JP2015022535A - 燃焼制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
[第1の実施形態]
図1は第1の実施形態に係る燃焼制御装置の構成を示すブロック図である。この燃焼制御装置は、燃焼炉に供給される空気及び燃料の量を制御する。燃焼炉としては、例えば、ボイラー炉、熱風炉、再熱炉、加熱炉、焼却炉等が知られている。また、燃料としては、例えば、石炭(粉体)、石油(液体)、ガス(気体)の1種以上が用いられる。
βμC0(s)G0(s) ----(1)
で表される。ここで、C0(s)はDFF補償器13の伝達関数、G0(s)は制御ループ10の伝達関数である。
C1(s)G1(s) ----(2)
で表される。ここで、C1(s)はDFF補償器14の伝達関数、G1(s)は制御ループ11の伝達関数である。
min(T0,T1)<Tx<max(T0,T1) ----(7)
で示される条件を満足する値である。ここでmin(T0,T1)は、T0及びT1のうち小さい値を指す。max(T0,T1)は、上述のmax(L0,L1)と同様である。したがって、T0がT1よりも小さいならば、TxはT0よりも大きくT1よりも小さい値である。また、T0がT1よりも大きいならば、TxはT1よりも大きくT0よりも小さい値である。つまりTxはT0とT1との間の値である。
図2は第2の実施形態に係る燃焼制御装置の構成を示すブロック図である。図2において、図1と等価な要素には同一参照番号を付して、詳細な説明を省略する。図2に示す燃焼制御装置は、フィードフォワード型補償法及びクロスリミット制御法を組み合わせた燃焼制御方法(以下、フィードフォワード補償型クロスリミット制御法と称する)を適用する。
(1−K)βμPV1<PV0<(1+K)βμPV1 ----(10)
で示される。ここで、Kは空気流量の許容誤差係数である。許容誤差係数Kは、プロセス毎の燃焼運転方針に依存するが、例えば0.1程度である。
図3は第3の実施形態に係る燃焼制御装置の構成を示すブロック図である。図3において、図2と等価な要素には同一参照番号を付して、詳細な説明を省略する。図3に示す燃焼制御装置は、フィードフォワード型補償法及びダブルクロスリミット制御法を組み合わせた燃焼制御方法(以下、フィードフォワード補償型ダブルクロスリミット制御法と称する)を適用する。
(1−K2)βμPV1<PV0<(1+K4)βμPV1 ----(11)
(1−K3)PV0<βμPV1<(1+K1)PV0 ----(12)
で示される。
Claims (5)
- 空気流量と燃料流量との比率を調整するための燃焼制御装置において、
前記調整されるべき比率を設定する比率設定器と、
燃焼炉に空気を供給する空気流量プロセスと、前記燃焼炉における燃焼を要求するマスター信号の示す燃焼要求レベルの変化に応じて前記設定比率で変化する前記空気流量及び前記燃料流量それぞれの目標値である第1及び第2の設定値のうちの前記第1の設定値に対して前記空気流量が追従するように、前記空気流量プロセスを制御する第1のフィードバック制御器とを含む第1の制御ループと、
前記燃焼炉に燃料を供給する燃料流量プロセスと、前記第2の設定値に対して前記燃料流量が追従するように、前記燃料流量プロセスを制御する第2のフィードバック制御器とを含む第2の制御ループと、
前記燃焼要求レベルの変化に対する前記第1の制御ループの応答性に関連する前記空気流量プロセスの第1の無駄時間を補償する第1の動的フィードフォワード補償器と、
前記燃焼要求レベルの変化に対する前記第2の制御ループの応答性に関連する前記燃料流量プロセスの第2の無駄時間を補償する第2の動的フィードフォワード補償器と
を具備する燃焼制御装置。 - 前記第1の動的フィードフォワード補償器の伝達関数C0(s)と前記第1の制御ループの伝達関数G0(s)との積C0(s)G0(s)と、前記第2の動的フィードフォワード補償器の伝達関数C1(s)と前記第2の制御ループの伝達関数G1(s)との積C1(s)G1(s)とが、ほぼ等しくなるように、前記伝達関数C0(s)及びC1(s)が設定される請求項1記載の燃焼制御装置。
- 前記前記伝達関数C0(s)は、前記第1の無駄時間及び前記第2の無駄時間のうちの大きい値である第3の無駄時間と前記第1の無駄時間との差分を無駄時間として含む無駄時間要素を有し、
前記伝達関数C1(s)は、前記第3の無駄時間と前記第2の無駄時間との差分を無駄時間として含む無駄時間要素を有する
請求項2記載の燃焼制御装置。 - 前記マスター信号によって燃焼増が要求された場合、前記空気流量に関して前記燃焼増の要求を優先することで、前記空気流量の増加を先行させ、前記マスター信号によって燃焼減が要求された場合、前記燃料流量の減少に前記第1の制御ループを追従させる第1のクロスリミット制御器と、
前記マスター信号によって前記燃焼減が要求された場合、前記燃料流量に関して前記燃焼減の要求を優先することで、前記燃料流量の減少を先行させ、前記マスター信号によって前記燃焼増が要求された場合、前記空気流量の増加に前記第2の制御ループを追従させる第2のクロスリミット制御器と、
前記空気流量と前記燃料流量との比率である実比率が許容範囲に入っているかに応じて、前記第1の動的フィードフォワード補償器の出力または前記第1のクロスリミット制御器の出力のいずれか一方を選択する第1の切り替え器と、
前記実比率が前記許容範囲に入っているかに応じて、前記第2の動的フィードフォワード補償器の出力または前記第2のクロスリミット制御器の出力のいずれか一方を選択する第2の切り替え器と
を更に具備する請求項1記載の燃焼制御装置。 - 前記第1の設定値を前記燃料流量に対して許容される範囲に制限する第1のダブルクロスリミット制御器と、
前記第2の設定値を前記空気流量に対して許容される範囲に制限する第2のダブルクロスリミット制御器と、
前記空気流量が前記燃料流量を基準とする第1の許容範囲に入っているかに応じて、前記第1の動的フィードフォワード補償器の出力または前記第1のダブルクロスリミット制御器の出力のいずれか一方を選択する第1の切り替え器と、
前記燃料流量が前記空気流量を基準とする第2の許容範囲に入っているかに応じて、前記第2の動的フィードフォワード補償器の出力または前記第2のダブルクロスリミット制御器の出力のいずれか一方を選択する第2の切り替え器と
を更に具備する請求項1記載の燃焼制御装置。
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