JP2013221677A - 加熱炉の燃焼空気圧力制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】操業時の負荷変動が頻繁に生じる加熱炉において、燃焼空気の圧力変動を抑制して適切な空気比を維持することが可能な加熱炉の燃焼空気圧力制御方法を提供する。
【解決手段】加熱炉のバーナに燃焼空気を供給する管路26上に配置された燃焼空気圧力ダンパ29と燃焼空気ブロワ30を用いて該燃焼空気の圧力を制御する方法であって、燃焼空気圧力ダンパ29が維持すべき目標開度範囲を設定し、燃焼空気圧力ダンパ29の開度が前記目標開度範囲の下限値を下回った場合、燃焼空気ブロワ30の回転数を現状より下げて、燃焼空気圧力ダンパ29の開度が前記目標開度範囲に入るように制御し、燃焼空気圧力ダンパ29の開度が前記目標開度範囲の上限値を上回った場合、燃焼空気ブロワ30の回転数を現状より上げて、燃焼空気圧力ダンパ29の開度が前記目標開度範囲に入るように制御する。
【選択図】図2
【解決手段】加熱炉のバーナに燃焼空気を供給する管路26上に配置された燃焼空気圧力ダンパ29と燃焼空気ブロワ30を用いて該燃焼空気の圧力を制御する方法であって、燃焼空気圧力ダンパ29が維持すべき目標開度範囲を設定し、燃焼空気圧力ダンパ29の開度が前記目標開度範囲の下限値を下回った場合、燃焼空気ブロワ30の回転数を現状より下げて、燃焼空気圧力ダンパ29の開度が前記目標開度範囲に入るように制御し、燃焼空気圧力ダンパ29の開度が前記目標開度範囲の上限値を上回った場合、燃焼空気ブロワ30の回転数を現状より上げて、燃焼空気圧力ダンパ29の開度が前記目標開度範囲に入るように制御する。
【選択図】図2
Description
本発明は、加熱炉のバーナに供給される燃焼空気の制御方法に関し、特に燃焼空気圧力の制御方法に関する。
加熱炉のバーナに供給される燃焼空気の流量は、各燃焼帯(燃焼ゾーン)ごとに設置された流量調節弁の開度だけでなく、燃焼空気の圧力も決定因子となる。例えば、燃焼空気の流量調節弁の開度が同じでも、燃焼空気の圧力が高ければ、大量の燃焼空気が流れ、逆に燃焼空気の圧力が低ければ、少量の燃焼空気が流れる。従って、加熱炉の操業では、燃焼空気の圧力が安定するように制御することが重要となる。
高炉ユーザで使用される加熱炉のように、操業時の負荷変動が長期間に亘って少ない加熱炉では、外気から燃焼空気を取り込む燃焼空気ブロワの回転数を制御することにより、燃焼空気圧力の制御を行うことが一般的である。
例えば、特許文献1では、燃焼帯ごとに求めた燃焼空気圧力のうち最大の空気圧力と、送風機(燃焼空気ブロワ)とヘッダ間で受ける圧損との和の空気圧力を演算し、算出された和の空気圧力となるように送風機の回転数を制御する方法が開示されている。
例えば、特許文献1では、燃焼帯ごとに求めた燃焼空気圧力のうち最大の空気圧力と、送風機(燃焼空気ブロワ)とヘッダ間で受ける圧損との和の空気圧力を演算し、算出された和の空気圧力となるように送風機の回転数を制御する方法が開示されている。
また、特許文献2では、燃焼空気ヘッダーからコントロールダンパを介して複数のバーナに燃焼空気を供給する燃焼炉において、各コントロールダンパのうち最大開度が目標開度になるように、燃焼空気ブロワの回転数を制御することにより燃焼空気ヘッダー圧力を制御する方法が開示されている。
なお、本明細書における「回転数」は、単位時間当たりの回転数のことである。
なお、本明細書における「回転数」は、単位時間当たりの回転数のことである。
