JPH05187627A - エアヒータの制御装置 - Google Patents
エアヒータの制御装置Info
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- JPH05187627A JPH05187627A JP4002268A JP226892A JPH05187627A JP H05187627 A JPH05187627 A JP H05187627A JP 4002268 A JP4002268 A JP 4002268A JP 226892 A JP226892 A JP 226892A JP H05187627 A JPH05187627 A JP H05187627A
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- 239000002912 waste gas Substances 0.000 claims abstract description 46
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 8
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- 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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Abstract
(57)【要約】
【目的】 腐食を防ぐとともに熱効率の向上を図ったエ
アヒータの制御装置を得る。 【構成】 エアヒータ2,同エアヒータの燃焼廃ガスの
出口部に設けられた廃ガス温度検出装置16および硫酸
露点温度検出装置11,同各装置の出力を受け,エアヒ
ータ2の腐食しやすい部分が結露しない範囲で所定の低
い出口温度設定値を算出する演算器12,同演算器およ
び廃ガス温度検出装置の出力を受け同廃ガス温度検出装
置の出力が出口温度設定値になるような制御信号を速度
変速装置14に送る温度調節計13とを設けた。
アヒータの制御装置を得る。 【構成】 エアヒータ2,同エアヒータの燃焼廃ガスの
出口部に設けられた廃ガス温度検出装置16および硫酸
露点温度検出装置11,同各装置の出力を受け,エアヒ
ータ2の腐食しやすい部分が結露しない範囲で所定の低
い出口温度設定値を算出する演算器12,同演算器およ
び廃ガス温度検出装置の出力を受け同廃ガス温度検出装
置の出力が出口温度設定値になるような制御信号を速度
変速装置14に送る温度調節計13とを設けた。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はボイラ等の燃焼廃ガスを
熱源とするエアヒータの制御装置に関する。
熱源とするエアヒータの制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のエアヒータを図4に示す。ケーシ
ング(固定子)21の上半部に燃焼廃ガス25の入口と
出口がある。また下半部に空気26の入口と出口があ
る。ケーシング21中には水平軸の回転子22が設けら
れている。回転子22の軸は駆動力伝達機構23を介し
てモータ24に連結されている。
ング(固定子)21の上半部に燃焼廃ガス25の入口と
出口がある。また下半部に空気26の入口と出口があ
る。ケーシング21中には水平軸の回転子22が設けら
れている。回転子22の軸は駆動力伝達機構23を介し
てモータ24に連結されている。
【0003】以上において、燃焼廃ガス25がエアヒー
タ2の固定子(ケーシング)21の内部を通過する過程
で、エアヒータの回転子22が、燃焼廃ガス25の保有
する熱により加熱される。回転子22は駆動力伝達機構
23を介してモータ24により回転させられているの
で,やがて,加熱された回転子22が,空気26が流れ
ている部分に移って行き,そのエアチャンバー内で,エ
アヒータ内部を通過する空気26は回転子の保有する熱
で加熱され,回転子22は空気により熱を奪われて冷却
される。
タ2の固定子(ケーシング)21の内部を通過する過程
で、エアヒータの回転子22が、燃焼廃ガス25の保有
する熱により加熱される。回転子22は駆動力伝達機構
23を介してモータ24により回転させられているの
で,やがて,加熱された回転子22が,空気26が流れ
ている部分に移って行き,そのエアチャンバー内で,エ
アヒータ内部を通過する空気26は回転子の保有する熱
で加熱され,回転子22は空気により熱を奪われて冷却
される。
【0004】このようにしてエアヒータ内部で,回転子
