(57)【要約】【課題】本発明は、消費電力の増加を抑止しつつ、排熱回収量を高められる排熱回収装置の提供を目的とする。【解決手段】本発明の排熱回収装置は、焼結機に設置された焼結鉱クーラから発生する排ガスの排熱を回収する排熱回収装置であって、焼結鉱クーラから排ガスを回収する１又は複数のダクトと、上記１又は複数のダクトに連結され、排ガス中のダストを除去する集塵機と、上記集塵機の後段に配設され、排ガスから排熱を回収する排熱回収ボイラと、上記ダクトから分岐し、上記集塵機をバイパスして上記排熱回収ボイラへ排ガスを送るバイパスダクトと、上記ダクトに配設されるダスト濃度計と、上記焼結鉱クーラから回収した排ガスを上記バイパスダクトを介した送風に切り換える切り換えダンパと、上記ダスト濃度計の計測濃度に応じて上記切り換えダンパを制御する制御部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結機に設置された焼結鉱クーラから発生する排ガスの排熱を回収する排熱回収装置であって、
焼結鉱クーラから排ガスを回収する１又は複数のダクトと、
上記１又は複数のダクトに連結され、排ガス中のダストを除去する集塵機と、
上記集塵機の後段に配設され、排ガスから排熱を回収する排熱回収ボイラと、
上記ダクトから分岐し、上記集塵機をバイパスして上記排熱回収ボイラへ排ガスを送るバイパスダクトと、
上記ダクトに配設されるダスト濃度計と、
上記焼結鉱クーラから回収した排ガスを上記バイパスダクトを介した送風に切り換える切り換えダンパと、
上記ダスト濃度計の計測濃度に応じて上記切り換えダンパを制御する制御部と
を備える排熱回収装置。
【請求項２】
上記バイパスダクトを通過する排ガスの流量に応じて上記排熱回収ボイラの排気ブロワ回転数を制御するインバータをさらに備える請求項１に記載の排熱回収装置。
【請求項３】
上記ダクトに配設される温度計をさらに備え、
上記切り換えダンパが、上記ダクトの上記バイパスダクトの分岐位置より下流に配設される第１開閉器と、上記バイパスダクトに配設される第２開閉器とを有する請求項１又は請求項２に記載の排熱回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排熱回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉用原料である焼結鉱は、鉄鉱石やコークスなどの原料を焼結機のパレットに装入し、これらの原料を焼結機によって焼成することにより製造される。焼成され高温となった焼結鉱は粉砕され、焼結鉱クーラ内を移動する際に空気を吹き付けることにより冷却される。
【０００３】
焼結鉱クーラに装入される時点での焼結鉱は、５００℃以上の高温であるため、その排熱を回収することが行われている。この排熱回収装置としては、焼結鉱クーラの前半部分から発生した高温の排ガスから集塵機を用いてダストを除去した後、排熱回収ボイラにより熱回収を行う装置が公知である（例えば特開２０１３−２７２４号公報参照）。
【０００４】
一般に排熱回収を効率的に行うには排ガスの温度が高い必要があるため、この従来の排熱回収装置のように焼結鉱クーラの前半部分で排ガスの回収が行われる。ところが、焼結鉱クーラの前半部分では焼結鉱の粉砕等により生じた質量の小さいダストが巻き上げられ易いため、焼結鉱クーラの前半部分で回収した排ガスをそのまま排熱回収ボイラに導入すると、排熱回収ボイラの故障等を誘発するおそれがある。このため、この従来の排熱回収装置では、集塵機によりダストを除去した排ガスが排熱回収ボイラへ送られる。
【０００５】
