JPH0321808B2 - - Google Patents
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- JPH0321808B2 JPH0321808B2 JP61007389A JP738986A JPH0321808B2 JP H0321808 B2 JPH0321808 B2 JP H0321808B2 JP 61007389 A JP61007389 A JP 61007389A JP 738986 A JP738986 A JP 738986A JP H0321808 B2 JPH0321808 B2 JP H0321808B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- concentration
- setting signal
- value
- combustion
- Prior art date
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
- F23N5/006—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties the detector being sensitive to oxygen
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
＜産業上の利用分野＞
本発明はボイラ等の燃焼プロセスにおいて低過
剰空気率で最適制御が行える燃焼制御装置に関す
る。
剰空気率で最適制御が行える燃焼制御装置に関す
る。
＜従来の技術＞
燃焼プロシスでは省エネルギーと公害防止の問
題を考慮しなければならない。第３図はこれらと
空気量との関係を示す説明図である。図中、横軸
は空気比（実際の燃焼用空気量／理論空気量）、
縦軸は熱効率（左側縦軸）及び熱損失（右側縦
軸）を表わす。実線は煙突からの排ガス熱損失
を、一点鎖線は不完全燃焼による熱損失を、点線
はこれらトータルの熱損失を表わす。二点鎖線は
これに対応する熱効率を表わす。
題を考慮しなければならない。第３図はこれらと
空気量との関係を示す説明図である。図中、横軸
は空気比（実際の燃焼用空気量／理論空気量）、
縦軸は熱効率（左側縦軸）及び熱損失（右側縦
軸）を表わす。実線は煙突からの排ガス熱損失
を、一点鎖線は不完全燃焼による熱損失を、点線
はこれらトータルの熱損失を表わす。二点鎖線は
これに対応する熱効率を表わす。
過剰空気領域Ａでは排ガス熱損失が空気比の増
加と共に増大する。更に、この領域ではNOx，
SOx等の公害物質および金属腐触物質が漸増す
る。
加と共に増大する。更に、この領域ではNOx，
SOx等の公害物質および金属腐触物質が漸増す
る。
空気不足領域Ｃにおいては不完全燃焼による熱
損失が増大すると共に、未燃焼物質による黒煙が
発生して公害を引起こす。
損失が増大すると共に、未燃焼物質による黒煙が
発生して公害を引起こす。
熱効率並びに公害を考慮した場合、最適燃焼領
域は低過剰空気率領域Ｂであり、この領域の空気
比で燃焼制御を行えば良い。
域は低過剰空気率領域Ｂであり、この領域の空気
比で燃焼制御を行えば良い。
従来、低過剰空気率での燃焼制御を行う装置と
して、第４図及び第６図に示すものが知られてい
る。
して、第４図及び第６図に示すものが知られてい
る。
第４図において、１は燃焼炉（本図では図示さ
れていない）の煙道に取付けられたO2濃度計で、
例えばジルコニア式O2濃度計が用いられる。２
は蒸気流量、燃料流量等、前記燃焼炉の負荷とな
る変化量を検出する流量計、３は流量計２からの
負荷信号に基づきO2設定信号を発生する関数発
生器、４はO2設定信号を手動設定するバイアス
発生器、５は関数発生器３からの信号とバイアス
発生器４からの信号とを加算する加算器、６は加
算器５からの出力がO2設定信号SVとして、O2濃
度計１からのO2濃度信号がプロセス変量PVとし
て加えられた調節器で、負荷特性に応じてPID調
節器、間欠積分調節器、無駄時間補償調節器等が
用いられる。７はリミツタである。
れていない）の煙道に取付けられたO2濃度計で、
例えばジルコニア式O2濃度計が用いられる。２
は蒸気流量、燃料流量等、前記燃焼炉の負荷とな
る変化量を検出する流量計、３は流量計２からの
負荷信号に基づきO2設定信号を発生する関数発
生器、４はO2設定信号を手動設定するバイアス
