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JP6323286B2 - Exhaust heat recovery equipment for heating furnace and exhaust heat recovery method for heating furnace - Google Patents
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JP6323286B2 - Exhaust heat recovery equipment for heating furnace and exhaust heat recovery method for heating furnace - Google Patents

Exhaust heat recovery equipment for heating furnace and exhaust heat recovery method for heating furnace Download PDF

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Description

本発明は、加熱炉の排熱回収設備及び加熱炉の排熱回収方法に関する。   The present invention relates to an exhaust heat recovery facility for a heating furnace and an exhaust heat recovery method for the heating furnace.

熱間圧延前の鋼材を加熱する加熱炉には、燃料を燃焼させて高温の燃焼ガスを発生させるバーナーと、燃焼ガスを排出させる排出ダクトとが備えられている。排出ダクトから排出された燃焼排ガスは煙突から大気に放出されるが、その前に、熱回収ボイラによって燃焼排ガス中の熱を蒸気の形で回収することがなされている。   A heating furnace that heats a steel material before hot rolling includes a burner that burns fuel to generate a high-temperature combustion gas, and a discharge duct that discharges the combustion gas. The combustion exhaust gas discharged from the exhaust duct is released from the chimney to the atmosphere, but before that, the heat in the combustion exhaust gas is recovered in the form of steam by a heat recovery boiler.

特許文献1には、加熱炉2からの廃ガス通路に配設された廃熱ボイラ1と、廃熱ボイラ1を通る本路3をバイパスするバイパス路5と、本路3及びバイパス路5を流れる廃ガスを煙突から排出させる排風機6とを備えた装置が開示されている。   In Patent Document 1, a waste heat boiler 1 disposed in a waste gas passage from the heating furnace 2, a bypass passage 5 that bypasses the main passage 3 passing through the waste heat boiler 1, a main passage 3 and a bypass passage 5 are provided. An apparatus including an exhauster 6 that discharges flowing waste gas from a chimney is disclosed.

特許文献2には、複数基の加熱炉から排出される燃焼排ガスに対し、1基の排ガスボイラによって燃焼排ガスの熱回収を行う技術が記載されている。この特許文献2には、複数基の加熱炉から排出される最大排ガス量より通風能力が低い排ガスボイラを有する設備において、排ガスボイラへのガス流量の制御方法が記載されている。具体的には、加熱炉から排出された燃焼排ガスを煙突より排出させる排ガス処理系統に、排ガスボイラを含む煙道と、排ガスボイラをバイパスするバイパス煙道とが設けられ、排ガスボイラを含む煙道とバイパス煙道とにそれぞれ流量制御弁が設けられており、各流量制御弁の弁開度を調整することで排ガスボイラへの排ガス流量を制御している。特許文献2では、加熱炉の直後に設置された集合管の圧力値に基づき排ガスボイラの煙道を流れる燃焼排ガスの流量を流量調整弁により調整し、更に、この流量調整弁の弁開度と、排ガスボイラにおける蒸気発生量に基づき、バイパス煙道側の流量調整を行っている。このように、特許文献2では、排ガスボイラを含む煙道とバイパス煙道の両方に流量調整弁を設け、弁開度により燃焼排ガスの流量を制御している。   Patent Document 2 describes a technique for performing heat recovery of combustion exhaust gas using a single exhaust gas boiler with respect to combustion exhaust gas discharged from a plurality of heating furnaces. This Patent Document 2 describes a method for controlling the gas flow rate to an exhaust gas boiler in equipment having an exhaust gas boiler having a lower ventilation capacity than the maximum exhaust gas amount discharged from a plurality of heating furnaces. Specifically, a flue including an exhaust gas boiler and a bypass flue that bypasses the exhaust gas boiler are provided in an exhaust gas treatment system that exhausts combustion exhaust gas discharged from a heating furnace from a chimney, and the flue includes an exhaust gas boiler. And the bypass flue are provided with flow control valves, respectively, and the exhaust gas flow rate to the exhaust gas boiler is controlled by adjusting the valve opening degree of each flow control valve. In Patent Document 2, the flow rate of the combustion exhaust gas flowing through the flue of the exhaust gas boiler is adjusted by the flow rate adjustment valve based on the pressure value of the collecting pipe installed immediately after the heating furnace, The flow rate adjustment on the bypass flue side is performed based on the amount of steam generated in the exhaust gas boiler. Thus, in patent document 2, the flow regulating valve is provided in both the flue including the exhaust gas boiler and the bypass flue, and the flow rate of the combustion exhaust gas is controlled by the valve opening degree.

特許文献1に記載された装置では、加熱炉2から排出された廃ガスの全量を、排風機6によって煙突から排出するようになっている。加熱炉2から排出される廃ガス流量に対して排風機6の排気能力が低いと、加熱炉2内の炉内圧力が上昇してしまう場合がある。炉内圧力が上昇すると、加熱炉2の装入口または抽出口から火炎が吹き出す恐れがある。そのため、排風機6の排気能力は、加熱炉2から排出される廃ガス流量とほぼ同等の排気能力が必要とされる。   In the apparatus described in Patent Document 1, the entire amount of waste gas discharged from the heating furnace 2 is discharged from the chimney by the exhaust fan 6. If the exhaust capacity of the exhaust fan 6 is low with respect to the flow rate of the waste gas discharged from the heating furnace 2, the furnace pressure in the heating furnace 2 may increase. When the pressure in the furnace rises, there is a risk that a flame blows out from the charging inlet or the extraction port of the heating furnace 2. Therefore, the exhaust capacity of the exhaust fan 6 is required to be approximately the same as the waste gas flow rate discharged from the heating furnace 2.

しかし、特許文献1に記載された装置では、加熱炉、廃ガス通路の劣化による漏風などの原因で、廃ガスの流量が当初の想定を超える流量に増加する場合がある。廃ガスの流量が増加して排風機6の排気能力を超えてしまうと、加熱炉の炉内圧力の上昇を招く恐れがあった。   However, in the apparatus described in Patent Document 1, the flow rate of waste gas may increase to a flow rate that exceeds the initial assumption due to leakage of air due to deterioration of the heating furnace and the waste gas passage. If the flow rate of the waste gas increases and exceeds the exhaust capacity of the exhaust fan 6, there is a possibility that the furnace pressure of the heating furnace increases.

次に、特許文献2の燃焼排ガスの熱回収方法では、外気温によって煙突ドラフトが変化すると、バイパス煙道側の燃焼排ガスの流量は煙突ドラフトの影響を受けることになる。しかしながら、特許文献2に記載の制御方法では煙突ドラフトの影響が何ら考慮されていない。そのため、特許文献2では、煙突ドラフトが変動すると、バイパス煙道側での燃焼排ガスの流量が変動し、この燃焼排ガスの流量変動が排ガスボイラ側の燃焼排ガスの流量に影響を与える可能性がある。排ガスボイラ側の燃焼排ガスの流量が変動すると、排ガスボイラにおける蒸気発生量が低下する場合があった。また、バイパス煙道において燃焼排ガスの流量が変動すると、その変動の影響が加熱炉の炉内圧力にまで及び、炉内圧力が高まった場合に加熱炉の装入口または抽出口から火炎が吹き出す恐れがあった。   Next, in the heat recovery method for combustion exhaust gas disclosed in Patent Document 2, when the chimney draft changes depending on the outside air temperature, the flow rate of the combustion exhaust gas on the bypass flue side is affected by the chimney draft. However, the control method described in Patent Document 2 does not consider the influence of the chimney draft. Therefore, in Patent Document 2, if the chimney draft fluctuates, the flow rate of the combustion exhaust gas on the bypass flue side changes, and this flow rate fluctuation of the combustion exhaust gas may affect the flow rate of the combustion exhaust gas on the exhaust gas boiler side. . When the flow rate of the combustion exhaust gas on the exhaust gas boiler side fluctuates, the amount of steam generated in the exhaust gas boiler may decrease. In addition, if the flue gas flow rate fluctuates in the bypass flue, the fluctuation affects the furnace pressure of the heating furnace, and if the furnace pressure increases, flames may blow out from the inlet or extraction port of the heating furnace. was there.

特開平5−231783号公報JP-A-5-231783 特公平7−99242号公報Japanese Patent Publication No. 7-99242

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、熱回収ボイラに引き込む燃焼排ガスの流量を適切に制御可能な加熱炉の排熱回収設備及び加熱炉の排熱回収方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a waste heat recovery facility for a heating furnace and a waste heat recovery method for a heating furnace capable of appropriately controlling the flow rate of combustion exhaust gas drawn into a heat recovery boiler. To do.

[1] 複数の加熱炉の排気部のレキュペレータから排出された燃焼排ガスを煙突に導く排ガス煙道と、
前記排ガス煙道の途中に設置され、前記燃焼排ガスの時間当たりの最大発生量よりも処理能力が小さな熱回収ボイラと、
前記排ガス煙道の途中から分岐し、前記熱回収ボイラをバイパスした前記燃焼排ガスを前記煙突に導くバイパス煙道と、
前記熱回収ボイラよりも下流側の前記排ガス煙道に設置され、前記燃焼排ガスの時間当たりの最大発生量よりも最大誘引流量が小さい誘引ファンと、
前記加熱炉の燃料消費量と前記燃焼排ガス中の酸素濃度から計算排ガス流量を求める排ガス流量計算部と、
前記排ガス流量計算部から入力された前記計算排ガス流量が、前記誘引ファンの最大誘引流量以下の場合は、前記誘引ファンの誘引流量を前記計算排ガス流量になるように制御し、前記計算排ガス流量が前記最大誘引流量を超える場合は、前記誘引ファンの誘引流量を前記最大誘引流量に制御する制御部と、
が備えられていることを特徴とする加熱炉の排熱回収設備。
[2] 前記熱回収ボイラの上流側の前記排ガス煙道に圧力計が更に備えられ、
前記計算排ガス流量が前記最大誘引流量以下の場合に、前記制御部は、予め求めた前記熱回収ボイラを通過する前記燃焼排ガスの流量と前記熱回収ボイラ直前の燃焼排ガスの圧力との関係に基づき、前記計算排ガス流量から前記熱回収ボイラ直前の前記燃焼排ガスの圧力目標値を設定し、前記圧力計による計測値が前記圧力目標値になるように前記誘引ファンの誘引流量を制御することを特徴とする[1]に記載の加熱炉の排熱回収設備。
[3] 前記計算排ガス流量が前記最大誘引流量以下の場合に、前記制御部は、予め求めた前記計算排ガス流量と前記誘引ファンの回転数との関係に基づき、前記計算排ガス流量から前記誘引ファンの回転数を決定することを特徴とする[1]に記載の加熱炉の排熱回収設備。
[4] 前記燃焼排ガスの排出経路を、前記加熱炉毎に、前記排ガス煙道及び前記バイパス煙道の両方とするか、または、前記排ガス煙道のみに設定する煙道切替部が更に備えられていることを特徴とする[1]乃至[3]の何れか一項に記載の加熱炉の排熱回収設備。
[5] [1]記載の排熱回収設備を用いた加熱炉の排熱回収方法であって、
前記排ガス流量計算部において、前記加熱炉の燃料消費量と前記燃焼排ガス中の酸素濃度から前記計算排ガス流量を計算するとともに、前記計算排ガス流量を前記制御部に出力し、
前記制御部において、前記計算排ガス流量が前記誘引ファンの最大誘引流量以下の場合は、前記誘引ファンの誘引流量を前記計算排ガス流量にし、
前記計算排ガス流量が前記誘引ファンの最大誘引流量を超える場合は、前記誘引ファンの誘引流量を前記最大誘引流量とすることを特徴とする加熱炉の排熱回収方法。
[6] 前記熱回収ボイラの上流側の前記排ガス煙道に圧力計が更に備えられた前記排熱回収設備を用い、
前記計算排ガス流量が前記最大誘引流量以下の場合に、予め求めた前記熱回収ボイラを通過する前記燃焼排ガスの流量と前記熱回収ボイラ直前の燃焼排ガスの圧力との関係に基づき、前記計算排ガス流量から前記熱回収ボイラ直前の前記燃焼排ガスの圧力目標値を設定し、前記圧力計による計測値が前記圧力目標値になるように前記誘引ファンを制御することを特徴とする[5]に記載の加熱炉の排熱回収方法。
[7] 前記計算排ガス流量が前記最大誘引流量以下の場合に、予め求めた前記計算排ガス流量と前記誘引ファンの回転数との関係に基づき、前記計算排ガス流量から前記誘引ファンの回転数を決定することを特徴とする[5]に記載の加熱炉の排熱回収方法。
[1] An exhaust gas flue for guiding the combustion exhaust gas discharged from the recuperators of the exhaust parts of the plurality of heating furnaces to the chimney,
A heat recovery boiler installed in the middle of the flue gas flue and having a processing capacity smaller than the maximum amount of combustion exhaust gas generated per hour;
A bypass flue that branches from the middle of the flue gas flue and leads the combustion exhaust gas bypassing the heat recovery boiler to the chimney;
An induction fan installed in the flue gas flue downstream of the heat recovery boiler and having a maximum induction flow rate smaller than the maximum generation amount per hour of the combustion exhaust gas;
An exhaust gas flow rate calculation unit for obtaining a calculated exhaust gas flow rate from the fuel consumption of the heating furnace and the oxygen concentration in the combustion exhaust gas;
When the calculated exhaust gas flow rate input from the exhaust gas flow rate calculation unit is less than or equal to the maximum induced flow rate of the induction fan, the induced exhaust gas flow rate is controlled to be the calculated exhaust gas flow rate, and the calculated exhaust gas flow rate is When the maximum attraction flow rate is exceeded, a control unit that controls the attraction flow rate of the attraction fan to the maximum attraction flow rate,
An exhaust heat recovery facility for a heating furnace, characterized by comprising:
[2] A pressure gauge is further provided in the exhaust gas flue upstream of the heat recovery boiler,
When the calculated exhaust gas flow rate is less than or equal to the maximum attraction flow rate, the control unit is based on the relationship between the flow rate of the combustion exhaust gas passing through the heat recovery boiler and the pressure of the combustion exhaust gas immediately before the heat recovery boiler that are obtained in advance. The pressure target value of the combustion exhaust gas immediately before the heat recovery boiler is set from the calculated exhaust gas flow rate, and the induction flow rate of the induction fan is controlled so that the measured value by the pressure gauge becomes the pressure target value. The exhaust heat recovery facility for a heating furnace according to [1].
[3] When the calculated exhaust gas flow rate is equal to or less than the maximum induced flow rate, the control unit calculates the induction fan from the calculated exhaust gas flow rate based on the relationship between the calculated exhaust gas flow rate obtained in advance and the rotation speed of the induction fan. The exhaust heat recovery facility for a heating furnace according to [1], wherein the number of rotations is determined.
[4] A flue switching unit is further provided that sets the exhaust path of the combustion exhaust gas to both the exhaust flue and the bypass flue for each heating furnace, or sets only the exhaust flue. The exhaust heat recovery facility for a heating furnace according to any one of [1] to [3], wherein
[5] An exhaust heat recovery method for a heating furnace using the exhaust heat recovery facility according to [1],
In the exhaust gas flow rate calculation unit, the calculated exhaust gas flow rate is calculated from the fuel consumption of the heating furnace and the oxygen concentration in the combustion exhaust gas, and the calculated exhaust gas flow rate is output to the control unit,
In the control unit, when the calculated exhaust gas flow rate is less than or equal to the maximum induced flow rate of the attracting fan, the induced flow rate of the attracting fan is set to the calculated exhaust gas flow rate,
The exhaust heat recovery method for a heating furnace, wherein when the calculated exhaust gas flow rate exceeds the maximum attractive flow rate of the induction fan, the induction flow rate of the induction fan is set as the maximum attractive flow rate.
[6] Using the exhaust heat recovery facility in which a pressure gauge is further provided in the exhaust gas flue upstream of the heat recovery boiler,
When the calculated exhaust gas flow rate is less than or equal to the maximum attraction flow rate, the calculated exhaust gas flow rate is based on the relationship between the flow rate of the combustion exhaust gas that passes through the heat recovery boiler determined in advance and the pressure of the combustion exhaust gas immediately before the heat recovery boiler. A pressure target value of the combustion exhaust gas immediately before the heat recovery boiler is set, and the induction fan is controlled so that a measured value by the pressure gauge becomes the pressure target value. [5] Waste heat recovery method for heating furnaces.
[7] When the calculated exhaust gas flow rate is equal to or less than the maximum induced flow rate, the rotational speed of the induction fan is determined from the calculated exhaust gas flow rate based on the relationship between the calculated exhaust gas flow rate obtained in advance and the rotational speed of the induction fan. A method for recovering exhaust heat from a heating furnace as described in [5].

