JPS616702A - 混合ガスのカロリ−制御方法 - Google Patents
混合ガスのカロリ−制御方法Info
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- JPS616702A JPS616702A JP59126778A JP12677884A JPS616702A JP S616702 A JPS616702 A JP S616702A JP 59126778 A JP59126778 A JP 59126778A JP 12677884 A JP12677884 A JP 12677884A JP S616702 A JPS616702 A JP S616702A
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- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 159
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- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
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- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N1/00—Regulating fuel supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2237/00—Controlling
- F23N2237/08—Controlling two or more different types of fuel simultaneously
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
- Feedback Control In General (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
本発明は、混合ガスの力Oり一制御方法に係り、特に、
鉄鋼業において、高炉ガス(以下Bガスと称する)、コ
ークス炉ガスく以下Cガスと称する)、転炉ガス等2種
以上のガスを混合して混合ガス(以下Mガスと称する)
を製造する際に用いるのに好適な、複数のガスを混合し
て所定カロリーの混合ガスを製造する際の混合ガスのカ
ロリー制御方法の改良に関する。
鉄鋼業において、高炉ガス(以下Bガスと称する)、コ
ークス炉ガスく以下Cガスと称する)、転炉ガス等2種
以上のガスを混合して混合ガス(以下Mガスと称する)
を製造する際に用いるのに好適な、複数のガスを混合し
て所定カロリーの混合ガスを製造する際の混合ガスのカ
ロリー制御方法の改良に関する。
製鉄所の加熱炉、均熱炉等へ供給する燃料用ガスは、通
常Mガスと呼ばれ、高カロリー(約4300Kcal
/Nm 3)のCガス、低力口!J−(約680Kca
l /Nm 3)の8ガス、高力01J −(7)液化
石油ガス(ブタン)、及び転炉ガス(約2000Kca
l /Nm ’ )等を一定比率テ混合シ、所定カロリ
ーにしたものである。このMガスを所定カロリーにする
ための制御としては、従来より、Cガスの流量を操作対
象とするフィードバック制御を基本に行っていた。これ
は、第2図に示す如く、加熱炉等の需要先へのMガス供
給管10に配設したMガス圧力発信器12により、需要
先のガス使用量の変化、即ち負荷変動を圧力変化で検出
し、Mガス吐出圧力を一定にするため、Mガス圧力調節
計14を介して、フィードバック制御の操作! (MV
値)をBガス流tamm計16にカスケード設定値とし
て入力し、Bガス供給管18に配設されたBガス流量発
信器2oにより検出されるBガス流量に応じて、Bガス
流量調節弁22の開度を調整して、Bガスの流量を増減
するものである。 このようにしてBガス流量が調整されると、その流量信
号が比率設定器24に入力され、予め設定されているC
ガス流IFc /Bガス流量Fbの比率により、Cガス
流量設定値が求まり、Cガス流量調節計26を介して、
Cガス供給管28に配設されたCガス流量発信器30に
よって検出されるCガス流量に応じて、Cガ・ス流量調
節弁32の開度を制御して、設定された一定のMガスカ
ロリーになるように制御される。 カロリーの制御にあたっては、Bガスのカロリー値がB
ガスカロリー計34で、Cガスのカロリー値がCガスカ
ロリー計36で、CガスとBガスを混合した後のMガス
のカロリー値がMガスカロリー計38で時々刻々検出さ
れ、Mガスカロリー調節計39によって、Mガスカロリ
ーを一定にするためのMV値が比率設定器24に入力さ
れ、最適比率の調整をし、Cガス流量調節計26にカス
