JP7379981B2

JP7379981B2 - combustion device

Info

Publication number: JP7379981B2
Application number: JP2019169504A
Authority: JP
Inventors: 航伊東
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2019-09-18
Filing date: 2019-09-18
Publication date: 2023-11-15
Anticipated expiration: 2039-09-18
Also published as: JP2021046969A

Description

本発明は、バーナに供給する混合気を排ガスの酸素濃度に基づいて制御する燃焼装置に関する。 The present invention relates to a combustion device that controls an air-fuel mixture supplied to a burner based on the oxygen concentration of exhaust gas.

周知のように、燃料（以下、燃料ガスという）と燃焼用空気を所定の比率で混合した混合気をバーナで燃焼させる燃焼装置として、缶体内の水を加熱して、蒸気を生成するボイラ装置が広く用いられている。 As is well known, a boiler device is a combustion device that uses a burner to combust a mixture of fuel (hereinafter referred to as fuel gas) and combustion air at a predetermined ratio, and heats water in a can to generate steam. is widely used.

このようなボイラ装置（燃焼装置）は、例えば、要求負荷に基づいて、バーナに一定の空気比の混合気が供給されるように、燃焼用空気の流量と燃料ガスの流量が調整されている。 In such a boiler device (combustion device), for example, the flow rate of combustion air and the flow rate of fuel gas are adjusted based on the required load so that a mixture with a constant air ratio is supplied to the burner. .

空気比は、燃焼装置によって設定される数値であり、空気比が変動すると、過剰空気によって生じた熱損失により燃焼効率が低下したり、不完全燃焼によってエネルギー損失が増大する可能性があり、燃焼装置にとって重要な条件の一つである。したがって、可能な限り設定範囲（又は一定）に維持することが望ましい。 The air ratio is a number set by the combustion device, and fluctuations in the air ratio can reduce combustion efficiency due to heat loss caused by excess air, or increase energy loss due to incomplete combustion. This is one of the important conditions for the device. Therefore, it is desirable to maintain it within the set range (or constant) as much as possible.

ところで、近年、環境意識の高まりから、燃料ガスとしてＬＮＧ（ＬｉｑｕｅｆｉｅｄＮａｔｕｒａｌＧａｓ）が広く普及しており、ＬＮＧを供給する方法の一形態として、ＬＮＧを液体のまま消費企業等に輸送し、消費企業においてＬＮＧを気化して燃焼装置に供給するＬＮＧサテライト供給がある。 By the way, in recent years, as environmental awareness has increased, LNG (Liquefied Natural Gas) has become widely used as a fuel gas, and one form of LNG supply method is to transport LNG in liquid form to consuming companies, etc. There is an LNG satellite supply that vaporizes LNG and supplies it to the combustion equipment.

ＬＮＧサテライト供給は、導入コストを低く抑えることができることから種々の分野で用いられているものの、パイプラインを通じて燃料ガスを輸送するパイプライン供給方法に比べて燃料ガスが外部環境等の影響を受け易い傾向がある。 Although LNG satellite supply is used in various fields because it can keep introduction costs low, fuel gas is more susceptible to the effects of the external environment than the pipeline supply method that transports fuel gas through pipelines. Tend.

外部環境等の影響を受けた燃料ガスは、例えば、ＬＮＧを気化する過程で生じた成分変動によって燃料ガスの熱量が変化して燃焼に必要な空気量（理論空気量）が変化する可能性がある。 When fuel gas is affected by the external environment, the amount of air required for combustion (theoretical air amount) may change due to changes in the composition of the fuel gas that occur during the process of vaporizing LNG, for example. be.

また、燃料ガスに温度変動や圧力変動によって質量流量に変動が生じると、たとえ燃料ガスの体積流量が一定であっても、燃料ガスの燃焼に必要な燃焼用空気の理論空気量が変化して空気比が変動する。 Additionally, if the mass flow rate of the fuel gas changes due to temperature fluctuations or pressure fluctuations, the theoretical amount of combustion air required for combustion of the fuel gas will change even if the volumetric flow rate of the fuel gas is constant. Air ratio fluctuates.

そこで、空気比の変動に対応するために、ボイラ（燃焼装置）の排ガスの酸素濃度に基づいて混合気をフィードバック制御することで、混合気の空気比を一定とするＯ_２トリミング技術が実用化されており、ボイラの燃焼状態を空気比に精度よく反映させる種々の技術が開示されている（例えば、特許文献１、２参照。）。 Therefore, in order to respond to fluctuations in the air ratio, _O2 trimming technology has been put into practical use that keeps the air ratio of the mixture constant by feedback controlling the mixture based on the oxygen concentration of the exhaust gas from the boiler (combustion device). Various techniques have been disclosed for accurately reflecting the combustion state of the boiler in the air ratio (for example, see Patent Documents 1 and 2).

特公昭６３－００８３６８号公報Special Publication No. 63-008368 特開２０１６－００８８０３号公報Japanese Patent Application Publication No. 2016-008803

しかしながら、特許文献１、２に記載された発明は、排ガスの酸素濃度に基づいて空気比を調整する際に、燃焼状態が排ガスの酸素濃度に反映されるまでのタイムラグが発生するという問題がある。
そこで、燃焼装置において、排ガスの酸素濃度に基づいて混合気を所望の状態に制御する際にタイムラグが発生するのを抑制する技術が望まれている。 However, the inventions described in Patent Documents 1 and 2 have a problem in that when adjusting the air ratio based on the oxygen concentration of the exhaust gas, a time lag occurs until the combustion state is reflected in the oxygen concentration of the exhaust gas. .
Therefore, there is a need for a technology that suppresses the occurrence of a time lag when controlling the air-fuel mixture to a desired state based on the oxygen concentration of exhaust gas in a combustion device.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、バーナに供給する混合気の状態（例えば、空気比）に変動が生じた場合に、速やかに混合気を所望の状態に制御することが可能な燃焼装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a method of quickly controlling the mixture to a desired state when a change occurs in the condition (for example, air ratio) of the mixture supplied to the burner. The purpose is to provide a combustion device that can.

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１記載の発明は、バーナと、前記バーナに燃料を供給する燃料供給部と、前記バーナに燃焼用空気を供給する空気供給部と、前記バーナで燃焼した排ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度検出部と、前記バーナに供給する燃料及び燃焼用空気の量を制御する制御部と、を備えた燃焼装置であって、前記酸素濃度検出部は、予め設定された２つ以上のタイミングにおける排ガスの酸素濃度を検出し、前記制御部は、前記２つ以上のタイミングにおける排ガスの酸素濃度の差を算出し、前記２つ以上のタイミングの時間間隔当たりの前記酸素濃度の差を排ガスの酸素濃度の変化速度として算出し、前記変化速度に基づいて前記バーナに供給する混合気を制御するように構成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The invention according to claim 1 includes: a burner; a fuel supply unit that supplies fuel to the burner; an air supply unit that supplies combustion air to the burner; A combustion apparatus comprising a concentration detection section and a control section that controls the amount of fuel and combustion air supplied to the burner , wherein the oxygen concentration detection section is configured to detect the oxygen concentration at two or more preset timings. Detecting the oxygen concentration of the exhaust gas, the control unit calculates the difference in the oxygen concentration of the exhaust gas at the two or more timings, and calculates the difference in the oxygen concentration per time interval between the two or more timings as the oxygen concentration of the exhaust gas. The method is characterized in that the concentration is calculated as a rate of change, and the air-fuel mixture supplied to the burner is controlled based on the rate of change.

この発明に係る燃焼装置によれば、制御部が、酸素濃度検出部が検出した排ガスの酸素濃度の変化速度に基づいて混合気を制御するので、バーナに供給する混合気の状態（例えば、空気比等）を排ガスの酸素濃度に速やかに反映して混合気を制御することができる。
その結果、バーナに供給する混合気の状態に変動が生じた場合に、速やかに混合気を所望の状態に制御することができる。 According to the combustion device according to the present invention, the control unit controls the air-fuel mixture based on the rate of change in the oxygen concentration of the exhaust gas detected by the oxygen concentration detection unit, so the state of the air-fuel mixture supplied to the burner (for example, ratio, etc.) can be quickly reflected in the oxygen concentration of exhaust gas to control the air-fuel mixture.
As a result, when a change occurs in the state of the air-fuel mixture supplied to the burner, the air-fuel mixture can be quickly controlled to a desired state.

この明細書において、酸素濃度検出部が検出した排ガスの酸素濃度の変化速度とは、予め設定した時間間隔（２つのタイミング）で検出した酸素濃度の差に基づいて算出される（酸素濃度の差／検出した時間間隔）のほか、３つ以上のタイミングで検出した酸素濃度により構成される種々の変化速度（例えば、酸素濃度曲線、多項式等）を含むものとする。 In this specification, the rate of change in the oxygen concentration of exhaust gas detected by the oxygen concentration detection unit is calculated based on the difference in oxygen concentration detected at a preset time interval (two timings). /detected time interval) as well as various rates of change (for example, oxygen concentration curves, polynomials, etc.) configured by oxygen concentrations detected at three or more timings.

この明細書において、バーナに供給する混合気を制御するとは、例えば、バーナに供給する混合気を目標とする空気比（混合気が含有する空気量／理論空気量）が維持されるように制御すること、混合気の空気比を設定した範囲内に制御すること等を含むものとする。
また、混合気に係る空気比の代用特性である燃料と燃焼用空気の比率（空燃比）等を制御することを含むものとする。 In this specification, controlling the mixture supplied to the burner means, for example, controlling the mixture supplied to the burner so that the target air ratio (amount of air contained in the mixture/theoretical amount of air) is maintained. This shall include controlling the air-fuel mixture ratio within a set range.
It also includes controlling the ratio of fuel to combustion air (air-fuel ratio), which is a substitute characteristic of the air ratio related to the air-fuel mixture.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃焼装置であって、前記制御部は、前記酸素濃度検出部が検出した排ガスの酸素濃度の変化速度から所定時間経過後の排ガスの酸素濃度を算出し、算出した酸素濃度と目標酸素濃度との偏差に基づいて前記バーナに供給する燃料と燃焼用空気の少なくともいずれか一方を調整するように構成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the combustion apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls the oxygen concentration in the exhaust gas after a predetermined time has elapsed from the rate of change in the oxygen concentration in the exhaust gas detected by the oxygen concentration detection unit. The present invention is characterized in that the oxygen concentration is calculated and at least one of the fuel and combustion air supplied to the burner is adjusted based on the deviation between the calculated oxygen concentration and the target oxygen concentration.

