JPH11337052A - 蓄熱式バーナをそなえた炉の炉温制御方法 - Google Patents

蓄熱式バーナをそなえた炉の炉温制御方法

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JPH11337052A
JPH11337052A JP10165984A JP16598498A JPH11337052A JP H11337052 A JPH11337052 A JP H11337052A JP 10165984 A JP10165984 A JP 10165984A JP 16598498 A JP16598498 A JP 16598498A JP H11337052 A JPH11337052 A JP H11337052A
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JP
Japan
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combustion
burner
furnace
regenerative
burners
Prior art date
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Pending
Application number
JP10165984A
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English (en)
Inventor
Hisayuki Hiramatsu
弥幸 平松
Shinichi Arai
信一 新井
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

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  • Air Supply (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄熱式バーナをそなえた炉において、被熱物
を加熱むらの少ない良好な温度分布状態に加熱できる炉
温制御方法を提供する。 【解決手段】 バーナと蓄熱器とを組合わせて成る蓄熱
式バーナを少なくとも一対そなえ、対をなす蓄熱式バー
ナを燃焼側と排気側に交互に切替えて燃焼側の蓄熱式バ
ーナの燃焼排ガスを排気側の蓄熱式バーナの蓄熱器を通
して排出させるとともに、前記各バーナへの燃料供給量
を調節して炉温を所定値に維持するようにした蓄熱式バ
ーナをそなえた炉の炉温制御方法において、対をなす前
記蓄熱バーナのうちの一方の蓄熱式バーナBの燃焼側保
持時間Tb を、他方の蓄熱式バーナAの燃焼側保持時間
Ta より大とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、蓄熱式バーナを
そなえた炉の炉温制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】バーナと蓄熱器とを組合わせて成る蓄熱
式バーナを少なくとも一対そなえ、対をなす蓄熱式バー
ナを燃焼側と排気側に交互に切替えて燃焼側の蓄熱式バ
ーナの燃焼排ガスを排気側の蓄熱式バーナの蓄熱器を通
して排出させるようにした炉は、蓄熱器による燃焼排ガ
スの回収熱を切替後の燃焼用空気の予熱に有効利用でき
るので熱効率がすぐれ、加熱炉その他の各種工業用炉と
して多く用いられるようになった。
【0003】そしてこの蓄熱式バーナをそなえた炉にお
ける炉温制御方法としては、燃焼負荷の増減や炉温設定
の変更などに対して、蓄熱式バーナ設置ゾーンの検出炉
温と設定炉温の偏差に応じて各バーナへの燃料供給量
(および空気流量)を調節して炉温を設定値に維持する
流量制御燃焼方式が一般に採用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記流量制御
燃焼方式においては、対をなす蓄熱式バーナの切替え
は、図5に示すように一定時間(たとえば30秒)ごと
におこなっており、この燃焼切替サイクル時間に相当す
る蓄熱式バーナAの燃焼側保持時間(≒燃焼時間)Tと
蓄熱式バーナBの燃焼側保持時間(≒時間)Tは等し
い。このため、たとえば対をなす蓄熱式バーナの各バー
ナのうち一方が炉入口から離間した位置にあり他方が炉
入口部近傍にある場合や、一方が炉内搬送用コンベヤ上
の被熱物の上方位置にあり他方が該コンベヤの下側位置
にある場合など、各バーナと炉体や炉内収容物・障害物
との相対位置が異なる場合は、大型の被熱物の一側部が
加熱不足あるいは過熱状態となり、パレット等に収容さ
れた多数個の小型被熱物のうちの一部が加熱不足あるい
は過熱状態となるなど、被熱物の温度分布が劣り加熱む
らが生じやすいという問題があった。
【0005】この発明は上記従来の問題点を解決しよう
とするもので、蓄熱式バーナをそなえた炉において、被