本発明の加熱炉の排熱回収設備及び排熱回収方法によれば、加熱炉の燃料消費量及び燃焼排ガス中の酸素濃度から求められた計算排ガス流量に基づき誘引ファンを制御するので、加熱炉、レキュペレータの配管等から外気が流入して見かけ上の排ガス量が増大したとしても、この増大分を含めた計算排ガス流量によって誘引ファンを的確に制御できる。また、計算排ガス流量が誘引ファンの最大誘引流量以下の場合は、誘引ファンの誘引流量を計算排ガス流量に制御し、計算排ガス流量が最大誘引流量を超える場合は、誘引ファンの誘引流量を最大誘引流量に制御するので、加熱炉の排気部のレキュペレータから排出された燃焼排ガスを熱回収ボイラに導入させて熱回収させるとともに、計算排ガス流量が最大誘引流量を超える場合は燃焼排ガスの残部をバイパス煙道から煙突に向けて放出させることができる。このように本発明では、計算排ガス流量に応じて、燃焼排ガスを排ガス煙道とバイパス煙道に適切に配分できる。これにより、熱回収ボイラを高い効率で操業させることができ、蒸気発生量を高くすることができる。また、バイパス煙道には燃焼排ガスの流量を調整する手段を設けないので、熱回収ボイラで処理しきれない燃焼排ガスが煙突ドラフトの作用により排ガス煙道からバイパス煙道に分岐して流れるようになり、煙突から外部に放出できる。このとき、外気温の変化で煙突ドラフトが変動した場合でも、計算排ガス流量に基づいて熱回収ボイラを通過する燃焼排ガスの流量が制御されているので、煙突ドラフトの変動が熱回収ボイラへの燃焼排ガスの流量に影響することはない。また、加熱炉の炉内圧力も安定させることができる。   According to the exhaust heat recovery facility and exhaust heat recovery method of the heating furnace of the present invention, the induction fan is controlled based on the calculated exhaust gas flow rate obtained from the fuel consumption of the heating furnace and the oxygen concentration in the combustion exhaust gas. Even if the outside air flows in from the piping of the recuperator or the like and the apparent amount of exhaust gas increases, the induction fan can be accurately controlled by the calculated exhaust gas flow rate including this increase. If the calculated exhaust gas flow rate is less than or equal to the maximum induced flow rate of the induction fan, the induced flow rate of the induction fan is controlled to the calculated exhaust gas flow rate.If the calculated exhaust gas flow rate exceeds the maximum induced flow rate, the induced fan's induced flow rate is maximized. As the flow rate is controlled, the combustion exhaust gas discharged from the recuperator in the exhaust section of the heating furnace is introduced into the heat recovery boiler for heat recovery.If the calculated exhaust gas flow rate exceeds the maximum attraction flow rate, the remainder of the combustion exhaust gas is bypassed by smoke. It can be released from the road towards the chimney. Thus, in the present invention, the combustion exhaust gas can be appropriately distributed to the exhaust gas flue and the bypass flue according to the calculated exhaust gas flow rate. Thereby, the heat recovery boiler can be operated with high efficiency, and the amount of generated steam can be increased. In addition, since there is no means to adjust the flow rate of the combustion exhaust gas in the bypass flue, the combustion exhaust gas that cannot be treated by the heat recovery boiler flows from the exhaust flue to the bypass flue by the action of the chimney draft. It can be discharged from the chimney. At this time, even if the chimney draft fluctuates due to changes in the outside air temperature, the flow rate of the combustion exhaust gas passing through the heat recovery boiler is controlled based on the calculated exhaust gas flow rate. It does not affect the flow rate of the exhaust gas. Moreover, the furnace pressure of the heating furnace can be stabilized.

また、本発明の加熱炉の排熱回収設備及び排熱回収方法によれば、計算排ガス流量が最大誘引流量以下の場合に、予め求めた熱回収ボイラを通過する燃焼排ガスの流量と熱回収ボイラ直前の燃焼排ガスの圧力との関係に基づき、計算排ガス流量から熱回収ボイラ直前の燃焼排ガスの圧力目標値を設定し、圧力計による計測値が圧力目標値になるように誘引ファンを制御するので、加熱炉の排気部のレキュペレータから排出される燃焼排ガスの流量に応じて、燃焼排ガスを排ガス煙道に流すことができ、バイパス煙道の逆流を防止できる。   Further, according to the exhaust heat recovery equipment and exhaust heat recovery method of the heating furnace of the present invention, when the calculated exhaust gas flow rate is less than or equal to the maximum induction flow rate, the flow rate of the combustion exhaust gas passing through the heat recovery boiler and the heat recovery boiler that are obtained in advance. Based on the relationship with the pressure of the immediately preceding combustion exhaust gas, the pressure target value of the combustion exhaust gas immediately before the heat recovery boiler is set from the calculated exhaust gas flow rate, and the induction fan is controlled so that the pressure gauge measurement value becomes the pressure target value. In accordance with the flow rate of the combustion exhaust gas discharged from the recuperator in the exhaust part of the heating furnace, the combustion exhaust gas can flow through the exhaust gas flue, and the backflow of the bypass flue can be prevented.

更に、本発明の加熱炉の排熱回収設備及び排熱回収方法によれば、計算排ガス流量が最大誘引流量以下の場合に、予め求めた計算排ガス流量と誘引ファンの回転数との関係に基づき、計算排ガス流量から誘引ファンの回転数を決定するので、加熱炉の排気部のレキュペレータから排出される燃焼排ガスの流量に応じて、燃焼排ガスを排ガス煙道に流すことができ、バイパス煙道の逆流を防止できる。また、制御部による流量制御が単純化するので、制御の応答性を高めることができる。   Furthermore, according to the exhaust heat recovery facility and the exhaust heat recovery method of the heating furnace of the present invention, when the calculated exhaust gas flow rate is equal to or less than the maximum induced flow rate, based on the relationship between the calculated exhaust gas flow rate obtained in advance and the rotational speed of the induction fan. Because the rotational speed of the induction fan is determined from the calculated exhaust gas flow rate, the combustion exhaust gas can flow into the exhaust gas flue according to the flow rate of the combustion exhaust gas discharged from the recuperator in the exhaust part of the heating furnace, and the bypass flue Backflow can be prevented. In addition, since the flow rate control by the control unit is simplified, control responsiveness can be improved.

加熱炉の排熱回収設備における問題点を説明する模式図。The schematic diagram explaining the problem in the waste heat recovery equipment of a heating furnace. 本発明の第1の実施形態の加熱炉の排熱回収設備を示す模式図。The schematic diagram which shows the waste heat recovery equipment of the heating furnace of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態の加熱炉の排熱回収方法を説明するグラフ。The graph explaining the waste heat recovery method of the heating furnace of the 1st Embodiment of this invention. 図2に示す加熱炉の排熱回収設備における制御フローを説明するフロー図。The flowchart explaining the control flow in the waste heat recovery equipment of the heating furnace shown in FIG. 図4に示す制御フローにおいて、計算排ガス流量を求める計算式を示す図。The figure which shows the calculation formula which calculates | requires calculation exhaust gas flow volume in the control flow shown in FIG. (a)は熱回収ボイラを通過する燃焼排ガスの流量と熱回収ボイラ前の圧力との関係を示すグラフであり、(b)は(a)のグラフを用いて排熱回収設備の動作を説明する図。(A) is a graph which shows the relationship between the flow volume of the combustion exhaust gas which passes a heat recovery boiler, and the pressure before a heat recovery boiler, (b) demonstrates operation | movement of waste heat recovery equipment using the graph of (a). To do. 図2に示す加熱炉の排熱回収設備における計算排ガス流量と流量計で計測される燃焼排ガスの流量と熱回収ボイラ前の圧力計による圧力測定値のそれぞれの時間変動を示すグラフ。The graph which shows each time fluctuation | variation of the measured exhaust gas flow rate in the waste heat recovery equipment of the heating furnace shown in FIG. (a)は図3の時間帯2での排熱回収設備の操業状態を示す模式図であり、(b)は図3の時間帯1での排熱回収設備の操業状態を示す模式図。(A) is a schematic diagram which shows the operation state of the exhaust heat recovery equipment in the time slot | zone 2 of FIG. 3, (b) is a schematic diagram which shows the operation state of the exhaust heat recovery equipment in the time slot | zone 1 of FIG. 加熱炉の炉内圧力の時間変動を示すグラフ。The graph which shows the time fluctuation of the furnace pressure of a heating furnace. 熱回収ボイラの蒸気発生量と熱当量との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the steam generation amount and heat equivalent of a heat recovery boiler. 本発明の第2の実施形態の加熱炉の排熱回収設備を示す模式図。The schematic diagram which shows the waste heat recovery equipment of the heating furnace of the 2nd Embodiment of this invention. 図11に示す加熱炉の排熱回収設備における制御フローを説明するフロー図。The flowchart explaining the control flow in the waste heat recovery equipment of the heating furnace shown in FIG. 計算排ガス流量と誘引ファンの回転数との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between a calculated exhaust gas flow rate and the rotation speed of an induction fan.

はじめに、燃焼排ガスの排熱回収設備及び排熱回収方法の問題点について図1を参照して具体的に説明する。
図1に示す排熱回収設備100は、2基の加熱炉101A、101Bの排気部のレキュペレータ101E、101Fから排出された燃焼排ガスを煙突102に導く排ガス煙道2A、2B、2Cと、排ガス煙道2A、2Bの途中からそれぞれ分岐されたバイパス煙道3A、3Bと、煙道切替部4と、排ガス煙道2Cに設置された熱回収ボイラ5と、燃焼排ガスを熱回収ボイラ5に引き込む誘引ファン6と、排ガス煙道2Cを流れる燃焼排ガスの圧力を計測する圧力計10と、圧力計10の計測値に基づき誘引ファン6を制御するコントローラ10aと、排ガス煙道2A、2Bに設置されたガス濃度計14A、14Bと、バイパス煙道3A、3Bに設置されたガス濃度計14C、14Dと、が備えられている。バイパス煙道3A、3Bには、加熱炉101A、101Bから排出された別系統の燃焼排ガスを排出するための予備煙道13A、13Bが接続されている。
First, the problem of the exhaust heat recovery facility and the exhaust heat recovery method of combustion exhaust gas will be specifically described with reference to FIG.
The exhaust heat recovery facility 100 shown in FIG. 1 includes exhaust flue 2A, 2B, 2C that leads the combustion exhaust gas discharged from the recuperators 101E, 101F in the exhaust portions of the two heating furnaces 101A, 101B to the chimney 102, and exhaust gas smoke. Bypass flues 3A and 3B branched from the middle of the roads 2A and 2B, the flue switching unit 4, the heat recovery boiler 5 installed in the exhaust gas flue 2C, and the invitation to draw the combustion exhaust gas into the heat recovery boiler 5 Installed in the fan 6, the pressure gauge 10 for measuring the pressure of the combustion exhaust gas flowing through the exhaust gas flue 2C, the controller 10a for controlling the induction fan 6 based on the measured value of the pressure gauge 10, and the exhaust gas flue 2A, 2B Gas concentration meters 14A and 14B and gas concentration meters 14C and 14D installed in the bypass flues 3A and 3B are provided. Preliminary flues 13A and 13B for discharging combustion exhaust gas from different systems discharged from the heating furnaces 101A and 101B are connected to the bypass flues 3A and 3B.

