JPH07119734B2 - Combustion air analyzer - Google Patents

Combustion air analyzer

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JPH07119734B2
JPH07119734B2 JP63076441A JP7644188A JPH07119734B2 JP H07119734 B2 JPH07119734 B2 JP H07119734B2 JP 63076441 A JP63076441 A JP 63076441A JP 7644188 A JP7644188 A JP 7644188A JP H07119734 B2 JPH07119734 B2 JP H07119734B2
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combustion
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combustion air
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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 field of application) The present invention relates to combustion for measuring an air supply amount of combustion air sent to a combustion chamber of an industrial furnace in order to control a combustion state of the industrial furnace such as a boiler. The present invention relates to an air analyzer for use.

(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NOX
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NO
X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NOXもあり、このフューエルNOX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NOXおよびフューエルNOX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。
(Prior art) This year, NO X in the combustion exhaust gas in the furnace of the combustion device
In order to reduce the above, combustion systems such as a two-stage combustion system, an exhaust gas mixing system and a flame splitting system have been implemented using various burners. Any of these methods is one in which the combustion temperature is lowered, the air supply amount is reduced, or a combination of these methods is used, and so-called thermal NO that easily occurs at a high temperature and an excessive air supply amount.
It suppresses X. There are also so-called fuel NO X which produces nitrogen compounds contained in the addition in the fuel cause, as reduction method of the fuel NO X, there is a combustion at a low oxygen partial pressure is desirable. To reduce these thermal NO X and the fuel NO X, JP 61
In the -1903 publication, burners are arranged in stages in the furnace, and first, in the lower stage, for example, an air ratio of 0.7 or less, that is, an average oxygen concentration in the total supplied air amount is 17% or less in an excessive fuel excess state. Strong reduction combustion is performed, then combustion is performed in the middle stage according to the air supply amount (air ratio of 0.8 to 0.9), and finally, in the upper stage, the insufficient air is supplied to complete combustion of the unburned components. A method for carrying out combustion according to the theoretical amount to be consumed is described. In order to perform the multi-stage 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 the conventional combustion device, the combustion air first passes through the common duct, is then individually introduced into the burner combustion duct, and is supplied to each burner disposed near the opening in the duct furnace. To check the condition of combustion air,
An oxygen sensor was installed in the common duct, and the oxygen concentration was measured only at its representative point.

(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NOX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 in the common duct, multi-stage combustion with an appropriate air supply amount as described above cannot be performed, that is, optimum combustion of each burner ( Combustion management)
However, it was not possible to effectively reduce the NO X in the combustion exhaust gas.

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 supply 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 Problems) A combustion air analyzer of the present invention is a combustion air analyzer for analyzing the supply air amount of combustion air sent to each burner of an exhaust gas recirculation type industrial furnace, An oxygen sensor for measuring the wet oxygen concentration of the combustion air; and an oxygen concentration calculator connected to the oxygen sensor for controlling the oxygen sensor and for performing a predetermined correction on the voltage signal corresponding to the measured wet oxygen concentration. Connected to the oxygen concentration calculator to calculate a gas component and a mixing ratio in the combustion exhaust gas from the wet oxygen concentration in the combustion air, the wet oxygen concentration in the combustion exhaust gas and the fuel composition,
Based on these data, a conversion means for converting the wet oxygen concentration of the combustion air into a dry oxygen concentration, a flow velocity sensor for measuring the flow velocity of the combustion air, and a flow velocity sensor connected to the flow velocity sensor and corresponding to the flow velocity obtained from the flow velocity sensor. It is characterized by comprising a means for temperature-compensating the measured value and a conversion means connected to the means for converting the measured value into a predetermined volume 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、
供給される燃焼用空気の体積流量とであることに基づい
ている。
(Operation) In the present invention, among the supply air amounts of the combustion air sent to each burner, those related to the combustion of the burner are the dry oxygen concentration and the
And the volumetric flow rate of the combustion air supplied.

