JPS58208514A - 燃焼装置を監視するための方法 - 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】 本発明は、廃カス中の０１分圧に応をする測定センサー
を使用して燃す尭裟１ａを一恰祝するための方法に関す
る。

この種公知の方法の」場合、廃ガス中の０２分圧の定箪
測定によりｒど気量か検出され、これが燃焼装装置また
はガス及び空気供給の適当な制御により所定の一定値に
調整される。これによって、燃焼性が監視され且つ力（
水枕的に好適値にて一定に保持され得る。しかしながら
、燃焼性の継続的な制御のだめの測定部材としての０２
分圧測定センサーの公知の使用は、廃ガス温度が５００
乃至６００’　Ｃの比較的高い温度であることを前提と
している。低い廃ガス温度の場合には、該測定センサー
は適当に暖められたときにのみ廃ガス中の０２分圧の電
動」１１定に適する。

工業用炉のだめの燃１尭装置特に鉄鋼業の熱処理炉のだ
めの燃焼装置においては、比較的低い廃ガス温度が望ま
しい４．最近では廃ガスは好ましくは・燃焼空気を予熱
するために使用される。これは例えばジャケット型放熱
管及び回収熱交換器バーナーにおいて行なわれている。

このような燃焼装置の場合には、従来廃ガスの連続的監
視は実施されていない二現在よく使用される１発ガス分
析装置は、このような監視のためには旨価過き、さらに
感度が低過き′る。各燃焼装置における暖められた測定
センサーの使用も同様に高ｉ曲過ぎる。しかしながら、
燃焼状態の連続的監視なしでは、燃焼装置が望ましくな
い燃焼状態で作動し、例えば空気過剰から空気不足へ移
行せしめられる危険が在る。この状況では即時の整備ま
たは修理は行なわれないので、回収熱交換器バーナーま
たはジャケット型放熱管またはさらに後に接続された回
収熱交換器は高価な修理を受は或いは交換されなければ
ならない程に損傷し得る。従来性なわれていたような燃
焼装置の定期的な整備または燃焼状態の検査は、燃焼状
態が整備周勘の直後に著しく変化し得るので、殆ど役に
立た々い。燃焼装置の運転の際の他の問題を、放熱管へ
のガス供給管を遮断するために役立つ電磁弁の非密閉性
が示している。ガス電磁圧が札・閉さ、１１ないと、未
撚焼ガスが（斧ガス通路に導入される危険；シ・（Ｅる
。、こ］Ｉは１杵′谷され得ない。

この問題に対してｐｆｌ末、吹出装置ｆＪ：１ｉｉｉｉ
えた二重□）：呵断器がガス供給菅に配設さ、ｔ′する
ことにより、χｊ処されているわ。

ジャケット型放熱管を曲用する際に発生し得る一他の故
障は、ジャケットの訓ね又は他の損ｉすである。この」
場合、屏カス中に在るば素は安全ガスで満たされた火室
内に散乱する。かくして火室内にある加温物の酸化が生
じる。従来、破損した放熱管を捜し出すことは、該放熱
管の個々の閉止及び各々の切離しによってのみ可能であ
った。従って、該放熱管のジャケットの割れ又は他の損
傷も高価な追加の処置なし°に継続的に確認し得ること
が望ましい。

本発明は、ジャケット型放熱管も回収熱交換器バーナー
も連続的に監視され得るように、僅かな器械技術的出費
により低い廃ガス温度の場合にも燃焼装置の高感度で且
つ９１ｒ実な監視を可能にする方法を提供するという課
題に基づいている１、回収熱交換器バーナー−またはジ
ャケット型放熱管の損扁を生せしめ得る好捷しくない燃
焼状態の確認の他に、前記方法は、回収熱交換器バーナ
ー及びンヤケソトＩＩ、Ｉ放熱管の他の運転上の又は器
械技術的な故障に対する監視の可能性も月ミすべきであ
る。

冒頭に述べた種類の方法から出発して本発明によれば、
この課題を解決するために、はソ２００乃至３００°Ｃ
まで下がった或いはそれ以下の低い廃ガス温度の場合に
、化学量論的に過剰の燃焼から化学量論的に不足の燃焼
への移行及び逆の移行により発生する飛躍的な測定セン
サー出力信号の変化が検出され且つ少なくとも一つの切
換信号及び／または警告信号に変換されるようになって
いる。

