JPS5823527B2 - キンネツロナドニオケル ハイガスリヨウチヨウセツカソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は製鉄所等における均熱炉等からの排ガス量を均
一化する均熱炉等における排ガス量調節化装置に関する
ものである。

従来、均熱炉からの燃焼排ガスを排ガスボイラに入れて
蒸気を発生させ、排ガスの熱利用を図るようにした方式
では、第１図に示す如く１炉１ボイラ式である。

即ち、１基の均熱炉ａを加熱した燃焼排ガスをレキュペ
レータｂを通して排ガスボイラＣに入れ、蒸気を発生さ
せ、低温となった排ガスを煙突ｄから大気に放散させて
いる。

しかし、均熱炉ａはバッチ操作が行われるため、排ガス
量は第３図中人のように１サイクル毎に変動しており、
ボイラＣは均熱炉ａからの排ガス量により発生蒸気量が
変動していた。

そのため従来の方式では、 （１）均熱炉よりの排ガス量の変動に従って蒸気発生量
が変動するため、蒸気の安定供給ができなかった。

（２）ボイラを最大排ガス量で設計するとボイラの有効
利用ができず、他方最小排ガス量でボイラを設計すると
排ガスの有効利用率が低下していた。

等の欠点があった。

本発明は、均熱炉等の排ガス量を均一に調節して上記従
来方式の欠点を解消することを目的としてなした均熱炉
等における排ガス量調節化装置に係るもので、複数基設
けた均熱炉、バッチ炉の如きバッチ操作が行われる炉か
らの排ガスを集合シて排ガスボイラへ導くようにすると
共に６炉への燃焼空気の供給を別個の送風機により行う
ようにし、且つ上記６炉を出た排ガスの温度を検出する
温度計、６炉へ供給される燃焼空気量を制御する制御弁
、燃焼空気量を測定できる流量計、排ガス温度を均一に
するために送風機からの燃焼空気を排ガス煙道へバイパ
スさせるための空気バイパス制御弁、６炉の運転開始指
示器を各々備え、更に上記温度計の信号、流量計の信号
を入力とし上記６炉の制御弁、６炉の運転開始指示器を
制御する集合制御器を設け、複数基の炉から排ガスボイ
ラに与える排ガス量を均一化し得るよう構成したことを
特徴とする。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第２図に示す如く、バーナ２において燃料３と燃焼空気
４で燃焼された高温ガスにより加熱される均熱炉１を複
数基（図面では３基）配設し、該各均熱炉１を出た燃焼
排ガスが各々ダンパー５、レキュペレータ６を通って集
合煙道７で集合されるよう排ガス管８を設け、且つ上記
集合煙道７の途中に排ガスボイラ９を設置し、上記集合
された各均熱炉１からの排ガスを排ガスボイラ９に導い
て蒸気を発生させ、低温となった排ガスを煙突１０より
大気へ放出するようにし、上記各バーナ２に導かれる燃
焼空気は、適宜設置の送風機１１で加圧された後、上記
レキュペレータ６で加熱されてバーナ２へ導かれるよう
燃焼空気管１２を配管し、送風機１１とレキュペレータ
６との間に位置する空気管１２に制御弁１３、流量計１
４を設け、該流量計１４で燃焼空気量の測定のほかに排
ガス量も間接的に測定されるようにし、又上記各排ガス
管８には排ガス温度を検出する温度計１５を設けると共
に、排ガス管８と空気管１２とを各各図示の如（連絡し
て空気バイパス制御弁１６を配し、送風機１１からの燃
焼空気が制御弁１６によりバイパスできるようにし、更
に上記排ガスボイラ９の出入口間にバイパス煙道１７を
設けてその途中にダンパー１８を設け、ボイラ９で必要
とする排ガス以上の排ガス量が来た場合、ダンパー１８
を開き排ガスを煙突１０にバイパスさせるようにする。

又上記各均熱炉１には、運転開始指示器１９を夫々設置
し、更に上記流量計１４及び温度計１５の信号を入力と
して上記運転開始指示器１９、制御弁１６、ダンパー１
８に制御信号を送るようにした集合制御器２０を設けた
。

