JP3823403B2 - Radiant tube burner system and operation method thereof - Google Patents

Radiant tube burner system and operation method thereof Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工業用加熱炉、熱処理炉等の加熱源として使用されるラジアントチューブバーナシステム及びその運転方法に関し、詳しくは、加熱炉を間接的に加熱して炉内雰囲気を所望の温度に調整することができるラジアントチューブバーナシステム及びその運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は従来のラジアントチューブバーナであり、実開昭６２−１１８９２５号公報に開示されている。ラジアントチューブ８１の両端には、燃焼ノズル８３と蓄熱体８４とを備えるバーナ８２が装着されている。このバーナは、両端のバーナ８２を交互に切り替えて燃焼を行う、所謂交番燃焼を行うバーナであり、蓄熱式ラジアントチューブバーナ（リジェネレーティブラジアントチューブバーナ）と呼ばれ、加熱炉の熱効率の向上、ラジアントチューブの温度分布の均一化による長寿命、補修費の低減等が図られる。
【０００３】
また、図１１は、実開平６−６５７０５号公報に開示された三又路型のラジアントチューブがある。このラジアントチューブ９１は、その一端部にバーナ９２が装着され、他の両端部には蓄熱体９３が配置されている。バーナ９２を燃焼させながら蓄熱体９３を通過する燃焼ガスを交互に切り換えている。
【０００４】
また、本出願人による特開平８−２４７４２１号で開示したラジアントチューブは、その燃焼用空気ノズルをラジアントチューブ内で偏心させた配置とし、燃焼用噴出流速を１００ｍ／ｓ以上の高速にして、ラジアントチューブ内で自己排ガス循環流を形成し、焼排ガスを多量に巻き込みながら強力に燃焼させている。このような燃焼方法では、局部的な高温域を形成することなく、燃焼を実現することができるとともに、蓄熱式ラジアントチューブバーナの最大の欠点であった窒素酸化物の大量発生を抑制できるので、低ＮＯｘ燃焼が達成できるラジアントチューブバーナである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の蓄熱式ラジアントチューブバーナシステムでは、通常、ラジアントチューブ内で燃焼した燃焼排ガスの全量が非燃焼バーナから蓄熱体を通過し排出され、燃焼用空気は燃焼排ガスから蓄熱体が抜熱した熱を予熱源として高温予熱空気を得て高熱効率を達成している。しかしながら、高温排ガスが蓄熱体に放熱可能な熱量と蓄熱体で燃焼用空気が抜熱可能な熱量は同一量ではない。すなわち、排ガスが放出する熱量は、燃焼用空気が蓄熱体から抜熱し得る熱量より多量であり、連続燃焼した場合、蓄熱体から放出される燃焼排ガス温度は漸次上昇する傾向を示す。従って、無限に連続燃焼した場合は、蓄熱体の外周の壁から放散される熱相当分の熱量のみが排ガス温度低下分相当の熱量となる。すなわち、熱源側の水当量と被加熱側の水当量が一致しない問題があった。
【０００６】
ここで、都市ガス１３Ａを燃料としたラジアントチューブバーナシステムを例にして考える。都市ガス１３Ａの理論空気量は約１１ｍ3 N ／ｍ3 N 、理論湿り排ガス量は約１２ｍ3 N ／ｍ3 N である。空気比１．２で燃焼しているラジアントチューブの場合、燃料１ｍ3 N 当たり発生する燃焼排ガスは約１４ｍ3 N である。仮に、燃焼排ガスと空気の比熱を同等として水当量を考えると、排ガスは空気の約１．３倍である。理想的な蓄熱式熱交換器では、運転開始時、その排ガス出口温度が常温で排出され、燃焼用空気が蓄熱式熱交換器を介して流入し、燃焼用空気の空気温度が入口排ガス温度であったとすると、排ガスが蓄熱体に放出した熱量と燃焼用空気が蓄熱体からの抜熱した熱量の差が、それらの流量差分だけ発生することになる。
【０００７】
しかしながら、空気比熱は排ガス比熱より小さいので、排ガス放出熱量と空気抜熱量の差はさらに生じる。この状態で連続運転すると蓄熱体の排ガス出口の排ガス温度は漸次上昇する。実際には、蓄熱体を囲む壁からの放散熱量が存在するので、蓄熱体の配置によって蓄熱体の排ガス出口の排ガス温度の上昇の程度は変化する。また、蓄熱式熱交換器の放散熱量と排ガス放出熱量と空気抜熱量の差が合致した状態が発生すれば、各部の温度状態は維持されることになる。
【０００８】
製鉄所副生ガスであるコークス炉ガス（ＣＯＧ）を同様に考えると、ＣＯＧの理論空気量は約４．７Ｎｍ3 ／Ｎｍ3 、理論湿り排ガス量は約５．４Ｎｍ3 ／Ｎｍ3 である。空気比１．２で燃焼しているラジアントチューブの場合、燃料１Ｎｍ3 当たり発生する燃焼排ガスは約６．４Ｎｍ3 である。仮に、燃焼排ガスと空気の比熱が同等とし水当量を考えると排ガスは空気の約１．３５倍で都市ガス１３Ａと同様の問題が発生していた。
【０００９】
一方、蓄熱式ラジアントチューブバーナシステムが、高効率の排熱回収システムであることは公知である。ラジアントチューブの使用方法として、バーナを配置し加熱源として使用するのに加え、燃料を遮断して燃焼用空気のみをラジアントチューブに流してクーリングバイプとして利用するラジアントチューブバーナシステムがある。この加熱冷却兼用型のラジアントチューブでは、蓄熱式ラジアントチューブバーナシステムをそのまま採用した場合に、高効率の排熱回収システムであるので、加熱時の熱回収効率は高いが、ラジアントチューブをクーリングパイプとして利用する際には、予熱空気がラジアントチューブ内に流入することになり、冷却能力が低下する。すなわち、常温空気が連続投入できる従来式のラジアントチューブよりも、冷却能力が低下する欠点があった。
【００１０】
また、蓄熱式ラジアントチューブバーナシステムを加熱冷却兼用型として利用する場合、ラジアントチューブの両端に装着されたバーナの切替時間、すなわち空気流路切替時間を長くし空気温度を低下させる方法が考えられる。しかし、蓄熱体以降の排気設備は低温排ガスに対応した材料でよいが、ラジアントチューブをクーリングパイプとして利用する際には、高温流体が排出されることになり、高温の流体に対応した材料にする必要が生じる。従って、材料費が上昇し設備費が高騰する欠点があった。
【００１１】
さらに、炉内温度を常温から設定温度に立ち上げる際、高効率の排熱回収システムであるが故に、炉内温度が低い時点、すなわち立ち上げ直後から炉内温度が上昇するまでの間、低温の排ガスが蓄熱体に急速に流れ込むことになる。このとき、燃焼排ガスが蓄熱体から排出される出口側の温度（以下、蓄熱体出側排ガス温度と称する）は排ガス露点温度以下となる。その結果、使用燃料に硫黄分を含む場合は結露が生じて低温腐食が発生する。炉が運転状態となり、蓄熱体出側排ガス温度が上昇し、酸露点温度以上となれば低温腐食の問題はない。しかし、長期間使用していると低温腐食状態にさらされる時間が蓄積され、最終的には低温腐食による設備破壊が発生する問題があった。
【００１２】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、加熱炉の加熱冷却が容易なラジアントチューブバーナ及びその運転方法を提供することを目的とするものである。
【００１３】
また、本発明は、連続燃焼でも蓄熱体から排出される燃焼排ガスの温度の上昇を抑制し得るとともに、クーリングパイプとしての機能を兼ね備えるラジアントチューブバーナシステム及びその運転方法を提供することを目的とするものである。
【００１４】
また、本発明は、連続燃焼状態であっても蓄熱体から排出される燃焼排ガスの温度の上昇を抑制し、ラジアントチューブバーナをクーリングパイプ機能時の冷却性能を高め、低炉温操業時の低温腐食による設備破壊を阻止することができる高熱効率のラジアントチューブバーナシステム及びその運転方法を提供することを目的とするものである。
【００１５】
また、本発明は、１００％負荷連続燃焼であっても蓄熱体の燃焼排ガスの温度が安定しており、かつ蓄熱式ラジアントチューブバーナシステムのクーリングバイプ機能時の冷却性能を高めることができ、低炉温操業時の低温腐食による設備破壊を阻止することが可能であり、高熱効率を達成し得るラジアントチューブバーナシステム及びその運転方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１の発明のラジアントチューブバーナシステムは、ラジアントチューブバーナシステムが３カ所以上の端部を有するラジアントチューブを具備し、前記端部の少なくとも２箇所に廃熱回収手段を有するバーナを配置し、バーナを配置しない残りの端部から前記ラジアントチューブ内に流れる流体を、燃焼排ガスと燃焼用空気との流通経路の切り換えを行う切換弁を経ることなく、排ガス排出用配管に排出することを特徴とする。この発明は、燃焼排ガスを廃熱回収手段を通過することなく、排ガス排出用配管から排出して、ラジアントチューブ内温度を制御する。
【００１７】
また、請求項１の発明のラジアントチューブバーナシステムは、
バーナを配置しない前記ラジアントチューブの端部から前記排ガス排出用配管までの配管路に、燃焼排ガスを冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする。この発明は、燃焼排ガスを冷却手段を冷却して排出するので、排ガス排出用配管の耐熱温度を低下させることができる。
【００１８】
また、請求項２の発明のラジアントチューブバーナシステムは、請求項１に記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記廃熱回収手段が、通気性を有する蓄熱体又は蓄熱体と多孔板であることを特徴とし、燃焼排ガスの廃熱回収手段による流動抵抗が少なく、異常なラジアントチューブ内圧力を回避できる。
【００１９】
また、請求項３の発明のラジアントチューブバーナシステムは、請求項１又は２に記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
バーナを配置しない前記ラジアントチューブの炉内長さが炉幅の１／２以上の長さを有することを特徴とする。この発明は、炉幅方向の炉内温度を均一な温度分布とすることができる。
【００２０】
また、請求項４の発明のラジアントチューブバーナシステムは、請求項１，２又は３記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
バーナを配置しない前記ラジアントチューブの端部から前記排ガス排出管路までの配管路間に、前記排ガス排出用配管から排出される流体量を調整する流量調整手段を設けたことを特徴とする。この発明は、燃焼排ガスの排出される流量を調整することで、排ガス排出用配管の耐熱温度を越えることがないように制御できる。
【００２１】
また、請求項５の発明のラジアントチューブバーナシステムは、請求項１，２，３又は４に記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記廃熱回収手段を通過した流体と、バーナを配置しない前記ラジアントチューブの端部から排出される流体とを調整してそれぞれの流体を合流させて排気するための流量調整手段を前記排ガス排出用配管路までの間に設けたことを特徴とする。この発明は、流量調整手段によって、蓄熱体を通過した燃焼排ガスと蓄熱体を通過しない燃焼排ガスを、流量調整して、排ガス排出用配管から排出する。
【００２２】
また、請求項６の発明のラジアントチューブバーナシステムは、請求項１，２，３，４又は５に記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
加熱炉の炉壁に設けられた開口部に合致する前記炉壁と同等の耐火壁構造の小耐火壁に、前記ラジアントチューブが装着され、前記ラジアントチューブが装着された前記小耐火壁を、前記開口部から着脱できる構造であることを特徴とする。この発明は、施工時のラジアントチューブの装着作業性や保守点検時の作業性を高める。
【００２３】
また、請求項７の発明のラジアントチューブバーナシステムは、３カ所以上の端部を有するラジアントチューブと；
前記端部の少なくとも２箇所に配置され、廃熱回収手段を有するバーナと；
前記バーナへの燃焼用空気の供給と、前記バーナから排ガス排出用配管への燃焼排ガスの排出を交互に切り換える切換弁と；
バーナを配置しない前記ラジアントチューブの端部から排出される流体の温度を低下させる冷却手段と；
前記冷却手段によって冷却された流体の流量を調整する流量調整手段と；
バーナを配置しない前記ラジアントチューブの端部から前記ラジアントチューブ内の流体を前記排ガス排出用配管から排出する吸引排ガス遮断手段と；
前記バーナを交番燃焼させるとともに、前記吸引排ガス遮断手段、前記流量調整手段及び前記吸引排ガス遮断手段を操作して前記ラジアントチューブ内温度を制御する制御装置と；
を具備することを特徴とする。この発明は、ラジアントチューブ内の燃焼排ガスを流量制御と温度制御を行いながら排出してラジアントチューブ内温度を制御することができる。
【００２４】
また、請求項８の発明のラジアントチューブバーナシステムは、請求項１ないし７の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記ラジアントチューブ内に冷却媒体を供給して、前記ラジアントチューブ内の温度を調整する温度制御手段を有することを特徴とする。冷却媒体によってラジアントチューブ内の温度を低下させることができる。
【００２５】
また、請求項９の発明のラジアントチューブバーナシステムは、請求項８に記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記温度制御手段が、前記各バーナには一切燃料を投入せず全バーナ又は一部のバーナから前記ラジアントチューブ内に冷却媒体を投入し、投入された冷却媒体の全量又は一部を、バーナを配置しない前記端部から前記排ガス排出用配管を介して排出する手段であることを特徴とする。この発明は、ラジアントチューブ内温度を急速に低下させることができるので、異常温度を回避できる。
【００２６】
また、請求項１０の発明のラジアントチューブバーナシステムは、請求項８に記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記温度制御手段が、前記冷却媒体を投入するバーナの数又は／及び前記冷却媒体の投入量を変化させる手段であることを特徴とする。この発明は、ラジアントチューブ内温度に応じて、冷却の度合いを制御して異常温度を回避できる。
【００２７】
また、請求項１１の発明のラジアントチューブバーナシステムは、請求項８に記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記温度制御手段が、現状の炉内温度と低下させる目標炉内温度との偏差によって、前記冷却媒体の供給量を制御する手段であることを特徴とし、冷却の度合いを制御して異常温度を回避する。
【００２８】
また、請求項１２の発明のラジアントチューブバーナシステムは、請求項８に記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記温度制御手段が、単位時間当たりの炉内温度低減量によって、系脚媒体の供給量を制御する手段であることを特徴とし、冷却の度合いを制御して異常温度を回避する。
【００２９】
また、請求項１３の発明のラジアントチューブバーナシステムは、請求項１０に記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記温度制御手段が、各バーナには一切燃料を投入せず一部のバーナから冷却媒体を投入し、燃焼用空気の空気投入口は各バーナ交互切替で切り替わり、投入された冷却媒体の全量又は一部にバーナを配置しない前記ラジアントチューブの端部から排出して、炉温を下げる手段であることを特徴とし、ラジアントチューブバーナ内温度を制御する。
【００３０】
また、請求項１４の発明のラジアントチューブバーナシステムは、請求項１０に記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記温度制御手段が、炉内温度が設定温度に達しない間は、前記ラジアントチューブバーナ内に冷媒体を供給するとともに、前記ラジアントチューブ内の燃焼排ガス全量をバーナを配置しない前記ラジアントチューブの管端から排出する手段であることを特徴とし、ラジアントチューブ内温度に応じて制御する。
【００３１】
また、請求項１５の発明のラジアントチューブバーナシステムは、請求項８ないし１４の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記冷却媒体が、空気，窒素，燃焼ガスなどの可燃性でない流体又はそれらの混合流体であることを特徴とし、ラジアントチューブ内温度に応じて、選択して異常温度を回避する。
【００３２】
また、請求項１６の発明のラジアントチューブバーナシステムは、請求項１ないし１５の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記ラジアントチューブ内からドレンを排出するドレン排出装置を具備することを特徴とし、ドレンを排出する装置を具備することによって、蓄熱体の細管内に付着して、燃焼用空気の流量低下やドレンによるラジアントチューブ内温度の低下を防止する。
【００３３】
また、請求項１７の発明のラジアントチューブバーナシステムは、請求項１ないし１６の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記ラジアントチューブバーナシステムを配置した加熱炉の任意の場所の温度が所定温度に達しない間は、前記ラジアントチューブに配置したバーナを通常運転時の点火本数より多い本数によって燃焼状態とする制御手段を有することを特徴とする。この発明は、ラジアントチューブバーナが設置された炉内温度を、急速に上昇させるためであり、炉内の被加熱物の熱処理に多様性を与えることができる。
【００３４】
また、請求項１８の発明のラジアントチューブバーナシステムは、請求項１ないし１６の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記ラジアントチューブバーナシステムを配置した加熱炉の任意の場所の温度が所定温度に達しない間は、前記ラジアントチューブに配置した全バーナを点火する制御手段を有することを特徴とする。この発明は、ラジアントチューブバーナが設置された炉内温度を、急速に上昇させるためであり、炉内の被加熱物の熱処理に多様性を与えることができる。
【００３５】
また、請求項１９の発明のラジアントチューブバーナシステムは、請求項１ないし１６の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記ラジアントチューブバーナシステムを配置した加熱炉の任意の場所の温度に複数の所定温度を設定し、その各所定の温度毎にラジアントチューブに配置されたバーナの点火本数を変化させる制御手段を有することを特徴とする。この発明では、炉内温度を、ラジアントチューブバーナの燃焼箇所を選択することで、温度分布を与えることができる。
【００３６】
また、請求項２０の発明のラジアントチューブバーナシステムは、請求項１ないし１６の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
加熱炉の各ゾーンの炉内温度によって、炉内温度の上昇・低下を調整する制御手段を有することを特徴とする。この発明では、炉内温度を、ラジアントチューブバーナの燃焼箇所を選択することで、温度分布を与えることができる。
【００３７】
また、請求項２１の発明のラジアントチューブバーナシステムは、前記請求項１ないし１６の何れかに記載のラジアントチュ−ブバーナシステムにおいて、
前記ラジアントチューブの端部から排出される流体の温度によって炉内温度を調整する制御手段を有することを特徴とし、ラジアントチューブバーナから排出される流体の温度から炉内温度を計測することができる。
【００３８】
また、請求項２２の発明のラジアントチューブバーナシステムは、請求項１ないし１６の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記ラジアントチューブの表面温度によって炉内温度を調整する制御手段を有することを特徴とし、炉外の炉壁近傍のラジアントチューブに装着することで、炉内温度を計測することができる。
【００３９】
また、請求項２３の発明のラジアントチューブバーナシステムは、請求項１ないし１６の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記廃熱回収手段から排出される流体の温度によって炉内温度を調整する制御手段を有することを特徴とし、炉外で炉内温度を計測することができる。
【００４０】
また、請求項２４の発明のラジアントチューブバーナシステムは、請求項１ないし２３の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
バーナを配置しない前記ラジアントチューブの管端の径がバーナを配置した前記ラジアントチューブの径より小さいことを特徴とし、燃焼排ガスのラジアントチューブ内流動の悪影響を与えることなく、燃焼制御が可能である。
【００４１】
また、請求項２５の発明のラジアントチューブバーナシステムの運転方法は、ラジアントチューブバーナシステムの運転方法において、
ラジアントチューブの３カ所以上の端部の内の少なくとも２カ所以上に、廃熱回収手段を有するバーナを配置して交番燃焼させる工程と；
前記ラジアントチューブ内の温度を低下させる際、バーナを配置した前記ラジアントチューブの管端から排出される燃焼排ガスを、冷却手段を用いて冷却処理した後、燃焼排ガスと燃焼用空気の切り換えを行う切換弁を経ることなく、排ガス排出用配管を介して排出し、前記ラジアントチューブ内温度を低下させる工程とを有することを特徴とする。この発明では、燃焼排ガスを廃熱回収手段を経ることなく、排出することで、ラジアントチューブ内温度を制御する。
