(57)【要約】【課題】メイン燃焼運転とパイロット燃焼運転との間で燃焼状態を切り替え可能な燃焼器を備えた燃焼システム及びその運転制御方法において、燃焼器におけるメイン燃焼運転からパイロット燃焼運転への燃焼状態の切り替え時における排ガス路からその下流側への排ガスの排出流量の低下を抑制し、安定したパイロット燃焼運転を維持する。【解決手段】燃焼用空気路１１に設けられ、メイン燃焼運転時に開放状態とされ、一方パイロット燃焼運転時に絞り状態とされる燃焼用空気ダンパ１２を備え、燃焼用空気路１１における燃焼用空気ダンパ１２の上流側と加熱炉内３０から排出された排ガスＥが通流する排ガス路とを接続するバイパス空気路１３に設けられ、メイン燃焼運転時に絞り状態とされ、一方パイロット燃焼運転時に開放状態とされるバイパス空気ダンパ１４を備える。【選択図】図２
2014102022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱炉内にメイン燃料供給流量の燃料を噴射して燃焼させるメイン燃焼運転と、同加熱炉内に前記メイン燃料供給流量よりも少ないパイロット燃料供給流量の燃料を噴射して燃焼させるパイロット燃焼運転との間で燃焼状態を切り替え可能な燃焼器と、
前記燃焼器に燃焼用空気路を介して燃焼用の空気を供給する空気ファンと、
前記燃焼器への燃焼用の空気の供給流量を前記燃焼器の燃焼状態の切り替え動作に応じて調整する燃焼用空気調整手段とを備えた燃焼システムであって、
前記燃焼用空気調整手段として、前記燃焼用空気路に設けられ、前記メイン燃焼運転時に開放状態とされ、一方前記パイロット燃焼運転時に前記開放状態よりも開度を縮小した絞り状態とされる燃焼用空気ダンパを備え、
前記燃焼用空気路における前記燃焼用空気ダンパの上流側と前記加熱炉内から排出された排ガスが通流する排ガス路とを接続するバイパス空気路を備え、
前記バイパス空気路に設けられ、前記メイン燃焼運転時に絞り状態とされ、一方前記パイロット燃焼運転時に前記絞り状態よりも開度を拡大した開放状態とされるバイパス空気ダンパを備えた燃焼システム。
【請求項２】
前記排ガス路における前記バイパス空気路との接続部よりも下流側に設けられ、前記メイン燃焼運転時に開放状態とされ、一方前記パイロット燃焼運転時に絞り状態とされる排ガスダンパを備えた請求項１に記載の燃焼システム。
【請求項３】
前記パイロット燃焼運転時において、前記排ガスダンパの上流側圧力が所定圧力に維持されるように、前記空気ファンの送風量、前記バイパス空気ダンパの開放状態の開度及び前記排ガスダンパの絞り状態の開度の少なくとも一方を設定する請求項２に記載の燃焼システム。
【請求項４】
前記燃焼用空気ダンパ、前記バイパス空気ダンパ、及び前記排ガスダンパの夫々が、流路内に配置した弁体ディスクを、当該流路を横断する軸を中心に回転駆動させるバタフライ弁で構成され、夫々の前記弁体ディスクを共通の駆動装置により回転駆動するように構成されている請求項２又は３に記載の燃焼システム。
【請求項５】
前記排ガス路が、別の燃焼システムの排ガス路が接続された集合排ガス路に接続され、
前記集合排ガス路が、前記排ガスを誘引する誘引部に接続されている請求項１〜４の何れか１項に記載の燃焼システム。
【請求項６】
加熱炉内にメイン燃料供給流量の燃料を噴射して燃焼させるメイン燃焼運転と、同加熱炉内に前記メイン燃料供給流量よりも少ないパイロット燃料供給流量の燃料を噴射して燃焼させるパイロット燃焼運転との間で燃焼状態を切り替え可能な燃焼器と、
前記燃焼器に燃焼用空気路を介して燃焼用の空気を供給する空気ファンと、
前記燃焼器への燃焼用の空気の供給流量を前記燃焼器の燃焼状態の切り替え動作に応じて調整する燃焼用空気調整手段とを備えた燃焼システムの運転制御方法であって、
前記燃焼システムに、
前記燃焼用空気調整手段として前記燃焼用空気路に設けられた燃焼用空気ダンパと、
前記燃焼用空気路における前記燃焼用空気ダンパの上流側と前記加熱炉内から排出された排ガスが通流する排ガス路とを接続するバイパス空気路と、
前記バイパス空気路に設けられたバイパス空気ダンパとを設け、
前記燃焼用空気ダンパを、前記メイン燃焼運転時に開放状態とし、一方前記パイロット燃焼運転時に前記開放状態よりも開度を縮小した絞り状態とするように作動させると共に、
