JPS6131397B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6131397B2
JPS6131397B2 JP10648882A JP10648882A JPS6131397B2 JP S6131397 B2 JPS6131397 B2 JP S6131397B2 JP 10648882 A JP10648882 A JP 10648882A JP 10648882 A JP10648882 A JP 10648882A JP S6131397 B2 JPS6131397 B2 JP S6131397B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow rate
temperature
bypass circuit
exhaust gas
heating furnace
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP10648882A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58224299A (ja
Inventor
Hitoshi Ogawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Idemitsu Kosan Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Idemitsu Kosan Co Ltd filed Critical Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority to JP10648882A priority Critical patent/JPS58224299A/ja
Publication of JPS58224299A publication Critical patent/JPS58224299A/ja
Publication of JPS6131397B2 publication Critical patent/JPS6131397B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、加熱炉の燃焼排ガスの熱を利用する
場合のような熱交換系における流量制御方法に関
する。
従来、加熱炉等の廃熱を利用する1つの方法と
して、排ガス煙道の途中に熱交換器としての廃熱
ボイラを設置する方法がある。この場合、廃熱ボ
イラの下流側に誘引フアンもしくは上流側に押込
フアンが設けられるのが一般であるが、このよう
な廃熱ボイラを用いた場合には、加熱炉等を含む
装置全体の安全信頼度が低下するという問題があ
る。すなわち、誘引フアンや押込フアンの不調や
故障は、極端な場合、その上流側に位置する加熱
炉の消火(シヤツトダウン)等を惹起して装置全
体の稼動率の低下に波及するからである。
このような問題点を解決する方法としてオープ
ンバイパス付廃熱ボイラが知られている((株)工業
調査会発行、「化学装置」1979年10月号P41〜
P43)。これは、廃熱ボイラ及び誘引フアンをバ
イパスし、かつ、途中に開度調整可能な抵抗体を
何ら有しないバイパス回路を設けたもので、常時
は誘引フアンの誘引力により、廃熱ボイラの入口
流量を加熱炉排ガスの流量より多くして廃熱ボイ
ラを通つた排ガスの一部がバイパス回路内を逆流
するようにさせ、加熱炉からの排ガスが直接煙突
に流出しないようにし、一方、誘引フアンの不調
もしくは故障時には、加熱炉の排ガスをバイパス
回路を通して直接煙突に流出させるようにし、こ
れにより、誘引フアンの不調時にも加熱炉の消火
等をしなくともすむようにしたものである。
このような従来のオープンバイパス式装置にお
いては、バイパス回路の流量制御は、バイパス回
路の流量あるいは圧力を計測して誘引フアン吸込
口ダンパの開度を制御することにより行なわれて
いる。しかし、これらの方法では、流量あるいは
圧力の検出器の計測口が回路内に開口されている
ため、計測口がスケールやダストによつて閉塞さ
れ、長時間連続使用に対する信頼性が得られない
という欠点がある。また、流量計測の場合は、回
路内の流速分布のばらつきが大きく制御精度が劣
り、一方、圧力計測の場合は、回路の圧力変動が
大きく制御安定性が得にくく、かつ、背圧変動の
影響を受けるため制御の追従性、安定性に劣ると
いう問題点がある。
本発明の目的は、スケールやダストの影響を受
けることが少なく、かつ、安定した制御を行なえ
る熱交換系の流量制御方法を提供するにある。
本発明は、流体流通回路の少なくとも2点、例
えばバイパス回路を流れる流体の合流する部分の
前後の2点における流体の温度を計測し、この温
度差がほぼ一定となるように流量調節機構を制御
することにより、バイパス回路を流れる流体の流
量と、このバイパス回路の合流部より上流側を流
れる流体の流量との比率が所定の割合となるよう
に制御して効率のよい熱交換を行なえるようにす
るとともに、温度を用いて制御することにより開
放された計測口を不要にして計測口の閉塞等の不
都合をなくし、長期間信頼性の高い流量制御を可
能とし、さらに、温度による制御は流量、圧力等
による制御に比べて測定値のばらつき、変動が少
