JPS6249120A - 火炎検出器 - Google Patents
火炎検出器Info
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- JPS6249120A JPS6249120A JP18730485A JP18730485A JPS6249120A JP S6249120 A JPS6249120 A JP S6249120A JP 18730485 A JP18730485 A JP 18730485A JP 18730485 A JP18730485 A JP 18730485A JP S6249120 A JPS6249120 A JP S6249120A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
- F23N5/08—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements
- F23N5/082—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements using electronic means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は火炎検出器に係り、特に燃料や燃焼状態が変化
しても常時高い火炎検出精度を保持することのできる火
炎検出器に関する。
しても常時高い火炎検出精度を保持することのできる火
炎検出器に関する。
〈従来の技術及びその問題点〉
火炎検出器はボイラなどの燃焼装置において、バーナの
点火・消火を判定する装置であり、燃焼装置の制御の自
動化が進んでいる現在、重要なセンサーの一つとなって
おり、この性能の如何が燃焼装置の制御に大きな影響を
及ぼす。
点火・消火を判定する装置であり、燃焼装置の制御の自
動化が進んでいる現在、重要なセンサーの一つとなって
おり、この性能の如何が燃焼装置の制御に大きな影響を
及ぼす。
火炎検出器の種類としては、火炎からの発光強度により
点火・消火を判定する先代火炎検出器と、火炎中のイオ
ン密度により判定するイオン式火炎検出器に大別するこ
とができる。このうちイオン式火炎検出器はイオン電流
を導くために電極棒を火炎に接触させねばならず、電極
棒の焼損を防止するためには長時間の連続使用はできな
い。このため例えば火力発電所用の大型ボイラを始めと
して、産業用の大型ボイラにあってはイオン式火炎検出
器は起動用バーナ（点火トーチ）など使用時間の短いバ
ーナについて使用されている。従って長時間継続的に火
炎の監視を行う必要のある場合には光式火炎検出器を使
用することになる。
点火・消火を判定する先代火炎検出器と、火炎中のイオ
ン密度により判定するイオン式火炎検出器に大別するこ
とができる。このうちイオン式火炎検出器はイオン電流
を導くために電極棒を火炎に接触させねばならず、電極
棒の焼損を防止するためには長時間の連続使用はできな
い。このため例えば火力発電所用の大型ボイラを始めと
して、産業用の大型ボイラにあってはイオン式火炎検出
器は起動用バーナ（点火トーチ）など使用時間の短いバ
ーナについて使用されている。従って長時間継続的に火
炎の監視を行う必要のある場合には光式火炎検出器を使
用することになる。
光式火炎検出器は検出する波長により、紫外線式、可視
−近赤外線式、赤外線式の三つに分類できるが、使用燃
料により燃焼時に発する波長に特徴があるので、ガス、
油の場合には紫外線式を、可視−近赤外線式、赤外線式
は油、微粉炭用というように、使用する燃料により使い
分けている場合が多い。
−近赤外線式、赤外線式の三つに分類できるが、使用燃
料により燃焼時に発する波長に特徴があるので、ガス、
油の場合には紫外線式を、可視−近赤外線式、赤外線式
は油、微粉炭用というように、使用する燃料により使い
分けている場合が多い。
近年、原子ツノ発電が増加しかつこの原子力発電はその
特性上頻繁に負荷変動させることはできず、このためベ
ースロードとして使用している。従って火力発電所用の
ボイラは中間負荷となってきており負荷変動が大きく、
いわゆるＤ Ｓ Ｓ （Ｄａｉｌｙｓｔａｒｔ ５ｔｏ