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(H2O)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, the “wet” oxygen concentration means the oxygen concentration in a state where the water (H 2 O) contained in the gas to be measured is not removed, and the “dry” oxygen concentration is the opposite of the above. It means the oxygen concentration in the state of almost removing water.

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。
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。
In the exhaust gas recirculation method, since a part of the exhaust gas containing water is mixed with the combustion air, the wet gas is measured by the oxygen sensor, and as a result, the wet oxygen concentration is obtained.
However, since the actual control is performed with the dry oxygen concentration, the wet oxygen concentration is converted into the dry oxygen concentration by the conversion means. Next, the flow velocity sensor obtains a signal corresponding to the flow velocity, which is converted into the volume flow rate of the combustion air by the volume flow rate conversion means related to the actual combustion of the burner.

(実施例) 本発明の実施例を図面に基づき説明する。(Example) The Example of this invention is described based on drawing.

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段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 for the furnace 3
Reference numeral 5 denotes a separate duct that introduces combustion air into the furnace 1, supplies combustion air to each burner, and is partitioned into each chamber. Reference numeral 5 denotes a valve member that limits the flow rate of combustion air flowing into the separate duct 3. . Separate duct 3 for furnace 1
Burners provided so as to protrude from the furnace 1 are arranged in two stages, four burners in each stage. The lower burner 7 is a reduction burner, and the upper burner 9 is a main burner. An NO port 11 is formed on the upper furnace wall of these burners, and two-stage combustion is performed by these.

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、エアブロワ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 for supplying combustion air to the separate duct 3 is provided, and to the common duct 13, for example, air having an oxygen concentration of 20.6% sent from an air blower 15 through an air heater 17 is connected to an exhaust gas recirculation path. Combustion air having an oxygen concentration of, for example, 17%, which is a mixture of a part of combustion exhaust gas having an oxygen concentration of 2%, is supplied. This is generally called an exhaust gas recirculation system. further,
A combustion air analyzer 21 is inserted through the pipe wall of each duct at a position between each burner and each valve member of each separate duct 3.

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43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 Fig. 2, an oxygen sensor probe 31 for measuring the oxygen concentration of combustion air (hereinafter referred to as "measurement gas"), which is the measurement gas, and a flow sensor probe, which also measures the flow rate of the measurement gas. 33 and 33 are inserted into an opening 37 formed in the wall portion 35 of each separate duct 3, and the probes 31 and 33 are integrated at their base ends, that is, a terminal box 39, and are formed in this terminal box 39. Mounting flange 41,
The wall side flange 43 provided on the wall portion 35 is screwed 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31
の先端側には、例えば有低円筒状の酸素センサ45がそれ
が例えば焼嵌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。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52を構成する。
As shown in detail in FIG. 3, the probe 31 for the oxygen sensor
On the front end side of the probe 31, for example, a low and low cylindrical oxygen sensor 45 is attached to the probe jig of the probe 31 by a screw or the like via a sensor fastener 47 that is hermetically fixed by, for example, a shrink fitting method.
It is screwed to 53. Further, around the oxygen sensor 45 attached in this way, a heater holder 51 (which constitutes a heater unit) having a heater 49 built therein is fitted to the sensor fastening fitting 47 from the inside, and integrated by cement bonding. It is fixed to. Therefore, the oxygen sensor 45, the sensor fastener 47, the heater 49, and the heater holder 51.
(That is, the heater unit) is integrated into a sensor unit 52.

