JPH09280551A - 加熱炉の燃焼制御方法 - Google Patents
加熱炉の燃焼制御方法Info
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- JPH09280551A JPH09280551A JP9211996A JP9211996A JPH09280551A JP H09280551 A JPH09280551 A JP H09280551A JP 9211996 A JP9211996 A JP 9211996A JP 9211996 A JP9211996 A JP 9211996A JP H09280551 A JPH09280551 A JP H09280551A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数のバーナーを有する加熱炉の効率的な燃
焼制御を行う。 【解決手段】 排気中の未燃分燃料濃度と酸素濃度とを
測定し、これらの測定値にもとづいて、燃料と空気との
バーナーへの供給量の比率を調整する。
焼制御を行う。 【解決手段】 排気中の未燃分燃料濃度と酸素濃度とを
測定し、これらの測定値にもとづいて、燃料と空気との
バーナーへの供給量の比率を調整する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数のバーナー
を用いる加熱炉の好適かつ効率的な燃焼制御方法に関す
るものである。
を用いる加熱炉の好適かつ効率的な燃焼制御方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、加熱炉の燃焼系において、空気
比（使用された燃焼用空気量／理論空気量）を一定に保
つための制御方法として、燃料流量測定値に応じた空気
流量を設定すると同時に、空気流量測定値に応じた燃料
流量を設定するクロスリミット制御や、排気中の酸素濃
度を測定し、この値が一定になるように空気流量または
燃料流量を調整する手段が知られている。
比（使用された燃焼用空気量／理論空気量）を一定に保
つための制御方法として、燃料流量測定値に応じた空気
流量を設定すると同時に、空気流量測定値に応じた燃料
流量を設定するクロスリミット制御や、排気中の酸素濃
度を測定し、この値が一定になるように空気流量または
燃料流量を調整する手段が知られている。
【０００３】しかしながら、たとえば、１組の燃焼制御
系（燃料流量制御と空気流量制御各１）のもとに複数の
バーナーが設置された加熱炉では不可避的にバーナーバ
ランスに乱れが生じる。すなわち、それぞれのバーナー
の特性の違い（経時変化も含む）や、各バーナーへの配
管の長さなどの違いによって、燃焼制御系全体として空
気比は良好な値となっているが、個々のバーナーに注目
すると、あるバーナーでは空気が過剰となり、他のある
バーナーでは空気が不足するという状況が発生する。
系（燃料流量制御と空気流量制御各１）のもとに複数の
バーナーが設置された加熱炉では不可避的にバーナーバ
ランスに乱れが生じる。すなわち、それぞれのバーナー
の特性の違い（経時変化も含む）や、各バーナーへの配
管の長さなどの違いによって、燃焼制御系全体として空
気比は良好な値となっているが、個々のバーナーに注目
すると、あるバーナーでは空気が過剰となり、他のある
バーナーでは空気が不足するという状況が発生する。
【０００４】そのため、燃焼制御系全体として空気比や
集合排気中の酸素濃度は良好な値を示していても、その
排気中には空気が不足したバーナーからの未燃分燃料が
増加し、爆発の危険性や煤煙などによる環境破壊を引き
起こすという問題があった。
集合排気中の酸素濃度は良好な値を示していても、その
排気中には空気が不足したバーナーからの未燃分燃料が
増加し、爆発の危険性や煤煙などによる環境破壊を引き
起こすという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、前記した
問題を有利に解決しようとするものであり、複数のバー
ナーを用いる加熱炉の爆発の危険性などのない効率的な
燃焼制御方法を提案することを目的とする。
問題を有利に解決しようとするものであり、複数のバー
ナーを用いる加熱炉の爆発の危険性などのない効率的な
燃焼制御方法を提案することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、集合排気中
の酸素濃度に加え未燃分燃料濃度を測定し、これらの測
定値をもとに燃料および空気の供給量を調整することが
前記した問題を解決するために極めて有効であることを
