JP2013072574A - Combustion diagnostic device and method of diagnosing combustion - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、火炎の状態を検知することで燃焼状態を診断する燃焼状態診断装置および燃焼状態診断方法に関する。 The present invention relates to a combustion state diagnosis apparatus and a combustion state diagnosis method for diagnosing a combustion state by detecting the state of a flame.
民生用ボイラや工業加熱炉等に代表される燃焼炉内の火炎の状態(火炎状態)を検知し、その検知結果に応じて燃焼炉を制御することで、燃焼炉の運転状態を正常に保つことができる。例えば、燃焼炉の点火および保炎のために利用されるパイロットバーナの火炎状態を検知し、一過性の不具合や経年劣化により、本来の燃焼状態が維持されていないと判断されれば、それによる被害の回避処理を実行する。 By detecting the state of the flame (flame state) in the combustion furnace represented by consumer boilers, industrial heating furnaces, etc., and controlling the combustion furnace according to the detection result, the operation state of the combustion furnace is kept normal. be able to. For example, if the flame condition of a pilot burner used for ignition and flame holding of a combustion furnace is detected and it is determined that the original combustion condition is not maintained due to a temporary malfunction or aging deterioration, Execute damage avoidance processing due to.
そこで、例えば、CHラジカルとC2ラジカルとの自発光強度を検知して、燃焼炉の燃焼状態を判断する技術が公開されている(例えば、非特許文献1、特許文献1〜3)。特に非特許文献1には、CHラジカルの自発光強度ICHとC2ラジカルの自発光強度IC2とを変数とする関数f(IC2/ICH)に基づいて空気比を求める技術が示されている。 Thus, for example, techniques for detecting the self-luminous intensity of CH radicals and C 2 radicals to determine the combustion state of the combustion furnace are disclosed (for example, Non-Patent Document 1, Patent Documents 1 to 3). In particular, Non-Patent Document 1 discloses a technique for obtaining an air ratio based on a function f (I C2 / I CH ) having variables of the self-emission intensity I CH of the CH radical and the self-emission intensity I C2 of the C 2 radical. Has been.
また、CHラジカルとC2ラジカルとの自発光強度に加え、固体輻射スペクトルも参照して燃焼状態を判断する技術(例えば、特許文献4)や、H2Oガスの放出光強度(近赤外光)を参照して燃焼状態を判断する技術(例えば、特許文献5)や、パワースペクトルを参照して燃焼状態を判断する技術(例えば、特許文献6)も開示されている。CHラジカルやC2ラジカルを利用しない技術としては、OH発光強度と燃料流量を利用して空気比を求める技術も公開されている(例えば、特許文献7)。 Further, in addition to the self-emission intensity of CH radicals and C 2 radicals, a technique for judging a combustion state with reference to a solid radiation spectrum (for example, Patent Document 4), emission intensity of H 2 O gas (near infrared) A technique for determining a combustion state with reference to light (for example, Patent Document 5) and a technique for determining a combustion state with reference to a power spectrum (for example, Patent Document 6) are also disclosed. As a technique that does not use CH radicals or C 2 radicals, a technique for obtaining an air ratio using OH emission intensity and fuel flow rate is also disclosed (for example, Patent Document 7).
上記特許文献および非特許文献によると、CHラジカルの自発光強度ICHとC2ラジカルの自発光強度IC2によって燃焼炉の燃焼状態、特に空気比を求めることができる。しかし、実際には多くの実用バーナにおいて空気比は入力熱量にも依存しており、入力熱量が一定の条件下でなくては、空気比を一意に特定することができなかった。また、燃焼炉の燃焼状態として空気比等を単独で推定する技術は存在しているが、空気比と入力熱量とを総合的に判断する技術は存在していなかった。 According to the above-mentioned patent documents and non-patent documents, the combustion state of the combustion furnace, particularly the air ratio, can be obtained from the self-emission intensity I CH of the CH radical and the self-emission intensity I C2 of the C 2 radical. However, in many practical burners, the air ratio also depends on the input heat amount, and the air ratio cannot be uniquely specified unless the input heat amount is constant. Further, there is a technique for estimating the air ratio alone as the combustion state of the combustion furnace, but there is no technique for comprehensively determining the air ratio and the input heat quantity.
また、CHラジカルの自発光強度ICHとC2ラジカルの自発光強度IC2による空気比の推定は、青色成分の占有度が高い火炎(青炎)を対象としており、先混合火炎等、輝炎部分を含む火炎に関してまで空気比を正確に特定することができなかった。 Further, the estimation of the air ratio based on the self-emission intensity I CH2 of the CH radical and the self-emission intensity I C2 of the C 2 radical is intended for a flame having a high blue component occupancy (blue flame). The air ratio could not be specified accurately even for a flame including a flame part.
本発明は、このような課題に鑑み、入力熱量に拘わらず、空気比をより高精度に特定すると共に、並行して入力熱量も導出することが可能な燃焼状態診断装置および燃焼状態診断方法を提供することを目的としている。 In view of such a problem, the present invention provides a combustion state diagnostic device and a combustion state diagnostic method capable of specifying the air ratio with higher accuracy regardless of the input heat amount and deriving the input heat amount in parallel. It is intended to provide.
上記課題を解決するために、本発明の燃焼状態診断装置は、バーナの燃焼時の火炎光を特徴付ける所定の複数の波長に対する発光強度を測定する発光強度測定部と、複数の波長から選択された相異なる2つの組み合わせそれぞれにおける、発光強度の差または比に基づいて、それぞれの組み合わせに対応した2つの指標を導出する指標導出部と、2つの指標に基づき、予め定められたテーブルまたは第1関数を参照して空気比を導出する空気比導出部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the combustion state diagnosis apparatus of the present invention is selected from a plurality of wavelengths, and a light emission intensity measuring unit for measuring light emission intensities with respect to a plurality of predetermined wavelengths that characterize flame light during combustion of the burner An index deriving unit for deriving two indices corresponding to each combination based on the difference or ratio of the emission intensities in two different combinations, and a table or first function determined in advance based on the two indices And an air ratio deriving unit for deriving the air ratio with reference to FIG.
上記課題を解決するために、本発明の他の燃焼状態診断装置は、バーナの燃焼時の火炎光を特徴付ける所定の複数の波長に対する発光強度を測定する発光強度測定部と、複数の波長から選択された相異なる2つの組み合わせそれぞれにおける、発光強度の差または比に基づいて、それぞれの組み合わせに対応した2つの指標を導出する指標導出部と、2つの指標に基づき、予め定められたテーブルまたは第2関数を参照して入力熱量を導出する入力熱量導出部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, another combustion state diagnosis apparatus of the present invention is a light emission intensity measuring unit that measures light emission intensity for a plurality of predetermined wavelengths that characterizes flame light during combustion of a burner, and a plurality of wavelengths selected An index deriving unit for deriving two indices corresponding to each combination based on the difference or ratio of the emission intensities in each of the two different combinations, and a table or a predetermined number based on the two indices An input heat quantity deriving unit for deriving the input heat quantity with reference to two functions.