このように上記従来の排熱回収装置では、常に集塵機を介した排ガスが排熱回収ボイラへ供給される。このため、集塵機で圧力損失が生じ、排熱回収ボイラの排気ブロワ回転数が一定であれば排熱回収量が減少する。一方、排熱回収量を一定に保つには排気ブロワ回転数を高める必要があり排熱回収にかかる消費電力が増加する。つまり、上記従来の排熱回収装置では、排熱回収量の増加と消費電力の低減とを両立させることが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、消費電力の増加を抑止しつつ、排熱回収量を高められる排熱回収装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた発明は、焼結機に設置された焼結鉱クーラから発生する排ガスの排熱を回収する排熱回収装置であって、焼結鉱クーラから排ガスを回収する１又は複数のダクトと、上記１又は複数のダクトに連結され、排ガス中のダストを除去する集塵機と、上記集塵機の後段に配設され、排ガスから排熱を回収する排熱回収ボイラと、上記ダクトから分岐し、上記集塵機をバイパスして上記排熱回収ボイラへ排ガスを送るバイパスダクトと、上記ダクトに配設されるダスト濃度計と、上記焼結鉱クーラから回収した排ガスを上記バイパスダクトを介した送風に切り換える切り換えダンパと、上記ダスト濃度計の計測濃度に応じて上記切り換えダンパを制御する制御部とを備える。
【０００９】
当該排熱回収装置は、制御部により１又は複数のダクトに配設されるダスト濃度計の計測濃度が低い場合に、焼結鉱クーラから回収した排ガスをバイパスダクトを介した送風に切り換えることができる。このため、当該排熱回収装置ではバイパスダクトを経由して排熱回収ボイラへ供給される排ガスについては集塵機での圧力損失が発生しない。従って、当該排熱回収装置を用いることで、消費電力の増加を抑止しつつ、排熱回収量を高められる。なお、「焼結鉱」には、焼結ペレットも含む。
【００１０】
上記バイパスダクトを通過する排ガスの流量に応じて上記排熱回収ボイラの排気ブロワ回転数を制御するインバータをさらに備えるとよい。バイパスダクトを通過する排ガスの流量に応じて集塵機での圧力損失が変化する。このバイパスダクトを通過する排ガスの流量に応じて排気ブロワ回転数を制御するインバータをさらに備えることで、排熱回収量が一定に保たれ、消費電力の増加を効果的に抑止することができる。
【００１１】
上記ダクトに配設される温度計をさらに備え、上記切り換えダンパが、上記ダクトの上記バイパスダクトの分岐位置より下流に配設される第１開閉器と、上記バイパスダクトに配設される第２開閉器とを有するとよい。このようにダクトに配設される温度計をさらに備え、切り換えダンパが上記第１開閉器と上記第２開閉器とを有することで、ダクトを通過する排ガスの温度が低い場合、そのダクトの排ガスを排熱回収ボイラへ供給しないように制御することができる。これにより、排熱回収効率をさらに高めることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の排熱回収装置は、消費電力の増加を抑止しつつ、排熱回収量を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態の排熱回収装置を示す模式的構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を適宜図面を参照しつつ詳説する。
【００１５】
図１に示す当該排熱回収装置は、焼結機に設置された焼結鉱クーラＸから発生する排ガスの排熱を回収する排熱回収装置である。当該排熱回収装置は、焼結鉱クーラＸから排ガスを回収する４本のダクト１と、焼結鉱クーラＸから排ガスを放散する２本の放散管２と、排ガス中のダストを除去する集塵機３と、排ガスから排熱を回収する排熱回収ボイラ４と、集塵機３をバイパスして排熱回収ボイラ４へ排ガスを送るバイパスダクト５と、ダクト１に配設されるダスト濃度計６及び温度計７と、焼結鉱クーラＸ内の圧力を測定する圧力計８と、焼結鉱クーラＸから回収した排ガスをバイパスダクト５を介した送風に切り換える切り換えダンパ９と、切り換えダンパ９を制御する制御部１０とを主に備える。なお、図１に示す排熱回収装置では、４本のダクト１と２本の放散管２とを備えるが、ダクト１の総数及び放散管２の総数はこれに限定されるものではない。
【００１６】
＜焼結鉱クーラ＞