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55の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55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。したがって、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 and the like, a probe jig 53 is fitted with a filter holder 55, and an opening provided in the filter holder 55. The filter 57 is inserted into the part and the filter 57
Are fixed by screwing a pressing jig 59 having an opening at the center. By the way, a step portion is provided on the outer peripheral portion of the outer corner portion of the filter holder 55 on the side that abuts the sensor fastener 47, and the step portion of the filter holder 55 and the probe jig are provided.
A gas passage 60 is formed between 53. Furthermore, a gas inlet / outlet 69 communicating with the outlet 63 of the calibration gas inlet pipe 61 of the filter holder 55 and communicating with the internal space 67 is provided, and further, a portion opposite to the gas inlet / outlet 69 of the filter holder 55 is provided. A gas exhaust port 69 is provided at a position of the probe jig 53 that is substantially opposite to the position. Therefore, a communication space from the internal space 67 to the measured gas space is formed. Therefore, the measurement gas 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。
With respect to the oxygen sensor having such a predetermined shape, the gas to be measured is introduced into the internal space 67 through the filter 57, and a part of the gas is replaced by gas diffusion and thermal convection due to the concentration difference of the gas to be measured. The measurement is performed and reaches the measurement electrode provided inside the oxygen sensor 45. Other gases to be measured are discharged to the outside through the gas inlet / outlet port 65, the gas passage 60 and the gas outlet port 69 as shown in the figure. Therefore, since the oxygen sensor 45 is provided with a gas flow passage from the inflow to the outflow of the gas to be measured, the gas to be measured is rapidly introduced into the internal space, and moreover, the measurement electrode of the oxygen sensor is almost free. By performing the gas replacement while maintaining the equilibrium state, it is possible to protect the oxygen sensor 45 with high responsiveness and at the same time protect it against thermal shock.

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67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。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。
Similarly, when introducing the calibration gas for calibrating the output of the oxygen sensor, first, the calibration gas passes through the calibration gas introduction pipe 61 arranged outside the probe 31, and passes through the opening 63 and the gas inlet / outlet 65. The interior 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 filled in the internal space 67 reaches the deep portion of the oxygen sensor 45 after gas replacement is performed by gas diffusion and gas convection due to a difference in gas concentration, and contacts the measurement electrode. The other calibration gas is discharged from the gas discharge port 69 through the gas passage 60 when the internal space 67 has a negative pressure with respect to the pressure of the measurement gas atmosphere. Therefore, the calibration gas does not hit the measurement electrode of the oxygen sensor 45 directly when the calibration gas is introduced,
That is, it does not cool rapidly, and the temperature change of the oxygen sensor between the time of measuring the gas to be measured and the time of introducing the calibration gas is small, which enables highly accurate calibration.

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度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、流速を測定する感風素子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(メッシュ)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、感風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 hot wire type flow velocity sensor (hereinafter abbreviated as “flow velocity sensor”) 71 for measuring the flow velocity of the gas to be measured is provided. This flow velocity sensor 71 has a wind sensing element 73 for measuring the flow velocity.
And a wind temperature element 75 for temperature compensation, and in a portion of the probe 33 corresponding to the flow velocity sensor 71, a mesh filter 72 is provided to prevent dust and the like from entering the probe 33. The gas to be measured is introduced while excluding the inflow. By the way, to explain the principle of the wind sensitive element, when the measured gas hits the sensor part which is placed in the flow of the gas to be measured and is heated by the electric current flowing through the resistance wire as the sensor part, the resistance wire is cooled. The temperature will drop. The amount of heat taken at this time is related to the flow velocity, and the relationship between the flow velocity U (m / s) and the radiated heat amount H at this time is shown by King's equation.

H=(a+b・U1/m)(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 1 / m ) (T−Ta) (1) where H: heat dissipation a, b, m: constant determined by fluid etc. U: flow velocity T: heated object (ie Temperature) Ta: Temperature of 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RH、熱線に流れる電流をIHとする
と、供給熱量Qは、 Q=IH 2・RH ……(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、 IH 2・RH=(a+b・U1/m)(T−Ta) ……(3) したがって、IH−T関係およびTaが既知であれば、電流
値IH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 velocity sensor, the same amount of heat as the amount of heat radiated is supplied by the electric current, the amount of heat radiated and the amount of heat supplied are always kept constant, and the resistance temperature is kept constant. Therefore, the flow velocity is obtained by measuring the supplied heat amount. For this reason, if a bridge circuit having a heat wire on one side is configured, the resistance of this heat wire is R H , and the current flowing in the heat wire is I H , the heat supply Q is Q = I H 2 · R H (2) At this time, the amount H of heat dissipated and the amount Q of heat supplied are balanced, so if we set H = Q, then I H 2 · R H = (a + b · U 1 / m ) (T−Ta) (3) Therefore, If the I H -T relationship and Ta are known, the flow velocity U can be obtained by measuring the current value I H. However, in order to obtain Ta, the air temperature element 75 is used to measure the temperature of the gas to be measured.

