JPH0455615A - Method of controlling combustion in burner - Google Patents

Method of controlling combustion in burner

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JPH0455615A
JPH0455615A JP16360090A JP16360090A JPH0455615A JP H0455615 A JPH0455615 A JP H0455615A JP 16360090 A JP16360090 A JP 16360090A JP 16360090 A JP16360090 A JP 16360090A JP H0455615 A JPH0455615 A JP H0455615A
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flame
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burner
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Kazunari Hosome
細目 一成
Shuji Iida
修司 飯田
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Abstract

PURPOSE:To enable a prevention of smoke or of an occurrence of lost fire to be attained, improve a safety and further enable an air preceding control to be attained with a less amount of over-shooting by a method wherein a combustion control device performs a control calculation with two kinds of flame signal and a degree-of-opening signal and operates a combustion air adjusting valve in response to the calculation. CONSTITUTION:A degree of opening of each of fuel control valve 7 and a combustion air volume adjusting valve 9 is controlled by a modutrol motor. An arm 12 of the fuel control valve 7 is connected to an arm 15 of the modutrol motor 14 through a linkage 13. A flame of a burner 5 is monitored and a flame signal is got in reference to a varying amount of the flame. A degree-of-opening signal of the fuel control valve 7 is got from the modutrol motor 14 for use in adjusting fuel in response to a pressure of water 4 within a drum 3 heated by the flame 6 of a burner 5. These flame signal and degree-of-opening signal are inputted into a combustion control device 23 and the combustion air adjusting valve 9 is operated in response to a result of control calculation with these two kinds of signals.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ボイラ等の燃焼設備に使用するバーナの燃焼
制御方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a combustion control method for a burner used in combustion equipment such as a boiler.

(従来の技術) 液体または気体の燃料を燃焼させるバーナにおいては、
燃焼中にその燃焼状態を最適に維持することが望ましい
。バーナにおける火炎の燃焼状態は、一般に空気と燃料
との混合比率(空気比または排ガス中の02i!度比)
によって大きく変化する。そして良好な燃焼状態を保つ
ために5従来、燃焼装置に対して燃焼制御装置を設け、
この燃焼WI制御装置により排ガス02のフィードバッ
ク制御を行なって、燃焼装置への空気供給量、ひいては
空気比を調整することが多く行なわれている。なお、バ
ーナの火炎が発生する光強度信号をフォトトランジスタ
、フォトダイオードあるいは太陽電池等の半導体を使用
して電気信号に変換し、その振動波形の周波数解析の結
果得たパワースペクトルの積分値を利用して燃焼詞書を
行なう方法と装置があるが、これについては、特開昭6
3−306310号公報等を参照されたい。
(Prior art) In a burner that burns liquid or gaseous fuel,
It is desirable to maintain its combustion conditions optimally during combustion. The combustion state of the flame in the burner is generally determined by the mixing ratio of air and fuel (air ratio or 02i! degree ratio in exhaust gas).
varies greatly depending on In order to maintain good combustion conditions, a combustion control device has traditionally been installed in the combustion device.
This combustion WI control device is often used to perform feedback control of the exhaust gas 02 to adjust the amount of air supplied to the combustion device and, by extension, the air ratio. In addition, the light intensity signal generated by the burner flame is converted into an electrical signal using a semiconductor such as a phototransistor, photodiode, or solar cell, and the integrated value of the power spectrum obtained as a result of frequency analysis of the vibration waveform is used. There is a method and device for performing combustible writing, which is described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 6
Please refer to Publication No. 3-306310.

上記公報に記載された発明において、燃焼用空気の置を
制御する場合、燃焼状態の変化に対する追従性、特に燃
料流量が増加する場合の空気量の制御やパワースペクト
ラム比のバラツキに対する補正、あるいは燃焼器特有の
部分負何時の最適空見比の補正など、実用的な燃焼制御
を行なうための機能には、やや不十分なところがあった
。すなわち、燃焼火炎から発する光振動の周波数成分は
常に変化していることが知られている。そこで前掲の特
開昭63−306310号公報に開示された燃焼制御方
式は、光振動のパワースペクトラム比の変化と空気比の
変化等に起因1−る燃焼状態の変化に強い相関関係があ
ることに着目して完成されたものである。
In the invention described in the above publication, when controlling the position of combustion air, it is necessary to control the followability to changes in the combustion state, especially when the fuel flow rate increases, to correct for variations in the power spectrum ratio, or to The functions for practical combustion control, such as correcting the optimum sky viewing ratio at partial negative times specific to the combustion engine, were somewhat lacking. That is, it is known that the frequency components of optical vibrations emitted from combustion flames are constantly changing. Therefore, the combustion control method disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-306310 has a strong correlation between changes in the power spectrum ratio of optical oscillations and changes in the combustion state caused by changes in the air ratio. It was completed with a focus on

