JPH0549893B2 - - Google Patents

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JPH0549893B2
JPH0549893B2 JP59081159A JP8115984A JPH0549893B2 JP H0549893 B2 JPH0549893 B2 JP H0549893B2 JP 59081159 A JP59081159 A JP 59081159A JP 8115984 A JP8115984 A JP 8115984A JP H0549893 B2 JPH0549893 B2 JP H0549893B2
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JP
Japan
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flame
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combustion
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Hayato Yokota
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Mitsubishi Power Ltd
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Babcock Hitachi KK
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/20—Systems for controlling combustion with a time program acting through electrical means, e.g. using time-delay relays
    • F23N5/203—Systems for controlling combustion with a time program acting through electrical means, e.g. using time-delay relays using electronic means
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
    • F23N2223/22—Timing network
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23N2225/00—Measuring
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2225/00—Measuring
    • F23N2225/08—Measuring temperature

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  • 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)
  • Control Of Combustion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はボイラのバーナなどの着火、消火を確
認する燃焼安全装置に関するものである。
〔発明の背景〕
第1図は従来の燃焼安全装置の系統図、第2図
は第1図のフローチヤートである。
ボイラなどの燃焼装置は第1図に示す如くボイ
ラ1のウインドボツクス2内に主バーナ3、点火
バーナ4、点火トーチ5および火炎検出器6を配
置して構成されている。
そして、主バーナ3には主バーナ用燃料配管7
と噴霧媒体配管8が、点火バーナ4には噴霧媒体
配管8と点火バーナ用燃料配管9が接続され、更
にこの主バーナ用燃料配管7、点火バーナ用燃料
配管9および噴霧媒体配管8には主バーナ用遮断
弁10、点火バーナ用遮断弁11および噴霧媒体
遮断弁12が設けられている。
また、これらの燃焼装置には第1図に示す如く
燃焼安全装置が設けられ、この燃焼安全装置は主
バーナ3からの主バーナ火炎14、点火バーナ4
からの点火バーナ火炎13を火炎検出器6の視界
15でその有、無を検出し、この火炎検出器6か
らの検出信号16によつて主バーナ用遮断弁1
