JPS58168814A - 燃焼設備の空燃比制御方法 - Google Patents
燃焼設備の空燃比制御方法Info
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- JPS58168814A JPS58168814A JP5001582A JP5001582A JPS58168814A JP S58168814 A JPS58168814 A JP S58168814A JP 5001582 A JP5001582 A JP 5001582A JP 5001582 A JP5001582 A JP 5001582A JP S58168814 A JPS58168814 A JP S58168814A
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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
- F23N5/006—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties the detector being sensitive to oxygen
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は均熱炉、加熱炉、乾燥炉、反応炉等の燃焼設備
の空燃比制御方法に関し、主として熱効率の優れた方法
を提供することを目的とするものである。
の空燃比制御方法に関し、主として熱効率の優れた方法
を提供することを目的とするものである。
一般に燃焼設備において、燃料原単位の向上及び窒素酸
化物（ＮＯｘ ）の発生抑制の観点から排ガス中の酸素
濃度を測定し、その酸素濃度を空燃比制御系へフィード
バックし、設定酸素濃度目標値と一致するように制御す
ることは有効な制御方法として利用されている。而して
、より以上の省エネルギー効果を狙って空燃比制御系の
酸素濃度目標値を低くすると、未燃焼ガスの発生が多く
なり燃料損失の増加、アフターバーニング、黒煙発生等
の悪影響がでてくる。このため排ガス中の一酸化炭素濃
度を測定し、あらかじめ設定された限界−酸化炭素濃度
以上となった場合、空燃比調節計の出力を修正する制御
方法がある。
化物（ＮＯｘ ）の発生抑制の観点から排ガス中の酸素
濃度を測定し、その酸素濃度を空燃比制御系へフィード
バックし、設定酸素濃度目標値と一致するように制御す
ることは有効な制御方法として利用されている。而して
、より以上の省エネルギー効果を狙って空燃比制御系の
酸素濃度目標値を低くすると、未燃焼ガスの発生が多く
なり燃料損失の増加、アフターバーニング、黒煙発生等
の悪影響がでてくる。このため排ガス中の一酸化炭素濃
度を測定し、あらかじめ設定された限界−酸化炭素濃度
以上となった場合、空燃比調節計の出力を修正する制御
方法がある。
ところが未燃焼ガスの発生は燃焼負荷によって異なるた
め、実測酸素濃度が酸素濃度目標値より高い場合に、−
酸化炭素濃度測定値が限界〜酸化炭素１１度以上となる
と、空燃比制御系が不安定とナル。また、排ガス温度を
測定し、この排ガス温度から演算で求めた限界酸素濃度
及び限界−酸化炭素濃度を制御目標値として排ガスの酸
素濃度及び−酸化炭素濃度を測定して両者を前記制御目
標値と一致させるように空燃比制御と炉圧制御を行う制
御方法もある。ところが燃焼プロセスは複雑であり、実
際のプロセスに合った制御目標値を演算で求めることは
困難である。また炉圧制御は炎の方向性にも影響するた
め空燃比制御のみで変更することはできない。
め、実測酸素濃度が酸素濃度目標値より高い場合に、−
酸化炭素濃度測定値が限界〜酸化炭素１１度以上となる
と、空燃比制御系が不安定とナル。また、排ガス温度を
測定し、この排ガス温度から演算で求めた限界酸素濃度
及び限界−酸化炭素濃度を制御目標値として排ガスの酸
素濃度及び−酸化炭素濃度を測定して両者を前記制御目
標値と一致させるように空燃比制御と炉圧制御を行う制
御方法もある。ところが燃焼プロセスは複雑であり、実
際のプロセスに合った制御目標値を演算で求めることは
困難である。また炉圧制御は炎の方向性にも影響するた
め空燃比制御のみで変更することはできない。
前述の如き空燃比制御における技術的課題の解決に努力
した本発明者等は連続的に酸素濃度目標値を更新すると
云う新知見によシ前述の課題を解決した。
した本発明者等は連続的に酸素濃度目標値を更新すると