火炎光は、特性が異なる複数の発光成分が混合した光であり、指標導出部は、対象となる波長を形成する発光成分以外の発光成分の影響を排除して2つの指標を導出してもよい。 Flame light is light in which a plurality of light-emitting components having different characteristics are mixed, and the index deriving unit can derive two indices by eliminating the influence of light-emitting components other than the light-emitting components that form the target wavelength. Good.
バーナは、火炎光を放つ火炎の直前で燃焼ガスと燃焼用空気とを混合し、混合した先混合ガスを燃焼させるとしてもよい。 The burner may mix the combustion gas and the combustion air immediately before the flame that emits flame light, and burn the mixed premixed gas.
上記課題を解決するために、本発明の燃焼状態診断方法は、バーナの燃焼時の火炎光を特徴付ける所定の複数の波長に対する発光強度を測定し、複数の波長から選択された相異なる2つの組み合わせそれぞれにおける、発光強度の差または比に基づいて、それぞれの組み合わせに対応した2つの指標を導出し、2つの指標に基づき、予め定められたテーブルまたは第1関数を参照して空気比を導出することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the combustion state diagnosis method of the present invention measures the emission intensity for a plurality of predetermined wavelengths that characterize the flame light during combustion of the burner, and combines two different combinations selected from the plurality of wavelengths. Two indexes corresponding to each combination are derived based on the difference or ratio of the emission intensity in each, and the air ratio is derived based on the two indexes with reference to a predetermined table or the first function. It is characterized by that.
上記課題を解決するために、本発明の他の燃焼状態診断方法は、バーナの燃焼時の火炎光を特徴付ける所定の複数の波長に対する発光強度を測定し、複数の波長から選択された相異なる2つの組み合わせそれぞれにおける、発光強度の差または比に基づいて、それぞれの組み合わせに対応した2つの指標を導出し、2つの指標に基づき、予め定められたテーブルまたは第2関数を参照して入力熱量を導出することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, another combustion state diagnosis method of the present invention measures the emission intensity for a plurality of predetermined wavelengths that characterize the flame light at the time of combustion of the burner, and selects two different ones selected from the plurality of wavelengths. Based on the difference or ratio of emission intensity in each of the two combinations, two indices corresponding to each combination are derived, and based on the two indices, the input heat quantity is determined with reference to a predetermined table or a second function. It is derived.
本発明によれば、入力熱量に拘わらず、空気比をより高精度に特定すると共に、並行して入力熱量も導出することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to specify the air ratio with higher accuracy regardless of the input heat quantity, and to derive the input heat quantity in parallel.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.
本実施形態における燃焼状態診断装置は、火炎の状態(火炎状態)を検知することで燃焼炉の燃焼状態を診断することを目的とし、診断された燃焼状態に応じて燃焼炉を制御し、燃焼炉の運転状態を正常に保つ。ここでは、特に、パイロットバーナの火炎光等の火炎状態を検知し、パイロットバーナの空気比と入力熱量とを導出することで、本来求められる燃焼状態を維持できているか、また、一過性の不具合や経年劣化が生じていないか、総合的に判断する。 The combustion state diagnosing device in the present embodiment aims to diagnose the combustion state of the combustion furnace by detecting the state of the flame (flame state), and controls the combustion furnace according to the diagnosed combustion state, and the combustion Keep the furnace operating condition normal. Here, in particular, by detecting the flame condition such as the flame light of the pilot burner and deriving the air ratio and the input heat quantity of the pilot burner, it is possible to maintain the originally required combustion state, or a temporary Comprehensively determine whether there are any problems or deterioration over time.
(燃焼状態診断装置100)
図1は、燃焼状態診断装置100の概略的な構成を示した機能ブロック図である。燃焼状態診断装置100は、燃焼炉1におけるパイロットバーナ2の燃焼状態を診断する。パイロットバーナ2は、燃焼炉1の燃焼領域3に延伸する円筒管2aを含んで形成され、空気を導入する空気導入孔2bと、燃焼ガスを燃焼領域3側に案内するガス案内管2cとを備える。したがって、燃焼ガスと燃焼用空気とがパイロットバーナ2の円筒管2a内で混合されるので(先混合)、パイロットバーナ2の火炎色は、比較的波長の短い青炎の発光のみならず、比較的波長の長い輝炎の発光も含まれる。
(Combustion state diagnostic device 100)
FIG. 1 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the combustion state diagnostic device 100. The combustion state diagnostic device 100 diagnoses the combustion state of the pilot burner 2 in the combustion furnace 1. The pilot burner 2 is formed including a cylindrical tube 2a extending to the combustion region 3 of the combustion furnace 1, and includes an air introduction hole 2b for introducing air and a gas guide tube 2c for guiding combustion gas to the combustion region 3 side. Prepare. Therefore, since the combustion gas and the combustion air are mixed in the cylindrical tube 2a of the pilot burner 2 (premixing), the flame color of the pilot burner 2 is not only a light emission of a blue flame having a relatively short wavelength, but also a comparison. This includes the emission of luminous flames with long target wavelengths.
また、パイロットバーナ2の噴出方向の逆側(背面側)端部には、監視窓(監視孔)2dが設けられ、パイロットバーナ2の火炎状態を火炎背面から監視できるようになっている。本実施形態の燃焼状態診断装置100は、かかる監視窓2dからパイロットバーナ2による火炎光を検知する。したがって、監視窓2dからは上記青炎と輝炎をその延伸方向に観察することとなるので、両方の成分の火炎光を重畳させ一度に抽出することができる。 Further, a monitoring window (monitoring hole) 2d is provided at the end (back side) opposite to the ejection direction of the pilot burner 2, so that the flame state of the pilot burner 2 can be monitored from the back side of the flame. The combustion state diagnosis apparatus 100 of the present embodiment detects flame light from the pilot burner 2 from the monitoring window 2d. Therefore, since the blue flame and the bright flame are observed in the extending direction from the monitoring window 2d, the flame lights of both components can be superimposed and extracted at a time.
燃焼状態診断装置100は、集光レンズ110と、光ファイバ112と、分光器114と、演算ユニット116と、表示部118とを含んで構成される。 The combustion state diagnostic apparatus 100 includes a condenser lens 110, an optical fiber 112, a spectroscope 114, an arithmetic unit 116, and a display unit 118.