焼結鉱クーラＸは、例えば焼成により高温となった焼結鉱Ｙが積まれて移動するトラフ等の移動装置（不図示）を上方から覆う排ガス回収フードＸ１と、この排ガス回収フードＸ１内の焼結鉱Ｙの移動方向に対して上流側及び下流側それぞれに上記移動装置の下方から空気を送風するための上流側送風ダクトＸ２及び下流側送風ダクトＸ３と、上流側送風ダクトＸ２及び下流側送風ダクトＸ３それぞれに空気を供給する上流側ブロワＸ４及び下流側ブロワＸ５と、上流側送風ダクトＸ２から送風される空気と下流側送風ダクトＸ３から送風される空気との混合を抑制する仕切り壁Ｘ６を備える。
【００１７】
排ガス回収フードＸ１は、高温の焼結鉱Ｙとの熱交換により温度が上昇した空気（排ガス）の温度を維持しつつ排熱回収ボイラ４へ送るために、排ガスの熱拡散や排ガス自体の漏出を抑止するためのフードである。
【００１８】
上流側送風ダクトＸ２及び下流側送風ダクトＸ３は、排ガス回収フードＸ１内の焼結鉱Ｙの位置によらず冷却を進めるため、排ガス回収フードＸ１内の全体に均一な風量で空気が送られるように構成されている。例えば図１の焼結鉱クーラＸでは、上流側送風ダクトＸ２及び下流側送風ダクトＸ３は、それぞれ途中で分岐し、その分岐の末端が拡径され、排ガス回収フードＸ１内の下方全体に吹き出し口を設けることで風量の均一化を図っている。
【００１９】
上流側ブロワＸ４及び下流側ブロワＸ５は、上流側送風ダクトＸ２及び下流側送風ダクトＸ３を介して焼結鉱Ｙに空気を送風する。上流側ブロワＸ４は、室温である外気を取り込み送風してもよいが、排熱回収ボイラ４で熱回収された排ガス（空気）を循環させてもよい。このように排熱回収ボイラ４で熱回収された空気を循環させることで、排ガス回収フードＸ１の上流側から回収される排ガスの温度を高めることができるので、排熱回収ボイラ４での熱回収効率を高めることができる。一方、下流側ブロワＸ５は、焼結鉱クーラＸの出口での焼結鉱Ｙの温度を十分に低下させるために室温である外気を取り込み送風することが好ましい。
【００２０】
仕切り壁Ｘ６は、上流側送風ダクトＸ２から送風される空気と下流側送風ダクトＸ３から送風される空気とが排ガス回収フードＸ１内で混合することを抑制する。これにより排ガス回収フードＸ１の上流側から回収される排ガスの温度の低下が抑止できる。排熱回収ボイラ４で熱回収される排ガスは、主に排ガス回収フードＸ１の上流側から回収される排ガスであるため、この排ガスの温度の低下を抑止することで、排熱回収ボイラ４での熱回収効率を高めることができる。
【００２１】
仕切り壁Ｘ６の位置としては、例えば排ガス回収フードＸ１の長さ方向の中央位置とすることができる。あるいは、仕切り壁Ｘ６の位置を例えば仕切り壁Ｘ６の位置における排ガス温度が２５０℃以上３５０℃以下となるように決定してもよい。
【００２２】
この焼結鉱クーラＸでは、上述の構成により例えば５００℃以上７００℃以下程度の高温で焼結鉱クーラＸに流入してきた焼結鉱Ｙが、焼結鉱クーラＸの中を移動（図１では左から右へ移動）し、その移動中に、焼結鉱クーラＸの下から上へ流れる空気によって例えば１５０℃以上２５０℃以下程度まで冷却される。
【００２３】
＜ダクト及び放散管＞
４本のダクト１及び２本の放散管２は、４本のダクト１を焼結鉱Ｙの移動方向に対して上流側としてそれぞれ排ガス回収フードＸ１の上部に連結されている。排ガス回収フードＸ１の排ガスは、その一部が４本のダクト１により回収され、残りが２本の放散管２により放散される。
【００２４】
４本のダクト１及び２本の放散管２の間隔（隣接間隔）は特に限定されないが、４本のダクト１及び２本の放散管２は等間隔に配設されることが好ましい。これらを等間隔に配設することで、排ガス回収フードＸ１に局所的に高い圧力がかかることを抑止できるので、排ガス回収フードＸ１の耐久性を向上できる。
【００２５】
ダクト１の口径は、回収する排ガス量等により適宜決定され、例えば１本当たりの排ガス回収量が集塵機３を介さない場合で５０ｋＮｍ３／ｈ以上１５０ｋＮｍ３／ｈ以下となるように設定できる。
【００２６】
放散管２の口径は、回収すべき排ガス量の割合に応じて、つまり残りの排ガスが放散されるように適宜決定され、例えば１本当たりの放散量が５０ｋＮｍ３／ｈ以上１５０ｋＮｍ３／ｈ以下となるように設定できる。
