JPH09101022A - 蓄熱式バーナ炉の操業方法 - Google Patents
蓄熱式バーナ炉の操業方法Info
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- JPH09101022A JPH09101022A JP7257455A JP25745595A JPH09101022A JP H09101022 A JPH09101022 A JP H09101022A JP 7257455 A JP7257455 A JP 7257455A JP 25745595 A JP25745595 A JP 25745595A JP H09101022 A JPH09101022 A JP H09101022A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 蓄熱式バーナ炉の操業において、燃焼排ガス
中のドレンを消滅させ、ドレンによる弊害を防止する。 【解決手段】 蓄熱式バーナ炉の操業において、それぞ
れの燃焼バーナの排ガス排出時間帯における蓄熱体出口
側の燃焼排ガス温度の経時的変化と排ガス排出開始時か
らの経過時間を計測し、計測した燃焼排ガスの温度があ
らかじめ設定してあるドレン消滅設定温度に到達したと
きの経過時間が、あらかじめ設定してあるバーナ切替設
定時間未満であるときは、バーナ切替設定時間まで排ガ
ス排出を継続した後燃焼を開始し、計測した燃焼排ガス
の温度があらかじめ設定してあるドレン消滅設定温度に
到達したときの経過時間が、あらかじめ設定してあるバ
ーナ切替設定時間を過ぎているときは、ただちに排ガス
排出を停止して燃焼に切替える蓄熱式バーナ炉の操業方
法。
中のドレンを消滅させ、ドレンによる弊害を防止する。 【解決手段】 蓄熱式バーナ炉の操業において、それぞ
れの燃焼バーナの排ガス排出時間帯における蓄熱体出口
側の燃焼排ガス温度の経時的変化と排ガス排出開始時か
らの経過時間を計測し、計測した燃焼排ガスの温度があ
らかじめ設定してあるドレン消滅設定温度に到達したと
きの経過時間が、あらかじめ設定してあるバーナ切替設
定時間未満であるときは、バーナ切替設定時間まで排ガ
ス排出を継続した後燃焼を開始し、計測した燃焼排ガス
の温度があらかじめ設定してあるドレン消滅設定温度に
到達したときの経過時間が、あらかじめ設定してあるバ
ーナ切替設定時間を過ぎているときは、ただちに排ガス
排出を停止して燃焼に切替える蓄熱式バーナ炉の操業方
法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、蓄熱式バーナ炉
の操業方法に関するもので、特に運転中にドレンの発生
を抑制して、安定して運転することのできる蓄熱式バー
ナ炉の操業方法に関するものである。
の操業方法に関するもので、特に運転中にドレンの発生
を抑制して、安定して運転することのできる蓄熱式バー
ナ炉の操業方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】蓄熱式バーナ炉では、複数設置した蓄熱
式バーナのそれぞれに付随して蓄熱体が設けられてい
る。このような蓄熱式バーナ炉を、図３に基づき説明す
ると次のようである。図３は、蓄熱式バーナを用いた加
熱炉の横断面図であり、符号２１は蓄熱式バーナ炉、２
２ａおよび２２ｂは一定時間毎に燃焼と燃焼排ガス排出
を交互に交代して行う蓄熱式バーナ、２３ａおよび２３
ｂは、それぞれ蓄熱式バーナ２２ａおよび２２ｂに付設
された蓄熱体である。また、２４ａおよび２４ｂは、そ
れぞれ蓄熱式バーナ２２ａおよび２２ｂに供給する燃料
の燃料遮断弁、２５は蓄熱式バーナ２２ａおよび２２ｂ
の気体通路２６ａよび２６ｂに、燃焼空気または燃焼排
ガスを通すための切替弁、２７は被加熱物である。
式バーナのそれぞれに付随して蓄熱体が設けられてい
る。このような蓄熱式バーナ炉を、図３に基づき説明す
ると次のようである。図３は、蓄熱式バーナを用いた加
熱炉の横断面図であり、符号２１は蓄熱式バーナ炉、２
２ａおよび２２ｂは一定時間毎に燃焼と燃焼排ガス排出
を交互に交代して行う蓄熱式バーナ、２３ａおよび２３
ｂは、それぞれ蓄熱式バーナ２２ａおよび２２ｂに付設
された蓄熱体である。また、２４ａおよび２４ｂは、そ
れぞれ蓄熱式バーナ２２ａおよび２２ｂに供給する燃料
の燃料遮断弁、２５は蓄熱式バーナ２２ａおよび２２ｂ
の気体通路２６ａよび２６ｂに、燃焼空気または燃焼排
ガスを通すための切替弁、２７は被加熱物である。
【０００３】図３では、バーナ２２ａが燃焼状態にあ
り、蓄熱体２３ａに燃焼空気が供給されている状態を示
している。したがって、燃焼排ガスは、バーナ２２ｂの
気体通路２６ｂを経て蓄熱体２３ｂを通過し、切替弁２
５を経て排出される。そして、燃焼排ガスが蓄熱体２３
ｂを通過中に、燃焼排ガスの保有する顕熱が、蓄熱体２
３ｂに蓄熱される。
り、蓄熱体２３ａに燃焼空気が供給されている状態を示
している。したがって、燃焼排ガスは、バーナ２２ｂの
気体通路２６ｂを経て蓄熱体２３ｂを通過し、切替弁２
５を経て排出される。そして、燃焼排ガスが蓄熱体２３
ｂを通過中に、燃焼排ガスの保有する顕熱が、蓄熱体２
３ｂに蓄熱される。
【０００４】バーナ２２ａおよびバーナ２２ｂの燃焼と
燃焼排ガス排出の切り替えは、燃料遮断弁２４ａおよび
２４ｂと切替弁２５を作動することによって行われる。
例えば、図３に示しているバーナ２２ａで燃焼している
状態から、バーナ２２ｂに燃焼を切り替えるときには、
バーナ２２ａに燃料を供給している配管に設けた燃料遮
断弁２４ａを閉じ、バーナ２２ｂに燃料を供給している
