JP2014035291A - Damage diagnosis method for radiant tube recuperator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋼板等の被処理材の酸化を防止するために炉内雰囲気を窒素ガス或いは窒素と水素の混合ガスとし、ラジアントチューブからの輻射熱により前記被処理材を間接的に加熱処理する間接式熱処理炉におけるラジアントチューブとレキュペレータの損傷を診断する方法に関するものである。 In the present invention, in order to prevent oxidation of a material to be treated such as a steel plate, the atmosphere in the furnace is made of nitrogen gas or a mixed gas of nitrogen and hydrogen, and the material to be treated is indirectly heated by radiant heat from a radiant tube The present invention relates to a method for diagnosing damage of a radiant tube and a recuperator in a heat treatment furnace.
炉内に挿入したラジアントチューブで被処理材を間接的に加熱する間接加熱炉では、ラジアントチューブ内の比較的狭い空間で燃料を燃焼するため、ラジアントチューブの熱負荷が大きく、材質等を工夫しても経年的な損傷をまぬがれえない。 In an indirect heating furnace that heats the material to be treated indirectly with a radiant tube inserted in the furnace, the fuel is burned in a relatively small space in the radiant tube, so the heat load on the radiant tube is large and the materials etc. are devised. But you can't get rid of aging damage.
前記ラジアントチューブ１は、図３に示すように、一端にバーナ２を、他端に熱交換器（以下、レキュペレータという）３を接続している。そして、バーナ２には天然ガス、ＬＰＧ、コークス炉ガス等の燃料と、ラジアントチューブ１内を通ってきたバーナ２の燃焼排ガス（以下、単に排ガスという。）とレキュペレータ３で熱交換した後の燃焼用空気を送るようになっている。燃焼用空気と熱交換した排ガスは、排ガス煙道４を通って、排出される。なお、図中の５は必要時に取り付ける温度計・圧力計等の設置部を示す。 As shown in FIG. 3, the radiant tube 1 has a burner 2 connected to one end and a heat exchanger (hereinafter referred to as a recuperator) 3 connected to the other end. The burner 2 combusts after heat exchange with the recuperator 3 with fuel such as natural gas, LPG, coke oven gas, etc., and combustion exhaust gas (hereinafter simply referred to as exhaust gas) of the burner 2 that has passed through the radiant tube 1. Air is sent. The exhaust gas heat-exchanged with the combustion air is discharged through the exhaust gas flue 4. In addition, 5 in a figure shows the installation parts, such as a thermometer and a pressure gauge attached when needed.
このようなラジアントチューブの損傷の一般的な診断は、熱処理炉の運転を停止した後に炉内を冷却して炉内を空気に置換した後、作業者が炉内に入って目視で確認することにより行っている。 A general diagnosis of such damage to the radiant tube is that after the heat treatment furnace is shut down, the furnace is cooled and replaced with air, and then the operator enters the furnace and visually confirms it. It is done by.
しかしながら、通常、間接加熱炉に設置されるラジアントチューブは多本数で、炉内スペースが狭いので、作業者による目視診断では工数が多くなって損傷の見落としが発生する頻度が高くなる。 However, since there are usually a large number of radiant tubes installed in the indirect heating furnace and the space in the furnace is narrow, the number of man-hours is increased in the visual diagnosis by the operator, and the frequency of oversight of damage increases.
また、レキュペレータは、通常、ラジアントチューブの内部に設置されているので、その損傷を目視で確認するにはラジアントチューブから取り外さなければならない。 In addition, since the recuperator is usually installed inside the radiant tube, it must be removed from the radiant tube in order to visually confirm the damage.
そこで、ラジアントチューブの損傷を診断する方法として、略密閉状態に保持したラジアントチューブ内のガス組成からラジアントチューブの損傷程度を診断する技術が特許文献１で提案されている。 Therefore, as a method for diagnosing damage to the radiant tube, Patent Document 1 proposes a technique for diagnosing the degree of damage to the radiant tube from the gas composition in the radiant tube held in a substantially sealed state.
しかしながら、特許文献１で提案された技術の場合、診断対象となるラジアントチューブの燃焼を停止する必要があるので、以下の問題がある。 However, in the case of the technique proposed in Patent Document 1, since it is necessary to stop the combustion of the radiant tube to be diagnosed, there are the following problems.