ｐ）運用の機会が増加し、負荷変化に対する火炎検出器
の検出精度の維持が重要な問題になってきている。また
更に、窒素酸化物等の公害物質の排出量を低減する低公
害燃焼を実施しているため、火炎からの発光強度が低下
しかつ発光自体が不安定になっており、火炎判定精度を
低下させる要素となっている。従来の光式火炎検出器で
はこのような発光強度の低下に対しては火炎検出器の感
度を高めることにより対処しているが、感度を上げ過ぎ
ると隣接したバーナや対向するバーナからの発光に対し
ても反応してしまい、誤信号発信の原因となったりして
却って装置の信顛性を低下させるなどの問題を生じてし
まう。
特性上頻繁に負荷変動させることはできず、このためベ
ースロードとして使用している。従って火力発電所用の
ボイラは中間負荷となってきており負荷変動が大きく、
いわゆるＤ Ｓ Ｓ （Ｄａｉｌｙｓｔａｒｔ ５ｔｏ
ｐ）運用の機会が増加し、負荷変化に対する火炎検出器
の検出精度の維持が重要な問題になってきている。また
更に、窒素酸化物等の公害物質の排出量を低減する低公
害燃焼を実施しているため、火炎からの発光強度が低下
しかつ発光自体が不安定になっており、火炎判定精度を
低下させる要素となっている。従来の光式火炎検出器で
はこのような発光強度の低下に対しては火炎検出器の感
度を高めることにより対処しているが、感度を上げ過ぎ
ると隣接したバーナや対向するバーナからの発光に対し
ても反応してしまい、誤信号発信の原因となったりして
却って装置の信顛性を低下させるなどの問題を生じてし
まう。
第２図は低公害燃焼の一つである一次排ガス（ＰＧ）再
循環法に於けるＰＣの注入比率と火炎の相対発光強度と
の関係を示す線図である。この図からも明らかなように
、ＰＣの注入量を増加させてゆ（とＰＧの注入比率が約
８％で火炎の相対発光強度は無注入時の約５０％に低下
する。このため、バーナ点火時の発光強度と、定格負荷
時におけるこのバーナ消火時の発光強度との差が小さく
なるため、点火判定の設定値をどのように定めるかが非
常に問題となる。
循環法に於けるＰＣの注入比率と火炎の相対発光強度と
の関係を示す線図である。この図からも明らかなように
、ＰＣの注入量を増加させてゆ（とＰＧの注入比率が約
８％で火炎の相対発光強度は無注入時の約５０％に低下
する。このため、バーナ点火時の発光強度と、定格負荷
時におけるこのバーナ消火時の発光強度との差が小さく
なるため、点火判定の設定値をどのように定めるかが非
常に問題となる。
第３図はボイラ負荷と火炎の相対発光強度との関係を示
す線図であるが、ボイラ負荷の変動と共に発光強度が大
幅に変化し、このことも点火判定の設定値の設定を困デ
「にしている大きな原因となっている。
す線図であるが、ボイラ負荷の変動と共に発光強度が大
幅に変化し、このことも点火判定の設定値の設定を困デ
「にしている大きな原因となっている。
以上のように火炎の発光強度はＰＣの注入量、ボイラ負
荷などの運転条件によって大幅に変化し、特にＤＳＳが
日常化してくると運転条件はさらに複雑となり火炎検出
器の判定精度は低下する。結局従来のように点火判定の
設定値を一義的に定めた方法ではこのような複雑な運転
条件に於いて精度の高い判定を行うことはできない。
荷などの運転条件によって大幅に変化し、特にＤＳＳが
日常化してくると運転条件はさらに複雑となり火炎検出
器の判定精度は低下する。結局従来のように点火判定の
設定値を一義的に定めた方法ではこのような複雑な運転
条件に於いて精度の高い判定を行うことはできない。
〈本発明の目的〉
本発明は上述の問題点を除去すべく構成したものであり
、複雑な運転条件下においても精度の高い判定を行うこ
とのできる火炎検出器を提供することを目的とする。
、複雑な運転条件下においても精度の高い判定を行うこ
とのできる火炎検出器を提供することを目的とする。
〈本発明の概要〉
要するに本発明は、火炎有無の判定を一義的に行うこと
なく、ガス流星、バーナ負荷、燃料種等火炎発光強度に
影Ｖを与える複数のファクターに基づいて判定基準を設
定し、火炎有無の判定を行うよう構成した装置である。
なく、ガス流星、バーナ負荷、燃料種等火炎発光強度に