しかしながら実際に燃焼制御指標として光パワースペク
トラム比を用いるためには、火炎の燃焼特性のために生
ずる光パワースペクトラム比のバラツキが問題になった
。この問題は、移動平均処理を行ない、バラツキの幅を
縮小し、短時間の変化をなくすとともに、燃焼器の特性
に応じて最適な移動平均値が得られるよう、移動平均回
数テーブルにて移動平均回数を設定可能にしておくこと
により、解決することができる。
However, in order to actually use the optical power spectral ratio as a combustion control index, variations in the optical power spectral ratio caused by the combustion characteristics of the flame have become a problem. This problem can be solved by performing moving average processing to reduce the width of dispersion and eliminate short-time changes, and to obtain the optimal moving average value according to the characteristics of the combustor. This can be solved by making the number of times configurable.

一方5前掲の燃焼!i制御方式をボイラ等の負荷変動の
大きい燃焼設備に適用する場合、燃焼量の変化に応じた
空気比制御を実施する必要がある。ところで燃焼器には
5それぞれ固有の燃焼負荷特性がある。すなわち負荷1
00%では空気比が1′であり、負荷80%では空気比
12、負荷50%では空気比1!等、燃焼量の変化に応
じて適当な空気比になるように調節しなければならない
ことになる。したがって光パワースペクトラム比も各燃
焼量に応じた適当な設定値がある。このため各燃焼量に
対応した光パワースペクトラム比設定値の折線テーブル
を設定し、この設定値と現状の比較はこの折線テーブル
を介して行なうようにしていた。
On the other hand, the combustion mentioned above in 5! When applying the i-control method to combustion equipment with large load fluctuations, such as boilers, it is necessary to implement air ratio control according to changes in combustion amount. Incidentally, each combustor has its own unique combustion load characteristics. i.e. load 1
At 00%, the air ratio is 1', at 80% load, the air ratio is 12, and at 50% load, the air ratio is 1! etc., it is necessary to adjust the air ratio to an appropriate level according to changes in the amount of combustion. Therefore, the optical power spectrum ratio has an appropriate set value depending on each combustion amount. For this reason, a line table of optical power spectrum ratio set values corresponding to each combustion amount is set up, and the set values and the current state are compared through this line table.

このようにして制御を実施することになるが、特に燃料
が増加する速度に応じて空気量を増加させる場合に5追
従性が悪いと必要な空気量が得られず、黒煙発生や失火
等の問題発生の原因になる。このために燃料流量を知る
必要があるので、流量計の出力信号または燃料弁の開度
信号の変化率を変化率モニタにより常時監視しておき5
一定値以上の急激な燃焼量の増加については、PID(
Propartional  Integral  a
nd  Derivative Cont−rol)出
力信号にさらに開度情報を加算して出力するようにして
いた。
Control is carried out in this way, but if the followability is poor, especially when increasing the air volume in accordance with the rate at which the fuel increases, the required air volume may not be obtained, resulting in black smoke generation, misfires, etc. This may cause problems. For this purpose, it is necessary to know the fuel flow rate, so the rate of change of the output signal of the flow meter or the opening signal of the fuel valve is constantly monitored using a rate of change monitor.
For a sudden increase in combustion amount above a certain value, PID (
Propartional Integral a
nd Derivative Control) output signal, the opening information is further added to the output signal, and the resultant signal is output.

加えてパワースペクトラム比の現状の埴についても折線
テーブルの設定値に応じた下限値を越える変化に対して
は、下限モニタにより流量変化率と同じように変化率に
対応したレシオ演算の結果をPID出力信号に加算して
5より空気量の増加を図るようにした。なお、上記の燃
料流量の変化率およびパワースペクトラム比の下限モニ
タ出力は、どちらか一方の絶対値の大きなものの方を選
択してPID出力信号に加算するようにしていた。
In addition, regarding the current power spectrum ratio of Hana, if the change exceeds the lower limit value according to the set value of the polygon table, the lower limit monitor displays the result of ratio calculation corresponding to the change rate in the same way as the flow rate change rate. It was added to the output signal to increase the amount of air from 5. Incidentally, among the lower limit monitor outputs of the rate of change of the fuel flow rate and the power spectrum ratio, the one having a larger absolute value is selected and added to the PID output signal.

