JPH0861657A - 炉加熱装置 - Google Patents
炉加熱装置Info
- Publication number
- JPH0861657A JPH0861657A JP6211782A JP21178294A JPH0861657A JP H0861657 A JPH0861657 A JP H0861657A JP 6211782 A JP6211782 A JP 6211782A JP 21178294 A JP21178294 A JP 21178294A JP H0861657 A JPH0861657 A JP H0861657A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- valve
- air
- gas recirculation
- furnace
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- 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
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- Air Supply (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 炉の排気を燃焼空気に混入して再循環させる
ことにより、窒素酸化物の発生を低減すると共に、熱効
率を向上するようにした排気再循環方式において、排気
再循環に伴うバーナの空気比の変化を回避し得る構成を
低コストで提供する。 【構成】 燃焼空気を排気により予熱する熱交換器１を
備え、排気管２の熱交換器１より下流側から燃焼空気供
給管３の熱交換器より上流側へ排気の一部を還流させる
排気還流管４を設けると共に、該排気還流管４に炉温が
一定値以上の時にのみ開く排気再循環弁５を設けた炉加
熱装置において、燃焼空気供給管３に設けられた空気量
調整弁６と並列に空気バイパス弁７を設け、該空気バイ
パス弁７を上記排気再循環弁５と同期して開閉せしめ
た。
ことにより、窒素酸化物の発生を低減すると共に、熱効
率を向上するようにした排気再循環方式において、排気
再循環に伴うバーナの空気比の変化を回避し得る構成を
低コストで提供する。 【構成】 燃焼空気を排気により予熱する熱交換器１を
備え、排気管２の熱交換器１より下流側から燃焼空気供
給管３の熱交換器より上流側へ排気の一部を還流させる
排気還流管４を設けると共に、該排気還流管４に炉温が
一定値以上の時にのみ開く排気再循環弁５を設けた炉加
熱装置において、燃焼空気供給管３に設けられた空気量
調整弁６と並列に空気バイパス弁７を設け、該空気バイ
パス弁７を上記排気再循環弁５と同期して開閉せしめ
た。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気に含まれる窒素酸
化物の低減と熱効率改善のために、排気の一部を燃焼空
気に混合して再循環させる方式の炉加熱装置に関するも
のである。
化物の低減と熱効率改善のために、排気の一部を燃焼空
気に混合して再循環させる方式の炉加熱装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】図１は従来のこの種の炉加熱装置の一例
を示したもので、燃焼空気を排気により予熱する熱交換
器１を備え、排気管２の熱交換器１より下流側から燃焼
空気供給管３の熱交換器より上流側へ排気の一部を還流
させる排気還流管４を設けると共に、排気還流管４に炉
温が一定値以上の時にのみ開く排気再循環弁５を設けた
ものであり、排気の再循環により燃焼空気の単位体積当
たりの酸素濃度を低くして、火炎温度を下げることによ
り低ＮＯｘ化を図ったものであるが、炉温が低い時に排
気を再循環させると、火炎の安定性が悪化して失火、振
動燃焼、一酸化炭素の発生等の不都合を生じるおそれが
あるために、例えば炉温が燃料の着火温度以上に上昇し
て燃焼性が良好になった時にのみ強制排気再循環を行う
ようにしたものである。
を示したもので、燃焼空気を排気により予熱する熱交換
器１を備え、排気管２の熱交換器１より下流側から燃焼
空気供給管３の熱交換器より上流側へ排気の一部を還流
させる排気還流管４を設けると共に、排気還流管４に炉
温が一定値以上の時にのみ開く排気再循環弁５を設けた
ものであり、排気の再循環により燃焼空気の単位体積当
