JPS6020651B2 - 加熱炉等の燃焼制御方法 - Google Patents
加熱炉等の燃焼制御方法Info
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- JPS6020651B2 JPS6020651B2 JP12123876A JP12123876A JPS6020651B2 JP S6020651 B2 JPS6020651 B2 JP S6020651B2 JP 12123876 A JP12123876 A JP 12123876A JP 12123876 A JP12123876 A JP 12123876A JP S6020651 B2 JPS6020651 B2 JP S6020651B2
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- Japan
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- furnace
- flow rate
- air
- atmosphere
- combustion control
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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
- F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、加熱炉等の操業において、その炉内雰囲気を
所定の雰囲気に制御する燃焼制御方法に関するものであ
る。
所定の雰囲気に制御する燃焼制御方法に関するものであ
る。
加熱炉の操業において、炉内の雰囲気、特にガス成分を
所定範囲内に制御することは、燃料原単位の向上および
窒素酸化物の抑制の葱馬点から極めて重要である。
所定範囲内に制御することは、燃料原単位の向上および
窒素酸化物の抑制の葱馬点から極めて重要である。
又、子熱帯、加熱帯、灼熱帯からなる連続式加熱炉等に
おいては、被加熱材のスケール発生の抑制をはかるため
に、均熱帯を還元性雰囲気とし、加熱帯を酸化性雰囲気
とし、炉全体として子熱帯において低酸化性（低酸素）
雰囲気とするような燃焼が好ましい操業形態として用い
られている。
おいては、被加熱材のスケール発生の抑制をはかるため
に、均熱帯を還元性雰囲気とし、加熱帯を酸化性雰囲気
とし、炉全体として子熱帯において低酸化性（低酸素）
雰囲気とするような燃焼が好ましい操業形態として用い
られている。
一方、従来において、加熱炉の燃焼制御方法として、炉
内温度を設定温度に一致させることを目的とした温度制
御方式による燃焼制御いわゆるＡＣＣが一般的に行なわ
れているが、このＡＣＣは炉内温度を所定値に制御する
ことはできるが、このときの炉内雰囲気、とくに炉内ガ
ス成分の変動までは制御できない。本発明は、上記の点
に鑑み、炉内温度を所定温度に制御すると共に、炉内雰
囲気をも所定範囲に保つように制御する燃焼制御方法を
提供することを目的とする。
内温度を設定温度に一致させることを目的とした温度制
御方式による燃焼制御いわゆるＡＣＣが一般的に行なわ
れているが、このＡＣＣは炉内温度を所定値に制御する
ことはできるが、このときの炉内雰囲気、とくに炉内ガ
ス成分の変動までは制御できない。本発明は、上記の点
に鑑み、炉内温度を所定温度に制御すると共に、炉内雰
囲気をも所定範囲に保つように制御する燃焼制御方法を
提供することを目的とする。
この目的を達成するための本発明の要旨は、温度制御方
式による燃焼制御装置を備えた加熱炉の操業において、
炉内ガス中の酸素０２量および一酸化炭素℃○量を変数
とする関数ｆ（０２・ＣＯ）：０２一１／衣０を炉内雰
囲気の状態を示す指標とし、目標炉内雰囲気として設定
した関数ｆ（０２・ＣＯ）ｅ＝０２ｅ‐１′次○ｅの値
と、炉内ガス成分の実測値から演算により求めた関数ｆ
（０２・ＣＯ）ｍ：０２ｍ−１／本０ｍの値との偏差値
△ｆ（０２・ＣＯ）を求め、該偏差値に応じて、あらか
じめ空燃比設定器に設定された空燃比を修正して燃焼制
御を行うものである。
式による燃焼制御装置を備えた加熱炉の操業において、
炉内ガス中の酸素０２量および一酸化炭素℃○量を変数