この発明に係る燃焼装置によれば、制御部が、酸素濃度検出部が検出した排ガスの酸素濃度の変化速度から所定時間経過後の排ガスの酸素濃度を算出し、算出した酸素濃度と目標酸素濃度との偏差に基づいてバーナに供給する混合気を制御するので、混合気を安定して制御することができる。
また、燃料と燃焼用空気の少なくともいずれか一方を調整するように構成されているので混合気を効率的に所望の状態に調整することができる。 According to the combustion device according to the present invention, the control unit calculates the oxygen concentration of the exhaust gas after a predetermined period of time from the rate of change in the oxygen concentration of the exhaust gas detected by the oxygen concentration detection unit, and combines the calculated oxygen concentration and the target oxygen concentration. Since the air-fuel mixture supplied to the burner is controlled based on the deviation from the air-fuel mixture, the air-fuel mixture can be stably controlled.
Further, since the fuel-air mixture is configured to adjust at least one of the fuel and the combustion air, the air-fuel mixture can be efficiently adjusted to a desired state.

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の燃焼装置であって、前記制御部は、前記酸素濃度検出部が検出した排ガスの酸素濃度の変化速度が閾値を超えた場合に、所定時間経過後の排ガスの酸素濃度を算出し、算出した酸素濃度と目標酸素濃度との偏差に基づいて前記バーナに供給する燃料と燃焼用空気の少なくともいずれか一方を調整するように構成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the combustion apparatus according to claim 2, in which the control section controls a predetermined rate of change in the oxygen concentration of the exhaust gas detected by the oxygen concentration detection section when the rate of change in the oxygen concentration of the exhaust gas exceeds a threshold value. The device is configured to calculate the oxygen concentration of the exhaust gas after a lapse of time, and adjust at least one of the fuel and combustion air supplied to the burner based on the deviation between the calculated oxygen concentration and the target oxygen concentration. It is characterized by

この発明に係る燃焼装置によれば、制御部が、酸素濃度検出部が検出した排ガスの酸素濃度の変化速度が閾値を超えた場合に、所定時間経過後の排ガスの酸素濃度を算出し、算出した酸素濃度と目標酸素濃度との偏差に基づいてバーナに供給する混合気を制御をするので、例えば、急変動時の酸素濃度（空気比）の安定化及びハンチングが発生するのを抑制することができる。その結果、混合気を効率的かつ安定して制御することができる。 According to the combustion device according to the present invention, the control unit calculates the oxygen concentration of the exhaust gas after a predetermined period of time when the rate of change in the oxygen concentration of the exhaust gas detected by the oxygen concentration detection unit exceeds the threshold; Since the air-fuel mixture supplied to the burner is controlled based on the deviation between the determined oxygen concentration and the target oxygen concentration, it is possible to stabilize the oxygen concentration (air ratio) and suppress the occurrence of hunting during sudden fluctuations, for example. I can do it. As a result, the air-fuel mixture can be efficiently and stably controlled.

本発明に係る燃焼装置によれば、バーナに供給する混合気の状態（例えば、空気比等）に変動が生じた場合に、速やかに混合気を所望の状態に制御することができる。 According to the combustion device according to the present invention, when a change occurs in the state (for example, air ratio, etc.) of the air-fuel mixture supplied to the burner, the air-fuel mixture can be quickly controlled to a desired state.

本発明の一実施形態に係るボイラ装置の概略構成の一例を説明する概略構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic block diagram explaining an example of schematic structure of the boiler apparatus based on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るボイラ装置の制御部における空気比の予測制御の概略構成の一例を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining an example of a schematic structure of predictive control of an air ratio in a control part of a boiler device concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るボイラ装置における混合気制御の概略の一例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an example of the outline of air-fuel mixture control in the boiler device concerning one embodiment of the present invention.

＜一実施形態＞
以下、図１～図３を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、一実施形態に係るボイラ装置の概略構成の一例を説明する概略構成図である。図において、符号１００はボイラ装置（燃焼装置）を、符号１０はボイラ本体を、符号２０は燃焼用空気供給部を、符号３０は燃料供給部を、符号５０は制御部を、符号６０は酸素濃度検出センサ（酸素濃度検出部）を示している。また、符号Ａは燃焼用空気を、符号Ｇは燃料ガス（燃料）を、符号Ｆは混合気を示している。 <One embodiment>
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a schematic configuration of a boiler device according to an embodiment. In the figure, 100 is a boiler device (combustion device), 10 is a boiler main body, 20 is a combustion air supply section, 30 is a fuel supply section, 50 is a control section, and 60 is an oxygen A concentration detection sensor (oxygen concentration detection section) is shown. Further, symbol A indicates combustion air, symbol G indicates fuel gas (fuel), and symbol F indicates air-fuel mixture.

ボイラ装置（燃焼装置）１００は、図１に示すように、例えば、ボイラ本体１０と、ボイラ本体１０に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部２０と、ボイラ本体１０に燃料ガス（燃料）を供給する燃料供給部３０と、制御部５０と、酸素濃度検出センサ（酸素濃度検出部）６０とを備えている。 As shown in FIG. 1, the boiler device (combustion device) 100 includes, for example, a boiler main body 10, a combustion air supply section 20 that supplies combustion air to the boiler main body 10, and a fuel gas (fuel) to the boiler main body 10. The fuel supply unit 30 includes a fuel supply unit 30 that supplies fuel, a control unit 50, and an oxygen concentration detection sensor (oxygen concentration detection unit) 60.

また、ボイラ装置１００は、この実施形態において、例えば、酸素濃度検出センサ６０が検出した排ガスの酸素濃度に基づいて、燃焼用空気供給部２０と燃料供給部３０を制御して、ボイラ本体１０に供給する混合気を制御可能に構成されている。 Further, in this embodiment, the boiler apparatus 100 controls the combustion air supply section 20 and the fuel supply section 30 based on the oxygen concentration of the exhaust gas detected by the oxygen concentration detection sensor 60, so that the boiler main body 10 It is configured to be able to control the supplied air-fuel mixture.

ボイラ本体１０は、例えば、図１に示すように、ボイラ筐体１１と、バーナ１２と、缶体１３と、排気ダクト１４とを備えている。 For example, as shown in FIG. 1, the boiler main body 10 includes a boiler housing 11, a burner 12, a can body 13, and an exhaust duct 14.

ボイラ筐体１１は、例えば、缶体１３の外形を構成する平面視矩形形状の直方体に形成されている。
そして、ボイラ筐体１１の長手方向の一端側に位置する第１側面１１Ａには、バーナ１２が配置され、ボイラ筐体１１の長手方向の他端側に位置する第２側面１１Ｂには排気ダクト１４が配置されている。 The boiler housing 11 is formed, for example, into a rectangular parallelepiped that is rectangular in plan view and forms the outer shape of the can body 13 .
A burner 12 is disposed on a first side surface 11A located at one end in the longitudinal direction of the boiler casing 11, and an exhaust duct is disposed on a second side surface 11B located at the other end in the longitudinal direction of the boiler casing 11. 14 are arranged.

バーナ１２は、例えば、混合気流通路１２Ａとバーナエレメント１２Ｂとを備え、混合気流通路１２Ａには、上流側において、燃焼用空気供給部２０から供給された燃焼用空気Ａと燃料供給部３０から供給された燃料ガスＧが混合して生成された混合気Ｆが送り込まれ、この混合気Ｆをバーナエレメント１２Ｂに供給するようになっている。
バーナエレメント１２Ｂは、混合気流通路１２Ａを介して供給された混合気Ｆを燃焼して燃焼ガスを生成するようになっている。 The burner 12 includes, for example, a mixture flow passage 12A and a burner element 12B, and the mixture flow passage 12A is supplied with combustion air A supplied from the combustion air supply section 20 and the fuel supply section 30 on the upstream side. An air-fuel mixture F generated by mixing the fuel gases G is fed, and this air-fuel mixture F is supplied to the burner element 12B.
The burner element 12B burns the mixture F supplied through the mixture flow passage 12A to generate combustion gas.

缶体１３は、例えば、複数の水管からなる水管群１３Ａと、水管群１３Ａの下方に位置する下部管寄せ１３Ｂと、水管群１３Ａの上方に位置する上部管寄せ１３Ｃとを備え、水管群１３Ａを構成する水管の間には燃焼ガス通路が形成されている。 The can body 13 includes, for example, a water tube group 13A consisting of a plurality of water tubes, a lower header 13B located below the water tube group 13A, and an upper header 13C located above the water tube group 13A. A combustion gas passage is formed between the water pipes that make up the pipe.

そして、バーナ１２で生成された燃焼ガスが水管群１３Ａ内に形成された燃焼ガス通路を通じて排気ダクト１４に移動するようになっている。
その結果、給水源（不図示）から下部管寄せ１３Ｂに供給された水が水管群１３Ａ内で加熱されて蒸気が生成され、生成された蒸気は上部管寄せ１３Ｃを通じて負荷機器（不図示）に供給されるようになっている。 The combustion gas generated by the burner 12 moves to the exhaust duct 14 through the combustion gas passage formed in the water tube group 13A.
As a result, water supplied from the water supply source (not shown) to the lower header 13B is heated in the water tube group 13A to generate steam, and the generated steam is sent to the load equipment (not shown) through the upper header 13C. It is now being supplied.

また、水管群１３Ａには、水管の温度（缶水温度）を測定するための温度センサ１３Ｔが配置されている。
また、上部管寄せ１３Ｃには、上部管寄せ１３Ｃ内の蒸気の圧力を検出する圧力センサ１３Ｐが配置されている。
そして、温度センサ１３Ｔ及び圧力センサ１３Ｐは、電気的に制御部５０と接続されている。 Furthermore, a temperature sensor 13T for measuring the temperature of the water tubes (canned water temperature) is arranged in the water tube group 13A.
Further, a pressure sensor 13P is arranged in the upper header 13C to detect the pressure of steam within the upper header 13C.
The temperature sensor 13T and the pressure sensor 13P are electrically connected to the control unit 50.