たりの酸素濃度を低くして、火炎温度を下げることによ
り低ＮＯｘ化を図ったものであるが、炉温が低い時に排
気を再循環させると、火炎の安定性が悪化して失火、振
動燃焼、一酸化炭素の発生等の不都合を生じるおそれが
あるために、例えば炉温が燃料の着火温度以上に上昇し
て燃焼性が良好になった時にのみ強制排気再循環を行う
ようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし上述の構成は、
排気再循環を行う場合と行わない場合で燃焼空気中の酸
素濃度が異なるために、燃焼量の制御を単一の温度調節
計で行おうとすると、バーナの空気比を一定に保つこと
ができず、その結果高温時に不完全燃焼を起こしたり、
低温時にＮＯｘ発生量が増加したりするという欠点があ
った。またその対策として、低温時用と高温時用の２個
の温度調節計を設けて切り換えて使用したり、あるいは
制御装置をレベルアップしたりするのは、大幅なコスト
アップにつながるという問題があった。本発明は上述の
ような問題点に鑑み、排気再循環方式の炉加熱装置にお
いて、排気再循環に伴うバーナの空気比の変化を回避す
ることができる構成を安価に提供することを目的とする
ものである。
排気再循環を行う場合と行わない場合で燃焼空気中の酸
素濃度が異なるために、燃焼量の制御を単一の温度調節
計で行おうとすると、バーナの空気比を一定に保つこと
ができず、その結果高温時に不完全燃焼を起こしたり、
低温時にＮＯｘ発生量が増加したりするという欠点があ
った。またその対策として、低温時用と高温時用の２個
の温度調節計を設けて切り換えて使用したり、あるいは
制御装置をレベルアップしたりするのは、大幅なコスト
アップにつながるという問題があった。本発明は上述の
ような問題点に鑑み、排気再循環方式の炉加熱装置にお
いて、排気再循環に伴うバーナの空気比の変化を回避す
ることができる構成を安価に提供することを目的とする
ものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明による炉加熱装置
は、図２に示すように、燃焼空気を排気により予熱する
熱交換器１を備え、排気管２の熱交換器１より下流側か
ら燃焼空気供給管３の熱交換器より上流側へ排気の一部
を還流させる排気還流管４を設けると共に、該排気還流
管４に炉温が一定値以上の時にのみ開く排気再循環弁５
を設けた炉加熱装置において、燃焼空気供給管３に設け
られた空気量調整弁６と並列に空気バイパス弁７を設
け、該空気バイパス弁７を上記排気再循環弁５と同期し
て開閉せしめたものである。
は、図２に示すように、燃焼空気を排気により予熱する
熱交換器１を備え、排気管２の熱交換器１より下流側か
ら燃焼空気供給管３の熱交換器より上流側へ排気の一部
を還流させる排気還流管４を設けると共に、該排気還流
管４に炉温が一定値以上の時にのみ開く排気再循環弁５
を設けた炉加熱装置において、燃焼空気供給管３に設け
られた空気量調整弁６と並列に空気バイパス弁７を設
け、該空気バイパス弁７を上記排気再循環弁５と同期し
て開閉せしめたものである。
【０００５】
【作用】上述の構成において、いま炉温が燃料の着火温
度に達していない時は、温度調節計８により燃料調整弁
９と共に空気量調整弁６が制御され、このときの空気量
は燃料に対して理論燃焼空気量となるように調整されて
いる。炉温が燃料の着火温度に達すると、温度調節計８
からの出力信号によって、排気再循環弁５と共に空気バ
イパス弁７が開かれるが、温度調節計８による空気量調
整弁６の制御内容に変化はなく、低温時と全く同様の信
号によって弁開度の制御を行うことによって、排気の混
合による空気比の変化を回避することができる。このと
き空気バイパス弁７を通過させる混合ガスのバイパス量
ｙは、理論的には、 ｙ＝（Ｎａ−Ｎｅ）・ｘ／（Ｎａ＋Ｎｅ・ｘ） ・・・（１） 但し ｘ ：空気１に対する排気再循環量 ｙ ：空気１に対するバイパス量 Ｎａ：空気中の酸素濃度 Ｎｅ：排気中の酸素濃度 となるが、実際には排気再循環量と同量の混合ガスをバ
イパスさせるようにしても、後述のようにバーナの空気
比を殆ど低下させることなく排気を再循環させることが
できる。
度に達していない時は、温度調節計８により燃料調整弁
９と共に空気量調整弁６が制御され、このときの空気量
は燃料に対して理論燃焼空気量となるように調整されて
いる。炉温が燃料の着火温度に達すると、温度調節計８
