JPH0697090B2 - 熱量調節装置に於ける品質制御方法 - Google Patents

熱量調節装置に於ける品質制御方法

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JPH0697090B2
JPH0697090B2 JP1212463A JP21246389A JPH0697090B2 JP H0697090 B2 JPH0697090 B2 JP H0697090B2 JP 1212463 A JP1212463 A JP 1212463A JP 21246389 A JP21246389 A JP 21246389A JP H0697090 B2 JPH0697090 B2 JP H0697090B2
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Tokyo Gas Co Ltd
Tokyo Gas Engineering Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は被熱調流体に対して、希釈用流体と増熱用流体
を混合して熱量調節を行う熱量調節装置に於ける品質制
御方法に関するものである。
(従来の技術) 連続プロセス等から供給される製造ガス等の被熱調流体
に、空気等の希釈用流体とLPG等の増熱用流体を混合し
て熱量調節を行う熱量調節装置では、装置出力の混合流
体の品質を一定に保つ必要があり、具体的には次の条件
を満足する必要がある。即ち、(1)熱量が一定の値を
保っていること、及び(2)ウォッベ指数等の燃焼性を
表わす指標が所定の範囲内に収まっていることが必要で
ある。
そこで従来の熱量調節装置に於ける品質制御方法を第2
図を用いて説明する。図に於いて、符号1a,1b,1cは夫々
被熱調流体経路、希釈用流体経路、増熱用流体経路、符
号2a,2bは混合部であり、また3は混合流体経路であ
る。経路1a,1b,1cには夫々流量センサ4a,4b,4cを設ける
と共に、経路3には熱量センサ5を設け、この熱量セン
サ5の出力を入力とする熱量調節計6を設けている。ま
た、経路1b,1cの夫々には流量調節弁7b,7cを設けて、こ
の流量調節弁7b,7cと前記流量センサ4b,4c及び流量調節
計8b,8cとにより流量制御ループ9b,9cを構成しており、
これらの流量調節計8b,8cには、夫々演算器10b,10cによ
る演算出力を流量設定値として設定する構成としてい
る。
いま、被熱調流体、希釈用流体及び増熱用流体の夫々の
流量をFA,FB,FC、夫々の熱量をQA,QB,QC、夫々の比
重をDA,DB,DCとし、そして混合流体の所望の熱量、比
重を夫々QS,DSとすると、次に熱量バランス式(1)、
比重バランス式(2)が成り立ち、また混合液体のウォ
ッベ指数をWSとすると、定義から次のウォッベ指数バラ
ンス式(3)が得られる。
しかして、従来は混合流体の所望の熱量QS及びウォッベ
指数WSを設定し、こららの設定値と上記(1)、(2)
式とにより、希釈用流体及び増熱用流体の流量を次式の
ように導出し、 前記演算器10bに於いては、流量センサ4aにより測定し
た流量FAに基づいて(4)式の演算を行ってFBの値を流
量調節計8bに設定すると共に、演算器10bに於いては、
流量FAに基づいて(5)式により得られるFCの値に熱量
調節計6の操作出力MVを加える次式の演算を行って、こ
の演算結果のFCの値を流量調節計8cに設定して熱量調節
を行っていた。
FC′=γ・FA+MV ……(6) このような制御に於いては、流量FA,FB,FCと熱量QA
QB,QC、比重DA,DB,DCが所定の値で安定している状態
では、混合流体の熱量は所定の目標値QSとなり、また燃
焼性を表わすウォッベ指数WSを含む所定範囲内で安定す
る。そして、混合流体の熱量が目標値Q3から外れた場合
には、熱量調節計6の操作出力MVにより修正動作で流量
FCが調節され、こうして熱量を目標値QSに戻すことがで
きる。以上の制御動作に於いて、混合流体のウォッベ指
数は、経路3に於いて前記熱量センサ5に加えて比重セ
ンサ(図示省略)を設けて、これらの測定値から得るこ
とができ、こうして混合流体のウォッベ指数が所定の範
囲内にあるかどうかを監視することができる。
(発明が解決しようとする課題) 前述した通り、従来の制御方法では各流体の熱量、流量
または比重に変動が発生した場合に於ける装置出力の混
合流体の品質変動の修正動作は、熱量についてのみ行わ
れ、ウォッベ指数については前述した監視のみで、その
修正動作は全く行われない。従って、各流体の変動が発
