JPH05257544A - 混焼炉の燃焼制御装置 - Google Patents

混焼炉の燃焼制御装置

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JPH05257544A
JPH05257544A JP5778292A JP5778292A JPH05257544A JP H05257544 A JPH05257544 A JP H05257544A JP 5778292 A JP5778292 A JP 5778292A JP 5778292 A JP5778292 A JP 5778292A JP H05257544 A JPH05257544 A JP H05257544A
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JP
Japan
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fuel
flow rate
furnace
value
ratio
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JP5778292A
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English (en)
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Hidekazu Yamamoto
英一 山本
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】炉温の測定値と設定値の偏差を0とするような
燃料流量配分調節計17の出力信号を主燃料流量配分値
とし、この値とトータル燃料流量調節計5の出力値から
燃料流量調節計(主燃料用)7、燃料流量調節計(副燃
料用)8の流量設定値を決めて最終制御量である炉温を
炉温調節計4で制御し混焼炉の運転を行う。 【効果】炉温の測定値と設定値の偏差値により経済的効
率と炉の安定燃焼を考慮して自動的に燃料流量配分の割
合が調整された混焼炉の燃焼制御がおこなわれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は混焼炉の燃焼制御装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】二種以上の燃料を混焼するボイラー、加
熱炉などの炉においては、最終制御量(ボイラーの場合
は蒸気圧力、加熱炉の場合は温度)の制御にあたり、各
燃料の流量の割合が予め設定された通りとなるように各
燃料の供給を制御することが行われてる。
【0003】従来技術では、特許公報 昭58−21171号に
あるとおり各燃料の流量の割合が常に固定的に設定され
るような制御装置であり、この割合を調整する必要が発
生した場合は、その都度オペレータによる設定変更作業
が必要であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】二種以上の燃料を混焼
するボイラー、加熱炉などの炉において使用される燃料
は、例えば屑炭の様な質は悪いが(比較的燃焼しづらく
単位熱量が小さいか、または単位熱量が不均一な燃料)
安価な主燃料と、例えばLPGのような質は良いが(燃
焼しやすく単位熱量が大きく均一な燃料)高価な副燃料
を混焼する場合が多い。この場合炉の安定な運転を考え
れば、単位熱量が大きく均一な副燃料を多くして運転す
ればよいが、経済的な効率を考慮すれば、安価な主燃料
を多く、高価な副燃料を少なく運転を行った方が効率が
よい。
【0005】従ってオペレータは、炉の燃焼状態や燃料
の質を見て各燃料の流量の割合を必要に応じて設定変更
する作業が必要となり、煩わしさが残った。本発明は、
かかる欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とす
るところは、二種以上の燃料を混焼するボイラー,加熱
炉などの炉において経済的な効率を考慮しつつ安定に炉
の燃焼運転を行なえるよう、各燃料の流量の割合を自動