2を介して,燃焼廃ガスから空気に熱が伝達される。こ
の空気をボイラの燃焼空気として使用することにより燃
焼効力の向上を図っている。
2を介して,燃焼廃ガスから空気に熱が伝達される。こ
の空気をボイラの燃焼空気として使用することにより燃
焼効力の向上を図っている。
【0005】上記の過程、すなわち,燃焼廃ガス及び空
気をエアヒータ2に通した際の、燃焼廃ガス25が持ち
込む熱流量のうちの或る割合が,エアヒータの回転子を
一旦経由した後,空気26に移される。そして燃焼廃ガ
ス25,空気26がエアヒータを通過する際に,燃焼廃
ガスはエアヒータの回転子に熱を奪われることにより温
度が下り,空気はエアヒータの回転子から熱を与えられ
ることにより温度が上る様を,図5に模式的に示す。
気をエアヒータ2に通した際の、燃焼廃ガス25が持ち
込む熱流量のうちの或る割合が,エアヒータの回転子を
一旦経由した後,空気26に移される。そして燃焼廃ガ
ス25,空気26がエアヒータを通過する際に,燃焼廃
ガスはエアヒータの回転子に熱を奪われることにより温
度が下り,空気はエアヒータの回転子から熱を与えられ
ることにより温度が上る様を,図5に模式的に示す。
【0006】エアヒータ2の熱交換効率を上げるため,
エアヒータ出口での燃焼廃ガスの温度を下げ過ぎると,
エアヒータ回転(子)部の最低部温度TM が酸露点温度
TD 以下となる。そして酸結露が発生し、回転(子)部
の温度の低い部分で,腐食が発生し,寿命の低下を来た
すことになる。
エアヒータ出口での燃焼廃ガスの温度を下げ過ぎると,
エアヒータ回転(子)部の最低部温度TM が酸露点温度
TD 以下となる。そして酸結露が発生し、回転(子)部
の温度の低い部分で,腐食が発生し,寿命の低下を来た
すことになる。
【0007】従来,この危険を回避するため,図5に示
す“余裕”の温度αo を充分大きくとるよう設計・製作
されていた。
す“余裕”の温度αo を充分大きくとるよう設計・製作
されていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のエアヒータ
で,燃焼廃ガスの保有する熱を有効に回収するために
は,回転子の回転速度は高い方が望ましい。一方,回転
子の表面温度を酸露点以上に保つため,および,構造的
な面,設備費用等の面から,回転速度には上限がある。
従来,酸露点に充分な余裕αo をもたせ、回転速度を一
定のゆっくりした速度としている場合がほとんどであ
る。
で,燃焼廃ガスの保有する熱を有効に回収するために
は,回転子の回転速度は高い方が望ましい。一方,回転
子の表面温度を酸露点以上に保つため,および,構造的
な面,設備費用等の面から,回転速度には上限がある。
従来,酸露点に充分な余裕αo をもたせ、回転速度を一
定のゆっくりした速度としている場合がほとんどであ
る。
【0009】従って酸露点に余裕を加えた分は有効に熱
回収されず損失となっている。一方余裕を少なくする
と、ガスの組成変化等による酸露点変化時にエアヒータ
の腐食を生じると言う問題点があった。
回収されず損失となっている。一方余裕を少なくする
と、ガスの組成変化等による酸露点変化時にエアヒータ
の腐食を生じると言う問題点があった。
【0010】すなわち,燃料の性状,周囲温度(周囲へ
の放熱量)等により,酸が結露する燃焼廃ガス温度は変
化する。従って,通常一番厳しい条件でも結露しないよ
う設計されるので,通常の運転時,燃焼廃ガスの廃熱の
有効回収という面から見ると廃熱が最大限利用されてい
るとは言い難かった。
の放熱量)等により,酸が結露する燃焼廃ガス温度は変
化する。従って,通常一番厳しい条件でも結露しないよ
う設計されるので,通常の運転時,燃焼廃ガスの廃熱の
有効回収という面から見ると廃熱が最大限利用されてい
るとは言い難かった。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため次の手段を講ずる。
するため次の手段を講ずる。
【0012】すなわち,エアヒータの制御装置として、
燃焼廃ガスを熱源とするエアヒータと,同エアヒータの
上記燃焼廃ガスの出口温度を変える温度可変手段と,上
記エアヒータの上記燃焼廃ガスの出口管に設けられた廃
ガス温度検出装置および硫酸露点温度検出装置と,同硫
酸露点温度検出装置の出力を受け,上記エアヒータの腐
食しやすい部分が結露しない範囲で所定の低い出口温度
設定値を算出する演算器と,同演算器および上記廃ガス
温度検出装置の出力を受け同廃ガス温度検出装置の出力
が上記出口温度設定値になるような制御信号を上記温度
可変手段に送る温度調節計とを設ける。
燃焼廃ガスを熱源とするエアヒータと,同エアヒータの