前記バイパス空気ダンパを、前記メイン燃焼運転時に絞り状態とし、一方前記パイロット燃焼運転時に前記絞り状態よりも開度を拡大した開放状態とするように作動させる燃焼システムの運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱炉内にメイン燃料供給流量の燃料を噴射して燃焼させるメイン燃焼運転と、同加熱炉内に前記メイン燃料供給流量よりも少ないパイロット燃料供給流量の燃料を噴射して燃焼させるパイロット燃焼運転との間で燃焼状態を切り替え可能な燃焼器と、
前記燃焼器に燃焼用空気路を介して燃焼用の空気を供給する空気ファンと、
前記燃焼器への燃焼用の空気の供給流量を前記燃焼器の燃焼状態の切り替え動作に応じて調整する燃焼用空気調整手段とを備えた燃焼システム及びその運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
メイン燃焼運転とパイロット燃焼運転との間で燃焼状態を切り替え可能な燃焼器を備えた燃焼システムでは、通常、その燃焼器の燃焼状態の切り替えに合わせて、燃焼器への燃焼用の空気の供給流量が切り替えられる。
具体的には、燃焼器で比較的多い所定のメイン燃料供給流量の燃料を加熱炉内に噴射して燃焼させるメイン燃焼運転時には、その燃焼に必要な比較的多い流量の燃焼用の空気が燃焼器に供給されることになる。一方、燃焼器でメイン燃料供給流量よりも少ない所定のパイロット燃料供給流量の燃料を加熱炉内に噴射して燃焼させるパイロット燃焼運転時には、その燃焼に必要な比較的少ない流量の燃焼用の空気が燃焼器に供給されることになる（例えば特許文献１を参照。）。
【０００３】
このような燃焼システムにおける燃焼器への燃焼用の空気の供給流量の切り替え調整は、通常、燃焼器へ燃焼用の空気を供給する空気ファンの回転速度の切り替え調整や、燃焼器に燃焼用空気を導入する燃焼用空気路に設けた燃焼用空気ダンパの開度の切り替え調整により行われる。即ち、メイン燃焼運転からパイロット燃焼運転への燃焼状態の切り替えに伴って燃焼器への燃料の供給流量が縮小されたときには、それに合わせて、空気ファンの回転速度が低下されたり、燃焼用空気ダンパの開度が縮小されたりすることで、燃焼器への空気の供給流量が縮小されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１０６８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような燃焼システムでは、待機時などで実行されるパイロット燃焼運転時に、燃焼器への燃料の供給流量であるパイロット燃料供給流量をできるだけ少なくして、省エネルギ化を図ることが望まれる。
しかしながら、従来の燃焼システムでは、空気ファンの回転速度や燃焼用空気ダンパの開度の切り替え調整幅に制限があるためにパイロット燃焼運転への燃焼状態の切り替え時に燃焼器への空気の供給流量を十分に縮小できなかったため、その空気の供給流量の縮小に合わせて縮小されるパイロット燃料供給流量についても十分に縮小することができず、結果、十分な省エネルギ化を実現することができなかった。
【０００６】
また、パイロット燃焼運転への燃焼状態の切り替え時において、加熱炉内で生成される排ガス量がメイン燃焼運転時と比べて大幅に少なくなるので、加熱炉内から排ガス路への排ガスの排出流量も大幅に少なくなり、加熱炉内から排ガス路への排ガスの押し込み力が低下する。すると、例え排ガス路が煙突等に接続されて当該煙突におけるドラフト効果により排ガスが誘引される構成を採用した場合でも、排ガス路からその下流側への排ガスの排出流量が低下してしまい、結果、加熱炉内の燃焼器におけるパイロット燃焼運転が不安定になったり、そのパイロット燃焼運転が維持できなくなるなどの問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、メイン燃焼運転とパイロット燃焼運転との間で燃焼状態を切り替え可能な燃焼器を備えた燃焼システム及びその運転制御方法において、燃焼器におけるメイン燃焼運転からパイロット燃焼運転への燃焼状態の切り替え時における排ガス路からその下流側への排ガスの排出流量の低下を抑制し、安定したパイロット燃焼運転を維持できる技術を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するための本発明に係る燃焼システムは、
