JPH08338697A - 加熱炉用熱交換器の補修時期決定方法 - Google Patents
加熱炉用熱交換器の補修時期決定方法Info
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- JPH08338697A JPH08338697A JP7163842A JP16384295A JPH08338697A JP H08338697 A JPH08338697 A JP H08338697A JP 7163842 A JP7163842 A JP 7163842A JP 16384295 A JP16384295 A JP 16384295A JP H08338697 A JPH08338697 A JP H08338697A
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- exhaust gas
- heat exchanger
- pressure loss
- heating furnace
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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
- 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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- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱交換器の補修時期を正確に把握する。
【構成】 加熱炉の排ガス煙道に設けられた燃焼空気予
熱用多管式熱交換器の補修時期を決定する方法であっ
て、燃焼負荷中の加熱炉の燃焼ガス投入量、熱交換器入
側および出側の排ガス圧力と排ガス成分、および排ガス
の炉尻温度から煙道および煙突内における諸排ガス圧力
損失を計算し、この圧力損失計算結果に基づき煙突内抵
抗を含めた煙突通風力（ＤＣ）と煙突入口までの排ガス
圧力損失の総計（ＰＴ）とを計算し、両者の比Ａ＝ＤＣ
／ＰＴが設定値よりも小さくなったときに、熱交換器の
補修時期とする加熱炉用熱交換器の補修時期決定方法。 【効果】 加熱炉の操業停止時間を低減するとともに、
熱交換器の補修費を節減する。
熱用多管式熱交換器の補修時期を決定する方法であっ
て、燃焼負荷中の加熱炉の燃焼ガス投入量、熱交換器入
側および出側の排ガス圧力と排ガス成分、および排ガス
の炉尻温度から煙道および煙突内における諸排ガス圧力
損失を計算し、この圧力損失計算結果に基づき煙突内抵
抗を含めた煙突通風力（ＤＣ）と煙突入口までの排ガス
圧力損失の総計（ＰＴ）とを計算し、両者の比Ａ＝ＤＣ
／ＰＴが設定値よりも小さくなったときに、熱交換器の
補修時期とする加熱炉用熱交換器の補修時期決定方法。 【効果】 加熱炉の操業停止時間を低減するとともに、
熱交換器の補修費を節減する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、加熱炉の排ガス煙道
に設けられた燃焼空気予熱用多管式熱交換器の補修時期
を、煙突通風力と煙突入口までの排ガス圧力損失の総計
との比から決定する方法である。
に設けられた燃焼空気予熱用多管式熱交換器の補修時期
を、煙突通風力と煙突入口までの排ガス圧力損失の総計
との比から決定する方法である。
【０００２】
【従来の技術】一般に、加熱炉は図５の側面図および図
６の平面図に示すように、加熱炉２１の炉尻２２と煙突
２３とを煙道２４で連結し、煙突２３の通風力によっ
て、被加熱物を加熱するために燃焼した燃料の燃焼排ガ
スを、吸引排出するように構成されている。
６の平面図に示すように、加熱炉２１の炉尻２２と煙突
２３とを煙道２４で連結し、煙突２３の通風力によっ
て、被加熱物を加熱するために燃焼した燃料の燃焼排ガ
スを、吸引排出するように構成されている。
【０００３】加熱炉２１の炉尻２２から煙道２４中に排
出される燃焼排ガスの温度は高温であり、大量の熱エネ
ルギを保有しているので、煙道２４には空気予熱器、例
えば多管式空気予熱用熱交換器２５を設置し、この多管
式空気予熱用熱交換器２５の内側に常温の燃焼用空気を
流して、外側を流れる燃焼排ガスと熱交換を行い、高温
の燃焼用空気を得るようにしている。
出される燃焼排ガスの温度は高温であり、大量の熱エネ
ルギを保有しているので、煙道２４には空気予熱器、例
