JPH046313A - ボイラ用空気供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はボイラへ燃料燃焼用の空気量を最適に制御して
供給し、燃焼効率向上、ＮＯＸ低減等を図ったボイラ用
空気供給装置に関する。

［従来の技術］ 第２図は従来例に係るボイラの空気供給制御装置の構成
を示す模式図である。同図において、１はボイラ、３は
ボイラ１に供給されるレジジューガスおよびブタンガス
の流量に応じた空気圧を出力する発信器の各出力圧力に
基づいてそれら燃料に見合った理論空気量に対応する空
気圧を出力する空気式演算器、５は演算器３が出力する
空気圧とボイラ１に供給されるコールドオイルの流量に
応じた空気圧とが人力されそれらに見合った理論空気量
に対応する空気圧を出力する空気式演算器、７は演算器
５から人力される空気圧およびボイラ１に供給されるホ
ットオイルの流量に応じた空気圧が人力されそれらに見
合った理論空気量に対応する空気圧を出力する空気式演
算器、９は演算器７から入力される理論空気量に対応す
る空気圧をボイラ１のマスタ圧力の変動に応じて補正し
て出力する空気式演算器、１１は演算器９からの空気圧
とボイラ１に供給される空気流量に応じた空気圧が人力
されそれらの差に対応する空気圧を出力する空気量調節
器、１３は空気量調節器１１からの出力圧力を手動によ
り所望の係数（空気比）を乗じた圧力の空気圧として出
力するレシオ、１５はレシオ１３からの空気圧に応じて
供給量を増減しつつ空気をボイラ１に供給するファン、
１７はボイラ１の排ガス中の酸素濃度を計測するための
０゜濃度計、１９はボイラ１の排カス中のはい煙濃度を
計測するためのばい煙濃度計である。

ボイラ１に供給されるレジジューガス、ブタンガス、コ
ールドオイル 量に応じた空気圧が演算器３，５．７に人力されると、
それぞれの燃料を燃焼させるに見合う理論空気量に応じ
た空気圧が各演算器で生成されて順次加算され演算器７
から圧力される。そして、これがさらに演算器９および
空気量調節器】１を介してボイラのマスク圧力および供
給中の空気流量に応じた補正を受けてレシオ１３に出力
される。

この空気圧はざらにレシオ１３において空気比が乗ぜら
れた圧力とされ、この圧力に応じてファン１５による空
気供給量が調節されるのであるが、レシオ１３における
空気比の設定は、操作員がｏ２？ａ度計１７やばい煙濃
度計１９を見て、あるいは排ガスを直接的に観察して手
動により行なう。

一方、この操作員の代わりに、排ガス中のＣＯ．ＣＯ２
および０２を分析してその結果を空気供給量に反映する
ようにした装置も知られている。

［発明か解決しようとする課Ｑ］ しかしながら、第２図で示した従来技術によれば、燃焼
結果の空気供給量へのフィードバックは操作員の判断で
手動により行なわれるため、微妙な制御は不可能であり
、ばらつきも大きく、ボイラの負荷変動により空気が過
剰となったり不完全燃焼になったりする。また、通常は
ばい煙を出さないようにレシオを設定するので、どうし
ても過剰空気ぎみとなる。また、各演算器はＧ値目盛が
おおざっばで演算が正確でなく、空気式のため演算速度
や調節速度も遅いという問題もある。

また、上述の排ガス分析結果を反映する装置は非常に高
価であるという問題がある。

本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、
ボイラ用空気供給装置において、簡単な機器構成により
常に最適な量の空気を供給できるようにすることにある
。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため本発明のボイラ用空気供給装置
は、ボイラへ供給される燃料の流量を検出する燃料流量
検出手段と、ボイラへ燃料燃焼用の空気を供給する空気
供給手段と、空気供給手段によってボイラへ供給される
燃料燃焼用空気の流量を検出する空気流量検出手段と、
ボイラの排カス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手
段と、ボイラの排ガス中のばい煙濃度を検出するばい煙
濃度検出手段と、燃料流量検出手段、空気流量検出手段
、酸素濃度検出手段およびばい煙濃度検出手段の各検出
値に基づき空気供給量をコントロールすぺ〈空気供給手
段を制御する空気併給量制御手段とを備えている。

燃料流量検出手段は、通常、ボイラへ供給される燃料流
量を電気信号として検圧し、また、空気流量検出手段は
ボイラへ供給される燃焼用空気の流量を電気信号として
検出する。

