JPS60129524A - 火炎温度制御装置 - Google Patents
火炎温度制御装置Info
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- JPS60129524A JPS60129524A JP58237120A JP23712083A JPS60129524A JP S60129524 A JPS60129524 A JP S60129524A JP 58237120 A JP58237120 A JP 58237120A JP 23712083 A JP23712083 A JP 23712083A JP S60129524 A JPS60129524 A JP S60129524A
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- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 19
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
- F23N5/08—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements
- F23N5/082—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements using electronic means
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
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- Radiation Pyrometers (AREA)
- 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】
本発明は加熱炉等の火炉における火炎温度制御装置に関
するものである。
するものである。
加熱炉内においてスラブ処理を行うような場合、スラブ
の品質管理のために、炉内の各ゾーンを設定された温度
となるように制御する必要があり、このためには炉内温
度の検出と、その検出温度に基づく各部の燃料量と空気
量との割合の制御を行う必要がある。
の品質管理のために、炉内の各ゾーンを設定された温度
となるように制御する必要があり、このためには炉内温
度の検出と、その検出温度に基づく各部の燃料量と空気
量との割合の制御を行う必要がある。
こうした装置において、従来は炉内の温度を検出するた
めに熱電対を設けることが行われている。しかし、熱電
対による温度検出は、漠然と炉内の温度を検出するのみ
であるため、その検出された温度がそれが設置されてい
るゾーンにおける火炎温度なのか、或いは別のゾーンの
、影響によるものなのか、又は輻射熱によるもの −な
のか判然とせず、更に熱電対による温度検出自体正確な
検出が困難であることも原因して、熱電対の検出偏度に
基づき燃料量と空気量の割合を制御しても、炉内の各ゾ
ーンを設定された温度に制御することがむずかしいとい
う問題を有していた。
めに熱電対を設けることが行われている。しかし、熱電
対による温度検出は、漠然と炉内の温度を検出するのみ
であるため、その検出された温度がそれが設置されてい
るゾーンにおける火炎温度なのか、或いは別のゾーンの
、影響によるものなのか、又は輻射熱によるもの −な
のか判然とせず、更に熱電対による温度検出自体正確な
検出が困難であることも原因して、熱電対の検出偏度に
基づき燃料量と空気量の割合を制御しても、炉内の各ゾ
ーンを設定された温度に制御することがむずかしいとい
う問題を有していた。
本発明は、こうした実情に鑑みてなしたもので、バーナ
の燃焼火炎から発生するスペクトルを、光プローブ、光
ファイバ、光スキャナを介して分光分析装置に取り入れ
て分光し、その分光したスペクトルの強度によりスート
又はＣ１の発光特性を利用して電算機により火炎温度を
演算し、その演算結果に基づいて制御装置を介し燃料量
と空気量の調節を行って火炎温度の制御を行うようにす
ることにより、各バーナの火炎偏度を個別にしかも確実
に検出し、それにより火炎湿度を正確に制御することが
でき、しかも燃焼火炎のスペクトルによって火炎温度を
検出するようにしているために、光スキャナを設けて多
数のバーナの火炎温度の検出を１台の検出装置にて共用
させることができ、しかも高温部に設けられるものが光
プローブ、光ファイバのように故障しにくいものとなる
ために装置の安全上も図り得られる火炎温度制御装置を
提供することを目的とする。
の燃焼火炎から発生するスペクトルを、光プローブ、光
ファイバ、光スキャナを介して分光分析装置に取り入れ
て分光し、その分光したスペクトルの強度によりスート
又はＣ１の発光特性を利用して電算機により火炎温度を
演算し、その演算結果に基づいて制御装置を介し燃料量
と空気量の調節を行って火炎温度の制御を行うようにす
ることにより、各バーナの火炎偏度を個別にしかも確実
に検出し、それにより火炎湿度を正確に制御することが
でき、しかも燃焼火炎のスペクトルによって火炎温度を
検出するようにしているために、光スキャナを設けて多
数のバーナの火炎温度の検出を１台の検出装置にて共用
させることができ、しかも高温部に設けられるものが光
プローブ、光ファイバのように故障しにくいものとなる
ために装置の安全上も図り得られる火炎温度制御装置を
提供することを目的とする。
以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