本発明者は、このような現状に鑑みて種々研究の結果、
以上説明した制御機能を追加することにより、ボイラ等
急激な負荷変動を有する燃焼設備についても、安定的に
燃焼制御を実施できる燃焼*+tS装置を得ることがで
きた。
In view of the current situation, the inventor of the present invention has conducted various researches and found that
By adding the control function described above, it was possible to obtain a combustion*+tS device that can stably perform combustion control even for combustion equipment such as a boiler that has rapid load fluctuations.

本発明に対して先行技術となるこの装置は、二重構造の
内側容器内に向けてバーナを設け、このバーナに加える
燃料と空気の量を加減し、前記−重構造の内外容器間(
室)に収容した液体の温度を一定値に制御することによ
り燃焼量の制御を行なうようにした煙管ボイラにおいて
成されたものであり、内外容器間の圧力検出を行なう圧
力計を設けると共に、この圧力計の出力値を設定値と比
較”I!−ることによって行なう、前記バーナに供給す
る燃料の量の制置を圧力調節計によって行ない、ここに
前記バーナの火炎を監視する光センサと、この光センサ
の出力信号を受けて前記空気の鼠を制御する燃焼副書装
置を設けた構成としたものである。この技術については
既に特許出願が成されている(特願平1−303531
号)。
This device, which is prior art to the present invention, provides a burner toward the inside of the double-structured inner container, adjusts the amount of fuel and air added to the burner, and controls the amount of fuel and air added to the
This was achieved in a smoke tube boiler in which the amount of combustion was controlled by controlling the temperature of the liquid contained in the chamber to a constant value, and a pressure gauge was installed to detect the pressure between the inner and outer vessels. an optical sensor for controlling the amount of fuel supplied to the burner by comparing the output value of the pressure gauge with a set value by means of a pressure regulator and monitoring the flame of the burner; The structure includes a combustion subwriting device that receives the output signal of this optical sensor and controls the air rod.A patent application has already been filed for this technology (Japanese Patent Application No. 1-303531).
issue).

(発明が解決しようとする課題) 上記先行技術の燃焼制御装置により燃焼用空気の制御を
実施する場合、制御装置の操作出力は測定値と設定値と
の偏差に対するPID演算と5燃料流量増加時の燃料変
化率モニタにょるレシオ演算および測定fffiff上
ニタにょるレシオ演算のいずれかにより出力されること
になる。特に燃料流世が急激に増加した場合には、先に
述へた燃料変化率モニタあるいは測定1直加減モニタの
動作によりそれぞれのレシオ演算を行ない、ダンパを強
制的に開くことにより燃焼用空気量の遅れもなく5良好
な空気先行制御が天施可能となるものである。
(Problem to be Solved by the Invention) When controlling combustion air using the combustion control device of the prior art described above, the operation output of the control device is calculated based on the PID calculation for the deviation between the measured value and the set value, and when the fuel flow rate increases. It is output by either the ratio calculation by the fuel change rate monitor or the ratio calculation by the measurement ffiff. In particular, when the fuel flow increases rapidly, the ratio calculation is performed by the operation of the fuel change rate monitor or measurement 1 direct adjustment monitor mentioned above, and the amount of combustion air is increased by forcibly opening the damper. This makes it possible to perform excellent air advance control without any delay.

しかしながらこの先行技術のものにおいては、ダンパの
制御がPID演算のみによるものであったために5燃料
流量の減少速度にダンパが追従することができないこと
があり、この場合には最低燃料流量付近でダンパが必要
以上に開いているため、火炎の吹き飛びが生じてしまう
ことがあった。そこで燃料流量の減少速度にダンパが追
従するようにPIDの各動作点を設定すると、通常の制
御時にハンチングを生じて制御困難となってしまうこと
があった。すなわち、燃料流量が最大量から最小量まで
急激に変化したときに5燃料流置の変化にダンパが追従
することができない場合があるという問題があった。
However, in this prior art, since the damper was controlled only by PID calculation, the damper may not be able to follow the decreasing speed of the fuel flow rate, and in this case, the damper There were cases where the flame was blown out because it was opened more than necessary. Therefore, if each operating point of the PID is set so that the damper follows the decreasing speed of the fuel flow rate, hunting may occur during normal control, making control difficult. That is, when the fuel flow rate suddenly changes from the maximum amount to the minimum amount, there is a problem in that the damper may not be able to follow the change in the fuel placement.

本発明は、上記のように燃料流量が最大量から最小量ま
で急激に変化したとしても、ダンノ\がこれに充分に追
従することができる、燃焼tIll?11方法を得るこ
とを目的として成されたものである。
According to the present invention, even if the fuel flow rate suddenly changes from the maximum amount to the minimum amount as described above, the combustion tIll? This was done for the purpose of obtaining 11 methods.

