JPH1096512A - 蓄熱式バーナを備える加熱炉及びその運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排ガス配管路を介して炉外に排出される排ガ
スの流量を制御して、排ガス配管路内の排ガス温度を機
器の耐熱温度の上限値以下及び／又は露点以上に制御し
得る蓄熱式バーナを備える加熱炉及びその運転方法を提
供することを目的とする。 【解決手段】 蓄熱式バーナ３を備える加熱炉２であ
り、加熱炉２は制御装置２５によって制御され、燃焼排
ガスを排ガス配管路を介して排出する際に、蓄熱式バー
ナ３の排ガス出側に設けられた温度計２１と、排ガス配
管路の集合配管部５に設けれた温度計４１とによって、
排ガス温度を計測して、排ガス温度が排ガス配管路に設
けられた機器の耐熱温度上限値以下及び露点以上となる
ように制御するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄熱式バーナを備
える加熱炉及びその運転方法に関し、特に、加熱炉が高
い熱回収効率を維持し、蓄熱体を通過した排ガス温度が
機器の耐熱温度の上限値以下及び／又は露点以上に設定
し得る蓄熱式バーナを備える加熱炉及びその運転方法に
係るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の蓄熱式バーナを備える加熱炉につ
いて、図１９と図２０を参照して説明する。図１９は蓄
熱式バーナを備える加熱炉を示し、交番燃焼の一周期を
示しており、図２０は蓄熱式バーナを示している。

【０００３】先ず、蓄熱式バーナは、図２０を参照して
説明すると、バーナタイル１１が炉壁２に設けられ、バ
ーナタイル１１には炉内側に開口する空気ノズル１２と
燃料ノズル１３が設けられ、蓄熱体２０は蓄熱体容器１
０に収納されている。蓄熱体容器１０に接続された配管
には空気流量調整弁１４と手動調整弁１５が接続され、
分岐配管に排ガス流量調整弁１６と手動調整弁１７が接
続されている。燃料ノズル１３には燃料遮断弁１８と手
動調整弁１９が接続されている。

【０００４】続いて、図１９の蓄熱式バーナを備える加
熱炉について説明すると、加熱炉１は互いに向かい合う
炉壁２に対に配置された蓄熱式バーナ３が設けられてい
る。各蓄熱式バーナ３には、燃焼空気供給系配管、燃料
供給系配管、及び排ガス排出系配管が設けられている。
燃焼空気供給系配管は空気流量調整弁１４と手動調整弁
１５とが接続された配管が集合され、集合配管に空気流
量計４４が接続された配管系である。燃料供給系配管は
燃料遮断弁１８と手動調整弁１９とが接続された配管が
集合され、集合配管に燃料流量計４５が接続された配管
系である。排ガス排出系配管は排ガス流量調整弁１６と
手動調整弁１７に接続された配管が集合され、その集合
配管に排ガス流量計４６が接続され、排ガス吸引ブロワ
６、煙突７へと接続された配管系である。又、蓄熱式バ
ーナ３，２の排ガスの蓄熱体出側に温度計２１が設けら
れ、排ガス排出系配管の集合配管には温度計４０が設け
られている。

【０００５】加熱炉１の側壁に蓄熱式バーナ３が配置さ
れ、Ｆは炎を示し、ＩとＶの蓄熱式バーナ３が燃焼状態
であり、IIとIII の蓄熱式バーナ３は排ガスが排出状態
である。Ｉの蓄熱式バーナ３は、燃料遮断弁１８が開け
られ、燃料ノズル１３より燃料が炉内に噴射され、空気
遮断弁１４が開けられ、排ガス遮断弁１６が閉じられ、
燃料と燃焼用空気が矢印の方向に供給され、燃焼用空気
が蓄熱体２０を通過する際に予熱して空気ノズル１２か
ら炉内に噴射させ、燃料と燃焼用空気とを混合されて燃
焼させている。一方、Ｉの蓄熱式バーナ３に対向するII
I の蓄熱式バーナ３からは炉内の排ガスが排出される。

【０００６】又、次の周期では、I の蓄熱式バーナ３が
排ガス排出状態となり、III の蓄熱式バーナ３は燃焼状
態に切り変わる。Ｉの蓄熱式バーナ３は、空気遮断弁１
４と燃料遮断弁１８が閉じられ、排ガス遮断弁１６が開
けられ、高温の炉内排ガスが排ガス吸引ブロワ６で矢印
方向に吸引され、蓄熱体２０、排ガス流量計４６を経て
煙突７から排出される。このように蓄熱式バーナ３は燃
焼状態と蓄熱状態を所定の周期で交互に繰り返す。

【０００７】このような加熱炉では、排ガスの排出時
に、温度計２１の指示値を監視して、排ガス流路に設け
られた各機器の耐熱保護を図るために、各機器通過時の
排ガス温度がその機器の耐熱温度以下になるように制御
する必要がある。

【０００８】又、排ガス排出配管路（煙道）が低温にな
ると、排ガス中の水分が水滴化して高速で遮断弁等の機
器に衝突して磨耗したり、或いは排ガス中に硫黄分等が
含まれる場合は、硫黄分の水滴化によって生じる硫酸腐
食が発生するおそれがあるので、蓄熱式バーナに収納さ
れた蓄熱体の排ガス出側から排ガス排出口までの排ガス
温度を水滴が生じないように、即ち、露点以上に維持す
る必要がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来、図１９の加熱炉
では、蓄熱式バーナの設置個数が少ない場合は、各蓄熱
式バーナに設置した温度計２１の排ガス温度指示値を監
視しながら手動で手動調整弁１７を操作して排ガス流量
を調整し、排ガス温度が蓄熱体出側から排ガス排出口間
に設置されている機器の耐熱温度以下になるように運転
している。

【００１０】又、温度計２１による排ガス温度指示値を
監視しながら、排ガス排出配管路内温度の低下による排
ガス中の水分の水滴化を防止するために、手動で手動調
整弁１７を操作して排ガス流量を調節して、排ガス温度
を露点以上に維持するようにしている。しかも、各蓄熱
式バーナ毎に手動調整弁１７を操作して排ガス流量を調
整している。

【００１１】しかし、蓄熱式バーナの設置個数が少ない
場合は、手動による排ガス温度の調整は可能であるが、
蓄熱式バーナの個数が多い場合は、手動による排ガス温
度の調整は不可能である。増してや、各蓄熱式バーナ毎
に排ガス流量を調節して蓄熱体出側の排ガス温度を調整
するのは困難である。

【００１２】蓄熱体出側の排ガス温度を排ガス流量で調
整して、排ガス出側温度を制御する理由は、排ガス温度
を変える因子としては、蓄熱体２０を通る排ガス流量、
燃焼空気量、蓄熱体入側の排ガス温度（炉温）及び蓄熱
体の容積があるが、炉温、燃焼空気流量は燃焼に係わ
り、直接被加熱物の品質に影響を与える重要な因子であ
るために制約を受ける。又、蓄熱体の容積は固定因子で
あって、蓄熱体出側の排ガス温度を変えるために自由に
変更できない。このような理由から自由に調整できる因
子として、吸引排ガス流量が適している。

【００１３】又、炉温、燃焼空気流量等は、排ガス温度
の調整に使用できない因子であり、これらの因子は被加
熱物の材質や大きさ等による運転条件によって変わる。
このような運転条件の変更に合わせて蓄熱体出側の排ガ
ス温度も変化することになる。運転条件の変化の度に、
手動で各蓄熱式バーナ個々の吸引排ガス流量を調整する
ことは、過大な作業負荷が強いられる欠点がある。又、
蓄熱式バーナの設置個数が多い場合は、各蓄熱式バーナ
に設けられた手動調整弁１７を排ガス流量調整弁に置き
換えて自動化するのは多大な設備投資が強いられる欠点
がある。

【００１４】更に、蓄熱式バーナによる加熱炉では、燃
焼によって発生する排ガス量の６０〜９５％が、機器の
耐熱温度以下及び排ガスの露点以上に制御するための対
象となる排ガス量である。残りの５〜４０％の排ガス量
は加熱炉から直接放出される。この直接放出される排ガ
ス量の５〜４０％の熱量の何％かを燃焼空気等への予熱
に利用して熱効率を改善する方法がある。