【００４２】
また、請求項２６の発明のラジアントチューブバーナシステムの運転方法は、ラジアントチューブバーナシステムの運転方法において、
ラジアントチューブの３カ所以上の端部の内の少なくとも２カ所以上に、廃熱回収手段を有するバーナを配置して交番燃焼させる工程と；
前記ラジアントチューブ内の温度を低下させる際、前記ラジアントチューブ内に冷却媒体を流入させて、バーナを配置した前記ラジアントチューブの管端から排出される燃焼排ガスを冷却して、燃焼排ガスと燃焼用空気の切り換えを行う切換弁を経ることなく、排ガス排出用配管から排出して、前記ラジアントチューブ内温度を低下させる工程とを有することを特徴とする。この発明では、ラジアントチューブ内に冷却媒体を流入させて、ラジアントチューブ内温度を制御する。
【００４３】
また、請求項２７の発明のラジアントチューブバーナシステムの運転方法は、ラジアントチューブバーナシステムの運転方法において、
ラジアントチューブの３カ所以上の端部の内の少なくとも２カ所以上に、廃熱回収手段を有するバーナを配置して交番燃焼させる工程と；
前記ラジアントチューブ内の温度を低下させる際、各バーナには一切燃料を投入せず全バーナ又は一部のバーナから冷却媒体を投入し、投入冷却媒体の全量又は一部をバーナを配置しない端部から排出する工程とを有することを特徴とする。この発明では、投入冷却媒体のラジアントチューブ内量を制御して温度を制御する。
【００４５】
また、請求項２８の発明のラジアントチューブバーナシステムの運転方法は、請求項２５ないし２７の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムの運転方法において、
単位時間当たりの炉内温度の変化量によって、前記ラジアントチューブ内温度を制御する工程を有することを特徴とし、高速に温度制御ができる。
【００４６】
また、請求項２９の発明のラジアントチューブバーナシステムの運転方法は、請求項２５ないし２７の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムの運転方法において、
バーナを配置しない前記端部から排出される流体と、前記廃熱回収手段と四方弁を通過した流体との流量を調整して、排ガス排出配管から合流させて排出する工程を有することを特徴とし、ラジアントチューブ内温度の温度制御が容易である。
【００４７】
また、請求項３０の発明のラジアントチューブバーナシステムの運転方法は、請求項２５ないし２７の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムの運転方法において、
前記ラジアントチューブ内の温度を低下させる際に、各バーナには一切燃料を投入せず一部のバーナから冷却媒体を投入し、燃焼用空気の空気投入口は各バーナの交番燃焼に同期させて切り替え、投入冷却媒体の全量又は一部にバーナを配置しない前記端部から排出する工程を有することを特徴とし、ラジアントチューブ内温度の温度制御が容易である。
【００４８】
また、請求項３１の発明のラジアントチューブバーナシステムの運転方法は、請求項２５ないし２７の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムの運転方法において、
前記交番燃焼において、前記炉内温度が任意の温度まで上昇しない間は燃焼排ガス全量をバーナを配置しないラジアントチューブバーナ端部から排出する工程を有することを特徴とし、ラジアントチューブ内温度の温度制御が容易である。
【００４９】
また、請求項３２の発明のラジアントチューブバーナシステムの運転方法は、請求項２５ないし２７の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムの運転方法において、
前記ラジアントチューブバーナシステムを配置した炉の任意の場所の温度が任意の温度に達しない間は、前記ラジアントチューブに配置されたバーナを通常運転時の点火本数より多い燃焼状態とする工程を有することを特徴とし、ラジアントチューブ内温度の温度制御が容易である。
【００５０】
また、請求項３３の発明のラジアントチューブバーナシステムの運転方法は、請求項２５ないし２７の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムの運転方法において、
前記ラジアントチューブバーナシステムを配置した炉の任意の場所の温度が任意の温度に達しない間は、前記ラジアントチューブに配置された全バーナを点火する工程を有することを特徴とし、ラジアントチューブ内温度の温度制御が容易である。
【００５１】
また、請求項３４の発明のラジアントチューブバーナシステムの運転方法は、請求項２５ないし２７の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムの運転方法において、
前記ラジアントチューブバーナシステムを配置した炉の任意の場所の温度に複数の任意の温度を設定し、その各任意の温度毎にラジアントチューブに配置されたバーナの点火本数を変化させる工程を有することを特徴とし、バーナの点火本数で温度制御をする。
【００５２】
また、請求項３５の発明のラジアントチューブバーナシステムの運転方法は、請求項２５ないし３４の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムの運転方法において、
温度制御の対象とする温度が、炉内温度、または／及び前記ラジアントチューブ表面温度、または／及び廃熱回収装置から排出される流体の温度、または／及び前記ラジアントチューブ端部から排出される流体の温度であることを特徴とする。この発明では、これらの因子からラジアントチューブ内温度が制御できる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のラジアントチューブバーナシステム及びその運転方法の一実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のラジアントチューブバーナシステムの一実施形態を示している。同図に於いて、ラジアントチューブバーナ５は、ラジアントチューブ３の両端部に装着され、ラジアントチューブ３の内部を燃焼ガスが通過して加熱され、その外表面から放射される放射熱で加熱炉、熱処理炉等の内部を加熱するバーナである。ラジアントチューブ３は、その管端部が加熱炉の炉壁７に穿設された取付孔７ａに支持され、その端部が炉外に位置するように固定されている。バイパス管３ｂの端部も同様に、炉壁７に配置されている。ラジアントチューブ３は、略Ｕ字状に湾曲したラジアントチューブから分岐したバイパス管３ｂが設けられ、ラジアントチューブ３の両管端部３ａにはバーナ５が配置され、バーナが配置されていないバイパス管３ｂの端部はガスクーラ９が接続されて、順次、排ガス流量調整弁６、排ガス吸引遮断弁８、四方弁４へと接続されている。排ガス流量調整弁６と排ガス吸引遮断弁８との間には、ラジアントチューブ３内の排ガス流体を排気する排ガス排出用配管１９が設けられている。バイパス管３ｂの径はバーナを配置したラジアントチューブの管端部３ａの径より小さい。なお、ラジアントチューブ３の管端部３ａを複数個設けて各管端部にバーナ５を挿着し、かつバイパス管３ｂを複数個設けてもよい。
【００５４】
ラジアントチューブ３の管端部３ａにはバーナ５が装着され、バーナボディ５ａ内には蓄熱体１７が設けられている。バーナ５には、燃料ノズル（燃料通路）１２とパイロット燃焼用空気が流通する燃焼用空気ノズル（パイロット燃焼用空気通路）１３とからなるバーナガン１１が挿通され、バーナガン１１の周囲には燃焼用空気通路１６が設けられている。バーナ５の先端のバッフル１５には、燃焼用空気噴出口１４が設けられ、バーナ５は燃焼用空気と排ガスとが交互に流れる配管１０を介して四方弁４に接続されている。なお、排ガス流量調整弁６は手動で調整しても、目的とする制御量に併せて自動制御する方式でもよい。
【００５５】
また、加熱炉内には、炉内温度を検出する温度センサＴ1 が設けられ、蓄熱体１７の排ガスが排出される側に温度センサＴ2 が設けられている。これら温度センサＴ1 ，Ｔ2 の出力は制御装置２に入力されている。四方弁４、排ガス流量調整弁６、排ガス吸引遮断弁８等は制御装置２によって制御されている。なお、炉内温度は、ラジアントチューブ３の表面温度を計測して、炉内温度を検出するようにしてもよい。
【００５６】
また、バーナ５は、上記実施形態に限定することなく、図２に示した実施形態であってもよい。以下、図２のバーナについて説明すると、ラジアントチューブ３の管端部が加熱炉の炉壁７に穿設した取付孔７ａに支持され、その端部が炉外に位置し、その端部にはフランジ３ｃが設けられ、炉壁７の外面に設けられた取付部７ｂに固定されている。ラジアントチューブ３の両端部と炉壁７との隙間は、図示しないシール部材で封止され、バイパス管３ｂも同様な構成で炉壁７に配置されている。
【００５７】
図２のバーナは、バーナガン１１、バッフル１５、及び蓄熱体収納部１８等から構成され、バーナ５のノズル部は略円筒状であり、ラジアントチューブ３内に挿着され、その端部にフランジ１５ｆが設けられている。フランジ１５ｆには、直角に折曲された蓄熱体収納部１８が設けられている。この蓄熱体収納部１８の上部には、バーナガン１１を挿入する孔１８ａが穿設され、蓄熱体収納部１８には、燃焼用空気が流入する蓄熱体１７又は多孔板と蓄熱体１７が積層状態で収容されている。蓄熱体収納部１８の下端には、フランジ１８ｂが形成され、配管１０が接続される。図示されていないが、多孔板は蓄熱体１７とバッフル１５との間に配置され、バッフル１５にもっとも近い多孔板は非作動時に流入する燃焼用空気噴射口１４より吸引される高温の排ガスが偏流して流入する燃焼用排ガスや、燃焼用排ガスがＬ字に流れを変更する際に生じる偏流を是正する目的で配置される。各蓄熱体１７は、蓄熱体１７に多数設けられた細管を流れる流体の圧力損失が比較的低く、熱容量が大きく、しかも耐久性の高い材料、例えば、セラミックスを筒形状に成形したハニカム状のものが用いられる。蓄熱体１７は、排ガスが通過する際はその顕熱が蓄積され、燃焼用空気が各蓄熱体１７を通過する際には、燃焼用空気は蓄熱体１７から熱を奪って昇温する。
【００５８】
また、バーナガン１１には、図１と同様に、燃料通路、パイロット燃焼用空気通路及び図示しない点火プラグなどにより構成されている。バーナガン１１はパイロット燃焼用空気通路内に、これと同心円状に燃料通路である燃料ノズルが配置され、蓄熱体収納部１８の孔１８ａから挿入されて、バッフル１５で支持されている。従って、図１に示したように、バーナガン１１、すなわちガイドパイプの周りの空間が燃焼用空気通路１３になり、バーナガン１１の先端は、ガイドパイプ内で炉壁７内面の近傍位置にまで達している。また、バーナ５においては、各蓄熱体１７を蓄熱体収容部１８内の下側に並べて収容しているが、主燃焼用空気通路１６内、または、これに接続される空気通路の配管１０の通路途中であれば各蓄熱体１７の収容位置はこれに限るものではなく、例えば蓄熱体１７をバーナガン１１の周囲に並べて収容してもよい。
【００５９】
更に、本実施形態におけるバーナガン１１の燃料配管系について、図３を参照して説明すると、燃料供給源は燃料供給通路２３でバーナガン１１に接続され、その途中に制御弁２５が介装されている。バイパス通路２７はこの制御弁２５を迂回するように設けられている。バイパス通路２７の途中には、流量制御弁２９及び制御弁３１が介装されている。従って、燃料供給源から圧送された燃料は、制御弁２５が閉じている場合であってもバイパス通路２７を介してバーナガン１１に供給される。しかしながら、バイパス通路２７では、流量制御弁２９がバイパス通路２７内の燃料流量が制限され、バーナガン１１に供給される燃料をバーナガン１１がパイロット燃焼として最低限必要な量に調整されている。
【００６０】
また、図４はバーナ５の概略を示す正面図であり、バッフル１５は、円筒状であり、その正面が円板部１５ａであり、その全周縁からバーナガン１１の方向に延在する周壁部１５ｂとフランジ１５ｆとから構成されている。フランジ１５ｆはラジアントチューブ３のフランジ３ｃに固定されて一体的に成形されている。円板部１５ａの直径はラジアントチューブ３の内壁と概略同一値に設定され、円板部１５ａはラジアントチューブ３内を閉塞している。
【００６１】
この円板部１５ａには、切り欠き部１５ｄ及び小径孔１５ｃが設けられている。この円板部１５ａの切り欠き部１５ｄは、円板部１５ａの下端部分を半月状に切り欠いている。この切り欠き部１５ｄは、燃焼用空気噴射口（ノズル）１４は、ラジアントチューブ３の横断面に対して偏心して設けられており、燃焼用空気はラジアントチューブ３内空間の偏心した位置に噴出する。なお、バッフル１５は、例えばラジアントチューブ３内の炉壁７内面に略対応する位置に配置されているが炉外方向に後退しても特段のことではない。また、切り欠き部１５ｄは、半月状に限定するものではない。
【００６２】
また、円板部１５ａの小径孔１５ｃは、蓄熱体収容部１８の孔１８ａに対向しており、その直径は、バーナガン１１の先端の外径と略同一寸法値に設定されている。小径孔１５ｃの周縁は、蓄熱体収容部１８に向けて延出し、円筒状部分１５ｅを構成し、バーナガン１１を内装するガイドパイプが配置されて支持されている。従って、バーナガン１１は、ラジアントチューブ３と略平行に配置され、先端は燃焼用空気噴射口１４と離間している。バッフル１５の周壁１５ｂはラジアントチューブ３の内周面に略固定されている。なお、バーナ５は燃焼用空気通路である配管１０が接続されており、この配管１０を介して図示しない燃焼用空気供給源から適量の燃焼用空気がバーナ５に圧送されている。
【００６３】
さらに、上記バーナガン１１はパイロット燃焼用空気通路１３内に燃料通路１２を配置することで、パイロット燃焼用空気通略１３を燃料通路１２に隣接して設けている。バーナガン１１の周りの空間は燃焼用空気通路１３となっており、バーナ５が非作動の待機状態となっている場合には、この燃焼用空気通路１６内を高温の排ガスが流れる。しかし、パイロット燃焼用空気通路１３内には燃焼前で低温（常温）の燃焼用空気が常に供給され、燃料通路１２内には、パイロット燃焼に必要な量の燃料が流れている。なお、このバーナ５では、燃料通路１２内の燃料が燃焼用空気通路１６内の排ガスの熱で加熱され高温になることはない。
【００６４】
また、ラジアントチューブバーナを連続燃焼した際に、蓄熱体１７を通過する流体のバーナ軸に直交する流量分布を調整して、排ガスと燃焼用空気の交換熱量がバランスするように熱交換上余剰となる排ガスの一部をバイパス管３ｂを通して排気される。この流量分布の調整は、切り欠き部１５ｄによって、ラジアントチューブ３と共に燃焼用空気噴射口１４を規定される。燃焼用空気噴射口１４は、ラジアントチューブ３の横断面に対して偏心し、燃焼用空気はラジアントチューブ３内空間の偏心した位置に噴出する。
【００６５】
ここで、図５を参照して、燃焼用空気とバーナ５との作動との関係について説明する。同図（ａ）は燃料供給サイクル、同図（ｂ）は燃焼と排気サイクルを示す波形である。燃焼モードでは、バーナ５にパイロット燃焼用空気に加えてメイン燃焼用空気が圧送される。このバーナ５には、メインバーナ燃焼を行うのに適した量のメイン燃焼用空気が供給されている。一方、排気モードでは、バーナ５が待機状態となり、パイロット燃焼用空気のみが圧送され、パイロト燃焼するのに適した量の燃焼用空気が供給されている。バーナガン１１のパイロット燃焼時は、例えば５０００Ｋｃａｌ／Ｈ程度の燃焼量である。すなわち、バーナガン１１のパイロット燃焼用空気通路にはバーナ５の作動状態とは無関係に常にパイロット燃焼用空気が供給されている。
【００６６】
次に、バーナ５の動作について、図３を参照して説明する。
先ず、パイロツト燃焼を行う場合は、燃料供給通路２３の制御弁２５を閉弁し、燃料をバイパス通路２７を介してのみバーナガン１１へ供給する。このバーナガン１１へは、燃焼用空気供給源から常に燃焼用空気が圧送されており、燃料と燃焼用空気とがパイロット燃焼に適した空気比の混合ガスになる。そして、この混合ガスを点火プラグで着火し、パイロット燃焼を行う。
【００６７】
バーナガン１１がパイロット燃焼している状態から、燃料供給通路２３の制御弁を開き、且つ、燃焼用空気供給源からの燃焼用空気の供給を開始すると、バーナガン１１は主燃焼を行う。つまり、燃料供給通路２３の制御弁２５が開かれると、燃料供給源から多重の燃料がバーナガン１１の燃料通路１２に圧送される。そして、この主燃焼状態から燃料供給通路２３の制御弁２５を閉じると、燃焼用空気供給源からの燃焼用空気の供給が停止して、バーナガン１１はパイロット燃焼を行う状態に戻る。この状態でも、バーナガン１１へは燃料供給通路２３のバイパス通路２７を介して少量の燃料が供給され、また、燃焼用空気供給源は常に燃焼用空気を供給している。バーナガン１１は、安定したパイロット燃焼を行う。このように作動を交互に行うことにより、交番燃焼を実施する。
【００６８】
続いて、一対のバーナ５の交番燃焼について、図１を参照して説明する。なお、一方のバーナの動作に関連する符号にＡを付与し、他方のバーナに関連する符号にＢを付与して説明する。バーナ５Ａには大量の燃料と主燃焼用空気及びパイロット燃焼用空気が供給され、火炎Ｆ1 に示したように主燃焼が行われる。一方、バーナ５Ｂのバーナガン１１Ｂには少量の燃料とパイロト燃焼用空気が供給され、パイロット燃焼Ｆ2 が行われる。待機状態であってもバーナ５Ｂでは、パイロット燃焼に適した量の燃料及びパイロット燃焼用空気が供給され、パイロット火炎Ｆ2 で示したように燃焼している。
【００６９】
バーナ５Ａの主燃焼で発生した排気ガスは、ラジアントチューブ３内を流れながらこれを加熱し、バーナ５Ｂに向けて流れる。この排気ガスは、バッフル１５Ｂの主燃焼用空気噴射口１４Ｂから主燃焼用空気通路１６Ｂ内に流入し、空気通路の配管１０を介して排出される。このとき排気ガスは、バーナボディ５ａＢ内の各蓄熱体１７Ｂでその熱が回収され、各蓄熱体１７Ｂの温度は上昇する。
【００７０】
そして、バーナ５Ａが主燃焼を開始し、所定時間Ｔ（例えば、２０秒位）だけ経過すると、図３に示したように、燃料供給通路２３Ａの制御弁２５Ａが閉弁し、燃料供給通路２３Ｂの制御弁２５Ｂが開弁する。同時に、四方弁４が切り替わり、作動側と待機側のバーナ５Ａ、５Ｂが切り替わり、バーナ５Ｂで主燃焼が行われ、バーナ５Ａはパイロット燃焼が行われる。
【００７１】
図６（ａ），（ｂ）は、上記交番燃焼を動作波形で示したのであり、時点ｔ１では、バーナ５Ａが主燃焼を開始し、バーナ５Ｂがパイロット燃焼を開始する。そして、時間Ｔだけ経過した時点ｔ２では、主燃焼を行っていたバーナ５Ａがパイロット燃焼に切り替わり、パイロト燃焼を行っていたバーナ５Ｂが主燃焼を開始する。それ以後は、時間Ｔの経過毎に、作動側と待機側のバーナ５Ａ、５Ｂが切り替わり、ラジアントチューブバーナ１は交番燃焼を行う。
【００７２】
次に、本実施形態におけるクーリングパイプモードについて、図１を参照して説明する。炉内温度は、温度センサＴ1 ，Ｔ2 の出力が制御装置２によって監視されており、炉内温度が設定温度以上を越えた場合や緊急運転停止時の動作モードがクーリングパイプモードである。このモードの基本動作は、両端のバーナ５の燃焼を停止して燃料は遮断状態を維持し、パイロットバーナへの燃料供給も遮断する。さらに、蓄熱体１７を通過した排ガスの排出は、四方弁４の排気口に配置された排ガス吸引遮断弁８を全閉にして遮断し、四方弁４を中間位置に設定して両管端部３ａのバーナ５から冷却媒体として燃焼用空気をラジアントチューブ３に通して、冷却媒体としての燃焼用空気はバイパス管３ｂを介して全量が排気されてラジアントチューブは冷却される。
【００７３】
本実施形態は、クーリングパイプモードで作動させて、炉内温度を温度センサＴ1 ，Ｔ2 で計測して、制御装置２で処理した結果が、炉内温度が制御目標値に到達したら燃焼用空気の吹き込みを停止する。その後、目標炉内温度下限値よりも炉内温度が低下した場合は再度バーナ５を燃焼モードに切り換えて燃焼を開始する。また、炉内温度が回復し目標炉内温度の上限値を超えた場合も同様に、クーリングパイプモードで作動させる。このような定常燃焼においても、クーリングパイプモードが温度制御の手段として用いられる。また、ラジアントチューブをクーリングパイプモードとして、独立して作動させることができる。また、冷却媒体は、例えば、空気、窒索、燃焼ガスなど可燃性でない流体またはそれらの混合流体であり、炉内温度が高温の場合でも引火爆発の危険が無い物質が選択される。
【００７４】
また、本実施形態では、バイパス管３ｂの端部から排出される流体量を調整する排ガス流量調整弁６が設けられており、バイパス管３ｂを介してラジアントチューブ３内の排ガスが蓄熱体１７へ流れる量を調整することができるので、蓄熱体１７に吸収される排ガスの顕熱と燃焼用空気が得る顕熱をバランスさせることができる。排ガスと燃焼用空気とによる熱量の交換、すなわち、水当量を一致させることが可能であり、１００％燃焼負荷で連続燃焼させても蓄熱体出側排ガス温度が異常に上昇するようなことがなく、熱効率最高運転点での連続燃焼を可能にする調整ができる。
【００７５】
また、本実施形態のラジアントチューブバーナシステムでは、異常高温状態である場合の緊急時に、ラジアントチューブ冷却手段によって、クーリングパイプとして機能させることができる。このような緊急時、炉温を急激に下げるために、各バーナ５には一切燃料を投入せず全バーナまたは一部のバーナから冷却媒体をラジアントチューブ３内に供給する。投入冷却媒体の全量または一部をバーナ５を配置しないラジアントチューブのバイパス管３ｂから排出されることで、ラジアントチューブ内温度を急激に低下させることができる。
【００７６】
