JPH07139728A - ボイラの空気燃料制御装置 - Google Patents
ボイラの空気燃料制御装置Info
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- JPH07139728A JPH07139728A JP28497593A JP28497593A JPH07139728A JP H07139728 A JPH07139728 A JP H07139728A JP 28497593 A JP28497593 A JP 28497593A JP 28497593 A JP28497593 A JP 28497593A JP H07139728 A JPH07139728 A JP H07139728A
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Landscapes
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ボイラからの煙を出さないで排ガス損失を最
小にとどめ、燃焼効率の高維持を図らせるることができ
るボイラの空気燃料制御装置を提供する。 【構成】 ボイラの煙道２ＡのＣＯ濃度を分析するＣＯ
分析計５及び酸素濃度を分析する酸素分析計４と、ボイ
ラの煙道２Ａの未燃焼成分量を計測する光透過式の煤塵
計６と、ボイラ火炉１Ａに送る燃焼用空気の量を調節す
る空気調節弁８Ｍと、ＣＯ分析計５及び酸素分析計４に
よって求められる排ガス損失と煤塵計６によって求めら
れる未燃焼成分量との和が最小になるように空気調節弁
８Ｍの開度を調節し、燃料空気比を連続的に制御する空
気量制御手段１０Ｍ〜１０Ｐ，１１，１２，１３とによ
ってボイラの空気燃料制御装置が構成される。
小にとどめ、燃焼効率の高維持を図らせるることができ
るボイラの空気燃料制御装置を提供する。 【構成】 ボイラの煙道２ＡのＣＯ濃度を分析するＣＯ
分析計５及び酸素濃度を分析する酸素分析計４と、ボイ
ラの煙道２Ａの未燃焼成分量を計測する光透過式の煤塵
計６と、ボイラ火炉１Ａに送る燃焼用空気の量を調節す
る空気調節弁８Ｍと、ＣＯ分析計５及び酸素分析計４に
よって求められる排ガス損失と煤塵計６によって求めら
れる未燃焼成分量との和が最小になるように空気調節弁
８Ｍの開度を調節し、燃料空気比を連続的に制御する空
気量制御手段１０Ｍ〜１０Ｐ，１１，１２，１３とによ
ってボイラの空気燃料制御装置が構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄鋼、製紙、その他各
種製造業分野において使用されるボイラの無煙化及び排
ガス損失の軽減化を図るための空気燃料制御装置に関す
る。
種製造業分野において使用されるボイラの無煙化及び排
ガス損失の軽減化を図るための空気燃料制御装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ボイラの熱損失を評価する大きな項目に
排ガス損失があることは、従来から知られている。排ガ
ス損失は、一般的には排気ガスの量、温度及び比熱から
求められる。熱損失の評価は、排ガス中の酸素濃度の変
化で行われる。つまり、酸素濃度が高いと、余剰空気の
加熱に必要な熱損失があると考え、不完全燃焼で煙突か
ら発煙しない程度に空気量を減少させて、損失を防止す
るようにしているのである。
排ガス損失があることは、従来から知られている。排ガ
ス損失は、一般的には排気ガスの量、温度及び比熱から
求められる。熱損失の評価は、排ガス中の酸素濃度の変
化で行われる。つまり、酸素濃度が高いと、余剰空気の
加熱に必要な熱損失があると考え、不完全燃焼で煙突か
ら発煙しない程度に空気量を減少させて、損失を防止す
るようにしているのである。
【０００３】ところが、排ガス中には燃料の未燃焼成分
たとえば煤などが若干含まれているが、従来はボイラか
ら出る燃料中の未燃焼分をサンプリングして分析する
か、または、煙突の煙の濃度で未燃焼分をを推定するこ
とも行われており、特に、後者の推定方法は、通常の未
燃焼分が僅か（５０mg/Nm3以下）であるので推定が困難
であり、いずれにしてもサンプリング方式、推定方式共
