JPH01250746A - Analyzing apparatus of air for burning - Google Patents

Analyzing apparatus of air for burning

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JPH01250746A
JPH01250746A JP63076441A JP7644188A JPH01250746A JP H01250746 A JPH01250746 A JP H01250746A JP 63076441 A JP63076441 A JP 63076441A JP 7644188 A JP7644188 A JP 7644188A JP H01250746 A JPH01250746 A JP H01250746A
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air
gas
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burning
sensor
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Katsuhei Tanemura
種村 勝平
Kaneya Misonoo
御園生 金哉
Katsuhiko Kimura
勝彦 木村
Toru Kodachi
小太刀 徹
Hiroshi Yamada
博 山田
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NGK Insulators Ltd
Tokyo Electric Power Co Inc
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Abstract

PURPOSE:To detect the quantity of supply of air for burning which is supplied to each burner, by providing a converting means for converting the concentration of wet O2 of the air for burning into the concentration of dry O2. CONSTITUTION:An O2 concentration computing unit 121 is connected to an O2 sensor 52 measuring the concentration of wet O2 of air for burning, and it controls the sensor 52 while applying prescribed correction to a voltage signal corresponding to a measured concentration of wet O2. A Wet/Dry converter 125, which is connected to the computing unit 121, computes a gas component in a burning gas and the mixture ratio thereof from the concentration of wet O2 in the air for burning, the concentration of wet O2 in a burnt exhaust gas and burning composition, and converts the concentration of wet O2 of the air for burning into the concentration of dry O2. A flow velocity/ temperature compensation computing unit 131 is connected to a flow velocity sensor 71 measuring the flow velocity of the air for burning and applies temperature compensation to a measured value corresponding to the flow velocity obtained. By an output of the concentration of O2 (or the flow of the air) obtained from the sensor 52 (or 71) through each circuit, according to this constitution, the quantity of supply of the air for burning can be adjusted by applying a feed forward control to a block member or the like, and NOx in a burning gas can be lessened by conducting appropriate multi-stage burning.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ボイラ等の工業炉の燃焼状態を制御するため
、工業炉の燃焼室へ送られる燃焼用空気の空気供給量を
計測する燃焼用空気分析装置に関するものである。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention provides a combustion engine that measures the amount of combustion air supplied to the combustion chamber of an industrial furnace in order to control the combustion state of an industrial furnace such as a boiler. The present invention relates to a commercial air analysis device.

(従来の技術) 今年、燃焼装置の火炉内において、燃焼排ガス中のNO
Xを低減するため各種バーナを用いて、例えば二段燃焼
方式、排ガス混合方式および火炎分割方式等の燃焼方式
が実施されている。これらの方法はいづれも燃焼温度を
低下させるか、若しくは空気供給量を低下させ、または
これらの方法を組み合せたものであって、高温且つ空気
供給量過剰の状態において発生し易いいわゆるサーマル
NO8を抑制するものである。また、この他に燃料中に
含有する窒素化合物を原因として発生するいわゆるフュ
ーエルN011モアリ、このフューエルNO,の低減法
として、低酸素分圧下での燃焼が望ましいとされている
。これらサーマルNO,およびフューエルNロイを低減
するため、特開昭61−1903号公報では、炉内に段
階的にバーナを配設し、まず下段において、例えば空気
比を0.7以下、つまり供給総空気量中の平均酸素濃度
が17%以下の極端な燃料過剰状態で強還元燃焼を行な
い、次に中段において、空気供給量(空気比0.8〜0
.9程度)により燃焼を行い、最後に上段において、不
足分の空気が供給されて、未燃分の完全燃焼のために消
費されるべき理論量により燃焼を行なう方法が記載され
ている。上記公報記載の多段燃焼を炉内で行うためには
、各バーナごとに燃焼用空気を適切に供給する必要があ
る。
(Conventional technology) This year, NO in combustion exhaust gas was
In order to reduce All of these methods reduce the combustion temperature, reduce the air supply amount, or combine these methods, and suppress so-called thermal NO8 that tends to occur in conditions of high temperature and excessive air supply. It is something to do. In addition, combustion under a low oxygen partial pressure is considered to be desirable as a method for reducing so-called fuel NO11, which is generated due to nitrogen compounds contained in fuel. In order to reduce these thermal NO and fuel N roy, JP-A-61-1903 discloses that burners are arranged in stages in the furnace, and first, in the lower stage, the air ratio is set to 0.7 or less, that is, the Strong reductive combustion is performed in an extreme fuel excess state where the average oxygen concentration in the total air amount is 17% or less, and then in the middle stage, the air supply amount (air ratio 0.8 to 0
.. 9), and finally, in the upper stage, the insufficient amount of air is supplied, and combustion is performed using the theoretical amount that should be consumed for complete combustion of the unburned matter. In order to perform the multistage combustion described in the above publication in a furnace, it is necessary to appropriately supply combustion air to each burner.

従来の燃焼装置において、燃焼用空気は、まずコモンダ
クトを通り、次にバーナ燃焼用ダクトに個々に分かれて
導入され、ダクト炉内開口近傍に配設された各バーナへ
供給されているが、燃焼用空気の状態を調べるために、
コモンダクトに酸素センサを配設し、その代表点のみの
酸素濃度を測定していた。
In conventional combustion equipment, combustion air first passes through a common duct, then is introduced into individual burner combustion ducts, and is supplied to each burner arranged near the opening in the duct furnace. To check the condition of combustion air,
An oxygen sensor was placed in the common duct and the oxygen concentration was measured only at its representative points.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、代表点をコモンダクト内で計測していた
のでは、前述したような適切な空気供給量による多段燃
焼を行えず、即ちバーナ個々の最適燃焼化(燃焼管理)
が行えず、燃焼排ガス中のNO,の低減が有効に行なえ
なかった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, if the representative point is measured within the common duct, it is not possible to perform multi-stage combustion with an appropriate air supply amount as described above. combustion management)
Therefore, NO in the combustion exhaust gas could not be effectively reduced.

本発明の目的は、バーナ個々に供給される燃焼用空気の
供給量を検出し得る燃焼用空気分析装置を提供せんとす
るにある。
An object of the present invention is to provide a combustion air analyzer capable of detecting the amount of combustion air supplied to each burner.

