JPH0765722B2 - カロリ−変動ガスの燃焼制御方法 - Google Patents

カロリ−変動ガスの燃焼制御方法

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JPH0765722B2
JPH0765722B2 JP61313698A JP31369886A JPH0765722B2 JP H0765722 B2 JPH0765722 B2 JP H0765722B2 JP 61313698 A JP61313698 A JP 61313698A JP 31369886 A JP31369886 A JP 31369886A JP H0765722 B2 JPH0765722 B2 JP H0765722B2
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栄 平野
正人 部谷
秀治 荒谷
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石川島播磨重工業株式会社
石川島汎用ボイラ株式会社
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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、カロリー変動ガスの燃焼制御方法に関するも
のである。
[従来の技術] 炉筒煙管ボイラ或いは水管ボイラにおいては、従来は燃
料ガスとしてカロリーが一定で変動することのないガス
を使用し、ボイラ負荷に対応した燃焼調整(空燃比の設
定)を行っていた。
しかるに、発熱量の異なるカロリー変動ガスを使用する
場合には、同じボイラ負荷に対してガスの種類により燃
焼量が異なるため、ガスの種類が変更になった場合には
その都度ボイラを停止し、改めて燃焼調整(空燃比の設
定)を行っていた。
[発明が解決しようとする問題点] しかるに、ボイラを停止させてダンパ開度、燃焼量を変
化させ、燃焼調整を行うのは、時間と人手が掛かって大
変であり、又仮に空気流量、燃焼量の調節を、数値をイ
ンプットすれば設定量の変化する調節器を使用して行っ
たとしても、カロリーが変ったガスに対してはボイラ試
運転時に行う燃焼調整をやり直さなければならず、これ
をガスの種類が変るたびに行うのは時間が掛かり、更に
一度設定を行ってもカロリーが変るたびに同じことを行
わなければならない、等の問題があった。
本発明は上述の実情に鑑み、カロリー変動ガスを使用す
る場合にも、ガスの種類が変るごとに燃焼調整を行う必
要がないようにすることを目的としてなしたものであ
る。
[問題点を解決するための手段] 本発明は同一のボイラ負荷に対して必要な燃焼量の異な
る複数種類のカロリー変動ガスを複数のグループに分
け、各グループごとにボイラ負荷が増減すればボイラ負
荷に比例してガス燃焼量が増減する関係となるよう基準
ガスを定め、カロリー変動ガスの種類により基準ガスを
選定し、ボイラ負荷に対応した基準ガスの燃焼量に比例
させてボイラバーナへ供給される燃料ガス量を調整する
ものである。
[作用] カロリー変動ガスの種類に対応して基準ガスが選定され
ると共にボイラ負荷に対応して当該基準ガスのボイラバ
ーナへ供給される燃料ガス量が調整される。このため、
燃料ガスの種類が変るたびに燃焼調整を行う必要がな
く、省力化が図れる。
[実 施 例] 以下、本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。
第1図は本発明の一実施例である。
図中1はボイラ、2はバーナ、3は中途部に燃料調節弁
4を備えた燃料管、5はダクト6を介してバーナ2へ燃
焼用の空気を送給する送風器、7はダクト6内に設けら
れ空気量の調整を行うダンパ、8はボイラ1からの排ガ
スを大気中へ排出する煙突、9はボイラ1からの蒸気を
送る蒸気管、10は燃料管3の燃料調節弁4よりも上流位
置に接続されたカロリー分析器、11は蒸気圧力或いは蒸
気流量等のボイラ負荷を検出するボイラ負荷検出器、12
は排ガス中のO2濃度検出器である。
ボイラ負荷検出器11からは、切換えスイッチ13を介して
調節器14,15へ信号を与え得るようになっていると共に
空気量制御器16を介してダンパ7へ信号を与え得るよう
になっており、調節器14,15からは切換えスイッチ17を
介して燃料調節弁4へ指令信号を与え得るようになって
いる。又カロリー分析器10からはモード切換え器18を介
して切換えスイッチ13,17へ指令を与え得るようになっ
ており、O2濃度検出器12からは空気量制御器16へ信号を
与え得るようになっている。