発生器、５は関数発生器３からの信号とバイアス
発生器４からの信号とを加算する加算器、６は加
算器５からの出力がO2設定信号SVとして、O2濃
度計１からのO2濃度信号がプロセス変量PVとし
て加えられた調節器で、負荷特性に応じてPID調
節器、間欠積分調節器、無駄時間補償調節器等が
用いられる。７はリミツタである。
このような構成で、低負荷時でも最適燃焼制御
が行えるように、前記負荷信号を、第５図で示す
ような低負荷のときO2値が大となるO2設定信号
を発生する関数発生器３に与えてO2設定信号を
発生させ、更にバイアス発生器４からの手動設定
信号をこれに加算して、低過剰空気率領域Ｂの最
適燃焼制御が実現出来る設定信号を得ている。こ
の設定信号は調節器６に与えられ、この調節器か
らの出力はリミツタ７を経て空気流量調節系（第
４図では図示されていない）に与えられている。
が行えるように、前記負荷信号を、第５図で示す
ような低負荷のときO2値が大となるO2設定信号
を発生する関数発生器３に与えてO2設定信号を
発生させ、更にバイアス発生器４からの手動設定
信号をこれに加算して、低過剰空気率領域Ｂの最
適燃焼制御が実現出来る設定信号を得ている。こ
の設定信号は調節器６に与えられ、この調節器か
らの出力はリミツタ７を経て空気流量調節系（第
４図では図示されていない）に与えられている。
ところで、このような装置では排ガス中のO2
濃度を変化量として監視し、これに基づき燃焼制
御を行つている為、バーナに異常が生じて燃焼が
不完全になつた場合これを検知出来ず、黒煙が発
生してもこれに対応することが出来なかつた。
濃度を変化量として監視し、これに基づき燃焼制
御を行つている為、バーナに異常が生じて燃焼が
不完全になつた場合これを検知出来ず、黒煙が発
生してもこれに対応することが出来なかつた。
これに対し、第６図に示す装置はこのような欠
点を解消すべく提案されたもので、図中、第４図
における要素と同じ要素には同一符号が付されて
いる。８は排ガス中のCO濃度を検出するCO濃度
計、９は最適CO設定信号を発生する設定信号発
生器、１０はCO濃度計８からのCO濃度信号がプ
ロセス変量PVとして加えられ、設定信号発生器
９からのCO設定信号が設定値SVとして加えられ
た調節器、１１はリミツタ、１２は調節器６，１
０からの出力のうち空気流量を増大させる側の出
力を選択して後段の空気量調節系に与えるハイセ
レクタである。
点を解消すべく提案されたもので、図中、第４図
における要素と同じ要素には同一符号が付されて
いる。８は排ガス中のCO濃度を検出するCO濃度
計、９は最適CO設定信号を発生する設定信号発
生器、１０はCO濃度計８からのCO濃度信号がプ
ロセス変量PVとして加えられ、設定信号発生器
９からのCO設定信号が設定値SVとして加えられ
た調節器、１１はリミツタ、１２は調節器６，１
０からの出力のうち空気流量を増大させる側の出
力を選択して後段の空気量調節系に与えるハイセ
レクタである。
このような構成で、排ガス中のCO濃度は未燃
焼物質が増加して起る黒煙の発生と密接な関係を
有し、また最適CO値は炉の種類に関係なく略一
定な値をとる。本従来例では、O2濃度に基づく
燃焼制御系（一点鎖線で囲んだ部分Ｄ）に加え
て、CO濃度に基づくCO濃度制御系（一点鎖線で
囲んだ部分Ｅ）を設け、低過剰空気率領域での燃
焼制御を行い、バーナ関係の故障でCO濃度が異
常に増加したとき、空気量を増大させてこれを下
げるように制御系を働かせて黒煙の発生を防いで
いる。
焼物質が増加して起る黒煙の発生と密接な関係を
有し、また最適CO値は炉の種類に関係なく略一
定な値をとる。本従来例では、O2濃度に基づく
燃焼制御系（一点鎖線で囲んだ部分Ｄ）に加え
て、CO濃度に基づくCO濃度制御系（一点鎖線で
囲んだ部分Ｅ）を設け、低過剰空気率領域での燃
焼制御を行い、バーナ関係の故障でCO濃度が異
常に増加したとき、空気量を増大させてこれを下
げるように制御系を働かせて黒煙の発生を防いで
いる。
しかしながら、このような構成では、二つの制
御系が設けられ、所定の条件でこれら制御系のう
ちの一方の出力をセレクトするようになつている
為、二つの制御系の調整が充分行われないと、ハ
イセレクタ１２が誤つた制御系の出力を選択して
しまう欠点があつた。
御系が設けられ、所定の条件でこれら制御系のう
ちの一方の出力をセレクトするようになつている
為、二つの制御系の調整が充分行われないと、ハ
イセレクタ１２が誤つた制御系の出力を選択して
