JPS604724A - 燃焼用酸素富化空気による燃焼方法 - Google Patents
燃焼用酸素富化空気による燃焼方法Info
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- JPS604724A JPS604724A JP58113272A JP11327283A JPS604724A JP S604724 A JPS604724 A JP S604724A JP 58113272 A JP58113272 A JP 58113272A JP 11327283 A JP11327283 A JP 11327283A JP S604724 A JPS604724 A JP S604724A
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- F23N1/022—Regulating fuel supply conjointly with air supply using electronic means
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
- F23N5/006—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties the detector being sensitive to oxygen
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- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2235/00—Valves, nozzles or pumps
- F23N2235/02—Air or combustion gas valves or dampers
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- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2237/00—Controlling
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2237/00—Controlling
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は燃焼用酸素富化空気（以下単に富化空気という
。）による燃焼方法に係り、詳しくは、燃焼用空気中に
酸素を混合富化して燃焼させる際に排ガス中の酸素濃度
が一定になるよう制御して燃焼させる方法に係る。
。）による燃焼方法に係り、詳しくは、燃焼用空気中に
酸素を混合富化して燃焼させる際に排ガス中の酸素濃度
が一定になるよう制御して燃焼させる方法に係る。
一般に、熱設備において燃料中の可燃成分量が一定の場
合は、その発熱量によって理論空気ｍが決まる。従って
、一定の空気比を与えると燃料流量の変化に追従して実
際に必要とづる燃焼用空気量が変化し、排ガス濃度が一
定に保たれた条件で燃焼が行なわれる。
合は、その発熱量によって理論空気ｍが決まる。従って
、一定の空気比を与えると燃料流量の変化に追従して実
際に必要とづる燃焼用空気量が変化し、排ガス濃度が一
定に保たれた条件で燃焼が行なわれる。
例えば、鉄鋼−ｍ製鉄所では、高炉から発生する高炉ガ
ス（以下、６ガスという。）、コークス炉から発生でる
コークス炉ガス（以下、Ｃガスという。）、、転炉から
発生する転炉ガス等の副生ガスが発生し、これら副生ガ
スはその有効利用のために、用途に応じてボイラその他
の熱設備の熱源として使用されている。例えば、蒸気を
大量に発生するボイラにおいては、主燃料にｌガス、補
助燃料に０ガスを使用し、その燃焼は第１図に示す如く
制御されて行なわれている。
ス（以下、６ガスという。）、コークス炉から発生でる
コークス炉ガス（以下、Ｃガスという。）、、転炉から
発生する転炉ガス等の副生ガスが発生し、これら副生ガ
スはその有効利用のために、用途に応じてボイラその他
の熱設備の熱源として使用されている。例えば、蒸気を
大量に発生するボイラにおいては、主燃料にｌガス、補
助燃料に０ガスを使用し、その燃焼は第１図に示す如く
制御されて行なわれている。
１なわち、ｌガス１、Ｇガス１０はそれぞれ配管１ａ、
１０ａを経てボイラ燃焼室７に供給される。これら燃料
の発熱ｍに対して、理論空気ｍが決まり、ｌガス用比率
調節器６、Ｇガス用比率調節器１４により一定の空気比
を定めておけば、前記ｌガス、Ｃガス量が変化しても、
その変化はガス流ｍ計３ならびに１２で検出され、それ
