JPH0875377A

JPH0875377A - 加熱炉の炉圧制御方法

Info

Publication number: JPH0875377A
Application number: JP21509394A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Misaki; 裕之見崎; Yoshimoto Fujii; 良基藤井
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1994-09-08
Filing date: 1994-09-08
Publication date: 1996-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】低負荷操業時にも炉圧制御が正確に行える加
熱炉の炉圧制御方法を確立する。【構成】加熱炉１の炉本体と煙突２を接続する排ガス
煙道３を２つ以上の小煙道４に分割し、それぞれの小煙
道４にダンパ６を設け、加熱炉１の燃焼負荷の大小に応
じて適用するダンパ数を増減させ、適用しないダンパ６
を閉とし、適用するダンパ６を炉圧に応じて調整する加
熱炉の炉圧制御方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、工業炉等の加熱炉の
炉圧を、燃焼負荷の変化に対応して効果的に制御するこ
とのできる炉圧制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】工業炉等の加熱炉における炉内圧の制御
は、一般的には炉内圧検出器により炉内圧を検出し、検
出した炉内圧に基づいて煙道内に設けた炉圧制御ダンパ
を開閉して炉内圧を調整し、炉内圧が任意に設定した設
定圧力に常に保持されるようにするという方法で行われ
ている。

【０００３】しかしながら、上述したような加熱炉の炉
圧制御方法では、炉の設備仕様に比較して大幅な低負荷
操業を実施した場合、炉圧制御ダンパを全閉にしようと
しても、ダンパの熱変形等により燃焼排ガスのリークが
あり、炉圧を設定圧力に維持できず、炉圧が低下して外
部の空気を炉内に吸い込み、炉内の燃焼雰囲気が変動し
たり、排ガス温度が低下することによりレキュペレータ
による回収熱量が減少して、燃料原単位が上昇するとい
う問題点がある。

【０００４】このような問題を解消するために、種々な
方法が提案されている。特開昭６２−１６１９０３号公
報に開示された方法は、図５に示すように、加熱炉２１
の炉圧を炉圧検出センサ２２で検出し、その信号を昇降
制御装置２３に送り、その信号に応じて昇降制御装置２
３から可動塔昇降装置２４に指令を発して、可動塔昇降
装置２４により、固定塔２５と可動塔２６とから構成さ
れる排ガス排出塔２７の可動塔２６を昇降させて、排ガ
ス排出塔２７の高さを制御可能とし、炉圧が設定圧力よ
りも低下した場合には、排ガス排出塔２７の高さを低く
して、ドラフト力を弱めてやるというものである。

【０００５】また、特開平５−１２６４７５号公報に開
示された方法は、図６に示すように、加熱炉本体３１と
煙突３２を接続する煙道３３に、空気予熱器３４、主ダ
ンパ３５および補助ダンパ３６をこの順に配置し、補助
ダンパ３６は主ダンパ３５よりも開き勝手方向で開度差
が１５〜２０％範囲で作動し、補助ダンパ３６との開度
差が１５％を切った時点で補助ダンパ３６は開口を始め
て開度差が２０％に達すればその開口を停止し、また開
度差が２０％以上になった時点で補助ダンパ３６は閉鎖
を始めて開度差が１５％に達した時点閉鎖を停止するよ
うに作動して、炉圧を制御するというものである。

【０００６】また、特公平５−４１９１８号公報に開示
された方法は、図７に示すように、加熱炉４１の炉尻と
煙突４２とを連通する煙道４３に配置された炉圧制御ダ
ンパ４５の開度を、炉内圧力が所望の圧力になるように
した加熱炉４１の炉圧制御方法において、低燃焼時には
外気を上記煙道４３のレキュペレータ４４と炉圧制御ダ
ンパ４５との間に設けた外気導入ダクト４６の外気導入
ダンパ４７を開いて、外気を煙道４３内に導入し、この
外気により炉内排ガスが吸引排出されるのを防止するも
のである。

【０００７】また、実開平５−８７４９５号公報に開示
された方法は、図８に示すように、加熱炉５１の煙道部
５３に配設した炉内圧制御ダンパー５５の開度を調整し
て炉内圧を制御するごとく構成された加熱炉５１の炉内
圧制御装置において、前記炉内圧制御ダンパー５５の下
流煙道部５３に可逆式駆動装置で駆動される旋回羽根５
６を設置し、炉内圧検出値と炉内圧制御ダンパー５５の
開度に応じて前記旋回羽根５６の旋回方向と回転数を求
め、前記可逆式駆動装置に指令する炉内圧演算制御装置
５７を備えたものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の炉圧制御方法には、次のような問題点があっ
た。（１）特開昭６２−１６１９０３号の方法大気汚染を防止する観点から、煙突の高さをあまり下げ
ることはできず、制御範囲がおのずから限定される。（２）特開平５−１２６４７５号の方法ある程度煙道が大きい場合、圧力損失がダンパ増設だけ
では小さく、制御に限界がある。（３）特公平５−４１９１８号の方法外気の導入量に限界があり、炉圧制御に限界がある。（４）実開平５−８７４９５号の方法旋回羽根運転のために電力を使用する必要があり、コス
トアップを招く。