排気ダクト１４は、例えば、断面矩形とされた排ガス流路を画成していて、水管群１３Ａ内の燃焼ガス通路を流通してきた燃焼ガスをボイラ本体１０の外部に排ガスとして排出するようになっている。
また、この実施形態において、排気ダクト１４には、酸素濃度検出センサ（酸素濃度検出部）６０が配置されている。 The exhaust duct 14 defines an exhaust gas flow path having a rectangular cross section, for example, and discharges the combustion gas flowing through the combustion gas passage in the water tube group 13A to the outside of the boiler main body 10 as exhaust gas. ing.
Further, in this embodiment, an oxygen concentration detection sensor (oxygen concentration detection section) 60 is arranged in the exhaust duct 14.

酸素濃度検出センサ（酸素濃度検出部）６０は、制御部５０と電気的に接続され、制御部５０に、検出した排気ダクト１４内を流通する排ガス（燃焼ガス）の酸素濃度を酸素濃度検出データとして出力するようになっている。 The oxygen concentration detection sensor (oxygen concentration detection section) 60 is electrically connected to the control section 50 and sends the detected oxygen concentration of the exhaust gas (combustion gas) flowing in the exhaust duct 14 to the control section 50 as oxygen concentration detection data. It is designed to be output as .

以下、燃焼用空気供給部２０について説明する。
燃焼用空気供給部２０は、図１に示すように、例えば、送風機２１と、送風機２１を制御するインバータ２２と、送風機２１とバーナ１２とを接続し燃焼用空気をバーナ１２に流通させる給気ダクト２３と、ダンパ２４と、パンチングメタル２５と、燃焼用空気差圧センサ（空気流量検知部）２６とを備えている。
また、この実施形態において、燃焼用空気供給部２０は燃料供給部３０と協働して、設定された空気比の混合気Ｆを生成するようになっている。 The combustion air supply section 20 will be explained below.
As shown in FIG. 1, the combustion air supply unit 20 includes, for example, a blower 21, an inverter 22 that controls the blower 21, and an air supply unit that connects the blower 21 and the burner 12 and distributes combustion air to the burner 12. It includes a duct 23, a damper 24, a punching metal 25, and a combustion air differential pressure sensor (air flow rate detection section) 26.
Furthermore, in this embodiment, the combustion air supply section 20 cooperates with the fuel supply section 30 to generate a mixture F having a set air ratio.

送風機２１は、ファン（不図示）と、ファンを回転させるモータ（不図示）とを備えている。
また、送風機２１は、この実施形態において、ボイラ装置１００が蒸気を供給している負荷機器（不図示）からの要求負荷に応じて制御部５０が燃焼用空気Ａの流量を設定し、送風機２１は制御部５０からインバータ２２に入力される周波数信号に基づいてファン（モータ）の回転数を増減するように構成されている。 The blower 21 includes a fan (not shown) and a motor (not shown) that rotates the fan.
Further, in this embodiment, the control unit 50 sets the flow rate of the combustion air A according to the required load from the load equipment (not shown) to which the boiler device 100 supplies steam. is configured to increase or decrease the number of rotations of the fan (motor) based on a frequency signal input from the control unit 50 to the inverter 22.

給気ダクト２３は、上流側が送風機２１に接続され、下流側がバーナ１２に接続されていて、送風機２１から送られた燃焼用空気Ａを下流側に向かって流通させるようになっている。 The air supply duct 23 is connected to the blower 21 on the upstream side and connected to the burner 12 on the downstream side, so that the combustion air A sent from the blower 21 flows toward the downstream side.

ダンパ２４は、給気ダクト２３の内部に配置され、給気ダクト２３の内部の燃焼用空気Ａが流通する流路を閉塞した閉状態と、閉状態から９０°回動された位置すなわち給気ダクト２３の内部の燃焼用空気Ａの流路を開放した開状態との間で回動するように構成されている。 The damper 24 is arranged inside the air supply duct 23, and has two positions: a closed state in which the flow path through which the combustion air A flows inside the air supply duct 23 is blocked, and a position rotated by 90 degrees from the closed state, that is, a position in which the air supply It is configured to rotate between an open state in which the flow path of combustion air A inside the duct 23 is opened.

パンチングメタル２５は、例えば、複数の貫通孔が形成された金属板からなり、給気ダクト２３の内部のダンパ２４の下流側に配置された燃焼用空気減圧部材とされている。
そして、ダンパ２４を通じて給気ダクト２３に流れてきた燃焼用空気Ａを減圧するように構成されている。 The punching metal 25 is made of, for example, a metal plate in which a plurality of through holes are formed, and serves as a combustion air decompression member disposed on the downstream side of the damper 24 inside the air supply duct 23.
The combustion air A flowing into the air supply duct 23 through the damper 24 is reduced in pressure.

燃焼用空気差圧センサ２６は、この実施形態において、例えば、パンチングメタル２５の上流側と下流側に接続され、パンチングメタル２５の上流側と下流側の燃焼用空気Ａの差圧によって給気ダクト２３を流れる燃焼用空気Ａの流量を測定する空気流量測定部とされている。 In this embodiment, the combustion air differential pressure sensor 26 is connected, for example, to the upstream side and the downstream side of the punched metal 25, and the combustion air differential pressure sensor 26 is connected to the upstream side and the downstream side of the punched metal 25, and the combustion air differential pressure sensor 26 is connected to the upstream side and the downstream side of the punched metal 25. This is an air flow rate measuring section that measures the flow rate of combustion air A flowing through 23.

また、燃焼用空気差圧センサ２６は、制御部５０と電気的に接続されており、パンチングメタル２５の上流側の圧力と下流側の差圧を燃焼用空気差圧データとして制御部５０に出力するようなっている。
そして、制御部５０は、取得した燃焼用空気差圧データに基づいて給気ダクト２３を流れる燃焼用空気Ａの流量を算出するように構成されている。 The combustion air differential pressure sensor 26 is electrically connected to the control section 50 and outputs the pressure on the upstream side and the differential pressure on the downstream side of the punching metal 25 as combustion air differential pressure data to the control section 50. It is supposed to be done.
The control unit 50 is configured to calculate the flow rate of the combustion air A flowing through the air supply duct 23 based on the acquired combustion air differential pressure data.

以下、燃料供給部３０について説明する。
燃料供給部３０は、図１に示すように、例えば、燃料供給ライン３１と、燃料ガス流量計３２と、開閉弁３３と、ガバナ３４と、流量調整弁３５と、燃料ガス温度センサ３６と、燃料ガス圧力センサ３７と、オリフィス３８と、燃料ガス差圧センサ３９と、燃料ガスノズル４０と、を備え、適切な流量の燃料ガスＧをボイラ本体１０に供給するように構成されている。 The fuel supply section 30 will be explained below.
As shown in FIG. 1, the fuel supply section 30 includes, for example, a fuel supply line 31, a fuel gas flow meter 32, an on-off valve 33, a governor 34, a flow rate adjustment valve 35, a fuel gas temperature sensor 36, It includes a fuel gas pressure sensor 37, an orifice 38, a fuel gas differential pressure sensor 39, and a fuel gas nozzle 40, and is configured to supply fuel gas G at an appropriate flow rate to the boiler main body 10.

燃料供給ライン３１は、上流側が燃料供給源（不図示）に接続され、下流側は、給気ダクト２３におけるダンパ２４よりも下流側に接続されている。 The fuel supply line 31 has an upstream side connected to a fuel supply source (not shown), and a downstream side connected to a downstream side of the damper 24 in the air supply duct 23 .

また、この実施形態において、例えば、燃料供給ライン３１を流通する燃料ガスＧはＬＮＧとされ、ＬＮＧサテライト供給によってＬＮＧ貯蔵施設に貯蔵されたＬＮＧを気化したものが燃料供給ライン３１に供給されている。 Further, in this embodiment, for example, the fuel gas G flowing through the fuel supply line 31 is LNG, and the LNG stored in the LNG storage facility by LNG satellite supply is vaporized and supplied to the fuel supply line 31. .

燃料ガス流量計３２は、この実施形態において、例えば、燃料供給ライン３１の最も上流側に配置され、燃料供給ライン３１を流れる燃料ガスＧの流量を測定するように構成されている。
そして、燃料ガス流量計３２は、制御部５０と電気的に接続され、測定した測定値を制御部５０に出力するようになっている。 In this embodiment, the fuel gas flow meter 32 is arranged, for example, at the most upstream side of the fuel supply line 31 and is configured to measure the flow rate of the fuel gas G flowing through the fuel supply line 31.
The fuel gas flow meter 32 is electrically connected to the control section 50 and outputs the measured value to the control section 50.

開閉弁３３は、燃料供給ライン３１を開放又は閉止することにより燃料ガスＧの供給及び停止を行うように構成されている。
開閉弁３３は、この実施形態において、燃料供給ライン３１における燃料ガス流量計３２の下流側に配置されている。 The on-off valve 33 is configured to supply and stop the fuel gas G by opening or closing the fuel supply line 31.
In this embodiment, the on-off valve 33 is arranged downstream of the fuel gas flow meter 32 in the fuel supply line 31.

ガバナ３４は、この実施形態において、燃料供給ライン３１における開閉弁３３の下流側に配置されていて、燃料供給ライン３１を流れる燃料ガスＧの圧力が瞬間的に大きくなる場合等の急激な圧力変動を抑制する調圧手段とされている。 In this embodiment, the governor 34 is disposed on the downstream side of the on-off valve 33 in the fuel supply line 31, and is configured to handle sudden pressure fluctuations such as when the pressure of the fuel gas G flowing through the fuel supply line 31 increases momentarily. It is said to be a pressure regulating means to suppress the

流量調整弁３５は、この実施形態において、燃料供給ライン３１におけるガバナ３４の下流側に配置されている。
また、流量調整弁３５は、制御部５０と電気的に接続されており、制御部５０の指示に基づいて開度が調節され、燃料供給ライン３１を流れる燃料ガスＧの流量を調整するように構成されている。 The flow rate regulating valve 35 is arranged downstream of the governor 34 in the fuel supply line 31 in this embodiment.
Further, the flow rate adjustment valve 35 is electrically connected to the control unit 50, and its opening degree is adjusted based on instructions from the control unit 50, so as to adjust the flow rate of the fuel gas G flowing through the fuel supply line 31. It is configured.

