JPH0419445B2 - - Google Patents
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- JPH0419445B2 JPH0419445B2 JP58113272A JP11327283A JPH0419445B2 JP H0419445 B2 JPH0419445 B2 JP H0419445B2 JP 58113272 A JP58113272 A JP 58113272A JP 11327283 A JP11327283 A JP 11327283A JP H0419445 B2 JPH0419445 B2 JP H0419445B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N1/00—Regulating fuel supply
- F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
- F23N1/022—Regulating fuel supply conjointly with air supply using electronic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
- F23N5/006—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties the detector being sensitive to oxygen
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2237/00—Controlling
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2237/00—Controlling
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は燃焼用空気を酸素で富化した富化空気
による燃焼方法に係り、詳しくは、燃焼用空気中
に酸素を混合富化して燃焼させる際に、排ガス中
の酸素濃度が一定になるよう燃焼用空気量を制御
して燃焼させる方法に係る。
による燃焼方法に係り、詳しくは、燃焼用空気中
に酸素を混合富化して燃焼させる際に、排ガス中
の酸素濃度が一定になるよう燃焼用空気量を制御
して燃焼させる方法に係る。
一般に、熱設備において燃料中の可燃成分量が
一定の場合には、その発熱量によつて理論空気量
が決まるため、この理論空気量に一定の空気比を
与えてやると、実際に必要とする燃焼用空気量が
求められる。このため、燃料流量の変化に追従し
て燃焼用空気量を変化させることができることか
ら、排ガス中の酸素濃度を一定に保つて燃焼を行
なうことができる。
一定の場合には、その発熱量によつて理論空気量
が決まるため、この理論空気量に一定の空気比を
与えてやると、実際に必要とする燃焼用空気量が
求められる。このため、燃料流量の変化に追従し
て燃焼用空気量を変化させることができることか
ら、排ガス中の酸素濃度を一定に保つて燃焼を行
なうことができる。
例えば、鉄鋼一貫製鉄所では、高炉から発生す
る高炉ガス（以下、Ｂガスという。）、コークス炉
から発生するコークス炉ガス（以下、Ｃガスとい
う。）、転炉から発生する転炉ガス等の副生ガスが
発生し、これら副生ガスはその有効利用のため
に、用途に応じてボイラその他の熱設備の熱源と
して使用されている。例えば、蒸気を大量に発生
するボイラにおいては、主燃料にＢガス、補助燃
料にＣガスを使用し、その燃焼は第１図に示す如
く制御されて行なわれている。すなわち、Ｂガス
１、Ｃガス１０はそれぞれ配管１ａ，１０ａを経
てボイラ燃焼室７に供給される。これら燃料の発
熱量から理論空気量が決まり、Ｂガス用比率調節
器６、Ｃガス用比率調節器１４により一定の空気
比を定めておけば、燃焼用空気量が決まり、Ｂガ
ス量や、Ｃガス量が変化しても、その変化はガス
流量計３ならびに１２で検出され、それに対応し
てそれぞれの空気調節弁５，１６を調整するた
め、燃焼空気量が追従し、燃焼用空気２，１１が
各配管２ａ，１１ａを経て供給され、燃焼室７内
の各バーナ８，１５で燃焼される。排ガス中の酸
素濃度は酸素メータ９で測定され、該濃度一定で
燃焼が行なわれる。