知見したことによるものである。すなわち、この発明の
要旨とするところは以下の通りである。
の酸素濃度に加え未燃分燃料濃度を測定し、これらの測
定値をもとに燃料および空気の供給量を調整することが
前記した問題を解決するために極めて有効であることを
知見したことによるものである。すなわち、この発明の
要旨とするところは以下の通りである。
【０００７】燃料流量調節器と空気流量調節器とを通
して燃料と燃焼用の空気とを複数のバーナーに供給し、
供給された燃料と空気とをそれぞれのバーナーにて混合
・燃焼させ、燃焼後の廃ガスを集合排気する加熱炉での
燃焼制御方法であって、排気中の未燃分燃料濃度と酸素
濃度とを測定し、これらの測定値にもとづいて、燃料と
空気との供給量の比率を調整することを特徴とする加熱
炉の燃焼制御方法（第１発明）。
して燃料と燃焼用の空気とを複数のバーナーに供給し、
供給された燃料と空気とをそれぞれのバーナーにて混合
・燃焼させ、燃焼後の廃ガスを集合排気する加熱炉での
燃焼制御方法であって、排気中の未燃分燃料濃度と酸素
濃度とを測定し、これらの測定値にもとづいて、燃料と
空気との供給量の比率を調整することを特徴とする加熱
炉の燃焼制御方法（第１発明）。
【０００８】燃料と空気との供給量の比率の調整が、
排気中の未燃分燃料濃度を一定値以下に保持しながら酸
素濃度を低減するものである第１発明の加熱炉の燃焼制
御方法（第２発明）。
排気中の未燃分燃料濃度を一定値以下に保持しながら酸
素濃度を低減するものである第１発明の加熱炉の燃焼制
御方法（第２発明）。
【０００９】
【発明の実施の形態】この発明の作用効果について以下
に述べる。通常複数のバーナーを用いる加熱炉では、燃
焼効率向上のため、集合排気中の酸素濃度を低くしよう
とする操作を行うことが一般的である。そのため、排気
中の酸素濃度を測定し、この酸素濃度を極力低くする
（０に近づける）ように空気比を小さくする（１に近づ
ける）制御として、たとえば複数のバーナーに供給する
燃料の流量をそのままにして空気流量を減少させるなど
の操作が行われる。
に述べる。通常複数のバーナーを用いる加熱炉では、燃
焼効率向上のため、集合排気中の酸素濃度を低くしよう
とする操作を行うことが一般的である。そのため、排気
中の酸素濃度を測定し、この酸素濃度を極力低くする
（０に近づける）ように空気比を小さくする（１に近づ
ける）制御として、たとえば複数のバーナーに供給する
燃料の流量をそのままにして空気流量を減少させるなど
の操作が行われる。
【００１０】ところで、個々のバーナーにおいて、燃料
と空気との混合比率が全て同一であれば、上記制御で何
ら問題はないが、実際には前記したように同一ではな
く、たとえば、空気比を小さくする制御を行った場合、
複数のバーナーの中には、燃料が過剰に混合されるバー
ナーと、これとは逆に空気が過剰に混合されるバーナー
とが現れ、燃料が過剰に混合されたバーナーからは未燃
分燃料が、空気が過剰に混合されたバーナーからは酸素
がそれぞれ排出されて集合排気中に混入される。
と空気との混合比率が全て同一であれば、上記制御で何
ら問題はないが、実際には前記したように同一ではな
く、たとえば、空気比を小さくする制御を行った場合、
複数のバーナーの中には、燃料が過剰に混合されるバー
ナーと、これとは逆に空気が過剰に混合されるバーナー
とが現れ、燃料が過剰に混合されたバーナーからは未燃
分燃料が、空気が過剰に混合されたバーナーからは酸素
がそれぞれ排出されて集合排気中に混入される。
【００１１】その結果、全体として理論値に近い値に空
気比を設定して燃料と空気を供給しても、集合排気中か
らは濃度のより高い酸素が検出され、集合排気中の酸素
濃度のみにより空気比を制御する手段では、空気比を小
さくしてもなお酸素濃度の低減が十分でなく、さらに空
気比を小さくする制御が行われることになり、集中排気
中には燃料が過剰に供給されたバーナーからの未燃分燃
料が増加する不都合が生じる。
気比を設定して燃料と空気を供給しても、集合排気中か
らは濃度のより高い酸素が検出され、集合排気中の酸素
濃度のみにより空気比を制御する手段では、空気比を小
さくしてもなお酸素濃度の低減が十分でなく、さらに空
気比を小さくする制御が行われることになり、集中排気
中には燃料が過剰に供給されたバーナーからの未燃分燃
料が増加する不都合が生じる。
【００１２】そこで、この発明では、上記不都合を解消
するため、集中排気中の酸素濃度の測定に加えて未燃分
燃料濃度を測定し、酸素濃度と未燃分燃料濃度との測定
値にもとづいて、複数のバーナーに供給する燃料流量と
空気流量とを調整（空気比の調整）しようとするもので