えば多管式空気予熱用熱交換器２５を設置し、この多管
式空気予熱用熱交換器２５の内側に常温の燃焼用空気を
流して、外側を流れる燃焼排ガスと熱交換を行い、高温
の燃焼用空気を得るようにしている。
【０００４】このような熱交換器２５においては、長期
間使用していると、高温の燃焼排ガスにより、熱交換器
を形成するチューブや風箱に亀裂が生じたり、燃焼排ガ
ス中の不純物により、チューブが腐食したり、孔が開い
たり、また、燃焼排ガス中のダストが熱交換器を形成す
る機器に付着する。このような状態になると、熱交換器
２５の亀裂部や孔開き部から空気が煙道２４中に洩れる
ことになり、煙道２４内の排ガス流量が増加するので、
煙道２４内の圧力損失が増大する。
間使用していると、高温の燃焼排ガスにより、熱交換器
を形成するチューブや風箱に亀裂が生じたり、燃焼排ガ
ス中の不純物により、チューブが腐食したり、孔が開い
たり、また、燃焼排ガス中のダストが熱交換器を形成す
る機器に付着する。このような状態になると、熱交換器
２５の亀裂部や孔開き部から空気が煙道２４中に洩れる
ことになり、煙道２４内の排ガス流量が増加するので、
煙道２４内の圧力損失が増大する。
【０００５】そして、煙道２４および煙突２３内の全圧
力損失に対して、煙突２３の通風力の余裕がなくなるの
で、特に高燃焼負荷時には、炉圧調整ダンパ−２６を全
開にしても、炉内圧力が異常に高まり、燃焼を継続する
ことが困難となる。すなわち、このようになると、加熱
炉の加熱能力が低下することになる。なお、図５および
図６中符号２７は、熱交換器２５に入る燃焼排ガスの流
れが偏るのを防止するための偏流防止ダンパーである。
力損失に対して、煙突２３の通風力の余裕がなくなるの
で、特に高燃焼負荷時には、炉圧調整ダンパ−２６を全
開にしても、炉内圧力が異常に高まり、燃焼を継続する
ことが困難となる。すなわち、このようになると、加熱
炉の加熱能力が低下することになる。なお、図５および
図６中符号２７は、熱交換器２５に入る燃焼排ガスの流
れが偏るのを防止するための偏流防止ダンパーである。
【０００６】上述のようにして劣化していく熱交換器の
従来の保全方法としては、チューブや風箱の目視による
劣化の確認、チューブの肉厚測定等の煙道内点検、熱交
換器の清掃の実施等の方法が採用されている。
従来の保全方法としては、チューブや風箱の目視による
劣化の確認、チューブの肉厚測定等の煙道内点検、熱交
換器の清掃の実施等の方法が採用されている。
【０００７】上述した多管式空気予熱用熱交換器の保全
方法のうち、煙道内点検や熱交換器の清掃は、加熱炉の
休止をともなうため、約半年毎に行う加熱炉内堆積スケ
ール搬出作業時を利用して行われるのが一般的である。
方法のうち、煙道内点検や熱交換器の清掃は、加熱炉の
休止をともなうため、約半年毎に行う加熱炉内堆積スケ
ール搬出作業時を利用して行われるのが一般的である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の多管式空気予熱用熱交換器の保全方法は、空気
予熱用チューブ群の内、排ガス進行方向の最前列及び後
列以外のチューブの点検が極めて困難であり、かつ亀
裂、腐食及び汚れの各々の点検結果から、機器全体の劣
化度合を定量的に判定することができないため、適切な
補修が実施できない上に、過剰保全を施してしまうとい
う問題点がある。
た従来の多管式空気予熱用熱交換器の保全方法は、空気
予熱用チューブ群の内、排ガス進行方向の最前列及び後
列以外のチューブの点検が極めて困難であり、かつ亀
裂、腐食及び汚れの各々の点検結果から、機器全体の劣
化度合を定量的に判定することができないため、適切な
補修が実施できない上に、過剰保全を施してしまうとい
う問題点がある。
【０００９】また、点検周期が長期間にならざるを得な
いため、急速に劣化が進展して大規模の漏風が発生した
場合、補修または取替え工事を行うために、加熱炉の運
転を休止する必要があり、生産を阻害するという問題点
もある。
いため、急速に劣化が進展して大規模の漏風が発生した
場合、補修または取替え工事を行うために、加熱炉の運
転を休止する必要があり、生産を阻害するという問題点
もある。
【００１０】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、運転を停止す
ることなく、定量的に熱交換器全体およびパス毎の劣化
度合いを判定することができ、したがって、補修時期が
決定できる加熱炉用熱交換器の補修時期決定方法を提供