配管に設けた燃料遮断弁２４ｂを開く。そして、切替弁
２５を作動させて、燃焼空気がバーナ２２ｂに供給さ
れ、燃焼排ガスがバーナ２２ａから排出されるようにす
る。
燃焼排ガス排出の切り替えは、燃料遮断弁２４ａおよび
２４ｂと切替弁２５を作動することによって行われる。
例えば、図３に示しているバーナ２２ａで燃焼している
状態から、バーナ２２ｂに燃焼を切り替えるときには、
バーナ２２ａに燃料を供給している配管に設けた燃料遮
断弁２４ａを閉じ、バーナ２２ｂに燃料を供給している
配管に設けた燃料遮断弁２４ｂを開く。そして、切替弁
２５を作動させて、燃焼空気がバーナ２２ｂに供給さ
れ、燃焼排ガスがバーナ２２ａから排出されるようにす
る。
【０００５】このようにすると、燃料が供給されなくな
ったバーナ２２ａでは燃焼が停止し、バーナ２２ｂで
は、燃料が供給されるとともに、蓄熱体２３ｂを通過中
に熱交換して高温となった燃焼空気が供給されるので、
燃焼が開始される。そして、バーナ２２ｂでの燃焼によ
って発生した燃焼排ガスは、バーナ２２ａの気体通路２
６ａを経て蓄熱体２３ａを通過し、切替弁２５を経て排
出される。
ったバーナ２２ａでは燃焼が停止し、バーナ２２ｂで
は、燃料が供給されるとともに、蓄熱体２３ｂを通過中
に熱交換して高温となった燃焼空気が供給されるので、
燃焼が開始される。そして、バーナ２２ｂでの燃焼によ
って発生した燃焼排ガスは、バーナ２２ａの気体通路２
６ａを経て蓄熱体２３ａを通過し、切替弁２５を経て排
出される。
【０００６】また、逆にバーナ２２ｂで燃焼している状
態から、バーナ２２ａに燃焼を切り替えるときには、当
然のことながら、上述したのと逆の弁操作を行えばよ
い。
態から、バーナ２２ａに燃焼を切り替えるときには、当
然のことながら、上述したのと逆の弁操作を行えばよ
い。
【０００７】なお、蓄熱体２３ａおよび２３ｂは、バー
ナ２２ａおよび２２ｂの燃焼切り替えが３０秒〜２分間
隔と比較的短時間で行われるので、単位容積当りの熱交
換面積が大きく、かつガス通過面積が大きく流体通過時
の圧力損失が小さい材料を使用することが望ましい。
ナ２２ａおよび２２ｂの燃焼切り替えが３０秒〜２分間
隔と比較的短時間で行われるので、単位容積当りの熱交
換面積が大きく、かつガス通過面積が大きく流体通過時
の圧力損失が小さい材料を使用することが望ましい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の蓄熱式バーナ炉においては、次のような問題点
があった。すなわち、常温の状態から加熱を開始する炉
の立ち上げ時点では、炉内が冷えているので、蓄熱体出
側での燃焼排ガス温度が低く、燃焼排ガス中に含まれる
水分や硫黄分が凝縮して、いわゆるドレンが発生する。
た従来の蓄熱式バーナ炉においては、次のような問題点
があった。すなわち、常温の状態から加熱を開始する炉
の立ち上げ時点では、炉内が冷えているので、蓄熱体出
側での燃焼排ガス温度が低く、燃焼排ガス中に含まれる
水分や硫黄分が凝縮して、いわゆるドレンが発生する。
【０００９】発生したドレンが蓄熱体出側の気体通路内
に滞留すると、燃焼時に燃焼空気がこの気体通路に供給
されるとき燃焼空気とともに炉内に噴霧され、燃焼火炎
温度を下げるので、昇温速度が制約されて加熱能力が低
下するという問題点がある。さらには、噴霧されたドレ
ンが被加熱物に付着して、被加熱物表面の酸化が促進さ
れて、製品の品質が低下するという問題点もある。
に滞留すると、燃焼時に燃焼空気がこの気体通路に供給
されるとき燃焼空気とともに炉内に噴霧され、燃焼火炎
温度を下げるので、昇温速度が制約されて加熱能力が低
下するという問題点がある。さらには、噴霧されたドレ
ンが被加熱物に付着して、被加熱物表面の酸化が促進さ
れて、製品の品質が低下するという問題点もある。
【００１０】また、発生したドレンが気体通路として用
いられている配管等を腐食するという問題点もある。
いられている配管等を腐食するという問題点もある。
【００１１】そして、上述のような問題を回避するため
に、蓄熱体出側にドレン抜きバルブを設けたり、配管材
料として耐食性のある高級材料を用いたりして例もある
が、この場合に設備費と保全費が増加するという問題点
があった。
に、蓄熱体出側にドレン抜きバルブを設けたり、配管材
料として耐食性のある高級材料を用いたりして例もある
が、この場合に設備費と保全費が増加するという問題点
があった。
【００１２】この発明は、従来技術の上述したような問
題点を解消するためになされたものであり、燃焼排ガス
から発生するドレンが、気体通路内に滞留しないので、
ドレンによる弊害が発生しない蓄熱式バーナ炉の操業方
法を提供することを目的としている。
題点を解消するためになされたものであり、燃焼排ガス
から発生するドレンが、気体通路内に滞留しないので、
ドレンによる弊害が発生しない蓄熱式バーナ炉の操業方
法を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明に係る蓄熱式バ
ーナ炉の操業方法は、２本の燃焼バーナを１対として燃
焼と燃焼排ガス排気を交互に分担し、一方の燃焼バーナ
による燃焼によって発生した燃焼排ガスを、他方の燃焼
バーナの気体通路を通して排気し、燃焼排ガスの保有す
る顕熱を燃焼バーナの気体通路に配置した蓄熱体に蓄熱
するとともに、燃焼時には前記気体通路に燃焼空気を供
給し、前記蓄熱体を通して燃焼空気を予熱するようにし
た蓄熱式バーナを少なくとも１対以上装備した蓄熱式バ
ーナー炉の操業において、蓄熱を行っている蓄熱式バー
ナの蓄熱体出口側の燃焼排ガス温度と蓄熱開始時からの
