JPH07269853A - 燃焼炉の燃焼制御方法 - Google Patents

燃焼炉の燃焼制御方法

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JPH07269853A
JPH07269853A JP6163794A JP6163794A JPH07269853A JP H07269853 A JPH07269853 A JP H07269853A JP 6163794 A JP6163794 A JP 6163794A JP 6163794 A JP6163794 A JP 6163794A JP H07269853 A JPH07269853 A JP H07269853A
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JP
Japan
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flow rate
air
parameter
air flow
combustion
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Pending
Application number
JP6163794A
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English (en)
Inventor
Toshio Ito
利男 伊藤
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼炉の燃焼制御方法の改良技術を提供す
る。 【構成】 燃焼炉の炉内温度を検出して所定の温度に設
定すべき操作信号を出力する温度調節系と、前記燃焼炉
の燃焼用バーナに供給される燃料流量と空気流量とをそ
れぞれ検出する燃料流量測定系および空気流量測定系
と、これら燃料流量測定系および空気流量測定系で検出
された燃料流量値と空気流量値を用いてダブルクロスリ
ミット法によるパラメータに伴うリミット信号と前記温
度調節系の操作信号とを比較しながら空気と燃料との空
燃比を一定に制御する空燃比制御系とを備えた燃焼制御
系を用いて燃焼炉の燃焼制御を行う際に、前記空燃比制
御系から出力される制御信号値があらかじめ設定した下
限制限値以下になったときに、前記ダブルクロスリミッ
ト法の燃料流量側の下限制限値のパラメータを変更する
ことにより、最低燃焼の可能な空燃比制御を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ダブルクロスリミット
法を用いた燃焼炉の燃焼制御方法の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ダブルクロスリミット法による燃
焼制御手段は、図3に示すような構成を採用しているの
が一般的である。すなわち、連続炉等の炉壁1に熱電対
などの温度検出器2と燃焼用バーナ3を取付け、温度検
出器2で得た信号を温度変換器4で電気信号に変換した
後、この信号を温度調節計5に入力し、ここで炉内が最
適温度となるべき操作信号SV を求めて出力する。
【0003】一方、バーナ3には燃料流量計6および燃
料流量調節弁7を取付けてなる燃料供給配管8が接続さ
れ、また空気流量計9および空気流量調節弁10を取付け
てなる空気供給配管11が接続されている。さらに、温度
調節計5と燃料流量計6、燃料流量調節弁7等との間に
マイクロコンピュータ等でソフト的に構成されたダブル
クロスリミット法を採用した演算制御部12および燃料流
量調節計13が介在され、同様に温度調節計5と空気流量
計9、空気流量調節弁10との間に前記演算制御部12およ
び空気流量調節計14が介在されている。
【0004】ところで、上記のような燃焼制御手段にお
いて最適燃焼を行う場合、空気流量と燃料流量との流量
比(以下、空燃比という)を一定に保つことが必要不可
欠であり、このため演算制御部12ではダブルクロスリミ
ット法を用いている。すなわち、このダブルクロスリミ
ット法にあっては、温度の急激な変動となる過渡状態に
あっても空燃比がある範囲を逸脱しないように、空気流
量計9で検出した空気流量FA を、1/(β・μ)(こ
こで、βは理論空燃比、μは空気過剰率)によって燃料
流量に換算し、この換算値FA* を第1の信号制限部 121
の下限レベル設定部 121aおよび上限レベル設定部 121
bのパラメータをそれぞれ−K 3 %、+K1 %で制限し
て、高レベル選択部 121c、低レベル選択部 121dで操
作信号SV と比較選択し、空気流量に対する最適な燃料
流量制御信号SG を得て燃料流量調節弁7を制御するも
のである。
【0005】同様に、燃料流量に対する空気流量換算の
制御は、燃料流量計6で検出した燃料流量信号FG を第
2の信号制限部 122の上限レベル設定部 122aおよび下
限レベル設定部 122bをそれぞれ介して、低レベル選択
部 122c、高レベル選択部 122dに供給し、操作信号S