集光レンズ110は、パイロットバーナ2背面側の監視窓2d近辺に配置され、パイロットバーナ2の火炎光を集光する。光ファイバ112は、集光レンズ110を挟んで火炎と対向した位置に配され、集光レンズ110で集光された火炎光を分光器114に伝達する。分光器114は、プリズム114a等を介して波長毎に分光し、受光素子114bを通じて、それぞれの波長の発光強度を検知する。 The condensing lens 110 is disposed in the vicinity of the monitoring window 2d on the back side of the pilot burner 2, and condenses the flame light of the pilot burner 2. The optical fiber 112 is disposed at a position facing the flame with the condenser lens 110 interposed therebetween, and transmits the flame light collected by the condenser lens 110 to the spectroscope 114. The spectroscope 114 performs spectrum for each wavelength via the prism 114a and the like, and detects the emission intensity of each wavelength via the light receiving element 114b.
演算ユニット116は、中央処理装置(CPU)、プログラム等が格納されたROM、ワークエリアとしてのRAM等を含む半導体集積回路により、燃焼状態診断装置100全体を管理および制御する。また、演算ユニット116は、指標導出部130、空気比導出部132、入力熱量導出部134、異常判定部136としても機能する。かかる機能部は後ほど詳述する。表示部118は、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等で構成され、燃焼炉1の燃焼状態や、その燃焼状態に対する制御量等を、画像を通じてオペレータに報知する。 The arithmetic unit 116 manages and controls the entire combustion state diagnosis apparatus 100 by a semiconductor integrated circuit including a central processing unit (CPU), a ROM storing programs, a RAM as a work area, and the like. The arithmetic unit 116 also functions as an index deriving unit 130, an air ratio deriving unit 132, an input heat amount deriving unit 134, and an abnormality determining unit 136. Such functional units will be described in detail later. The display unit 118 includes a liquid crystal display, an organic EL (Electro Luminescence) display, and the like, and notifies the operator of the combustion state of the combustion furnace 1 and the control amount for the combustion state through an image.
上記集光レンズ110、光ファイバ112、分光器114は、発光強度測定部として機能する。発光強度測定部では、パイロットバーナ2の火炎光の発光スペクトルを検知し、火炎光を特徴付ける所定の複数の波長に対する発光強度を測定する。ここで、複数の波長として、例えば、5つの波長を挙げる。 The condensing lens 110, the optical fiber 112, and the spectroscope 114 function as a light emission intensity measuring unit. The emission intensity measurement unit detects the emission spectrum of the flame light of the pilot burner 2 and measures the emission intensity for a plurality of predetermined wavelengths that characterize the flame light. Here, for example, five wavelengths are given as the plurality of wavelengths.
図2は、発光強度測定部によって測定される5つの波長を説明するための説明図である。図2(a)では、本実施形態が対象とする先混合ガスの火炎を示し、図2(b)では、青炎に輝炎が加わっている火炎の発光スペクトルを示し、図2(c)では、青炎のみが含まれる火炎の発光スペクトルを示す。図2(b)および図2(c)では、350〜900nmの波長域において分光分析が遂行され、当該波長域における発光スペクトルを求めると共に、5つの波長の発光強度を取得している。ただし、本実施形態のように測定対象となる波長が予め定められている場合、その波長のみの発光強度を取得しても目的を達成できる。また、ここでは、測定器の都合上350〜900nmの波長域を対象に分光分析を行っているが、分光分析の対象がかかる範囲に限られないのは言うまでもない。 FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the five wavelengths measured by the emission intensity measuring unit. 2A shows the flame of the premixed gas targeted by this embodiment, FIG. 2B shows the emission spectrum of a flame in which a bright flame is added to the blue flame, and FIG. Then, the emission spectrum of a flame containing only blue flame is shown. In FIG. 2B and FIG. 2C, spectroscopic analysis is performed in the wavelength range of 350 to 900 nm, emission spectra in the wavelength range are obtained, and emission intensities at five wavelengths are acquired. However, when the wavelength to be measured is determined in advance as in this embodiment, the object can be achieved even if the emission intensity of only that wavelength is acquired. In addition, here, spectroscopic analysis is performed for the wavelength range of 350 to 900 nm for the convenience of the measuring device, but it goes without saying that the target of spectroscopic analysis is not limited to this range.
対象となる波長は、CHラジカル自発光強度ICH、C2ラジカル自発光強度IC2、および、固体輻射自発光強度ISOOTと、CHラジカル自発光強度ICH、C2ラジカル自発光強度IC2の単独の値を導出するための補正発光強度Ia、Ibである。CHラジカル自発光強度ICHは、青炎のうちの青色成分に特徴的な自発光強度であり、C2ラジカル自発光強度IC2は、青炎のうちの緑色成分に特徴的な自発光強度である。固体輻射自発光強度ISOOTは、輝炎(すすの発光)を特徴付け、かつ、他の化学発光等とは干渉しない任意の波長(ここでは635nm)の発光強度である。補正発光強度Ia、Ibは、CHラジカル自発光強度ICH、C2ラジカル自発光強度IC2に対し、それぞれ、例えば2.5nm長い波長を選択する。したがって、CHラジカル波長ICH=431.5nm、C2ラジカル波長IC2=516.5nmとしたとき、補正波長Ia=434nm、補正波長Ib=519nmとなる。このような補正波長の発光強度を利用する理由を以下に述べる。 The target wavelengths are CH radical self-emission intensity I CH , C 2 radical self-emission intensity I C2 , and solid radiation self-emission intensity I SOOT , CH radical self-emission intensity I CH , C 2 radical self-emission intensity I C2 Are the corrected emission intensities I a and I b for deriving a single value of. The CH radical self-emission intensity I CH is the self-emission intensity characteristic of the blue component of the blue flame, and the C 2 radical self-emission intensity I C2 is the self-emission intensity characteristic of the green component of the blue flame. It is. The solid radiation self-emission intensity ISOOT is an emission intensity of an arbitrary wavelength (here, 635 nm) that characterizes a luminous flame (soot emission) and does not interfere with other chemiluminescence. For the corrected emission intensities I a and I b , for example, a wavelength 2.5 nm longer than the CH radical self-emission intensity I CH and the C 2 radical self-emission intensity I C2 is selected. Therefore, when CH radical wavelength I CH = 431.5 nm and C 2 radical wavelength I C2 = 516.5 nm, correction wavelength I a = 434 nm and correction wavelength I b = 519 nm. The reason for using the emission intensity of such a correction wavelength will be described below.
