JPS6025682B2 - ボイラにおける燃焼空気流量制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はボィラにおける燃焼空気流量制御装置に係り、
特に異種の単位発熱量に対応させて自動的に燃焼用空気
量を制御する装置に関する。

従来のボィラにおける燃焼空気流量制御装置は第２図の
構成をとっている。ボイラーには燃料管３、燃料流量発
信器４、燃料流量調節弁５を通じてバーナ６に燃料、焼
却物が送り込まれ、またこのバーナ６には燃焼用空気管
７、燃焼空気流量発信器８、燃焼空気調節端９を通って
燃焼用空気が送り込まれる。バーナ６の燃焼によりドラ
ム２内の水は加熱され、蒸気化し、蒸気は蒸気管１０を
通して送り出される。蒸気圧力は圧力発信器１１によっ
て検出され、圧力調節計１２で蒸気圧力設定値と比較調
節演算し、調節出力信号１３を発信する。

この調節出力信号はボィラの燃焼要求量信号で、その他
に蒸気流量、炉内温度のうち少なくとも１つの信号から
でも求め得られる。この信号を燃料流量調節計１４の設
定値とし、燃料流量発信器４の検出信号と比較調節演算
し、燃料調節弁５を制御するとともに空燃比設定器１５
を通して、燃料に対する必要燃焼空気流量設定値Ｆ＾１
６を算出し、燃焼空気流量調節計１７で燃焼空気流量発
信器８および開平演算器１８で検出した燃焼空気流量の
実測値と比較調節演算して、燃焼空気流量調節端９を制
御する。ところで石油ショック以釆、燃料コストの上昇
燃料資源の有限性などで省エネルギーが大さなテ−マと
なつている。

そこで産業界では重油、ガスのほか製品の製造過程で副
生する副生油、副生ガス、創生残留物、焼却物などのコ
ストの安い燃焼物を有効利用するニーズが高くなってい
る。

しかしながらこれら創生燃料、焼却物等のコストの安い
燃料は発熱量が一定でなく、大きく変化するという問題
があり、従来の燃焼制御装置は、蒸気圧、蒸気流量およ
び炉内の温度のうちの少なくとも一つの信号からボイラ
の燃焼要求信号を求めて燃焼空気を制御することから発
熱量に違いにより空気量を最適な値に保ちえず公害が多
く、熱効率が低くなるなどの問題があり、燃料の単位発
熱量を自動的に修正して燃料の単位発熱量変化に対応し
て燃焼空気量が最適になるようにして公害発生を少なく
、熱効率の高い空気流量制御装置が望まれる。

本発明の目的は上記要望を満足し得るボィラにおける燃
焼空気流量制御装置を提供することにある。

この目的を達成するための概要は、燃料の単位発熱量の
変化をボィラ燃焼要求量とボィラが発生した蒸気流量か
ら実際熱量の差で修正し、燃焼空気流量を常に最適状態
に保持して単位発熱量の異なる燃料を燃焼させても最適
な空燃此になるような空気量をバーナ部に供給させて、
コストの安い燃料を燃焼させても公害発生を少なくする
。

またこれにて燃焼効率の向上を図った。以下本願発明の
一実施例を第１図を参照しながら第２図の構成と同一機
能をもつ装置または回路に同一番号を付し、その説明を
省略する。

相違する箇所は、圧力調節計の出力をもとにして燃焼空
気流量調節計の目標信号を算出するまでの系である。

ボィラの実際出力熱量を求める。

これは蒸気発生流量Ｆｓに比例した信号を蒸気管１０‘
こ設けられた蒸気流量検出器１９および開平演算器２０
を通して得る。現在蒸気流量Ｆｓ（ｋ９／ｈ）、蒸気流
量の測定範囲の最大値をＦｓ（ＭＡＸ）（ｋ９／ｈ）、
現在蒸気流量の％表示をｆｓ（％）とするとＦＳ＝協。
ＸＦＳ（ＭＸ）となり、またボィラの実際出力熱量Ｑ＾
（ｋｃａｌ／ｈ）をボィラ燃焼要求量ＱＤ（ＭＡＸ）を
１００％としてノルマラィズした値をｑ＾（％）とする
と１（）｛）（ ｉＳ−ｉ′′Ｊ＞ＸＦＳ八叫Ｘ ｆＳ
（孫）Ｚ×ＱＤ、ＮＯＬ×１但し ｉＳ：蒸気のェンタ
ルピー（Ｋｃａｌ／ｋ９）ｉＷ：給水のェンタルピー（
Ｋｃａｌ／ｋ９）り：ボィラ効率個定定数またはボィラ
の炉内の温度、排ガス量により可変し てもよい） となり、係数器２１によりｆｓにＫｏを乗じてボィラ実
際出力熱量ｑ＾（％）を得る。