1) 燃焼を停止したラジアントチューブを通過する被処理材は加熱されないことになるので、熱処理品質上問題にならない条件の場合しか適用することができない。 1) Since the material to be processed that passes through the radiant tube whose combustion has been stopped is not heated, it can be applied only under conditions that do not cause a problem in heat treatment quality.
2) 通常、ラジアントチューブによる間接加熱炉では、ひとつの制御系で複数のラジアントチューブを燃焼制御する場合が多いので、そのうちの一つの燃焼を停止しても問題ない燃焼機器及び制御系のみにしか適用することができない。 2) Normally, indirect heating furnaces with radiant tubes often control the combustion of multiple radiant tubes with a single control system, so only combustion equipment and control systems that do not pose a problem even if one of them is stopped. It cannot be applied.
また、特許文献１で提案された技術は、上述した条件の下で、ラジアントチューブの損傷のみ診断することが可能で、レキュペレータについての損傷の診断は対象外である。 Further, the technique proposed in Patent Document 1 can diagnose only damage of the radiant tube under the above-described conditions, and does not cover damage diagnosis of the recuperator.
本発明が解決しようとする問題点は、従来の間接式熱処理炉におけるラジアントチューブの損傷診断方法は、一定の条件の下での損傷のみ診断することが可能で、レキュペレータの損傷についての診断は対象外であるという点である。 The problem to be solved by the present invention is that the conventional method for diagnosing radiant tube damage in an indirect heat treatment furnace can only diagnose damage under certain conditions, and is intended for diagnosis of recuperator damage. It is that it is outside.
本発明は、
熱処理操業中に、個々のラジアントチューブの燃焼を停止することなく、ラジアントチューブのみならずレキュペレータの損傷をも診断可能とするために、
ラジアントチューブからの輻射熱により被処理材を加熱する間接加熱式熱処理炉におけるラジアントチューブとレキュペレータの損傷を診断する方法であって、
前記熱処理炉の操業中に各々のラジアントチューブから排出される排ガスを採取し、採取した排ガス中のO2濃度とCO2濃度の関係が、燃料組成から理論的に算出される関係と乖離しているか否かに基づいてラジアントチューブとレキュペレータの損傷を診断することを最も主要な特徴としている。
The present invention
In order to be able to diagnose not only radiant tubes but also recuperator damage without stopping the burning of individual radiant tubes during heat treatment operation,
A method of diagnosing damage to a radiant tube and a recuperator in an indirect heating type heat treatment furnace that heats a material to be treated by radiant heat from the radiant tube,
The exhaust gas discharged from each radiant tube during the operation of the heat treatment furnace is collected, and the relationship between the O 2 concentration and the CO 2 concentration in the collected exhaust gas deviates from the relationship theoretically calculated from the fuel composition. The most important feature is diagnosing radiant tube and recuperator damage based on whether or not they are present.
上記構成の本発明では、採取した排ガス中のO2濃度とCO2濃度の関係と、燃料組成から理論的に算出される関係との乖離の態様により、ラジアントチューブやレキュペレータの損傷を診断することができる。 In the present invention having the above-described configuration, the damage of the radiant tube or the recuperator is diagnosed based on the mode of deviation between the relationship between the O 2 concentration and the CO 2 concentration in the collected exhaust gas and the relationship theoretically calculated from the fuel composition. Can do.
本発明によれば、熱処理操業中に、個々のラジアントチューブの燃焼を停止することなく、ラジアントチューブやレキュペレータの損傷を診断することができる。 According to the present invention, damage to a radiant tube or a recuperator can be diagnosed without stopping combustion of each radiant tube during a heat treatment operation.
本発明は、熱処理操業中に、個々のラジアントチューブの燃焼を停止することなく、ラジアントチューブのみならずレキュペレータの損傷をも診断可能とするという目的を、採取した排ガス中のO2濃度とCO2濃度の関係と、燃料組成から理論的に算出される関係との乖離の態様により診断することで実現した。 The present invention, during the heat treatment operation, without stopping the combustion of each radiant tube, radiant tube the goal also allows diagnosis damage recuperator well, harvested O 2 concentration and the CO 2 in the exhaust gas This was realized by diagnosing the relationship between the concentration relationship and the relationship theoretically calculated from the fuel composition.