しまう欠点があつた。
＜発明が解決しようとする問題点＞
本発明の解決しようとする技術的課題は、制御
系を一つとし複数の制御系の調整の困難さを排
し、低過剰空気率での燃焼制御が行え、且つ燃焼
系の異常或は外乱に基づく黒煙の発生を未然に防
げるようにすることにある。
系を一つとし複数の制御系の調整の困難さを排
し、低過剰空気率での燃焼制御が行え、且つ燃焼
系の異常或は外乱に基づく黒煙の発生を未然に防
げるようにすることにある。
＜問題点を解決するための手段＞
本発明の構成は、燃焼炉からの排ガス中のO2
濃度を検出する手段と、前記燃焼炉の負荷変動を
検出する手段と、負荷信号に基づき低負荷のとき
にO2値が大となるO2設定信号を発生する第１の
関数発生器と、前記排ガス中のCO濃度を検出す
る手段と、CO濃度信号が所定値をこえたあとCO
値に応じてO2を増大させるO2設定信号を発生す
る第２の関数発生器と、O2値を手動設定するバ
イアス発生器と、前記第１、第２の関数発生器か
らのO2設定信号並びに前記バイアス発生器から
のO2手動設定信号とを加算する加算器と、前記
O2濃度検出手段からのO2濃度信号が変化量とし
て、前記加算器からの出力信号が設定信号として
与えられ、調節出力を空気流量調節系に与える調
節器とよりなる。
濃度を検出する手段と、前記燃焼炉の負荷変動を
検出する手段と、負荷信号に基づき低負荷のとき
にO2値が大となるO2設定信号を発生する第１の
関数発生器と、前記排ガス中のCO濃度を検出す
る手段と、CO濃度信号が所定値をこえたあとCO
値に応じてO2を増大させるO2設定信号を発生す
る第２の関数発生器と、O2値を手動設定するバ
イアス発生器と、前記第１、第２の関数発生器か
らのO2設定信号並びに前記バイアス発生器から
のO2手動設定信号とを加算する加算器と、前記
O2濃度検出手段からのO2濃度信号が変化量とし
て、前記加算器からの出力信号が設定信号として
与えられ、調節出力を空気流量調節系に与える調
節器とよりなる。
＜作用＞
前記の技術手段は次のように作用する。即ち、
主たる調節動作はO2濃度計によるO2調節動作と
し、これにCO値変化に基づくO2設定信号への補
正動作を付加した。前記燃焼炉が最適CO値で且
つ負荷変動に対して最適の低過剰空気率状態で運
転されているときには、O2設定信号に補正を加
えず、CO濃度が所定値を越えて増大したときCO
値に関連した補正信号を前記O2設定信号に加算
するようにした。
主たる調節動作はO2濃度計によるO2調節動作と
し、これにCO値変化に基づくO2設定信号への補
正動作を付加した。前記燃焼炉が最適CO値で且
つ負荷変動に対して最適の低過剰空気率状態で運
転されているときには、O2設定信号に補正を加
えず、CO濃度が所定値を越えて増大したときCO
値に関連した補正信号を前記O2設定信号に加算
するようにした。
＜実施例＞
以下図面に従い本発明の実施例を説明する。第
１図は本発明の実施例装置を示す構成図である。
図中、第４図及び第６図における要素と同じ要素
には同一符号を付しこれらについての説明は省略
する。O2濃度計１からの信号は、レンジ変更手
段１３によつて適当なレンジに調整された後、一
次遅れ回路１４を経て、調節器６に加えられてい
る。蒸気流量、燃料流量等、燃焼炉の負荷となる
変化量を検出する流量計２からの信号は、レンジ
変更手段１５によつて適当なレンジに調整された
後、関数発生器３に加えられている。この関数発
生器の特性は先に説明したように第５図に示すよ
うな特性を持つ。
１図は本発明の実施例装置を示す構成図である。
図中、第４図及び第６図における要素と同じ要素
には同一符号を付しこれらについての説明は省略
する。O2濃度計１からの信号は、レンジ変更手
段１３によつて適当なレンジに調整された後、一
次遅れ回路１４を経て、調節器６に加えられてい
る。蒸気流量、燃料流量等、燃焼炉の負荷となる
変化量を検出する流量計２からの信号は、レンジ
変更手段１５によつて適当なレンジに調整された
後、関数発生器３に加えられている。この関数発
生器の特性は先に説明したように第５図に示すよ
うな特性を持つ。
CO濃度計８からの信号はレンジ変更手段１６
によつて適当なレンジに調整された後、上限警報
設定器１７を経て、関数発生器１８に加えられ
る。この関数発生器の特性は、第２図に示すよう
に、CO濃度信号が所定値をこえた後CO値に応じ
てO2を増大させるO2設定信号を発生する。関数
発生器１８からの信号はCO値に基づく補正信号
