JPS58145895A - 熱交換器の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は加熱炉等に設けられている熱交換器の熱回収
を効率よく行う制御方法に関する。

従来から加熱炉等の排ガスと燃焼用空気とを熱交換して
回収する熱交換器では複数個に分割され九同形のニレメ
ンＦを並列に設は良熱交換器が用いられてい為。第１図
は従来からの熱交換器を示し図・（ａ）は平面図、図（
ｂ）は断面図である。（１）は加熱炉排ガス、（２）は
冷風ヘッダー、（３）はニレメンＦ１（４）は熱風ヘッ
ダーである。冷風ヘッダー（２）から供給された燃焼用
空気は各エレメント（３）に供給ダクト（５）から供給
され熱交換により加熱され、排出ダクト（６）から熱風
ヘッダー（４）に排出され熱回収される。

このような熱交換器では、各エレメントの供給側と排出
側の配管形状等は圧力均等になるように設計されている
。

しかし、操業が長期になるとダヌトによる閉東ある込は
熱変形等が発生し、設＃′ｉ白ツＪの脆体条件が維持で
きなくなり、各エレメント間に圧力の差すなわち流値の
差が生ずる。又、排ガス側の偏流等も生じる。そのため
各エレメントの伝熱係数がばらついて熱回収量に差が出
て、全体としての熱回収量を低下させているという問題
がある。

発明者等はこのような問題に対し、熱交換器の長期使用
による熱回収量の低下原因について種々検討した。

第２図は各ニレメンＦの供給風量と熱回収効率０ＩＩＩ
Ｉ係を示す図である。横軸は各ニレメンＦに供給される
風量であり、縦軸は各エレメントの熱回収効率である。

九ト見ば２個のエレメントに同一流量Ｖ・を流し九時Ｋ
Ｗ・の熱回収効率が得られる場合の総合効率を計算する
と下記（１）式となる。

しかし、各ニレ７７４間に流量がΔＶだけ変動し九場合
は下記（２）式となる。

？＄１．十）（Δダ１−Δガ）〈々、　・・律）上記（
鵞）式においてΔダ、くΔダ□であるため号は初よ勢小
さくなり熱回収効率は低下するものである。

ζＯ発明はこのような知見にもとづいて、熱交＊ＳＯ４
つ能力を最大限に活用維持することを目的とし丸もので
、その要旨とするところは、ニレメンＦを並列に設は良
熱交換器において、該熱交換ｌＯ冷風ヘッダーに温度針
を、上記各エレメントの供給〆り）Ｋ流量調節弁と圧力
針を、上記ニレメンＹの排出〆りＦに圧力針と温度針を
それぞれ設け、これらの検出値から熱交換器と各エレメ
ントのヒートパフンスを演算し、この値から各エレメン
トの熱回収効率が一定範囲になるよう各エレメントに供
給する流量を制御することを特徴とするものである。

以下図面にもとづいてこの発明を説明する。第３図はこ
の発明を実施した熱交換器の例を示す図である。この発
明は冷風ヘッダー（２）　Ｋ　８度針（７）を設けて供
給空気の温度を測定する。′を九、エレメント（３）の
供給〆りＦ（５）に流量調節弁（８）と圧力針（９）を
設ける。さらにエレメント（３）の排出ダクト（６）Ｋ
圧力温度針（至）を設け、これらの測定値からと−Ｆバ
ランスを演算する。（ロ）は演算制御装置である。

演算制御装置ではまず熱交換器の回収熱量Ｑを下記（３
）式によ抄針算する。

９１２６７１戸　　　　　　　　　　　　　　　・・・
（８）　ｗ　１ ζζで、　Δ！ｌ；冷風ヘツ〆−と各ニレメンＦの排出
ダクＦの温度差 Δｐ（：各エレメントの供給ダクトと 排出ダクトの圧力差 この回収熱量Ｑから各エレメント毎の平均熱回収量１を
下記（４）式により計算する。

ｑ”□　　　　　　　　　・・・（４）屓 ここでＭ：エレメントの数 この平均熱回収量ｑと各エレメント毎の熱回収量Δ！Ｉ
ｈを計算対比しｓｆ＞Δテｔ、Ｅ；”ｔであればニレメ
ンＹ供給〆りＦの流量−節介（１）を開弁作動指令を出
力する。ｑ−Δｑｔｉであれば調節弁（８）は作動指令
は出力しない。を九ｑくΔ１１＄であればＪＩＩｌｌ’
ｌ弁作動指◆を出力するものである。

を九、流量調節弁（８）の作動量は下記（ｉ）式によや
計算し指令するものである。

このような演算制御を２０〜３０分毎に行い各エレメン
トの熱回収量を一定範囲になるように流量を制御するも
のである。

この発明制御方法を鋼片加熱炉の熱交換器（エレメント
数１２）Ｋ実施した。

第４図は各エレメントの流量係数と排出ダクＦ温度を示
す図である。横軸は各エレメントを示し縦軸は流量係数
％（実線）と排出ダクト温度（点線）を示す。第４図（
−は従来方法を示し、第４図（ｂｌはこの発明方法であ
る０図であきらかのように、従来方法各ニレメンｔの流
量係数も排出ダクト温度もばらつきが大きい。これに対
しこの発明方法では熱回収量を一定範ｖ！ＵＫ制御し九
ため流量係数も排出ダクト温度も均一化し総熱回収量も
増大し九。その熱収支の一例を第１表に示す。

第　　１　　表 第１表で明らかのように炉排ガス温度は本発明方法が低
いにもかかわらず排出熱風温度は高温と１ａ熱回収量は
増大し燃料節約率は約１嘔向上し丸。

以上のように、この発明制御方法は各エレメントの供給
流量を制御して熱回収量を一定範囲になるよう制御する
もので、熱交換器の長期使用によ勤劣化し九番エレメン
トを最大限に活用して熱回収量を増大させるもので、省
エネルギー効果大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来からの熱交換器を示す図、第２図は各エレ
メントの供給風量と熱回収効率の関係を示す図、第３図
はこの発明を実施し良熱交換器の例を示す図、第４図は
各エレメントの流量係数と排出〆りＦ温度を示す図であ
る。 ｌ・・・炉排ガス、２・・・冷風ヘラ〆一、３・・・エ
レメント、４・・・熱風ヘラ〆一、５・・・供給ダクト
、６・・・排出ダクト、７・・・温度計、８・・・流量
ｍ１ｔＩ弁、９・・・圧力針、１０・・・圧力温度針、
１１・・・演算制御装置。 出−人　　住友金属工業株式会社 代理人　　　押　　　１）　　良　　　久゛−・）：−
：：、Ｈ；１ 第。 （α） １図 （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数個のエレメントを並列に設は良熱交換器において、
   該熱交換器の冷風ヘッダーＫｆｆ１度針を、上紀各工Ｖ
   メントの供給〆クトに流量調節弁と圧力計を、上記工Ｖ
   メント排出〆クトに圧力針と温度針をそれぞれ設け、こ
   れらの測定値からヒートパツンスを演算し、この値から
   各エレメントの熱回収率が一走範囲内になるよう各ニレ
   メン）に供給する流量を制御することを特徴とする熱交
   換器の制御方法。