影Ｖを与える複数のファクターに基づいて判定基準を設
定し、火炎有無の判定を行うよう構成した装置である。
〈実施例〉
以下本発明の実施例を具体的に説明する。
第１図は本発明の第１の実施例を示す。この装置におい
て３方向１ａ、ｌｂ、ＩＣからの光信号は３本の光フア
イバ導光部を有する光フアイバヘッド２を経て中継用光
ファイバ３により増幅部４に送られる。この増幅部４に
おいて各方向１ａ、１ｂ、ＩＣからの光はその検出方向
別にそれぞれ光電変換され、可視−近赤外線波長と赤外
線波長の２つに電気信号変換される。これにより合計６
個の信号が発生しこれらの信号はマルチプレクサ５を介
してアナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ６に順
次送られる。ここで前記アナロク信号はディジタル信号
に変換され、周波数弁別部７おいて時間的に変動する火
炎発光強度のうち、着目する周波数成分（例えば５０〜
３００ｔｌｚ）のみを抽出する。周波数弁別部７におい
て抽出された信号は火炎判定部８に送られ、火炎判定用
設定値記ｔａ部１２にストアされている値と比較し、こ
の判定結果を出力部９から外部に出力する。
て３方向１ａ、ｌｂ、ＩＣからの光信号は３本の光フア
イバ導光部を有する光フアイバヘッド２を経て中継用光
ファイバ３により増幅部４に送られる。この増幅部４に
おいて各方向１ａ、１ｂ、ＩＣからの光はその検出方向
別にそれぞれ光電変換され、可視−近赤外線波長と赤外
線波長の２つに電気信号変換される。これにより合計６
個の信号が発生しこれらの信号はマルチプレクサ５を介
してアナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ６に順
次送られる。ここで前記アナロク信号はディジタル信号
に変換され、周波数弁別部７おいて時間的に変動する火
炎発光強度のうち、着目する周波数成分（例えば５０〜
３００ｔｌｚ）のみを抽出する。周波数弁別部７におい
て抽出された信号は火炎判定部８に送られ、火炎判定用
設定値記ｔａ部１２にストアされている値と比較し、こ
の判定結果を出力部９から外部に出力する。
符号１１は外部信号パターン化部であり、ここで各種の
パラメータを燃焼パターン構成信号として入力し現在の
燃焼状態のパターン化を行う。例えば油、ガス等の燃料
種類信号１０ａ、燃料油（ガス）圧信号ＩＱｂ、ＰＣ注
入星信号注入Ｃ、バーナ部における燃焼用空気の空気比
信号（図示せず）等によって、燃焼状態を数種類（例え
ば８種類）の燃焼状態にパターン化し、それぞれのパタ
ーンに対応する火炎判定用設定値を火炎刊定用設定値記
ｔｑ部１２にストアしておく。上１ホの火炎判定部８で
は外部信号パターン化部１１の区分出力（パターン出力
）に対応する設定値を選択し、この選択した設定値を用
いて火炎の点火・消火を判定する。
パラメータを燃焼パターン構成信号として入力し現在の
燃焼状態のパターン化を行う。例えば油、ガス等の燃料
種類信号１０ａ、燃料油（ガス）圧信号ＩＱｂ、ＰＣ注
入星信号注入Ｃ、バーナ部における燃焼用空気の空気比
信号（図示せず）等によって、燃焼状態を数種類（例え
ば８種類）の燃焼状態にパターン化し、それぞれのパタ
ーンに対応する火炎判定用設定値を火炎刊定用設定値記
ｔｑ部１２にストアしておく。上１ホの火炎判定部８で
は外部信号パターン化部１１の区分出力（パターン出力
）に対応する設定値を選択し、この選択した設定値を用
いて火炎の点火・消火を判定する。
それぞれの外部信号パターンに対応する設定値の設定は
次の要領で行われる。すなわち１．燃料弁開閉信号ライ
ン１３の判定用設定値学習スイッチ］、 ４ ａと周波
数弁別部７からの信号を分岐した別のの判定用設定値学
習スイッチ１４ｂとをＯＮにすることにより点火時（燃
ネ」弁開時）の火炎信号を外部信号パターン毎に予め記
ｊｆＪ部１２にスＩ−アすることにより設定する。火炎
検出器運用時にはこれらの判定用設定値学習スイッチ１
４ａ及びｉ４ｂはいずれも叶Ｆとしておく。
次の要領で行われる。すなわち１．燃料弁開閉信号ライ
ン１３の判定用設定値学習スイッチ］、 ４ ａと周波
数弁別部７からの信号を分岐した別のの判定用設定値学
習スイッチ１４ｂとをＯＮにすることにより点火時（燃
