JP3096911B2 - Combustion equipment - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、各種の燃料を使用する燃料装置に係り、燃
焼の異常時に爆発等を防止し燃焼炉の保護をするに好適
な保護回路に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fuel device using various fuels, and relates to a protection circuit suitable for preventing an explosion or the like at the time of abnormal combustion and protecting a combustion furnace. .
［従来の技術］ 従来における燃焼炉の爆発等の保護回路は、火炎検出
器による火炎失火の検出時又は、燃料の噴霧状態を悪化
させる程度の燃料圧力低下による燃料遮断弁の全閉回路
が主たる保護回路であり、燃料と空気のバランスに関す
る燃焼の保護にまでは配慮されていなかった。[Prior Art] Conventionally, a protection circuit for an explosion or the like of a combustion furnace is mainly a fully closed circuit of a fuel cutoff valve upon detection of a flame misfire by a flame detector or by a decrease in fuel pressure that deteriorates a fuel spray state. It was a protection circuit that did not take into account the protection of combustion with respect to the balance between fuel and air.
［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術は、燃焼の結果としての火炎の失火の検
出、又は、燃料側の何らかの異常を検出して燃料遮断弁
を全閉することにより、保護をしているが、火炎の検出
は信号の安定に難点があって、保護回路を除外して調整
を行う機会も多いので、火炎検出器の除外時は、燃料側
の異常による保護しか掛からないことになる。[Problems to be Solved by the Invention] The above-described prior art protects by detecting misfire of a flame as a result of combustion, or detecting some abnormality on the fuel side and fully closing a fuel cutoff valve. However, flame detection has difficulty in signal stability, and there are many opportunities to make adjustments by excluding the protection circuit, so when excluding the flame detector, only protection due to abnormality on the fuel side will be applied .
特に燃料供給量と空気供給量のバランスを検出しての
保護については配慮されていない為に、燃料は正常に供
給されていても、空気流量の制御や送風機の異常等によ
る燃焼不安定や不完全燃焼による燃焼炉の爆発を保護す
ることは出来ない装置になっている等の問題があった。In particular, no consideration is given to protection by detecting the balance between the amount of fuel supply and the amount of air supply, so even if fuel is supplied normally, combustion instability or failure due to air flow control or blower malfunctions will occur. There is a problem that the device cannot protect the explosion of the combustion furnace due to complete combustion.
本発明の目的は、燃料と空気のバランスの崩れた状態
を検出して、空気側での異常状態による燃焼炉の保護を
行うことを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to detect a state in which the balance between fuel and air is lost and to protect the combustion furnace due to an abnormal state on the air side.
［課題を解決するための手段］ 前述の目的を達成するため、本発明は、燃焼炉に供給
される空気流量と燃料流量を計測する手段と、空燃比を
演算する手段と、演算された空燃比と設定空燃比とを比
較する判断手段と、空燃比低と判断した場合に燃焼炉へ
の燃焼を遮断する回路とを備えていることを特徴とする
ものである。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a means for measuring an air flow rate and a fuel flow rate supplied to a combustion furnace, a means for calculating an air-fuel ratio, It is characterized by comprising a judgment means for comparing the fuel ratio with the set air-fuel ratio, and a circuit for cutting off the combustion to the combustion furnace when judging that the air-fuel ratio is low.
前述の目的を達成するため、さらに本発明は、燃焼炉
に供給される空気流量を計測する手段と、発電機出力を
計測する手段と、その発電機出力より燃焼炉へ供給され
る燃料流量を換算する手段と、換算された燃料流量と前
記空気流量とから空燃比を演算する手段と、演算された
空燃比と設定空燃比とを比較する判断手段と、空燃比低
と判断した場合に燃料の供給を遮断する回路とを備えて
いることを特徴とするものである。In order to achieve the above object, the present invention further provides a means for measuring a flow rate of air supplied to a combustion furnace, a means for measuring a generator output, and a fuel flow rate supplied from the generator output to the combustion furnace. Means for converting, means for calculating the air-fuel ratio from the converted fuel flow rate and the air flow rate, determination means for comparing the calculated air-fuel ratio with the set air-fuel ratio, and fuel when the air-fuel ratio is determined to be low. And a circuit for shutting off the supply.
前述の目的を達成するため、さらに本発明は、燃焼炉
に供給される空気流量を計測する手段と、蒸気流量を計
測する手段と、その蒸気流量より燃焼炉に供給される燃
料流量を換算する手段と、換算された燃料流量と前記空
気流量とから空燃比を演算する手段と、演算された空燃
比と設定空燃比とを比較する判断手段と、空燃比低と判
断した場合に燃焼の供給を遮断する回路とを備えている
ことを特徴とするものである。In order to achieve the above object, the present invention further provides a means for measuring a flow rate of air supplied to a combustion furnace, a means for measuring a flow rate of steam, and converting a flow rate of fuel supplied to the combustion furnace from the steam flow rate. Means, means for calculating an air-fuel ratio from the converted fuel flow rate and the air flow rate, determination means for comparing the calculated air-fuel ratio with the set air-fuel ratio, and supply of combustion when it is determined that the air-fuel ratio is low. And a circuit for shutting off.