【０００９】この発明は、従来技術の上述のような問題
点を解消するためになされたものであり、炉の設備仕様
に比較して大幅な低負荷操業を実施しても、炉圧制御が
容易にかつコストの上昇を招くことなく行える加熱炉の
炉圧制御方法を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る加熱炉の
炉圧制御方法は、加熱炉の炉本体と煙突を接続する排ガ
ス煙道を２つ以上の小煙道に分割し、それぞれの小煙道
にダンパを設け、加熱炉の燃焼負荷の大小に応じて適用
するダンパ数を増減させ、適用しないダンパを閉とし、
適用するダンパを炉圧に応じて調整するものである。

【００１１】

【作用】ダンパには各種のタイプがあるが、一般に制御
能力（再現性）はダンパの全ストロークの数％である。
したがって、炉加熱能力の１／３程度以下の燃焼負荷で
は、大きな１台のダンパによる炉圧制御は困難になる。

【００１２】この発明に係る加熱炉の炉圧制御方法にお
いては、分割された複数の小煙道のそれぞれに、全閉可
能な炉圧制御ダンパを設けている。そして、燃焼負荷が
減少していくときには、燃焼負荷の大きさに応じて小煙
道の炉圧制御ダンパを全閉にする。

【００１３】このようにすると、燃焼排ガスは炉圧制御
ダンパが全閉となっていない小煙道のみを流れるように
なる。したがって、燃焼排ガスの小煙道断面の単位面積
当りの流量は、すべての小煙道の炉圧制御ダンパが開か
れている場合と比較して多くなる。そのため、燃焼排ガ
スが空気予熱器を通過するときの圧力損失も大きくな
り、ダンパでの炉圧制御がしやすくなる。

【００１４】また、燃焼排ガスの流量に応じた大きさの
ダンパで炉圧制御をすることになるので、低燃焼負荷時
にも負荷に応じた炉圧制御が可能となる。

【００１５】なお、燃焼負荷が増大していくときには、
上記と逆に全閉にするダンパを減らせば、１台の大型ダ
ンパと同等の制御性が得られる。

【００１６】

【実施例】本発明の実施例の加熱炉の炉圧制御方法を、
図１により説明する。図１（ａ）はこの炉圧制御方法を
実施するための炉圧制御装置を示す説明図であり、図１
（ｂ）は図１（ａ）のＡ部詳細図である。この加熱炉の
炉圧制御方法においては、加熱炉１本体と煙突２を接続
する煙道３の中間部において、煙道３を３つの小煙道４
に分割し、それぞれの小煙道４に空気予熱器５およびダ
ンパ６をこの順に設けている。

【００１７】そして、加熱炉１に設けた炉圧検出器７で
炉圧を検出し、検出した炉圧信号を炉圧発信器８で計算
器９に送り、あらかじめ設定してある設定圧力と検出炉
圧との差分から、その差分に応じたダンパ６の開度変更
量を演算し、ダンパ開度変更指令をダンパ駆動装置１０
に発して、ダンパ駆動装置１０によりダンパ６の開度を
変更して炉圧を設定圧力に保持するようにしている。

【００１８】３つの小煙道４を通過する燃焼排ガス量
が，煙道３の排出能力に十分適合する場合は問題ない
が、加熱炉１の燃焼負荷が少なくなり、燃焼排ガス量が
煙道３の排出能力以下に減少してくると、３つの小煙道
４を全部使用して炉圧制御を行おうとすると、小煙道４
における圧力損失が低下してくるために、ダンパ６の応
答性が低下し、必要以上に排ガスが煙突２から排出さ
れ、炉圧が低下して外気が炉内に侵入し、燃焼雰囲気が
変動したり、燃焼排ガスの温度低下により、空気予熱器
５における排熱回収量が低下し、加熱炉１の燃料原単位
が低下するという問題がある。

【００１９】そこで、この炉圧制御方法においては、加
熱炉１のバーナーに燃焼ガスを供給する燃焼ガス配管１
１に設けた流量計１２で計測した流量信号を前記計算器
９に送り、燃焼ガスの流量から燃焼排ガス流量を演算
し、演算した燃焼排ガス流量の減少に応じて、１つ以上
の小煙道４のダンパ６を全閉にするとともに、このダン
パ６と対になった空気予熱器５にブロア１３から燃焼用
空気配管を通って供給される燃焼用空気の供給を、遮断
弁１４を閉めて停止するようにしている。