0、点火バーナ用遮断弁11および噴霧媒体遮断
弁12を開、閉する制御部17とから構成されて
いる。
一方、ボイラ1のウインドボツクス2には空気
ダクト18が接続され、この空気ダクト18には
ダンパ19、通風機20が取付けられている。
そして、この通風器20から空気ダクト18を
経て供給される燃焼用空気は、ウインドボツクス
2よりボイラ1内に供給され、主バーナ3、点火
バーナ4の燃焼用空気として供給される。
また、ボイラ1で燃焼した燃料と燃焼用空気は
排ガスとなつてボイラ1から煙道21を経て大気
へ放出される。
以上の説明は燃焼装置、燃焼安全装置の概要を
説明したものであるが、以下、燃焼安全装置の動
作を第2図のフローチヤートに従つてその概要を
説明する。
先ずボイラ1の起動にあたつては、ボイラ1、
煙道21内から爆発の危険性のある可燃ガスを追
い出すために、ダンパ19を開いて通風機20を
運転し、通風機20からの燃焼用空気をボイラ1
から煙道21へ供給してボイラ1と煙道21をパ
ージし、ボイラ1と煙道21内から可燃性ガスを
大気に放出する。
このパージ作業が完了すると、制御部17の押
ボタンスイツチ26の起動操作により制御信号2
2によつてインタロツク条件27が整つていると
AND条件が整い、点火トーチ5が励磁されて動
作し、制御部17からの制御信号23,24によ
つて点火バーナ用燃料配管9の点火バーナ用遮断
弁11と噴霧媒体配管8の噴霧媒体遮断弁12を
開く。
点火トーチ5の動作、点火バーナ用遮断弁11
の開動作のAND条件、つまり点火バーナ4への
点火条件が揃うと火炎検出器6により点火バーナ
4の点火火炎13の有、無を検出する。
火炎検出器6が点火バーナ火炎13「無」と確
認した場合には、点火バーナ4は失火とみなし、
失火警報表示と共に点火バーナ用遮断弁11を閉
じて前述のパージ作業から繰返して行なう。
一方、火炎検出器6が点火バーナ火炎13
「有」と確認した場合には、制御部17の制御信
号25によつて主バーナ用燃料配管7の主バーナ
遮断弁10を開き火炎検出器6によつて主バーナ
4の主バーナ火炎14の有、無を確認する。
火炎検出器6が主バーナ火炎14「無」と確認
した場合には、主バーナ3は失火とみなし、前述
の点火バーナ4の失火時と同様にパージ作業から
の操作を繰返して行なう。
火炎検出器6が主バーナ火炎14「有」と確認
した場合には以後定常運転に入る。
この様に従来の燃焼安全装置は、第1図に示す
如くボイラ1の主バーナ3、点火バーナ4で燃料
を燃焼させると、この燃焼の燃焼に伴つて主バー
ナ火炎14、点火バーナ火炎13から熱、光、イ
オンが発生することから、これらの熱、光、イオ
ンを火炎検出器6によつて検出し、火炎の有、無
を確認していた。
そして燃焼装置で最も重要なものはこの火炎検
出器6であり、火炉爆発事故の原因の大部分は、
この火炎検出器6の誤検出に伴なう主バーナ3の
誤操作にあるからである。
例えば火炎検出器6としては紫外線が主として
初期燃焼領域で発生することと、波長が短いため
にCO2などにさえぎられボイラ1内では遠くまで
到達しにくい性質を利用したUV式、一次燃焼域
に発生する輝度のちらつきがボイラ1内に存在す
るちらつきや火炎先端のゆらめきとは周波数が違
つていることを利用したフリツカー式、あるいは
火炎中では高温燃焼ガスがイオン状になつている
ことを利用して火炎中に直接電極を挿入してその
導電性を利用したフレームロツド式などが用いら
れている。
このうち最も広く用いられているのがUV式で
あるが、ボイラ1の低負荷時には燃焼火炎がドラ
フトバランスなどによつてゆらぎ、火炎の伸縮、
片寄り、ブラツクスカート(不完全燃焼部)など
によつて、火炎検出器6の視界15から主バーナ
火炎14、点火バーナ火炎13がはずれ、火炎検
出器6の感度不良を生じて誤検出したり、あるい
はこの誤検出によつて燃料遮断によるボイラをト
リツプするなどのトラブルが多発する欠点があつ
た。
〔発明の目的〕
本発明はかかる従来の欠点を解消しようとする
もので、その目的とするところは、火炎検出器に
よる誤検出、誤動作をなくし、より高精度、高信
頼性の燃焼安全装置を得ようとするものである。
〔発明の概要〕
本発明は前述の目的を達成するために、 ボイラ内に燃料を噴射するバーナと、このバー
ナの火炎を検出する火炎検出器と、火炎検出器か
らの検出信号によつてバーナへの燃料を遮断する
遮断弁を開、閉する制御器とを備えた燃焼安全装
置において、 ボイラ負荷および燃焼ガスの状態値を検出する
