JPH02254220A - バーナの燃焼制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はバーナの燃焼制御方法に関するものである。

［従来の技術］ 一般にボイラは複数のバーナ全体を同時に制御していた
。

しかし、複数のバーナ全体を同時に制御した場合、個々
のバーナには特性に夫々差があるため、各バーナを全て
最適な状態で燃焼させることは困難であった。

そのため、従来は、バーナ全体の制御が済んだ後に、作
業員が自己の経験により個々のバーナの燃焼状態を手動
で再調整していた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の作業員による個々のバーナに
対する燃焼状態の手動調整作業では、各作業員毎に調整
の基準が異なるため、各バーナを常に最適な状態で燃焼
させることができなかった。

このため、バーナ全体の燃焼効率は充分に高くならず、
又バーナの燃焼により発生する排ガスの中の大気汚染物
質例えば窒素酸化物やばいじんの濃度を低く抑えること
ができなかった。

本発明は上述の実情に鑑み、バーナ全体の制御後に個々
のバ〜すを効率良く燃焼させることができるようにして
、燃焼効率の向上や大気汚染物質の低減を図れるように
したバーナの燃焼制御方法を提供することを目的とする
ものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明はバーナの火炎を分光器で分光し、分光器で分光
された光を光電変換器で信号に変換して演算制御装置に
入力し、演算制御装置で前記信号からバーナの火炎温度
を演算して該火炎温度から発生した窒素酸化物の量を導
き出すと共に、前記信号から炭素分０２発生度を演算し
て該Ｃｚ発生度から発生したばいじんの量を導き出し、
更に演算制御装置で、導き出された窒素酸化物及びばい
じんの量と、窒素酸化物設定器及びばいじん設定器に設
定されたバーナが最適燃焼状態のときの窒素酸化物とば
いじんの発生量の標準値とを夫々比較し、比較により得
られた偏差に基づきバ〜す調整装置でバーナの燃焼用空
気を調整することを特徴とするバーナの燃焼制御方法に
かかるものである。

［作　　　用〕 発生した窒素酸化物の量及びばいじんの量を夫々標準値
に近付けるようにバーナに供給する燃焼用空気を調整す
ると、各バーナは最適な燃焼状態となる。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明の方法を実施する装置の一例であり、図
中１は図示しないボイラに取付けられた複数のバーナ（
２基のみ図示している）、２は各バーナ１の火炎に向け
て配設された光ファイバー２“の先端にレンズを皐付け
て成る光検出端、３は複数の光検出端２からのバーナＩ
の火炎の光を集めて１つずつ順番に取り出す光スキヤナ
−，４は光スキヤナ−３から出力されたバーナ１の火炎
の光を回折格子で分光する分光器、５は分光器４で分光
された光を電気信号に変換する光電変換器、６は光電変
換器５からの電気信号に基づきバーナ１が燃焼により発
生する窒素酸化物（ＮＯｘ）の量とばいじんの量を導き
出し、導き出した窒素酸化物の量とばいじんの量を、夫
々窒素酸化物設定器７とばいじん設定器８からの後述す
る窒素酸化物の量とばいじんの量の標準値とを比較する
演算制御装置、９は演算制御装置６での比較の結果を表
示する表示装置、ｌＯは演算制御装置６からの比較の結
果に基づきバーナｌに供給する燃焼用空気の量や流速成
いは燃焼用空気に与える旋回力の増減を制御するバーナ
調整装置を示す。

次に作動について説明する。

バーナｌ全体の制御が終了した後に、本発明によるバー
ナｌの燃焼制御方法が個々のバーナｌに対して行われる
。

先ず光スキヤナ−３は、全ての光検出端２から光ファイ
バー２を介して入力された各バーナ１の火炎の光を順番
に取り出して分光器４へ出力し、分光器４は光スキヤナ
−３から順番に入力される各バーナｌの火炎の光を内部
の回折格子で分光し、光電変換器５は分光器４で分光し
た各バーナｌの火炎の光を電気信号に変換して演算制御
装置６へ出力する。