しかしながら、特許文献1や特許文献2に記載されているような、燃焼空気ブロワの回転数制御による燃焼空気圧力の制御は、応答性が悪いという課題がある。そのため、電気炉ユーザで使用される加熱炉、特にリジェネバーナ(リジェネレイティブバーナ)式加熱炉のように、炉全体の燃焼起動・停止、燃焼ゾーンあるいはバーナごとの点火・消火の頻度が多く、操業時の負荷変動が頻繁に生ずる加熱炉において、燃焼空気ブロワの回転数制御によって燃焼空気圧力の制御を行った場合、適切な空気比(実空気量/理論空気量)を維持できずに燃焼空気が過多となり、燃焼に寄与しない空気中の酸素により炉内の被加熱材(鋼材)表面に酸化鉄が生じて製品歩留りが悪化したり、逆に燃焼空気が過少となり、未燃状態となって黒煙が発生し、環境を汚染するという問題があった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、操業時の負荷変動が頻繁に生じる加熱炉において、燃焼空気の圧力変動を抑制して適切な空気比を維持することが可能な加熱炉の燃焼空気圧力制御方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、加熱炉のバーナに燃焼空気を供給する管路上に配置された燃焼空気圧力ダンパと燃焼空気ブロワを用いて該燃焼空気の圧力を制御する方法であって、
前記燃焼空気圧力ダンパが維持すべき目標開度範囲を設定し、
前記燃焼空気圧力ダンパの開度が前記目標開度範囲の下限値を下回った場合、前記燃焼空気ブロワの回転数を現状より下げて、前記燃焼空気圧力ダンパの開度が前記目標開度範囲に入るように制御し、
前記燃焼空気圧力ダンパの開度が前記目標開度範囲の上限値を上回った場合、前記燃焼空気ブロワの回転数を現状より上げて、前記燃焼空気圧力ダンパの開度が前記目標開度範囲に入るように制御することを特徴としている。
前記燃焼空気圧力ダンパが維持すべき目標開度範囲を設定し、
前記燃焼空気圧力ダンパの開度が前記目標開度範囲の下限値を下回った場合、前記燃焼空気ブロワの回転数を現状より下げて、前記燃焼空気圧力ダンパの開度が前記目標開度範囲に入るように制御し、
前記燃焼空気圧力ダンパの開度が前記目標開度範囲の上限値を上回った場合、前記燃焼空気ブロワの回転数を現状より上げて、前記燃焼空気圧力ダンパの開度が前記目標開度範囲に入るように制御することを特徴としている。
外気を燃焼空気として取り込む燃焼空気ブロワの回転数を制御することにより燃焼空気の圧力を制御した場合、10回転/秒程度でしか燃焼空気ブロワの回転数を増減することができない。そのため、燃焼負荷が急激に変化した際、即ち燃焼空気量が急激に変化した際、燃焼空気圧力の制御に時間が掛かるという問題がある。
一方、燃焼空気をバーナに供給する管路上に燃焼空気圧力ダンパを設置し、燃焼空気圧力ダンパを開閉させて弁体の圧力損失を増減させることで燃焼空気の圧力を制御した場合、燃焼空気ブロワの回転数制御に比べて応答性は良いが、燃焼空気圧力ダンパを閉じることで圧力損失が増え、エネルギーロスが大きくなるという問題がある。
また、燃焼空気圧力ダンパの開度が小さいと、僅かな開度動作量に対して流体の変化量が大きいため制御性が悪く、逆に燃焼空気圧力ダンパの開度が大きいと、開度動作量を大きくしても流体の変化量が殆ど無いため、流体の制御ができないという問題もある。
また、燃焼空気圧力ダンパの開度が小さいと、僅かな開度動作量に対して流体の変化量が大きいため制御性が悪く、逆に燃焼空気圧力ダンパの開度が大きいと、開度動作量を大きくしても流体の変化量が殆ど無いため、流体の制御ができないという問題もある。
そこで、本発明では、制御性及び制御応答性の良い目標開度範囲を予め設定しておき、燃焼空気圧力ダンパの開度が前記目標開度範囲を外れた場合に、燃焼空気ブロワの回転数を制御することにより、燃焼空気圧力ダンパの開度が前記目標開度範囲に入るように制御することとした。具体的には、燃焼空気圧力ダンパの開度が前記目標開度範囲の下限値を下回った場合、燃焼空気ブロワの回転数を現状より下げると、燃焼空気の圧力が低下するので、燃焼空気圧力ダンパの開度が大きくなる。逆に、燃焼空気圧力ダンパの開度が前記目標開度範囲の上限値を上回った場合、前記燃焼空気ブロワの回転数を現状より上げると、燃焼空気の圧力が上昇するので、燃焼空気圧力ダンパの開度が小さくなる。
また、本発明に係る加熱炉の燃焼空気圧力制御方法では、前記燃焼空気圧力ダンパの開度が前記目標開度範囲内にあるとき、前記燃焼空気圧力ダンパの開度が前記目標開度範囲の上限値に近づくように前記燃焼空気ブロワの回転数を制御することが好ましい。