に対応してそれぞれの空気調節弁５．１６により燃焼空
気間が遵従し、燃焼用空気が各配管２ａ、１１ａを経て
供給され、燃焼室１内の各バーナ８．１５で燃焼される
。
１０ａを経てボイラ燃焼室７に供給される。これら燃料
の発熱ｍに対して、理論空気ｍが決まり、ｌガス用比率
調節器６、Ｇガス用比率調節器１４により一定の空気比
を定めておけば、前記ｌガス、Ｃガス量が変化しても、
その変化はガス流ｍ計３ならびに１２で検出され、それ
に対応してそれぞれの空気調節弁５．１６により燃焼空
気間が遵従し、燃焼用空気が各配管２ａ、１１ａを経て
供給され、燃焼室１内の各バーナ８．１５で燃焼される
。
排ガス酸素＊ｉは酸素メータ９で測定され、該潤度一定
で燃焼が行なわれる。
で燃焼が行なわれる。
また、製鉄所内での酸素の需給バランスから酸素が余剰
になることが多い。この酸素ガスの有効利用の一つとし
て、ボイラの燃焼用空気中に酸素を富化（空気と酸素を
混合させて燃焼用空気中の酸素濃度を上げる）する方法
がある。
になることが多い。この酸素ガスの有効利用の一つとし
て、ボイラの燃焼用空気中に酸素を富化（空気と酸素を
混合させて燃焼用空気中の酸素濃度を上げる）する方法
がある。
ところが、燃焼空気中に純酸素を混合し燃焼空気中の酸
素濃度を上げて燃焼効率を上昇させようとするときに、
その酸素流量ならびに燃料流量が変化する場合には、燃
料発熱量が一定であっても、ある定まった空気比で燃焼
させることはできない。すなわち、排ガス中の酸素濃度
を一定に保つような燃焼制御を行なおうとする場合には
、その時の燃料流量に対する酸素混合富化後の富化空気
中の酸素濃度をめ、これにより必要空気流量を決めて制
御する必要がある。
素濃度を上げて燃焼効率を上昇させようとするときに、
その酸素流量ならびに燃料流量が変化する場合には、燃
料発熱量が一定であっても、ある定まった空気比で燃焼
させることはできない。すなわち、排ガス中の酸素濃度
を一定に保つような燃焼制御を行なおうとする場合には
、その時の燃料流量に対する酸素混合富化後の富化空気
中の酸素濃度をめ、これにより必要空気流量を決めて制
御する必要がある。
本発明はこれらのところにもとづいて成立したものであ
って、具体的には、燃焼用空気中に酸素を混合富化して
燃料を燃焼させる際に、酸素混合後の富化空気中の酸素
濃度ならひに燃料流量にもとづいて燃焼用空気の流量を
定めて、燃焼用空気を供給し、排がス中の酸素濃度を一
定に保って燃焼する方法を提案する。
って、具体的には、燃焼用空気中に酸素を混合富化して
燃料を燃焼させる際に、酸素混合後の富化空気中の酸素
濃度ならひに燃料流量にもとづいて燃焼用空気の流量を
定めて、燃焼用空気を供給し、排がス中の酸素濃度を一
定に保って燃焼する方法を提案する。
すなわち、本発明は、燃焼用空気中に酸素を混合富化し
て燃焼用酸素富化空気により燃料を燃焼させる際にその
酸素を混合富化した後の燃焼用富化空気中の酸素ａ度を
測定し、その測定値にもとづいて、予め定めである適正
空燃比になるように前記燃焼用空気の供給流量を制御す
ることを特徴とする。
て燃焼用酸素富化空気により燃料を燃焼させる際にその
酸素を混合富化した後の燃焼用富化空気中の酸素ａ度を
測定し、その測定値にもとづいて、予め定めである適正
空燃比になるように前記燃焼用空気の供給流量を制御す
ることを特徴とする。
以下、本発明法について詳しく説明する。
まず、第２図は本発明法を実施する制御系の一例のフロ
ーシーＩ・であって、第１図に示づものと同様に２種の
燃料、つまり、高エネルギーｇ）Ｃガス１０（発熱量４
，４００ｋａｌＮｍ３）と低エネルギーのＢガス１（発
熱Ｉｎ ７００ｋａ ｌ ／Ｎｍ’ ）をボイラの燃焼
室７で燃焼させるものである。
ーシーＩ・であって、第１図に示づものと同様に２種の
燃料、つまり、高エネルギーｇ）Ｃガス１０（発熱量４
，４００ｋａｌＮｍ３）と低エネルギーのＢガス１（発
熱Ｉｎ ７００ｋａ ｌ ／Ｎｍ’ ）をボイラの燃焼
室７で燃焼させるものである。
この制御系においてＢガス１の供給で富化空気を用いて
燃焼させる場合は、Ｂガス１の燃焼のために、配管１ａ
がら掌性の通り燃焼用空気を供給づるとともに、この配
管１ａに酸素供給用の配管１７ａを接続し、配管１７ａ
から純酸素１７を供給する。
燃焼させる場合は、Ｂガス１の燃焼のために、配管１ａ
がら掌性の通り燃焼用空気を供給づるとともに、この配
管１ａに酸素供給用の配管１７ａを接続し、配管１７ａ
から純酸素１７を供給する。
バーナー８の前段において燃焼用空気２と酸素１７が混
合する個所に酸素分析計１８を設ける一方、この酸素分
析計１８からの富化空気中の酸素濃度により後記の如く