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、運転を停止す
ることなく、定量的に熱交換器全体およびパス毎の劣化
度合いを判定することができ、したがって、補修時期が
決定できる加熱炉用熱交換器の補修時期決定方法を提供
することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明に係る加熱炉用
熱交換器の補修時期決定方法は、加熱炉の排ガス煙道に
設けられた燃焼空気予熱用多管式熱交換器の補修時期を
決定する方法であって、燃焼負荷中の加熱炉の燃焼ガス
投入量、熱交換器入側および出側の排ガス圧力と排ガス
成分、および排ガスの炉尻温度から煙道および煙突内に
おける諸排ガス圧力損失を計算し、この圧力損失計算結
果に基づき煙突内抵抗を含めた煙突通風力（ＤＣ）と煙
突入口までの排ガス圧力損失の総計（ＰＴ）とを計算
し、煙突通風力（ＤＣ）と煙突入口までの排ガス圧力損
失の総計（ＰＴ）との比Ａ＝ＤＣ／ＰＴが設定値よりも
小さくなったときに、通風余裕がないとして熱交換器の
補修を行うものである。
熱交換器の補修時期決定方法は、加熱炉の排ガス煙道に
設けられた燃焼空気予熱用多管式熱交換器の補修時期を
決定する方法であって、燃焼負荷中の加熱炉の燃焼ガス
投入量、熱交換器入側および出側の排ガス圧力と排ガス
成分、および排ガスの炉尻温度から煙道および煙突内に
おける諸排ガス圧力損失を計算し、この圧力損失計算結
果に基づき煙突内抵抗を含めた煙突通風力（ＤＣ）と煙
突入口までの排ガス圧力損失の総計（ＰＴ）とを計算
し、煙突通風力（ＤＣ）と煙突入口までの排ガス圧力損
失の総計（ＰＴ）との比Ａ＝ＤＣ／ＰＴが設定値よりも
小さくなったときに、通風余裕がないとして熱交換器の
補修を行うものである。
【００１２】
【作用】劣化が進行する燃焼空気予熱用多管式熱交換器
を除いて、加熱炉の炉尻から煙突までの圧力損失特性
は、加熱炉の設計条件によってほぼ決定される。したが
って、一度その特性を実測ないし計算しておけば、その
特性値は長期的にさほど変化しない。
を除いて、加熱炉の炉尻から煙突までの圧力損失特性
は、加熱炉の設計条件によってほぼ決定される。したが
って、一度その特性を実測ないし計算しておけば、その
特性値は長期的にさほど変化しない。
【００１３】一方、熱交換器の漏洩率と圧力損失は、熱
交換器の熱交換用配管の亀裂やダスト付着によって、比
較的短期的に変化する。この熱交換器の漏洩率と圧力損
失は、熱交換器の入出側で排ガス成分と圧力を実測する
ことにより、正しく求めることができる。
交換器の熱交換用配管の亀裂やダスト付着によって、比
較的短期的に変化する。この熱交換器の漏洩率と圧力損
失は、熱交換器の入出側で排ガス成分と圧力を実測する
ことにより、正しく求めることができる。
【００１４】これらの特性値および実測値を用い、かつ
任意の燃焼条件における一定期間の燃料の使用量、平均
炉尻温度の実測値を用いることによって、炉圧ダンパー
が全開の場合に炉尻から煙突前までに発生する排ガスの
圧力損失を正確に計算できる。すなわち、煙突前までに
最小限発生する排ガス圧力損失の総計（ＰＴ）が求めら
れる。また、煙突の通風力（ＤＣ）は、計算によって求
めた煙突前排ガス温度と煙突内の抵抗値を用いて求める
ことができる。
任意の燃焼条件における一定期間の燃料の使用量、平均
炉尻温度の実測値を用いることによって、炉圧ダンパー
が全開の場合に炉尻から煙突前までに発生する排ガスの
圧力損失を正確に計算できる。すなわち、煙突前までに
最小限発生する排ガス圧力損失の総計（ＰＴ）が求めら
れる。また、煙突の通風力（ＤＣ）は、計算によって求
めた煙突前排ガス温度と煙突内の抵抗値を用いて求める
ことができる。
【００１５】そして、上述した通風力（ＤＣ）と煙突入
口までの排ガス圧力損失の総計（ＰＴ）とから、実際に
通風できる有効通風力（Ｐ）が、（１）式のようにして
求められる。
口までの排ガス圧力損失の総計（ＰＴ）とから、実際に
通風できる有効通風力（Ｐ）が、（１）式のようにして
求められる。
【００１６】Ｐ＝ＤＣ−ＰＴ…………（１） 上記（１）式は、（２）式のように変換できる。
【００１７】 Ｐ＝ＰＴ｛（ＤＣ／ＰＴ）−１｝…………（２） （ＤＣ／ＰＴ）＝Ａとすると、（２）式は（３）式のよ
うに表せる。
うに表せる。
【００１８】Ｐ＝ＰＴ（Ａ−１）…………（３） （３）式より、Ａ＞１の場合、すなわち（ＤＣ／ＰＴ）
＞１の場合、Ｐ＞０となり、有効通風力はあると判断で
きるが、Ａ＜１の場合、すなわち（ＤＣ／ＰＴ）＜１の