２１図は本発明の一例を示すもので、加熱炉１内にゾー
ンＡ、Ｂに分けて設けられたバーナ２．２の燃焼火炎か
ら発生するスペクトルを集光する光プローブ３，３′、
及びスラブ等の被加熱材４の表面から発生するスペクト
ルを集光する光プローブ５１ｇをセンサとして設け、該
６光プローブ３，３，５．’５からのスペクトルを光フ
ァイバ６を介して光スキャナ７に導入するよう接続する
。更に、該光スキャナ７によって１１１１次スキャニン
グされたスペクトルを分光分析装Ｍ８に導いて３種類以
上のスペクトルに分解能２０ｎｍ程度の精度で分光し、
分光分析装置８内の光電素子及び増幅器を介してスペク
トル強度として電気信号に変換して電算ｌＪ９にインプ
ットするようにする。電算機９では、このスペクトル強
度を火炎偏度及び被加熱材表面温度にデータ処理し、こ
のデータに基づき、燃料量及び空気量が最適となるよう
に、制御装置１０を介して炉料管１１．１１に設けた燃
料量調節弁１２．１２、空気管１３ 、１３’ｌこ設け
た空気Ｉ調節ダンパ１４．１４’、及び排ガス供給管１
５．１５’ｌこ設けた排ガス循環用ガスダンパ１６．１
６の制御を行うよう構成する。
ンＡ、Ｂに分けて設けられたバーナ２．２の燃焼火炎か
ら発生するスペクトルを集光する光プローブ３，３′、
及びスラブ等の被加熱材４の表面から発生するスペクト
ルを集光する光プローブ５１ｇをセンサとして設け、該
６光プローブ３，３，５．’５からのスペクトルを光フ
ァイバ６を介して光スキャナ７に導入するよう接続する
。更に、該光スキャナ７によって１１１１次スキャニン
グされたスペクトルを分光分析装Ｍ８に導いて３種類以
上のスペクトルに分解能２０ｎｍ程度の精度で分光し、
分光分析装置８内の光電素子及び増幅器を介してスペク
トル強度として電気信号に変換して電算ｌＪ９にインプ
ットするようにする。電算機９では、このスペクトル強
度を火炎偏度及び被加熱材表面温度にデータ処理し、こ
のデータに基づき、燃料量及び空気量が最適となるよう
に、制御装置１０を介して炉料管１１．１１に設けた燃
料量調節弁１２．１２、空気管１３ 、１３’ｌこ設け
た空気Ｉ調節ダンパ１４．１４’、及び排ガス供給管１
５．１５’ｌこ設けた排ガス循環用ガスダンパ１６．１
６の制御を行うよう構成する。
前記電算４１９において、前記光プローブ３゜３′から
取り入れられて分光分析装置８により分光された燃焼火
炎のスペクトルの強度から火炎温度に変換する操作は、
炉内で生成されるスー） （０，０２〜０．０５μｌの
サブミクロンサイズの煤塵）が固体粒子であることに着
眼し、固体の連続スペクトルの特性を利用してスートの
黒体化度をスート密度として取扱うことによりデータ処
理を行う。又、この温度の算出は、０１発光が５ｖａｎ
システムである特性を利用する処理方法を採用すること
によって行っても良く、これはスートの発生が比較的に
少ないガス燃焼に対して有効である。
取り入れられて分光分析装置８により分光された燃焼火
炎のスペクトルの強度から火炎温度に変換する操作は、
炉内で生成されるスー） （０，０２〜０．０５μｌの
サブミクロンサイズの煤塵）が固体粒子であることに着
眼し、固体の連続スペクトルの特性を利用してスートの
黒体化度をスート密度として取扱うことによりデータ処
理を行う。又、この温度の算出は、０１発光が５ｖａｎ
システムである特性を利用する処理方法を採用すること
によって行っても良く、これはスートの発生が比較的に
少ないガス燃焼に対して有効である。
又、光プローブ５，５′から取り入れられて分光分析装
置δ８により分光された被加熱材４の表面からのスペク
トル強度による表面温度への変換も、被加熱材４の発光
スペクトルが連続スペクトルであることから、ｍｌ記火
炎一度と類似な変換手法で変換することができる。但し
、この場合、ガス燃焼火炎であると、被加熱材４の連続
スペクトルの内の火炎内の吸収波長域を除く任意の波長
を選んで灰色近似により容易に変換されるのに対し、重
油燃焼の場合はスートの吸収帯と被加熱材の連続スペク
トル帯が短波長域で重なるため、スートの粒住（０，０
２〜０．０５μｍ）を考慮して赤外域で尚且つ）１，０
、 ＣＯ，の吸収波長帯を除く波長域を選択して灰色
近似により変換する必要がある。
置δ８により分光された被加熱材４の表面からのスペク
トル強度による表面温度への変換も、被加熱材４の発光
スペクトルが連続スペクトルであることから、ｍｌ記火
炎一度と類似な変換手法で変換することができる。但し
、この場合、ガス燃焼火炎であると、被加熱材４の連続
スペクトルの内の火炎内の吸収波長域を除く任意の波長
を選んで灰色近似により容易に変換されるのに対し、重
油燃焼の場合はスートの吸収帯と被加熱材の連続スペク
トル帯が短波長域で重なるため、スートの粒住（０，０
２〜０．０５μｍ）を考慮して赤外域で尚且つ）１，０
、 ＣＯ，の吸収波長帯を除く波長域を選択して灰色
近似により変換する必要がある。
電算４３１９による温度検出から制御装置１０へのフィ
ードバックは、第２図に示すように火炎温度とバーナ空
気比及びガスミキシング率に相関性ぷ強い特性、及び被
加熱材４の表面温度が火炎からの輻射工渠ルギ−に対し
て依存度が高い点を利用して制御される。例えば、被加
熱材４の表面温度が所定の温度より高すぎる場合は、ｊ
ＪＦガス循環用ガスダンパ１６又は１６′を開けてガス
ミキシング率を増大させたり或いは空気Ｉｊｉ訓節ダン
パ１４又は１４′を開けて空気比を低下させることによ
り火炎温度を低下させる等の制御を行うことができる。
ードバックは、第２図に示すように火炎温度とバーナ空
気比及びガスミキシング率に相関性ぷ強い特性、及び被
加熱材４の表面温度が火炎からの輻射工渠ルギ−に対し
