JPH0223766B2 - - Google Patents
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- JPH0223766B2 JPH0223766B2 JP59153114A JP15311484A JPH0223766B2 JP H0223766 B2 JPH0223766 B2 JP H0223766B2 JP 59153114 A JP59153114 A JP 59153114A JP 15311484 A JP15311484 A JP 15311484A JP H0223766 B2 JPH0223766 B2 JP H0223766B2
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- JP
- Japan
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- boiler
- air flow
- flow rate
- air
- wind box
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- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
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- 101100043934 Arabidopsis thaliana SUVH6 gene Proteins 0.000 description 1
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N1/00—Regulating fuel supply
- F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
- F23N1/022—Regulating fuel supply conjointly with air supply using electronic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2233/00—Ventilators
- F23N2233/06—Ventilators at the air intake
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2235/00—Valves, nozzles or pumps
- F23N2235/02—Air or combustion gas valves or dampers
- F23N2235/06—Air or combustion gas valves or dampers at the air intake
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/18—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、NOポート（NOx低減用ポート）を
有するボイラの空気流量制御装置に係り、特に
NOポートダンパを使用するコンパートメント型
のボイラに用いるのに好適な空気流量制御装置に
関する。
有するボイラの空気流量制御装置に係り、特に
NOポートダンパを使用するコンパートメント型
のボイラに用いるのに好適な空気流量制御装置に
関する。
ボイラに供給される空気流量を調節するのに、
外部から取り込まれる空気を加圧する押込みフア
ン（以下本明細書においてはFDF（Forced Draft
Fan）と称する。）において絞りまたは回転数制
御を行ない、風量制御する場合もあるが、バーナ
段毎に空気流量を制御する、いわゆるコンパート
メント型のボイラでは、空気流量の調節はコンパ
ートメント入口ダンパにより行なわれ、FDFの
ダンパまたは動翼は、FDF出口ドラフトが流量
に見合つた圧力となるように制御される。
外部から取り込まれる空気を加圧する押込みフア
ン（以下本明細書においてはFDF（Forced Draft
Fan）と称する。）において絞りまたは回転数制
御を行ない、風量制御する場合もあるが、バーナ
段毎に空気流量を制御する、いわゆるコンパート
メント型のボイラでは、空気流量の調節はコンパ
ートメント入口ダンパにより行なわれ、FDFの
ダンパまたは動翼は、FDF出口ドラフトが流量
に見合つた圧力となるように制御される。
第８図はこのようなコンパートメント型ボイラ
の従来の空気流量制御装置の構成図で、図中Ｆ
（ｘ）は関数発生器、Ｐ＋Ｉは比例積分器、Ｘは
乗算器、SGは信号発生器、Ｔはタイマ、BID
（Boiler Input Demand）はボイラの負荷（ボイ
ラ入力指令）、FXは実空気量、PXはFDF出力圧
力、UFは燃料流量を表わす。ボイラ１に供給さ
れる空気は、外部空気をFDF２により加圧し、
空気予熱器３で加熱した後、上中下段のウインド
