JPH08159448A

JPH08159448A - 蓄熱式燃焼バーナシステムのＮＯｘ抑制方法

Info

Publication number: JPH08159448A
Application number: JP6297285A
Authority: JP
Inventors: Yoji Fujimoto; 洋二藤本; Atsushi Shimizu; 淳清水; Masayasu Fukui; 雅康福井; Junya Bizen; 純也尾前; Kazuhiro Yahiro; 和広八尋; Taisuke Miyamoto; 泰典宮本; Koichi Shiotani; 好一塩谷; Toshio Toki; 俊雄登木; Koji Hirokawa; 広司広川
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; Chugai Ro Co Ltd
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 1996-06-21
Anticipated expiration: 2013-10-08
Also published as: JP2807183B2

Abstract

(57)【要約】【目的】大形加熱炉に導入してもＮＯｘ発生を応答性を
高めて抑制することが可能な蓄熱式燃焼バーナシステム
のＮＯｘ抑制方法を提供する。【構成】非燃焼側の蓄熱体２３ｂからの廃ガス吸引量を
減少させることにより、この蓄熱体２３ｂに対する廃ガ
ス顕熱の回収率を増大させる。この廃ガス顕熱の回収率
の増大によって、非燃焼側の蓄熱体２３ｂの蓄熱量が減
少する。そして、バーナの切換え燃焼により、燃焼側と
された前記蓄熱体２３ｂによって燃焼空気が予熱される
が、蓄熱体２３ｂの蓄熱量は減少されているので燃焼空
気は高温状態とならず、それにより燃焼側のガスバーナ
の燃焼温度が低下するのでＮＯｘの発生が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続式加熱炉のように
大形加熱炉の高効率燃焼システムとして好適な蓄熱式燃
焼バーナシステムのＮＯｘ抑制方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】加熱炉の燃焼バーナとして、従来より、
レキュペレータを排熱回収装置として燃焼用空気を予熱
する予熱式燃焼バーナシステムが知られているが、この
バーナシステムは、高温時での材質の耐熱衝撃性、及び
低温時の耐食性に問題があるとともに、燃焼用空気の予
熱度は４５０〜７５０℃が限界であった。

【０００３】それに対して、現在、高い排熱回収率が得
られる蓄熱式燃焼バーナシステムが知られている。この
蓄熱式燃焼バーナは、例えば特開平１−２１９４１１号
公報に記載されているように、加熱炉に少なくとも一対
の燃焼バーナが配設され、これら燃焼バーナに燃焼空気
及び加熱炉からの廃ガスを選択的に通過させる燃焼管が
接続され、これら燃焼管の途上にそれぞれ蓄熱体が配設
されており、一方の燃焼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体を介して
供給することにより燃焼空気を蓄熱体の蓄熱で加熱し、
他方の非燃焼バーナ側では、加熱炉内の廃ガスを蓄熱体
を介して廃ガス吸引装置により一定の吸引量で外部に排
出させるようにし、燃焼バーナの切換が所定時間のサイ
クルで行われることにより、廃ガスの熱量が非燃焼バー
ナ側の蓄熱体に蓄熱されるようになっている。

【０００４】しかし、この蓄熱式燃焼バーナシステム
は、高い排熱回収率が得られる反面、予熱される燃焼空
気が１０００℃以上と高温になるため、ＮＯ（一酸化炭
素）とＮＯ₂（二酸化炭素）を主体とするＮＯｘ（窒素
酸化物）の発生率が極めて高いという問題があった。Ｎ
Ｏｘは殆どがＮＯの形で放出され、大気中でＮＯ₂に酸
化される過程でオゾンなどの過酸化物を二次的に生成
し、光化学スモッグの原因になると考えられている。

【０００５】蓄熱式燃焼バーナシステムのＮＯｘを抑制
する方法としては、酸素濃度を減少させる方法、燃焼温
度を低下させる方法、さらには炉内温度を低下させる方
法が知られている。図７は、燃焼負荷量（投入熱量）を
一定とし、燃焼容量が２５００×１０³kcal/Hの一対の
蓄熱式バーナを使用して燃焼量を１７５０×１０³kcal
/Hとした場合の、炉内温度と酸素濃度の変化に対するＮ
Ｏｘ発生率の実験結果を示したものである。この図から
明らかなように、炉内温度の低下若しくは酸素濃度の減
少によってＮＯｘを抑制することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、連続式
加熱炉のような炉容積の大きな大形加熱炉に蓄熱式燃焼
バーナシステムを導入すると、炉容積が大きいために短
時間で炉内温度を低下することができず、また、短時間
での酸素濃度の減少も不可能なので、ＮＯｘ抑制の制御
応答性が低いという問題がある。