ケード設定され、Cガス流量調節弁32が動作される。 この時、カロリーの調整は、Bガスに対するCガスの添
加量の調整で行われるが、CガスカロリーがCガスカロ
リー計36で検出される遅れ時間と、CガスとBガスが
混合される地点までの配管の遅れ時間があるため、これ
をCガスカロリー無駄時間計算用マイクロコンピュータ
40で計算し、最適比率計算用マイクロコンピュータ4
2で、最適比率の計算に加味して、設定カロリーとなる
ように制御している。 即ち、Cガスカロリー計36でサンプリングしてからC
ガスとBガスの混合が行われるまでの遅れ時間を[1(
秒)とすると、この[1は次式で表わされる。 Ll (秒)−配管体積(m3) /Fc (m 3/sea ) ・・−(1)今、C
ガスカロリーの無駄時間をΔ1(秒)とすると、このΔ
Lは、次式で表わされる。 ΔL(秒)=L+ 12・・・(2)ここで、L2は
、カロリー計の検出遅れ時間(秒)である。 Cガスカロリー無駄時間計算用マイクロコンピュータ4
0は、前出(1)、(2)式の演算を行うものである。 一方、Bガス流量Fbに対するCガス流量FCの最適比
率Fc /Fbは、次式で表わされる。 Fc /Fb = (Hm −Hb ) / (Ha
−Hm )・・・ く 3 ) ここで、l−1mは目標となるMガスのカロリー(Kc
al 、/Nm j) 、HbはBガスのカロリー(K
cal /Nm 3) 、HcはCガスのカロリー(
Kcal/Nm 3)である。 最適比率計算用マイクロコンピュータ42は、この(3
)式を用いて、Bガスに対するCガスの流量比率を、リ
アルタイムで把握したカロリーから計算するものである
。 第2図において、44は、BガスとCガスを混合して昇
圧するブロワ、46はMガス流量発信器、48はMガス
流量計である。
常Mガスと呼ばれ、高カロリー(約4300Kcal
/Nm 3)のCガス、低力口!J−(約680Kca
l /Nm 3)の8ガス、高力01J −(7)液化
石油ガス(ブタン)、及び転炉ガス(約2000Kca
l /Nm ’ )等を一定比率テ混合シ、所定カロリ
ーにしたものである。このMガスを所定カロリーにする
ための制御としては、従来より、Cガスの流量を操作対
象とするフィードバック制御を基本に行っていた。これ
は、第2図に示す如く、加熱炉等の需要先へのMガス供
給管10に配設したMガス圧力発信器12により、需要
先のガス使用量の変化、即ち負荷変動を圧力変化で検出
し、Mガス吐出圧力を一定にするため、Mガス圧力調節
計14を介して、フィードバック制御の操作! (MV
値)をBガス流tamm計16にカスケード設定値とし
て入力し、Bガス供給管18に配設されたBガス流量発
信器2oにより検出されるBガス流量に応じて、Bガス
流量調節弁22の開度を調整して、Bガスの流量を増減
するものである。 このようにしてBガス流量が調整されると、その流量信
号が比率設定器24に入力され、予め設定されているC
ガス流IFc /Bガス流量Fbの比率により、Cガス
流量設定値が求まり、Cガス流量調節計26を介して、
Cガス供給管28に配設されたCガス流量発信器30に
よって検出されるCガス流量に応じて、Cガ・ス流量調
節弁32の開度を制御して、設定された一定のMガスカ
ロリーになるように制御される。 カロリーの制御にあたっては、Bガスのカロリー値がB
ガスカロリー計34で、Cガスのカロリー値がCガスカ
ロリー計36で、CガスとBガスを混合した後のMガス
のカロリー値がMガスカロリー計38で時々刻々検出さ
れ、Mガスカロリー調節計39によって、Mガスカロリ
ーを一定にするためのMV値が比率設定器24に入力さ
れ、最適比率の調整をし、Cガス流量調節計26にカス
ケード設定され、Cガス流量調節弁32が動作される。 この時、カロリーの調整は、Bガスに対するCガスの添
加量の調整で行われるが、CガスカロリーがCガスカロ
リー計36で検出される遅れ時間と、CガスとBガスが
混合される地点までの配管の遅れ時間があるため、これ
をCガスカロリー無駄時間計算用マイクロコンピュータ
40で計算し、最適比率計算用マイクロコンピュータ4
2で、最適比率の計算に加味して、設定カロリーとなる
ように制御している。 即ち、Cガスカロリー計36でサンプリングしてからC
ガスとBガスの混合が行われるまでの遅れ時間を[1(
秒)とすると、この[1は次式で表わされる。 Ll (秒)−配管体積(m3) /Fc (m 3/sea ) ・・−(1)今、C
ガスカロリーの無駄時間をΔ1(秒)とすると、このΔ
Lは、次式で表わされる。 ΔL(秒)=L+ 12・・・(2)ここで、L2は
、カロリー計の検出遅れ時間(秒)である。 Cガスカロリー無駄時間計算用マイクロコンピュータ4
0は、前出(1)、(2)式の演算を行うものである。 一方、Bガス流量Fbに対するCガス流量FCの最適比
率Fc /Fbは、次式で表わされる。 Fc /Fb = (Hm −Hb ) / (Ha