的に微調整する燃焼制御装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、最終制御量の、例えば炉温の測定値と設定値
との偏差を演算して、この偏差を0となるようなPID
演算出力を行う燃料流量割合調節計を設け、この調節計
の出力、すなわち燃料の流量割合値R′の値により各燃
料の流量を制御する様にしたものである。
【0007】このとき上記偏差がある一定値以内の時
に、はじめて燃料流量割合調節計が制御演算を行う様に
する為の切り替えスイッチと、炉温がある一定値以上の
場合に制御演算を行う様にする為の切り替えスイッチを
もうけ、これらのスイッチが働いていない場合には、前
回の各燃料の流量割合値R′の値をホールドさせるよう
にすることにより、炉の立ち上げ立ち下げ時及び炉温の
設定値を変更した場合には、本機能が働かないように
し、調整機能が必要なときにだけ調整動作を行う様にし
た。
【0008】
【作用】主燃料と副燃料により混焼運転させる場合、主
燃料の単位発熱量が、低下すると炉温が低下し炉温の測
定値と設定値の差(偏差量)がマイナス値となる。偏差
量がマイナス側になったときに主燃料の占める割合を小
さく、副燃料の占める割合を大きくしてやる様に燃料の
流量の割合を変えれば、燃料のトータル発生熱量は大き
くなり炉温が上昇し、やがて測定値は設定値の偏差量が
プラス値となる。偏差量がプラス側になったときに燃料
量のうちの主燃料の占める割合を大きく、副燃料の占め
る割合を小さくしてやる様に変えれば、燃料のトータル
発生熱量は小さくなり炉温が下がり、やがて測定値は設
定値に一致する。
【0009】これらの作用により、主燃料の単位発熱量
が変動しても安定して炉の運転を維持することが出来
る。
【0010】
【実施例】図1は、従来の制御装置のブロック線図を示
す。1は混焼の温度を検出して、これに対応する値を持
つ電気信号を発生する温度変換器。2及び3は燃焼炉に
供給される2種類の燃料の流量をそれぞれ検出して、こ
れに対応する値を持つ電気信号を発生する第一および第
二の流量変換器。4は温度調節計で温度変換器1からの
信号と設定温度信号(T・SV)とを入力して、両信号
に差があるとき、炉温が設定温度に達するにはどれだけ
の燃料量が必要であるかを決定し、これに応じた電気信
号を発する。そして6は、第一および第二の流量変換器
からの信号f1,f2を加算演算し、トータル燃料流量を
演算する加算器。5は、この加算器から出力されるトー
タル燃料流量信号を入力信号とし必要トータル燃料流量
を演算するトータル燃料流量調節計。ここで炉温を、設
定温度に一致させるに必要なトータル燃料流量が決定さ
れる。トータル燃料流量調節計からの出力信号は、第
一,第二の掛算器9及び10に与えられる。12(R)
は、トータル燃料流量に対する第一の燃料流量の割合を
設定する設定器であり、0〜R〜1の範囲であらかじめ
設定されており、このRに対応する信号が第一の掛算器
9に与えられる。また第二の掛算器10には関数変換器
11によりトータル燃料流量に対する第二の燃料流量の
割合(1−R)が演算されこれに対応する信号が与えら
れる。第一,第二の掛算器では、前記トータル燃料流量
信号と第一,第二の燃料流量の割合信号を掛算され各燃
料量が決定され、これらの信号が7,第一燃料流量調節
計及び8,第二燃料流量調節計の設定値として入力され
る。7,第一燃料流量調節計及び8,第二燃料流量調節
計はこの設定値と、第一および第二の流量変換器からの
流量信号から第一及び第二の燃料の流路に挿入された第
一および第二の燃料調節弁13,14の開度を制御す
る。
【0011】以上によって所定の炉温を保つ様に必要な
燃料量を設定どおりの割合をもって第一,第二の燃料を
炉に供給することが出来るようになる。
【0012】ところでこの種の制御装置に用いられてい
る燃料流量の割合設定は、図1に示す構成からも明らか
なように2種の燃料流量の割合は、固定でありオペレー
タが炉の状態,燃料の状態を確認して適当と思われる割
合を設定していた。使用する複数の燃料が、いずれも燃
焼しやすく、単位発熱量が一定であるような燃料であれ
ば、何ら問題はないが、使用される燃料が、例えば、屑
炭の様な質は悪いが、(比較的燃焼しづらく単位熱量が
小さいか、または熱量が不均一な燃料)安価な主燃料