生した場合に於けるウォッベ指数の安定性は必ずしも良
好でなく、この変動許容範囲に余裕がない場合には、こ
れに関する品質確保が困難となる。このため、従来の制
御方法では、ウォッベ指数の安定性は、例えば被熱調流
体としての製造ガスのプロセスの安定に頼らざるを得な
い等の課題がある。
本発明は、かかる課題を解決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) 前述した課題を解決するために、本発明は、被熱調流体
に対して、希釈用流体と増熱用流体を夫々同時に流量制
御して混合する熱量調節装置に於いて、希釈用流体の流
量制御ループを構成する流量調節計には、混合に於ける
ウォッベ指数のバランス式から導出される流量値を設定
することにより、希釈用流体をウォッベ指数の操作流体
として動作させると同時に、増熱用流体の流量制御ルー
プを構成する流量調節計には、混合に於ける熱量のバラ
ンス式から導出される流量値に、熱量調節計の操作出力
を加えた値を設定することにより、増熱用流体を熱量制
御の操作流体として動作させる品質制御方法を要旨とす
る。
(作用) 希釈用流体の流量制御ループを構成する流量調節計に、
混合に於けるウォッベ指数のバランス式から導出される
流量値を設定すると共に、増熱用流体の流量制御ループ
を構成する流量調節計に、混合に於ける熱量のバランス
式から導出される流量値に、熱量調節計の操作出力を加
えた値を設定することにより、被熱調流体の流量や熱量
の変動に際しては、希釈用流体と増熱用流体とを相互に
関連させて夫々の流量調節を行うことができる。こうし
て希釈用流体をウォッベ指数の操作流体、そして増熱用
流体を熱量制御の操作流体として動作させることによ
り、熱量調節装置出力の混合流体の熱量と共にウォッベ
指数を個々に所望の値に制御することができ、これらの
品質を一定に保つことができる。
(実施例) 次に本発明の実施例を第1図につき説明する。尚、第1
図に於いて第2図の構成と同様の構成要素には同一符号
を付している。
第1図に於いて、符号1a,1b,1cは、夫々被熱調流体経
路、希釈用流体経路、増熱用流体経路、符号2a,2bは混
合部であり、また3は混合流体経路である。経路1a,1b,
1cには夫々流量センサ4a,4b,4cを設けると共に、経路3
には熱量センサ5を設け、この熱量センサ5の出力を入
力すると熱量調節計6を設けている。また、経路1b,1c
の夫々には流量調節弁7b,7cを設けて、この流量調節弁7
b,7cと前記流量センサ4b,4c及び流量調節計8b,8cとによ
り流量制御ループ9b,9cを構成しており、これらの流量
調節計8b,8cには、夫々演算器11b,11cによる演算出力を
流量設定値として設定する構成としている。かかる構成
に於いて、演算器11bは、前記被熱調流体、希釈用流体
及び増熱用流体の混合に於けるウォッベ指数のバランス
式から該希釈用流体の流量値を導出し、この値を流量調
節計8bに設定する構成とすると共に、演算器11cは、前
記混合に於ける熱量のバランス式から該増熱用流体の流
量値を導出すると共に、この流量値に熱量調節計6の操
作出力を加える演算を行い、その値を流量調節計8cに設
定する構成としている。
前述と同様に、被熱調流体、希釈用流体及び増熱用流体
の夫々の流量をFA,FB,FC、夫々の熱量をQA,QB,QC
夫々の比重をDA,DB,DCとし、そして混合流体の所望の
熱量、比重を夫々QS,DSとすると前述の熱量バランス式
(1)、比重バランス式(2)及びウォッベ指数バラン
ス式(3)が得られる。ここで希釈用流体を空気とする
と、QB=0、DB=1.0であるので、夫々のバランス式
(1)、(2)、(3)は、次の(7)、(8)、
(9)式として表わすことができる。
しかして、(9)式を変形すると、次式が得られ、 この(10)式の右辺の演算を演算器11bにより行う。こ
の演算は、予め設定または測定等により得られるQS
WS,DA,DCの値と、夫々流量センサ4a,4cにより測定し
たFA,FCの値に基づいて行う。
また(7)式を変形すると、次の(11)式が得られ、こ
の(11)式の右辺に熱量調節計6の操作出力MVを加えた
次の(12)式の右辺の演算を11cにより行う。この演算
も予め設定または測定等により得られるQS,QA,QCと、
夫々流量センサ4a,4bにより測定したFA,FCの値に基づ
いて行う。
次に本発明と従来の動作を、ガス発生プロセスの稼働率
の変動等により、被熱調流体の流量FAと共に熱量QAが変
動した場合につき具体的な数値例に基づき説明する。前
述と同様に希釈用流体は空気とし、他の流体の諸値は下
記の通りに仮定する。