(課題を解決するための手段) 本発明は、上記課題を解決するための手段として、第1
図に示すように、バーナ5の火炎6を監視してその変化
量から火炎信号を得るとともに、バーナ5の火炎6によ
って加熱されるドラム3内の水4の圧力に応じて燃1調
節を行なうモジュトロールモータI4から燃料制御弁7
の開度信号を得、これら火炎信号と開度信号とを燃焼制
置装置23に取込み、この燃焼制置装置23においてこ
れら2種の信号により制御演算した結果に基いて燃焼用
空気調節弁9を操作することを特徴とするバーナ5の燃
焼制御方法を得たものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides a first method for solving the problems described above.
As shown in the figure, the flame 6 of the burner 5 is monitored to obtain a flame signal from the amount of change thereof, and the flame 6 is adjusted according to the pressure of the water 4 in the drum 3 heated by the flame 6 of the burner 5. Modutrol motor I4 to fuel control valve 7
The flame signal and the opening signal are taken into the combustion control device 23, and the combustion air control valve 9 is controlled based on the result of control calculation in the combustion control device 23 using these two types of signals. A combustion control method for the burner 5 is obtained, which is characterized by operating the burner 5.

(作用) このような構成とした燃焼制御方法によれば2燃焼劉御
装置23が火炎信号と開度信号の2種の信号で制御演算
し、その結果に基いて燃焼用空気調節弁9を操作するこ
とにより、燃料流量が最大量から最小量まで急激に変化
したときにも、ダンパはこの燃料流量の変化に追従する
ことができることになる。
(Function) According to the combustion control method configured as above, the two-combustion control device 23 performs control calculations using two types of signals, the flame signal and the opening signal, and controls the combustion air control valve 9 based on the results. By operating the damper, even when the fuel flow rate suddenly changes from the maximum amount to the minimum amount, the damper can follow the change in the fuel flow rate.

(実施例) 以下、本発明に係るバーナの燃焼方法を説明するが、ま
ず、本発明方法を実現するための装置を第を図について
説明する。1は煙管ボイラであって、2はその外壁、3
は外壁2内の上部に設けられたドラムである。ドラム3
の内部には水4が充填されている。外壁2の一部にはバ
ーナ5が取付けられており、このバーナ5が発する火炎
6はトラム3の下部を横方向に噴射するようになってい
る。バーナ5には途中に燃料制御弁7を接続した燃料供
給管8が接続されており、バーナ5に燃料を供給するよ
うになっている。バーナ5にはさらに、途中に燃焼用空
気量調節弁9を装備した空気供給ダクトlOが接続され
、送風ファン11からの燃焼用空気が供給されるように
なっている。
(Example) Hereinafter, a burner combustion method according to the present invention will be described. First, an apparatus for realizing the method of the present invention will be described with reference to FIG. 1 is a smoke tube boiler, 2 is its outer wall, 3
is a drum provided in the upper part of the outer wall 2. drum 3
The inside of the container is filled with water 4. A burner 5 is attached to a part of the outer wall 2, and the flame 6 emitted by the burner 5 is designed to spray the lower part of the tram 3 laterally. A fuel supply pipe 8 having a fuel control valve 7 connected therebetween is connected to the burner 5 to supply fuel to the burner 5. The burner 5 is further connected to an air supply duct 1O equipped with a combustion air amount control valve 9 in the middle, so that combustion air from a blower fan 11 is supplied.

燃料制御弁7と燃焼用空気量調節弁9は、ともにモジュ
トロールモータによって開度制御されるものであり、燃
料制御弁7のアーム12はリンク13を介してモジュト
ロールモータ14のアームI5に結合しており、燃焼用
空気調節弁節弁9のアームI5はJアク1フを介してモ
ジュトロールモータ18のアーム!9に結合している。
The fuel control valve 7 and the combustion air amount control valve 9 are both controlled in opening by a modutrol motor, and the arm 12 of the fuel control valve 7 is coupled to the arm I5 of the modutrol motor 14 via a link 13. The arm I5 of the combustion air control valve 9 is connected to the arm of the modutrol motor 18 via the Jacque 1f. It is connected to 9.

モジュトロールモータ14は信号@2(]を介して与え
られる圧力調節計21からの信号で作動するものである
が、図示しないポテンショメータ等tこよって生成され
るその作動信号(燃料制御弁7の開度信号)は、信号線
22により燃焼制御装@23に供給されるようになって
いる。
The modutrol motor 14 is operated by a signal from the pressure regulator 21 given via the signal @2 (), but the operating signal (opening of the fuel control valve 7) generated by a potentiometer or the like (not shown) is The combustion control device @23 is supplied with a signal line 22.