前述の目的を達成するため、さらに本発明は、燃焼炉
の出口部に於ける燃焼排ガス中の一酸化炭素の濃度を検
出する離れた位置に設置された複数の濃度検出手段と、
該複数の濃度検出手段により検出した一酸化炭素濃度の
平均値を求める平均値演算手段と、該平均値演算手段に
より演算された一酸化炭素濃度平均値が予め設定された
設定一酸化炭素濃度以上に上昇したことを判定して出力
する判定回路と、該判定回路からの出力を一定時限継続
した後に一酸化炭素濃度が高い場合に出力する例えばタ
イマーなどの出力手段と、その出力手段からの出力によ
り燃料の供給を遮断する回路とを有することを特徴とす
るものである。In order to achieve the above object, the present invention further provides a plurality of concentration detecting means installed at distant positions for detecting the concentration of carbon monoxide in the combustion exhaust gas at the outlet of the combustion furnace,
An average value calculating means for calculating an average value of the carbon monoxide concentrations detected by the plurality of concentration detecting means; and a carbon monoxide concentration average value calculated by the average value calculating means being equal to or higher than a preset carbon monoxide concentration. A determination circuit for determining that the output has risen, and an output means such as a timer for outputting when the concentration of carbon monoxide is high after continuing the output from the determination circuit for a certain period of time, and an output from the output means. And a circuit for shutting off the supply of fuel.
前述の目的を達成するため、さらに本発明は、燃焼炉
へ供給される空気流量を計測する手段と、例えば発電機
出力や蒸気量などの燃焼炉の出力を計測する手段と、そ
の燃焼炉の出力が規定値以上のときに予め設定された空
気流量より低下したことを検出する手段と、空気流量が
設定値より低下したことを検出すると燃焼炉への燃料の
供給を遮断する回路とを備えたことを特徴とするもので
ある。In order to achieve the above object, the present invention further provides a means for measuring a flow rate of air supplied to a combustion furnace, a means for measuring an output of the combustion furnace such as a generator output and a steam amount, and a method for measuring the output of the combustion furnace. A means for detecting that the air flow has dropped below a preset value when the output is equal to or higher than a prescribed value; and a circuit for shutting off the supply of fuel to the combustion furnace when detecting that the air flow rate has fallen below the preset value. It is characterized by having.
［作用］ 燃焼炉に供給される空気流量は比較的精度高く計測さ
れており、また燃料流量も気体燃料、液体燃料では容易
に計測可能である。計測された値の判断は演算器で行
い、比率演算結果を設定値と比較して、設定値を下回る
値まで、現状の運転状態が空気不足になれば燃料を遮断
するもので、空燃比低の状態で運転継続することによ
り、燃焼異常によって生じた未燃ガスに着火して、燃焼
炉の爆発等、危険な状態を未然に防止するものである。[Operation] The air flow rate supplied to the combustion furnace is measured with relatively high accuracy, and the fuel flow rate can be easily measured with gaseous fuel and liquid fuel. Judgment of the measured value is performed by a computing unit, and the ratio calculation result is compared with the set value.The fuel is cut off if the current operating condition becomes insufficient in air until the value falls below the set value. By continuing the operation in the state described above, the unburned gas generated by the abnormal combustion is ignited to prevent a dangerous state such as an explosion of the combustion furnace.
通常の制御された運転状態では、空気流量が燃料流量
よりも多い状態即ち過剰空気による燃焼が行われてい
る。空気不足を早期に処置することは、燃焼炉の爆発等
の危険防止に有効である。In a normal controlled operation state, combustion is performed in a state where the air flow rate is higher than the fuel flow rate, that is, excess air. Early treatment of air shortage is effective in preventing danger such as explosion of the combustion furnace.
燃焼排ガス中のCO濃度は、排ガス分析計により、従来
技術で検出可能である。また、燃料遮断弁を全閉する保
護回路は、CO濃度高による分析計の出力接点をリレー増
幅使用することにより、燃料遮断弁の全閉回路を励磁す
ることによって可能である。The CO concentration in the combustion exhaust gas can be detected by an exhaust gas analyzer using a conventional technique. Further, the protection circuit for fully closing the fuel cutoff valve is possible by exciting the fully closed circuit of the fuel cutoff valve by using a relay amplification at the output contact of the analyzer due to the high CO concentration.