と、例えばLPGの様な質は良いが(燃焼しやすく熱量
が大きく均一な燃料)高価な副燃料を混焼する場合燃料
流量の割合が、固定ではとても使いずらい物になる。経
済的な効率を考慮すれば、安価な主燃料を多く、高価な
副燃料を少なく運転を行ないたいが炉の燃焼の安定性は
悪くなる。逆に炉の燃焼の安定性考慮すれば、高価な副
燃料を多く使うこととなり経済的な効率が悪くなる。
【0013】従ってオペレータは、炉の燃料状態を見て
各燃料の流量の割合を必要に応じて設定変更する必要が
あり煩わしさが生じる。本発明は、かかる欠点に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、二種以
上の燃料を混焼するボイラー,加熱炉などの炉において
経済的な効率を考慮しつつ安定に炉の燃焼運転を行える
よう、各燃料の流量の割合を自動的に微調整する燃焼制
御装置を提供することにある。
【0014】図2はこの発明の実施例を示す。尚、図1
と同じ符号を附した部分は同一又は対応部分を示す。図
の実施例ではトータル燃料流量調節計に温度調節計およ
び加算器からの信号を受けて設定温度に対するトータル
燃料流量を決定する方式は図1の構成と同じであるが2
種類の燃料流量の割合値は、固定値ではなく燃料流量配
分調節計17より演算され出力された値が用いられる。
燃料流量配分調節計17は温度変換器1からの信号と設
定温度信号(TSV)との差を引算器15で偏差を演算
してこれを入力値とし、この値がゼロ(炉温が設定温度
と同じ状態)となるように制御するようにする。つまり
炉温が設定温度より高くなると主燃料の単位熱量が上が
ったことと見なし、主燃料の流量割合を高めてもよいと
判断し燃料流量配分調節計17の出力値は、大きくなる
方向へ、逆に炉温が設定温度より低くなると主燃料の単
位熱量が下がったことと見なし、副燃料の流量割合を高
めなければならないと判断し燃料流量配分調節計17の
出力値は、小さくなる方向へ、制御する事となる。この
燃料流量配分調節計17の出力値R′に対応する信号が
第一の掛算器9に与えられる。また第二の掛算器10に
は11に関数変換器によりトータル燃料流量に対する第
二の燃料流量の割合(1−R′)が演算されこれに対応
する信号が与えられる。第一,第二の掛算器では、前記
トータル燃料流量信号と第一,第二の燃料流量の割合信
号を掛算され各燃料量が決定され、これらの信号が、第
一燃料流量調節計7及び第二燃料流量調節計8の設定値
として入力される。第一燃料流量調節計7及び第二燃料
流量調節計8の設定値と、第一および第二の流量変換器
からの流量信号から第一および第二の燃料の流路に挿入
された第一および第二燃料調節弁13,14の開度を制
御する。
【0015】上下限検出器22は、燃料流量の割合を微
調整する範囲を決定するためにあり、温度変換器1から
の信号と設定温度信号(T・SV)との偏差がある一定
値以内に入っていることを検出して、切り替え器19を
ON側にセットするようにする。
【0016】偏差がある一定値以内に入らない場合は、
燃料流量の割合を微調整する範囲を越えたと判断し、切
り替え器19をOFF側にセットするようにする。この
機能により、偏差が十分大きければ、燃料流量の割合を
微調整せず二種の燃料の流量割合を現状のままに保ち温
度調節計4の制御機能によりトータル燃料流量を操作す
る様制御する。トータル燃料流量を操作することにより
炉温が変わり偏差がある一定値以内に入ってから燃料流
量の割合を微調整する様制御することとなる。偏差があ
る一定値以内に入らず切り替え器19がOFF側にセッ
トされている間燃料流量配分調節計17の積分演算は、
リセットし再度切り替え器19がON側に切り替わった
ときに切り替わる直前の値から制御を開始させるための
最終選択燃料割合値18をフィードバックさせるように
する。これにより切り替え器19がON/OFFしても
燃料流量割合がステップ状に変化せずスムーズに切り替
えることができる。
【0017】下限検出器23は、炉の立ち上げ時など炉
温が低いときには燃料流量の微調整を行なわず、初期燃
料流量割合値12をセットするためにあり、温度変換器
1からの信号がある一定値以上であることを検出して、
切り替え器21をON側にセットするようにする。