云う新知見によシ前述の課題を解決した。
以下本発明を均熱炉の燃焼設備を例として詳細に説明す
る。
る。
さて排ガス中の酸素濃度と未燃焼ガス濃度の測定である
が、ここで未燃焼ガスとは一酸化炭素（ＣＯ）。
が、ここで未燃焼ガスとは一酸化炭素（ＣＯ）。
水素（Ｈ２）Ｉ炭化水素（ＯＨ４等）の燃料の未燃焼成
分であり１両者の測定は、燃焼状態を代表する位置の必
要があり、均熱炉ではダウンティクがよい。
分であり１両者の測定は、燃焼状態を代表する位置の必
要があり、均熱炉ではダウンティクがよい。
この場合、略同−位置の排ガス中の酸素濃度と未燃焼ガ
ス濃度を測定するのが精度上好ましく、たとえば同じサ
ンプリングガスを同時に分析できる検出器を使用するの
がよい。測定位置が異なる場合は、それぞれの測定値が
同一の燃焼状態を代表している必要がある。
ス濃度を測定するのが精度上好ましく、たとえば同じサ
ンプリングガスを同時に分析できる検出器を使用するの
がよい。測定位置が異なる場合は、それぞれの測定値が
同一の燃焼状態を代表している必要がある。
以上のようにして測定された酸素濃度と未燃焼ガス濃度
とはプロセス毎にほぼ第１図のような関係かある。ここ
で曲線Ｍ、は平均的特性を示す。この平均的特性では１
％付近から未燃焼ガスが発生し始めて燃焼状態が悪くな
るため、従来は酸素濃度目標値を１％程度とした。とこ
ろが実際には酸素と未燃焼ガスとの関係は一義的には決
まらず。
とはプロセス毎にほぼ第１図のような関係かある。ここ
で曲線Ｍ、は平均的特性を示す。この平均的特性では１
％付近から未燃焼ガスが発生し始めて燃焼状態が悪くな
るため、従来は酸素濃度目標値を１％程度とした。とこ
ろが実際には酸素と未燃焼ガスとの関係は一義的には決
まらず。
燃焼負荷、燃料組成の変動によって第１図破勝Ｍ２−Ｍ
、のように変化するため、１％以上で未燃焼ガ□ スが発生し、燃焼状態の悪い場合もあり、葦だ、 １
もつと低い酸素濃度目標値でも未燃焼ガスが発生しない
場合もある。このため、低い酸素濃度でかつ未燃焼ガス
発生の少ない良好な燃焼状態は酸素濃度目標値を固足す
る方式では得られず、また演算で酸素濃度目標値を求め
ることも困難である。
、のように変化するため、１％以上で未燃焼ガ□ スが発生し、燃焼状態の悪い場合もあり、葦だ、 １
もつと低い酸素濃度目標値でも未燃焼ガスが発生しない
場合もある。このため、低い酸素濃度でかつ未燃焼ガス
発生の少ない良好な燃焼状態は酸素濃度目標値を固足す
る方式では得られず、また演算で酸素濃度目標値を求め
ることも困難である。
そこで本発明は当該プロセス毎に求められる酸素濃度と
未燃焼ガスの相関に基づいて実測未燃焼ガス濃度で酸素
濃度目標値補正量を求め設定酸素濃度目標値に加えるこ
とによって、未燃焼ガス濃度を常に限界イー以内に抑え
る最適酸素濃度目標値を自動的に設定できるようにした
。
未燃焼ガスの相関に基づいて実測未燃焼ガス濃度で酸素
濃度目標値補正量を求め設定酸素濃度目標値に加えるこ
とによって、未燃焼ガス濃度を常に限界イー以内に抑え
る最適酸素濃度目標値を自動的に設定できるようにした
。
その動作は次のようになる。第１図において、０点で良
好に燃焼中のものか燃焼状態の変化で０点となった場合
、その時の未燃焼ガス濃度に応じて酸素濃度目標値が補
正され０点の良い燃焼状態に戻る。つまシ、自動的に最
適酸素濃度目標値に制御される。また次のような制御性
の改嵜も得られる。実測酸素濃度が酸素濃度目標値よシ
低くなって未燃焼ガスが発生した場合、未燃焼ガス濃度
に応じて酸素濃度目標値が補正さｎ、制御偏差が大きく
なり応答性が改善される。つま９プロセス状態に応じた
可変ゲイン特性７持っていることになる。
好に燃焼中のものか燃焼状態の変化で０点となった場合
、その時の未燃焼ガス濃度に応じて酸素濃度目標値が補
正され０点の良い燃焼状態に戻る。つまシ、自動的に最
適酸素濃度目標値に制御される。また次のような制御性
の改嵜も得られる。実測酸素濃度が酸素濃度目標値よシ
低くなって未燃焼ガスが発生した場合、未燃焼ガス濃度
に応じて酸素濃度目標値が補正さｎ、制御偏差が大きく
なり応答性が改善される。つま９プロセス状態に応じた
可変ゲイン特性７持っていることになる。
第２図は前記未燃焼ガス濃度（ｐｐｍ）と酸素濃度目標
値補正蓋０□８２（（５）との相関を当該プロセスにつ
いて求めたグラフであり、このようなグラフは当該プロ
セス毎に設備条件、操業条件等から燃焼理論を基盤とし
て経験的に求めておくことが可能である。