【００１５】又、熱効率の観点から排ガス配管路の集合
配管部の温度を温度計４０で計測して可能な限り低く維
持することができれば、蓄熱体２０を経て吸引される排
ガス流量を減らすことができる。即ち、蓄熱式バーナ３
から炉外に排出される熱を低減することができるととも
に、被加熱物、燃料、燃焼空気等への予熱に利用される
排ガス流量を増やすこととができる。換言すれば、加熱
炉全体としての熱効率を常に高い状態で維持することが
可能となる。

【００１６】本発明は、上述のような問題点に鑑みなさ
れたものであり、排ガス配管路を介して炉外に排出され
る排ガスの流量を制御して、排ガス配管路内の排ガス温
度を機器の耐熱温度の上限値以下及び／又は露点以上に
制御し得る蓄熱式バーナを備える加熱炉及びその運転方
法を提供することを目的とするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するためになされたものであり、請求項１の発明は、
蓄熱式バーナを備える加熱炉に於いて、一対以上の蓄熱
式バーナを備える前記加熱炉が、前記蓄熱式バーナに燃
焼用空気を供給する燃焼空気供給系配管と、前記蓄熱式
バーナに燃料を供給する燃料供給系配管と、前記加熱炉
内の排ガスを前記蓄熱式バーナを通して排出する排ガス
排出系配管と、前記排ガス排出系配管に設けられた排ガ
ス遮断弁と、前記集合配管部に設けた排ガス流量調整装
置と、前記蓄熱式バーナの排ガス出側に設けた第１の温
度計と、前記排ガス排出系配管の集合配管部に設けた第
２の温度計と、前記加熱炉を運転するための制御装置と
を具備し、前記制御装置が、前記第１と第２の温度計に
よって平均温度と最大瞬時値を検出する温度検知手段
と、前記第１の温度計の計測位置から排ガス排出口近傍
までの温度降下、前記第２の温度計の計測位置から排ガ
ス排出口近傍までの温度降下、前記第２の温度計の計測
位置から排ガス遮断弁までの温度上昇、前記蓄熱式バー
ナより下流に設けられた機器の耐熱温度とその上限値、
及び前記第１の温度計の計測位置と前記第２の温度計の
計測位置のそれぞれから排ガス出口までの燃焼排ガスの
露点とその下限値を記憶する記憶手段と、前記第１と第
２の温度計による計測温度の平均値と最大瞬時値とそれ
らの計測位置からの温度降下及び／又は温度上昇とに基
づいて、排ガス温度が前記機器の耐熱温度の上限以下及
び／又は露点以上となるように、前記排ガス流量調整装
置を操作して排ガス温度を制御する制御手段とを備える
ことを特徴とする加熱炉である。

【００１８】上記発明では、第１乃至第４の記憶手段に
記憶された値と、刻々の温度計測値（平均値，最大瞬時
値）とから機器の耐熱温度の上限以下及び／又は露点以
上となるように前記排ガス流量を制御する。上記制御手
段には、（Ｔａ＞Ｔｄ＋ΔＴｄ），（Ｔａ′＞Ｔｄ′＋
ΔＴｄ′），（Ｔｓ＜Ｔｌ−ΔＴｌ），（Ｔｓ′＜Ｔ
ｌ′−ΔＴｌ′）を算出する演算式が設けられている。

【００１９】但し、Ｔａ′：第１の温度計（温度計２
１）の平均値、Ｔａ：第２の温度計（温度計４０）の平
均値、Ｔｓ′：第１の温度計の最大瞬時値、Ｔｓ：第２
の温度計の最大瞬時値、Ｔｄ′，Ｔｄ：露点、ΔＴ
ｄ′：温度降下（第１の温度計の計測位置から排ガス出
口までの温度降下）、ΔＴｄ：温度降下（第２の温度の
計測位置から排ガス出口までの温度降下）、Ｔｌ′，Ｔ
ｌ：排ガス排出系配管の機器の耐熱温度（上限値）、Δ
Ｔｌ′：温度降下（第１の温度計の計測位置から機器ま
での温度降下又は温度上昇）、ΔＴｌ：温度降下（第２
の温度計の計測位置から機器までの温度降下又は温度上
昇）

【００２０】又、請求項２の発明は、蓄熱式バーナを備
える加熱炉の運転方法に於いて、一対以上の蓄熱式バー
ナを備える前記加熱炉が、前記蓄熱式バーナに燃焼用空
気を供給する燃焼空気供給系配管と、前記蓄熱式バーナ
に燃料を供給する燃料供給系配管と、前記加熱炉内の排
ガスを前記蓄熱式バーナを通して排出する排ガス排出系
配管と、前記排ガス排出系配管に設けられた排ガス遮断
弁と、前記排ガス排出系配管の集合配管部に設けられた
排ガス流量調整装置と、前記集合配管部に設けられた温
度計と、制御装置とを具備し、前記制御装置によって、
前記温度計の温度計測値の平均値（Ｔａ）から前記温度
計の計測位置から排ガス出口までの温度降下（ΔＴｄ）
を差し引いた値が露点（Ｔｄ）以上であるように、前記
排ガス流量調整装置によって吸引排ガス流量を調節する
ことを特徴とする加熱炉の運転方法であり、前記制御手
段によって、Ｔａ＞Ｔｄ＋ΔＴｄの関係式を満たすよう
に、前記排ガス流量調整装置の開度を調整して、排ガス
流量を調整して集合配管部が露点の限界点で吸引排ガス
流量を制御するものである。

【００２１】又、請求項３の発明は、蓄熱式バーナを備
える加熱炉の運転方法に於いて、前記加熱炉の炉壁に一
対以上の前記蓄熱式バーナに燃焼用空気を供給する燃焼
空気供給系配管と、前記蓄熱式バーナに燃料を供給する
燃料供給系配管と、前記加熱炉内の排ガスを前記蓄熱式
バーナを通して排出する排ガス排出系配管と、前記排ガ
ス排出系配管に設けられた排ガス遮断弁と、前記排ガス
排出系配管の集合配管部に設けられた排ガス流量調整装
置と、前記蓄熱式バーナの排ガス出側に設けれた温度計
と、制御装置とを具備し、前記制御装置によって、前記
温度計の温度計測値の平均値（Ｔａ′）から前記温度計
の計測位置から排ガス排出口までの温度降下（ΔＴ
ｄ′）を差し引いた値が露点（Ｔｄ′）以上であるよう
に、前記排ガス流量調整装置によって吸引排ガス流量を
調整することを特徴とする加熱炉の運転方法であり、前
記制御手段によって、Ｔａ′＞Ｔｄ′＋ΔＴｄ′の関係
式を満たすように、前記排ガス流量調整装置の開度を調
整して、排ガス流量を調整して排ガス排出口までが露点
の限界点で吸引排ガス流量を制御するものである。

【００２２】又、請求項４の発明は、蓄熱式バーナを備
える加熱炉に於いて、前記加熱炉の炉壁に一対以上の蓄
熱式バーナが備えられ、前記蓄熱式バーナに燃焼用空気
を供給する燃焼空気供給系配管と、前記蓄熱式バーナに
燃料を供給する燃料供給系配管と、前記加熱炉内の排ガ
スを前記蓄熱式バーナを通して排出する排ガス排出系配
管と、前記排ガス排出系配管に設けられた排ガス遮断弁
と、前記集合配管部に設けられた排ガス流量調整装置
と、前記排ガス排出系配管の集合配管部に設けられた温
度計と、制御装置とを具備し、前記制御装置によって、
前記温度計の温度計測値の最大瞬時値（Ｔｓ）を検出
し、前記温度計の温度計測位置から排ガス上流に設けら
れた機器までの温度上昇（−ΔＴｌ）と前記温度計測位
置から排ガス下流の機器までの温度降下（ΔＴｌ）によ
り、前記最大瞬時値から前記温度降下を差し引いた値と
が、それぞれの前記機器の耐熱温度（Ｔｌ）の上限値以
下であるように、前記排ガス流量調整装置によって排ガ
ス流量を調整することを特徴とする加熱炉の運転方法で
あり、制御装置によって、Ｔｓ＜Ｔｌ−ΔＴｌの関係を
満たすように、前記排ガス流量調整装置の開度を調整し
て、前記蓄熱式バーナの排ガス出側に設けられた温度計
による計測値によって、排ガス出側から排出口まで耐熱
温度の上限値以下となるように制御するものである。