加熱炉101A、101Bはそれぞれ、熱間圧延に供される鋼材を加熱する加熱炉であり、各種の燃焼バーナーが備えられている。燃焼バーナーによって燃料を燃焼させることで生成された燃焼排ガスは、一部が加熱炉の排気部のレキュペレータ101E、101Fから排ガス煙道2A、2Bに排出され、別の一部が予備煙道13A、13Bを介してバイパス煙道3A、3Bに送られるように構成されている。具体的には、加熱炉101A、101Bには、燃焼バーナーとして通常バーナー及びリジェネバーナーが備えられている。通常バーナー及びリジェネバーナーの燃焼によって生成されて加熱炉101A、101Bの排気部のレキュペレータ101E、101Fから排出される燃焼排ガスは、排ガス煙道2A、2Bに流れ込む。また、リジェネバーナーによって回収された燃焼排ガスは、予備煙道13A、13Bを介してバイパス煙道3A、3Bに送られる。   Each of the heating furnaces 101A and 101B is a heating furnace that heats a steel material that is subjected to hot rolling, and includes various combustion burners. A part of the combustion exhaust gas generated by burning the fuel with the combustion burner is discharged from the recuperators 101E and 101F in the exhaust part of the heating furnace to the exhaust gas flue 2A and 2B, and another part is the preliminary flue 13A, It is comprised so that it may be sent to bypass flue 3A, 3B via 13B. Specifically, the heating furnaces 101A and 101B are provided with a normal burner and a regeneration burner as combustion burners. The combustion exhaust gas generated by the combustion of the normal burner and the regenerative burner and discharged from the recuperators 101E and 101F in the exhaust portions of the heating furnaces 101A and 101B flows into the exhaust flue 2A and 2B. Moreover, the combustion exhaust gas collect | recovered by the regeneration burner is sent to bypass flue 3A, 3B via preliminary | backup flue 13A, 13B.

排ガス煙道2A、2Bには、炉圧制御弁101G、101Hが設けられている。また、炉圧制御弁101G、101Hよりも下流側の排ガス煙道2A、2Bには、加熱炉用誘引ファン9A、9Bが設置されている。加熱炉用誘引ファン9A、9Bによって、加熱炉101A、101Bの排気部から排出された燃焼排ガスが、排ガス煙道2A、2Bの下流側に向けて流れるようになっている。   Furnace pressure control valves 101G and 101H are provided in the exhaust gas flues 2A and 2B. Moreover, induction furnace fans 9A and 9B are installed in the exhaust gas flues 2A and 2B on the downstream side of the furnace pressure control valves 101G and 101H. The combustion exhaust gas discharged from the exhaust parts of the heating furnaces 101A and 101B flows toward the downstream side of the exhaust gas flue 2A and 2B by the induction fans 9A and 9B for the heating furnace.

また、加熱炉101A、101Bにはそれぞれ、炉圧を制御するコントローラ101C、101Dが備えられている。コントローラ101C、101Dには、炉圧制御弁101G、101Hと加熱炉用誘引ファン9A、9Bとが接続されている。コントローラ101C、101Dが炉圧制御弁101G、101H及び加熱炉用誘引ファン9A、9Bを制御することにより、加熱炉101A、101B内の炉圧を制御できるように構成されている。   The heating furnaces 101A and 101B are provided with controllers 101C and 101D for controlling the furnace pressure, respectively. To the controllers 101C and 101D, furnace pressure control valves 101G and 101H and induction furnace fans 9A and 9B are connected. The controllers 101C and 101D are configured to control the furnace pressure in the heating furnaces 101A and 101B by controlling the furnace pressure control valves 101G and 101H and the induction furnace fans 9A and 9B.

加熱炉101A、101Bの排気部には、レキュペレータ101E、101Fが備えられている。レキュペレータ101E、101Fは、加熱炉101A、101Bの排気部から排出される燃焼排ガスの熱を利用して、加熱炉101A、101Bの通常バーナーに供給する空気を予熱できるように構成されている。   Recuperators 101E and 101F are provided in the exhaust portions of the heating furnaces 101A and 101B. The recuperators 101E and 101F are configured to preheat the air supplied to the normal burners of the heating furnaces 101A and 101B using the heat of the combustion exhaust gas discharged from the exhaust parts of the heating furnaces 101A and 101B.

排ガス煙道2A、2B及びバイパス煙道3A、3Bは、加熱炉用誘引ファン9A、9Bよりも下流側にて分岐されている。バイパス煙道3A、3Bとの分岐点より下流側の排ガス煙道2A、2Bには、煙道切替部4としての遮断弁4A、4Bが備えられている。これら遮断弁4A、4Bはいずれも「開」の状態にされている。また、排ガス煙道2A、2Bは、遮断弁4A、4Bの下流側において合流し、排ガス煙道2Cになっている。   The exhaust gas flues 2A and 2B and the bypass flues 3A and 3B are branched downstream of the induction furnace fans 9A and 9B. The exhaust gas flues 2A and 2B on the downstream side of the branch point with the bypass flues 3A and 3B are provided with shutoff valves 4A and 4B as the flue switching unit 4. These shut-off valves 4A and 4B are all in an “open” state. Further, the exhaust gas flues 2A and 2B merge on the downstream side of the shutoff valves 4A and 4B to form the exhaust gas flues 2C.

一方、バイパス煙道3A、3Bにも煙道切替部4としての遮断弁4C、4Dが備えられている。これら遮断弁4C、4Dは「閉」とされている。排ガス煙道2A、2Bとバイパス煙道3A、3Bは、遮断弁4C、4D(煙道切替部4)によって遮断されている。   On the other hand, the bypass flues 3A and 3B are also provided with shutoff valves 4C and 4D as the flue switching unit 4. These shutoff valves 4C and 4D are “closed”. Exhaust gas flue 2A, 2B and bypass flue 3A, 3B are interrupted | blocked by cutoff valve 4C, 4D (flue switching part 4).

ガス濃度計14A、14Bは、煙道切替部4より下流側の排ガス煙道2A、2Bに設置されており、燃焼排ガス中のNOx濃度及び酸素濃度を測定できるようになっている。また、ガス濃度計14C、14Dは、バイパス煙道3A、3Bと予備煙道13A、13Bとの合流箇所よりも下流側のバイパス煙道3A、3Bに設置されており、燃焼排ガス中のNOx濃度及び酸素濃度を測定できるようになっている。これらガス濃度計14A〜14Dによって、煙突102から放出される燃焼排ガス中のNOx濃度を監視している。   The gas concentration meters 14A and 14B are installed in the exhaust gas flues 2A and 2B on the downstream side of the flue switching unit 4, and can measure the NOx concentration and the oxygen concentration in the combustion exhaust gas. Further, the gas concentration meters 14C and 14D are installed in the bypass flue 3A and 3B on the downstream side of the joining point of the bypass flue 3A and 3B and the auxiliary flue 13A and 13B, and the NOx concentration in the combustion exhaust gas The oxygen concentration can be measured. These gas concentration meters 14A to 14D monitor the NOx concentration in the combustion exhaust gas emitted from the chimney 102.

熱回収ボイラ5は、排ガス煙道2Cに設置されており、燃焼排ガスの熱を利用して蒸気を発生させる。熱回収ボイラ5によって生成された蒸気は、製鉄所の他の設備において熱源等に利用される。   The heat recovery boiler 5 is installed in the exhaust gas flue 2C and generates steam using the heat of the combustion exhaust gas. The steam generated by the heat recovery boiler 5 is used as a heat source or the like in other facilities of the steelworks.

図1に示す排熱回収設備100において、各加熱炉101A、101Bの排気部のレキュペレータ101E、101Fから排出された燃焼排ガスは、排ガス煙道2A、2B及び2Cを通過し、熱回収ボイラ5によって熱回収された後、煙突102から放出される。また、各加熱炉101A、101Bのリジェネバーナーによって回収された燃焼排ガスは、予備煙道13A、13B及びバイパス煙道3A、3Bを通過して煙突12から放出される。   In the exhaust heat recovery facility 100 shown in FIG. 1, the combustion exhaust gas discharged from the recuperators 101 </ b> E and 101 </ b> F of the exhaust portions of the heating furnaces 101 </ b> A and 101 </ b> B passes through the exhaust gas flues 2 </ b> A, 2 </ b> B and 2 </ b> C After the heat is recovered, it is discharged from the chimney 102. Further, the combustion exhaust gas recovered by the regenerative burner of each heating furnace 101A, 101B passes through the preliminary flues 13A, 13B and the bypass flue 3A, 3B and is discharged from the chimney 12.

ところで、熱回収ボイラ5を通過する燃焼排ガスの流量は、加熱炉101A、101Bの操業状態によって変動するため、熱回収ボイラ5の下流側に設置した誘引ファン6の誘引流量を燃焼排ガスの流量に応じて制御する必要がある。そこで、図1に示す排熱回収設備100においては、熱回収ボイラ5に流入する前の燃焼排ガスの圧力を圧力計10によって常時監視し、この圧力が一定になるようにコントローラ10aによって誘引ファン6の回転数を制御している。具体的には、圧力計10の圧力計測値が上昇した場合はコントローラ10aによって誘引ファン6の回転数を高めさせて熱回収ボイラ5への燃焼排ガスの通過量を増大させる。圧力計10の圧力計測値が減少した場合はコントローラ10aによって誘引ファン6の回転数を小さくして熱回収ボイラ5への燃焼排ガスの通過量を少なくさせる。こうした制御は、燃焼排ガスの流量が誘引ファン6の最大能力以下であることを前提にした制御である。   By the way, since the flow rate of the combustion exhaust gas passing through the heat recovery boiler 5 varies depending on the operating state of the heating furnaces 101A and 101B, the induction flow rate of the induction fan 6 installed on the downstream side of the heat recovery boiler 5 is changed to the flow rate of the combustion exhaust gas. It is necessary to control accordingly. Therefore, in the exhaust heat recovery facility 100 shown in FIG. 1, the pressure of the combustion exhaust gas before flowing into the heat recovery boiler 5 is constantly monitored by the pressure gauge 10, and the induction fan 6 is controlled by the controller 10a so that this pressure becomes constant. The number of revolutions is controlled. Specifically, when the pressure measurement value of the pressure gauge 10 increases, the controller 10a increases the rotational speed of the induction fan 6 to increase the passage amount of the combustion exhaust gas to the heat recovery boiler 5. When the pressure measurement value of the pressure gauge 10 decreases, the controller 10a reduces the number of rotations of the induction fan 6 to reduce the passage amount of the combustion exhaust gas to the heat recovery boiler 5. Such control is based on the premise that the flow rate of the combustion exhaust gas is less than or equal to the maximum capacity of the induction fan 6.

しかし、加熱炉101A、101B、レキュペレータ101E、101Fの劣化等によって燃焼排ガス経路に外気が侵入すると、排ガス煙道2A〜2Cを流れる燃焼排ガスの見かけの流量が増大し、当初の想定を超える場合がある。燃焼排ガスの流量が増加して誘引ファン6の能力を超えてしまうと、加熱炉101A、101Bの炉内圧力の上昇を招く恐れがある。   However, when the outside air enters the combustion exhaust gas path due to deterioration of the heating furnaces 101A, 101B, the recuperators 101E, 101F, etc., the apparent flow rate of the combustion exhaust gas flowing through the exhaust gas flue 2A-2C increases, which may exceed the initial assumption. is there. If the flow rate of the combustion exhaust gas increases and exceeds the capacity of the induction fan 6, there is a risk that the furnace pressure of the heating furnaces 101A and 101B will increase.

そこで、本発明者らは、熱回収ボイラ5の手前に設置した圧力計10の圧力測定値に基づく制御ではなく、加熱炉への燃料供給量及び燃焼排ガスの酸素濃度から燃焼排ガスの流量を計算し、この計算値に基づいて誘引ファン6を制御することとした。そして、燃焼排ガスの流量の計算値が誘引ファン6の最大能力を超える場合は、誘引ファン6を最大能力で運転して可能な限り熱回収ボイラ5において燃焼排ガスの熱回収を行うとともに、熱回収できない燃焼排ガスについては、煙突ドラフトを利用してバイパス煙道3A及び3Bから煙突102に排出させることにした。一方、燃焼排ガスの流量の計算値が誘引ファン6の最大誘引流量以下の場合は、誘引ファン6の誘引流量を計算値に対応するように制御して、可能な限り熱回収ボイラ5において燃焼排ガスの熱回収を行うことにした。このようにして本発明を完成させるに至った。以下、本発明の実施形態について説明する。   Therefore, the present inventors calculate the flow rate of the combustion exhaust gas from the amount of fuel supplied to the heating furnace and the oxygen concentration of the combustion exhaust gas, not the control based on the pressure measurement value of the pressure gauge 10 installed in front of the heat recovery boiler 5. The induction fan 6 is controlled based on the calculated value. When the calculated value of the flow rate of the combustion exhaust gas exceeds the maximum capacity of the induction fan 6, the induction fan 6 is operated at the maximum capacity to perform heat recovery of the combustion exhaust gas in the heat recovery boiler 5 as much as possible. Combustion exhaust gas that cannot be exhausted from the bypass flues 3A and 3B to the chimney 102 using a chimney draft. On the other hand, when the calculated value of the flow rate of the combustion exhaust gas is less than or equal to the maximum induced flow rate of the induction fan 6, the induction flow rate of the induction fan 6 is controlled to correspond to the calculated value, and the combustion exhaust gas in the heat recovery boiler 5 as much as possible. It was decided to recover the heat. In this way, the present invention has been completed. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

[第1の実施形態]
以下、本発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。図2に示す排熱回収設備1の構成要素のうち、図1において説明した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付する。
図2に示す排熱回収設備1には、2基の加熱炉101A、101Bの排気部のレキュペレータ101E、101Fから排出された燃焼排ガスを煙突102に導く排ガス煙道2A、2B、2Cと、排ガス煙道2A、2Bの途中からそれぞれ分岐されたバイパス煙道3A、3Bと、排ガス煙道2Cに設置された熱回収ボイラ5と、燃焼排ガスを熱回収ボイラ5に引き込む誘引ファン6と、各加熱炉101A、101Bのそれぞれについて計算排ガス流量を計算する排ガス流量計算部8と、制御部11と、が備えられている。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Among the components of the exhaust heat recovery facility 1 shown in FIG. 2, the same components as those described in FIG.
The exhaust heat recovery facility 1 shown in FIG. 2 includes exhaust flue 2A, 2B, 2C that leads the combustion exhaust gas discharged from the recuperators 101E, 101F in the exhaust portions of the two heating furnaces 101A, 101B to the chimney 102, and the exhaust gas. Bypass flues 3A and 3B branched from the middle of the flues 2A and 2B, a heat recovery boiler 5 installed in the exhaust gas flue 2C, an induction fan 6 for drawing combustion exhaust gas into the heat recovery boiler 5, and each heating An exhaust gas flow rate calculation unit 8 that calculates a calculated exhaust gas flow rate for each of the furnaces 101A and 101B and a control unit 11 are provided.