とする関数ｆ（０２・ＣＯ）：０２一１／衣０を炉内雰
囲気の状態を示す指標とし、目標炉内雰囲気として設定
した関数ｆ（０２・ＣＯ）ｅ＝０２ｅ‐１′次○ｅの値
と、炉内ガス成分の実測値から演算により求めた関数ｆ
（０２・ＣＯ）ｍ：０２ｍ−１／本０ｍの値との偏差値
△ｆ（０２・ＣＯ）を求め、該偏差値に応じて、あらか
じめ空燃比設定器に設定された空燃比を修正して燃焼制
御を行うものである。
周知の如く、酸化性、還元性などの炉内雰囲気の状態を
示す特性値は、炉内ガス中の成分、とくにそのうちの酸
素０２と一酸化炭素ＣＯの量である。
示す特性値は、炉内ガス中の成分、とくにそのうちの酸
素０２と一酸化炭素ＣＯの量である。
そこで、本発明においては、炉内雰囲気の状態を示す指
標として、ＱとＣＯを変数とする関数関数ｆ（０２１Ｃ
Ｏ）＝０２‐１′笈０ 州…‘１｝を定める。
標として、ＱとＣＯを変数とする関数関数ｆ（０２１Ｃ
Ｏ）＝０２‐１′笈０ 州…‘１｝を定める。
このような関数形にしておけば、酸化性、還元性を問わ
ず、１つの関数で炉内雰囲気の状態をあらわすことがで
きる。すなわち、｛１’式の関数ｆ（０２０ＣＯ）が零
より大きいときは炉内雰囲気は酸化性でありもｆ（Ｑ・
ＣＯ）＜０のときは弱酸化性であり「 ｆ（Ｑ・ＣＯ）
＜０のときは還元性であることを表わす。
ず、１つの関数で炉内雰囲気の状態をあらわすことがで
きる。すなわち、｛１’式の関数ｆ（０２０ＣＯ）が零
より大きいときは炉内雰囲気は酸化性でありもｆ（Ｑ・
ＣＯ）＜０のときは弱酸化性であり「 ｆ（Ｑ・ＣＯ）
＜０のときは還元性であることを表わす。
従って、目標炉内雰囲気を設定する場合も前記第｛１｝
式に示す関数を用いて設定することができる。実際操業
時における雰囲気と目標雰囲気との差異は、設定関数ｆ
（０２１ＣＯ）ｅの値と、ガス成分実測値から演算によ
り求められる関数ｆ（Ｑ・ＣＯ）ｍの値との偏差値、す
なわち△ｆ（Ｑ。
式に示す関数を用いて設定することができる。実際操業
時における雰囲気と目標雰囲気との差異は、設定関数ｆ
（０２１ＣＯ）ｅの値と、ガス成分実測値から演算によ
り求められる関数ｆ（Ｑ・ＣＯ）ｍの値との偏差値、す
なわち△ｆ（Ｑ。
ＣＯ）＝まく０２ＱＣＯ）ｅ−ｆ（０２．ＣＯ）ｍ
……■ であらわされる。
……■ であらわされる。
上記第２｝式によって得られた値を用いて「あらかじめ
設定された空燃比を修正し〜 この修正された空燃比に
もとづいて、燃料流量および燃料用空気流量のいずれか
一方、または両方を制御するものである。
設定された空燃比を修正し〜 この修正された空燃比に
もとづいて、燃料流量および燃料用空気流量のいずれか
一方、または両方を制御するものである。
すなわち、燃料流量ＱＦ、空気流量Ｑ＾とすると、ＱＦ
＝Ｑ｛１十６・△ｆ（Ｑ・ＣＯ）｝Ｑ＾ ……｛３’を
満足するように燃料流量およびノ又は空気流量を制御す
る。
＝Ｑ｛１十６・△ｆ（Ｑ・ＣＯ）｝Ｑ＾ ……｛３’を
満足するように燃料流量およびノ又は空気流量を制御す
る。
ここで、Ｑははじめに設定された空燃比であり、｛１十
８・△ｆ（０２・ＣＯ）｝は、はじめに設定された空燃
比＆の修正係数であり、８は０２量、ＣＯ量によって定
まる係数である。
８・△ｆ（０２・ＣＯ）｝は、はじめに設定された空燃
比＆の修正係数であり、８は０２量、ＣＯ量によって定
まる係数である。
以下、実施例にもとづき、本発明を更に詳細に説明する
。
。
第１図は、本発明の実施例における制御系統を示すブｏ
ック図〜第２図は空燃此修正係数の定め方の例を示す図
である。
ック図〜第２図は空燃此修正係数の定め方の例を示す図
である。
本実施例は予熱帯、加熱帯、均熱帯の各帯を有する連続
式加熱炉に適用した例であるが、以下説明の便のために
、灼熱帯における燃焼制御を例にとって説明する。
式加熱炉に適用した例であるが、以下説明の便のために
、灼熱帯における燃焼制御を例にとって説明する。
第１図に示す制御系は、大別して、従釆公知の温度制御
系と本発明にかかわる雰囲気制御系に分けちれる。
系と本発明にかかわる雰囲気制御系に分けちれる。
まず、温度制御系について簡単に説明すると、Ａは炉〜
１は熱電対を用いた炉内温度検出器「 ２は温度調節
計である。
１は熱電対を用いた炉内温度検出器「 ２は温度調節
計である。