からの出力信号によって、排気再循環弁５と共に空気バ
イパス弁７が開かれるが、温度調節計８による空気量調
整弁６の制御内容に変化はなく、低温時と全く同様の信
号によって弁開度の制御を行うことによって、排気の混
合による空気比の変化を回避することができる。このと
き空気バイパス弁７を通過させる混合ガスのバイパス量
ｙは、理論的には、 ｙ＝（Ｎａ−Ｎｅ）・ｘ／（Ｎａ＋Ｎｅ・ｘ） ・・・（１） 但し ｘ ：空気１に対する排気再循環量 ｙ ：空気１に対するバイパス量 Ｎａ：空気中の酸素濃度 Ｎｅ：排気中の酸素濃度 となるが、実際には排気再循環量と同量の混合ガスをバ
イパスさせるようにしても、後述のようにバーナの空気
比を殆ど低下させることなく排気を再循環させることが
できる。
【０００６】
【実施例】図２は本発明の一実施例を示したもので、１
０はガスバーナ、１１は金属加熱炉等の炉体であり、バ
ーナ１０には燃料調整弁９及び遮断弁１２を介して燃料
ガスが供給されると共に、ブロア１３及び空気量調整弁
６を介して燃焼空気が供給されている。また燃焼空気供
給管３には、燃焼空気を排気により予熱する熱交換器１
が設けられており、更に排気管２の熱交換器１よりも下
流側から燃焼空気供給管３の熱交換器１より上流側へ排
気の一部を還流させる排気還流管４が設けられ、この排
気還流管４に炉温が一定値以上の時にのみ開く排気再循
環弁５が設けられている。空気バイパズ弁７は空気量調
整弁６と並列に空気バイパス弁７を設けられ、温度調節
計８により排気再循環弁５と同期して開閉制御されるよ
うになっている。なお１４は炉内温度センサである。
０はガスバーナ、１１は金属加熱炉等の炉体であり、バ
ーナ１０には燃料調整弁９及び遮断弁１２を介して燃料
ガスが供給されると共に、ブロア１３及び空気量調整弁
６を介して燃焼空気が供給されている。また燃焼空気供
給管３には、燃焼空気を排気により予熱する熱交換器１
が設けられており、更に排気管２の熱交換器１よりも下
流側から燃焼空気供給管３の熱交換器１より上流側へ排
気の一部を還流させる排気還流管４が設けられ、この排
気還流管４に炉温が一定値以上の時にのみ開く排気再循
環弁５が設けられている。空気バイパズ弁７は空気量調
整弁６と並列に空気バイパス弁７を設けられ、温度調節
計８により排気再循環弁５と同期して開閉制御されるよ
うになっている。なお１４は炉内温度センサである。
【０００７】いま炉温が燃料の着火温度に達していない
時は、排気再循環弁５とバイパス弁７は閉じられてお
り、温度調節計８は燃料調整弁９と共に空気量調整弁６
を制御している。次に炉温が燃料の着火温度に達する
と、温度調節計８からの出力信号によって、排気再循環
弁５と空気バイパス弁７が開かれる。このとき空気バイ
パス弁７を通過させるべき混合ガスの理論バイパス量
は、前記の（１）式で求めることができる。例えば排気
再循環量をｘ＝０．２〜０．３すなわち燃焼空気の２０
〜３０％とし、空気中の酸素濃度Ｎａ＝２１％及び排気
中の酸素濃度Ｎｅ＝３％とすると、バイパス量ｙはｘ＝
０．２のときｙ＝０．１７、ｘ＝０．３のときｙ＝０．
２７となって、排気再循環弁５よりもバイパス弁７を少
し絞ることになる。もしこれを絞らずにｙ＝ｘとした場
合は、バーナ１０に供給される酸素量はＮａから（Ｎａ
＋Ｎｅ・ｘ）に増加することになるが、実際にはＮａ＝
２１％に対して、ｘ＝０．２のとき２１．６％、ｘ＝
０．３のとき２１．９％で、その増加分は殆ど誤差の範
囲内と言えるので、排気再循環弁５及び空気バイパス弁
７として同一規格の弁を使用することができ、構成を著
しく簡素化することができるのである。
時は、排気再循環弁５とバイパス弁７は閉じられてお
り、温度調節計８は燃料調整弁９と共に空気量調整弁６
を制御している。次に炉温が燃料の着火温度に達する
と、温度調節計８からの出力信号によって、排気再循環
弁５と空気バイパス弁７が開かれる。このとき空気バイ
パス弁７を通過させるべき混合ガスの理論バイパス量
は、前記の（１）式で求めることができる。例えば排気
再循環量をｘ＝０．２〜０．３すなわち燃焼空気の２０
〜３０％とし、空気中の酸素濃度Ｎａ＝２１％及び排気
中の酸素濃度Ｎｅ＝３％とすると、バイパス量ｙはｘ＝
０．２のときｙ＝０．１７、ｘ＝０．３のときｙ＝０．
２７となって、排気再循環弁５よりもバイパス弁７を少
し絞ることになる。もしこれを絞らずにｙ＝ｘとした場
合は、バーナ１０に供給される酸素量はＮａから（Ｎａ
＋Ｎｅ・ｘ）に増加することになるが、実際にはＮａ＝