排ガス流量計算部8は、流量演算部8A、8Bと、流量演算部8A、8Bにそれぞれ接続されたガス濃度計8C〜8Fと、各加熱炉101A、101Bにおける燃料消費量を流量演算部8A、8Bに出力する図示略の燃料消費監視部と、が備えられている。流量演算部8A、8B及び燃料消費監視部は、各加熱炉101A、101Bを制御するコンピュータの中央演算装置の機能として実現される。各流量演算部8A、8Bは、計算排ガス流量を計算してこれを制御部11に出力するようになっている。   The exhaust gas flow rate calculation unit 8 includes flow rate calculation units 8A and 8B, gas concentration meters 8C to 8F connected to the flow rate calculation units 8A and 8B, and fuel consumption in each heating furnace 101A and 101B. And a fuel consumption monitoring unit (not shown) that outputs to 8B. The flow rate calculation units 8A and 8B and the fuel consumption monitoring unit are realized as functions of a central processing unit of a computer that controls the heating furnaces 101A and 101B. Each flow rate calculation unit 8A, 8B calculates the calculated exhaust gas flow rate and outputs it to the control unit 11.

制御部11は、制御演算部11Aと、制御演算部11Aに接続された圧力計11Bと、熱回収ボイラ5の下流側に設置された流量計11Cと、から構成されている。   The control unit 11 includes a control calculation unit 11 </ b> A, a pressure gauge 11 </ b> B connected to the control calculation unit 11 </ b> A, and a flow meter 11 </ b> C installed on the downstream side of the heat recovery boiler 5.

加熱炉101A、101Bはそれぞれ、熱間圧延に供される鋼材を加熱する加熱炉であり、各種の燃焼バーナーが取り付けられている。燃焼バーナーによって燃料を燃焼させることで生成された燃焼排ガスは、一部が加熱炉の排気部のレキュペレータから排ガス煙道2A、2Bに排出され、別の一部が予備煙道13A、13Bを介してバイパス煙道3A、3Bに送られるように構成されている。具体的には、加熱炉101A、101Bにはそれぞれ、燃焼バーナーとして通常バーナーと、交番燃焼するリジェネバーナーとが備えられている。そして、通常バーナー及びリジェネバーナーの燃焼によって生成された燃焼排ガスのうち、加熱炉101A、101Bの排気部のレキュペレータ101E、101Fから排出される燃焼排ガスは、排ガス煙道2A、2Bに流れ込まれる。また、リジェネバーナーによって回収された燃焼排ガスは、予備煙道13A、13Bを介してバイパス煙道3A、3Bに送られる。   Each of the heating furnaces 101A and 101B is a heating furnace for heating a steel material to be subjected to hot rolling, and various combustion burners are attached thereto. A part of the combustion exhaust gas generated by burning the fuel with the combustion burner is discharged from the recuperator of the exhaust part of the heating furnace to the exhaust gas flue 2A, 2B, and another part is passed through the preliminary flue 13A, 13B. And is configured to be sent to the bypass flues 3A and 3B. Specifically, each of the heating furnaces 101A and 101B is provided with a normal burner as a combustion burner and a regenerative burner that performs alternating combustion. Of the combustion exhaust gas generated by the combustion of the normal burner and the regenerative burner, the combustion exhaust gas discharged from the recuperators 101E and 101F in the exhaust portions of the heating furnaces 101A and 101B flows into the exhaust gas flues 2A and 2B. Moreover, the combustion exhaust gas collect | recovered by the regeneration burner is sent to bypass flue 3A, 3B via preliminary | backup flue 13A, 13B.

排ガス煙道2A、2Bには、炉圧制御弁101G、101Hが設けられている。また、炉圧制御弁101G、101Hより下流側の排ガス煙道2A、2Bには、加熱炉用誘引ファン9A、9Bが備えられている。加熱炉用誘引ファン9A、9Bによって、加熱炉101A、101Bの排気部のレキュペレータ101E、101Fから排出された燃焼排ガスが、排ガス煙道2A、2Bの下流側に流されるようになっている。   Furnace pressure control valves 101G and 101H are provided in the exhaust gas flues 2A and 2B. In addition, induction furnaces 9A and 9B for the heating furnace are provided in the exhaust gas flues 2A and 2B on the downstream side of the furnace pressure control valves 101G and 101H. The combustion furnace exhaust gas discharged from the recuperators 101E and 101F in the exhaust parts of the heating furnaces 101A and 101B is caused to flow downstream of the exhaust gas flues 2A and 2B by the induction furnaces 9A and 9B for the heating furnace.

更に、加熱炉101A、101Bにはそれぞれ、炉圧を制御するコントローラ101C、101Dが備えられている。コントローラ101C、101Dには、炉圧制御弁101G、101H及び加熱炉用誘引ファン9A、9Bが接続されている。コントローラ101C、101Dが炉圧制御弁101G、101H及び加熱炉用誘引ファン9A、9Bを制御することにより、加熱炉101A、101B内の炉圧を制御できるように構成されている。   Furthermore, the heating furnaces 101A and 101B are provided with controllers 101C and 101D for controlling the furnace pressure, respectively. To the controllers 101C and 101D, furnace pressure control valves 101G and 101H and induction furnace fans 9A and 9B are connected. The controllers 101C and 101D are configured to control the furnace pressure in the heating furnaces 101A and 101B by controlling the furnace pressure control valves 101G and 101H and the induction furnace fans 9A and 9B.

加熱炉101A、101Bの排気部には、レキュペレータ101E、101Fが備えられている。レキュペレータ101E、101Fは、加熱炉101A、101Bの排気部から排出される燃焼排ガスの熱を利用して、加熱炉101A、101Bの通常バーナーに供給する空気を予熱できるように構成されている。   Recuperators 101E and 101F are provided in the exhaust portions of the heating furnaces 101A and 101B. The recuperators 101E and 101F are configured to preheat the air supplied to the normal burners of the heating furnaces 101A and 101B using the heat of the combustion exhaust gas discharged from the exhaust parts of the heating furnaces 101A and 101B.

排ガス煙道2A、2Bとバイパス煙道3A、3Bとは、加熱炉用誘引ファン9A、9Bよりも下流側において分岐されている。バイパス煙道3A、3Bとの分岐点よりも下流側の排ガス煙道2A、2B及びバイパス煙道3A、3Bにはそれぞれ、煙道切替部4が備えられている。   The exhaust gas flues 2A and 2B and the bypass flues 3A and 3B are branched downstream of the induction furnace fans 9A and 9B. A flue switching unit 4 is provided in each of the exhaust flue 2A, 2B and the bypass flue 3A, 3B downstream of the branch point with the bypass flue 3A, 3B.

排ガス煙道2A、2Bに備えられた煙道切替部4は、遮断弁4A、4Bとで構成されている。これら遮断弁4A、4Bの開閉状態はいずれも「開」の状態にされている。また、排ガス煙道2A、2Bは、遮断弁4A、4Bの下流側において合流し、排ガス煙道2Cになっている。   The flue switching unit 4 provided in the exhaust gas flue 2A, 2B is composed of shut-off valves 4A, 4B. The open / close states of these shut-off valves 4A and 4B are all "open". Further, the exhaust gas flues 2A and 2B merge on the downstream side of the shutoff valves 4A and 4B to form the exhaust gas flues 2C.

バイパス煙道3A、3Bに備えられた煙道切替部4は、遮断弁4C、4Dとで構成されている。遮断弁4Cは「閉」とされ、遮断弁4Dは「開」とされている。
以上の煙道切替部4の構成により、排ガス煙道2A及びバイパス煙道3Aは、煙道切替部4によって相互に遮断されている。また、排ガス煙道2B及びバイパス煙道3Bは、煙道切替部4によって相互に接続されている。
The flue switching unit 4 provided in the bypass flue 3A, 3B is composed of shutoff valves 4C, 4D. The shutoff valve 4C is “closed” and the shutoff valve 4D is “open”.
Due to the configuration of the flue switching unit 4 described above, the flue gas flue 2 </ b> A and the bypass flue 3 </ b> A are mutually blocked by the flue switching unit 4. Further, the flue gas flue 2B and the bypass flue 3B are connected to each other by the flue switching unit 4.

熱回収ボイラ5は、排ガス煙道2Cに設置されており、燃焼排ガスの熱を利用して蒸気を発生させる。熱回収ボイラ5によって生成された蒸気は、製鉄所の他の設備において熱源等に利用される。また、本実施形態では、熱回収ボイラ5として、加熱炉101A、101Bの排気部のレキュペレータ101E、101Fから排出される燃焼排ガスの時間当たりの最大発生量よりも処理能力が小さなものが用いられる。熱回収ボイラ5の処理能力が、燃焼排ガスの時間当たりの最大発生量よりも大きいと、低温の流体を引き込む場合があり、熱回収率が低下する恐れがある。低温の流体としては、例えばバイパス煙道3Bから逆流する燃焼排ガスが想定される。   The heat recovery boiler 5 is installed in the exhaust gas flue 2C and generates steam using the heat of the combustion exhaust gas. The steam generated by the heat recovery boiler 5 is used as a heat source or the like in other facilities of the steelworks. In the present embodiment, the heat recovery boiler 5 having a processing capacity smaller than the maximum amount of combustion exhaust gas discharged from the recuperators 101E and 101F in the exhaust portions of the heating furnaces 101A and 101B per hour is used. If the processing capacity of the heat recovery boiler 5 is larger than the maximum amount of combustion exhaust gas generated per hour, a low-temperature fluid may be drawn in, which may reduce the heat recovery rate. As the low-temperature fluid, for example, combustion exhaust gas flowing backward from the bypass flue 3B is assumed.

また、誘引ファン6は、熱回収ボイラ5よりも下流側の排ガス煙道2Cに設置されている。誘引ファン6は、最大誘引流量(最大能力)が燃焼排ガスの時間当たりの最大発生量よりも小さいものが用いられる。誘引ファン6の最大誘引流量(最大能力)が燃焼排ガスの時間当たりの最大発生量より大きいと、熱回収ボイラ5に低温の流体、例えばバイパス煙道3Bを流れる燃焼排ガスを引き込ませてしまう場合があり、熱回収率が低下する恐れがある。   Further, the induction fan 6 is installed in the exhaust gas flue 2 </ b> C on the downstream side of the heat recovery boiler 5. The induction fan 6 has a maximum induction flow rate (maximum capacity) smaller than the maximum generation amount of combustion exhaust gas per hour. If the maximum induction flow rate (maximum capacity) of the induction fan 6 is larger than the maximum amount of combustion exhaust gas generated per hour, a low-temperature fluid, for example, combustion exhaust gas flowing through the bypass flue 3B, may be drawn into the heat recovery boiler 5. There is a possibility that the heat recovery rate is lowered.

次に、排ガス流量計算部8について詳細に説明する。
排ガス流量計算部8に備えられたガス濃度計8C、8Dは、煙道切替部4より下流側の排ガス煙道2A、2Bに設置されており、加熱炉101A、101Bの排気部のレキュペレータ101E、101Fから排出された燃焼排ガス中のNOx濃度及び酸素濃度を測定できるようになっている。また、ガス濃度計8E、8Fは、バイパス煙道3A、3Bと予備煙道13A、13Bとの合流箇所よりも下流側のバイパス煙道3A、3Bに設置されており、加熱炉101A、101Bのリジェネバーナーによって回収された燃焼排ガス中のNOx濃度及び酸素濃度を測定できるようになっている。これらガス濃度計8C〜8Fによって、煙突102から放出される燃焼排ガスを監視している。また、ガス濃度計8C〜8Fにおいて計測された燃焼排ガス中の酸素濃度は、流量演算部8A、8Bに出力される。
Next, the exhaust gas flow rate calculation unit 8 will be described in detail.
The gas concentration meters 8C and 8D provided in the exhaust gas flow rate calculation unit 8 are installed in the exhaust gas flue 2A and 2B on the downstream side of the flue switching unit 4, and the recuperators 101E in the exhaust parts of the heating furnaces 101A and 101B, The NOx concentration and oxygen concentration in the combustion exhaust gas discharged from 101F can be measured. The gas concentration meters 8E and 8F are installed in the bypass flue 3A and 3B on the downstream side of the joining point of the bypass flue 3A and 3B and the auxiliary flue 13A and 13B. The NOx concentration and oxygen concentration in the combustion exhaust gas recovered by the regenerative burner can be measured. The combustion exhaust gas emitted from the chimney 102 is monitored by these gas concentration meters 8C to 8F. Further, the oxygen concentration in the combustion exhaust gas measured by the gas concentration meters 8C to 8F is output to the flow rate calculation units 8A and 8B.