上記燃焼廃ガスの出口温度を変える温度可変手段と,上
記エアヒータの上記燃焼廃ガスの出口管に設けられた廃
ガス温度検出装置および硫酸露点温度検出装置と,同硫
酸露点温度検出装置の出力を受け,上記エアヒータの腐
食しやすい部分が結露しない範囲で所定の低い出口温度
設定値を算出する演算器と,同演算器および上記廃ガス
温度検出装置の出力を受け同廃ガス温度検出装置の出力
が上記出口温度設定値になるような制御信号を上記温度
可変手段に送る温度調節計とを設ける。
【0013】
【作用】上記手段において、硫酸露点温度検出装置はエ
アヒータの燃焼廃ガス出口の硫酸露点温度を検出し、演
算器へ送る。演算器は入力から、エアヒータの上記燃焼
廃ガスの出口部(最も腐食を起しやすい部分)が結露し
ない条件で、かつ低い出口温度設定値を算出して温度調
節計へ送る。温度調節計は、廃ガス温度検出装置からの
エアヒータの燃焼廃ガス出口の廃ガス温度と,上記の出
口温度設定値とを入力し、廃ガス温度が出口温度設定値
になるような制御信号を温度可変手段へ送る。温度可変
手段は、入力に応じてエアヒータの廃ガス出口の燃焼廃
ガス温度を調節し、出口温度設定値に維持する。
アヒータの燃焼廃ガス出口の硫酸露点温度を検出し、演
算器へ送る。演算器は入力から、エアヒータの上記燃焼
廃ガスの出口部(最も腐食を起しやすい部分)が結露し
ない条件で、かつ低い出口温度設定値を算出して温度調
節計へ送る。温度調節計は、廃ガス温度検出装置からの
エアヒータの燃焼廃ガス出口の廃ガス温度と,上記の出
口温度設定値とを入力し、廃ガス温度が出口温度設定値
になるような制御信号を温度可変手段へ送る。温度可変
手段は、入力に応じてエアヒータの廃ガス出口の燃焼廃
ガス温度を調節し、出口温度設定値に維持する。
【0014】以上のようにして、廃ガス出口の廃ガス温
度が常に結露しない範囲で、かつ低い値に維持される。
従って,腐食が防止されるとともに熱交換効率の向上が
図られる。
度が常に結露しない範囲で、かつ低い値に維持される。
従って,腐食が防止されるとともに熱交換効率の向上が
図られる。
【0015】
【実施例】本発明の一実施例を図1〜図3により説明す
る。
る。
【0016】なお、従来例で説明した部分は、同一の番
号をつけ説明を省略し、この発明に関する部分を主体に
説明する。
号をつけ説明を省略し、この発明に関する部分を主体に
説明する。
【0017】図1にて、ボイラ3の燃焼廃ガス25はエ
アヒータ2の燃焼廃ガス入口から同出口を経て集じん機
4へ送られる。さらに吸引通風機(IDF)5を経て煙
突へ送られる。また空気26は強制押込通風機(FD
F)1からエアヒータ2の空気入口へはいり、それから
同出口を経て、ボイラ31の燃焼装置31へ送られる。
アヒータ2の燃焼廃ガス入口から同出口を経て集じん機
4へ送られる。さらに吸引通風機(IDF)5を経て煙
突へ送られる。また空気26は強制押込通風機(FD
F)1からエアヒータ2の空気入口へはいり、それから
同出口を経て、ボイラ31の燃焼装置31へ送られる。
【0018】エアヒータ2の燃焼廃ガス出口部(出口配
管)には燃焼廃ガス温度検出装置16と硫酸露点温度検
出装置11が設けられる。また廃ガス温度検出装置16
の出力は温度調節計13へ送られる。さらに硫酸露点温
度検出装置11の出力は演算器12を経て温度調節計1
3へ送られる。
管)には燃焼廃ガス温度検出装置16と硫酸露点温度検
出装置11が設けられる。また廃ガス温度検出装置16
の出力は温度調節計13へ送られる。さらに硫酸露点温
度検出装置11の出力は演算器12を経て温度調節計1
3へ送られる。
【0019】また温度調節計13の出力はエアヒータ2
の回転子を駆動するモータ15の速度変速装置14へ送
られる。これらの速度変速装置とモータが可変温度手段
である。
の回転子を駆動するモータ15の速度変速装置14へ送
られる。これらの速度変速装置とモータが可変温度手段
である。
【0020】以上の制御装置をブロック図で示すと図2
のようになる。
のようになる。
【0021】以上において、FDF1によって供給され
た空気(燃焼用)はボイラ3の燃焼装置31にて燃料を
燃焼し,燃焼廃ガス25となって集塵機4を経てIDF
5(吸引通風機)により吸引され,煙突を経て大気に放
出される。
た空気(燃焼用)はボイラ3の燃焼装置31にて燃料を
燃焼し,燃焼廃ガス25となって集塵機4を経てIDF
5(吸引通風機)により吸引され,煙突を経て大気に放
出される。
【0022】エアヒータ2はFDF1とボイラ3,ID
F5とボイラ3の間の空気26,燃焼廃ガス25路の途
中に配置されている。そしてこの装置で燃焼廃ガスの熱
と,空気(燃焼用)の熱とが交換され,燃焼用空気の温
