JPS60232421A - 加熱炉への燃料供給量の制御方法 - Google Patents

加熱炉への燃料供給量の制御方法

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JPS60232421A
JPS60232421A JP59086244A JP8624484A JPS60232421A JP S60232421 A JPS60232421 A JP S60232421A JP 59086244 A JP59086244 A JP 59086244A JP 8624484 A JP8624484 A JP 8624484A JP S60232421 A JPS60232421 A JP S60232421A
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JP
Japan
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fuel
amount
detected
heating furnace
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Pending
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JP59086244A
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English (en)
Inventor
Mikio Ikeda
池田 三樹夫
Hideaki Terasawa
寺沢 秀彰
Kenji Makino
牧野 謙二
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/003Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
    • F23N5/006Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties the detector being sensitive to oxygen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2225/00Measuring
    • F23N2225/08Measuring temperature
    • F23N2225/18Measuring temperature feedwater temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2235/00Valves, nozzles or pumps
    • F23N2235/02Air or combustion gas valves or dampers
    • F23N2235/04Air or combustion gas valves or dampers in stacks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2235/00Valves, nozzles or pumps
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

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】 [発明の技術分野] 本発明は、石油精製工業、石油化学工業などのプロセス
流体を加熱する加熱炉への燃料供給色の制御方法に係り
、特に燃料組成が変化しても流体出口温度を常に所定値
に維持することがでさる燃料供給量の制御方法に関する
[発明の技術的1!景とその問題点] 一般に、石油精製工業や石油化学T梨などにおけるプロ
セス流体を加熱ηるH”?2としてプロパン、ブタン等
を燃料とする加熱炉が知られている。
加熱炉にC燃料を燃焼するに際しては、燃It it’
給吊に応じた理論空気間に加え、燃料の完全燃焼を図る
ために常時一定の過剰空気(E xceSsA ir)
が供給されている。この過剰空気率は通常10・〜30
%の範囲内で所定の値が選定され、燃料組成が変化して
も例えば燃料がプロパンからブタンに変化しても過剰空
気率を所定の値に維持することになる。
どころで、この加熱炉にあっては、これに続く各種処理
施設において、品質良好な製品を1りるために加熱炉の
流体出口温度をほぼ所定のl1i(数度の範囲内)に厳
密に維持することが強く要請される。
流体出口温度を所定の値に維持するために、従来は流体
の出口温度を検出し、その検出温度値に基づいてそれが
一定値をできるだけ維持するように燃料供給量の制御が
なされていた。
しかしながら、この種従来の流量制御方法にあっては、
流体出口温度を検出してこの値に基づいて供給量を増減
していることから、出口温taの変動を補正リベく燃料
の供給mを増減し7ても実際に温度補正がなされるまで
に時間を要し、時間遅れが生じて適切な出口温度制御が
できないという不都合があった。これは、燃料の燃焼室
が増加して発熱量が増えても流体の比熱が大きいことか
ら直ちに流体出口温度の上昇に結びつかないという点に
起因している。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に
解決すべく01案されたものである。
[発明の目的] 本発明の目的は、加熱炉への燃料供給量の制御方法にお
いて、燃料組成が変化しても燃料供給量の制御遅れをな