【０００７】また、図８は、燃焼容量が２５００×１０
³kcal/Hの一対の蓄熱式バーナを使用し、使用燃料をＭ
２６ガス（発熱量２５８５Kcal/m³）とし、炉内温度を
一定（１３２０℃）とした燃焼負荷量とＮＯｘ発生率と
の実験結果を示したものである。図８から明らかなよう
に、炉内温度の一定下では、バーナの燃焼負荷量が変化
しても、ＮＯｘはさほど減少しないことが判明した。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、連続式加熱炉のように大形加熱炉に導入しても
ＮＯｘ発生を応答性を高めて抑制制御することが可能な
蓄熱式燃焼バーナシステムのＮＯｘ抑制方法を提供する
ことを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、ＮＯｘ発
生メカニズムについて種々検討を加えて実験を繰り返し
た結果、燃焼負荷量の変化によるＮＯｘ制御は、蓄熱体
を備えるために時間遅れが発生すること、さらには、従
来システムでは、廃ガス吸引装置によって一定の流量で
廃ガスを吸引しながら蓄熱体で蓄熱が行われているので
ＮＯｘが変化しないということを見い出した。これによ
り、廃ガス吸引量を可変とすれば、燃焼負荷の要因とな
る熱風顕熱量（廃ガス顕熱量）を変化させることができ
るとの知見を得た。

【００１０】そこで、本発明は、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、前記蓄熱体よ
り外部側に介装された廃ガス吸引装置とを備え、各バー
ナを交互に切換燃焼させると共に、前記廃ガス吸引装置
の吸引動作によって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
蓄熱式バーナシステムにおいて、前記廃ガス吸引装置に
よる非燃焼側の蓄熱体からの廃ガス吸引量を減少させる
ことにより、前記蓄熱体に対する廃ガス顕熱の回収率を
増大させることを特徴とする蓄熱式燃焼バーナシステム
のＮＯｘ抑制方法とした。

【００１１】

【作用】本発明の蓄熱式燃焼バーナシステムのＮＯｘ抑
制方法によれば、切換え燃焼時に、非燃焼側の蓄熱体か
らの廃ガス吸引量を減少させることにより、この蓄熱体
に対する廃ガス顕熱の回収率を増大させる。廃ガス吸引
率の低下が顕熱回収率の増大を上回るため、非燃焼側の
蓄熱体の蓄熱量が減少する。そして、バーナの切換え燃
焼により、燃焼側とされた前記蓄熱体によって燃焼空気
が予熱されるが、蓄熱体の蓄熱量が減少されているので
燃焼空気は高温状態とならず、それにより燃焼側のガス
バーナの燃焼温度が低下するのでＮＯｘの発生が抑制さ
れる。

【００１２】そして、炉容積の大きさが問題となる炉内
温度の低下若しくは酸素濃度の減少によるＮＯｘ抑制制
御と比較して、本発明のＮＯｘ抑制方法は、蓄熱式燃焼
バーナの燃料負荷を低減させることによってＮＯｘを抑
制するから、連続式加熱炉のように大形加熱炉に導入し
ても、応答性を高めてＮＯｘ発生の抑制制御を行うこと
が可能となる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて
説明する。図１は連続式加熱炉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。

【００１４】第１加熱帯３及び第２加熱帯４には、４台
の蓄熱式バーナ装置６Ａ〜６Ｄ及び７Ａ〜７Ｄが取付け
られ、この蓄熱式バーナ装置６Ａ〜６Ｄ、７Ａ〜７Ｄか
ら排出される廃ガスは廃ガス吸引ファン（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約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。

【００１５】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。

【００１６】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２４
ａ，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、さらに廃ガス
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。

