リアルタイム検出データで加熱炉の性能を最適化
加熱炉の効率は、燃焼プロセスの効率で決まります。 しかし、従来の燃焼制御方式では、燃料組成の変動により、安全で効率的かつ規制要件を満たす運転を実現するには不十分であり、その結果、エネルギー消費と排出量の増加につながります。
高度な計測技術により、最適な空燃比制御と加熱炉のリアルタイム最適化が可能となり、エネルギー効率と安全性を大幅に向上させるとともに、排出量および運転コストの削減を実現します。
加熱炉向け計測機器ソリューション
燃焼制御の最適化
燃料組成に内在するばらつきは、その発熱量および効率的な燃焼に必要な化学量論的空気量に影響を与えます。 過剰な空気は安全マージンを増やしますが、熱効率を下げ、排出量を増加させます。 一方で、酸素（O2）が少なすぎると、理論空燃比を下回る燃焼が起こる危険性があり、加熱炉の停止や損傷につながります。 燃料ガスの制御を体積ベースや圧力ベースから質量ベースに移行することで、空燃比の最適化が可能となり、効率の最大化、エネルギー消費の削減、排出量の低減が実現できます。
予期せぬシャットダウンを防止
燃焼異常、過熱、プロセスストリームの漏出を適切に抑制することは、加熱炉の安全性を確保し、人員・設備・環境を保護するために極めて重要です。 重要な検討事項として、燃焼および圧力の安定した制御、安全な燃料ハンドリング、安全装置の適切な活用が挙げられます。 Emersonは、幅広いSIL認証の計装機器、高精度な温度測定および火炎不安定性検知技術に加え、機能安全・人身安全・設備保護を含む包括的な安全ソリューションを提供し、事故の防止とダウンタイムの最小化を支援します。
環境規制の遵守を徹底する
信頼できる排出ガスの監視は、変化し続ける規制への対応、燃焼性能に関するリアルタイムのフィードバックの取得、環境への影響の低減、そして作業員の安全確保において欠かせません。 Emersonは、ターンキー型の連続排出ガス監視システム（CEMS）から幅広いガス分析技術まで提供し、排出ガス監視規制に先行して対応できる最適なソリューションを提供します。
動画
How to Achieve Efficient Combustion Control on Fired Heaters
How to Achieve Efficient Combustion Control on Fired Heaters
How to Optimize Boiler & Furnace Control
Improving Energy Efficiency & Lowering Emissions with Measurement Solutions
Safety and Efficiency Improvements for Fired Heaters and Boilers
よくある質問
スタックの燃焼排ガス中の酸素濃度を測定は、加熱炉の安全性と効率性の両方を評価する上で重要な指標です。 過剰な空気量を減らし（酸素濃度を低く保つ）運転はエネルギーの無駄を削減できるため、より効率的です。 たとえば、酸素濃度を 4 ％ から 2 ％ に下げることで、燃料消費を大幅に削減（最大 24 ％）できます。 逆に、酸素濃度が高くなると NOx 排出量が大幅に増加する可能性があります（酸素濃度が 2 ％ 上昇すると、NOx 排出量が 25〜30 ％ 増加することがあります）。 最適な酸素濃度を維持することで、燃焼の安定化、燃料消費の削減、排出量の削減に加え、危険な燃料リッチ状態の発生を防ぐことができます。
製油所や石油化学プラントの燃料ガスは、さまざまな排ガスの混合物であることが多いため、その組成は常に変化しています。 組成が変化すると、総発熱量と完全燃焼に必要な空気の量も変化します。 体積や圧力に基づく従来の制御方法では、これらの変化に対応することが難しく、排気ガス中の酸素の割合にばらつきが生じ、安全性、効率、排出量に影響を及ぼします。 燃料ガスの質量流量を測定すると、体積測定や圧力測定に比べて、燃料のエネルギー含有量をより安定して示すことができます。
燃料ガスの質量ベースの流量制御では、O2 レベルの安定性が向上します。 炭化水素の燃焼に必要な理論空気量は、体積ベースよりも質量ベースの方が、はるかに一貫性があります。 そのため、質量流量に基づいて制御することで、燃焼用空気の要求がより安定し、燃料組成の変化に対しても空燃比の制御が向上し、最終的には排ガス中の酸素濃度の変動が少なくなります。
火炎不安定性を検知できない場合、火炎消失（フレームアウト）による燃焼室内の未燃焼燃料の蓄積や、制御不能な燃焼など、危険な状況を引き起こす可能性があります。 火炎不安定性検知技術を活用することは、これらの危険を防ぐ上で極めて重要です。 プロセスインテリジェンス診断機能を備えた圧力トランスミッタなどのソリューションは、ドラフト圧のプロセスノイズを監視・解析することで、バーナーの火炎不安定性を早期に検知できます。これにより、事前対応が可能となり、不必要な安全トリップを防ぐことができます。