加熱炉内にメイン燃料供給流量の燃料を噴射して燃焼させるメイン燃焼運転と、同加熱炉内に前記メイン燃料供給流量よりも少ないパイロット燃料供給流量の燃料を噴射して燃焼させるパイロット燃焼運転との間で燃焼状態を切り替え可能な燃焼器と、
前記燃焼器に燃焼用空気路を介して燃焼用の空気を供給する空気ファンと、
前記燃焼器への燃焼用の空気の供給流量を前記燃焼器の燃焼状態の切り替え動作に応じて調整する燃焼用空気調整手段とを備えた燃焼システムであって、
その第１特徴構成は、
前記燃焼用空気調整手段として、前記燃焼用空気路に設けられ、前記メイン燃焼運転時に開放状態とされ、一方前記パイロット燃焼運転時に前記開放状態よりも開度を縮小した絞り状態とされる燃焼用空気ダンパを備え、
前記燃焼用空気路における前記燃焼用空気ダンパの上流側と前記加熱炉内から排出された排ガスが通流する排ガス路とを接続するバイパス空気路を備え、
前記バイパス空気路に設けられ、前記メイン燃焼運転時に絞り状態とされ、一方前記パイロット燃焼運転時に前記絞り状態よりも開度を拡大した開放状態とされるバイパス空気ダンパを備えた点にある。
【０００９】
また、この目的を達成するための本発明に係る燃焼システムの運転制御方法は、
加熱炉内にメイン燃料供給流量の燃料を噴射して燃焼させるメイン燃焼運転と、同加熱炉内に前記メイン燃料供給流量よりも少ないパイロット燃料供給流量の燃料を噴射して燃焼させるパイロット燃焼運転との間で燃焼状態を切り替え可能な燃焼器と、
前記燃焼器に燃焼用空気路を介して燃焼用の空気を供給する空気ファンと、
前記燃焼器への燃焼用の空気の供給流量を前記燃焼器の燃焼状態の切り替え動作に応じて調整する燃焼用空気調整手段とを備えた燃焼システムの運転制御方法であって、
その第１特徴構成は、
前記燃焼システムに、
前記燃焼用空気調整手段として前記燃焼用空気路に設けられた燃焼用空気ダンパと、
前記燃焼用空気路における前記燃焼用空気ダンパの上流側と前記加熱炉内から排出された排ガスが通流する排ガス路とを接続するバイパス空気路と、
前記バイパス空気路に設けられたバイパス空気ダンパとを設け、
前記燃焼用空気ダンパを、前記メイン燃焼運転時に開放状態とし、一方前記パイロット燃焼運転時に前記開放状態よりも開度を縮小した絞り状態とするように作動させると共に、
前記バイパス空気ダンパを、前記メイン燃焼運転時に絞り状態とし、一方前記パイロット燃焼運転時に前記絞り状態よりも開度を拡大した開放状態とするように作動させる点にある。
【００１０】
尚、本願において、説明を簡単にするために、空気ファンから燃焼用空気路を介して燃焼器への燃焼用の空気の供給流量を「燃焼用空気供給流量」と呼び、また、空気ファンからパイパス空気路を介する排ガス路への空気の供給流量を「パイパス空気供給流量」と呼び、また、加熱炉内から排ガス路へ排出される排ガス（以下「炉内排ガス」と呼ぶ。）の流量を「炉内排ガス排出流量」と呼び、また、排ガス路におけるバイパス空気路との接続部よりも下流側を通過しパイパス空気路から空気が供給された場合にその空気を含む排ガスの流量を「混合排ガス排出流量」と呼ぶ場合がある。
【００１１】
上記燃焼システム及びその運転制御方法の第１特徴構成によれば、燃焼器においてメイン燃焼運転とパイロット燃焼運転との間で燃焼状態が切り替えられた場合には、燃焼器へ向けて燃焼用空気ダンパを通過する空気の流量である燃焼用空気供給流量が燃焼用空気ダンパの開度の切り替え調整により変更され、排ガス路へ向けてバイパス空気ダンパを通過する空気の流量であるバイパス空気供給流量がバイパス空気ダンパの開度の切り替え調整により変更される。
具体的には、パイロット燃焼運転への燃焼状態の切り替え時において、燃焼用空気ダンパが開放状態から絞り状態に遷移する形態で開度が縮小されるので、燃焼器への燃焼用空気供給流量が減少されることになる。よって、パイロット燃焼運転を行う燃焼器には、当該パイロット燃焼運転を行うために適当な燃焼用空気供給流量で空気が供給されることになる。