【００１７】ここで、蓄熱体２３ａ、２３ｂの夫々は、
気体流通路に沿って例えば直径約２０ｍｍのアルミナボ
ールが約１８００Ｋｇ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から排出される廃
ガスと熱交換されて蓄熱され、この蓄熱が低温の燃料空
気と熱交換される。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
の流路に燃焼空気を検出する例えば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。

【００１８】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、廃ガス
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。

【００１９】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、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。

【００２０】連続式加熱炉１の操業を開始する際には、
ＤＤＣ３２が、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、蓄熱式バーナ装置６Ａ〜６Ｄ及び７
Ａ〜７Ｄに対して実行する。蓄熱式バーナ装置６Ａ〜６
Ｄ及び７Ａ〜７Ｄの昇温処理を簡単に説明すると、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１８
ａ，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２７
ａ，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３３
ａ，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、定常切換制御
処理を実行する。

【００２１】そして、ＤＤＣ３２による蓄熱式バーナ装
置６Ａ〜６Ｄ及び７Ａ〜７Ｄに対する定常切換制御処理
は、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１
０００℃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。

【００２２】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、廃ガス流量調節弁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２
３ｂ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。

【００２３】そして、燃焼空気温度センサ３０ａで検出
される燃焼空気温度が、所定値に達すると、ガスバーナ
１０ａを非燃焼状態とし、ガスバーナ１０ｂを燃焼状態
に切換える。ここで、ＤＤＣ３２は、上述した昇温処理
及び定常切換制御処理と並行してＮＯｘ制御処理を実行
する。

【００２４】このＮＯｘ制御処理の一例を、図４のフロ
ーチャートを伴って説明すると、この処理は所定時間毎
のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ１
で、炉温センサ３３ａ，３３ｂで検出した炉内温度
Ｔ_D1，Ｔ_D2を読み込む。次いで、ステップＳ２に移行
し、炉内温度Ｔ_D1，Ｔ_D2の平均値Ｔ_DAVが、予め設定さ
れた上限温度Ｔ_Hに達しているか否かを判定する。この
判定は、非燃焼側の蓄熱体２３ｊ（ｉ＝ｂ、ａ）によっ
て燃焼空気が過度に予熱され、燃焼側ガスバーナ１０ｉ
（ｉ＝ａ、ｂ）が高温の燃焼温度で燃焼しているか否か
を判定するものであり、Ｔ_DAV≧Ｔ_Hであるときには、
燃焼側ガスバーナ１０ｉが高温の燃焼温度で燃焼してい
るものと判断してステップＳ３に移行し、Ｔ_DAV＜Ｔ_H
であるときには、燃焼側ガスバーナ１０ｉの燃焼温度が
低温であるものと判断してステップＳ４に移行する。

【００２５】ステップＳ３では、廃ガス流量調節弁２８
を所定開度まで絞る（廃ガス流量が減少）操作を行うた
めの制御信号ＣＳ_Rを出力した後、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。また、ステップＳ
４では、廃ガス流量調節弁２８の開度を初期値まで戻す
（廃ガス流量が増加）操作を行うための制御信号ＣＳ_R
を出力した後、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。

【００２６】この図４のＮＯｘ制御処理が、一方のガス
バーナ１０ａが燃焼状態にあり、他方のガスバーナ１０
ｂが非燃焼状態とされている定常切換制御処理と並行し
て実行されると、ステップＳ１で、炉温センサ３３ａ，
３３ｂで検出した炉内温度Ｔ _D1，Ｔ_D2を読み込んだ後、
ステップＳ２に移行し、炉内温度Ｔ_D1，Ｔ_D2の平均値Ｔ
_DAVが、予め設定された上限温度Ｔ_Hに達しているか否
かを判定する。そして、Ｔ_DAV≧Ｔ_Hであるときには、
燃焼側ガスバーナ１０ａが高温の燃焼温度で燃焼してい
るものと判断し、ステップＳ３に移行して制御信号ＣＳ
_Rの出力により、廃ガス流量調節弁２８が所定開度まで
絞られる。この廃ガス流量調節弁２８の開度が絞られた
ことによって、非燃焼側の蓄熱体２３ｂから吸引される
廃ガス吸引量が減少する。