この熱線式感風素子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。
This hot-wire type wind sensitive element 73 is characterized by other differential pressure type flow rate measurement,
Compared to the Karman vortex flow rate measurement, it is not affected by the fluid pressure, viscosity, etc., and is particularly effective in the case of combustion air flowing into an industrial furnace such as a boiler because the draft pressure is large. Also, this type is convenient because it can be made compact and lightweight 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 velocity sensor 71 are integrated at the base end portions thereof, and the tips of the respective probes are placed close to each other so as not to interfere with each other's operation. Because of the arrangement, the oxygen concentration in the burner combustion air and the combustion air flow rate (that is, the oxygen flow rate) can be continuously measured at substantially 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31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、載頭円錐状の部分
89とを具え、この載頭円錐状の部分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 modified example 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 of FIG. A cylindrical cell support tube 85 made of metal is inserted, and the cell support tube 85 has an outward flange 87 and a frustoconical portion.
89 and the opening provided in this frustoconical portion 89
A bottomed cylindrical oxygen sensor 91 is fitted in 90 with its bottom portion 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お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85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
ジ側開口97に、除塵用の多孔質製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。
Further, a cylindrical measured gas introducing pipe 95 having an outward flange 93 is inserted into the sensor supporting pipe 85 from the outside, and the sensor supporting pipe 85 and the measuring gas introducing pipe 95 are connected to their outward flanges 87 and 93. It can be fixed to the probe 31 by being screwed to the inward flange 83 with a bolt or the like in the area. By the way, a calibration gas introducing pipe 84 penetrating the inward flange 83 and the outward flange 87 is provided, and the calibration gas is supplied to the cell supporting pipe 85 and the measured gas introducing pipe 95.
The oxygen sensor 91 is sent through the gap formed between the two. In addition, the flange side opening 97 of the measured gas introduction pipe 95 is provided with a porous ceramic filter for dust removal.
99 is adhered by means such as alumina cement.

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 base end side of the probe extends concentrically with the probe 31, and a reference gas is diffused between the support fitting 101 and the probe 31. I am trying to get in. Further, a temperature detecting means 103 for measuring the temperature in the vicinity of the oxygen sensor, for example, a thermocouple or the like is attached to the support fitting 101 by a fitting 105. Further, a heater support tube 115 having an annular heater 113 is connected to the tip of the support fitting 101 via a joint flange 109. An electric 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 for holding 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85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。
In the device configured as described above, a cylindrical gap is formed between the measured gas introduction pipe 95 and the sensor support pipe 85 in a state where all the components are attached, and this gap is formed by the sensor support pipe 85. Calibration gas inlet tube 84 that extends through the
The gas from the gas outlet is guided to blow the gas from the outer periphery to the base side of the detection cell toward the tip side. Further, since this gap has a large surface area, the heat is efficiently transferred to the calibration gas from the heater 113 which is located in the vicinity of the cell support pipe 85 and the heater support pipe 115 with the wall of the gap therebetween. Therefore, it is possible to reduce the rapid cooling of the detection cell, that is, the disturbance of the temperature control caused by spraying the calibration gas having a large temperature difference from the gas to be measured on the detection cell.

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

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O2演算器121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。O2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Oお
よびFから空気比演算器129および混合比演算器127を経
てWet/Dry変換器125に入力される。
In the block diagram shown in FIG. 6, the output voltage corresponding to the oxygen concentration of the combustion air is supplied from the oxygen sensor 45 of the sensor unit 52 to the O 2 calculator 121 connected to the oxygen sensor 45, where the output voltage of the oxygen sensor 45 is changed. In addition to performing control, various processes of linearizing the relationship between the output voltage and the oxygen concentration, calibrating, and correcting the pressure are performed. The output voltage processed by the O 2 calculator 121 is the Wet / Dry converter connected to the 0 2 calculator 121.
It is supplied to 125, where the process of converting the measured wet oxygen concentration containing water into the measured dry oxygen concentration containing no water is performed. The measured value of the dry air is output to a controller (not shown), and the controller performs feedforward control based on this value. Data necessary for the calculation of the Wet / Dry converter 125 is input to the Wet / Dry converter 125 from the input terminals O and F through the air ratio calculator 129 and the mixing ratio calculator 127.