熱物を加熱むらの少ない良好な温度分布状態に加熱でき
る炉温制御方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の蓄熱式バーナ
をそなえた炉の炉温制御方法は、バーナと蓄熱器とを組
合わせて成る蓄熱式バーナを少なくとも一対そなえ、対
をなす蓄熱式バーナを燃焼側と排気側に交互に切替えて
燃焼側の蓄熱式バーナの燃焼排ガスを排気側の蓄熱式バ
ーナの蓄熱器を通して排出させるとともに、前記各バー
ナへの燃料供給量を調節して炉温を所定値に維持するよ
うにした蓄熱式バーナをそなえた炉の炉温制御方法にお
いて、対をなす前記蓄熱バーナのうちの一方の蓄熱式バ
ーナの燃焼側保持時間を、他方の蓄熱式バーナの燃焼側
保持時間より大としたことを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】以下図1〜図4により、この発明
の実施の形態の一例を説明する。図1および図2におい
て、1はローラハース式連続加熱炉から成る加熱炉で、
入口2から炉体3内に装入された被熱物Wは、ハースロ
ール4により炉内搬送されつつ加熱帯5,6,7を通過
して加熱処理され、出口8から炉外へ送出される。炉体
3の一方の側壁部に、加熱帯5用に蓄熱式バーナA,B
が、加熱帯6用に蓄熱式バーナA,Bが、加熱帯7用に
蓄熱式バーナA,Bが、それぞれ上下および左右(図2
における左右)に位相をずらせた状態で、取付けてあ
る。
【0008】図3は上記加熱帯7に設けた蓄熱式バーナ
A,Bの配管系統を示し、蓄熱式バーナA,Bは、先端
部にバーナタイル部を設けてバーナ11a,11bを形
成したケーシング内に蓄熱体12を充填して、蓄熱器1
3a,13bを形成して成る。燃料供給管21は、燃料
流量調節弁22を経て分岐し、開閉弁(燃料弁)23,
24を介してバーナ11a,11bにそれぞれ接続され
ている。25は燃料流量調節計、26は燃料流量検出器
である。また給気用のブロワ30に接続された給気管3
1は、空気流量調節弁32を経て分岐し、開閉弁(空気
弁)33,34を介して蓄熱器13a,13b部にそれ
ぞれ接続されている。35は空気流量調節計、36は空
気流量検出器である。
【0009】また41は、図示しない排気用ブロワある
いは煙突に接続された排気管で、排ガス流量調節弁42
を経て分岐し、開閉弁(排気弁)43,44を介して蓄
熱器13a,13b部に接続されている。また51は炉
温検出用の熱電対、52はこの熱電対51の検出炉温と
設定炉温との偏差に応じて炉温を設定値に維持するのに
必要な燃料流量信号Fg および燃焼用空気流量信号Fa
を発するとともに、各開閉弁への開閉指令信号を発する
制御装置(コントローラ)である。なお上記各開閉弁は
電磁開閉弁から成り、また他の加熱帯5,6の各蓄熱式
バーナA,Bも、上記と同様な構造および同様な配管系
統を有するものである。
【0010】次に上記構成の装置を用いた炉温制御方法
について、図3および図4により説明する。先ず排ガス
流量調節弁42の開度は、排ガス温度あるいは燃焼量
(燃料および空気流量より計算にて求められる)により
設定され制御される。熱電対51の検出炉温および設定
炉温に基づいて、制御装置52は前記燃料流量信号Fg
を燃料流量調節計25に、前記燃焼用空気流量信号Fa
を空気流量調節計35に、それぞれ出力するとともに、
各開閉弁への開閉指令信号および蓄熱式バーナAの燃焼
側保持時間(燃焼切替サイクル時間)信号Ta (たとえ
ば30秒)を出力し、これによって開閉弁33,44が
開き、所定のプレパージ時間Tw (たとえば1秒)後に
開閉弁23が開いて、蓄熱式バーナA(詳しくはバーナ
11a)において、前記の炉温維持に必要な燃焼量のも
とで燃焼がおこなわれ、燃焼排ガスは蓄熱式バーナBの
蓄熱器13bを通り排熱回収後、排気管41から排出さ
れる。
【0011】上記の燃焼の終期に開閉弁23は閉じて所
定のパージ時間Tp (たとえば1秒)後に燃焼側保持時
間Ta 経過により開閉弁33,44が閉じるとともに、
制御装置52は開閉指令信号およびバーナBの燃焼側保
持時間(燃焼切替サイクル時間)信号Tb (たとえば3
3秒)を出力し、これによって開閉弁34,43が開
き、所定のプレパージ時間Tw (たとえば1秒)後に開
閉弁24が開いて、蓄熱式バーナB(詳しくはバーナ1
1b)において、前記の炉温維持に必要な燃焼量のもと
で燃焼がおこなわれ、燃焼排ガスは蓄熱式バーナAの蓄
熱器13aを通り排熱回収後、排気管41から排出され
る。燃焼の終期に開閉弁24が閉じてパージ時間Tp
(たとえば1秒)後に燃焼側保持時間Tb 経過により、
開閉弁34,43が閉じるとともに開閉弁33,44が
開く。以下、燃焼側保持時間Ta ,Tb 経過ごとに上記
と同様な蓄熱式バーナAの燃焼、次いで蓄熱式バーナB
の燃焼が交互に繰返しておこなわれる。
【0012】上記において燃焼側保持時間Tb は燃焼側