当該構成では、予め設定した目標開度範囲内で燃焼空気圧力ダンパの開度を、より大きくする制御を行うことにより、燃焼空気圧力ダンパによる圧力損失に加えて燃焼空気ブロワを駆動するモータの動力が低減され、電力原単位の削減が図れる。
本発明に係る加熱炉の燃焼空気圧力制御方法では、制御性及び制御応答性の良い目標開度範囲を予め設定しておき、燃焼空気圧力ダンパの開度が前記目標開度範囲を外れた場合に、燃焼空気ブロワの回転数を制御することにより、燃焼空気圧力ダンパの開度が前記目標開度範囲に入るように制御するので、操業時の負荷変動が頻繁に生じる加熱炉における燃焼空気の圧力変動が抑制され、適切な空気比を維持することができる。その結果、被加熱材の表面に生ずる酸化鉄が減少して製品歩留りが向上すると共に、黒煙の発生による環境汚染が防止される。
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態に付き説明し、本発明の理解に供する。
本発明の一実施の形態に係る加熱炉の燃焼空気圧力制御方法が適用される加熱炉10の燃料、燃焼空気、及び燃焼排ガスの各配管系統図を図1に示す。なお、燃料切替弁13、燃焼空気切替弁14、排ガス切替弁15の記号は、白抜きが開状態、黒塗りが閉状態をそれぞれ表している。
本実施の形態における加熱炉10は、複数のリジェネバーナ11(リジェネレイティブバーナ)を備えた燃焼ゾーンを1又は複数有する加熱炉である。各リジェネバーナ11は、燃焼時に発生した燃焼排ガスの廃熱を蓄熱するための蓄熱体12を内蔵している。蓄熱体12に蓄えられた熱は、リジェネバーナ11に供給される燃焼空気の予熱に使用される。
本実施の形態における加熱炉10は、複数のリジェネバーナ11(リジェネレイティブバーナ)を備えた燃焼ゾーンを1又は複数有する加熱炉である。各リジェネバーナ11は、燃焼時に発生した燃焼排ガスの廃熱を蓄熱するための蓄熱体12を内蔵している。蓄熱体12に蓄えられた熱は、リジェネバーナ11に供給される燃焼空気の予熱に使用される。
各リジェネバーナ11は、燃焼と蓄熱を交互に繰り返す交番燃焼を行う。燃焼時は、燃料切替弁13と燃焼空気切替弁14を開にし、排ガス切替弁15を閉にする。これにより、燃焼空気が蓄熱体12を通過し、蓄熱体12に蓄熱された熱で燃焼空気が予熱される。蓄熱時は、逆に燃料切替弁13と燃焼空気切替弁14を閉にし、排ガス切替弁15を開にする。これにより、炉内の燃焼排ガスがリジェネバーナ11から排ガス吸引ファン32で吸引され、燃焼排ガスの廃熱が蓄熱体12に蓄熱される。
燃焼空気本管26の管路上に配置された燃焼空気ブロワ30により燃焼空気本管26に取り込まれた外気が、リジェネバーナ11に供給される燃焼空気となる。本実施の形態では、燃焼空気の圧力を制御するための燃焼空気圧力ダンパ29が燃焼空気ブロワ30の上流側に設置されている。燃焼空気ブロワ30により燃焼空気本管26に取り込まれる燃焼空気は、燃焼空気圧力ダンパ29によって圧力が調節された後、燃焼空気本管26から各燃焼ゾーンへ分岐する燃焼空気支管21を経由し、各リジェネバーナ11に供給される。
また、同様に、燃料は、燃料圧力調節弁28によって圧力が調節された後、燃料本管25から各燃焼ゾーンへ分岐する燃料支管18を経由し、各リジェネバーナ11に供給される。
一方、加熱炉10内の燃焼排ガスは、排ガス本管27の末端部に配置された排ガス吸引ファン32によって吸引され、煙道33を経由し、煙突34から排出される。
また、同様に、燃料は、燃料圧力調節弁28によって圧力が調節された後、燃料本管25から各燃焼ゾーンへ分岐する燃料支管18を経由し、各リジェネバーナ11に供給される。
一方、加熱炉10内の燃焼排ガスは、排ガス本管27の末端部に配置された排ガス吸引ファン32によって吸引され、煙道33を経由し、煙突34から排出される。
