JPH09170749A - 加熱炉およびその操業方法 - Google Patents
加熱炉およびその操業方法Info
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- JPH09170749A JPH09170749A JP8208282A JP20828296A JPH09170749A JP H09170749 A JPH09170749 A JP H09170749A JP 8208282 A JP8208282 A JP 8208282A JP 20828296 A JP20828296 A JP 20828296A JP H09170749 A JPH09170749 A JP H09170749A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被加熱材が酸化されず、かつ燃焼効率も低下
しない加熱炉を得る。 【解決手段】 交番燃焼する蓄熱式燃焼バ−ナを１組以
上配置した加熱炉において、蓄熱体の燃焼排ガス出側
に、燃焼排ガス中の可燃成分を検出する可燃成分検出手
段を設けるとともに、蓄熱体の燃焼排ガス入側に、燃焼
排ガス中の可燃成分を完全燃焼させるための燃焼用空気
供給手段を設けた加熱炉。
しない加熱炉を得る。 【解決手段】 交番燃焼する蓄熱式燃焼バ−ナを１組以
上配置した加熱炉において、蓄熱体の燃焼排ガス出側
に、燃焼排ガス中の可燃成分を検出する可燃成分検出手
段を設けるとともに、蓄熱体の燃焼排ガス入側に、燃焼
排ガス中の可燃成分を完全燃焼させるための燃焼用空気
供給手段を設けた加熱炉。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、蓄熱式燃焼バー
ナを備えた加熱炉およびその操業方法、特に未燃焼の可
燃成分が燃焼排ガスとともに排出されるのを防止するこ
とのできる加熱炉およびその操業方法に関する。
ナを備えた加熱炉およびその操業方法、特に未燃焼の可
燃成分が燃焼排ガスとともに排出されるのを防止するこ
とのできる加熱炉およびその操業方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】蓄熱式燃焼バーナを配置した加熱炉は、
燃焼バーナに付設した蓄熱体に、高温の燃焼排ガスの保
有する顕熱を蓄熱し、燃焼時に燃焼用空気をこの蓄熱体
を通して高温に予熱して燃焼に供するので、燃焼効率の
高い加熱炉として近年製鉄所等で採用されている。
燃焼バーナに付設した蓄熱体に、高温の燃焼排ガスの保
有する顕熱を蓄熱し、燃焼時に燃焼用空気をこの蓄熱体
を通して高温に予熱して燃焼に供するので、燃焼効率の
高い加熱炉として近年製鉄所等で採用されている。
【０００３】ところで、蓄熱式燃焼バーナを配置した加
熱炉において、被加熱物を加熱する場合に、燃料と燃焼
用空気とが混合された状態で供給され、被加熱物の表面
近傍で燃焼が行われると、被加熱物の表面が容易に酸化
され、発生したスケールが成品の表面に残留して、品質
が低下するという問題がある。
熱炉において、被加熱物を加熱する場合に、燃料と燃焼
用空気とが混合された状態で供給され、被加熱物の表面
近傍で燃焼が行われると、被加熱物の表面が容易に酸化
され、発生したスケールが成品の表面に残留して、品質
が低下するという問題がある。
【０００４】上述のような問題があるため、特開平７−
１０２３１３号公報において開示された加熱炉用蓄熱型
交番燃焼バーナにおいては、図４に示すように、燃料供
給孔３１を炉壁３２から炉３３内に３０ｃｍ程度突き出
す状態に設けて、燃料３４が被加熱物３５を覆うように
噴射されるようにしている。
１０２３１３号公報において開示された加熱炉用蓄熱型
交番燃焼バーナにおいては、図４に示すように、燃料供
給孔３１を炉壁３２から炉３３内に３０ｃｍ程度突き出
す状態に設けて、燃料３４が被加熱物３５を覆うように
噴射されるようにしている。
【０００５】そして、燃焼用空気孔３６は、炉壁３２か
ら炉３３内に突き出さないように、かつ燃焼用空気３７
は前記燃料３４よりも被加熱物３５から離れた位置に噴
射されるように設けられており、燃焼によって発生する
火炎３８は、燃料３４に遮られて直接被加熱物３５に当
たらないようになっている。すなわち、被加熱物３５近
傍の炉３３内の雰囲気は、還元性雰囲気となっており、
これにより被加熱物３５の酸化が抑制されるというもの
である。
ら炉３３内に突き出さないように、かつ燃焼用空気３７
は前記燃料３４よりも被加熱物３５から離れた位置に噴
射されるように設けられており、燃焼によって発生する
火炎３８は、燃料３４に遮られて直接被加熱物３５に当
たらないようになっている。すなわち、被加熱物３５近
傍の炉３３内の雰囲気は、還元性雰囲気となっており、
これにより被加熱物３５の酸化が抑制されるというもの
である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平７−１０２３１３号公報において開示された加
熱炉用蓄熱型交番燃焼バーナを配置した加熱炉で、被加
熱物を加熱する場合、次のような問題点があった。すな
わち、炉内の被加熱物の配置状況や、燃焼バーナの火炎
の経時変化の度合いによっては、炉内に噴射された燃料
がすぐに燃焼されないので、未燃焼の可燃成分を含有し
た燃焼排ガスが、排気状態にある他の燃焼バーナに吸引
されて炉外に排出されるので、燃焼効率が低くなるとい
う問題点があった。
た特開平７−１０２３１３号公報において開示された加