ネ」弁開時）の火炎信号を外部信号パターン毎に予め記
ｊｆＪ部１２にスＩ−アすることにより設定する。火炎
検出器運用時にはこれらの判定用設定値学習スイッチ１
４ａ及びｉ４ｂはいずれも叶Ｆとしておく。
以下は外部信号パターンの具体例である。
パターン■：燃料 油
油圧 １３ｋｇ／ｃ己以−Ｌ
ＰＧ流量 ３％以上
パターン■：燃料 油
油圧 １３ ｋｇ ／ ａｄ以下ＰＧ流星
３％以上 パターン組：燃料 微粉炭 ｐｃ？Ｍ吋 ３％以上 以上の様に燃焼装置の運転条件のうち特に火炎の発光強
度に大きく影啓するパラメータである油圧、ＰＣ流量な
どを外部信号として取り込み、これらの信号の組み合わ
せによって燃焼状態に対応した火炎判定用設定値を選択
できるので、ＤＳＳ運転や低公害燃焼を行うことにより
極端に発光強度が変化しても常時精度の高い火炎判定を
行うことが可能となる。なお、以上のパラメータである
油圧、ＰＣ流量などのデータはボイラの通常の制御にお
いて信号化して利用しているので、この信号を取り込め
ばよく、これらのパラメータを特別に信号化する必要は
ない。また、各外部信号化パターンに対応した火炎同定
用設定値は容易に設定可能であり、かつこれらの値をス
トアしておくことにより各種の条件の変化に対応でき、
従来方式の様に火炎検出器の初期設定値設定の煩雑さを
防止でき、装置自体の？！雑化も防止できる。
３％以上 パターン組：燃料 微粉炭 ｐｃ？Ｍ吋 ３％以上 以上の様に燃焼装置の運転条件のうち特に火炎の発光強
度に大きく影啓するパラメータである油圧、ＰＣ流量な
どを外部信号として取り込み、これらの信号の組み合わ
せによって燃焼状態に対応した火炎判定用設定値を選択
できるので、ＤＳＳ運転や低公害燃焼を行うことにより
極端に発光強度が変化しても常時精度の高い火炎判定を
行うことが可能となる。なお、以上のパラメータである
油圧、ＰＣ流量などのデータはボイラの通常の制御にお
いて信号化して利用しているので、この信号を取り込め
ばよく、これらのパラメータを特別に信号化する必要は
ない。また、各外部信号化パターンに対応した火炎同定
用設定値は容易に設定可能であり、かつこれらの値をス
トアしておくことにより各種の条件の変化に対応でき、
従来方式の様に火炎検出器の初期設定値設定の煩雑さを
防止でき、装置自体の？！雑化も防止できる。
第４図は別の実施例を示す。
この実施例では外部信号パターン化部１１を複数の火炎
検出器が共用するよう構成し、経済性を向上させるよう
構成したものである。史にこの構成では各火炎検出器の
出力部９から発−けられる点火・消火の信号をバー」−
カウント部１５に導き、この信号を点火中バーナ数信号
１０ｄとして外部信号パターン化部１１に入力し、外部
信−号化のパラメータの一つとして利用する１乙こして
もよい。
検出器が共用するよう構成し、経済性を向上させるよう
構成したものである。史にこの構成では各火炎検出器の
出力部９から発−けられる点火・消火の信号をバー」−
カウント部１５に導き、この信号を点火中バーナ数信号
１０ｄとして外部信号パターン化部１１に入力し、外部
信−号化のパラメータの一つとして利用する１乙こして
もよい。
〈効果〉
本発明は以上の構成どなっているので、燃焼装置の運転
条件が大幅に変動しても常に火炎の消火・点火の判定を
高い精度で行うことができる。
条件が大幅に変動しても常に火炎の消火・点火の判定を
高い精度で行うことができる。
第１図は本発明の第１の実施例を示す火炎桟）１″器の
制御のフロー図、第２図はｒ−） Ｇ比・后と火炎（’
）相対発光強度との関係を示す線図、第３図はボイラ負
荷と火炎の相対発光強度との関係を示す線図、第４図は
本発明の第２の実施例を示す線図である。 ２・・・光フアイバヘッド ４・・・光電変換・増幅部 ８・・・火炎判定部 ９・・・出力部 １０ａ・・・燃料種信号 １０ｂ・・・油圧信号 １０Ｃ・・・ＰＣ注入量信号 １１・・・外部信号バクーン化部 １２・・・判定用設定値記憶部 １５・・・点火中バーナ数カウント部 う：・ ｌと 牙２図 才３図
制御のフロー図、第２図はｒ−） Ｇ比・后と火炎（’
）相対発光強度との関係を示す線図、第３図はボイラ負
荷と火炎の相対発光強度との関係を示す線図、第４図は