なお、各燃焼ゾーンの燃焼空気支管21、燃料支管18、排ガス支管24の各管路上には、流量を測定、調節するための燃焼空気流量計20、燃焼空気流量調節弁19、燃料流量計17、燃料流量調節弁16、排ガス流量計23、排ガス流量調節弁22がそれぞれ設置されている。また、排ガス本管27の末端部に配置された排ガス吸引ファン32の上流側には、燃焼排ガスの圧力を調整するための排ガス圧力ダンパ31が設置されている。
次に、本実施の形態に係る加熱炉の燃焼空気圧力制御方法について、図2の制御フロー図を用いて説明する。
図2に示すように、本燃焼空気圧力制御方法は、制御1、制御2、及び制御3の3つの制御系統から大きく構成されており、制御1が従来から用いられているダンパ開度制御、制御2が本願の請求項1に係る発明、制御3が本願の請求項2に係る発明にそれぞれ対応している。
図2に示すように、本燃焼空気圧力制御方法は、制御1、制御2、及び制御3の3つの制御系統から大きく構成されており、制御1が従来から用いられているダンパ開度制御、制御2が本願の請求項1に係る発明、制御3が本願の請求項2に係る発明にそれぞれ対応している。
[制御1]
制御1では、燃焼空気圧力ダンパ29の開度調節を行うことにより燃焼空気圧力の制御が行われる。
燃焼空気圧力ダンパ29の開度は燃焼空気圧力調節計38によって制御される。燃焼空気圧力調節計38には、燃焼空気本管26の管路上に設置された圧力発信器37によって計測された燃焼空気の実圧力値PV(kPa)が入力され、燃焼空気圧力設定値SP(kPa)と比較される。そして、PV=SVとなるように、開度指示値OP(%)が燃焼空気圧力ダンパ29を作動するアクチュエータ(図示省略)に出力される。
なお、燃焼空気圧力設定値SPは、燃焼負荷等によって自動的に決まるようにしても良いし、オペレータが設定しても良い。
制御1では、燃焼空気圧力ダンパ29の開度調節を行うことにより燃焼空気圧力の制御が行われる。
燃焼空気圧力ダンパ29の開度は燃焼空気圧力調節計38によって制御される。燃焼空気圧力調節計38には、燃焼空気本管26の管路上に設置された圧力発信器37によって計測された燃焼空気の実圧力値PV(kPa)が入力され、燃焼空気圧力設定値SP(kPa)と比較される。そして、PV=SVとなるように、開度指示値OP(%)が燃焼空気圧力ダンパ29を作動するアクチュエータ(図示省略)に出力される。
なお、燃焼空気圧力設定値SPは、燃焼負荷等によって自動的に決まるようにしても良いし、オペレータが設定しても良い。
[制御2]
制御2では、予め設定した目標開度範囲内に燃焼空気圧力ダンパ29の開度をおさめるため、燃焼空気ブロワ30の回転数制御が行われる。
燃焼空気圧力ダンパ29は、開度が小さいところでは、僅かな開度動作量に対して流体の変化量が大きいため制御性が悪く、逆に開度が大きいところでは、開度動作量を変化させても流体の変化量が殆ど無いため、流体の制御ができない。そのため、操業時の負荷変動が大きい場合に、燃焼空気圧力ダンパ29で燃焼空気圧力の制御を行うためには、燃焼空気圧力ダンパ29の開度を常時、制御性及び制御応答性の良い目標開度範囲内におさめておく必要がある。以下では、この制御性及び制御応答性の良い目標開度範囲を30%〜60%として説明する。
なお、以下のST1〜ST4の処理は、図示していない制御盤により実行される。
制御2では、予め設定した目標開度範囲内に燃焼空気圧力ダンパ29の開度をおさめるため、燃焼空気ブロワ30の回転数制御が行われる。
燃焼空気圧力ダンパ29は、開度が小さいところでは、僅かな開度動作量に対して流体の変化量が大きいため制御性が悪く、逆に開度が大きいところでは、開度動作量を変化させても流体の変化量が殆ど無いため、流体の制御ができない。そのため、操業時の負荷変動が大きい場合に、燃焼空気圧力ダンパ29で燃焼空気圧力の制御を行うためには、燃焼空気圧力ダンパ29の開度を常時、制御性及び制御応答性の良い目標開度範囲内におさめておく必要がある。以下では、この制御性及び制御応答性の良い目標開度範囲を30%〜60%として説明する。
なお、以下のST1〜ST4の処理は、図示していない制御盤により実行される。
制御2の手順は以下のようになる。