ボツクス４を介して燃焼用空気として供給され
る。ウインドボツクス４には燃焼用のバーナと空
気流量を制御するウインドボツクス入口ダンパ５
が配置されている。こゝで窒素酸化物NOxの発
生を低減するために、燃焼段の空気を抑え、燃焼
速度を低くし、残りの空気を上段のダクトから供
給するように構成されており、この上段ダクトが
NOポート６と呼ばれ、こゝにもBIDから関数発
生器２６を通じて制御されるNOポートダンパ７
が設けられている。ボイラ１が燃焼させられた排
ガスは空気予熱器３で外部から取り込まれる空気
と熱交換した後、吸引フアン８を通して煙突４０
から外部に放出される。
の従来の空気流量制御装置の構成図で、図中Ｆ
（ｘ）は関数発生器、Ｐ＋Ｉは比例積分器、Ｘは
乗算器、SGは信号発生器、Ｔはタイマ、BID
（Boiler Input Demand）はボイラの負荷（ボイ
ラ入力指令）、FXは実空気量、PXはFDF出力圧
力、UFは燃料流量を表わす。ボイラ１に供給さ
れる空気は、外部空気をFDF２により加圧し、
空気予熱器３で加熱した後、上中下段のウインド
ボツクス４を介して燃焼用空気として供給され
る。ウインドボツクス４には燃焼用のバーナと空
気流量を制御するウインドボツクス入口ダンパ５
が配置されている。こゝで窒素酸化物NOxの発
生を低減するために、燃焼段の空気を抑え、燃焼
速度を低くし、残りの空気を上段のダクトから供
給するように構成されており、この上段ダクトが
NOポート６と呼ばれ、こゝにもBIDから関数発
生器２６を通じて制御されるNOポートダンパ７
が設けられている。ボイラ１が燃焼させられた排
ガスは空気予熱器３で外部から取り込まれる空気
と熱交換した後、吸引フアン８を通して煙突４０
から外部に放出される。
BID、関数発生器９により全空気流量の指令値
が作成され、この空気流量の指令値は各段の燃料
流量１８に応じて乗算器１３により各段に配分さ
れる。これらの制御系（図中破線で囲まれた部
分）は図には上段についてのみ示されているが、
同じ系が中段および下段についても備えられてお
り、このことが信号の流れを示す矢印でのみ示さ
れている。火炉の安全性を保証するため、空気流
量として最低風量を常に確保しておく必要があ
る。この最低風量は最大連続蒸発量（以下本明細
書においてはMCR（Maximum Continuous
Rating）と称する。）の25％に相当するボイラ負
荷の時の空気流量にSET４１を使つて設定され
る。したがつて、負荷25％MCR以上と以下で空
気流量制御式は異なる。負荷25％MCR以上の通
常運転時においては、全空気流量はBIDに見合つ
て制御される。すなわち、関数発生器９を使つて
BIDから第３図に示すような最適な空燃比となる
ように空気流量指令が作成される。さらに空燃比
の変化を補正するために、排ガス中のO2を検出
器１０で測定し、関数発生器１１で第４図に示す
ようなO2値となるように比例積分器１２、乗算
器１３を用いて上記空気流量指令に補正が加えら
れる。この全空気流量が実空気量１６と比較さ
れ、その偏差が比例積分器１７を通じて乗算器１
９に入力され、各バーナ段の燃料流量１８に見合
つてウインドボツクス入口ダンパ５を調整する。
上記調整は、乗算器１９の出力と上段ウインドボ
ツクス空気流量２０との偏差を比例積分器２１に
入力することによつて行なわれる。
が作成され、この空気流量の指令値は各段の燃料
流量１８に応じて乗算器１３により各段に配分さ
れる。これらの制御系（図中破線で囲まれた部
分）は図には上段についてのみ示されているが、
同じ系が中段および下段についても備えられてお
り、このことが信号の流れを示す矢印でのみ示さ
れている。火炉の安全性を保証するため、空気流
量として最低風量を常に確保しておく必要があ
る。この最低風量は最大連続蒸発量（以下本明細
書においてはMCR（Maximum Continuous
Rating）と称する。）の25％に相当するボイラ負
荷の時の空気流量にSET４１を使つて設定され
る。したがつて、負荷25％MCR以上と以下で空
気流量制御式は異なる。負荷25％MCR以上の通
常運転時においては、全空気流量はBIDに見合つ
て制御される。すなわち、関数発生器９を使つて
BIDから第３図に示すような最適な空燃比となる
ように空気流量指令が作成される。さらに空燃比
の変化を補正するために、排ガス中のO2を検出
器１０で測定し、関数発生器１１で第４図に示す
ようなO2値となるように比例積分器１２、乗算
器１３を用いて上記空気流量指令に補正が加えら
れる。この全空気流量が実空気量１６と比較さ
れ、その偏差が比例積分器１７を通じて乗算器１
９に入力され、各バーナ段の燃料流量１８に見合
つてウインドボツクス入口ダンパ５を調整する。
上記調整は、乗算器１９の出力と上段ウインドボ
ツクス空気流量２０との偏差を比例積分器２１に
入力することによつて行なわれる。
FDF出口圧力１２はフアンの不安定な運転状
態であるサージングを防止するように制御されな
ければならない。FDF２の出力圧力は通常は負