検出手段と、これら検出手段からの検出信号が入
力される共に前記火炎検出器によるバーナ消火検
出時からの規定の経過時間をカウントするタイマ
を有する制御手段を設け、火炎検出器によるバー
ナ消火検出時からの規定の経過時間を越え、かつ
ボイラ負荷および燃焼ガスの状態値の変動幅が大
きい場合に前記遮断弁を閉じるように前記制御器
を構成したことを特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第3図は本発明の実施例に係る燃焼安全装置の
系統図、第4図は第3図の燃焼遮断部分を示すフ
ローチヤート、第5図は各検出手段による検出信
号の変動幅を示した図である。
第3図および第4図において、符号1から25
は従来のものと同一のものを示す。
28,29,30,31は本発明になる検出手
段で、28は例えばボイラ1の蒸気量を検出する
ボイラ負荷検出器、29は炉内温度検出器、30
は炉内圧力検出器、31は排ガス中のO2、COを
検出する排ガス濃度検出器、32,33,34,
35は検出手段28,29,30,31により検
出された検出信号で、32はボイラ負荷検出信
号、33は炉内温度検出信号、34は炉内圧力検
出信号、35は排ガス濃度検出信号、36はタイ
マ、37,38,39,40,41は変動幅で、
37は火炎検出器6からの検出信号16の変動
幅、38はボイラ負荷検出信号32の変動幅、3
9は炉内温度検出信号33の変動幅、40は炉内
圧力検出信号34の変動幅、41は排ガス濃度検
出信号35の変動幅である。
なお、第5図a〜eの横軸は時間を示すが、点
Aから点B間は点火バーナ4の運転状態、点Bは
主バーナ3の着火時、点Cは主バーナ3の消火時
を示し、点Bから点C間が主バーナ3の運転状態
を示す。点Cから点D間はタイマ36の規定時間
Δtを示す。
この様な構造において、本発明の燃焼安全装置
においては、第3図から第5図に示すように、火
炎検出器6の他に、ボイラ1にボイラ負荷検出器
28、炉内温度検出器29、炉内圧力検出器30
および排ガス濃度検出器31などの検出手段を設
け、火炎検出器6の検出信号16の他にこれらの
検出手段28,29,30,31によつてボイラ
負荷検出信号32、炉内温度検出信号33、炉内
圧力検出信号34および排ガス濃度検出信号35
を検出して制御器17へ入力し、これらの検出信
号32,33,34,35のタイマ36による規
定時間(Δt)経過後の変動幅37,38,39,
40,41、即ち、火炎の有、無、ΔL/Δt、
ΔT/Δt、ΔP/Δt、ΔO2/Δtを監視する。この
変動幅37,38,39,40,41が大きい場
合のみ主バーナ3の燃料遮断弁10を閉じるよう
にしたものである。
つまり、従来の燃焼安全装置においては、火炎
検出器6からの検出信号16が前述の外的条件に
よつて第5図の一点鎖線Eで示すように低下して
主バーナ3の主バーナ火炎14が無と確認した場
合、第1図の主バーナ3の燃料遮断弁10を閉じ
ていたが、本発明の場合には第5図の点Bから点
C間、つまり主バーナ3が燃焼している間に火炎
検出器6からの火炎検出信号16が一点鎖線Eの
ように低下しても、他の検出信号32,33,3
4,35の変動幅38,39,40,41を加味
するのである。
すなわち、第5図のb,c,d,eでも明らか
なように、主バーナ3が燃焼している間、つまり
点Bから点C間では、燃焼に伴うボイラ負荷検出
信号32、炉内温度検出信号33、炉内圧力検出
信号34および排ガス濃度検出信号35はほぼ一
定で変動は少ないが、主バーナ3が消火(点C)
して規定時間(Δt)経過後(点D)には変動幅
37,38,39,40,41が大きくなるから
である。
つまり、第5図のaに示す様に、火炎検出器6
からの検出信号16が仮に一点鎖線Eで示すよう
に低下しても、ボイラ負荷検出信号32、炉内温
度検出信号33、炉内圧力検出信号34および排
ガス濃度検出信号35はほぼ一定であるので、こ
の場合は火炎検出器6の誤検出であると判断す
る。
従つて、本発明においては火炎検出器6の語検
出によつてボイラ1をトリツプする必要はなく定
常運転を継続することができる。
一方、第5図の点Cから点D間のように各検出
信号16,32,33,34,35共に規定時間
(Δt)経過後変動幅37,38,39,40,4
1の場合のように大きい場合には、主バーナ3か
らの主バーナ火炎14が無と判断して主バーナ3
の燃料遮断弁10を閉じてボイラ1への燃料を遮
断するのである。
第4図にこれらのフローチヤートを示す如く、