値補正蓋０□８２（（５）との相関を当該プロセスにつ
いて求めたグラフであり、このようなグラフは当該プロ
セス毎に設備条件、操業条件等から燃焼理論を基盤とし
て経験的に求めておくことが可能である。
また本発明では前記補正に加えて燃料流量によっても酸
素濃度目標値補正′を行う。これは燃料流量が低くなる
と、計装装置の各種誤差が大きくなって、プロセスゲイ
ンも変化するため、酸素濃度制御性が悪くなり、未燃焼
ガス発生確率が高くなることを避けるためである。この
特性は各燃焼設備によって異なるため、当該プロセス毎
に経験値から設定される燃料流量と酸素濃度の相関に基
づく実測燃料流量から酸素濃度目標値補正蓋を求め設定
酸素濃度目標値に加えることによって、−禾燃焼ガス元
生勿フィードフォワード的に防止するようにした。
素濃度目標値補正′を行う。これは燃料流量が低くなる
と、計装装置の各種誤差が大きくなって、プロセスゲイ
ンも変化するため、酸素濃度制御性が悪くなり、未燃焼
ガス発生確率が高くなることを避けるためである。この
特性は各燃焼設備によって異なるため、当該プロセス毎
に経験値から設定される燃料流量と酸素濃度の相関に基
づく実測燃料流量から酸素濃度目標値補正蓋を求め設定
酸素濃度目標値に加えることによって、−禾燃焼ガス元
生勿フィードフォワード的に防止するようにした。
第３図は燃料流量（Ｎｎｌ／ｈｒ ）と酸素濃反目標値
補正量０２ｓ３（％）との相関を示すグラフであり、前
述の如く当該プロセス毎に経験値からあらかじめ求めて
おくことが可能であり、設備条件、操業条件か変るごと
に相関を調査して精度を上げておくことが望ましい。
補正量０２ｓ３（％）との相関を示すグラフであり、前
述の如く当該プロセス毎に経験値からあらかじめ求めて
おくことが可能であり、設備条件、操業条件か変るごと
に相関を調査して精度を上げておくことが望ましい。
次に第４図は本発明の１実施例方法に粋ける装置構成を
示すブロック図である。均熱炉の温度制御系について説
明する。コ、は均熱炉の排ガス流路であり、該流路１に
設けられた温度検出器２により炉内温度を検出し炉内温
度調節計３に入力する。
示すブロック図である。均熱炉の温度制御系について説
明する。コ、は均熱炉の排ガス流路であり、該流路１に
設けられた温度検出器２により炉内温度を検出し炉内温
度調節計３に入力する。
炉内温度調節計３は設定炉内温度Ｔｓと検出炉内温度か
ら燃料流量を設定する。燃料に菫調節計４は燃料流量設
定値となるように燃料流量検出器５゜燃料＃ｉ、量調節
弁６によって燃料流量を制御する。
ら燃料流量を設定する。燃料に菫調節計４は燃料流量設
定値となるように燃料流量検出器５゜燃料＃ｉ、量調節
弁６によって燃料流量を制御する。
一方燃料流Ｍ′設定信号は、空燃比乗算器７へも人力さ
れ、空燃比乗算器７は燃料流量設定信号で空燃比を乗算
し、空気流１４′全設定する。空気流量調節計８は空気
流前設定値となるように空気流量検出器９．空気流量調
節弁１０によって空気流量を制御する。以上のような温
度制御系によって炉内温度を設定値に保つ。
れ、空燃比乗算器７は燃料流量設定信号で空燃比を乗算
し、空気流１４′全設定する。空気流量調節計８は空気
流前設定値となるように空気流量検出器９．空気流量調
節弁１０によって空気流量を制御する。以上のような温
度制御系によって炉内温度を設定値に保つ。
次に本発明にかかわる酸素濃度制御方法について説明す
る。排ガス中の酸素濃度、未燃焼ガス濃度検出器１１で
実測された酸素濃度は変換器１２でリニアライズ及び電
流変換され空燃比調節計１３に入力される。空燃比調節
計１３の酸素濃度目標値０２Ｓば、設定酸素濃度目標値
０□Ｓ１と実測未燃焼ガス濃度から求めた補正量０２８
２と実測燃料流量から求めた補正量０２８３を加算器１
４で加算されたものが入力される。空燃比調節計１３ｉ
Ｊ：前記酸素濃度目標値０２Ｓと実測酸素濃度との差異
を少なくするような空・燃比を出力し、その出力は空燃
比乗算器７へ大月される。
る。排ガス中の酸素濃度、未燃焼ガス濃度検出器１１で
実測された酸素濃度は変換器１２でリニアライズ及び電
流変換され空燃比調節計１３に入力される。空燃比調節
計１３の酸素濃度目標値０２Ｓば、設定酸素濃度目標値
０□Ｓ１と実測未燃焼ガス濃度から求めた補正量０２８
２と実測燃料流量から求めた補正量０２８３を加算器１
４で加算されたものが入力される。空燃比調節計１３ｉ
Ｊ：前記酸素濃度目標値０２Ｓと実測酸素濃度との差異
を少なくするような空・燃比を出力し、その出力は空燃