以下、本発明を成立するに際しての新しい着想から課題解決に至る過程を説明する。
Ａ）燃料を完全燃焼した場合、排ガス中のO2濃度とCO2濃度の関係は、使用する燃料の組成から理論的に一次式として算出される。
Hereinafter, the process from the new idea to the solution of the problem when the present invention is established will be described.
A) When the fuel is completely burned, the relationship between the O 2 concentration and the CO 2 concentration in the exhaust gas is theoretically calculated as a linear expression from the composition of the fuel used.
例えば天然ガスの主原料であるメタン（CH4）を完全燃焼した場合の燃焼反応式は、
CH4＋２O2→CO2＋２H2O
のようになる。
For example, when methane (CH 4 ), the main raw material for natural gas, is completely burned,
CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O
become that way.
この燃焼では、空気の成分をO2：N2＝０．２１：０．７９とすると、理論空燃比は、２／０．２１≒９．５となる。 In this combustion, when the air component is O 2 : N 2 = 0.21: 0.79, the theoretical air-fuel ratio becomes 2 / 0.21≈9.5.
燃焼の理想は空気比（実際の空燃比／理論空燃比９．５）m＝１であるが、実際には空気と燃料を完全に混合できるわけではないので、現実に完全燃焼させるためには、空気比mを１より大きくすることになる。 The ideal of combustion is the air ratio (actual air / fuel ratio / theoretical air / fuel ratio 9.5) m = 1. However, in reality, air and fuel cannot be completely mixed. Therefore, the air ratio m is made larger than 1.
今、１[m3]のメタンを空気比mで完全燃焼させた場合、排出される排ガスの各成分を計算すると以下のようになる。
CO2：１[m3]
O2：２×（m−１）[m3]
N2：２×（７９／２１）×m [m3]
H2O：２[m3]
Now, when 1 [m 3 ] of methane is completely burned at an air ratio of m, each component of the exhaust gas discharged is calculated as follows.
CO 2 : 1 [m 3 ]
O 2 : 2 × (m−1) [m 3 ]
N 2 : 2 × (79/21) × m [m 3 ]
H 2 O: 2 [m 3 ]
排ガスの成分分析は、水分を除去した乾き排ガスを対象にして行うので、CO2、O2の排ガス中の濃度は以下のようになる。
CO2濃度：１／｛１＋２×（m−１）＋２×（７９／２１）×m｝
O2濃度：｛２×（m−１）｝／｛１＋２×（m−１）＋２×（７９／２１）×m｝
Since component analysis of exhaust gas is performed on dry exhaust gas from which moisture has been removed, the concentrations of CO 2 and O 2 in the exhaust gas are as follows.
CO 2 concentration: 1 / {1 + 2 × (m−1) + 2 × (79/21) × m}
O 2 concentration: {2 × (m−1)} / {1 + 2 × (m−1) + 2 × (79/21) × m}
上記CO2濃度とO2濃度を求める式から空気比mを消去すると、両者の関係は以下のようになる。
O2濃度=０．２１−１．７９×CO2濃度 …(1)
If the air ratio m is eliminated from the equation for obtaining the CO 2 concentration and O 2 concentration, the relationship between the two is as follows.
O 2 concentration = 0.2-1-1.79 × CO 2 concentration (1)
ＬＰＧやコークス炉ガス等の他の燃料についても、その組成に応じて完全燃焼した場合の排ガス中のO2濃度とCO2濃度との関係は、上記と同様の一次式で表現される。但し、定数は組成によって異なることは言うまでもない。 For other fuels such as LPG and coke oven gas, the relationship between the O 2 concentration and the CO 2 concentration in the exhaust gas when completely burned according to the composition is expressed by the same primary expression as described above. However, it goes without saying that the constant varies depending on the composition.
つまり、上記(1)式より、健全なラジアントチューブの場合、完全燃焼をしているときは、空気比mが変化してもCO2濃度は燃料組成から算出されるO2濃度との関係を保って変化することが分かる。 In other words, from the above equation (1), in the case of a healthy radiant tube, when complete combustion is performed, the CO 2 concentration is related to the O 2 concentration calculated from the fuel composition even if the air ratio m changes. You can see that it changes.
Ｂ）ラジアントチューブの内部は炉内よりも圧力が低いので、ラジアントチューブが損傷した場合、炉内雰囲気ガスがラジアントチューブ内に吸い込まれ、上記理論関係から外れることになる。 B) Since the pressure inside the radiant tube is lower than that in the furnace, when the radiant tube is damaged, the atmospheric gas in the furnace is sucked into the radiant tube and deviates from the above theoretical relationship.