経過時間を計測し、計測した燃焼排ガスの温度があらか
じめ設定してあるドレン消滅設定温度に到達したときの
経過時間が、あらかじめ設定してあるバーナ切替設定時
間未満であるときは、バーナ切替設定時間を経過した時
に、対バーナの燃焼と排気を切替え、バーナ切替設定時
間以上であるときは、ただちに対バーナーの燃焼と排気
を切替えることを特徴とする蓄熱式バーナ炉の操業方
法、及び、上記の切り替え方法に代えて、前記経過時間
があらかじめ設定してあるバーナ切替設定時間に到達し
たときに、計測した燃焼排ガスの温度があらかじめ設定
してあるドレン消滅設定温度に到達しているときは、た
だちに対バーナーの燃焼と排気を切替え、到達していな
いときには、到達した時点で対バーナーの燃焼と排気を
切替えることを特徴とする蓄熱式バーナ炉の操業方法で
ある。
ーナ炉の操業方法は、２本の燃焼バーナを１対として燃
焼と燃焼排ガス排気を交互に分担し、一方の燃焼バーナ
による燃焼によって発生した燃焼排ガスを、他方の燃焼
バーナの気体通路を通して排気し、燃焼排ガスの保有す
る顕熱を燃焼バーナの気体通路に配置した蓄熱体に蓄熱
するとともに、燃焼時には前記気体通路に燃焼空気を供
給し、前記蓄熱体を通して燃焼空気を予熱するようにし
た蓄熱式バーナを少なくとも１対以上装備した蓄熱式バ
ーナー炉の操業において、蓄熱を行っている蓄熱式バー
ナの蓄熱体出口側の燃焼排ガス温度と蓄熱開始時からの
経過時間を計測し、計測した燃焼排ガスの温度があらか
じめ設定してあるドレン消滅設定温度に到達したときの
経過時間が、あらかじめ設定してあるバーナ切替設定時
間未満であるときは、バーナ切替設定時間を経過した時
に、対バーナの燃焼と排気を切替え、バーナ切替設定時
間以上であるときは、ただちに対バーナーの燃焼と排気
を切替えることを特徴とする蓄熱式バーナ炉の操業方
法、及び、上記の切り替え方法に代えて、前記経過時間
があらかじめ設定してあるバーナ切替設定時間に到達し
たときに、計測した燃焼排ガスの温度があらかじめ設定
してあるドレン消滅設定温度に到達しているときは、た
だちに対バーナーの燃焼と排気を切替え、到達していな
いときには、到達した時点で対バーナーの燃焼と排気を
切替えることを特徴とする蓄熱式バーナ炉の操業方法で
ある。
【００１４】また、ドレン消滅設定温度を、燃焼排ガス
の露点より５０〜１００℃高く設定するものである。
の露点より５０〜１００℃高く設定するものである。
【００１５】炉の立ち上げ時における、蓄熱体出口側の
燃焼排ガス温度の経時変化を示すと、図４のグラフに示
すような傾向を示す。この図において、横軸は経過時間
を示し、縦軸は蓄熱体出口側の燃焼排ガス温度を示すも
のである。また、図中に示す、、……の符号は、加
熱炉立ち上げ時点における燃焼排ガス排出時間帯を示
し、は同一のバーナの第一回目の排出時間帯を、は
第二回目の排出時間帯を示す。なお、点線の曲線は、対
になった他のバーナの燃焼排ガス温度の経時変化を示し
ている。
燃焼排ガス温度の経時変化を示すと、図４のグラフに示
すような傾向を示す。この図において、横軸は経過時間
を示し、縦軸は蓄熱体出口側の燃焼排ガス温度を示すも
のである。また、図中に示す、、……の符号は、加
熱炉立ち上げ時点における燃焼排ガス排出時間帯を示
し、は同一のバーナの第一回目の排出時間帯を、は
第二回目の排出時間帯を示す。なお、点線の曲線は、対
になった他のバーナの燃焼排ガス温度の経時変化を示し
ている。
【００１６】加熱炉立ち上げ時点における蓄熱体出口側
の燃焼排ガス温度は、の時間帯に示すように、始めは
ほぼ３０℃（すなわち燃焼排ガスが通過しない前の常温
に近い温度）である。このような低温時には燃焼排ガス
の温度が、含有する水分の露点より低いので水分が配管
内に結露してドレンとなる。
の燃焼排ガス温度は、の時間帯に示すように、始めは
ほぼ３０℃（すなわち燃焼排ガスが通過しない前の常温
に近い温度）である。このような低温時には燃焼排ガス
の温度が、含有する水分の露点より低いので水分が配管
内に結露してドレンとなる。
【００１７】燃焼排ガス温度は、時間の経過とともに上
昇する。例えば燃料としてＭガス（高炉ガスとコークス
炉ガスのミックスガス）を使用したときには、燃焼排ガ
ス温度が１６０℃に達すると、ドレンが蒸発して消滅す
る。したがって、この時点で燃焼に切り替えれば、ドレ
ンが燃焼空気とともに炉内に吹き込まれる確率は少なく
なる。
昇する。例えば燃料としてＭガス（高炉ガスとコークス
炉ガスのミックスガス）を使用したときには、燃焼排ガ
ス温度が１６０℃に達すると、ドレンが蒸発して消滅す
る。したがって、この時点で燃焼に切り替えれば、ドレ
ンが燃焼空気とともに炉内に吹き込まれる確率は少なく
なる。
【００１８】本発明は、燃焼排ガスが温度計測場所より
も排出口に近づいた時点で、温度が降下して再びドレン
が発生する可能性があることも考慮して、さらに燃焼排
ガス温度が高くなるまで燃焼排ガスの排出を継続し、所
定の温度となったときに、燃焼排ガスの排出を停止する
ようにしている。この発明においては、この所定の温度
をドレン消滅設定温度と称している。
も排出口に近づいた時点で、温度が降下して再びドレン
が発生する可能性があることも考慮して、さらに燃焼排
ガス温度が高くなるまで燃焼排ガスの排出を継続し、所
定の温度となったときに、燃焼排ガスの排出を停止する
ようにしている。この発明においては、この所定の温度
をドレン消滅設定温度と称している。
【００１９】の時間帯において、燃焼排ガス温度がド
レン消滅設定温度になったときの経過時間Ａ1 は、定常
操業状態に入ったときに、バーナの切替えピッチとして