場合、Ｐ＜０となり、有効通風力は無いと判断される。
＞１の場合、Ｐ＞０となり、有効通風力はあると判断で
きるが、Ａ＜１の場合、すなわち（ＤＣ／ＰＴ）＜１の
場合、Ｐ＜０となり、有効通風力は無いと判断される。
【００１９】したがって、本発明においては、Ａ＜１の
場合、通風力が無いとして、Ａ＜１となる以前に熱交換
器の補修を行うのである。
場合、通風力が無いとして、Ａ＜１となる以前に熱交換
器の補修を行うのである。
【００２０】
【実施例】本発明の実施例の加熱炉用熱交換器の補修時
期決定方法を、図１、図２および図３により説明する。
図１は、この熱交換器の補修時期決定方法を実施する際
に使用する測定機器の配置を示す側面図、図２は、同じ
くこの熱交換器の補修時期決定方法を実施する際に使用
する測定機器の配置を示す平面図、図３は、この熱交換
器の補修時期決定方法を示すブロック図、図４は計算の
概要を示すグラフである。
期決定方法を、図１、図２および図３により説明する。
図１は、この熱交換器の補修時期決定方法を実施する際
に使用する測定機器の配置を示す側面図、図２は、同じ
くこの熱交換器の補修時期決定方法を実施する際に使用
する測定機器の配置を示す平面図、図３は、この熱交換
器の補修時期決定方法を示すブロック図、図４は計算の
概要を示すグラフである。
【００２１】この熱交換器の補修時期決定方法において
は、炉尻２２を出た煙道２４入口部分に、排ガスの炉尻
温度（T0) を測定する温度計１を、ダイリューション装
置の付いた多管式空気予熱用熱交換器２５の前後に、多
管式空気予熱用熱交換器２５の入出側の排ガス成分を分
析する排ガス成分分析装置２および３を、同じく多管式
空気予熱用熱交換器２５の入出側の排ガス圧力を検出す
る排ガス圧力検出器４および５を配置している。また、
炉圧調整ダンパーは熱交換器の後の煙道内に設置するタ
イプのもので、燃料は成分が既知のガス、一定空燃比で
操業する炉についての例である。
は、炉尻２２を出た煙道２４入口部分に、排ガスの炉尻
温度（T0) を測定する温度計１を、ダイリューション装
置の付いた多管式空気予熱用熱交換器２５の前後に、多
管式空気予熱用熱交換器２５の入出側の排ガス成分を分
析する排ガス成分分析装置２および３を、同じく多管式
空気予熱用熱交換器２５の入出側の排ガス圧力を検出す
る排ガス圧力検出器４および５を配置している。また、
炉圧調整ダンパーは熱交換器の後の煙道内に設置するタ
イプのもので、燃料は成分が既知のガス、一定空燃比で
操業する炉についての例である。
【００２２】図３により、この熱交換器の補修時期決定
方法の手順を説明すると、次のとおりである。
方法の手順を説明すると、次のとおりである。
【００２３】 前記排ガス成分分析装置２および３に
より多管式空気予熱用熱交換器２５の入出側の排ガス成
分が分析される。
より多管式空気予熱用熱交換器２５の入出側の排ガス成
分が分析される。
【００２４】 排ガス成分の分析結果に基づき、多管
式空気予熱用熱交換器２５入出側の理論酸素量、理論炭
酸ガス量が、（４）式および（５）式により算出され
る。
式空気予熱用熱交換器２５入出側の理論酸素量、理論炭
酸ガス量が、（４）式および（５）式により算出され
る。
【００２５】
【数１】
【００２６】
【数２】
【００２７】 算出された多管式空気予熱用熱交換器
２５入出側の理論酸素量、理論炭酸ガス量を用いて、多
管式空気予熱用熱交換器２５入出側の空気比が、（６）
式および（７）式により求められる。
２５入出側の理論酸素量、理論炭酸ガス量を用いて、多
管式空気予熱用熱交換器２５入出側の空気比が、（６）
式および（７）式により求められる。
【００２８】
【数３】
【００２９】
【数４】
【００３０】 入出側の空気比ｍe およびｍd から、
多管式空気予熱用熱交換器２５の漏洩率（Ｒ）が（８）
式により求められる。
多管式空気予熱用熱交換器２５の漏洩率（Ｒ）が（８）
式により求められる。
【００３１】
【数５】
【００３２】 定常操業状態において所定時間内に投
入された燃料ガス投入量（ＶM ）が入力される。
入された燃料ガス投入量（ＶM ）が入力される。
【００３３】 入力された燃料ガス投入量（ＶM ）、
で求めた熱交換器入側空気比（ｍe）、（９）式で示
される理論空気量（ＬO ）および（１０）式で示される
空気水分（Ｚ）により、燃焼空気量（ＶA ）が、（１
１）式により求められる。
で求めた熱交換器入側空気比（ｍe）、（９）式で示
される理論空気量（ＬO ）および（１０）式で示される
空気水分（Ｚ）により、燃焼空気量（ＶA ）が、（１