本実施形態では、図1における監視窓2dから火炎の延伸方向に観察しており、図2(b)と図2(c)とを比較して理解できるように、青炎と輝炎を同時にサンプルすることとなる。したがって、輝炎が含まれると、輝炎発光のピーク近傍(ここでは、例えば635nm)の発光強度のみならず、青色〜緑色の波長領域に亘っても発光強度が生じるので、図2(b)の波長依存性を示す曲線150に示すように、青色の波長から徐々に発光強度が増加することとなる。これは、青炎の発光強度に、輝炎の発光強度が影響することを意味している。また、青炎の発光(CHラジカル、C2ラジカル)と輝炎の発光(すすの黒体輻射)以外にも、400〜600nm付近になだらかに広く存在するCO−O結合反応の発光など、その他の発光成分が重畳することも知られている。 In this embodiment, observation is made in the direction of flame extension from the monitoring window 2d in FIG. 1, and as shown in FIG. 2 (b) and FIG. Will be sampled. Therefore, when the luminous flame is included, not only the luminous intensity in the vicinity of the peak of luminous flame emission (in this case, for example, 635 nm) but also the luminous intensity is generated over the blue to green wavelength region. As shown by the curve 150 indicating the wavelength dependence of the light emission intensity, the emission intensity gradually increases from the blue wavelength. This means that the emission intensity of the bright flame affects the emission intensity of the blue flame. In addition to blue flame luminescence (CH radical, C 2 radical) and luminous flame luminescence (soot blackbody radiation), emission of CO-O bond reaction, etc., which exists gently in the vicinity of 400 to 600 nm, etc. It is also known that the light-emitting components of the superimpose are superimposed.
例えば、図2(c)のCHラジカル自発光強度ICHとC2ラジカル自発光強度IC2とはその発光強度に極端な差が生じていないが、輝炎を含む図2(b)では、その発光強度の右上がりの曲線150で示されるスペクトル強度に応じて、そのスペクトル強度分、C2ラジカル自発光強度IC2の発光強度が、CHラジカル自発光強度ICHの発光強度より明らかに高くなる。したがって、ここでは、その輝炎によるスペクトル強度分を排除して、図2(b)中突出して示される青炎による独立した発光強度を導出する。 For example, there is no extreme difference in the emission intensity between the CH radical self-emission intensity I CH and the C 2 radical self-emission intensity I C2 in FIG. 2C, but in FIG. Depending on the spectral intensity indicated by the curve 150 rising to the right, the emission intensity of the C 2 radical self-emission intensity I C2 is clearly higher than the emission intensity of the CH radical self-emission intensity I CH. Become. Therefore, here, the spectral intensity due to the luminous flame is excluded, and the independent emission intensity due to the blue flame shown protruding in FIG. 2B is derived.
具体的に、CHラジカル近傍であり、かつ、CHラジカルの影響を受けていない輝炎やその他の成分による発光強度を検知し(ここでは、補正波長Ia=434nmの発光強度)、それをCHラジカル=431.5nmのCHラジカル自発光強度ICHから減算する。こうして、対象となる青炎発光以外の、意図せざる発光成分の影響を排除し、純粋なCHラジカルの発光強度を導出することができる。同様に、C2ラジカル近傍であり、かつ、C2ラジカルの影響を受けていない輝炎やその他の成分による発光強度を検知し(ここでは、補正波長Ia=519nmの発光強度)、それをC2ラジカル=516.5nmのC2ラジカル自発光強度IC2から減算して、図2(b)中突出して示される純粋なC2ラジカルの発光強度を導出する。 Specifically, the emission intensity of the luminous flame and other components that are in the vicinity of the CH radical and not affected by the CH radical is detected (here, the emission intensity at the correction wavelength I a = 434 nm), Subtract from CH radical self-emission intensity I CH of radical = 431.5 nm. In this way, it is possible to eliminate the influence of an unintended light emitting component other than the target blue flame light emission and derive the emission intensity of pure CH radicals. Similarly, a C 2 radical vicinity, and detects the emission intensity of C 2 radicals luminous flame or other components unaffected of (in this case, the emission intensity of the compensation wavelength I a = 519 nm), it By subtracting from the C 2 radical self-emission intensity I C2 of C 2 radical = 516.5 nm, the emission intensity of the pure C 2 radical shown protruding in FIG. 2B is derived.
本実施形態において、2つの補正波長は、CHラジカルやC2ラジカルに2.5nm加算した波長を用いているが、かかる場合に限らず、CHラジカルやC2ラジカルの突出量を表現できれば、CHラジカルやC2ラジカルに加算する波長は任意に設定することができ、また、加算ではなく、減算としてもよい。 In the present embodiment, the two correction wavelengths use a wavelength obtained by adding 2.5 nm to the CH radical or C 2 radical. However, the present invention is not limited to this, and if the amount of protrusion of the CH radical or C 2 radical can be expressed, CH 2 The wavelength to be added to the radical or C 2 radical can be arbitrarily set, and may be subtracted instead of added.
また、輝炎発光の波長領域も、CO−O結合反応等、他の発光成分の影響を受けているので、C2ラジカル近傍の補正波長Ia=519nmの発光強度を、固体輻射の周波数=635nmの固体輻射自発光強度ISOOTから減算する。こうして、対象となる輝炎発光以外の、意図せざる発光成分の影響を排除し、純粋な固体輻射の発光強度を導出することができる。 Further, the wavelength region of the luminous flame emission is also affected by other emission components such as a CO—O bonding reaction. Therefore, the emission intensity at the correction wavelength I a = 519 nm in the vicinity of the C 2 radical is expressed by the frequency of solid radiation = Subtract from the solid radiant self-emission intensity ISOOT at 635 nm. In this way, it is possible to derive the emission intensity of pure solid radiation by eliminating the influence of unintended emission components other than the target luminous flame emission.
指標導出部130は、発光強度測定部によって測定された複数の波長から選択された相異なる2つの組み合わせそれぞれにおける、発光強度の差または比に基づいて、それぞれの組み合わせに対応した2つの指標を導出する。ここでは2つの組み合わせに対応した2つの指標を導出する例を挙げているが、少なくとも2つあれば足りることの意であり、さらに多くの組み合わせによって多くの指標を導出することも本実施形態の範疇である。この2つの指標のうち、第1指標は、CHラジカル自発光強度ICHとC2ラジカル自発光強度IC2との比であるが、上述したように、輝炎もしくはその他の成分による影響を除くため、その比は以下の数式1で示される。
また、第2指標は、固体輻射の発光強度であるが、これも、CO−Oなどの他の成分からの発光の影響を除くため、その値は以下の数式2で示される。
Further, the second index is the emission intensity of solid radiation, but this also excludes the influence of light emission from other components such as CO-O, and its value is expressed by the following mathematical formula 2.