(1)燃焼空気圧力調節計38から出力されるダンパ開度指示値OP(%)と、回転数制御調節計39に入力されるダンパ開度設定値SPD(%)との相関関係を定めたグラフ(ST1参照)に基づいて、ダンパ開度設定値SPDが決定される。
(2)ダンパ開度設定値SPDが、切替スイッチ40を介して回転数制御調節計39に入力される。なお、切替スイッチ40はSW1とされている。
(3)回転数制御調節計39において、ダンパ開度設定値SPDとダンパ実開度PVD(ダンパ開度指示値OP)とが比較され、その結果に基づいて回転数制御調節計39の出力が算出される。
(4)回転数制御調節計39の出力(回転数指示値)がインバータ盤36に入力され、燃焼空気ブロワ30を駆動するモータ35の回転数がインバータ盤36によって制御される。
(1)燃焼空気圧力調節計38から出力されるダンパ開度指示値OP(%)と、回転数制御調節計39に入力されるダンパ開度設定値SPD(%)との相関関係を定めたグラフ(ST1参照)に基づいて、ダンパ開度設定値SPDが決定される。
(2)ダンパ開度設定値SPDが、切替スイッチ40を介して回転数制御調節計39に入力される。なお、切替スイッチ40はSW1とされている。
(3)回転数制御調節計39において、ダンパ開度設定値SPDとダンパ実開度PVD(ダンパ開度指示値OP)とが比較され、その結果に基づいて回転数制御調節計39の出力が算出される。
(4)回転数制御調節計39の出力(回転数指示値)がインバータ盤36に入力され、燃焼空気ブロワ30を駆動するモータ35の回転数がインバータ盤36によって制御される。
具体的には以下のようになる。
(a)開度指示値OPが30%〜60%の範囲内にある場合
ダンパ開度設定値SPDは、ダンパ開度指示値OPと同じ値に設定され、回転数制御調節計39において、ダンパ実開度PVD(ダンパ開度指示値OP)と比較される。この場合、PVD=SPDとなり、回転数制御調節計39からインバータ盤36への出力は変化しない。つまり、燃焼空気ブロワ30(モータ35)の回転数は変化しない。
(a)開度指示値OPが30%〜60%の範囲内にある場合
ダンパ開度設定値SPDは、ダンパ開度指示値OPと同じ値に設定され、回転数制御調節計39において、ダンパ実開度PVD(ダンパ開度指示値OP)と比較される。この場合、PVD=SPDとなり、回転数制御調節計39からインバータ盤36への出力は変化しない。つまり、燃焼空気ブロワ30(モータ35)の回転数は変化しない。
(b)開度指示値OPが30%未満の場合
ダンパ開度設定値SPDは30%に設定され、回転数制御調節計39において、ダンパ実開度PVD(ダンパ開度指示値OP)と比較される。この場合、PVD<SPDとなり、PVDをSPDまで増加させるため、燃焼空気ブロワ30(モータ35)の回転数を下げる制御出力が回転数制御調節計39からインバータ盤36に出力される。
ダンパ開度設定値SPDは30%に設定され、回転数制御調節計39において、ダンパ実開度PVD(ダンパ開度指示値OP)と比較される。この場合、PVD<SPDとなり、PVDをSPDまで増加させるため、燃焼空気ブロワ30(モータ35)の回転数を下げる制御出力が回転数制御調節計39からインバータ盤36に出力される。
(c)開度指示値OPが60%超の場合
ダンパ開度設定値SPDは60%に設定され、回転数制御調節計39において、ダンパ実開度PVD(ダンパ開度指示値OP)と比較される。この場合、PVD>SPDとなり、PVDをSPDまで減少させるため、燃焼空気ブロワ30(モータ35)の回転数を上げる制御出力が回転数制御調節計39からインバータ盤36に出力される。
ダンパ開度設定値SPDは60%に設定され、回転数制御調節計39において、ダンパ実開度PVD(ダンパ開度指示値OP)と比較される。この場合、PVD>SPDとなり、PVDをSPDまで減少させるため、燃焼空気ブロワ30(モータ35)の回転数を上げる制御出力が回転数制御調節計39からインバータ盤36に出力される。
ここで、目標開度範囲の設定方法について説明しておく。