また、感風素子73および風温素子75において計測された
電流IH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から供給されるダクト断面積A(m2)、ダクト
内圧力P(mmHg)、ダクト内ガス温度t(℃)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F(m3/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。
Further, the flow velocity U (m / s) is obtained from the equation (3) from the current I H and the temperature Ta measured by the wind sensitive element 73 and the wind temperature element 75, and the data is calculated by the mass flow rate calculation connected to these elements. Output to the device 133. In this computing unit 133, the flow velocity U is calculated based on the data of the duct cross-sectional area A (m 2 ) supplied from the input terminals A, P, t, the duct internal pressure P (mmHg), and the duct internal gas temperature t (° C). (M / s) is converted to mass flow rate m (kg / S), and 1 / ρ is calculated by the volume flow calculator 137 in the next stage.
0 Based on the data from the calculator 135, the mass flow rate m / (kg /
s) is converted into a volume flow rate F (m 3 / s), which is output to the control device via the 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、CO
2%、CO%、H2%、CH4%、C4H10%、C5H12%、N2%、O2
%、H2O%とすると、理論空気量A0(Nm 3/Nm 3)は、 であり、燃焼後の排ガスの各成分体積は、 GCO2=(CO2+CO+Σm・CmHn)/100 ……(5) 湿り(水分含有)排ガスの体積G(Nm 3/Nm 3)は G=GCO2+GH2O+GO2+GN2=GK1+μ×A0 ……(9) 空気比μは(7),(9)式より (ただし、OZECW: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。これがた
め、入力端子Oからは酸素センサ25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入力され、空気比演算器12
9内で空気比が求められる。
Next, each circuit will be described in detail. The air ratio calculator 129
Calculates based on the following principle. When the fuel is a gaseous fuel, the various gas components (%) in the gaseous fuel are
2%, CO%, H 2 %, CH 4%, C 4 H 10%, C 5 H 12%, N 2%, O 2
%, H 2 O%, the theoretical air amount A 0 (N m 3 / N m 3 ) is And the volume of each component of the exhaust gas after combustion is GCO 2 = (CO 2 + CO + Σm · C m H n ) / 100 …… (5) The volume G (N m 3 / N m 3 ) of moist (water-containing) exhaust gas is G = GCO 2 + GH 2 O + GO 2 + GN 2 = GK 1 + μ × A 0 …… (9) The air ratio μ is calculated from equations (7) and (9). (However, O ZECW : Oxygen concentration in combustion exhaust gas) is required. That is, the air ratio μ can be obtained from the data regarding each composition of the fuel and the wet oxygen concentration in the combustion exhaust gas. Therefore, data regarding the oxygen concentration of the combustion exhaust gas from the oxygen sensor 25 is input from the input terminal O, data regarding the fuel composition is input from the input terminal F, and the air ratio calculator 12
Within 9 the air ratio is required.

また燃焼排ガス中のO2以外の各成分濃度は次式によりそ
れぞれ算出できる。
The concentration of each component other than O 2 in the combustion exhaust gas can be calculated by the following formula.

以上の算出も空気比演算器にて行われる。 The above calculation is 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、燃焼排ガス中の各成分濃度を算
出することができる。
When the fuel is solid or liquid fuel, the concentration of each component in the combustion 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 mixing ratio calculator 127 calculates based on the following principle.

