JP2024060223A - Industrial burner - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、工業用バーナーに関する。 This disclosure relates to industrial burners.
特許文献1は、流量制御弁開度と流量との関係を予め求めておいて、前記関係に基づいて燃焼装置の異常を検出する技術を開示している。 Patent Document 1 discloses a technique for determining the relationship between the flow control valve opening and the flow rate in advance, and detecting an abnormality in the combustion device based on said relationship.
従来技術によると、燃料やエアーの流量に異常が発生した場合、流量計に異常が発生したか、流量制御弁(制御バルブとも言う)に異常が発生したかを判別できず、異常の発生原因を特定できないという問題があった。 With conventional technology, when an abnormality occurs in the flow rate of fuel or air, it is not possible to determine whether the abnormality is in the flow meter or the flow control valve (also called the control valve), and there is a problem in that the cause of the abnormality cannot be identified.
本開示は、このような問題を解決するためになされたものであり、流量計の異常と制御バルブの異常とを判別できる工業用バーナーを提供することを目的とする。 This disclosure has been made to solve these problems, and aims to provide an industrial burner that can distinguish between abnormalities in the flow meter and abnormalities in the control valve.
本実施の形態における工業用バーナーは、
燃料流量計、燃料遮断弁、および燃料制御バルブを備えた燃料供給管と、
エアー流量計、エアー遮断弁、およびエアー制御バルブを備えたエアー供給管と、
温度検知器と、
設定温度と前記温度検知器で検知した温度との差に基づいて、燃料の流量の目標値とエアーの流量の目標値とを決定する温度調節計と、
前記燃料の流量の目標値と、前記燃料流量計で計測した燃料の流量とに基づいて前記燃料制御バルブの開度を制御する燃料調節計と、
前記エアーの流量の目標値と、前記エアー流量計で計測したエアーの流量とに基づいて前記エアー制御バルブの開度を制御するエアー調節計と、
を備えた工業用バーナーであって、
前記燃料流量計、前記燃料遮断弁、前記エアー流量計、および前記エアー遮断弁の各々が二重化され、
二重化した前記燃料流量計で計測した流量同士の差が閾値以上になった場合、二重化した前記燃料流量計のいずれかに異常が発生したと判断して燃焼動作を停止し、二重化した前記エアー流量計で計測したエアーの流量同士の差が閾値以上になった場合、二重化した前記エアー流量計のいずれかに異常が発生したと判断して燃焼動作を停止する。
The industrial burner in this embodiment is
a fuel supply pipe having a fuel flow meter, a fuel shutoff valve, and a fuel control valve;
an air supply pipe equipped with an air flow meter, an air shutoff valve, and an air control valve;
A temperature detector;
a temperature controller that determines a target value of a fuel flow rate and a target value of an air flow rate based on a difference between a set temperature and a temperature detected by the temperature detector;
a fuel regulator that controls an opening degree of the fuel control valve based on a target value of the fuel flow rate and the fuel flow rate measured by the fuel flow meter;
an air regulator that controls an opening degree of the air control valve based on a target value of the air flow rate and the air flow rate measured by the air flow meter;
An industrial burner comprising:
each of the fuel flow meter, the fuel cutoff valve, the air flow meter, and the air cutoff valve is duplicated;
When the difference between the flow rates measured by the duplicated fuel flow meters becomes equal to or exceeds a threshold value, it is determined that an abnormality has occurred in one of the duplicated fuel flow meters, and the combustion operation is stopped, and when the difference between the air flow rates measured by the duplicated air flow meters becomes equal to or exceeds a threshold value, it is determined that an abnormality has occurred in one of the duplicated air flow meters, and the combustion operation is stopped.
本開示により、流量計の異常と制御バルブの異常とを判別できる工業用バーナーを提供できる。 This disclosure provides an industrial burner that can distinguish between abnormalities in the flow meter and abnormalities in the control valve.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。 The present invention will be described below through embodiments of the invention, but the invention according to the claims is not limited to the following embodiments. Furthermore, not all of the configurations described in the embodiments are necessarily essential as means for solving the problem.