１）式により求められる。
【００３４】
【数６】
【００３５】
【数７】
【００３６】
【数８】
【００３７】 入力された燃料ガス投入量（ＶM ）を
使用して（１２）式で求められる乾排ガス量（ＶGd）
と、同じく、入力された燃料ガス投入量（ＶM ）を使用
して（１３）式で求められる水分量（ＶGw）とから、正
味排ガス量（ＶG ）が、（１４）式により求められる。
使用して（１２）式で求められる乾排ガス量（ＶGd）
と、同じく、入力された燃料ガス投入量（ＶM ）を使用
して（１３）式で求められる水分量（ＶGw）とから、正
味排ガス量（ＶG ）が、（１４）式により求められる。
【００３８】
【数９】
【００３９】
【数１０】
【００４０】
【数１１】
【００４１】 で求めた漏洩率（Ｒ）と、で求め
た燃焼空気量（ＶA ）とから、漏洩空気量（ＶL ）が、
（１５）式により求められる。
た燃焼空気量（ＶA ）とから、漏洩空気量（ＶL ）が、
（１５）式により求められる。
【００４２】
【数１２】
【００４３】 炉尻温度（ＴO ）が測定される。
【００４４】まる10 測定された炉尻温度（ＴO ）か
ら、熱交換器入口希釈前排ガス温度（Ｔ 1 ）が、Ｔ1 ≒
（ＴO −10）として求められる。
ら、熱交換器入口希釈前排ガス温度（Ｔ 1 ）が、Ｔ1 ≒
（ＴO −10）として求められる。
【００４５】まる11 熱交換器入口希釈前排ガス温度
（Ｔ1 ）と熱交換器を熱損傷から保護するために定めら
れた排ガス許容温度とが比較される。
（Ｔ1 ）と熱交換器を熱損傷から保護するために定めら
れた排ガス許容温度とが比較される。
【００４６】まる12 ダイリューション装置の動作を考
慮して、想定された熱交換器入口希釈前排ガス温度（Ｔ
1 ）が、排ガス許容温度と比較して高い場合には、熱交
換器入口希釈前排ガス温度（Ｔ1 ）と、で求められた
正味排ガス量（ＶG ）とから、熱交換器入側において煙
道２４から投入する希釈空気量（ＶD ）が、（１６）式
により求められる。
慮して、想定された熱交換器入口希釈前排ガス温度（Ｔ
1 ）が、排ガス許容温度と比較して高い場合には、熱交
換器入口希釈前排ガス温度（Ｔ1 ）と、で求められた
正味排ガス量（ＶG ）とから、熱交換器入側において煙
道２４から投入する希釈空気量（ＶD ）が、（１６）式
により求められる。
【００４７】そうでない場合には、希釈空気量（ＶD ）
は０となる。
は０となる。
【００４８】
【数１３】
【００４９】まる13 希釈空気が投入される場合、熱交
換器入口希釈後排ガス温度（Ｔ2 ）は、排ガス許容温度
（ＴGa）と等しくなる。希釈空気量（ＶD ）が０の場合
には、Ｔ2 ＝Ｔ1 となる。
換器入口希釈後排ガス温度（Ｔ2 ）は、排ガス許容温度
（ＴGa）と等しくなる。希釈空気量（ＶD ）が０の場合
には、Ｔ2 ＝Ｔ1 となる。
【００５０】まる14 求められた熱交換器入口希釈後排
ガス温度（Ｔ2 ）と、で求められた多管式空気予熱用
熱交換器２５の漏洩率（Ｒ）およびで求められた正味
排ガス量（ＶG ）の値を用いて、熱交換器出口排ガス温
度（Ｔ3)が、熱交換器性能線図に従い決定される。
ガス温度（Ｔ2 ）と、で求められた多管式空気予熱用
熱交換器２５の漏洩率（Ｒ）およびで求められた正味
排ガス量（ＶG ）の値を用いて、熱交換器出口排ガス温
度（Ｔ3)が、熱交換器性能線図に従い決定される。
【００５１】まる15 煙突前排ガス温度（Ｔ4 ）がＴ4
＝Ｔ3 として求められる。
＝Ｔ3 として求められる。
【００５２】まる16 熱交換器入出側排ガス圧力（ｐi,
p o ) が測定される。
p o ) が測定される。
【００５３】まる17 排ガス圧力損失が、次のようにし
て求められる。
て求められる。
【００５４】１）煙道内上向き浮力（ＤU ）が、炉尻温
度（ＴO ）を用いて、（１７）式により求められる。
度（ＴO ）を用いて、（１７）式により求められる。
【００５５】
【数１４】
【００５６】２）煙道内下向き浮力（ＤD ）が、熱交換
器入口希釈前排ガス温度（Ｔ1 ）を用いて、（１８）式
により求められる。
器入口希釈前排ガス温度（Ｔ1 ）を用いて、（１８）式
により求められる。
【００５７】
【数１５】
【００５８】３）煙道内摩擦抵抗（ＰM ）が、（１９）
式により求められる。
式により求められる。
【００５９】
【数１６】
【００６０】４）煙道内渦流抵抗（ＰK ）が、（２０）
式により求められる。
式により求められる。
【００６１】
【数１７】
【００６２】５）熱交換器が複数パスで構成されてお