【００２０】図１の例の場合、小煙道４が３つあるの
で、小煙道４および空気予熱器５の使用モードを３つ設
けている。すなわち、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３小煙道４およ
び空気予熱器５を使用するモード（Ｈモード）、Ｎｏ．
１とＮｏ．２小煙道４および空気予熱器５を使用するモ
ード（Ｍモード）およびＮｏ．１の小煙道４および空気
予熱器５のみを使用するモード（Ｌモード）を設けてい
る。

【００２１】そして、モード切替え時の炉圧のハンチン
グを防ぐために、各モードに対する適用燃焼排ガス流量
を図２のグラフに示すようにし、ヒステリシス特性を持
たせている。すなわち、Ｈモードの下限ＡＬはＭモード
の上限ＡＨよりも少なく、Ｍモードの下限ＢＬはＬモー
ドの上限ＢＨよりも少なくしている。

【００２２】図３は、モードを決定するときのフローチ
ャートである。計算器９で演算された燃焼排ガス流量Ｑ
がＡＨよりも多いときには、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３小煙道
４および空気予熱器５を使用するＨモードが指令され
る。

【００２３】燃焼排ガス流量ＱがＡＨよりも少なく、か
つＡＬよりも少ないかＢＨよりも多いときには、Ｎｏ．
１とＮｏ．２小煙道４および空気予熱器５を使用するＭ
モードが指令される。

【００２４】さらに、燃焼排ガス流量ＱがＢＬよりも少
ないときには、Ｎｏ．１の小煙道４および空気予熱器５
のみを使用するＬモードが指令される。

【００２５】図４はダンパ６の開度を制御する制御回路
図である。Ｈモードの場合、炉圧検出器７からの炉圧信
号は回路１５を通って比率設定器１６ａ、１６ｂおよび
１６ｃで３３％づつに分配され、それぞれ圧力指示調節
器１７ａ、１７ｂおよび１７ｃに達して、ダンパ６ａ、
６ｂおよび６ｃの開度を同等に調節する。

【００２６】Ｍモードの場合、炉圧検出器７からの炉圧
信号は回路１８を通って比率設定器１６ｄ、１６ｅで５
０％づつに分配され、それぞれ圧力指示調節器１７ａ、
１７ｂに達して、ダンパ６ａおよび６ｂの開度を同等に
調節する。同時にダンパ６ｃは全閉となる。

【００２７】Ｌモードの場合、炉圧検出器７からの炉圧
信号は回路１９を通って直接圧力指示調節器１７ａに達
して、ダンパ６ａの開度を調節する。同時にダンパ６ｂ
および６ｃは全閉となる。

【００２８】図１の例では、全閉可能なダンパの例で説
明したが、バタフライ式等のリークのあるダンパで、か
つレキュペレータの保護が必要な場合は、レキュぺレー
タの前にシャッター式ダンパ別途取付け、バタフライ式
ダンパとシャッター式ダンパとを併用して炉圧制御すれ
ばよい。

【００２９】

【発明の効果】この発明により、炉の設備仕様に比較し
て大幅な低負荷操業を実施しても、炉圧制御が容易にか
つコストの上昇を招くことなく行える。そして、これに
より燃焼雰囲気が安定し、安定した燃焼制御が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の加熱炉の炉圧制御方法を示す
説明図であり、（ａ）は全体配置図、（ｂ）は（ａ）の
Ａ部詳細図である。

【図２】各モードと適用燃焼排ガス流量との関係を示す
グラフである。

【図３】モードを決定するときのフローチャートであ
る。

【図４】ダンパの開度を制御する制御回路図である。

【図５】従来の第一の加熱炉の炉圧制御方法を示す説明
図である。

【図６】従来の第二の加熱炉の炉圧制御方法を示す説明
図である。

【図７】従来の第三の加熱炉の炉圧制御方法を示す説明
図である。

【図８】従来の第四の加熱炉の炉圧制御方法を示す説明
図である。

【符号の説明】

１加熱炉２煙突３煙道４小煙道５空気予熱器６ダンパ７炉圧検出器８炉圧発信器９計算器１０ダンパ駆動装置１１燃焼ガス配管１２流量計１３ブロア１４遮断弁１５回路１６ａ比率設定器１６ｂ比率設定器１６ｃ比率設定器１６ｄ比率設定器１６ｅ比率設定器１７ａ圧力指示調節器１７ｂ圧力指示調節器１７ｃ圧力指示調節器１８回路１９回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱炉の炉本体と煙突を接続する排ガス
煙道を２つ以上の小煙道に分割し、それぞれの小煙道に
ダンパを設け、加熱炉の燃焼負荷の大小に応じて適用す
るダンパ数を増減させ、適用しないダンパを閉とし、適
用するダンパを炉圧に応じて調整することを特徴とする
加熱炉の炉圧制御方法。