燃料消費監視部は、加熱炉101A,101Bの通常バーナー及びリジェネバーナーに供給される燃料の供給量を監視し、これを流量演算部8A、8Bに出力させる。   The fuel consumption monitoring unit monitors the amount of fuel supplied to the normal burner and regenerative burner of the heating furnaces 101A and 101B, and causes the flow rate calculation units 8A and 8B to output this.

更に、流量計算部8A、8Bは、燃焼排ガス中の酸素濃度と、加熱炉101A,101Bの燃料の供給量に基づき、各加熱炉101A、101Bの排気部のレキュペレータ101E、101Fから排出される燃焼排ガス流量の計算値(以下、計算排ガス流量という)を計算し、これを制御部11に出力させる。   Further, the flow rate calculation units 8A and 8B are based on the oxygen concentration in the combustion exhaust gas and the fuel supply amount of the heating furnaces 101A and 101B, and the combustion discharged from the recuperators 101E and 101F in the exhaust parts of the heating furnaces 101A and 101B. A calculated value of the exhaust gas flow rate (hereinafter referred to as a calculated exhaust gas flow rate) is calculated and output to the control unit 11.

次に、制御部11について詳細に説明する。
制御部11に備えられた圧力計11Bは、熱回収ボイラ5より上流側の排ガス煙道2Cに備えられており、排ガス煙道2Cを流れる燃焼排ガスの圧力を常時計測する。また、圧力計11Bは制御演算部11Aに接続されており、圧力計11Bによって計測された圧力を制御演算部11Aに出力できるようになっている。
また、流量計11Cは、誘引ファン6の下流側の排ガス煙道2Cに備えられており、熱回収ボイラ5を通過する燃焼排ガスの流量を常時計測する。また、流量計11Cは制御演算部11Aに接続されており、流量計11Cによって計測された流量を制御演算部11Aに出力できるようになっている。
Next, the control unit 11 will be described in detail.
The pressure gauge 11B provided in the control unit 11 is provided in the exhaust gas flue 2C upstream of the heat recovery boiler 5, and constantly measures the pressure of the combustion exhaust gas flowing through the exhaust gas flue 2C. Moreover, the pressure gauge 11B is connected to the control calculation part 11A, and can output the pressure measured by the pressure gauge 11B to the control calculation part 11A.
The flow meter 11 </ b> C is provided in the exhaust gas flue 2 </ b> C on the downstream side of the induction fan 6, and constantly measures the flow rate of the combustion exhaust gas that passes through the heat recovery boiler 5. Further, the flow meter 11C is connected to the control calculation unit 11A so that the flow rate measured by the flow meter 11C can be output to the control calculation unit 11A.

制御演算部11Aは、熱回収ボイラ5の上流側における排ガス煙道2C内の燃焼排ガスの圧力、熱回収ボイラ5を通過する燃料排ガスの流量及び燃焼排ガスの計算排ガス流量に基づき、誘引ファン6を制御することにより、熱回収ボイラ5に供給する燃焼排ガスの流量を調整する。具体的な調整手順は後述する。また、制御演算部11Aは、加熱炉101A、101B及び排熱回収設備1を制御するコンピュータに備えられており、このコンピュータの中央演算装置の機能として実現される。   The control calculation unit 11A controls the induction fan 6 based on the pressure of the combustion exhaust gas in the exhaust gas flue 2C upstream of the heat recovery boiler 5, the flow rate of the fuel exhaust gas passing through the heat recovery boiler 5, and the calculated exhaust gas flow rate of the combustion exhaust gas. By controlling, the flow rate of the combustion exhaust gas supplied to the heat recovery boiler 5 is adjusted. A specific adjustment procedure will be described later. The control calculation unit 11A is provided in a computer that controls the heating furnaces 101A and 101B and the exhaust heat recovery facility 1, and is realized as a function of a central processing unit of the computer.

次に、排熱回収設備1の動作の説明を通じて、本実施形態の加熱炉の排熱回収方法を説明する。
まず、加熱炉101A、101Bに備えられた燃焼バーナーによって、熱間圧延に供される鋼材を加熱する。加熱炉101A、101Bには、燃焼バーナーとして通常バーナー及びリジェネバーナーが備えられており、通常バーナー及びリジェネバーナーの燃焼によって加熱炉101A、101B内に燃焼排ガスが充満し、燃焼排ガスの熱によって鋼材が加熱される。加熱炉101A、101B内に充満した燃焼排ガスの大部分は、加熱炉101A、101Bの排気部から加熱炉101A、101Bの外部に排出され、レキュペレータ101E、101Fを通過して排ガス煙道2A、2Bに流れ込む。また、燃焼排ガスの一部は、リジェネバーナーによって回収され、予備煙道13A、13Bを通ってバイパス煙道3A、3Bに流れ込む。
Next, the exhaust heat recovery method for the heating furnace of the present embodiment will be described through the description of the operation of the exhaust heat recovery facility 1.
First, a steel material to be subjected to hot rolling is heated by a combustion burner provided in the heating furnaces 101A and 101B. The heating furnaces 101A and 101B are provided with a normal burner and a regenerative burner as combustion burners. The combustion exhaust gas is filled in the heating furnaces 101A and 101B by the combustion of the normal burner and the regenerative burner, and the steel material is heated by the heat of the combustion exhaust gas. Heated. Most of the combustion exhaust gas filled in the heating furnaces 101A and 101B is discharged from the exhaust parts of the heating furnaces 101A and 101B to the outside of the heating furnaces 101A and 101B, passes through the recuperators 101E and 101F, and the exhaust gas flue 2A and 2B. Flow into. Moreover, a part of combustion exhaust gas is collect | recovered by the regeneration burner, and flows into the bypass flue 3A, 3B through the preliminary | backup flue 13A, 13B.

また、コントローラ101C、101Dによって制御弁101G、101H及び加熱炉用誘引ファン9A、9Bを制御することで、加熱炉101A、101Bの炉内圧力を一定に保つように制御する。   Further, by controlling the control valves 101G and 101H and the induction fans 9A and 9B for the heating furnace by the controllers 101C and 101D, the pressure in the furnaces of the heating furnaces 101A and 101B is controlled to be kept constant.

加熱炉101A(の排気部のレキュペレータ101E)から排ガス煙道2Aに排出された燃焼排ガスは、加熱炉用誘引ファン9Aによって更に下流側に送られ、煙道切替部4の遮断弁4Aを通過し、排ガス煙道2Cに送られる。遮断弁4Cが閉じられているため、排ガス煙道2Aに排出された燃焼排ガスは、バイパス煙道3Aには流入しない。
また、加熱炉101B(の排気部のレキュペレータ101F)から排ガス煙道2Bに排出された燃焼排ガスは、加熱炉用誘引ファン9Bによって更に下流側に送られ、煙道切替部4の遮断弁4Bを通過し、排ガス煙道2Cに送られる。また、遮断弁4Dが開いているので、排ガス煙道2Bに排出された燃焼排ガスは、バイパス煙道3Bに流れ込むことが可能である。ただし、バイパス煙道3Bには誘引ファンが設置されていないため、排ガス煙道2Bに排出された燃焼排ガスが実際にバイパス煙道3Bに流れ込むかどうかは、排ガス煙道2Cに備えられた誘引ファン6の運転状況による。
The combustion exhaust gas discharged from the heating furnace 101A (the recuperator 101E of the exhaust part) to the exhaust gas flue 2A is further sent to the downstream side by the induction furnace fan 9A and passes through the shutoff valve 4A of the flue switching part 4. And sent to the flue gas flue 2C. Since the shutoff valve 4C is closed, the combustion exhaust gas discharged to the exhaust gas flue 2A does not flow into the bypass flue 3A.
Further, the combustion exhaust gas discharged from the heating furnace 101B (the recuperator 101F of the exhaust part) to the exhaust gas flue 2B is further sent to the downstream side by the induction furnace 9B for the heating furnace, and the shutoff valve 4B of the flue switching part 4 is passed through. Passes and is sent to the flue gas flue 2C. Further, since the shutoff valve 4D is open, the combustion exhaust gas discharged to the exhaust gas flue 2B can flow into the bypass flue 3B. However, since no induction fan is installed in the bypass flue 3B, whether or not the combustion exhaust gas discharged into the exhaust flue 2B actually flows into the bypass flue 3B depends on the induction fan provided in the exhaust flue 2C. According to 6 driving conditions.

排ガス煙道2Cにおいて合流した燃焼排ガスは、誘引ファン6によって更に排ガス煙道2Cの下流側に流され、圧力計11Bを通過して熱回収ボイラ5に供給される。熱回収ボイラ5において、燃焼排ガスと水との間で熱交換がなされ、水が加熱されて蒸気が発生する。熱交換によって顕熱が奪われた燃焼排ガスは、更に誘引ファン6に誘引されて排ガス煙道2Cを進み、流量計11Cによってその流量が測定され、その後、煙突102から大気に放出される。   The combustion exhaust gas merged in the exhaust gas flue 2C is further flowed downstream of the exhaust gas flue 2C by the induction fan 6, passes through the pressure gauge 11B, and is supplied to the heat recovery boiler 5. In the heat recovery boiler 5, heat exchange is performed between the combustion exhaust gas and water, and the water is heated to generate steam. The combustion exhaust gas from which sensible heat has been removed by heat exchange is further attracted by the induction fan 6 and travels through the exhaust gas flue 2C, and its flow rate is measured by the flow meter 11C, and then released from the chimney 102 to the atmosphere.

一方、バイパス煙道3Bに流れ込んだ燃焼排ガスは、煙突ドラフトの作用によって煙突102から放出される。   On the other hand, the combustion exhaust gas flowing into the bypass flue 3B is released from the chimney 102 by the action of the chimney draft.

次に、図3を参照しながら、図2に示した本実施形態の排熱回収設備1における排熱回収方法を、図1に示した排熱回収設備100と比較しながら説明する。
図3(a)は、図1に示した排熱回収設備100の動作を示している。図3(a)に示すように、加熱炉101A、101Bの排気部のレキュペレータ101E、101Fから排出される燃焼排ガス量は、加熱炉101A、101Bの操業状態によって経時変動している。このとき誘引ファン6は、熱回収ボイラ手前の排ガス煙道2Cの圧力を一定にするように制御されている。ここで、図3(a)の点線で示した曲線のように、燃焼排ガス量が常に誘引ファンの最大能力以下であれば、図1に示した排熱回収設備100であっても、加熱炉の炉内圧力を一定に制御しながら、燃焼排ガスの熱回収を行うことが可能である。しかし、図3(a)の実線で示した曲線のように、燃焼排ガス量が誘引ファンの最大能力を超える時間帯が発生すると、この時間帯では、熱回収ボイラ手前の排ガス煙道2Cの圧力が上昇し、この圧力上昇の影響が加熱炉101A、101Bまで及び、加熱炉101A、101Bの炉内圧力が上昇してしまう。図3(a)における燃焼排ガス量の変動要因としては、加熱炉の操業状況に伴う排ガス量の変動、加熱炉やレキュペレータの劣化による漏風の発生、加熱炉の増設、または加熱炉におけるバーナー容量の増設などがある。
Next, referring to FIG. 3, the exhaust heat recovery method in the exhaust heat recovery facility 1 of the present embodiment shown in FIG. 2 will be described in comparison with the exhaust heat recovery facility 100 shown in FIG.
FIG. 3A shows the operation of the exhaust heat recovery facility 100 shown in FIG. As shown in FIG. 3A, the amount of combustion exhaust gas discharged from the recuperators 101E and 101F in the exhaust portions of the heating furnaces 101A and 101B varies with time depending on the operating state of the heating furnaces 101A and 101B. At this time, the induction fan 6 is controlled so as to make the pressure of the exhaust gas flue 2C in front of the heat recovery boiler constant. Here, as shown in the curve shown by the dotted line in FIG. 3A, if the amount of combustion exhaust gas is always below the maximum capacity of the induction fan, even the exhaust heat recovery equipment 100 shown in FIG. It is possible to recover the heat of the combustion exhaust gas while controlling the pressure in the furnace at a constant. However, as shown by the solid line in FIG. 3A, when a time zone in which the amount of combustion exhaust gas exceeds the maximum capacity of the induction fan occurs, in this time zone, the pressure of the exhaust gas flue 2C before the heat recovery boiler The pressure rises up to the heating furnaces 101A and 101B, and the furnace pressure in the heating furnaces 101A and 101B increases. The fluctuation factors of the amount of combustion exhaust gas in FIG. 3 (a) include the fluctuation of the exhaust gas amount according to the operation status of the heating furnace, the occurrence of air leakage due to deterioration of the heating furnace and the recuperator, the addition of the heating furnace, or the burner capacity in the heating furnace. There are expansions.