【００２７】
なお、流量の制御性の観点からダクト１及び放散管２の口径は同じであることが好ましいが、異なってもよい。また、複数あるダクト１同士あるいは放散管２同士の口径も同じであることが好ましいが、異なってもよい。
【００２８】
排ガス回収フードＸ１内の排ガスは、焼結鉱Ｙの移動方向に対して下流側の方が温度及びダスト濃度が低い。このため、下流側で回収される排ガスは、その温度が不足するため排熱回収ボイラ４で排熱を回収することが難しい。また、下流側で回収される排ガスはダスト濃度が低いため、集塵することなく排出することが可能である。従って、下流側に位置する２本の放散管２は、回収した排ガスを大気中へ放散するように構成されている。
【００２９】
これに対し、４本のダクト１は、回収した排ガスを後述する集塵機３へ誘導することができるように構成されている。さらに詳細にみると、図１の排熱回収装置では、焼結鉱Ｙの移動方向に対して最上流側に位置する第１ダクト１ａ及び上流側から２番目に位置する第２ダクト１ｂは、排ガスを常に集塵機３へ誘導するように構成されている。一方、上流側から３番目に位置する第３ダクト１ｃ及び４番目に位置する第４ダクト１ｄは、その途中から分岐するバイパスダクト５を備え、排ガスを集塵機３へ誘導するか、集塵機３をバイパスするかを選択できるように構成されている。
【００３０】
＜集塵機＞
集塵機３は、４本のダクト１に連結されている。集塵機３は、集塵機３にダクト１を介して供給される排ガスからダストを除去する。なお、ダストが除去された排ガスは排熱回収ボイラ４へ送られる。
【００３１】
集塵機３としては、ダストが除去できるものであれば特に限定されず、例えば公知の慣性力除塵器や遠心力除塵器等、公知のブローダウン方式の除塵器を用いることができる。
【００３２】
＜排熱回収ボイラ＞
排熱回収ボイラ４は、集塵機３の後段に配設されている。排熱回収ボイラ４は、集塵機３でダストが除去された排ガスの顕熱を回収する。また、排熱回収ボイラ４は、ボイラ本体４ａと、排気ブロワ４ｂとを有する。
【００３３】
ボイラ本体４ａとしては、例えば供給された排ガスの熱エネルギーを利用して、飽和蒸気（スチーム）を製造する公知の排熱回収ボイラを用いることができる。
【００３４】
排気ブロワ４ｂは、ボイラ本体４ａの排ガスの流れる方向に対して下流側に配設され、焼結鉱クーラＸの内部圧力が負圧になるように、つまり上流側送風ダクトＸ２及び下流側送風ダクトＸ３から供給される空気が、排ガスとして排熱回収ボイラ４へ流れていくように排ガスの流れを調整するブロワである。
【００３５】
＜バイパスダクト＞
バイパスダクト５は、ダクト１から分岐している。具体的には、バイパスダクト５は、第３ダクト１ｃから分岐する第１バイパスダクト５ａと、第４ダクト１ｄから分岐する第２バイパスダクト５ｂとから構成される。第１バイパスダクト５ａ及び第２バイパスダクト５ｂは、集塵機３と排熱回収ボイラ４との間の排ガスダクト１１に独立して接続されている。
【００３６】
バイパスダクト５の口径は、ダクト１の口径と同様とできる。また、図１では、第１バイパスダクト５ａが第２バイパスダクト５ｂよりも排ガスの流れる方向に対して下流側で排ガスダクト１１に接続されているが、この順序は問わず、第２バイパスダクト５ｂが下流側であってもよい。
【００３７】
＜ダスト濃度計＞
ダスト濃度計６は、第３ダクト１ｃ及び第４ダクト１ｄにそれぞれ配設されている。ダスト濃度計６は、第３ダクト１ｃ及び第４ダクト１ｄを流れる排ガスのダスト濃度を計測する。計測された濃度は、制御部１０へ送られる。
【００３８】
ダスト濃度計６としては、例えばレーザ散乱光方式や摩擦静電気検出方式等の公知のダスト濃度計を用いることができる。
【００３９】
ダスト濃度計６は、第３ダクト１ｃ及び第４ダクト１ｄの排ガスの流れる方向に対して上流側、特に焼結鉱クーラＸからの排ガス取得口の近傍に配設されることが好ましい。このようにダスト濃度計６を配設することで、例えばダスト濃度計６によりダスト濃度の高い排ガスが検出された際、このダスト濃度の高い排ガスがバイパスダクト５を介して直接排熱回収ボイラ４へ流入する前に、後述する切り換えダンパ９により排ガスのバイパスダクト５を介した送風を防ぐことができる。なお、「排ガス取得口の近傍」とは、排ガス取得口から１ｍ以内の位置を指す。