２１％に対して、ｘ＝０．２のとき２１．６％、ｘ＝
０．３のとき２１．９％で、その増加分は殆ど誤差の範
囲内と言えるので、排気再循環弁５及び空気バイパス弁
７として同一規格の弁を使用することができ、構成を著
しく簡素化することができるのである。
【０００８】
【発明の効果】本発明によれば上述のように、炉の排気
を燃焼空気に混入して再循環させるものであるから、窒
素酸化物の発生を低減すると共に熱効率を向上し得ると
いう利点があり、また排気再循環モ−ドに入る前後を通
じて、バーナの空気比の変化を回避して安定な燃焼を維
持し、一酸化炭素の発生等の不都合を防止することがで
きるという利点があり、しかもそれを複雑な制御装置を
要することなく、空気量調整弁６と並列に空気バイパス
弁７を接続するという極めて簡単な構成で実現し得ると
いう利点がある。
を燃焼空気に混入して再循環させるものであるから、窒
素酸化物の発生を低減すると共に熱効率を向上し得ると
いう利点があり、また排気再循環モ−ドに入る前後を通
じて、バーナの空気比の変化を回避して安定な燃焼を維
持し、一酸化炭素の発生等の不都合を防止することがで
きるという利点があり、しかもそれを複雑な制御装置を
要することなく、空気量調整弁６と並列に空気バイパス
弁７を接続するという極めて簡単な構成で実現し得ると
いう利点がある。
【図１】従来例の概略系統図。
【図２】本発明の一実施例の概略系統図。
１ 熱交換器 ２ 排気管 ３ 燃焼空気供給管 ４ 排気還流管 ５ 排気再循環弁 ６ 排ガス吐出口 ７ 空気バイパス弁 ８ 温度調節計 ９ 燃料調整弁 １０ ガスバーナ １１ 炉体 １２ 遮断弁 １３ ブロア １４ 炉内温度センサ
Claims (2)
- 【請求項１】 燃焼空気を排気により予熱する熱交換器
を備えると共に、熱交換器より下流側の排気管から熱交
換器より上流側の燃焼空気供給管へ排気の一部を還流さ
せる排気還流管を備え、該排気還流管に炉温が一定値以
上の時にのみ開く排気再循環弁を設けた炉加熱装置にお
いて、燃焼空気供給管に設けられた空気量調整弁と並列
に空気バイパス弁を設け、該空気バイパス弁を上記排気
再循環弁と同期して開閉せしめて成る炉加熱装置。 - 【請求項２】 上記排気再循環弁及び空気バイパス弁と
して、同一規格の弁を同一開度で使用して成る請求項１
記載の炉加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6211782A JPH0861657A (ja) | 1994-08-13 | 1994-08-13 | 炉加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6211782A JPH0861657A (ja) | 1994-08-13 | 1994-08-13 | 炉加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0861657A true JPH0861657A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=16611515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6211782A Pending JPH0861657A (ja) | 1994-08-13 | 1994-08-13 | 炉加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0861657A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011133200A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Noritz Corp | ガス燃焼装置 |
-
1994
- 1994-08-13 JP JP6211782A patent/JPH0861657A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011133200A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Noritz Corp | ガス燃焼装置 |
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