次に、図3(b)に、図2に示した排熱回収設備1の動作を示す。
図3(b)の実線で示すように、加熱炉101A、101Bの排気部のレキュペレータ101E、101Fから排出される燃焼排ガス量は、加熱炉101A、101Bの操業状態によって経時変動している。燃焼排ガス量の経時変動をみると、誘引ファン6の最大能力を超える時間帯1と、誘引ファン6の最大能力以下の時間帯2とがある。本実施形態では、燃焼排ガス量を計算で求めておき、得られた計算排ガス量に基づいて誘引ファン6を制御する。計算排ガス流量が誘引ファン6の最大能力以下の場合、すなわち、図3(b)の時間帯2では、計算排ガス流量に応じて誘引ファン6の回転数を調整する。一方、計算排ガス流量が誘引ファン6の最大能力を超える場合、すなわち、図3(b)の時間帯1では、誘引ファン6の回転数を最大にして燃焼排ガスの一部を熱回収ボイラ5に供給するとともに、誘引ファン6の最大能力を超える分の燃焼排ガスをバイパス煙道3Bから煙突102に排出させる。
Next, FIG. 3B shows the operation of the exhaust heat recovery facility 1 shown in FIG.
As shown by the solid line in FIG. 3B, the amount of combustion exhaust gas discharged from the recuperators 101E and 101F in the exhaust portions of the heating furnaces 101A and 101B varies with time depending on the operating state of the heating furnaces 101A and 101B. Looking at fluctuations in the amount of combustion exhaust gas over time, there are a time zone 1 that exceeds the maximum capacity of the attracting fan 6 and a time zone 2 that is less than or equal to the maximum capacity of the attracting fan 6. In the present embodiment, the amount of combustion exhaust gas is obtained by calculation, and the induction fan 6 is controlled based on the obtained calculated exhaust gas amount. When the calculated exhaust gas flow rate is less than or equal to the maximum capacity of the induction fan 6, that is, in the time zone 2 of FIG. 3B, the rotational speed of the induction fan 6 is adjusted according to the calculated exhaust gas flow rate. On the other hand, when the calculated exhaust gas flow rate exceeds the maximum capacity of the induction fan 6, that is, in the time zone 1 of FIG. 3B, the number of rotations of the induction fan 6 is maximized and a part of the combustion exhaust gas is transferred to the heat recovery boiler 5. While supplying, the combustion exhaust gas exceeding the maximum capacity of the induction fan 6 is discharged from the bypass flue 3B to the chimney 102.

次に、図3(b)で説明した排熱回収設備1の動作を実現する排ガス流量計算部8及び制御部11について説明する。
図4に示すように、加熱炉101A、101Bの燃焼バーナーにおける燃料消費量と、燃焼排ガスの酸素濃度とに基づき、各加熱炉101A、101B毎に計算排ガス流量Q1、Q2を算出し、これらを合計した計算排ガス流量Q12を算出する。
Next, the exhaust gas flow rate calculation unit 8 and the control unit 11 that realize the operation of the exhaust heat recovery facility 1 described in FIG.
As shown in FIG. 4, calculated exhaust gas flow rates Q1 and Q2 are calculated for each of the heating furnaces 101A and 101B based on the fuel consumption in the combustion burners of the heating furnaces 101A and 101B and the oxygen concentration of the combustion exhaust gas. The total calculated exhaust gas flow rate Q12 is calculated.

計算排ガス流量Q1、Q2及びQ12は、排ガス流量計算部8において求める。まず、ガス濃度計8C〜8Fにおいて計測された燃焼排ガス中の酸素濃度を、流量演算部8A、8Bに出力させる。また、燃料消費監視部から、通常バーナー及びリジェネバーナーに供給される燃料の供給量を流量演算部8A、8Bに出力させる。   The calculated exhaust gas flow rates Q1, Q2 and Q12 are obtained by the exhaust gas flow rate calculation unit 8. First, the oxygen concentration in the combustion exhaust gas measured by the gas concentration meters 8C to 8F is output to the flow rate calculation units 8A and 8B. Further, the fuel consumption monitoring unit causes the flow rate calculation units 8A and 8B to output the amount of fuel supplied to the normal burner and the regeneration burner.

流量計算部8A、8Bでは、計算排ガス流量Q1、Q2を図5に示す計算式によって算出する。図5に示す式は、燃焼バーナーとしてリジェネバーナー及び通常バナーを用い、リジェネバーナーで回収した燃焼排ガスを予備煙道13A、13Bから排出し、加熱炉101A、101Bの排気部のレキュペレータ101E、101Fから排出された燃焼排ガスを排ガス煙道2A、2Bから排出する場合の計算式である。   In the flow rate calculation units 8A and 8B, the calculated exhaust gas flow rates Q1 and Q2 are calculated by the calculation formula shown in FIG. The equation shown in FIG. 5 uses a regenerative burner and a normal banner as a combustion burner, exhausts the combustion exhaust gas recovered by the regenerative burner from the preliminary flue 13A, 13B, and from the recuperators 101E, 101F in the exhaust part of the heating furnaces 101A, 101B. It is a calculation formula in the case of discharging | emitting exhausted exhaust gas from exhaust gas flue 2A, 2B.

(1)式において、予備煙道13Aから排出される燃焼排ガスの流量QR、101Aの実績値と、理論湿り排ガス量Gと、バイパス煙道3Aに設置されたガス濃度計8Eによって測定された酸素濃度O2R、101Aと、理論空気量Aとによって、加熱炉101Aのリジェネバーナーにて消費される燃料流量FR、101Aが求められる。 (1) In the equation, the measured flow rate Q R of the combustion exhaust gas discharged from the preliminary flue 13A, and actual value of 101A, a theoretical wet exhaust gas amount G 0, depending on the installation gas concentration meter 8E bypass flue 3A and the oxygen concentration O 2R, 101A and, by the theoretical air amount a 0, the fuel flow rate F R that is consumed by regenerative burners of the furnace 101A, 101A is obtained.

同様に、(2)式において、予備煙道13Bから排出される燃焼排ガスの流量QR、101Bの実績値と、理論湿り排ガス量Gと、バイパス煙道3Bに設置されたガス濃度計8Fによって測定された酸素濃度O2R、101Bと、理論空気量Aとによって、加熱炉101Bのリジェネバーナーにて消費される燃料流量FR、101Bが求められる。 Likewise, in (2), the flow rate Q R of the combustion exhaust gas discharged from the preliminary flue 13B, and actual values 101B, a theoretical wet exhaust gas amount G 0, installed gas concentration meter 8F bypass flue 3B The fuel flow rates FR and 101B consumed in the regenerative burner of the heating furnace 101B are obtained from the oxygen concentrations O 2R and 101B measured by the above and the theoretical air amount A 0 .

次に、(3)式において、リジェネバーナーで消費される燃料流量FR、101Aと、理論湿り排ガス量Gと、加熱炉101Aの排気部のレキュペレータ101Eから排出された燃焼排ガスの酸素濃度であってガス酸素濃度計8Cによって測定された酸素濃度の平均値O2E、101Aと、理論空気量Aと、加熱炉101Aの燃焼バーナー(通常バーナー及びリジェネバーナー)における燃料(消費)流量FMG、101Aの実績値とから、加熱炉の排気部のレキュペレータから排ガス煙道2Aにそれぞれ排出される計算排ガス量Qを求める。 Next, (3) In the equation, the fuel flow rate F R, 101A consumed by regeneration burners, the theoretical wet exhaust gas amount G 0, an oxygen concentration in the combustion exhaust gas discharged from the recuperator 101E exhaust portion of the furnace 101A The average values O 2E and 101A of the oxygen concentration measured by the gas oximeter 8C, the theoretical air amount A 0, and the fuel (consumption) flow rate F MG in the combustion burner (normal burner and regenerative burner) of the heating furnace 101A , from the actual value of 101A, obtains the calculated exhaust gas amount Q 1 of the recuperator exhaust portion of the furnace is discharged respectively to the exhaust gas flue 2A.

同様に、(4)式において、リジェネバーナーで消費される燃料流量FR、101Bと、理論湿り排ガス量Gと、加熱炉101Bの排気部のレキュペレータ101Fから排出された燃焼排ガスの酸素濃度であってガス酸素濃度計8Dによって測定された酸素濃度の平均値O2E、101Bと、理論空気量Aと、加熱炉101Bの燃焼バーナー(通常バーナー及びリジェネバーナー)における燃料(消費)流量FMG、101Bの実績値とから、加熱炉の排気部のレキュペレータから排ガス煙道2Bにそれぞれ排出される計算排ガス量Qを求める。 Similarly, in equation (4), the fuel flow rate F R that is consumed by the regenerative burners, 101B and, the theoretical wet exhaust gas amount G 0, an oxygen concentration in the combustion exhaust gas discharged from the recuperator 101F exhaust portion of the heating furnace 101B The average values O 2E and 101B of the oxygen concentration measured by the gas oximeter 8D, the theoretical air amount A 0, and the fuel (consumption) flow rate F MG in the combustion burner (normal burner and regenerative burner) of the heating furnace 101B , from the actual value of 101B, determine the computational amount of exhaust gas Q 2 to which the recuperator exhaust portion of the furnace is discharged respectively to the exhaust gas flue 2B.

そして、(5)式に示すように、Q、Qの合計流量を、計算排ガス量Q12とする。 Then, as shown in the equation (5), the total flow rate of Q 1 and Q 2 is defined as a calculated exhaust gas amount Q 12 .

計算排ガス量Q、Qは、燃料排ガス中の酸素濃度に基づいて算出される。酸素濃度は、燃焼排ガス中に含まれる酸素に由来し、更に、レキュペレータ101E、101F等の配管の隙間から流入する外気に由来する場合がある。従って、計算排ガス量Q、Qは、配管からの外気の進入によって増大した分を含むガス流量となる場合がある。排ガス流量計算部8によって計算された計算排ガス流量Q12は、制御部11に出力される。 The calculated exhaust gas amounts Q 1 and Q 2 are calculated based on the oxygen concentration in the fuel exhaust gas. The oxygen concentration is derived from oxygen contained in the combustion exhaust gas, and may be further derived from outside air flowing in through a gap between piping such as the recuperators 101E and 101F. Therefore, the calculated exhaust gas amounts Q 1 and Q 2 may be a gas flow rate including an amount increased by the entrance of outside air from the pipe. The calculated exhaust gas flow rate Q 12 calculated by the exhaust gas flow rate calculation unit 8 is output to the control unit 11.

次に、制御部11は、計算排ガス流量Q12に基づき、熱回収ボイラ5の直前における燃焼排ガスの圧力目標値Pを設定する(伝達関数ΔQ→ΔP)。圧力目標値Pの設定は、例えば、図6(a)に示される、熱回収ボイラに流入する燃焼排ガスの流入量と熱回収ボイラ直前の燃焼排ガスの圧力との関係に基づいて設定できる。具体的には例えば、図6(b)に示すように、先に求めた計算排ガス流量Q12から、熱回収ボイラ5の直前における燃焼排ガスの圧力目標値Pを設定する。 Next, the control unit 11 sets the target pressure value P of the combustion exhaust gas immediately before the heat recovery boiler 5 based on the calculated exhaust gas flow rate Q 12 (transfer function ΔQ → ΔP). The pressure target value P can be set based on, for example, the relationship between the inflow amount of the combustion exhaust gas flowing into the heat recovery boiler and the pressure of the combustion exhaust gas immediately before the heat recovery boiler shown in FIG. Specifically, for example, as shown in FIG. 6 (b), the calculated exhaust gas flow rate Q 12 obtained above, sets a pressure target value P of the combustion exhaust gas immediately before the heat recovery boiler 5.

次に、図4に示すように、制御部11の制御演算部11Aは、熱回収ボイラ5の直前における燃焼排ガスの圧力目標値Pに基づき、熱回収ボイラ5に流入させるべき燃焼排ガスの目標流量Qを設定する(伝達関数P→Q)。燃焼排ガスの目標流量Qが設定されたら、その目標流量Qが得られるように誘引ファン6の回転数を設定すればよい。具体的には、熱回収ボイラ直前の燃焼排ガスの圧力目標値Pに基づき、圧力計11Bによる計測値が目標圧力Pになるように誘引ファン6を制御して燃焼排ガスの目標流量Qを設定すればよい。また、図2及び図4に示すように、流量計11Cによって熱回収ボイラ5を流れる流量を実測し、その実測値を計算排ガス流量Q12にフィードバックして補正流量ΔQとし、この補正流量ΔQに基づいて目標流量Qを求めることが、計算排ガス流量の精度を高められる点で好ましい。 Next, as shown in FIG. 4, the control calculation unit 11 </ b> A of the control unit 11 is based on the target pressure value P of the combustion exhaust gas immediately before the heat recovery boiler 5, and the target flow rate of the combustion exhaust gas that should flow into the heat recovery boiler 5. Q is set (transfer function P → Q). When the target flow rate Q of the combustion exhaust gas is set, the rotational speed of the induction fan 6 may be set so that the target flow rate Q is obtained. Specifically, based on the target pressure value P of the combustion exhaust gas immediately before the heat recovery boiler, the induction fan 6 is controlled to set the target flow rate Q of the combustion exhaust gas so that the measurement value by the pressure gauge 11B becomes the target pressure P. That's fine. Further, as shown in FIGS. 2 and 4, the flow meter 11C actually measuring the flow rate through the heat recovery boiler 5, a correction flow rate ΔQ by feeding back the actually measured value in the calculation exhaust gas flow rate Q 12, the correction flow rate ΔQ It is preferable to obtain the target flow rate Q based on the point that the accuracy of the calculated exhaust gas flow rate can be improved.