光電変換器５からの各バーナ１の火炎の状態を示す電気
信号に基づき、演算制御袋ｆｔ６は以下に記すようにし
て各バーナｌの燃焼により発生する窒素酸化物の量及び
ばいじんの量を導き出す。

各バーナ１が発生する窒素酸化物の量は、光電変換器５
からの電気信号によりて得られる各バーナｌの火炎の波
長から従来公知の方法で火炎の温度を求めた後、火炎温
度と窒素酸化物の関係を表わす第２図に示すような曲線
に基づいて導き出される。

一般に火炎の温度が高くなると窒素Ｎ２は酸素０２と結
合し易くなって、−酸化窒素ＮＯや二酸化、窒素Ｎ　Ｏ
２の如き窒素酸化物ＮＯｘの発生量が増加するため、火
炎温度が高くなると窒素酸化物の量が増加して第２図に
見られるような右上がりの曲線となることが知られてお
り、この曲線は予め求めることができる。

又、各バーナｌが発生、するばいじんの量は、各バーナ
１の火炎のうちばいじん中の煤の成分である炭素分Ｃ２
が燃焼するときに発生する光の波長の強さである炭素分
０２発生度を求め、０２発生度から炭素分０２発生度と
ばいじんの関係を表わす第３図に示すような曲線に基づ
いて導き出される。

一般にばいじんが多くなるとばいじん中の煤の成分であ
る炭素分Ｃ２の量も増加するので、これに応じて０２発
生度が多くなるとばいじんの量が増加して第３図に見ら
れるような右上がりの曲線となることが知られており、
この曲線は予め求めることができる。

尚、燃焼が盛んになると、火炎の温度が高くなるので窒
素酸化物の量は増加して、未燃分であるばいじんの量は
減少し、反対に燃焼が衰えると、窒素酸化物の量は減少
して、ばいじんの量は増加する関係にあることが知られ
ている。

次に演算制御装置６は発生した窒素酸化物の量及びばい
じんの量を、窒素酸化物設定器７及びばいじん設定器８
からの各バーナ１に固有の窒素酸化物の量及びばいじん
の量の標準値と夫々比較する。

各バーナ１に固有の窒素酸化物の量の標準値は、各バー
ナｌが最適の状態で燃焼しているとき（全てのバーナｌ
からの排ガス中の窒素酸化物とばいじんの量が共に最も
少なくなった状態のとき）の全てのバーナ１からの排ガ
ス中に含まれる窒素酸化物の総量を実際に測定し、測定
した窒素酸化物の総量を、測定を行なったときの各バー
ナ１の火炎温度の割合に分配した量とし、予め求めてお
く。

又、各バーナｌに固有のばいじんの量の標準値は、各バ
ーナｌが最適の状態で燃焼したときの全てのバーナ１か
らの排ガス中に含まれるばいじんの総量を実際に？ＩＰ
＋定し、Ｍ１定したばいじんの総量を、測定を行なった
ときの各バーナｌの炭素分０２発生度の割合に分配しま
た量とし、予め求めておく。

導き出された窒素酸化物及びばいじんの量と窒素酸化物
設定器７及びばいじん設定器８からの標準値を各バーナ
ｌごとに比較したら演算制御装置Ｂは表示装置９へ信号
を出力し、表示装置Ｆ９はその結果を、例えば棒グラフ
として、各バーナｌ毎の窒素酸化物の量（第４図の斜線
入り）及びばいじんの量（第５図の斜線入り）を夫々標
準値（白抜き）と対照できるよう表示し、同時に演算制
御装置６がバーナ調整装置１０に指令信号を出力し、バ
ーナ調整装置ｌＯが個々のバーナ１に対し、窒素酸化物
及びばいじんの量が共に標準値と等しく或いは標準値に
最も近付くよう、バーナｌに供給する燃焼用空気の量や
流速成いは燃焼用空気に与える旋回力を、窒素酸化物が
多い場合には減少ｊ７．６２発生度が多い場合には増加
させて制御する。