荷とともに第２図の曲線１００で示すように変化
するが、外乱により急に上昇し、サージング曲線
１０１以上となると、流量と吐出圧力の脈動現象
が生じる。なお、第２図中折線１０２は空気流量
を表わす。負荷25％MCR以上においては、FDF
出口圧力１２はFDF２の動翼により制御されて
おり、サージングは避けられるが、負荷25％
MCR以下においては、ウインドボツクス入口の
風量が少ないため、制御が難しく、ウインドボツ
クス入口ダンパ５はバーナ点火時には信号発生器
４２およびタイマ４３を使つてプログラム制御さ
れ、バーナ入口のエアレジスタを開閉することに
より、FDF２出口ドラフト変動がある範囲内に
抑えられる。図中矢印４４，４５は通常時の信号
経路を示し、矢印４６，４７は起動時の信号経路
を表わす。
態であるサージングを防止するように制御されな
ければならない。FDF２の出力圧力は通常は負
荷とともに第２図の曲線１００で示すように変化
するが、外乱により急に上昇し、サージング曲線
１０１以上となると、流量と吐出圧力の脈動現象
が生じる。なお、第２図中折線１０２は空気流量
を表わす。負荷25％MCR以上においては、FDF
出口圧力１２はFDF２の動翼により制御されて
おり、サージングは避けられるが、負荷25％
MCR以下においては、ウインドボツクス入口の
風量が少ないため、制御が難しく、ウインドボツ
クス入口ダンパ５はバーナ点火時には信号発生器
４２およびタイマ４３を使つてプログラム制御さ
れ、バーナ入口のエアレジスタを開閉することに
より、FDF２出口ドラフト変動がある範囲内に
抑えられる。図中矢印４４，４５は通常時の信号
経路を示し、矢印４６，４７は起動時の信号経路
を表わす。
しかしながら、ウインドボツクス入口ダンパ５
の開度が大きく変更される場合には、過渡的に各
段のウインドボツクス間の流量バランスが崩れ、
FDF出口圧力１２が大きく変動し、サージング
が起る危険があつた。
の開度が大きく変更される場合には、過渡的に各
段のウインドボツクス間の流量バランスが崩れ、
FDF出口圧力１２が大きく変動し、サージング
が起る危険があつた。
本発明の目的は、冒頭に述べた種類のボイラに
おいて、起動時から通常運転に至るまで連続的に
フアンのサージング領域突入を防止し、かつボイ
ラの安全な燃焼に必要な空気流量を確保すること
を可能、特にウインドボツクスの入口圧力の安定
化をはかることにする空気流量制御装置を提供す
ることである。
おいて、起動時から通常運転に至るまで連続的に
フアンのサージング領域突入を防止し、かつボイ
ラの安全な燃焼に必要な空気流量を確保すること
を可能、特にウインドボツクスの入口圧力の安定
化をはかることにする空気流量制御装置を提供す
ることである。
本発明は、ボイラへの空気流量と計測する第１
の手段と、該計測空気量がボイラの必要とする空
気量となるように、その両者の差分をボイラの各
段ウインドボツクスとNOポートとに分配し、ボ
イラへの空気流量を制御する第２の手段とより成
るボイラの空気流量制御装置において、 上記ウインドボツクスの入口最小圧力と上記第
２の手段の空気分配量とを比較し、大きい値を選
択出力する第３の手段と、該第３の手段の選択出
力に依存して上記ウインドボツクス入口ダンパを
操作する第４の手段と、より成る。
の手段と、該計測空気量がボイラの必要とする空
気量となるように、その両者の差分をボイラの各
段ウインドボツクスとNOポートとに分配し、ボ
イラへの空気流量を制御する第２の手段とより成
るボイラの空気流量制御装置において、 上記ウインドボツクスの入口最小圧力と上記第
２の手段の空気分配量とを比較し、大きい値を選
択出力する第３の手段と、該第３の手段の選択出
力に依存して上記ウインドボツクス入口ダンパを
操作する第４の手段と、より成る。
〔発明の実施例〕
第１図は本発明によるボイラの空気流量制御装
置の構成図で、図中第８図と共通する引用番号は
第８図におけるものと同じ部分を表わす。第１図
に示す装置においては、25％MCRに相当する空
気流量を確保するため、高入力選択器１４が乗算
器１３と信号発生器１５の出力のうち大きい方を
出力し、全空気流量指令を作成し、実空気量１６
と比較し、その偏差を比例積分器１７で比例積分
制御する。この制御信号は破線で囲んで示されて
いる各段の制御部に送られ、各段ウインドボツク
スおよびNOポートダンパに以下の通り配分され
る。
置の構成図で、図中第８図と共通する引用番号は
第８図におけるものと同じ部分を表わす。第１図
に示す装置においては、25％MCRに相当する空
気流量を確保するため、高入力選択器１４が乗算
器１３と信号発生器１５の出力のうち大きい方を
出力し、全空気流量指令を作成し、実空気量１６
と比較し、その偏差を比例積分器１７で比例積分
制御する。この制御信号は破線で囲んで示されて
いる各段の制御部に送られ、各段ウインドボツク
スおよびNOポートダンパに以下の通り配分され
る。
上段のウインドボツクスでは上段の燃料流量１
８を乗算器１９で上記制御信号に乗じ、上段空気