燃料ガス温度センサ３６は、燃料供給ライン３１における流量調整弁３５の下流側に配置され、燃料供給ライン３１を流れる燃料ガスＧの温度を流量調整弁３５の下流側で検出するようになっている。
また、燃料ガス温度センサ３６は、制御部５０と電気的に接続されており、検出した温度データを制御部５０に出力するように構成されている。 The fuel gas temperature sensor 36 is arranged downstream of the flow rate adjustment valve 35 in the fuel supply line 31 and is adapted to detect the temperature of the fuel gas G flowing through the fuel supply line 31 downstream of the flow rate adjustment valve 35. .
Further, the fuel gas temperature sensor 36 is electrically connected to the control section 50 and is configured to output detected temperature data to the control section 50.

燃料ガス圧力センサ３７は、この実施形態において、燃料供給ライン３１における燃料ガス温度センサ３６の下流側に配置されていて、燃料供給ライン３１を流れる燃料ガスＧの圧力を流量調整弁３５の下流側で検出するように構成されている。
また、燃料ガス圧力センサ３７は、制御部５０と電気的に接続されており、燃料ガス圧力データを制御部５０に出力するようになっている。 In this embodiment, the fuel gas pressure sensor 37 is disposed downstream of the fuel gas temperature sensor 36 in the fuel supply line 31 and adjusts the pressure of the fuel gas G flowing through the fuel supply line 31 downstream of the flow rate adjustment valve 35. is configured to be detected.
Further, the fuel gas pressure sensor 37 is electrically connected to the control section 50 and outputs fuel gas pressure data to the control section 50.

オリフィス３８は、この実施形態において、燃料供給ライン３１における燃料ガス圧力センサ３７の下流側に配置される燃料ガス減圧部材とされていて、燃料供給ライン３１を流れる燃料ガスＧを減圧するように構成されている。 In this embodiment, the orifice 38 is a fuel gas decompression member disposed on the downstream side of the fuel gas pressure sensor 37 in the fuel supply line 31, and is configured to depressurize the fuel gas G flowing through the fuel supply line 31. has been done.

燃料ガス差圧センサ３９は、この実施形態において、オリフィス３８の上流側と下流側に接続され、オリフィス３８の上流側と下流側の圧力の差圧を検出して燃料ガスＧの流量を測定する燃料ガス流量検出部とされている。 In this embodiment, the fuel gas differential pressure sensor 39 is connected to the upstream side and the downstream side of the orifice 38, and measures the flow rate of the fuel gas G by detecting the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the orifice 38. It is used as a fuel gas flow rate detection section.

また、燃料ガス差圧センサ３９は、制御部５０と電気的に接続されており、制御部５０に燃料ガス差圧データを出力するようになっている。
そして、制御部５０は、燃料ガス差圧センサ３９から取得した燃料ガス差圧データに基づいて流量調整弁３５の下流側における燃料ガスＧの流量を算出するように構成されている。 Further, the fuel gas differential pressure sensor 39 is electrically connected to the control section 50 and outputs fuel gas differential pressure data to the control section 50.
The control unit 50 is configured to calculate the flow rate of the fuel gas G on the downstream side of the flow rate regulating valve 35 based on the fuel gas differential pressure data acquired from the fuel gas differential pressure sensor 39.

燃料ガスノズル４０は、例えば、燃料供給ライン３１の下流側端部に配置されていて、給気ダクト２３内に燃料ガスＧを噴出するように構成されている。
また、燃料ガスノズル４０から噴出される燃料ガスＧは、流量調整弁３５によって調整されるようになっている。
そして、燃料ガスノズル４０から噴出された燃料ガスＧは燃焼用空気Ａと混合されて混合気Ｆが生成され、バーナ１２の混合気流通路１２Ａに送られる。 The fuel gas nozzle 40 is arranged, for example, at the downstream end of the fuel supply line 31 and is configured to eject the fuel gas G into the air supply duct 23.
Furthermore, the fuel gas G ejected from the fuel gas nozzle 40 is regulated by a flow rate regulating valve 35.
Then, the fuel gas G ejected from the fuel gas nozzle 40 is mixed with the combustion air A to generate an air-fuel mixture F, which is sent to the air-air mixture flow passage 12A of the burner 12.

以下、制御部５０の概略構成の一例について説明する。
制御部５０は、ボイラ装置１００が蒸気を供給する負荷機器（不図示）からの要求負荷に基づいて送風機２１によって供給する燃焼用空気Ａの流量を調整するとともに、供給ダクト２３を流れる燃焼用空気Ａに応じて、混合気Ｆが所定の空気比となるように供給する燃料ガスＧの流量を調整するように構成されている。 An example of a schematic configuration of the control unit 50 will be described below.
The control unit 50 adjusts the flow rate of the combustion air A supplied by the blower 21 based on the required load from a load device (not shown) to which the boiler device 100 supplies steam, and also adjusts the flow rate of the combustion air A flowing through the supply duct 23. A is configured to adjust the flow rate of the fuel gas G to be supplied so that the air-fuel mixture F has a predetermined air ratio.

制御部５０は、負荷機器（不図示）から取得した要求負荷に基づいて算出した要求負荷と対応する周波数信号をインバータ２２に出力し、送風機２１が送る燃焼用空気Ａの流量を調整するように構成されている。
また、制御部５０は、燃焼用空気差圧センサ２６から取得した燃焼用空気差圧データに基づいて給気ダクト２３を流れる燃焼用空気Ａの流量を算出するように構成されている。 The control unit 50 outputs a frequency signal corresponding to the required load calculated based on the required load obtained from the load device (not shown) to the inverter 22, and adjusts the flow rate of the combustion air A sent by the blower 21. It is configured.
Further, the control unit 50 is configured to calculate the flow rate of the combustion air A flowing through the air supply duct 23 based on the combustion air differential pressure data acquired from the combustion air differential pressure sensor 26.

また、制御部５０は、給気ダクト２３を流れる燃焼用空気Ａの流量に基づいて、燃焼用空気Ａの流量と対応する流量の燃料ガスＧが、バーナ１２に供給されるように流量調整弁３５の開度を調整するように構成されている。 The control unit 50 also controls a flow rate regulating valve so that fuel gas G having a flow rate corresponding to the flow rate of the combustion air A is supplied to the burner 12 based on the flow rate of the combustion air A flowing through the air supply duct 23. It is configured to adjust the opening degree of 35.

また、制御部５０は、燃料ガス温度センサ３６から取得した温度データに基づいて算出した燃料ガスＧの温度と、燃料ガス圧力センサ３７から取得した燃料ガス圧力データに基づいて算出した燃料ガスＧの圧力に基づいて燃料供給ライン３１を流れる燃料ガスＧの流量（例えば、質量流量）を補正するように構成されている。 The control unit 50 also controls the temperature of the fuel gas G calculated based on the temperature data acquired from the fuel gas temperature sensor 36 and the temperature of the fuel gas G calculated based on the fuel gas pressure data acquired from the fuel gas pressure sensor 37. It is configured to correct the flow rate (for example, mass flow rate) of the fuel gas G flowing through the fuel supply line 31 based on the pressure.

また、制御部５０は、燃料ガスＧの流量調整に際して、燃料ガス差圧センサ３９から取得した燃料ガス差圧データに基づいて算出した流量調整弁３５の下流側における燃料ガスＧの流量に基づいて、流量調整弁３５の開度をフィードバック制御するように構成されている。 Further, when adjusting the flow rate of the fuel gas G, the control unit 50 adjusts the flow rate of the fuel gas G on the downstream side of the flow rate adjustment valve 35 calculated based on the fuel gas differential pressure data acquired from the fuel gas differential pressure sensor 39. , is configured to perform feedback control on the opening degree of the flow rate regulating valve 35.

また、制御部５０は、酸素濃度検出センサ６０から取得した酸素濃度検出データに基づいて算出した排ガスの酸素濃度に基づいて、混合気Ｆが所定の空気比を維持するように混合気を制御する構成とされている。
また、排ガスの酸素濃度に基づいて混合気Ｆの空気比を制御する際には、排ガスの酸素濃度に基づいて予測制御するように構成されている。 Further, the control unit 50 controls the air-fuel mixture so that the air-fuel mixture F maintains a predetermined air ratio based on the oxygen concentration of the exhaust gas calculated based on the oxygen concentration detection data acquired from the oxygen concentration detection sensor 60. It is said to be composed of
Furthermore, when controlling the air ratio of the air-fuel mixture F based on the oxygen concentration of the exhaust gas, predictive control is performed based on the oxygen concentration of the exhaust gas.

次に、図２、図３を参照して、制御部５０における酸素濃度に基づいた空気比の予測制御の概略構成の一例について説明する。図２は一実施形態に係る制御部の概略構成の一例を説明するブロック図であり、図３はボイラ装置における混合気制御の概略の一例を説明するフローチャートである。 Next, an example of a schematic configuration of the predictive control of the air ratio based on the oxygen concentration in the control unit 50 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a schematic configuration of a control unit according to an embodiment, and FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a schematic configuration of air-fuel mixture control in a boiler device.

制御部５０は、算出した酸素濃度の変化速度に基づいて、混合気を目標とする空気比に維持するように構成されている。
制御部５０は、図２に示すように、例えば、燃焼用空気差圧データ入力部５１と、燃料ガス差圧データ入力部５２と、酸素濃度検出データ入力部５３と、演算部５４と、データテーブル５５と、送風機制御部５６と、燃料ガス流量制御部５７とを備えている。 The control unit 50 is configured to maintain the air-fuel mixture at a target air ratio based on the calculated rate of change in oxygen concentration.
As shown in FIG. 2, the control unit 50 includes, for example, a combustion air differential pressure data input unit 51, a fuel gas differential pressure data input unit 52, an oxygen concentration detection data input unit 53, a calculation unit 54, and a data input unit 51. It includes a table 55, a blower control section 56, and a fuel gas flow rate control section 57.