くして流体出[]温度を常に所定値に維持することがで
きる加熱炉への燃料供給量の制御方法を提供するにある
[発明の概要] 本発明は、炭化水素またはこれと水素との混合体などガ
ス組成が変化づる可能性のあるガスを燃料とする加熱炉
への燃料供給mを制Opするに際し、加熱炉から排出さ
れる排ガス中の酸素含有量を検出し、この検出値に基づ
いて酸素含有量を一定値に維持すべく上記燃料の供給量
を制御し、もって上記目的を達成するものである。
本発明は、燃料として使用される炭化水素(プロパン、
ブタンなど)またはこれと水素との混合体(LNG貯R
施設からの廃ガス)を使用する加熱炉において、燃料組
成が変化しても(例えばプロパンh日らブタンに変化し
た場合など)同一空気mで燃焼さげることができるでれ
でれの燃わ1の体積比は、それぞれ燃料の同一体積が発
生する発熱用の逆比にぼ等しいことを見出だすことによ
りなされたものである。
これにより、燃料の変化前と変化後にわたって同一空気
量を供給していても、変化前後の燃料に対して常に同一
パーセントの過剰空気率が結果として維持されることに
なる。
従って、加熱炉から排出される排ガス中の酸素含有量(
過剰分)を同一値に維持づる限り、燃料組成が変化して
も炉内の発熱長を同一に維持でき、流体出口温度を一定
値に保持することができる。
[発明の実施例] 以下に、本発明方法を添付図面に基づいC詳述する。
第1図は本発明方法を実施するための一例である加熱炉
への燃料供給装置を示す概略平面図である。
図示づる如く、加熱炉1内には多数の加熱管2が配設さ
れ、これに接続される被処理液移送通路3を介して原油
等の被処理液(プロセス流体)を炉内加熱管2に通過さ
せるようになっている。上記被処理液移送通路3の炉出
口側には炉から送り出された加熱直後の流体出口温度を
検出するための温度計4が設けられている。この温度計
4での検出値は後述する如く燃料の供給半制御の補助を
行なうために用いられる。
一方、加熱炉1の下部には被処理液を加熱するためのバ
ーナ5が設けられており、このバーす5には燃料を供給
するための燃料供給通路6が接続されている1、ここ(
使用される燃料は炭化水素(メタン、エタン、プロパン
、ブタン)またはこれらと水素との混合体(例λばI−
、N G貯M施設の廃ガスなど)が使用され、その燃料
組成の変動に応じて流量が制御される。
上記燃料供給通路6には流■計7と流但制陣弁8とが介
設されており、制御部9 hs +らの指令により燃料
の供給■を制御し1!7るようになっている。
一方、加熱炉1のF部に接続される排ガス通路10には
ダンパ11及び排ガス中の酸素含有量を検出するための
酸素分析計12が設けられており、ここぐ1qられる検
出111iは電気信号となっ1前記制御部9へ伝達する
ようになっている。
この酸素分析計12は感応性の良好な例えばジルコニア
式のものを用いるのがよい。
上記制御部9においては、電気信号にて伝達される酸素
含有量に基づき、この値を一定1直に維持するように燃
料の供給量が制御されることになる。
尚、前記温度計4から伝達される流体出口温度1直は、
供給制御のために補助的に使用される。
通常、酸素含有量は2〜6%の範囲内の一定値が選択さ
ね、これに対応する過剰酸素率は10〜40%となり次
の式でめられる。
次に具体的に本発明方法について説明する。
燃料供給通路6内を供給移送される気体状態の燃料は加
熱炉1内で燃焼して被処理1(プロセス流体)を加熱し
、排ガスは排ガス通路10を介して炉外へ排出される。
通路に設けた酸素分析計12により排ガス中の酸素含有
量は常時検出され、この検出値は電気信号となって制御
部へ伝達される。そして、制御部9により流量制御弁8
が適宜開閉され、上記酸素含有量が一定値を維持するよ
うに燃料供給mが制御される。
この流ffi&12は流量計7により常時検出されてお
り、その検出値も制御部9へ伝達されて燃料の過大供給
を行なわないようになっている。
また、温度計4にて検出される流体出口温度値も上記制
御部9へ伝達されてこの値が所定の値(数度の幅を有し
ている)を維持しでいるか否かが判断され、万一出口温
度が所定の値を逸脱していればこの出口温度が所定の傾
向になるように流量制御弁8の開度調整が補助さねる。
このように、排ガス中の酸素含有量が常時一定値をN1
?Jするように燃r4供給mを制御Jることにより、燃
焼途中にて燃料組成が例えばプロパンからブタンに変わ
ろうと或いはプロパンから廃ガス等に変わろうが供給酸
素量及び過剰空気率を変えることなく炉内での発熱mを
すなわち被処理液の加熱温度を一定に維持することがで
きる。特に、流体出口温度を測定する従来例と異なり、
排ガス中の酸素含有量の変動は即応性が良好なので、時
間的ずれを生ずることなく燃料供給mの制りDができる
ここで、過剰空気*:’+o%のどき燃料がプロパン(
C3ト1s)h”ろブタン(C4Hto )に代った場
合について、前述の如く制御づることにより炉内の発熱
1がほぼ同一であることを具体的に示す。
まず、C31−Is 、 Can−1+oの単位重量当
りの発熱量(L・1]・■)は次の如くなる。
CB 1−18 −ト 50t → 3CO+ + 4
N+ 01− ・ H−V = 110731< ca
l / K Q −■Ca l」1o ト 13/2 
0 l −’ 4CO+ + 51−h Oし−・ 1
1 ・ V = 10928K cal / K Q 
■ここに、Cz l]s =44. Ca l−110
=58次に、CI IIB 、 C4Ht(Hのし・H
−V@てれぞれ単位体積当りの1−1−1・Vに換n′
?lる。