燃焼排ガス中のCO濃度は、燃料と空気のバランスを表
わしており、燃料が正常で空気側に何らかの異常状態が
発生した場合の検出が可能であり、CO濃度低では、空気
流量が燃料流量よりも多い状態即ち過剰空気による燃焼
であって燃焼の点からは危険は無い。従ってCO濃度高に
よる保護回路により、空気不足の燃焼異常状態を早期に
処置することになり、燃焼炉の爆発等の危険状態に至る
ことは無い。The CO concentration in the flue gas indicates the balance between the fuel and the air.It is possible to detect when the fuel is normal and some abnormal condition occurs on the air side.When the CO concentration is low, the air flow rate is lower than the fuel flow rate. In many cases, combustion is caused by excess air, and there is no danger from the viewpoint of combustion. Accordingly, the protection circuit based on the high CO concentration will promptly deal with the abnormal combustion state due to insufficient air, and will not lead to a dangerous state such as an explosion of the combustion furnace.
前述のように燃焼炉に供給される空気流量は、精度高
く計測されている。一方、燃料流量が石炭等の固体燃料
は、容易には計測困難である。この為、空気流量がある
発電機出力以上の時に空気流量が規定値以下に低下した
ことを検出して、設定値を下回る値まで、現状の運転状
態が空気不足になっていれば燃料を遮断するもので、空
燃比低の状態で運転継続して、燃焼異常によって生じた
未燃ガスによる燃焼炉の爆発等の危険な状態を未然に防
止するものである。空気流量が燃料流量よりも多い状
態、即ち過剰空気による燃焼が通常の制御された運転状
態であり、空気不足の燃焼異常状態を早期に処置するこ
とになり、燃焼炉の爆発等の危険状態に到るのを防止す
ることが出来る。As described above, the flow rate of the air supplied to the combustion furnace is measured with high accuracy. On the other hand, it is difficult to easily measure a solid fuel having a fuel flow rate of coal or the like. For this reason, when the air flow rate exceeds a certain generator output, it detects that the air flow rate has fallen below the specified value, and shuts off the fuel if the current operating condition is insufficient for air to a value below the set value. The operation is continued in a state where the air-fuel ratio is low, and a dangerous state such as an explosion of a combustion furnace due to unburned gas generated by abnormal combustion is prevented. The state where the air flow rate is larger than the fuel flow rate, that is, the combustion with excess air is a normal controlled operation state, and the abnormal combustion state with insufficient air is dealt with at an early stage. It can be prevented from reaching.
［発明の実施例］ 第１図に本発明になるインターロック回路を示し、第
２図は空燃比演算回路図である。[Embodiment of the Invention] FIG. 1 shows an interlock circuit according to the present invention, and FIG. 2 is an air-fuel ratio calculation circuit diagram.
空気流量検出器１と燃料流量検出器２の出力を比率演
算器３により演算して、その比率信号を空燃比判定器５
により、空燃比設定器（４）の信号と比較判定し、設定
値よりも空燃比が低下している場合には、空燃比低の出
力リレー７から接点出力として出力される。インターロ
ック回路は、空燃比低の接点ON7を受けて作動開始し、
一定時限継続するとタイマー８が出力し、バーナ元弁何
れか開９であれば運転中を表すので、マスターフューエ
ルトリップリレー（MFTトリップ）10とが作動するMFTト
リップ10の動作により燃料遮断弁11が全閉する。The outputs of the air flow rate detector 1 and the fuel flow rate detector 2 are calculated by a ratio calculator 3, and the ratio signal is calculated by an air-fuel ratio determiner 5.
Is compared with the signal of the air-fuel ratio setter (4), and when the air-fuel ratio is lower than the set value, the air-fuel ratio output relay 7 outputs the contact output as a contact output. The interlock circuit starts operating in response to the low air-fuel ratio contact ON7,
When the fixed time period continues, the timer 8 outputs, and if any one of the burner main valves is open 9, it indicates that the fuel cell system is in operation. Therefore, the master fuel trip relay (MFT trip) 10 operates and the fuel cutoff valve 11 is operated by the operation of the MFT trip 10. Fully close.
空燃比の設定値について第３図に空気比の関係に置き
換えて説明する。The set value of the air-fuel ratio will be described with reference to FIG.
化石燃料の燃焼に於けるCOとH2の比率は1:1〜3:1であ
るが、最も危険な燃料としてガスを考えても、空気不足
による燃焼生成ガス中のＣの不完全燃焼によるCOは４
％、H24％の運転状態となり、空気比にして85％に相当
する。Ratio of in CO and H 2 in the combustion of fossil fuels 1: 1 to 3: 1, even thought the gas as the most dangerous fuel, due to incomplete combustion of C in the combustion product gas with air shortage CO is 4
%, H 2 4% operating state, equivalent to 85% in air ratio.