例えば、ラジアントチューブが損傷した場合、炉内の雰囲気ガス中の水素、窒素などがラジアントチューブの損傷開口部からラジアントチューブ内へ流入するので、CO2濃度は燃料組成から理論的に算出されるO2濃度との関係よりも低くなる。 For example, if the radiant tube is damaged, hydrogen, nitrogen, etc. in the atmosphere gas in the furnace flows into the radiant tube from the damaged opening of the radiant tube, so the CO 2 concentration is theoretically calculated from the fuel composition. 2 Lower than the relationship with concentration.
これは、ラジアントチューブ内へ流入した水素がラジアントチューブ内に残存する酸素によって燃焼すると、ラジアントチューブ内に残存するO2濃度が減り、かつ、流入した窒素で残存するCO2濃度も減るためである。 This is because when the hydrogen flowing into the radiant tube burns with oxygen remaining in the radiant tube, the O 2 concentration remaining in the radiant tube decreases and the CO 2 concentration remaining in the flowing nitrogen also decreases. .
その際、ラジアントチューブの損傷開口部が大きく、ラジアントチューブ内へ流入する水素量が増加した場合は、燃料中に含まれる炭化水素よりも燃焼速度の速い水素の燃焼に、本来燃料を完全燃焼させるために混合された燃焼用空気中の酸素が優先的に消費される。従って、いわゆる酸素不足となって燃料の一部が不完全燃焼し、排ガス中にCOが発生する場合がある。 At that time, if the damage opening of the radiant tube is large and the amount of hydrogen flowing into the radiant tube increases, the fuel is essentially completely burned in the combustion of hydrogen, which has a higher combustion rate than the hydrocarbon contained in the fuel. Therefore, the oxygen in the combustion air mixed is preferentially consumed. Therefore, so-called oxygen shortage may cause incomplete combustion of a part of the fuel, and CO may be generated in the exhaust gas.
排ガス中にCOが発生すると、CO2とCOの濃度総和が燃料組成から算出されるO2濃度との関係よりも大きい値となるように作用するが、実際には、窒素の流入があるために燃料組成から算出されるO2濃度との関係よりも低くなる。 When CO is generated in the exhaust gas, the total concentration of CO 2 and CO acts to be larger than the relationship between the O 2 concentration calculated from the fuel composition, but in reality, there is an inflow of nitrogen. It becomes lower than the relationship with the O 2 concentration calculated from the fuel composition.
つまり、ラジアントチューブが損傷した場合は、開口部の大きさによりCOが発生する場合としない場合があるが、どちらの場合も排ガス中のO2濃度或いはCO2とCOの濃度総和は燃料組成から理論的に算出されるO2濃度よりも低くなる。 In other words, if the radiant tube is damaged, CO may or may not be generated depending on the size of the opening, but in both cases, the O 2 concentration in the exhaust gas or the total concentration of CO 2 and CO is determined from the fuel composition. Lower than the theoretically calculated O 2 concentration.
Ｃ）燃焼用空気を排ガスと間接接触させて予熱するレキュペレータが損傷した場合、レキュペレータ内の燃焼用空気側よりも圧力が低い排ガス側に燃焼用空気が漏出して上記理論関係から外れると共に、COが発生する。 C) When the recuperator that preheats the combustion air through indirect contact with the exhaust gas is damaged, the combustion air leaks to the exhaust gas side having a lower pressure than the combustion air side in the recuperator and deviates from the above theoretical relationship. Will occur.
レキュペレータが損傷している場合、上記のように圧力の関係で燃焼用空気の一部がレキュペレータ損傷部から排ガス煙道へ直接流出するので、燃焼用空気がバーナに十分供給されないことになる。この現象は、レキュペレータがラジアントチューブの内部に設置されていても、ラジアントチューブに併設されていても同じである。 When the recuperator is damaged, a part of the combustion air flows out directly from the damaged portion of the recuperator to the exhaust gas flue due to the pressure as described above, so that the combustion air is not sufficiently supplied to the burner. This phenomenon is the same whether the recuperator is installed inside the radiant tube or the radiant tube.