バッチ操業炉においては、一般に、第４図に示す如く、
排ガス量Ｃと排ガス温度りは、炉内材料を加熱中は排ガ
ス量が多く、他方、排ガス温度は低い。

又、加熱終了から均熱に向うに従い、排ガス量は低下し
、排ガス温度は上昇する。

この割り合いは、排ガス量は１００％→１５０％へ、排
ガス温度は５５％→１００％へ変化する。

一方、ボイラへ与える熱は、排ガス温度を基準とし、熱
量としては、温度×排ガス流量となる。

したがって、前記集合制御器２０は、ボイラ９へ行く基
準ガス温度（第４図Ｆで通常は加熱初期温度より若干低
い温度１）に対し、各炉の排ガス温度が上昇した場合、
バイパス制御弁１６を開き、排ガスに一次空気を加えボ
イラ９へ行く排ガス温度を基準温度近くまで低下させる
ようにし、又、ボイラ９へ行く排ガス量を平均２．５炉
分位に合わせるため、燃焼空気流量が加熱期（一般に１
００％）の％〜％になると空炉に対し運転開始指示を指
示器１９を通して与えるようにしである。

更に、前記集合制御器２０は、各炉の排ガス温度×空気
流量を演算し、排ガス温度が基準温度を超過し、且つ排
ガス温度×空気流量が２．５炉分を超過した場合、排ガ
スバイパスダンパー１８の制御を行うようにしである。

上記構成であるから、複数基の均熱炉１ば、各各の送風
機１１で加圧され制御弁１３、流量計１４を通りレキュ
ペレータ６で加熱された燃焼空気４と、燃料３とがバー
ナ２に供給されて燃焼されることにより加熱される。

各均熱炉１を出た燃焼排ガスは、ダンパー５、レキュペ
レータ６を通った後、他の均熱炉１の排ガスと集合煙道
７で集合し、排ガスボイラ９で蒸気を発生させ、煙突１
０よす大気へ放出される。

本実施例の如（複数基設けた均熱炉１を総て同時に運転
した場合には、従来の１炉１ボイラ式と同様に各均熱炉
１の排ガス量が１サイクル毎に変動しているため第３図
におけるＡの曲線と同じになり、又均熱炉１はバッチ炉
であるため、１基の炉の燃焼ガス量と温度は、従来第４
図の如（排ガス量は曲線Ｃの如く、又排ガス温度は曲線
りの如く変化しており、この変化幅は大きい。

そこで本発明では、集合制御器２０を設け、該集合制御
器２０で各均熱炉１の運転開始時期を制御し、更に制御
弁１６を制御する。

即ち、上記集合制御器２０において、送風機１１からの
燃焼空気量を流量計１４で測定してその信号を入力し、
各流量計１４の信号の合計が一定値になるよう運転開始
指示器１９に信号を送ることにより、各均熱炉１の運転
開始時期を第３図の如く自動的に指示させることができ
、集合煙道７で集合される。

集合排ガス量を均一化させることができる。

又均熱炉１からの排ガス温度を温度計１５で検出してそ
の信号を集合制御器２０に入れると共に更に排ガス量と
して流量計１４の信号を集合制御器２０に入れ。

該集合制御器２０からの信号により制御弁１６を制御し
て送風機１１からの燃焼空気をバイパスさせることによ
り、排ガス温度ができるだけ均一となるよう燃焼空気を
流すことができ、その結果１基の均熱炉においても排ガ
ス温度と流量は、第４図に示す如く排ガス温度は曲線Ｆ
の如く、又排ガス量は曲線Ｅの如（均一化できた。

即ち、ボイラ９への入熱量は、排ガス温度×排ガス流量
であるが、温度が基準となる。

したがって、排ガス温度の基準温度に対する超過分に対
する冷却空気がバイパス空気として投入される。

他方、排ガス温度の上昇率（ｒｉはぼ一定であり、これ
は燃焼空気量によってモデル化できる。

したがって、集合制御器２０内にモデルプログラムを有
していることにより容易に燃焼空気量から排ガス量＋必
要冷空気量は演算でき、これにより各炉からボイラ９へ
の排ガス量は燃焼空気量から算出でき、集合制御器２０
によりボイラへの排ガス量の一定量制御は、運転開始指
示器１９と排ガスバイパスダンパー１８により行われる
。