この空気比85％の運転は燃料中の85％が燃焼している
状態であって、異常ではあるが燃焼とし継続可能である
ことが、実機で確認されている。The operation at an air ratio of 85% is a state in which 85% of the fuel is burning, and although it is abnormal, it has been confirmed by an actual machine that combustion can be continued as combustion.
通常の運転状態においては、理論空気流量以下で運転
されることはなく、過剰空気での運転となるので空気比
110％程度の状態であり、これを下回ると制御上は制限
回路が作動する方式が採られている。空気比が85％の状
態は通常制御では起こりえない異常な状態で、制御装置
の暴走或いは操作端のスティック等の状態であると言え
る。Under normal operating conditions, the engine will not be operated at less than the theoretical air flow rate, and will be operated with excess air.
The state is about 110%, and when it is less than 110%, a system is adopted in which a limiting circuit operates in control. The state in which the air ratio is 85% is an abnormal state that cannot occur under normal control, and can be said to be a state of a runaway control device or a stick at the operation end.
従って空燃比低を理論空気量の85％で判断することを
燃焼炉の爆発防止上の設定とすることが可能である。こ
の状態を検出した結果を脈動等の誤検出を防止する為、
10秒程度の時限で吸収して、信頼性を確保すると同時に
燃焼炉の爆発を防止することが可能となる。Therefore, judging the low air-fuel ratio based on 85% of the theoretical air amount can be set as a setting for preventing explosion of the combustion furnace. In order to prevent erroneous detection of pulsation, etc.
It absorbs in a time period of about 10 seconds, ensuring reliability and preventing the explosion of the combustion furnace.
燃焼炉爆発事故事例では、バーナ失火、バーナ噴霧不
良、失火ガスに再点火或いは点火失敗による燃料漏れ等
によって発生しているが、一方空気不足が通風機の故障
や空気流量制御ダンパーのスティック等によっても発生
している。In the case of the combustion furnace explosion accident, burner misfire, burner spray failure, re-ignition of misfiring gas or fuel leakage due to ignition failure, etc. have occurred.On the other hand, air shortage has occurred due to failure of the ventilator, stick of air flow control damper, etc. Has also occurred.
今まで空気流量は安定であるとの考えにより、燃料系
統の異常にのみ注目した保護回路が使用されてきたが、
空気系統異常での事故は重大事故に発展しかねないの
で、インターロックを考慮する必要がある。Until now, protection circuits that focused only on fuel system abnormalities have been used based on the belief that air flow is stable.
Interlocks need to be considered since accidents due to air system abnormalities can lead to serious accidents.
本発明のその他の実施例を第４図に示す。燃料が石炭
等の場合には、燃料流量を正確に計測するためには、石
炭計量器等の大型計測器を必要とする。この他に信頼性
と安全を確保するために、2OUT OF3の多重検出方式の採
用も多くなっている。この様な場合、燃料流量計測の代
わりに、発電機出力や、燃焼炉の出力を示す蒸気流量を
用いて回路構成することが可能であり、多重検出の実施
例を示した。FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. When the fuel is coal or the like, a large measuring instrument such as a coal measuring instrument is required to accurately measure the fuel flow rate. In addition, in order to ensure reliability and safety, the multiplex detection method of 2OUT OF3 is increasingly used. In such a case, instead of measuring the fuel flow rate, it is possible to configure the circuit using the generator output or the steam flow rate indicating the output of the combustion furnace, and the embodiment of the multiple detection has been described.
空燃比低下の条件は同じで、燃焼炉の運転状態を示す
条件としては、バーナ元弁のほかにも燃料遮断弁とか、
燃焼炉の温度とか種々の条件が考えられるが、本発明の
本質は変わらないので採用可能である。又、MFTトリッ
プリレーを介しての燃料遮断である必要はなく、燃料が
遮断される回路であれば本発明の趣旨は生かされる。The conditions for lowering the air-fuel ratio are the same, and the conditions for indicating the operating state of the combustion furnace include a fuel cutoff valve,
Although various conditions such as the temperature of the combustion furnace can be considered, the present invention can be adopted because the essence of the present invention does not change. Further, it is not necessary to cut off the fuel through the MFT trip relay, and the gist of the present invention can be utilized as long as the circuit cuts off the fuel.
第５図に本発明の他の実施例に係るインターロック回
路を示し、第６図はCO濃度検出系統図を示す。FIG. 5 shows an interlock circuit according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows a CO concentration detection system diagram.
