JPH0960867A - 異常バーナ検出方法 - Google Patents

異常バーナ検出方法

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Publication number
JPH0960867A
JPH0960867A JP7243714A JP24371495A JPH0960867A JP H0960867 A JPH0960867 A JP H0960867A JP 7243714 A JP7243714 A JP 7243714A JP 24371495 A JP24371495 A JP 24371495A JP H0960867 A JPH0960867 A JP H0960867A
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JP
Japan
Prior art keywords
burner
air
pressure
fuel
ratio
Prior art date
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Pending
Application number
JP7243714A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Kanda
浩司 神田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP7243714A priority Critical patent/JPH0960867A/ja
Publication of JPH0960867A publication Critical patent/JPH0960867A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2225/00Measuring
    • F23N2225/04Measuring pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2237/00Controlling
    • F23N2237/02Controlling two or more burners

Landscapes

  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゾーン制御される複数本のバーナー2,2…
のなかから燃焼異常のものを簡単かつ正確に見付け出
す。 【構成】 各バーナー2の手前で燃料圧力および空気圧
力を測定する。その燃料圧力および空気圧力より各バー
ナー2の燃料流量および空気流量を推定する。その燃料
流量および空気流量より求めた各バーナー2の空燃比お
よび焚量を用いて、燃料異常を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料流量および空
気流量が1系統にて制御される複数本のゾーン制御バー
ナのなかから燃焼異常のバーナを見付け出す異常バーナ
検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】CGL、薄板連続焼鈍炉、パイプの熱処
理炉においては、複数のゾーンをそれぞれ適正な温度に
均一加熱するため、各ゾーンに小容量のバーナが多数本
設置されている。そして、各ゾーン内の多数本のバーナ
は、主に経済的な制約から燃料流量および空気流量が1
系統にて制御されるのが通例である。
【0003】このような多数本バーナのゾーン制御で
は、各バーナが小型のために詰まりが生じやすく、空燃
比異常、焚量異常、不燃等の燃焼異常が頻繁に生じる。
しかし、ゾーン内の各バーナが一括制御されているため
に、燃焼異常のバーナを見付け出すのが容易でない。そ
のため、従来からゾーン制御バーナ中の異常バーナを見
付け出すための提案が種々なされている。
【0004】例えば特開平4−270820号公報に
は、バーナの火炎中に含まれる各燃焼生成物の発光・吸
光バンドにおける発光・吸光スペクトル強度を検出し、
その変化パターンから異常燃焼のバーナを見付け出すも
のが示されている。
【0005】また、特開平4−222316号公報や特
開平5−312318号公報には、ラジアントチューブ
バーナの排ガス組成や予熱空気温度を検出し、それらの
変化から異常燃焼のバーナを見付け出すものが示されて
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】これらの提案のうち、
バーナ火炎のスペクトル強度を検出するものは、ゾーン
制御される直火バーナに適用することができるが、診断