流量指令とされる。上記指令は上段ウインドボツ
クス空気流量２０と比較され、その偏差が比例積
分器２１に入力される。比例積分器２１の出力は
ウインドボツクス入口ダンパ５の指令信号となる
が、低流量域では流量計測誤差も大きく、主にウ
インドボツクス入口圧力を確保し、バーナの安定
燃焼を保正する制御となる。このため、ウインド
ボツクス入口圧力DXを検出器２２で計測し、
SET２３で設定されるウインドボツクスの入口
最小圧力との比較結果を比例積分器で比例積分
し、高入力選択器２５を通してウインドボツクス
入口ダンパ５を制御する。以上上段ウインドボツ
クスについて説明したが、中および下段について
も同様である。ここで、ウインドボツクスの入口
最小圧力を確保する実益としては、起動時等で、
ウインドボツクス空気流量が計測困難な場合があ
り、この場合に、入口最小圧力を与えておき、こ
の入口最小圧力になるように制御できるとの効果
がある。尚、DX２２の検出圧力とSET２３の最
小圧力設定値との差分をとるのは負帰還制御であ
り、DX２２の検出圧力を最小圧力設定値に収束
させるためである。
８を乗算器１９で上記制御信号に乗じ、上段空気
流量指令とされる。上記指令は上段ウインドボツ
クス空気流量２０と比較され、その偏差が比例積
分器２１に入力される。比例積分器２１の出力は
ウインドボツクス入口ダンパ５の指令信号となる
が、低流量域では流量計測誤差も大きく、主にウ
インドボツクス入口圧力を確保し、バーナの安定
燃焼を保正する制御となる。このため、ウインド
ボツクス入口圧力DXを検出器２２で計測し、
SET２３で設定されるウインドボツクスの入口
最小圧力との比較結果を比例積分器で比例積分
し、高入力選択器２５を通してウインドボツクス
入口ダンパ５を制御する。以上上段ウインドボツ
クスについて説明したが、中および下段について
も同様である。ここで、ウインドボツクスの入口
最小圧力を確保する実益としては、起動時等で、
ウインドボツクス空気流量が計測困難な場合があ
り、この場合に、入口最小圧力を与えておき、こ
の入口最小圧力になるように制御できるとの効果
がある。尚、DX２２の検出圧力とSET２３の最
小圧力設定値との差分をとるのは負帰還制御であ
り、DX２２の検出圧力を最小圧力設定値に収束
させるためである。
NOポートダンパ７は通常負荷域では不完全燃
焼分を補うようにBIDにより第５図のように関数
発生器２６で定められる流量比率に設定される。
低負荷域では、25％MCR相当の空気流量は主に
NOポート６で燃焼に寄与しない部分として供給
される。発電機併入以前ではBIDは零に近いた
め、TFFで示される全燃料量２７を用い、第６
図のように関数発生器２８で流量比率が決定さ
れ、全空気流量制御信号に対し乗算器２９を用い
てNOポート流量指令を作成し、NOポート空気
流量３０と比較し、比例積分器３１により比例積
分され、NOポートダンパ７を制御する。
焼分を補うようにBIDにより第５図のように関数
発生器２６で定められる流量比率に設定される。
低負荷域では、25％MCR相当の空気流量は主に
NOポート６で燃焼に寄与しない部分として供給
される。発電機併入以前ではBIDは零に近いた
め、TFFで示される全燃料量２７を用い、第６
図のように関数発生器２８で流量比率が決定さ
れ、全空気流量制御信号に対し乗算器２９を用い
てNOポート流量指令を作成し、NOポート空気
流量３０と比較し、比例積分器３１により比例積
分され、NOポートダンパ７を制御する。
以上のように空気流量はウインドボツクスと
NOポートダンパを用いて起動から通常運転まで
流量ベースで制御されるため、FDF２の出口圧
力はFDF２の動翼で常時制御可能であり、サー
ジング領域にはいらないようなフアン運用が可能
である。すなわち、BIDに対し第７図のような空
気予熱器３の出力圧力設定値を関数発生器３２で
作成し、比例積分器３４で比例積分し、FDF２
の動翼を制御する。
NOポートダンパを用いて起動から通常運転まで
流量ベースで制御されるため、FDF２の出口圧
力はFDF２の動翼で常時制御可能であり、サー
ジング領域にはいらないようなフアン運用が可能
である。すなわち、BIDに対し第７図のような空
気予熱器３の出力圧力設定値を関数発生器３２で
作成し、比例積分器３４で比例積分し、FDF２
の動翼を制御する。
以上説明した通り、本発明によれば、低負荷域
から通常運転に至るまでFDF出力圧力をFDF動
翼によつて制御することができるから、FDF出
口圧力がサージング領域に決してはいらないよう
にすることができ、安全なフアン運用が可能とな
る。また、空気流量はウインドボツクスとNOポ
ートとに流量ベースで配分され、設計段階から定
量的な設定が可能であるから、現地試運転調整が
容易である。さらに、ウインドボツクスの最低圧
力を確保できるから、バーナの安定した運用が可
能となる。
から通常運転に至るまでFDF出力圧力をFDF動
翼によつて制御することができるから、FDF出
口圧力がサージング領域に決してはいらないよう
