JPS5813809B2 - 低過剰空気による燃焼制御方法 - Google Patents
低過剰空気による燃焼制御方法Info
- Publication number
- JPS5813809B2 JPS5813809B2 JP51137387A JP13738776A JPS5813809B2 JP S5813809 B2 JPS5813809 B2 JP S5813809B2 JP 51137387 A JP51137387 A JP 51137387A JP 13738776 A JP13738776 A JP 13738776A JP S5813809 B2 JPS5813809 B2 JP S5813809B2
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- δmv
- combustion
- control
- load
- signal
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N1/00—Regulating fuel supply
- F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
- F23N1/022—Regulating fuel supply conjointly with air supply using electronic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
- F23N2223/36—PID signal processing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2225/00—Measuring
- F23N2225/08—Measuring temperature
- F23N2225/16—Measuring temperature burner temperature
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は鋼材加熱炉等における燃焼制御において空気先
行制御を行なうことにより低過剰空気率による燃焼を可
能ならしめた低過剰空気燃焼制御方法に関する。
行制御を行なうことにより低過剰空気率による燃焼を可
能ならしめた低過剰空気燃焼制御方法に関する。
鋼材加熱炉の燃焼制御方法は、加熱炉の加熱パターン、
負荷の変動量（例えば燃料流量の制御出力の変化分）及
び該変動の周期、燃料の種類等加熱炉の仕様に応じて適
当゛な制御方法が選択されているが、燃料一空気ガスケ
ード制御或いは、燃料空気同時制御が一般的に行なわれ
ている。
負荷の変動量（例えば燃料流量の制御出力の変化分）及
び該変動の周期、燃料の種類等加熱炉の仕様に応じて適
当゛な制御方法が選択されているが、燃料一空気ガスケ
ード制御或いは、燃料空気同時制御が一般的に行なわれ
ている。
ところがこれらの燃焼制御方法では負荷変動が比較的大
きい場合には、燃料と空気の流量制御系の応答特性の差
異に起用して、一時的に低過剰空気燃焼となり、黒煙が
発生し易くなるため、常に高い空気過剰率で操業せざる
を得す、ＮＯｘ発生量の増大をまねいていた。
きい場合には、燃料と空気の流量制御系の応答特性の差
異に起用して、一時的に低過剰空気燃焼となり、黒煙が
発生し易くなるため、常に高い空気過剰率で操業せざる
を得す、ＮＯｘ発生量の増大をまねいていた。
一方、近年、排ガス中のＮＯｘ発生量抑制等の要求が強
まり、低過剰空気燃焼が加燃炉或いはボイラーの設計に
おいて必要欠くべからざるものとなってきた。
まり、低過剰空気燃焼が加燃炉或いはボイラーの設計に
おいて必要欠くべからざるものとなってきた。
本発明者等は前記黒煙発生の原因が燃料及び空気調節系
の応答速度の差と負荷信号の変動幅の両方に関係がある
ことをつきとめ、これを防止するために、負荷信号の変
化方向及び変動幅に応じて空気調節弁制御信号に適当な
値を負荷の変動に対して先行加算し、負荷変動時に一時
的に空気先行制御を行なわせる方法を提供するものであ
る。
の応答速度の差と負荷信号の変動幅の両方に関係がある
ことをつきとめ、これを防止するために、負荷信号の変