【００２３】又、請求項５の発明は、蓄熱式バーナを備
える加熱炉の運転方法に於いて、前記加熱炉の炉壁に一
対以上の蓄熱式バーナが備えられ、前記蓄熱式バーナに
燃焼用空気を供給する燃焼空気供給系配管と、前記蓄熱
式バーナに燃料を供給する燃料供給系配管と、前記加熱
炉内の排ガスを前記蓄熱式バーナを通して排出する排ガ
ス排出系配管と、前記排ガス排出系配管に設けられた排
ガス遮断弁と、前記排ガス排出系配管の集合配管部に設
けられた排ガス流量調整装置と、前記蓄熱式バーナの排
ガス出側に設けられた温度計と、制御装置とを具備し、
前記制御装置によって、前記温度計の温度計測値の最大
瞬時値（Ｔｓ′）から温度計測位置から下流の温度降下
（ΔＴｌ′）を差し引いた値が、前記機器の耐熱温度の
上限値（Ｔｌ′）以下であるように、前記排ガス流量調
整装置を操作して吸引排ガス流量を調整するように運転
することを特徴とする加熱炉の運転方法であり、前記制
御手段によって、Ｔｓ′＜Ｔｌ′−ΔＴｌ′を満たすよ
うに、前記排ガス流量調整装置の開度を調整して、排ガ
ス流量を調整して集合配管部が機器耐熱温度の上限値以
下とするように、排ガス流量を制御するものである。

【００２４】又、請求項６の発明は、蓄熱式バーナを備
える加熱炉の運転方法に於いて、前記蓄熱式バーナの排
ガス出側から排ガスの集合配管部までの温度が機器耐熱
温度の上限値以下となるように制御する運転条件と、前
記集合配管部から排ガス排出口までの温度が露点以上の
温度になるように制御する運転条件とが要求される場
合、前記機器耐熱温度の上限値以下となるように制御す
る運転条件を優先して前記集合配管部に設けられた排ガ
ス流量調整装置を操作して吸引排ガス流量を調整するこ
とを特徴とする加熱炉の制御方法であり、排ガスによる
酸性の水滴が発生する運転条件であったとしても、機器
耐熱温度を優先することで機器の保護を図るべく、吸引
排ガス流量を調整して、加熱炉設備の安全性と延命を図
る運転方法である。

【００２５】又、請求項７の発明は、蓄熱式バーナを備
える加熱炉の運転方法に於いて、前記蓄熱式バーナの排
ガス出側に設けられた第１の温度計の計測位置から排ガ
スの集合配管部までの温度が、前記第１の温度計の最大
瞬時値に基づいて機器耐熱温度の上限値以下となるよう
に制御する運転条件と、前記集合配管部に設けた第２の
温度計の計測位置から排ガス排出口までの温度が、前記
第２の温度計による計測値の平均値に基づいて露点以上
の温度になるように制御する運転条件とが要求される場
合、前記機器耐熱温度の上限値以下になる運転条件を優
先して前記集合配管部に設けられた排ガス流量調整装置
を操作して吸引排ガス流量を調整することを特徴とする
加熱炉の運転方法であり、排ガスによる酸性の水滴が発
生する運転条件であったとしても、機器耐熱温度を優先
することで機器の保護を図るべく、制御手段により吸引
排ガス流量を調整して、加熱炉設備の安全性と延命を図
る運転方法である。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施形態につ
いて、図面を参照して説明する。

【００２７】（実施形態１）本発明に係る蓄熱式バーナ
を備える加熱炉及びその運転方法の一実施形態につい
て、図１，図２を参照して説明する。図１に於いて、加
熱炉１には互いに向かい合う炉壁２に蓄熱式バーナ３が
一対以上設置されている。蓄熱式バーナ３は、図２で示
すように、炉壁２に設けられたバーナタイル１１に、炉
内側に開口する空気ノズル１２と燃料ノズル１３が設け
られ、空気ノズル１２に蓄熱体２０が収納された蓄熱体
容器１０が接続されて配管が接続され、この配管に空気
遮断弁１４が接続され、その分岐配管に排ガス遮断弁１
６が接続されている。燃料ノズル１３には燃料遮断弁１
８が接続されている。蓄熱体２０の排ガス出側に温度計
２１が設けられている。

【００２８】各蓄熱式バーナ３には、燃焼空気供給系配
管、燃料供給系配管、及び排ガス排出系配管が設けられ
ている。燃焼空気供給系配管は、各蓄熱式バーナ３に接
続された配管に空気遮断弁１４が接続されて集合され、
その集合配管に空気流量計４４、空気流量調整装置４１
が接続されている。燃料供給系配管は、燃料ノズル１３
が接続された配管に燃料遮断弁１８が接続されて集合配
管に接続され、その集合配管に燃料流量計４５と燃料流
量調整装置４３が接続されている。排ガス排出系配管
は、蓄熱式バーナ３に接続された配管に排ガス遮断弁１
６が接続されて配管４に接続され、更に集合されて集合
配管５に接続されている。集合配管部５には排ガス流量
調整装置４２、排ガス流量計４６、及び排ガス吸引ブロ
ワ６が接続され、煙突７へと接続されている。各蓄熱式
バーナ３の蓄熱体出側に温度計２１が設けられ、集合配
管部５には温度計４０が設けられている。

【００２９】先ず、上記加熱炉の交番燃焼は、制御装置
２５によって制御されている。図１は交番燃焼の一周期
を示しており、Ｉ，Ｖの蓄熱式バーナ３が燃焼状態であ
り、II，III の蓄熱式バーナ３が排ガス排出状態（蓄熱
動作）である。Ｉ，Ｖの蓄熱式バーナ３は燃料遮断弁１
６を開け、燃料が矢印方向に供給され、燃料ノズル１３
から炉内に噴射されている。空気遮断弁１４は開けら
れ、排ガス遮断弁１６は閉じられ、燃焼用空気が矢印方
向に供給されている。蓄熱体２０を通過する燃焼用空気
は蓄熱体２０で予熱されて空気ノズル１２から炉内に噴
射され、燃焼用空気と燃料とが混合され燃焼している。
一方、Ｉの蓄熱式バーナ３と対のIII の蓄熱式バーナ３
は、炉内の排ガスが蓄熱体２０を経て排出されて蓄熱動
作をしている。排ガスが蓄熱体２０を通過する際に、排
ガスの顕熱が蓄積されている。

【００３０】次の交番燃焼周期では、Ｉ，Ｖの蓄熱式バ
ーナ３から排ガスが炉外に排出され、II，III の蓄熱式
バーナ３が燃焼状態となる。Ｉの蓄熱式バーナ３が排ガ
ス排出状態では、空気遮断弁１４と燃料遮断弁１８が閉
じられ、排ガス遮断弁１６が開けられ、排ガスが矢印方
向に吸引される。その際に、排ガスの顕熱は蓄熱体２０
に蓄積され、排ガスは排ガス流量調整装置４２と排ガス
流量計４６を経て、排ガス吸引ブロワ６を介して煙突７
から放出される。このように蓄熱式バーナ３を燃焼／蓄
熱状態を所定周期で繰り返して加熱炉が運転されてい
る。