あらかじめ設定してあるバーナ切替設定時間Ｔよりも長
くなるので、燃焼排ガスの排出をこの時点で停止し、対
になっているバーナと燃焼・排気を切り替える。
レン消滅設定温度になったときの経過時間Ａ1 は、定常
操業状態に入ったときに、バーナの切替えピッチとして
あらかじめ設定してあるバーナ切替設定時間Ｔよりも長
くなるので、燃焼排ガスの排出をこの時点で停止し、対
になっているバーナと燃焼・排気を切り替える。
【００２０】の時間帯になると、の時間帯において
炉内が加熱されているので、燃焼排ガス排出開始時点か
ら燃焼排ガスの温度は高く、ドレン消滅設定温度に達す
るまでの時間Ａ2 は、の時間帯に比較して短い。
炉内が加熱されているので、燃焼排ガス排出開始時点か
ら燃焼排ガスの温度は高く、ドレン消滅設定温度に達す
るまでの時間Ａ2 は、の時間帯に比較して短い。
【００２１】ｎ回目の燃焼排ガス排出時間帯における、
燃焼排ガスのドレン消滅設定温度に達するまでの時間を
Ａn とすると、Ａn の値は切替え回数が増える度に小さ
くなる。そして、終にはバーナ切替設定時間Ｔと等しく
なるが、（Ａn −Ｔ）の値が０となるまでは、Ａn の時
間燃焼排ガスの排出を継続する。図４においては、の
時間帯において、Ａ3 ＝Ｔとなっており、の時間帯以
降においては、Ａn ＜Ｔとなっている。
燃焼排ガスのドレン消滅設定温度に達するまでの時間を
Ａn とすると、Ａn の値は切替え回数が増える度に小さ
くなる。そして、終にはバーナ切替設定時間Ｔと等しく
なるが、（Ａn −Ｔ）の値が０となるまでは、Ａn の時
間燃焼排ガスの排出を継続する。図４においては、の
時間帯において、Ａ3 ＝Ｔとなっており、の時間帯以
降においては、Ａn ＜Ｔとなっている。
【００２２】（Ａn −Ｔ）の値がマイナスとなるような
状態になったときに、Ａn の時間で燃焼に切り替える
と、バーナ切り替えのピッチが速くなりすぎることにな
るので、このような状態になったら、すなわち定常状態
で操業ができるようになったら、バーナ切替設定時間Ｔ
毎に切り替える。
状態になったときに、Ａn の時間で燃焼に切り替える
と、バーナ切り替えのピッチが速くなりすぎることにな
るので、このような状態になったら、すなわち定常状態
で操業ができるようになったら、バーナ切替設定時間Ｔ
毎に切り替える。
【００２３】燃焼排ガス排出開始時に、燃焼排ガス温度
がドレン消滅設定温度以上であれば、上記Ａn は０であ
るので、このような状態になったらバーナ切替設定時間
Ｔで切り替えればよいのである。
がドレン消滅設定温度以上であれば、上記Ａn は０であ
るので、このような状態になったらバーナ切替設定時間
Ｔで切り替えればよいのである。
【００２４】また、操業途中に加熱炉操業を中断して炉
温が下がった後再開する場合にも、（Ａn −Ｔ）の値が
プラスであるかぎり、Ａn の時間燃焼排ガスの排出を継
続するようにすればよい。
温が下がった後再開する場合にも、（Ａn −Ｔ）の値が
プラスであるかぎり、Ａn の時間燃焼排ガスの排出を継
続するようにすればよい。
【００２５】このような制御方法に代えて、蓄熱開始か
らの経過時間が、バーナ切替設定時間に達した時点で、
燃焼排ガスの温度がドレン消滅設定温度以上であるかど
うかを判別し、ドレン消滅設定温度以上であれば直ちに
対バーナの燃焼と蓄熱とを切り替え、燃焼排ガスの温度
がドレン消滅設定温度に達していない場合には、ドレン
消滅設定温度に達した時点で対バーナの燃焼と蓄熱とを
切り替えることによっても同じ効果が得られる。
らの経過時間が、バーナ切替設定時間に達した時点で、
燃焼排ガスの温度がドレン消滅設定温度以上であるかど
うかを判別し、ドレン消滅設定温度以上であれば直ちに
対バーナの燃焼と蓄熱とを切り替え、燃焼排ガスの温度
がドレン消滅設定温度に達していない場合には、ドレン
消滅設定温度に達した時点で対バーナの燃焼と蓄熱とを
切り替えることによっても同じ効果が得られる。
【００２６】ドレン消滅設定温度は、種々実験を行った
結果、燃焼排ガスの露点（燃焼排ガスを冷却していく過
程で、結露がはじまる温度）よりも５０〜１００℃高く
設定すればよいことが分かった。すなわち、５０℃より
も低く設定すると、燃焼排ガスの温度が下流側で低下
し、ドレンが再発生する可能性があり、１００℃よりも
高く設定すると、炉立ち上げ時におけるバーナ切替えピ
ッチが長くなり、好ましくない局部加熱状態となるから
である。
結果、燃焼排ガスの露点（燃焼排ガスを冷却していく過
程で、結露がはじまる温度）よりも５０〜１００℃高く
設定すればよいことが分かった。すなわち、５０℃より
も低く設定すると、燃焼排ガスの温度が下流側で低下
し、ドレンが再発生する可能性があり、１００℃よりも
高く設定すると、炉立ち上げ時におけるバーナ切替えピ
ッチが長くなり、好ましくない局部加熱状態となるから
である。
【００２７】したがって、燃料にＭガスを使用した場合
には、ドレン消滅設定温度は、１６０℃に５０〜１００
℃を加えた温度、すなわち２１０〜２６０℃とすればよ
い。
には、ドレン消滅設定温度は、１６０℃に５０〜１００
℃を加えた温度、すなわち２１０〜２６０℃とすればよ
い。
【００２８】
【発明の実施の形態】この発明の実施の第一の形態であ
る蓄熱式バーナ炉の操業方法を、図１により説明する。
図１（ａ）は、この蓄熱式バーナ炉の設備構成を示す説
明図、図１（ｂ）は、バーナ切替えを行うときの処理手
順を示すブロック図である。
る蓄熱式バーナ炉の操業方法を、図１により説明する。
図１（ａ）は、この蓄熱式バーナ炉の設備構成を示す説
明図、図１（ｂ）は、バーナ切替えを行うときの処理手