先ず、燃焼空気圧力ダンパ29の制御特性から、全開及び全閉に近い開度を除いた範囲を、燃焼空気圧力ダンパ29の流量特性グラフをもとに設定する。例えば、開度70%〜100%、0%〜20%を除いた20%〜70%を開度範囲とする。しかし、この開度範囲を目標開度範囲とすると、この開度範囲を外れたときの制御性及び制御応答性が良くないため、開度範囲を少し狭めた範囲、例えば30%〜60%を目標開度範囲とする。
先ず、燃焼空気圧力ダンパ29の制御特性から、全開及び全閉に近い開度を除いた範囲を、燃焼空気圧力ダンパ29の流量特性グラフをもとに設定する。例えば、開度70%〜100%、0%〜20%を除いた20%〜70%を開度範囲とする。しかし、この開度範囲を目標開度範囲とすると、この開度範囲を外れたときの制御性及び制御応答性が良くないため、開度範囲を少し狭めた範囲、例えば30%〜60%を目標開度範囲とする。
[制御3]
制御2では、燃焼空気圧力ダンパ29の開度が目標開度範囲内におさまると、燃焼空気ブロワ30の回転数は固定され、ダンパ開閉制御のみによる圧力制御になる。燃焼負荷が安定する、即ち燃焼空気の流量及び圧力が安定した操業状況になると、あるダンパ開度付近でのみ燃焼空気の圧力制御が行われる。制御3では、予め設定した目標開度範囲内で燃焼空気圧力ダンパ29の開度が、より大きくなるように、燃焼空気ブロワ30の回転数を制御することで、省エネルギー運転を実現する。
制御2では、燃焼空気圧力ダンパ29の開度が目標開度範囲内におさまると、燃焼空気ブロワ30の回転数は固定され、ダンパ開閉制御のみによる圧力制御になる。燃焼負荷が安定する、即ち燃焼空気の流量及び圧力が安定した操業状況になると、あるダンパ開度付近でのみ燃焼空気の圧力制御が行われる。制御3では、予め設定した目標開度範囲内で燃焼空気圧力ダンパ29の開度が、より大きくなるように、燃焼空気ブロワ30の回転数を制御することで、省エネルギー運転を実現する。
制御3の手順は以下のようになる。
(1)燃焼空気圧力ダンパ29の開度が目標開度範囲内にあるか否か判断する(ST2)。
(2)燃焼空気圧力ダンパ29の開度が目標開度範囲内にある場合、タイマ41で設定した時間経過後、ダンパ開度設定値SPDが60%に設定され(ST3)、切替スイッチ40のスイッチがSW2に切り替えられる。これは、燃焼空気圧力ダンパ29の開度が目標開度範囲から外れる、即ち燃焼負荷の大きな変動が起こった場合、圧力制御自体が不安定な状態であるため、先ず制御2により、燃焼空気圧力ダンパ29の開度が目標開度範囲に入った後、圧力変動及び圧力制御が安定してから省エネルギー運転の制御を開始するためである。
(1)燃焼空気圧力ダンパ29の開度が目標開度範囲内にあるか否か判断する(ST2)。
(2)燃焼空気圧力ダンパ29の開度が目標開度範囲内にある場合、タイマ41で設定した時間経過後、ダンパ開度設定値SPDが60%に設定され(ST3)、切替スイッチ40のスイッチがSW2に切り替えられる。これは、燃焼空気圧力ダンパ29の開度が目標開度範囲から外れる、即ち燃焼負荷の大きな変動が起こった場合、圧力制御自体が不安定な状態であるため、先ず制御2により、燃焼空気圧力ダンパ29の開度が目標開度範囲に入った後、圧力変動及び圧力制御が安定してから省エネルギー運転の制御を開始するためである。
(3)ダンパ開度設定値SPD=60%とダンパ実開度PVD(ダンパ開度指示値OP)とが比較され、その結果(SPD>PVD)に基づいて回転数制御調節計39の出力は、回転数を小さくする方向に制御される。
(4)回転数制御調節計39の出力がインバータ盤36に入力され、燃焼空気ブロワ30を駆動するモータ35の回転数がインバータ盤36によって制御される。
(4)回転数制御調節計39の出力がインバータ盤36に入力され、燃焼空気ブロワ30を駆動するモータ35の回転数がインバータ盤36によって制御される。
(5)なお、燃焼空気圧力ダンパ29の開度が目標開度範囲外にある場合は、ダンパ開度設定値SPD=60%がリセットされ(ST4)、切替スイッチ40のスイッチはSW1に切り替えられて制御2が実行される。