【００３１】制御装置２５には中央処理装置（ＣＰＵ）
が組み込まれ、記憶装置２６が接続されている。記憶装
置２６には交番燃焼するための制御プログラムと排ガス
排出配管路内の排ガス温度を制御するための制御プログ
ラムが書き込まれている。又、制御装置２５は温度計２
１，４０、空気流量計４４、燃料流量計４５及び排ガス
流量計４６等の各計測値がデジタル化されて入力され、
所定の周期でサンプリングされている。これらの値は制
御装置２５に入力されて演算処理され、その出力に基づ
いて、空気遮断弁１４、排ガス遮断弁１６、燃料遮断弁
１８及び燃料流量調整装置４３が操作され、蓄熱式バー
ナ３を交番燃焼させて、炉内温度が昇温されるととに、
排ガス流量調整装置４２が操作されて吸引排ガス流量が
制御され、蓄熱式バーナ下流の排ガス温度が制御されて
いる。

【００３２】又、記憶装置２６には上記のような運転条
件や計測値等が書き込まれ、制御装置２５にそれらのデ
ータが供給されている。記憶装置２６には、排ガス温度
計測値の平均温度Ｔａ，Ｔａ′（Ｔａ：温度計４０によ
る計測値の平均温度，Ｔａ′：温度計２１による計測値
の平均温度）、機器の耐熱温度を制御するための排ガス
温度計測値の最大瞬時値Ｔｓ，Ｔｓ′（Ｔｓ：温度計４
０による計測値の最大瞬時値，Ｔｓ′：温度計２１によ
る計測値の最大瞬時値）、露点Ｔｄ，Ｔｄ′（Ｔｄ：温
度計４０の計測位置から排ガス出口までの露点，Ｔ
ｄ′：温度計２１の計測位置から排ガス出口までの露
点）、機器の耐熱温度Ｔｌ，Ｔｌ′（Ｔｌ：温度計４０
の計測位置から下流又は上流に設けられた機器の耐熱温
度，Ｔｌ′：温度計２１の計測位置から下流又は上流に
設けられた機器の耐熱温度）、温度降下量ΔＴｄ，ΔＴ
ｄ′（ΔＴｄ：温度計４０から排ガス排出口までの温度
降下（負の値）又は温度上昇（正の値），ΔＴｄ′：温
度計２１から排ガス出口までの温度降下（負の値））、
温度降下量ΔＴｌ，ΔＴｌ′（ΔＴｌ：温度計４０から
下流に設けられた機器までの温度降下（負の値）又は上
流に設けられた機器までの温度上昇（正の値），ΔＴ
ｌ′：温度計２１から排ガス出口間に設けられた機器ま
での温度降下（負の値））等が書き込まれている。

【００３３】制御装置２５には、温度計４０の出力が第
１温度検出手段２５ａに入力され、蓄熱体出側の温度
（温度計４０の計測位置Ａの温度）の平均値又は最大瞬
時値が検出される。又、温度計２１の出力は第２温度検
出手段２５ｂに入力され、集合配管部の温度（温度計２
１の計測位置Ｂの温度）の平均値又は最大瞬時値が検出
される。第１温度検出手段２５ａからの温度計測値温度
（平均値Ｔａ′，最大瞬時値Ｔｓ′）が第１温度比較手
段２５ｅに入力される。又、第２温度検出手段２５ｂか
らの温度計測値（平均値Ｔａ，最大瞬時値Ｔｓ）が第２
温度比較手段２５ｆに入力されている。

【００３４】第１と第２算出手段２５ｃ，２５ｄでは、
記憶装置（記憶手段）２６に格納された耐熱温度Ｔｌ，
Ｔｌ′、露点Ｔｄ，Ｔｄ′及び温度降下量ΔＴｄ，ΔＴ
ｄ′、ΔＴｌ，ΔＴｌ′が読み出されて、第１算出手段
２５ｃでは推定耐熱温度ＴＬ及び推定露点ＴＤが算出さ
れ、第２算出手段２５ｄでは推定耐熱温度ＴＬ′及び推
定露点ＴＤ′が算出される。それらの出力（ＴＬ，Ｔ
Ｄ）、（ＴＬ′，ＴＤ′）が第１温度比較手段２５ｅと
第２温度比較手段２５ｆにそれぞれ入力される。第１温
度比較手段２５ｅ，第２温度比較手段２５ｆでは、（Ｔ
Ｌ，ＴＤ）、（ＴＬ′，ＴＤ′）と、平均値Ｔａ，Ｔ
ａ′、最大瞬時値Ｔｓ，Ｔｓ′とが比較される。それら
の出力は排ガス流量調整手段２５ｈに入力される。

【００３５】又、排ガス流量計４６の出力は制御装置２
５の排ガス流量検出手段２５ｇに入力されて、排ガス流
量が検出される。排ガス流量調整手段２５ｈには、排ガ
ス流量検出手段２５ｇからの出力（現時点の排ガス流
量）と、第１温度比較手段２５ｅ，第２温度比較手段２
５ｆの出力がそれぞれ入力される。排ガス流量調整手段
２５ｈからの制御量に基づいて、排ガス流量調整装置４
２が調節されて集合配管５に流れる吸引排ガス流量が制
御されている。

【００３６】更に詳細に説明すると、上記第１算出手段
では、下記の（２）式，（４）式による演算処理がなさ
れ、第２算出手段では、下記の（１）式，（３）式によ
る演算処理がなされる。

【００３７】又、第１温度比較手段２５ｅでは、下記の
（５）式及び／又は（６）式の演算処理がなされ、第２
温度比較手段２５ｆでは蓄熱式バーナ３から集合配管部
５の温度計４０の計測値が入力され、下記の（７）式及
び／又は（８）式の演算処理がなされる。

【００３８】 Ｔｄ＋ΔＴｄ＝ＴＤ ……………………（１） Ｔｄ′＋ΔＴｄ′＝ＴＤ′……………………（２） Ｔｌ−ΔＴｌ＝ＴＬ ……………………（３） Ｔｌ′−ΔＴｌ′＝ＴＬ′……………………（４） ＴＤ′＜ Ｔａ′ ……………………（５） ＴＬ′＞ Ｔｓ′ ……………………（６） ＴＤ ＜ Ｔａ ………………………（７） ＴＬ ＞ Ｔｓ ………………………（８）

【００３９】（但し、Ｔｄ，Ｔｄ′，Ｔｌ，Ｔｌ′，Ｔ
Ｄ，ＴＤ′，ＴＬ，ＴＬ′，Ｔａ，Ｔａ′，Ｔｓ，Ｔ
ｓ′は上記に説明した通りである。）

【００４０】上記実施形態では、両方の温度計２１，４
０による計測値によって、排ガス排出温度を機器の耐熱
温度の上限値以下であって、排ガス配管路（煙道）内の
温度を露点以上に制御する。温度計２１の温度計測位置
Ａ又は温度計４０の温度計測位置Ｂによって、個別に排
ガス配管路に設けた機器の耐熱温度の上限値以下と露点
以上に制御してもよい。

【００４１】例えば、排ガス排出配管路を蓄熱式バーナ
３から集合配管部５間は温度計２１で機器の耐熱温度上
限値と露点温度を監視して、集合配管部５から排ガス排
出口までは温度計４０で集合配管部５から排ガス排出口
までの機器の耐熱温度上限値と露点温度を監視する。

【００４２】なお、上記実施形態で説明した耐熱温度Ｔ
ｌ，Ｔｌ′及び露点Ｔｄ，Ｔｄ′は、それぞれの耐熱温
度上限値及び露点下限値と読み替えてもよい。

【００４３】次に、排ガス排出配管路の温度変化に応じ
た制御方法について説明する。蓄熱式バーナの排ガス出
側の排ガス温度は、図３に示すように、振動する傾向が
ある。図４は、蓄熱式バーナの制御単位や交番燃焼周期
によって集合配管部の温度が変化することを示してい
る。

【００４４】図４（ａ）〜（ｃ）は交番燃焼周期と排ガ
ス配管路の集合配管部（蓄熱式バーナより下流部分）の
温度振幅との関係を示している。なお、必要に応じて、
図１，図２の記号を用いて説明する。

【００４５】図４（ａ）は蓄熱式バーナの燃焼周期が短
い場合や各蓄熱式バーナの燃焼周期をずらした場合を示
し、集合配管部５の排ガス温度の温度波形は略直線に近
い特性となり、排ガス温度の瞬時値と平均値が略同等と
なる。

