁
２ａ，２ｂが閉となって、バーナ９ａ，９ｂに燃料と燃
焼空気が供給される。空気は、バーナ本体に内蔵されて
いる蓄熱体を通り、予熱された後、バーナタイル内に入
る。燃料と空気がバーナタイル内に供給されると、パイ
ロットバーナ４ａ，４ｂによって着火し燃焼を開始す
る。この弁の動きと全く同時に、燃焼空気用切替弁１
ｃ，１ｄ、燃料ガス用切替弁３ｃ，３ｄは閉、排ガス誘
引用切替弁２ｃ，２ｄが開となって、バーナ９ａ，９ｄ
側は、排ガスを吸引する役割を果たし、その段階で内蔵
された蓄熱体に排ガスの顕熱が吸収され蓄えられる。
【００１６】ある一定時間の後、燃焼切替が行なわれバ
ーナの役割が切り替わる。即ち、燃焼空気用切替弁１
ａ，１ｂ、燃料ガス用切替弁３ａ，３ｂは閉、排ガス誘
引用切替弁２ａ，２ｂが開となり、これと同時に燃焼空
気用切替弁１ｃ，１ｄ、燃料ガス用切替弁３ｃ，３ｄが
開となり、パイロットバーナ４ｃ，４ｄで着火する。ま
た、排ガス誘引用切替弁２ｃ，２ｄが閉となって、バー
ナ９ｃ，９ｄは燃焼側となる。これを繰り返し蓄熱型燃
焼器は燃焼を続ける。切替弁は、明記していないが、燃
焼切替制御盤からの指令によって切り替わる。くせ取り
ダンパ１０は、燃料、空気、排ガスを各燃焼器に均等に
流したり吸引したりするためのものである。被加熱物
は、装入扉１８から入り、抽出扉１９から抽出される。
ーナの役割が切り替わる。即ち、燃焼空気用切替弁１
ａ，１ｂ、燃料ガス用切替弁３ａ，３ｂは閉、排ガス誘
引用切替弁２ａ，２ｂが開となり、これと同時に燃焼空
気用切替弁１ｃ，１ｄ、燃料ガス用切替弁３ｃ，３ｄが
開となり、パイロットバーナ４ｃ，４ｄで着火する。ま
た、排ガス誘引用切替弁２ｃ，２ｄが閉となって、バー
ナ９ｃ，９ｄは燃焼側となる。これを繰り返し蓄熱型燃
焼器は燃焼を続ける。切替弁は、明記していないが、燃
焼切替制御盤からの指令によって切り替わる。くせ取り
ダンパ１０は、燃料、空気、排ガスを各燃焼器に均等に
流したり吸引したりするためのものである。被加熱物
は、装入扉１８から入り、抽出扉１９から抽出される。
【００１７】図４に本発明を実施した場合と従来との比
較を示す。図４のケース１は、従来法により燃焼ゾーン
毎に、燃料流量と燃焼空気流量との比を、論理空燃比と
設定空気比の積に合わせる制御を行なった場合の排ガス
誘引系および炉内雰囲気の酸素濃度の時間推移である。
侵入空気に起因して、全般に酸素濃度が高くなるほか、
材料抽出時に、抽出扉が開となる間、大量の空気が侵入
し、炉内および排ガス誘引系の酸素濃度は、異常に高く
なっている。図４のケース２は、本発明の実施例で制御
した場合の図である。侵入空気分も考慮して燃焼空気量
を制御しているため、全般に酸素濃度が低いが、抽出扉
が開くと差が明確になる。本実施例では、本発明の目的
である、燃焼切替時の空気流量の誤った調整も回避され
ており、未燃焼が発生しないように制御されていること
がわかる。さらに、大量の侵入空気があってもフィード
バックが働くため、その影響は最小限に抑制できる。
較を示す。図４のケース１は、従来法により燃焼ゾーン
毎に、燃料流量と燃焼空気流量との比を、論理空燃比と
設定空気比の積に合わせる制御を行なった場合の排ガス
誘引系および炉内雰囲気の酸素濃度の時間推移である。
侵入空気に起因して、全般に酸素濃度が高くなるほか、
材料抽出時に、抽出扉が開となる間、大量の空気が侵入
し、炉内および排ガス誘引系の酸素濃度は、異常に高く
なっている。図４のケース２は、本発明の実施例で制御
した場合の図である。侵入空気分も考慮して燃焼空気量
を制御しているため、全般に酸素濃度が低いが、抽出扉
が開くと差が明確になる。本実施例では、本発明の目的
である、燃焼切替時の空気流量の誤った調整も回避され
ており、未燃焼が発生しないように制御されていること
がわかる。さらに、大量の侵入空気があってもフィード
バックが働くため、その影響は最小限に抑制できる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、蓄熱型燃焼器を用いた
炉の使用に際して、頻繁に繰り返される燃焼切替の際に
も、また、炉の扉を開ける際の大量の侵入空気を伴う材
料の装入、抽出に際しても、炉内雰囲気の酸素濃度は、
充分に低く安定して推移する。従って、過剰空気燃焼に
よる燃料の過剰消費もなく、また、材料が高温下で高い
酸素濃度雰囲気にさらされることによる、スケールロス
あるいは粒界酸化に起因する欠陥等の問題も最小限に抑
制することができる。
炉の使用に際して、頻繁に繰り返される燃焼切替の際に
も、また、炉の扉を開ける際の大量の侵入空気を伴う材
料の装入、抽出に際しても、炉内雰囲気の酸素濃度は、
充分に低く安定して推移する。従って、過剰空気燃焼に
よる燃料の過剰消費もなく、また、材料が高温下で高い
酸素濃度雰囲気にさらされることによる、スケールロス
あるいは粒界酸化に起因する欠陥等の問題も最小限に抑
制することができる。
【図１】本発明の空気比調整方法のフロー図である。
【図２】本発明の作用を説明した図である。
【図３】本発明の方法の蓄熱型燃焼器への実施例図であ
る。
る。
【図４】本発明を実施した場合と従来との比較を示した
図である。
図である。
【図５】蓄熱型燃焼器の概略図である。