装置が高価となり、演算処理も複雑となる。一方、ラジ
アントチューブバーナを対象とする2つの提案は、ゾー
ン制御される直火バーナには適用することができない。
なぜなら、ゾーン制御の場合でもラジアントチューブバ
ーナは、バーナ毎に排気系が独立しているため、各バー
ナの排ガス組成や予熱空気温度を検出することができる
が、ゾーン制御される直火バーナの場合はゾーン内に排
気系が一つしか存在しないために、バーナ毎に排ガス組
成や予熱空気温度を検出することができないのである。
【0007】本発明の目的は、ゾーン制御される多数本
のバーナが直火バーナの場合もそのバーナのなかから燃
焼異常のバーナを正確かつ簡易に見付け出すことができ
る異常バーナ検出方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の異常バーナ検出
方法は、燃料流量および空気流量が1系統にて制御され
る複数本のゾーン制御バーナの各手前で各バーナの燃料
圧力および空気圧力を検出し、その燃料圧力および空気
圧力より推定した各バーナの空燃比および焚量に基づい
て各バーナの燃焼状態を判定するものである。
【0009】なお、バーナ手前での燃料圧力および空気
圧力を以後、バーナ前燃料圧力、バーナ前空気圧力と称
す。
【0010】燃料流量をVf 、空気流量をVa 、バーナ
前燃料圧力をPf 、バーナ前空気圧力をPa とすると
き、(1) 式、(2) 式の関係が成り立つ。 Vf =k(Pf 1/2 ……(1) Va =j(Pa 1/2 ……(2) k,jは定数
【0011】この関係を図1に示す。この関係より、バ
ーナ前燃料圧力Pf から燃料流量Vf が推定され、バー
ナ前空気圧力Pf から空気流量Vf が推定されることが
分かる。
【0012】ここで、実機で実際にバーナ前燃料圧力を
測定した結果を表1に示す。No. 7バーナのバーナ前燃
料圧力が高く、No. 8バーナのバーナ前燃料圧力が低い
ので、これらのバーナを調査したところ、No. 7バーナ
はバーナ内が詰まっており、No. 8のバーナは調整弁が
異常であった。これより、バーナでの燃焼状態の判定
に、バーナ前燃料圧力やバーナ前空気圧力を使用できる
ことが分かる。
【0013】
【表1】
【0014】そこで、バーナ前燃料圧力およびバーナ前
空気圧力より燃料流量および空気流量を計算し、これら
の流量値より空燃比を算出する。
【0015】空燃比mは(3) 式で表わされる。 m=Va /Vf =j(Pa 1/2 /k(Pf 1/2 =k′(Pa /Pf 1/2 ……(3) k′=j/k
【0016】ここで、k′はバーナ型式により決定され
る定数であるため、同型式のバーナを用いる場合は各バ
ーナ相互間の空燃比判定に(4) 式を使用することができ
る。
【0017】M=(Pa /Pf 1/2 ……(4) M=m/k′
【0018】すなわち、各バーナのM値を例えば全バー
ナの平均M値と比較することにより、空燃比が異常のバ
ーナを見付け出すことができる。各バーナのM値は例え
ば連続するn回の測定値を平均することにより求める。
【0019】かくして、空燃比の異常が検出されるが、
空気比の異常を検出するだけでは、焚量の異常を見落と
すことがある。例えばPa およびPf が共に小さい場
合、焚量が不足しているにもかかわらず、空燃比は正常
と判定される。
【0020】そこで、(1) 式あるいは(2) 式により燃料
流量Vf あるいは空気流量Va を求め、焚量を判定す
る。空気流量Va を用いる場合、(2) 式中のjは定数で
あるので、バーナ相互間の焚量判定に(5) 式を使用する
ことができる。 K=(Pa 1/2 ……(5) K=Va /j
【0021】すなわち、各バーナのK値を例えば全バー
ナの平均K値と比較することにより、焚量が異常のバー
ナを見付け出すことができる。各バーナのK値は例えば
連続するn回の測定値を平均して求める。
【0022】かくして、バーナ前燃料流量およびバーナ
前空気流量より、各バーナの空燃比および焚量が判定さ
れ、各バーナの燃焼異常が正確に検出される。
【0023】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図示
例に基づいて説明する。図2は本発明方法を実施するた
めの装置構成を例示した模式図である。
【0024】燃焼炉1はゾーン加熱を行うために、各ゾ
ーンに複数本の直火バーナ2を設けた構成になってい
る。ゾーン内の各バーナ2には燃料および空気がそれぞ
れ1系統にて供給され、それぞれの流量がゾーン制御さ
れる。
【0025】各バーナ2の手前において、燃料供給管か
らは燃料圧力引込導管3が引き出され、空気供給管から