エネルギーの使用の合理化に関する法律では、適正空気比で燃焼すべきことを定めているので、上記の結果、バーナは不完全燃焼を起こし、排ガス中にCOとO2、CO2が共存することになる。この場合、排ガス中のCO2濃度とO2濃度との関係はラジアントチューブが損傷した場合と同様の結果となるが、CO2とCOの濃度総和とO2濃度の関係では、燃料組成から理論的に算出されるO2濃度との関係よりも高い値となる。 The law on the rational use of energy stipulates that combustion should be performed at an appropriate air ratio, and as a result of the above, burners cause incomplete combustion, and CO, O 2 and CO 2 coexist in the exhaust gas. Become. In this case, the relationship between the CO 2 concentration and O 2 concentration in the exhaust gas is the same as when the radiant tube is damaged, but the relationship between the total concentration of CO 2 and CO and the O 2 concentration is theoretically determined from the fuel composition. The value is higher than the relationship with the calculated O 2 concentration.
Ｄ）ラジアントチューブ、レキュペレータのどちらが損傷した場合においても、CO2濃度又はCO2とCOの濃度総和と、O2濃度の関係が燃料組成から理論的に算出されるO2濃度との関係から外れる度合いは、損傷・開口度合いに応じて大きくなる。 D) When either the radiant tube or the recuperator is damaged, the relationship between the CO 2 concentration or the total concentration of CO 2 and CO and the O 2 concentration deviates from the relationship between the theoretically calculated O 2 concentration from the fuel composition. The degree increases according to the degree of damage / opening.
つまり、上述した理由により、発明者らは、燃焼を停止せずに排ガスを分析することによりO2、CO2、COの各濃度からラジアントチューブとレキュペレータの損傷の有無とその程度を判断することができることを知見した。 In other words, for the reasons described above, the inventors determine the presence and extent of damage to the radiant tube and the recuperator from the O 2 , CO 2 , and CO concentrations by analyzing the exhaust gas without stopping combustion. I found out that I can do it.
すなわち、本発明は発明者らの上記知見に基づいてなされたものであり、
ラジアントチューブからの輻射熱により被処理材を加熱する間接加熱式熱処理炉におけるラジアントチューブとレキュペレータの損傷を診断する方法であって、
前記熱処理炉の操業中に各々のラジアントチューブから排出される排ガスを採取し、採取した排ガス中のO2濃度とCO2濃度の関係が、燃料組成から理論的に算出される関係と乖離しているか否かに基づいてラジアントチューブとレキュペレータの損傷を診断することを特徴とするものである。
That is, the present invention has been made based on the above findings of the inventors,
A method of diagnosing damage to a radiant tube and a recuperator in an indirect heating type heat treatment furnace that heats a material to be treated by radiant heat from the radiant tube,
The exhaust gas discharged from each radiant tube during the operation of the heat treatment furnace is collected, and the relationship between the O 2 concentration and the CO 2 concentration in the collected exhaust gas deviates from the relationship theoretically calculated from the fuel composition. The radiant tube and the recuperator are diagnosed for damage based on whether or not they are present.
さらには、
前記排ガス中のO2濃度とCO2濃度の関係と、燃料組成から理論的に算出される関係とが乖離している場合、
排ガス中のO2濃度と、COとCO2の濃度総和の関係が、燃料組成から理論的に算出されるCO2濃度よりも低い場合は、ラジアントチューブの損傷と判断し、
排ガス中のO2濃度と、COとCO2の濃度総和の関係が、燃料組成から理論的に算出されるCO2濃度よりも高い場合は、レキュペレータの損傷と判断するのである。
Moreover,
When the relationship between the O 2 concentration and the CO 2 concentration in the exhaust gas is deviated from the relationship theoretically calculated from the fuel composition,
If the relationship between the O 2 concentration in the exhaust gas and the total concentration of CO and CO 2 is lower than the CO 2 concentration theoretically calculated from the fuel composition, it is determined that the radiant tube is damaged,
If the relationship between the O 2 concentration in the exhaust gas and the total concentration of CO and CO 2 is higher than the CO 2 concentration theoretically calculated from the fuel composition, it is determined that the recuperator is damaged.
以下、本発明の効果を確認するために行った実施結果について説明する。
本発明方法の実施に際しては、図３に示すように、排ガス煙道４に設けた検出孔から排ガスの一部を採取して排ガス中のO2濃度、CO2濃度、CO濃度を測定する排ガス分析計６を設置する。
Hereinafter, the implementation results performed to confirm the effect of the present invention will be described.