具体的には、窒素酸化物とばいじんは一方か多い時は、
他方か少ないという関係にあるので、例えば窒素酸化物
の量がその標準値を上回っているときはばいじんの量は
その標準値を下回っており、この場合には、バーナ１に
供給する燃焼用空気の量或いは流速成いは旋回力を減少
し、バーナｌの火炎温度を下げると共に炭素分０２発生
度を上げて、窒素酸化物の量を減少させると共にばいじ
んの量を増加させ、両者を夫々の標準値に最も近付けれ
ば或いは一致させれば、個々のバーナ１が常に最適な燃
焼状態に保たれ、全体としてバーナ１の燃焼効率が向上
し、排ガス中の大気汚染物質の濃度が減少する。

反対に窒素酸化物の量がその標準値を下回ってばいじん
の量がその標準値を上回っている場合には、バーナｌに
供給する燃焼用空気の量或いは流速成いは旋回力を増加
し、バーナの火炎温度を上げると共に炭素分Ｃ２発生度
を下げて、窒素酸化物の量を増加させると共にばいじん
の量を減少させ、両者を夫々の標準値に最も近付ければ
或いは一致させれば、個々のバーナＩが常に最適な燃焼
状態となり、全体としてバーナｌの燃焼効率が向」ニし
、排ガス中の大気汚染物質の１度が減少する。

尚、バーナ調整装置１０を設けなくとも表示装置９には
各バーナ１に対する具体的な窒素酸化物とばいじんの調
整の目安が表示されるので、作業員は表示装置９を見る
ことにより常に個々のバーナｌを最適な燃焼状態となる
よう調整することが可能である。

尚、本発明のバーナの燃焼制御方法は、上述の実施例に
のみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である
。

［発明の効果〕 以上説明したように、本発明のバーナの燃焼制御方法に
よれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

■　バーナ全体を制御した後、個々のバーナを常に最適
の状態で燃焼させることができる。

■　■から、バーナ全体の燃焼効率を向上することがで
き、燃費を良くすることができる。

■　■からバーナの燃焼により発生した排ガスの中の大
気汚染物質の濃度を低くすることができ、厳しい排ガス
基準が設けられても充分１こ文１応することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施する装置の一例を示すブロ
ック図、第２図は火炎温度と窒素酸化物の発生量の関係
を示す線図、第３図は０２発生度とばいじんの発生量の
関係を示す線図、第４図は各バーナ毎に窒素酸化物の標
準値と発生値を対照する線図、第５図は各バーナ毎にば
いじんの標準値と発生値を対照する線図である。 図中１はバーナ、４は分光器、５は光電変換器、６は演
算制御装置、ｌＯはバーナ調整装置を示す。 ハ゛−す（４−，を） 八“−す（本数）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）バーナの火炎を分光器で分光し、分光器で分光され
   た光を光電変換器で信号に変換して演算制御装置に入力
   し、演算制御装置で前記信号からバーナの火炎温度を演
   算して該火炎温度から発生した窒素酸化物の量を導き出
   すと共に、前記信号から炭素分Ｃ＿２発生度を演算して
   該Ｃ＿２発生度から発生したばいじんの量を導き出し、
   更に演算制御装置で、導き出された窒素酸化物及びばい
   じんの量と、窒素酸化物設定器及びばいじん設定器に設
   定されたバーナが最適燃焼状態のときの窒素酸化物とば
   いじんの発生量の標準値とを夫々比較し、比較により得
   られた偏差に基づきバーナ調整装置でバーナの燃焼用空
   気を調整することを特徴とするバーナの燃焼制御方法。