(問題点を解決するための手段) 本発明の燃焼用空気分析装置は、排ガス再循環方式の工
業炉の各バーナに送られる燃焼用空気の供給空気量を分
析する燃焼用空気分析装置において、 燃焼用空気の湿り酸素濃度を測定する酸素センサと、 該酸素センサに接続され、酸素センサの制御を行うとと
もに測定された湿り酸素濃度に対応する電圧信号に所定
の補正を施す酸素濃度演算器と、該酸素濃度演算器に接
続され、燃焼用空気中の湿り酸素濃度ならびに燃焼排ガ
ス中の湿り酸素濃度および燃料組成から燃焼排ガス中の
ガス成分および混合比を算出し、これらデータから燃焼
用空気の湿り酸素濃度を乾き酸素濃度に換算する変換手
段と、 燃焼用空気の流速を測定する流速センサと、該流速セン
サに接続され、前記流速センサから得た流速に対応する
測定値を温度補償する手段と、該手段に接続され、所定
の体積流量に換算する変換手段とを具えることを特徴と
するものである。
(Means for Solving the Problems) The combustion air analyzer of the present invention is a combustion air analyzer that analyzes the amount of combustion air supplied to each burner of an industrial furnace of exhaust gas recirculation type. an oxygen sensor that measures the moist oxygen concentration of combustion air; and an oxygen concentration calculator connected to the oxygen sensor that controls the oxygen sensor and performs a predetermined correction on a voltage signal corresponding to the measured moist oxygen concentration. , which is connected to the oxygen concentration calculator, calculates the gas components and mixture ratio in the combustion exhaust gas from the moist oxygen concentration in the combustion air, the moist oxygen concentration in the combustion exhaust gas, and the fuel composition, and calculates the combustion air from these data. a conversion means for converting a wet oxygen concentration into a dry oxygen concentration; a flow rate sensor for measuring the flow rate of combustion air; and a means connected to the flow rate sensor for temperature compensating a measured value corresponding to the flow rate obtained from the flow rate sensor. and converting means connected to the means for converting into a predetermined volumetric flow rate.

(作 用) 本発明は、各バーナに送られる燃焼用空気の供給空気量
のうちバーナの燃焼に関係するのは、乾き酸素濃度と、
この酸素の体積流量とであることに基づいている。
(Function) According to the present invention, of the amount of combustion air sent to each burner, the one that is related to the combustion of the burner is the dry oxygen concentration;
This is based on the fact that the volumetric flow rate of oxygen is.

ところで、本発明では、「湿り」酸素濃度とは、被測定
ガス中に含まれる水分(820)を取り除かない状態に
おける酸素濃度を意味し、「乾き」酸素濃度とは、上記
とは反対に水分をほとんど除いた状態における酸素濃度
を意味する。
By the way, in the present invention, "wet" oxygen concentration means the oxygen concentration in a state where the moisture (820) contained in the gas to be measured is not removed, and "dry" oxygen concentration, contrary to the above, It means the oxygen concentration in a state where most of the oxygen is removed.

排ガス再循環方式では、水分を含む排ガスの一部が燃焼
用空気に混合されるため、湿りガスを酸素センサで測定
することとなり、その結果、湿り酸素濃度が得られる。
In the exhaust gas recirculation method, a portion of the exhaust gas containing moisture is mixed with the combustion air, so the humid gas is measured with an oxygen sensor, and as a result, the humid oxygen concentration is obtained.

しかし実際の制御は乾き酸素濃度で行われるため、この
湿り酸素濃度を変換手段により乾き酸素濃度に換算して
いる。次に、流速センサでは、流速度に相当する信号を
得ているが、バーナの実際の燃焼に関係する体積流量変
換手段により燃焼用空気の体積流量に換算している。
However, since actual control is performed using dry oxygen concentration, this wet oxygen concentration is converted into dry oxygen concentration using a conversion means. Next, the flow rate sensor obtains a signal corresponding to the flow rate, which is converted into a volumetric flow rate of combustion air by a volumetric flow rate conversion means related to actual combustion in the burner.

(実施例) 本発明の実施例を図面に基づき説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

第1図に工業用燃焼炉の概略図を示す。1は火炉を、3
は火炉1に燃焼用空気を導入し各バーナに燃焼用空気を
供給し且つ各室に仕切られたセパレートダクトを、5は
セパレートダクト3に流れ込む燃焼用空気の流量を制限
する弁部材を夫々示す。火炉1にはセパレートダクト3
から火炉1に突出して設けられたバーナが各段に4本づ
つ2役にわたって配置されている。下段のバーナ7は還
元バーナであって上段のバーナ9が主バーナである。こ
れらバーナの上部炉壁にはNOポート11が形成されて
、これらによって二段燃焼を行うように構成されている
Figure 1 shows a schematic diagram of an industrial combustion furnace. 1 is the furnace, 3
5 shows a separate duct that introduces combustion air into the furnace 1, supplies combustion air to each burner, and is partitioned into each chamber, and 5 shows a valve member that limits the flow rate of the combustion air flowing into the separate duct 3. . Furnace 1 has separate duct 3
Four burners protruding from the furnace 1 into the furnace 1 are arranged in each stage to perform two functions. The lower burner 7 is a reduction burner, and the upper burner 9 is a main burner. NO ports 11 are formed in the upper furnace walls of these burners, and are configured to perform two-stage combustion.

また、セパレートダクト3に燃焼用空気を供給するコモ
ンダクト13が設けられており、このコモンダクト13
へは、ニアブロワ15からエアヒータ17を経て送られ
る例えば酸素濃度20.6%の空気に、排ガス再循環路
19を経て送られる例えば酸素濃度2%の燃焼排ガスの
一部が混合された例えば酸素濃度17%の燃焼用空気が
供給される。これは一般に排ガス再循環方式と称されて
いる。さらに、各セパレートダクト3の、各バーナおよ
び各弁部材の間の位置に、燃焼用空気分析装置21が各
ダクトの管壁を貫通して挿入されている。
Further, a common duct 13 is provided to supply combustion air to the separate duct 3.
For example, air with an oxygen concentration of 20.6% sent from the near blower 15 via the air heater 17 is mixed with a portion of the combustion exhaust gas with an oxygen concentration of 2%, sent through the exhaust gas recirculation path 19. 17% combustion air is provided. This is commonly referred to as exhaust gas recirculation. Further, a combustion air analyzer 21 is inserted into each separate duct 3 at a position between each burner and each valve member by penetrating the pipe wall of each duct.

次に、本発明による燃焼用空気分析装置の具体的一実施
例について以下に第2図に基づき説明する。
Next, a specific embodiment of the combustion air analyzer according to the present invention will be described below with reference to FIG.

第2図において、被測定ガスである燃焼用空気(以下「
被測定ガス」と称する。)の酸素濃度を測定する酸素セ
ンサ用プローブ31と、同じく被測定ガスの流量を測定
する流量センサ用プローブ33とが、例えば各セパレー
トダクト3の壁部35に形成される開口37に挿通され
、これらプローブ31゜33がそれら基端部即ち端子箱
39にて一体にされ、この端子箱39に形成された取付
フランジ41と、壁部35に設けられた壁側フランジ4
3とを螺合し、前記プローブ31.33の挿通状態を維
持している。
In Figure 2, combustion air (hereinafter referred to as “
"Gas to be measured." ) and a flow rate sensor probe 33 that also measures the flow rate of the gas to be measured are inserted into, for example, an opening 37 formed in the wall 35 of each separate duct 3, These probes 31 and 33 are integrated at their base end portions, that is, at the terminal box 39, and a mounting flange 41 formed on the terminal box 39 and a wall side flange 4 provided on the wall portion 35.
3 are screwed together to maintain the inserted state of the probes 31 and 33.