【００２７】一方、ステップＳ２においてＴ_DAV＜Ｔ_H
であるときには、燃焼側ガスバーナ１０ａが高温の燃焼
温度で燃焼していないものと判断し、ステップＳ４に移
行して制御信号ＣＳ_Rの出力により、廃ガス流量調節弁
２８が初期値の開度まで戻され、非燃焼側の蓄熱体２３
ｂから吸引される廃ガス吸引量が元に戻される。そし
て、ガスバーナ１０ａが非燃焼状態とされ、ガスバーナ
１０ｂが燃焼状態として切換えられると、上記ＮＯｘ制
御処理は、非燃焼側の蓄熱体２３ａに対してガス吸引量
の調整が行われる。

【００２８】次に、前記ＮＯｘ制御処理を実行した連続
式加熱炉１について、図５及び図６の実験結果と、図７
を参照して説明する。図５は、Ｍ２６ガスを燃料とし、
燃焼量を１７５０×１０³kcal/Hとし、酸素濃度を１％
に設定し、蓄熱式バーナの切換えサイクル時間を１２０
秒とした場合の廃ガス吸引量（％）の変更による排熱回
収率（％）変化についての結果であり、図６は、排熱回
収率（％）の変化と炉内温度についての結果である。こ
こで、排熱回収率（％）は、廃ガス吸引ファン８によっ
て吸引される廃ガス顕熱の回収割合を示すものである。

【００２９】そして、実験では上限温度Ｔ_Hを１３２０
℃とするとともに、炉内温度が上限温度Ｔ_Hを下回って
いる際に、非燃料側の蓄熱体２３ｂの廃ガス吸引量（ス
テップＳ４の状態）を８０％としている。そして、炉内
温度が前記上限温度Ｔ_Hに達した際に、蓄熱体２３ｂの
廃ガス吸引量を６０％に減少変更させると（ステップＳ
３の状態）、図５の結果から、蓄熱体２３ｂの排熱回収
率が８４_.８％から８８．６％まで増大していくことが
わかる。この排熱回収率の増大によって蓄熱体２３ｂに
対する廃ガス顕熱の回収量が増大する以上に吸引量の減
少が大きいので、蓄熱体２３ｂの蓄熱量は減少してい
く。

【００３０】そして、一方のガスバーナ１０ａが非燃焼
状態とされ、他方のガスバーナ１０ｂが燃焼状態とされ
て切換えられると、燃焼側ガスバーナ１０ｂに供給され
る燃焼空気が、蓄熱体２３ｂとの熱交換により予熱され
ていくが、蓄熱体２３ｂの蓄熱量が減少しているの燃焼
空気温度は高温とならず、燃焼側ガスバーナ１０ｂの燃
焼温度は低下する。なお、燃焼温度は、燃焼温度＝炉内
温度／排熱回収率で求められる。

【００３１】そして、廃ガス吸引量の減少によって非燃
焼側の蓄熱体２３ｂ、２３ａの蓄熱量が減少するので、
交互に切換えられて燃焼するガスーナ１０ａ、１０ｂの
燃焼温度は低下する。これは、図６の結果から、排熱回
収率の増大（８８．６％）により炉内温度が１２４０℃
と低下しているので明らかとなる。これにより、図７の
炉内温度とＮＯｘ発生率との実験結果から明らかなよう
に、蓄熱体の廃ガス吸引量を減少させることにより、Ｎ
Ｏｘ発生は１０５PPm （炉内温度１３２０℃）から６７
PPm （炉内温度１２４０℃）まで大幅に減少することが
わかる。

【００３２】このように本実施例では、切換え燃焼時
に、非燃焼側の蓄熱体２３ａ、２３ｂからの廃ガス吸引
量を減少して前記蓄熱体２３ａ、２３ｂに対する廃ガス
顕熱の回収率を増大させ、廃ガス顕熱の回収率が増大す
る以上に廃ガス吸引率の減少が大きくなることにより、
蓄熱体２３ａ、ｂの蓄熱量を減少させる。これにより、
燃焼側とされた蓄熱体によって予熱される燃焼空気の温
度を低下させ、それにより燃焼側のガスバーナの燃焼温
度を低下させているのでＮＯｘの発生を抑制することが
できる。