り、偏流防止ダンパーが付いている場合には、偏流防止
ダンパー抵抗（ＰH ）が、（２０）式と同じ式により求
められる。
り、偏流防止ダンパーが付いている場合には、偏流防止
ダンパー抵抗（ＰH ）が、（２０）式と同じ式により求
められる。
【００６３】６）炉圧調整ダンパー抵抗（ＰR ）が、
（２０）式と同じ式により求められる。
（２０）式と同じ式により求められる。
【００６４】但し、ここで言う抵抗は炉圧調整ダンパー
が全開の場合についてその入出側に発生する圧力損失で
ある。
が全開の場合についてその入出側に発生する圧力損失で
ある。
【００６５】７）熱交換器抵抗（ＰRE）が、まる16で求
めた熱交換器入出側排ガス圧力（ｐ i,p o ) を用い、
（２１）式として求められる。
めた熱交換器入出側排ガス圧力（ｐ i,p o ) を用い、
（２１）式として求められる。
【００６６】
【数１８】
【００６７】８）煙突内抵抗（ＰF ）が、（１９）およ
び（２０）式と同じ式により求められる。
び（２０）式と同じ式により求められる。
【００６８】まる18 まる17で求められた煙突内抵抗
（ＰF ）およびまる15で求められた煙突前排ガス温度
（Ｔ4 ）を用いて、煙突通風力（ＤC ）が、（２２）式
として求められる。
（ＰF ）およびまる15で求められた煙突前排ガス温度
（Ｔ4 ）を用いて、煙突通風力（ＤC ）が、（２２）式
として求められる。
【００６９】
【数１９】
【００７０】まる19 煙突入口までの排ガス圧力損失の
総計（ＰT ）が、まる17で求めた諸抵抗を用いて、ＰT
＝（ＤD −ＤU ＋ＰM ＋ＰK ＋ＰH ＋ＰR ＋ＰRE）とし
て求められる。
総計（ＰT ）が、まる17で求めた諸抵抗を用いて、ＰT
＝（ＤD −ＤU ＋ＰM ＋ＰK ＋ＰH ＋ＰR ＋ＰRE）とし
て求められる。
【００７１】まる20 まる18で求めた煙突通風力
（ＤC ）と、まる19で求めた煙突入口までの排ガス圧力
損失の総計（ＰT ）との比（Ａ）を、Ａ＝（ＤC ／
ＰT ) として求める。
（ＤC ）と、まる19で求めた煙突入口までの排ガス圧力
損失の総計（ＰT ）との比（Ａ）を、Ａ＝（ＤC ／
ＰT ) として求める。
【００７２】まる21 Ａが設定値より大きいか否かを判
断する。
断する。
【００７３】まる22 Ａが設定値より小さいとき、通風
余裕無しとして、補修を実施する。
余裕無しとして、補修を実施する。
【００７４】まる23 Ａが設定値より大きいとき、通風
余裕有りとして、操業を続行する。
余裕有りとして、操業を続行する。
【００７５】図４は、一定の漏風がある熱交換器で、上
記の計算過程の状態を図示するものであり、分かりやす
くするためにダイリューション装置は作動せず、偏流ダ
ンパーは用いられない場合を示している。図４（ａ）は
炉尻から煙突までの排ガスの流れる経路を直線上に示し
たものであって、Ａは炉尻、Ｂは熱交換器入口、Ｃは熱
交換器出口、Ｄは炉圧ダンパー、Ｅは煙突入口、Ｆは煙
突出口を示している。
記の計算過程の状態を図示するものであり、分かりやす
くするためにダイリューション装置は作動せず、偏流ダ
ンパーは用いられない場合を示している。図４（ａ）は
炉尻から煙突までの排ガスの流れる経路を直線上に示し
たものであって、Ａは炉尻、Ｂは熱交換器入口、Ｃは熱
交換器出口、Ｄは炉圧ダンパー、Ｅは煙突入口、Ｆは煙
突出口を示している。
【００７６】図４（ｂ）は、図４（ａ）で示した排ガス
流出経路Ａ〜Ｆの各位置に於ける排ガスの温度を示した
図である。炉尻の排ガス温度Ｔ０は実測値であり、熱熱
交換器前後における熱交換および漏風による温度降下
（Ｔ２−Ｔ３）はそれぞれ計算および実測により求めら
れるから、煙突入口における排ガス温度Ｔ４が正確に求
められる。これによって煙突入口における通風力ＤＣが
煙突内の圧力損失ＰＦを補正して求められる。
流出経路Ａ〜Ｆの各位置に於ける排ガスの温度を示した
図である。炉尻の排ガス温度Ｔ０は実測値であり、熱熱
交換器前後における熱交換および漏風による温度降下
（Ｔ２−Ｔ３）はそれぞれ計算および実測により求めら
れるから、煙突入口における排ガス温度Ｔ４が正確に求
められる。これによって煙突入口における通風力ＤＣが
煙突内の圧力損失ＰＦを補正して求められる。
【００７７】また、図４（ｄ）は煙道各部（Ａ〜Ｆ）を
流れる排ガスの量を標準状態で示した図である。熱交換
器における漏風による流量の増加は熱交換器前後の成分
測定によって正確に求められる。
流れる排ガスの量を標準状態で示した図である。熱交換
器における漏風による流量の増加は熱交換器前後の成分