QA=3000kcal/Nm3,DA=1.420 QC=32000kcal/Nm3,DC=1.530 QS=4500kcal/Nm3,DS=0.620 以上の諸値に於いて、(1)、(2)式からFB,FCを次
の通り導出することができる。
また、(3)式からWSを次の通り導出することができ、 WS=5715 ……(14) この値をウォッベ指数の目標とする。
しかして、従来方法に於いては、(13)式の値に基づ
き、(4)、(6)式の演算を行い、即ち、次式による
流量設定値として制御を行っている。
かかる制御に於いて、被熱調流体の熱量QAが前述の3000
kcal/Nm3から2800kcal/Nm3に減少したとすると、かかる
QAの変動は熱量調節計6に操作出力MVの変化に表われ、
増熱用流体の流量FCが変化する。この流量FCの変化によ
り熱量QSが設定値にバランスした時点に於ける各流量を
前記と同様に導出すると、 となる。この時点に於けるウォッベ指数WIを、(2)、
(3)式により導出すると、WI=5693となり、目標値WS
=5715から外れ、この修正は行なわれない。
次に、本発明に於いては、前述した諸値に基づいて、ま
ず熱量変動前のFB,FCを、(10)式(11)式により導出
すると、 となり、(13)式の値と等しい。
しかして、被熱調流体の熱量が前述したように変動する
と、熱量調節計6の操作出力により、増熱用流体の設定
流量FCが減少し、かかるFCの減少により、(10)式で示
されるようにFBも変動する。最終的に熱量が設定熱量QS
にバランスした時点に於けるFBを(7)式により導出す
ると、各流量は次式の通りとなる。
(18)の値から、混合流体の熱量及びウォッベ指数を導
出すると、次式の通りとなり、 QS=4500kcal/Nm3 DS=0.620 WI=5715 熱量及びウォッベ指数共に、所望の設定値に保たれてい
ることがわかる。
(発明の効果) 本発明は以上の通り、被熱調流体に対して、希釈用流体
と増熱用流体を夫々同時に流量制御して混合する熱量調
節装置に於いて、希釈用流体の流量制御ループを構成す
る流量調節計に、混合に於けるウォッベ指数のバランス
式から導出される流量値を設定すると共に、増熱用流体
の流量制御ループを構成する流量調節計に、混合に於け
るウォッベ指数のバランス式から導出される流量値に、
熱量調節計の操作出力を加えた値を設定するので、被熱
調流体の流量や熱量の変動に際しては、希釈用流体と増
熱用流体とを相互に関連させて同時に夫々の流量調節を
行うことができ、こうして希釈用流体をウォッベ指数の
操作流体、そして増熱用流体を熱量制御の操作流体とし
て同時に動作させることにより、熱量調節装置出力の混
合流体の熱量と共に、ウォッベ指数を個々に所望の値に
制御することができ、これらの品質を一定に保つことが
できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に対応する系統説明図、第2図
は従来例の系統説明図である。 符号1a,1b,1c……被熱調流体経路、2a,2b……混合部、
3……混合流体経路、4a,4b,4c……流量センサ、5……
熱量センサ、6……熱量調節計、7b,7c……流量調節
弁、8b,8c……流量調節計、9b,9c……流量制御ループ、
10b,10c,11b,11c……演算器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−56804(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被熱調流体に対して、希釈用流体と増熱用
    流体を夫々同時に流量制御して混合する熱量調節装置に
    於いて、希釈用流体の流量制御ループを構成する流量調
    節計には、混合に於けるウォッベ指数のバランス式から
    導出される流量値を設定することにより、希釈用流体を
    ウォッベ指数の操作流体として動作させると同時に、増
    熱用流体の流量制御ループを構成する流量調節計には、
    混合に於ける熱量のバランス式から導出される流量値
    に、熱量調節計の操作出力を加えた値を設定することに
    より、増熱用流体を熱量制御の操作流体として動作させ
    ることを特徴とする熱量調節装置に於ける品質制御方法
JP1212463A 1989-08-18 1989-08-18 熱量調節装置に於ける品質制御方法 Expired - Lifetime JPH0697090B2 (ja)

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