JPS6020652B2 - 燃焼制御方法 - Google Patents
燃焼制御方法Info
- Publication number
- JPS6020652B2 JPS6020652B2 JP443477A JP443477A JPS6020652B2 JP S6020652 B2 JPS6020652 B2 JP S6020652B2 JP 443477 A JP443477 A JP 443477A JP 443477 A JP443477 A JP 443477A JP S6020652 B2 JPS6020652 B2 JP S6020652B2
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- Japan
- Prior art keywords
- oxygen concentration
- flow rate
- air
- measured
- exhaust gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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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
- F23N5/003—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
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N1/00—Regulating fuel supply
- F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
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】
本発明はボイラー等の各種燃焼炉の燃焼制御方法に関す
る。
る。
一般に燃焼系の排ガス中の酸素濃度は、燃焼状態の検知
、無水硫酸の発生量・Ｎｏｘの発生量の探知等に際し重
要な指標となっている。
、無水硫酸の発生量・Ｎｏｘの発生量の探知等に際し重
要な指標となっている。
この排ガス中の残存酸素濃度は零であるのが理想的であ
るが、安定燃焼、黒煙発生減少等より排ガス中０．３％
が下限で０．６〜０．７％が適当とされている。しかし
バーナーの大きさ、燃焼方式によって異なるのはもちろ
んである。従来この溶存酸素濃度を検知して最適燃焼制
御を試みた場合、残存酸素濃度を検出する酸素計の信頼
性が低く、重要な制御ループに採用することが困難であ
った。
るが、安定燃焼、黒煙発生減少等より排ガス中０．３％
が下限で０．６〜０．７％が適当とされている。しかし
バーナーの大きさ、燃焼方式によって異なるのはもちろ
んである。従来この溶存酸素濃度を検知して最適燃焼制
御を試みた場合、残存酸素濃度を検出する酸素計の信頼
性が低く、重要な制御ループに採用することが困難であ
った。
すなわち酸素計は圧力計、流量計等のセンサーに比べて
その信頼性が低く、従釆では酸素計の出力に上下限制限
を設けてシステムの暴走を防いでいた。しかし酸素計が
異常となった場合空燃比修正制御の範囲内で出力が上限
、下限になってしまい適正な燃焼制御が出来なくなる虜
れがあった。本発明の目的はこれらの欠点を除去し、残
存酸素濃度を適確に把握し、最適燃焼制御を行なえる燃
焼制御方法の提供にある。
その信頼性が低く、従釆では酸素計の出力に上下限制限
を設けてシステムの暴走を防いでいた。しかし酸素計が
異常となった場合空燃比修正制御の範囲内で出力が上限
、下限になってしまい適正な燃焼制御が出来なくなる虜
れがあった。本発明の目的はこれらの欠点を除去し、残
存酸素濃度を適確に把握し、最適燃焼制御を行なえる燃
焼制御方法の提供にある。
本発明はこの目的を達成するため、実測燃料流量と実測
空気流量より燃焼排ガス中の酸素濃度を計算し、この計
算酸素濃度と実測酸素濃度との差が所定許容限度内であ
れば実測酸素濃度を、限度外であれば計算酸素濃度を被
制御量である酸素濃度調節基準とすることによって行な
う。
空気流量より燃焼排ガス中の酸素濃度を計算し、この計
算酸素濃度と実測酸素濃度との差が所定許容限度内であ
れば実測酸素濃度を、限度外であれば計算酸素濃度を被
制御量である酸素濃度調節基準とすることによって行な
う。
また所定許容限度内であれば酸素濃度調節出力で空燃比
修正制御を行ない、限度外であれば予め設定された空燃
此で制御を行なうことによっても行なう。
修正制御を行ない、限度外であれば予め設定された空燃
此で制御を行なうことによっても行なう。
以下本発明を一実施例について図を参照して説明する。
図は一実施例のブ。ック図でボイラー１のバーナーには
燃料である重油を庄送する重油輸送管２、空気を圧送す