化方向及び変動幅に応じて空気調節弁制御信号に適当な
値を負荷の変動に対して先行加算し、負荷変動時に一時
的に空気先行制御を行なわせる方法を提供するものであ
る。
以下、本発明を図面により詳細に説明する。
第１図は燃焼制御系の系統図で、第２図は燃料流量制御
信号の変動量（ΔＭＶ）に対するフイードフオード強さ
（Ｙ）の変化を示したものである。
信号の変動量（ΔＭＶ）に対するフイードフオード強さ
（Ｙ）の変化を示したものである。
第１図で、１は加熱炉、２は鋼材、３は燃料、空気混合
形バーナー、４は鋼材表面温度測定用の放射温度計、５
は電圧電流変換器である。
形バーナー、４は鋼材表面温度測定用の放射温度計、５
は電圧電流変換器である。
該放射温度計４の出力信号Ａを電圧電流変換器５を介し
て燃料流量指示調節計６へ入力し、ＰＩＤ演算（制御偏
差に対して行なう制御演算）の後、電空変換器７を介し
て燃料流量調節弁８を制御する。
て燃料流量指示調節計６へ入力し、ＰＩＤ演算（制御偏
差に対して行なう制御演算）の後、電空変換器７を介し
て燃料流量調節弁８を制御する。
９は燃料流量測定用オリフイス、１０は差圧電流変換器
（ΔＰ／Ｉ）で、燃料流量に対応した測定信号を出力す
る。
（ΔＰ／Ｉ）で、燃料流量に対応した測定信号を出力す
る。
該測定信号Ｂは、比率バイアス設定器１１によって予め
設定された空気過剰率により空気流量設定信号を計算し
、該空気流設定信号を空気流量指示調節計１２へ入力す
る。
設定された空気過剰率により空気流量設定信号を計算し
、該空気流設定信号を空気流量指示調節計１２へ入力す
る。
１３は空気流量測定用オリフイスで差圧が差圧電流変換
器１４を経て、前記空気流量調節計１２へフィードバッ
クされる。
器１４を経て、前記空気流量調節計１２へフィードバッ
クされる。
該空気流量調節計１２は前記比率バイアス設定器１１の
出力と空気流量信号Ｃとにより、ＰＩＤ演算を行ない、
空気流量調節弁１５へ制御出力を与える。
出力と空気流量信号Ｃとにより、ＰＩＤ演算を行ない、
空気流量調節弁１５へ制御出力を与える。
以上は従来のカスケード制御法である。
以下、本発明を第１図、第２図によって説明する。
１６は負荷信号が増方向或いは減方向のいずれの状態で
あるかを燃料流量調節計６の制御出力信号の単位時間当
りの変化分等により判断し、同時に、単位時間当りの負
荷信号変動量ΔＭＶを演算する負荷変動量判別器である
。
あるかを燃料流量調節計６の制御出力信号の単位時間当
りの変化分等により判断し、同時に、単位時間当りの負
荷信号変動量ΔＭＶを演算する負荷変動量判別器である
。
１７は負荷信号の変動量ΔＭＶが許容変動範囲（士７）
内にあるか否かを判定する上下限設定器である。
内にあるか否かを判定する上下限設定器である。
１８は掛算器で、負荷変動量判別器１６から負荷の変動
量ΔＭＶに相当する信号を受け、該負荷変動量判別器１
６及び上下限設定器１７よりそれぞれ負荷変動量ΔＭＶ
及び負荷変動量の上限或いは下限接点の２つの信号を入
力して負荷変動方向の正負に応じてそれぞれ異なったフ
イードフォワード強度係数Ｋ１，Ｋ２を負荷変動量ΔＭ
Ｖに乗じ、その演算結果（７）Ｙ＝Ｋｘ（ＪＭＶ）２”
ｌ（但しΔＭｖ≧０の場合、Ｋ＝Ｋ１，ΔＭＶ＜Ｏの場
合Ｋ＝Ｋ２またｎは零もしくは正の整数とする。
量ΔＭＶに相当する信号を受け、該負荷変動量判別器１
６及び上下限設定器１７よりそれぞれ負荷変動量ΔＭＶ
及び負荷変動量の上限或いは下限接点の２つの信号を入
力して負荷変動方向の正負に応じてそれぞれ異なったフ
イードフォワード強度係数Ｋ１，Ｋ２を負荷変動量ΔＭ
Ｖに乗じ、その演算結果（７）Ｙ＝Ｋｘ（ＪＭＶ）２”
ｌ（但しΔＭｖ≧０の場合、Ｋ＝Ｋ１，ΔＭＶ＜Ｏの場
合Ｋ＝Ｋ２またｎは零もしくは正の整数とする。
）で演算される演算結果Ｙをフイードフォワード信号と
して加算器１９に入力する。
して加算器１９に入力する。
加算器１９は空気調節計１２からの空気流量調節弁１５
の操作出力に該フイードフォワード信号を加算し、空気
先行制御を行なわせる。
の操作出力に該フイードフォワード信号を加算し、空気
先行制御を行なわせる。
以上のフイードフォワード制御の様子をｎ＝０、即ちＹ
＝ Ｋ ｘ ＩＭ Ｖの場合について第２図のグラフ
にもとづき説明すると掛算器１８において負荷変動量Δ