また、制御部５０は、燃焼用空気差圧センサ２６、燃料ガス差圧センサ３９、酸素濃度検出センサ６０、インバータ２２、流量調整弁３５と、電気的に接続されている。 Further, the control unit 50 is electrically connected to the combustion air differential pressure sensor 26, the fuel gas differential pressure sensor 39, the oxygen concentration detection sensor 60, the inverter 22, and the flow rate adjustment valve 35.

燃焼用空気差圧データ入力部５１は、燃焼用空気差圧センサ２６が検出した燃焼用空気差圧データが入力され、受け取った燃焼用空気差圧データを演算部５４に出力するようになっている。 The combustion air differential pressure data input section 51 receives the combustion air differential pressure data detected by the combustion air differential pressure sensor 26 and outputs the received combustion air differential pressure data to the calculation section 54. There is.

燃料ガス差圧データ入力部５２は、燃料ガス差圧センサ３９が検出した燃料ガス差圧データが入力され、受け取った燃料ガス差圧データを演算部５４に出力するようになっている。 The fuel gas differential pressure data input section 52 receives the fuel gas differential pressure data detected by the fuel gas differential pressure sensor 39 and outputs the received fuel gas differential pressure data to the calculation section 54 .

酸素濃度検出データ入力部５３は、酸素濃度検出センサ６０が検出した酸素濃度検出データが入力され、受け取った酸素濃度検出データを演算部５４に出力するようになっている。 The oxygen concentration detection data input section 53 receives the oxygen concentration detection data detected by the oxygen concentration detection sensor 60 and outputs the received oxygen concentration detection data to the calculation section 54 .

データテーブル５５には、燃焼用空気Ａの流量及び燃料ガスＧの流量を算出するための各種の情報が格納されている。この実施形態において、例えば、燃焼用空気Ａの流量に基づいて送風機２１のファン（モータ）の回転数を算出するための演算式の比例定数、及び燃焼用空気Ａの流量や酸素濃度偏差に基づいて流量調整弁３５の開度を算出するための演算式の比例定数が格納されている。 The data table 55 stores various types of information for calculating the flow rate of combustion air A and the flow rate of fuel gas G. In this embodiment, for example, based on the proportionality constant of the calculation formula for calculating the rotation speed of the fan (motor) of the blower 21 based on the flow rate of the combustion air A, and the flow rate of the combustion air A and the oxygen concentration deviation, A proportionality constant of an arithmetic expression for calculating the opening degree of the flow rate adjustment valve 35 is stored.

演算部５４は、負荷機器（不図示）からの要求負荷に基づいて、必要とする燃焼用空気Ａの流量を算出する。
ここで、燃焼用空気Ａの流量は、例えば、（燃料種に応じて定まる理論空気量）×（空気比）×（要求負荷に応じた燃料使用量）によって算出することが可能である。 The calculation unit 54 calculates the required flow rate of the combustion air A based on the required load from the load equipment (not shown).
Here, the flow rate of the combustion air A can be calculated by, for example, (theoretical air amount determined according to the fuel type) x (air ratio) x (fuel usage amount depending on the required load).

そして、演算部５４は、例えば、データテーブル５５に参照して、燃焼用空気Ａの流量と、データテーブル５５から得られた演算式の比例定数を、演算式（例えば、多項式）にあてはめて、送風機２１のファン（モータ）の回転数を取得する。そして、送風機２１のファン（モータ）の回転数を送風機制御部５６に出力する。 Then, for example, the calculation unit 54 refers to the data table 55 and applies the flow rate of the combustion air A and the proportionality constant of the calculation formula obtained from the data table 55 to the calculation formula (for example, a polynomial), The number of rotations of the fan (motor) of the blower 21 is obtained. Then, the rotation speed of the fan (motor) of the blower 21 is output to the blower control section 56 .

なお、例えば、データテーブル５５に格納されたデータを参照することなく、演算式によって、燃焼用空気Ａの流量に基づいて送風機２１のファン（モータ）の回転数を算出してもよい。 Note that, for example, the rotation speed of the fan (motor) of the blower 21 may be calculated based on the flow rate of the combustion air A using an arithmetic expression without referring to the data stored in the data table 55.

また、演算部５４は、例えば、給気ダクト２３を流れる燃焼用空気Ａの流量に対応する流量の燃料ガスＧを供給するための流量調整弁３５の開度を算出する。
具体的には、演算部５４は、例えば、燃焼用空気差圧データ入力部５１から受け取った燃焼用空気差圧データに基づいて給気ダクト２３を流れる燃焼用空気Ａの流量を算出する。
次いで、演算部５４は、例えば、燃焼用空気Ａをデータテーブル５５に参照して、燃焼用空気Ａの流量と、データテーブル５５から得られた演算式の比例定数を、予め設定した演算式（例えば、多項式）にあてはめて、流量調整弁３５の開度を算出する。
そして、演算部５４は、流量調整弁３５の開度を燃料ガス流量制御部５７に出力する。 Further, the calculation unit 54 calculates, for example, the opening degree of the flow rate adjustment valve 35 for supplying the fuel gas G at a flow rate corresponding to the flow rate of the combustion air A flowing through the air supply duct 23.
Specifically, the calculation unit 54 calculates the flow rate of the combustion air A flowing through the air supply duct 23 based on the combustion air differential pressure data received from the combustion air differential pressure data input unit 51, for example.
Next, the calculation unit 54, for example, refers to the data table 55 for the combustion air A and converts the flow rate of the combustion air A and the proportionality constant of the calculation formula obtained from the data table 55 into a preset calculation formula ( For example, the opening degree of the flow rate adjustment valve 35 is calculated by applying a polynomial.
Then, the calculation unit 54 outputs the opening degree of the flow rate adjustment valve 35 to the fuel gas flow rate control unit 57.

以下、演算部５４における排ガスの酸素濃度に基づく混合気の制御として、燃料ガスＧの流量を制御する場合について説明する。
演算部５４は、例えば、酸素濃度検出データ入力部５３から入力された酸素濃度検出データに基づいて排ガスの酸素濃度を算出する。
そして、算出した酸素濃度に基づいて酸素濃度の変化速度を算出する。 Hereinafter, a case where the flow rate of the fuel gas G is controlled as control of the air-fuel mixture based on the oxygen concentration of the exhaust gas in the calculation unit 54 will be described.
The calculation unit 54 calculates the oxygen concentration of the exhaust gas based on the oxygen concentration detection data input from the oxygen concentration detection data input unit 53, for example.
Then, the rate of change in oxygen concentration is calculated based on the calculated oxygen concentration.

また、演算部５４は、算出した酸素濃度の変化速度を記憶部（不図示）に記憶された変化速度閾値と比較して、酸素濃度の変化速度＞変化速度閾値であるかどうかを判断する。 Further, the calculation unit 54 compares the calculated oxygen concentration change rate with a change rate threshold value stored in a storage unit (not shown), and determines whether the oxygen concentration change rate>change rate threshold value.

そして、酸素濃度の変化速度＞変化速度閾値である場合は、まず、所定時間経過後における排ガスの酸素濃度（以下「予測酸素濃度」ともいう。）を算出し、次いで、記憶部（不図示）に記憶された目標酸素濃度と予測酸素濃度に基づいて酸素濃度偏差を算出する。
そして、酸素濃度偏差がゼロに近づくように流量調整弁３５の開度を算出する。 If the rate of change in oxygen concentration > the rate of change threshold, first, the oxygen concentration of the exhaust gas after a predetermined period of time (hereinafter also referred to as "predicted oxygen concentration") is calculated, and then the storage unit (not shown) The oxygen concentration deviation is calculated based on the target oxygen concentration and predicted oxygen concentration stored in the .
Then, the opening degree of the flow rate regulating valve 35 is calculated so that the oxygen concentration deviation approaches zero.

また、酸素濃度の変化速度＞変化速度閾値でない（酸素濃度の変化速度≦変化速度閾値である）場合は、目標酸素濃度と、酸素濃度検出データに基づいて算出した酸素濃度に基づいて酸素濃度偏差を算出する。
そして、酸素濃度偏差がゼロに近づくように流量調整弁３５の開度を算出する。 In addition, if the rate of change in oxygen concentration is not > the rate of change threshold (rate of change in oxygen concentration ≦ rate of change threshold), the oxygen concentration deviation is calculated based on the target oxygen concentration and the oxygen concentration calculated based on the oxygen concentration detection data. Calculate.
Then, the opening degree of the flow rate regulating valve 35 is calculated so that the oxygen concentration deviation approaches zero.

酸素濃度偏差に基づく流量調整弁３５の開度は、例えば、データテーブル５５に参照して、酸素濃度偏差と、データテーブル５５から得られた演算式の比例定数を、予め設定した演算式（例えば、多項式）にあてはめて燃料ガス流量補正値を算出し、燃料ガス流量補正値をデータテーブル５５に参照して流量調整弁３５の開度補正量を算出する。そして、燃料ガス流量制御部５７に出力する。 The opening degree of the flow rate regulating valve 35 based on the oxygen concentration deviation can be determined by, for example, referring to the data table 55 and calculating the oxygen concentration deviation and the proportionality constant of the calculation formula obtained from the data table 55 using a preset calculation formula (for example, , polynomial) to calculate the fuel gas flow rate correction value, and refer to the fuel gas flow rate correction value in the data table 55 to calculate the opening degree correction amount of the flow rate regulating valve 35. Then, it is output to the fuel gas flow rate control section 57.

なお、例えば、データテーブル５５に格納されたデータを参照することなく、演算式によって、酸素濃度偏差に基づく流量調整弁３５の開度を算出する構成としてもよい。 Note that, for example, the opening degree of the flow rate regulating valve 35 may be calculated based on the oxygen concentration deviation using an arithmetic expression without referring to the data stored in the data table 55.

なお、例えば、データテーブル５５に、演算式と対応する比例定数に代えて、燃焼用空気Ａの流量や種々のパラメータと対応して参照可能な送風機２１のファン（モータ）の回転数、酸素濃度偏差や種々のパラメータと対応して参照可能な流量調整弁３５の開度を格納してもよい。
このとき、データテーブル５５に格納する対応データは、実験やシミュレーションによって得られたデータを重回帰分析等によって定義することが好適である。 For example, instead of the proportionality constant corresponding to the calculation formula, the data table 55 includes the rotation speed of the fan (motor) of the blower 21 and the oxygen concentration, which can be referenced in correspondence with the flow rate of the combustion air A and various parameters. The opening degree of the flow rate regulating valve 35 that can be referenced may be stored in correspondence with the deviation and various parameters.
At this time, it is preferable that the corresponding data stored in the data table 55 be defined by multiple regression analysis of data obtained through experiments or simulations.