保持時間Ta より大となるように設定してあり、これに
よって蓄熱式バーナBの燃焼時間、従って燃焼熱量は、
蓄熱式バーナAの燃焼熱量よりも大となり、熱損失の大
きい炉の出口8側でかつ干渉物であるハースロール4の
下側にあるため加熱不足となる蓄熱式バーナBによる被
熱物加熱特性が補正され、被熱物Wの加熱むらが減少
し、良好な温度分布状態に加熱できるのである。
【0013】この例では燃焼側保持時間Tb は燃焼側保
持時間Ta に対して、Tb =kTa[但しkは1より大
となる比例定数。上記の例ではk=1.1]なる算式で
算出するようにしてあり、上記比例定数kは、加熱炉設
置時に各部温度測定用の熱電対を取付けた被熱物Wを用
いてテスト操業をおこない、被熱物Wの温度分布状態の
改善状況を見ながら決定する。
【0014】上記の制御方法は、加熱帯7について説明
したが、他の加熱帯5,6においても、同様な制御をお
こなえばよく、この場合前記比例定数kとしては、各加
熱帯に応じた値を用いる。またバーナの配置等によって
被熱物Wの温度むらが少ない加熱帯においては、Tb =
Ta の通常の流量制御燃焼方式による炉温制御をおこな
うようにしてもよい。
【0015】この発明は上記の例に限定されるものでは
なく、たとえば加熱炉の形式は上記以外のものでもよ
く、また対をなす蓄熱式バーナを対向する炉壁部に設け
るなど、蓄熱式バーナの配置も上記以外のものとしても
よい。
【0016】また上記の例では、被熱物の加熱不足側の
蓄熱式バーナの燃焼側保持時間を、通常の流量制御燃焼
方式による燃焼側保持時間より大としたが、被熱物の過
熱側の蓄熱式バーナの燃焼側保持時間を、通常の流量制
御燃焼方式による燃焼側保持時間より小として、被熱物
の温度分布を改善するようにしてもよく、この場合は上
記の過熱側の蓄熱式バーナが本発明にいう「他方の蓄熱
式バーナ」に、通常の流量制御燃焼方式による燃焼側保
持時間で燃焼をおこなう方の蓄熱バーナが本発明にいう
「一方の蓄熱式バーナ」に、それぞれ相当する。
【0017】また上記の例では、対をなす蓄熱式バーナ
の両燃焼側保持時間の比率(上記の例では比例定数k)
を一定としたが、このかわりに一方の蓄熱式バーナの燃
焼側保持時間に所定時間(たとえば数秒)を加算あるい
は減算して、両燃焼側保持時間に差を設けるようにして
もよい。
【0018】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
蓄熱式バーナをそなえ流量制御燃焼方式により燃焼量を
制御して炉温制御をおこなう炉において、対をなす蓄熱
式バーナの各バーナ部と炉体や炉内収容物・障害物との
相対位置の差等により両バーナの被熱物加熱性能に差が
ある場合でも、両蓄熱式バーナの燃焼側保持時間に差を
設けて被熱物の加熱不足側の加熱量追加あるいは過熱側
の加熱量削減をおこなえるようにしたので、被熱物を加
熱むらの少ない良好な温度分布状態に加熱することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態の一例を示す加熱炉の平
面図である。
【図2】図1のX−X線断面図である。
【図3】図1における蓄熱式バーナA,Bの配管系統図
(図2のY−Y線断面図)である。
【図4】図3の各機器の動作を示すタイミングチャート
である。
【図5】従来の炉温制御方法を示す略示タイミングチャ
ートである。
【符号の説明】 1…加熱炉、11a…バーナ、11b…バーナ、13a
…蓄熱器、13b…蓄熱器、21…燃料供給管、23…
開閉弁、24…開閉弁、25…燃料流量調節計、26…
燃料流量検出器、31…給気管、33…開閉弁、34…
開閉弁、35…空気流量調節計、36…空気流量検出
器、41…排気管、43…開閉弁、44…開閉弁、51
…熱電対、52…制御装置、A…蓄熱式バーナ、B…蓄
熱式バーナ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バーナと蓄熱器とを組合わせて成る蓄熱
    式バーナを少なくとも一対そなえ、対をなす蓄熱式バー
    ナを燃焼側と排気側に交互に切替えて燃焼側の蓄熱式バ
    ーナの燃焼排ガスを排気側の蓄熱式バーナの蓄熱器を通
    して排出させるとともに、前記各バーナへの燃料供給量
    を調節して炉温を所定値に維持するようにした蓄熱式バ
    ーナをそなえた炉の炉温制御方法において、対をなす前
    記蓄熱バーナのうちの一方の蓄熱式バーナの燃焼側保持
    時間を、他方の蓄熱式バーナの燃焼側保持時間より大と
    したことを特徴とする蓄熱式バーナをそなえた炉の炉温
    制御方法。
JP10165984A 1998-05-28 1998-05-28 蓄熱式バーナをそなえた炉の炉温制御方法 Pending JPH11337052A (ja)

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