燃焼用空気■を演算しかつ空気比率調節の機能を持つ演
算器２０を設ける。
合する個所に酸素分析計１８を設ける一方、この酸素分
析計１８からの富化空気中の酸素濃度により後記の如く
燃焼用空気■を演算しかつ空気比率調節の機能を持つ演
算器２０を設ける。
づなわち、第２図において、燃焼用空気を吹込むだけで
Ｃガス１０を通常燃焼させるときは、第１図に示Ｊ場合
と同様に、Ｃガスの発熱量から理論空気量が決まり、Ｃ
ガス用空気比率調節器１４にて一定の空気比を定め燃焼
される。Ｂガス１を燃焼用空気も吹込むだけの通常燃焼
の場合は、演算器２０に対してＢガス流量計３からの燃
焼流量（８号を入力して演算器２０で空気比較調器と同
様の機能を果たさせ、Ｂガス１の発熱用から理論空気ｍ
をめ、燃焼に必要空気２を空気調節弁５により調整し工
８ガス流司に応じた燃焼用空気量で燃焼させる。
Ｃガス１０を通常燃焼させるときは、第１図に示Ｊ場合
と同様に、Ｃガスの発熱量から理論空気量が決まり、Ｃ
ガス用空気比率調節器１４にて一定の空気比を定め燃焼
される。Ｂガス１を燃焼用空気も吹込むだけの通常燃焼
の場合は、演算器２０に対してＢガス流量計３からの燃
焼流量（８号を入力して演算器２０で空気比較調器と同
様の機能を果たさせ、Ｂガス１の発熱用から理論空気ｍ
をめ、燃焼に必要空気２を空気調節弁５により調整し工
８ガス流司に応じた燃焼用空気量で燃焼させる。
これに対し、Ｂガス１を富化空気によって燃焼する時に
は、Ｂガス流ｍ計３からの燃料流用信号を演算器２０に
入力する。一方、演算器２ｏには最適空燃比になるよう
予め富化空気の酸素濃度に対するＢガスＩ Ｎ ｍ ３
に必要な燃焼用空気ｍ（第３図参照）を入れると共に、
酸素分析ｈ１１８がらの富化空気中の酸素濃度の信号を
入カ覆る。例えば、酸素濃度３０％の時、排ガ酸素分析
計９にて１５％にＪるには第３図に示す如くＢガスＩＮ
ｍ’ に必要な燃焼用空気量０．４７Ｎｍ３が流れるよ
う、Ｂガス燃焼用空気調節弁５にて調節する。
は、Ｂガス流ｍ計３からの燃料流用信号を演算器２０に
入力する。一方、演算器２ｏには最適空燃比になるよう
予め富化空気の酸素濃度に対するＢガスＩ Ｎ ｍ ３
に必要な燃焼用空気ｍ（第３図参照）を入れると共に、
酸素分析ｈ１１８がらの富化空気中の酸素濃度の信号を
入カ覆る。例えば、酸素濃度３０％の時、排ガ酸素分析
計９にて１５％にＪるには第３図に示す如くＢガスＩＮ
ｍ’ に必要な燃焼用空気量０．４７Ｎｍ３が流れるよ
う、Ｂガス燃焼用空気調節弁５にて調節する。
次に実施例について説明する。
まず、第２図に示す如＜、Ｂガス（発熱１ｆｉ７００ｋ
ａ１／Ｎｍ３）とＣガス（発熱！４，４００ｋａｌ／Ｎ
ｍ’ ｌとを燃料とするボイラにおいて、Ｂガスの燃焼
用空気中に酸素を混合して富化した。この際、富化空気
中の酸素濃度とこの時の８ガスＩＮｍ’を燃焼させて排
ガス酸素濃度を１．５％にするために必要な富化空気量
との関係を第３図に示す如くめてこのグラフを演算器に
与め入力した。
ａ１／Ｎｍ３）とＣガス（発熱！４，４００ｋａｌ／Ｎ
ｍ’ ｌとを燃料とするボイラにおいて、Ｂガスの燃焼
用空気中に酸素を混合して富化した。この際、富化空気
中の酸素濃度とこの時の８ガスＩＮｍ’を燃焼させて排
ガス酸素濃度を１．５％にするために必要な富化空気量
との関係を第３図に示す如くめてこのグラフを演算器に
与め入力した。
そこで、例えば、富化空気中の酸素濃度をめ、この伯が
３０％であったので、その排ガス酸素濃度を１．５％に
するためにはＢガスｌＮｍ３ に対Ｊる燃焼用空気の必
要量を第３図からめると、０、４７Ｎｎ＋３であった。
３０％であったので、その排ガス酸素濃度を１．５％に
するためにはＢガスｌＮｍ３ に対Ｊる燃焼用空気の必
要量を第３図からめると、０、４７Ｎｎ＋３であった。
従ってＢガス流量をめ、その値により燃焼用空気量を０
．４７ｘ（Ｂガス流量）に制御したところ、排がス中の
酸素濃度は１．５％にづることができた。
．４７ｘ（Ｂガス流量）に制御したところ、排がス中の
酸素濃度は１．５％にづることができた。
以上詳しく説明した通り、本発明法は燃焼用空気中に酸
素を混合富化して燃焼させる際に、酸素混合後の富化空
気中の酸素濃度を測定し、ぞの結果と燃料流ｍから必要
燃焼用空気ｍをめ−Ｃ制陣して燃焼づる方法であり、こ
のように燃焼りると、排ガス中の酸素製電は一定に制御
して燃焼Ｃきる。
素を混合富化して燃焼させる際に、酸素混合後の富化空
気中の酸素濃度を測定し、ぞの結果と燃料流ｍから必要
燃焼用空気ｍをめ−Ｃ制陣して燃焼づる方法であり、こ
のように燃焼りると、排ガス中の酸素製電は一定に制御
して燃焼Ｃきる。
また、この酸素富化によりＢガス等の燃料の燃焼温度が