る空気輸送管３が接続されている。この輸送管２，３に
は流量計４，５が設けられ、各々から重油流量、空気流
量に比例した流量信号が出力される。また輸送管２，３
には調節弁６？ ７が設けられ、これら調節弁６，７‘
ま重油流量〜空気流量を重油流量調節計８「空気流量調
節計９の調節出力によって制御する。ボイラー川こは温
度発信器亀鶴が設けられ「 この発信器官肌まボイラー
軍内の温度に比例した信号を温度調節計亀１に出力する
。この温度調節計竃電は所定設定温度信号Ａと発信器官
蟹からの実測温度信号とを比較し、温度調節出力信号を
比率設定器’２、重油流量調節計８１こ出力する。調節
計８は温度調節出力信号と流量計４の重油流量信号とを
比較して調節弁８の開閉度を調節する重油流量調節出力
を出力する。次に燃料が重油の場合の排ガス中の計算酸
素濃度の演算について説明する。
燃料である重油を庄送する重油輸送管２、空気を圧送す
る空気輸送管３が接続されている。この輸送管２，３に
は流量計４，５が設けられ、各々から重油流量、空気流
量に比例した流量信号が出力される。また輸送管２，３
には調節弁６？ ７が設けられ、これら調節弁６，７‘
ま重油流量〜空気流量を重油流量調節計８「空気流量調
節計９の調節出力によって制御する。ボイラー川こは温
度発信器亀鶴が設けられ「 この発信器官肌まボイラー
軍内の温度に比例した信号を温度調節計亀１に出力する
。この温度調節計竃電は所定設定温度信号Ａと発信器官
蟹からの実測温度信号とを比較し、温度調節出力信号を
比率設定器’２、重油流量調節計８１こ出力する。調節
計８は温度調節出力信号と流量計４の重油流量信号とを
比較して調節弁８の開閉度を調節する重油流量調節出力
を出力する。次に燃料が重油の場合の排ガス中の計算酸
素濃度の演算について説明する。
燃焼に伴う空気過剰率を仏とすると、
山＝憲鷺軍寮曇壁鍔；実際重油流量Ｘ比重譲錘空位気重
豊満当りの必要空気量由Ｆ器鍔蔓ＣＣ＝重油比重×単位
重油当りの必要空気量のでん９）となる。
豊満当りの必要空気量由Ｆ器鍔蔓ＣＣ＝重油比重×単位
重油当りの必要空気量のでん９）となる。
そして重油燃焼の場合は燃焼用空気供孫旨量と燃焼排ガ
ス量との間に容積変化がないので過剰空気の酸素分が排
ガス中に残存することとなる。したがって 過剰空気量×酸素濃度；排ガス量×残存酸素濃度（Ａ山
ふ）ｘ２１＝公ｘ○２ ん（仏−１）ｘ２１＝科Ａｏｘ０２ ．，．〇２ニ２１（三−ｉ）〈％） …側■となる
。
ス量との間に容積変化がないので過剰空気の酸素分が排
ガス中に残存することとなる。したがって 過剰空気量×酸素濃度；排ガス量×残存酸素濃度（Ａ山
ふ）ｘ２１＝公ｘ○２ ん（仏−１）ｘ２１＝科Ａｏｘ０２ ．，．〇２ニ２１（三−ｉ）〈％） …側■となる
。
もちろん他の燃料で排ガス量と供聯合量の間に客種変化
を伴う場合には「磯ガス量がＫＡ（敬三定数）と表わさ
れる。
を伴う場合には「磯ガス量がＫＡ（敬三定数）と表わさ
れる。
このようにして計算酸素濃度を求めるため、流量計４か
らの重油流量信号と設定器官３からの重油比重×単位重
油当りの必要空気量Ｃとを乗算する乗算器１４を設け、
またこの乗算器官亀からの理論空気量で流量計５からの
実測した空気流量を除算する除算器亀５を設ける。
らの重油流量信号と設定器官３からの重油比重×単位重
油当りの必要空気量Ｃとを乗算する乗算器１４を設け、
またこの乗算器官亀からの理論空気量で流量計５からの
実測した空気流量を除算する除算器亀５を設ける。
この除算器１５の出力は空気過剰率材であり、この空気
過剰率必にょつて■式つまり２１（生１）を演算する演
算糊６を設け、演算器１６の出力である排ガス中の計算
酸素濃度信号は比較器１７１こ加えられる。またボイラ
ー１の鰹道部には酸素計亀８が設置されており、この酸
素計１８からの排ガス中の実測残存溶存酸素濃度信号は
比較器１７に加えられる。比較器１７は計算酸素濃度信
号と実測残存酸素濃度信号とを比較する。そしてこの比
較の結果「その差が所定許容範囲内であれば実測残存酸
素濃度信号を酸素調節計２乳と伝える接点亀９−鷲を有
する切換スイッチ軍勢を設ける。またこのスイッチ亀ｇ
は競点寛ぎ−１を介して比較器亀Ｔの比較結果が所定許
容範囲外の場合に計算酸素濃度信号を酸素調節計２塞ぎ
こ伝える。酸素調節計２２はこれら濃度信号を基準酸素
濃度信号Ｂと比較し、酸素濃度調節信号を出力する。こ
の出力は乗算器２亀１と加わり「比率設定器８２で所定
空燃比である所定定数を乗算された温度調節信号と乗算
されて切襖スイッチ２鰹の接点２ローをもこ加わる。ま
た比率設定器亀２の出力は切榛スイッチｇ醜の接点２鰭
一翼！こ加えられる。切換スイッチ透覇の可動援点は接
点２亀−雷，２８−２苗こ加わる入力を切換えて空気流
量調節計９に加える。この切擬スイッチ２０は比較器竃
計の出力によって動作し〜実測残存酸素濃度と計算酸素