なく、かつ背圧の影響を受けないため、精度、安
定性、追従性を良好にして前記目的を達成しよう
とするものである。
以下、本発明を加熱炉の排ガスを利用した熱交
換系に実施した一例を図面に基づいて説明する。
複数基、例えば3基の加熱炉10から排出され
た排ガスは、煙道21を通つて熱交換器としての
廃熱ボイラ30に導かれ、このボイラ30を通過
した排ガスは煙道22を通つて流量調節機構とし
ての誘引フアン吸込口側ダンパ40及び流体強制
移送手段としての誘引フアン50に導かれ、さら
に煙道23を通つて集合煙突60から排出される
ようになつている。従つて、煙道21,22及び
23により流体流通主回路20が構成され、この
主回路20の途中に前記熱交換器、流量調節機構
及び流体強制移送手段が設けられていることとな
る。
前記主回路20には、廃熱ボイラ30、ダンパ
40及び誘引フアン50をバイパスするように、
煙道23と煙道21とを連結するバイパス回路7
0が設けられ、このバイパス回路70は途中に開
度調整可能なダンパやバルブ等の抵抗体を一切有
しない、所謂開放された回路とされている。
前記煙道21において、バイパス回路70との
接合点M、すなわち、バイパス回路70を逆流す
る流体と加熱炉10からの排ガスとの合流部の前
後には、それぞれ第1、第2の温度計81,82
が設けられ、これらの温度計81,82の検出温
度T1,T2は共に制御装置90に入力され、この
制御装置90の出力により前記流量調節機構とし
てのダンパ40の開度が制御されるようになつて
いる。また、煙道22において、廃熱ボイラ30
の出口側(下流側)であつてダンパ40の入口側
(上流側)には第3の温度計83が設けられ、こ
の温度計83の検出温度T3も必要に応じて前記
制御装置90に入力されるようになつている。さ
らに、前記バイパス回路70には第4の温度計8
4が設けられ、この温度84での検出温度はT4
とされている。なお、煙道23において、バイパ
ス回路70との接合点N、すなわち、誘引フアン
50から吐出された排ガスの一部がバイパス回路
70側に分岐する分岐部の下流である煙突60側
にも、必要に応じて第5の温度計85が設けら
れ、煙突60へ排出される流体温度T5が検出さ
れるようになつている。
前記廃熱ボイラ30は、図示しない給水ポンプ
に接続された給水管31内の水を予熱するエコノ
マイザ32と、このエコノマイザ32を通過しタ
ンク33に貯溜された水をポンプ34を介して供
給されて加熱蒸発させる蒸発器35と、前記タン
ク33で発生された蒸気を過熱し蒸気管36を介
して図示しない過熱低減器等へ供給する過熱器3
7とを備えている。
次に、本実施例の作用につき説明する。
煙道21のバイパス回路70との接合部Mより
も上流側を流れる流体すなわち加熱炉10からの
排ガスの流量をF1、温度をT1、比熱をC1、接合
部Mよりも下流側すなわち廃熱ボイラ30の入口
側を流れる流体の流量をF2、温度をT2、比熱を
C2、煙道22の廃熱ボイラ30の出口側を流れ
る流体の流量をF3、温度をT3、比熱をC3、バイ
パス回路70を逆流する流体の流量をF4、温度
をT4、比熱をC4、煙道23のバイパス回路70
との接合部Nよりも下流側すなわち煙突60側へ
流出する流体の流量をF5、温度をT5、比熱をC5
とすると、以下の式が導かれる。
F4=αF1 ……(1) α:定数(バイパス回路70を逆流させる割合。
実機では5%以下を目標。) F2=F1+F4=(1+α)F1 ……(2) F3=F2 ……(3) F5=F3−F4=F2−F4=F1 ……(4) 熱放散による温度降下を無視すれば、 T3=T4=T5 ……(5) 0℃を基準とし、接合点Mでの熱バランスか
ら、 C1・F1(T1−0)+C4・F4(T4−0) =C2・F2(T2−0) ……(6) (6)式に、C1≒C4≒C2及び(1)、(2)、(5)式を代入
すると、 F1・T1+αF1T3=(1+α)F1T2 ……(7) ∴α=T−T/T−T ……(8) ここにおいて、回収熱量最大、逆流流量最小に
するには、α=0とすべきである。
廃熱ボイラ30での熱回収を考えると、(T2
T3)≠0であるから、T1=T2に制御すればよいこ
ととなる。しかし、バイパス回路70を通る逆流
が全く生じない場合にもT1=T2の条件を満足す
ること、温度計精度分の誤差をまぬがれぬこと、
並びに排ガス全体が平均流れをしていない為バイ
パス回路70内で煙突60側から加熱炉10側へ
の逆流だけでなく、加熱炉10側から直接煙突6
0側へ加熱炉10の排ガスが流出する虞れがある
こと等から、加熱炉10の排ガスがバイパス回路
70を介して直接煙突60側へ流出しない範囲
で、(T1−T2)の値を最少値に設定する必要があ
る。この値は実機テストを行なつて設定するが、
本実施例では1〜5℃程度としている。
また、αを任意の値に制御するには、第1〜第
3の温度計で温度T1,T2,T3を計測し、(T1
T2)/(T2−T3)を制御装置90で演算し、流量
調節機構としてのダンパ40にフイードバツクす
る。従つて、αを一定にするためには、(T2
T3)すなわち廃熱ボイラ30の入口、出口温度差
に応じた(T1−T2)の設定を行なう必要がある
が、その設定変更の程度、頻度は、運転の要求に
依ればよい。
以上のことをより具体的に説明すると、加熱炉