ＭＶが負荷の許容変動範囲の設定値δに対して、一δ／
２くΔＭＶ＜δ／２であれば第２図の矢印ａ，ｂのよう
にＹ＝Ｏとし、１ΔＭＶＩ≧δ／２であれば第２図の矢
印ｃ，ｄｅ，ｆのようにＹ＝Ｋ・ΔＭＶとする。
＝ Ｋ ｘ ＩＭ Ｖの場合について第２図のグラフ
にもとづき説明すると掛算器１８において負荷変動量Δ
ＭＶが負荷の許容変動範囲の設定値δに対して、一δ／
２くΔＭＶ＜δ／２であれば第２図の矢印ａ，ｂのよう
にＹ＝Ｏとし、１ΔＭＶＩ≧δ／２であれば第２図の矢
印ｃ，ｄｅ，ｆのようにＹ＝Ｋ・ΔＭＶとする。
また、１ΔＭＶＩ≧δ／２の状態から、
１ΔＭＶＩ＜δ／２の状態に復帰しても、ΔＭＶの符号
が反転する迄は矢印ｇ，ｈのように、Ｙ一Ｋ・ΔＭＶと
してフイードフォワードを継続する。
が反転する迄は矢印ｇ，ｈのように、Ｙ一Ｋ・ΔＭＶと
してフイードフォワードを継続する。
これは境界値±δ／２付近で空気流量制御系がハンチン
グ（境界値近辺における空気流量調節弁の不安定動作）
することを防止するためである。
グ（境界値近辺における空気流量調節弁の不安定動作）
することを防止するためである。
２０は燃料調節弁の急激な変動を防ぐためのリミツター
（信号制限器）であり、通常は全開に対して例えば３０
〜５０％に設定して燃料流量調節計６の設定による変動
量を制限し燃料流量調節弁８の急激な変動によって生じ
る問題をなくす。
（信号制限器）であり、通常は全開に対して例えば３０
〜５０％に設定して燃料流量調節計６の設定による変動
量を制限し燃料流量調節弁８の急激な変動によって生じ
る問題をなくす。
以上のフイードフォワード処理により、負荷変動量１Δ
ＭＶ＋が第２図のδ／２を超えた領域で増減を繰返して
いる場合、及びδ／２を超えた領域から０点まで戻りつ
つある状態にある場合に、負荷変動幅に応じた量だけ燃
料に対して空気を先行制御することができる。
ＭＶ＋が第２図のδ／２を超えた領域で増減を繰返して
いる場合、及びδ／２を超えた領域から０点まで戻りつ
つある状態にある場合に、負荷変動幅に応じた量だけ燃
料に対して空気を先行制御することができる。
第３図は、負荷変動量判別器１６、上下限設定器１７、
掛算器１８、及び加算器１９の出力信号の変化をタイム
チャート上に示したものである。
掛算器１８、及び加算器１９の出力信号の変化をタイム
チャート上に示したものである。
本制御方式を負荷変動の比較的大きな加熱炉に適用する
ことにより、燃料原単位の低減のみならず、黒煙発生の
防止が可能である。
ことにより、燃料原単位の低減のみならず、黒煙発生の
防止が可能である。
本制御方式はアナログ計装で構成することができるが、
マイクロコンピュータもしくはミニコンピュータを使っ
て、ＤＤＣ制御（Ｄｉｒｅｃｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏ
ｎｔｒｏｌ）により実現することも可能である。
マイクロコンピュータもしくはミニコンピュータを使っ
て、ＤＤＣ制御（Ｄｉｒｅｃｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏ
ｎｔｒｏｌ）により実現することも可能である。
一般的には後者の方が前者に比べて高度の判断機能及び
高速処理の両面においてより効果的である。
高速処理の両面においてより効果的である。
なお負荷信号として燃料流量調節計６のＰＩＤ演算出力
を採用しているが、手動設定器やプログラム設定器を使
用しているシステムにおいては設定信号そのものを負荷
信号として、同様の空気先行制御を行なうことが可能で
ある。
を採用しているが、手動設定器やプログラム設定器を使
用しているシステムにおいては設定信号そのものを負荷
信号として、同様の空気先行制御を行なうことが可能で
ある。
第１図は本発明方法を実施する装置の一例を略示した図
、第２図は、フイードフォワード制御の様子を示すグラ
フ、第３図は、負荷変動量判別器等の出力信号の変化を
タイムチャート上に示した図である。 １６；負荷変動量判別器、１７；上下限設定器、１８；
掛算器、１９；加算器、２０；リミツター。
、第２図は、フイードフォワード制御の様子を示すグラ
フ、第３図は、負荷変動量判別器等の出力信号の変化を
タイムチャート上に示した図である。 １６；負荷変動量判別器、１７；上下限設定器、１８；