ここで、燃焼排ガスの圧力目標値Pに基づき、熱回収ボイラ5に流入させるべき燃焼排ガスの目標流量Qを設定する際の考え方(伝達関数P→Q)について説明する。図7には、図2の排熱回収設備1の操業時における、計算排ガス流量Q12、流量計11Cで計測される燃焼排ガスの流量Q11C、及び、熱回収ボイラ前の圧力計による圧力測定値の、それぞれの時間変動を示す。領域1では、計算排ガス流量Q12が、流量計11Cで計測される燃焼排ガスの流量Q11Cを上回っている。この状態では、図8(b)に示すように、加熱炉101A、101Bの排気部のレキュペレータ101E、101Fから排出された計算排ガス流量Q12の燃焼排ガスのうち、一部として流量Q11Cの燃焼排ガスが熱回収ボイラ5に流入し、残りの流量(Q12−Q11C)の燃焼排ガスがバイパス煙道3Bに流入するようになる。 Here, the concept (transfer function P → Q) when setting the target flow rate Q of the combustion exhaust gas to be introduced into the heat recovery boiler 5 based on the target pressure value P of the combustion exhaust gas will be described. 7 shows the calculated exhaust gas flow rate Q 12 , the combustion exhaust gas flow rate Q 11C measured by the flow meter 11C , and the pressure measurement by the pressure gauge before the heat recovery boiler when the exhaust heat recovery facility 1 of FIG. 2 is operated. The time variation of each value is shown. In region 1, calculated exhaust gas flow rate Q12 is, exceeds the flow rate Q 11C of the combustion exhaust gas measured by the flow meter 11C. In this state, as shown in FIG. 8 (b), a combustion furnace 101A, 101B of the exhaust portion of the recuperator 101E, of the flue gas calculated exhaust gas flow rate Q 12 discharged from 101F, flow rate Q 11C as part exhaust gas flows into the heat recovery boiler 5, the combustion exhaust gas remaining flow (Q 12 -Q 11C) comes to flow into the bypass flue 3B.

一方、図7の領域2では、計算排ガス流量Q12が、流量計11Cで計測される燃焼排ガスの流量Q11Cを下回っている。この状態では、図8(a)に示すように、加熱炉101A、101Bの排気部のレキュペレータ101E、101Fから排出された計算排ガス流量Q12の燃焼排ガスの全量が熱回収ボイラ5に流入する。更に、予備煙道13Bからバイパス煙道3Bに流れ込んだ別系統の燃焼排ガスがバイパス煙道3Bを逆流して排ガス煙道2Bに流入し、その後、熱回収ボイラ5に流入することになる。予備煙道13Bからバイパス煙道3Bに流れ込む別系統の燃焼排ガスは、排ガス煙道2Bを流れる燃焼排ガスよりも温度が低いため、このような別系統の燃焼排ガスが熱回収ボイラ5に流入すると蒸気の発生効率が大幅に低下してしまう。 On the other hand, in the region 2 in FIG. 7, calculated exhaust gas flow rate Q 12 is below the flow rate Q 11C of the combustion exhaust gas measured by the flow meter 11C. In this state, as shown in FIG. 8 (a), the furnace 101A, 101B of the exhaust portion of the recuperator 101E, the total amount of combustion exhaust gas calculated exhaust gas flow rate Q 12 discharged from 101F enters the heat recovery boiler 5. Further, the combustion exhaust gas of another system flowing into the bypass flue 3B from the preliminary flue 13B flows backward through the bypass flue 3B and flows into the exhaust flue 2B, and then flows into the heat recovery boiler 5. The combustion exhaust gas of another system flowing into the bypass flue 3B from the preliminary flue 13B has a temperature lower than that of the combustion exhaust gas flowing through the exhaust gas flue 2B. Therefore, when the combustion exhaust gas of such another system flows into the heat recovery boiler 5, steam is generated. The generation efficiency is greatly reduced.

従って、本実施形態では、流量計11Cで計測される燃焼排ガスの流量Q11Cが、計算排ガス流量Q12になるように、誘引ファン6による燃焼排ガスの引き込み量を制御するものである。 Therefore, in this embodiment, the amount of combustion exhaust gas drawn by the induction fan 6 is controlled so that the combustion exhaust gas flow rate Q 11C measured by the flow meter 11C becomes the calculated exhaust gas flow rate Q 12 .

以上説明したように、本実施形態の加熱炉の排熱回収設備及び排熱回収方法によれば、加熱炉の燃料消費量及び燃焼排ガス中の酸素濃度から求められた計算排ガス流量に基づき誘引ファン6を制御するので、加熱炉、レキュペレータの配管等から外気が流入して見かけ上の排ガス量が増大したとしても、この増大分を含めた計算排ガス流量によって誘引ファン6を的確に制御できる。また、計算排ガス流量が誘引ファン6の最大誘引流量以下の場合は、誘引ファン6の誘引流量を計算排ガス流量に制御し、計算排ガス流量が最大誘引流量を超える場合は、誘引ファン6の誘引流量を最大誘引流量に制御するので、加熱炉101A,101Bの排気部のレキュペレータ101E、101Fから排出された燃焼排ガスを熱回収ボイラ5に導入させて熱回収させるとともに、計算排ガス流量が最大誘引流量を超える場合は燃焼排ガスの残部をバイパス煙道3Bから煙突102に向けて放出させることができる。このように本実施形態では、計算排ガス流量に応じて、燃焼排ガスを排ガス煙道2Cとバイパス煙道3Aに適切に配分できる。これにより、熱回収ボイラ5を高い効率で操業させることができ、蒸気発生量を高くすることができる。また、バイパス煙道3Bには燃焼排ガスの流量を調整する手段を設けないので、熱回収ボイラ5で処理しきれない燃焼排ガスが煙突ドラフトの作用により排ガス煙道2Bからバイパス煙道3Bに分岐して流れるようになり、煙突102から外部に放出できる。このとき、外気温の変化で煙突ドラフトが変動した場合でも、計算排ガス流量に基づいて熱回収ボイラ5を通過する燃焼排ガスの流量が制御されているので、煙突ドラフトの変動が熱回収ボイラへの燃焼排ガスの流量に影響することはない。また、加熱炉101A、101Bの炉内圧力も安定させることができる。   As described above, according to the exhaust heat recovery equipment and exhaust heat recovery method of the heating furnace of this embodiment, the induction fan is based on the calculated exhaust gas flow rate obtained from the fuel consumption of the heating furnace and the oxygen concentration in the combustion exhaust gas. 6 is controlled, even if outside air flows from the heating furnace, the pipes of the recuperator, and the like, and the apparent exhaust gas amount increases, the induction fan 6 can be accurately controlled by the calculated exhaust gas flow rate including this increase. Further, when the calculated exhaust gas flow rate is equal to or less than the maximum induced flow rate of the induction fan 6, the induced flow rate of the induction fan 6 is controlled to the calculated exhaust gas flow rate, and when the calculated exhaust gas flow rate exceeds the maximum induced flow rate, the induced flow rate of the induction fan 6 Is controlled to the maximum attraction flow rate, so that the combustion exhaust gas discharged from the recuperators 101E and 101F in the exhaust portions of the heating furnaces 101A and 101B is introduced into the heat recovery boiler 5 for heat recovery, and the calculated exhaust gas flow rate has the maximum attraction flow rate. When exceeding, the remainder of combustion exhaust gas can be discharge | released toward the chimney 102 from the bypass flue 3B. Thus, in this embodiment, combustion exhaust gas can be appropriately distributed to the exhaust gas flue 2C and the bypass flue 3A according to the calculated exhaust gas flow rate. Thereby, the heat recovery boiler 5 can be operated with high efficiency, and the amount of generated steam can be increased. Further, since there is no means for adjusting the flow rate of the combustion exhaust gas in the bypass flue 3B, the combustion exhaust gas that cannot be treated by the heat recovery boiler 5 branches from the exhaust flue 2B to the bypass flue 3B by the action of the chimney draft. And can be discharged from the chimney 102 to the outside. At this time, even if the chimney draft fluctuates due to changes in the outside air temperature, the flow rate of the combustion exhaust gas passing through the heat recovery boiler 5 is controlled based on the calculated exhaust gas flow rate. It does not affect the flow rate of combustion exhaust gas. Moreover, the furnace pressure of the heating furnaces 101A and 101B can be stabilized.

更に、本実施形態では、流量計11Cで計測される燃焼排ガスの流量Q11Cが、計算排ガス流量Q12になるように誘引ファンを制御することで、バイパス煙道2Bから低温の流体が逆流するおそれがなく、熱回収ボイラ5における燃焼排ガスと水との熱交換率を高くできる。 Further, in the present embodiment, the flow rate Q 11C of the combustion exhaust gas measured by the flow meter 11C are, by controlling the induction fan to be calculated exhaust gas flow rate Q 12, the low temperature fluid from flowing back from the bypass flue 2B There is no fear, and the heat exchange rate between the combustion exhaust gas and water in the heat recovery boiler 5 can be increased.

また、予め求めた熱回収ボイラを通過するガス流量と熱回収ボイラ直前の燃焼排ガスの圧力との関係に基づき、計算排ガス流量Q12から熱回収ボイラ直前の燃焼排ガスの圧力目標値Pを設定し、圧力計11Bによる計測値が圧力目標値Pになるように誘引ファン6を制御するので、加熱炉101A、101Bの排気部のレキュペレータ101E、101Fから排出される燃焼排ガスの流量に応じて、燃焼排ガスを排ガス煙道2Bとバイパス煙道3Bとにそれぞれ、適切に配分できる。 Further, based on the relationship between the pressure of the flue gas of the gas flow and the heat recovery boiler immediately before passing through the pre-determined heat recovery boiler, set the pressure target value P of the combustion exhaust gas immediately before the heat recovery boiler from calculated exhaust gas flow rate Q 12 Since the induction fan 6 is controlled so that the measured value by the pressure gauge 11B becomes the pressure target value P, the combustion is performed according to the flow rate of the combustion exhaust gas discharged from the recuperators 101E and 101F in the exhaust portions of the heating furnaces 101A and 101B. The exhaust gas can be appropriately distributed to the exhaust gas flue 2B and the bypass flue 3B.

更に、本実施形態によれば、加熱炉、レキュペレータ等の老朽化によって燃焼排ガスに外気が混入し、燃焼排ガス量のみかけ流量が増大したとしても、排ガス中の酸素濃度に基づいて計算排ガス流量を求めるので、設備の老朽化に十分に対応出来る。   Furthermore, according to the present embodiment, even if outside air is mixed into the combustion exhaust gas due to aging of the heating furnace, the recuperator, etc., and the apparent flow rate increases, the calculated exhaust gas flow rate is calculated based on the oxygen concentration in the exhaust gas. Because it demands, it can fully cope with the aging of equipment.

図9には、加熱炉101A、101Bの炉内圧の時間変動を示す。図9において、「一炉引き」とは、例えば加熱炉101Aの排気部のレキュペレータ101Eから排出された燃焼排ガスの全量をバイパス煙道3Aに流し、加熱炉101Bの排気部のレキュペレータ101Fから排出された燃焼排ガスの全量を排ガス煙道2C及び熱回収ボイラ5に流した場合であり、「オープンバイパス」とは、本実施形態の制御を行っている場合である。本実施形態の制御を行ったとしても、炉内圧の時間変動は大きく変動せず、加熱炉の炉内圧力を制御できていることがわかる。
また、図10には、熱回収ボイラの蒸気発生量と熱当量との関係を示す。「オープンバイパス」と示された本実施形態の制御によれば、「一炉引き」に比べて、蒸気発生量が大きく向上していることがわかる。
このように、本実施形態によれば、加熱炉内の炉内圧力が安定し、蒸気発生量を増大できる。
In FIG. 9, the time fluctuation of the furnace pressure of heating furnace 101A, 101B is shown. In FIG. 9, “one furnace pulling” means, for example, that the entire amount of combustion exhaust gas discharged from the recuperator 101E in the exhaust section of the heating furnace 101A flows through the bypass flue 3A and is discharged from the recuperator 101F in the exhaust section of the heating furnace 101B. This is a case where the entire amount of the combustion exhaust gas flows through the exhaust gas flue 2C and the heat recovery boiler 5, and “open bypass” is a case where the control of the present embodiment is performed. Even if the control of this embodiment is performed, it can be seen that the time fluctuation of the furnace pressure does not vary greatly, and the furnace pressure of the heating furnace can be controlled.
FIG. 10 shows the relationship between the amount of steam generated by the heat recovery boiler and the heat equivalent. According to the control of the present embodiment indicated as “open bypass”, it can be seen that the amount of generated steam is greatly improved as compared with “one furnace pulling”.
Thus, according to this embodiment, the furnace pressure in the heating furnace is stabilized, and the amount of steam generated can be increased.

[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について図面を参照して説明する。
図11に、本実施形態の加熱炉の排熱回収設備201を示す。図11に示す排熱回収設備201は、図1に示す排熱回収設備201とほぼ同じ構成であり、異なる点は、熱回収ボイラ5の前に圧力計が設置されない点と、第1の実施形態の制御部の制御フローとは異なる制御をする制御部211が備えられている点である。以下、制御部211の制御フローについて説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 11 shows an exhaust heat recovery facility 201 for the heating furnace of the present embodiment. The exhaust heat recovery equipment 201 shown in FIG. 11 has substantially the same configuration as the exhaust heat recovery equipment 201 shown in FIG. 1, except that a pressure gauge is not installed before the heat recovery boiler 5 and the first implementation. The control part 211 which performs control different from the control flow of the control part of a form is provided. Hereinafter, a control flow of the control unit 211 will be described.

図12に示すように、本実施形態の制御部211においては、第1の実施形態と同様にして、排ガス流量計算部8において計算排ガス流量Q、Qを求める。そして、制御部211において、予め求めておいた計算排ガス流量と誘引ファンの回転数との関係(伝達関数ΔQ→Δn)に基づき、計算排ガス流量Q12から誘引ファンの回転数nを決定する。 As shown in FIG. 12, in the control unit 211 of the present embodiment, the calculated exhaust gas flow rates Q 1 and Q 2 are obtained in the exhaust gas flow rate calculation unit 8 as in the first embodiment. Then, the control unit 211, based on the relationship between the calculated exhaust gas flow rate obtained in advance the rotational speed of the induction fan (transfer function Delta] Q → [Delta] n), determines the rotation speed n of the induction fan from the calculated exhaust gas flow rate Q 12.