【００４０】
なお、図１の排熱回収装置では、第１ダクト１ａ及び第２ダクト１ｂにはダスト濃度計が配設されていない。ダスト濃度は、焼結鉱の製造条件、例えば原料の構成、焼成熱量（ブリーズ比率）、焼成風量等により変化する。しかし、排ガス回収フードＸ１の焼結鉱Ｙの移動方向に対して上流で回収される排ガスはダスト濃度が比較的高いため、焼結鉱の製造条件が変化したとしてもダスト濃度が除塵を不要とできる程度まで下がり難い。このように排ガスを常に集塵機３に送る必要があるような場合、ダスト濃度計は不要とできる。
【００４１】
＜温度計＞
温度計７は、第４ダクト１ｄに配設されている。温度計７は、第４ダクト１ｄを流れる排ガスの温度を測定する。計測された温度は、制御部１０へ送られる。
【００４２】
温度計としては、例えば公知の熱電対や放射温度計等を用いることができる。
【００４３】
温度計７は、ダスト濃度計６と同様に、第４ダクト１ｄの排ガスの流れる方向に対して上流側、特に焼結鉱クーラＸからの排ガス取得口の近傍に配設されることが好ましい。図１の排熱回収装置では、温度計７がダスト濃度計６よりも上流に配設されているが、この順序は問わない。
【００４４】
なお、図１の排熱回収装置では、第１ダクト１ａ乃至第３ダクト１ｃには温度計が配設されていない。排ガス回収フードＸ１の焼結鉱Ｙの移動方向に対して上流で回収される排ガスの方が高温であり、焼結鉱の製造条件が変化したとしても排ガス温度は熱回収が困難となる程度まで下がり難い。このように排ガスから常に熱回収が行えるような場合、温度計は不要とできる。
【００４５】
＜圧力計＞
圧力計８は、焼結鉱クーラＸ内の圧力を測定できる限りその配設位置は特に限定されないが、例えば排ガス回収フードＸ１に配設される。圧力計８は、焼結鉱クーラＸ内の圧力を測定し、その計測した圧力は、制御部１０へ送られる。
【００４６】
圧力計８としては、例えば公知の真空圧力計を用いることができる。
【００４７】
＜切り換えダンパ＞
切り換えダンパ９は、第３ダクト１ｃ及び第４ダクト１ｄのバイパスダクト５の分岐位置より排ガスの流れる方向に対して下流にそれぞれ配設される第１開閉器９ａと、第１バイパスダクト５ａ及び第２バイパスダクト５ｂそれぞれに配設される第２開閉器９ｂとを有する。
【００４８】
第１開閉器９ａ及び第２開閉器９ｂは独立して開閉を行うことができ、第１開閉器９ａを閉、第２開閉器９ｂを開とすることで、焼結鉱クーラＸから回収した排ガスをバイパスダクト５を介した送風に切り換えることができる。
【００４９】
第１開閉器９ａ及び第２開閉器９ｂとしては、特に限定されず、公知のダンパ等を用いることができる。
【００５０】
＜制御部＞
制御部１０は、ダスト濃度計６の計測濃度、温度計７の計測温度及び圧力計８の計測圧力に応じて、切り換えダンパ９の第１開閉器９ａ及び第２開閉器９ｂの開閉及び排気ブロワ４ｂの回転数を制御する。
【００５１】
制御部１０は、公知の制御装置、例えばマイクロコンピュータ等を用いて構成できる。また、当該排熱回収装置は、制御部１０にインバータ１０ａを備える。
【００５２】
（第３ダクトの切り換えダンパの制御方法）
制御部１０は、第３ダクト１ｃに配設されるダスト濃度計６の計測濃度に応じて以下のように第３ダクト１ｃの切り換えダンパ９を制御する。
【００５３】
制御部１０は、第３ダクト１ｃに配設されているダスト濃度計６の計測濃度を取得する。この濃度の取得は連続的に行ってもよいが、例えば１分間おき等のように離散的に行ってもよい。ダスト濃度計６の計測濃度が所定の制御値以下である場合、制御部１０は、第１開閉器９ａを閉、第２開閉器９ｂを開となるように切り換えダンパ９を制御する。この制御により、第３ダクト１ｃに回収される排ガスは、第１バイパスダクト５ａを介して、つまり集塵機３を通過することなく排熱回収ボイラ４へ送られる。一方、ダスト濃度計６の計測濃度が所定の制御値を超える場合、制御部１０は、第１開閉器９ａを開、第２開閉器９ｂを閉となるように切り換えダンパ９を制御する。この制御により、第３ダクト１ｃに回収される排ガスは、集塵機３へ送られ除塵された後、排熱回収ボイラ４へ送られる。