煙道31内に離れて設置された複数のサンプリングプロ
ーブ26からサンプリング配管27、サンプルガス平均器28
を経て分析計29に接続される。分析計29で計測判定結
果、設定値以上になると接点30がONして出力される。接
点ON21により、インターロック回路は作動開始して、一
定時限継続するとタイマー22が出力し、マスターフュー
エルトリップリレー（MFTトリップ）24が作動する。MFT
トリップ24の動作により燃料遮断弁25が全閉する。A sampling pipe 27, a sample gas averager 28 from a plurality of sampling probes 26 installed separately in the stack 31
And connected to the analyzer 29. When the result of the determination by the analyzer 29 is equal to or more than the set value, the contact 30 is turned on and output. By the contact ON21, the interlock circuit starts to operate, and when a certain period of time continues, the timer 22 outputs and the master fuel trip relay (MFT trip) 24 operates. MFT
The operation of the trip 24 causes the fuel cutoff valve 25 to be fully closed.
CO濃度の設定値について、第７図に空気比の関係に置
き換えて説明する。The set value of the CO concentration will be described with reference to FIG.
化石燃料の燃焼に於けるCOとH2の比率は1:1〜3:1であ
るが、最も危険な燃料としてガスを考えても、空気不足
による燃焼生成ガス中のＣの不完全燃焼によるCOは４
％、H24％の運転状態となり、空気比にして85％に相当
する。Ratio of in CO and H 2 in the combustion of fossil fuels 1: 1 to 3: 1, even thought the gas as the most dangerous fuel, due to incomplete combustion of C in the combustion product gas with air shortage CO is 4
%, H 2 4% operating state, equivalent to 85% in air ratio.
この空気比85％の運転は燃焼として継続可能であるこ
とが、実機で確認されている。It has been confirmed by actual equipment that the operation at an air ratio of 85% can be continued as combustion.
燃焼ガス中のCO1％は10,000ppmで、空気比0.95に相当
する。この状態は通常の制御安定状態では起こりえず、
制御の暴走を表していると考えることが出来る。充分に
安全運転出来る領域であるが、通常運転ではCOの発生は
100ppm程度であることを考えれば確実に異常を検出可能
であると言える。The CO1% in the combustion gas is 10,000 ppm, which corresponds to an air ratio of 0.95. This state cannot occur in the normal control stable state,
This can be thought of as a runaway control. Although it is an area where sufficient safe driving can be performed, CO generation is not
Considering that the concentration is about 100 ppm, it can be said that abnormality can be reliably detected.
従ってCO濃度の設定値を10,000ppm以上での燃料遮断
により、燃焼炉の爆発は防止可能である。Therefore, the explosion of the combustion furnace can be prevented by shutting off the fuel when the set value of the CO concentration is 10,000 ppm or more.
過去の燃焼炉爆発事故事例では、バーナ失火、バーナ
噴霧不良、失火ガスに再点火或いは点火失敗による燃料
漏れ等によって発生しており、何れも燃焼炉出口部での
COが上昇していたと考えられることから、CO濃度高によ
る燃料遮断は有効なものである。In past combustion furnace explosion accidents, burner misfire, burner spray failure, reignition of misfired gas or fuel leakage due to ignition failure etc. occurred.
Since it is thought that CO was rising, fuel cutoff by high CO concentration is effective.
今まで分析計測定値をもとに、燃料遮断等のインター
ロックを考慮しなかったのは、分析計の出力と言う不安
定なものを考えずに、燃料圧力の低下やバーナ噴霧蒸気
の圧力低下等によって事前判断しようとしたためであ
る。本発明では、総合的な燃焼の不安定をCOガスで検出
し、信号の安定の不足分をタイマーで確実なものとして
捕らえることによって、信頼性を損なうことなく安全の
確保を可能にしたことにある。Until now, interlocks such as fuel cut-off were not taken into account based on the analyzer measurement values, without considering the unstable output called the analyzer output, without reducing the fuel pressure or the burner spray vapor pressure. This is because an attempt was made to make a preliminary decision based on such factors. In the present invention, by detecting the instability of overall combustion with CO gas and catching the lack of signal stability as a certain thing with a timer, it is possible to ensure safety without losing reliability. is there.
回路としては、従来技術の組合せであるが、CO濃度高
が数分間継続した時、複数個のバーナ元弁のうち何れか
開いていれば燃焼中であることを表しているので、この
両条件の同時成立をもって、MFTトリップとしているも
のである。MFTトリップリレーの動作により、燃料系統
の全ての遮断を行う。As a circuit, it is a combination of the prior art, but when the high CO concentration continues for several minutes, if any of the plurality of burner main valves is open, it indicates that combustion is in progress. With the simultaneous establishment of the above, it is regarded as an MFT trip. The operation of the MFT trip relay shuts off all fuel systems.