【００４６】それに対して、図４（ｂ），（ｃ）は、各
蓄熱式バーナの燃焼タイミングが一致している場合と燃
焼間隔（周期）が長い場合であり、集合配管部５の温度
計４０に温度計測値が温度振幅を有する特性を示す。こ
のように温度振幅を有する場合は、集合配管部５の排ガ
ス温度制御は瞬時値で設定温度になるように排ガス流量
調整装置４２を調整する。しかし、集合配管部５の排ガ
スの温度変化が早い場合は、瞬時値で制御すると、応答
遅れが生じて逆に温度振幅が拡大する場合があり、機器
の破損を招くおそれがある。

【００４７】概ね、蓄熱式バーナの設置個数が多い加熱
炉や各蓄熱式バーナの燃焼間隔が短い場合は、集合配管
部での温度変化は略直線状となり、排ガス下流の機器等
の耐熱保護は、排ガス温度の瞬時値が常に機器の耐熱温
度の上限値を下回るように制御する。排ガスの温度変化
が早い場合も同様に瞬時値によって耐熱温度の上限値以
下に設定し、露点以上にする制御も瞬時値により制御す
る。

【００４８】又、蓄熱式バーナの設置個数が少ない場合
や各蓄熱式バーナの燃焼タイミングが一致している場合
は、集合配管部では温度計測値がある時間周期に同期し
た温度振幅を持つために、排ガス温度を露点以上に制御
するには、集合配管部の温度計測値の振幅周期に同期し
た時間平均値で制御する。これとは別に排ガス温度の瞬
時値も制御装置に入力して計測値の最大値が耐熱温度の
上限値を越えないように制御する。このように加熱炉の
固有の排ガス温度の変化を把握して、温度計測値の時間
平均値又は瞬時値を用いて排ガス流量を制御する。

【００４９】例えば、本実施形態では、各蓄熱式バーナ
から集合配管部間に設けられた機器の耐熱温度、集合配
管部に設けられた機器の耐熱温度、及び蓄熱式バーナか
ら排ガス排出口までの露点を監視するための三つの制御
条件が単独又は複合的に判断される。詳しくは下記の表
に示した四つの制御条件が複合的に判断されて制御され
ている。

【００５０】

【表１】 但し、○：制約範囲内で正常，×：制約範囲外で異状，─：制約範囲 内外のどちらの場合も含む

【００５１】表１に示したように、異状（×）に対応し
て排ガス温度が制御される。ケース１，４の場合は何れ
か厳しい方が選択されて制御される。例えば、ケース１
の場合は排ガス下流側の異状を優先し、ケース４の場合
は排ガス上流側の異状を優先して制御する。無論、配管
に異状が発生した場合には、何れか厳しい方が選択され
る。又、露点以上と、機器の耐熱温度保護の制御条件が
同時に要求される場合は、機器の耐熱温度保護を優先し
て制御する。これは、連続的に露点以下となって水滴が
発生したとしても直ちには機器が故障しないのに対し、
耐熱温度上限値を越えると直ちに機器の故障や破損につ
ながるためである。無論、連続的に異状が発生する場合
は加熱炉の運転は停止される。

【００５２】（実施形態２）次に、本発明の他の実施形
態について説明する。図１７は、本発明に係る他に実施
形態を示す加熱炉であり、図１の加熱炉とは、制御装置
２５に書き込まれる制御プログラムが異なるのみであ
り、他は同一構成である。図１７の加熱炉に於いて、例
えば、蓄熱式バーナ３の排ガス出側に設けられた温度計
２１の計測位置Ａから排ガスの集合配管部５までの温度
の計測値の最大瞬時値が機器の耐熱温度の上限値以上と
なり、上限値以下となるように制御する運転条件が要求
され、且つ、集合配管部５に設けた温度計４０の計測位
置Ｂから排ガス排出口までの温度の計測値の平均値に基
づいて露点以上の温度になるように制御する運転条件と
が要求される場合、制御装置２５の優先処理手段２５ｉ
からの出力に基づいて、機器耐熱温度の上限値以下にな
る運転条件を優先するように、排ガス流量調整手段２５
ｈが排ガス流量調整装置４２を操作して吸引排ガス流量
が調整される。このように優先処理することによって、
排ガス温度を集合配管４，５の排ガス排出配管系に設け
られた機器の耐熱温度の上限値以下に設定するように制
御することにより、加熱炉の安全性が維持されている。

【００５３】更に又、燃焼制御方法の他の実施形態とし
ては、図１８のフローチャートに示した燃焼制御方法が
ある。排ガス排出配管路に蓄熱体出側に設けられた温度
計２１と集合配管部に設けられた温度計４０で排ガス温
度が計測され、これらの温度計測位置での計測値（平均
値，最大瞬時値）から機器の推定耐熱温度、推定露点を
求めて、計測値と比較して排ガス流量を制御する。

【００５４】同図を参照して説明すると、ステップＳ１
に於いて、加熱炉１の蓄熱式バーナが交番燃焼して、昇
温し定常燃焼状態に移行する。ステップＳ２，Ｓ３で、
排ガス配管路に蓄熱体出側に設けられた温度計２１と、
集合配管部に設けられた温度計４０の計測値が検知され
る。温度計２１の温度計測位置Ａと温度計４０の温度計
測位置Ｂの計測値に基づいて、排ガス配管路に設けられ
た機器の耐熱温度の上限値に対する推定耐熱温度と、排
ガス配管路の排ガス出口までの推定露点が算出される
（ステップＳ４）。

【００５５】上記算出手段では、上記（１）〜（４）式
の演算式が設けられ、（Ｔｄ＋ΔＴｄ＝ＴＤ），（Ｔ
ｄ′＋ΔＴｄ′＝ＴＤ′），（Ｔｌ−ΔＴｌ＝ＴＬ），
（Ｔｌ′−ΔＴｌ′＝ＴＬ′）を算出されている。但
し、ＴＤは温度計４０の計測値による推定露点、ＴＤ′
は温度計２１の計測値による推定露点、ＴＬは温度計４
０の計測値による推定耐熱温度、ＴＬ′は温度計２１の
計測値による推定耐熱温度であり、他の記号の定義は上
記に説明した通りである。

【００５６】続いて、ステップＳ５に進み、位置Ａによ
る推定耐熱温度ＴＬ′と測定温度の最大瞬時値Ｔｓ′と
の判定がなされる。（ＴＬ′＞Ｔｓ′）であれば、ステ
ップＳ６に進み、（ＴＬ′＜Ｔｓ′）であれば、ステッ
プＳ７に進む。ステップＳ７では異常となった回数を計
測して異常であるか否かが判断される。異常が所定回数
に達していない場合は、ステップＳ８に進み、排ガス流
量を調整して、ステップＳ２に戻る。

【００５７】ステップＳ６では、位置Ｂにおける計測値
に基づいて、推定耐熱温度ＴＬが測定温度の最大瞬時値
Ｔｓと比較され、（ＴＬ＜Ｔｓ）であればステップＳ７
に進み、上記と同様な異状回数が計数され、異状でない
と判断された場合は、ステップＳ８に進み、排ガス流量
を調整して、ステップＳ２に戻る。ステップＳ６におい
て、（ＴＬ＞Ｔｓ）であれば、ステップＳ９に進む。

【００５８】ステップＳ９では、位置Ａによる温度計２
１による温度計測値（平均値）Ｔａ′と推定露点ＴＤ′
とが判定され、（ＴＤ′＜Ｔａ′）であれば、ステップ
Ｓ１０に進み、（ＴＤ′＞Ｔａ′）であれば、ステップ
Ｓ８に進む。ステップＳ８では排ガス流量を増加させる
ように制御されて、ステップＳ２に戻る。ステップＳ１
０では、位置Ｂにおける温度計４０による計測値（平均
値）Ｔａに基づいて、排ガス配管路内温度が推定露点Ｔ
Ｄと温度計測値の平均値Ｔａとの判断がなされ、（ＴＤ
＜Ｔａ）であれば、ステップＳ１１に進み、この排ガス
温度制御プログラムが繰り返し実行される。又、（ＴＤ
＞Ｔａ）であれば、ステップＳ８に戻り、排ガス流量調
整がなされ、ステップＳ２に戻り、同様な排ガス温度制
御プログラムが実行される。