に、連続的に煤などの未燃焼分の重量を定量化するのは
不可能であるので、排ガス損失として連続的に評価でき
ていないのが現状である。
たとえば煤などが若干含まれているが、従来はボイラか
ら出る燃料中の未燃焼分をサンプリングして分析する
か、または、煙突の煙の濃度で未燃焼分をを推定するこ
とも行われており、特に、後者の推定方法は、通常の未
燃焼分が僅か（５０mg/Nm3以下）であるので推定が困難
であり、いずれにしてもサンプリング方式、推定方式共
に、連続的に煤などの未燃焼分の重量を定量化するのは
不可能であるので、排ガス損失として連続的に評価でき
ていないのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような実状から従
来、ボイラが２缶以上で１本の煙突を共用している構造
で、しかも複数種の燃料を使用している装置の場合は、
運転中に煙突から煙が出ると、空気不足の状態がどのボ
イラであるかの確実なチェックが行えず不明であるため
に、ボイラ２缶とも同時に空気比を上げるように調整し
ており、燃焼効率を悪くするなどの問題があった。
来、ボイラが２缶以上で１本の煙突を共用している構造
で、しかも複数種の燃料を使用している装置の場合は、
運転中に煙突から煙が出ると、空気不足の状態がどのボ
イラであるかの確実なチェックが行えず不明であるため
に、ボイラ２缶とも同時に空気比を上げるように調整し
ており、燃焼効率を悪くするなどの問題があった。
【０００５】本発明は、このような問題点の解消を図る
ために成されたものであり、本発明の目的は、ボイラか
らの煙を出さないで排ガス損失を最小にとどめ、燃焼効
率の高維持を図らせるることができるボイラの空気燃料
制御装置を提供することにある。
ために成されたものであり、本発明の目的は、ボイラか
らの煙を出さないで排ガス損失を最小にとどめ、燃焼効
率の高維持を図らせるることができるボイラの空気燃料
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、上記の目的を
達成するため以下に述べる構成としたものである。即
ち、本発明は、ボイラの煙道のＣＯ濃度を分析するＣＯ
分析計及び酸素濃度を分析する酸素分析計と、ボイラの
煙道の未燃焼成分量を計測する光透過式の煤塵計と、ボ
イラ火炉に送る燃焼用空気の量を調節する空気調節弁
と、ＣＯ分析計及び酸素分析計によって求められる排ガ
ス損失と煤塵計によって求められる未燃焼成分量との和
が最小になるように空気調節弁の開度を調節し、燃料空
気比を連続的に制御する空気量制御手段とを含むことを
特徴とするボイラの空気燃料制御装置である。
達成するため以下に述べる構成としたものである。即
ち、本発明は、ボイラの煙道のＣＯ濃度を分析するＣＯ
分析計及び酸素濃度を分析する酸素分析計と、ボイラの
煙道の未燃焼成分量を計測する光透過式の煤塵計と、ボ
イラ火炉に送る燃焼用空気の量を調節する空気調節弁
と、ＣＯ分析計及び酸素分析計によって求められる排ガ
ス損失と煤塵計によって求められる未燃焼成分量との和
が最小になるように空気調節弁の開度を調節し、燃料空
気比を連続的に制御する空気量制御手段とを含むことを
特徴とするボイラの空気燃料制御装置である。
【０００７】
【作用】本発明に従えば、ＣＯ分析計及び酸素分析計に
よって排ガス中のＣＯ濃度及び酸素濃度が検出される。
この場合、排ガス中の酸素濃度とＣＯ濃度とは、反比例
することが判っている。一方、煤塵計によって煤などの
未燃焼成分が定量的に検出される。即ち、光の透過量
は、未燃焼分の炭化水素が増加すると、炭化水素の散乱
によって減少するという事実から未燃焼成分量の検出は
可能である。
よって排ガス中のＣＯ濃度及び酸素濃度が検出される。
この場合、排ガス中の酸素濃度とＣＯ濃度とは、反比例
することが判っている。一方、煤塵計によって煤などの
未燃焼成分が定量的に検出される。即ち、光の透過量
は、未燃焼分の炭化水素が増加すると、炭化水素の散乱
によって減少するという事実から未燃焼成分量の検出は
可能である。
【０００８】図３に単一燃料のときのボイラにおける排
ガス中のＣＯ濃度と未燃焼成分（煤等）重量との関係が