10からの排ガスは、誘引フアン50を通過した
排ガスのうちバイパス回路70を逆流してくる一
部の排ガスと合流して廃熱ボイラ30に流入す
る。この際、誘引フアン50を通過した排ガス
は、廃熱ボイラ30における熱交換により温度が
低下しているため、温度計81の温度T1よりボ
イラ入口における温度計82の温度T2の方が低
く、温度差を生ずる。この温度差(T1−T2)を、
前述のように加熱炉10からの排ガスがバイパス
回路70を通つて直接煙突60に流れない最少値
に設定することにより、バイパス回路70を流れ
る排ガスの最適最少流量が得られる。この最少値
は、実機テストにて求めるもので、誘引フアン5
0の負荷を徐々に上げていき、廃熱ボイラ30か
ら発生する蒸気量が最大となる点の流量を最少値
としている。この時、バイパス回路70を排ガス
がわずかに逆流する。実機では前述のように5%
以下を目標として運転している。
ところで、通常状態から加熱炉10の排ガス量
が増加した場合には、温度差(T1−T2)は小さく
なり、設定値との間に偏差を生じることとなる。
この偏差により、ダンパ40は制御装置90によ
つて開方向に駆動され、バイパス回路70を逆流
する排ガス流量が増加し、流量F1と流量F4との
比率は一定割合に制御される。一方、加熱炉10
の排ガス量が減少した場合は、前述と逆の動作が
なされる。
また、加熱炉10からの排ガス温度が上昇した
場合、又は、下降した場合は、前記(8)式に示され
るように、廃熱ボイラ30の入口温度T2と出口
温度T3との差(T2−T3)に応じた温度計81と8
2との温度差(T1−T2)に設定することにより、
バイパス回路70の逆流排ガスを最適最少流量に
制御できる。
なお、実機テストにおいては、加熱炉10から
の排ガスの流量F1及び温度T1の変動が少ないた
め、制御装置90には(T2−T3)の演算を組込ん
でいない。従つて、αを一定、例えば5%以下の
所定の値に設定するには、(T2−T3)の値を別途
演算し、(T1−T2)の設定を手動で変更して運転
を行つている。また、αすなわち逆流を一定にす
る必要のない場合には、(T1−T2)のみで制御可
能である。
上述のような実施例によれば、ダンパ40の制
御を第1、第2、第3の温度計81,82,83
からの温度T1,T2,T3により行なうようにした
から、測定値のばらつき、変動等が従来の流量も
しくは圧力による制御に比べてきわめて少なく、
かつ、圧力制御におけるような背圧の影響を受け
ず、精度、安定性、追従性の優れた流量制御が可
能となる。また、温度計81,82,83には煙
道21,22内に開口した測定口が不要のため、
測定口の閉塞という問題もなく、長期間にわたり
信頼性の高い制御ができる。さらに、何らかの原
因でダンパ40の異常停止あるいは誘引フアン5
0の異常停止が発生しても、加熱炉10の排ガス
はバイパス回路70を介して煙突60に流出する
ため、バイパス回路70の上流側の機器すなわち
加熱炉10の運転に悪影響を与えることが全くな
く、シヤツトダウン等を生じさせることもない。
なお、前記実施例においては、熱交換器として
廃熱ボイラ30につき説明したが、他の形式の熱
交換器でもよく、また、誘引フアン50は廃熱ボ
イラ30の上流に設置される押込フアンでもよ
い。さらに、本発明は、前記実施例のように、加
熱炉10の排ガスの熱交換系に適用されるものに
限らず、他の一般の熱交換系にも適用しうるもの
であり、その流通流体も気体に限らず、液体でも
よい。この流通流体が液体の場合、流体強制移送
手段としての誘引フアン50はポンプとされ、流
量調節手段としてのダンパ40はバルブとされ
る。また、流量調節機構もダンパ40あるいはバ
ルブに限らず、他の形式の機構でもよく、この流
量調節機構の駆動信号も、廃熱ボイラ30の入口
温度T2と誘引フアン50の出口温度との差によ
つても可能であるが、廃熱ボイラ30の伝熱面の
汚れ等により設定温度が経時的に小さくなるこ
と、及び温度差(T1−T2)に比べて値が大きく制
御精度が劣るため、前述の温度差(T1−T2)を利
用する方が好ましい。さらに、温度T1とバイパ
ス回路70の温度T4との温度差(T1−T4)を用い
て流量調節機構の駆動信号を得てもよく、要する
に本発明は、回路中の少なくとも2点の温度を計
測して流量調節機構を制御するものであればよ
い。
上述のように本発明によれば、安定性がよく、
かつ、スケール等の影響を受けることのない熱交
換系の流量制御方法を提供できるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の方法を加熱炉に適用した一例を示
す系統図である。 10……加熱炉、20……流体流通主回路、2
1,22,23……煙道、30……熱交換器とし
ての廃熱ボイラ、40……流量調節機構としての
ダンパ、50……流体強制移送手段としての誘引
フアン、60……煙突、70……バイパス回路、
81,82,83,84,85……温度計、90
……制御装置、T1,T2,T3,T4,T5……温度、
M……合流部である接合点。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 流体流通回路の途中に熱交換器、流量調節機
    構及び流体強制移送手段を設けるとともに、これ
    らの熱交換器、流量調節機構及び流体強制移送手