【００５９】ステップＳ１１において、加熱炉の運転を
停止すると判断された場合は、ステップＳ１２に進み、
加熱炉の運転を停止するための制御プログラムを実行す
る。又、ステップＳ７において、異常と判定された場合
は、ステップＳ１２に進み、加熱炉の運転を停止するた
めの制御プログラムを実行する。

【００６０】上記制御プログラムは、位置Ａ，Ｂの温度
を順番に判断する方法を示したが、位置Ａ，Ｂの温度に
よって、並列に判断して、最終的に機器の耐熱保護を優
先して制御してもよい。

【００６１】更に、他の実施形態に基づいて、排ガス出
側温度の特性を説明し、加熱炉の運転方法について詳細
に説明する。

【００６２】（実施形態３）次に、図４（ａ）に示した
集合配管部の排ガス温度が平坦化した場合の実施形態に
ついて、図５〜図１１を参照して説明する。図５に示し
たように、５対の蓄熱式バーナ３が加熱炉１に設けら
れ、図６に示したように交番燃焼の周期が４０ｓｅｃで
行われ、図６に示したように、交番燃焼の周期が徐々に
ずれるように、制御されている。蓄熱式バーナ＃１ａ，
＃３ａ，＃５ａが燃焼状態であり、向かい側の蓄熱式バ
ーナ＃１ｂ，＃３ｂ，＃５ｂは蓄熱状態である。次の交
番燃焼周期では反転した燃焼状態となる。

【００６３】図５に示したように、排ガス遮断弁１６の
耐熱温度は３４５℃であり、排ガス流量調整装置４２及
び排ガス吸引ブロワ６の耐熱温度は３００℃であるとす
る。蓄熱式バーナに設けた温度検出位置Ａ（温度計２
１）から排ガス遮断弁１６及び集合配管部５の温度検出
位置Ｂ（温度計４０）までの温度降下はそれぞれ５℃，
１０℃とし、集合配管部５の温度検出位置Ｂから排ガス
出口までの温度降下は２０℃で、流量調整装置４２から
温度検出位置Ｂ、温度検出位置Ｂから排ガス吸引ブロワ
６まではそれぞれ５℃とする。排ガスの露点は１００℃
とする。

【００６４】図５の加熱炉は、蓄熱式バーナの本数が多
く、燃焼ピッチが短い。その燃焼波形は、図７（ａ），
（ｂ）に示すような温度波形になる。図７（ａ）は蓄熱
体出側の排ガス温度を示し、図７（ｂ）は集合配管部の
排ガス温度の温度波形を示している。同図に上記と同様
な観点に基づいて、上限警報値（制御開始値）が示され
ている。

【００６５】図７（ａ），（ｂ）に示したように、温度
計２１での上限値は３４０℃、下限値は１１０℃とな
る。集合配管部での上限値は２９５℃、下限値は１２０
℃となるが、これらの上限値，下限値を越えてから制御
したのでは対応が遅くなるので、その遅延を考慮すると
警報値（制御開始値）は、温度計２１での上限値は３３
０℃、下限値は１２０℃となり、且つ集合配管部での上
限値は２８５℃、下限値は１３０℃となる。更に、排ガ
ス流量調整装置４２の制御は、熱効率を高いレベルに維
持するために、集合配管部５の温度計測値に対し設定値
を設けてこれを満足するように制御する。即ち、露点に
ならない程度で排出熱を最小化して加熱炉に熱効率を最
適化する。温度検出位置Ｂの設定温度は１５０℃とす
る。

【００６６】次に、炉温が図８に示すように、先ず、炉
温が１０００℃にある時、蓄熱式バーナから集合配管部
及び集合配管部の温度計測値は、図９に示すように、集
合配管部の計測値は、設定温度通りで略１５０℃で制御
されているものとする。炉温が１０００℃から１１００
℃に変化すると、排ガス温度も上昇するため、それまで
制御されていた集合配管部の温度指示が設定値１５０℃
を越えるので、制御装置により排ガス吸引量を減らし、
設定温度に下げるように調整することで、蓄熱式バーナ
から集合配管部間の制御条件を満たせば、機器の破損及
び故障を生じることなく運転を継続することができる。
又、逆に炉温が低下した場合の対応についても、排ガス
吸引量を増やす方向に制御される。

【００６７】次に、蓄熱式バーナ３から集合配管部５間
の制約条件を満たさない場合の対応について説明する。
例えば、蓄熱式バーナから集合配管部間の流路にダスト
の詰まり等によって、このバーナの排ガス吸引量が低下
した場合は、蓄熱式バーナから集合配管部間の温度が低
下し、図１０に示すように、時間平均温度が下限警報値
以下になることがある。同時に集合配管部の温度計測値
も下がることになるが、他の蓄熱式バーナからの排ガス
を含んだ平均値であるためにその影響は小さい。従っ
て、排ガス流量調整装置４２を調整して、排ガス吸引量
を上げて集合配管部５の温度計測値を設定値通りに戻す
ように制御することによって、集合配管部の温度計測値
が設定値より大きくなる。これにより機器により流量を
増やし、機器の破損又は故障を回避できる。

【００６８】更に、蓄熱式バーナから集合配管部間の流
路にダストの詰まりが甚大であり、排ガス吸引量の減少
が大きい場合には、図１１（ａ）に示すように、正常な
蓄熱式バーナから集合配管部間では、温度振幅が大きく
なる。一方、ダストが詰まった流路では、図１１（ｂ）
に示すように、集合配管部の排ガス温度は低下して露点
以下となり水滴が発生する温度域になることがあり、こ
のような運転が長期間となり、無視できない状況である
場合は、各蓄熱式バーナに手動調整弁がある場合は手動
調整弁を遮断して運転を停止し、ダスト清掃後に運転を
再開する。

【００６９】（実施形態４）次に、図１２に示すよう
に、蓄熱式バーナの設置本数が４対と少ない場合や蓄熱
式バーナの燃焼間隔が長い場合には、集合配管部の温度
は温度振幅を有する。この温度振幅を有する顕著な例
は、図１３にドットで示したように、各蓄熱式バーナの
燃焼タイミングが一致した場合である。図１２に示すよ
うに、例えば、４対の蓄熱式バーナが蓄熱動作と燃焼動
作を繰り返す場合の温度振幅が、図１４（ａ），（ｂ）
に示されている。

【００７０】蓄熱体出側温度及び集合配管部の排ガス温
度について説明する。図１４（ａ）に示すように、上限
警報値は３３０℃、下限警報値は１２０℃であり、図１
４（ｂ）に示すように、集合配管部から下流は上限警報
値は２８５℃、下限警報値は１３０℃とする。集合配管
部の設定温度を１５０℃とする。

【００７１】監視対象は、集合配管部において、燃焼タ
イミングは同時であるために、図１３のように、蓄熱式
バーナから集合配管部間での排ガス吸引時と同様な温度
変化、即ち温度振幅が大きくなる傾向を示す。そのよう
な場合、時間平均値で排ガス流量調整を行う。又、この
場合は、設定温度通りに制御すれば、集合配管部５では
下限警報値を特に気にする必要はないが、時間平均値で
制御するため、上限警報値２８５℃以下になるように、
温度計測値の瞬間最大値に対しても前述の時間平均と別
に監視を行う。

【００７２】又、同時に、蓄熱式バーナから集合配管部
間では、図１４に示すような温度振幅を示す。機器耐熱
のため排ガス温度の瞬時最大値が上限警報値３３０℃以
下とし、水滴発生を防止するため、排ガス吸引時での平
均温度が下限警報蓄熱式バーナ１２０℃以上となるよう
に制御する。