本発明の第２の実施例を示す線図である。 ２・・・光フアイバヘッド ４・・・光電変換・増幅部 ８・・・火炎判定部 ９・・・出力部 １０ａ・・・燃料種信号 １０ｂ・・・油圧信号 １０Ｃ・・・ＰＣ注入量信号 １１・・・外部信号バクーン化部 １２・・・判定用設定値記憶部 １５・・・点火中バーナ数カウント部 う：・ ｌと 牙２図 才３図
Claims (4)
- （１）火炎からの光を検出し、この光を光電変換し電気
信号として火炎判定部に入力しかつ火炎判定用設定値記
憶部から出力された火炎判定用設定値を用いて各バーナ
の点火・消火を判定するものにおいて、火炎判定部と、
この火炎判定部に対して一以上の火炎判定用設定値を出
力し得る火炎判定用設定値記憶部と、外部信号パターン
化部とから成り、外部信号パターン化部から出力される
燃焼パターン信号に基づき、火炎判定用設定値記憶部か
ら最適の火炎判定用設定値を火炎判定部に出力するよう
構成したことを特徴とする火炎検出器。 - （２）前記外部信号パターン化部に対し、燃料種別信号
、油圧信号、一次ガス流量信号、バーナ部に対する燃焼
用空気の空気比信号のうち少なくとも一つを入力するよ
う構成したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
記載の火炎検出器。 - （３）一基の外部信号パターン化部を複数の装置に対し
て接続したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
または第（２）項記載の火炎検出器。 - （４）出力部と外部信号パターン化部とを直接または間
接に接続し、出力部から外部に出力される点火中バーナ
数信号を、外部信号パターン化部に対して燃焼パターン
構成信号の一つとして入力することを特徴とする特許請
求の範囲第（１）項記載の火炎検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18730485A JPS6249120A (ja) | 1985-08-28 | 1985-08-28 | 火炎検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18730485A JPS6249120A (ja) | 1985-08-28 | 1985-08-28 | 火炎検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6249120A true JPS6249120A (ja) | 1987-03-03 |
| JPH0585811B2 JPH0585811B2 (ja) | 1993-12-08 |
Family
ID=16203655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18730485A Granted JPS6249120A (ja) | 1985-08-28 | 1985-08-28 | 火炎検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6249120A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6433419A (en) * | 1987-07-30 | 1989-02-03 | Babcock Hitachi Kk | Flame detector |
-
1985
- 1985-08-28 JP JP18730485A patent/JPS6249120A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6433419A (en) * | 1987-07-30 | 1989-02-03 | Babcock Hitachi Kk | Flame detector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0585811B2 (ja) | 1993-12-08 |
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