示されるが、ＣＯ濃度がある値以上になると、濃度 (pp
m)と未燃焼成分重量(mg/Nm3)とはほぼ比例する。また、
図４に３種の燃料を燃焼させたときのボイラにおける排
ガス中のＣＯ濃度と未燃焼成分（煤等）重量との関係が
示されるが、この場合は不定である。ところで、排ガス
中の酸素濃度が０近くに減少すると、ＣＯ濃度は多角な
り、不完全燃焼で煙突から発煙するようになることが判
っている。そこで、煙突から発煙しない酸素濃度または
ＣＯ濃度を決めて空気量を制御しているが、２種以上の
燃料を混合燃焼させたとき、酸素濃度またはＣＯ濃度が
一定では、図４に示すように、未燃焼成分が多くて煙突
から発煙することがある。本発明は、煙道での未燃焼成
分量を煤塵計によって、直接、定量的に検出して、この
量と従来から検出していた排ガス損失の評価との和が最
小になるように、燃料空気比を制御しているので、ボイ
ラ各缶毎の排ガス損失が最小となる燃焼運転の調節をし
ながら、しかも、煙突から煙を出さないようにすること
が可能となる。
ガス中のＣＯ濃度と未燃焼成分（煤等）重量との関係が
示されるが、ＣＯ濃度がある値以上になると、濃度 (pp
m)と未燃焼成分重量(mg/Nm3)とはほぼ比例する。また、
図４に３種の燃料を燃焼させたときのボイラにおける排
ガス中のＣＯ濃度と未燃焼成分（煤等）重量との関係が
示されるが、この場合は不定である。ところで、排ガス
中の酸素濃度が０近くに減少すると、ＣＯ濃度は多角な
り、不完全燃焼で煙突から発煙するようになることが判
っている。そこで、煙突から発煙しない酸素濃度または
ＣＯ濃度を決めて空気量を制御しているが、２種以上の
燃料を混合燃焼させたとき、酸素濃度またはＣＯ濃度が
一定では、図４に示すように、未燃焼成分が多くて煙突
から発煙することがある。本発明は、煙道での未燃焼成
分量を煤塵計によって、直接、定量的に検出して、この
量と従来から検出していた排ガス損失の評価との和が最
小になるように、燃料空気比を制御しているので、ボイ
ラ各缶毎の排ガス損失が最小となる燃焼運転の調節をし
ながら、しかも、煙突から煙を出さないようにすること
が可能となる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照しながら説明する。図１は、本発明の実施例に係るボ
イラの概念図、図２は、図１に示すボイラの各火炉にそ
れぞれ設けられる空気燃料制御装置のブロック図であ
る。図１のボイラは、２缶を備えていて、２基のボイラ
火炉１Ａ，１Ｂの各煙道２Ａ，２Ｂを共通の煙突３に連
結している。両ボイラ火炉１Ａ，１Ｂは同じ構造である
ので、何れか一方について説明すると、ボイラ火炉１Ａ
のバーナ７に燃料を送る燃料供給管には燃料調節弁８Ｌ
が、同じく空気を送る空気供給管には空気調節弁８Ｍが
それぞれ介設され、煙道２Ａに関連して酸素分析計４
と、ＣＯ分析計５と、煤塵計６とが配設される。この煤
塵計６としては、光透過方式のものが用いられ、煙道２
Ａを通る排ガス流を透過する光量を検出して未燃焼成分
量(mg/Nm3)を換算することが可能である。
照しながら説明する。図１は、本発明の実施例に係るボ
イラの概念図、図２は、図１に示すボイラの各火炉にそ
れぞれ設けられる空気燃料制御装置のブロック図であ
る。図１のボイラは、２缶を備えていて、２基のボイラ
火炉１Ａ，１Ｂの各煙道２Ａ，２Ｂを共通の煙突３に連
結している。両ボイラ火炉１Ａ，１Ｂは同じ構造である
ので、何れか一方について説明すると、ボイラ火炉１Ａ
のバーナ７に燃料を送る燃料供給管には燃料調節弁８Ｌ
が、同じく空気を送る空気供給管には空気調節弁８Ｍが
それぞれ介設され、煙道２Ａに関連して酸素分析計４
と、ＣＯ分析計５と、煤塵計６とが配設される。この煤
塵計６としては、光透過方式のものが用いられ、煙道２
Ａを通る排ガス流を透過する光量を検出して未燃焼成分
量(mg/Nm3)を換算することが可能である。
【００１０】前記空気燃料制御装置による制御システム
の概要を図２を参照し説明する。燃料は、流量計９Ｌ、
流量調節弁８Ｌ、調節器１０Ｌによって、流量が一定に
制御される。燃焼用の空気は、流量計９Ｍ、空気調節弁
８Ｍ、調節器１０Ｍによって、流量が一定に制御され