ある。
するため、集中排気中の酸素濃度の測定に加えて未燃分
燃料濃度を測定し、酸素濃度と未燃分燃料濃度との測定
値にもとづいて、複数のバーナーに供給する燃料流量と
空気流量とを調整（空気比の調整）しようとするもので
ある。
【００１３】すなわち、この発明では、まず、集中排気
中の未燃分燃料濃度の測定値にもとづいて、この濃度を
一定値以下にするように、たとえば空気比を大きくする
制御を行い、未燃分燃料が一定値以下になった時点で、
酸素濃度の測定値にもとづき、酸素濃度を最適値にする
ように、たとえば空気比を下げる制御に切り換え、この
操作を繰り返し行う。
中の未燃分燃料濃度の測定値にもとづいて、この濃度を
一定値以下にするように、たとえば空気比を大きくする
制御を行い、未燃分燃料が一定値以下になった時点で、
酸素濃度の測定値にもとづき、酸素濃度を最適値にする
ように、たとえば空気比を下げる制御に切り換え、この
操作を繰り返し行う。
【００１４】かくして、未燃分燃料の排出を抑止しなが
ら最適空気比のもと燃焼させることができ、排気中の未
燃分燃料濃度増加による爆発の危険性や煤煙などによる
環境破壊を解消できる。
ら最適空気比のもと燃焼させることができ、排気中の未
燃分燃料濃度増加による爆発の危険性や煤煙などによる
環境破壊を解消できる。
【００１５】
【実施例】まず、この発明の制御フローについて以下に
述べる。一例として、この発明に適合する制御フローの
説明図を図１に示す。この図は、加熱炉の温度（炉温）
を燃料流量を調整することにより制御しようとするシス
テムである。
述べる。一例として、この発明に適合する制御フローの
説明図を図１に示す。この図は、加熱炉の温度（炉温）
を燃料流量を調整することにより制御しようとするシス
テムである。
【００１６】図１において、１は炉温調節器、２は燃料
流量調節器、３は空気流量調節器、４は炉温計であり、
炉温計４で測定した温度が炉温調節器１に送られ、炉温
調節器１からの指示がそれぞれ燃料流量調節器２および
空気流量調節器３に伝達され炉温が制御される。
流量調節器、３は空気流量調節器、４は炉温計であり、
炉温計４で測定した温度が炉温調節器１に送られ、炉温
調節器１からの指示がそれぞれ燃料流量調節器２および
空気流量調節器３に伝達され炉温が制御される。
【００１７】一方、燃料は燃料流量計５および燃料流量
調節弁７を通して、また、空気は空気流量計６および空
気流量調節弁８を通してそれぞれ加熱炉10に設置された
複数のバーナー９に送られる。ここで、燃料流量調節器
２からの指示が燃料流量調節弁７に、空気流量調節器３
からの指示が空気流量調節弁８にそれぞれ伝達される。
調節弁７を通して、また、空気は空気流量計６および空
気流量調節弁８を通してそれぞれ加熱炉10に設置された
複数のバーナー９に送られる。ここで、燃料流量調節器
２からの指示が燃料流量調節弁７に、空気流量調節器３
からの指示が空気流量調節弁８にそれぞれ伝達される。
【００１８】つぎに、加熱炉10からの集合排気は排気フ
ァン11により行われ、その排気系に未燃分燃料濃度計12
および酸素濃度計13が設置され、これらの測定値が空気
比設定器14に送られる。
ァン11により行われ、その排気系に未燃分燃料濃度計12
および酸素濃度計13が設置され、これらの測定値が空気
比設定器14に送られる。
【００１９】空気比設定器14には未燃分燃料濃度調節器
15、酸素濃度調節器16、比較器17および切換器18が設置
されていて、未燃分燃料濃度計12の測定値が未燃分燃料
濃度調節器15および比較器17に、酸素濃度計13の測定値
が酸素濃度調節器16にそれぞれ伝達されるようになって
いる。
15、酸素濃度調節器16、比較器17および切換器18が設置
されていて、未燃分燃料濃度計12の測定値が未燃分燃料
濃度調節器15および比較器17に、酸素濃度計13の測定値
が酸素濃度調節器16にそれぞれ伝達されるようになって
いる。
【００２０】この空気比設定器14では、酸素濃度計13か
らの排気中の酸素濃度にもとづき、空気比を補正する酸
素濃度調節器16にて空気比補正値が計算される。また、
未燃分燃料濃度計12からの排気中の未燃分燃料濃度にも
とづき、空気比を補正する未燃分燃料濃度調節器15にて
空気比補正値も同時に計算される。
らの排気中の酸素濃度にもとづき、空気比を補正する酸
素濃度調節器16にて空気比補正値が計算される。また、
未燃分燃料濃度計12からの排気中の未燃分燃料濃度にも
とづき、空気比を補正する未燃分燃料濃度調節器15にて
空気比補正値も同時に計算される。
【００２１】そして、空気比設定器14に内蔵する比較器