にすることができ、安全なフアン運用が可能とな
る。また、空気流量はウインドボツクスとNOポ
ートとに流量ベースで配分され、設計段階から定
量的な設定が可能であるから、現地試運転調整が
容易である。さらに、ウインドボツクスの最低圧
力を確保できるから、バーナの安定した運用が可
能となる。
第１図は本発明によるボイラの空気流量制御装
置の構成図、第２図は空気流量およびFDF出口
圧力とボイラ負荷の関係を示す特性図、第３図か
ら第７図までは第１図に示す装置の中で使用され
るいろいろの関数発生器の関数形を示すグラフ、
第８図は従来のボイラの空気流量制御装置の構成
図である。 １…ボイラ、２…FDF、３…空気予熱器、４
…ウインドボツクス、５…ウインドボツクス入口
ダンパ、６…NOポート、７…NOポートダンパ。
置の構成図、第２図は空気流量およびFDF出口
圧力とボイラ負荷の関係を示す特性図、第３図か
ら第７図までは第１図に示す装置の中で使用され
るいろいろの関数発生器の関数形を示すグラフ、
第８図は従来のボイラの空気流量制御装置の構成
図である。 １…ボイラ、２…FDF、３…空気予熱器、４
…ウインドボツクス、５…ウインドボツクス入口
ダンパ、６…NOポート、７…NOポートダンパ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ボイラへの空気流量を計測する第１の手段
と、該計測空気量がボイラの必要とする空気量と
なるように、その両者の差分をボイラの各段ウイ
ンドボツクスとNOポートとに分配し、ボイラへ
の空気流量を制御する第２の手段とより成るボイ
ラの空気流量制御装置において、 上記ウインドボツクスの入口最小圧力と上記第
２の手段の空気分配量とを比較し、大きい値を選
択出力する第３の手段と、該第３の手段の選択出
力に依存して上記ウインドボツクス入口ダンパを
操作する第４の手段と、より成るボイラの空気流
量制御装置。 ２ 上記ボイラへの空気流量の発生源は、押し込
みフアンとし、該押し込みフアン出力圧力を常時
押し込みフアン動翼にして制御してなる特許請求
の範囲第１項記載のボイラの空気流量制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15311484A JPS6131814A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | ボイラの空気流量制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15311484A JPS6131814A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | ボイラの空気流量制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6131814A JPS6131814A (ja) | 1986-02-14 |
| JPH0223766B2 true JPH0223766B2 (ja) | 1990-05-25 |
Family
ID=15555275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15311484A Granted JPS6131814A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | ボイラの空気流量制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6131814A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62273819A (ja) * | 1986-05-22 | 1987-11-27 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 金型自動交換装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58145820A (ja) * | 1982-02-22 | 1983-08-31 | Babcock Hitachi Kk | ボイラ低負荷時の空気流量制御方法 |
-
1984
- 1984-07-25 JP JP15311484A patent/JPS6131814A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58145820A (ja) * | 1982-02-22 | 1983-08-31 | Babcock Hitachi Kk | ボイラ低負荷時の空気流量制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6131814A (ja) | 1986-02-14 |
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