順を示すブロック図である。
【００２９】この操業方法においては、蓄熱式バーナ炉
２１の両側の側壁２１ａおよび２１ｂに対向して設けら
れ、それぞれに蓄熱体２３ａおよび２３ｂを付設した蓄
熱式バーナ２２ａおよび２２ｂの、気体通路２６ａおよ
び２６ｂの蓄熱体２３ａおよび２３ｂ出側に、燃焼排ガ
スの温度を計測する温度計１ａおよび１ｂを設ける。
２１の両側の側壁２１ａおよび２１ｂに対向して設けら
れ、それぞれに蓄熱体２３ａおよび２３ｂを付設した蓄
熱式バーナ２２ａおよび２２ｂの、気体通路２６ａおよ
び２６ｂの蓄熱体２３ａおよび２３ｂ出側に、燃焼排ガ
スの温度を計測する温度計１ａおよび１ｂを設ける。
【００３０】また、それぞれの蓄熱式バーナ２２ａおよ
び２２ｂの燃料遮断弁２４ａおよび２４ｂの開閉指令に
連動してオンオフし、燃焼排ガスがそれぞれの気体通路
２６ａまたは２６ｂを通過しはじめてからの経過時間Ｔ
を計測するタイマー２ａおよび２ｂを設けている。
び２２ｂの燃料遮断弁２４ａおよび２４ｂの開閉指令に
連動してオンオフし、燃焼排ガスがそれぞれの気体通路
２６ａまたは２６ｂを通過しはじめてからの経過時間Ｔ
を計測するタイマー２ａおよび２ｂを設けている。
【００３１】そして、この蓄熱式バーナ炉の立ち上げ時
からの、蓄熱体２３ａおよび２３ｂ出側における燃焼排
ガス温度の経時変化を把握するようにしている。
からの、蓄熱体２３ａおよび２３ｂ出側における燃焼排
ガス温度の経時変化を把握するようにしている。
【００３２】そして、温度計１ａまたは１ｂにより計測
された温度信号ｔは、あらかじめドレン消滅設定温度ｔ
0 が設定してある温度差演算器３に送られ、（ｔ−t0）
の値が演算される。
された温度信号ｔは、あらかじめドレン消滅設定温度ｔ
0 が設定してある温度差演算器３に送られ、（ｔ−t0）
の値が演算される。
【００３３】一方、タイマー２ａまたは２ｂの時間信号
τが、あらかじめバーナ切替設定時間τ0 が設定してあ
る時間差演算器４に送られ、（τ−τ0 ）の値が演算さ
れる。
τが、あらかじめバーナ切替設定時間τ0 が設定してあ
る時間差演算器４に送られ、（τ−τ0 ）の値が演算さ
れる。
【００３４】そして、温度差（ｔ−t0）の値および時間
差（τ−τ0 ）の値は、バーナ切替判定器５に送られ、
（ｔ−t0）の値が０になったときに、（τ−τ0 ）の値
がゼロ又はプラスのときには、ただちに燃焼切替指令が
燃焼切替制御器６に発せられ、燃料遮断弁２４ａ、２４
ｂおよび切替弁２５を作動させて、燃焼の切替えが行わ
れる。 また、（ｔ−t0）の値が０になったときに、
（τ−τ0 ）の値がマイナスのときには、そのままの状
態で燃焼が継続され、（τ−τ0 ）の値が０となったと
きに、燃焼切替指令が燃焼切替制御器６に発せられ、燃
料遮断弁２４ａ、２４ｂおよび切替弁２５を作動させ
て、燃焼の切替えが行われる。
差（τ−τ0 ）の値は、バーナ切替判定器５に送られ、
（ｔ−t0）の値が０になったときに、（τ−τ0 ）の値
がゼロ又はプラスのときには、ただちに燃焼切替指令が
燃焼切替制御器６に発せられ、燃料遮断弁２４ａ、２４
ｂおよび切替弁２５を作動させて、燃焼の切替えが行わ
れる。 また、（ｔ−t0）の値が０になったときに、
（τ−τ0 ）の値がマイナスのときには、そのままの状
態で燃焼が継続され、（τ−τ0 ）の値が０となったと
きに、燃焼切替指令が燃焼切替制御器６に発せられ、燃
料遮断弁２４ａ、２４ｂおよび切替弁２５を作動させ
て、燃焼の切替えが行われる。
【００３５】または、（τ−τ0 ）の値が０になったと
きに、（ｔ−t0）の値がゼロ又はプラスのときには、た
だちに燃焼切替指令が燃焼切替制御器６に発せられ、燃
料遮断弁２４ａ、２４ｂおよび切替弁２５を作動させ
て、燃焼の切替えが行われる。（τ−τ0 ）の値が０に
なったときに、（ｔ−t0）の値がマイナスのときには、
そのままの状態で燃焼が継続され、（τ−τ0 ）の値が
０となったときに、燃焼切替指令が燃焼切替制御器６に
発せられ、燃料遮断弁２４ａ、２４ｂおよび切替弁２５
を作動させて、燃焼の切替えが行われる。
きに、（ｔ−t0）の値がゼロ又はプラスのときには、た
だちに燃焼切替指令が燃焼切替制御器６に発せられ、燃
料遮断弁２４ａ、２４ｂおよび切替弁２５を作動させ
て、燃焼の切替えが行われる。（τ−τ0 ）の値が０に
なったときに、（ｔ−t0）の値がマイナスのときには、
そのままの状態で燃焼が継続され、（τ−τ0 ）の値が
０となったときに、燃焼切替指令が燃焼切替制御器６に
発せられ、燃料遮断弁２４ａ、２４ｂおよび切替弁２５
を作動させて、燃焼の切替えが行われる。
【００３６】すなわち、燃焼切替えは、ｔ−t0≧０で、
かつτ−τ0 ≧０の条件を満たしたときに行われる。
かつτ−τ0 ≧０の条件を満たしたときに行われる。
【００３７】また、燃焼切替え時の各弁の作動状況を、
図１に示すように、蓄熱式バーナ２２ａで燃焼を行い、
熱式バーナ２２ｂで燃焼排ガス排出を行っている場合
に、蓄熱式バーナ２２ｂで燃焼を行い、蓄熱式バーナ２
２ａで燃焼排ガス排出を行なうように燃焼切替えを行う
場合で説明すると、次のようになる。
図１に示すように、蓄熱式バーナ２２ａで燃焼を行い、
熱式バーナ２２ｂで燃焼排ガス排出を行っている場合
に、蓄熱式バーナ２２ｂで燃焼を行い、蓄熱式バーナ２
２ａで燃焼排ガス排出を行なうように燃焼切替えを行う
場合で説明すると、次のようになる。
【００３８】（１）燃焼切替え前は、燃料遮断弁２４ａ
が開、燃料遮断弁２４ｂが閉状態で、切替弁２５は、燃
焼空気を気体通路２６ａを通して蓄熱式バーナ２２ａに