一方、同じくパイロット燃焼運転への燃焼状態の切り替え時において、バイパス空気ダンパが絞り状態から開放状態に遷移する形態で開度が拡大されるので、バイパス空気供給流量が増加されることになる。よって、パイロット燃焼運転時の排ガス路には、例え加熱炉内で生成される排ガス量がメイン燃焼運転時と比べて大幅に少なくなることで加熱炉内からの排ガスの排出流量が大幅に少なくなったとしても、その少ない排ガスに対して、バイパス空気路を介して比較的多くの空気が比較的強く押し込まれて混合されることになる。
よって、排ガス路からその下流側へ向けて、その空気が混合された比較的多くの排ガスが比較的強く押し出されることになるので、結果、加熱炉内から排ガス路への排ガスの排出を良好なものに維持しながら、加熱炉内の燃焼器におけるパイロット燃焼運転を安定したものに維持することができる。
以上のように、本発明により、燃焼器におけるメイン燃焼運転からパイロット燃焼運転への燃焼状態の切り替え時に排ガス路からその下流側への排ガスの排出流量の低下を抑制し、安定したパイロット燃焼運転を維持できる燃焼システム及びその運転制御方法を実現することができる。
【００１２】
本発明に係る燃焼システムの第２特徴構成は、上記燃焼システムの第１特徴構成に加えて、
前記排ガス路における前記バイパス空気路との接続部よりも下流側に設けられ、前記メイン燃焼運転時に開放状態とされ、一方前記パイロット燃焼運転時に絞り状態とされる排ガスダンパを備えた点にある。
【００１３】
パイロット燃焼運転への燃焼状態の切り替え時において、燃焼器への燃料の供給流量であるパイロット燃料供給流量を大幅に減少させることで一層の省エネルギ化を図る場合には、加熱炉内から排ガス路への炉内排ガス排出流量が大幅に減少することになる。このようなパイロット燃焼運転への燃焼状態の切り替え時には、パイロット空気路から排ガス路へのパイロット空気供給流量を増加させたとしても、排ガス路におけるバイパス空気路との接続部よりも下流側を通過する排ガスの流量である混合排ガス排出流量は減少することがあり、結果、加熱炉内及び排ガス路の圧力が低下して不安定になることで、燃焼器におけるパイロット燃焼運転が不安定になる場合がある。
そこで、上記燃焼システムの第２特徴構成によれば、燃焼器においてメイン燃焼運転とパイロット燃焼運転との間で燃焼状態が切り替えられた場合には、排ガス路におけるバイパス空気路との接続部よりも下流側の流路断面積が排ガスダンパの開度の切り替え調整により変更される。
具体的には、パイロット燃焼運転への燃焼状態の切り替え時において、排ガスダンパが開放状態から絞り状態に遷移する形態で開度が縮小されるので、混合排ガス排出流量が減少した場合でも、排ガスダンパの上流側圧力、即ち加熱炉内の圧力が比較的高い状態で安定したものとなり、結果、燃焼器におけるパイロット燃焼運転が安定したものに維持されることになる。
【００１４】
本発明に係る燃焼システムの第３特徴構成は、上記燃焼システムの第２特徴構成に加えて、
前記パイロット燃焼運転時において、前記排ガスダンパの上流側圧力が所定圧力に維持されるように、前記空気ファンの送風量、前記バイパス空気ダンパの開放状態の開度及び前記排ガスダンパの絞り状態の開度の少なくとも一方を設定する点にある。
【００１５】
上記燃焼システムの第３特徴構成によれば、パイロット燃焼運転時においては、空気ファンの送風量と、その送風量におけるバイパス空気ダンパの開放状態の開度及び排ガスダンパの絞り状態の開度の少なくとも一方が調整されて、排ガスダンパの上流側圧力、即ち加熱炉内の圧力が所定圧力に維持される。
よって、パイロット燃焼運転時において、加熱炉内の圧力が一層安定したものとなり、結果、燃焼器におけるパイロット燃焼運転が一層安定したものに維持されることになる。
【００１６】
本発明に係る燃焼システムの第４特徴構成は、上記燃焼システムの第２乃至第３特徴構成の何れかに加えて、
前記燃焼用空気ダンパ、前記バイパス空気ダンパ、及び前記排ガスダンパの夫々が、流路内に配置した弁体ディスクを、当該流路を横断する軸を中心に回転駆動させるバタフライ弁で構成され、夫々の前記弁体ディスクを共通の駆動装置により回転駆動するように構成されている点にある。