In carrying out the method of the present invention, as shown in FIG. 3, an exhaust gas in which a part of the exhaust gas is sampled from a detection hole provided in the exhaust gas flue 4 and the O 2 concentration, CO 2 concentration, and CO concentration in the exhaust gas are measured. The analyzer 6 is installed.
図１は前記排ガス分析計で各ラジアントチューブの排ガス中のO2濃度とCO2濃度を分析した結果を、横軸にO2濃度、縦軸にCO2濃度をとり整理したものである。 FIG. 1 shows the results of analyzing the O 2 concentration and CO 2 concentration in the exhaust gas of each radiant tube with the exhaust gas analyzer, with the O 2 concentration on the horizontal axis and the CO 2 concentration on the vertical axis.
図１中の直線は燃料組成から算出したO2濃度とCO2濃度の関係を示したもの、▲印はラジアントチューブ毎の排ガス分析結果を示したものである。 The straight line in FIG. 1 shows the relationship between the O 2 concentration calculated from the fuel composition and the CO 2 concentration, and the ▲ mark shows the exhaust gas analysis result for each radiant tube.
ラジアントチューブのうち、イ、ロ、ハを付したラジアントチューブでは、CO2濃度が燃料組成から理論的に算出されるO2濃度との関係よりも低いので、ラジアントチューブまたはレキュペレータが損傷していると判断される。 Of the radiant tubes, the radiant tubes marked with a, b, and c have damaged radiant tubes or recuperators because the CO 2 concentration is lower than the relationship with the O 2 concentration theoretically calculated from the fuel composition. It is judged.
図２は前記排ガス分析計で各ラジアントチューブの排ガス中のO2濃度、CO 濃度およびCO2濃度を分析した結果を、横軸にO2濃度、縦軸にCOとCO2の濃度総和をとり整理したものである。 Figure 2 shows the results of analyzing the O 2 concentration, CO concentration, and CO 2 concentration in the exhaust gas of each radiant tube with the exhaust gas analyzer. The horizontal axis represents the O 2 concentration, and the vertical axis represents the total concentration of CO and CO 2. It has been organized.
図２中の直線は燃料組成から算出したO2濃度とCO2濃度の関係を示したもの、▲印はラジアントチューブ毎の排ガス分析結果を示したものである。 The straight line in FIG. 2 shows the relationship between the O 2 concentration calculated from the fuel composition and the CO 2 concentration, and the ▲ mark shows the exhaust gas analysis result for each radiant tube.
ラジアントチューブのうち、イを付したラジアントチューブは、COとCO2の濃度総和が燃料組成から理論的に算出されるO2濃度との関係よりも高いので、レキュペレータが損傷していると判断される。 Among the radiant tubes, the radiant tubes marked with a are judged to have damaged recuperators because the total concentration of CO and CO 2 is higher than the relationship between the theoretically calculated O 2 concentration from the fuel composition. The
また、ロ、ハを付したラジアントチューブは、COとCO2の濃度総和が燃料組成から理論的に算出されるO2濃度との関係よりも低いので、ラジアントチューブが損傷していると判断される。 Also, radiant tubes marked with b and c are judged to be damaged because the total concentration of CO and CO 2 is lower than the relationship with the O 2 concentration theoretically calculated from the fuel composition. The
上記図１及び図２の結果より、イを付したラジアントチューブはレキュペレータが損傷していると、またロ、ハを付したラジアントチューブはラジアントチューブが損傷していると判断した。 From the results shown in FIGS. 1 and 2, it was determined that the radiant tube marked with “a” had a damaged recuperator, and the radiant tube marked with “b” and “c” had a damaged radiant tube.
本実施後、対象熱処理炉を停機する機会に、イ、ロ、ハを付したラジアントチューブについて目視点検したところ、診断結果通りの損傷を発見し、予め交換品を準備していたため、早期に補修が完了した。 After this implementation, at the opportunity to stop the target heat treatment furnace, we visually inspected the radiant tubes marked with a, b, and c, and found damage according to the diagnosis results and prepared replacement parts in advance. Completed.