ここで、後述する空気比導出部132の処理の前提となる、第1指標および第2指標と、空気比λおよび入力熱量Eとの関係に言及する。かかる第1指標と第2指標は、数式3および数式4に示すように、空気比λと入力熱量Eとを変数とした関数で示すことができる。
図3は、上記の数式3と数式4とを説明するための説明図であり、図3(a)で、空気比λおよび入力熱量Eと、第1指標との関係を示し、図3(b)で、空気比λおよび入力熱量Eと、第2指標との関係を示している。 FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the above formulas 3 and 4. FIG. 3A shows the relationship between the air ratio λ and the input heat quantity E and the first index, and FIG. b) shows the relationship between the air ratio λ, the input heat quantity E, and the second index.
上述した数式3および数式4は、本実施形態を遂行する準備段階で、以下のように求められる。例えば、パイロットバーナ2の火炎に対する空気比λと入力熱量Eとを別途の手段で客観的に求め、そのときの火炎光における5つの発光強度(CHラジカル自発光強度ICH、C2ラジカル自発光強度IC2、固体輻射自発光強度ISOOT、補正発光強度Ia、Ib)を測定する。そして、空気比λと入力熱量Eに対して第1指標をプロットし、その近似曲面を生成すると図3(a)のような、空気比λおよび入力熱量E対第1指標の関係を導出できる。同様に、空気比λと入力熱量Eに対して第2指標をプロットし、その近似曲面を生成すると図3(b)のような、空気比λおよび入力熱量E対第2指標の関係を導出できる。 Equations 3 and 4 described above are obtained as follows in the preparation stage for carrying out the present embodiment. For example, the air ratio λ to the flame of the pilot burner 2 and the input heat quantity E are objectively obtained by separate means, and five emission intensities (CH radical self-emission intensity I CH , C 2 radical self-emission) at that time are obtained. Intensity I C2 , solid radiation self-emission intensity I SOOT , corrected emission intensity I a , I b ) are measured. Then, when the first index is plotted against the air ratio λ and the input heat quantity E and the approximate curved surface is generated, the relationship between the air ratio λ and the input heat quantity E versus the first index can be derived as shown in FIG. . Similarly, when the second index is plotted against the air ratio λ and the input heat amount E and the approximate curved surface is generated, the relationship between the air ratio λ and the input heat amount E versus the second index is derived as shown in FIG. it can.
かかる図3を参照して理解できるように、第1指標や第2指標は空気比λと入力熱量Eが定まれば、それぞれ1の値が定まることとなる。以下では、このような関係を利用して、逆に、第1指標や第2指標から空気比λと入力熱量Eとを導出する。 As can be understood with reference to FIG. 3, when the air ratio λ and the input heat quantity E are determined, the first index and the second index each have a value of 1. Below, using such a relationship, conversely, the air ratio λ and the input heat quantity E are derived from the first index and the second index.
空気比導出部132は、2つの指標(第1指標、第2指標)に基づいて空気比を導出する。かかる空気比λは、数式3および数式4の連立方程式の解である、第1関数としての数式5によって導出することができる。
したがって、実験等により数式3および数式4の関係を予め求めておけば、それから数式5を導出することができる。こうして、火炎光における5つの波長の発光強度(CHラジカル自発光強度ICH、C2ラジカル自発光強度IC2、固体輻射自発光強度ISOOT、補正発光強度Ia、Ib)によって第1指標および第2指標を特定しさえすれば、空気比λを容易に導出することが可能となる。 Therefore, if the relationship between Equation 3 and Equation 4 is obtained in advance by experiments or the like, Equation 5 can be derived therefrom. Thus, the first index is determined by the emission intensity of five wavelengths in flame light (CH radical self-emission intensity I CH , C 2 radical self-emission intensity I C2 , solid radiation self-emission intensity I SOOT , corrected emission intensity I a , I b ). As long as the second index is specified, the air ratio λ can be easily derived.
入力熱量導出部134は、2つの指標(第1指標、第2指標)に基づいて入力熱量を導出する。かかる入力熱量Eは、数式3および数式4の連立方程式の解である、第2関数としての数式6によって導出することができる。
したがって、数式5同様、実験等により数式3および数式4の関係を予め求めておけば、それから数式6を導出することができる。こうして、火炎光における5つの発光強度によって第1指標および第2指標を特定しさえすれば、入力熱量Eを容易に導出することが可能となる。 Therefore, as in Equation 5, if the relationship between Equation 3 and Equation 4 is obtained in advance by experiments or the like, Equation 6 can be derived therefrom. In this way, the input heat quantity E can be easily derived as long as the first index and the second index are specified by the five emission intensities in the flame light.
ただし、数式5および数式6は、数式3および数式4の連立方程式の解に相当するので、その次数は高次にわたることが多く、演算ユニット116の処理能力が低い場合、空気比導出部132や入力熱量導出部134における処理負荷が増大するおそれがある。そこで、ここでは、当該数式5および数式6を、均等に分割された複数の第1指標と、均等に分割された複数の第2指標とによって空気比λや入力熱量Eを一意に導き出すテーブルで表すこととする。かかるテーブルを用いることで、処理負荷の高い計算を行わずとも空気比λや入力熱量Eを正確かつ迅速に導き出せる。このとき、第1指標や第2指標の代表値ではない部分に関しては、即ち、テーブルに具体的な数値が設定されていない部分に関しては、空気比λや入力熱量Eの近傍の値を用いて補間(例えば線形補間)するとよい。ただし、数式5や数式6の直接の導出を行ってもよいのは言うまでもない。 However, since Equation 5 and Equation 6 correspond to the solutions of the simultaneous equations of Equation 3 and Equation 4, the order often extends to a higher order, and when the processing capability of the arithmetic unit 116 is low, the air ratio deriving unit 132 or There is a possibility that the processing load in the input heat quantity deriving unit 134 may increase. Therefore, here, the mathematical formula 5 and the mathematical formula 6 are a table that uniquely derives the air ratio λ and the input heat quantity E from the plurality of equally divided first indexes and the plurality of equally divided second indexes. Let's represent. By using such a table, the air ratio λ and the input heat quantity E can be accurately and quickly derived without performing calculation with a high processing load. At this time, for a portion that is not a representative value of the first index or the second index, that is, for a portion for which no specific numerical value is set in the table, a value in the vicinity of the air ratio λ or the input heat amount E is used. Interpolation (for example, linear interpolation) may be performed. However, it goes without saying that Formula 5 and Formula 6 may be directly derived.
異常判定部136は、空気比導出部132が導出した空気比λや、入力熱量導出部134が導出した入力熱量Eが、予め定められた許容範囲に含まれるか否か判定し、含まれなければ、その旨、例えば表示部118を通じてオペレータに報知する。以下に、燃焼状態診断装置100の全体的な動作の流れを説明する。 The abnormality determining unit 136 determines whether or not the air ratio λ derived by the air ratio deriving unit 132 and the input heat amount E derived by the input heat amount deriving unit 134 are included in a predetermined allowable range. In this case, for example, the operator is notified through the display unit 118. Below, the flow of the whole operation | movement of the combustion state diagnostic apparatus 100 is demonstrated.