また、ラジアントチューブの管端部３ｂから冷却媒体を排出する場合は、加熱モードで高温予熱空気を供給していた状態からクーリングパイプモードの運転状態に変更しても連続的に常温空気を蓄熱体１７に供給することが可能である。クーリングパイプモードとして、初期に蓄熱体１７が保有している熱を放出した後は、常温空気を蓄熱体１７を通してもラジアントチューブ３内に供給することができる。無論、冷却媒体をバーナ５を通して排気するのと、バイパス管３ｂの端部から排出する動作を両立させて制御する場合は、ラジアントチューブ３への冷却媒体温度調整が可能となり冷却能力の制御が可能になる。また、冷却媒体をバーナ５を介して投入するバーナ５の数または／及び冷却媒体没入量を変化させることで冷却能力を変化させることが可能である。
【００７７】
また、制御装置２には、炉内温度を制御する制御手段が備えられており、クーリングパイプモードでは、炉内から抜熱する抜熱量の制御を行う場合の指標として、現状の炉内温度と低下させる目標炉内温度との偏差を演算処理して使用することができる。この偏差によって、冷却媒体温度調整が可能である。すなわち排ガスのバーナ５からの排出量とバイパス管３ｂからの排ガス出量比の制御、冷却媒体を投入するバーナ５の数または及び冷却媒体投入量の制御が可能になる。
【００７８】
また、制御装置２によって、クーリングパイプが炉内から抜熱する抜熱量の制御を行う場合の指標として、単位時間当たりの炉内温度低減量を使用することができる。単位時間当たりの炉内温度低減量によって、前述の冷却媒体温度調整、すなわちバーナ５からの排出量とバイパス管３ｂからの排出量比の制御、冷却媒体を投入するバーナの数または／及び冷却媒体投入量の制御が可能である。
【００７９】
このとき、ラジアントチューブバーナ容量で連続燃焼した際に、蓄熱体１７で排ガスと燃焼用空気の交換熱量がバランスするように熱交換上余剰となる排ガスの一部をバイパス管３ｂを通して排気するように調整することができる。排ガス流量調整弁６はクーリングパイプとして使用する際は全開となるように２位置制御可能な自動弁で全開と燃焼モードは中間位置とする方式のものでもよい。また、さらに微妙な排ガスバイパス量の制御が可能な方式で排ガス流量調整弁６の開度を制御してもかまわない。
【００８０】
さらに、炉温を下げる際に、各バーナ５には一切燃料を投入しないか、または一部のバーナ５から冷却媒体を投入し、空気投入口は各バーナ５を交互切替で切り替えて燃焼させる交番燃焼に同期させて、投入冷却媒体の全量または一部を、バイパス管３ｂの端部から排出する手段を保有している。このよう手段によって、常時冷却空気が吹き込まれるとラジアントチューブの内外面の温度差が生じ、温度差が大きい場合はラジアントチューブに亀裂を生じるおそれがあるので、ラジアントチューブの熱慣性を考慮してサイクリックに冷却空気を投入したり、あいは冷却空気を投入を中止しながら運転することで、ラジアントチューブの内外面の温度差を小さくして、ラジアントチューブの亀裂の発生を回避することができる。また、クーリングパイプモードは、交番燃焼時に燃料を遮断するのみで、作動モードを切り換えることができるので、加熱モード、冷却モードの２種類のシーケンスでなく、基本的な運転シーケンスと冷却モードとを共用できる制御システムである。
【００８１】
また、本実施形態では、ガスクーラ９が設けられており、バイパス配管３ｂの管端から排出される燃焼排ガスをガスクーラ９によって冷却して排出することができるので、排ガス排出用配管１９を異常高温状態とすることがない。
【００８２】
また、本実施形態のラジアントチューブバーナシステムでは、低温から炉を立ち上げて昇温させる場合、炉内温度が任意の温度に達しない間は、排ガス全量を、バイパス管３ｂの端部から排出するように制御されているので、バイパス管３ｂの端部には蓄熱体が収納されたバーナが挿着されていないので、バーナ内での結露が防止できる。従って、低温腐食による設備破壊箇所を最小限に抑えることができる。
【００８３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定することなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施例が可能である。例えば、図７の実施形態では、バイパス管３ｂから排出される燃焼排ガスを冷却するガスクーラを配置しないシステムであり、バイパス管３ｂは炉壁７から突出して、排ガス流量調整弁６を経て四方弁４に接続されている。四方弁４と通過ガス流量調整弁６との間に排ガス排出用配管１９が設けられている。基本的な燃焼動作は前述と同様であるので説明を省略する。但し、排ガス流量調整弁６は耐熱金属で構成され、排ガスが通過しても支障ないように構成されている。例えば、ラジアントチューブバーナ１では、各バーナ５の作動待機状態の切替えを、Ｔ時間毎に繰り返す構成としたがこれに限るものではなく、各蓄熱体１７Ａ、１７Ｂの温度を監視し、この温度が設定温度以上に達した時点で、手動で各バーナ５Ａ、５Ｂの作動、待機を切り替える構成としてもよい。
【００８４】
図８は、本発明のラジアントチューブバーナシステムの他の実施形態を示している。図８は、加熱炉が、加熱ゾーンＺ1 ，Ｚ2 ，Ｚ3 ……で構成され、各加熱ゾーン毎にラジアントチューブ３がＵ字状の管端部３ａと二本のバイパス管３ｂとから装備されている。ラジアントチューブ３の炉内の管端部３ａと二本のバイパス管３ｂは、炉幅をＬとすると、その炉内の長さＬａは、Ｌａ＞Ｌ／２の関係にある。なお、上記実施形態においても同様な構成である。これらの加熱ゾーンは、各加熱ゾーン毎に独立に炉内温度を制御することができる。また、バーナ５が配置されている管端を２箇所以上にすることもできるので、対となるバーナの交番燃焼の組み合わせを切り換えて燃焼させることが可能である。具体的に説明すると、ラジアントチューブ３の４箇所にバーナが装着されている場合、４箇所にバーナの何れか２箇所を燃焼状態とし、他の２箇所を排気状態とし、次のサイクルで、１箇所を燃焼状態とし、他の３箇所を排気状態とする。次のサイクルでは、３箇所を燃焼状態とし、他の１箇所を排気状態とするように制御することで、ラジアントチューブが局部的に高温になるのを解消することができる。これらの切り替え制御は制御装置２によって制御することができる。無論、炉内温度の検出は、上記実施形態と同様であり、クーリングパイプモードとして動作させる場合も上記実施形態と同様である。
【００８５】
また、排ガス排出用配管１９にドレン排出装置２０を設けることによって、ラジアントチューブ内で発生したドレンを排出することができる。ドレン排出装置２０は、ラジアントチューブ内の温度が急激に低下した際に発生する酸性物質等の結露を排出する装置であり、ラジアントチューブの腐食を防止したり、ドレンによる急激な温度低下させる等の悪影響かを防止することができる。また、ドレン排出装置２０は、蓄熱式バーナ１７の近傍に設けられてもよい。さらに、本実施形態のラジアントチューブバーナシステム外にドレンを排出する手段を設けることによって、酸腐食性流体のシステム内滞在時間が最小にでき低温腐食による設備破壊を最小限にできる。
【００８６】
無論、本実施形態では、クーリングパイプモード時に、炉内温度を計測して結露の発生を監視しながら燃焼排ガスを蓄熱体を通過させることなく、バイパス管からその全量を排出することができるので、低温腐食による設備破壊を最小限にできる。
【００８７】
また、本実施形態は、加熱炉のゾーン毎に設けられたラジアントチューブバーナシステムでは、ラジアントチューブバーナシステムを配置した加熱炉の各ゾーンの温度が、所定の温度まで上昇しない間は、ラジアントチューブに配置されたバーナを通常運転時の点火本数より多くして、燃焼量を増大させることが可能になりラジアントチューブの熱負荷は予熱空気顕熱がなくとも燃焼量をバーナ容量の範囲内で増加させることが可能になる。
【００８８】
また、本実施形態のラジアントチューブバーナシステムでは、ラジアントチューブバーナシステムを配置した加熱炉の任意のゾーンの炉内温度を、ゾーン毎に任意の温度を設定し、その各任意の温度毎にラジアントチューブに配置されたバーナの点火本数を変化させて、ラジアントチューブの熱負荷をラジアントチューブに配置された各バーナの総燃焼量まで高めることが可能である。最小熱負荷はラジアントチューブに配置されたバーナの１つの最小燃焼量とすることもできる。また、ゾーンの炉内温度としたことで制御目標値を設定して熱負荷制御が可能になる。
【００８９】
また、本発明のラジアントチューブバーナシステムの他の実施形態について、図９を参照して説明する。同図において、ラジアントチューブバーナ１は、炉壁７を穿孔した開口部７ｂに、その開口部に合致する炉壁と同等の小耐火壁７ｃに、上記実施形態のラジアントチューブバーナを配置し、炉壁７から小耐火壁７ｃ毎、着脱することが可能な構造として保全性が向上する。また、ラジアントチューブバーナを小耐火壁７ｃに組み込んで後に、開口部７ｂに小耐火壁７ｃを装着することで、ラジアントチューブバーナ燃焼炉を施工することができる。また、開口部７ｂから小耐火壁７ｃを脱着して、ラジアントチューブバーナの修理、保全が可能である。
【００９０】
また、本実施形態のバーナに用いられる蓄熱体は、ハニカム状蓄熱体に限るものではなく、ボール状、塊状などセラミックス、金属など如何なる形状、材質の物が適用可能である。
また、本実施形態に用いられるラジアントチューブバーナはＵ字状に限るものではなく、Ｗ型、Ｓ型いかなる形状、表面にフィンの有無、断面形状がいかなる形状のものでも適用可能である。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ラジアントチューブにバイパス管を設け、バイパス管からの排ガスを排出することで、ラジアントチューブ内温度の昇温と冷却が容易になる利点がある。
【００９２】
また、ラジアントチューブに、一対のバーナを交番燃焼させるとともに、一対以上のバーナを設置して、対となるバーナを切り換えることで、ラジアントチューブ温度の局部的な高温化が防止できるので、火災の発生要因を低減できる利点がある。
【００９３】
また、ラジアントチューブバーナシステムの熱効率が向上すると共に、バイパス管に設けられたガスクーラによって燃焼排ガスを低下させて排出することができるので、温度低下が急速になし得る利点がある。
【００９４】
また、バイパス管の端部から排出される流体量を、排ガス流量調整手段で調整して、排ガスが蓄熱体で放出する顕熱と、燃焼用空気が得る顕熱をバランスさせて、略１００％燃焼負荷で連続燃焼させても蓄熱体出側排ガス温度が異常に上昇することがなく、熱効率を最高の状態に維持して運転できる利点がある。
【００９５】
また、加熱モードからクーリングパイプモード、またはクーリングパイプモードから加熱モードへの運転状態を切り替えが、連続的になし得る利点がある。また、冷却媒体を投入するバーナの数または／及び冷却媒体没入量を変化させることで冷却能力を変化させることが可能であり、急速に温度を低下させることができる。また、バイパス管の炉内長さが炉内幅の１／２以上の長さを保有しており、炉内で前記バイパス管が熱放射管の役割を果たすので加熱と温度の低下が急速になし得る。
【００９６】
また、クーリングパイプが炉内から抜熱する抜熱量の制御を行う場合の指標として、単位時間当たりの炉内温度低減量を使用することで、冷却媒体のバーナからの排出量とバイパス管からの排出量比の制御、冷却媒体を投入するバーナの数または／及び冷却媒体投入量の制御が可能になり、炉内温度の温度調整が容易となる。
【００９７】
また、常時冷却空気が吹き込まれるとラジアントチューブの内外面の温度差が付き、温度差が大きい場合はラジアントチューブに亀裂を生じるので、ラジアントチューブの肉厚による熱慣性を考慮してサイクリックに冷却空気を投入することで、ラジアントチューブの内外面の温度差を小さくしてラジアントチューブの亀裂の発生を解消できる効果を有する。
【００９８】
また、クーリングパイプモードは、特別なシーケンスを設けることなく、加熱モードの使用状態でも燃料遮断のみで、冷却モードとすることが可能であり、２種類のシーケンスでなく、基本的な運転シーケンスにこれらのモードを組み込むことができるので、安価な制御システムとすることができる。
【００９９】
また、低温から炉を立ち上げ昇温する場合、任意の温度に達しない間は排ガス全量をバーナを配置しないラジアントチューブ端部から排出し得るので、複雑な蓄熱体を組み込んだバーナを介することなく、燃焼排ガスを排出することができるので、バーナ内での結露が防止でき低温腐食による設備破壊箇所を最小限にできる。無論、炉内温度を高温から低温にする場合も同様の効果が得られる。さらに、ラジアントチューブバーナシステム外にドレンを排出する手段を設けたことによって、酸腐食性流体のシステム内滞在時間が最小にでき低温腐食による設備破壊を最小限にできる利点がある。
【０１００】
また、ラジアントチューブバーナシステムには、多数のバーナを設置し、合計した最大燃焼量から１本のバーナの最小燃焼量の範囲まで燃焼量の幅を持たせることができるので、従来のラジアントチューブの場合のように、１本のバーナのターンダウン（温度を低下させる運転）に比べ、大きなターンダウンを実現できり利点がある。
【０１０１】
また、バーナを配置しないラジアントチューブ径がバーナを配置したラジアントチューブ径より小さいので、排ガス流速がこのラジアントチューブによる損失が少なく、チューブ内の熱伝達率が向上し炉内への熱放射能力が向上する。
【０１０２】
また、ラジアントチューブバーナを装着した耐火壁を、炉壁の開口部に着脱可能な構造とすることで、保全性及び施工が容易となる利点がある。
また、本発明は、上記効果を全て内在するラジアントチューブバーナシステムである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のラジアントチューブバーナシステムの一実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明に適用したラジアントチューブバーナシステムの一実施形態を示す断面図である。
【図３】本実施形態の燃料供給通路を示す系統図である。
【図４】本発明の実施形態のラジアントチューブバーナの先端方向からの正面図である。
【図５】本実施形態の燃焼状態と空気供給量との関係を示す説明図である。
【図６】本実施形態の交番燃焼を示す説明図である。
【図７】本発明のラジアントチューブバーナシステムの他の実施形態を示す構成図である。
【図８】本発明のラジアントチューブバーナシステムの他の実施形態を示す構成図である。
【図９】本発明のラジアントチューブバーナシステムの他の実施形態を示す構成図である。
【図１０】従来のラジアントチューブバーナシステムの構成図である。
【図１１】従来のラジアントチューブバーナシステムの構成図である。
【符号の説明】
１ ラジアントチューブバーナ
２ 制御装置
３ ラジアントチューブ
３ａ 管端部
３ｂ バイパス管
４ 四方弁
５ バーナ
６ 排ガス流量調整弁
９ ガスクーラ
７ 炉壁
８ 排ガス遮断弁
１０ 配管
１１ バーナガン
１２ 燃料ノズル（燃料通路）
１３ パイロット燃焼用空気通路
１４ 燃焼用空気噴射口
１５ バッフル
１６ 燃焼用空気通路
１７ 蓄熱体
１８ 蓄熱体収容部
１９ 排ガス排出用配管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a radiant tube burner system used as a heating source for industrial heating furnaces, heat treatment furnaces, and the like, and more specifically, the heating furnace is indirectly heated to adjust the furnace atmosphere to a desired temperature. The present invention relates to a radiant tube burner system that can be operated and a method of operating the same.
[0002]
[Prior art]
FIG. 10 shows a conventional radiant tube burner, which is disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-118925. A burner 82 including a combustion nozzle 83 and a heat storage body 84 is attached to both ends of the radiant tube 81. This burner is a so-called alternating combustion burner that performs combustion by alternately switching the burners 82 at both ends, and is called a regenerative radiant tube burner (regenerative radiant tube burner). Longer life and uniform repair costs can be achieved by making the temperature distribution of the tube uniform.
[0003]
FIG. 11 shows a three-way type radiant tube disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-65705. The radiant tube 91 is provided with a burner 92 at one end thereof, and a heat storage body 93 is disposed at the other end. While burning the burner 92, the combustion gas passing through the heat storage body 93 is alternately switched.
[0004]
Further, the radiant tube disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-247421 by the present applicant has an arrangement in which the combustion air nozzle is eccentric in the radiant tube, and the combustion jet flow velocity is set to a high speed of 100 m / s or more. A self-exhaust gas circulation flow is formed in the tube, and the combustion exhaust gas is strongly burned while entrained in large quantities. In such a combustion method, it is possible to realize combustion without forming a local high temperature region, and it is possible to suppress a large amount of generation of nitrogen oxides, which was the greatest drawback of the regenerative radiant tube burner, A radiant tube burner that can achieve low NOx combustion.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional heat storage type radiant tube burner system, the entire amount of combustion exhaust gas combusted in the radiant tube usually passes through the heat storage body from the non-combustion burner and is discharged, and the combustion air uses the heat extracted from the combustion exhaust gas. High-temperature preheated air is obtained as a preheating source to achieve high thermal efficiency. However, the amount of heat that the high-temperature exhaust gas can radiate to the heat storage body and the amount of heat that the combustion air can extract from the heat storage body are not the same amount. That is, the amount of heat released by the exhaust gas is larger than the amount of heat that the combustion air can extract from the heat storage body, and the temperature of the combustion exhaust gas released from the heat storage body tends to gradually increase when continuously burning. Therefore, in the case of infinite continuous combustion, only the amount of heat corresponding to the heat dissipated from the outer peripheral wall of the heat storage body becomes the amount of heat corresponding to the exhaust gas temperature drop. That is, there is a problem that the water equivalent on the heat source side and the water equivalent on the heated side do not match.