て依存度が高い点を利用して制御される。例えば、被加
熱材４の表面温度が所定の温度より高すぎる場合は、ｊ
ＪＦガス循環用ガスダンパ１６又は１６′を開けてガス
ミキシング率を増大させたり或いは空気Ｉｊｉ訓節ダン
パ１４又は１４′を開けて空気比を低下させることによ
り火炎温度を低下させる等の制御を行うことができる。
また、前記したように、光プローブ３ 、３’ 。
５．５及び光ファイバ６を介して取り入れたスペクトル
を光スキャナ７を介して分光分析装置８に導入するよう
にして温度検出を行うようにしているため、各バーナ２
，２の火炎温度及び被加熱材４の表面温度を１台の分光
分析装置８及び電Ｎ ａ１９により共用して検出するこ
とができ、−＃ｃ置の構成を簡略化することができる。
を光スキャナ７を介して分光分析装置８に導入するよう
にして温度検出を行うようにしているため、各バーナ２
，２の火炎温度及び被加熱材４の表面温度を１台の分光
分析装置８及び電Ｎ ａ１９により共用して検出するこ
とができ、−＃ｃ置の構成を簡略化することができる。
尚、本発明は上記実施例にのみ限定されるものではなく
加熱炉以外のバーナをもつ種々の火炉に適用し得ること
、上記実施例においては温度制御をゾーン毎に行う場合
について説明したが各バーナ毎に制御することもできる
こと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において
種々変更を加え得ること、等は勿論である。
加熱炉以外のバーナをもつ種々の火炉に適用し得ること
、上記実施例においては温度制御をゾーン毎に行う場合
について説明したが各バーナ毎に制御することもできる
こと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において
種々変更を加え得ること、等は勿論である。
」ニ述した如く、本発明の火炎温度制御装置によれば、
吹のような優れた効果を奏し得る。
吹のような優れた効果を奏し得る。
（１）火炎温度を燃焼火炎のスペクトルによって検出す
るようにしているので、火炎そのものの温度を個別に正
確に検出することができ、よって燃料量と空気量を調節
して火炎温度を正確に制御することができる。
るようにしているので、火炎そのものの温度を個別に正
確に検出することができ、よって燃料量と空気量を調節
して火炎温度を正確に制御することができる。
（ｉｉ）多数のバーナの火炎温度の検出を光スキャナを
設けることにより１台の検出装置にて共用して検出する
ことができる。
設けることにより１台の検出装置にて共用して検出する
ことができる。
（ロ）火炉の高？１Ｍ ｆｆ＋には単に光プローブ及び
光ファイバが配置されるのみであるため、故障が生じに
くく信頼性が向上される。
光ファイバが配置されるのみであるため、故障が生じに
くく信頼性が向上される。
第１図は本発明の一実施例を示す説明図、第２図は火炎
温度と空気比との関係を示すグラフである。 光プローブ、６は光ファイバ、７は光スキャナ、８は分
光分析装置、９は電算機、１ｏは制御装置、１ｚ、１ｉ
は燃料量調節弁、１４．１４’は空気量１１節ダンパ、
１６．１６は１１Ｆガス循環用ガスダンパを示す。 １１間 ｊｊ、Ｂ＋ −）ハ（ Ｒ々９！ｌｌ＠ ヘリ 〜ト 〕
温度と空気比との関係を示すグラフである。 光プローブ、６は光ファイバ、７は光スキャナ、８は分
光分析装置、９は電算機、１ｏは制御装置、１ｚ、１ｉ
は燃料量調節弁、１４．１４’は空気量１１節ダンパ、
１６．１６は１１Ｆガス循環用ガスダンパを示す。 １１間 ｊｊ、Ｂ＋ −）ハ（ Ｒ々９！ｌｌ＠ ヘリ 〜ト 〕
Claims (1)
- １）火炉に設けられるバーナの燃焼火炎から発生するス
ペクトルを集光する光プローブと、該光プローブからの
スペクトルを光ファイバを介して取り入れる光スキャナ
と、該光スキャナからのスペクトルを分光して電気信号
に変換する分光分析装置と、該分光分析装置からのスペ
クトル強度信号により火炎温度を演算する電算機と、諸
量ｘｓｌの演算結果に基づいて燃料量と空気量の調節を
行う制御装置を備えたことを特徴とする火炎温度制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58237120A JPS60129524A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | 火炎温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58237120A JPS60129524A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | 火炎温度制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60129524A true JPS60129524A (ja) | 1985-07-10 |
Family
ID=17010704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58237120A Pending JPS60129524A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | 火炎温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60129524A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02254220A (ja) * | 1989-03-28 | 1990-10-15 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | バーナの燃焼制御方法 |