送風機制御部５６は、演算部５４から受け取った送風機２１のファン（モータ）の回転数と対応する周波数信号をインバータ２２に出力して燃焼用空気Ａの流量を調整するように構成されている。 The blower control section 56 is configured to output a frequency signal corresponding to the rotation speed of the fan (motor) of the blower 21 received from the calculation section 54 to the inverter 22 to adjust the flow rate of the combustion air A.

燃料ガス流量制御部５７は、演算部５４から受け取った流量調整弁３５の開度データを流量調整弁３５に出力して、流量調整弁３５の開度を調整することにより、燃料ガスノズル４０に供給する燃料ガスＧの流量を調整するように構成されている。 The fuel gas flow rate control unit 57 outputs the opening degree data of the flow rate adjustment valve 35 received from the calculation unit 54 to the flow rate adjustment valve 35, and supplies the fuel gas to the fuel gas nozzle 40 by adjusting the opening degree of the flow rate adjustment valve 35. It is configured to adjust the flow rate of the fuel gas G.

以下、図３を参照して、一実施形態に係るボイラ装置における混合気制御の概略について説明する。 Hereinafter, with reference to FIG. 3, an outline of air-fuel mixture control in a boiler device according to an embodiment will be described.

（１）まず、バーナが燃焼しているかどうかを判断する（Ｓ０１）。
Ｓ０１において、バーナが燃焼していない場合（Ｓ０１：Ｎｏ）はＳ０１に移行し、バーナが燃焼している場合（Ｓ０１：Ｙｅｓ）はＳ０２に移行する。
（２）酸素濃度検出センサから酸素濃度検出データを取得する（Ｓ０２）。
（３）酸素濃度検出データに基づいて、排ガスの酸素濃度を算出する（Ｓ０３）。 (1) First, it is determined whether the burner is burning (S01).
In S01, if the burner is not burning (S01: No), the process moves to S01, and if the burner is burning (S01: Yes), the process moves to S02.
(2) Obtain oxygen concentration detection data from the oxygen concentration detection sensor (S02).
(3) Calculate the oxygen concentration of exhaust gas based on the oxygen concentration detection data (S03).

（４）Ｓ０３において算出した酸素濃度に基づいて酸素濃度の変化速度を算出するための変化速度算出用酸素濃度（変化速度を算出するために設定した周期だけ前に検出した酸素濃度）が存在するかどうかを判断する（Ｓ０４）。
Ｓ０４において、変化速度算出用酸素濃度が存在する場合（Ｓ０４：Ｙｅｓ）はＳ０５に移行し、変化速度算出用酸素濃度が存在しない場合（Ｓ０４：Ｎｏ）はＳ０２に移行にする。 (4) There is an oxygen concentration for calculating the rate of change (oxygen concentration detected a cycle set before to calculate the rate of change) for calculating the rate of change of the oxygen concentration based on the oxygen concentration calculated in S03. It is determined whether or not (S04).
In S04, if the oxygen concentration for calculating the rate of change exists (S04: Yes), the process moves to S05, and if the oxygen concentration for calculating the rate of change does not exist (S04: No), the process moves to S02.

（５）Ｓ０３において算出した酸素濃度と変化速度算出用酸素濃度に基づいて、排ガスの酸素濃度の変化速度（酸素濃度が変化速度算出時間で変化した変動量）を算出する（Ｓ０５）。
任意のタイミングＴ_ｎにおける酸素濃度の変化速度は、例えば、以下に示す数式（１）を適用して算出する。
酸素濃度の変化速度Ｖ（Ｔ_ｎ）＝（（酸素濃度Ｃ（Ｔ_ｎ）－変化速度算出用酸素濃度Ｃ（Ｔ_ｎ－１））／（Ｔ_ｎ‐Ｔ_ｎ－１））・・・（１）
ここで、Ｔ_ｎは酸素濃度を検出したタイミングを、Ｔ_ｎ－１は変化速度算出用酸素濃度を検出したタイミングを示している。
また、酸素濃度Ｃ（Ｔ_ｎ）、変化速度算出用酸素濃度Ｃ（Ｔ_ｎ－１）は、タイミングＴ_ｎ、タイミングＴ_ｎ－１における酸素濃度を示している。
また、この実施形態において、変化速度を算出する際の分母である（（Ｔ_ｎ）－（Ｔ_ｎ－１））は、酸素濃度を検出した時間間隔（変化速度算出時間）を示している。
なお、酸素濃度の変化速度を算出する際に用いる時間間隔は、酸素濃度検出センサ６０によって酸素濃度を検出する周期に関わらず任意に設定することができる。すなわち、酸素濃度を検出するごとに変化速度を逐次算出してもよいし、酸素濃度を検出するより長い時間間隔で酸素濃度の変化速度を算出してもよい。 (5) Based on the oxygen concentration calculated in S03 and the oxygen concentration for calculating the rate of change, the rate of change in the oxygen concentration of the exhaust gas (the amount of variation in the oxygen concentration over the rate of change calculation time) is calculated (S05).
The rate of change in oxygen concentration at any timing T _n is calculated by applying the following formula (1), for example.
Change rate of oxygen concentration V (T _n ) = ((Oxygen concentration C (T _n ) - oxygen concentration for calculating rate of change C (T _n-1 )) / (T _n - _{T n-1} )) ... ( 1)
Here, T _n indicates the timing at which the oxygen concentration was detected, and T _n-1 indicates the timing at which the oxygen concentration for calculating the rate of change was detected.
Further, the oxygen concentration C (T _n ) and the oxygen concentration for calculating the rate of change C (T _n-1 ) indicate the oxygen concentration at the timing T _n and the timing T _n-1 .
Furthermore, in this embodiment, the denominator ((T _n )−(T _n−1 )) when calculating the rate of change indicates the time interval at which the oxygen concentration was detected (rate of change calculation time).
Note that the time interval used when calculating the rate of change in oxygen concentration can be arbitrarily set regardless of the period at which the oxygen concentration detection sensor 60 detects the oxygen concentration. That is, the rate of change in the oxygen concentration may be calculated sequentially each time the oxygen concentration is detected, or the rate of change in the oxygen concentration may be calculated at longer time intervals than the oxygen concentration is detected.

（６）Ｓ０５において算出した酸素濃度の変化速度が、変化速度閾値（閾値）を超えているかどうか（酸素濃度の変化速度Ｖ（Ｔ_ｎ）＞変化速度閾値Ｓ）を判断する（Ｓ０６）。
Ｓ０６において、変化速度Ｖ（Ｔ_ｎ）＞変化速度閾値Ｓである場合（Ｓ０６：Ｙｅｓ）はＳ０７に移行し、変化速度Ｖ（Ｔ_ｎ））≦変化速度閾値Ｓである場合（Ｓ０６：Ｎｏ）はＳ０８に移行する。
なお、変化速度閾値Ｓを用いるかどうか、変化速度閾値を用いる場合にどのように用いるかは任意に設定することが可能である。例えば、燃焼用空気Ａの流量や燃料ガスＧの流量のほか、変化する種々のパラメータに基づいて、変化速度閾値を適宜変化させてもよい。 (6) It is determined whether the rate of change in oxygen concentration calculated in S05 exceeds a rate-of-change threshold (threshold) (rate of change in oxygen concentration V(T _n )>rate-of-change threshold S) (S06).
In S06, if the rate of change V (T _n ) > the rate of change threshold S (S06: Yes), the process moves to S07, and if the rate of change V (T _n )) ≦ the rate of change threshold S (S06: No) The process moves to S08.
Note that it is possible to arbitrarily set whether or not to use the change rate threshold S, and how to use the change rate threshold when using the change rate threshold. For example, in addition to the flow rate of combustion air A and the flow rate of fuel gas G, the change rate threshold value may be changed as appropriate based on various parameters that change.

（７）予測酸素濃度を算出する（Ｓ０７）。
予測酸素濃度の算出については、任意に設定することが可能であるが、以下に例示する。
所定時間ｔが経過した後における予測酸素濃度Ｃ（ｔ）は、例えば、以下に示す数式（２）を適用して算出してもよい。
予測酸素濃度Ｃ（ｔ）
＝酸素濃度Ｃ（Ｔ_ｎ）＋α・ｔ+β+Ｋ（ｔ+γ）^δ
・・・（２）
α、β、γ、δ：一定条件下の測定において近似に適合可能な定数
Ｋ：可変パラメータ
なお、α、β、γ、δ、Ｋは、燃焼装置の燃焼容量、型式、燃料供給形態、燃料の仕様（燃料を構成する物質の種類、混合比等）等の使用条件に応じて、パラメータをチューニングして設定することが好適であり、例えば、実験した結果に基づいて設定することが可能である。
また、数式（２）は、変化速度が閾値を超えた時を開始点として、経過時間に基づいて積算することにより、収束値として予測酸素濃度を算出することが可能である。 (7) Calculate the predicted oxygen concentration (S07).
Calculation of the predicted oxygen concentration can be set arbitrarily, and will be exemplified below.
The predicted oxygen concentration C(t) after the predetermined time t has elapsed may be calculated by applying the following formula (2), for example.
Predicted oxygen concentration C(t)
= Oxygen concentration C(T _n )+α・t+β+K(t+γ) ^δ
...(2)
α, β, γ, δ: Constants that can be approximated in measurements under certain conditions K: Variable parameters α, β, γ, δ, K are the combustion capacity of the combustion device, type, fuel supply form, fuel It is preferable to tune and set the parameters according to the usage conditions such as the specifications (types of substances that make up the fuel, mixture ratio, etc.).For example, it is possible to set the parameters based on experimental results. be.
Furthermore, by using Equation (2) as a starting point when the rate of change exceeds the threshold value and integrating based on the elapsed time, it is possible to calculate the predicted oxygen concentration as a convergence value.