−Hm )・・・ く 3 ) ここで、l−1mは目標となるMガスのカロリー(Kc
al 、/Nm j) 、HbはBガスのカロリー(K
cal /Nm 3) 、HcはCガスのカロリー(
Kcal/Nm 3)である。 最適比率計算用マイクロコンピュータ42は、この(3
)式を用いて、Bガスに対するCガスの流量比率を、リ
アルタイムで把握したカロリーから計算するものである
。 第2図において、44は、BガスとCガスを混合して昇
圧するブロワ、46はMガス流量発信器、48はMガス
流量計である。
しかしながら従来は、このようなフィードバック制卸に
おいて、Mガスのカーり−の変化幅とは無関係に、一定
のゲインでCガス流量を操作対象とするフィードバック
制御が行われていたため、制御が収束するまでに時間を
要し、その分Mガスの力Oり一変動を来していた。従っ
て、従来はこの変動を吸収するべく、加熱炉等における
空燃比を太き目に設定し、結果として空気過剰となり投
入燃料を必要以上消費し、不経済であった。
おいて、Mガスのカーり−の変化幅とは無関係に、一定
のゲインでCガス流量を操作対象とするフィードバック
制御が行われていたため、制御が収束するまでに時間を
要し、その分Mガスの力Oり一変動を来していた。従っ
て、従来はこの変動を吸収するべく、加熱炉等における
空燃比を太き目に設定し、結果として空気過剰となり投
入燃料を必要以上消費し、不経済であった。
【発明の目的)
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、Mガスのカロリー変動を従来より短時間で収束す
ることができ、従って制御性が安定している混合ガスの
カロリー制卸方法を提供することを目的とする。 【問題点を解決するための手段) 本発明は、複数のガスを混合して所定カロリーの混合ガ
スを製造する際の混合ガスのカロリー制御方法において
、第1図にその要旨を示す如く、混合ガスの吐出圧力に
より検出される負荷変動に応じて、低カロリーガスの流
量をフィードバック制御する手順と、混合ガスのカロリ
ーが所定値となるように、混合ガスのカロリー変動幅に
応じて変化するゲインで、高カロリーガスの流量をフィ
ードバック制御する手順とを含み、カロリーの安定した
混合ガスを供給できるようにして、前記目的を達成した
ものである。 【作用】 本発明においては、混合ガスの吐出圧力により検出され
る負荷変動に応じて、低カロリーガスの流量をフィード
バック制御すると共に、混合ガスのカロリーが所定値と
なるように、混合ガスの内口り一変動幅に応じて変化す
るゲインで、高カロリーガスの流量をフィードバック制
御するようにしたので、Mガスのカロリー変動を従来よ
り短時間で収束することができ、制御性を安定させるこ
とができる。 [実施例] 以下図面を参照して、本発明が採用されたMガスカロリ
ー制御装置の実施例を詳細に説明する。 本実施例は、前出第2図に示す如く、従来例と同様の、
Mガス圧力発信器12、Mガス圧力調節計14、Bガス
流量調節計16、Bガス流量発信器20、Bガス流量調
節弁22、比率設定器24Cガス流量調節計26、Cガ
ス流量発信器30、Cガス流量調節弁32、Bガスカロ
リー計34、Cガスカロリー計36、Mガスカロリー訓
38、Mガスカロリー調節計39、Cガスカロリー無駄
詩間計算用マイクロコンピュータ40、最適比率計算用
マイクロコンピュータ42、Mガス流量発信器46、M
ガス流量計48等を有するMガスのカロリー制御装置に
おいて、前記Mガスカロリー調節計39と比率設定器2
4の間に、Mガスの内口り一変動幅ΔHm及びMガス流
量Fb +Fcに応じてCガス(高カロリーガス)の流
量をフィードバック制御する際のゲインを変化させるた
めの可変ゲイン要素50を設けたものである。他の点に
ついては前記従来例と同様であるので説明は省略する。 以下実施例の作用を説明する。 Mガスカロリー計38で検出されるMガスカロリーが6
8m変化した時、Bガス流量FbとCガス流量Fcの比
率Fc /FbをΔRだけ変化させてバランスを取った
とすると、次式の関係が成立する。 ΔR−Fb−HO=Δ1−1m (Fb 十Fc )・
・・(4)ΔR= (Fb 十Fc )/Fb・(Δ1
−1m /Hc )・・・(5) 従って、本実施例においては、可変ゲイン要素5oにお
いて、(Fb 十Fc )/Fb −(1/HC)を、
Mガスカロリー調節計39から最適比制御に至るMガス
カロリーフィードバック制御のMV値に掛は合わせて、
ゲインを変えている。 このようにして、カロリー変動幅ΔHmが大である時に
は、瞬時にその変動を抑制するように、その変動の大き
さに応じてゲインが調整される。 なお前記実施例においては、本発明が、BガスとCガス
を混合することによってMガスを得るものに適用されて
いたが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、他の2
種類のガスあるいは31類以上の複数のガスの混合に際