炉内温度の実測値と設定値との偏差を求め、その偏差に
応じて温度調節計２にて空気流量を設定する。（尚、こ
の例は空気量基準であるが、燃料流量基準の場合は燃料
流量を設定する。）３【ま空気流量調節計「 ４‘ま空
気流量検出器（オリフィス）「 ５は空気流量調節弁を
示す。
応じて温度調節計２にて空気流量を設定する。（尚、こ
の例は空気量基準であるが、燃料流量基準の場合は燃料
流量を設定する。）３【ま空気流量調節計「 ４‘ま空
気流量検出器（オリフィス）「 ５は空気流量調節弁を
示す。
前記の空気流量設定信号により〜空気流量が制御され〜
燃料とともにバーナーに供給される。又〜空燃比設定器
６は、空気流量検出器４で実測された空気流量に所定の
比率（予じめ設定された空燃比によって定まる比率）を
秦算して燃料流量を設定し〜 この燃料流量設定信号に
より燃料流量調節計７は燃料流量を調節する。
燃料とともにバーナーに供給される。又〜空燃比設定器
６は、空気流量検出器４で実測された空気流量に所定の
比率（予じめ設定された空燃比によって定まる比率）を
秦算して燃料流量を設定し〜 この燃料流量設定信号に
より燃料流量調節計７は燃料流量を調節する。
８‘ま燃料流量検出器、ｇは燃料流量調節弁である。
次に、雰囲気制御系について説明する。
炉Ａの均熱帯の雰囲気とくに均熱帯のガスの成分を代表
する適宜の位置にガス採取用プロ−ブ１６を設け、ガス
吸引装置１肌こより炉内ガスを強制的に吸引する。
する適宜の位置にガス採取用プロ−ブ１６を設け、ガス
吸引装置１肌こより炉内ガスを強制的に吸引する。
ガス吸引装置１０‘ま〜吸引ポンプ「脱湿器トフィルタ
ー、フローレータ等からなる公知の乾式ガスサンプリン
グ装置である。ガス吸引装置１０１こより吸引されたガ
スは、酸素分析計亀２及びＣＯ分析計１ １に一定流量
１〜２そ′ｍ岬陸度送り込まれる。本実施例では、酸素
分析計１２は磁気分析計、ＣＯ分析計１８‘ま赤外線式
分析計を便使用している。酸素分析計１２により測定さ
れた０２島 （０２ｍ）及びＣＯ分析計１ １により測定されたＣＯ
量（Ｃ○ｍ）に相当する信号を、演算装置１３に入力す
る。
ー、フローレータ等からなる公知の乾式ガスサンプリン
グ装置である。ガス吸引装置１０１こより吸引されたガ
スは、酸素分析計亀２及びＣＯ分析計１ １に一定流量
１〜２そ′ｍ岬陸度送り込まれる。本実施例では、酸素
分析計１２は磁気分析計、ＣＯ分析計１８‘ま赤外線式
分析計を便使用している。酸素分析計１２により測定さ
れた０２島 （０２ｍ）及びＣＯ分析計１ １により測定されたＣＯ
量（Ｃ○ｍ）に相当する信号を、演算装置１３に入力す
る。
演算装置１３は、前記【１’式を用いてｆ（Ｑ・ＣＯ）
ｍ＝０２ｍ−１′汐○ｍを演算するものである。その演
算の結果Ｌ ｆ（０２１ＣＯ）ｍ＞０のときは炉内雰囲
気は酸化性であり、ｆ（０２’ＣＯ）ｍ＝０のときは弱
酸化性であり、ｆ（０２１ＣＯ）ｍく０のときは還元性
であることは前述したとおりである。炉内雰囲気の設定
は、酸化性雰囲気にする場合はｆ（０２１ＣＯ）ｅとし
て正（十）の適当な値を設定し、弱酸化性に設定すると
きはｆ（０２１ＣＯ）ｅを零に、還元性に設定するとき
はｆ（０２・ＣＯ）ｅを負（一）の適当な値に設定する
ものである。
ｍ＝０２ｍ−１′汐○ｍを演算するものである。その演
算の結果Ｌ ｆ（０２１ＣＯ）ｍ＞０のときは炉内雰囲
気は酸化性であり、ｆ（０２’ＣＯ）ｍ＝０のときは弱
酸化性であり、ｆ（０２１ＣＯ）ｍく０のときは還元性
であることは前述したとおりである。炉内雰囲気の設定
は、酸化性雰囲気にする場合はｆ（０２１ＣＯ）ｅとし
て正（十）の適当な値を設定し、弱酸化性に設定すると
きはｆ（０２１ＣＯ）ｅを零に、還元性に設定するとき
はｆ（０２・ＣＯ）ｅを負（一）の適当な値に設定する
ものである。
ガス成分の実測値から演算されたｆ（Ｑ・ＣＯ）ｍと、
設定されたｆ（０２・ＣＯ）ｅとの偏差△ｆ（Ｑ・ＣＯ
）の信号が雰囲気調節計１４に入力され、談論節計１４
はこの偏差信号のレベルに応じた操作出力信号を出力す
る。該調節計１４は一般的なアナログ式調節計であり、
出力された操作出力信号は、空燃此修正演算器１５に入
力される。該演算器１５は、前記第‘３｝式に示すＱ｛
１十８・△ｆ（０２・ＣＯ）｝により、あらかじめ設定
した空燃比ぱを疹正する。ここで、はじめに設定する空