【００７３】なお、燃焼タイミングが同時であるから、
集合配管部の温度変化の傾向が蓄熱式バーナから集合配
管部間の排ガス吸引時での温度変化パターンと同様であ
り、各蓄熱式バーナでの運転条件及び温度変化の傾向が
全く同一であれば、蓄熱式バーナから集合配管部間の温
度降下さえ考慮すれば集合配管部の監視のみで対応でき
るが、ダスト詰まりのような異状が発生した場合、集合
配管部では、他蓄熱式バーナの排ガスもあるため温度変
化の異状が判りにくく、又、どの蓄熱式バーナの異状が
発生したか認識不可能である。つまり、蓄熱式バーナか
ら集合配管部間でも上限警報値及び下限警報値で各蓄熱
式バーナ毎に監視する。

【００７４】図１５に示すように、炉温が１０００℃か
ら１１００℃に変化した場合について説明する。蓄熱式
バーナから集合配管部及び集合配管部の温度計測値は、
図１５（ａ），（ｂ）となり、集合配管部の時間平均値
は、設定温度通りで略１５０℃で制御されており、炉温
が１１００℃に変化すると、排ガス温度も上昇するの
で、それまで制御されていた集合配管部の時間平均値が
設定値１５０℃を越える。制御装置２５による制御によ
って排ガス吸引量を減らし、設定温度に制御しており、
各部の温度変化としては図１５のように制御される。こ
うした制御の結果、その他の制御条件を満たせば機器の
破損及び故障を生じることなく運転を継続することがで
きる。

【００７５】又、露点の監視温度が高くなったり、機器
の耐熱温度の監視温度が低くなったりして、即ち、上限
警報値及び下限警報値の温度間の運転可能範囲が狭くな
る場合がある。このような場合、集合配管部での時間平
均温度は設定値通りとなるが、温度振幅が大きくなり、
蓄熱式バーナから集合配管部間又は集合配管部の上限警
報値を越える。この両者の内、一方が上限警報値を越え
た場合、上限警報値以下になるように排ガス吸引量を調
整する。又、これにより、蓄熱式バーナから集合配管部
又は集合配管部の時間平均温度が下限警報値を下回り、
耐熱保護を優先し上限警報値以下となるように制御す
る。

【００７６】例えば、排ガスの露点監視温度のみ２００
℃となった場合には、温度降下も考慮した下限値は蓄熱
式バーナから集合配管部間の設定温度を２１０℃、集合
配管部の設定温度を２２０℃、又下限警報値は蓄熱式バ
ーナから集合配管部間の設定温度２２０℃、集合配管部
の設定温度を２３０℃となり、これに伴い集合配管部で
の設定温度は２５０℃とするように対応する。

【００７７】ここで蓄熱式バーナから集合配管部間での
温度変化即ち温度振幅が、図１６に示すように、最大計
測値が３００℃となった場合、これに対しこの蓄熱式バ
ーナから集合配管部間の上限警報値は３３０℃で制約範
囲内であり、集合配管部の温度指示では、排ガスの温度
降下により最大計測値は２９０℃となるのに対し上限警
報値は２８５℃であり、集合配管部の制約条件の方がよ
り厳しい条件となる。従って、図１６のように集合配管
部温度の最大計測値を上限警報値２８５℃以下となるよ
うに制御装置により排ガス吸引量を減らす対応を行う。
このような結果、蓄熱式バーナから集合配管部間で時間
平均値が下限警報値以下となるが、機器等の耐熱保護を
優先して制御する。

【００７８】仮に、蓄熱式バーナから集合配管部間及び
集合配管部の両者とも上限警報値を越えた場合、制御装
置によりどちらの条件がより厳しいかを判別し、厳しい
条件の方の温度の最大計測値が上限警報値以下となるよ
うに流量調整を減らす対応を行う。

【００７９】又、集合配管部以降に位置する機器の耐熱
温度が３５５℃であれば、集合配管部の温度検出位置Ｂ
での上限値は温度降下を考慮して３５０℃とし、上限警
報値とし１０℃の余裕を持たせたとすると、３４０℃と
なる。これに対して、蓄熱式バーナから集合配管部間の
上限警報値は３３０℃と低いが、排ガスの温度降下が１
０℃であるため、実質的に同じになる。つまり、集合配
管部以降に位置する機器の耐熱温度が３５５℃より大き
くなると、制約条件として、蓄熱式バーナから集合配管
部間の方が厳しくなるので、この上限警報値についての
み監視すればよく、集合配管部の上限警報値に関しては
監視する必要はなくなる。

【００８０】上述のように、本発明では、蓄熱式バーナ
を備える加熱炉の種々な排ガス温度の特性又は状態に応
じて、排ガス配管路の排ガス温度を制御することによ
り、排ガス配管路に設けられた機器の耐熱温度、及び排
ガス温度が露点以上若しくは露点以下とならない程度に
低く抑えることで、加熱炉の熱効率を最適なものとする
とともに、機器に破損等が防止し得るものである。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
蓄熱体出側の排ガス温度が適切に維持され、運転条件又
は状態が変わっても排ガス蓄熱体出側の下流に位置する
排ガス流量調整装置及び排ガス吸引ブロワ等の耐熱温度
以下、又排ガス温度を排ガスの露点以上或いは露点以下
とならない程度に低く抑えるように制御されるので、排
ガス温度を制約範囲内に維持制御することが可能とな
り、機器破損の防止を図ることができる。更に、排ガス
温度が露点以下となって水滴が発生しない程度に排ガス
温度を低く維持されるので、排出熱量の最小化が可能で
あり、加熱炉の熱効率が向上し、エネルギコストの低減
が図られ、加熱炉の熱効率を最適に維持することができ
る利点がある。

【００８２】又、制御装置には、優先処理手段が備えら
れており、耐熱保護と露点以上に保つ制御が同時に要求
される場合であっても、耐熱保護を優先して処理される
ので、機器の破損を招くことがなく、極めて効果的であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る蓄熱式バーナを備える加熱炉の一
実施形態を示す図である。

【図２】本発明に用いられる蓄熱式バーナの概略を示す
図である。

【図３】蓄熱体出側の温度変化を示す図である。

【図４】交番燃焼と集合配管部の温度振幅を示す図であ
る。

【図５】本発明に係る蓄熱式バーナを備える加熱炉の一
実施形態を示す図である。

【図６】交番燃焼タイミングを示す図である。

【図７】蓄熱体出側温度及び集合配管部の温度変化を示
す温度波形図である。

【図８】炉温の変化を示す図である。

【図９】蓄熱体出側及び集合配管部の温度変化を示す温
度波形図である。

【図１０】蓄熱体出側及び集合配管部の温度変化を示す
温度波形図である。

【図１１】蓄熱体出側及び集合配管部の温度変化を示す
温度波形図である。

【図１２】本発明に係る蓄熱式バーナを備える加熱炉の
他の実施形態を示す図である。

【図１３】交番燃焼タイミングを示す図である。

【図１４】蓄熱体出側及び集合配管部の温度変化を示す
温度波形図である。

【図１５】蓄熱体出側及び集合配管部の温度変化を示す
温度波形図である。

【図１６】蓄熱体出側及び集合配管部の温度変化を示す
温度波形図である。

【図１７】本発明に係る蓄熱式バーナを備える加熱炉の
他の実施形態を示す図である。

【図１８】図１７の加熱炉の運転方法を示すフローチャ
ート図である。

【図１９】従来の蓄熱式バーナを備える加熱炉の一例を
説明するための図である。

【図２０】蓄熱式バーナの一例を示す図である。

【符号の説明】

１ 加熱炉 ３ 蓄熱式バーナ ４ 配管 ５ 集合配管部 ６ 排ガス吸引ブロワ ７ 煙突 １０ 蓄熱体容器 １４ 空気遮断弁 １６ 排ガス遮断弁 １８ 燃料遮断弁 ２０ 蓄熱体 ２１ 温度計（第１の温度計） ２５ 制御装置（制御手段） ２５ａ 第１温度検出手段 ２５ｂ 第２温度検出手段 ２５ｃ 第１算出手段 ２５ｄ 第２算出手段 ２５ｅ 第１温度比較手段 ２５ｆ 第２温度比較手段 ２５ｇ 排ガス流量検出手段 ２５ｈ 排ガス流量調整手段 ２６ 記憶装置（記憶手段） ４０ 温度計（第２の温度計） ４１ 空気流量調整装置 ４２ 排ガス流量調整装置 ４３ 燃料流量調整装置 ４４ 空気流量計 ４５ 燃料流量計 ４６ 排ガス流量計