モジュトロールモータ18には信号線24により燃焼制
御装置23の出力信号が与えられるようになっている。
The modutrol motor 18 is supplied with an output signal from the combustion control device 23 via a signal line 24 .

圧力調節計21はタンク3内の水の圧力(蒸気圧)をあ
らかじめ設定した設定圧力と比較し、ドラム3内の水の
圧力が設定圧力を超えたときに燃料制御弁7を閉じるよ
うな信号をモジュトロールモータ!4に出力するように
なっている。このためこの圧力調節計21の入力側には
、ドラム3内の圧力を検出するドラム圧力発信器25の
出力側が接続されている。煙管ボイラlの外壁でバーナ
5を取付けた部分に対向したところには覗き窓26が設
(づられており5この覗き窓26には光ファイバ等から
なる光ガイド27の先端が固定されている。光ガイド2
7の基端は、火炎6の状態を検出するセンサアンプ28
の入力側に接続されており、このセンサアンプ28の出
力側は信号線29によって燃焼制御装置23の入力側に
接続されている。センサアンプとしては、周知のフォト
トランジスタあるいはフォトダイオード等と、その出力
信号を増幅するトランジスタアンプ等を使用することが
できる。
The pressure regulator 21 compares the water pressure (steam pressure) in the tank 3 with a preset set pressure, and sends a signal to close the fuel control valve 7 when the water pressure in the drum 3 exceeds the set pressure. A modutrol motor! It is designed to output to 4. For this reason, the output side of a drum pressure transmitter 25 for detecting the pressure inside the drum 3 is connected to the input side of the pressure regulator 21. A viewing window 26 is provided on the outer wall of the smoke tube boiler 1 opposite to the part where the burner 5 is attached. .Light guide 2
At the base end of 7 is a sensor amplifier 28 that detects the state of the flame 6.
The output side of this sensor amplifier 28 is connected to the input side of the combustion control device 23 by a signal line 29. As the sensor amplifier, a well-known phototransistor or photodiode, and a transistor amplifier that amplifies its output signal can be used.

次に、このような構成からなる燃焼制御装置を使用して
の本発明方法を説明する。まずドラム3内に水4を充填
し、その後バーナ5を、図示しないパイロットバーナを
点火させることにより着火させる。燃料としては、ガス
または重油等を考えることができる。バーナ5には燃料
のほか送風ファン11によって発生する空気流が供給さ
れる。
Next, a method of the present invention using the combustion control device having such a configuration will be explained. First, the drum 3 is filled with water 4, and then the burner 5 is ignited by igniting a pilot burner (not shown). As the fuel, gas or heavy oil can be considered. The burner 5 is supplied with an air flow generated by a blower fan 11 in addition to fuel.

バーナ5の火炎6の状態は覗き窓26から光ガイド27
を介して伝えられるセンサアンプ28によって終始監視
され、適当レベルに増幅された後、燃焼制御装@23に
入力される。一方、ドラム3の上部中央に設けられた圧
力発信器25はドラム3内の圧力検出を行ない5その出
力信号を圧力調節計21に送ることになる。
The state of the flame 6 of the burner 5 can be seen from the viewing window 26 through the light guide 27.
The signal is monitored from start to finish by the sensor amplifier 28 that is transmitted through the sensor amplifier 28, and after being amplified to an appropriate level, it is input to the combustion control device @23. On the other hand, a pressure transmitter 25 provided at the upper center of the drum 3 detects the pressure inside the drum 3 and sends its output signal to the pressure regulator 21.

圧力調節計21は圧力発信器25からの信号をあらかじ
め設定した圧力値と比較した上、ドラム3内の圧力値が
常に一定となるような調節作用をする。この調節はモジ
ュトロールモータ14の回転方向を制御し、燃事用制御
弁7を開閉することによって行なう。なお、この燃料制
御弁7の開度信号は、この燃料制御弁7を駆動するモジ
ュトロールモータ14から発信され、燃焼制御装@23
に印加される。バーナ5が作動して火炎6が発生したと
き、この火炎6の強弱は光ガイド27を介して伝えられ
るセンサアンプ28によって終始監視されて電流信号に
変換され、適当レベルに増幅された後、燃焼制御装置2
3に入力される。燃焼制御装置23はこの信号と燃料制
御弁7の開度信号の両者を演算処理し、その結果得た出
力信号によってモジュトロールモータ18の1ISl]
御をする。
The pressure regulator 21 compares the signal from the pressure transmitter 25 with a preset pressure value, and then performs an adjustment function so that the pressure value within the drum 3 is always constant. This adjustment is performed by controlling the rotational direction of the modutrol motor 14 and opening and closing the fuel control valve 7. Note that the opening degree signal of this fuel control valve 7 is transmitted from the modutrol motor 14 that drives this fuel control valve 7, and is sent from the combustion control device @23.
is applied to When the burner 5 operates and a flame 6 is generated, the strength of the flame 6 is constantly monitored by the sensor amplifier 28 transmitted through the light guide 27, converted into a current signal, amplified to an appropriate level, and then combusted. Control device 2
3 is input. The combustion control device 23 calculates and processes both this signal and the opening signal of the fuel control valve 7, and uses the resulting output signal to control the modutrol motor 18.
control