第3図に詳細に示すように、酸素センサ用のプローブ3
1の先端側には、例えば有底円筒状の酸素センサ45が
それが例えば境域め法によって気密に固定されたセンサ
留金具47を介してネジ等によってプローブ31のプロ
ーブ治具53に螺着されている。
Probe 3 for the oxygen sensor, as shown in detail in FIG.
1, an oxygen sensor 45 having a cylindrical shape with a bottom, for example, is screwed onto the probe jig 53 of the probe 31 with a screw or the like via a sensor clasp 47 which is airtightly fixed by, for example, a boundary method. ing.

このように取付けられた酸素センサ45の周囲にはさら
に、ヒータ49を内蔵するヒータ保持具51(これらが
ヒータユニットを構成する)がセンサ留金具47に内側
から嵌合され、セメント接着によって一体的に固定され
ている。したがって、酸素センサ45およびセンサ留金
具47並びにヒータ49およびヒータ保持具51(即ち
ヒータユニット)が一体構造となってセンサユニット5
2を構成する。
Further, around the oxygen sensor 45 mounted in this manner, a heater holder 51 containing a built-in heater 49 (these constitute a heater unit) is fitted into the sensor fastener 47 from the inside, and is integrally bonded with cement. is fixed. Therefore, the oxygen sensor 45, the sensor fastener 47, the heater 49, and the heater holder 51 (i.e., the heater unit) are integrated into the sensor unit 5.
2.

かかる酸素センサ45の被測定ガスに曝される側には、
ダスト等の流入を阻止するため、プローブ治具53に、
フィルタ保持具55を嵌合し、このフィルタ保持具55
に設けられた開口部にフィルタ57が嵌挿され、このフ
ィルタ57は、中心部に開口を有する押圧治具59をネ
ジ締めすることにより固定されている。ところでフィル
タ保持具55のセンサ留金具47と衝合する側の外側隅
部の外周部に段部を設けて、このフィルタ保持具550
段部とプローブ治具53の間にガス通路60を形成する
。さらにこのフィルタ保持具55の校正ガス導入管61
の出口側の開口部63に一致させて内部空間67へ通じ
るガス出入口69を設け、さらにこのフィルタ保持具5
5のガス出入口69の反対側の部分とほぼ対向するプロ
ーブ治具53の位置に、ガス排出口69を設ける。した
かって、内部空間67から被測定ガス空間までの連通空
間が形成される。このため、内部空間67に導入された
被測定ガス若しくは校正ガスを迅速に外部へ排出するこ
とができる。
On the side of the oxygen sensor 45 exposed to the gas to be measured,
In order to prevent the inflow of dust etc., the probe jig 53 has
The filter holder 55 is fitted, and this filter holder 55 is
A filter 57 is fitted into the opening provided in the opening, and the filter 57 is fixed by screwing a pressing jig 59 having an opening in the center. By the way, a stepped portion is provided on the outer periphery of the outer corner of the filter holder 55 on the side that abuts against the sensor clasp 47.
A gas passage 60 is formed between the stepped portion and the probe jig 53. Furthermore, the calibration gas introduction pipe 61 of this filter holder 55
A gas inlet/outlet 69 leading to the internal space 67 is provided to coincide with the opening 63 on the outlet side of the filter holder 5.
A gas outlet 69 is provided at a position of the probe jig 53 that is substantially opposite to the opposite side of the gas inlet/outlet 69 of the probe jig 53. Therefore, a communication space is formed from the internal space 67 to the gas space to be measured. Therefore, the gas to be measured or the calibration gas introduced into the internal space 67 can be quickly discharged to the outside.

斯様な所定形状の酸素センサに対して、被測定ガスがフ
ィルタ57を通過して内部空間67中に導入され、その
一部は被測定ガスの濃度差によるガス拡散および熱対流
によってガス置換が行われ、酸素センサ45の内側深部
に設けられた測定電極に到達する。その他の被測定ガス
は、図示のように、ガス出入口65、ガス通路60およ
びガス排出口69を通り外部へ放出される。したがって
、この酸素センサ45には、被測定ガスの流入から流出
へ至るガス流の通路が設けられているため、被測定ガス
が内部空間に速やかに導入され、しかも酸素センサの測
定電極へはほぼ平衡状態を保ちながらガス置換が行われ
ることによって、酸素センサ45の応答性を高く保ちつ
つ、熱衝撃に対する保護をも同時に行うことができる。
For the oxygen sensor having such a predetermined shape, the gas to be measured passes through the filter 57 and is introduced into the internal space 67, and a portion of the gas is replaced by gas diffusion and thermal convection due to the difference in concentration of the gas to be measured. and reaches the measurement electrode provided deep inside the oxygen sensor 45. Other gases to be measured are discharged to the outside through a gas inlet/outlet 65, a gas passage 60, and a gas outlet 69, as shown in the figure. Therefore, since this oxygen sensor 45 is provided with a gas flow path from the inflow to the outflow of the gas to be measured, the gas to be measured is quickly introduced into the internal space, and moreover, almost all of the gas to be measured is introduced into the internal space. By performing gas replacement while maintaining an equilibrium state, the responsiveness of the oxygen sensor 45 can be maintained high and protection against thermal shock can be provided at the same time.

同様に、酸素センサの出力を校正するための校正ガス導
入の際には、まず校正ガスは、プローブ31の外側に配
される校正ガス導入管61を通り、開口部63およびガ
ス出入口65を経て内部空間67に充満される。このと
き、内部空間67は正圧状態になるため、被測定ガスの
流入は阻止される。内部空間67に充満した校正ガスの
一部は酸素センサ45の深部へ、ガス濃度差によるガス
拡散およびガス対流によってガス置換が行われて達し、
測定電極に接触する。その他の校正ガスは、内部空間6
7が被測定ガス雰囲気の圧力に対し負圧になった時点で
ガス通路60を経てガス排出口69から排出される。
Similarly, when introducing a calibration gas to calibrate the output of the oxygen sensor, the calibration gas first passes through the calibration gas introduction tube 61 arranged outside the probe 31, passes through the opening 63 and the gas inlet/outlet 65. The internal space 67 is filled. At this time, since the internal space 67 is in a positive pressure state, the inflow of the gas to be measured is blocked. A part of the calibration gas filling the internal space 67 reaches the deep part of the oxygen sensor 45 after being replaced by gas diffusion and gas convection due to the difference in gas concentration.
Contact the measuring electrode. Other calibration gases are used in the internal space 6.
7 is discharged from the gas outlet 69 via the gas passage 60 when the pressure becomes negative with respect to the pressure of the gas atmosphere to be measured.

したがって、校正ガスの導入時に酸素センサ45の測定
電極を校正ガスが直撃せず、即ち急冷することがなく、
しかも、被測定ガスの測定時と校正ガスの導入時との間
における酸素センサの温度変化が少なく、精度の高い校
正を可能にする。
Therefore, when the calibration gas is introduced, the measurement electrode of the oxygen sensor 45 is not directly hit by the calibration gas, that is, the measurement electrode is not rapidly cooled.
Furthermore, there is little temperature change in the oxygen sensor between the measurement of the gas to be measured and the introduction of the calibration gas, making highly accurate calibration possible.