17により、未燃分燃料濃度の測定値とあらかじめ設定さ
れた未燃分燃料濃度上限値との大小を比較し、その比較
器17の判定結果にもとづき、未燃分燃料濃度測定値が未
燃分燃料濃度上限値（設定値）以下の場合は、酸素濃度
調節器16から補正値の信号を、未燃分燃料濃度の測定値
が未燃分燃料濃度上限値を超える場合は、未燃分燃料濃
度調節器15からの補正値の信号を、切換器18を介してそ
れぞれ燃料および空気の供給側の燃料流量調節器２また
は空気流量調節器３に送り空気比の補正が行われる。か
くして、あらかじめ設定した未燃分燃料濃度の上限値以
下において最も効率的な空気比が得られることになる。
17により、未燃分燃料濃度の測定値とあらかじめ設定さ
れた未燃分燃料濃度上限値との大小を比較し、その比較
器17の判定結果にもとづき、未燃分燃料濃度測定値が未
燃分燃料濃度上限値（設定値）以下の場合は、酸素濃度
調節器16から補正値の信号を、未燃分燃料濃度の測定値
が未燃分燃料濃度上限値を超える場合は、未燃分燃料濃
度調節器15からの補正値の信号を、切換器18を介してそ
れぞれ燃料および空気の供給側の燃料流量調節器２また
は空気流量調節器３に送り空気比の補正が行われる。か
くして、あらかじめ設定した未燃分燃料濃度の上限値以
下において最も効率的な空気比が得られることになる。
【００２２】なお、空気比の調整にあたっては、燃料流
量を一定に設定し空気流量を空気比設定器14にもとづき
決定する方法や、クロスリミット法、ダブルクロスリミ
ット法等を用いてもよい。
量を一定に設定し空気流量を空気比設定器14にもとづき
決定する方法や、クロスリミット法、ダブルクロスリミ
ット法等を用いてもよい。
【００２３】つぎに、上記図１に示した制御機構を有す
る加熱炉を用い、700 ℃に保持する均熱に際し、従来法
として集合排気中の酸素濃度を低減する制御のみを行っ
た場合と、それに続いてこの発明の適合法として上記制
御フローにもとづいて、集合排気中の未燃分燃料濃度を
20ppm 以下に制御しかつ集合排気中の酸素濃度を低減す
る制御も行った場合とのそれぞれについて、燃料供給側
の空気比、集合排気中の酸素濃度および未燃分燃料濃度
の経時変化を調査した。
る加熱炉を用い、700 ℃に保持する均熱に際し、従来法
として集合排気中の酸素濃度を低減する制御のみを行っ
た場合と、それに続いてこの発明の適合法として上記制
御フローにもとづいて、集合排気中の未燃分燃料濃度を
20ppm 以下に制御しかつ集合排気中の酸素濃度を低減す
る制御も行った場合とのそれぞれについて、燃料供給側
の空気比、集合排気中の酸素濃度および未燃分燃料濃度
の経時変化を調査した。
【００２４】なお、上記加熱炉の主要諸元を以下に示
す。 ・型式 冷延鋼板製造用堅型連続焼鈍炉 ・容量 冷延鋼板を50ton/h の処理時、入側60℃→出側
700 ℃まで昇温 ・バーナーの種類 レキュペレータ付きラジアントチュ
ウブバーナ ・バーナーの数 48×４ゾーン（図１に示した制御系全
体を１ゾーンとする） ・燃料の種類 コークス炉ガス（発熱量：4300kcal/Nm3
)
す。 ・型式 冷延鋼板製造用堅型連続焼鈍炉 ・容量 冷延鋼板を50ton/h の処理時、入側60℃→出側
700 ℃まで昇温 ・バーナーの種類 レキュペレータ付きラジアントチュ
ウブバーナ ・バーナーの数 48×４ゾーン（図１に示した制御系全
体を１ゾーンとする） ・燃料の種類 コークス炉ガス（発熱量：4300kcal/Nm3
)
【００２５】これらの調査結果を図２に示す。図２は、
従来法による制御を行った場合とこの発明の適合法によ
る制御を行った場合における、燃料供給側の空気比、集
合排気中の酸素濃度および未燃分濃度の経時変化を示す
グラフである。
従来法による制御を行った場合とこの発明の適合法によ
る制御を行った場合における、燃料供給側の空気比、集
合排気中の酸素濃度および未燃分濃度の経時変化を示す
グラフである。
【００２６】図２から明らかなように、この発明の適合
法を用いた場合は、従来法を用いた場合に比し、燃料供
給側の空気比および集合排気中の酸素濃度は高めに推移
するものの、集合排気中の未燃分燃料は低くなり、一定
値：20ppm 以下に制御されている。
法を用いた場合は、従来法を用いた場合に比し、燃料供
給側の空気比および集合排気中の酸素濃度は高めに推移
するものの、集合排気中の未燃分燃料は低くなり、一定
値：20ppm 以下に制御されている。
【００２７】
【発明の効果】この発明は、排気中の未燃分燃料濃度を
一定値以下に保持した状態で、排気中の酸素濃度を低く
保持するものであり、この発明によれば、複数のバーナ