【0018】燃料流量割合がステップ状に変化せずスム
ーズに切り替える機能に関しては、切り替え器19の場
合と同様である。初期燃料流量割合値12はあらかじめ
オペレータにより設定される値であり、燃料流量割合を
微調整するための基準値となる。上下限リミッタ20
は、燃料流量配分調節計17の出力値が常に制御上好ま
しいある一定の範囲内にあるようにするためのものであ
り、燃料の割合が、どちらか一方に片寄り過ぎないよう
にする目的で用いられる。ここで、主燃料と副燃料の流
量の割合がどの様な割合であればよいのかは、炉の経済
効率,燃料の単位発熱量などから割りだすことができ
る。また、燃料流量の微調整をどの温度以上で行うか、
炉温と炉温設定値の偏差で何度以内の時微調整を行う
か、に関しても炉の目的,使用燃料から決定することが
できる。
【0019】
【発明の効果】以上のようにして燃料流量配分調節計の
制御出力で、主燃料と副燃料の流量配分を制御すること
により、これがフィードバックされ良好なる燃焼状態が
維持されることとなる。上述した説明から明らかなよう
に本発明によれば、炉温の温度を所望の温度に保持し
得、複数の燃料の流量配分を炉温の測定値と設定温度の
偏差により自動調整するものであるので固定配分率方式
に比べて副燃料の過使用がなく、その分、省エネルギー
が実現される。また炉の燃焼状態や主燃料の質を見て、
その都度オペレータによる流量配分率の調整変更を不要
のものとした。
【図面の簡単な説明】
【図1】複数の燃料を混焼する混焼炉における従来の燃
焼制御装置のブロック線図である。
【図2】複数の燃料を混焼する混焼炉における本発明に
よる燃焼制御装置のブロック線図である。
【符号の説明】
1…温度変換器、2…流量変換器(主燃料用)、3…流
量変換器(副燃料用)、4…炉温温度調節計、5…トー
タル燃料流量調節計、6…加算器、7…燃料流量調節計
(主燃料用)、8…燃料流量調節計(副燃料用)、9,
10…掛算器、11…関数変換器、12…主燃料流量割
合設定値、13…燃料流量調節弁(主燃料用)、14…
燃料流量調節弁(副燃料用)、15…引算器、17…燃
料流量配分調節計、18…最終選択燃料割合値、19,
21…切り替え器、20…上下限リミッタ、22…上下
限検出器、23…下限検出器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第一の燃料と第二の燃料とを混焼炉におい
    て、前記第一及び第二の各燃料の量を検出する第一及び
    第二の流量変換器と、前記流量変換器の出力から、前記
    第一及び第二の燃料の量の和に対する前記第一の燃料の
    量の割合を演算する除算器と、炉の燃焼状態からリアル
    タイムに演算して求められた前記第一及び第二の燃料の
    量の和に対する第一の燃料の量の割合R′に対応する設
    定信号と前記除算器からの演算値とが与えられてあり、
    前記割合R′を前記演算値により補正して前記第一及び
    第二の燃料の量の和に対する前記第一の燃料の量の割合
    がR′となるような前記第一の燃料のための第一の調節
    弁の開度を定める出力を行う調節器と、前記割合R′を
    前記演算値により補正して前記第一及び第二の燃料の量
    の和に対する前記第二の燃料の量の割合が(1−R′)
    となるような前記第二の燃料のための第二の調節弁の開
    度を定める出力を行う調節器と、前記第一の調節弁およ
    び第二の調節弁を流れる各燃料の量の割合がR′および
    (1−R′)となるように前記各調節弁の各開度を決定
    する信号分配用の掛算器とを備えていることを特徴とす
    る混焼炉の燃焼制御装置。
JP5778292A 1992-03-16 1992-03-16 混焼炉の燃焼制御装置 Pending JPH05257544A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002249820A (ja) * 2001-02-21 2002-09-06 Nippon Steel Corp 加熱炉の炉温制御方法
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