排ガス再循環方式において、燃料排ガスをQEC(m3)取
り込み、エアブロワからの空気QA(m3)に混合した場
合、このときの混合比をMとすると、 混合された空気量QWBは QWB=QA+QEC(m3) ……(16) このときの燃焼用空気中の酸素濃度をOZWBW(%)とす
れば、混合前後のO2の収支関係より次式を得る。
In the exhaust gas recirculation system, the fuel gas Q EC (m 3) incorporation, when mixed with air Q A (m 3) from air blower, when the mixing ratio at this time is M, The mixed air amount Q WB is Q WB = Q A + Q EC (m 3 ) (16) If the oxygen concentration in the combustion air at this time is O ZWBW (%), the amount of O 2 before and after mixing is The following equation is obtained from the balance.

QWB・OZWBW=20.6・QA+OZECW・QEC ……(17) ただしOZECWは燃焼排ガス中の酸素濃度である。Q WB / O ZWBW = 20.6 / Q A + O ZECW / Q EC (17) However, O ZECW 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25により得られた酸素濃度O
ZECWが入力端子O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OZWBWがO2演算器121を経て入力さ
れて、混合比Mの演算が行われる。
Therefore, by substituting and rearranging equations (16) and (17), Therefore, the mixing ratio M is Therefore, the mixing ratio M is obtained from the oxygen concentration in the combustion exhaust gas and the oxygen concentration in the combustion air. Therefore, the mixing ratio calculator 127 displays the oxygen concentration O obtained by the oxygen sensor 25.
ZECW is input via input terminal O and oxygen sensor
The oxygen concentration O ZWBW obtained by 45 is input through the O 2 calculator 121, and the mixing 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(H2O)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OZWBW(%)は、乾き酸素濃
度をOZWBD(%)とすると、以下の(20)式のように表
わされる。
The Wet / Dry converter 125 in the next stage converts the wet gas, which is the gas in which the moisture (H 2 O) contained in the combustion exhaust gas is not removed, into the dry gas, which is the gas from which most of the moisture is removed. Is a circuit for performing the calculation of. To explain the principle below, wet oxygen concentration O ZWBW (%) First, when the dry oxygen concentration O ZWBD (%), is expressed by the following equation (20).

(19)式より (20),(21)式から、乾きガス中の酸素濃度O
ZWBD(%)は、 で求められる。即ち、Wet/Dry変換器125では、入力端子
Oから入力された燃焼排ガス中の酸素濃度OZECWと、空
気比演算器129で算出した燃焼排ガス中の水分濃度H2O
ECW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OZWBDを算出する処理が行われる。この乾き酸
素濃度OZWBDは制御装置に出力されて制御に用いられ
る。
From equation (19) From equations (20) and (21), oxygen concentration O in dry gas
ZWBD (%) is Required by. That is, in the Wet / Dry converter 125, the oxygen concentration O ZECW in the combustion exhaust gas input from the input terminal O and the moisture concentration H 2 O in the combustion exhaust gas calculated by the air ratio calculator 129
A process of calculating the dry oxygen concentration O ZWBD from the ECW and the mixing ratio M calculated by the mixing ratio calculator 127 is performed. This dry oxygen concentration O ZWBD is output to the control device and used for control.

一方、流速/温度補償演算器131では、感風素子73およ
び風温素子75で測定した電流IHおよび流体温度Taから
(3)式によりダクト内に流速U(m/sec)が演算処理
される。
On the other hand, the flow velocity / temperature compensation calculator 131 calculates the flow velocity U (m / sec) in the duct from the current I H measured by the wind sensitive element 73 and the wind temperature element 75 and the fluid temperature Ta according to the equation (3). It

次段の質量流量演算器133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/sec)は、 m=U・A・ρ ……(23) ただし、U:ダクト内流速(m/sec) 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/m3)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(℃)のデータを受け取り、さらに1/ρ
演算器135からガス標準密度ρ(kg/Nm3)に関する
データを受け取って、(23)式に従う演算処理を行う。
In the mass flow rate calculator 133 in the next stage, the gas flow rate is converted into a mass flow rate, and therefore the processing is performed based on the following principle. First, the mass flow rate m (kg / sec) is m = U ・ A ・ ρ (23) where U: Velocity in duct (m / sec) A: Duct cross-sectional area (m 2 ) ρ: Gas density (kg) / m 3 ) By the way, the gas density ρ (kg / m 3 ) is Indicated by. Therefore, the data of the duct cross-sectional area A (m 2 ), the duct internal pressure P (mmHg), and the duct internal gas temperature t (° C) are received from the input terminals A, P, and t, respectively, and 1 / ρ
The data regarding the gas standard density ρ 0 (kg / Nm 3 ) is received from the 0 calculator 135, and the calculation processing according to the equation (23) is performed.