る高炉ガス（以下、Ｂガスという。）、コークス炉
から発生するコークス炉ガス（以下、Ｃガスとい
う。）、転炉から発生する転炉ガス等の副生ガスが
発生し、これら副生ガスはその有効利用のため
に、用途に応じてボイラその他の熱設備の熱源と
して使用されている。例えば、蒸気を大量に発生
するボイラにおいては、主燃料にＢガス、補助燃
料にＣガスを使用し、その燃焼は第１図に示す如
く制御されて行なわれている。すなわち、Ｂガス
１、Ｃガス１０はそれぞれ配管１ａ，１０ａを経
てボイラ燃焼室７に供給される。これら燃料の発
熱量から理論空気量が決まり、Ｂガス用比率調節
器６、Ｃガス用比率調節器１４により一定の空気
比を定めておけば、燃焼用空気量が決まり、Ｂガ
ス量や、Ｃガス量が変化しても、その変化はガス
流量計３ならびに１２で検出され、それに対応し
てそれぞれの空気調節弁５，１６を調整するた
め、燃焼空気量が追従し、燃焼用空気２，１１が
各配管２ａ，１１ａを経て供給され、燃焼室７内
の各バーナ８，１５で燃焼される。排ガス中の酸
素濃度は酸素メータ９で測定され、該濃度一定で
燃焼が行なわれる。
また、製鉄所内での酸素の需給バランスから酸
素が余剰になることが多い。この酸素ガスの有効
利用の一つとして、ボイラの燃焼用空気中に酸素
を富化（空気と酸素を混合させて燃焼用空気中の
酸素濃度を上げる）する方法がある。
素が余剰になることが多い。この酸素ガスの有効
利用の一つとして、ボイラの燃焼用空気中に酸素
を富化（空気と酸素を混合させて燃焼用空気中の
酸素濃度を上げる）する方法がある。
ところが、このように燃焼空気中に純酸素を混
合し燃焼空気中の酸素濃度を上げて燃焼効率を上
昇させるときには、上記の如く燃焼をコントロー
ルすることができない。つまり、富化時の酸素流
量ならびに燃料流量が変化する場合には、燃料発
熱量が一定であつても、これから求めた理論空気
量にある定まつた空気比を与えて燃焼用空気を求
め、この燃焼用空気によつて燃焼させることはで
きない。
合し燃焼空気中の酸素濃度を上げて燃焼効率を上
昇させるときには、上記の如く燃焼をコントロー
ルすることができない。つまり、富化時の酸素流
量ならびに燃料流量が変化する場合には、燃料発
熱量が一定であつても、これから求めた理論空気
量にある定まつた空気比を与えて燃焼用空気を求
め、この燃焼用空気によつて燃焼させることはで
きない。
とくに、富化空気による燃焼方法において、排
ガス中の酸素濃度を一定に保つような燃焼制御を
行なう場合には、燃料流量に対する酸素富化後の
富化空気中における酸素濃度を求め、これにより
必要な燃焼用空気量を求めて制御することが必要
である。
ガス中の酸素濃度を一定に保つような燃焼制御を
行なう場合には、燃料流量に対する酸素富化後の
富化空気中における酸素濃度を求め、これにより
必要な燃焼用空気量を求めて制御することが必要
である。
本発明は、このところを有為に利用し、具体的
には、燃焼用空気に酸素を混合富化した富化空気
によつて燃料ガスを燃焼させるときに、混合富化
後の富化空気中の酸素濃度ならびに燃料ガスの流
量を検出し、これらの検出値にもとずいて燃焼用
空気の流量を制御し、排ガス中の酸素濃度を一定
に保つものである。
には、燃焼用空気に酸素を混合富化した富化空気
によつて燃料ガスを燃焼させるときに、混合富化
後の富化空気中の酸素濃度ならびに燃料ガスの流
量を検出し、これらの検出値にもとずいて燃焼用
空気の流量を制御し、排ガス中の酸素濃度を一定
に保つものである。
以下、本発明法について詳しく説明する。
まず、第２図は本発明法を実施する制御系の一
例のフローシートであつて、第１図に示すものと
同様に２種の燃料、つまり、高エネルギーのＣガ
ス１０（発熱量4400kal／Ｎm3）と低エネルギー
のＢガス１（発熱量700kal／Ｎm3）をボイラの燃
焼室７で燃焼させるものである。
例のフローシートであつて、第１図に示すものと
同様に２種の燃料、つまり、高エネルギーのＣガ
ス１０（発熱量4400kal／Ｎm3）と低エネルギー
のＢガス１（発熱量700kal／Ｎm3）をボイラの燃
焼室７で燃焼させるものである。
この制御系においてＢガス１の供給で富化空気
を用いて燃焼させる場合には、Ｂガス１の燃焼の
ために、配管２ａから通常の通り燃焼用空気２を
供給するとともに、この配管２ａに酸素供給用の
配管１７ａを接続し、配管１７ａから純酸素１７