比乗算器７へ大月される。
前記設定酸素濃度目標値Ｏ□Ｓ、は次のようにして設定
する。即ち第３図の曲線Ｍ、のような低い酸素濃度でも
未燃焼ガス発生の少ない特１生において許容未燃焼ガス
濃度を定め、該未燃焼ガス濃度となるときの酸素濃度に
０２ｓ＋とする。本発明における］実施例として０２８
．は０．５％として良い結果を得た。禾燃焼カス＃度に
よる補正量０□Ｓ２について説明する。未燃焼ガス濃度
は酸素濃度、未燃焼ガス濃度検出器１１で実測され、変
換器１５に入力され変換された出力は補正演算器１６へ
入力される。
する。即ち第３図の曲線Ｍ、のような低い酸素濃度でも
未燃焼ガス発生の少ない特１生において許容未燃焼ガス
濃度を定め、該未燃焼ガス濃度となるときの酸素濃度に
０２ｓ＋とする。本発明における］実施例として０２８
．は０．５％として良い結果を得た。禾燃焼カス＃度に
よる補正量０□Ｓ２について説明する。未燃焼ガス濃度
は酸素濃度、未燃焼ガス濃度検出器１１で実測され、変
換器１５に入力され変換された出力は補正演算器１６へ
入力される。
補正演算器１６では第２図のような補正演算が行なわれ
補正量０２ Ｓ２が求められる。
補正量０２ Ｓ２が求められる。
次に燃料流量による補正値０２Ｓ、について説明する。
燃料流量検出器５によって実測された燃料流量は補正演
算器１７へも入力され、補正演算器１７では第３図のよ
うな補正演算が行なわれ、補正量０２Ｓ３が求められる
。以上のように空燃比制御系において、実測未燃焼カス
濃度と、実測燃料流量とで設定酸素濃度目標値を補正す
ることによって。
算器１７へも入力され、補正演算器１７では第３図のよ
うな補正演算が行なわれ、補正量０２Ｓ３が求められる
。以上のように空燃比制御系において、実測未燃焼カス
濃度と、実測燃料流量とで設定酸素濃度目標値を補正す
ることによって。
酸素濃度目標値が自動的に最適値に制御され、また応答
性も改善でき、常に最適燃焼状態が得られるため省エネ
ルギー低ＮＯＸ操業に大きな効果が期待できる。
性も改善でき、常に最適燃焼状態が得られるため省エネ
ルギー低ＮＯＸ操業に大きな効果が期待できる。
第１図は酸素濃度と未燃焼ガス濃度との関係を示すグラ
フ、第２図は未燃焼ガス濃度と酸素濃度目標値補正量と
の関係ヲ示すグラフ、第３図は燃料流量による酸素濃度
目標値補正量との関係を示すグラフ、第４図は本発明方
法を実施するための設備の概略ブロック線図である。
フ、第２図は未燃焼ガス濃度と酸素濃度目標値補正量と
の関係ヲ示すグラフ、第３図は燃料流量による酸素濃度
目標値補正量との関係を示すグラフ、第４図は本発明方
法を実施するための設備の概略ブロック線図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 設定炉内温度を目標値として炉内温度を実測し燃料流量
および空気流量を制御する燃焼設備の空燃比制御方法に
おいて燃焼排ガス流路で酸素濃度と未燃焼ガス濃度を略
同−位置でサンプリング測定し、あらかじめ当該プロセ
ス毎に求められている酸素濃度と未燃焼ガス濃度の相関
に基づく酸素＃度目標値補正量を前記実測未燃焼ガス濃
度から求めると共に、さらに当該プロセス毎に経験値か
ら設定される燃料流量と酸素濃度の相関に基づき実測燃
料流量から酸素濃度目標値補正量を求め。 設定酸素濃度目標値に前記両袖正量を加えて連続的に酸
素濃度目標値を更新し、該目標値と前記実測酸素濃度と
の差異を少なくするように空燃比を制御することを特徴
とする燃焼設備の空燃比制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5001582A JPS58168814A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | 燃焼設備の空燃比制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5001582A JPS58168814A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | 燃焼設備の空燃比制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58168814A true JPS58168814A (ja) | 1983-10-05 |
| JPH028213B2 JPH028213B2 (ja) | 1990-02-22 |
Family