一方、プローブ33の先端側には、第4図に示すように
被測定ガスの流速を測定する定温変形熱線式流速センサ
(以下に「流速センサ」と略称する)71が設けられて
いる。この流速センサ71は、流速を測定する風温素子
73と、温度補償のための風温素子75とを有し、また
プローブ33の、前記流速センサ71に対応する部分に
おいて、網目(メッシユ)フィルタ72が設けられて、
プローブ33内へのダスト等の流入を排除しつつ被測定
ガスが導入されるようにしている。ところで、風温素子
の原理を説明すると被測定ガス流内に配置され、センサ
部分としての抵抗線に電流が流されて加熱されたセンサ
部分に、被測定ガスが当たると、抵抗線が冷却されてそ
の温度が下がる。この時に奪われる熱量は流速に関係し
、このときの流速U (m/s)と放散熱量Hの関係は
Kingの式で示される。
On the other hand, on the tip side of the probe 33, as shown in FIG. 4, a constant temperature deformable hot wire type flow rate sensor (hereinafter abbreviated as "flow rate sensor") 71 for measuring the flow rate of the gas to be measured is provided. This flow rate sensor 71 has an air temperature element 73 for measuring the flow rate and an air temperature element 75 for temperature compensation, and also has a mesh filter in a portion of the probe 33 corresponding to the flow rate sensor 71 72 is provided,
The gas to be measured is introduced while preventing dust and the like from flowing into the probe 33. By the way, to explain the principle of the air temperature element, when the sensor part is placed in the flow of the gas to be measured and is heated by passing a current through the resistance wire as the sensor part, when the gas to be measured hits the sensor part, the resistance wire is cooled down. The temperature will drop. The amount of heat taken away at this time is related to the flow velocity, and the relationship between the flow velocity U (m/s) and the amount of heat dissipated H at this time is expressed by King's equation.

H=(a+b−U ” )(T−Ta)      (
1)ここで H:放散熱量 a、b、m  :流体などにより決まる定数U:流速 T:加熱された物体(すなわち熱線 の温度) Ta:周囲流体の温度 である。
H=(a+b-U'')(T-Ta)(
1) Here, H: amount of heat dissipated a, b, m: constant determined by the fluid etc. U: flow rate T: heated object (i.e. temperature of the hot wire) Ta: temperature of the surrounding fluid.

しかし、定温度型熱線流速センサでは放散熱量と同じだ
けの熱量を電流により供給し、放散熱量と供給熱量とを
常に一定に保ち、抵抗温度を一定に保っている。したが
って、流速はこの供給熱量を測定することにより求めら
れる。このため、熱線を一辺にもつブリッジ回路を構成
し、この熱線の抵抗をRH1熱線に流れる電流をtoと
すると、供給熱量Qは、 Q=1.’  ・Ra((2) となり、このとき放散熱量Hと供給熱量Qはつりあって
いるためH=Qとおくと、 1.2・R,= (a+b−U ”’″) (T−Ta
)  (3)したがって、1.−T関係およびTaが既
知であれば、電流値■□を測定することにより、流速U
を求めることができる。ただし、Taを求めるために、
風温素子75を使用して、被測定ガスの温度を測定する
However, in the constant temperature hot wire flow rate sensor, the same amount of heat as the amount of heat dissipated is supplied by current, the amount of heat dissipated and the amount of supplied heat are always kept constant, and the resistance temperature is kept constant. Therefore, the flow rate can be determined by measuring the amount of heat supplied. Therefore, if a bridge circuit is constructed with a hot wire on one side, and the resistance of this hot wire is RH1, and the current flowing through the hot wire is to, then the amount of heat Q supplied is as follows: Q=1. ' ・Ra((2) At this time, the amount of heat dissipated H and the amount of heat supplied Q are balanced, so if we set H=Q, 1.2・R,= (a+b-U ``''') (T-Ta
) (3) Therefore, 1. - If the T relationship and Ta are known, the flow velocity U can be determined by measuring the current value ■□.
can be found. However, in order to find Ta,
The temperature of the gas to be measured is measured using the air temperature element 75.

この熱線式風温素子73の特徴は、他の差圧式流量測定
、カルマン渦流量測定に比べて、流体の圧力、粘度等の
影響を受けない点にあり、ボイラのような工業炉に流入
する燃焼用空気の場合には、ドラフト圧が大きいので特
に有効である。また、この形式は、構造的にも小形、軽
量化が図れるため便利である。
The feature of this hot wire type air temperature element 73 is that it is not affected by fluid pressure, viscosity, etc. compared to other differential pressure type flow rate measurement and Karman vortex flow rate measurement, and it is not affected by fluid pressure, viscosity, etc. when flowing into an industrial furnace such as a boiler. This is particularly effective in the case of combustion air, since the draft pressure is high. Further, this type is convenient because it can be made smaller and lighter in terms of structure.

以上のように酸素センサ45を有するプローブ31と流
速センサ71を有するプローブ33とがその基端部にて
一体にされ、しかもそれぞれのプローブの先端側に互い
の作動を妨害しないように近接して配置しているため、
バーナ燃焼用空気中の酸素濃度および燃焼空気流量(即
ち酸素流量)をほぼ同一の設置点において連続的に測定
することができる。
As described above, the probe 31 having the oxygen sensor 45 and the probe 33 having the flow rate sensor 71 are integrated at their proximal ends, and are placed close to each other at the distal ends of the probes so as not to interfere with each other's operations. Because it is placed
The oxygen concentration in the burner combustion air and the combustion air flow rate (ie, the oxygen flow rate) can be continuously measured at approximately the same installation point.

次に、プローブ31の先端部への酸素センサ45の取付
構造の変形例としては、第5図の要部断面図にて示すよ
うに、内向きフランジ83を有するプローブ11に、そ
の外方から金属製の円筒状のセル支持管85が挿入され
、このセル支持管85には外向きフランジ87と、截頭
円錐状の部分89とを具え、この截頭円錐状の部分89
に設けられた開口90に、有底円筒状の酸素センサ91
が、その底部をフランジ側に向けて嵌合されている。
Next, as a modification of the mounting structure of the oxygen sensor 45 to the tip of the probe 31, as shown in the cross-sectional view of the main part in FIG. A metal cylindrical cell support tube 85 is inserted, the cell support tube 85 having an outwardly facing flange 87 and a frusto-conical portion 89.
An oxygen sensor 91 having a cylindrical shape with a bottom is inserted into an opening 90 provided in the
is fitted with its bottom facing the flange side.