[0006]
Here, a radiant tube burner system using city gas 13A as a fuel is taken as an example. The theoretical air volume of city gas 13A is about 11mThree N/ MThree NThe theoretical wet exhaust gas amount is about 12mThree N/ MThree NIt is. For radiant tubes burning at an air ratio of 1.2, 1m of fuelThree NCombustion exhaust gas generated per hit is about 14mThree NIt is. If the water equivalent is considered with the specific heat of combustion exhaust gas and air being equivalent, the exhaust gas is about 1.3 times that of air. In an ideal regenerative heat exchanger, at the start of operation, the exhaust gas outlet temperature is discharged at room temperature, combustion air flows in through the regenerative heat exchanger, and the air temperature of the combustion air is the inlet exhaust gas temperature. If there is, the difference between the amount of heat released from the exhaust gas to the heat storage body and the amount of heat extracted from the heat storage body from the combustion air is generated by the difference in flow rate between them.
[0007]
However, since the specific heat of the air is smaller than the specific heat of the exhaust gas, the difference between the exhaust heat release heat amount and the air exhaust heat amount further occurs. When continuously operating in this state, the exhaust gas temperature at the exhaust gas outlet of the heat storage body gradually increases. Actually, since there is an amount of heat dissipated from the wall surrounding the heat storage body, the degree of increase in the exhaust gas temperature at the exhaust gas outlet of the heat storage body varies depending on the arrangement of the heat storage body. In addition, if a state in which the amount of heat dissipated by the heat storage type heat exchanger, the amount of heat emitted from the exhaust gas, and the amount of heat released from the air coincide with each other, the temperature state of each part is maintained.
[0008]
Considering coke oven gas (COG), which is a by-product gas of steelworks, the theoretical air volume of COG is about 4.7 Nm.Three/ NmThreeThe theoretical wet exhaust gas amount is about 5.4 NmThree/ NmThreeIt is. For radiant tubes burning at an air ratio of 1.2, 1 Nm of fuelThreeCombustion exhaust gas generated per hit is about 6.4 NmThreeIt is. Assuming that the specific heat of combustion exhaust gas and air is equivalent and considering the water equivalent, the exhaust gas is about 1.35 times as much as air, and the same problem as city gas 13A has occurred.
[0009]
On the other hand, it is known that the regenerative radiant tube burner system is a highly efficient exhaust heat recovery system. As a method of using the radiant tube, there is a radiant tube burner system in which a burner is disposed and used as a heat source, and fuel is cut off and only combustion air flows through the radiant tube to be used as a cooling vip. This heating / cooling combined radiant tube is a high-efficiency exhaust heat recovery system when the heat storage radiant tube burner system is used as it is, so the heat recovery efficiency during heating is high, but the radiant tube is used as a cooling pipe. When used, the preheated air flows into the radiant tube and the cooling capacity is reduced. That is, the cooling capacity is lower than that of a conventional radiant tube in which room temperature air can be continuously supplied.
[0010]
Further, when the heat storage type radiant tube burner system is used as a heating / cooling combined type, a method of reducing the air temperature by increasing the switching time of the burners attached to both ends of the radiant tube, that is, the air flow path switching time. However, the exhaust equipment after the heat storage body may be made of a material that supports low-temperature exhaust gas. However, when a radiant tube is used as a cooling pipe, a high-temperature fluid is discharged, and a material corresponding to a high-temperature fluid is used. Need arises. Therefore, there is a drawback that the material cost increases and the facility cost increases.
[0011]
In addition, when raising the furnace temperature from room temperature to the set temperature, it is a highly efficient exhaust heat recovery system, so the temperature is low during the period when the furnace temperature is low, that is, immediately after the startup until the furnace temperature rises. Exhaust gas will flow into the heat accumulator rapidly. At this time, the temperature on the outlet side where the combustion exhaust gas is discharged from the heat storage body (hereinafter referred to as the heat storage body outlet-side exhaust gas temperature) is equal to or lower than the exhaust gas dew point temperature. As a result, when the fuel used contains sulfur, condensation occurs and low temperature corrosion occurs. There is no problem of low-temperature corrosion when the furnace is in operation and the exhaust gas temperature on the outlet side of the heat storage body rises and exceeds the acid dew point temperature. However, when used for a long period of time, there is a problem that the time of exposure to the low temperature corrosion state is accumulated, and the equipment breaks down due to the low temperature corrosion.
[0012]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a radiant tube burner that can be easily heated and cooled in a heating furnace and an operating method thereof.
[0013]
Another object of the present invention is to provide a radiant tube burner system that can suppress an increase in the temperature of combustion exhaust gas discharged from a heat storage body even in continuous combustion, and also has a function as a cooling pipe, and an operating method thereof. Is.
[0014]
In addition, the present invention suppresses an increase in the temperature of the flue gas discharged from the heat storage body even in a continuous combustion state, improves the cooling performance when the radiant tube burner functions as a cooling pipe, and lowers the temperature during low furnace temperature operation. It is an object of the present invention to provide a radiant tube burner system with high thermal efficiency capable of preventing equipment destruction due to corrosion and an operation method thereof.
[0015]
In addition, the present invention can stabilize the temperature of the flue gas of the heat storage body even at 100% load continuous combustion, and can improve the cooling performance at the time of the cooling vip function of the heat storage type radiant tube burner system. An object of the present invention is to provide a radiant tube burner system capable of preventing equipment destruction due to low temperature corrosion during furnace temperature operation and capable of achieving high thermal efficiency, and an operation method thereof.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve the above problems, and the radiant tube burner system according to the invention of claim 1 comprises a radiant tube having three or more ends of the radiant tube burner system. Switching for switching the flow path between the combustion exhaust gas and the combustion air for the fluid flowing into the radiant tube from the remaining end portion where the burner is not disposed at at least two places of the section. The exhaust gas is discharged to the exhaust gas discharge pipe without going through a valve. In the present invention, combustion exhaust gas is discharged from the exhaust gas discharge pipe without passing through the waste heat recovery means, and the temperature in the radiant tube is controlled.
[0017]
  Also,Claim 1Radiant tube burner system of the inventionIs
  A cooling means for cooling the combustion exhaust gas is provided in a pipe line from the end of the radiant tube where no burner is disposed to the exhaust gas exhaust pipe. According to the present invention, the combustion exhaust gas is discharged after cooling the cooling means, so that the heat resistance temperature of the exhaust gas discharge pipe can be lowered.
[0018]
  Also,Claim 2The radiant tube burner system of the invention ofClaim 1In the radiant tube burner system described in
  The waste heat recovery means is a breathable heat storage body or a heat storage body and a perforated plate, and the flow resistance by the waste heat recovery means of combustion exhaust gas is small, so that abnormal radiant tube pressure can be avoided.
[0019]
  Also,Claim 3The radiant tube burner system of the invention is claimed1 or 2In the radiant tube burner system described in
  The length of the radiant tube in which the burner is not disposed has a length equal to or more than ½ of the furnace width. According to the present invention, the temperature in the furnace in the furnace width direction can be made uniform.
[0020]
  Also,Claim 4The radiant tube burner system of the invention is claimed1, 2 or 3In the described radiant tube burner system,
  A flow rate adjusting means for adjusting the amount of fluid discharged from the exhaust gas discharge pipe is provided between the pipe lines from the end of the radiant tube where no burner is disposed to the exhaust gas discharge pipe. The present invention can be controlled so as not to exceed the heat resistance temperature of the exhaust gas exhaust pipe by adjusting the flow rate of the exhaust gas discharged.