は空気圧力引込導管4が引き出されている。各バーナ2
の手前から引き出された圧力引込導管3,4は切替バル
ブ5に接続され、切替バルブ5の操作により、各バーナ
2のバーナ前燃料圧力およびバーナ前空気圧が順番に圧
力計6にて測定される。測定データはデータ処理機7に
送られ、次のような処理を受ける。
【0026】測定したバーナ前圧力より各バーナのM値
を計算すると共に、その全バーナ平均値を計算し、平均
値に対する各バーナのM値の比ηを求める。そして、こ
の比ηが±10%以内を空燃比正常、±10%超える場
合を空燃比異常とする。同様に各バーナのK値を計算す
ると共にその全バーナ平均値を計算し、平均値に対する
各バーナのK値の比ζを求める。そして、この比ζが±
10%以内を焚量正常、±10%を超える場合を焚量異
常とする。
【0027】バーナの本数が10本、各バーナの定格容
量が20Mcal /H、燃料がコークス炉ガス( 発熱量:
4600kcal /m3 N、理論空燃比:4.714)であ
る熱処理炉直火帯の1ゾーンにおいて、比ηおよびζを
求めた結果を図3に示す。図3(a) から、No. 4,7バ
ーナの比ηが±10%を超え、空燃比が異常であること
がわかる。また、図3(b) からは、No. 2,4バーナの
比ζが±10%を超え、焚量が異常であることがわか
る。
【0028】調査の結果、No. 2バーナはバルブ開度が
異常であった。No. 4バーナはバルブ開度が異常であ
り、且つバーナ内で燃料配管の詰まりが発生していた。
No. 7はバーナはバーナ内で空気配管が詰まっていた。
【0029】このように、ゾーン制御される複数本のバ
ーナの各バーナ前燃料圧力および各バーナ前空気圧力を
測定し、その圧力測定値より各バーナの空燃比および焚
量を推定することにより、各バーナが直火型の場合もそ
の燃焼異常を簡単かつ正確にオンライン検出することが
できる。
【0030】なお、上記例では焚量の判定に空気流量を
用いたが、燃料流量を用いてもよい。
【0031】判定基準に比η,ζの±10%を用いた
が、適宜変更することができる。
【0032】異常バーナの検出については、ゾーン内の
全バーナ平均と各バーナとの比較を用いたが、ゾーン内
に異なる型式のバーナが存在する場合にはこの方法は適
用できないので、次のような方法を用いることが望まれ
る。
【0033】バーナの型式毎に図5に示すような圧力−
流量特性を予め求めておき、測定した圧力より流量を計
算する。そして、計算された燃料流量および空気流量よ
り空燃比を求め、これを予め設定した空燃比の許容範囲
と比較する。また、燃料流量あるいは空気流量を許容範
囲と比較して、焚量判定を行う。
【0034】
【発明の効果】以上に述べた通り、本発明の異常バーナ
検出方法は、ゾーン制御される複数本のバーナの各手前
で検出した燃料圧力および空気圧力を用いることによ
り、バーナが直火型の場合も燃焼異常のバーナを簡単な
装置および演算処理で正確に見付け出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】バーナ前圧力と流量の関係を示す図表である。
【図2】本発明の方法を実施するのに適した装置構成例
を示す模式図である。
【図3】ゾーン内の各バーナの空燃比および焚量を全バ
ーナ平均に対する比率で表わした図表であり、ηは空燃
比の比率、ζは焚量の比率である。
【図4】バーナ前圧力と流量の関係を示す図表である。
【符号の説明】
1 燃焼炉 2 バーナ 3,4 圧力引込導管 5 切替バルブ 6 圧力計 7 データ処理機

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料流量および空気流量が1系統にて制
    御される複数本のゾーン制御バーナのなかから燃焼異常
    のバーナを見付け出す異常バーナ検出方法であって、 複数本のバーナの各手前で各バーナの燃料圧力および空
    気圧力を検出し、その燃料圧力および空気圧力より推定
    した各バーナの空燃比および焚量に基づいて各バーナの
    燃焼状態を判定することを特徴とする異常バーナ検出方
    法。
JP7243714A 1995-08-28 1995-08-28 異常バーナ検出方法 Pending JPH0960867A (ja)

Priority Applications (1)

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JP7243714A JPH0960867A (ja) 1995-08-28 1995-08-28 異常バーナ検出方法

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