に最適に制御される。

［作用コ この構成において、ボイラヘ供給される燃料流量は発信
器や空電変換器等を介して電気信号として検出され、空
気供給量制御手段においては、例えば、その検出値に基
づいて燃料を燃焼させるに過不足ない理論空気量がコン
ピュータ等によって求められる。しかし通常は、この理
論値よりも多い空気量が必要であり、この理論値に所定
の係数（空気比）を乗した値が目標空気量として設定さ
れ、さらに０２濃度とばい煙濃度の検出結果に基つく補
正が加えられる。すなわち、０２濃度が多ければ目標空
気量を少なくし、ばい煙濃度が多ければ目標空気量をよ
り大きく設定する。そして空気供給量制御手段はこのよ
うに設定された目標値と現在供給している空気量との差
が小さくなるように空気供給手段を制御する。

したがって、供給空気量は排ガス中の０２濃度およびば
い煙濃度の監視下において過不足なく常［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る空気供給装置を示す模
式図である。図中、第２図と同一の要素は同一の符号を
付しである。

演算器３には、ボイラ１へ供給されるレジシューガスの
流量に応じた空気圧を出力する発信器２１が伝送路２３
を介して接続され、他の入力端にはボイラ１へ供給され
るミックスガスの流量に応じた空気圧を出力する発振器
２５および２７が伝送路２９を介して接続される。発振
器２５゜２７および伝送路２９は相互にレンジ切替コッ
ク３１によって接続されており、これにより発振器２５
または２７のいずれかを選択して用いることによって測
定レンジが切り替えられるようになっている。また、伝
送路２９の途中にはミックスガスの使用時と消火時の切
替コック３３が設けられ、これに圧力０．２ｋｇ／ｃｍ
２の空気源が接続されており、ミックスガス消火時には
切替コック３３の操作により伝送路２９内の圧力を０２
ｋｇ／Ｃｍ２　（ミックスガスの供給流量がゼロに対応
）とすることができるようになっている。

一方、演算器３から演算器５への伝送路３５にはレジジ
ューガス使用時と消火時との切替コック３７が設けられ
、これに伝送路２９から分岐した伝送路３９が接続され
、レジジューガス消火時には切替コック３７の操作によ
り、演算器３からは入力せず伝送路２９の圧力が直接演
算器５へ入力されるようになっている。演算器５の他の
入力端には、ボイラ１へ供給されるコールドオイルの流
量に対応した空気圧を出力する発信器４１が伝送路４３
を介して接続され、伝送路４３にはコック３３と同様の
機能を有する０、２ｋｇ／ｃｍ２の空気源が接続された
切替コック４５が設けられている。演算器７には演算器
５の出力が伝送路４７を介して入力されるとともに、他
の入力端には、ボイラ１へ供給されるホットオイルの流
量に対応した空気圧を出力する発振器４９が伝送路５１
を介して接続され、伝送路５１には０．２ｋｇ／ｃｍ’
の空気源か接続された、コック３３と同様の機能を有す
る切替コック５３が設けられている。演算器９には演算
器７の出力か伝送路５５を介して人力されるとともに、
他の入力端にはボイラ１のマスタ圧力を出力する発信器
５７が接続されている。空気量調節器１工には演算器９
の出力が伝送路５９を介して人力されるとともに、他の
入力端にはボイラ１へ供給される空気流量に対応した空
気圧を出力する発信器６１が伝送路６３を介して接続さ
れている。

以上の構成は従来例に係る第２図の同様部分の構成に対
応しており、第２図を用いて説明したと同様にして演算
器３，５．７により各燃料に対応した理論空気量が求め
られて合算され、演算器９によりボイラ１の圧力変動に
応じた補正がなされ、そして空気量調節器１１により、
補正された目標空気量と現在供給されている空気量との
差に対応する空気圧が伝送路６５を介してファンへ向け
て出力される。この出力先は切替コツクロアによフて伝
送路６５に接続された伝送路６９または伝送路７１のい
ずれかが選択されるようになっており、伝送路６９（オ
メカ出力）を選択した場合はその圧力に応じてファンの
回転数が制御され、伝送路７１　（ベンダンパ出力）を
選択した場合は一定回転するファンの入口の弁が開閉制
御される。また、伝送路６９．７１いずれにおいても切
替スイッチ７３または７４によりマニュアル調整可能な
空気源からの圧力に切り替えられるようになっている。

次に、本発明に係る部分の構成について説明する。

第１図において、７６〜８０はそれぞれ伝送路８２〜８
６を介して伝送路２３．２９．４３５１および６３に接
続された空電変換器であり、各燃料流量の変動に応じて
０．２〜１．０ｋｇ／ｃｍ２の範囲で変動する各伝送路
８２〜８６の圧力を、対応する４〜２０ｍＡの範囲の電
流に変換して出力する。８８はこれら電流値ならびにＯ
２濃度計１７およびばい煙濃度計１９の検出値に基つき
、供給すぺぎ目標空気量と現在の空気供給流量との差に
対応した４〜２０ｍＡの範囲の電流を出力する空気供給
量制御手段である。９１はこの出力電流値を対応する０
　２〜１．０ｋｇ／Ｃｍ２の範囲の空気圧に変換して出
力する電空変換器であり、その出力は伝送路９３を経て
切替コック９５によって伝送路６５に接続されている。