【００３３】したがって、炉容積の大きさが問題となる
炉内温度の低下若しくは酸素濃度の減少によるＮＯｘ抑
制制御と比較して、本実施例のＮＯｘ制御処理は、蓄熱
体からの廃ガス吸引量を減少させて蓄熱式燃焼バーナの
燃料負荷を低減させることによってＮＯｘを抑制するこ
とが可能なので、連続式加熱炉のように大形加熱炉に導
入しても、応答性を高めてＮＯｘ発生の抑制制御を行う
ことができる。

【００３４】なお、本実施例では、炉内温度を検出する
ことによりＮＯｘ制御処理を実行しているが、本発明の
要旨がこの制御方法に限るものではなく、種々のガスセ
ンサを使用し、その検出結果に基づいて廃ガス吸引量を
変更させるようにしても、同様の作用効果を得ることが
できる。また、本実施例では、連続式加熱炉１内に、蓄
熱式燃焼バーナ装置６Ａ〜６Ｄ、７Ａ〜７Ｄのみを取付
けた構成としたが、他の燃焼装置としてレキュペレータ
を備えた予熱式燃焼バーナシステムを導入し、蓄熱式燃
焼バーナ装置６Ａ〜６Ｄ、７Ａ〜７Ｄの燃焼負荷が減少
した際に、予熱式燃焼バーナシステムが作動して炉内温
度を一定にするシステムとしてもよい。

【００３５】また、上記実施例においては、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、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。

【００３６】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。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、非燃焼
側の蓄熱体からの廃ガス吸引量を減少させてこの蓄熱体
に対する廃ガス顕熱の回収率を増大させ、廃ガス吸引率
の低下が廃ガス顕熱回収率の増大を上回ることにより、
非燃焼側の蓄熱体の蓄熱量を減少させ、この蓄熱体との
熱交換によって予熱される燃焼空気の温度を低下させて
燃焼側のガスバーナの燃焼温度が低下することによりＮ
Ｏｘ発生を抑制する。すなわち、この発明は、蓄熱式燃
焼バーナの燃料負荷を低減させたことによるＮＯｘ抑制
方法なので、炉容積の大きさが問題となる炉内温度の低
下若しくは酸素濃度の減少によるＮＯｘ抑制方法と比較
して、連続式加熱炉のように大形加熱炉に導入しても、
応答性を高めてＮＯｘ発生の抑制制御を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る蓄熱式燃焼バーナシステムを連続
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】蓄熱式燃焼バーナシステム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ＮＯｘ
制御処理の一例を示すフローチャートである。

【図５】実験で得られた蓄熱式燃焼バーナシステムの排
熱回収率と廃ガス吸引量との関係を示すグラフである。

【図６】実験で得られた蓄熱式燃焼バーナシステムの排
熱回収率と炉内温度との関係を示すグラフである。

【図７】実験で得られた蓄熱式燃焼バーナシステムのＮ
Ｏｘ発生量と炉内温度との関係を示すグラフである。

【図８】実験で得られた蓄熱式燃焼バーナシステムの炉
内温度一定下でのＮＯｘ発生量と燃焼負荷量との関係を
示すグラフである。

【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（廃ガス吸引装置）１０ａ、１０ｂガスバーナ２３ａ、２３ｂ蓄熱体２８廃ガス流量調節弁（廃ガス吸引装置）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者清水淳岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者福井雅康岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者尾前純也岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者八尋和広岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者宮本泰典大阪府大阪市西区京町堀２丁目４番７号中外炉工業株式会社内 (72)発明者塩谷好一大阪府大阪市西区京町堀２丁目４番７号中外炉工業株式会社内 (72)発明者登木俊雄大阪府大阪市西区京町堀２丁目４番７号中外炉工業株式会社内 (72)発明者広川広司大阪府大阪市西区京町堀２丁目４番７号中外炉工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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、前記蓄熱体より外部側に介装さ
れた廃ガス吸引装置とを備え、各バーナを交互に切換燃
焼させると共に、前記廃ガス吸引装置の吸引動作によっ
て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シス
テムにおいて、前記廃ガス吸引装置による非燃焼側の蓄
熱体からの廃ガス吸引量を減少させることにより、前記
蓄熱体に対する廃ガス顕熱の回収率を増大させることを
特徴とする蓄熱式燃焼バーナシステムのＮＯｘ抑制方
法。