熱炉用蓄熱型交番燃焼バーナを配置した加熱炉で、被加
熱物を加熱する場合、次のような問題点があった。すな
わち、炉内の被加熱物の配置状況や、燃焼バーナの火炎
の経時変化の度合いによっては、炉内に噴射された燃料
がすぐに燃焼されないので、未燃焼の可燃成分を含有し
た燃焼排ガスが、排気状態にある他の燃焼バーナに吸引
されて炉外に排出されるので、燃焼効率が低くなるとい
う問題点があった。
【０００７】また、上記以外の蓄熱式燃焼バーナを用い
た場合であっても、燃料の組成が変動するようなときに
は、一定空気比で燃焼していても、未燃焼の可燃成分が
発生する場合があり、このことに起因しても燃焼効率が
低下するという問題点がある。
た場合であっても、燃料の組成が変動するようなときに
は、一定空気比で燃焼していても、未燃焼の可燃成分が
発生する場合があり、このことに起因しても燃焼効率が
低下するという問題点がある。
【０００８】この発明は、従来技術の上述のような問題
点を解消するためになされたものであり、被加熱物の配
置や火炎の経時変化あるいは燃料組成の変動等があって
も、燃焼効率が低下しない加熱炉およびその操業方法を
提供することを目的としている。
点を解消するためになされたものであり、被加熱物の配
置や火炎の経時変化あるいは燃料組成の変動等があって
も、燃焼効率が低下しない加熱炉およびその操業方法を
提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明に係る加熱炉
は、交番燃焼する蓄熱式燃焼バ−ナを１組以上配置した
加熱炉において、蓄熱体の燃焼排ガス出側に、燃焼排ガ
ス中の可燃成分を検出する可燃成分検出手段を設けると
ともに、蓄熱体の燃焼排ガス入側に、燃焼排ガス中の可
燃成分を完全燃焼させるための燃焼用空気供給手段を設
けたものである。
は、交番燃焼する蓄熱式燃焼バ−ナを１組以上配置した
加熱炉において、蓄熱体の燃焼排ガス出側に、燃焼排ガ
ス中の可燃成分を検出する可燃成分検出手段を設けると
ともに、蓄熱体の燃焼排ガス入側に、燃焼排ガス中の可
燃成分を完全燃焼させるための燃焼用空気供給手段を設
けたものである。
【００１０】この発明に係る加熱炉においては、可燃成
分検出手段により蓄熱体通過後の燃焼排ガス中に含まれ
る可燃成分を検出する。そして、可燃成分が含まれると
判断された場合には、その燃焼排ガスを排出中の蓄熱式
燃焼バーナの蓄熱体燃焼排ガス入側に設けた燃焼用空気
供給手段により、可燃成分を完全燃焼させるための燃焼
用空気を供給する。
分検出手段により蓄熱体通過後の燃焼排ガス中に含まれ
る可燃成分を検出する。そして、可燃成分が含まれると
判断された場合には、その燃焼排ガスを排出中の蓄熱式
燃焼バーナの蓄熱体燃焼排ガス入側に設けた燃焼用空気
供給手段により、可燃成分を完全燃焼させるための燃焼
用空気を供給する。
【００１１】したがって、可燃成分が燃焼排ガスととも
に、炉外に排出されることがなく、可燃成分が燃焼され
ることによって発生する燃焼排ガス中の顕熱が、蓄熱体
に蓄熱できるので、燃焼効率が高まる。
に、炉外に排出されることがなく、可燃成分が燃焼され
ることによって発生する燃焼排ガス中の顕熱が、蓄熱体
に蓄熱できるので、燃焼効率が高まる。
【００１２】また、前記可燃成分検出手段により検出さ
れた可燃成分を完全燃焼させるための理論空気量を算出
する理論空気量算出手段を設けたものである。
れた可燃成分を完全燃焼させるための理論空気量を算出
する理論空気量算出手段を設けたものである。
【００１３】この発明に係る加熱炉においては、理論空
気量算出手段により可燃成分を完全燃焼させるための理
論空気量を算出し、算出した理論空気量に基づいて燃焼
用空気を燃焼用空気供給手段に供給するので、燃焼用空
気を過剰に供給することがなくなり、蓄熱体が過剰空気
により冷却されることもなく、燃焼排ガス中の保有する
顕熱を効率よく蓄熱できる。
気量算出手段により可燃成分を完全燃焼させるための理
論空気量を算出し、算出した理論空気量に基づいて燃焼
用空気を燃焼用空気供給手段に供給するので、燃焼用空
気を過剰に供給することがなくなり、蓄熱体が過剰空気
により冷却されることもなく、燃焼排ガス中の保有する
顕熱を効率よく蓄熱できる。
【００１４】また、この発明に係る第一の加熱炉の操業
方法は、交番燃焼する蓄熱式燃焼バ−ナを１組以上配置
した加熱炉の操業方法において、燃焼排ガスを排出して
いる蓄熱式燃焼バーナの蓄熱体燃焼排ガス出側で、燃焼
排ガス中の可燃成分を検出し、燃焼排ガス中に可燃成分
が含まれると判定された場合には、前記蓄熱式燃焼バー
ナの蓄熱体燃焼排ガス入側において、燃焼排ガス中の可
燃成分を完全燃焼させるための燃焼用空気を供給するも
のである。
方法は、交番燃焼する蓄熱式燃焼バ−ナを１組以上配置
した加熱炉の操業方法において、燃焼排ガスを排出して
いる蓄熱式燃焼バーナの蓄熱体燃焼排ガス出側で、燃焼
排ガス中の可燃成分を検出し、燃焼排ガス中に可燃成分
が含まれると判定された場合には、前記蓄熱式燃焼バー
ナの蓄熱体燃焼排ガス入側において、燃焼排ガス中の可
燃成分を完全燃焼させるための燃焼用空気を供給するも
のである。
【００１５】この操業方法により、可燃成分が燃焼排ガ
スとともに、炉外に排出されることがなく、可燃成分が
燃焼されることによって発生する燃焼排ガス中の顕熱
が、蓄熱体に蓄熱できるので、燃焼効率が高まる。
スとともに、炉外に排出されることがなく、可燃成分が
燃焼されることによって発生する燃焼排ガス中の顕熱