【００５４】
上記制御値は、集塵機３や排熱回収ボイラ４の性能等に応じて適宜決定される。上記制御値の下限としては、０．０２ｇ／Ｎｍ３が好ましく、０．０４ｇ／Ｎｍ３がより好ましい。一方、上記制御値の上限としては、０．１ｇ／Ｎｍ３が好ましく０．０５ｇ／Ｎｍ３がより好ましい。上記制御値が上記下限未満であると、消費電力の増加を抑止しつつ、排熱回収量を高めることが困難となるおそれがある。逆に、上記制御値が上記上限を超えると、ダスト濃度の高い排ガスが直接排熱回収ボイラ４へ送られ、排熱回収ボイラ４の故障等を誘発するおそれがある。
【００５５】
また、直前の状態が第１開閉器９ａを閉、第２開閉器９ｂを開、つまり第１バイパスダクト５ａを介して排ガスを送風している場合の制御値（第１制御値）は、直前の状態が第１開閉器９ａを開、第２開閉器９ｂを閉、つまり集塵機３へ排ガスを供給している場合の制御値（第２制御値）よりも大きいこと、いわゆるヒステリシス制御を行うことが好ましい。このように第１制御値を第２制御値よりも大きくすることで、制御値近傍でダスト濃度が小刻みに変化した場合においても、第１開閉器９ａ及び第２開閉器９ｂが頻繁に切り換わることを抑止できるので、安定して排ガスの流路を制御できる。なお、制御性及び消費電力や排熱回収量の向上の観点から、上記第１制御値と第２制御値との差としては、０．０２ｇ／Ｎｍ３以上０．０５ｇ／Ｎｍ３以下とするとよい。
【００５６】
（第４ダクトの切り換えダンパの制御方法）
制御部１０は、第４ダクト１ｄに配設されるダスト濃度計６の計測濃度及び温度計７の計測温度に応じて以下のように第４ダクト１ｄの切り換えダンパ９を制御する。
【００５７】
まず、制御部１０は、第４ダクト１ｄに配設されている温度計７の計測温度を取得する。この温度の取得は連続的に行ってもよいが、例えば１分間おき等のように離散的に行ってもよい。また、温度を取得するタイミングと、濃度を取得するタイミングとは同期させることが好ましい。これらのタイミングを同期させることで、排ガスの状態をより正確に把握することができる。
【００５８】
温度計７の計測温度が所定の制御値以下である場合、制御部１０は、第１開閉器９ａ及び第２開閉器９ｂを共に閉となるように切り換えダンパ９を制御する。この制御により、第４ダクト１ｄに回収される排ガスが、排熱回収ボイラ４へ送られることが抑止される。一方、温度計７の計測温度が所定の制御値を超える場合、制御部１０はダスト濃度計６の計測濃度に応じた制御を行う。制御部１０のダスト濃度計６の計測濃度に応じた制御は、第３ダクト１ｃの切り換えダンパ９の制御方法と同様であるので、説明を省略する。なお、ダスト濃度計６の計測濃度に応じて切り換えダンパ９を制御する制御値は、第３ダクト１ｃと第４ダクト１ｄで異なってもよいが、同じ値とすることが好ましい。
【００５９】
温度計７の計測温度による制御値は、排熱回収ボイラ４の性能等に応じて適宜決定される。上記制御値の下限としては、２５０℃が好ましく、２７０℃がより好ましい。一方、上記制御値の上限としては、３５０℃が好ましく、３３０℃がより好ましい。上記制御値が上記下限未満であると、排熱回収ボイラ４へ供給される排ガスの温度が下がり過ぎ、排熱回収効率が低下するおそれがある。逆に、上記制御値が上記上限を超えると、排熱回収が十分に行えるにもかかわらず排熱回収ボイラ４へ供給されない排ガス量が増えるため、排熱回収量が低下するおそれがある。
【００６０】
温度計７の計測温度による制御についても、ダスト濃度計６の計測濃度による制御と同様にヒステリシス制御を行うことが好ましい。温度計７の計測温度による制御に対してヒステリシス制御を行う場合の制御値の差としては、１０℃以上５０℃以下とするとよい。
【００６１】
（排気ブロワ回転数の制御方法）