さらに、センサ支持管85に、外向きフランジ93を有
する円筒状の被測定ガス導入管95を外方から挿入し、
センサ支持管85右よび被測定ガス導入管95をそれら
の外向きフランジ87および93の区域でボルト等によ
って内向きフランジ83にねじ止めすることにより、プ
ローブ31に固定することができる。ところで、内向き
フランジ83および外向きフランジ87を貫通する校正
ガス導入管84が設けられて、校正ガスがセル支持管8
5および被測定ガス導入管95の間に形成された空隙を
通り酸素センサ91に送られるようにしている。なお、
前記被測定ガス導入管95のフランジ側聞口97に、除
塵用の多孔貫装のセラミックフィルタ99がアルミナセ
メント等の手段により接着されている。
Furthermore, a cylindrical measured gas introduction pipe 95 having an outward flange 93 is inserted into the sensor support pipe 85 from the outside,
The right sensor support tube 85 and the gas introduction tube 95 to be measured can be fixed to the probe 31 by screwing them to the inward flange 83 with bolts or the like in the areas of their outward flanges 87 and 93. By the way, a calibration gas introduction pipe 84 is provided that passes through the inward flange 83 and the outward flange 87, and the calibration gas is introduced into the cell support pipe 8.
5 and the gas to be measured is fed to the oxygen sensor 91 through a gap formed between the gas inlet tube 95 and the gas to be measured. In addition,
A porous ceramic filter 99 for dust removal is adhered to the flange-side port 97 of the gas inlet pipe 95 using alumina cement or the like.

プローブ31の内部には、プローブの基端側から挿入さ
れたステンレス製の支持金具101がプローブ31と同
芯状に延在し、この支持金具101 とプローブ31と
の間を基準ガスが拡散により流入されるようにしている
。また、この支持金具101には酸素センサ近傍の温度
を計測する温度検知手段103、例えば熱電対等が取付
金具105により取り付けられている。さらに支持金具
101の先端には、接合フランジ109を介して、環状
のヒータ113を有するヒータ支持管115が連結され
ている。このヒータ支持管115の内壁には、電気的接
触子117が絶縁碍子118を介して設けられおり、こ
の接触子117は、接触端子と、それを保持する凹状の
リングとから構成することができる。このような構成と
することにより、酸素センサが接触子117に挿入され
ると、酸素センサの所定の外表面に設けられた電極に電
気的に接続することができる。
Inside the probe 31, a stainless steel support fitting 101 inserted from the proximal end of the probe extends concentrically with the probe 31, and the reference gas is diffused between the support fitting 101 and the probe 31. We are trying to get an influx of people. Further, a temperature detection means 103 for measuring the temperature near the oxygen sensor, such as a thermocouple, is attached to the support fitting 101 by a mounting fitting 105. Furthermore, a heater support tube 115 having an annular heater 113 is connected to the tip of the support fitting 101 via a joining flange 109 . An electrical contact 117 is provided on the inner wall of the heater support tube 115 via an insulator 118, and the contact 117 can be composed of a contact terminal and a concave ring that holds the contact terminal. . With such a configuration, when the oxygen sensor is inserted into the contactor 117, it can be electrically connected to an electrode provided on a predetermined outer surface of the oxygen sensor.

斯様に構成された装置は、その全部品が取り付けられた
状態において、被測定ガス導入管95とセンサ支持管8
5との間に円筒状の隙間が形成され、この隙間が、セン
サ支持管85を貫通してこの隙間に延在する校正ガス導
入管84のガス吹出口からのガスを案内し、検出セルの
基部側にその外周からガスを先端側に吹出させる。さら
にこの隙間は、隙間自体の表面積が大きいことから、そ
の近傍にセル支持管85およびヒータ支持管115の管
壁を隔てて位置するヒータ113から校正ガスに熱を効
率良く伝達する。したがって、被測定ガスとの温度差が
大きい校正ガスを、検出セルに吹付けることによる検出
セルの急冷即ち温度調節の乱れを少なくすることができ
る。
The device configured in this manner has the gas to be measured inlet pipe 95 and the sensor support pipe 8 when all its parts are attached.
A cylindrical gap is formed between the sensor support tube 85 and the gas outlet of the calibration gas introduction tube 84 that extends into the gap through the sensor support tube 85. Gas is blown out from the outer periphery of the base toward the tip. Furthermore, since this gap itself has a large surface area, heat is efficiently transferred from the heater 113 located near the gap across the tube walls of the cell support tube 85 and the heater support tube 115 to the calibration gas. Therefore, it is possible to reduce the rapid cooling of the detection cell, that is, the disturbance in temperature control caused by spraying the calibration gas having a large temperature difference with the gas to be measured onto the detection cell.

次に燃焼用空気分析装置21における一測定値の処理回
路について説明する。
Next, a processing circuit for one measurement value in the combustion air analyzer 21 will be explained.

第6図に示すブロック図において、センサユニット52
の酸素センサ45から燃焼用空気の酸素濃度に対応する
出力電圧が酸素センサ45に接続される0□演算器12
1に供給され、そこで酸素センサ45の制御を行うとと
もに出力電圧と酸素濃度との関係を直線化し、校正し、
圧力補正する各種の処理が行われる。0□演算器121
において処理された出力電圧は、02演算器121に接
続されるWet/Dry変換器125に供給され、そこ
で、水分を含有する湿り酸素濃度の計測値を水分を含有
しない乾き酸素濃度の計測値に換算する処理が行われる
。この乾き空気の計測値は図示しない制御装置へ出力さ
れ、制御装置ではこの値によってフィードフォーワード
制御が行われる。このWet/Dry変換器125の演
算のために必要なデータは、入力端子0およびFがら空
気比演算器129および混合比演算器127を経てWe
t/Dry変換器125に入力される。
In the block diagram shown in FIG.
The output voltage corresponding to the oxygen concentration of the combustion air is connected to the oxygen sensor 45 from the oxygen sensor 45.
1, where it controls the oxygen sensor 45, linearizes the relationship between the output voltage and oxygen concentration, and calibrates it.
Various processes for pressure correction are performed. 0□ Arithmetic unit 121
The output voltage processed in is supplied to the Wet/Dry converter 125 connected to the 02 computing unit 121, which converts the measured value of wet oxygen concentration containing moisture into the measured value of dry oxygen concentration without moisture. Conversion processing is performed. This measured value of dry air is output to a control device (not shown), and the control device performs feedforward control based on this value. The data necessary for the calculation of this Wet/Dry converter 125 is sent to the Wet/Dry converter 125 through the air ratio calculator 129 and the mixture ratio calculator 127 from the input terminals 0 and F.
It is input to the t/Dry converter 125.

また、感温素子73および風温素子75において計測さ
れた電流IMおよび温度Taから流速U (m/s)が
式(3)より求められ、そのデータがこれら素子に接続
された質量流量演算器133に出力される。この演算器
133では、入力端子A、 P、  tからのデータに
基づいて、流速U (m/s)から質量流量M(kg/
S)への換算が行われ、次段の体積流、量演算器137
にて、1/ρ。演算器135からのデータに基づいて、
質量流量M(kg/s)から体積流量(m’/S)への
換算が行われ、出力変換器を経て制御装置へ出力される
In addition, the flow velocity U (m/s) is obtained from the current IM and temperature Ta measured in the temperature sensing element 73 and the air temperature element 75 using equation (3), and the data is transferred to the mass flow calculator connected to these elements. 133. This calculator 133 converts the flow rate U (m/s) to the mass flow rate M (kg/kg/s) based on data from input terminals A, P, and t.
Conversion to S) is performed, and the next stage volume flow and quantity calculator 137
So, 1/ρ. Based on the data from the calculator 135,
The mass flow rate M (kg/s) is converted into a volumetric flow rate (m'/S), which is output to the control device via an output converter.