調節器14,15には、第2図(イ)(ロ)に示すようにボ
イラ負荷検出器11からの負荷信号x1に比例した出力信号
F(x1)、G(x1)を出力し得るよう、関数F(x)、
G(x)が設定されている。
上記関数F(x)、G(x)は次のようにして決定す
る。すなわち、カロリー変動ガスは第3図に示すよう
に、高カロリーガスが低カロリーガスかによりボイラ負
荷に対するガス燃焼量Nm3/Hrは大きく異なる。従って、
ガスA、ガスB、ガスC、ガスDとガスの種類が異なる
ごとに燃焼調整を行う必要があるが、このようにガスの
種類が異なるごとに燃焼調整するのは繁雑である。そこ
で、ガスAとガスBの間のガスの場合には、ガスAとガ
スBの間の略中間位置に第4図に示すように基準ガスX
を採り、ガスA、B間のガスを基準ガスXにより代表さ
せ、これを関数F(x)とする。又ガスCとガスDの間
のガスの場合には、ガスCとガスDの間の略中間位置に
第4図に示すように基準ガスYを採り、ガスC、D間の
ガスを基準ガスYにより代表させ、これを関数G(x)
とする。これにより高カロリーのガスAから低カロリー
のガスDまで全てのガスの燃焼制御が可能となる。
上述のように第3図に示すガスA,B,C,Dの場合、ガスの
単位当りの発熱量であるカロリーはA>C>B>Dであ
り、第4図に示す基準ガスXはガスA,B間に位置し、基
準ガスYはガスC,D間に位置するよう定められている。
このため、本実施例においては、実際に用いられるガス
が第3図のガスB,C間に位置する場合には次のような制
御が行われることになる。
すなわち、例えば第7図に示すように、仮にガスBのカ
ロリーがガスCのカロリーよりも高いような場合、ガス
AとガスBの間に基準ガスXを定め、ガスCとガスDの
間に基準ガスYを定めると、実際に使用されるガスがガ
スBとガスCの中間の特性(第7図の斜線部)を持って
いる場合には、基準ガスX,Yの何れをも選択することが
できず、制御が不可能である。
又、第8図に示すように、ガスBとガスCを同じカロリ
ーとした場合には、実際に使用されるガスがガスB,Cを
基準として高カロリーガス或いは低カロリーガスに切替
るたびに基準ガスX或いはYが選択されることになり、
基準ガスX,Yの切替りが頻繁に行われるような場合に
は、ハンチングが生じ、安定した制御が行われない。
そこで、第3図と第4図を合成した第9図に示すよう
に、ガスB,CのカロリーをC>Bとし、ガスA,B間に基準
ガスXを採り、ガスC,D間に基準ガスYを採ると、最初
に使用されているガスがAのように高カロリーガスであ
って基準ガスXが選択されていた場合に、使用されるガ
スがガスBとCの間のカロリーのガスに切替った場合に
は、基準ガスXが選択されたままであり、使用されるガ
スがガスBよりも低カロリーガスとなった場合に初めて
基準ガスYが選択されることになる。
又、同様に、最初に使用されているガスがDのような低
カロリーガスであって、基準ガスYが選択されていた場
合に、使用されるガスがガスBとCとの間のカロリーの
ガスに切替った場合には、基準ガスYが選択されたまま
であり、使用されるガスがガスCよりも高いカロリーガ
スとなった場合に初めて基準ガスXが選択されることに
なる。
従って、ガスBとガスCの間は、使用されるガスが切替
った場合のハンチング防止域となり、基準ガスX,Yが頻
繁に切替るのを防止できるため、安定した制御を行うこ
とができる。換言すれば、ガスBとCの間は、基準ガス
XでもYでも問題なく燃焼できる共通の領域となる。
ボイラ1使用時には、燃料ガスは燃料管3を通ってバー
ナ2へ供給され、送風機5からの空気と共に燃焼され
る。この際、カロリー分析器10では燃料ガスの発熱量が
常時サンプリングされて燃料ガスの種類の対応した信号
がモード切換え器18に与えられ、モード切換え器18から
は切換えスイッチ13,17へ信号が与えられて切換えスイ
ッチ13,17が燃料ガスの種類によって調節器14又は15と
接続される。
一方、ボイラ1の負荷はボイラ負荷検出器11により検出
され、負荷信号として切換えスイッチ13を介して調節器
14又は15へ送られる。而して、例えば、切換えスイッチ
13,17が第1図に示すように調節器14と接続されている
場合には、負荷信号は調節器14へ与えられ、調節器14か
らは負荷信号に比例した信号が出力されて切換えスイッ
チ17を介して燃料調節弁4へ与えられ、該燃料調節弁4
の開度が調節される。ボイラ負荷検出器11により検出さ
れた負荷信号がx1の場合、調節器14からはF(x1)の信
号が出力され(第2図(イ)参照)、燃焼調節弁4はF
(x1)の大きさに比例した開度に調整される。
又ボイラ負荷検出器11により検出された負荷信号は空気