実施形態1
以下、図面を参照して実施形態1にかかる工業用バーナーについて説明する。図1は、実施形態1にかかる工業用バーナー100を説明する図である。
EMBODIMENT 1
Hereinafter, an industrial burner according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. Fig. 1 is a diagram illustrating an
工業用バーナー100は、燃料供給管110、エアー供給管120、温度検知器130、温度調節計140、燃料調節計150、エアー調節計160、およびバーナー部170を備えている。
The
燃料供給管110は、燃料をバーナー部170に供給する配管である。燃料は、気体燃料であってもよく液体燃料であってもよい。燃料供給管110は、燃料流量計111、燃料遮断弁112、および燃料制御バルブ113を備えている。
The
燃料流量計111は、二重化されている。二重化した燃料流量計111の各々は、燃料供給管110を通る燃料の流量を計測する。二重化した燃料流量計111は、直列に配置される。二重化した燃料流量計111は、計測した流量を二重化した燃料調節計150に出力する。
The
燃料遮断弁112は、バーナー部170への燃料の供給を遮断する。エアー遮断弁122は二重化されている。安全対策のため、二重化したエアー遮断弁122の両方が開放されない限り、バーナー部170にエアーが供給されないように構成されていてもよい。
The
燃料制御バルブ113は、燃料の流量を制御するバルブである。燃料の流量は、燃料制御バルブ113の開度に応じて変化する。燃料制御バルブ113は、流量の目標値を二重化された燃料調節計150の一方から受けとる。
The
エアー供給管120は、エアーをバーナー部170に供給する配管である。エアー供給管120は、エアー流量計121、エアー遮断弁122、およびエアー制御バルブ123を備えている。
The
エアー流量計121は、二重化されている。二重化したエアー流量計121の各々は、エアー供給管120を通るエアーの流量を計測する。二重化したエアー流量計121は、直列に配置されている。二重化したエアー流量計121の一方を制御用エアー流量計121aと言い、他方を監視用エアー流量計121bと言う。二重化したエアー流量計121は、計測した流量を二重化したエアー調節計160に出力する。
The
エアー遮断弁122は、バーナー部170へのエアーの供給を遮断する。エアー遮断弁122は二重化されている。安全対策のため、二重化したエアー遮断弁の両方が開放されない限り、バーナー部170にエアーが供給されないように構成されている。
The
エアー制御バルブ123は、エアーの流量を制御するバルブである。エアーの流量は、エアー制御バルブ123の開度に応じて変化する。エアー制御バルブ123は、流量の目標値を二重化したエアー調節計160の一方から受けとる。
The
温度検知器130は、バーナー部170等の温度を検知する。温度検知器130は、例えば、熱電対である。温度検知器130は、バーナー部170によって加熱された部位の温度を測定してもよい。
The
温度調節計140は、設定温度と温度検知器130で検知した温度との差に基づいて燃料の流量の目標値およびエアーの流量の目標値を決定する。目標値は指示値とも言う。温度調節計140は、燃料の流量の目標値を燃料調節計150に出力し、エアーの流量の目標値をエアー調節計160に出力する。目標値は、制御出力とも言う。
The
燃料調節計150は、燃料の流量の目標値と燃料流量計111で計測した流量とに基づいて、燃料制御バルブ113の開度を制御する。制御方式は、目標温度へ向けた制御であれば何でもよい。
The
また、燃料調節計150は、二重化した燃料流量計111で計測した流量同士の差を算出する。燃料調節計150は、差が閾値以上になった場合、二重化した燃料流量計111のいずれかに異常が発生したと判断し、燃焼動作を停止させる。燃料調節計150は、例えば、燃料遮断弁112を遮断状態にすることで燃焼動作を停止させてもよい。
Furthermore, the
さらに、燃料調節計150は、燃料制御バルブ113の開度と燃料流量計111で計測される流量との関係を予めテーブルとして記憶している。燃料調節計150は、燃料制御バルブ113の開度に流量が追従しない場合や、燃料制御バルブ113の開度に対して流量の過不足が大きくなった場合、燃料制御バルブ113に異常が発生したと判断して燃焼動作を停止させる。燃料調節計150は、例えば、燃料遮断弁112を遮断状態にすることで燃焼動作を停止させてもよい。
Furthermore, the
エアー調節計160は、エアーの流量の目標値とエアー流量計121で計測した流量とに基づいて、エアー制御バルブ123の開度を制御する。制御方式は目標温度へ向けた制御であれば何でもよい。
The
また、エアー調節計160は、二重化したエアー流量計121で計測した流量同士の差を算出する。エアー調節計160は、差が閾値以上になった場合、二重化したエアー流量計121のいずれかに異常が発生したと判断し、燃焼動作を停止させる。エアー調節計160は、例えば、エアー遮断弁122を遮断状態にすることで燃焼動作を停止させてもよい。
The
さらに、エアー調節計160は、エアー制御バルブ123の開度とエアー流量計121で計測される流量との関係を予めテーブルとして記憶している。エアー調節計160は、エアー制御バルブ123の開度に流量が追従しない場合や、エアー制御バルブ123の開度に対する流量の過不足が大きくなった場合、エアー制御バルブ123に異常が発生したと判断して燃焼動作を停止させる。エアー調節計160は、エアー遮断弁122を遮断状態にすることで燃焼動作を停止させてもよい。
Furthermore, the
バーナー部170は、燃料供給管110から供給された燃料と、エアー供給管120から供給されたエアーとを混合させて燃料させる。