ーのバランスが悪い加熱炉での効率的な燃焼制御ができ
るようになり、また、バーナーバランスの経時変化にも
対応でき、未燃分燃料濃度の増加による爆発や環境破壊
などを防止できる。
一定値以下に保持した状態で、排気中の酸素濃度を低く
保持するものであり、この発明によれば、複数のバーナ
ーのバランスが悪い加熱炉での効率的な燃焼制御ができ
るようになり、また、バーナーバランスの経時変化にも
対応でき、未燃分燃料濃度の増加による爆発や環境破壊
などを防止できる。
【図１】この発明に適合する制御フローの説明図であ
る。
る。
【図２】従来法による制御を行った場合とこの発明の適
合法による制御を行った場合における、燃料供給側の空
気比、集合排気中の酸素濃度および未燃分濃度の経時変
化を示すグラフである。
合法による制御を行った場合における、燃料供給側の空
気比、集合排気中の酸素濃度および未燃分濃度の経時変
化を示すグラフである。
１ 炉温調節器 ２ 燃料流量調節器 ３ 空気流量調節器 ４ 炉温計 ５ 燃料流量計 ６ 空気流量計 ７ 燃料流量調節弁 ８ 空気流量調節弁 ９ バーナー 10 加熱炉 11 排気ファン 12 未燃分燃料濃度計 13 酸素濃度計 14 空気設定器 15 未燃分燃料濃度調節器 16 酸素濃度調節器 17 比較器 18 切換器
Claims (2)
- 【請求項１】 燃料流量調節器と空気流量調節器とを通
して燃料と燃焼用の空気とを複数のバーナーに供給し、
供給された燃料と空気とをそれぞれのバーナーにて混合
・燃焼させ、燃焼後の廃ガスを集合排気する加熱炉での
燃焼制御方法であって、 排気中の未燃分燃料濃度と酸素濃度とを測定し、これら
の測定値にもとづいて、燃料と空気との供給量の比率を
調整することを特徴とする加熱炉の燃焼制御方法。 - 【請求項２】 燃料と空気との供給量の比率の調整が、
排気中の未燃分燃料濃度を一定値以下に保持しながら酸
素濃度を低減するものである請求項１に記載の加熱炉の
燃焼制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9211996A JPH09280551A (ja) | 1996-04-15 | 1996-04-15 | 加熱炉の燃焼制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9211996A JPH09280551A (ja) | 1996-04-15 | 1996-04-15 | 加熱炉の燃焼制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09280551A true JPH09280551A (ja) | 1997-10-31 |
Family
ID=14045557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9211996A Pending JPH09280551A (ja) | 1996-04-15 | 1996-04-15 | 加熱炉の燃焼制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09280551A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100491004B1 (ko) * | 2000-12-22 | 2005-05-24 | 주식회사 포스코 | 전기로의 버너 유량제어방법 |
| US9876217B2 (en) | 2011-04-07 | 2018-01-23 | Nissan Motor Co., Ltd. | Battery electrode manufacturing apparatus and method thereof |
-
1996
- 1996-04-15 JP JP9211996A patent/JPH09280551A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100491004B1 (ko) * | 2000-12-22 | 2005-05-24 | 주식회사 포스코 | 전기로의 버너 유량제어방법 |
| US9876217B2 (en) | 2011-04-07 | 2018-01-23 | Nissan Motor Co., Ltd. | Battery electrode manufacturing apparatus and method thereof |
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