上昇し、ボイラ効率が、８２％から８５％の如く上背し
て、酸素の有効利用が可能となる。更に、Ｍ１ヒ空気中
の酸素濃度を３５％以下におさえると、ＮＯＸの発生量
の増加はほとんど無視できる。
上昇し、ボイラ効率が、８２％から８５％の如く上背し
て、酸素の有効利用が可能となる。更に、Ｍ１ヒ空気中
の酸素濃度を３５％以下におさえると、ＮＯＸの発生量
の増加はほとんど無視できる。
なお、燃焼用空気中に酸素を富化することによって火炎
温度が上昇するため、例えばバーナデツプの温度が許容
値を超える時、あるいはＮＯｘ発生発生許容値を超える
時などは富１ヒするＭ素ｍを低下させるような回路を組
む必要も考えられるが、このような場合でも本発明によ
ると問題はない。
温度が上昇するため、例えばバーナデツプの温度が許容
値を超える時、あるいはＮＯｘ発生発生許容値を超える
時などは富１ヒするＭ素ｍを低下させるような回路を組
む必要も考えられるが、このような場合でも本発明によ
ると問題はない。
また、上記のところではガス燃料を中心として説明した
が、これ以下でも、例えば、微わ）炭その他の固形燃料
の燃焼に適用できる。
が、これ以下でも、例えば、微わ）炭その他の固形燃料
の燃焼に適用できる。
第１図は従来例に係るガス燃料の燃焼制御系の一つの７
０−シート、第２図は本発明法を実施する制御系の一つ
のフローシート、第３図は本発明法において酸素富化後
の燃焼用空気中の酸素濃度と排ガス中の酸素濃度を１．
５％にするために高炉ガスＩＮｍ’にλ・１１．て必要
な酸素富化後の燃焼空気Φとの関係を示すグラフである
。 符号１・・・・・Ｂガス １ａ・・・・・・Ｂガス配管
２・・・・・・空気 ２ａ・・・・・・空気配管３・・
・・・・【１ガス流量訓 ４・・・・・・空気流ω語５
・・・・・・空気流量調節弁６・・・・・・比率調節計
７・・・・・・燃焼室 ８・・・・・・Ｂガスバーナー
９・・・・・・０２メーター １０・・・・・・Ｃガス
１０ａ・・・・・・Ｃガス配管 １１・・・・・・空気
１１ａ・・・・・・空気配管 １２・・・・・・Ｃガス
流量計１３・・・・・・空気ａｆｆｌｉｉ １４・、、
、比率調節計１５・・・・・・Ｃガスバーナー １Ｇ・・・・・・空気流量調節弁 １７・・・・・・酸素 １７ａ・・・・・・酸素配管１
８・・・・・・酸素分析計 １９・・・・・・標準値 ２０・・・・・・演算器持直
出願人 川崎製鉄株式会社 代 理 人 弁理士 松 下 義 勝 弁護士 副 島 文 雄
０−シート、第２図は本発明法を実施する制御系の一つ
のフローシート、第３図は本発明法において酸素富化後
の燃焼用空気中の酸素濃度と排ガス中の酸素濃度を１．
５％にするために高炉ガスＩＮｍ’にλ・１１．て必要
な酸素富化後の燃焼空気Φとの関係を示すグラフである
。 符号１・・・・・Ｂガス １ａ・・・・・・Ｂガス配管
２・・・・・・空気 ２ａ・・・・・・空気配管３・・
・・・・【１ガス流量訓 ４・・・・・・空気流ω語５
・・・・・・空気流量調節弁６・・・・・・比率調節計
７・・・・・・燃焼室 ８・・・・・・Ｂガスバーナー
９・・・・・・０２メーター １０・・・・・・Ｃガス
１０ａ・・・・・・Ｃガス配管 １１・・・・・・空気
１１ａ・・・・・・空気配管 １２・・・・・・Ｃガス
流量計１３・・・・・・空気ａｆｆｌｉｉ １４・、、
、比率調節計１５・・・・・・Ｃガスバーナー １Ｇ・・・・・・空気流量調節弁 １７・・・・・・酸素 １７ａ・・・・・・酸素配管１
８・・・・・・酸素分析計 １９・・・・・・標準値 ２０・・・・・・演算器持直
出願人 川崎製鉄株式会社 代 理 人 弁理士 松 下 義 勝 弁護士 副 島 文 雄
Claims (1)
- 燃焼用空気中に酸素を混合富化して燃焼用酸素富化空気
により燃料を燃焼させる際にその酸素を混合富化した後
の燃焼用富化空気中の酸素濃度を測定し、その測定値に
もとづいて、予め定め−（ある適正空燃比になるように
前記燃焼用空気の供給流量を制御することを特徴と］る
燃焼用酸素富化空気による燃焼方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58113272A JPS604724A (ja) | 1983-06-23 | 1983-06-23 | 燃焼用酸素富化空気による燃焼方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58113272A JPS604724A (ja) | 1983-06-23 | 1983-06-23 | 燃焼用酸素富化空気による燃焼方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS604724A true JPS604724A (ja) | 1985-01-11 |