また、例えば、酸素濃度の濃度変化加速度、濃度変化速度、濃度で定義される、以下に示す数式（３）（例えば、３項からなる多項式（二次式）を適用してもよい。
予測酸素濃度Ｃ＝α・ｄ^２Ｃ（Ｔｎ）／ｄｔ^２＋β・ｄＣ（Ｔｎ）／ｄｔ＋γ・Ｃ
・・・（３）
Ｃは酸素濃度である。
なお、数式（２）、（３）は一例であり、他の多項式によって算出してもよいし、実験やシミュレーションによって得られたデータを重回帰分析等によって定数を定義してもよい。また、得られた数値をデータテーブルとして格納して用いてもよい。 Further, for example, the following mathematical expression (3) (for example, a polynomial (quadratic expression) consisting of three terms) may be applied, which is defined by the concentration change acceleration, concentration change rate, and concentration of oxygen concentration.
Predicted oxygen concentration C=α・d ² C(Tn)/dt ² +β・dC(Tn)/dt+γ・C
...(3)
C is the oxygen concentration.
Note that formulas (2) and (3) are just examples, and the constants may be calculated using other polynomials, or the constants may be defined by multiple regression analysis of data obtained through experiments or simulations. Further, the obtained numerical values may be stored and used as a data table.

（８）酸素濃度偏差を算出する（Ｓ０８）。
予測酸素濃度を算出した場合は、算出した予測酸素濃度と目標酸素濃度に基づいて酸素濃度偏差を算出し、予測酸素濃度を算出していない場合は、目標酸素濃度とＳ０３において算出した酸素濃度に基づいて酸素濃度偏差を算出する。
酸素濃度偏差Ｄ（Ｔ_ｎ）は、例えば、以下に示す数式（４）によって算出する。
酸素濃度偏差Ｄ（Ｔ_ｎ）＝目標酸素濃度－酸素濃度又は予測酸素濃度・・・（４）
なお、酸素濃度偏差Ｄ（Ｔ_ｎ）を適用するかどうか任意に設定することができる。 (8) Calculate the oxygen concentration deviation (S08).
If the predicted oxygen concentration has been calculated, the oxygen concentration deviation is calculated based on the calculated predicted oxygen concentration and the target oxygen concentration, and if the predicted oxygen concentration has not been calculated, the oxygen concentration deviation is calculated based on the target oxygen concentration and the oxygen concentration calculated in S03. Calculate the oxygen concentration deviation based on
The oxygen concentration deviation D(T _n ) is calculated, for example, using the following equation (4).
Oxygen concentration deviation D (T _n ) = target oxygen concentration - oxygen concentration or predicted oxygen concentration (4)
Note that it is possible to arbitrarily set whether or not to apply the oxygen concentration deviation D(T _n ).

（９）燃料ガス流量補正値を算出する（Ｓ０９）。
この実施形態では、燃料ガス流量補正値Ｅは、例えば、酸素濃度偏差Ｄ（Ｔ_ｎ）をデータテーブル５５に参照し、酸素濃度偏差Ｄ（Ｔ_ｎ）と、データテーブル５５から得られた演算式の比例定数を、予め設定した演算式（例えば、多項式）にあてはめて算出する。
なお、燃料ガス流量補正値Ｅの算出に関しては、上記手順に限定されることなく任意に設定することが可能である。 (9) Calculate the fuel gas flow rate correction value (S09).
In this embodiment, the fuel gas flow rate correction value E is determined by, for example, referring to the oxygen concentration deviation D (T _n ) in the data table 55 and using the oxygen concentration deviation D (T _n ) and an arithmetic expression obtained from the data table 55. is calculated by applying the proportionality constant to a preset arithmetic expression (for example, a polynomial).
Note that the calculation of the fuel gas flow rate correction value E is not limited to the above procedure and can be arbitrarily set.

（１０）燃料ガス流量補正値に基づいて燃料ガス流量を制御する（Ｓ１０）。
燃料ガス流量の制御は、例えば、Ｓ０９で算出した燃料ガス流量補正値Ｅをデータテーブルに参照して流量調整弁３５の開度補正量を取得して、燃料ガス流量制御部５７を介して流量調整弁３５に出力する。
Ｓ１０を実行したらフローチャートを終了する。そして、所定周期で、上記Ｓ０１からＳ１０を繰り返して実行する。 (10) Control the fuel gas flow rate based on the fuel gas flow rate correction value (S10).
To control the fuel gas flow rate, for example, the fuel gas flow rate correction value E calculated in S09 is referred to the data table to obtain the opening correction amount of the flow rate adjustment valve 35, and the flow rate is adjusted via the fuel gas flow rate control unit 57. Output to the regulating valve 35.
After executing S10, the flowchart ends. Then, the above steps S01 to S10 are repeatedly executed at a predetermined period.

一実施形態に係るボイラ装置（燃焼装置）１００によれば、制御部５０が、酸素濃度検出センサ６０が検出した排ガスの酸素濃度の変化速度に基づいて所定時間経過後の排ガスの酸素濃度を算出して混合気を制御するので、バーナ１２に供給する混合気Ｆの空気比に変動が生じた場合に、速やかに混合気Ｆを設定した空気比（所望の状態）に制御することができる。 According to the boiler device (combustion device) 100 according to one embodiment, the control unit 50 calculates the oxygen concentration of the exhaust gas after a predetermined period of time based on the rate of change in the oxygen concentration of the exhaust gas detected by the oxygen concentration detection sensor 60. Since the air-fuel mixture is controlled by controlling the air-fuel mixture, even if a fluctuation occurs in the air ratio of the air-fuel mixture F supplied to the burner 12, the air-fuel mixture F can be quickly controlled to the set air ratio (desired state).

また、一実施形態に係るボイラ装置１００によれば、制御部５０が、排ガスの酸素濃度の変化速度から所定時間経過後の排ガスの酸素濃度を算出し、算出した酸素濃度と目標酸素濃度との偏差に基づいて、流量調整弁３５によって燃料ガスＧの流量を制御するので混合気Ｆの空気比を安定して調整することができる。
また、制御部５０が、流量調整弁３５によって燃料ガスＧの流量を制御するので混合気Ｆの空気比を効率的に調整することができる。 Further, according to the boiler device 100 according to the embodiment, the control unit 50 calculates the oxygen concentration of the exhaust gas after a predetermined period of time from the rate of change of the oxygen concentration of the exhaust gas, and compares the calculated oxygen concentration with the target oxygen concentration. Since the flow rate of the fuel gas G is controlled by the flow rate adjustment valve 35 based on the deviation, the air ratio of the mixture F can be adjusted stably.
Furthermore, since the control unit 50 controls the flow rate of the fuel gas G using the flow rate adjustment valve 35, the air ratio of the air-fuel mixture F can be adjusted efficiently.

また、一実施形態に係るボイラ装置１００によれば、制御部５０が、酸素濃度検出センサ６０が検出した排ガスの酸素濃度の変化速度が変化速度閾値（閾値）を超えた場合に、所定時間経過後の排ガスの酸素濃度を算出し、算出した酸素濃度と目標酸素濃度との偏差に基づいて混合気Ｆを制御するので、急変動時の酸素濃度（空気比）の安定化及びハンチングが発生するのを抑制することができる。
その結果、混合気Fを効率的かつ安定して制御することができる。 Further, according to the boiler device 100 according to the embodiment, the control unit 50 determines whether a predetermined period of time has elapsed when the rate of change in the oxygen concentration of the exhaust gas detected by the oxygen concentration detection sensor 60 exceeds the rate of change threshold (threshold). Since the oxygen concentration of the subsequent exhaust gas is calculated and the mixture F is controlled based on the deviation between the calculated oxygen concentration and the target oxygen concentration, the oxygen concentration (air ratio) is stabilized and hunting occurs during sudden fluctuations. can be suppressed.
As a result, the air-fuel mixture F can be efficiently and stably controlled.

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記実施形態においては、燃焼装置がボイラ装置１００である場合について説明したが、ボイラ装置に限定されることなく、バーナに供給する混合気を酸素濃度検出部が検出した排ガスの酸素濃度の変化速度に基づいて制御することが可能な種々の燃焼装置に適用してもよい。
また、ボイラ本体１０、燃焼用空気供給部２０、燃料供給部３０等の構成は一例であり任意に設定することができる。 For example, in the above embodiment, a case has been described in which the combustion device is the boiler device 100, but the combustion device is not limited to the boiler device. It may be applied to various combustion devices that can be controlled based on the rate of change.
Furthermore, the configurations of the boiler main body 10, the combustion air supply section 20, the fuel supply section 30, etc. are merely examples, and can be arbitrarily set.

また、上記実施形態においては、酸素濃度検出部が検出した排ガスの酸素濃度の変化速度が変化速度閾値（閾値）を超えた場合に、予測酸素濃度を算出する場合について説明したが、変化速度閾値（閾値）を設定するかどうかは任意に設定することができる。また、変化速度閾値（閾値）については、例えば、変化速度閾値をゼロに設定して予測酸素濃度を逐次算出する構成としてもよい。 Further, in the above embodiment, a case has been described in which the predicted oxygen concentration is calculated when the rate of change in the oxygen concentration of exhaust gas detected by the oxygen concentration detection unit exceeds the rate of change threshold (threshold). (Threshold value) can be set arbitrarily. Further, regarding the rate of change threshold (threshold), for example, a configuration may be adopted in which the rate of change threshold is set to zero and the predicted oxygen concentration is calculated one after another.

また、酸素濃度の変化速度が変化速度閾値（閾値）以下である場合においても、排ガスの酸素濃度を予測するように構成してもよい。この場合、複数の閾値によって、種々の算出方法（例えば、複数の演算式等）によって予測酸素濃度を算出する構成としてもよい。 Further, the oxygen concentration of the exhaust gas may be predicted even when the rate of change in oxygen concentration is less than or equal to a rate-of-change threshold (threshold). In this case, the predicted oxygen concentration may be calculated using a plurality of threshold values and various calculation methods (for example, a plurality of calculation formulas, etc.).