この場合使用可能な測定センサーが、５００乃　　゛至
６００°Ｃの高い廃ガス温度の下での使用の際に、その
出力信号の飛躍的な変化を示すことは公知である。しか
しながら、新たにそして本発明により、測定センサーの
測定特性曲線が低い廃ガス温度に関して不安定であり０
□分圧の定量的検出が不可能であるときにも、このＲ躍
的変化は明白に確認【桂能で１−１つ切換の／昌”）に
１史ＩＩ可能であることが、利用される。測定セー・′
ザー出力１ぎ号の飛躍的変化は、燃焼が例えば空゛Ａ過
刺から空気不足に移行せしめられることを示］７ている
。これに応して燃焼装置の即時の整備が心安である。ガ
スの１１（給及び心安であれば他の媒体の供帖及び排出
を遮断するだめの切換信号の出力により、好ましくない
燃焼状態の下での燃焼装置のさらなる１史用か回避され
得る３゜他の４Ｉ！成において又は付ｊＪＴｌ的に、警
告信号にまり、オペレータが燃焼装置の手動閉止及び即
時の整晦を行なうようにすることもできる。

対応する監視は、例えば安全ガスの製造のために化学量
論的に不足状態で運転されるようなジャケット式放熱管
まだは回収熱交換器バーナーの場合にも、与えられ得る
。

放熱管の監視のために、好ましくはガス遮断機構及び該
ガス遮断機構の開閉位置を確認する終端位置応答器から
成る安全装置が使用される３、このようなガス遮断機構
例えば電磁弁の密閉性は、本発明による方法によれば、
ガス遮断機構の閉鎖及び終端ｒ４置応答Ｒｙにょる［閉
１位置の確認後に、１１１１Ｊ定センサ一出力信号が所
定の下限値と比較されることにより、容易に検査され得
る。測定センサー出力信号の実際１直がこの斗四沢１直
の一トに在ると、粋告１訝号が発生せしめられる１、そ
れによって、手動鴎断器が、関係するカス供給・１？を
遮断するために即時に閉鎖され得る３゜ ０２分圧測定センサーにより、さらに継続的な炎監を月
も実姉され・出る。ガス供給管が開いていて燃焼が行な
われないと、測定センサーの出方信号は明らかに通常の
燃焼における目標範囲の外にある。

この条件の下では、放熱管へのガス供給を閉止する切換
信号は自動的に発生せしめられる。

例えば、ジャケットの割れの場合に発生するようなジャ
ケット型放熱管内への異種ガスの侵入は、同様に本発明
による方法によって確認され得る。

即ち異種ガスの侵入は、測定センサー出力信号のずれを
生せしめる。このずれに基づいて、ジャケット型放熱管
に接続されたすべての流体供給及び排出か遮断さ、Ｉ］
イηる１、 以上に本発明は区（川に基つきより計Ｍ４１１に説明さ
れる１゜ 第１図におい−Ｃ、カスのだＤの中央供給管２と、こ７
１．を包囲ｔ７ている柊゛１．北空気を１共給するため
の室３とを有する／ヤシノＩ・を放熱管ｌをｌＩｉ＋ｉ
えた燃焼装置が示さ、１］、ている、、　ｊ；−７尭カ
ス及び空気は火１１４で混合される。・Ｊ、ｌ１４には
燃ノ児α５か接続されており、その中で燃Ｉ克が行なわ
ｔする１、１発ガスは燃Ｉ尭管を同心的に包囲する７ヤ
ケノト６内で通流して戻り目、つ環状室３に隣接′ノー
る放熱管ｌの熱交換部分において燃焼空気を予熱する。

ジャケット型放熱管ｌの廃ガス流（管部７）内に、廃ガ
ス中の０２分圧に応答する測定センサー８が配設されて
いる。

電気的出力信号（起電力）が制御器９で検出され、対応
する信号変化の場合には、音響的故障警報器１０への一
つの警告信号及び／または媒体供給及び送出を遮断する
だめの一つまたはそれ以上の切換信号に変換される。

第１図に示された燃焼装置においては、ガス管１２に配
設された電磁弁１３と、該ガス用電磁弁１３の開閉位置
を確認する機械的リミットスイッチ１４とから成る安全
装置が備えられている。該機（）υ的すミットスイッチ
１４に、機械的に検知さハたＰ端にｆ、　（？ｉを電気
信号に変換してｆｆｊｌＪ御器９に大器９する位置応答
器１５が連結されている１、空気供給管１６には電磁弁
１７の形態の別の遮断機構が、そして廃ガス管１８には
電磁弁１９の形伸の遮断機構が配設されている。手動遮
断器２０か電磁プＰ１３の手Ａｉｌに接続さ′Ｉ″Ｌで
おり、電磁弁１３の故障の場合に安全遅１祈装置として
役立つ。

