JPS6137968Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はボイラ等に適用する火炎検出装置の改
良に関する。

一般にボイラにおける燃焼形態は通常運転時と
NOx運転時との２つに分けることができる。通
常運転時の場合には、第１図に示すように、燃焼
炉１の炉壁２を通してスロート３後端部迄液体用
バーナ４を導入し、この位置でバーナ先端部より
液体を噴出して燃焼を行なつている。このとき、
液体の燃焼は１次燃焼部Ａを通つて完全燃焼であ
る火炎部Ｂに移行する。

このような通常運転時にあつて、その燃焼状態
を把握するためにはフレームデテクタ５を設置す
る必要があるが、このフレームデテクタ５はスロ
ート３内に設けられ、検出視野Ｃの範囲で１次燃
焼部Ａつまり紫外線発生ゾーンを検出している
（第２図参照）。Ｄは未燃物質、６はエアレジスタ
である。このエアレジスタは空気量を調整する手
段である。

即ち、通常運転時にあつては、フレームデテク
タ５をフロート内に設置し直接紫外線を多く発生
する１次燃焼部Ａを監視しているので、燃焼状態
を正確に把握することができる。

しかし、近年ボイラからの排気物に係る公害問
題の発生に端を発し、その原因を調査してみる
と、理論空気量を越える空気量を入れて高温燃焼
させており、これによつて窒素化合物NOxが多
量に排気されていることが分つた。

このため、近年必要に応じ窒素化合物の発生を
抑えたNOx運転を行なうことが多くなつた。と
ころが、この場合も以下に述べるように燃焼方法
の変化や燃料液体の多様化により、フレームデテ
クタ５で紫外線検出を的確に行なうことが困難と
なつている。

以下、第３図にてボイラー１１のNOx運転に
ついて述べる。

先ず、エアポンプ７により理論空気量をバー
ナポート８に入れ、バーナによる燃焼を徐々に
低温燃焼されることが行なわれている。

この場合には第４図に示すように、未燃物質
Ｄが前方に長く伸び、かつ１次燃焼部Ａも拡散
することになるためフレームデテクタ５では紫
外線の検出が困難である。

次に、第３図に示すように２個のバーナ
４′，４″による二段燃焼を行なう燃焼方法があ
るが、この場合も紫外線が分散し、この結果、
スロート内に設置したフレームデテクタ５では
正確な燃焼状態を把握することができない。

また、バーナポート８に少ない空気を入れ、
その不足空気量をオーバ・エアポート９に入れ
て徐々に低温燃焼させる方法もある。この場合
にはと同じように未燃物質Ｄが伸びてフレー
ムデテクタ５で紫外線を検出することはできな
い。

さらに、排気ガスの一部をガス混合フアン１
０で再循環し低温燃焼させる方法があるが、こ
の場合も，と同じ結果となる 以上のように、NOx運転時では窒素酸化物の
発生を少なくできるが、フレームデテクタ５によ
るスロート内監視では、紫外線強度の減少、紫外
線発生個所の移動並びに紫外線不透過物質の増大
等によつて的確に紫外線を検出することは不可能
である。

本考案は上記実情にかんがみてなされたもの
で、通常運転時とNOx運転時の何れでも紫外線
を検出して燃焼状態を正確に把握できるようにす
る火炎検出装置を提供するものである。

以下、本考案の一実施例を説明するにあたり、
先ず、NOx運転時における燃焼状態について研
究した結果を説明する。

NOx運転時は第４図のように未燃物質Ｄがバ
ーナ４のかなり前方まで伸びた後、紫外線発生ゾ
ーンである一次燃焼部Ａに移るが、この燃焼部Ａ
は同じく前方に伸びて紫外線を分散させるため強
度の弱いものとなつている。しかし、紫外線が後
退し火炎部Ｂが上昇を初めると、その上昇し初め
の場所で非常に多くの紫外線が存在することが分
つた。

従つて、本考案は以上の点を考慮してガス混合
フアン１０を作動させて排気ガスの一部を再循環
し低温燃焼させる燃焼装置においてフレームデテ
クタ５の設置およびその信号処理手段を改良する
ことにあり、以下その具体例を説明する。即ち、
本装置は第５図に示すように、２個のフレームデ
テクタ５ａ，５ｂを採用し、その１つのフレーム
デテクタ５ａを通常運転時に最適なようにスロー
ト３内に設置する。もう１つのフレームデテクタ
フレームデテクタ５ｂはスロート内壁部に比較的
近いスロート壁部に埋設し、そのデテクタ先端部
が燃焼室を露見するように設置する。而して、フ
レームデテクタ５ｂの検出視野Ｃ_bはNOx運転時
の一次燃焼部Ａから火炎部Ｂに移行する部分の一
定範囲を検出できるようにしておく。これによつ
て、紫外線の検出を確実に行なうことが可能とな
る。