る。燃料及び空気の流量は、ボイラーマスター信号１
１、空燃比演算器１２、選択演算器１３及び３個の調節
器１０Ｎ、１０Ｏ、１０Ｐからなる制御手段によって制
御される。
の概要を図２を参照し説明する。燃料は、流量計９Ｌ、
流量調節弁８Ｌ、調節器１０Ｌによって、流量が一定に
制御される。燃焼用の空気は、流量計９Ｍ、空気調節弁
８Ｍ、調節器１０Ｍによって、流量が一定に制御され
る。燃料及び空気の流量は、ボイラーマスター信号１
１、空燃比演算器１２、選択演算器１３及び３個の調節
器１０Ｎ、１０Ｏ、１０Ｐからなる制御手段によって制
御される。
【００１１】燃料は、ボイラ負荷量であるボイラーマス
ター信号１１が調節器１０Ｌに設定されることによっ
て、ボイラ負荷量に見合った流量に制御される。空気
は、ボイラーマスター信号１１に空気燃料比を乗算した
値が空燃比演算器１２を経て調節器１０Ｍに設定される
ことによって、適正な流量に制御される。空燃比演算器
１２は、一定値である理論空気量に空気過剰率を加味し
て空気燃料比を演算し、更にその値にボイラーマスター
信号１１を乗じて算出した信号を出力して空燃比演算器
１２に与える。選択演算器１３は、酸素濃度調節器１０
Ｎ、ＣＯ濃度調節器１０Ｏ、煤塵濃度調節器１０Ｐの出
力信号で高い信号を選択して予め設定されている算式に
基づき空気過剰率を演算し空燃比演算器１２に与える。
このように、従来から用いられる酸素分析計４とＣＯ分
析計５に加えて煤塵計６を設け、排ガス損失と未燃焼成
分量との和が最小になるように各ボイラ火炉１Ａ，１Ｂ
の空気調節弁８Ｍの開度を調節することにより、燃料空
気比を連続的に制御して、煙を出さないでボイラの運転
を経済的に行うことができる。
ター信号１１が調節器１０Ｌに設定されることによっ
て、ボイラ負荷量に見合った流量に制御される。空気
は、ボイラーマスター信号１１に空気燃料比を乗算した
値が空燃比演算器１２を経て調節器１０Ｍに設定される
ことによって、適正な流量に制御される。空燃比演算器
１２は、一定値である理論空気量に空気過剰率を加味し
て空気燃料比を演算し、更にその値にボイラーマスター
信号１１を乗じて算出した信号を出力して空燃比演算器
１２に与える。選択演算器１３は、酸素濃度調節器１０
Ｎ、ＣＯ濃度調節器１０Ｏ、煤塵濃度調節器１０Ｐの出
力信号で高い信号を選択して予め設定されている算式に
基づき空気過剰率を演算し空燃比演算器１２に与える。
このように、従来から用いられる酸素分析計４とＣＯ分
析計５に加えて煤塵計６を設け、排ガス損失と未燃焼成
分量との和が最小になるように各ボイラ火炉１Ａ，１Ｂ
の空気調節弁８Ｍの開度を調節することにより、燃料空
気比を連続的に制御して、煙を出さないでボイラの運転
を経済的に行うことができる。
【００１２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、従
来から用いられる酸素分析計とＣＯ分析計に加えて燃料
の未燃焼成分を連続的に計測する煤塵計を設けることに
より、各煙道について排ガス損失が最小となるように燃
料空気比を連続的に制御することが可能となり、燃費効
率を向上し得る。しかも煙突からは煙を出さないので煙
害を解消することができる。
来から用いられる酸素分析計とＣＯ分析計に加えて燃料
の未燃焼成分を連続的に計測する煤塵計を設けることに
より、各煙道について排ガス損失が最小となるように燃
料空気比を連続的に制御することが可能となり、燃費効
率を向上し得る。しかも煙突からは煙を出さないので煙
害を解消することができる。
【図１】本発明の実施例に係るボイラの概念図である。
【図２】図１に示すボイラの各火炉にそれぞれ設けられ
る空気燃料制御装置のブロック図である。
る空気燃料制御装置のブロック図である。
【図３】単一燃料のときのボイラにおける排ガス中のＣ
Ｏ濃度と未燃焼成分（煤等）重量との関係線図である。
Ｏ濃度と未燃焼成分（煤等）重量との関係線図である。
【図４】２種の混合成分をもつ燃料のときのボイラにお
ける排ガス中のＣＯ濃度と未燃焼成分（煤等）重量との
関係線図である。
ける排ガス中のＣＯ濃度と未燃焼成分（煤等）重量との
関係線図である。
１Ａ，１Ｂ…ボイラ火炉、 ２Ａ，２Ｂ…煙