【００１７】
上記燃焼システムの第４特徴構成によれば、燃焼用空気ダンパ、バイパス空気ダンパ、及び排ガスダンパについては、上記バタフライ弁で構成するというように、合理的な構成を採用することができ、これらバタフライ弁の開放状態と絞り状態との切り替え、並びに夫々の状態における開度の調整を容易に行うことができる。
また、これらバタフライ弁の夫々の弁体ディスクについては、共に、燃焼器においてメイン燃焼運転とパイロット燃焼運転との間で燃焼状態が切り替えられたときに、流路の軸方向に沿った開放状態と流路の横断方向に沿った絞り状態との間で姿勢が変化する形態で、略９０度回転駆動すれば良いため、共通の駆動装置により駆動するというように、合理的な構成を採用することができる。
【００１８】
本発明に係る燃焼システムの第５特徴構成は、上記燃焼システムの第１乃至第４特徴構成の何れかに加えて、
前記排ガス路が、別の燃焼システムの排ガス路が接続された集合排ガス路に接続され、
前記集合排ガス路が、前記排ガスを誘引する誘引部に接続されている点にある。
【００１９】
ファンの回転駆動により誘引力を発揮する排気ファンやドラフト効果により誘引力を発揮する煙突などの上記誘引部に集合排ガス路が接続され、その集合排ガス路に対して本発明に係る燃焼システムの排ガスに加えて別の燃焼システムの排ガス路が接続されている場合には、夫々の排ガス路から集合排ガス路への排ガスの排出流量が変動することから、その集合排ガス路から夫々の排ガス路に対して付加される排ガスの誘引力が不安定になることがある。
しかし、本発明に係る燃焼システムでは、このように排ガス路に対して付加される排ガスの誘引力が不安定になった場合でも、パイロット燃焼運転時において、排ガス路からその集合排ガス路に対して、その空気が混合された比較的多くの排ガスが比較的強く押し出すので、加熱炉内から排ガス路への排ガスの排出を良好なものに維持しながら、加熱炉内の燃焼器におけるパイロット燃焼運転を安定したものに維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態の燃焼システムのメイン燃焼運転時における状態を示す概略構成図
【図２】本実施形態の燃焼システムのパイロット燃焼運転時における状態を示す概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る燃焼システム及びその運転制御方法の実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１に示す燃焼システム１には、密閉式の加熱炉内３０に天然ガス等の燃料Ｇを噴射して燃焼させる燃焼器２０が設けられている。
この燃焼器２０は、開口部２１ａを加熱炉内３０に挿入した姿勢で加熱炉内３０の壁部に固設される筒状のバーナケーシング２１を備え、そのバーナケーシング２１の開口部２１ａに、加熱炉内３０へメイン燃料供給流量の燃料Ｇを噴射させて燃焼させるメイン燃料ノズル２２と、加熱炉内３０へメイン燃料供給流量よりも少ないパイロット燃料供給流量の燃料Ｇを噴射させて燃焼させるパイロット燃料ノズル２４とを配置している。
メイン燃料ノズル２２に対する燃料Ｇの供給流量を調整可能な比例弁等からなるメイン燃料調整弁２３と、パイロット燃料ノズル２４に対する燃料Ｇの供給流量を調整可能な比例弁等からなるパイロット燃料調整弁２５とが設けられており、共通の整圧弁２７により圧力が所定圧力に調整された後の燃料Ｇが、夫々の調整弁２３、２５側に分配供給される。
【００２２】
燃焼器２０による燃焼によって生成された排ガスＥは、加熱炉内３０を通流して当該加熱炉内３０に設置された加熱対象物（図示省略）を加熱した後に、燃焼器２０の配置箇所とは反対側に設けられた連通路３１を介して排ガス路３３に排出される。
また、この排ガス路３３は、別の燃焼システムの排ガス路３７が接続された集合排ガス路３６に接続されており、更に、この集合排ガス路３６は、排ガスＥを誘引する誘引部として、ドラフト力により集合排ガス路３６の排ガスＥを誘引する煙突４０に接続されている。
【００２３】