が、蓄熱体に蓄熱できるので、燃焼効率が高まる。
【００１６】また、この発明に係る第二の蓄熱式燃焼バ
ーナを備えた加熱炉の操業方法は、交番燃焼する蓄熱式
燃焼バ−ナを１組以上配置した加熱炉の操業方法におい
て、燃焼排ガスを排出している蓄熱式燃焼バーナの蓄熱
体燃焼排ガス出側で、燃焼排ガス中の可燃成分を検出
し、燃焼排ガス中に可燃成分が含まれると判定された場
合には、前記蓄熱式燃焼バーナの蓄熱体燃焼排ガス入側
において、燃焼排ガス中の可燃成分を完全燃焼させ、か
つ完全燃焼させた後の燃焼排ガス温度が蓄熱体の耐熱温
度を超えない温度で酸素含有ガスを供給するものであ
る。
ーナを備えた加熱炉の操業方法は、交番燃焼する蓄熱式
燃焼バ−ナを１組以上配置した加熱炉の操業方法におい
て、燃焼排ガスを排出している蓄熱式燃焼バーナの蓄熱
体燃焼排ガス出側で、燃焼排ガス中の可燃成分を検出
し、燃焼排ガス中に可燃成分が含まれると判定された場
合には、前記蓄熱式燃焼バーナの蓄熱体燃焼排ガス入側
において、燃焼排ガス中の可燃成分を完全燃焼させ、か
つ完全燃焼させた後の燃焼排ガス温度が蓄熱体の耐熱温
度を超えない温度で酸素含有ガスを供給するものであ
る。
【００１７】この操業方法により、可燃成分が燃焼排ガ
スとともに、炉外に排出されることがなく、可燃成分が
燃焼されることによって発生する燃焼排ガス中の顕熱
が、蓄熱体に蓄熱できるので、燃焼効率が高まる。
スとともに、炉外に排出されることがなく、可燃成分が
燃焼されることによって発生する燃焼排ガス中の顕熱
が、蓄熱体に蓄熱できるので、燃焼効率が高まる。
【００１８】また、可燃成分が燃焼された後の燃焼排ガ
スにより、蓄熱体の温度が耐熱温度を超えることがない
ので、蓄熱体の寿命が低下することはない。
スにより、蓄熱体の温度が耐熱温度を超えることがない
ので、蓄熱体の寿命が低下することはない。
【００１９】
【発明の実施の形態】この発明の第一の実施の形態の蓄
熱式燃焼バーナを備えた加熱炉の操業方法を、図１によ
り説明する。図１の加熱炉１においては、蓄熱式燃焼バ
ーナ２ａおよび２ｃで燃焼しており、蓄熱式燃焼バーナ
２ａと対になっている蓄熱式燃焼バーナ２ｂおよび蓄熱
式燃焼バーナ２ｃと対になっている蓄熱式燃焼バーナ２
ｄで燃焼排ガスを排出している状況を示している。そし
て、空気比１．０５程度のほぼ完全燃焼状態で操業して
いる場合の例である。
熱式燃焼バーナを備えた加熱炉の操業方法を、図１によ
り説明する。図１の加熱炉１においては、蓄熱式燃焼バ
ーナ２ａおよび２ｃで燃焼しており、蓄熱式燃焼バーナ
２ａと対になっている蓄熱式燃焼バーナ２ｂおよび蓄熱
式燃焼バーナ２ｃと対になっている蓄熱式燃焼バーナ２
ｄで燃焼排ガスを排出している状況を示している。そし
て、空気比１．０５程度のほぼ完全燃焼状態で操業して
いる場合の例である。
【００２０】この加熱炉の操業方法においては、加熱炉
１の燃焼している蓄熱式燃焼バーナ２ａおよび２ｃで発
生した燃焼排ガス３は、燃焼排ガス３を排出している蓄
熱式燃焼バーナ２ｂおよび２ｄの蓄熱体４ｂおよび４ｄ
を通過し、それぞれの切替弁５Ａおよび５Ｂを通って燃
焼排ガス本管６に達し、系外に排出される。そして、燃
料の組成が変化した場合には、未燃焼可燃成分が上記の
ような経路を経て、系外に排出される可能性がある。
１の燃焼している蓄熱式燃焼バーナ２ａおよび２ｃで発
生した燃焼排ガス３は、燃焼排ガス３を排出している蓄
熱式燃焼バーナ２ｂおよび２ｄの蓄熱体４ｂおよび４ｄ
を通過し、それぞれの切替弁５Ａおよび５Ｂを通って燃
焼排ガス本管６に達し、系外に排出される。そして、燃
料の組成が変化した場合には、未燃焼可燃成分が上記の
ような経路を経て、系外に排出される可能性がある。
【００２１】この燃焼排ガス本管６には、試料採取管７
が設けられており、この試料採取管７には燃焼排ガス中
の未燃焼の可燃成分を検出するための成分分析器８が接
続されている。この成分分析器８には、ＣＯガスを対象
とした赤外線分析器等を用いるとよい。
が設けられており、この試料採取管７には燃焼排ガス中
の未燃焼の可燃成分を検出するための成分分析器８が接
続されている。この成分分析器８には、ＣＯガスを対象
とした赤外線分析器等を用いるとよい。
【００２２】この成分分析器８により、燃焼排ガス３中
の未燃焼の可燃成分の濃度を検出する。そして、未燃焼
の可燃成分が検出された場合には、信号が補助燃焼用空
気弁制御器９に送られ、補助燃焼用空気弁制御器９から
は弁の開指令が発せられ、補助燃焼用空気弁１０ｂおよ
び１０ｄが開状態となり、補助燃焼用空気が燃焼用空気
配管１１から分岐した補助燃焼用空気配管１２ｂおよび
１２ｄを通って、燃焼排ガスを排出している蓄熱式燃焼
バーナ２ｂおよび２ｄのそれぞれの蓄熱体４ｂおよび４
ｄの炉１に近い側に供給される。
の未燃焼の可燃成分の濃度を検出する。そして、未燃焼
の可燃成分が検出された場合には、信号が補助燃焼用空
気弁制御器９に送られ、補助燃焼用空気弁制御器９から
は弁の開指令が発せられ、補助燃焼用空気弁１０ｂおよ
び１０ｄが開状態となり、補助燃焼用空気が燃焼用空気
配管１１から分岐した補助燃焼用空気配管１２ｂおよび
１２ｄを通って、燃焼排ガスを排出している蓄熱式燃焼
バーナ２ｂおよび２ｄのそれぞれの蓄熱体４ｂおよび４
ｄの炉１に近い側に供給される。
【００２３】一方、燃焼中の蓄熱式燃焼バーナ２ａおよ
び２ｃに対する補助燃焼用空気弁１０ａおよび１０ｃは
閉じられている。
び２ｃに対する補助燃焼用空気弁１０ａおよび１０ｃは
閉じられている。