而して、第５図のように設置した２個のフレー
ムデテクタ５ａ，５ｂの検出信号は第６図に示す
回路で処理する。なお、各フレームデテクタ５
ａ，５ｂの検出可能なNOx率は実プラントのデ
ータから次のような値が得られた。ここで、
NOx率＝排気ガス中のNOxガス量／（全排気ガ
ス流量）をもつて表わすことができる。

フレームデテクタ５ｂ：NOx率０〜12％ フレームデテクタ５ａ：NOx率８〜15％ である。

従つて、第６図の回路から、NOx運転時の
NOx率の少ない０〜８％のときにはその紫外線
をフレームデテクタ５ｂで検出し、その検出信号
は論理和回路１０を通して出力する。

次に、NOx率８〜12％のときには２個のフレ
ームデテクタ５ａ，５ｂの検出信号を論理積回路
１１で判断し、その信号を論理和回路１０を通し
て出力する。

また、12％以上のNOx率つまり通常運転時の
場合にはフレームデテクタ５ａの検出信号を論理
和回路１０を通して出力する。従つて、以上の構
成を採れば通常運転時でもNOx運転時でも紫外
線を検出してその検出信号を出力することができ
る。

次に、第７図はより信頼性を上げるための信号
処理回路のブロツク図である。同図は第６図の回
路にさらにフレームデテクタ５ａ，５ｂごとに論
理積回路１２ａ，１２ｂを接続し、これらの回路
１２ａ，１２ｂの一方入力側にバーナロジツクの
信号を入れ、かつバーナロジツク信号同志を論理
積回路１３を通して最終的に論理積回路１４で比
較するようにして誤動作を少なくしたものであ
る。

なお、本考案は上記実施例に限定されず種々の
変形実施が可能である。例えば、通常運転用およ
びNOx運転用のフレームデテクタ５ａ，５ｂを
それぞれ２個以上設置してもよい。

以上詳記したように本考案によれば、複数のフ
レームデテクタを採用し、その１つのフレームデ
テクタをスロート内監視とし、他の１つのフレー
ムデテクタをスロート外監視としてこれらのデテ
クタの検出信号を組合せ出力するようにしたの
で、ボイラの通常運転時は勿論のこと、特に
NOx運転時において確実にNOx率を検出して公
害防止に役立てることができる。しかも、何れの
運転を行なつた場合でも連続して安定に火炎検出
ができ、これによつて適用範囲を拡大することが
できるばかりでなく、特にNOx対策のボイラに
対しても好適なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は通常運転時の燃焼構成を示す断面図、
第２図は第１図の運転時の燃焼状態を示す部分拡
大図、第３図はNOx運転時の動作系統を示す
図、第４図は第３図の運転時の燃焼状態を示す部
分拡大図、第５図ないし第７図は本考案に係る火
炎検出装置を説明するために示したもので、第５
図は通常運転時とNOx運転時における燃焼状態
とフレームデテクタの設置状態を示す図、第６図
および第７図は２個のフレームデテクタから得ら
れた信号を処理する信号処理回路のブロツク図で
ある。 １……燃焼室、２……スロート、４……バー
ナ、５，５ａ，５ｂ……フレームデテクタ、１０
……論理和回路、１１〜１４……論理積回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ボイラの煙道内の排気ガスの一部を取り込んで
   バーナポートへ再循環させ、かつ、前記ボイラの
   スロート内に設けたバーナを用いて液体燃焼を行
   なうボイラの燃焼装置において、前記スロート壁
   部に埋設し、NOx運転時に生ずる一次燃焼部か
   ら火炎部に移行する部分の一定範囲における０〜
   12％のNOx率をスロート外で監視する第１のフ
   レームデテクタと、前記スロート内に設置し、通
   常運転時に生ずる一次燃焼部における８％以上の
   NOx率をスロート内で監視する第２のフレーム
   デテクタと、前記第１および第２のフレームデテ
   クタからの信号を受け、前記第１のフレームデテ
   クタの出力をもつて０〜８％のNOx率、第１お
   よび第２のフレームデテクタの両出力から８〜12
   ％のNOx率、第２のフレームデテクタの出力を
   もつて12％以上のNOx率である旨の信号を出力
   する論理判断回路とを備えたことを特徴とする火
   炎検出装置。