[0021]
  Also,Claim 5The radiant tube burner system of the invention is claimed1, 2, 3 or 4In the radiant tube burner system described in
  A flow rate adjusting means for adjusting the fluid that has passed through the waste heat recovery means and the fluid that is discharged from the end of the radiant tube without a burner to join and exhaust the respective fluids for exhaust gas discharge It is provided between the pipes. In the present invention, the flow rate adjusting means adjusts the flow rate of the combustion exhaust gas that has passed through the heat storage body and the combustion exhaust gas that has not passed through the heat storage body, and discharges the combustion exhaust gas from the exhaust gas discharge pipe.
[0022]
  Also,Claim 6The radiant tube burner system of the invention is claimed1, 2, 3, 4 or 5In the radiant tube burner system described in
  The radiant tube is attached to a small refractory wall having a refractory wall structure equivalent to the furnace wall matching the opening provided in the furnace wall of the heating furnace, and the small refractory wall to which the radiant tube is attached is The structure is detachable from the opening. The present invention improves the workability of mounting the radiant tube during construction and workability during maintenance inspection.
[0023]
  Also,Claim 7The inventive radiant tube burner system comprises a radiant tube having three or more ends;
  A burner disposed at at least two of the ends and having waste heat recovery means;
  A switching valve for alternately switching the supply of combustion air to the burner and the discharge of combustion exhaust gas from the burner to the exhaust gas discharge pipe;
  Cooling means for lowering the temperature of the fluid discharged from the end of the radiant tube without a burner;
  Flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the fluid cooled by the cooling means;
  Suction exhaust gas blocking means for discharging the fluid in the radiant tube from the exhaust gas discharge pipe from the end of the radiant tube without a burner;
  A control device for alternately burning the burner and operating the suction exhaust gas blocking means, the flow rate adjusting means, and the suction exhaust gas cutoff means to control the temperature in the radiant tube;
It is characterized by comprising. The present invention can control the temperature in the radiant tube by discharging the combustion exhaust gas in the radiant tube while performing flow rate control and temperature control.
[0024]
  Also,Claim 8The radiant tube burner system according to the present invention has the following features.7In the radiant tube burner system according to any one of
  It has a temperature control means for adjusting the temperature in the radiant tube by supplying a cooling medium into the radiant tube. The temperature in the radiant tube can be lowered by the cooling medium.
[0025]
  Also,Claim 9The radiant tube burner system of the invention ofClaim 8In the radiant tube burner system described in
  The temperature control means does not put any fuel into each burner, throws a cooling medium into the radiant tube from all burners or a part of the burners, and burns all or a part of the charged cooling medium. It is a means to discharge | emit via the said exhaust gas discharge piping from the said edge part which is not arrange | positioned. According to the present invention, since the temperature in the radiant tube can be rapidly reduced, an abnormal temperature can be avoided.
[0026]
  Also,Claim 10The radiant tube burner system of the invention ofClaim 8In the radiant tube burner system described in
  The temperature control means is means for changing the number of burners to which the cooling medium is charged and / or the amount of the cooling medium to be charged. According to the present invention, the abnormal temperature can be avoided by controlling the degree of cooling according to the temperature in the radiant tube.
[0027]
  Also,Claim 11The radiant tube burner system of the invention ofClaim 8In the radiant tube burner system described in
  The temperature control means is means for controlling the supply amount of the cooling medium according to a deviation between a current furnace temperature and a target furnace temperature to be lowered, and the abnormal temperature is controlled by controlling the degree of cooling. To avoid.
[0028]
  Also,Claim 12The radiant tube burner system of the invention ofClaim 8In the radiant tube burner system described in
  The temperature control means is means for controlling the supply amount of the system leg medium according to the furnace temperature reduction amount per unit time, and controls the degree of cooling to avoid abnormal temperatures.
[0029]
  Also,Claim 13The radiant tube burner system of the invention ofClaim 10In the radiant tube burner system described in
  The temperature control means does not inject fuel into each burner, but injects a cooling medium from a part of the burners, and the air inlet of combustion air is switched by each burner alternating, and the total amount of the injected cooling medium or The radiant tube burner temperature is controlled by discharging from the end portion of the radiant tube not partially disposed with a burner, and the furnace temperature is controlled.
[0030]
  Also,Claim 14The radiant tube burner system of the invention ofClaim 10In the radiant tube burner system described in
  While the furnace temperature does not reach the set temperature, the temperature control means supplies the refrigerant into the radiant tube burner, and does not dispose the burner for the entire amount of combustion exhaust gas in the radiant tube. It is a means to discharge | emit from, and it controls according to the temperature in a radiant tube.
[0031]
  Also,Claim 15The radiant tube burner system of the invention ofClaims 8 to 14In the radiant tube burner system according to any one of
  The cooling medium is a non-combustible fluid such as air, nitrogen or combustion gas, or a mixed fluid thereof, and is selected according to the temperature in the radiant tube to avoid an abnormal temperature.
[0032]
  Also,Claim 16The radiant tube burner system according to the present invention has the following features.15In the radiant tube burner system according to any one of
  It is characterized by having a drain discharge device for discharging drain from the radiant tube, and by attaching the drain discharge device, it adheres to the thin tube of the heat storage body, and the flow rate of combustion air is reduced or drained. Prevents temperature drop in radiant tube.
[0033]
  Also,Claim 17The radiant tube burner system according to the present invention has the following features.16In the radiant tube burner system according to any one of
  Control means for setting the burner disposed in the radiant tube in a combustion state with a number greater than the number of ignitions during normal operation while the temperature of an arbitrary place of the heating furnace in which the radiant tube burner system is disposed does not reach a predetermined temperature. It is characterized by having. This invention is for rapidly raising the temperature in the furnace in which the radiant tube burner is installed, and can provide diversity in the heat treatment of the object to be heated in the furnace.
[0034]
  Also,Claim 18The radiant tube burner system according to the present invention has the following features.16In the radiant tube burner system according to any one of
  Control means for igniting all the burners arranged in the radiant tube while the temperature in an arbitrary place of the heating furnace in which the radiant tube burner system is arranged does not reach a predetermined temperature. This invention is for rapidly raising the temperature in the furnace in which the radiant tube burner is installed, and can provide diversity in the heat treatment of the object to be heated in the furnace.
[0035]
  Also,Claim 19The radiant tube burner system according to the present invention has the following features.16In the radiant tube burner system according to any one of
  It has a control means for setting a plurality of predetermined temperatures to the temperature at an arbitrary place of the heating furnace in which the radiant tube burner system is arranged, and changing the number of ignitions of the burner arranged in the radiant tube for each predetermined temperature. It is characterized by. In this invention, the temperature distribution can be given to the furnace temperature by selecting the combustion location of the radiant tube burner.
[0036]
  Also,Claim 20The radiant tube burner system according to the present invention has the following features.16In the radiant tube burner system according to any one of
  It has a control means for adjusting the rise and fall of the furnace temperature according to the furnace temperature in each zone of the heating furnace. In this invention, the temperature distribution can be given to the furnace temperature by selecting the combustion location of the radiant tube burner.
[0037]
  Also,Claim 21The radiant tube burner system according to the present invention is the above-described claim 1 to claim 1.16In the radiant tube burner system according to any one of
  It has a control means for adjusting the temperature in the furnace according to the temperature of the fluid discharged from the end of the radiant tube, and the temperature in the furnace can be measured from the temperature of the fluid discharged from the radiant tube burner.
[0038]
  Also,Claim 22The radiant tube burner system according to the present invention has the following features.16In the radiant tube burner system according to any one of
  It has a control means for adjusting the temperature inside the furnace according to the surface temperature of the radiant tube, and the temperature inside the furnace can be measured by mounting it on the radiant tube near the furnace wall outside the furnace.
[0039]
  Also,Claim 23The radiant tube burner system according to the present invention has the following features.16In the radiant tube burner system according to any one of
  It has a control means for adjusting the temperature inside the furnace according to the temperature of the fluid discharged from the waste heat recovery means, and the temperature inside the furnace can be measured outside the furnace.
[0040]
  Also,Claim 24The radiant tube burner system according to the present invention has the following features.23In the radiant tube burner system according to any one of
  The diameter of the tube end of the radiant tube not provided with the burner is smaller than the diameter of the radiant tube provided with the burner, and combustion control is possible without adversely affecting the flow of combustion exhaust gas in the radiant tube.
[0041]
  Also,Claim 25The operation method of the radiant tube burner system of the invention is the operation method of the radiant tube burner system,
  Disposing a burner having waste heat recovery means in at least two of the three or more ends of the radiant tube for alternating combustion;
  When lowering the temperature in the radiant tube, the combustion exhaust gas discharged from the pipe end of the radiant tube in which a burner is disposed,After cooling using a cooling means,And a step of reducing the temperature in the radiant tube by discharging through the exhaust gas discharge pipe without passing through a switching valve for switching between the combustion exhaust gas and the combustion air. In the present invention, the temperature in the radiant tube is controlled by discharging the combustion exhaust gas without passing through the waste heat recovery means.
[0042]
  Also,Claim 26The operation method of the radiant tube burner system of the invention is the operation method of the radiant tube burner system,
  Disposing a burner having waste heat recovery means in at least two of the three or more ends of the radiant tube for alternating combustion;
  When the temperature in the radiant tube is lowered, a cooling medium is introduced into the radiant tube to cool the combustion exhaust gas discharged from the pipe end of the radiant tube in which a burner is arranged, and the combustion exhaust gas and combustion air And a step of reducing the temperature in the radiant tube by discharging the exhaust gas from the exhaust gas discharge pipe without passing through a switching valve. In the present invention, the cooling medium is caused to flow into the radiant tube to control the temperature in the radiant tube.
[0043]
  Also,Claim 27The operation method of the radiant tube burner system of the invention is the operation method of the radiant tube burner system,
  Disposing a burner having waste heat recovery means in at least two of the three or more ends of the radiant tube for alternating combustion;
  When lowering the temperature in the radiant tube, no fuel is supplied to each burner, the cooling medium is supplied from all or a part of the burners, and the whole or a part of the input cooling medium is not disposed at the end of the burner. And a step of discharging the wastewater. In the present invention, the temperature is controlled by controlling the amount of the input cooling medium in the radiant tube.
[0045]
  Also,Claim 28The operation method of the radiant tube burner system of the invention ofClaims 25 to 27In the operation method of the radiant tube burner system according to any one of
  It has a step of controlling the temperature in the radiant tube according to the amount of change in the furnace temperature per unit time, and temperature control can be performed at high speed.
[0046]
  Also,Claim 29The operation method of the radiant tube burner system of the invention ofClaims 25 to 27In the operation method of the radiant tube burner system according to any one of
  Adjusting the flow rate of the fluid discharged from the end portion where no burner is disposed and the fluid passing through the waste heat recovery means and the four-way valve, and joining and discharging from the exhaust gas discharge pipe, The temperature control of the radiant tube temperature is easy.
[0047]
  Also,Claim 30The operation method of the radiant tube burner system of the invention ofClaims 25 to 27In the operation method of the radiant tube burner system according to any one of
  When lowering the temperature in the radiant tube, the fuel is not charged into each burner but the cooling medium is charged from some of the burners, and the air inlet of the combustion air is synchronized with the alternating combustion of each burner. It is characterized by having a step of discharging from the end portion where the burner is not disposed in the whole amount or part of the input cooling medium, and temperature control of the temperature in the radiant tube is easy.
[0048]
  Also,Claim 31The operation method of the radiant tube burner system of the invention ofClaims 25 to 27In the operation method of the radiant tube burner system according to any one of
  The alternating combustion has a step of discharging the entire amount of flue gas from the end of the radiant tube burner where a burner is not disposed while the temperature in the furnace does not rise to an arbitrary temperature. Easy.
[0049]
  Also,Claim 32The operation method of the radiant tube burner system of the invention ofClaims 25 to 27In the operation method of the radiant tube burner system according to any one of
  While the temperature of an arbitrary place of the furnace in which the radiant tube burner system is disposed does not reach an arbitrary temperature, the burner disposed in the radiant tube has a step of making the combustion state more than the number of ignitions during normal operation. It is easy to control the temperature inside the radiant tube.
[0050]
  Also,Claim 33The operation method of the radiant tube burner system of the invention ofClaims 25 to 27In the operation method of the radiant tube burner system according to any one of
  While the temperature of an arbitrary place of the furnace in which the radiant tube burner system is arranged does not reach an arbitrary temperature, the method has a step of igniting all the burners arranged in the radiant tube. Temperature control is easy.
[0051]
  Also,Claim 34The operation method of the radiant tube burner system of the invention ofClaims 25 to 27In the operation method of the radiant tube burner system according to any one of
  A step of setting a plurality of arbitrary temperatures to the temperature of an arbitrary place of the furnace in which the radiant tube burner system is disposed, and changing the number of ignitions of the burner disposed in the radiant tube for each arbitrary temperature. The temperature is controlled by the number of burners.
[0052]
  Also,Claim 35The operation method of the radiant tube burner system of the invention ofClaims 25 to 34In the operation method of the radiant tube burner system according to any one of
  The temperature to be controlled is the furnace temperature, and / or the surface temperature of the radiant tube, or / and the temperature of the fluid discharged from the waste heat recovery device, or / and the fluid discharged from the end of the radiant tube. Temperature. In the present invention, the temperature in the radiant tube can be controlled from these factors.
[0053]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a radiant tube burner system and an operation method thereof according to the present invention will be described in detail based on the drawings.
FIG. 1 shows one embodiment of the radiant tube burner system of the present invention. In the figure, a radiant tube burner 5 is attached to both ends of the radiant tube 3, the combustion gas passes through the radiant tube 3 and is heated, and a radiant heat radiated from the outer surface of the radiant tube burner 5 It is a burner for heating the inside of a heat treatment furnace or the like. The radiant tube 3 is supported so that its tube end is supported by a mounting hole 7a drilled in the furnace wall 7 of the heating furnace, and its end is positioned outside the furnace. Similarly, the end of the bypass pipe 3b is also disposed on the furnace wall 7. The radiant tube 3 is provided with a bypass pipe 3b branched from a radiant tube curved in a substantially U shape. The burner 5 is arranged at both pipe end portions 3a of the radiant tube 3, and the bypass pipe 3b where no burner is arranged. The gas cooler 9 is connected to the end of the exhaust gas, and the exhaust gas flow rate adjusting valve 6, the exhaust gas suction shut-off valve 8, and the four-way valve 4 are sequentially connected. Between the exhaust gas flow rate adjusting valve 6 and the exhaust gas suction cutoff valve 8, an exhaust gas exhaust pipe 19 for exhausting the exhaust gas fluid in the radiant tube 3 is provided. The diameter of the bypass pipe 3b is smaller than the diameter of the pipe end 3a of the radiant tube in which the burner is arranged. Alternatively, a plurality of pipe end portions 3a of the radiant tube 3 may be provided, the burner 5 may be inserted into each pipe end portion, and a plurality of bypass pipes 3b may be provided.
[0054]
A burner 5 is attached to the tube end 3a of the radiant tube 3, and a heat storage body 17 is provided in the burner body 5a. A burner gun 11 comprising a fuel nozzle (fuel passage) 12 and a combustion air nozzle (pilot combustion air passage) 13 through which pilot combustion air circulates is inserted into the burner 5, and combustion air is surrounded around the burner gun 11. A passage 16 is provided. The baffle 15 at the tip of the burner 5 is provided with a combustion air jet 14, and the burner 5 is connected to the four-way valve 4 via a pipe 10 in which combustion air and exhaust gas flow alternately. The exhaust gas flow rate adjusting valve 6 may be manually adjusted or may be automatically controlled in accordance with a target control amount.
[0055]
Also, in the heating furnace, a temperature sensor T for detecting the furnace temperature.1Is provided, and the temperature sensor T is provided on the side of the heat storage body 17 where the exhaust gas is discharged.2Is provided. These temperature sensors T1, T2Is input to the control device 2. The four-way valve 4, the exhaust gas flow rate adjustment valve 6, the exhaust gas suction cutoff valve 8, etc. are controlled by the control device 2. The furnace temperature may be detected by measuring the surface temperature of the radiant tube 3 and detecting the furnace temperature.
[0056]
Further, the burner 5 is not limited to the above embodiment, but may be the embodiment shown in FIG. Hereinafter, the burner of FIG. 2 will be described. The tube end portion of the radiant tube 3 is supported by the mounting hole 7a drilled in the furnace wall 7 of the heating furnace, the end portion is located outside the furnace, A flange 3 c is provided and is fixed to a mounting portion 7 b provided on the outer surface of the furnace wall 7. A gap between both end portions of the radiant tube 3 and the furnace wall 7 is sealed with a seal member (not shown), and the bypass pipe 3b is also arranged on the furnace wall 7 with the same configuration.