として加算器５において関数発生器３並びにバイ
アス発生器４から与えられるO2設定信号に加算
される。
によつて適当なレンジに調整された後、上限警報
設定器１７を経て、関数発生器１８に加えられ
る。この関数発生器の特性は、第２図に示すよう
に、CO濃度信号が所定値をこえた後CO値に応じ
てO2を増大させるO2設定信号を発生する。関数
発生器１８からの信号はCO値に基づく補正信号
として加算器５において関数発生器３並びにバイ
アス発生器４から与えられるO2設定信号に加算
される。
加算器５からのO2設定信号SVとO2濃度信号
PVとが与えられた調節器６の出力は、演算器１
９で偏差ゼロで50％出力となるように出力補正さ
れ、リミツター７を経て空気流量調節系２０に出
力される。空気流量調節系２０では空気比或は空
燃比設定値を補正する形で調節器６の出力が使用
される。
PVとが与えられた調節器６の出力は、演算器１
９で偏差ゼロで50％出力となるように出力補正さ
れ、リミツター７を経て空気流量調節系２０に出
力される。空気流量調節系２０では空気比或は空
燃比設定値を補正する形で調節器６の出力が使用
される。
このような構成で、低過剰空気率の最適運転状
態のとき、O2設定信号に対してCO値による補正
を加えず、流量計２から与えられる負荷信号のみ
に関連して変化するO2設定信号によつて燃焼制
御が行われる。
態のとき、O2設定信号に対してCO値による補正
を加えず、流量計２から与えられる負荷信号のみ
に関連して変化するO2設定信号によつて燃焼制
御が行われる。
燃焼系の異常或は外乱によつてCO濃度信号が
所定値（第２図のS1）を越えて増加した場合、
第２図の曲線に従つて増大するO2補正信号をO2
設定信号に加える。
所定値（第２図のS1）を越えて増加した場合、
第２図の曲線に従つて増大するO2補正信号をO2
設定信号に加える。
尚、第２図の曲線は、予め測定されたCO濃度
とそのときのO2濃度との関係から求めたもので、
最適のCO濃度（S1に相当する）を例えば80ppm
迄とし、CO濃度がそれ以上に増加した場合、最
適CO濃度を実現するのに必要なO2補正量を求め
てプロツトしたものである。
とそのときのO2濃度との関係から求めたもので、
最適のCO濃度（S1に相当する）を例えば80ppm
迄とし、CO濃度がそれ以上に増加した場合、最
適CO濃度を実現するのに必要なO2補正量を求め
てプロツトしたものである。
＜発明の効果＞
本発明によれば、主たる調整動作はO2濃度計
によるO2調整動作であり、それにCO値によるO2
設定信号の補正動作を加えたもので、燃焼制御は
一つの制御系によつて行われており、複数の制御
系を用いたときの制御系相互の困難さがない。
によるO2調整動作であり、それにCO値によるO2
設定信号の補正動作を加えたもので、燃焼制御は
一つの制御系によつて行われており、複数の制御
系を用いたときの制御系相互の困難さがない。
更に、本発明によれば、CO濃度をモニターし、
これによりO2設定信号に補正を加えている為、
燃焼系の異常或は外乱による黒煙の発生を未然に
防ぐことが出来、また、低過剰空気率領域に極限
迄近付けられる為、省エネルギー効果が高めら
れ、NOx等の公害物質の発生を効果的に抑止す
ることが出来る。
これによりO2設定信号に補正を加えている為、
燃焼系の異常或は外乱による黒煙の発生を未然に
防ぐことが出来、また、低過剰空気率領域に極限
迄近付けられる為、省エネルギー効果が高めら
れ、NOx等の公害物質の発生を効果的に抑止す
ることが出来る。
更にまた、本発明によれば、O2濃度計に応答
性の早いジルコニア式O2濃度計を用いることが
出来る為、負荷変動に対して応答性の良い制御装
置が実現出来る。
性の早いジルコニア式O2濃度計を用いることが
出来る為、負荷変動に対して応答性の良い制御装
置が実現出来る。
第１図は本発明の実施例装置を示す構成図、第
２図は第１図の本発明実施例装置の動作説明図、
第３図は燃焼プロセスにおいて空気量に対する省
エネルギー効果と公害防止との関係を示す説明
図、第４図及び第６図は従来装置の構成図、第５
図は従来装置の動作説明図である。 １……O2濃度計、２……燃焼炉の負荷となる
変化量を検出する流量計、３……関数発生器、４
……バイアス発生器、５……加算器、６……調節
器、８……CO濃度計、１８……関数発生器、２
０……空気流量調節系。
２図は第１図の本発明実施例装置の動作説明図、
第３図は燃焼プロセスにおいて空気量に対する省