CO濃度高の条件は同じで、燃焼炉の運転状態を示す条
件としては、バーナ元弁のほかにも燃料遮断弁とか、燃
焼炉の温度とか種々の条件が考えられるが、本発明の本
質は変わらないので採用可能である。又、MFTトリップ
リレーを介しての燃料遮断である必要はなく、燃料が遮
断される回路であれば本発明の趣旨は生かされる。The conditions of high CO concentration are the same, and various conditions such as a fuel cutoff valve, a temperature of the combustion furnace, and the like other than the burner main valve can be considered as conditions indicating the operation state of the combustion furnace. It can be adopted because it does not change. Further, it is not necessary to cut off the fuel through the MFT trip relay, and the gist of the present invention can be utilized as long as the circuit cuts off the fuel.
第８図は本発明のさらに他の実施例に係るインターロ
ック回路を示す図で第９図は空気流量と発電機出力の検
出回路を示す回路図である。FIG. 8 is a diagram showing an interlock circuit according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a circuit diagram showing a circuit for detecting an air flow rate and a generator output.
空気流量検出器41の出力を接点出力に変換するアナロ
グ／デジタル変換器42、43、44により、それぞれ60％、
40％、20％以下の値を検出する。発電機出力信号45から
接点出力としてアナログ／デジタル変換器46、47によ
り、それぞれ75％、50％以上のインターロック接点出力
を取り出す。第８図に示す判断回路は、発電機出力46が
75％以上の時に、空気流量42が60％以下であれば10秒程
度の時限リレー48を介して、MFTトリップ51を動作させ
ている燃料遮断弁52を全閉する。The analog / digital converters 42, 43, and 44, which convert the output of the air flow detector 41 into contact outputs, respectively,
Detects values below 40% and 20%. The analog / digital converters 46 and 47 extract 75% and 50% or more interlock contact outputs from the generator output signal 45 as contact outputs. The judgment circuit shown in FIG.
When the air flow rate is 75% or more, if the air flow rate 42 is 60% or less, the fuel cutoff valve 52 operating the MFT trip 51 is fully closed via the timed relay 48 for about 10 seconds.
発電機出力信号47が50％以上の場合に空気流量43が40
％以下であれば10秒程度の時限リレー49を介してMFTト
リップ51を動作させている燃料遮断弁52を全閉する。When the generator output signal 47 is 50% or more, the air flow rate 43 becomes 40
If it is less than%, the fuel cutoff valve 52 operating the MFT trip 51 via the timed relay 49 for about 10 seconds is fully closed.
発電機出力に関係無く、空気流量44が20％以下に低下
したことを検出したら10秒程度の時限リレー48を介して
燃料遮断弁52を全閉させる。Regardless of the generator output, when it is detected that the air flow rate 44 has dropped to 20% or less, the fuel cutoff valve 52 is fully closed via the timed relay 48 for about 10 seconds.
燃料の種類に関係なく、空気流量60％で発電機出力は
75％〜100％の運転範囲があり、空燃比は60％〜80％の
運転状態での判定となる。Regardless of the type of fuel, the generator output at 60% air flow
There is an operation range of 75% to 100%, and the air-fuel ratio is determined in an operation state of 60% to 80%.
空気流量40％では発電機出力50％〜75％での運転状態
での判定となる。At an air flow rate of 40%, the determination is made in an operating state with a generator output of 50% to 75%.
空気流量20％以下であれば燃焼炉が最小空気流量25％
で運転されるのを通常状態としているので、空気流量20
％以下となることは無く直ちに燃料を遮断することが望
ましいのである。If the air flow is 20% or less, the combustion furnace must have a minimum air flow of 25%
Operation in the normal state, the air flow
% And it is desirable to shut off the fuel immediately.
通常の運転状態においては、理論空気流量以下で運転
されることはなく、過剰空気での運転となるので空気比
1.1程度の状態であり、これを下回ると制御上は制限回
路が作動する方式が採られている。空気比が0.85の状態
は通常制御では起こりえない異常な状態であると言え
る。Under normal operating conditions, the engine will not be operated at less than the theoretical air flow rate, and will be operated with excess air.
It is in the state of about 1.1, and if it falls below this, a method is adopted in which a limiting circuit operates in control. The state where the air ratio is 0.85 can be said to be an abnormal state that cannot be caused by normal control.
従って空燃比低を理論空気量の85％以下で判定するこ
とは、燃焼炉の爆発は防止上も可能であり、この状態検
出結果脈動等の誤検出を10秒程度の時限で吸収して、信
頼性を確保すると同時に燃焼炉の爆発を防止することが
可能である。Therefore, judging the low air-fuel ratio at 85% or less of the theoretical air amount is also possible to prevent the explosion of the combustion furnace, and erroneous detection such as pulsation in this state detection result is absorbed in a time period of about 10 seconds. It is possible to prevent explosion of the combustion furnace while ensuring reliability.