(燃焼状態診断方法)
図4は、燃焼状態診断方法の全体的な流れを示したフローチャートである。当該燃焼状態診断方法は、予め定められた時間間隔の定期的なタイマ割込によって処理が開始される。
(Combustion state diagnosis method)
FIG. 4 is a flowchart showing the overall flow of the combustion state diagnosis method. The combustion state diagnosing method is started by a periodic timer interruption at a predetermined time interval.
タイマ割込が生じると、まず、燃焼状態診断装置100の発光強度測定部は、パイロットバーナ2の燃焼時の火炎光を特徴付ける5つの波長に対する発光強度(CHラジカル自発光強度ICH、C2ラジカル自発光強度IC2、固体輻射自発光強度ISOOT、補正発光強度Ia、Ib)を測定し(S200)、指標導出部130は、複数の波長から選択された相異なる2つの組み合わせそれぞれにおける、発光強度の差または比(数式1に示した、CHラジカル自発光強度ICH、C2ラジカル自発光強度IC2それぞれから、補正発光強度Ia、Ibを減算した値の比、および、数式2に示した、固体輻射自発光強度ISOOTと補正発光強度Ibの差分)に基づいて2つの指標を導出する(S202)。 When the timer interruption occurs, first, the emission intensity measurement unit of the combustion state diagnostic device 100 emits the emission intensities (CH radical self-emission intensity I CH , C 2 radical) for the five wavelengths that characterize the flame light during combustion of the pilot burner 2. Self-luminous intensity I C2 , solid-radiation self-luminous intensity I SOOT , corrected luminous intensity I a , I b ) are measured (S200), and the index deriving unit 130 in each of two different combinations selected from a plurality of wavelengths , The difference or ratio of emission intensity (the ratio of the values obtained by subtracting the corrected emission intensity I a and I b from the CH radical spontaneous emission intensity I CH and the C 2 radical spontaneous emission intensity I C2 shown in Equation 1, respectively, and shown in equation 2, it derives the two indices based on the solid radiation self-emission intensity I SOOT difference correction luminous intensity I b) (S202).
続いて、空気比導出部132は、上記2つの指標に基づき、予め定められたテーブルを参照して空気比λを導出し(S204)、入力熱量導出部134は、上記2つの指標に基づき、予め定められたテーブルを参照して入力熱量Eを導出する(S206)。そして、異常判定部136は、空気比導出部132が導出した空気比λや、入力熱量導出部134が導出した入力熱量Eが、予め定められた許容範囲に含まれるか否か判定し(S208)、含まれていなければ(S208におけるNO)、その旨、外部に報知する(S210)。許容範囲に含まれていれば(S208におけるYES)、当該処理を終え、割込待機状態に戻る。 Subsequently, the air ratio deriving unit 132 derives the air ratio λ by referring to a predetermined table based on the two indexes (S204), and the input heat quantity deriving unit 134 based on the two indexes. The input heat quantity E is derived with reference to a predetermined table (S206). Then, the abnormality determination unit 136 determines whether the air ratio λ derived by the air ratio deriving unit 132 and the input heat amount E derived by the input heat amount deriving unit 134 are included in a predetermined allowable range (S208). If not included (NO in S208), the fact is notified to the outside (S210). If it is included in the allowable range (YES in S208), the process ends and returns to the interrupt standby state.
このような燃焼状態診断装置100や燃焼状態診断方法によって、入力熱量に拘わらず、空気比をより高精度に特定すると共に、並行して入力熱量も導出することが可能となる。 With such a combustion state diagnostic device 100 and a combustion state diagnostic method, it is possible to specify the air ratio with higher accuracy regardless of the input heat amount and to derive the input heat amount in parallel.
(効果の検証)
以下、本実施形態による燃焼状態診断装置100の効果を検証する。空気比λは、CHラジカル自発光強度ICHとC2ラジカル自発光強度IC2に依存する。従来では、CHラジカル自発光強度ICHとC2ラジカル自発光強度IC2を変数とする関数である数式7に基づいて空気比λを求めていた。
しかし、かかる数式7は、入力熱量が一定の条件下では成り立つが、入力熱量が不明な状態で、空気比を一意に特定することができなかった。
(Verification of effect)
Hereinafter, the effect of the combustion state diagnosis apparatus 100 according to the present embodiment will be verified. The air ratio λ depends on the CH radical self-emission intensity I CH and the C 2 radical self-emission intensity I C2 . Conventionally, the air ratio λ has been obtained based on Equation 7, which is a function having the CH radical self-emission intensity I CH and the C 2 radical self-emission intensity I C2 as variables.
However, although Equation 7 is satisfied under a condition where the input heat quantity is constant, the air ratio cannot be uniquely specified when the input heat quantity is unknown.
図5は、数式7による空気比の推定結果を説明するための説明図である。例えば、本実施形態の対象となるパイロットバーナ2において、図5(a)に示すように、5つの空気比(0.30、0.40、0.50、0.60、0.70)と、5つの入力熱量(3.07kW、3.45kW、3.84kW、4.22kW、4.61kW)とを掛け合わせた5×5=25通りの組み合わせによって火炎を生じさせ、CHラジカル自発光強度ICHとC2ラジカル自発光強度IC2を検出し、図5(b)の如く、指標IC2/ICHのピーク比を導出した。 FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the estimation result of the air ratio according to Equation 7. For example, in the pilot burner 2 that is the subject of the present embodiment, as shown in FIG. 5A, five air ratios (0.30, 0.40, 0.50, 0.60, 0.70) 5 radicals multiplied by 5 input calories (3.07 kW, 3.45 kW, 3.84 kW, 4.22 kW, 4.61 kW) are used to generate a flame, and CH radical spontaneous emission intensity The I CH and C 2 radical spontaneous emission intensity I C2 was detected, and the peak ratio of the index I C2 / I CH was derived as shown in FIG.
数式7によると、空気比λは、指標IC2/ICHによって一意に決まる。したがって、指標IC2/ICHが固定値を示せば、空気比λも固定値になるはずである。しかし、図5(b)において、例えば、指標IC2/ICH=1.4の位置には、入力熱量に応じて、空気比が0.5、0.6、0.7の3つの値を取り得る。即ち、指標IC2/ICHが固定値であっても、その指標IC2/ICHからは空気比λを特定できないことが理解できる。 According to Equation 7, the air ratio λ is uniquely determined by the index I C2 / I CH . Therefore, if the index I C2 / I CH indicates a fixed value, the air ratio λ should also be a fixed value. However, in FIG. 5B, for example, at the position of the index I C2 / I CH = 1.4, the air ratio has three values of 0.5, 0.6, and 0.7 according to the input heat quantity. Can take. That is, it can be understood that the air ratio λ cannot be specified from the index I C2 / I CH even if the index I C2 / I CH is a fixed value.