濃度との差が所定許容範囲外であれば比率設定器１２の
出力を空気流量調節計９の基準信号とし、所定許容範囲
内であれば乗算器雲亀の出力を調節計９の基準信号とす
る。したがって演算器量６からの計算酸素濃度と酸素計
１８からの実測残存酸素濃度が所定許容範囲内であれば
「実測残存酸素濃度と基準酸素濃度とを酸素調節計２２
で比較し「酸素調節信号を得、この調節信号で所定空燃
比に相当する比率を乗じた比率設定器の出力を補正して
、つまり空燃比を修正して空気流量調節計９の基準入力
とする。また酸素計１８の実測残存酸素濃度と演算器亀
６からの計算酸素濃度との差が所定許容範囲外であれば
比較器１７１こよって、切換スイッチ１９が動作して計
算酸素濃度が酸素調節計２２に加わる。しかし切換スイ
ッチ２０も比較器ｉ７によって、比率設定器１２の出力
を空気流量調節計９の入力としているので、空燃比を修
正する制御を行なわず、計算上の予定空燃比による空気
流量制御となる。また、本発明の他の実施例として切換
スイッチ２０を設けずに空気流量調節計９の基準入力と
して比率設定器１２の出力と酸素調節計２２の出力の乗
算値を常に加えておくことによって行なっても良い。
過剰率必にょつて■式つまり２１（生１）を演算する演
算糊６を設け、演算器１６の出力である排ガス中の計算
酸素濃度信号は比較器１７１こ加えられる。またボイラ
ー１の鰹道部には酸素計亀８が設置されており、この酸
素計１８からの排ガス中の実測残存溶存酸素濃度信号は
比較器１７に加えられる。比較器１７は計算酸素濃度信
号と実測残存酸素濃度信号とを比較する。そしてこの比
較の結果「その差が所定許容範囲内であれば実測残存酸
素濃度信号を酸素調節計２乳と伝える接点亀９−鷲を有
する切換スイッチ軍勢を設ける。またこのスイッチ亀ｇ
は競点寛ぎ−１を介して比較器亀Ｔの比較結果が所定許
容範囲外の場合に計算酸素濃度信号を酸素調節計２塞ぎ
こ伝える。酸素調節計２２はこれら濃度信号を基準酸素
濃度信号Ｂと比較し、酸素濃度調節信号を出力する。こ
の出力は乗算器２亀１と加わり「比率設定器８２で所定
空燃比である所定定数を乗算された温度調節信号と乗算
されて切襖スイッチ２鰹の接点２ローをもこ加わる。ま
た比率設定器亀２の出力は切榛スイッチｇ醜の接点２鰭
一翼！こ加えられる。切換スイッチ透覇の可動援点は接
点２亀−雷，２８−２苗こ加わる入力を切換えて空気流
量調節計９に加える。この切擬スイッチ２０は比較器竃
計の出力によって動作し〜実測残存酸素濃度と計算酸素
濃度との差が所定許容範囲外であれば比率設定器１２の
出力を空気流量調節計９の基準信号とし、所定許容範囲
内であれば乗算器雲亀の出力を調節計９の基準信号とす
る。したがって演算器量６からの計算酸素濃度と酸素計
１８からの実測残存酸素濃度が所定許容範囲内であれば
「実測残存酸素濃度と基準酸素濃度とを酸素調節計２２
で比較し「酸素調節信号を得、この調節信号で所定空燃
比に相当する比率を乗じた比率設定器の出力を補正して
、つまり空燃比を修正して空気流量調節計９の基準入力
とする。また酸素計１８の実測残存酸素濃度と演算器亀
６からの計算酸素濃度との差が所定許容範囲外であれば
比較器１７１こよって、切換スイッチ１９が動作して計
算酸素濃度が酸素調節計２２に加わる。しかし切換スイ
ッチ２０も比較器ｉ７によって、比率設定器１２の出力
を空気流量調節計９の入力としているので、空燃比を修
正する制御を行なわず、計算上の予定空燃比による空気
流量制御となる。また、本発明の他の実施例として切換
スイッチ２０を設けずに空気流量調節計９の基準入力と
して比率設定器１２の出力と酸素調節計２２の出力の乗
算値を常に加えておくことによって行なっても良い。
この場合所定許容範囲内であれば実測残存酸素濃度によ
って空燃比が修正され、所定許容範囲外であれば計算残
存酸素濃度によって空燃比が修正される。またさらに他
の実施例として切換スイッチ１９を設けずに常に実測残
存酸素濃度を酸素調節計２２の入力として行なってもよ
い。
って空燃比が修正され、所定許容範囲外であれば計算残
存酸素濃度によって空燃比が修正される。またさらに他
の実施例として切換スイッチ１９を設けずに常に実測残
存酸素濃度を酸素調節計２２の入力として行なってもよ
い。
この場合所定許容範囲内であれば酸素濃度調節信号で比
率設定器１２の出力を修正し空燃比修正制御を行ない、
所定許容範囲外であれば比率設定器！２，からの予定空
燃比によって空気流量調節を行なう。以上のように本発
明によれば、実測燃料流量と実測空気流量より燃焼排ガ
ス中の酸素濃度を計算し、この計算酸素濃度と実測酸素
濃度との差が所定許容限度内であれば実測酸素濃度を、
限度外であれば計算酸素濃度を酸素濃度調節基準とし、
また所定許容限度内であれば酸素濃度調節出力で空燃比
修正制御を行ない、限度外であれば予め設定された空燃
比で制御を行なっている。したがって排ガス中の残存酸