燃焼炉爆発事故事例では、バーナ失火、バーナ噴霧不
良、失火ガスに再点火或いは点火失敗による燃料漏れ等
によって発生しているが、一方空気不足が通風機の故障
や空気流量制御ダンパーのスティック等によっても発生
している。In the case of the combustion furnace explosion accident, burner misfire, burner spray failure, re-ignition of misfiring gas or fuel leakage due to ignition failure, etc. have occurred.On the other hand, air shortage has occurred due to failure of the ventilator, stick of air flow control damper, etc. Has also occurred.
本発明のその他の実施例として空気流量20％以下の条
件のみでの燃料遮断を行う方法も考えられる。燃料が石
炭等の場合には、燃料流量を正確に計測するためには、
石炭計量器等の大型計測器を必要とする。この他に信頼
性を損なうことなく安全の確保をするに際して2OUT OF3
の多重検出方式の採用も多くなっている。この様な場合
燃料流量計測の計測に関係無く、空気流量制御の暴走を
空気流量20％で判断させるものである。As another embodiment of the present invention, a method of shutting off the fuel only under the condition that the air flow rate is 20% or less is considered. When the fuel is coal, etc., to measure the fuel flow rate accurately,
Requires a large measuring instrument such as a coal meter. In addition to this, when ensuring safety without compromising reliability, 2OUT OF3
Of the multiplex detection method is increasing. In such a case, the runaway of the air flow control is determined based on the air flow rate of 20% regardless of the measurement of the fuel flow rate measurement.
空燃比低下の判定条件は60〜80％の実施例を示した
が、本発明の考え方で数値を変更しても本質的には、燃
焼炉へ供給される空気流量が暴走する等の異常状態を検
出することに変わりはなく発明の趣旨はいかされる。
又、MFTトリップリレーを介しての燃料遮断である必要
はなく、燃料が遮断される回路であれば本発明の趣旨は
生かされる。Although the determination condition of the air-fuel ratio decrease is shown in the embodiment of 60 to 80%, even if the numerical value is changed according to the concept of the present invention, an abnormal condition such as a runaway of the flow rate of the air supplied to the combustion furnace is essentially obtained. And the gist of the invention is utilized.
Further, it is not necessary to cut off the fuel through the MFT trip relay, and the gist of the present invention can be utilized as long as the circuit cuts off the fuel.
［発明の効果］ 本発明によれば燃焼の異常発生をいち早く確実に検出
出来て安全に燃焼炉の燃料遮断を行うことが可能とな
る。特に燃焼に関する制御が暴走した場合を含めて燃焼
炉の爆発防止に効果がある。[Effects of the Invention] According to the present invention, the occurrence of abnormal combustion can be detected promptly and reliably, and it becomes possible to safely shut off the fuel in the combustion furnace. In particular, the present invention is effective in preventing explosion of the combustion furnace even when the control regarding combustion runs away.
燃焼保護回路として各種の現状回路であるが、これに
加えて本発明の回路を付加することにより後備保護とし
ての効果も持たせることが可能となる。又、従来設備で
事故の発生している例がありその不確実な領域を埋めて
安全を確保する効果は大きい。Although there are various current state circuits as the combustion protection circuit, by adding the circuit of the present invention in addition to this, it is possible to have the effect of protection as a backup. Further, there is an example in which an accident has occurred in the conventional equipment, and the effect of filling the uncertain area to ensure safety is great.
第１図は本発明の実施例に係る燃焼保護インターロック
ブロック線図、第２図は空燃比演算回路図、第３図は空
燃比と運転制御状態との関係を示す図、第４図は他の実
施例での空燃比演算回路である。 第５図は本発明のさらに他の実施例に係る燃焼保護イン
ターロックブロック図、第６図はCO濃度検出系統図、第
７図はCO濃度と空気比の関係を示す換算図である。 第８図は本発明のさらに他の実施例に係る燃焼保護イン
ターロックブロック図、第９図は空気流量と発電機出力
の検出回路図である。 １……空気流量、２……燃料流量、３……比率演算器、
４……空燃比設定器、５……空燃比低下判定器、10……
MFTトリップ、11……燃料遮断弁。FIG. 1 is a combustion protection interlock block diagram according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an air-fuel ratio calculation circuit diagram, FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an air-fuel ratio and an operation control state, and FIG. 9 shows an air-fuel ratio calculation circuit according to another embodiment. FIG. 5 is a combustion protection interlock block diagram according to still another embodiment of the present invention, FIG. 6 is a CO concentration detection system diagram, and FIG. 7 is a conversion diagram showing the relationship between the CO concentration and the air ratio. FIG. 8 is a block diagram of a combustion protection interlock according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a circuit diagram for detecting an air flow rate and a generator output. 1 ... air flow rate 2 ... fuel flow rate 3 ... ratio calculator
4 ... Air-fuel ratio setting device, 5 ... Air-fuel ratio decrease judgment device, 10 ...