[0057]
The burner shown in FIG. 2 includes a burner gun 11, a baffle 15, a heat storage body storage portion 18 and the like. The nozzle portion of the burner 5 is substantially cylindrical, and is inserted into the radiant tube 3, and has a flange 15f at its end. Is provided. The flange 15f is provided with a heat storage body storage portion 18 bent at a right angle. A hole 18a into which the burner gun 11 is inserted is formed in the upper part of the heat accumulator storage unit 18, and the heat accumulator 17 or the perforated plate into which the combustion air flows and the heat accumulator 17 are laminated in the heat accumulator storage unit 18. Is housed in. A flange 18b is formed at the lower end of the heat storage body storage portion 18, and the pipe 10 is connected thereto. Although not shown, the perforated plate is disposed between the heat storage body 17 and the baffle 15, and the perforated plate closest to the baffle 15 is biased by high-temperature exhaust gas sucked from the combustion air injection port 14 that flows in when not operating. It is arranged for the purpose of correcting the drift that occurs when the combustion exhaust gas flowing in and the combustion exhaust gas changes its flow to an L shape. Each heat storage body 17 has a relatively low pressure loss of a fluid flowing through a plurality of thin tubes provided in the heat storage body 17, has a large heat capacity, and has a high durability, for example, a honeycomb-shaped material in which ceramic is formed into a cylindrical shape. Is used. When the exhaust gas passes through the heat storage body 17, the sensible heat is accumulated, and when the combustion air passes through each heat storage body 17, the combustion air takes heat from the heat storage body 17 and rises in temperature.
[0058]
In addition, the burner gun 11 includes a fuel passage, a pilot combustion air passage, a spark plug (not shown), and the like, as in FIG. The burner gun 11 has a fuel nozzle that is a fuel passage concentrically disposed in the pilot combustion air passage, and is inserted through the hole 18 a of the heat storage body storage portion 18 and supported by the baffle 15. Therefore, as shown in FIG. 1, the burner gun 11, that is, the space around the guide pipe becomes the combustion air passage 13, and the tip of the burner gun 11 reaches a position near the inner surface of the furnace wall 7 in the guide pipe. Yes. Moreover, in the burner 5, although each heat storage body 17 is accommodated in the lower side in the heat storage body accommodating part 18, in the main combustion air path 16 or the piping 10 of the air path connected to this, If the passage is in the middle of the passage, the accommodation position of each heat storage body 17 is not limited to this. For example, the heat storage bodies 17 may be arranged side by side around the burner gun 11.
[0059]
Further, the fuel piping system of the burner gun 11 in the present embodiment will be described with reference to FIG. 3. A fuel supply source is connected to the burner gun 11 through a fuel supply passage 23, and a control valve 25 is interposed in the middle thereof. . The bypass passage 27 is provided so as to bypass the control valve 25. In the middle of the bypass passage 27, a flow control valve 29 and a control valve 31 are interposed. Therefore, the fuel pumped from the fuel supply source is supplied to the burner gun 11 via the bypass passage 27 even when the control valve 25 is closed. However, in the bypass passage 27, the flow rate control valve 29 restricts the fuel flow rate in the bypass passage 27, and the fuel supplied to the burner gun 11 is adjusted to the minimum amount required for the pilot combustion by the burner gun 11.
[0060]
4 is a front view schematically showing the burner 5. The baffle 15 has a cylindrical shape, the front surface is a disc portion 15a, and a peripheral wall portion 15b extending from the entire periphery in the direction of the burner gun 11. And a flange 15f. The flange 15f is fixed to the flange 3c of the radiant tube 3 and is integrally formed. The diameter of the disc portion 15 a is set to be approximately the same value as the inner wall of the radiant tube 3, and the disc portion 15 a closes the radiant tube 3.
[0061]
The disc portion 15a is provided with a cutout portion 15d and a small diameter hole 15c. The cutout portion 15d of the disc portion 15a cuts out the lower end portion of the disc portion 15a in a half-moon shape. In this cutout portion 15 d, the combustion air injection port (nozzle) 14 is provided eccentrically with respect to the transverse section of the radiant tube 3, and the combustion air is ejected to an eccentric position in the space inside the radiant tube 3. . The baffle 15 is disposed at a position substantially corresponding to the inner surface of the furnace wall 7 in the radiant tube 3, for example. Moreover, the notch 15d is not limited to a half-moon shape.
[0062]
Further, the small-diameter hole 15 c of the disk portion 15 a faces the hole 18 a of the heat storage body accommodation portion 18, and the diameter thereof is set to be approximately the same as the outer diameter of the tip of the burner gun 11. The peripheral edge of the small-diameter hole 15c extends toward the heat storage body accommodating portion 18, constitutes a cylindrical portion 15e, and a guide pipe that houses the burner gun 11 is disposed and supported. Therefore, the burner gun 11 is disposed substantially parallel to the radiant tube 3 and the tip thereof is separated from the combustion air injection port 14. The peripheral wall 15 b of the baffle 15 is substantially fixed to the inner peripheral surface of the radiant tube 3. The burner 5 is connected to a pipe 10 that is a combustion air passage, and an appropriate amount of combustion air is pumped to the burner 5 from a combustion air supply source (not shown) via the pipe 10.
[0063]
Furthermore, the burner gun 11 is provided with a pilot combustion air passage 13 adjacent to the fuel passage 12 by disposing the fuel passage 12 in the pilot combustion air passage 13. The space around the burner gun 11 is a combustion air passage 13, and when the burner 5 is in a non-operating standby state, high-temperature exhaust gas flows through the combustion air passage 16. However, low-temperature (normal temperature) combustion air is always supplied into the pilot combustion air passage 13 before combustion, and an amount of fuel necessary for pilot combustion flows in the fuel passage 12. In the burner 5, the fuel in the fuel passage 12 is not heated by the heat of the exhaust gas in the combustion air passage 16 and becomes high temperature.
[0064]
Further, when the radiant tube burner is continuously burned, the flow distribution perpendicular to the burner axis of the fluid passing through the heat storage body 17 is adjusted, and the heat exchange surplus is adjusted so that the exchange heat quantity of the exhaust gas and the combustion air is balanced. A part of the exhaust gas is exhausted through the bypass pipe 3b. The adjustment of the flow rate distribution defines the combustion air injection port 14 together with the radiant tube 3 by the notch 15d. The combustion air injection port 14 is eccentric with respect to the transverse section of the radiant tube 3, and the combustion air is ejected to an eccentric position in the space inside the radiant tube 3.
[0065]
Here, the relationship between the combustion air and the operation of the burner 5 will be described with reference to FIG. FIG. 4A is a waveform showing a fuel supply cycle, and FIG. 4B is a waveform showing a combustion and exhaust cycle. In the combustion mode, the main combustion air is pumped to the burner 5 in addition to the pilot combustion air. The burner 5 is supplied with an amount of main combustion air suitable for performing main burner combustion. On the other hand, in the exhaust mode, the burner 5 is in a standby state, only the pilot combustion air is pumped, and an amount of combustion air suitable for pilot combustion is supplied. At the time of pilot combustion of the burner gun 11, the combustion amount is, for example, about 5000 Kcal / H. That is, pilot combustion air is always supplied to the pilot combustion air passage of the burner gun 11 regardless of the operating state of the burner 5.
[0066]
Next, the operation of the burner 5 will be described with reference to FIG.
First, when performing pilot combustion, the control valve 25 of the fuel supply passage 23 is closed and fuel is supplied to the burner gun 11 only through the bypass passage 27. Combustion air is constantly pumped from the combustion air supply source to the burner gun 11, and the fuel and the combustion air become a mixed gas having an air ratio suitable for pilot combustion. And this mixed gas is ignited with a spark plug, and pilot combustion is performed.
[0067]
When the burner gun 11 is in pilot combustion, the control valve of the fuel supply passage 23 is opened and the supply of combustion air from the combustion air supply source is started. The burner gun 11 performs main combustion. That is, when the control valve 25 of the fuel supply passage 23 is opened, multiple fuels are pumped from the fuel supply source to the fuel passage 12 of the burner gun 11. When the control valve 25 of the fuel supply passage 23 is closed from this main combustion state, the supply of combustion air from the combustion air supply source is stopped, and the burner gun 11 returns to a state where pilot combustion is performed. Even in this state, a small amount of fuel is supplied to the burner gun 11 via the bypass passage 27 of the fuel supply passage 23, and the combustion air supply source always supplies combustion air. The burner gun 11 performs stable pilot combustion. In this way, alternating combustion is performed by alternately operating.
[0068]
Next, alternating combustion of the pair of burners 5 will be described with reference to FIG. In the following description, A is assigned to the reference symbol related to the operation of one burner, and B is assigned to the reference symbol related to the other burner. A large amount of fuel, main combustion air, and pilot combustion air are supplied to the burner 5A, and the flame F1Main combustion is performed as shown in FIG. On the other hand, a small amount of fuel and pilot combustion air are supplied to the burner gun 11B of the burner 5B, and pilot combustion F2Is done. Even in the standby state, the burner 5B is supplied with an amount of fuel suitable for pilot combustion and air for pilot combustion, and the pilot flame F2It is burning as shown in.
[0069]
The exhaust gas generated by the main combustion of the burner 5A is heated while flowing in the radiant tube 3, and flows toward the burner 5B. The exhaust gas flows into the main combustion air passage 16B from the main combustion air injection port 14B of the baffle 15B and is discharged through the piping 10 of the air passage. At this time, the heat of the exhaust gas is recovered by each heat storage body 17B in the burner body 5aB, and the temperature of each heat storage body 17B rises.
[0070]
When the burner 5A starts main combustion and a predetermined time T (for example, about 20 seconds) elapses, as shown in FIG. 3, the control valve 25A of the fuel supply passage 23A is closed, and the fuel supply passage 23B. The control valve 25B is opened. At the same time, the four-way valve 4 is switched, the operating side and standby side burners 5A and 5B are switched, main combustion is performed in the burner 5B, and pilot combustion is performed in the burner 5A.
[0071]
FIGS. 6 (a) and 6 (b) show the alternating combustion in operation waveforms. At time t1, the burner 5A starts main combustion and the burner 5B starts pilot combustion. At time t2 when only time T has elapsed, the burner 5A that has been performing main combustion is switched to pilot combustion, and the burner 5B that has been performing pilot combustion starts main combustion. Thereafter, the burner 5A and the burner 5B on the operating side and the standby side are switched each time the time T elapses, and the radiant tube burner 1 performs alternating combustion.
[0072]
Next, the cooling pipe mode in this embodiment is demonstrated with reference to FIG. The temperature in the furnace is the temperature sensor T1, T2The output is monitored by the control device 2, and the operation mode when the furnace temperature exceeds the set temperature or when the emergency operation is stopped is the cooling pipe mode. The basic operation in this mode is to stop the combustion of the burners 5 at both ends, maintain the fuel cut off state, and cut off the fuel supply to the pilot burner. Further, the exhaust gas passing through the heat accumulator 17 is shut off by fully closing the exhaust gas suction shut-off valve 8 arranged at the exhaust port of the four-way valve 4, and setting the four-way valve 4 to an intermediate position, Combustion air as a cooling medium is passed through the radiant tube 3 from the burner 5a of 3a, and the combustion air as the cooling medium is exhausted through the bypass pipe 3b to cool the radiant tube.
[0073]
In this embodiment, the temperature in the furnace is controlled by the temperature sensor T by operating in the cooling pipe mode.1, T2When the furnace temperature reaches the control target value as a result of the measurement and the processing by the control device 2, the combustion air blowing is stopped. Thereafter, when the furnace temperature falls below the target furnace temperature lower limit, the burner 5 is switched to the combustion mode again and combustion is started. Similarly, when the furnace temperature recovers and exceeds the upper limit of the target furnace temperature, the operation is performed in the cooling pipe mode. Even in such steady combustion, the cooling pipe mode is used as a temperature control means. Further, the radiant tube can be operated independently as a cooling pipe mode. The cooling medium is, for example, a non-flammable fluid such as air, nitrox, or combustion gas, or a mixed fluid thereof, and a substance that does not cause a risk of flammable explosion is selected even when the furnace temperature is high.
[0074]
Moreover, in this embodiment, the exhaust gas flow rate adjustment valve 6 which adjusts the fluid quantity discharged | emitted from the edge part of the bypass pipe 3b is provided, and the exhaust gas in the radiant tube 3 to the heat storage body 17 through the bypass pipe 3b. Since the flowing amount can be adjusted, the sensible heat of the exhaust gas absorbed by the heat storage body 17 and the sensible heat obtained by the combustion air can be balanced. The amount of heat exchange between the exhaust gas and the combustion air, that is, the water equivalents can be matched, and the exhaust gas temperature on the outlet side of the heat storage body does not rise abnormally even when continuously burned at 100% combustion load. It can be adjusted to enable continuous combustion at the highest operating point of thermal efficiency.
[0075]
Moreover, in the radiant tube burner system of this embodiment, it can function as a cooling pipe by a radiant tube cooling means at the time of emergency in the case of an abnormally high temperature state. In such an emergency, in order to rapidly lower the furnace temperature, no fuel is supplied to each burner 5 and the cooling medium is supplied into the radiant tube 3 from all or a part of the burners. By discharging all or part of the input cooling medium from the bypass tube 3b of the radiant tube in which the burner 5 is not disposed, the temperature in the radiant tube can be rapidly lowered.
[0076]
Also, when discharging the cooling medium from the tube end 3b of the radiant tube, even if the high temperature preheated air is supplied in the heating mode and the operation mode is changed to the cooling pipe mode, the room temperature air is continuously stored. 17 can be supplied. In the cooling pipe mode, after the heat stored in the heat storage body 17 in the initial stage is released, room temperature air can be supplied into the radiant tube 3 through the heat storage body 17. Of course, when controlling the exhaust of the cooling medium through the burner 5 and the operation of exhausting from the end of the bypass pipe 3b at the same time, the temperature of the cooling medium to the radiant tube 3 can be adjusted and the cooling capacity can be controlled. become. Further, it is possible to change the cooling capacity by changing the number or / and the amount of immersion of the cooling medium 5 into which the cooling medium is introduced through the burner 5.
[0077]
Further, the control device 2 is provided with a control means for controlling the furnace temperature. In the cooling pipe mode, the current furnace temperature is used as an index for controlling the amount of heat removed from the furnace. The deviation from the target furnace temperature to be lowered can be used after being processed. By this deviation, the cooling medium temperature can be adjusted. That is, it is possible to control the exhaust gas emission rate from the burner 5 and the exhaust gas emission rate ratio from the bypass pipe 3b, the number of burners 5 to which the cooling medium is supplied, or the cooling medium input amount.
[0078]
Moreover, the amount of furnace temperature reduction per unit time can be used as an index when the control device 2 controls the amount of heat removed from the furnace by the cooling pipe. According to the furnace temperature reduction amount per unit time, the above-mentioned cooling medium temperature adjustment, that is, control of the discharge amount from the burner 5 and the discharge amount ratio from the bypass pipe 3b, the number of burners into which the cooling medium is introduced and / or the cooling medium The input amount can be controlled.
[0079]
At this time, when continuous combustion is performed with the radiant tube burner capacity, a part of the exhaust gas surplus in heat exchange is exhausted through the bypass pipe 3b so that the heat storage body 17 balances the exchange heat amount of the exhaust gas and the combustion air. Can be adjusted. The exhaust gas flow rate adjusting valve 6 may be an automatic valve that can be controlled in two positions so as to be fully open when used as a cooling pipe, and may be of a system in which the fully open and combustion modes are in an intermediate position. Further, the opening degree of the exhaust gas flow rate adjusting valve 6 may be controlled by a method that can control the exhaust gas bypass amount more delicately.
[0080]
Further, when the furnace temperature is lowered, no fuel is supplied to each burner 5 or a cooling medium is supplied from a part of the burners 5, and the air inlet is an alternating power source that switches each burner 5 by switching alternately and burns. In synchronism with the combustion, a means for discharging all or part of the input cooling medium from the end of the bypass pipe 3b is provided. If cooling air is constantly blown in such a way, a temperature difference between the inner and outer surfaces of the radiant tube occurs, and if the temperature difference is large, the radiant tube may be cracked. Therefore, the thermal inertia of the radiant tube is taken into account. By supplying cooling air to the click or operating while stopping the cooling air, the temperature difference between the inner and outer surfaces of the radiant tube can be reduced and the occurrence of cracks in the radiant tube can be avoided. In the cooling pipe mode, the operation mode can be switched simply by shutting off the fuel during alternating combustion, so the basic operation sequence and the cooling mode are shared instead of the two types of sequences, the heating mode and the cooling mode. It is a control system that can.
[0081]
  In this embodiment,Gas cooler9 is provided for the combustion exhaust gas discharged from the pipe end of the bypass pipe 3b.Gas cooler9 can be cooled and discharged, so that the exhaust gas discharge pipe 19 is not brought into an abnormally high temperature state.