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 燃焼空気用切替弁 ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 排ガス誘引用切替弁 ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 燃料ガス用切替弁 ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ パイロットバーナ ５ 燃料流量調節弁 ６ 燃焼空気流量調節弁 ７ 燃料流量検出器 ８ 燃焼空気流量検出器 ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ バーナ １０ くせ取りダンパ １１ 燃焼空気ブロア １２ 排ガス誘引ブロア １３ 炉圧調整ダンパ １４ 炉圧調整アクチュエータ １５ 炉殻 １６，１６ａ，１６ｂ 蓄熱体 １７ 煙突 １８ 装入扉 １９ 抽出扉 ２０ 逃し煙道 ２１ 酸素濃度検出器 ２２ 蓄熱室 ２３ バーナタイル内の空間 ２４ 燃焼制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 良一 神奈川県横浜市鶴見区尻手２丁目１番53号 日本ファーネス工業株式会社内 (72)発明者 松尾 護 神奈川県横浜市鶴見区尻手２丁目１番53号 日本ファーネス工業株式会社内 (72)発明者 須藤 淳 神奈川県横浜市鶴見区尻手２丁目１番53号 日本ファーネス工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 蓄熱型燃焼器を使用する直火型加熱炉
の、排ガス誘引系に酸素濃度を検出する検出器を設置
し、この検出器からの信号が設定値に収斂するように、
制御対象ゾーンの燃焼負荷から定まって指示される燃料
流量に対して、空気比制御装置で燃料空気流量の増減を
自動制御する場合に、燃焼切替開始から、下式で定まる
時間については、燃料流量、燃焼空気流量ともに燃焼切
替直前の値に固定することを特徴とする蓄熱型燃焼器を
使用する炉の空気比調整方法。 Ｔ＝（切替弁の開閉に要する時間）＋（Σ制御対象ゾー
ンにある蓄熱型燃焼器の蓄熱室とバーナタイル内の空隙
容積）／（制御対象ゾーンの排気速度）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5254153A JP2976269B2 (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | 蓄熱型燃焼器を使用する炉の空気比調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5254153A JP2976269B2 (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | 蓄熱型燃焼器を使用する炉の空気比調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07103461A true JPH07103461A (ja) | 1995-04-18 |
| JP2976269B2 JP2976269B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=17260967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5254153A Expired - Fee Related JP2976269B2 (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | 蓄熱型燃焼器を使用する炉の空気比調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2976269B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007285564A (ja) * | 2006-04-14 | 2007-11-01 | Nippon Steel Corp | 連続鋼材加熱炉およびこれを用いた鋼材の加熱方法 |
| KR20180125306A (ko) * | 2017-05-15 | 2018-11-23 | 한국에너지기술연구원 | 열처리 공업로의 온도 제어 장치 및 방법 |
| JP2022176424A (ja) * | 2022-08-31 | 2022-11-29 | 中外炉工業株式会社 | 燃焼設備の燃焼制御方法 |
| JP2022176423A (ja) * | 2022-08-29 | 2022-11-29 | 中外炉工業株式会社 | 燃焼設備 |
| JP2022177842A (ja) * | 2022-08-29 | 2022-12-01 | 中外炉工業株式会社 | 燃焼設備 |
-
1993
- 1993-10-12 JP JP5254153A patent/JP2976269B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007285564A (ja) * | 2006-04-14 | 2007-11-01 | Nippon Steel Corp | 連続鋼材加熱炉およびこれを用いた鋼材の加熱方法 |
| JP4653689B2 (ja) * | 2006-04-14 | 2011-03-16 | 新日本製鐵株式会社 | 連続鋼材加熱炉およびこれを用いた鋼材の加熱方法 |
| KR20180125306A (ko) * | 2017-05-15 | 2018-11-23 | 한국에너지기술연구원 | 열처리 공업로의 온도 제어 장치 및 방법 |
| JP2022176423A (ja) * | 2022-08-29 | 2022-11-29 | 中外炉工業株式会社 | 燃焼設備 |
| JP2022177842A (ja) * | 2022-08-29 | 2022-12-01 | 中外炉工業株式会社 | 燃焼設備 |
| WO2024048006A1 (ja) * | 2022-08-29 | 2024-03-07 | 中外炉工業株式会社 | 燃焼設備 |
| WO2024048028A1 (ja) * | 2022-08-29 | 2024-03-07 | 中外炉工業株式会社 | 燃焼設備 |
| JP2022176424A (ja) * | 2022-08-31 | 2022-11-29 | 中外炉工業株式会社 | 燃焼設備の燃焼制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2976269B2 (ja) | 1999-11-10 |
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