【００２４】この補助燃焼用空気の供給は、蓄熱式燃焼
バーナ２ｂおよび２ｄで燃焼排ガスの排出が行われてお
り、かつ成分分析器８で燃焼排ガス中の未燃焼の可燃成
分が検出される間中継続される。
バーナ２ｂおよび２ｄで燃焼排ガスの排出が行われてお
り、かつ成分分析器８で燃焼排ガス中の未燃焼の可燃成
分が検出される間中継続される。
【００２５】また、燃焼を行う蓄熱式燃焼バーナが、蓄
熱式燃焼バーナ２ａおよび２ｃから２ｂおよび２ｄに切
り替わった場合に、成分分析器８により未燃焼の可燃成
分が検出された場合には、補助燃焼用空気弁制御器９か
らの弁の開指令は補助燃焼用空気弁１０ａおよび１０ｃ
に発せられる。そして、補助燃焼用空気弁１０ａおよび
１０ｃが開状態となり、補助燃焼用空気が燃焼用空気配
管１１から分岐した補助燃焼用空気配管１２ａおよび１
２ｃを通って、燃焼排ガスを排出している蓄熱式燃焼バ
ーナ２ａおよび２ｃのそれぞれの蓄熱体４ａおよび４ｃ
の炉１に近い側に供給される。
熱式燃焼バーナ２ａおよび２ｃから２ｂおよび２ｄに切
り替わった場合に、成分分析器８により未燃焼の可燃成
分が検出された場合には、補助燃焼用空気弁制御器９か
らの弁の開指令は補助燃焼用空気弁１０ａおよび１０ｃ
に発せられる。そして、補助燃焼用空気弁１０ａおよび
１０ｃが開状態となり、補助燃焼用空気が燃焼用空気配
管１１から分岐した補助燃焼用空気配管１２ａおよび１
２ｃを通って、燃焼排ガスを排出している蓄熱式燃焼バ
ーナ２ａおよび２ｃのそれぞれの蓄熱体４ａおよび４ｃ
の炉１に近い側に供給される。
【００２６】一方、燃焼中の蓄熱式燃焼バーナ２ｂおよ
び２ｄに対する補助燃焼用空気弁１０ｂおよび１０ｄは
閉じられている。
び２ｄに対する補助燃焼用空気弁１０ｂおよび１０ｄは
閉じられている。
【００２７】補助燃焼用空気の供給位置は、図１におい
ては、蓄熱体４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄの炉１側に近
い流体通路１３ａ、１３ｂ、１３ｃおよび１３ｄ内とな
っているが、バーナ口に近い炉内１ａでもよい。
ては、蓄熱体４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄの炉１側に近
い流体通路１３ａ、１３ｂ、１３ｃおよび１３ｄ内とな
っているが、バーナ口に近い炉内１ａでもよい。
【００２８】この実施の形態においては、燃焼排ガス中
に未燃焼可燃成分が検出された場合には、未燃焼可燃成
分を燃焼させるための補助燃焼用空気が蓄熱体の燃焼排
ガス入側（炉側）に供給されるので、燃焼排ガス中の未
燃焼の可燃成分は蓄熱体の入側で燃焼される。
に未燃焼可燃成分が検出された場合には、未燃焼可燃成
分を燃焼させるための補助燃焼用空気が蓄熱体の燃焼排
ガス入側（炉側）に供給されるので、燃焼排ガス中の未
燃焼の可燃成分は蓄熱体の入側で燃焼される。
【００２９】したがって、蓄熱体を通過する燃焼排ガス
の保有する顕熱量が多くなり、蓄熱体での回収熱量が増
加する。
の保有する顕熱量が多くなり、蓄熱体での回収熱量が増
加する。
【００３０】そして、蓄熱体で回収された熱エネルギ
は、その蓄熱体を備えた蓄熱式燃焼バーナで燃焼を行う
ときに、燃焼用空気の予熱に用いられる。
は、その蓄熱体を備えた蓄熱式燃焼バーナで燃焼を行う
ときに、燃焼用空気の予熱に用いられる。
【００３１】したがって、未燃焼の可燃成分が系外に排
出されなくなり、燃焼に利用されるので、炉の燃焼効率
は低下しない。
出されなくなり、燃焼に利用されるので、炉の燃焼効率
は低下しない。
【００３２】図１において、符号１４ａ、１４ｂ、１４
ｃおよび１４ｄは、燃料遮断弁である。
ｃおよび１４ｄは、燃料遮断弁である。
【００３３】なお、図１においては、４本のバーナ（２
本燃焼、２本排気）の例で説明したが、必ずしもこのよ
うな本数にとらわれることはなく、同一燃焼ゾーンの同
一燃焼タイミングのバーナを同一グループとして、その
グループの燃焼排ガスを１つの分析計で分析して、補助
燃焼用空気の供給を制御するようにしてもよい。
本燃焼、２本排気）の例で説明したが、必ずしもこのよ
うな本数にとらわれることはなく、同一燃焼ゾーンの同
一燃焼タイミングのバーナを同一グループとして、その
グループの燃焼排ガスを１つの分析計で分析して、補助
燃焼用空気の供給を制御するようにしてもよい。
【００３４】また、補助燃焼用空気弁も必ずしもバーナ
毎に設ける必要はなく、前記同一グループの全バーナに
対して、１つの補助燃焼用空気弁を設けて補助燃焼用空
気を供給するようにしてもよい。
毎に設ける必要はなく、前記同一グループの全バーナに
対して、１つの補助燃焼用空気弁を設けて補助燃焼用空
気を供給するようにしてもよい。
【００３５】次に、この発明の第二の実施の形態の蓄熱
式燃焼バーナを備えた加熱炉の操業方法を、図２により
説明する。図２の加熱炉１においては、図１の場合と同
様に、蓄熱式燃焼バーナ２ａおよび２ｃで燃焼してお
り、蓄熱式燃焼バーナ２ａと対になっている蓄熱式燃焼
バーナ２ｂおよび蓄熱式燃焼バーナ２ｃと対になってい
る蓄熱式燃焼バーナ２ｄで燃焼排ガスを排出している状
況を示している。
式燃焼バーナを備えた加熱炉の操業方法を、図２により
説明する。図２の加熱炉１においては、図１の場合と同
様に、蓄熱式燃焼バーナ２ａおよび２ｃで燃焼してお
り、蓄熱式燃焼バーナ２ａと対になっている蓄熱式燃焼
バーナ２ｂおよび蓄熱式燃焼バーナ２ｃと対になってい
る蓄熱式燃焼バーナ２ｄで燃焼排ガスを排出している状
況を示している。