度が上昇する。このようにしてボイラ設備の燃焼効率の
上昇が計られている。
F5とボイラ3の間の空気26,燃焼廃ガス25路の途
中に配置されている。そしてこの装置で燃焼廃ガスの熱
と,空気(燃焼用)の熱とが交換され,燃焼用空気の温
度が上昇する。このようにしてボイラ設備の燃焼効率の
上昇が計られている。
【0023】エアヒータ2部の温度分布状況の概略を図
3に示す。
3に示す。
【0024】エアヒータ内部で最も腐食を起しやすい部
分は燃焼廃ガスと接する最も温度の低い箇所の金属部,
即ち,エアヒータの回転部がエア流路部を通りすぎて燃
焼廃ガス流路部に再び入ってくる部所での燃焼廃ガス出
口側の回転部のメタル表面温度TM である。
分は燃焼廃ガスと接する最も温度の低い箇所の金属部,
即ち,エアヒータの回転部がエア流路部を通りすぎて燃
焼廃ガス流路部に再び入ってくる部所での燃焼廃ガス出
口側の回転部のメタル表面温度TM である。
【0025】そこで燃焼廃ガス路に設けられた硫酸露点
温度検出装置11で検出される硫酸露点温度をTD とす
る。そして結露を生じない範囲で必要最低限のメタル表
面温度TM として、式(1)のように設定する。
温度検出装置11で検出される硫酸露点温度をTD とす
る。そして結露を生じない範囲で必要最低限のメタル表
面温度TM として、式(1)のように設定する。
【0026】TM =TD +α …………(1) ただし、α<αo (従来例の余裕)とする。
【0027】またエアヒータ出口燃焼廃ガス温度TGLと
TM との関係は式(2)で与えられる。
TM との関係は式(2)で与えられる。
【0028】TGL=TM +β …………(2) ここに、β≒一定 式(1),(2)より酸腐食を起さない温度TGL,とT
D との関係は式(3)となるので、このTGLを結露を生
じない範囲で所定の低い出口温度設定値とする。
D との関係は式(3)となるので、このTGLを結露を生
じない範囲で所定の低い出口温度設定値とする。
【0029】TGL=TD +(α+β) ………(3) 即ち,エアヒータ出口の燃焼廃ガスの温度TGL′(計測
値)を出口温度設定値になるように制御すれば,腐食は
起らないことになる。
値)を出口温度設定値になるように制御すれば,腐食は
起らないことになる。
【0030】そこで,式(3)の値に制御するために,
演算器12で入力TD に(α+β)を加算し,式(3)
のTGLを出力する。温度調節計13ではエアヒータ出口
燃焼廃ガス温度TGL′が出口温度設定値TGLになるよう
に制御信号を出力して,速度変速装置14へ送る。速度
変速装置14は入力に応じて、モータ24の回転数を変
える。すなわち回転子22の回転速度をかえることによ
り,エアヒータ2の燃焼廃ガス流路部から空気流路部
に,回転部によって伝えられる熱流量が調節される。
演算器12で入力TD に(α+β)を加算し,式(3)
のTGLを出力する。温度調節計13ではエアヒータ出口
燃焼廃ガス温度TGL′が出口温度設定値TGLになるよう
に制御信号を出力して,速度変速装置14へ送る。速度
変速装置14は入力に応じて、モータ24の回転数を変
える。すなわち回転子22の回転速度をかえることによ
り,エアヒータ2の燃焼廃ガス流路部から空気流路部
に,回転部によって伝えられる熱流量が調節される。
【0031】この一連の制御系の動作結果,廃ガス出口
の燃焼廃ガス温度TGL′が,式(3)の出口温度設定値
(出口燃焼廃ガス温度)TGLになるよう制御される。
の燃焼廃ガス温度TGL′が,式(3)の出口温度設定値
(出口燃焼廃ガス温度)TGLになるよう制御される。
【0032】このようにして、結露が防止され酸腐食を
起すことなく運転される。また余裕α(<αo )が小さ
くとれるため、略最大限の廃熱回収を行うことが実現さ
れる。
起すことなく運転される。また余裕α(<αo )が小さ
くとれるため、略最大限の廃熱回収を行うことが実現さ
れる。
【0033】これらの状況は図3と図5を比較すればよ
く理解される。
く理解される。
【0034】なお,燃料,周囲条件が変った場合等に
も,α+βを最適値に選び制御することにより,エアヒ
ータを、腐食を防止し、高熱交換効率で運転することが
実現される。
も,α+βを最適値に選び制御することにより,エアヒ
ータを、腐食を防止し、高熱交換効率で運転することが
実現される。
【0035】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、硫酸露点温度検出装置からの露点温度信号を基にエ
アヒータの可変温度手段(回転速度)を制御することに
より,エアヒータ出口燃焼廃ガスの温度を制御し,燃焼