このｑ＾（％）信号を減算器２２に入れてｑ＾（％）−
ｑ。（％）を縛る。但しＫは＆＝１００ｉｓ−ｉｗ）ｘ
ＦｓＭＡＸ） りｘＱ。

肌ＡＸ）と表わされる。

ｑ＾（％）−ｑ。

（％）はボィラの実際出力熱量とボィラ燃焼要求量の差
で燃料の単位発熱量が基準値から変化した値を示すもの
で、信号制限器２３に入力される。この信号制限器２３
はボイラ燃焼要求信号により定まる許容範囲内を越えな
いように許容範囲外の信号レベルを制限するもので−Ｋ
，ｑ。≦ｑ＾−ｑ。≦Ｋ２ｑ。但しＫ，，Ｋ２は定数 を満足した信号を出力する。

この信号制限器２３の出力はボィラ燃焼要求信号に補償
量として加えられ、単位発熱量の変化に対応して修正が
施され、空燃比設定器１５の空燃比Ｑをへて燃焼空気流
量調節計１７の目標値として供給する。次にこのような
回路構成の作動を説明する。

蒸気管１０の蒸気圧検出信号が圧力検出器１１から圧力
調節計１２のプロセス入力側に供給される。ここで目標
値と比較され、調節演算式に代入されて求めた調節出力
信号がボィラ燃焼要求信号となる。燃焼系では燃料流量
調節計１４の目標値となるため燃料が燃料流量調節計１
４により調節されてバーナ６に供給される。

また空気系では、流量発信器１９、開平演算器２０およ
びＫの係数器２１により、ボィラの実際出力熱量を求め
、ボィラ燃焼要求量との差が減算器２２でとられ、信号
制限器２３でレベル制限を受け、ボィラ燃焼要求量に単
位発熱量の変化を補正するように加えられ、のち空燃比
係数Ｑが乗じられて燃焼空気流量調節計１７の目標値と
なる。これにて燃焼空気流量調節計１７が燃焼用空気量
を調整して燃料の単位発熱量の変化があってもその単位
発熱量の燃料にみあった空気がバ−ナに供給される。す
なわち単位発熱量｛Ｃ〕が変化した場合、信号制限回路
の出力が｛ィ｝ Ｃ＝Ｃｏ（基準単位発熱量）のときｑ
＾＝ｑｏまたはｑ＾−ｑｏ：０【ｏー Ｃ＞Ｃ。

の場合 ｑＡ＞ｑｏまたはｑＡ−ｑｏ＞○し一 Ｃ＜Ｃ
ｏの場合 ｑ＾＜ｑｏまたはｑ＾−ｑｏ＜○となり、ボ
ィラ燃焼要求量に加えられる。

なお信号制限器はｑｏとｑ＾の応答に時間的差があるの
で負荷変化や熱量変化の急峻なとき、過渡的に変る値を
示すことになり、このとき燃焼系を保護するためのもの
である。したがって燃料の単位発熱量に変動があると信
号制限器の出力に現われ、これがボィラ燃焼要求量に自
動的に疹正されるように加えられる。すると単位発熱量
の異なる燃料を用いてバーナ部で燃焼した場合、最適な
燃焼状態を保ち得ることになり、公害の発生が少なく、
高燃焼効率にできる。以上本願発明は単位発熱量変化に
対応して燃焼空気量を最適条件になるよう自動的に修正
する構成にしたため安い燃焼物を燃焼させた場合でも、
その燃料の単位発熱量にみあった空気がバーナ部に挟撃
舎されるため、完全燃焼によって公害の発生を極力防止
し、かつ燃焼物の有効活用が図られる。

また異種の燃料を混合して燃焼させた場合でもほぼ最適
条件で燃焼させ得るものであるから効率の向上が図れ得
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本願発明の一実施例の構成をブロックにして示
す図、第２図は従釆の一実施例の構成をフロツクにして
示す図である。 ２：ドラム、４：燃料流量発信器、６：バーナ、８：燃
料空気流量発信器、１１：圧力発信器、１２：圧力調節
計、１４：燃料流量調節計、１５：空燃比設定器、１７
：燃焼空気流量調節計、１８：開平演算器、１９：流量
発信器、２０：開平演算器、２１：係数器、２２：減算
器、２３：信号制限器、２４：加算器。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃焼物に空気を混合して燃焼させて発生した熱エネ
   ルギーで水を加熱し、発生した蒸気圧力、蒸気流量およ
   び炉内温度のうちの少なくとも１つの信号により求めた
   ボイラ要求熱量信号によつて燃焼物および空気量を制御
   するボイラ制御において、ボイラ蒸気流量検出器を蒸気
   系に設けてこの蒸気流量検出信号からボイラの実際出力
   熱量を算出し、要求熱量とボイラの実際出力熱量との偏
   差値にボイラ要求熱量の大きさで定まる上下限制限した
   値を加算し、この加算値でボイラ要求熱量を修正して必
   要燃焼空気流量調節演算部の目標値とすることを特徴と
   するボイラにおける燃焼空気流量制御装置。