しても、本発明が同様に適用できることは明らかである
。
ので、Mガスのカロリー変動を従来より短時間で収束す
ることができ、従って制御性が安定している混合ガスの
カロリー制卸方法を提供することを目的とする。 【問題点を解決するための手段) 本発明は、複数のガスを混合して所定カロリーの混合ガ
スを製造する際の混合ガスのカロリー制御方法において
、第1図にその要旨を示す如く、混合ガスの吐出圧力に
より検出される負荷変動に応じて、低カロリーガスの流
量をフィードバック制御する手順と、混合ガスのカロリ
ーが所定値となるように、混合ガスのカロリー変動幅に
応じて変化するゲインで、高カロリーガスの流量をフィ
ードバック制御する手順とを含み、カロリーの安定した
混合ガスを供給できるようにして、前記目的を達成した
ものである。 【作用】 本発明においては、混合ガスの吐出圧力により検出され
る負荷変動に応じて、低カロリーガスの流量をフィード
バック制御すると共に、混合ガスのカロリーが所定値と
なるように、混合ガスの内口り一変動幅に応じて変化す
るゲインで、高カロリーガスの流量をフィードバック制
御するようにしたので、Mガスのカロリー変動を従来よ
り短時間で収束することができ、制御性を安定させるこ
とができる。 [実施例] 以下図面を参照して、本発明が採用されたMガスカロリ
ー制御装置の実施例を詳細に説明する。 本実施例は、前出第2図に示す如く、従来例と同様の、
Mガス圧力発信器12、Mガス圧力調節計14、Bガス
流量調節計16、Bガス流量発信器20、Bガス流量調
節弁22、比率設定器24Cガス流量調節計26、Cガ
ス流量発信器30、Cガス流量調節弁32、Bガスカロ
リー計34、Cガスカロリー計36、Mガスカロリー訓
38、Mガスカロリー調節計39、Cガスカロリー無駄
詩間計算用マイクロコンピュータ40、最適比率計算用
マイクロコンピュータ42、Mガス流量発信器46、M
ガス流量計48等を有するMガスのカロリー制御装置に
おいて、前記Mガスカロリー調節計39と比率設定器2
4の間に、Mガスの内口り一変動幅ΔHm及びMガス流
量Fb +Fcに応じてCガス(高カロリーガス)の流
量をフィードバック制御する際のゲインを変化させるた
めの可変ゲイン要素50を設けたものである。他の点に
ついては前記従来例と同様であるので説明は省略する。 以下実施例の作用を説明する。 Mガスカロリー計38で検出されるMガスカロリーが6
8m変化した時、Bガス流量FbとCガス流量Fcの比
率Fc /FbをΔRだけ変化させてバランスを取った
とすると、次式の関係が成立する。 ΔR−Fb−HO=Δ1−1m (Fb 十Fc )・
・・(4)ΔR= (Fb 十Fc )/Fb・(Δ1
−1m /Hc )・・・(5) 従って、本実施例においては、可変ゲイン要素5oにお
いて、(Fb 十Fc )/Fb −(1/HC)を、
Mガスカロリー調節計39から最適比制御に至るMガス
カロリーフィードバック制御のMV値に掛は合わせて、
ゲインを変えている。 このようにして、カロリー変動幅ΔHmが大である時に
は、瞬時にその変動を抑制するように、その変動の大き
さに応じてゲインが調整される。 なお前記実施例においては、本発明が、BガスとCガス
を混合することによってMガスを得るものに適用されて
いたが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、他の2
種類のガスあるいは31類以上の複数のガスの混合に際
しても、本発明が同様に適用できることは明らかである
。
以上説明した通り、本発明によれば、Mガスのカロリー
変動を従来より短時間で収束することができ、制御性が
安定したカロリー制御を行うことができる。従って、カ
ロリー変動が小さくなるので、従来のように大きな変動
を吸収するべく空燃比を太き目にする必要がなくなり、
投入燃料の削減が可能となる。 発明者らの実験によると、カロリー660〜700Kc
al /Nm 3の8ガスとカロリー4100〜450
0KCa1/Nl113のCガスとを、FC/Fb =
0.9の比率で混合し、設定カロリー2330 Kca
l / N’m 3のMガスを作る際に本発明の可変ゲ
イン要素を入れる制御を行ったところ、従来±50Kc
al /Nm 3であったMガスのカロリー変動を、±
20Kcal /Nm 3に抑えられることが確認でき
た。
変動を従来より短時間で収束することができ、制御性が
安定したカロリー制御を行うことができる。従って、カ
ロリー変動が小さくなるので、従来のように大きな変動
を吸収するべく空燃比を太き目にする必要がなくなり、
投入燃料の削減が可能となる。 発明者らの実験によると、カロリー660〜700Kc
al /Nm 3の8ガスとカロリー4100〜450
0KCa1/Nl113のCガスとを、FC/Fb =
0.9の比率で混合し、設定カロリー2330 Kca
l / N’m 3のMガスを作る際に本発明の可変ゲ