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蓄熱式バーナを備える加熱炉に於いて、 一対以上の蓄熱式バーナを備える前記加熱炉が、前記蓄
   熱式バーナに燃焼用空気を供給する燃焼空気供給系配管
   と、前記蓄熱式バーナに燃料を供給する燃料供給系配管
   と、前記加熱炉内の排ガスを前記蓄熱式バーナを通して
   排出する排ガス排出系配管と、前記排ガス排出系配管に
   設けられた排ガス遮断弁と、前記排ガス排出系配管の集
   合配管部に設けた排ガス流量調整装置と、前記蓄熱式バ
   ーナの排ガス出側に設けた第１の温度計と、前記集合配
   管部に設けた第２の温度計と、前記加熱炉を運転するた
   めの制御装置とを具備し、 前記制御装置が、前記第１と第２の温度計によって平均
   温度と最大瞬時値を検出する温度検知手段と、前記第１
   の温度計の計測位置から排ガス排出口近傍までの温度降
   下、前記第２の温度計の計測位置から排ガス排出口近傍
   までの温度降下、前記第２の温度計の計測位置から排ガ
   ス遮断弁までの温度上昇、前記蓄熱式バーナより下流に
   設けられた機器の耐熱温度とその上限値、及び前記第１
   の温度計の計測位置と前記第２の温度計の計測位置のそ
   れぞれから排ガス出口までの燃焼排ガスの露点とその下
   限値を記憶する記憶手段と、前記第１と第２の温度計に
   よる計測温度の平均値と最大瞬時値とそれらの計測位置
   からの温度降下及び／又は温度上昇とに基づいて、排ガ
   ス温度が前記機器の耐熱温度の上限以下及び／又は露点
   以上となるように、前記排ガス流量調整装置を操作して
   排ガス温度を制御する制御手段とを備えることを特徴と
   する蓄熱式バーナを備える加熱炉。
2. 【請求項２】 蓄熱式バーナを備える加熱炉の運転方法
   に於いて、 一対以上の蓄熱式バーナを備える前記加熱炉が、前記蓄
   熱式バーナに燃焼用空気を供給する燃焼空気供給系配管
   と、前記蓄熱式バーナに燃料を供給する燃料供給系配管
   と、前記加熱炉内の排ガスを前記蓄熱式バーナを通して
   排出する排ガス排出系配管と、前記排ガス排出系配管に
   設けられた排ガス遮断弁と、前記集合配管部に設けられ
   た排ガス流量調整装置と、前記排ガス排出系配管の集合
   配管部に設けられた温度計と、制御装置とを具備し、 前記制御装置によって、前記温度計の温度計測値の平均
   値が前記温度計の計測位置から排ガス排出口までの温度
   降下を差し引いた値が露点以上であるように、前記排ガ
   ス流量調整装置によって吸引排ガス流量を調節すること
   を特徴とする蓄熱式バーナを備える加熱炉の運転方法。
3. 【請求項３】 蓄熱式バーナを備える加熱炉の運転方法
   に於いて、 前記加熱炉の炉壁に一対以上の前記蓄熱式バーナに燃焼
   用空気を供給する燃焼空気供給系配管と、前記蓄熱式バ
   ーナに燃料を供給する燃料供給系配管と、前記加熱炉内
   の排ガスを前記蓄熱式バーナを通して排出する排ガス排
   出系配管と、前記排ガス排出系配管に設けられた排ガス
   遮断弁と、前記排ガス排出系配管の集合配管部に設けら
   れた排ガス流量調整装置と、前記蓄熱式バーナの排ガス
   出側に設けれた温度計と、制御装置とを具備し、 前記制御装置によって、前記温度計の温度計測値の平均
   値から前記温度計の計測位置から排ガス排出口までの温
   度降下を差し引いた値が露点以上であるように、前記排
   ガス流量調整装置によって吸引排ガス流量を調整するこ
   とを特徴とする蓄熱式バーナを備える加熱炉の運転方
   法。
4. 【請求項４】 蓄熱式バーナを備える加熱炉の運転方法
   に於いて、 前記加熱炉の炉壁に一対以上の蓄熱式バーナが備えら
   れ、前記蓄熱式バーナに燃焼用空気を供給する燃焼空気
   供給系配管と、前記蓄熱式バーナに燃料を供給する燃料
   供給系配管と、前記加熱炉内の排ガスを前記蓄熱式バー
   ナを通して排出する排ガス排出系配管と、前記排ガス排
   出系配管に設けられた排ガス遮断弁と、前記集合配管部
   に設けられた排ガス流量調整装置と、前記排ガス排出系
   配管の集合配管部に設けられた温度計と、制御装置とを
   具備し、 前記制御装置によって、前記温度計の温度計測値の最大
   瞬時値を検知し、前記温度計の温度計測位置から排ガス
   上流に設けられた機器までの温度上昇と前記温度計測位
   置から排ガス下流の機器までの温度降下により、前記最
   大瞬時値から前記温度上昇を加算した値と、前記最大瞬
   時値から前記温度降下を差し引いた値とが、それぞれの
   前記機器の耐熱温度の上限値以下であるように、前記排
   ガス流量調整装置によって排ガス流量を調整することを
   特徴とする蓄熱式バーナを備える加熱炉の運転方法。
5. 【請求項５】 蓄熱式バーナを備える加熱炉の運転方法
   に於いて、 前記加熱炉の炉壁に一対以上の蓄熱式バーナが備えら
   れ、前記蓄熱式バーナに燃焼用空気を供給する燃焼空気
   供給系配管と、前記蓄熱式バーナに燃料を供給する燃料
   供給系配管と、前記加熱炉内の排ガスを前記蓄熱式バー
   ナを通して排出する排ガス排出系配管と、前記排ガス排
   出系配管に設けられた排ガス遮断弁と、前記排ガス排出
   系配管の集合配管部に設けられた排ガス流量調整装置
   と、前記蓄熱式バーナの排ガス出側に設けられた温度計
   と、制御装置とを具備し、 前記制御装置によって、前記温度計の温度計測値の最大
   瞬時値から、前記温度計測位置から下流の機器までの温
   度降下を差し引いた値が、前記機器の耐熱温度の上限値
   以下であるように、前記排ガス流量調整装置を操作して
   吸引排ガス流量を調整することを特徴とする蓄熱式バー
   ナを備える加熱炉の運転方法。
6. 【請求項６】 蓄熱式バーナを備える加熱炉の運転方法
   に於いて、 前記蓄熱式バーナの排ガス出側から排ガスの集合配管部
   までの温度が機器耐熱温度の上限値以下となるように制
   御する運転条件と、前記集合配管部から排ガス排出口ま
   での温度が露点以上の温度になるように制御する運転条
   件とが要求される場合、前記機器耐熱温度の上限値以下
   となるように制御する運転条件を優先して前記集合配管
   部に設けられた排ガス流量調整装置を操作して吸引排ガ
   ス流量を調整することを特徴とする蓄熱式バーナを備え
   る加熱炉の運転方法。
7. 【請求項７】 蓄熱式バーナを備える加熱炉の運転方法
   に於いて、 前記蓄熱式バーナの排ガス出側に設けられた第１の温度
   計の計測位置から排ガスの集合配管部までの温度が、前
   記第１の温度計の最大瞬時値に基づいて機器耐熱温度の
   上限値以下となるように制御する運転条件と、前記集合
   配管部に設けた第２の温度計の計測位置から排ガス排出
   口までの温度が、前記第２の温度計による計測値の平均
   値に基づいて露点以上の温度になるように制御する運転
   条件とが要求される場合、前記機器耐熱温度の上限値以
   下になる運転条件を優先して前記集合配管部に設けられ
   た排ガス流量調整装置を操作して吸引排ガス流量を調整
   することを特徴とする蓄熱式バーナを備える加熱炉の運
   転方法。