【００３６】また、図２においては、図１と同じ機器が
多く使用されているので、同じ機器に対しては図１と同
一符号を使用し、詳細説明は省略する。
多く使用されているので、同じ機器に対しては図１と同
一符号を使用し、詳細説明は省略する。
【００３７】この実施の形態においては、成分分析器８
により検出された未燃焼の可燃成分の濃度の値を理論空
気量演算器１５に送り、この値とあらかじめ設定してあ
る単位時間当りの燃焼排ガス発生量とから、未燃焼の可
燃成分を完全燃焼させるための理論空気量が演算され
る。未燃焼の可燃成分をＣＯで検出している場合には、
下記（１）式に基づいて算出すればよい。
により検出された未燃焼の可燃成分の濃度の値を理論空
気量演算器１５に送り、この値とあらかじめ設定してあ
る単位時間当りの燃焼排ガス発生量とから、未燃焼の可
燃成分を完全燃焼させるための理論空気量が演算され
る。未燃焼の可燃成分をＣＯで検出している場合には、
下記（１）式に基づいて算出すればよい。
【００３８】 Ｑ＝｛Ｇ0 ・［ＣＯ］／（２×０．２１）｝・ｋ…………（１） ただし、 Ｑ：補助燃焼用空気流量（Ｎｍ3 ／ｈ） Ｇ0 ：理論排ガス流量（Ｎｍ3 ／ｈ） ［ＣＯ］：ＣＯ濃度（比） ｋ：補正計数 補正計数ｋは、炉況に応じて定める。
【００３９】そして、演算された理論空気量の値が補助
燃焼用空気流量制御器１６に送られ、理論空気量の信号
を受けた補助燃焼用空気流量制御器１６からは、補助燃
焼用空気流量調整弁２０に指令が発せられ、演算された
理論空気量の値に応じて、補助燃焼用空気流量調整弁２
０の開度が調整される。同時に、補助燃焼用空気流量制
御器１６からは補助燃焼用空気弁１７ｂおよび１７ｄに
対して弁の開指令が発せられ、補助燃焼用空気弁１７ｂ
および１７ｄが開状態となる。
燃焼用空気流量制御器１６に送られ、理論空気量の信号
を受けた補助燃焼用空気流量制御器１６からは、補助燃
焼用空気流量調整弁２０に指令が発せられ、演算された
理論空気量の値に応じて、補助燃焼用空気流量調整弁２
０の開度が調整される。同時に、補助燃焼用空気流量制
御器１６からは補助燃焼用空気弁１７ｂおよび１７ｄに
対して弁の開指令が発せられ、補助燃焼用空気弁１７ｂ
および１７ｄが開状態となる。
【００４０】そして、補助燃焼用空気が補助燃焼用空気
本管１８から分岐した補助燃焼用空気枝管１９ｂおよび
１９ｄを通って、燃焼排ガスを排出している蓄熱式燃焼
バーナ２ｂおよび２ｄのそれぞれの蓄熱体４ｂおよび４
ｄの炉１に近い側に供給される。
本管１８から分岐した補助燃焼用空気枝管１９ｂおよび
１９ｄを通って、燃焼排ガスを排出している蓄熱式燃焼
バーナ２ｂおよび２ｄのそれぞれの蓄熱体４ｂおよび４
ｄの炉１に近い側に供給される。
【００４１】この補助燃焼用空気の供給は、蓄熱式燃焼
バーナ２ｂおよび２ｄで燃焼排ガスの排出が行われてお
り、かつ成分分析器８で燃焼排ガス中の未燃焼の可燃成
分が検出される間中継続される。
バーナ２ｂおよび２ｄで燃焼排ガスの排出が行われてお
り、かつ成分分析器８で燃焼排ガス中の未燃焼の可燃成
分が検出される間中継続される。
【００４２】そして、この間燃焼している蓄熱式燃焼バ
ーナ２ａおよび２ｃに補助燃焼用空気を供給するための
補助燃焼用空気弁１７ａおよび１７ｃは閉状態となって
いる。
ーナ２ａおよび２ｃに補助燃焼用空気を供給するための
補助燃焼用空気弁１７ａおよび１７ｃは閉状態となって
いる。
【００４３】また、燃焼を行う蓄熱式燃焼バーナが、蓄
熱式燃焼バーナ２ａおよび２ｃから２ｂおよび２ｄに切
り替わった場合に、成分分析器８により未燃焼の可燃成
分が検出された場合には、補助燃焼用空気流量制御器１
６からからの弁の開指令は補助燃焼用空気流量調整弁２
０に発せられ，演算された理論空気量の値に応じて、補
助燃焼用空気流量調整弁２０の開度が調整される。同時
に、補助燃焼用空気流量制御器１６からは補助燃焼用空
気弁１７ａおよび１７ｃに対して弁の開指令が発せら
れ、補助燃焼用空気弁１７ａおよび１７ｃが開状態とな
る。
熱式燃焼バーナ２ａおよび２ｃから２ｂおよび２ｄに切
り替わった場合に、成分分析器８により未燃焼の可燃成
分が検出された場合には、補助燃焼用空気流量制御器１
６からからの弁の開指令は補助燃焼用空気流量調整弁２
０に発せられ，演算された理論空気量の値に応じて、補
助燃焼用空気流量調整弁２０の開度が調整される。同時
に、補助燃焼用空気流量制御器１６からは補助燃焼用空
気弁１７ａおよび１７ｃに対して弁の開指令が発せら
れ、補助燃焼用空気弁１７ａおよび１７ｃが開状態とな
る。
【００４４】そして、補助燃焼用空気が補助燃焼用空気
本管１８から分岐した補助燃焼用空気枝管１９ａおよび
１９ｃを通って、燃焼排ガスを排出している蓄熱式燃焼
バーナ２ａおよび２ｃのそれぞれの蓄熱体４ａおよび４
ｃの炉１に近い側に供給される。
本管１８から分岐した補助燃焼用空気枝管１９ａおよび
１９ｃを通って、燃焼排ガスを排出している蓄熱式燃焼
バーナ２ａおよび２ｃのそれぞれの蓄熱体４ａおよび４
ｃの炉１に近い側に供給される。
【００４５】この補助燃焼用空気の供給は、蓄熱式燃焼
バーナ２ａおよび２ｃで燃焼排ガスの排出が行われてお
り、かつ成分分析器８で燃焼排ガス中の未燃焼の可燃成
分が検出される間中継続される。
バーナ２ａおよび２ｃで燃焼排ガスの排出が行われてお
り、かつ成分分析器８で燃焼排ガス中の未燃焼の可燃成
分が検出される間中継続される。
【００４６】そして、この間燃焼している蓄熱式燃焼バ
ーナ２ｂおよび２ｄに補助燃焼用空気を供給するための