制御部１０は、バイパスダクト５を通過する排ガスの流量に応じて排熱回収ボイラ４の排気ブロワ４ｂの回転数を制御する。この制御は、インバータ１０ａにより行われる。具体的には、制御部１０は、圧力計８により計測される焼結鉱クーラＸ内の圧力を用い、この圧力が所定値よりも大きい場合、バイパスダクト５を通過する排ガスの流量が少ないと判断できることから、この圧力の変化にもとづいて排熱回収ボイラ４へ供給される排ガス量が一定となるようにインバータ１０ａが排熱回収ボイラ４の排気ブロワ４ｂの回転数を制御する。
【００６２】
＜利点＞
当該排熱回収装置は、制御部１０により複数のダクト１に配設されるダスト濃度計６の計測濃度が低い場合に、焼結鉱クーラＸから回収した排ガスをバイパスダクト５を介した送風に切り換えることができる。このため、当該排熱回収装置ではバイパスダクト５を経由して排熱回収ボイラ４へ供給される排ガスについては集塵機３での圧力損失が発生しない。従って、当該排熱回収装置を用いることで、消費電力の増加を抑止しつつ、排熱回収量を高められる。
【００６３】
当該排熱回収装置は、バイパスダクト５を通過する排ガスの流量に応じて排熱回収ボイラ４の排気ブロワ４ｂの回転数を制御するインバータ１０ａを備える。バイパスダクト５を通過する排ガスの流量に応じて集塵機３での圧力損失は変化する。このバイパスダクト５を通過する排ガスの流量に応じて排気ブロワ４ｂの回転数を制御するインバータ１０ａを備えることで、排熱回収量が一定に保たれ、消費電力の増加を効果的に抑止することができる。
【００６４】
また、当該排熱回収装置は、ダクト１に配設される温度計７を備える。これにより当該排熱回収装置は、ダクト１を通過する排ガスの温度が低い場合、そのダクト１の排ガスを排熱回収ボイラ４へ供給しないように制御することができる。従って、当該排熱回収装置は、排熱回収効率をさらに高めることができる。
【００６５】
［その他の実施形態］
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
【００６６】
上記実施形態では、バイパスダクト５を通過する排ガスの流量に応じて排熱回収ボイラの排気ブロワの回転数を制御する方法として、焼結鉱クーラＸ内の圧力を用いる場合を説明したが、バイパスダクト５を通過する排ガスの流量を直接計測して制御してもよい。また、他の量、例えば排ガスダクトを流れる排ガスの流量で制御してもよい。
【００６７】
また、上記実施形態では、インバータ制御により排気ブロワの回転数を制御することで、排熱回収ボイラへ供給される排ガス量を制御する方法を説明したが、他の方法で排ガス量を制御してもよい。例えば、排ガスダクトに流量調整弁を設け、この調整弁の開度で排ガスの流量を調整することもできる。
【００６８】
排熱回収ボイラへ供給される排ガス量は制御しなくともよい。この場合、排ガスがバイパスダクトを介して送風されると、集塵機へ供給する場合に比べ圧力損失が低減されるため、排熱回収ボイラへ供給される排ガス量が増加する。従って、消費電力の増加を抑止しつつ、排熱回収ボイラで回収される熱量を増加させることができる。この場合、例えばインバータは省略することができる。
【００６９】
上記実施形態では、１つのダクトに温度計が配設される場合を説明したが、複数のダクトに温度計が配設されてもよく、また全てのダクトに温度計が配設されてもよい。
【００７０】
また、温度計が配設されるダクトにダスト濃度計が配設されることは必須ではなく、温度計のみが配設されるダクトがあってもよい。温度計のみが配設されるダクトにおいては、温度計の計測値が所定の制御値を超える場合、排ガスは常に集塵機へ供給される。
【００７１】
温度計は必須の構成ではなく、温度計を備えない排熱回収装置も本発明の意図するところである。ダスト濃度計のみを備え、ダスト濃度計の計測濃度に応じて切り換えダンパを制御する排熱回収装置においても、消費電力の増加を抑止しつつ、排熱回収量を高めることができる。
【００７２】
ダスト濃度計を備えるが、温度計は備えないダクトにおいては、切り換えダンパは第１開閉器と第２開閉器とを有する必要はなく、例えば切り換えダンパとしてバイパスダクトへの分岐位置に流路を選択的に切り換える切換器を用いることもできる。