なお、1/ρ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127で算出した混合比M
から酸素濃度OZWBW以外のCO2,H2O,N2を求める。
Since the 1 / ρ 0 calculator 135 first calculates each component of the combustion air, the mixing ratio M calculated by the mixing ratio calculator 127 is calculated.
From these , CO 2 , H 2 O, and N 2 other than the oxygen concentration O ZWBW are obtained.

次にこの各組成から、ガスの標準密度ρ(kg/Nm3)を
求める。
Next, the standard density ρ 0 (kg / Nm 3 ) of the gas is obtained from each composition.

ρ=1.429・OZWBW+1.965・COZWBW +0.804・H2OWBW+1.251・NZWBW/100 ……(25) したがって、酸素センサ25から得た燃焼排ガス中の酸素
濃度OZECW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/Nm3)が算出れる。このガスの
標準密度ρ(kg/Nm3)は質量流量演算器133および体
積流演算器137に入力される。
ρ 0 = 1.429 ・ O ZWBW +1.965 ・ CO ZWBW +0.804 ・ H 2 O WBW +1.251 ・ N ZWBW / 100 …… (25) Therefore, oxygen concentration in combustion exhaust gas obtained from oxygen sensor 25 O ZECW And from the mixing ratio M obtained by the mixing ratio calculator 127,
The standard density ρ 0 (kg / Nm 3 ) of the gas is calculated. The standard density ρ 0 (kg / Nm 3 ) of this gas is input to the mass flow calculator 133 and the volume flow calculator 137.

さらに、体積流量演算器137では、体積流量F(m3/se
c)が 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/sec)に、1/ρ演算器135で得たρ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。
Furthermore, in the volume flow rate calculator 137, the volume flow rate F (m 3 / se
c) is Since the mass flow rate m (kg / sec) obtained by the mass flow rate calculator 133 is divided by ρ 0 obtained by the 1 / ρ 0 calculator 135, the calculation processing is performed inside the The flow rate is output.

以上のように、酸素センサユニット52又は酸素センサ45
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NOXを低減することがで
きる。
As described above, the oxygen sensor unit 52 or the oxygen sensor 45
Concentration output obtained through each circuit from the
By the air flow rate output obtained from 71 through each circuit,
It is possible to adjust the feed rate of combustion air by feed-forward controlling valve members, etc., and perform appropriate multi-stage combustion.
As a result, NO X 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わる乾き酸素濃度
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
焼にたずさわ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。
(Effect) As is clear from the above description, the combustion air analyzer of the present invention converts the wet oxygen concentration of the combustion air obtained by the oxygen sensor into the dry oxygen concentration involved in the actual combustion of the burner. , Converting the flow velocity of the combustion air obtained by the flow velocity sensor into the volume flow rate of the combustion air supplied to the burner,
From these conversion values, it is possible to accurately calculate the oxygen supply amount involved in the actual combustion of the burner from the combustion air. If the oxygen supply is controlled by the controller, the combustion state of each burner can be feedforward controlled,
Moreover, since the control that was conventionally performed based on the theoretical oxygen amount is performed based on the actual oxygen supply amount, it is possible to more accurately match the combustion balance between the burners, and the flame temperature (heat curve and heat distribution). Can be controlled more accurately and the amount of oxygen supplied can be made relatively low. Therefore, these effects can be synergistically combined to significantly reduce the NO X generated by combustion. Further, at the beginning of combustion at the start of the industrial furnace, optimum combustion can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