測定によって正確に求められる。
【００７８】図４（ｃ）は炉尻から煙突出口までの各部
（Ａ〜Ｆ）における排ガスの圧力損失を加算して示した
図である。煙道内の各部における摩擦・渦流損失ＰＭ，
ＰＫは、煙道の形状・寸法とそこを流れる排ガスの温度
・流量によって計算でき、比較的時間変化が少ない。ま
た炉圧ダンパーが全開における炉圧ダンパー部分の圧力
損失ＰＲ、煙突内の通風抵抗ＰＦも同様である。一方、
熱交換器における圧力損失ＰＲＥは比較的変化が大きい
が、実測値を用いるから正確である。したがってこれら
の加算である圧力損失の総計ＰＴが正確に求められる。
実際の操業状態では炉圧ダンパーが自動制御されて、図
４（ｃ）の破線で示すように圧力損失の総計が通風力と
釣り合う状態となっている。したがって、このようにし
て計算した圧力の比Ａ＝ＤＣ／ＰＴは、炉尻の圧力（炉
圧）を維持できるかどうかの余裕を直接示す指数であ
る。熱交換器の劣化がすすめば、定期的な測定によって
Ａ＝１．５，Ａ＝１．２，．．．と指数が低下していく
ので、Ａ＝１．０となる前に熱交換器の補修を行えばよ
い。
（Ａ〜Ｆ）における排ガスの圧力損失を加算して示した
図である。煙道内の各部における摩擦・渦流損失ＰＭ，
ＰＫは、煙道の形状・寸法とそこを流れる排ガスの温度
・流量によって計算でき、比較的時間変化が少ない。ま
た炉圧ダンパーが全開における炉圧ダンパー部分の圧力
損失ＰＲ、煙突内の通風抵抗ＰＦも同様である。一方、
熱交換器における圧力損失ＰＲＥは比較的変化が大きい
が、実測値を用いるから正確である。したがってこれら
の加算である圧力損失の総計ＰＴが正確に求められる。
実際の操業状態では炉圧ダンパーが自動制御されて、図
４（ｃ）の破線で示すように圧力損失の総計が通風力と
釣り合う状態となっている。したがって、このようにし
て計算した圧力の比Ａ＝ＤＣ／ＰＴは、炉尻の圧力（炉
圧）を維持できるかどうかの余裕を直接示す指数であ
る。熱交換器の劣化がすすめば、定期的な測定によって
Ａ＝１．５，Ａ＝１．２，．．．と指数が低下していく
ので、Ａ＝１．０となる前に熱交換器の補修を行えばよ
い。
【００７９】本発明の実施例の加熱炉用熱交換器の補修
時期決定方法は、上述したようにして行われるので、熱
交換器の補修時期を正確に把握することができ、補修時
期が遅れて操業不能になって加熱炉を長期間休止した
り、補修時期が早過ぎてオーバーメンテナンスになった
りすることがない。
時期決定方法は、上述したようにして行われるので、熱
交換器の補修時期を正確に把握することができ、補修時
期が遅れて操業不能になって加熱炉を長期間休止した
り、補修時期が早過ぎてオーバーメンテナンスになった
りすることがない。
【００８０】
【発明の効果】この発明により、加熱炉の運転を停止す
ることなく、定量的に熱交換器全体およびパス毎の劣化
度合いを判定することができるので、熱交換器の補修時
期が正確に決定でき、熱交換器劣化にともなう突発的な
加熱炉の操業停止を防止できるとともに、熱交換器の補
修費を低減することができる。
ることなく、定量的に熱交換器全体およびパス毎の劣化
度合いを判定することができるので、熱交換器の補修時
期が正確に決定でき、熱交換器劣化にともなう突発的な
加熱炉の操業停止を防止できるとともに、熱交換器の補
修費を低減することができる。
【図１】熱交換器の補修時期決定方法を実施する際に使
用する測定機器の配置を示す側面図である。
用する測定機器の配置を示す側面図である。
【図２】熱交換器の補修時期決定方法を実施する際に使
用する測定機器の配置を示す平面図である。
用する測定機器の配置を示す平面図である。
【図３】熱交換器の補修時期決定方法を示すブロック図
である。
である。
【図４】（ａ）は排ガス流出経路における計器配置点を
示す説明図、（ｂ）は各位置における温度を示すグラ
フ、（ｃ）は各位置における累積圧力損失を示すグラ
フ、（ｄ）は各位置における排ガス流量を示すグラフで
ある。
示す説明図、（ｂ）は各位置における温度を示すグラ
フ、（ｃ）は各位置における累積圧力損失を示すグラ
フ、（ｄ）は各位置における排ガス流量を示すグラフで
ある。
【図５】加熱炉の構造を示す側面図である。
【図６】加熱炉の構造を示す平面図である。
１ 温度計 ２ 排ガス成分分析装置 ３ 排ガス成分分析装置 ４ 排ガス圧力検出器 ５ 排ガス圧力検出器
Claims (1)
- 【請求項１】 加熱炉の排ガス煙道に設けられた燃焼空
気予熱用多管式熱交換器の補修時期を決定する方法であ
って、燃焼負荷中の加熱炉の燃焼ガス投入量、熱交換器