イン要素を入れる制御を行ったところ、従来±50Kc
al /Nm 3であったMガスのカロリー変動を、±
20Kcal /Nm 3に抑えられることが確認でき
た。
第1図は、本発明に係る混合ガスのカロリー制御方法の
要旨を示す流れ図、 第2図は、本発明が採用されたMガスのカロリー制御装
置の実施例の構成を示すブロック線図である。 10・・・Mガス供給管、 12・・・Mガス圧力発信器、 14・・・Mガス圧力調節計、 16・・・Bガス流量調節計、 18・・・Bガス供給管、 20・・・Bガス流量発信器、 22・・・Bガス流量調節弁、 24・・・比率設定器、 26・・・Cガス流量調節計、 28・・・Cガス供給管、 30・・・Cガス流量発信器、 32・・・Cガス流量m節片、 34・・・Bガスカロリー計、 36・・・Cガスカロリー計、 38・・・Mガスカロリー計、 39・・・Mガスカロリー調節計、 42・・・最適比率計算用マイクロコンピュータ、50
・・・可変ゲイン要素。
要旨を示す流れ図、 第2図は、本発明が採用されたMガスのカロリー制御装
置の実施例の構成を示すブロック線図である。 10・・・Mガス供給管、 12・・・Mガス圧力発信器、 14・・・Mガス圧力調節計、 16・・・Bガス流量調節計、 18・・・Bガス供給管、 20・・・Bガス流量発信器、 22・・・Bガス流量調節弁、 24・・・比率設定器、 26・・・Cガス流量調節計、 28・・・Cガス供給管、 30・・・Cガス流量発信器、 32・・・Cガス流量m節片、 34・・・Bガスカロリー計、 36・・・Cガスカロリー計、 38・・・Mガスカロリー計、 39・・・Mガスカロリー調節計、 42・・・最適比率計算用マイクロコンピュータ、50
・・・可変ゲイン要素。
Claims (1)
- (1)複数のガスを混合して所定カロリーの混合ガスを
製造する際の混合ガスのカロリー制御方法において、 混合ガスの吐出圧力により検出される負荷変動に応じて
、低カロリーガスの流量をフィードバック制御する手順
と、 混合ガスのカロリーが所定値となるように、混合ガスの
カロリー変動幅に応じて変化するゲインで、高カロリー
ガスの流量をフィードバック制御する手順と、 を含み、カロリーの安定した混合ガスを供給できるよう
にしたことを特徴とする混合ガスのカロリー制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59126778A JPS616702A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 混合ガスのカロリ−制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59126778A JPS616702A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 混合ガスのカロリ−制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS616702A true JPS616702A (ja) | 1986-01-13 |
Family
ID=14943697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59126778A Pending JPS616702A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 混合ガスのカロリ−制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS616702A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010281319A (ja) * | 2009-06-02 | 2010-12-16 | General Electric Co <Ge> | 燃料の熱エネルギ量を制御するシステム及び方法 |
| JP2022097003A (ja) * | 2020-12-18 | 2022-06-30 | 株式会社豊田中央研究所 | メタン製造装置 |
-
1984
- 1984-06-20 JP JP59126778A patent/JPS616702A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010281319A (ja) * | 2009-06-02 | 2010-12-16 | General Electric Co <Ge> | 燃料の熱エネルギ量を制御するシステム及び方法 |
| JP2022097003A (ja) * | 2020-12-18 | 2022-06-30 | 株式会社豊田中央研究所 | メタン製造装置 |
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