を供給する。バーナー８の前段において燃焼用空
気２と酸素１７が混合する個所に酸素分析計１８
を設ける一方、この酸素分析計１８からの富化空
気中の酸素濃度を検出し、この酸素濃度にもとず
いて後記の如く燃焼用空気量を演算し、これによ
つて燃焼用空気を制御する。なお、符号２０は空
気比率調節の機能を持つ演算器２０である。
を用いて燃焼させる場合には、Ｂガス１の燃焼の
ために、配管２ａから通常の通り燃焼用空気２を
供給するとともに、この配管２ａに酸素供給用の
配管１７ａを接続し、配管１７ａから純酸素１７
を供給する。バーナー８の前段において燃焼用空
気２と酸素１７が混合する個所に酸素分析計１８
を設ける一方、この酸素分析計１８からの富化空
気中の酸素濃度を検出し、この酸素濃度にもとず
いて後記の如く燃焼用空気量を演算し、これによ
つて燃焼用空気を制御する。なお、符号２０は空
気比率調節の機能を持つ演算器２０である。
すなわち、第２図において、燃焼用空気を吹込
むだけでＣガス１０を通常燃焼させるときは、第
１図に示す場合と同様に、Ｃガスの発熱量から理
論空気量が決まり、Ｃガス用空気比率調節器１４
にて一定の空気比を定め燃焼される。Ｂガス１を
燃焼用空気も吹込むだけの通常燃焼の場合は、演
算器２０に対してＢガス流量計３からの燃焼ガス
流量信号を入力して演算器２０で空気比較調器と
同様の機能を果たさせ、Ｂガス１の発熱量から理
論空気量を求め、燃焼に必要空気２を空気調節弁
５により調整してＢガス流量に応じて燃焼用空気
量で燃焼させる。
むだけでＣガス１０を通常燃焼させるときは、第
１図に示す場合と同様に、Ｃガスの発熱量から理
論空気量が決まり、Ｃガス用空気比率調節器１４
にて一定の空気比を定め燃焼される。Ｂガス１を
燃焼用空気も吹込むだけの通常燃焼の場合は、演
算器２０に対してＢガス流量計３からの燃焼ガス
流量信号を入力して演算器２０で空気比較調器と
同様の機能を果たさせ、Ｂガス１の発熱量から理
論空気量を求め、燃焼に必要空気２を空気調節弁
５により調整してＢガス流量に応じて燃焼用空気
量で燃焼させる。
これに対し、Ｂガス１を純酸素１７で富化した
富化空気によつて燃焼する時には、Ｂガス流量計
３からの燃料ガス流量信号を演算器２０に入力す
る。一方、演算器２０には最適空燃比になるよう
予め富化空気の酸素濃度に対するＢガス１Ｎm3に
必要な燃焼用空気量（第３図参照）を入力してお
き、純酸素１７で富化後の富化空気中の酸素濃度
を酸素分析計１８で検出し、この酸素濃度信号を
演算器２０に入力する。例えば、富化空気の酸素
濃度30％の時には、排ガス酸素分析計９で検出さ
れる排ガス中の酸素濃度を1.5％で一定にするの
には、第３図に示す如くＢガス1Nm3に必要な燃
焼用空気量は0.47Nm3になり、この燃焼用空気量
が流れるよう、Ｂガス燃焼用空気調節弁５にて調
節する。
富化空気によつて燃焼する時には、Ｂガス流量計
３からの燃料ガス流量信号を演算器２０に入力す
る。一方、演算器２０には最適空燃比になるよう
予め富化空気の酸素濃度に対するＢガス１Ｎm3に
必要な燃焼用空気量（第３図参照）を入力してお
き、純酸素１７で富化後の富化空気中の酸素濃度
を酸素分析計１８で検出し、この酸素濃度信号を
演算器２０に入力する。例えば、富化空気の酸素
濃度30％の時には、排ガス酸素分析計９で検出さ
れる排ガス中の酸素濃度を1.5％で一定にするの
には、第３図に示す如くＢガス1Nm3に必要な燃
焼用空気量は0.47Nm3になり、この燃焼用空気量
が流れるよう、Ｂガス燃焼用空気調節弁５にて調
節する。
次に実施例について説明する。
まず、第２図に示す如くＢガス（発熱量
700kal／Ｎm3）とＣガス（発熱量4400kal／Ｎm3）
とを燃料とするボイラにおいて、Ｂガスの燃焼用
空気中に酸素を混合して富化した。この際、富化
空気中の酸素濃度とこの時のＢガス1Nm3を燃焼
させて排ガス中の酸素濃度を1.5％にするために
必要な富化空気量との関係を第３図に示す如く求
め、この第３図に示す関係を予め演算器２０に入
力した。
700kal／Ｎm3）とＣガス（発熱量4400kal／Ｎm3）
とを燃料とするボイラにおいて、Ｂガスの燃焼用
空気中に酸素を混合して富化した。この際、富化
空気中の酸素濃度とこの時のＢガス1Nm3を燃焼
させて排ガス中の酸素濃度を1.5％にするために
必要な富化空気量との関係を第３図に示す如く求