「伝達関数ΔQ→Δn」としては、例えば、図13に示す線形関数を例示できる。図13は、予め求めておいた計算排ガス流量と誘引ファンの回転数との関係を示すグラフである。例えば、計算排ガス流量が60000Nm/hであった場合は、誘引ファン6の回転数を30Hzとすればよい。図13に示すグラフは、誘引ファンの能力によって異なるので、使用する誘引ファンの性能に基づいて決定すればよい。 As the “transfer function ΔQ → Δn”, for example, a linear function shown in FIG. 13 can be exemplified. FIG. 13 is a graph showing the relationship between the calculated exhaust gas flow rate obtained in advance and the rotational speed of the induction fan. For example, when the calculated exhaust gas flow rate is 60000 Nm 3 / h, the rotational speed of the attracting fan 6 may be 30 Hz. Since the graph shown in FIG. 13 varies depending on the capacity of the attracting fan, it may be determined based on the performance of the attracting fan to be used.

また、図12に示すように、流量計11Cによって熱回収ボイラ5を流れる流量Q11Cを実測して、その実測値を計算排ガス流量Q12にフィードバックして補正流量ΔQとし、この補正流量ΔQに基づいて目標流量Qを求めることが、計算排ガス流量の精度を高められる点で好ましい。 Also, as shown in FIG. 12, the flow rate Q 11C flowing through the heat recovery boiler 5 is measured by the flow meter 11C, and the measured value is fed back to the calculated exhaust gas flow rate Q 12 to obtain a corrected flow rate ΔQ. It is preferable to obtain the target flow rate Q based on the point that the accuracy of the calculated exhaust gas flow rate can be improved.

本実施形態の加熱炉の排熱回収設備及び排熱回収方法によれば、予め求めた計算排ガス流量Q12(ΔQ)と誘引ファン6の回転数nとの関係に基づき、計算排ガス流量Q12(ΔQ)から誘引ファン6の回転数nを決定するので、加熱炉の排気部のレキュペレータから排出される燃焼排ガスの流量に応じて、燃焼排ガスを排ガス煙道とバイパス煙道にそれぞれ、燃焼排ガスをより適切に配分できる。また、制御部211による流量制御が単純化するので、制御の応答性を高めることができる。 According to the exhaust heat recovery equipment and exhaust heat recovery method of the heating furnace of the present embodiment, the calculated exhaust gas flow rate Q 12 is based on the relationship between the calculated exhaust gas flow rate Q 12 (ΔQ) obtained in advance and the rotational speed n of the induction fan 6. Since the rotational speed n of the induction fan 6 is determined from (ΔQ), the combustion exhaust gas is discharged into the exhaust gas flue and the bypass flue in accordance with the flow rate of the combustion exhaust gas discharged from the recuperator of the exhaust part of the heating furnace. Can be distributed more appropriately. Further, since the flow rate control by the control unit 211 is simplified, control responsiveness can be improved.

なお、上記の実施形態では2つの加熱炉を備えた例について説明したが、本発明では、加熱炉の数は2以上であってもよい。
また、煙道切替部4によって、加熱炉101Aの排気部のレキュペレータ101Eからの燃焼排ガスの全量を排ガス煙道2Cに導く例について説明したが、本発明はこれに限らず、遮断弁4Cを「開」とし、遮断弁4Dを「閉」とすることで、加熱炉101Aの排気部のレキュペレータ101Eからの燃焼排ガスを排ガス煙道2Cとバイパス煙道3Aに導くようにし、加熱炉101Bの排気部のレキュペレータ101Fからの燃焼排ガスの全量を排ガス煙道2Cに導くようにしてもよい。更に遮断弁4C及び遮断弁4Dを「開」とすることで、加熱炉101Aの排気部のレキュペレータ101Eからの燃焼排ガスを排ガス煙道2Cとバイパス煙道3Aに導くようにし、加熱炉101Bの排気部のレキュペレータ101Fからの燃焼排ガスを排ガス煙道2Cとバイパス煙道3Bに導くようにしてもよい。
In the above embodiment, an example in which two heating furnaces are provided has been described. However, in the present invention, the number of heating furnaces may be two or more.
Moreover, although the example which guide | induces the whole quantity of the combustion exhaust gas from the recuperator 101E of the exhaust part of the heating furnace 101A to the exhaust gas flue 2C by the flue switching part 4 was demonstrated, this invention is not limited to this, The cutoff valve 4C is " By opening the shutoff valve 4D and closing the shutoff valve 4D, the combustion exhaust gas from the recuperator 101E in the exhaust part of the heating furnace 101A is guided to the exhaust gas flue 2C and the bypass flue 3A, and the exhaust part of the heating furnace 101B. The total amount of combustion exhaust gas from the recuperator 101F may be guided to the exhaust gas flue 2C. Further, by opening the shutoff valve 4C and shutoff valve 4D, the combustion exhaust gas from the recuperator 101E in the exhaust section of the heating furnace 101A is guided to the exhaust gas flue 2C and the bypass flue 3A, and the exhaust of the heating furnace 101B. The combustion exhaust gas from the recuperator 101F of the part may be guided to the exhaust gas flue 2C and the bypass flue 3B.

1、201…加熱炉の排熱回収設備、2A、2B、2C…排ガス煙道、102…煙突、3A、3B…バイパス煙道、4…煙道切替部、5…熱回収ボイラ、6…誘引ファン、8…排ガス流量計算部、11、211…制御部、11B…圧力計、101A、101B…加熱炉。   1, 201 ... Exhaust heat recovery equipment for heating furnace, 2A, 2B, 2C ... Exhaust flue, 102 ... Chimney, 3A, 3B ... Bypass flue, 4 ... Flue switching section, 5 ... Heat recovery boiler, 6 ... Induction Fan, 8 ... exhaust gas flow rate calculation unit, 11, 211 ... control unit, 11B ... pressure gauge, 101A, 101B ... heating furnace.

Claims (7)

複数の加熱炉の排気部のレキュペレータから排出された燃焼排ガスを煙突に導く排ガス煙道と、
前記排ガス煙道の途中に設置され、前記燃焼排ガスの時間当たりの最大発生量よりも処理能力が小さな熱回収ボイラと、
前記排ガス煙道の途中から分岐し、前記熱回収ボイラをバイパスした前記燃焼排ガスを前記煙突に導くバイパス煙道と、
前記熱回収ボイラよりも下流側の前記排ガス煙道に設置され、前記燃焼排ガスの時間当たりの最大発生量よりも最大誘引流量が小さい誘引ファンと、
前記加熱炉の燃料消費量と前記燃焼排ガス中の酸素濃度から計算排ガス流量を求める排ガス流量計算部と、
前記排ガス流量計算部から入力された前記計算排ガス流量が、前記誘引ファンの最大誘引流量以下の場合は、前記誘引ファンの誘引流量を前記計算排ガス流量になるように制御し、前記計算排ガス流量が前記最大誘引流量を超える場合は、前記誘引ファンの誘引流量を前記最大誘引流量に制御する制御部と、
が備えられていることを特徴とする加熱炉の排熱回収設備。
An exhaust gas flue that guides the combustion exhaust gas discharged from the recuperator of the exhaust section of the plurality of heating furnaces to the chimney;
A heat recovery boiler installed in the middle of the flue gas flue and having a processing capacity smaller than the maximum amount of combustion exhaust gas generated per hour;
A bypass flue that branches from the middle of the flue gas flue and leads the combustion exhaust gas bypassing the heat recovery boiler to the chimney;
An induction fan installed in the flue gas flue downstream of the heat recovery boiler and having a maximum induction flow rate smaller than the maximum generation amount per hour of the combustion exhaust gas;
An exhaust gas flow rate calculation unit for obtaining a calculated exhaust gas flow rate from the fuel consumption of the heating furnace and the oxygen concentration in the combustion exhaust gas;
When the calculated exhaust gas flow rate input from the exhaust gas flow rate calculation unit is less than or equal to the maximum induced flow rate of the induction fan, the induced exhaust gas flow rate is controlled to be the calculated exhaust gas flow rate, and the calculated exhaust gas flow rate is When the maximum attraction flow rate is exceeded, a control unit that controls the attraction flow rate of the attraction fan to the maximum attraction flow rate,
An exhaust heat recovery facility for a heating furnace, characterized by comprising:
前記熱回収ボイラの上流側の前記排ガス煙道に圧力計が更に備えられ、
前記計算排ガス流量が前記最大誘引流量以下の場合に、前記制御部は、予め求めた前記熱回収ボイラを通過する前記燃焼排ガスの流量と前記熱回収ボイラ直前の燃焼排ガスの圧力との関係に基づき、前記計算排ガス流量から前記熱回収ボイラ直前の前記燃焼排ガスの圧力目標値を設定し、前記圧力計による計測値が前記圧力目標値になるように前記誘引ファンの誘引流量を制御することを特徴とする請求項1に記載の加熱炉の排熱回収設備。
A pressure gauge is further provided in the flue gas flue upstream of the heat recovery boiler;
When the calculated exhaust gas flow rate is less than or equal to the maximum attraction flow rate, the control unit is based on the relationship between the flow rate of the combustion exhaust gas passing through the heat recovery boiler and the pressure of the combustion exhaust gas immediately before the heat recovery boiler that are obtained in advance. The pressure target value of the combustion exhaust gas immediately before the heat recovery boiler is set from the calculated exhaust gas flow rate, and the induction flow rate of the induction fan is controlled so that the measured value by the pressure gauge becomes the pressure target value. The exhaust heat recovery equipment for a heating furnace according to claim 1.
前記計算排ガス流量が前記最大誘引流量以下の場合に、前記制御部は、予め求めた前記計算排ガス流量と前記誘引ファンの回転数との関係に基づき、前記計算排ガス流量から前記誘引ファンの回転数を決定することを特徴とする請求項1に記載の加熱炉の排熱回収設備。   When the calculated exhaust gas flow rate is less than or equal to the maximum induced flow rate, the control unit determines the rotation speed of the induction fan from the calculated exhaust gas flow rate based on the relationship between the calculated exhaust gas flow rate and the rotation speed of the induction fan that are obtained in advance. The exhaust heat recovery facility for a heating furnace according to claim 1, wherein: 前記燃焼排ガスの排出経路を、前記加熱炉毎に、前記排ガス煙道及び前記バイパス煙道の両方とするか、または、前記排ガス煙道のみに設定する煙道切替部が更に備えられていることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の加熱炉の排熱回収設備。   The exhaust path of the combustion exhaust gas is set to both the exhaust gas flue and the bypass flue for each heating furnace, or a flue switching unit that sets only the exhaust gas flue is further provided. The exhaust heat recovery equipment for a heating furnace according to any one of claims 1 to 3, wherein 請求項1記載の排熱回収設備を用いた加熱炉の排熱回収方法であって、
前記排ガス流量計算部において、前記加熱炉の燃料消費量と前記燃焼排ガス中の酸素濃度から前記計算排ガス流量を計算するとともに、前記計算排ガス流量を前記制御部に出力し、
前記制御部において、前記計算排ガス流量が前記誘引ファンの最大誘引流量以下の場合は、前記誘引ファンの誘引流量を前記計算排ガス流量にし、
前記計算排ガス流量が前記誘引ファンの最大誘引流量を超える場合は、前記誘引ファンの誘引流量を前記最大誘引流量とすることを特徴とする加熱炉の排熱回収方法。
An exhaust heat recovery method for a heating furnace using the exhaust heat recovery facility according to claim 1,
In the exhaust gas flow rate calculation unit, the calculated exhaust gas flow rate is calculated from the fuel consumption of the heating furnace and the oxygen concentration in the combustion exhaust gas, and the calculated exhaust gas flow rate is output to the control unit,
In the control unit, when the calculated exhaust gas flow rate is less than or equal to the maximum induced flow rate of the attracting fan, the induced flow rate of the attracting fan is set to the calculated exhaust gas flow rate,
The exhaust heat recovery method for a heating furnace, wherein when the calculated exhaust gas flow rate exceeds the maximum attractive flow rate of the induction fan, the induction flow rate of the induction fan is set as the maximum attractive flow rate.
前記熱回収ボイラの上流側の前記排ガス煙道に圧力計が更に備えられた前記排熱回収設備を用い、
前記計算排ガス流量が前記最大誘引流量以下の場合に、予め求めた前記熱回収ボイラを通過する前記燃焼排ガスの流量と前記熱回収ボイラ直前の燃焼排ガスの圧力との関係に基づき、前記計算排ガス流量から前記熱回収ボイラ直前の前記燃焼排ガスの圧力目標値を設定し、前記圧力計による計測値が前記圧力目標値になるように前記誘引ファンを制御することを特徴とする請求項5に記載の加熱炉の排熱回収方法。
Using the exhaust heat recovery equipment further provided with a pressure gauge in the exhaust gas flue upstream of the heat recovery boiler,
When the calculated exhaust gas flow rate is less than or equal to the maximum attraction flow rate, the calculated exhaust gas flow rate is based on the relationship between the flow rate of the combustion exhaust gas that passes through the heat recovery boiler determined in advance and the pressure of the combustion exhaust gas immediately before the heat recovery boiler. The pressure target value of the combustion exhaust gas immediately before the heat recovery boiler is set to control the induction fan so that the measured value by the pressure gauge becomes the pressure target value. Waste heat recovery method for heating furnaces.
前記計算排ガス流量が前記最大誘引流量以下の場合に、予め求めた前記計算排ガス流量と前記誘引ファンの回転数との関係に基づき、前記計算排ガス流量から前記誘引ファンの回転数を決定することを特徴とする請求項5に記載の加熱炉の排熱回収方法。   When the calculated exhaust gas flow rate is equal to or less than the maximum induced flow rate, the rotational speed of the induction fan is determined from the calculated exhaust gas flow rate based on the relationship between the calculated exhaust gas flow rate and the rotational speed of the induction fan obtained in advance. The method for recovering exhaust heat from a heating furnace according to claim 5, wherein:
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