V と比較選択し、この比較結果これらの選択部 122c、
122dを通って出力した信号を理論空燃比βおよび空気
過剰率μによって空気流量に換算し、この換算値に基づ
いて得られた空気流量制御信号SA によって空気流量調
節弁10を制御するものである。この場合も上限レベル設
定部 122aおよび下限レベル設定部 122bはパラメータ
を+K4 %、−K2 %でそれぞれ制限している。
【0006】このように、検出燃料流量FG および検出
空気流量FA で相互に相手側流量を制限している。すな
わち、図3に示すダブルクロスリミット法燃料制御にあ
っては、燃料流量は−K3 %〜+K1 %を、空気流量は
+K4 %〜−K2 %を超えないようにしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のダブルクロスリミット法では、第1の信号制限
部 121の下限レベル設定部 121aおよび第2の信号制限
部 122の下限レベル設定部 122bの下限制限値−K
3 %、−K2 %の幅を広く取り過ぎると、流量制御がハ
ンチングするという問題があり、その設定幅に限度があ
る。また、炉内温度の設定値を急激に下げるとか負荷が
急変して燃料流量を減少させる方向へ制御する場合に
は、一時的にではあるが空気過剰燃焼になるという問題
があった。
【0008】本発明は、上記のような従来のダブルクロ
スリミット法の有する課題を解消した燃焼炉の燃焼制御
方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、燃焼炉の炉内
温度を検出して所定の温度に設定すべき操作信号を出力
する温度調節系と、前記燃焼炉の燃焼用バーナに供給さ
れる燃料流量と空気流量とをそれぞれ検出する燃料流量
測定系および空気流量測定系と、これら燃料流量測定系
および空気流量測定系で検出された燃料流量値と空気流
量値を用いてダブルクロスリミット法によるパラメータ
に伴うリミット信号と前記温度調節系の操作信号とを比
較しながら空気と燃料との空燃比を一定に制御する空燃
比制御系とを備えた燃焼制御系を用いて燃焼炉の燃焼制
御を行う際に、前記空燃比制御系から出力される制御信
号値があらかじめ設定した下限制限値以下になったとき
に、前記ダブルクロスリミット法の燃料流量側の下限制
限値のパラメータを変更することを特徴とする燃焼炉の
燃焼制御方法である。
【0010】
【作 用】本発明によれば、空気流量が下限許容値以下
になったときに、ダブルクロスリミット法のパラメータ
を設定変更するようにしたので、自動的に燃料流量側の
下限制限値幅を拡大することが可能となり、炉内温度を
さらに低下させることが可能な最低燃焼を行うことがで
きる。
【0011】
【実施例】以下に、本発明の実施例について、図面を参
照して詳しく説明する。図1は本発明の実施例を示す構
成図であり、従来例と同一要素は同一符号を付して説明
を省略する。図において、16は空気流量調節計14と空気
流量調節弁10との間に取付けられて空気流量制御信号S
A の下限を下限許容値SALに制限する制御信号リミッタ
である。17は空気流量制御信号SA とその下限許容値S
ALとを比較してその差ΔSA(=SA −SAL)を検知す
る空気流量制御信号比較器である。
【0012】18はパラメータ切換装置で、パラメータK
3 を設定する第1のパラメータ設定器19と、パラメータ
3 ′(ただし、K3 ′>K3 とする)を設定する第2
のパラメータ設定器20と、空気流量制御信号比較器17か
らの信号によって接点21a,21bの切換動作をするパラ
メータ切換リレー21とで構成される。なお、パラメータ
切換リレー21の接点21aには第1のパラメータ設定器19
が接続され、接点21bには第2のパラメータ設定器20が
接続され、また接点21cは回線22を介して第1の信号制
限部 121の下限レベル設定部 121aに接続される。
【0013】いま、燃焼炉が正常な状態で燃焼制御がな
されているとすると、パラメータ切換リレー21は接点21
aがオン状態で、第1の信号制限部 121の下限レベル設
定部121aには第1のパラメータ設定器19からパラメー
タK3 が設定されている。そこで、たとえば炉内温度が
急変して低下したとすると、まず燃料流量FG が低下す
る方向で制御される。この燃料流量FG の低下につれて
空気流量FA をも低下させるべく、空気流量調節計14か
ら出力される空気流量制御信号SA は減少していき、そ
の下限許容値SALまで低下する。
【0014】このときの空気流量制御信号SA の減少状
況は空気流量制御信号比較器17によって検知され、この
空気流量制御信号SA と制御信号リミッタ16に設定され
た下限許容値SALとの差ΔSA が0以下になったと判定
した時点で、パラメータ切換リレー21に切換信号を出力
する。そうすると、パラメータ切換リレー21が動作して
接点21aをオフにすると同時に接点21bをオンにする。
これによって、第1の信号制限部 121の下限レベル設定
部 121aへの設定信号は第1のパラメータ設定器18のパ