エネルギー効果と公害防止との関係を示す説明
図、第４図及び第６図は従来装置の構成図、第５
図は従来装置の動作説明図である。 １……O2濃度計、２……燃焼炉の負荷となる
変化量を検出する流量計、３……関数発生器、４
……バイアス発生器、５……加算器、６……調節
器、８……CO濃度計、１８……関数発生器、２
０……空気流量調節系。
Claims (1)
- １ 燃焼炉からの排ガス中のO2濃度を検出する
手段と、前記燃焼炉の負荷変動を検出する手段
と、負荷信号に基づき低負荷のとき大、高負荷の
とき小となる非直線特性を有するO2設定信号を
発生する第１の関数発生器と、前記排ガス中の
CO濃度を検出する手段と、CO濃度信号が入力信
号として与えられ、不完全燃焼によつて熱損失が
増大する領域、或いは未燃焼物質による黒煙が発
生する領域のCO値に達しない限り信号を発生せ
ず、この値を越えたときCO値に応じたO2設定信
号を発生する第２の関数発生器と、低過剰空気率
領域での最適燃焼制御を実現するO2値を手動設
定するバイアス発生器と、前記第１、第２の関数
発生器からのO2設定信号並びに前記バイアス発
生器からのO2手動設定信号とを加算する加算器
と、前記O2濃度検出手段からのO2濃度信号が変
化量として、前記加算器からの出力信号が設定信
号として与えられ、調節出力を空気流量調節系に
与える調節器とを具備し、前記燃焼炉が最適CO
値且つ負荷変動に応じて最適の低過剰空気率状態
で運転されているときには、O2設定信号に補正
を加えず、CO濃度が前記所定値を越えて増大し
たときCO値に関連した補正信号を前記O2設定信
号に加算して燃焼制御を行うようにしたことを特
徴とする燃焼プロセスの低過剰空気率運転制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP738986A JPS62166219A (ja) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | 燃焼プロセスの低過剰空気率運転制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP738986A JPS62166219A (ja) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | 燃焼プロセスの低過剰空気率運転制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62166219A JPS62166219A (ja) | 1987-07-22 |
| JPH0321808B2 true JPH0321808B2 (ja) | 1991-03-25 |
Family
ID=11664568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP738986A Granted JPS62166219A (ja) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | 燃焼プロセスの低過剰空気率運転制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62166219A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106796029A (zh) * | 2014-12-25 | 2017-05-31 | 富士电机株式会社 | 燃烧控制装置、燃烧控制方法、燃烧控制程序及计算机可读存储介质 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56130534A (en) * | 1980-03-18 | 1981-10-13 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Combustion controlling method |
-
1986
- 1986-01-17 JP JP738986A patent/JPS62166219A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62166219A (ja) | 1987-07-22 |
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