【００７３】
上記実施形態では、２つのダクトがダスト濃度計を備える場合を説明したが、ダスト濃度計を備えるダクト数は、これに限定されず、１又は３以上であってもよく、全てのダクトがダスト濃度計を備えてもよい。
【００７４】
また、上記実施形態では、排熱回収装置が放散管を備える場合を説明したが、放散管は必須の構成ではなく、放散管がない、つまり排ガスの回収を全てダクトで行う排熱回収装置も本発明に含まれる。
【実施例】
【００７５】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００７６】
排熱回収装置として、焼結鉱クーラから排ガスを回収する３本のダクトと、焼結鉱クーラから排ガスを放散する２本の放散管とを有する排熱回収装置を準備した。この排熱回収装置は、３本のダクトのうち焼結鉱の移動方向に対して上流側から３本目のダクト（第３ダクト）が、ダスト濃度計を備え、図１の第３ダクトと同様にバイパスダクト及び切り換えダンパを備える。また、上記排熱回収装置は、上記ダスト濃度計の計測濃度に応じて上記切り換えダンパを制御する制御部を備える。なお、この第３ダクトは、他のダクト及び放散管に比べ口径が小さく、第３ダクトと他のダクト及び放散管との口径の比は、１：２である。
【００７７】
［Ｎｏ．１］
まず、従来のバイパスダクトを備えない排熱回収装置を模すため、上記排熱回収装置において排ガスが常に集塵機に流れるように切り換えダンパを固定して、この排熱回収装置を焼結鉱クーラとともに運転した場合の数値シミュレーションを実施した。
【００７８】
このときの排熱回収ボイラへ流入する排ガス量は、３３９ｋＮｍ３／ｈであり、第３ダクトを流れる排ガス量は、６０ｋＮｍ３／ｈであった。
【００７９】
［Ｎｏ．２］
次に、上記排熱回収装置の制御部を機能させ、ダスト濃度計の計測濃度に応じて切り換えダンパを制御しつつ、この排熱回収装置を焼結鉱クーラとともに運転した場合の数値シミュレーションを実施した。
【００８０】
このとき、第３ダクトの排ガスの濃度が高い場合では、排熱回収ボイラへ流入する排ガス量がＮｏ．１と同じ３３９ｋＮｍ３／ｈであったのに対し、第３ダクトの排ガスのダスト濃度が低い場合においては、排熱回収ボイラへ流入する排ガス量は、３６９ｋＮｍ３／ｈであり、第３ダクトを流れる排ガス量は、９０ｋＮｍ３／ｈであった。
【００８１】
以上の結果から、本発明の排熱回収装置を用いることで、第３ダクトの排ガスのダスト濃度が低い場合、第３ダクトを流れる排ガス量を１．５倍とすることができ、全体でも排熱回収ボイラへ流入する排ガス量を約１０％増加できることが分かる。つまり、本発明の排熱回収装置を用いることで、排熱回収量を高められる。このとき、排熱回収装置の消費電力は増大しないので、本発明の排熱回収装置を用いることで、消費電力の増加を抑止しつつ、排熱回収量を高められると言える。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上説明したように、本発明の排熱回収装置は、消費電力の増加を抑止しつつ、排熱回収量を高めることができる。
【符号の説明】
【００８３】
１  ダクト
１ａ  第１ダクト
１ｂ  第２ダクト
１ｃ  第３ダクト
１ｄ  第４ダクト
２  放散管
３  集塵機
４  排熱回収ボイラ
４ａ  ボイラ本体
４ｂ  排気ブロワ
５  バイパスダクト
５ａ  第１バイパスダクト
５ｂ  第２バイパスダクト
６  ダスト濃度計
７  温度計
８  圧力計
９  切り換えダンパ
９ａ  第１開閉器
９ｂ  第２開閉器
１０  制御部
１０ａ  インバータ
１１  排ガスダクト
Ｘ  焼結鉱クーラ
Ｘ１  排ガス回収フード
Ｘ２  上流側送風ダクト
Ｘ３  下流側送風ダクト
Ｘ４  上流側ブロワ
Ｘ５  下流側ブロワ
Ｘ６  仕切り壁
Ｙ  焼結鉱
【図１】
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