図3は、制御2を実行した際の燃焼空気圧力ダンパ29の開度及び燃焼空気ブロワ30の回転数の時刻歴変化を示したグラフである。図3(A)に示すように、燃焼空気本管26の燃焼空気量が急激に減少した場合、燃焼空気量の減少に伴ってダンパ開度も小さくなっていくが、ダンパ開度が目標開度範囲の下限値を下回った時点で、燃焼空気ブロワ30の回転数が減少し始め、ダンパ開度が再び目標開度範囲内に入ることがわかる。ダンパ開度が再び目標開度範囲内に入ると、燃焼空気ブロワ30の回転数は一定となる。
一方、図3(B)に示すように、燃焼空気本管26の燃焼空気量が急激に増加した場合、燃焼空気量の増加に伴ってダンパ開度も大きくなっていくが、ダンパ開度が目標開度範囲の上限値を上回った時点で、燃焼空気ブロワ30の回転数が上昇し始め、ダンパ開度が再び目標開度範囲内に入ることがわかる。図3(A)と同様、ダンパ開度が再び目標開度範囲内に入ると、燃焼空気ブロワ30の回転数は一定となる。
一方、図3(B)に示すように、燃焼空気本管26の燃焼空気量が急激に増加した場合、燃焼空気量の増加に伴ってダンパ開度も大きくなっていくが、ダンパ開度が目標開度範囲の上限値を上回った時点で、燃焼空気ブロワ30の回転数が上昇し始め、ダンパ開度が再び目標開度範囲内に入ることがわかる。図3(A)と同様、ダンパ開度が再び目標開度範囲内に入ると、燃焼空気ブロワ30の回転数は一定となる。
図4は、制御2に加えて制御3を実行した際の燃焼空気圧力ダンパ29の開度及び燃焼空気ブロワ30の回転数の時刻歴変化を示したグラフである。燃焼空気本管26の燃焼空気量が急激に減少した場合、目標開度範囲内に復帰したダンパ開度は、目標開度範囲の上限値近くまで上昇して安定する(図4(A)参照)。燃焼空気ブロワ30の回転数は、制御2に比べてさらに低い回転数で安定する。
燃焼空気本管26の燃焼空気量が急激に増加した場合、目標開度範囲内に復帰したダンパ開度は、燃焼空気量が急激に減少した場合と同様、目標開度範囲の上限値近くまで上昇して安定する(図4(B)参照)。燃焼空気ブロワ30の回転数は、上昇した後、減少に転じ、制御2に比べて低い回転数で安定する。
燃焼空気本管26の燃焼空気量が急激に増加した場合、目標開度範囲内に復帰したダンパ開度は、燃焼空気量が急激に減少した場合と同様、目標開度範囲の上限値近くまで上昇して安定する(図4(B)参照)。燃焼空気ブロワ30の回転数は、上昇した後、減少に転じ、制御2に比べて低い回転数で安定する。
以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、上記実施の形態では、燃焼空気ブロワの上流側に燃焼空気圧力ダンパを配置しているが、燃焼空気ブロワの下流側に燃焼空気圧力ダンパを配置してもよい。また、上記実施の形態では、リジェネバーナを備える加熱炉としたが、バーナの種類や取り付け位置、炉内での鋼材の搬送方法などに関わりなく、また、被加熱対象も材質や形状に関わりなく、鋼材(鋼片)用の加熱炉だけでなく鋼板を加熱する鋼板処理炉など様々な加熱炉に本発明を適用することができる。
なお、本発明は、加熱炉のバーナに供給される燃焼空気の圧力制御方法に関するものであるが、リジェネバーナ加熱炉の燃焼排ガス圧力制御にも適用することができる。
10:加熱炉、11:リジェネバーナ、12:蓄熱体、13:燃料切替弁、14:燃焼空気切替弁、15:排ガス切替弁、16:燃料流量調節弁、17:燃料流量計、18:燃料支管、19:燃焼空気流量調節弁、20:燃焼空気流量計、21:燃焼空気支管、22:排ガス流量調節弁、23:排ガス流量計、24:排ガス支管、25:燃料本管、26:燃焼空気本管、27:排ガス本管、28:燃料圧力調節弁、29:燃焼空気圧力ダンパ、30:燃焼空気ブロワ、31:排ガス圧力ダンパ、32:排ガス吸引ファン、33:煙道、34:煙突、35:モータ、36:インバータ盤、37:圧力発信器、38:燃焼空気圧力調節計、39:回転数制御調節計、40:切替スイッチ、41:タイマ
Claims (2)
- 加熱炉のバーナに燃焼空気を供給する管路上に配置された燃焼空気圧力ダンパと燃焼空気ブロワを用いて該燃焼空気の圧力を制御する方法であって、