燃此ｏ‘ま、従来公知の方法によって、すなわち設定雰
囲気、加熱速度、バーナー能力その他の条件によって適
宜に設定されるものであり「係数８は「０２塁及びＣＯ
量に応じて定まる係数であり「本実施例では偏差△ｆ（
０２・ＣＯ）に応じて第２図に示す関係図をもとにして
、演算器１５にて演算し、これを求める。
設定されたｆ（０２・ＣＯ）ｅとの偏差△ｆ（Ｑ・ＣＯ
）の信号が雰囲気調節計１４に入力され、談論節計１４
はこの偏差信号のレベルに応じた操作出力信号を出力す
る。該調節計１４は一般的なアナログ式調節計であり、
出力された操作出力信号は、空燃此修正演算器１５に入
力される。該演算器１５は、前記第‘３｝式に示すＱ｛
１十８・△ｆ（０２・ＣＯ）｝により、あらかじめ設定
した空燃比ぱを疹正する。ここで、はじめに設定する空
燃此ｏ‘ま、従来公知の方法によって、すなわち設定雰
囲気、加熱速度、バーナー能力その他の条件によって適
宜に設定されるものであり「係数８は「０２塁及びＣＯ
量に応じて定まる係数であり「本実施例では偏差△ｆ（
０２・ＣＯ）に応じて第２図に示す関係図をもとにして
、演算器１５にて演算し、これを求める。
演算器１５の出力信号、すなわちＱ｛１十８１△ｆ（Ｑ
・ＣＯ）｝に相当する信号は、空燃比設定器６に入力さ
れる。
・ＣＯ）｝に相当する信号は、空燃比設定器６に入力さ
れる。
空燃比設定器６には、前述したように、空気流量検出器
４から空気流量Ｑ＾信号が入力されており、空燃比設定
器６からは前記劇式のＱＦ＝Ｑ｛１十３・△ｆ（０２・
ＣＯ）｝・ＱＡにより修正された燃料流量設定信号が熱
料流量調節計７に出力される。以上の方法によって炉内
温度を所定温度に制御すると共に、炉内奏園気を所定の
範囲内に保つように制御する燃焼制御が行なわれる。
４から空気流量Ｑ＾信号が入力されており、空燃比設定
器６からは前記劇式のＱＦ＝Ｑ｛１十３・△ｆ（０２・
ＣＯ）｝・ＱＡにより修正された燃料流量設定信号が熱
料流量調節計７に出力される。以上の方法によって炉内
温度を所定温度に制御すると共に、炉内奏園気を所定の
範囲内に保つように制御する燃焼制御が行なわれる。
なお、上記実施例においては、均熱帯のガスの成分を測
定するのに灼熱帯のガスの成分を代表する適宜の位直に
ガス採取用のプローブを設け、ガス吸引装置により炉内
ガスを強制的に吸引し、この吸引したガスを酸素分析計
およびＣＯ分析計で測定するようにしているが「酸素の
分析については、測定精度をあげるために、直接挿入型
ジルコニア酸素分析計を均熱帯の適宜位置に挿入して炉
内ガス中の酸素を直接測定するようにしてもよいことは
もちろんである。
定するのに灼熱帯のガスの成分を代表する適宜の位直に
ガス採取用のプローブを設け、ガス吸引装置により炉内
ガスを強制的に吸引し、この吸引したガスを酸素分析計
およびＣＯ分析計で測定するようにしているが「酸素の
分析については、測定精度をあげるために、直接挿入型
ジルコニア酸素分析計を均熱帯の適宜位置に挿入して炉
内ガス中の酸素を直接測定するようにしてもよいことは
もちろんである。
以上述べたごと〈、本発明の燃焼制御方法によれば、加
熱法戸等の操業において温度制御と雰囲気制御が同時に
達成でき、燃料原単位の向上および窒素酸化物の発生抑
制に多大の効果を発揮する。
熱法戸等の操業において温度制御と雰囲気制御が同時に
達成でき、燃料原単位の向上および窒素酸化物の発生抑
制に多大の効果を発揮する。
図面の簡単な説甥
第１図は本実施例にもとづく制御ブロック図を示し、第
２図は空燃此修正の関係図を示す。
２図は空燃此修正の関係図を示す。
Ａ：炉、１：炉内温度検出器、２：温度調節計〜 ３：
空気流量調節計、亀：空気流量検出器、５：空気流量調
節弁、６：空燃比設定器、７：燃料流量調節計、８：燃
料流量検出器、９：燃料流量調節弁、１０：ガス吸引装
置、１１：ＣＯ分析計「 １２：酸素分析計、１３；演
算装置、１４：雰囲気調節計、１５：空燃比修正演算器
、１６：ガス採取用プローフ。第１図 第２図
空気流量調節計、亀：空気流量検出器、５：空気流量調
節弁、６：空燃比設定器、７：燃料流量調節計、８：燃
料流量検出器、９：燃料流量調節弁、１０：ガス吸引装
置、１１：ＣＯ分析計「 １２：酸素分析計、１３；演
算装置、１４：雰囲気調節計、１５：空燃比修正演算器