燃焼システム１には、燃焼器２０に燃焼用空気路１１を介して燃焼用の空気Ａを供給する空気ファン１０が設けられており、更に、燃焼用空気路１１には、燃焼器２０への燃焼用の空気Ａの供給流量を燃焼器２０の燃焼状態の切り替え動作に応じて切り替える燃焼用空気調整手段として、開度が大きい開放状態と当該開放状態よりも開度が小さい絞り状態との間で開度調整が可能な燃焼用空気ダンパ１２が設けられている。また、燃焼器２０に供給された燃焼用の空気Ａは、基端部２１ｂからバーナケーシング２１内に流入し、燃料ノズル２２、２４が配置された開口部２１ａから炉内３０に噴出されることで、燃料ノズル２２、２４から噴出した燃料Ｇの燃焼用に利用されることになる。
【００２４】
燃焼用空気路１１における燃焼用空気ダンパ１２の上流側と排ガス路３３とを接続するバイパス空気路１３が設けられており、このバイパス空気路１３には、開度が大きい開放状態と当該開放状態よりも開度が小さい絞り状態との間で開度を切り替え調整可能なバイパス空気ダンパ１４が設けられている。
また、排ガス路３３におけるバイパス空気路１３との接続部よりも下流側には、開度が大きい開放状態と当該開放状態よりも開度が小さい絞り状態との間で開度を切り替え調整可能な排ガスダンパ３４が設けられている。
上記燃焼用空気ダンパ１２、バイパス空気ダンパ１４、及び排ガスダンパ３４は、共に、流路１１、１３、３３内に配置した弁体ディスク１２ａ、１４ａ、３４ａを、当該流路１１、１３、３３を横断する軸１２ｂ、１４ｂ、３４ｂを中心に回転駆動させるバタフライ弁で構成されている。
そして、夫々の弁体ディスク１２ａ、１４ａ、３４ａは、共通の駆動装置３８により回転駆動される。
【００２５】
燃焼システム１には、当該燃焼システム１の運転制御方法を実行する制御装置５０が設けられている。
この制御装置５０は、外部から入力された指令に基づいて、燃焼器２０の燃焼状態を、比較的高い燃焼負荷を実現するメイン燃焼運転と、当該メイン燃焼運転よりも低い燃焼負荷を実現するパイロット燃焼運転との間で切り替える燃焼状態切替制御を実行する。
更に、この燃焼状態切替制御では、燃焼器２０の燃焼状態の切り替えに合わせて、燃焼用の空気Ａ及び排ガスＥの通流状態が適切に切り替えられて、燃焼器２０の燃焼状態が安定したものに維持されている。
以下に、かかる燃焼状態切替制御を含む運転制御方法の詳細について、説明を加える。
【００２６】
（メイン燃焼運転）
先ず、図１に示すように、燃焼器２０の燃焼状態が比較的高い燃焼負荷を実現するメイン燃焼運転における制御装置５０による運転制御方法について説明する。
メイン燃焼運転時において、メイン燃料調整弁２３は開放状態とされてその開度が適宜調整されることで、比較的多くのメイン燃料供給流量の燃料Ｇがメイン燃料ノズル２２に供給され、その燃料Ｇが加熱炉内３０に噴射されて燃焼し、比較的大きな火炎Ｆが加熱炉内３０に形成される。
同時に、メイン燃焼運転時において、燃焼用空気ダンパ１２は開放状態とされてその開度が適宜調整されることで、燃焼器２０において比較的多くのメイン燃料供給流量の燃料Ｇが燃焼するのに適した比較的多くの流量の空気Ａが、燃焼用空気路１１を介して燃焼器２０に供給されて、燃料Ｇの燃焼用に利用される。
尚、メイン燃焼運転時に燃焼器２０に供給される燃料Ｇに対する空気Ａの割合である空燃比は、希薄燃焼による低ＮＯｘ化を実現するために、理論空燃比よりも大きめに設定されている。更に、このような高い空燃比での安定した燃焼を実現するために、メイン燃焼運転時においても、パイロット燃料調整弁２５が開放状態とされて、パイロット燃料ノズル２４からの燃料Ｇの噴出も行われ、このパイロット燃料ノズル２４からの燃料Ｇの噴出により形成される火炎により全体の火炎Ｆの保炎が行われている。
【００２７】
更に、このメイン燃焼運転時において、バイパス空気ダンパ１４は絞り状態とされてその開度が適宜調整される。このことにより、バイパス空気路１３におけるバイパス空気供給流量が少なくなり、空気ファン１０が燃焼用空気路１１に送り込む空気Ａの殆どが、燃焼器２０に燃焼用の空気Ａとして供給されメイン燃焼用に利用される。
また、燃焼器２０のメイン燃焼運転によって加熱炉内３０に生成される排ガスＥは、多くの燃料Ｇが燃焼することから比較的多くなり、その多くの排ガスＥが加熱炉内３０から排ガス路３３に排出されることになる。