前記燃焼空気圧力ダンパが維持すべき目標開度範囲を設定し、
前記燃焼空気圧力ダンパの開度が前記目標開度範囲の下限値を下回った場合、前記燃焼空気ブロワの回転数を現状より下げて、前記燃焼空気圧力ダンパの開度が前記目標開度範囲に入るように制御し、
前記燃焼空気圧力ダンパの開度が前記目標開度範囲の上限値を上回った場合、前記燃焼空気ブロワの回転数を現状より上げて、前記燃焼空気圧力ダンパの開度が前記目標開度範囲に入るように制御することを特徴とする加熱炉の燃焼空気圧力制御方法。 - 請求項1記載の加熱炉の燃焼空気圧力制御方法において、前記燃焼空気圧力ダンパの開度が前記目標開度範囲内にあるとき、前記燃焼空気圧力ダンパの開度が前記目標開度範囲の上限値に近づくように前記空気ブロワの回転数を制御することを特徴とする加熱炉の燃焼空気圧力制御方法。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110145761A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-08-20 | 江苏方天电力技术有限公司 | 一种bfg锅炉负压优化控制方法 |
WO2020050284A1 (ja) * | 2018-09-06 | 2020-03-12 | 住友重機械工業株式会社 | 支援装置、支援方法及び支援プログラム |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57207726A (en) * | 1981-06-16 | 1982-12-20 | Babcock Hitachi Kk | Control method of ventilator |
JPS60132555U (ja) * | 1984-02-15 | 1985-09-04 | 横河電機株式会社 | 燃焼炉における空気圧力制御装置 |
JPH10132265A (ja) * | 1996-10-24 | 1998-05-22 | Nippon Steel Corp | 炉内圧力の制御方法 |
-
2012
- 2012-04-16 JP JP2012093242A patent/JP2013221677A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57207726A (en) * | 1981-06-16 | 1982-12-20 | Babcock Hitachi Kk | Control method of ventilator |
JPS60132555U (ja) * | 1984-02-15 | 1985-09-04 | 横河電機株式会社 | 燃焼炉における空気圧力制御装置 |
JPH10132265A (ja) * | 1996-10-24 | 1998-05-22 | Nippon Steel Corp | 炉内圧力の制御方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020050284A1 (ja) * | 2018-09-06 | 2020-03-12 | 住友重機械工業株式会社 | 支援装置、支援方法及び支援プログラム |
JPWO2020050284A1 (ja) * | 2018-09-06 | 2021-08-30 | 住友重機械工業株式会社 | 支援装置、支援方法及び支援プログラム |
JP7366033B2 (ja) | 2018-09-06 | 2023-10-20 | 住友重機械工業株式会社 | 支援装置、支援方法、支援プログラム、及び、ボイラシステム |
CN110145761A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-08-20 | 江苏方天电力技术有限公司 | 一种bfg锅炉负压优化控制方法 |
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