補助燃焼用空気弁１７ｂおよび１７ｄは閉状態となって
いる。
ーナ２ｂおよび２ｄに補助燃焼用空気を供給するための
補助燃焼用空気弁１７ｂおよび１７ｄは閉状態となって
いる。
【００４７】補助燃焼用空気の供給位置は、図２におい
ては、蓄熱体４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄの炉１側に近
い流体通路１３ａ、１３ｂ、１３ｃおよび１３ｄ内とな
っているが、炉内１ａのバーナ口に近い位置でもよい。
ては、蓄熱体４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄの炉１側に近
い流体通路１３ａ、１３ｂ、１３ｃおよび１３ｄ内とな
っているが、炉内１ａのバーナ口に近い位置でもよい。
【００４８】この実施の形態においては、燃焼排ガス中
に未燃焼の可燃成分が検出された場合には、未燃焼の可
燃成分を完全燃焼させるための理論空気量が演算され、
この理論空気量に応じた補助燃焼用空気が蓄熱体の燃焼
排ガス入側（炉側）に供給されるので、燃焼排ガス中の
未燃焼の可燃成分は蓄熱体の入側で燃焼されるととも
に、燃焼排ガス中に過剰な空気が含まれることもない。
に未燃焼の可燃成分が検出された場合には、未燃焼の可
燃成分を完全燃焼させるための理論空気量が演算され、
この理論空気量に応じた補助燃焼用空気が蓄熱体の燃焼
排ガス入側（炉側）に供給されるので、燃焼排ガス中の
未燃焼の可燃成分は蓄熱体の入側で燃焼されるととも
に、燃焼排ガス中に過剰な空気が含まれることもない。
【００４９】したがって、蓄熱体を通過する燃焼排ガス
の保有する顕熱量が多くなるとともに、過剰な空気によ
り燃焼排ガスの温度が低下することもないので、蓄熱体
での熱回収量が第一の実施の形態を実施したとき以上に
向上する。このため、炉の燃焼効率が低下することはな
い。
の保有する顕熱量が多くなるとともに、過剰な空気によ
り燃焼排ガスの温度が低下することもないので、蓄熱体
での熱回収量が第一の実施の形態を実施したとき以上に
向上する。このため、炉の燃焼効率が低下することはな
い。
【００５０】次に、この発明の第三の実施の形態の蓄熱
式燃焼バーナを備えた加熱炉の操業方法を、図３により
説明する。この実施の形態においては、燃焼排ガス中の
未燃焼可燃成分を燃焼させるために、補助燃焼用空気配
管が蓄熱体の燃焼排ガス入側の流体通路に接続され、成
分分析器により燃焼排ガス中に未燃焼の可燃成分が検出
された場合に、補助燃焼用空気が前記流体通路に供給さ
れるのは、前述した第一の実施の形態または第二の実施
の形態の場合と同一であるので、同一である部分の説明
は省略し、この実施の形態の特徴点を、図３の蓄熱式燃
焼バ−ナ２の断面図に基づいて説明する。この蓄熱式燃
焼バーナを備えた加熱炉の操業方法においては、補助燃
焼用空気を補助燃焼用空気配管２１から流体通路１３に
供給して未燃焼の可燃成分を燃焼させた後の燃焼排ガス
の温度を、流体通路１３に設けた温度計２２で検出し、
検出した燃焼排ガスの温度が、蓄熱体４の耐熱温度を超
える場合には、流体通路１３に接続した常温空気配管２
３から、温度計２２で検出した燃焼排ガス温度が、蓄熱
体４の耐熱温度以下に低下する量の常温空気を流体通路
１３に供給する。
式燃焼バーナを備えた加熱炉の操業方法を、図３により
説明する。この実施の形態においては、燃焼排ガス中の
未燃焼可燃成分を燃焼させるために、補助燃焼用空気配
管が蓄熱体の燃焼排ガス入側の流体通路に接続され、成
分分析器により燃焼排ガス中に未燃焼の可燃成分が検出
された場合に、補助燃焼用空気が前記流体通路に供給さ
れるのは、前述した第一の実施の形態または第二の実施
の形態の場合と同一であるので、同一である部分の説明
は省略し、この実施の形態の特徴点を、図３の蓄熱式燃
焼バ−ナ２の断面図に基づいて説明する。この蓄熱式燃
焼バーナを備えた加熱炉の操業方法においては、補助燃
焼用空気を補助燃焼用空気配管２１から流体通路１３に
供給して未燃焼の可燃成分を燃焼させた後の燃焼排ガス
の温度を、流体通路１３に設けた温度計２２で検出し、
検出した燃焼排ガスの温度が、蓄熱体４の耐熱温度を超
える場合には、流体通路１３に接続した常温空気配管２
３から、温度計２２で検出した燃焼排ガス温度が、蓄熱
体４の耐熱温度以下に低下する量の常温空気を流体通路
１３に供給する。
【００５１】なお、常温空気配管２３から供給するガス
は、燃焼排ガスの温度を調整することのできるガスなら
ば、常温空気に限定する必要はなく、例えば窒素ガス等
にしてもよい。
は、燃焼排ガスの温度を調整することのできるガスなら
ば、常温空気に限定する必要はなく、例えば窒素ガス等
にしてもよい。
【００５２】また、温度計２２や常温空気配管２３を用
いず、別途測定している炉内温度の条件と未燃焼ガスの
量に応じて、所定量の冷風を補助燃焼用空気配管２１か
ら吹き込むようにしてもよい。
いず、別途測定している炉内温度の条件と未燃焼ガスの
量に応じて、所定量の冷風を補助燃焼用空気配管２１か
ら吹き込むようにしてもよい。
【００５３】この実施の形態においては、第一および第
二の実施の形態の場合の効果に加えて、蓄熱体４の寿命
が低下しないという効果がある。
二の実施の形態の場合の効果に加えて、蓄熱体４の寿命
が低下しないという効果がある。
【００５４】
【実施例】幅２ｍ、長さ４ｍ、高さ２ｍの炉容積を有
し、幅方向の炉壁に軸中心間距離１ｍを離して１組の交
番燃焼型蓄熱式燃焼バ−ナを設けたバッチ式加熱炉にお