本発明において、上記のように集合制御器２０で複数基
（３基）の均熱炉１の運転開始時期を第３図の如く制御
し、又集合制御器２０で制御弁１６を制御して燃焼空気
をバイパスさせて実施した結果、第３図においてＢの曲
線で示される如く排ガス量は均一化され、排ガスボイラ
９への排ガス利用率が約６０％に改善された。

上記第３図において、曲線Ａは、３基の炉を第１炉の運
転サイクルで同時に運転した場合のボイラ９への排ガス
量である。

曲線Ｂば、３基の炉の運転開始時間をずらした場合の定
性的な排ガス量を示したものであり、曲線Ｂは、常時２
．５炉分の排ガスを得られたと仮定した曲線である。

したがって、この曲線Ｂは、炉の能力、数量、サイクル
タイムにより変化する。

尚排ガスボイラ９で必要とする排ガス以上の排ガス量が
流れた場合には、流量計１４で測定された排ガス量の信
号に基づき集合制御器２０からの信号によりダンパー１
８を開き、排ガスを煙突１０にバイパスさせる。

尚１基の均熱炉においては、第４図のＣ曲線の如く排ガ
ス量、即ち燃焼空気量も変動するため、排ガス量が減少
した時点では送風機１１は絞られた状態で使用されてい
るので、空気を排ガス側へバイパス制御するに当り、送
風機１１の能力を上げる必要は全くない。

以上述べた如（本発明の装置によれば、 （ｉ） 集合制御器により各均熱炉の運転開始時期を
自動的に指示するので、排ガスボイラへの排ガス量を均
一化でき、ボイラへの有効ガス量が増加する。

（ｉｉ） （ｉ）の如く均熱炉の運転開始時期が自動
的に指示されるので、炉の使用率が向上する。

ＧｉＤ 集合制御器により空気バイパス制御弁を制御
するので、１基の均熱炉における排ガス量、排ガス温度
共に均一化でき、ボイラへの有効ガス量が増加する。

（ｉｖ）（ｉｉＤにより排ガス煙道の温度が均一化し、
耐火材の寿命が長くなると共に炉内圧の変動が減少する
。

Ｍ 排ガス吹込用空気源として燃焼空気送風機を使用す
ることにより余分な設備を設けなくてよい。

等、優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は１炉１ボイラ式とした均熱炉用排ガスボイラの
概略図、第２図は本発明の装置の概略図、第３図は均熱
炉からの排ガス量の状態を示す説明図、第４図は１基の
均熱炉からの排ガスの温度、流量が時間と共に変化する
状態を示す説明図である。 １・・・・・・均熱炉、２・・・・・・バーナ、６・・
・・・・レキュペレータ、７・・・・・・集合煙道、９
・・・・・・排ガスボイラ、１０・・・・・・煙突、１
１・・・・・・送風機、１４・・・・・・流量計、１５
・・・・・・温度計、１６・・・・・・空気バイパス制
御弁、１９・・・・・・運転開始指示器、２０・・・・
・・集合制御器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数基設けた均熱炉、バッチ炉の如きバッチ操作が
   行われる炉からの排ガスを集合して排ガスボイラへ導く
   ようにすると共に６炉への燃焼空気の供給を別個の送風
   機により行うようにし、且つ上記６炉を出た排ガスの温
   度を検出する温度計、６炉へ供給される燃焼空気量を制
   御する制御弁、燃焼空気量を測定できる流量計、排ガス
   温度を均一にするために送風機からの燃焼空気を排ガス
   煙道へバイパスさせるための空気バイパス制御弁、６炉
   の運転開始指示器を各々備え、更に上記温度計の信号、
   流量計の信号を入力とし上記６炉の制御弁、６炉の運転
   開始指示器を制御する集合制御器を設け、複数基の炉か
   ら排ガスボイラに与える排ガス量を均一化し得るよう構
   成したことを特徴とする均熱炉等における排ガス量調節
   化装置。