主バーナ3への着火操作、つまり主バーナ3の主
バーナ用遮断弁10が開いている時に、火炎検出
器6の火炎検出信号16(主バーナ火炎14の
有、無)、ボイラ負荷検出器28のボイラ負荷検
出信号32、炉内温度検出器29の炉内温度検出
信号33、炉内圧力検出器30の炉内圧力検出信
号34、排ガス濃度検出器31の排ガス濃度検出
信号35により燃焼に伴なう諸現象を監視してい
る。
これは火炎検出器6の誤検出、誤動作によるボ
イラ1のトリツプを少なくする目的によるもので
あり、最終的には全ての検出信号16,32,3
3,34,35がAND条件の場合にのみ主バー
ナ3への燃料遮断弁10を遮断するものであり、
主バーナ3が消化したことによるこれらの諸現象
の変化を検出するシステムである。
この様に主バーナ3の燃焼に伴なう諸現象の各
検出信号16,32,33,34,35を検出す
ることによつて、火炎検出器6の誤検出およびこ
の誤検出によるボイラ1のトリツプなどの誤動作
がなくなり、燃焼装置の安全性をより高くするこ
とができる。
また、検出信号32,33,34,35によつ
てボイラ1のチユーブ破損、焼損事故などの他の
事故や燃焼状態も監視できる。
〔発明の効果〕 本発明は前述のように、ボイラ負荷および燃焼
ガスの状態値を検出する検出手段と、これら検出
手段からの検出信号が入力される共に前記火炎検
出器によるバーナ消火検出時からの規定の経過時
間をカウントするタイマを有する制御手段を設
け、火炎検出器によるバーナ消火検出時からの規
定の経過時間を越え、かつボイラ負荷および燃焼
ガスの状態値の変動幅が大きい場合に前記遮断弁
を閉じるように前記制御器を構成したことを特徴
とするものである。
そのため、火炎検出による誤検出、誤動作がな
くなり、しかも高精度、高信頼性の燃焼安全装置
となる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は従来の燃焼安全装置を示
すもので、第1図は従来の燃焼安全装置の系統
図、第2図は第1図のフローチヤート、第3図か
ら第5図は本発明の燃焼安全装置を示すもので、
第3図は本発明の実施例に係る燃焼安全装置の系
統図、第4図は第3図の燃料遮断部分を示すフロ
ーチヤート、第5図は縦軸に各検出信号、横軸に
時間を示し、各検出信号の変動を示した特性図で
ある。 1……ボイラ、3……主バーナ、6……火炎検
出器、10……遮断弁、16……検出信号、17
……制御器、28,29,30,31……検出手
段、32,33,34,35……検出信号、36
……タイマ、37,38,39,40,41……
変動幅。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ボイラ内に燃料を噴射するバーナと、このバ
    ーナの火炎を検出する火炎検出器と、火炎検出器
    からの検出信号によつてバーナへの燃料を遮断す
    る遮断弁を開、閉する制御器とを備えた燃焼安全
    装置において、 ボイラ負荷およびバーナ火炎部以外の燃焼ガス
    の状態値を検出する検出手段と、これら検出手段
    からの検出信号が入力される共に前記火炎検出器
    によるバーナ消火検出時からの規定の経過時間を
    カウントするタイマを有する制御手段を設け、火
    炎検出器によるバーナ消火検出時からの規定の経
    過時間を越え、かつボイラ負荷および燃焼ガスの
    状態値の変動幅が大きい場合に前記遮断弁を閉じ
    るように前記制御器を構成したことを特徴とする
    燃焼安全装置。
JP59081159A 1984-04-24 1984-04-24 燃焼安全装置 Granted JPS60226624A (ja)

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JPH0619230B2 (ja) * 1987-10-02 1994-03-16 野田産業株式会社 固体燃料ボイラ
JP7725914B2 (ja) * 2021-07-28 2025-08-20 三浦工業株式会社 燃焼装置

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JPS5945561U (ja) * 1982-09-17 1984-03-26 日立化成工業株式会社 酸素センサ−

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