第１図によるジャケット型放熱管１の運転時に、２００
乃至３００’Ｃまで下がった比較的低い廃ガス温度の場
合の６２分圧が測定センサー８を介して連峰的に監視さ
れる。第２図において符号Ａで示された（化学量論的に
過剰の）標準作動範囲において測定センサー８の電気的
出力信号は僅かたけ変化し、制御器９は出力信号のこの
目標範囲内では朦告信号も遮断機構を閉鎖する切換信号
も出力しない。しかしながら、燃焼が化学量論的に過剰
の範囲から化学Ｍ二輪的に不足の範囲に変化すると、第
２図に点線で／ＦζされているようＧこ出ノ月ｇ号の非
常に飛躍的な変化か生じる１、これは、低い溌ガス温度
に関する測定！１．１用゛１曲線が比較的不安定で定量
的には判読さＦＬイ（Ｊないか、：１ｉｌｌ　ｎ１１ｆ
　６９によって明白に見分けらオフ得る５、ｄｌ１１定
センサー出力１ｄ号のこのような飛躍的変化（ｒｒｌ　
、オペレータに上り？ｊ応する整備が行なわれなげ７１
はならないように、燃焼装置この場合ジャク−ノド型放
熱器が好ましくない協、焼状態で作動し又Ｉ−１炎が消
えている徴候として計画すべきである。　１ｉｌｌ　ｆ
卸器９は例えば音響的故障誉報器ｌＯへの誉告悟号また
は電磁弁１３により少なくともガス供給を即時に閉止す
るだめの切換舗号を生せしめる。

電磁弁１３の閉弁位置は、リミットスイッチ１４及び終
端位置応答器１５を介して制御器９で確認される。この
確認された閉弁位置において測定センサー８を介して制
（財）器９に、該制御器に予め与えられた下限値を超え
る出力信号が送られると、手動遮断器２０が即時に閉鎖
され得るように警告１−号が出力される。このようにし
て、連続的な監視が、標準の遮断機構の非密閉性に関し
ても同じ０２分圧測定センサー８により、可能である。

外部からジャケット型放熱管１内への異種ガスの侵入の
際に、同様に測定センサー８の測定信号の明らかなずれ
が生じる。このようなずれの場合には、ジャケット型放
熱管１に接続された総ての媒体供給及び排出か電磁弁１
３．１７及び１９を介して遮断される。このようにして
、ジャケット６の割れも比較的迅運に確認され且つ必要
な対策が施され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図はすべての媒体供給及び排出部に遮断機構をそし
てｊ発ガス流路内に０２分圧測定センサーを備えたジャ
ケット型放熱管の概略図、第２図は測定センサー出力信
号の変化曲線が酸素分圧に関して化学液論的に過剰の範
囲及び不足の範囲とにおいて示されている０２分圧に応
答する測定センサーの例示的な特性曲線図である。 ｌ・・・・ジャケット型放熱管、２・・・・供給管、３
・・・・環状室、４・・・・火１」、５・・・・燃焼管
、６・・・・ジャケット、７・・・・管部、８・・・・
測定センサー、９・・・・制御器、１０・・・・故障１
報器、１２・・・・ガス管、１３“、１７．１９・・・
・電磁弁、１４・・・・リミットスイッチ、１５・・・
・１グ置応答器、１６・・・・空気供給管、１８・・・
・１・尾カス管、２（）・・・・手動遵断滞、。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）廃ガス中の０２分圧に応答する測定センサーを使
   用して燃焼装置を監視するだめの方法において、 はソ２００乃至３００°ｃｔで下がったそしてそれ以下
   の低い廃ガス温度の場合に化学量論的に過剰の燃焼から
   化学量論的に不足の燃焼への移行及び逆の移行により発
   生する飛躍的な測定センサー出力信号の変化が検出され
   且つ少なくとも一つの切換信号及び／または警告信号に
   変換されることを特徴とする方法１゜ （２）　少なくとも回収熱交換器内で又はジャケット型
   放熱管内で反ガスから熱が奪われた後に、廃ガス流内で
   の０２分圧の測定が行なわれることを特徴とする特許請
   求の範囲（Ｉｊに記載の方法。 （３）　　ガス遮断機構の閉鎖及び終端位置応答器によ
   る「閉」位置の確認後に測定センサー出力信号か１９）
   定の下限値と比較され、該測定センサー出力ｆ、＝ｉ−
   号が該下限値の上にあると警告信号が発生せしめられる
   ことを特徴とする、ガス遮断機構及び該ガス遮断機構の
   開閉位置を確認する終端位置応答器から成る安全装置を
   使用して放熱管を監視するだめの特許請求の範囲（１＋
   または（２）に記載の方法。 （１）　　ガス遮断装置が開放され且つ「開Ｊ位置が確
   認されると、測定センサー出力電圧の所定の目標範囲か
   らの逸脱が検出され且つガス供給を遮断するための切換
   信号に変換されることを特徴とする、ガス遮断機構及び
   該ガス遮断機構の開閉位置を確認する終端位置応答器か
   ら成る安全装置を使用して放熱管を監視するだめの特許
   請求の範囲（１）乃至（３）の何れかに記載の方法。 （５）　　ガス遮断機構か電磁式に操作され、該ガス遮
   断機構の位置がリミットスイッチにより機械的に検知さ
   れて、機械的に検知された終端位置が電気信号に変換さ
   れ、該電気信号が終端位置に応答するために伝送される
   ことを特徴とする特許請求の範囲（３）または（４）に
   記載の装置。