すなわち、本発明によれば、診断対象のラジアントチューブの燃焼を停止することなく、排ガス中のO2、CO2、COの各濃度の、燃料組成から算出される理論値との乖離の態様により、ラジアントチューブとレキュペレータのどちらが損傷したのかを診断することができる。 That is, according to the present invention, the concentration of O 2 , CO 2 , and CO in exhaust gas differs from the theoretical value calculated from the fuel composition without stopping the combustion of the radiant tube to be diagnosed. It is possible to diagnose whether the radiant tube or the recuperator is damaged.
なお、図１、図２において、実際のデータで排ガス中のO2（＝空気比）に幅があるのは、特に狭い空間で燃焼するラジアントチューブを使用した間接加熱式熱処理炉では、燃焼機器の製作・取り付け誤差や劣化程度で空気と燃料の混合がうまくいかないものもあり、不完全燃焼をおこさないための適正空気比が異なるためである。 In FIGS. 1 and 2, the actual data shows that there is a wide range of O 2 (= air ratio) in the exhaust gas, especially in the indirect heating type heat treatment furnace using a radiant tube that burns in a narrow space. This is because there are some cases where mixing of air and fuel does not work well due to manufacturing and mounting errors and deterioration, and the proper air ratio to prevent incomplete combustion is different.
本発明は上記した例に限らないことは勿論であり、請求項に記載の技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。 Needless to say, the present invention is not limited to the above-described examples, and the embodiments may be appropriately changed within the scope of the technical idea described in the claims.
１ ラジアントチューブ
２ バーナ
３ レキュペレータ
６ 排ガス分析計
1 Radiant tube 2 Burner 3 Recuperator 6 Exhaust gas analyzer
Claims (2)
前記熱処理炉の操業中に各々のラジアントチューブから排出される燃焼排ガスを採取し、採取した燃焼排ガス中のO2濃度とCO2濃度の関係が、燃料組成から理論的に算出される関係と乖離しているか否かに基づいてラジアントチューブとレキュペレータの損傷を診断することを特徴とするラジアントチューブ・レキュペレータの損傷診断方法。 A method of diagnosing damage to a radiant tube and a recuperator in an indirect heating type heat treatment furnace that heats a material to be treated by radiant heat from the radiant tube,
Combustion exhaust gas discharged from each radiant tube during the operation of the heat treatment furnace is collected, and the relationship between the O 2 concentration and CO 2 concentration in the collected combustion exhaust gas is different from the theoretically calculated relationship from the fuel composition. A damage diagnosis method for a radiant tube / recuperator, characterized by diagnosing damage to the radiant tube / recuperator based on whether or not the radiant tube / recuperator is damaged.
採取した燃焼排ガス中のO2濃度と、COとCO2の濃度総和の関係が、燃料組成から理論的に算出されるCO2濃度よりも低い場合は、ラジアントチューブの損傷と判断し、
採取した燃焼排ガス中のO2濃度と、COとCO2の濃度総和の関係が、燃料組成から理論的に算出されるCO2濃度よりも高い場合は、レキュペレータの損傷と判断すること特徴とする請求項１に記載のラジアントチューブ・レキュペレータの損傷診断方法。 When the relationship between the O 2 concentration and CO 2 concentration in the collected combustion exhaust gas is deviated from the relationship theoretically calculated from the fuel composition,
If the relationship between the O 2 concentration in the collected flue gas and the total concentration of CO and CO 2 is lower than the CO 2 concentration theoretically calculated from the fuel composition, it is determined that the radiant tube is damaged,
If the relationship between the O 2 concentration in the collected flue gas and the total concentration of CO and CO 2 is higher than the CO 2 concentration theoretically calculated from the fuel composition, it is judged that the recuperator is damaged. The damage diagnosis method for a radiant tube recuperator according to claim 1.
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPH08302424A (en) * | 1995-05-02 | 1996-11-19 | Kobe Steel Ltd | Method for diagnosing damage of radiant tube in heat treatment furnace of indirect heating type |
| JP2010236730A (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Nisshin Steel Co Ltd | Recuperator damage diagnosing method for combustion device |
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Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPH08302424A (en) * | 1995-05-02 | 1996-11-19 | Kobe Steel Ltd | Method for diagnosing damage of radiant tube in heat treatment furnace of indirect heating type |
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|---|---|---|---|---|
| KR102139993B1 (en) * | 2019-04-02 | 2020-07-31 | 주식회사 포스코 | Appartus for detecting deformation of radiant tube for annealing furnace |
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