次に、第2図により、第1図中の燃焼制御装置23の内
部で行なわれる制御内容の説明をする。まず、燃焼制御
装置23に次の準備をする。すなわち5ある燃料量に対
して設定された値となるように、PID演算および燃料
量変化率モニタレシオ演算、−1定値下限モニタレシオ
演算により出力された操作出力に対し、操作信号上下限
リミッタを設ける。上下限のリミット値は、あらかじめ
燃料流量に対応して設定し、テーブル化しておく。これ
により、リミッタに入力された操作出力値が上下限リミ
ットの範囲内であればそのまま出力されるが、上限(直
を越える場合、あるいは下限値を下回る場合にはそれぞ
れのリミット値に強制的に制限されて出力される。
Next, referring to FIG. 2, the details of the control performed inside the combustion control device 23 in FIG. 1 will be explained. First, the following preparations are made for the combustion control device 23. In other words, the operation signal upper and lower limit limiter is applied to the operation output output by the PID calculation, the fuel amount change rate monitor ratio calculation, and the -1 fixed value lower limit monitor ratio calculation so that the value set for a certain fuel amount is obtained. establish. The upper and lower limit values are set in advance in accordance with the fuel flow rate and compiled into a table. As a result, if the manipulated output value input to the limiter is within the upper and lower limits, it will be output as is, but if it exceeds the upper limit (or lower limit), it will be forced to the respective limit value. Limited output.

このように作動することにより、たとえば燃料流量が急
激に減少したような場合5この燃料の減少速度に対して
PID演算によるダンパの閉動作が遅れても、燃料流量
に対応した操作出力上限リミットによりダンパは強制的
に閉じられるため、燃料量に対する遅れもな(追従する
ことができることになる。また下限リミットによりダン
パ開度が強制的に制御されるため、必要以上にダンパな
閉じて発煙あるいは失火となることを防止することがで
きる。さらに燃料流量増加時に変化率モニタが動作して
レシオ演算した場合、必要以上にダンパを開けてオーバ
ーシュートを招いていたが、上限リミットにより必要以
上にダンパな開けることを防ぎ、必要最小限の空気量に
よるオーバーシュートの少ない空気先行制御が可能とな
る。
By operating in this manner, for example, in the case where the fuel flow rate suddenly decreases, even if the damper closing operation based on the PID calculation is delayed in response to the rate of decrease in fuel, the operation output upper limit corresponding to the fuel flow rate will be applied. Since the damper is forcibly closed, there is no delay in following the fuel amount.Also, since the damper opening degree is forcibly controlled by the lower limit, smoke or misfire may occur if the damper closes more than necessary. In addition, when the rate of change monitor operates when the fuel flow rate increases and calculates the ratio, the damper is opened more than necessary, causing overshoot, but the upper limit prevents the damper from being opened more than necessary. This prevents the valve from opening and enables advance air control with minimal overshoot using the minimum amount of air required.

作動の説明をする。センサアンプ28(第1図参照)よ
り入力された電気信号は、F F T (FastFo
urier Transfomer)処理部30により
振動周波数を解析してパワースペクトラム比として出力
され、次に移動平均処理部31にて移動平均回数テーブ
ル32で設定された回数で平均化され、分岐部33で加
算器34およびPv下限モニタ35に出力される。折線
テーブル36には、燃料流量計37あるいは燃料調節弁
7(第1図参照)の開度信号を移動平均回数テーブル3
8に設定された回数で移動平均を行なう移動平均処理部
39を介して、現状の燃N流量または燃料調節弁開度信
号が入力される。
Explain the operation. The electrical signal input from the sensor amplifier 28 (see Figure 1) is FFT (FastFo
The vibration frequency is analyzed by the processing unit 30 and output as a power spectrum ratio, then averaged by the moving average processing unit 31 by the number of times set in the moving average number table 32, and the branching unit 33 calculates the frequency by an adder. 34 and the Pv lower limit monitor 35. The polygon table 36 contains the moving average frequency table 3 of the opening signal of the fuel flow meter 37 or the fuel control valve 7 (see FIG. 1).
The current fuel N flow rate or fuel control valve opening signal is inputted via a moving average processing section 39 that performs a moving average at a number of times set to 8.