また、上記実施形態においては、酸素濃度検出部が検出した排ガスの酸素濃度の変化速度から所定時間経過後の排ガスの酸素濃度を算出し、算出した酸素濃度と目標酸素濃度との酸素濃度偏差Ｄに基づいてバーナに供給する混合気を制御する場合について説明したが、予測酸素濃度を算出するかどうかは任意に設定することが可能であり、例えば、予測酸素濃度や酸素濃度偏差Ｄを算出することなく、排ガスの酸素濃度の変化速度と酸素濃度等を、演算式やデータテーブル５５によって混合気を制御する構成としてもよい。 In the above embodiment, the oxygen concentration of the exhaust gas after a predetermined period of time is calculated from the rate of change in the oxygen concentration of the exhaust gas detected by the oxygen concentration detection section, and the oxygen concentration deviation D between the calculated oxygen concentration and the target oxygen concentration is calculated. Although we have described the case where the air-fuel mixture supplied to the burner is controlled based on , it is possible to arbitrarily set whether or not to calculate the predicted oxygen concentration. Instead, the air-fuel mixture may be controlled using an arithmetic expression or data table 55 based on the rate of change in the oxygen concentration of the exhaust gas, the oxygen concentration, and the like.

また、上記実施形態においては、予測酸素濃度を算出する場合に、演算式とデータテーブルに格納された比例定数によって予測酸素濃度を算出する場合について説明したが、例えば、酸素濃度と酸素濃度の変化速度等を演算式のみによって算出し、又はデータテーブルに参照して算出してもよい。 Furthermore, in the above embodiment, when calculating the predicted oxygen concentration, a case has been described in which the predicted oxygen concentration is calculated using an arithmetic expression and a proportionality constant stored in a data table. The speed, etc. may be calculated using only arithmetic expressions, or may be calculated by referring to a data table.

また、上記実施形態においては、数式（１）を用いて排ガスの変化濃度速度を算出し、数式（２）又は（３）に基づいて予測酸素濃度を算出し、数式（４）に基づいて酸素濃度偏差を算出する場合について説明したが、これら数式については任意に設定してもよい。 In the above embodiment, the rate of change in exhaust gas concentration is calculated using formula (1), the predicted oxygen concentration is calculated based on formula (2) or (3), and the oxygen concentration is calculated based on formula (4). Although the case of calculating the concentration deviation has been described, these formulas may be set arbitrarily.

例えば、上記実施形態においては、予測酸素濃度を算出する場合に、所定時間経過後の酸素濃度を予測酸素濃度とする場合について説明したが、例えば、現時点より先の平衡状態における酸素濃度を予測酸素濃度としてもよく、予測酸素濃度の構成については任意に設定することができる。 For example, in the above embodiment, when calculating the predicted oxygen concentration, a case has been described in which the oxygen concentration after a predetermined time has passed is used as the predicted oxygen concentration. It may be a concentration, and the structure of the predicted oxygen concentration can be set arbitrarily.

また、上記実施形態においては、予測酸素濃度に基づいて算出した酸素濃度偏差Ｄに基づいて混合気を制御する場合について説明したが、酸素濃度偏差Ｄを算出するかどうかは任意に設定することが可能であり、例えば、酸素濃度偏差Ｄを算出することなく、予測酸素濃度と対応する燃焼用空気の流量と燃料ガスの流量のいずれか一方又は双方に係る制御量に基づいて、混合気を制御する構成としてもよい。
また、酸素濃度偏差Ｄを算出することなく、算出した予測酸素濃度基づいて演算式によって混合気を制御する構成としてもよい。 Furthermore, in the above embodiment, a case has been described in which the air-fuel mixture is controlled based on the oxygen concentration deviation D calculated based on the predicted oxygen concentration, but whether or not to calculate the oxygen concentration deviation D can be set arbitrarily. For example, it is possible to control the air-fuel mixture based on the predicted oxygen concentration and a control amount related to either or both of the flow rate of combustion air and the flow rate of fuel gas, without calculating the oxygen concentration deviation D. It is also possible to have a configuration in which
Alternatively, the air-fuel mixture may be controlled using an arithmetic expression based on the calculated predicted oxygen concentration without calculating the oxygen concentration deviation D.

また、上記実施形態においては、酸素濃度検出センサ６０が検出した排ガスの酸素濃度の変化速度を、予め設定した２つのタイミングＴ_ｎ、Ｔ_ｎ－1における酸素濃度に基づいて算出する場合について説明したが、３つ以上のタイミングで検出した酸素濃度により構成される種々の変化速度（例えば、酸素濃度曲線、多項式等）により混合気を制御する構成としてもよい。 Further, in the above embodiment, a case has been described in which the rate of change in the oxygen concentration of exhaust gas detected by the oxygen concentration detection sensor 60 is calculated based on the oxygen concentration at two preset timings T _n and T _n-1. However, a configuration may also be adopted in which the air-fuel mixture is controlled using various rate of change (for example, oxygen concentration curve, polynomial, etc.) configured based on the oxygen concentration detected at three or more timings.

また、上記実施形態においては、例えば、混合気の制御が、所定の空気比（一定の空気比）の混合気Ｆを生成する場合について説明したが、混合気を制御することに関しては任意に設定することが可能であり、例えば、混合気Ｆの空気比を設定範囲内に制御してもよいし、空気比の代用特性である空燃比（燃料と燃焼用空気の比率）を一定又は設定範囲内とするように混合気Ｆを制御する構成としてもよい。 Furthermore, in the above embodiment, for example, the case where the air-fuel mixture control generates the air-fuel mixture F with a predetermined air ratio (a constant air ratio) has been described, but the control of the air-fuel mixture can be set arbitrarily. For example, the air ratio of the mixture F may be controlled within a set range, or the air-fuel ratio (ratio of fuel and combustion air), which is a substitute characteristic for the air ratio, may be kept constant or within a set range. It is also possible to adopt a configuration in which the air-fuel mixture F is controlled so as to be within the range.

また、上記実施形態においては、図３に示すフローチャートによって混合気を制御する場合について説明したが、図３に示すフローチャートは一例であり、混合気を制御するアルゴリズムについては任意に設定することが可能である。 Furthermore, in the above embodiment, a case has been described in which the air-fuel mixture is controlled using the flowchart shown in FIG. 3, but the flowchart shown in FIG. 3 is just an example, and the algorithm for controlling the air-fuel mixture can be arbitrarily set. It is.

また、上記実施形態においては、制御部５０が、予測酸素濃度を目標酸素濃度（予め設定した酸素濃度）と等しくする際に、燃料ガスＧの流量を調整する場合について説明したが、燃料ガスＧと燃焼用空気Ａの双方の流量を調整し、又は燃焼用空気Ａの流量を調整する構成としてもよい。 Further, in the above embodiment, a case has been described in which the control unit 50 adjusts the flow rate of the fuel gas G when making the predicted oxygen concentration equal to the target oxygen concentration (oxygen concentration set in advance). The flow rate of both combustion air A and combustion air A may be adjusted, or the flow rate of combustion air A may be adjusted.

また、上記実施形態においては、ＬＮＧサテライト供給によって供給される場合について説明したが、例えば、パイプラインをはじめとする気化された状態の燃料ガスに本発明の燃焼装置を適用してもよい。 Further, in the above embodiment, the case where LNG is supplied by satellite supply has been described, but the combustion apparatus of the present invention may be applied to fuel gas in a vaporized state, such as in a pipeline, for example.

また、上記実施形態においては、燃料ガスがＬＮＧである場合について説明したが、例えば、液化石油ガス（ＬｉｑｕｅｆｉｅｄＰｅｔｒｏｌｅｕｍＧａｓ）をはじめとする種々の燃料に適用してもよい。 Further, in the above embodiment, a case has been described in which the fuel gas is LNG, but the present invention may be applied to various fuels including, for example, liquefied petroleum gas (liquefied petroleum gas).

この発明に係る燃焼装置によれば、バーナに供給する混合気の空気比に変動が生じた場合に、速やかに混合気を所望の状態に制御することができるので、産業上利用可能である。 The combustion device according to the present invention can be used industrially because it can quickly control the air-fuel mixture to a desired state when a change occurs in the air ratio of the air-fuel mixture supplied to the burner.

１０ボイラ本体
１２バーナ
１３缶体
２０燃焼用空気供給部
３０燃料供給部
５０制御部
６０酸素濃度検出センサ（酸素濃度検出部）
１００ボイラ装置（燃焼装置） 10 boiler main body 12 burner 13 can body 20 combustion air supply section 30 fuel supply section 50 control section 60 oxygen concentration detection sensor (oxygen concentration detection section)
100 Boiler equipment (combustion equipment)

Claims

Burna and
a fuel supply section that supplies fuel to the burner;
an air supply unit that supplies combustion air to the burner;
an oxygen concentration detection unit that detects the oxygen concentration of the exhaust gas burned in the burner;
a control unit that controls the amount of fuel and combustion air supplied to the burner;
A combustion device comprising:
The oxygen concentration detection unit detects the oxygen concentration of the exhaust gas at two or more preset timings,
The control unit includes:
Calculating the difference in oxygen concentration of exhaust gas at the two or more timings,
Calculating the difference in the oxygen concentration per time interval between the two or more timings as a rate of change in the oxygen concentration of the exhaust gas,
A combustion device characterized in that it is configured to control the air-fuel mixture supplied to the burner based on the rate of change .

The combustion device according to claim 1,
The oxygen concentration detection unit detects the oxygen concentration of the exhaust gas at three or more preset timings,
The combustion apparatus is characterized in that the control unit calculates the rate of change including at least one of an oxygen concentration curve and a polynomial formed by oxygen concentrations of exhaust gas at the three or more timings.

The combustion device according to claim 1 or 2 ,
The control unit includes:
Calculating the oxygen concentration of the exhaust gas after a predetermined period of time from the rate of change in the oxygen concentration of the exhaust gas detected by the oxygen concentration detection unit, and supplying fuel to the burner based on the deviation between the calculated oxygen concentration and the target oxygen concentration. and combustion air.

The combustion device according to claim 3 ,
The control unit includes:
When the rate of change in the oxygen concentration of the exhaust gas detected by the oxygen concentration detection unit exceeds a threshold, the oxygen concentration of the exhaust gas after a predetermined period of time is calculated, and based on the deviation between the calculated oxygen concentration and the target oxygen concentration. A combustion apparatus characterized in that the combustion apparatus is configured to adjust at least one of fuel and combustion air supplied to the burner.