ここで、過剰空気率は常時10%を維持しなければなら
ないのでClH8:11113 が燃焼りるどぎ、02
は5x 1.1 = 5.5m” 必要とされ、この時
の発熱量は、F記結果■より21751K cal と
なる。
ここで、供給酸素量は変動させないので、02が5.5
m3 で且つ過剰空気率10%のもとでが焼可能なC4
1−1+。の体積をめる。
前記0式よりC4H101♂を燃焼するには02を13
/2m” 必要であるからo2が5.5m”で燃焼可能
なCAl−1+oの体積は このときの発熱量は前記0式の結果より28296x 
0.77 = 21,766K cal ■従って燃料
がCtt−IB からC4ト110に変った場合、過剰
空気率10%で且つ酸基m 5.5mに対して発熱m(
炉内)1は21751K calに変化するがその変化
量は極めて小さくほぼ同じとみなせる。故に、燃料組成
が変化しても排ガス中の酸素含有量を一定値に維持して
おく限り、炉内での発熱量はほぼ同一値が保持され、流
体出口温度を一定値に維持することができる。
このように、本発明り法を実施覆るに使用できる燃r1
群は、同一空気で燃焼させることができる−てれぞれの
燃料の体積比が、ぞれぞれの燃料の同一体積が発生づる
発熱量の逆比にほぼ等しいことが条件とされる。
前記具体例に基づいて説明すると、C11→8 とcd
+−11゜とがそれぞれ同−空気量で燃焼させることの
できる体積比は前記0式の結果より次のようになる。
また、それぞれの燃料の同一体積が発生する発熱量の逆
比は前記■、■式の結果より次のようになる。
従って、上記0式と0式との結果はほぼ等しくなる。
上記関係はメタン、エタンについてもほぼ同様に成立す
る。
尚、前記実施例にあっては、排ガス通路10に設けたダ
ンパ11を何ら使用していないが、酸系含有率が少ない
場合はダンパ11による制御のみとし、多くなった場合
に流量制御弁8による制御を開始づ−るようにしてダン
パ制御と併用づるようにしてもよい。
具体的には、例えば、酸素含有率2%を中心に0〜4%
まではダンパ11ぐa〆制御しく過剰空気率としては0
〜20%位まで)、この範囲を越えたときにはじめて流
量制t2IIt′r8を作動させるようにづる。この場
合にあっても燃料がプロパンからブタンに変化すると単
位体積の発熱比は28296 /21751= 1.3
となり、30%に達するので、併用しても本発明方法の
有効性が減じることはない。
[発明の効果] 以上型するに、本発明方法によれば次のような優れた効
果を発揮する。
Tl+ 即応性の劣る液体出口温疫の検出嶋に基づいて
燃料の供給量を制御した従来例と異なり、即応性の良好
な排ガス中の酸素合有量に基づいて供給mを制御するよ
うにしたので、制御に時間的ずれを生ずることなく的確
な流量制御を1うなうことができる。
(2) 従って、流体出口温度に大幅な変動を生ずるこ
となく、それを数度の変動二′1容範囲内に維持づるこ
とができ、後の処理系に影響を及ぼすことがな0、 (3) 装置自体が簡単なので既存の設備に大幅な設計
変更を加えることなく、本発明方法を容易に採用するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を実施するための一例である加熱炉
への燃料供給装置を示す概略平面図である。 尚、図中1は加熱炉、3は被α哩液移送通路、6は燃料
供給通路、7は制御部、10は排ガス通路、12は酸素
分析計である。 特許出願人 石川島II磨重工業株式会社代理人弁理士
 絹 谷 信 pjt 第1図 手続補正書(能) 喚 昭和59年6月18日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 特願昭59−86244号2、発明の
名称 加熱炉への燃料供給量の制御方法4、代理人 郵便番号 105 東京都港区愛宕1丁目6番7号 5、補正命令の日付 自 発 6、補正の対象 明m書(発明の詳細な説明の欄)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ガス組成が変化する可能性のある燃料ガスを用いて被処
    理液を加熱する加熱炉の流体出口温度を一定値に維持す
    べく上記燃r3tの供給量を制御するに際し、上記加熱
    炉から排出される排ガス中の酸素含有量を検出し、該検
    出値に暴づいて酸素含有量を一定値にすべく上記燃料の
    供給がを制御するようにしたことを特徴とづる加熱炉へ
    の燃料供給色の制御方法。
JP59086244A 1984-05-01 1984-05-01 加熱炉への燃料供給量の制御方法 Pending JPS60232421A (ja)

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ID=13881397

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0278816A (ja) * 1988-07-29 1990-03-19 Martin Gmbh Fuer Umwelt & Energietech 燃焼効率の制御方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0278816A (ja) * 1988-07-29 1990-03-19 Martin Gmbh Fuer Umwelt & Energietech 燃焼効率の制御方法

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