ID=12847165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5001582A Granted JPS58168814A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | 燃焼設備の空燃比制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58168814A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6082719A (ja) * | 1983-10-14 | 1985-05-10 | Mitsubishi Electric Corp | ボイラの排ガス低酸素燃焼制御装置 |
| JPS62266319A (ja) * | 1986-05-14 | 1987-11-19 | Rinnai Corp | 燃焼装置 |
| JPS62266318A (ja) * | 1986-05-13 | 1987-11-19 | Rinnai Corp | 燃焼装置 |
| WO2024048029A1 (ja) * | 2022-08-31 | 2024-03-07 | 中外炉工業株式会社 | 燃焼設備の燃焼制御方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04162807A (ja) * | 1990-10-26 | 1992-06-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 混合装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6247926A (ja) * | 1985-08-27 | 1987-03-02 | 三菱電機株式会社 | 回路しや断器 |
| JPS6360287A (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-16 | Dowa Teppun Kogyo Kk | 耐蝕性に優れた冷間成形用ばね鋼およびその製造方法ならびにその製造装置 |
-
1982
- 1982-03-30 JP JP5001582A patent/JPS58168814A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6247926A (ja) * | 1985-08-27 | 1987-03-02 | 三菱電機株式会社 | 回路しや断器 |
| JPS6360287A (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-16 | Dowa Teppun Kogyo Kk | 耐蝕性に優れた冷間成形用ばね鋼およびその製造方法ならびにその製造装置 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6082719A (ja) * | 1983-10-14 | 1985-05-10 | Mitsubishi Electric Corp | ボイラの排ガス低酸素燃焼制御装置 |
| JPH0215774B2 (ja) * | 1983-10-14 | 1990-04-13 | Mitsubishi Electric Corp | |
| JPS62266318A (ja) * | 1986-05-13 | 1987-11-19 | Rinnai Corp | 燃焼装置 |
| JPH0378528B2 (ja) * | 1986-05-13 | 1991-12-16 | Rinnai Kk | |
| JPS62266319A (ja) * | 1986-05-14 | 1987-11-19 | Rinnai Corp | 燃焼装置 |
| JPH0454134B2 (ja) * | 1986-05-14 | 1992-08-28 | Rinnai Kk | |
| WO2024048029A1 (ja) * | 2022-08-31 | 2024-03-07 | 中外炉工業株式会社 | 燃焼設備の燃焼制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH028213B2 (ja) | 1990-02-22 |
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