これに対し、本実施形態における燃焼状態診断装置100では、以下のような効果を得ることができる。ここでは、パイロットバーナ2の火炎に対する空気比λと入力熱量Eとを別途の手段で客観的に求め、そのときの火炎光における5つの発光強度を測定し、数式3に相当する数式8、および、数式4に相当する数式9を予め導出している。
そして、数式8および数式9に基づき、空気比λと入力熱量Eをそれぞれ様々な組み合わせで変化させたときの第1指標と第2指標の値をとり、それぞれ空気比λと入力熱量Eに関してテーブル化する。
On the other hand, in the combustion state diagnosis apparatus 100 in the present embodiment, the following effects can be obtained. Here, the air ratio λ to the flame of the pilot burner 2 and the input heat quantity E are objectively obtained by separate means, and the five emission intensities of the flame light at that time are measured. Equation 9 corresponding to Equation 4 is derived in advance.
Then, based on Equation 8 and Equation 9, the values of the first index and the second index when the air ratio λ and the input heat amount E are changed in various combinations are taken, and the table regarding the air ratio λ and the input heat amount E is obtained. Turn into.
測定準備が整った後、従来同様、図5(a)に示した25通りの組み合わせによって火炎を生じさせ、5つの波長に対する発光強度(CHラジカル自発光強度ICH、C2ラジカル自発光強度IC2、固体輻射自発光強度ISOOT、補正発光強度Ia、Ib)を測定し、第1指標と第2指標を求め、上記のテーブルを参照して数式8と数式9を矛盾無く満たす空気比λと入力熱量Eとを求める。 After preparation for measurement, a flame is generated by the 25 combinations shown in FIG. 5A as before, and emission intensities for five wavelengths (CH radical self-emission intensity I CH , C 2 radical self-emission intensity I C2 , solid radiation self-emission intensity ISOOT , corrected emission intensity Ia , Ib ), the first index and the second index are obtained, and the air that satisfies Formula 8 and Formula 9 consistently with reference to the above table The ratio λ and the input heat quantity E are obtained.
図6は、本実施形態における燃焼状態診断装置100による空気比λと入力熱量Eの導出精度を示した説明図である。図6(a)では、空気比λの精度を示し、図6(b)では、入力熱量Eの精度を示している。図6(a)、(b)では、空気比λおよび入力熱量Eの実際に設定した真値と、本実施形態の燃焼状態診断装置100による推定値との誤差を把握することができる。かかる図6(a)、(b)によると、空気比λの誤差は、大凡±0.1の範囲に、入力熱量Eの誤差は、大凡±1kWの範囲に含まれることが理解できる。したがって、従来では、入力熱量によって0.2以上真値と異なる場合があったが、本実施形態の燃焼状態診断装置100では、0.1以下といったように高精度に推定することが可能となる。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing the accuracy of deriving the air ratio λ and the input heat quantity E by the combustion state diagnostic device 100 in the present embodiment. 6A shows the accuracy of the air ratio λ, and FIG. 6B shows the accuracy of the input heat quantity E. 6A and 6B, it is possible to grasp an error between the actually set true values of the air ratio λ and the input heat quantity E and the estimated values obtained by the combustion state diagnostic device 100 of the present embodiment. According to FIGS. 6A and 6B, it can be understood that the error of the air ratio λ is included in a range of approximately ± 0.1, and the error of the input heat quantity E is included in a range of approximately ± 1 kW. Therefore, conventionally, the value may be different from the true value by 0.2 or more depending on the amount of input heat. However, in the combustion state diagnosis apparatus 100 of the present embodiment, it is possible to estimate with high accuracy such as 0.1 or less. .
以上説明した、燃焼状態診断装置100および燃焼状態診断方法により、入力熱量Eに拘わらず、空気比λをより高精度に特定すると共に、入力熱量Eも導出することが可能となる。かかる空気比λと入力熱量Eとは、同一の2つの指標(第1指標および第2指標)から求めることができるので、第1指標および第2指標を導出しさえすれば、容易に空気比λと入力熱量Eを同時に導出することが可能となる。 With the combustion state diagnostic device 100 and the combustion state diagnostic method described above, it is possible to specify the air ratio λ with higher accuracy and derive the input heat amount E regardless of the input heat amount E. Since the air ratio λ and the input heat quantity E can be obtained from the same two indexes (first index and second index), the air ratio can be easily obtained by deriving the first index and the second index. It is possible to derive λ and the input heat quantity E at the same time.
また、燃焼炉1に設置されているパイロットバーナ2の火炎状態を外付けの燃焼状態診断装置100で容易に診断できるため、新設または既設に拘わらず空気比λと入力熱量Eを高精度に推定することができ、また、構成要素が小型軽量なので携帯性にも優れ、常設または移動利用のどちらの用途にも適用することが可能である。 In addition, since the flame state of the pilot burner 2 installed in the combustion furnace 1 can be easily diagnosed by the external combustion state diagnostic apparatus 100, the air ratio λ and the input heat quantity E can be estimated with high accuracy regardless of whether the flame burner is newly installed or existing. In addition, since the constituent elements are small and light, they are excellent in portability, and can be applied to either permanent installation or mobile use.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
例えば、上述した実施形態では、5つの発光強度(CHラジカル自発光強度ICH、C2ラジカル自発光強度IC2、固体輻射自発光強度ISOOT、補正発光強度Ia、Ib)から数式5および数式6またはテーブルを用いて空気比λと入力熱量Eを一意に求める例を挙げて説明したが、かかる場合に限らず、図7に示すような、ニューラルネットワーク等様々な手段を通じて空気比λと入力熱量Eを導出してもよい。ここでは、以下の数式10および数式11を用いている。
まず、入力信号Pと教師信号Tとを用いてネットワークを構築する。即ち、重みV、WとバイアスB、Cを求める。そして、構築したネットワークを利用して入力信号Pの入力のみで出力層Rを求める。出力層Rは推定値であり、教師信号Tに近い方がよい。ここで、入力信号Pは本実施形態の指標1と指標2に相当し、また、出力層Rは空気比λと入力熱量Eに相当する。
For example, in the above-described embodiment, Equation 5 is obtained from five emission intensities (CH radical self-emission intensity I CH , C 2 radical self-emission intensity I C2 , solid radiation self-emission intensity I SOOT , corrected emission intensity I a , I b ). In addition, the example in which the air ratio λ and the input heat quantity E are uniquely obtained has been described using Equation 6 or a table. And the input heat quantity E may be derived. Here, the following formulas 10 and 11 are used.