供給し、蓄熱式バーナ２２ｂの気体通路２６ｂを通して
燃焼排ガスを排出する状態となっている。
が開、燃料遮断弁２４ｂが閉状態で、切替弁２５は、燃
焼空気を気体通路２６ａを通して蓄熱式バーナ２２ａに
供給し、蓄熱式バーナ２２ｂの気体通路２６ｂを通して
燃焼排ガスを排出する状態となっている。
【００３９】（２）燃焼切替え後は、燃料遮断弁２４ａ
が閉、料遮断弁２４ｂが開状態で、切替弁２５は、燃焼
空気を気体通路２６ｂを通して蓄熱式バーナ２２ｂに供
給し、蓄熱式バーナ２２ａの気体通路２６ａを通して燃
焼排ガスを排出する状態となっている。
が閉、料遮断弁２４ｂが開状態で、切替弁２５は、燃焼
空気を気体通路２６ｂを通して蓄熱式バーナ２２ｂに供
給し、蓄熱式バーナ２２ａの気体通路２６ａを通して燃
焼排ガスを排出する状態となっている。
【００４０】当然のことながら、逆の場合には、上述し
た（２）項の状態から（１）項の状態にすればよい。
た（２）項の状態から（１）項の状態にすればよい。
【００４１】このようにして燃焼切替えを行っていく
と、加熱炉立ち上げ時には、炉内温度が低いので、蓄熱
体２３ａまたは２３ｂの出側での燃焼排ガス温度は、容
易にドレン消滅設定温度ｔ0 に達しないので、バーナ切
り替えまでの時間τは、バーナ切替設定時間τ0 よりも
長くなる。
と、加熱炉立ち上げ時には、炉内温度が低いので、蓄熱
体２３ａまたは２３ｂの出側での燃焼排ガス温度は、容
易にドレン消滅設定温度ｔ0 に達しないので、バーナ切
り替えまでの時間τは、バーナ切替設定時間τ0 よりも
長くなる。
【００４２】しかしながら、燃焼を継続させることによ
り、蓄熱体出側の温度は次第に上昇し、終にはバーナ切
替設定時間τ0 毎にバーナ切り替えを行う状態となる。
り、蓄熱体出側の温度は次第に上昇し、終にはバーナ切
替設定時間τ0 毎にバーナ切り替えを行う状態となる。
【００４３】なお、加熱炉の操業を中断して炉内温度が
下がった後再稼動をする場合にも、本発明の加熱炉の操
業方法は適用でき、操業中断のために蓄熱体２３ａおよ
び２３ｂの出側の燃焼排ガス温度が、ドレン消滅設定温
度ｔ0 以下になっているときには、上述したようにし
て、燃焼排ガス温度が十分に上昇するまで、バーナ切替
え時間をバーナ切替設定時間τ0 よりも長くして、操業
するようにすればよい。
下がった後再稼動をする場合にも、本発明の加熱炉の操
業方法は適用でき、操業中断のために蓄熱体２３ａおよ
び２３ｂの出側の燃焼排ガス温度が、ドレン消滅設定温
度ｔ0 以下になっているときには、上述したようにし
て、燃焼排ガス温度が十分に上昇するまで、バーナ切替
え時間をバーナ切替設定時間τ0 よりも長くして、操業
するようにすればよい。
【００４４】上述したような蓄熱式バーナ炉の操業方法
においては、当然のことながら、気体通路２６ａおよび
２６ｂにドレンが残留することはないので、前述したよ
うなドレンによる弊害が発生することはない。
においては、当然のことながら、気体通路２６ａおよび
２６ｂにドレンが残留することはないので、前述したよ
うなドレンによる弊害が発生することはない。
【００４５】次に、この発明の実施の第二の形態である
蓄熱式バーナ炉の操業方法を、図２により説明する。
蓄熱式バーナ炉の操業方法を、図２により説明する。
【００４６】図２に示す蓄熱式バーナ炉３１において
は、炉壁の両側に複数本の蓄熱式バーナを対向する状態
で配置し、これをＡ（バーナ３本）、Ｂ（バーナ３
本）、Ｃ（バーナ４本）およびＤ（バーナ４本）の４グ
ループにグルーピングしている。Ａ、Ｃグループは共通
の燃焼空気・燃焼排ガス配管を持ち、Ｂ、Ｄグループも
同様である。炉の立ち上げ時には、Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ａ
−Ｂ−Ｃ−Ｄ−……の順序で順番に燃焼させるようにし
ている。そして、ＡグループとＢグループの関係は、Ａ
グループで燃焼しているときには、Ｂグループで燃焼排
ガスの排出を、Ｂグループで燃焼しているときには、Ａ
グループで燃焼排ガスの排出をするという関係にする。
は、炉壁の両側に複数本の蓄熱式バーナを対向する状態
で配置し、これをＡ（バーナ３本）、Ｂ（バーナ３
本）、Ｃ（バーナ４本）およびＤ（バーナ４本）の４グ
ループにグルーピングしている。Ａ、Ｃグループは共通
の燃焼空気・燃焼排ガス配管を持ち、Ｂ、Ｄグループも
同様である。炉の立ち上げ時には、Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ａ
−Ｂ−Ｃ−Ｄ−……の順序で順番に燃焼させるようにし
ている。そして、ＡグループとＢグループの関係は、Ａ
グループで燃焼しているときには、Ｂグループで燃焼排
ガスの排出を、Ｂグループで燃焼しているときには、Ａ
グループで燃焼排ガスの排出をするという関係にする。
【００４７】また、ＣグループとＤグループの関係は、
Ｃグループで燃焼しているときには、Ｄグループで燃焼
排ガスの排出を、Ｄグループで燃焼しているときには、
Ｃグループで燃焼排ガスの排出をするという関係にす
る。
Ｃグループで燃焼しているときには、Ｄグループで燃焼
排ガスの排出を、Ｄグループで燃焼しているときには、
Ｃグループで燃焼排ガスの排出をするという関係にす
る。
【００４８】そして、ＡグループとＢグループの関係で
説明すると、Ａグループのバーナ３２ａに付設した蓄熱
体３３ａの出側に、燃焼排ガスの温度を計測する温度計
１１ａが、またＢグループのバーナ３２ｂに付設した蓄
熱体３３ｂの出側に、燃焼排ガスの温度を計測する温度
計１１ｂが設けられている。
説明すると、Ａグループのバーナ３２ａに付設した蓄熱