    段をバイパスし且つ途中に開度調整可能な抵抗体
    を何ら有しないバイパス回路を並設した熱交換系
    において、回路中の少なくとも2点の温度を計測
    して前記流量調節機構を制御し、バイパス回路を
    熱交換器の上流側に逆流する流体の流量と、バイ
    パス回路の合流部より上流側を流通する流体の流
    量との比率が所定の割合となるように制御するこ
    とを特徴とする熱交換系の流量制御方法。 2 特許請求の範囲第1項において、前記温度を
    計測する点は、バイパス回路の合流部より上流側
    の点と、この合流部より下流側であつて熱交換器
    よりは上流側の点との2点とされたことを特徴と
    する熱交換系の流量制御方法。
JP10648882A 1982-06-21 1982-06-21 熱交換系の流量制御方法 Granted JPS58224299A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10648882A JPS58224299A (ja) 1982-06-21 1982-06-21 熱交換系の流量制御方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10648882A JPS58224299A (ja) 1982-06-21 1982-06-21 熱交換系の流量制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58224299A JPS58224299A (ja) 1983-12-26
JPS6131397B2 true JPS6131397B2 (ja) 1986-07-19

Family

ID=14434843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10648882A Granted JPS58224299A (ja) 1982-06-21 1982-06-21 熱交換系の流量制御方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58224299A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0392487U (ja) * 1989-12-28 1991-09-20

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7388113B2 (ja) * 2019-10-10 2023-11-29 栗田工業株式会社 熱媒体のバイパス流路を備えた熱交換システムのバイパス率の推定方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0392487U (ja) * 1989-12-28 1991-09-20

Also Published As

Publication number Publication date
JPS58224299A (ja) 1983-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4449569A (en) Method and apparatus for regulating fluid flows in parallel-connected conduits (e.g. in furnace installations having air preheaters and by-pass conduits)
JPS6131397B2 (ja)
US3550562A (en) Control system for a steam generator
US6904874B1 (en) Forward calculation energy augmentation method
KR930003986B1 (ko) 급탕기의 탕온 조절장치
JP3531263B2 (ja) 給湯器
JP2758245B2 (ja) 給水加熱器のドレン水位制御装置
JPS634096B2 (ja)
JP2002156101A (ja) 流体加熱機の台数制御方法
JPH0339201B2 (ja)
JP2734372B2 (ja) 廃熱回収ボイラ
JP2704550B2 (ja) 温水ボイラーの自動台数制御方法
JP3834429B2 (ja) 給湯装置
JP2560578B2 (ja) バイパスミキシング方式の給湯装置
JP2637837B2 (ja) 給湯器
JPH07174436A (ja) 河川水利用熱回収システム
JPS6159104A (ja) ドラム水位制御装置
JPS608437B2 (ja) 復水器真空制御装置
JPH05187606A (ja) コークス乾式消火設備における給水予熱装置
JPH08219448A (ja) 燃焼異常検知機能付きガス湯沸器
JPS59212606A (ja) 蒸気温度制御装置
JPH1181918A (ja) ガスタービン装置における排気の白煙防止方法及びガスタービン装置の排気システム
JPH0325026Y2 (ja)
JPH0325044Y2 (ja)
JP2020051686A (ja) 給湯装置及び給湯装置の制御方法