掛算器、１９；加算器、２０；リミツター。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 加熱炉、ボイラー等の燃焼制御に於いて、燃焼負荷
の増加方向及び減少方向各個別のフイードフォワード強
度係数Ｋ１， Ｋ２および燃焼負荷の変動量（ΔＭＶ）
の変動許容幅δを予め定めておき、燃焼負荷の変動量（
ΔＭＶ）が （１）一一δくΔＭＶ＜Σδの場合は Ｏ（ｉｉ）
ｌΔＭＶ＋≧フδの場合は ΔＭＶ＞０ならばＫｌ ” （ΔＭＶ）２ｎ＋１ΔＭＶ
〈０ならばＫ２・（ΔＭＶ）２ｎ＋１（ここでｎは零ま
たは正の整数） なるフイードフォワード信号を燃料制御系もしくは燃焼
空気制御系のいずれか一方の制御出力に加算すること、
および燃焼負荷の変動量１ΔＭＶＩが１δを超える領域
から１δ以下の領域に復帰し２２ た場合に限りΔＭＶ＝Ｏの位置を通過するまでは、前記
（１１）に示すＫ１，Ｋ２により定められるフイードフ
ォワード信号を前記制御出力に加算しつづけることを特
徴とする低過剰空気による燃焼制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51137387A JPS5813809B2 (ja) | 1976-11-17 | 1976-11-17 | 低過剰空気による燃焼制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51137387A JPS5813809B2 (ja) | 1976-11-17 | 1976-11-17 | 低過剰空気による燃焼制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5363626A JPS5363626A (en) | 1978-06-07 |
| JPS5813809B2 true JPS5813809B2 (ja) | 1983-03-16 |
Family
ID=15197488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51137387A Expired JPS5813809B2 (ja) | 1976-11-17 | 1976-11-17 | 低過剰空気による燃焼制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5813809B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61174004A (ja) * | 1985-01-30 | 1986-08-05 | Nippon Steel Corp | 中空円筒状物品の搬送・貯蔵設備 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02130317A (ja) * | 1988-11-07 | 1990-05-18 | Osaka Gas Co Ltd | ガス燃焼システム |
| JPH03158618A (ja) * | 1989-11-16 | 1991-07-08 | Mitsubishi Electric Corp | 液体燃料燃焼装置の燃焼制御方法 |
| JP2002222654A (ja) * | 2001-01-26 | 2002-08-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池用集電体とそれを備えた電池および鉛蓄電池 |
-
1976
- 1976-11-17 JP JP51137387A patent/JPS5813809B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61174004A (ja) * | 1985-01-30 | 1986-08-05 | Nippon Steel Corp | 中空円筒状物品の搬送・貯蔵設備 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5363626A (en) | 1978-06-07 |
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