体３３ａの出側に、燃焼排ガスの温度を計測する温度計
１１ａが、またＢグループのバーナ３２ｂに付設した蓄
熱体３３ｂの出側に、燃焼排ガスの温度を計測する温度
計１１ｂが設けられている。
【００４９】Ａグループのバーナ３２ａで燃焼している
場合には、３２ａに燃料を供給するための燃料遮断弁３
４ａは開いており、燃料が供給されている。そして、燃
焼空気遮断弁３５ａが開、燃焼排ガス遮断弁３６ａが閉
状態となっており、燃焼空気が供給されている。
場合には、３２ａに燃料を供給するための燃料遮断弁３
４ａは開いており、燃料が供給されている。そして、燃
焼空気遮断弁３５ａが開、燃焼排ガス遮断弁３６ａが閉
状態となっており、燃焼空気が供給されている。
【００５０】一方、Ｂグループのバーナ３２ｂにおいて
は、燃料遮断弁３４ｂは閉じており、燃料の供給が停止
されている。そして、燃焼空気遮断弁３５ｂが閉、燃焼
排ガス遮断弁３６ｂが開状態となっており、燃焼排ガス
が排出されている。
は、燃料遮断弁３４ｂは閉じており、燃料の供給が停止
されている。そして、燃焼空気遮断弁３５ｂが閉、燃焼
排ガス遮断弁３６ｂが開状態となっており、燃焼排ガス
が排出されている。
【００５１】このような状態において、蓄熱体３３ｂの
出側に設けた温度計１１ｂにより、燃焼排ガスの温度が
計測されている。
出側に設けた温度計１１ｂにより、燃焼排ガスの温度が
計測されている。
【００５２】また、Ｂグループのバーナ３２ｂで燃焼し
ている場合には、弁類の開閉状態は、上記と反対の状態
になる。
ている場合には、弁類の開閉状態は、上記と反対の状態
になる。
【００５３】そして、この場合は多数のバーナーがある
ので、計測した燃焼排ガスの温度のゾーン内の平均値を
ゾーン毎に設定したドレン消滅設定温度と比較する。平
均値を用いることによって、ゾーン内の蓄熱体出側の燃
焼排ガス温度にばらつきがあった場合でも、ドレンの発
生・蒸発条件を正しく評価して、最適な切替えを行うこ
とができる。
ので、計測した燃焼排ガスの温度のゾーン内の平均値を
ゾーン毎に設定したドレン消滅設定温度と比較する。平
均値を用いることによって、ゾーン内の蓄熱体出側の燃
焼排ガス温度にばらつきがあった場合でも、ドレンの発
生・蒸発条件を正しく評価して、最適な切替えを行うこ
とができる。
【００５４】この実施形態においては、燃焼排ガスの配
管が一部共有されており、前述したように切替えを行う
ので、Ａグループ、Ｂグループが燃焼と燃焼排ガス排出
を行っているときに、Ｃ、Ｄグループの燃焼排ガス配管
が加熱される。Ｃ、Ｄグループが燃焼を始めるときに
は、燃焼排ガスの下流側の温度低下が緩和されるので、
ドレン消滅設定温度をより低く（即ち燃焼排ガスの露点
＋５０℃付近で）設定できる。このため、各グループの
切替え時間が早くなり、局部的に長時間加熱されること
がなく、炉内が均一に加熱されるという効果がある。
管が一部共有されており、前述したように切替えを行う
ので、Ａグループ、Ｂグループが燃焼と燃焼排ガス排出
を行っているときに、Ｃ、Ｄグループの燃焼排ガス配管
が加熱される。Ｃ、Ｄグループが燃焼を始めるときに
は、燃焼排ガスの下流側の温度低下が緩和されるので、
ドレン消滅設定温度をより低く（即ち燃焼排ガスの露点
＋５０℃付近で）設定できる。このため、各グループの
切替え時間が早くなり、局部的に長時間加熱されること
がなく、炉内が均一に加熱されるという効果がある。
【００５５】また、この実施例は、燃焼排ガス排出開始
からの経過時間をゾーン毎に設定したバーナ切替設定時
間と比較し燃焼切替えのタイミングを判定している。
からの経過時間をゾーン毎に設定したバーナ切替設定時
間と比較し燃焼切替えのタイミングを判定している。
【００５６】バーナ切替設定時間は燃焼効率に影響を及
ぼすので、ゾーン毎にバーナーの定格・本数が異なる場
合に、そのゾーンに最適な値を設定できる効果がある。
ぼすので、ゾーン毎にバーナーの定格・本数が異なる場
合に、そのゾーンに最適な値を設定できる効果がある。
【００５７】
【発明の効果】本発明により、次のような効果がある。 （１）炉内にドレンが噴霧されなくなるので、燃焼火炎
温度が低下せず、炉の昇温速度が速くなる。 （２）炉内にドレンが噴霧されなくなるので、被加熱物
の酸化が抑制され、製品の品質が向上する。 （３）ドレンの配管内への滞留が減少するので、配管の
腐食が軽減され、保全費がやすくなる。 （４）ドレン発生が抑制されるため、炉温が低い条件下
での燃焼が安定する。
温度が低下せず、炉の昇温速度が速くなる。 （２）炉内にドレンが噴霧されなくなるので、被加熱物
の酸化が抑制され、製品の品質が向上する。 （３）ドレンの配管内への滞留が減少するので、配管の
腐食が軽減され、保全費がやすくなる。 （４）ドレン発生が抑制されるため、炉温が低い条件下
での燃焼が安定する。
【図１】この発明の実施の第一の形態である蓄熱式バー
ナ炉の操業方法の説明図であり、（ａ）はこの蓄熱式バ
ーナ炉の設備構成を示す説明図、（ｂ）はバーナ切替え
を行うときの処理手順を示すブロック図である。
ナ炉の操業方法の説明図であり、（ａ）はこの蓄熱式バ
ーナ炉の設備構成を示す説明図、（ｂ）はバーナ切替え
を行うときの処理手順を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の第二の形態である蓄熱式バー
ナ炉の操業方法の説明図である。
ナ炉の操業方法の説明図である。
【図３】従来の蓄熱式バーナ炉の操業方法の説明図であ
る。
る。
【図４】排ガス排出開始時点からの蓄熱体出口側の燃焼
排ガス温度の経時変化を示すグラフである。