そこで、メイン燃焼時において、排ガスダンパ３４は開放状態とされてその開度が適宜調整される。このことにより、その多くの排ガスＥが連通路３１を介して排ガス路３３に受け入れられ、当該排ガスＥが、開放状態となる排ガスダンパ３４を通過して、集合排ガス路３６に良好に排出されることになる。
【００２８】
（パイロット燃焼運転）
次に、図２に示すように、燃焼器２０の燃焼状態が待機時等において比較的低い燃焼負荷を実現するパイロット燃焼運転における制御装置５０による運転制御方法について説明する。
パイロット燃焼運転時において、メイン燃料調整弁２３は遮断状態とされることで、メイン燃料ノズル２２への燃料Ｇの供給は遮断され、更に、パイロット燃料調整弁２５は開放状態とされてその開度が適宜調整されることで、上述したメイン燃料供給流量よりも少ないパイロット燃料供給流量の燃料Ｇがパイロット燃料ノズル２４に供給され、その燃料Ｇが加熱炉内３０に噴射されて燃焼し、比較的小さな火炎Ｆが加熱炉内３０に形成される。
同時に、パイロット燃焼運転時において、燃焼用空気ダンパ１２は上述した開放状態よりも開度が小さい絞り状態とされてその開度が適宜調整されることで、燃焼器２０において比較的少ないパイロット燃料供給流量の燃料Ｇが燃焼するのに適した比較的少ない流量の空気Ａが、燃焼用空気路１１を介して燃焼器２０に供給されて、燃料Ｇの燃焼用に利用される。
尚、パイロット燃焼運転時に燃焼器２０に供給される燃料Ｇに対する空気Ａの割合である空燃比は、安定燃焼を実現するために、略理論空燃比に設定されている。
【００２９】
更に、パイロット燃焼運転時において、バイパス空気ダンパ１４は上述した絞り状態よりも開度が大きい開放状態とされてその開度が適宜調整される。このことにより、バイパス空気路１３におけるバイパス空気供給流量が多くなり、空気ファン１０が燃焼用空気路１１に送り込む空気Ａのうち、燃焼器２０に供給される分を除く残部が、バイパス空気路１３を介して排ガス路３３に供給される。
また、燃焼器２０のパイロット燃焼運転によって加熱炉内３０に生成される排ガスＥは、少ない燃料Ｇが燃焼することから比較的少なくなり、その少ない排ガスＥが加熱炉内３０から排ガス路３３に排出されることになる。
そして、上記バイパス空気ダンパ１４が開放状態となることで、排ガス路３３では、その少ない排ガスＥに対して、バイパス空気路１３を介して比較的多くの空気Ａが比較的強く押し込まれて混合されることになり、結果、加熱炉内３０から排ガス路３３への排ガスの排出が良好なものに維持されながら、加熱炉内３０の燃焼器２０におけるパイロット燃焼運転が安定したものに維持されることになる。
【００３０】
しかし、このパイロット燃焼運転時において、バイパス空気路１３から供給された空気Ａが混合された排ガスＥの流量である混合排ガス排出流量は、上記メイン燃焼運転時と比較して、燃焼器２０における燃焼量が少なくなった分少なくなる。
そこで、パイロット燃焼運転時において、排ガス路３３のバイパス空気路１３との接続部よりも下流側に設けられた排ガスダンパ３４は、上述した開放状態よりも開度が小さい絞り状態とされてその開度が適宜調整される。このことにより、排ガスダンパ３４の上流側圧力、即ち加熱炉内３０の圧力が比較的高い状態で安定したものに維持され、結果、燃焼器２０におけるパイロット燃焼運転が一層安定したものに維持される。
【００３１】
更に、制御装置５０は、上述したようなパイロット燃焼運転時において、排ガスダンパ３４の上流側圧力が所定圧力に維持されるように、空気ファン１０の送風量と、その送風量におけるバイパス空気ダンパ１４の開放状態の開度及び排ガスダンパ３４の絞り状態の開度の少なくとも一方のパラメータを設定するためのパラメータ制御を実行する。
具体的には、かかるパラメータ制御では、排ガスダンパ３４の上流側に設けた圧力センサ３９で検出される排ガスダンパ３４の上流側圧力がパイロット燃焼運転に適した所定圧力範囲に対して低い側に乖離した場合には、空気ファン１０の送風量が増加される、又はバイパス空気ダンパ１４の開放状態の開度が増加されることで、排ガス路３３への空気Ａの供給量が増加されたり、排ガスダンパ３４の絞り状態の開度が減少されることで、排ガスダンパ３４の上流側に付加される背圧が増加されたりする形態で上記パラメータが制御され、結果、上記上流側圧力が上昇して所定圧力範囲に戻される。