[0082]
In the radiant tube burner system of this embodiment, when the furnace is started up from a low temperature to raise the temperature, the entire exhaust gas is discharged from the end of the bypass pipe 3b while the furnace temperature does not reach an arbitrary temperature. Since the burner in which the heat storage body is accommodated is not inserted into the end portion of the bypass pipe 3b, dew condensation in the burner can be prevented. Accordingly, it is possible to minimize equipment destruction due to low temperature corrosion.
[0083]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, the embodiment of FIG. 7 is a system in which a gas cooler for cooling the combustion exhaust gas discharged from the bypass pipe 3b is not disposed, and the bypass pipe 3b protrudes from the furnace wall 7 and passes through the exhaust gas flow rate adjustment valve 6 to the four-way valve 4. It is connected to the. An exhaust gas discharge pipe 19 is provided between the four-way valve 4 and the passing gas flow rate adjustment valve 6. Since the basic combustion operation is the same as described above, the description thereof is omitted. However, the exhaust gas flow rate adjustment valve 6 is made of a heat-resistant metal and is configured so as not to hinder the passage of exhaust gas. For example, in the radiant tube burner 1, the operation standby state of each burner 5 is switched every T hours. However, the present invention is not limited to this, and the temperature of each of the heat storage bodies 17A and 17B is monitored. It is good also as a structure which switches the operation | movement and standby of each burner 5A, 5B manually when it reaches the preset temperature or more.
[0084]
FIG. 8 shows another embodiment of the radiant tube burner system of the present invention. FIG. 8 shows that the heating furnace is in the heating zone Z1, Z2, ZThreeThe radiant tube 3 is equipped with a U-shaped pipe end 3a and two bypass pipes 3b for each heating zone. The tube end 3a of the radiant tube 3 in the furnace and the two bypass pipes 3b have a relationship La> L / 2, where L is the furnace width. Note that the above-described embodiment has the same configuration. These heating zones can control the furnace temperature independently for each heating zone. Moreover, since the pipe end where the burner 5 is arranged can be provided at two or more places, it is possible to switch the combination of the alternating combustion of the burner to be paired and burn it. More specifically, when burners are mounted at four locations of the radiant tube 3, any two locations of the burners are set to the combustion state at four locations and the other two locations are set to the exhaust state. The place is in the combustion state, and the other three places are in the exhaust state. In the next cycle, it is possible to eliminate the radiant tube from becoming locally hot by controlling the three places to be in the combustion state and the other one to be in the exhaust state. These switching controls can be controlled by the control device 2. Of course, the detection of the furnace temperature is the same as in the above embodiment, and the operation in the cooling pipe mode is the same as in the above embodiment.
[0085]
Further, by providing the drain discharge device 20 in the exhaust gas discharge pipe 19, the drain generated in the radiant tube can be discharged. The drain discharge device 20 is a device that discharges condensation such as acidic substances generated when the temperature in the radiant tube is drastically decreased, and prevents corrosion of the radiant tube or drastically lowers the temperature due to drain. It is possible to prevent adverse effects. Further, the drain discharge device 20 may be provided in the vicinity of the heat storage burner 17. Furthermore, by providing a means for discharging drain outside the radiant tube burner system of the present embodiment, the residence time of the acid corrosive fluid in the system can be minimized, and the equipment destruction due to low temperature corrosion can be minimized.
[0086]
Of course, in the present embodiment, in the cooling pipe mode, it is possible to discharge the entire amount from the bypass pipe without passing through the heat accumulator while monitoring the occurrence of condensation by measuring the temperature in the furnace, Equipment breakdown due to low temperature corrosion can be minimized.
[0087]
Further, in this embodiment, in the radiant tube burner system provided for each zone of the heating furnace, the temperature of each zone of the heating furnace in which the radiant tube burner system is arranged does not increase to the radiant tube. It is possible to increase the amount of combustion by increasing the number of burners installed during normal operation, and the heat load of the radiant tube increases the amount of combustion within the burner capacity even without preheated air sensible heat It becomes possible.
[0088]
Further, in the radiant tube burner system of the present embodiment, the furnace temperature in an arbitrary zone of the heating furnace in which the radiant tube burner system is arranged is set to an arbitrary temperature for each zone, and the radiant tube is set for each arbitrary temperature. It is possible to increase the heat load of the radiant tube up to the total combustion amount of each burner disposed on the radiant tube by changing the number of ignitions of the burner disposed on the radiant tube. The minimum heat load can also be one minimum combustion quantity of a burner arranged in the radiant tube. In addition, the heat load control can be performed by setting the control target value by setting the temperature in the furnace of the zone.
[0089]
Moreover, other embodiment of the radiant tube burner system of this invention is described with reference to FIG. In the figure, the radiant tube burner 1 is arranged such that the radiant tube burner of the above embodiment is disposed in an opening 7b in which the furnace wall 7 is perforated, on a small refractory wall 7c equivalent to the furnace wall matching the opening. Maintainability is improved as a structure that can be attached to and detached from the wall 7 every small fireproof wall 7c. Moreover, a radiant tube burner combustion furnace can be constructed by incorporating the radiant tube burner into the small fireproof wall 7c and then attaching the small fireproof wall 7c to the opening 7b. Further, the radiant tube burner can be repaired and maintained by removing the small fireproof wall 7c from the opening 7b.
[0090]
Further, the heat storage body used in the burner of the present embodiment is not limited to the honeycomb-shaped heat storage body, and any shape or material such as a ball or lump such as ceramics or metal can be applied.
Further, the radiant tube burner used in the present embodiment is not limited to the U shape, and any shape of W type or S type, the presence or absence of fins on the surface, and any shape of the cross section can be applied.
[0091]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is an advantage that it is easy to raise and cool the temperature in the radiant tube by providing the radiant tube with the bypass pipe and discharging the exhaust gas from the bypass pipe.
[0092]
In addition, a pair of burners are alternately burned to the radiant tube, and a pair of burners are installed and the paired burners are switched to prevent a local radiant tube temperature from rising locally. There is an advantage that the factor can be reduced.
[0093]
Further, the thermal efficiency of the radiant tube burner system is improved, and the combustion exhaust gas can be reduced and discharged by the gas cooler provided in the bypass pipe, so that there is an advantage that the temperature can be rapidly lowered.
[0094]
Further, the amount of fluid discharged from the end of the bypass pipe is adjusted by the exhaust gas flow rate adjusting means to balance the sensible heat released from the exhaust gas by the heat accumulator and the sensible heat obtained by the combustion air to be approximately 100%. There is an advantage that even if continuous combustion is performed with a combustion load, the exhaust gas temperature on the outlet side of the heat storage body does not rise abnormally, and operation can be performed while maintaining the highest thermal efficiency.
[0095]
Further, there is an advantage that the operation state can be continuously switched from the heating mode to the cooling pipe mode or from the cooling pipe mode to the heating mode. Further, the cooling capacity can be changed by changing the number of burners to which the cooling medium is introduced and / or the cooling medium immersion amount, and the temperature can be rapidly lowered. Also, the furnace length of the bypass pipe is more than half the furnace width, and the bypass pipe serves as a heat radiation pipe in the furnace, so heating and temperature decrease rapidly. You can get none.
[0096]
In addition, by using the furnace temperature reduction per unit time as an index for controlling the amount of heat removed from the furnace by the cooling pipe, the discharge amount of the cooling medium from the burner and the bypass pipe It is possible to control the discharge ratio, the number of burners to which the cooling medium is charged and / or the cooling medium charging quantity, and the temperature adjustment of the furnace temperature becomes easy.
[0097]
Also, if cooling air is constantly blown in, there will be a temperature difference between the inner and outer surfaces of the radiant tube, and if the temperature difference is large, the radiant tube will crack, so it will be cooled cyclically taking into account the thermal inertia due to the wall thickness of the radiant tube. By introducing air, the temperature difference between the inner and outer surfaces of the radiant tube can be reduced, and the occurrence of cracks in the radiant tube can be eliminated.
[0098]
In addition, the cooling pipe mode can be set to the cooling mode only by shutting off the fuel even when the heating mode is used without providing a special sequence. Therefore, an inexpensive control system can be obtained.
[0099]
In addition, when starting up the furnace from a low temperature and raising the temperature, the entire amount of exhaust gas can be discharged from the end of the radiant tube where the burner is not arranged, so that it does not go through a burner incorporating a complicated heat storage body. Since combustion exhaust gas can be discharged, dew condensation in the burner can be prevented, and the location of equipment destruction due to low temperature corrosion can be minimized. Of course, the same effect can be obtained when the furnace temperature is changed from high to low. Further, by providing the means for discharging the drain outside the radiant tube burner system, there is an advantage that the residence time of the acid corrosive fluid in the system can be minimized and the equipment destruction due to low temperature corrosion can be minimized.
[0100]
In addition, the radiant tube burner system can be installed with a large number of burners and can have a range of combustion amounts from the combined maximum combustion amount to the minimum combustion amount of one burner. As in the case, there is an advantage that a large turndown can be realized as compared to the turndown of one burner (operation for lowering the temperature).
[0101]
Also, since the radiant tube diameter without the burner is smaller than the radiant tube diameter with the burner, the exhaust gas flow rate is less lost by this radiant tube, the heat transfer coefficient in the tube is improved, and the heat radiation capacity into the furnace is improved. To do.
[0102]
Moreover, there exists an advantage that maintenance and construction become easy by making the fireproof wall equipped with the radiant tube burner into a structure that can be attached to and detached from the opening of the furnace wall.
Moreover, this invention is a radiant tube burner system which has all the said effects.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a radiant tube burner system of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of a radiant tube burner system applied to the present invention.
FIG. 3 is a system diagram showing a fuel supply passage of the present embodiment.
FIG. 4 is a front view of the radiant tube burner according to the embodiment of the present invention from the front end direction.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a relationship between a combustion state and an air supply amount according to the present embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing alternating combustion according to the present embodiment.
FIG. 7 is a block diagram showing another embodiment of the radiant tube burner system of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing another embodiment of the radiant tube burner system of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing another embodiment of the radiant tube burner system of the present invention.
FIG. 10 is a configuration diagram of a conventional radiant tube burner system.
FIG. 11 is a configuration diagram of a conventional radiant tube burner system.
[Explanation of symbols]
1 Radiant tube burner
2 Control device
3 Radiant tube
3a Pipe end
3b Bypass pipe
4 Four-way valve
5 Burner
6 Exhaust gas flow rate adjustment valve
9 Gas cooler
7 Furnace wall
8 Exhaust gas shut-off valve
10 Piping
11 Burnagan
12 Fuel nozzle (fuel passage)
13 Pilot combustion air passage
14 Combustion air injection port
15 baffle
16 Air passage for combustion
17 Thermal storage
18 Heat storage unit housing
19 Exhaust gas exhaust piping

Claims (35)

ラジアントチューブバーナシステムが３カ所以上の端部を有するラジアントチューブを具備し、前記端部の少なくとも２箇所に廃熱回収手段を有するバーナを配置し、バーナを配置しない残りの端部から前記ラジアントチューブ内に流れる流体を、燃焼排ガスと燃焼用空気との流通経路の切り換えを行う切換弁を経ることなく、排ガス排出用配管に排出し、
バーナを配置しない前記ラジアントチューブの端部から前記排ガス排出用配管までの配管路に、燃焼排ガスを冷却する冷却手段を設けたことを特徴とするラジアントチューブバーナシステム。A radiant tube burner system includes a radiant tube having three or more ends, a burner having waste heat recovery means is disposed at least at two of the ends, and the radiant tube starts from the remaining end where no burner is disposed. The fluid flowing in the exhaust gas is discharged to the exhaust gas discharge pipe without going through a switching valve for switching the flow path between the combustion exhaust gas and the combustion air ,
A radiant tube burner system characterized in that a cooling means for cooling combustion exhaust gas is provided in a pipe line from an end portion of the radiant tube where no burner is disposed to the exhaust gas exhaust pipe . 請求項１に記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記廃熱回収手段が、通気性を有する蓄熱体又は蓄熱体と多孔板であることを特徴とするラジアントチューブバーナシステム。The radiant tube burner system according to claim 1,
The radiant tube burner system characterized in that the waste heat recovery means is a breathable heat storage body or a heat storage body and a perforated plate. 請求項１又は２に記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
バーナを配置しない前記ラジアントチューブの炉内長さが炉幅の１／２以上の長さを有することを特徴とするラジアントチューブバーナシステム。The radiant tube burner system according to claim 1 or 2,
The radiant tube burner system is characterized in that the length of the radiant tube in which the burner is not disposed has a length of ½ or more of the furnace width . 請求項１，２又は３記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
バーナを配置しない前記ラジアントチューブの端部から前記排ガス排出用配管までの配管路間に、前記排ガス排出用配管から排出される流体量を調整する流量調整手段を設けたことを特徴とするラジアントチューブバーナシステム。In the radiant tube burner system according to claim 1, 2, or 3,
A radiant tube characterized in that a flow rate adjusting means for adjusting the amount of fluid discharged from the exhaust gas discharge pipe is provided between pipe lines from the end of the radiant tube without a burner to the exhaust gas discharge pipe. Burner system. 請求項１，２，３又は４に記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記廃熱回収手段を通過した流体と、バーナを配置しない前記ラジアントチューブの端部から排出される流体とを調整してそれぞれの流体を合流させて排気するための流量調整手段を前記排ガス排出用配管までの間に設けたことを特徴とするラジアントチューブバーナシステム。In the radiant tube burner system according to claim 1, 2, 3, or 4,
A flow rate adjusting means for adjusting the fluid that has passed through the waste heat recovery means and the fluid that is discharged from the end of the radiant tube without a burner to join and exhaust the respective fluids for exhaust gas discharge Radiant tube burner system characterized by being installed between pipes . 請求項１，２，３，４又は５に記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
加熱炉の炉壁に設けられた開口部に合致する前記炉壁と同等の耐火壁構造の小耐火壁に、前記ラジアントチューブが装着され、前記ラジアントチューブが装着された前記小耐火壁を、前記開口部から着脱できる構造であることを特徴とするラジアントチューブバーナシステム。In the radiant tube burner system according to claim 1, 2, 3, 4 or 5,
The radiant tube is attached to a small refractory wall having a refractory wall structure equivalent to the furnace wall that matches the opening provided in the furnace wall of the heating furnace, and the small refractory wall to which the radiant tube is attached, Radiant tube burner system characterized by having a structure that can be detached from the opening . ３カ所以上の端部を有するラジアントチューブと；
前記端部の少なくとも２箇所に配置され、廃熱回収手段を有するバーナと；
前記バーナへの燃焼用空気の供給と、前記バーナから排ガス排出用配管への燃焼排ガスの排出とを交互に切り換える切換弁と；
バーナを配置しない前記ラジアントチューブの端部から排出される流体の温度を低下させる冷却手段と；
前記冷却手段によって冷却された流体の流量を調整する流量調整手段と；
バーナを配置しない前記ラジアントチューブの端部から前記ラジアントチューブ内の流体を前記排ガス排出用配管から排出する吸引排ガス遮断手段と；
前記バーナを交番燃焼させるとともに、前記吸引排ガス遮断手段、前記流量調整手段及び前記吸引排ガス遮断手段を操作して前記ラジアントチューブ内温度を制御する制御装置と；
を具備することを特徴とするラジアントチューブバーナシステム。 A radiant tube having three or more ends;