First, a network is constructed using the input signal P and the teacher signal T. That is, the weights V and W and the biases B and C are obtained. And the output layer R is calculated | required only by the input of the input signal P using the constructed | assembled network. The output layer R is an estimated value and should be close to the teacher signal T. Here, the input signal P corresponds to the indexes 1 and 2 of the present embodiment, and the output layer R corresponds to the air ratio λ and the input heat amount E.
また、上述した実施形態においては、集光レンズ110、光ファイバ112、分光器114といった組み合わせによって発光強度測定部を構成したが、かかる場合に限らず、図8(a)のように、光ファイバ112の代わりに回折格子等の分光素子160を配し、分光された光を複数の受光素子162それぞれで受光する構成や、図8(b)のように、回折格子等の分光素子160の代わりに、特定の波長のみを反射する複数の波長フィルタ164を配し、受光素子162で受光する構成等、様々な構成を適用することができる。また、上記分光計測法のみならず、カラー撮像装置を用いた画像計測法等も用いることが可能である。 In the above-described embodiment, the emission intensity measurement unit is configured by a combination of the condenser lens 110, the optical fiber 112, and the spectroscope 114. However, the present invention is not limited to this, and an optical fiber as illustrated in FIG. A configuration in which a spectroscopic element 160 such as a diffraction grating is disposed instead of 112 and the dispersed light is received by each of the plurality of light receiving elements 162, or in place of the spectroscopic element 160 such as a diffraction grating as shown in FIG. In addition, various configurations such as a configuration in which a plurality of wavelength filters 164 that reflect only a specific wavelength are arranged and light is received by the light receiving element 162 can be applied. In addition to the spectroscopic measurement method described above, an image measurement method using a color imaging device or the like can be used.
また、コンピュータを、燃焼状態診断装置100として機能させるプログラムや当該プログラムを記録した、コンピュータで読み取り可能なフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、EPROM、EEPROM、CD、DVD、BD等の記憶媒体も提供される。ここで、プログラムは、任意の言語や記述方法にて記述されたデータ処理手段をいう。 Also provided are a program that causes the computer to function as the combustion state diagnostic apparatus 100 and a storage medium such as a computer-readable flexible disk, magneto-optical disk, ROM, EPROM, EEPROM, CD, DVD, or BD on which the program is recorded. Is done. Here, the program refers to data processing means described in an arbitrary language or description method.
なお、本明細書の燃焼状態診断方法における各工程は、必ずしもフローチャートして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。 Note that each step in the combustion state diagnosis method of the present specification does not necessarily have to be processed in time series in the order described in the flowchart, and may include processing in parallel or by a subroutine.
本発明は、火炎の状態を検知することで燃焼状態を診断する燃焼状態診断装置および燃焼状態診断方法に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a combustion state diagnosis apparatus and a combustion state diagnosis method that diagnose a combustion state by detecting a flame state.
1 …燃焼炉
2 …パイロットバーナ
100 …燃焼状態診断装置
110 …集光レンズ
112 …光ファイバ
114 …分光器
116 …演算ユニット
118 …表示部
130 …指標導出部
132 …空気比導出部
134 …入力熱量導出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Combustion furnace 2 ... Pilot burner 100 ... Combustion state diagnostic apparatus 110 ... Condensing lens 112 ... Optical fiber 114 ... Spectroscope 116 ... Calculation unit 118 ... Display part 130 ... Indicator | lead-out part 132 ... Air ratio derivation part 134 ... Input heat amount Derived part
Claims (6)
前記複数の波長から選択された相異なる2つの組み合わせそれぞれにおける、発光強度の差または比に基づいて、それぞれの組み合わせに対応した2つの指標を導出する指標導出部と、
前記2つの指標に基づき、予め定められたテーブルまたは第1関数を参照して空気比を導出する空気比導出部と、
を備えることを特徴とする燃焼状態診断装置。 A light emission intensity measuring unit that measures light emission intensity for a plurality of predetermined wavelengths that characterize flame light during burner combustion;
An index deriving unit for deriving two indices corresponding to each combination based on a difference or ratio of emission intensity in each of two different combinations selected from the plurality of wavelengths;
An air ratio deriving unit for deriving an air ratio with reference to a predetermined table or a first function based on the two indexes;
A combustion state diagnosis apparatus comprising:
前記複数の波長から選択された相異なる2つの組み合わせそれぞれにおける、発光強度の差または比に基づいて、それぞれの組み合わせに対応した2つの指標を導出する指標導出部と、
前記2つの指標に基づき、予め定められたテーブルまたは第2関数を参照して入力熱量を導出する入力熱量導出部と、
を備えることを特徴とする燃焼状態診断装置。 A light emission intensity measuring unit that measures light emission intensity for a plurality of predetermined wavelengths that characterize flame light during burner combustion;
An index deriving unit for deriving two indices corresponding to each combination based on a difference or ratio of emission intensity in each of two different combinations selected from the plurality of wavelengths;
An input heat quantity deriving unit that derives an input heat quantity with reference to a predetermined table or a second function based on the two indexes;
A combustion state diagnosis apparatus comprising:
前記指標導出部は、対象となる波長を形成する発光成分以外の発光成分の影響を排除して前記2つの指標を導出することを特徴とする請求項1または2に記載の燃焼状態診断装置。 The flame light is light in which a plurality of light emitting components having different characteristics are mixed,
3. The combustion state diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the index deriving unit derives the two indices by excluding the influence of a light emitting component other than a light emitting component that forms a target wavelength. 4.
前記複数の波長から選択された相異なる2つの組み合わせそれぞれにおける、発光強度の差または比に基づいて、それぞれの組み合わせに対応した2つの指標を導出し、
前記2つの指標に基づき、予め定められたテーブルまたは第1関数を参照して空気比を導出することを特徴とする燃焼状態診断方法。 Measure the emission intensity for a given number of wavelengths that characterize the flame light when burning the burner,
Deriving two indices corresponding to each combination based on a difference or ratio of emission intensity in each of two different combinations selected from the plurality of wavelengths,
A combustion state diagnosing method, wherein an air ratio is derived based on the two indexes with reference to a predetermined table or a first function.
前記複数の波長から選択された相異なる2つの組み合わせそれぞれにおける、発光強度の差または比に基づいて、それぞれの組み合わせに対応した2つの指標を導出し、
前記2つの指標に基づき、予め定められたテーブルまたは第2関数を参照して入力熱量を導出することを特徴とする燃焼状態診断方法。 Measure the emission intensity for a given number of wavelengths that characterize the flame light when burning the burner,
Deriving two indices corresponding to each combination based on a difference or ratio of emission intensity in each of two different combinations selected from the plurality of wavelengths,
A combustion state diagnosing method, wherein the input heat quantity is derived by referring to a predetermined table or a second function based on the two indexes.
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