一方、圧力センサ３９で検出される排ガスダンパ３４の上流側圧力がパイロット燃焼運転に適した所定圧力範囲に対して高い側に乖離した場合には、空気ファン１０の送風量が減少される、又は、バイパス空気ダンパ１４の開放状態の開度が減少されることで、排ガス路３３への空気Ａの供給量が減少されたり、排ガスダンパ３４の絞り状態の開度が増加されることで、排ガスダンパ３４の上流側に付加される背圧が減少されたりする形態で上記パラメータが制御され、結果、上記上流側圧力が低下して所定圧力範囲に戻される。
【００３２】
〔別実施形態〕
本発明の別の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
【００３３】
（１）上記実施形態では、排ガス路３３におけるバイパス空気路１３との接続部よりも下流側に排ガスダンパ３４を設け、その排ガスダンパ３４をメイン燃焼運転時に開放状態とし、一方パイロット燃焼運転時に絞り状態としたが、その排ガスダンパ３４の開度調整を別の状態で行ってもよく、また、排ガス路３３からその下流側の集合排ガス路３６への排ガスＥの排出流量が、メイン燃焼運転時とパイロット燃焼時とで変化しない場合などにおいては、その排ガスダンパ３４の開度調整を省略したり、その排ガスダンパ３４自身を省略しても構わない。
【００３４】
（２）上記実施形態では、パイロット燃焼運転時において、排ガスダンパ３４の上流側圧力が所定圧力に維持されるように、空気ファン１０の送風量と、その送風量におけるバイパス空気ダンパ１４の開放状態の開度及び排ガスダンパ３４の絞り状態の開度の少なくとも一方のパラメータを設定するためのパラメータ制御を実行したが、パイロット燃焼運転時におけるこれらのパラメータが適切に決定されており、加熱炉内３０の圧力が適切な圧力範囲内に維持されている場合には、このようなパラメータ制御を簡略化又は省略しても構わない。
【００３５】
（３）上記実施形態では、燃焼用空気ダンパ１２、バイパス空気ダンパ１４、及び排ガスダンパ３４をバタフライ弁で構成したが、別の形態の弁で構成しても構わない。また、これらバタフライ弁の全ての弁体ディスクを共通の駆動装置３８で駆動するようにしたが、一部の弁体ディスクを共通の駆動装置３８で駆動したり、全ての弁体ディスクを個別の駆動装置で駆動しても構わない。
【００３６】
（４）上記実施形態では、集合排ガス路３６を煙突４０に接続し、その煙突４０のドラフト力で排ガスＥを誘引するようにしたが、排気ファンなどを設け、別の方式で排ガスＥを誘引するように構成しても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、加熱炉内にメイン燃料供給流量の燃料を噴射して燃焼させるメイン燃焼運転と、同加熱炉内に前記メイン燃料供給流量よりも少ないパイロット燃料供給流量の燃料を噴射して燃焼させるパイロット燃焼運転との間で燃焼状態を切り替え可能な燃焼器と、前記燃焼器に燃焼用空気路を介して燃焼用の空気を供給する空気ファンと、前記燃焼器への燃焼用の空気の供給流量を前記燃焼器の燃焼状態の切り替え動作に応じて調整する燃焼用空気調整手段とを備えた燃焼システム及びその運転制御方法として好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１        ：燃焼システム
１０      ：空気ファン
１１      ：燃焼用空気路
１２      ：燃焼用空気ダンパ（燃焼用空気調整手段）
１２ａ    ：弁体ディスク
１２ｂ    ：軸
１３      ：バイパス空気路
１４      ：バイパス空気ダンパ
２０      ：燃焼器
３０      ：加熱炉内
３３      ：排ガス路
３４      ：排ガスダンパ
３６      ：集合排ガス路
３７      ：別の燃焼システムの排ガス路
３８      ：駆動装置
４０      ：煙突（誘引部）
Ａ        ：空気
Ｅ        ：排ガス
Ｇ        ：燃料
【図１】
2014102022.tif 000003
【図２】
2014102022.tif 000004