道、３…煙突、 ４…酸素分
析計、５…ＣＯ分析計、 ６…煤塵
計、７…バーナ、 ８Ｌ…燃料
調節弁、８Ｍ…空気調節弁、 ９Ｌ…
燃料流量計、９Ｍ…空気流量計、 １
０Ｌ〜１０Ｐ…調節器、１１…ボイラーマスター信号、
１２…空燃比演算器、１３…選択演算器。
道、３…煙突、 ４…酸素分
析計、５…ＣＯ分析計、 ６…煤塵
計、７…バーナ、 ８Ｌ…燃料
調節弁、８Ｍ…空気調節弁、 ９Ｌ…
燃料流量計、９Ｍ…空気流量計、 １
０Ｌ〜１０Ｐ…調節器、１１…ボイラーマスター信号、
１２…空燃比演算器、１３…選択演算器。
Claims (1)
- 【請求項１】 ボイラの煙道のＣＯ濃度を分析するＣＯ
分析計及び酸素濃度を分析する酸素分析計と、ボイラの
煙道の未燃焼成分量を計測する光透過式の煤塵計と、ボ
イラ火炉に送る燃焼用空気の量を調節する空気調節弁
と、ＣＯ分析計及び酸素分析計によって求められる排ガ
ス損失と煤塵計によって求められる未燃焼成分量との和
が最小になるように空気調節弁の開度を調節し、燃料空
気比を連続的に制御する空気量制御手段とを含むことを
特徴とするボイラの空気燃料制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28497593A JPH07139728A (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | ボイラの空気燃料制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28497593A JPH07139728A (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | ボイラの空気燃料制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07139728A true JPH07139728A (ja) | 1995-05-30 |
Family
ID=17685510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28497593A Withdrawn JPH07139728A (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | ボイラの空気燃料制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07139728A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101237995B1 (ko) * | 2010-10-29 | 2013-02-27 | 한국전력공사 | 보일러 최적 효율 유지 장치 및 방법 |
| TWI480493B (zh) * | 2011-07-13 | 2015-04-11 | Kobe Steel Ltd | Operation method of pulverized coal - fired boiler equipment and equipment for pulverized coal - fired boiler |
-
1993
- 1993-11-15 JP JP28497593A patent/JPH07139728A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101237995B1 (ko) * | 2010-10-29 | 2013-02-27 | 한국전력공사 | 보일러 최적 효율 유지 장치 및 방법 |
| TWI480493B (zh) * | 2011-07-13 | 2015-04-11 | Kobe Steel Ltd | Operation method of pulverized coal - fired boiler equipment and equipment for pulverized coal - fired boiler |
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