量制御器16へ与えられ、空気量制御器16からは負荷信号
に比例した信号が出力されてダンパ7に与えられ、ダン
パ7の開度が所定の開度に調整される。例えば第5図に
示すようにボイラ負荷信号がx1の場合、空気流量はq1
なるようダンパ7の開度が調整される。
O2濃度検出器12では排ガス中のO2濃度が検出されて空気
量制御器16へ送られ、O2濃度が第6図に示すようにボイ
ラ負荷信号x1に対応した所定の濃度w1とw1′との間にな
い場合にはダンパ7の開度の補正が行われ、排ガス中の
残存O2%(=空燃比)が所定の値となるよう制御が行わ
れる。
カロリー分析器10による燃料ガスの発熱量のサンプリン
グの結果、燃料ガスの種類が変ると、その信号がモード
切換え器18に送られ、モード切換え器18から切換えスイ
ッチ13,17へ指令が与えられ、切換えスイッチ13,17は例
えば調節器15に接続される。この場合はボイラ負荷検出
器11で検出された負荷信号がx1の場合、調節器15からは
第2図(ロ)に示すように、G(x1)の信号が出力さ
れ、燃焼調節弁4はG(x1)の大きさに比例した開度に
調整される。
ボイラ負荷が同じであっても、低カロリーガスはバーナ
2での燃料量を多くする必要があるため、燃料調節弁4
の開度は大きくなり、高カロリーガスの場合は燃料調節
弁4の開度は逆に小さくなる。
空気流量は、低カロリーガス、高カロリーガスのいかん
に拘らずボイラ負荷が同じであれば第5図に示すように
略一定となる。
なお、本発明の実施例では、切換えスイッチを自動的に
切換える場合について説明したが、手動により切換える
ようにしても実施できること、その他本発明の要旨を逸
脱しない範囲内で種々変更を加え得ること、等は勿論で
ある。
[発明の効果] 本発明はカロリー変動ガスの燃焼制御方法によれば、下
記のごとき種々の優れた効果を奏し得る。
(I) 一度燃焼調整を行えば燃料ガスの種類が変更さ
れても燃焼調整を行わなくてすむので、大幅な省力化を
図ることができる。
(II) 低カロリーガスから高カロリーガスまでカロリ
ー変動するガスを容易に燃焼させることができる。
(III) カロリー変動による燃焼の空燃比が変化した
り、空気不足による失火の危険がなく、安全性が高い。
(IV) 複数種類のカロリー変動ガスを複数のグループ
に分け、各グループごとに基準ガスを定めているため、
カロリー変動幅が大きい場合にも安定した信頼性の高い
制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法を実施するための装置の一例の説
明図、第2図(イ)(ロ)はボイラ負荷信号と調節器の
出力信号の関係を表わすグラフ、第3図は燃料ガス別の
ボイラ負荷とガス燃焼量の関係を表わすグラフ、第4図
は第3図に示すカロリー変動ガスを複数の基準ガスに分
けた場合のボイラ負荷と基準ガスの燃焼量の関係を表わ
すグラフ、第5図はボイラ負荷信号と空気流量の関係を
表わすグラフ、第6図はボイラ負荷信号と排ガスO2%の
関係を表わすグラフ、第7図は各ガス及び基準ガスのボ
イラ負荷とガス燃焼量の関係の一例を表わすグラフ、第
8図は各ガス及び基準ガスのボイラ負荷とガス燃焼量の
関係の他の例を表わすグラフ、第9図は各ガス及び基準
ガスのボイラ負荷とガス燃焼量の関係について第3図及
び第4図のグラフをまとめた状態を表わすグラフであ
る。 図中1はボイラ、2はバーナ、3は燃料管、4は燃料調
節弁、10はカロリー分析器、11はボイラ負荷検出器、12
はO2濃度検出器、13,17は切換えスイッチ、14,15は調節
器、18はモード切換え器を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒谷 秀治 広島県呉市昭和町2番1号 石川島播磨重 工業株式会社呉総合事務所内 (56)参考文献 特開 昭52−143525(JP,A) 実開 昭56−121905(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】同一のボイラ負荷に対して必要な燃焼量の
    異なる複数種類のカロリー変動ガスを複数のグループに
    分け、各グループごとにボイラ負荷が増減すればボイラ
    負荷に比例してガス燃焼量が増減する関係となるよう基
    準ガスを定め、カロリー変動ガスの種類により基準ガス
    を選定し、ボイラ負荷に対応した基準ガスの燃焼量に比
    例させてボイラバーナへ供給される燃料ガス量を調整す
    ることを特徴とするカロリー変動ガスの燃焼制御方法。
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