排ガス温度の経時変化を示すグラフである。
１ａ、１ｂ 温度計 ２ａ、２ｂ タイマー ３ 温度差演算器 ４ 時間差演算器 ５ バーナ切替判定器 ６ 燃焼切替制御器 １１ａ、１１ｂ 温度計
Claims (3)
- 【請求項１】 ２本の燃焼バーナを１対として燃焼と燃
焼排ガス排気を交互に分担し、一方の燃焼バーナによる
燃焼によって発生した燃焼排ガスを、他方の燃焼バーナ
の気体通路を通して排気し、燃焼排ガスの保有する顕熱
を燃焼バーナの気体通路に配置した蓄熱体に蓄熱すると
ともに、燃焼時には前記気体通路に燃焼空気を供給し、
前記蓄熱体を通して燃焼空気を予熱するようにした蓄熱
式バーナを少なくとも１対以上装備した蓄熱式バーナー
炉の操業において、蓄熱を行っている蓄熱式バーナの蓄
熱体出口側の燃焼排ガス温度と蓄熱開始時からの経過時
間を計測し、計測した燃焼排ガスの温度があらかじめ設
定してあるドレン消滅設定温度に到達したときの経過時
間が、あらかじめ設定してあるバーナ切替設定時間未満
であるときは、バーナ切替設定時間を経過した時に、対
バーナの燃焼と排気を切替え、バーナ切替設定時間以上
であるときは、ただちに対バーナーの燃焼と排気を切替
えることを特徴とする蓄熱式バーナ炉の操業方法。 - 【請求項２】 ２本の燃焼バーナを１対として燃焼と燃
焼排ガス排気を交互に分担し、一方の燃焼バーナによる
燃焼によって発生した燃焼排ガスを、他方の燃焼バーナ
の気体通路を通して排気し、燃焼排ガスの保有する顕熱
を燃焼バーナの気体通路に配置した蓄熱体に蓄熱すると
ともに、燃焼時には前記気体通路に燃焼空気を供給し、
前記蓄熱体を通して燃焼空気を予熱するようにした蓄熱
式バーナを少なくとも１対以上装備した蓄熱式バーナー
炉の操業において、蓄熱を行っている蓄熱式バーナの蓄
熱体出口側の燃焼排ガス温度と蓄熱開始時からの経過時
間を計測し、前記経過時間があらかじめ設定してあるバ
ーナ切替設定時間に到達したときに、計測した燃焼排ガ
スの温度があらかじめ設定してあるドレン消滅設定温度
に到達しているときは、ただちに対バーナーの燃焼と排
気を切替え、到達していないときには、到達した時点で
対バーナーの燃焼と排気を切替えることを特徴とする蓄
熱式バーナ炉の操業方法。 - 【請求項３】 ドレン消滅設定温度を、燃焼排ガスの露
点より５０〜１００℃高く設定することを特徴とする請
求項１又は請求項２に記載の蓄熱式バーナ炉の操業方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7257455A JPH09101022A (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 蓄熱式バーナ炉の操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7257455A JPH09101022A (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 蓄熱式バーナ炉の操業方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09101022A true JPH09101022A (ja) | 1997-04-15 |
Family
ID=17306579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7257455A Pending JPH09101022A (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 蓄熱式バーナ炉の操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09101022A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100447491C (zh) * | 2007-02-06 | 2008-12-31 | 顾向涛 | 蓄热式燃烧装置用换向时间控制方法 |
| JP2016142441A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | 大阪瓦斯株式会社 | 交番燃焼バーナ装置及び加熱炉 |
| CN115371043A (zh) * | 2021-05-21 | 2022-11-22 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 一种基于锅炉ct技术的燃烧优化控制方法 |
-
1995
- 1995-10-04 JP JP7257455A patent/JPH09101022A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100447491C (zh) * | 2007-02-06 | 2008-12-31 | 顾向涛 | 蓄热式燃烧装置用换向时间控制方法 |
| JP2016142441A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | 大阪瓦斯株式会社 | 交番燃焼バーナ装置及び加熱炉 |
| CN115371043A (zh) * | 2021-05-21 | 2022-11-22 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 一种基于锅炉ct技术的燃烧优化控制方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040420 |