次に、各回路を詳細に説明すると、空気比演算器129
は、次の原理に基づいて演算を行う。燃料が気体燃料で
ある場合、気体燃料中の各種ガス成分(%)を、CD2
%、00%、82%、C84%、C41’llO%、C
5H10%、N2%、02%、820%とすると、理論
空気量^。(N、3/N 、’)は、・・・(4) であり、燃焼後の排ガスの各成分体積は、GCO,= 
(CD、+CD+Σcn  −C,H,、)/100 
 −(5)GH20=(H2+H20+ n−・C,t
ln) /100  ・・・(6)湿り(水分含有)排
ガスの体積G(N、3/N 、’)はG=GC02+G
H20+GO□+GN2=GK1十μ×^。   ・・
・(9)空気比μは(7)、 (9)式より (ただし、Ozt!cw :燃焼排ガス中の酸素濃度)
が求められる。即ち燃料の各組成に関するデータと燃焼
排ガス中の湿り酸素濃度とから空気比μが求められる。
Next, to explain each circuit in detail, the air ratio calculator 129
performs calculations based on the following principle. When the fuel is gaseous fuel, various gas components (%) in the gaseous fuel are expressed as CD2
%, 00%, 82%, C84%, C41'llO%, C
If 5H is 10%, N2%, 02%, and 820%, then the theoretical air amount^. (N, 3/N,') is...(4), and the volume of each component of the exhaust gas after combustion is GCO,=
(CD, +CD+Σcn -C,H,,)/100
-(5) GH20=(H2+H20+ n-・C, t
ln) /100 ... (6) The volume of humid (moisture-containing) exhaust gas G (N, 3/N,') is G = GC02 + G
H20+GO□+GN2=GK10μ×^.・・・
・(9) Air ratio μ is obtained from equation (7) and (9) (where, Ozt!cw: oxygen concentration in combustion exhaust gas)
is required. That is, the air ratio μ is determined from data regarding each composition of the fuel and the wet oxygen concentration in the combustion exhaust gas.

これがため、入力端子0からは酸素センサ45からの燃
焼排ガスの酸素濃度に関するデータが入力され、入力端
子Fからは燃料の組成に関するデータが人力され、空気
比演算器129内で空気比が求められる。
Therefore, data regarding the oxygen concentration of the combustion exhaust gas from the oxygen sensor 45 is input from the input terminal 0, data regarding the composition of the fuel is input manually from the input terminal F, and the air ratio is determined in the air ratio calculator 129. .

また燃焼排ガス中の0□以外の各成分濃度は次式により
それぞれ算出できる。
In addition, the concentrations of each component other than 0□ in the combustion exhaust gas can be calculated using the following equations.

CO2 [:[12= −X 100(%)   −C[l。p
cw   (12)H20 H20=−×100(%)  ・・・H2O6゜、  
 (13)N2 L”     X 100(%)  ・・・N2Ecw
’   (14)以上の算出も空気比演算器にて行われ
る。
CO2 [:[12=-X 100(%)-C[l. p
cw (12) H20 H20=-×100(%)...H2O6°,
(13) N2 L” X 100 (%) ・・・N2Ecw
'(14) The above calculations are also performed by the air ratio calculator.

なお、燃料が固体若しくは液体燃料である場合も気体燃
料の場合と同様にして、燃料排ガス中の各成分濃度を算
出することができる。
Note that even when the fuel is solid or liquid fuel, the concentration of each component in the fuel exhaust gas can be calculated in the same manner as in the case of gaseous fuel.

また、混合比演算器127は、以下の原理に基づいて演
算を行う。
Further, the mixture ratio calculator 127 performs calculations based on the following principle.

排ガス再循環方式において、燃焼排ガスをQEo(m3
)取り込み、ニアブロワからの空気OA (m’)に混
合した場合、このときの混合比をMとすると、U^ 混合された空気量QWBは 。Wll” OA+Ωpc  (m’)       
   ・・−(16)このときの燃焼用空気中の酸素濃
度を0□wBy (%)とすれば、混合前後の0□の収
支関係より次式を得る。
In the exhaust gas recirculation system, the combustion exhaust gas is converted to QEo (m3
) is taken in and mixed with air OA (m') from the near blower, and if the mixing ratio at this time is M, then the amount of mixed air QWB is. Wll” OA+Ωpc (m')
...-(16) If the oxygen concentration in the combustion air at this time is 0□wBy (%), then the following equation is obtained from the balance of 0□ before and after mixing.

Qwn ’ 021BW =20.6・OA + 02
EC11・Q、。
Qwn' 021BW =20.6・OA+02
EC11・Q.

・・・(17) ただし022CWは燃焼排ガス中の酸素濃度である。...(17) However, 022CW is the oxygen concentration in the combustion exhaust gas.

故に (16)、 (17)式を代入整理すると、したがって
混合比Mは となり、燃焼排ガス中の酸素濃度と、燃焼用空気中の酸
素濃度より混合比Mが求められる。したがって混合比演
算器127には、酸素センサ45により得た酸素濃度o
zacwが入力端子0を経て入力されるとともに酸素セ
ンサ45により得た酸素濃度0□wttwが0□演算器
121を経て人力されて、混合比Mの演算が行われる。
Therefore, by substituting and rearranging equations (16) and (17), the mixture ratio M becomes, and the mixture ratio M is obtained from the oxygen concentration in the combustion exhaust gas and the oxygen concentration in the combustion air. Therefore, the mixture ratio calculator 127 includes the oxygen concentration o obtained by the oxygen sensor 45.
zacw is input through the input terminal 0, and the oxygen concentration 0□wttw obtained by the oxygen sensor 45 is input manually through the 0□ calculator 121, and the mixture ratio M is calculated.

次段のWet/Dry変換器125は、燃焼排ガス中に
含まれる水分(H,O)をとり除いてないガスである湿
りガスを、水分がほとんど取り除かれたガスである乾き
ガスに換算するための演算を行う回路である。その原理
を以下に説明すると、まず湿り酸素濃度0□。W(%)
は乾き酸素濃度を02wBIl(%)ととすると、 (19)式より (20)、 (21)式から、乾きガス中の酸素濃度0
21BD(%)は、 で求められる。即ち、Wet/Dry変換器125では
、入力端子Oから人力された燃焼排ガス中の酸素濃度0
28CWと、空気比演算器129で算出した燃焼排ガス
中の水分濃度1(20B(wと、混合比演算器127で
算出した混合比Mとから乾き酸素濃度021180を算
出する処理が行われる。この乾き酸素濃度02w!l。
The next-stage Wet/Dry converter 125 converts wet gas, which is gas from which moisture (H, O) contained in the combustion exhaust gas has not been removed, into dry gas, which is gas from which most of the moisture has been removed. This is a circuit that performs calculations. The principle is explained below. First, the moist oxygen concentration is 0□. W (%)
If the dry oxygen concentration is 02wBIl (%), then from equation (19), (20), and (21), the oxygen concentration in the dry gas is 0.
21BD (%) is calculated as follows. That is, in the Wet/Dry converter 125, the oxygen concentration in the combustion exhaust gas input manually from the input terminal O is 0.
A process is performed to calculate the dry oxygen concentration 021180 from 28CW, the moisture concentration 1 (20B(w) in the combustion exhaust gas calculated by the air ratio calculator 129, and the mixture ratio M calculated by the mixture ratio calculator 127. Dry oxygen concentration 02w!l.