素濃度を制御の一つのパラメータとし、残存酸素濃度を
悪化させない制御が可能となる。さらに排ガス中の残存
酸素濃度を実測する酸素計の暴走を計算酸素濃度と比較
して防いでおり、信頼性の高い制御となる。
率設定器１２の出力を修正し空燃比修正制御を行ない、
所定許容範囲外であれば比率設定器！２，からの予定空
燃比によって空気流量調節を行なう。以上のように本発
明によれば、実測燃料流量と実測空気流量より燃焼排ガ
ス中の酸素濃度を計算し、この計算酸素濃度と実測酸素
濃度との差が所定許容限度内であれば実測酸素濃度を、
限度外であれば計算酸素濃度を酸素濃度調節基準とし、
また所定許容限度内であれば酸素濃度調節出力で空燃比
修正制御を行ない、限度外であれば予め設定された空燃
比で制御を行なっている。したがって排ガス中の残存酸
素濃度を制御の一つのパラメータとし、残存酸素濃度を
悪化させない制御が可能となる。さらに排ガス中の残存
酸素濃度を実測する酸素計の暴走を計算酸素濃度と比較
して防いでおり、信頼性の高い制御となる。
図は本発明の一実施例のブロック図である。
１・・・・・・ボイラー、４，５・・・・・・流量計、
６，７・・・・・・調節弁、８・・・・・・重油流量調
節計、９・・・…空気流量調節計、１０・・・・・・温
度検出器、１１……温度調節計、１２・…・・比率設定
器、１７・・…・比較器「 １８・・・・・・酸素計、
１９，２０・・…・切換スイッチ、２２…・・・酸素調
節計。
６，７・・・・・・調節弁、８・・・・・・重油流量調
節計、９・・・…空気流量調節計、１０・・・・・・温
度検出器、１１……温度調節計、１２・…・・比率設定
器、１７・・…・比較器「 １８・・・・・・酸素計、
１９，２０・・…・切換スイッチ、２２…・・・酸素調
節計。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 実測燃料流量および実測空気流量より燃焼排ガス中
の酸素濃度を計算し、この計算酸素濃度と燃焼排ガス中
の実測酸素濃度とを比較し、前記実測酸素濃度が信頼し
得る所定許容限度内であれば前記実測酸素濃度を、所定
許容限度外であれば前記計算酸素濃度を前記燃焼排ガス
中の酸素濃度を被制御量として燃料流量と空気流量との
空燃比を制御することを特徴とする燃焼制御方法。 ２ 実測燃料流量および実測空気流量より燃焼排ガス中
の酸素濃度を計算し、この計算酸素濃度と燃焼排ガス中
の実測酸素濃度とを比較し、前記実測酸素濃度が信頼し
得る所定許容限度内であれば前記実測酸素濃度に基づく
酸素濃度調節出力で燃料流量と空気流量との空燃比を変
化させ、前記所定許容限度外であれば所定空燃比にて燃
料流量と空気流量を制御する燃焼制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP443477A JPS6020652B2 (ja) | 1977-01-20 | 1977-01-20 | 燃焼制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP443477A JPS6020652B2 (ja) | 1977-01-20 | 1977-01-20 | 燃焼制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5390024A JPS5390024A (en) | 1978-08-08 |
| JPS6020652B2 true JPS6020652B2 (ja) | 1985-05-23 |
Family
ID=11584125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP443477A Expired JPS6020652B2 (ja) | 1977-01-20 | 1977-01-20 | 燃焼制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6020652B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4330260A (en) * | 1979-01-31 | 1982-05-18 | Jorgensen Lars L S | Method and apparatus for regulating the combustion in a furnace |
-
1977
- 1977-01-20 JP JP443477A patent/JPS6020652B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5390024A (en) | 1978-08-08 |
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