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……セパレートダクト 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……エアブロワ 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……ヒータ保持具、52……センサユニット 53……プローブ治具、55……フィルタ保持具 57……フィルタ、59……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……ガス排出口 71……流速センサ、72……フィルタ 73……感風素子、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……載頭円錐状の部分、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、97……フランジ側開口 99……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、121……O2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
FIG. 1 is an overall schematic view showing a combustion apparatus 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 an oxygen sensor mounting structure. FIG. 4 is a side view and a plan view showing the internal structure of the flow velocity sensor, FIG. 5 is a sectional view showing a modified example 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. It is a block diagram shown. 1 ... Furnace, 3 ... Separate duct 5 ... Valve member, 7 ... Burner 9 ... Burner, 11 ... NO port 13 ... Common duct, 15 ... Air blower 17 ... Air heater, 19 ... Exhaust gas re- Circulation path 21 …… Combustion air analyzer, 25 …… Oxygen sensor 31 …… Oxygen sensor probe, 33 …… Flow velocity sensor probe 35 …… Wall, 37 …… Opening 39 …… Terminal box, 41 …… Mounting flange 43 …… Wall side flange, 45 …… Oxygen sensor 47 …… Sensor bracket, 49 …… Heater 51 …… Heater holder, 52 …… Sensor unit 53 …… Probe jig, 55 …… Filter holder 57 …… filter, 59 …… pressing jig 60 …… gas passage, 61 …… calibration gas inlet tube 63 …… opening, 65 …… gas inlet / outlet 67 …… internal space, 69 …… gas outlet 71 …… Flow velocity sensor, 72 …… Filter 73 …… Air sensing element, 75 …… Air temperature element 83 …… Inward flange, 84 …… Calibration gas inlet pipe 85 …… Sensor support pipe, 87 …… Outward flange 89 …… Head-cone-shaped part, 90 …… Opening 91 …… Oxygen sensor, 93 …… Outward flange 95 …… Measured gas introduction Pipe, 97 ...... Flange side opening 99 ...... Ceramic filter, 101 ...... Support metal fitting 103 ...... Temperature detection means, 105 ...... Mounting metal fitting 109 ...... Join flange, 113 ...... Heater 115 ...... Heater support pipe, 117 ...... … Electric contacts 118 …… Insulators, 121 …… O 2 calculator 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 0 calculator, 137 …… Volume flow calculator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小太刀 徹 愛知県名古屋市瑞穂区新開町24番18号 新 開住宅402号 (72)発明者 山田 博 愛知県名古屋市緑区鳴海町字鶴ケ沢49番地 の3 (56)参考文献 特開 昭53−58289(JP,A) 特開 昭60−85360(JP,A) 特開 平1−250745(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toru Kodachi 24-18 Shinkaimachi, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi No. 402 Shinkai Housing (72) Inventor Hiroshi Yamada Tsurugazawa, Narumi-cho, Midori-ku, Nagoya-shi, Aichi No. 49, No. 3 (56) Reference JP-A-53-58289 (JP, A) JP-A-60-85360 (JP, A) JP-A-1-250745 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項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換算手段
とを具えることを特徴とする燃焼用空気分析装置。
1. A combustion air analyzer for analyzing the amount of combustion air supplied to each burner of an exhaust gas recirculation type industrial furnace, and an oxygen sensor for measuring the wet oxygen concentration of the combustion air. An oxygen concentration calculator connected to the oxygen sensor to control the oxygen sensor and to perform a predetermined correction on the voltage signal corresponding to the measured wet oxygen concentration; and an oxygen concentration calculator connected to the oxygen concentration calculator, Calculate the gas components and mixing ratio in the combustion exhaust gas from the wet oxygen concentration and the wet oxygen concentration in the combustion exhaust gas and the fuel composition,
Based on these data, a conversion means for converting the wet oxygen concentration of the combustion air into a dry oxygen concentration, a flow velocity sensor for measuring the flow velocity of the combustion air, and a flow velocity sensor connected to the flow velocity sensor and corresponding to the flow velocity obtained from the flow velocity sensor. A combustion air analyzer comprising: a means for temperature-compensating a measured value; and a conversion means connected to the means for converting into a predetermined volume flow rate.
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