、１６：ガス採取用プローフ。第１図 第２図
Claims (1)
- １ 温度制御方式による燃焼制御装置を備えた加熱炉等
の操業において、炉内ガス中の酸素Ｏ＿２量および一酸
化炭素ＣＯ量を変数とする関数ｆ（Ｏ＿２・ＣＯ）＝Ｏ
＿２−１／２ＣＯを炉内雰囲気の状態を示す指標とし、
目標炉内雰囲気として設定した関数ｆ（Ｏ＿２・ＣＯ）
ｅ＝Ｏ＿２ｅ−１／２ＣＯｅの値と炉内ガス成分の実測
値から演算により求めた関数ｆ（Ｏ＿２・ＣＯ）ｍ＝Ｏ
＿２ｍ−１／２ＣＯｍの値との偏差値Δｆ（Ｏ＿２・Ｃ
Ｏ）を求め、該偏差値に応じて、あらかじめ空燃比（燃
焼用空気と燃料との比）設定器に設定された空燃比を修
正して燃焼制御を行うことを特徴とする加熱炉等の燃焼
制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12123876A JPS6020651B2 (ja) | 1976-10-12 | 1976-10-12 | 加熱炉等の燃焼制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12123876A JPS6020651B2 (ja) | 1976-10-12 | 1976-10-12 | 加熱炉等の燃焼制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5347035A JPS5347035A (en) | 1978-04-27 |
| JPS6020651B2 true JPS6020651B2 (ja) | 1985-05-23 |
Family
ID=14806318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12123876A Expired JPS6020651B2 (ja) | 1976-10-12 | 1976-10-12 | 加熱炉等の燃焼制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6020651B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS582962Y2 (ja) * | 1978-05-24 | 1983-01-19 | 株式会社日立ホームテック | 高周波加熱装置 |
| JPS56130534A (en) * | 1980-03-18 | 1981-10-13 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Combustion controlling method |
| JPS57144821A (en) * | 1981-03-04 | 1982-09-07 | Chino Works Ltd | Control unit for combustion furnace |
| JPS5835330A (ja) * | 1981-08-24 | 1983-03-02 | Kanai Eng Kk | 乳化燃料の燃焼装置における空気制御装置 |
| JPS58120022A (ja) * | 1982-01-11 | 1983-07-16 | Kawasaki Steel Corp | 加熱炉の燃焼制御方法 |
| FR2588061B1 (fr) * | 1985-10-02 | 1987-12-24 | Brunel Gerald | Procede et installation pour reguler la combustion d'un bruleur a gaz d'un generateur de chaleur ou de force tel qu'une chaudiere ou analogue, pour obtenir une combustion determinee |
-
1976
- 1976-10-12 JP JP12123876A patent/JPS6020651B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5347035A (en) | 1978-04-27 |
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