ラメータK3 から第2のパラメータ設定器19のパラメー
タK3 ′に変更されて、燃料流量制御系の空燃比の下限
制限値幅を強制的に拡大することになる。
【0015】したがって、燃料流量を低下させる方向で
は、空燃比と無関係に空気過剰燃焼の範囲で燃料流量の
下限制限値をさらに減少させることができる。これによ
って、空気過剰燃焼による冷却効果に加えて最低燃焼時
の炉内温度低下効率を高めることができる。本発明法を
回転式焼鈍炉の加熱帯および均熱帯に適用して燃焼制御
を行ったときの一例を図2に示した。このときの炉内温
度Tの設定値は900 ℃で、燃料には2284kcal/Nm3のMガ
スを用いた。また、このとき用いた各パラメータの値は
それぞれ、燃料流量ではK3 ;5%、K3 ′;10%、
1 ;5%、空気流量はK4;5%、K2 ;5%とし
た。また、空気流量制御信号SA の下限許容値SAL;最
大流量の40%とした。
【0016】図2からわかるように、空気流量FA は下
限許容値SALの制限によって一定状態にあるが、燃料流
量FG は従来の下限制限値FGLから徐々に減少して、さ
らに小さい下限値FGL′まで到達している。これによ
り、炉内温度Tの降下温度差ΔTはスパンで4%も低下
させることができ、良好な制御結果が得られた。なお、
上記実施例は回転式焼鈍炉に適用した場合について説明
したが、本発明はこれに限るものではなく、たとえば連
続焼鈍炉やその他の熱処理炉等にも適用し得ることはい
うまでもない。また、燃料流量計6に超音波流量計を用
いれば、レンジアビリティを広くとることができるか
ら、低流量域での流量測定を精度よく行うことができ
る。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
空気流量が下限許容値となったときにパラメータを設定
変更することにより、自動的に燃料流量側の下限制限値
幅を拡大するようにしたので、炉内温度をさらに低下さ
せることが可能な最低燃焼を行うことができ、炉内温度
の制御性を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す構成図である。
【図2】本発明の適用例を示す特性図である。
【図3】従来例を示す構成図である。
【符号の説明】
1 炉壁 2 温度検出器 3 バーナ 4 温度変換器 5 温度調節計 6 燃料流量計 7 燃料流量調節弁 9 空気流量計 10 空気流量調節弁 12 演算制御部 13 燃料流量調節計 14 空気流量調節計 16 空気流量制御信号リミッタ 17 空気流量制御信号比較器 18 パラメータ切換装置 19 第1のパラメータ設定器 20 第2のパラメータ設定器 21 パラメータ切換リレー 121 第1の信号制限部 121a 下限レベル設定部 121b 上限レベル設定部 121c 高レベル選択部 121d 低レベル選択部 122 第2の信号制限部 122a 上限レベル設定部 122b 下限レベル設定部 122c 低レベル選択部 122d 高レベル選択部 FG 燃料流量信号 FA 空気流量信号 SG 燃料流量制御信号 SGL 下限許容値 SA 空気流量制御信号 SAL 下限許容値

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼炉の炉内温度を検出して所定の温
    度に設定すべき操作信号を出力する温度調節系と、前記
    燃焼炉の燃焼用バーナに供給される燃料流量と空気流量
    とをそれぞれ検出する燃料流量測定系および空気流量測
    定系と、これら燃料流量測定系および空気流量測定系で
    検出された燃料流量値と空気流量値を用いてダブルクロ
    スリミット法によるパラメータに伴うリミット信号と前
    記温度調節系の操作信号とを比較しながら空気と燃料と
    の空燃比を一定に制御する空燃比制御系とを備えた燃焼
    制御系を用いて燃焼炉の燃焼制御を行う際に、前記空燃
    比制御系から出力される制御信号値があらかじめ設定し
    た下限制限値以下になったときに、前記ダブルクロスリ
    ミット法の燃料流量側の下限制限値のパラメータを変更
    することを特徴とする燃焼炉の燃焼制御方法。
JP6163794A 1994-03-30 1994-03-30 燃焼炉の燃焼制御方法 Pending JPH07269853A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113739196A (zh) * 2021-08-30 2021-12-03 重庆赛迪热工环保工程技术有限公司 加热锅炉炉温燃料流量与空气流量空燃比比值控制系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113739196A (zh) * 2021-08-30 2021-12-03 重庆赛迪热工环保工程技术有限公司 加热锅炉炉温燃料流量与空气流量空燃比比值控制系统
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