MFT trip, 11 ... fuel shutoff valve.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅野 彰 茨城県日立市大みか町５丁目２番１号 株式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 山地 康博 東京都千代田区丸の内１丁目５番１号 株式会社日立製作所内 (56)参考文献 特開 昭62−252821（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23N 5/00 F23N 5/20 F23N 5/24 107 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Akira Kanno 5-2-1 Omikacho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside the Omika Plant, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Yasuhiro Yamachi 1-5-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo No. Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-62-252821 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F23N 5/00 F23N 5/20 F23N 5/24 107
Claims (5)
計測する手段と、空燃比を演算する手段と、演算された
空燃比と設定値とを比較する判断手段と、空燃比低と判
断した場合に燃焼炉への燃料を遮断する回路とを有する
ことを特徴とする燃焼装置。A means for measuring an air flow rate and a fuel flow rate supplied to the combustion furnace; a means for calculating an air-fuel ratio; a judging means for comparing the calculated air-fuel ratio with a set value; A circuit for shutting off fuel to the combustion furnace when the determination is made.
段と、発電機出力を計測する手段と、その発電機出力よ
り燃焼炉に供給される燃料流量を換算する手段と、換算
された燃料流量と前記空気流量とから空燃比を演算する
手段と、演算された空燃比と設定空燃比とを比較する判
断手段と、空燃比低と判断した場合に燃料の供給を遮断
する回路とを有することを特徴とする燃焼装置。A means for measuring a flow rate of air supplied to the combustion furnace; a means for measuring a generator output; a means for converting a flow rate of fuel supplied to the combustion furnace from the output of the generator; Means for calculating the air-fuel ratio from the fuel flow rate and the air flow rate, determination means for comparing the calculated air-fuel ratio with the set air-fuel ratio, and a circuit for shutting off the fuel supply when it is determined that the air-fuel ratio is low. A combustion device comprising:
段と、蒸気流量を計測する手段と、その蒸気流量より燃
焼炉に供給される燃料流量を換算する手段と、換算され
た燃料流量と前記空気流量とから空燃比を演算する手段
と、演算された空燃比と設定空燃比とを比較する判断手
段と、空燃比低と判断した場合に燃料の供給を遮断する
回路とを有することを特徴とする燃焼装置。A means for measuring a flow rate of air supplied to the combustion furnace; a means for measuring a flow rate of steam; a means for converting a flow rate of fuel supplied to the combustion furnace from the flow rate of steam; And means for calculating an air-fuel ratio from the air flow rate, determining means for comparing the calculated air-fuel ratio with a set air-fuel ratio, and a circuit for shutting off fuel supply when it is determined that the air-fuel ratio is low. A combustion device characterized by the following.
酸化炭素の濃度を検出する離れた位置に設置された複数
の濃度検出手段と、該複数の濃度検出手段により検出し
た一酸化炭素濃度の平均値を求める平均値演算手段と、
該平均値演算手段により演算された一酸化炭素濃度平均
値が予め設定された設定一酸化炭素濃度以上に上昇した
ことを判定して出力する判定回路と、該判定回路からの
出力を一定時限継続した後に一酸化炭素濃度が高い場合
に出力する出力手段と、その出力手段からの出力により
燃料の供給を遮断する回路とを有することを特徴とする
燃焼装置。4. A plurality of concentration detecting means installed at a remote position for detecting the concentration of carbon monoxide in the combustion exhaust gas at an outlet of the combustion furnace, and the monoxide detected by the plurality of concentration detecting means. Means for calculating an average value of the carbon concentration,
A determination circuit for determining that the average value of the carbon monoxide concentration calculated by the average value calculation means has risen above a preset carbon monoxide concentration, and outputting the result; and outputting the output from the determination circuit for a fixed period of time. A combustion apparatus comprising: an output unit that outputs when the concentration of carbon monoxide is high after the operation; and a circuit that shuts off fuel supply by an output from the output unit.
と、燃焼炉の出力を計測する手段と、その燃焼炉の出力
が規定値以上のときに、予め設定された空気流量より低
下したことを検出する手段と、空気流量が規定値より低
下したことを検出すると燃焼炉への燃料の供給を遮断す
る回路とを有することを特徴とする燃焼装置。5. A means for measuring the flow rate of air supplied to the combustion furnace, a means for measuring the output of the combustion furnace, and when the output of the combustion furnace is equal to or higher than a specified value, the air flow rate falls below a preset air flow rate. And a circuit for shutting off the supply of fuel to the combustion furnace when it detects that the air flow rate has dropped below a prescribed value.
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