入側および出側の排ガス圧力と排ガス成分、および排ガ
スの炉尻温度から煙道および煙突内における諸排ガス圧
力損失を計算し、この圧力損失計算結果に基づき煙突内
抵抗を含めた煙突通風力（ＤＣ）と煙突入口までの排ガ
ス圧力損失の総計（ＰＴ）とを計算し、煙突通風力（Ｄ
Ｃ）と煙突入口までの排ガス圧力損失の総計（ＰＴ）と
の比Ａ＝ＤＣ／ＰＴが設定値よりも小さくなったとき
に、通風余裕がないとして熱交換器の補修を行うことを
特徴とする加熱炉用熱交換器の補修時期決定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7163842A JPH08338697A (ja) | 1995-04-13 | 1995-06-29 | 加熱炉用熱交換器の補修時期決定方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-88419 | 1995-04-13 | ||
| JP8841995 | 1995-04-13 | ||
| JP7163842A JPH08338697A (ja) | 1995-04-13 | 1995-06-29 | 加熱炉用熱交換器の補修時期決定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08338697A true JPH08338697A (ja) | 1996-12-24 |
Family
ID=26429802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7163842A Withdrawn JPH08338697A (ja) | 1995-04-13 | 1995-06-29 | 加熱炉用熱交換器の補修時期決定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08338697A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010281506A (ja) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Jfe Steel Corp | 燃焼空気予熱用熱交換器の補修時期決定方法 |
| JP2011208877A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Jfe Steel Corp | レキュペレータの補修及び更新時期決定方法 |
| JP2014190671A (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-06 | Kobe Steel Ltd | 加熱炉及び加熱炉の制御方法 |
| CN112200451A (zh) * | 2020-10-09 | 2021-01-08 | 华润电力技术研究院有限公司 | 空气预热器的检修周期计算方法和检修周期计算装置 |
-
1995
- 1995-06-29 JP JP7163842A patent/JPH08338697A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010281506A (ja) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Jfe Steel Corp | 燃焼空気予熱用熱交換器の補修時期決定方法 |
| JP2011208877A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Jfe Steel Corp | レキュペレータの補修及び更新時期決定方法 |
| JP2014190671A (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-06 | Kobe Steel Ltd | 加熱炉及び加熱炉の制御方法 |
| CN112200451A (zh) * | 2020-10-09 | 2021-01-08 | 华润电力技术研究院有限公司 | 空气预热器的检修周期计算方法和检修周期计算装置 |
| CN112200451B (zh) * | 2020-10-09 | 2024-05-14 | 深圳市出新知识产权管理有限公司 | 空气预热器的检修周期计算方法和检修周期计算装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020903 |