The
次に、図2を参照して、工業用バーナー100の動作の一例を説明する。以下では、エアー供給管120およびエアー調節計160の動作を説明するが、燃料供給管110および燃料調節計150の動作も同様である。エアー供給管120およびエアー調節計160の動作は、エアーの流量を制御する制御動作と、エアー流量計121およびエアー制御バルブ123の動作を監視する監視動作とを含む。
Next, an example of the operation of the
二重化されたエアー流量計121の一方を制御用エアー流量計121aと言い、他方を監視用エアー流量計121bと言う。二重化されたエアー調節計160の一方を制御用エアー調節計160aと言い、他方を監視用エアー調節計160bと言う。制御用エアー調節計160aは、制御用エアー流量計121aで計測した流量を受け取る。監視用エアー調節計160bは、監視用エアー流量計121bで計測した流量を受け取る。
One of the duplicated
まず、制御動作について説明する。温度調節計140は、温度検知器130で検知した現在の温度と設定温度の差に基づいて、エアーの流量の目標値を決定する。制御用エアー調節計160aは、目標値に見合った流量になるように、エアー制御バルブ123の開度を指示する開閉指令を出力する。このとき、制御用エアー調節計160aは、制御用エアー流量計121aで計測した流量値が、温度調節計140からの指示値(目標値)に対して適切な流量であるかを監視し、過不足量に応じてエアー制御バルブ123の開度を制御する。
First, the control operation will be described. The
次に、監視動作について説明する。監視動作は第1の監視動作および第2の監視動作を含む。第1の監視動作では、監視用エアー調節計160bは、制御用エアー流量計121aで計測した流量を制御用エアー調節計160aから受け取り、受け取った流量を監視する。監視用エアー調節計160bは、制御用エアー流量計121aで計測したエアーの流量と、監視用エアー流量計121bで計測したエアーの流量とを比較し、所定量以上の差が発生した場合、制御用エアー流量計121aまたは監視用エアー流量計121bに異常が発生したと判断し、燃焼動作を停止させる。
Next, the monitoring operation will be described. The monitoring operation includes a first monitoring operation and a second monitoring operation. In the first monitoring operation, the monitoring
第2の監視動作では、制御用エアー調節計160aは、エアー制御バルブ123の開度に流量値が追従しない場合や、エアー制御バルブ123の開度に対する流量の過不足が大きくなった場合、エアー制御バルブ123が異常になったと判断して燃焼動作を停止させる。制御用エアー調節計160aは、エアー制御バルブ123の開度と制御用エアー流量計121aで計測される流量値との関係を予めテーブルとして保持しているものとする。
In the second monitoring operation, if the flow rate value does not follow the opening of the
最後に実施形態1にかかる工業用バーナーが奏する効果について説明する。従来の工業用バーナーは、燃料供給管とエアー供給管とで個別に流量制御を行っていなかった。したがって、最大燃焼時と最小燃焼時とで燃料とエアーの比率が変化し、最適な燃焼状態を維持できないという問題があった。 Finally, the effects of the industrial burner according to the first embodiment will be explained. Conventional industrial burners do not control the flow rates of the fuel supply pipe and the air supply pipe separately. Therefore, there was a problem that the ratio of fuel to air changes between maximum and minimum combustion, making it impossible to maintain an optimal combustion state.
また、従来の工業用バーナーは、燃料流量計およびエアー流量系がそれぞれ1台だけ配置されていた。したがって、燃料制御バルブ等を閉じても燃料の流量値等が減少しない場合、燃料流量計の異常か、燃料制御バルブの異常かを判別できなかった。そのまま工業用バーナーを動作させた場合、過昇温が発生したり、温度が低下したりする恐れがある。 Furthermore, conventional industrial burners were equipped with only one fuel flow meter and one air flow system. Therefore, if the fuel flow value did not decrease even when the fuel control valve was closed, it was not possible to determine whether the problem was with the fuel flow meter or the fuel control valve. If the industrial burner was operated in this state, there was a risk of overheating or the temperature dropping.