いて、２６００ｋｃａｌ／Ｎｍ3 のＭガス（製鉄所副生
混合ガス）を空気比０．９５で燃焼させる操業を行っ
た。このとき、蓄熱体の燃焼排ガス入側に設置した温度
計により測定した燃焼排ガスの温度は１３７０℃（一定
時間内の平均温度）であった。
し、幅方向の炉壁に軸中心間距離１ｍを離して１組の交
番燃焼型蓄熱式燃焼バ−ナを設けたバッチ式加熱炉にお
いて、２６００ｋｃａｌ／Ｎｍ3 のＭガス（製鉄所副生
混合ガス）を空気比０．９５で燃焼させる操業を行っ
た。このとき、蓄熱体の燃焼排ガス入側に設置した温度
計により測定した燃焼排ガスの温度は１３７０℃（一定
時間内の平均温度）であった。
【００５５】また、燃焼排ガス排出用ブロワ−前に設置
したＣＯ計で燃焼排ガス中のＣＯ濃度を測定したとこ
ろ、ＣＯ濃度は３５０ｐｐｍであったので、未燃焼の可
燃成分を完全に燃焼させるために、８Ｎｍ3 ／ｈの補助
燃焼用空気を供給した。
したＣＯ計で燃焼排ガス中のＣＯ濃度を測定したとこ
ろ、ＣＯ濃度は３５０ｐｐｍであったので、未燃焼の可
燃成分を完全に燃焼させるために、８Ｎｍ3 ／ｈの補助
燃焼用空気を供給した。
【００５６】この結果、前記ＣＯ計で測定したＣＯ濃度
はほとんど０に近くなったが、前記温度計で測定した未
燃焼の可燃成分を完全に燃焼させた後の燃焼排ガス温度
は、蓄熱体の耐熱温度に基づく上限温度である１４００
℃を超えたため、蓄熱体の燃焼排ガス入側における燃焼
排ガス温度を低下させるために、補助燃焼用空気を３７
Ｎｍ3 ／ｈで供給したところ、蓄熱体の燃焼排ガス入側
における燃焼排ガス温度は１３７５℃となり、上限温度
の１４００℃未満になった。すなわち、このようにする
ことにより、蓄熱体の寿命を低下させないとともに、燃
焼効率も低下させない操業が可能となる。
はほとんど０に近くなったが、前記温度計で測定した未
燃焼の可燃成分を完全に燃焼させた後の燃焼排ガス温度
は、蓄熱体の耐熱温度に基づく上限温度である１４００
℃を超えたため、蓄熱体の燃焼排ガス入側における燃焼
排ガス温度を低下させるために、補助燃焼用空気を３７
Ｎｍ3 ／ｈで供給したところ、蓄熱体の燃焼排ガス入側
における燃焼排ガス温度は１３７５℃となり、上限温度
の１４００℃未満になった。すなわち、このようにする
ことにより、蓄熱体の寿命を低下させないとともに、燃
焼効率も低下させない操業が可能となる。
【００５７】なお、上記燃焼排ガスの上限温度の基にな
る蓄熱体の耐熱温度は、使用する蓄熱体の材質に基づく
ものである。
る蓄熱体の耐熱温度は、使用する蓄熱体の材質に基づく
ものである。
【００５８】
【発明の効果】この発明により、燃焼効率が高まるとと
もに、熱回収効率も高まる。
もに、熱回収効率も高まる。
【００５９】また、被加熱物の酸化を防止しようとした
場合に、燃焼効率が低下することがない。
場合に、燃焼効率が低下することがない。
【００６０】さらには、未燃焼の可燃成分を完全燃焼さ
せても、蓄熱体の寿命が低下しない。
せても、蓄熱体の寿命が低下しない。
【図１】本発明の第一の実施形態の加熱炉の操業方法の
説明図である。
説明図である。
【図２】本発明の第二の実施形態の加熱炉の操業方法の
説明図である。
説明図である。
【図３】本発明の第三の実施形態の加熱炉の操業方法の
説明図である。
説明図である。
【図４】従来の蓄熱型交番燃焼バーナの説明図である。
１ 加熱炉 ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 蓄熱式燃焼バーナ ３ 燃焼排ガス ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 蓄熱体 ５Ａ、５Ｂ 切替弁 ６ 燃焼排ガス本管 ７ 試料採取管 ８ 成分分析器 ９ 補助燃焼用空気弁制御器 １０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 補助燃焼用空気弁 １１ 燃焼用空気配管 １２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ 補助燃焼用空気配管 １３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ 流体通路 １４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ 燃料遮断弁 １５ 理論空気量演算器 １６ 補助燃焼用空気流量制御器 １７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ 補助燃焼用空気弁 １８ 補助燃焼用空気本管 １９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ 補助燃焼用空気枝管 ２０ 補助燃焼用空気流量調整弁 ２１ 補助燃焼用空気配管 ２２ 温度計 ２３ 常温空気配管
Claims (4)
- 【請求項１】 交番燃焼する蓄熱式燃焼バ−ナを１組以
上配置した加熱炉において、蓄熱体の燃焼排ガス出側
に、燃焼排ガス中の可燃成分を検出する可燃成分検出手
段を設けるとともに、蓄熱体の燃焼排ガス入側に、燃焼
排ガス中の可燃成分を完全燃焼させるための燃焼用空気
供給手段を設けたことを特徴とする加熱炉。 - 【請求項２】 前記可燃成分検出手段により検出された
可燃成分を完全燃焼させるための理論空気量を算出する
理論空気量算出手段を設けたことを特徴とする請求項１
に記載の加熱炉。 - 【請求項３】 交番燃焼する蓄熱式燃焼バ−ナを１組以