は制御装置に出力されて制御に用いられる。is output to the control device and used for control.

一方、流速/温度補償演算器131では、感温素子73
および風温素子75で測定した電流Inおよび流体温度
Taから(3)式によりダクト内に流速0(m/5ec
)が演算処理される。
On the other hand, in the flow rate/temperature compensation calculator 131, the temperature sensing element 73
From the current In and the fluid temperature Ta measured by the air temperature element 75, the flow velocity in the duct is 0 (m/5ec) according to equation (3).
) is processed.

次段の質量流量演算器137では、ガスの流速を質量流
量に変換するため、以下に示す原理に基づいて処理され
る。まず質量流量m(kg/5ec) は、m=U−A
・ρ ただし、U:ダクト内流速(m/5ec)A:ダクト断
面積(m2) ρ:ガス密度(kg/m3) ところでガス密度ρ(kg/m’)は、で示される。し
たがって、入力端子A、 P、  tからそれぞれダク
ト断面積A(m2) 、ダクト内圧力P(mmHg> 
、ダクト内ガス温度t(’C)のデータを受は取り、さ
らに1/ρ0演算器135からガス標準密度ρ。(kg
/)4m3)  に関するデータを受は取って、(21
)式に従う演算処理を行う。
The mass flow rate calculator 137 at the next stage converts the gas flow rate into a mass flow rate, and thus processes are performed based on the principle shown below. First, the mass flow rate m (kg/5ec) is m = U-A
- ρ However, U: flow velocity in the duct (m/5ec) A: duct cross-sectional area (m2) ρ: gas density (kg/m3) By the way, the gas density ρ (kg/m') is expressed as. Therefore, from the input terminals A, P, and t, the duct cross-sectional area A (m2) and the duct internal pressure P (mmHg>
, data on the gas temperature t('C) in the duct are received, and further the gas standard density ρ is obtained from the 1/ρ0 calculator 135. (kg
/)4m3) Uke takes the data on (21
) performs arithmetic processing according to the formula.

なお、1/ρ0演算器135では、まず燃焼用空気の各
成分を算出するため、混合比演算器12’?で算出した
混合比Mから酸素濃度0□wBw以外のCD□、N20
゜N2を求める。
Note that the 1/ρ0 calculator 135 first calculates each component of the combustion air, so the mixture ratio calculator 12'? CD□, N20 for oxygen concentrations other than 0□wBw from the mixture ratio M calculated in
Find °N2.

次にこの各組成から、ガスの標準密度ρ。(kg/N、
’)を求める。
Next, from each composition, calculate the standard density ρ of the gas. (kg/N,
').

ρ。=1.429・0□、Bw+1.965・CD。W
BII+Q、804  ・N20 waw+1.251
・N2waw /100・・・ (24) したがって、酸素センサ45から得た燃焼排ガス中の酸
素濃度0□l1ICWおよび混合比演算器127で得た
混合比Mより、ガスの標準密度ρ。(kg/Nm’)力
く算出される。このガスの標準密度ρo (kg/Nm
’) ハ質量流量演算器133および体積流量演算器1
371こ人力される。
ρ. =1.429・0□, Bw+1.965・CD. W
BII+Q, 804 ・N20 waw+1.251
-N2waw/100... (24) Therefore, from the oxygen concentration 0□l1ICW in the combustion exhaust gas obtained from the oxygen sensor 45 and the mixture ratio M obtained from the mixture ratio calculator 127, the standard density ρ of the gas is determined. (kg/Nm') is easily calculated. Standard density of this gas ρo (kg/Nm
') C Mass flow rate calculator 133 and volume flow rate calculator 1
371 people are empowered.

さらに、体積流量演算器137では、体積流量F (m
’/5ec)が F=m・ □              ・・・(2
5)ρ0 で与えられるため、質量流量演算器133で得た質量流
量M(kg/5ec) に、1/ρ0演算器135で得
たρ。
Furthermore, the volumetric flow rate calculator 137 calculates the volumetric flow rate F (m
'/5ec) is F=m・ □ ...(2
5) Since it is given by ρ0, the mass flow rate M (kg/5ec) obtained by the mass flow rate calculator 133 is added to ρ obtained by the 1/ρ0 calculator 135.

が割算される演算処理がその内部で行われ、空気流量が
出力される。
Arithmetic processing is performed within it to divide the air flow rate, and the air flow rate is output.

以上のように、酸素センサ52から各回路を経て得られ
た酸素濃度出力と、流速センサ71から各回路を経て得
られた空気流量出力とによって、弁部材等をフィードフ
ォーワード制御して燃焼用空気供給量を調整することが
でき、適切に多段燃焼を行ない、その結果として燃焼排
ガス中のN08を低減することができる。
As described above, the valve members and the like are controlled in a feed forward manner using the oxygen concentration output obtained from the oxygen sensor 52 through each circuit and the air flow rate output obtained from the flow rate sensor 71 through each circuit. The amount of air supplied can be adjusted, multistage combustion can be performed appropriately, and as a result, N08 in the combustion exhaust gas can be reduced.