つまり、従来の業用バーナーは第1の監視動作および第2の監視動作を行わないため、エアー流量計やエアーバルブの異常を発見するのが難しかった。したがって、燃焼動作が停止せず、過昇温や温度低下が発生していた。また、異常原因の特定に長期間を要していた。 In other words, because conventional industrial burners do not perform the first and second monitoring operations, it was difficult to detect abnormalities in the air flow meter or air valve. As a result, the combustion operation did not stop, resulting in overheating or temperature drops. In addition, it took a long time to identify the cause of the abnormality.
一方、実施形態1によれば、第1の監視動作によりエアー流量計121が異常であることを判別でき、第2の監視動作によりエアー制御バルブ123が異常であることを判別できる。したがって、工業用バーナー100の故障から復旧までに必要な期間を短縮できる。
On the other hand, according to the first embodiment, the first monitoring operation can determine that the
また、JIS基準を守りながらエアーの流量値および燃料の流量値を個別に制御することで、空気比を最適な状態にすることができる。これにより、工業用バーナーからの排気ガスの放出量を低減し、二酸化炭素排出量の削減に貢献できる。 In addition, by individually controlling the air flow rate and fuel flow rate while adhering to JIS standards, the air ratio can be optimized. This reduces the amount of exhaust gas emitted from industrial burners, contributing to reducing carbon dioxide emissions.
なお、本発明は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as appropriate without departing from the spirit and scope of the invention.
100 工業用バーナー
110 燃料供給管
111 燃料流量計
112 燃料遮断弁
113 燃料制御バルブ
120 エアー供給管
121 エアー流量計
121a 制御用エアー流量計
121b 監視用エアー流量計
122 エアー遮断弁
123 エアー制御バルブ
130 温度検知器
140 温度調節計
150 燃料調節計
160 エアー調節計
160a 制御用エアー調節計
160b 監視用エアー調節計
170 バーナー部
REFERENCE SIGNS
Claims (1)
エアー流量計、エアー遮断弁、およびエアー制御バルブを備えたエアー供給管と、
温度検知器と、
設定温度と前記温度検知器で検知した温度との差に基づいて、燃料の流量の目標値とエアーの流量の目標値とを決定する温度調節計と、
前記燃料の流量の目標値と、前記燃料流量計で計測した燃料の流量とに基づいて前記燃料制御バルブの開度を制御する燃料調節計と、
前記エアーの流量の目標値と、前記エアー流量計で計測したエアーの流量とに基づいて前記エアー制御バルブの開度を制御するエアー調節計と、
を備えた工業用バーナーであって、
前記燃料流量計、前記燃料遮断弁、前記エアー流量計、および前記エアー遮断弁の各々が二重化され、
二重化した前記燃料流量計で計測した流量同士の差が閾値以上になった場合、二重化した前記燃料流量計のいずれかに異常が発生したと判断して燃焼動作を停止し、二重化した前記エアー流量計で計測したエアーの流量同士の差が閾値以上になった場合、二重化した前記エアー流量計のいずれかに異常が発生したと判断して燃焼動作を停止する
工業用バーナー。 a fuel supply pipe having a fuel flow meter, a fuel shutoff valve, and a fuel control valve;
an air supply pipe equipped with an air flow meter, an air shutoff valve, and an air control valve;
A temperature detector;
a temperature controller that determines a target value of a fuel flow rate and a target value of an air flow rate based on a difference between a set temperature and a temperature detected by the temperature detector;
a fuel regulator that controls an opening degree of the fuel control valve based on a target value of the fuel flow rate and the fuel flow rate measured by the fuel flow meter;
an air regulator that controls an opening degree of the air control valve based on a target value of the air flow rate and the air flow rate measured by the air flow meter;
An industrial burner comprising:
each of the fuel flow meter, the fuel cutoff valve, the air flow meter, and the air cutoff valve is duplicated;
When the difference between the flow rates measured by the duplicated fuel flow meters becomes equal to or exceeds a threshold value, it is determined that an abnormality has occurred in one of the duplicated fuel flow meters, and the combustion operation is stopped, and when the difference between the air flow rates measured by the duplicated air flow meters becomes equal to or exceeds a threshold value, it is determined that an abnormality has occurred in one of the duplicated air flow meters, and the combustion operation is stopped.
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