| JPH03110320A (ja) * | 1989-09-22 | 1991-05-10 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ガス化燃料用バーナの燃焼制御方法 |
| JPH06264504A (ja) * | 1993-03-11 | 1994-09-20 | Tokuo Watanabe | ダイアフラム直結による鋼管柱の接合工法 |
| US5829962A (en) * | 1996-05-29 | 1998-11-03 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et, L'exploitation Des Procedes Georges | Method and apparatus for optical flame control of combustion burners |
| EP0930486A1 (fr) * | 1998-01-20 | 1999-07-21 | Auxitrol SA | Capteur de mesure d'une temperature et/ou d'une concentration |
| FR2773878A1 (fr) * | 1998-01-20 | 1999-07-23 | Auxitrol Sa | Capteur de mesure d'une temperature |
| US6045353A (en) * | 1996-05-29 | 2000-04-04 | American Air Liquide, Inc. | Method and apparatus for optical flame control of combustion burners |
| WO2012019951A1 (de) * | 2010-08-12 | 2012-02-16 | Sms Siemag Ag | Ofen, insbesondere tunnelofen, einer metallurgischen anlage und verfahren zur messung von temperaturen und stoffkonzentrationen in der ofenluft in dem ofen |
-
1983
- 1983-12-14 JP JP58237120A patent/JPS60129524A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02254220A (ja) * | 1989-03-28 | 1990-10-15 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | バーナの燃焼制御方法 |
| JPH03110320A (ja) * | 1989-09-22 | 1991-05-10 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ガス化燃料用バーナの燃焼制御方法 |
| JPH06264504A (ja) * | 1993-03-11 | 1994-09-20 | Tokuo Watanabe | ダイアフラム直結による鋼管柱の接合工法 |
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| US6045353A (en) * | 1996-05-29 | 2000-04-04 | American Air Liquide, Inc. | Method and apparatus for optical flame control of combustion burners |
| US6244857B1 (en) | 1996-05-29 | 2001-06-12 | American Air Liquide Inc. | Method and apparatus for optical flame control of combustion burners |
| EP0930486A1 (fr) * | 1998-01-20 | 1999-07-21 | Auxitrol SA | Capteur de mesure d'une temperature et/ou d'une concentration |
| FR2773879A1 (fr) * | 1998-01-20 | 1999-07-23 | Auxitrol Sa | Capteur de mesure d'une temperature |
| FR2773878A1 (fr) * | 1998-01-20 | 1999-07-23 | Auxitrol Sa | Capteur de mesure d'une temperature |
| WO2012019951A1 (de) * | 2010-08-12 | 2012-02-16 | Sms Siemag Ag | Ofen, insbesondere tunnelofen, einer metallurgischen anlage und verfahren zur messung von temperaturen und stoffkonzentrationen in der ofenluft in dem ofen |
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