この折線テーブル36では、燃!A流量または燃料調節
弁開度信号に対応したパワースペクトラム比設定値をテ
ーブルにより選定して加算器34に出力すると同時に、
このときのパワースペクトラム比下限設定値をPV下限
モニタ35に出力している。
In this fold line table 36, Mo! A power spectrum ratio setting value corresponding to the A flow rate or fuel control valve opening signal is selected from the table and outputted to the adder 34, and at the same time,
The power spectrum ratio lower limit setting value at this time is output to the PV lower limit monitor 35.

加算器34では折線テーブル3日より出力された設定値
と移動平均処理部31より入力された現在値との比較を
行ない5その結果を不感帯処理部40からPID演算部
41に導いて、偏差に対応した出力値を加算器42に出
力する。
The adder 34 compares the set value output from the line table 3 with the current value input from the moving average processing section 31.5 The result is led from the dead zone processing section 40 to the PID calculation section 41, and is calculated as a deviation. The corresponding output value is output to the adder 42.

加算器42では、P■下限モニタ43により、折線テー
ブル36で設定されたパワースペクトラム比下限値と分
岐部33より人力されたパワースペクトラム比現在値と
の比較を行ない、現在値がパワースペクトラム下限設定
値以下となった場合には、その変化量に応じた修正出力
を出すようにPV加減モニタレシオ演算部43にて演算
し、比較選択部44に出力することになる。比較選択部
44には、現状の燃料流量または燃料弁開度信号が5分
岐部45より変化率モニタ46にて変化率として演算さ
れ5さらに変化率モニタレシオ演算部47を介して入力
される。
In the adder 42, the P■ lower limit monitor 43 compares the power spectrum ratio lower limit value set in the broken line table 36 with the power spectrum ratio current value manually input from the branching section 33, and the current value is determined as the power spectrum lower limit setting. If it is less than the value, the PV adjustment monitor ratio calculation section 43 calculates a corrected output according to the amount of change, and outputs it to the comparison selection section 44. The current fuel flow rate or fuel valve opening signal is calculated as a rate of change by a change rate monitor 46 from a 5-branch unit 45 and input to the comparison and selection unit 44 via a rate-of-change monitor ratio calculation unit 47.

比較選択部44では、これらスペクトラム比下限変化率
と燃料流量または燃料弁開度信号のうち絶対値の大きい
ものを選択して加算器42に出力する。加算器42では
この信号をPより演算部41より出力された信号に加算
して出力上下限リミッタ48に出力する。出力上下限リ
ミッタ48で上限の出力を設定された操作出力は空気量
n節弁9(第1図参照)に出力される。出力上下限リミ
ッタ48には加算器42からの入力信号と、出カリミツ
タテープル49からの信号が人力される。出カリミツタ
テープル49は分岐点50より入力される燃料:a!信
号あるいは燃料調節弁開度信号に対応した操作出力の上
下限値が設定されている。第3図はこの設定値を示すも
ので2■は上限リミットを、また■は下限リミットを表
わす。
The comparison and selection section 44 selects the one with the largest absolute value among the spectrum ratio lower limit change rate and the fuel flow rate or fuel valve opening signal and outputs it to the adder 42 . The adder 42 adds this signal to the signal outputted from the arithmetic unit 41 from P and outputs it to the output upper/lower limiter 48 . The operation output for which the upper limit output is set by the output upper/lower limit limiter 48 is output to the air amount n mode valve 9 (see FIG. 1). The input signal from the adder 42 and the signal from the output limiter table 49 are input to the output upper/lower limiter 48 . The output power table 49 is the fuel input from the branch point 50: a! Upper and lower limits of the operating output are set corresponding to the signal or the fuel control valve opening signal. FIG. 3 shows these set values, where 2■ represents the upper limit and ■ represents the lower limit.

出力上下限リミッタ48では、この出カリミツタテープ
ル49からの人力信号と加算器42からの入力信号とを
比較し、加算器42からの信号が出カリミツタテープル
49の上、下限値範囲内であれば、そのままの信号を出
力し、もし上限を越えるか下限を下回る場合には、それ
ぞれ強制的に上限値、下限値の操作信号を空気量調節弁
9に出力することになる。
The output upper/lower limit limiter 48 compares the human input signal from the output limiter table 49 with the input signal from the adder 42, and determines whether the signal from the adder 42 is within the upper or lower limit value range of the output limiter table 49. If there is, the signal is output as is, and if it exceeds the upper limit or falls below the lower limit, operation signals of the upper limit value and lower limit value are forcibly output to the air amount control valve 9, respectively.