| JPH0419445B2 JPH0419445B2 (ja) | 1992-03-30 |
Family
ID=14607963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58113272A Granted JPS604724A (ja) | 1983-06-23 | 1983-06-23 | 燃焼用酸素富化空気による燃焼方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS604724A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2847659A1 (fr) * | 2002-11-25 | 2004-05-28 | Air Liquide | Procede d'optimisation en energie d'un site industriel, par enrichissement en oxygene d'air de combustion |
| WO2004094797A3 (en) * | 2003-04-23 | 2004-12-02 | Janos Osz | Method for environmentally-friendly utilization of lean gases |
| JP2007271188A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Jfe Steel Kk | バーナーの燃焼方法 |
| JP2009068774A (ja) * | 2007-09-13 | 2009-04-02 | Jfe Steel Kk | 燃料ガスの燃焼制御方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53149103A (en) * | 1977-06-01 | 1978-12-26 | Nippon Steel Corp | Controller method for combustion in heating furnace |
| JPS5847914A (ja) * | 1981-09-14 | 1983-03-19 | Osaka Gas Co Ltd | バ−ナ装置 |
-
1983
- 1983-06-23 JP JP58113272A patent/JPS604724A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53149103A (en) * | 1977-06-01 | 1978-12-26 | Nippon Steel Corp | Controller method for combustion in heating furnace |
| JPS5847914A (ja) * | 1981-09-14 | 1983-03-19 | Osaka Gas Co Ltd | バ−ナ装置 |
Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| FR2847659A1 (fr) * | 2002-11-25 | 2004-05-28 | Air Liquide | Procede d'optimisation en energie d'un site industriel, par enrichissement en oxygene d'air de combustion |
| WO2004094797A3 (en) * | 2003-04-23 | 2004-12-02 | Janos Osz | Method for environmentally-friendly utilization of lean gases |
| JP2007271188A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Jfe Steel Kk | バーナーの燃焼方法 |
| JP2009068774A (ja) * | 2007-09-13 | 2009-04-02 | Jfe Steel Kk | 燃料ガスの燃焼制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0419445B2 (ja) | 1992-03-30 |
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