上配置した加熱炉の操業方法において、燃焼排ガスを排
出している蓄熱式燃焼バーナの蓄熱体燃焼排ガス出側
で、燃焼排ガス中の可燃成分を検出し、燃焼排ガス中に
可燃成分が含まれると判定された場合には、前記蓄熱式
燃焼バーナの蓄熱体燃焼排ガス入側において、燃焼排ガ
ス中の可燃成分を完全燃焼させるための燃焼用空気を供
給することを特徴とする加熱炉の操業方法。 - 【請求項４】 交番燃焼する蓄熱式燃焼バ−ナを１組以
上配置した加熱炉の操業方法において、燃焼排ガスを排
出している蓄熱式燃焼バーナの蓄熱体燃焼排ガス出側
で、燃焼排ガス中の可燃成分を検出し、燃焼排ガス中に
可燃成分が含まれると判定された場合には、前記蓄熱式
燃焼バーナの蓄熱体燃焼排ガス入側において、燃焼排ガ
ス中の可燃成分を完全燃焼させ、かつ完全燃焼させた後
の燃焼排ガス温度が蓄熱体の耐熱温度を超えない温度で
酸素含有ガスを供給することを特徴とする加熱炉の操業
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20828296A JP3617202B2 (ja) | 1995-10-19 | 1996-08-07 | 加熱炉およびその操業方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27139295 | 1995-10-19 | ||
| JP7-271392 | 1995-10-19 | ||
| JP20828296A JP3617202B2 (ja) | 1995-10-19 | 1996-08-07 | 加熱炉およびその操業方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09170749A true JPH09170749A (ja) | 1997-06-30 |
| JP3617202B2 JP3617202B2 (ja) | 2005-02-02 |
Family
ID=26516744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20828296A Expired - Fee Related JP3617202B2 (ja) | 1995-10-19 | 1996-08-07 | 加熱炉およびその操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3617202B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002057501A1 (fr) * | 2001-01-17 | 2002-07-25 | Kawasaki Steel Corporation | Four de rechauffage equipe de bruleurs regeneratifs et procede d'exploitation du four de rechauffage |
| CN102072651A (zh) * | 2011-01-04 | 2011-05-25 | 中冶南方(武汉)威仕工业炉有限公司 | 全部采用高炉煤气为燃料的蓄热式加热炉 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103353114B (zh) * | 2013-06-21 | 2015-08-26 | 华中科技大学 | 一种组合式燃烧器 |
| CN106482521A (zh) * | 2016-12-05 | 2017-03-08 | 重庆市万盛区万兴建筑材料有限公司 | 一种用于烧制煤矸石砖的砖窑 |
-
1996
- 1996-08-07 JP JP20828296A patent/JP3617202B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002057501A1 (fr) * | 2001-01-17 | 2002-07-25 | Kawasaki Steel Corporation | Four de rechauffage equipe de bruleurs regeneratifs et procede d'exploitation du four de rechauffage |
| US6644962B2 (en) | 2001-01-17 | 2003-11-11 | Kawasaki Steel Corporation | Heating furnace having heat regenerating burners and operation method thereof |
| EP1757707A3 (en) * | 2001-01-17 | 2007-06-20 | JFE Steel Corporation | Heating furnace having heat regenerating burners and operation method thereof |
| CN102072651A (zh) * | 2011-01-04 | 2011-05-25 | 中冶南方(武汉)威仕工业炉有限公司 | 全部采用高炉煤气为燃料的蓄热式加热炉 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3617202B2 (ja) | 2005-02-02 |
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