すなわち、ファンへの出力は切替コック９５の操作によ
り電空変換器９１の出力または空気量調節器１１に出力
のいずれかを選択することができるようになっている。

空気供給量制御手段８８は、空電変換器７６〜７９が出
力する電流信号および０２濃度計１７とばい煙濃度計１
９の出力をディジタルデータに変換する手段、このディ
ジタルデータに基づき所定の演算等を行なうコンピュー
タ、ならびに目標空気ｔｓｐと空電変換器８０の出力に
基づき現在の空気供給流量ＰＶとが設定されそれらの差
ＯＶに対応する４〜２０ｍＡの範囲の電流信号を出力す
るコントロールスロット９７を存する。また、マニュア
ルでも目標空気量ＳＰかセット可能なオペレータステー
ションを有する。

この構成において、ボイラ１へ供給されるレジジューカ
ス、ミックスガス、コールドオイル、ホットオイルおよ
び空気の流量はそれぞれ発信器２１．２５または２７，
４１．４９および６１と伝送路８２〜８６と空電変換器
７６〜８０を介して４〜２０ｍＡの電流４８号として検
出され、空気流量制御手段８８に人力される。

そして、空気流量制御手段８８はこれら検出値に基づぎ
まず理論空気量を演算により求める。理論空気量は各燃
料毎に理論空気量を求め、これらを合計して求める。次
に、０２濃度計１７およびばい煙濃度計１９の検出値に
基づき所定の空気比に対する補正演算を行ない、これに
よって補正された空気比を上記理論空気量に乗じて目標
空気量ＳＰとし、これをコントロールスロット９７に設
定する。一方、コントロールスロット９７には空電変換
器８０を介して検出された現在の空気供給量ＰＶが設定
され、コントロールスロット９７は目標空気量ＳＰと空
気供給流量ｐｖとの差ＯＶに対応する電流信号を電空変
換器９１へ出力する。

たたし、この差Ｏ■か過大であるときは、オペレータス
テーション等にアラームメツセージを表示し状況確認に
か促かされ、メツセージかコンファームされるまで以前
の出力か保持される。

以上の空気制御手段８８における処理は各燃料流量の変
動に対し最適な空気流量を常に確保するように所定のタ
イミングで継続的に行なわれる。

ここで、オペレータステーションでマニュアルモートに
したときは、上記シーケンスによる制御はホールド状態
となるが、オートモートにすると瞬時にオートモードに
なり、上記シーケンス制御か再開される。ただし、オー
トモートに戻るとき、出力を変動させないための空気比
演算か行なわれ、これに基づいて目標空気量が設定され
る。

燃料流量の電流信号が急激に変化した場合は、変化率警
報が働きシーケンス制御が停止しマニュアルモードとな
る。また、この電流信号が下限設定価以下になった場合
はアラームメツセージが圧力される。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、供給燃料流量に加
え排ガス中の酸素濃度およびばい煙濃度を検出し、これ
らを考慮して空気供！８量を制御するようにしたため、
簡単な構成で過不足ない最適な空気を供給することがで
きる。また、燃料供給流量等を電気信号に変換して処理
するようにしたため、より正確で応答性の良い空気供給
量制御を行なうことかできる。

計、１９゜ばい煙濃度計、２１，２５．２７４１、　　
４９．　　５７．　　６１　　　＋　　発イ言器、　　
７６〜８　ｏ　：空電変換器、８８：空気供給量制御手
段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ボイラへ供給される燃料の流量を検出する燃料流
   量検出手段と、 ボイラへ燃料燃焼用の空気を供給する空気供給手段と、 空気供給手段によってボイラへ供給される燃料燃焼用空
   気の流量を検出する空気流量検出手段と、 ボイラの排ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手
   段と、 ボイラの排ガス中のばい煙濃度を検出するばい煙濃度検
   出手段と、 燃料流量検出手段、空気流量検出手段、酸素濃度検出手
   段およびばい煙濃度検出手段の各検出値に基づき空気供
   給量をコントロールすべく空気供給手段を制御する空気
   供給量制御手段と を具備することを特徴とするボイラ用空気供給装置。
2. （２）燃料流量検出手段はボイラへ供給される燃料流量
   を電気信号として検出するものであり、空気流量検出手
   段はボイラへ供給される燃焼用空気の流量を電気信号と
   して検出するものである、請求項１記載のボイラ用空気
   供給装置。