廃ガスの有する熱エネルギを酸腐食を起すことなく最大
利用(最大回収)することを可能とした。
ば、硫酸露点温度検出装置からの露点温度信号を基にエ
アヒータの可変温度手段(回転速度)を制御することに
より,エアヒータ出口燃焼廃ガスの温度を制御し,燃焼
廃ガスの有する熱エネルギを酸腐食を起すことなく最大
利用(最大回収)することを可能とした。
【0036】したがって、耐久性の向上と、熱効率の向
上が図られた。
上が図られた。
【図1】本発明の一実施例に係るエアヒータの系統図で
ある。
ある。
【図2】同実施例の制御装置のブロック図である。
【図3】同実施例の作用説明図である。
【図4】従来例のエアヒータの構造模式図である。
【図5】同従来例の作用説明図である。
2 エアヒータ 11 硫酸露点温度検出装置 12 演算器 13 温度調節計 14 モータ用速度変速装置 24 モータ
Claims (1)
- 【請求項1】 燃焼廃ガスを熱源とするエアヒータと,
同エアヒータの上記燃焼廃ガスの出口温度を変える温度
可変手段と,上記エアヒータの上記燃焼廃ガスの出口管
に設けられた廃ガス温度検出装置および硫酸露点温度検
出装置と,同硫酸露点温度検出装置の出力を受け,上記
エアヒータの腐食しやすい部分が結露しない範囲で所定
の低い出口温度設定値を算出する演算器と,同演算器お
よび上記廃ガス温度検出装置の出力を受け同廃ガス温度
検出装置の出力が上記出口温度設定値になるような制御
信号を上記温度可変手段に送る温度調節計とを備えてな
ることを特徴とするエアヒータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4002268A JPH05187627A (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | エアヒータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4002268A JPH05187627A (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | エアヒータの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05187627A true JPH05187627A (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=11524630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4002268A Withdrawn JPH05187627A (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | エアヒータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05187627A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013204969A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 空気予熱器及び空気予熱器の制御方法 |
| PL237354B1 (pl) * | 2019-03-12 | 2021-04-06 | Polok Michal Mpire | Sposób optymalizacji pracy kotła energetycznego oraz układ do realizacji tego sposobu |
-
1992
- 1992-01-09 JP JP4002268A patent/JPH05187627A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013204969A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 空気予熱器及び空気予熱器の制御方法 |
| PL237354B1 (pl) * | 2019-03-12 | 2021-04-06 | Polok Michal Mpire | Sposób optymalizacji pracy kotła energetycznego oraz układ do realizacji tego sposobu |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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