A burner disposed at at least two of the ends and having waste heat recovery means;
A switching valve for alternately switching between supply of combustion air to the burner and discharge of combustion exhaust gas from the burner to exhaust gas discharge piping;
Cooling means for lowering the temperature of the fluid discharged from the end of the radiant tube without a burner;
Flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the fluid cooled by the cooling means;
Suction exhaust gas blocking means for discharging the fluid in the radiant tube from the exhaust gas discharge pipe from the end of the radiant tube without a burner;
A control device for alternately burning the burner and operating the suction exhaust gas blocking means, the flow rate adjusting means, and the suction exhaust gas cutoff means to control the temperature in the radiant tube;
Radiant tube burner system characterized by comprising. 請求項１ないし７の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記ラジアントチューブ内に冷却媒体を供給して、前記ラジアントチューブ内の温度を調整する温度制御手段を具備することを特徴とするラジアントチューブバーナシステム。 In the radiant tube burner system in any one of Claims 1 thru | or 7,
A radiant tube burner system comprising temperature control means for supplying a cooling medium into the radiant tube and adjusting a temperature in the radiant tube. 請求項８に記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記温度制御手段が、前記各バーナには一切燃料を投入せず全バーナ又は一部のバーナから前記ラジアントチューブ内に冷却媒体を投入し、投入された冷却媒体の全量又は一部を、バーナを配置しない前記端部から前記排ガス排出用配管を介して排出する手段であることを特徴とするラジアントチューブバーナシステム。The radiant tube burner system according to claim 8 ,
The temperature control means does not put any fuel into each burner, throws a cooling medium into the radiant tube from all burners or a part of the burners, and burns all or a part of the charged cooling medium. A radiant tube burner system, characterized in that the radiant tube burner system is a means for discharging from the end portion not disposed through the exhaust gas discharge pipe . 請求項８に記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記温度制御手段が、前記冷却媒体を投入するバーナの数又は／及び前記冷却媒体の投入量を変化させる手段であることを特徴とするラジアントチューブバーナシステム。The radiant tube burner system according to claim 8 ,
The radiant tube burner system, wherein the temperature control means is means for changing the number of burners to which the cooling medium is charged and / or the amount of the cooling medium to be charged. 請求項８に記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記温度制御手段が、現状の炉内温度と低下させる目標炉内温度との偏差によって、前記冷却媒体の供給量を制御する手段であることを特徴とするラジアントチューブバーナシステム。The radiant tube burner system according to claim 8 ,
The radiant tube burner system characterized in that the temperature control means is means for controlling the supply amount of the cooling medium based on a deviation between a current furnace temperature and a target furnace temperature to be lowered . 請求項８に記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記温度制御手段が、単位時間当たりの炉内温度低減量によって、冷却媒体の供給量を制御する手段であることを特徴とするラジアントチューブバーナシステム。The radiant tube burner system according to claim 8 ,
The radiant tube burner system characterized in that the temperature control means is means for controlling the supply amount of the cooling medium according to the furnace temperature reduction amount per unit time . 請求項８に記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記温度制御手段が、各バーナには一切燃料を投入せず一部のバーナから冷却媒体を投入し、燃焼用空気の空気投入口は各バーナ交互切替で切り替わり、投入された冷却媒体の全量又は一部にバーナを配置しない前記ラジアントチューブの端部から排出して、炉温を下げる手段であることを特徴とするラジアントチューブバーナシステム。The radiant tube burner system according to claim 8 ,
The temperature control means does not inject fuel into each burner, but injects a cooling medium from a part of the burners, and the air inlet of combustion air is switched by each burner alternating, and the total amount of the injected cooling medium or A radiant tube burner system, characterized in that it is a means for lowering the furnace temperature by discharging from the end of the radiant tube not partially disposed with a burner. 請求項８に記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記温度制御手段が、炉内温度が設定温度に達しない間は、前記ラジアントチューブバーナ内に冷却媒体を供給するとともに、前記ラジアントチューブ内の燃焼排ガス全量をバーナを配置しない前記ラジアントチューブの管端から排出する手段であることを特徴とするラジアントチューブバーナシステム。The radiant tube burner system according to claim 8 ,
While the furnace temperature does not reach the set temperature , the temperature control means supplies a cooling medium into the radiant tube burner, and the exhaust gas exhaust gas in the radiant tube is not disposed in the burner. Radiant tube burner system characterized by being a means for discharging from 請求項８ないし１４の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記冷却媒体が、空気，窒素，燃焼ガスなどの可燃性でない流体又はそれらの混合流体であることを特徴とするラジアントチューブバーナシステム。The radiant tube burner system according to any one of claims 8 to 14 ,
The radiant tube burner system , wherein the cooling medium is a non-combustible fluid such as air, nitrogen, combustion gas, or a mixed fluid thereof . 請求項１ないし１５の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記ラジアントチューブ内から排出された流体中のドレンを排出するドレン排出装置を具備することを特徴とするラジアントチューブバーナシステム。 In the radiant tube burner system in any one of Claims 1 thru | or 15,
Radiant tube burner system characterized that you provided a drain discharge apparatus for discharging a drain in fluid discharged from the said radiant tube. 請求項１ないし１６の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記ラジアントチューブバーナシステムを配置した加熱炉の任意の場所の温度が所定温度に達しない間は、前記ラジアントチューブに配置したバーナを通常運転時の点火本数より多い本数によって燃焼状態とする制御手段を有することを特徴とするラジアントチューブバーナシステム。The radiant tube burner system according to any one of claims 1 to 16,
Control means for setting the burner disposed in the radiant tube in a combustion state with a number greater than the number of ignitions during normal operation while the temperature of an arbitrary place of the heating furnace in which the radiant tube burner system is disposed does not reach a predetermined temperature. A radiant tube burner system comprising: 請求項１ないし１６の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記ラジアントチューブバーナシステムを配置した加熱炉の任意の場所の温度が所定温度に達しない間は、前記ラジアントチューブに配置した全バーナを点火する制御手段を有することを特徴とするラジアントチューブバーナシステム。The radiant tube burner system according to any one of claims 1 to 16 ,
A radiant tube burner system comprising control means for igniting all the burners arranged in the radiant tube while the temperature of an arbitrary place of the heating furnace in which the radiant tube burner system is arranged does not reach a predetermined temperature. 請求項１ないし１６の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記ラジアントチューブバーナシステムを配置した加熱炉の任意の場所の温度に複数の所定温度を設定し、その各所定の温度毎にラジアントチューブに配置されたバーナの点火本数を変化させる制御手段を有することを特徴とするラジアントチューブバーナシステム。The radiant tube burner system according to any one of claims 1 to 16 ,
It has a control means for setting a plurality of predetermined temperatures to the temperature at an arbitrary place of the heating furnace in which the radiant tube burner system is arranged, and changing the number of ignitions of the burner arranged in the radiant tube for each predetermined temperature. A radiant tube burner system. 請求項１ないし１６の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
加熱炉の各ゾーンの炉内温度によって、炉内温度の上昇・低下させる制御手段を有することを特徴とするラジアントチューブバーナシステム。The radiant tube burner system according to any one of claims 1 to 16 ,
A radiant tube burner system comprising a control means for raising and lowering the furnace temperature according to the furnace temperature in each zone of the heating furnace . 請求項１ないし１６の何れかに記載のラジアントチュ−ブバーナシステムにおいて、
前記ラジアントチューブの端部から排出される流体の温度によって炉内温度を調整する制御手段を有することを特徴とするラジアントチューブバーナシステム。The radiant tube burner system according to any one of claims 1 to 16 ,
A radiant tube burner system comprising control means for adjusting a furnace temperature according to a temperature of fluid discharged from an end of the radiant tube. 請求項１ないし１６の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記ラジアントチューブの表面温度によって炉内温度を調整する制御手段を有することを特徴とするラジアントチューブバーナシステム。In radiant Chu Bubanashi stem according to any one of claims 1 to 16,
A radiant tube burner system comprising control means for adjusting a furnace temperature according to a surface temperature of the radiant tube. 請求項１ないし１６の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
前記廃熱回収手段から排出される流体の温度によって炉内温度を調整する制御手段を有することを特徴とするラジアントチューブバーナシステム。The radiant tube burner system according to any one of claims 1 to 16 ,
A radiant tube burner system comprising control means for adjusting the temperature in the furnace according to the temperature of the fluid discharged from the waste heat recovery means . 請求項１ないし２３の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムにおいて、
バーナを配置しない前記ラジアントチューブの管端の径がバーナを配置した前記ラジアントチューブの径より小さいことを特徴とするラジアントチューブバーナシステム。The radiant tube burner system according to any one of claims 1 to 23 ,
A radiant tube burner system , wherein a diameter of a pipe end of the radiant tube without a burner is smaller than a diameter of the radiant tube with a burner. ラジアントチューブバーナシステムの運転方法において、
ラジアントチューブの３カ所以上の端部の内の少なくとも２カ所以上に、廃熱回収手段を有するバーナを配置して交番燃焼させる工程と；
前記ラジアントチューブ内の温度を低下させる際、バーナを配置した前記ラジアントチューブの管端から排出される燃焼排ガスを、冷却手段を用いて冷却処理した後、燃焼排ガスと燃焼用空気の切り換えを行う切換弁を経ることなく、排ガス排出用配管を介して排出し、前記ラジアントチューブ内温度を低下させる工程とを有することを特徴とするラジアントチューブバーナシステムの運転方法。In the operation method of the radiant tube burner system,
Disposing a burner having waste heat recovery means in at least two of the three or more ends of the radiant tube for alternating combustion;
When the temperature in the radiant tube is lowered, the combustion exhaust gas discharged from the tube end of the radiant tube in which a burner is disposed is cooled using a cooling means, and then switching between the combustion exhaust gas and the combustion air is performed. A method of operating a radiant tube burner system, characterized in that it includes a step of discharging through an exhaust gas discharge pipe without passing through a valve and lowering the temperature in the radiant tube. ラジアントチューブバーナシステムの運転方法において、
ラジアントチューブの３カ所以上の端部の内の少なくとも２カ所以上に、廃熱回収手段を有するバーナを配置して交番燃焼させる工程と；
前記ラジアントチューブ内の温度を低下させる際、前記ラジアントチューブ内に冷却媒体を流入させて、バーナを配置した前記ラジアントチューブの管端から排出される燃焼排ガスを冷却して、燃焼排ガスと燃焼用空気の切り換えを行う切換弁を経ることなく、排ガス排出用配管から排出して、前記ラジアントチューブ内温度を低下させる工程とを有することを特徴とするラジアントチューブバーナシステムの運転方法。In the operation method of the radiant tube burner system,
Disposing a burner having waste heat recovery means in at least two of the three or more ends of the radiant tube for alternating combustion;
When the temperature in the radiant tube is lowered, a cooling medium is introduced into the radiant tube to cool the flue gas discharged from the pipe end of the radiant tube in which a burner is arranged, and the flue gas and the combustion air A method of operating the radiant tube burner system , comprising: a step of discharging from the exhaust gas discharge pipe without lowering the temperature of the radiant tube without passing through a switching valve for performing switching . ラジアントチューブバーナシステムの運転方法において、
ラジアントチューブの３カ所以上の端部の内の少なくとも２カ所以上に、廃熱回収手段を有するバーナを配置して交番燃焼させる工程と；
前記ラジアントチューブ内の温度を低下させる際、各バーナには一切燃料を投入せず全バーナ又は一部のバーナから冷却媒体を投入し、投入冷却媒体の全量又は一部をバーナを配置しない端部から排出する工程とを有することを特徴とするラジアントチューブバーナシステムの運転方法。In the operation method of the radiant tube burner system,
Disposing a burner having waste heat recovery means in at least two of the three or more ends of the radiant tube for alternating combustion;
When lowering the temperature in the radiant tube, no fuel is supplied to each burner, the cooling medium is supplied from all or a part of the burners, and the whole or a part of the input cooling medium is not disposed at the end of the burner. radiant tube burner system operating method characterized by having a step of discharging from. 請求項２５ないし２７の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムの運転方法において、
単位時間当たりの炉内温度の変化量によって、前記ラジアントチューブ内温度を制御する工程を有することを特徴とするラジアントチューブバーナシステムの運転方法。In claims 25 to La di Ant tube burner system operating method of according to any one of 27,
A method for operating a radiant tube burner system comprising a step of controlling the temperature in the radiant tube according to a change amount of the temperature in the furnace per unit time . 請求項２５ないし２７の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムの運転方法において、
バーナを配置しない前記端部から排出される流体と、前記廃熱回収手段と四方弁を通過した流体との流量を調整して、排ガス排出用配管から合流させて排出する工程を有することを特徴とするラジアントチューブバーナシステムの運転方法。 In the operating method of the radiant tube burner system in any one of Claim 25 thru | or 27 ,
Adjusting the flow rate of the fluid discharged from the end portion where no burner is disposed and the fluid passing through the waste heat recovery means and the four-way valve, and joining and discharging from the exhaust gas discharge pipe. The operation method of the radiant tube burner system. 請求項２５ないし２７の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムの運転方法において、
前記ラジアントチューブ内の温度を低下させる際に、各バーナには一切燃料を投入せず一部のバーナから冷却媒体を投入し、燃焼用空気の空気投入口は各バーナの交番燃焼に同期させて切り替え、投入冷却媒体の全量又は一部にバーナを配置しない前記端部から排出する工程を有することを特徴とするラジアントチューブバーナシステムの運転方法。 In the operating method of the radiant tube burner system in any one of Claim 25 thru | or 27 ,
When lowering the temperature in the radiant tube, the fuel is not charged into each burner but the cooling medium is charged from some of the burners, and the air inlet of the combustion air is synchronized with the alternating combustion of each burner. A method of operating a radiant tube burner system, comprising a step of switching and discharging from the end portion where the burner is not disposed in the whole or a part of the input cooling medium . 請求項２５ないし２７の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムの運転方法において、
前記交番燃焼において、前記炉内温度が任意の温度まで上昇しない間は燃焼排ガス全量をバーナを配置しないラジアントチューブバーナ端部から排出する工程を有することを特徴とするラジアントチューブバーナシステムの運転方法。 In the operating method of the radiant tube burner system in any one of Claim 25 thru | or 27 ,
In the alternating combustion, a method of operating a radiant tube burner system comprising a step of discharging the entire amount of flue gas from a radiant tube burner end portion where no burner is disposed while the furnace temperature does not rise to an arbitrary temperature . 請求項２５ないし２７の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムの運転方法において、
前記ラジアントチューブバーナシステムを配置した炉の任意の場所の温度が任意の温度に達しない間は、前記ラジアントチューブに配置されたバーナを通常運転時の点火本数より多い燃焼状態とする工程を有することを特徴とするラジアントチューブバーナシステムの運転方法。 In the operating method of the radiant tube burner system in any one of Claim 25 thru | or 27 ,
While the temperature of an arbitrary place of the furnace in which the radiant tube burner system is disposed does not reach an arbitrary temperature, the burner disposed in the radiant tube has a step of making the combustion state more than the number of ignitions during normal operation. A method of operating a radiant tube burner system. 請求項２５ないし２７の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムの運転方法において、
前記ラジアントチューブバーナシステムを配置した炉の任意の場所の温度が任意の温度に達しない間は、前記ラジアントチューブに配置された全バーナを点火する工程を有することを特徴とするラジアントチューブバーナシステムの運転方法。 In the operating method of the radiant tube burner system in any one of Claim 25 thru | or 27 ,
A radiant tube burner system comprising: igniting all burners arranged in the radiant tube while the temperature in an arbitrary place of the furnace in which the radiant tube burner system is arranged does not reach an arbitrary temperature. how to drive. 請求項２５ないし２７の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムの運転方法において、
前記ラジアントチューブバーナシステムを配置した炉の任意の場所の温度に複数の任意の温度を設定し、その各任意の温度毎にラジアントチューブに配置されたバーナの点火本数を変化させる工程を有することを特徴とするラジアントチューブバーナシステムの運転方法。 In the operating method of the radiant tube burner system in any one of Claim 25 thru | or 27 ,
A step of setting a plurality of arbitrary temperatures to the temperature of an arbitrary place of the furnace in which the radiant tube burner system is disposed, and changing the number of ignitions of the burner disposed in the radiant tube for each arbitrary temperature. The operation method of the radiant tube burner system characterized. 請求項２５ないし３４の何れかに記載のラジアントチューブバーナシステムの運転方法において、
温度制御の対象とする温度が、炉内温度、または／及び前記ラジアントチューブ表面温度、または／及び廃熱回収装置から排出される流体の温度、または／及び前記ラジアントチューブ端部から排出される流体の温度であることを特徴とするラジアントチューブバーナシステムの運転方法。 In the operation method of the radiant tube burner system in any one of Claims 25 thru | or 34 ,
The temperature to be controlled is the furnace temperature, and / or the surface temperature of the radiant tube, or / and the temperature of the fluid discharged from the waste heat recovery device, or / and the fluid discharged from the end of the radiant tube. The operation method of the radiant tube burner system characterized by the above-mentioned temperature .
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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102549339A (en) * 2009-10-23 2012-07-04 株式会社Ihi Combustion facility using heat accumulation type burners and combustion method for heat accumulation type burners

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100944427B1 (en) 2002-12-23 2010-02-25 재단법인 포항산업과학연구원 Radiant tube unit
JP4910449B2 (en) * 2006-03-29 2012-04-04 株式会社Ｉｈｉ Regenerative burner, heating furnace and soaking furnace
ATE492775T1 (en) * 2008-11-07 2011-01-15 Ws Waermeprozesstechnik Gmbh REGENERATOR FLOX BURNER
CN109539258B (en) * 2019-01-11 2023-10-10 佛山市科皓燃烧设备制造有限公司 Low NOx radiant tube combustion system of adjustable flue gas reflux volume
CN110605089B (en) * 2019-09-27 2024-04-02 浙江浙能技术研究院有限公司 Combined energy-saving stirring-free solvothermal synthesis device and method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102549339A (en) * 2009-10-23 2012-07-04 株式会社Ihi Combustion facility using heat accumulation type burners and combustion method for heat accumulation type burners
CN102549339B (en) * 2009-10-23 2015-07-22 株式会社Ihi Combustion facility using heat accumulation type burners and combustion method for heat accumulation type burners

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