(発明の効果) 本発明は以上説明したように、バーナの火炎を監視して
その変化量から火炎信号を得るとともに、バーナの火炎
によって加熱されるトラム内の水の圧力に応じて燃料調
節を行なうモジュトロールモータから燃料制御弁の開度
信号を得、これら火炎信号と開度信号とを燃焼制御装置
に取込み、該燃焼制御装置においてこれら2種の信号に
より副書演算した結果に基いて燃焼用空気調節弁を操作
することを特徴とするバーナの燃焼制御方法であるから
、前掲した先行技術の有する問題点であった。燃料流量
が最大量から最小量まで急激に変化したときに、燃料流
量の変化にダンパが追従することができない場合がある
という間開が解決されるとともに、次のような効果を得
ることができる。
(Effects of the Invention) As described above, the present invention monitors the flame of the burner to obtain a flame signal from the amount of change in the flame, and also adjusts the fuel according to the pressure of the water in the tram heated by the flame of the burner. The opening signal of the fuel control valve is obtained from the modutrol motor, and these flame signals and opening signals are taken into the combustion control device, and the combustion control device controls the combustion based on the result of subscript calculation using these two types of signals. Since this is a burner combustion control method characterized by operating an air control valve, this is a problem with the prior art described above. This solves the problem of the damper not being able to follow the change in fuel flow rate when the fuel flow rate changes suddenly from the maximum amount to the minimum amount, and also provides the following effects. .

■ 各燃料流量時にダンパの最低開度が設定できるため
、制御により必要以上にダンパを絞ることがなく、発煙
および失火を防止することができて、安全性の高い制御
が実現可能になる。
■ Since the minimum opening degree of the damper can be set for each fuel flow rate, the damper is not throttled more than necessary through control, smoke generation and misfires can be prevented, and highly safe control can be achieved.

■ 燃料変化率モニタおよびPV下限モニタによるレシ
オ演算天性時に、ダンパ開度の上限が設定できるので、
必要以上に空気量を増加させることなく、オーバーシュ
ートの少ない空気先行制御が可能となる。
■ The upper limit of the damper opening can be set when the ratio calculation is performed using the fuel change rate monitor and PV lower limit monitor.
Air advance control with less overshoot is possible without increasing the amount of air more than necessary.

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

第1図は本発明方法を実現する燃焼装置の系統図、第2
図は第1図中の燃焼制御装置の内部で行なわねる廖+t
S内容を説明するためのフローチャート図、第3図は第
1図中の燃焼制御装置内部に設定される燃料調節弁開度
信号に対応した操作出力の上下限値を表わすグラフであ
る。 1・・・煙管ボイラ 2−外壁 3−・トラム 5・・・バーナ 6−・火炎 7−燃焼制御弁 9−燃焼用空気調節弁 14、18−・・モジュトロールモータ21−圧力調節
計 23−・燃焼制御装置 28−・センサアンプ 特 許
Figure 1 is a system diagram of a combustion device that implements the method of the present invention;
The figure shows the process performed inside the combustion control device in Figure 1.
FIG. 3 is a flowchart for explaining the contents of S, and is a graph showing the upper and lower limits of the operating output corresponding to the fuel control valve opening signal set inside the combustion control device in FIG. 1... Smoke tube boiler 2 - Outer wall 3 - Tram 5... Burner 6 - Flame 7 - Combustion control valve 9 - Combustion air control valves 14, 18 - Modutroll motor 21 - Pressure regulator 23 -・Combustion control device 28-・Sensor amplifier patent

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)バーナの火炎を監視してその変化量から火炎信号
を得るとともに、バーナの火炎によって加熱されるドラ
ム内の水の圧力に応じて燃料調節を行なうモジュトロー
ルモータから燃料制御弁の開度信号を得、これら火炎信
号と開度信号とを燃焼制御装置に取込み、該燃焼制御装
置においてこれら2種の信号により制御演算した結果に
基いて燃焼用空気調節弁を操作することを特徴とするバ
ーナの燃焼制御方法。
(1) The modutrol motor monitors the burner flame and obtains a flame signal from the amount of change in the flame, and also controls the fuel control valve opening according to the pressure of water in the drum heated by the burner flame. A signal is obtained, these flame signals and opening degree signals are taken into a combustion control device, and the combustion air control valve is operated in the combustion control device based on the result of control calculation using these two types of signals. Burner combustion control method.
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