(効 果) 以上の説明から明らかなように、本発明の燃焼用空気分
析装置は、酸素センサで得られた燃焼用空気の湿り酸素
濃度から実際のバーナの燃焼にたずされる乾き酸素濃度
に変換し、流速度センサで得られた燃焼用空気の流速か
らバーナに供給される燃焼用空気の体積流量に変換し、
これら変換値から燃焼用空気の内からバーナの実際の燃
焼にたずされる酸素供給量を正確に算出することができ
る。この酸素供給量を制御装置により制御すれば、個々
のバーナの燃焼状態をフィードフォーワード制御でき、
しかも従来では理論酸素量に基づいて行っていた制御を
実際の供給酸素量に基づいて行うことからより精密にバ
ーナ間の燃焼バランスを整合させることができるととも
に、火炎温度(ヒートカーブおよびヒート分布)の制御
がより正確になり、供給酸素量を比較的低くすることが
でき、したがって、これらの効果が相乗的に合わさって
、燃焼により発生するNOXを著しく低減することがで
きる。また、工業炉の始動時における燃焼初期において
は、最適燃焼化を可能にする。
(Effects) As is clear from the above explanation, the combustion air analyzer of the present invention can calculate the dry oxygen concentration obtained during actual burner combustion from the moist oxygen concentration of the combustion air obtained by the oxygen sensor. Convert the flow rate of combustion air obtained by the flow rate sensor to the volumetric flow rate of combustion air supplied to the burner,
From these converted values, it is possible to accurately calculate the amount of oxygen supplied from the combustion air to the burner for actual combustion. If this oxygen supply amount is controlled by a control device, the combustion state of each burner can be controlled in a feedforward manner.
In addition, control that was conventionally performed based on the theoretical amount of oxygen is now performed based on the actual amount of oxygen supplied, making it possible to match the combustion balance between burners more precisely, as well as controlling the flame temperature (heat curve and heat distribution). control becomes more precise and the amount of oxygen supplied can be relatively low, so these effects combine synergistically to significantly reduce NOx generated by combustion. Moreover, it enables optimal combustion in the early stage of combustion when starting up an industrial furnace.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例である燃焼装置を示す全体概略
図、 第2図は本発明の燃焼用空気分析装置を示す側面図、 第3図は酸素センサの取付構造を示す断面図、第4図は
流速センサの内部構造を示す側面および平面図、 第5図は酸素センサの取付構造の変形例を示す断面図、 第6図は本発明の燃焼用空気分析装置の内部処理回路を
示すブロック図である。 1・・・火炉      3・・・セパレートタクト5
・・・弁部材     7・・・バーナ9・・・バーナ
     11・・・NOポート13・・・コモンダク
ト  15・・・ニアブロワ17・・・エアヒータ  
 19・・・排ガス再循環路21・・・燃焼用空気分析
装置 25・・・酸素センサ 31・・・酸素センサ用プローブ 33・・・流速センサ用プローブ 35・・・壁部      37・・・開口39・・・
端子箱     41・・・取付フランジ43・・・壁
側フランジ  45・・・酸素センサ47・・・センサ
留金具  49・・・ヒータ51・・・ヒータ支持管5
2・・・センサユニット53・・・プローブ治具  5
5・・・フィルタ保持具57・・・フィルタ    5
9・・・押圧治具60・・・ガス通路    61・・
・校正ガス導入管63・・・開口部     65・・
・ガス出入口67・・・内部空間    69・・・ガ
ス排出ロア1・・・流速センサ   72・・・フィル
タ73・・・悪風素子    75・・・風温素子83
・・・内向きフランジ 84・・・校正ガス導入管85
・・・センサ支持管  87・・・外向きフランジ89
・・・截頭円錐状の部分 90・・・開口      91・・・酸素センサ93
・・・外向きフランジ 95・・・被測定ガス導入管9
9・・・セラミックフィルタ 101・・・支持金具   103・・・温度検知手段
105・・・取付金具   109・・・接合フランジ
113・・・ヒータ    115・・・ヒータ支持管
117・・・電気的接触子 118・・・絶縁碍子12
1・・・02演算器  123・・・温度制御器125
 =・Wet/Dry変換器 127・・・混合比演算器 129・・・空気比演算器
131・・・流速/温度補償演算器 133・・・質量流量演算器 135・・・1/ρ。演算器  137・・・体積流量
演算器特許出願人  東京電力株式会社 特許出願人  日本碍子株式会社
FIG. 1 is an overall schematic diagram showing a combustion device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view showing a combustion air analyzer of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view showing the mounting structure of an oxygen sensor. Fig. 4 is a side view and a plan view showing the internal structure of the flow rate sensor, Fig. 5 is a sectional view showing a modification of the mounting structure of the oxygen sensor, and Fig. 6 is an internal processing circuit of the combustion air analyzer of the present invention. FIG. 1... Furnace 3... Separate tact 5
...Valve member 7...Burner 9...Burner 11...NO port 13...Common duct 15...Near blower 17...Air heater
19...Exhaust gas recirculation path 21...Combustion air analyzer 25...Oxygen sensor 31...Oxygen sensor probe 33...Flow rate sensor probe 35...Wall part 37... Opening 39...
Terminal box 41...Mounting flange 43...Wall side flange 45...Oxygen sensor 47...Sensor fastener 49...Heater 51...Heater support tube 5
2...Sensor unit 53...Probe jig 5
5... Filter holder 57... Filter 5
9...Press jig 60...Gas passage 61...
・Calibration gas introduction pipe 63...opening 65...
-Gas inlet/outlet 67...Internal space 69...Gas discharge lower 1...Flow rate sensor 72...Filter 73...Bad air element 75...Air temperature element 83
... Inward flange 84 ... Calibration gas introduction pipe 85
...Sensor support tube 87...Outward flange 89
...Frustoconical portion 90...Opening 91...Oxygen sensor 93
...Outward flange 95...Measurement gas introduction pipe 9
9...Ceramic filter 101...Support fitting 103...Temperature detection means 105...Mounting fitting 109...Joining flange 113...Heater 115...Heater support tube 117...Electrical contact Child 118...Insulator 12
1...02 Arithmetic unit 123...Temperature controller 125
= Wet/Dry converter 127...Mixing ratio calculator 129...Air ratio calculator 131...Flow velocity/temperature compensation calculator 133...Mass flow calculator 135...1/ρ. Calculator 137...Volume flow rate calculator Patent applicant: Tokyo Electric Power Co., Ltd. Patent applicant: Nippon Insulator Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、排ガス再循環方式の工業炉の各バーナに送られる燃
焼用空気の供給空気量を分析する燃焼用空気分析装置に
おいて、 燃焼用空気の湿り酸素濃度を測定する酸素センサと、 該酸素センサに接続され、酸素センサの制御を行うとと
もに測定された湿り酸素濃度に対応する電圧信号に所定
の補正を施す酸素濃度演算器と、 該酸素濃度演算器に接続され、燃焼用空気中の湿り酸素
濃度ならびに燃焼排ガス中の湿り酸素濃度および燃料組
成から燃焼排ガス中のガス成分および混合比を算出し、
これらデータから燃焼用空気の湿り酸素濃度を乾き酸素
濃度に換算する変換手段と、 燃焼用空気の流速を測定する流速センサと、該流速セン
サに接続され、前記流速センサ から得た流速に対応する測定値を温度補償する手段と、 該手段に接続され、所定の体積流量に換算する変換手段
とを具えることを特徴とする燃焼用空気分析装置。
[Claims] 1. In a combustion air analyzer that analyzes the amount of combustion air supplied to each burner of an industrial furnace using an exhaust gas recirculation method, an oxygen sensor that measures the moist oxygen concentration of the combustion air. an oxygen concentration calculator connected to the oxygen sensor to control the oxygen sensor and perform a predetermined correction to a voltage signal corresponding to the measured wet oxygen concentration; Calculate the gas components and mixture ratio in the combustion exhaust gas from the moist oxygen concentration in the air, the moist oxygen concentration in the combustion exhaust gas, and the fuel composition,
a conversion means for converting the wet oxygen concentration of the combustion air into a dry oxygen concentration from these data; a flow velocity sensor for measuring the flow velocity of the combustion air; A combustion air analysis device comprising: means for temperature compensating measured values; and converting means connected to the means for converting into a predetermined volumetric flow rate.
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