め、この第３図に示す関係を予め演算器２０に入
力した。
そこで、例えば、富化空気中の酸素濃度を求
め、この値が30％であつたので、その排ガス酸素
濃度を1.5％にするためのＢガス1Nm3に対する燃
焼用空気の必要量を第３図から求めると、0.47N
m3であり、この値に燃焼用空気量を0.47×（Ｂガ
ス流量）に制御した。この結果、排ガス中の酸
素濃度は1.5％にすることができた。
め、この値が30％であつたので、その排ガス酸素
濃度を1.5％にするためのＢガス1Nm3に対する燃
焼用空気の必要量を第３図から求めると、0.47N
m3であり、この値に燃焼用空気量を0.47×（Ｂガ
ス流量）に制御した。この結果、排ガス中の酸
素濃度は1.5％にすることができた。
以上詳しく説明した通り、本発明法は酸素を混
合富化した燃焼用空気で燃焼させる方法であつ
て、混合富化後に富化空気中の酸素濃度を測定
し、この酸素濃度と燃料流量とから、排ガス中の
酸素濃度が一定になるよう、燃焼用空気量を求め
て燃焼する。このため、排ガス中の酸素濃度は一
定に制御して燃焼でき、酸素富化によりＢガス等
の燃料の燃焼温度が上昇するため、ボイラ効率
が、82％から85％の如く上昇し、排ガス中の酸素
濃度を一定値以下保つことができるため、NOX
の発生をおさえられる。
合富化した燃焼用空気で燃焼させる方法であつ
て、混合富化後に富化空気中の酸素濃度を測定
し、この酸素濃度と燃料流量とから、排ガス中の
酸素濃度が一定になるよう、燃焼用空気量を求め
て燃焼する。このため、排ガス中の酸素濃度は一
定に制御して燃焼でき、酸素富化によりＢガス等
の燃料の燃焼温度が上昇するため、ボイラ効率
が、82％から85％の如く上昇し、排ガス中の酸素
濃度を一定値以下保つことができるため、NOX
の発生をおさえられる。
なお、燃焼用空気中に酸素を富化することによ
つて火炎温度が上昇するため、例えばバーナチツ
プの温度が許容値を超える時、あるいはNOX発
生量が許容値を超える時などは富化する酸素量を
低下させるような回路を組む必要も考えられる
が、このような場合でも本発明によると問題はな
い。
つて火炎温度が上昇するため、例えばバーナチツ
プの温度が許容値を超える時、あるいはNOX発
生量が許容値を超える時などは富化する酸素量を
低下させるような回路を組む必要も考えられる
が、このような場合でも本発明によると問題はな
い。
また、上記のところではガス燃料を中心として
説明したが、これ以下でも、例えば、微粉炭その
他の固形燃料の燃焼に適用できる。
説明したが、これ以下でも、例えば、微粉炭その
他の固形燃料の燃焼に適用できる。
第１図は従来例に係るガス燃料の燃焼制御系の
一つのフローシート、第２図は本発明法を実施す
る制御系の一つのフローシート、第３図は本発明
法において酸素富化後の燃焼用空気中の酸素濃度
と排ガス中の酸素濃度を1.5％にするために高炉
ガス1Nm3に対して必要な酸素富化後の燃焼空気
量との関係を示すグラフである。 符号１……Ｂガス、１ａ……Ｂガス配管、２…
…空気、２ａ……空気配管、３……Ｂガス流量
計、４……空気流量計、５……空気流量調節弁、
６……比率調節計、７……燃焼室、８……Ｂガス
バーナー、９……O2メーター、１０……Ｃガス、
１０ａ……Ｃガス配管、１１……空気、１１ａ…
…空気配管、１２……Ｃガス流量計、１３……空
気流量計、１４……比率調節計、１５……Ｃガス
バーナー、１６……空気流量調節弁、１７……酸
素、１７……酸素配管、１８……酸素分析計、１
９……標準値、２０……演算器。
一つのフローシート、第２図は本発明法を実施す
る制御系の一つのフローシート、第３図は本発明
法において酸素富化後の燃焼用空気中の酸素濃度
と排ガス中の酸素濃度を1.5％にするために高炉
ガス1Nm3に対して必要な酸素富化後の燃焼空気
量との関係を示すグラフである。 符号１……Ｂガス、１ａ……Ｂガス配管、２…
…空気、２ａ……空気配管、３……Ｂガス流量
計、４……空気流量計、５……空気流量調節弁、
６……比率調節計、７……燃焼室、８……Ｂガス
バーナー、９……O2メーター、１０……Ｃガス、
１０ａ……Ｃガス配管、１１……空気、１１ａ…
…空気配管、１２……Ｃガス流量計、１３……空
気流量計、１４……比率調節計、１５……Ｃガス
バーナー、１６……空気流量調節弁、１７……酸
素、１７……酸素配管、１８……酸素分析計、１
９……標準値、２０……演算器。
Claims (1)
- １ 燃焼用空気に酸素を混合富化し、この富化空
気により燃焼させる際に、予め、演算器に前記富
化空気中の酸素濃度と排ガス中の酸素濃度を所定
値にするための燃料単位量に対する燃焼用空気量
との関係を記憶させておいてから、この演算器中
に酸素混合富化後の前記富化空気中の酸素濃度と
燃料ガスの流量とを入力して演算し、その演算結
果にもとづく演算器からの制御信号により酸素混
合富化前の燃焼用空気量を制御することを特徴と
する燃焼用酸素富化空気による燃焼方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58113272A JPS604724A (ja) | 1983-06-23 | 1983-06-23 | 燃焼用酸素富化空気による燃焼方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58113272A JPS604724A (ja) | 1983-06-23 | 1983-06-23 | 燃焼用酸素富化空気による燃焼方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS604724A JPS604724A (ja) | 1985-01-11 |
| JPH0419445B2 true JPH0419445B2 (ja) | 1992-03-30 |
Family
ID=14607963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58113272A Granted JPS604724A (ja) | 1983-06-23 | 1983-06-23 | 燃焼用酸素富化空気による燃焼方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS604724A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2847659B1 (fr) * | 2002-11-25 | 2005-12-16 | Air Liquide | Procede d'optimisation en energie d'un site industriel, par enrichissement en oxygene d'air de combustion |
| HUP0301098A2 (hu) * | 2003-04-23 | 2005-05-30 | János Ősz | Eljárás alacsony fűtőértékű gázok környezetbarát hasznosítására |
| JP5023537B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2012-09-12 | Ｊｆｅスチール株式会社 | バーナーの燃焼方法 |
| JP2009068774A (ja) * | 2007-09-13 | 2009-04-02 | Jfe Steel Kk | 燃料ガスの燃焼制御方法 |
| JP7848774B2 (ja) * | 2023-09-14 | 2026-04-21 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ボイラーの制御方法及び制御装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53149103A (en) * | 1977-06-01 | 1978-12-26 | Nippon Steel Corp | Controller method for combustion in heating furnace |
| JPS5847914A (ja) * | 1981-09-14 | 1983-03-19 | Osaka Gas Co Ltd | バ−ナ装置 |
-
1983
- 1983-06-23 JP JP58113272A patent/JPS604724A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS604724A (ja) | 1985-01-11 |
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