JPS6196322A - 小型炉の燃焼制御方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 発明は、オープンコイルアニーラ−等の小型炉の燃焼制
御方法に関する。

従来の技術背景 オープンコイルアニーラーは、第Ｓ図に示すよ、積重ね
らｎた薄鋼板コイル１をインナー力２で覆い、その外側
を上下に可動のアウター−３で覆い、そのアウターカバ
ー３に取付け一ナー４からＣ，Ｏ，Ｇ（コークス炉ガス
）料５および燃焼用空気６を吹込み、前記薄鋼イル１に
対して焼なましを行うものである。

来技術ｌ） かるに、従来、このオープンコイルアニーラ燃焼制御は
、たとえば同図に示さｎ７ｈ制御系り行っていた。すな
わち、熱電対等の温度検弁９を調整する。一方、隔膜式
空燃比設定器１０の隔膜１０ａに対して、その一方に燃
焼用空気圧を他方に燃料圧を作用させ、そｎら圧力のア
ンバランスに応じて振９子１０ｂを作用させ、振り子１
０ｂの振ｎにより水銀スイッチをオンまたはオフさせる
ことにより、燃料調節弁１１を開または閉方向に駆動し
、燃料量を制御している。１２は予熱のためのレキュペ
レータでおる。

しかし、この制御法では、（１）燃料弁の作動遅ｎがち
り制御性が悪い、（２）点火時に炉内パージを空気によ
う行う関係上、空燃比設定器に偏圧がかかり、微圧測定
時の感度が不良となる、（３）隔膜式空燃比設定器を用
いているので、その隔膜への二次配管が詰った９、断面
積が小さくなると空燃比が崩ｎ１さらに燃料および燃焼
用空気温度が変化したときも同様に空燃比が崩ｎる、（
４）Ｃ，Ｏ，Ｇ流量が大流量から小流量に変わると空気
比が変わ・シ、０２値（（６）が変動し、酸素濃度制御
に殆んど無力であるなどの欠点がある。

（従来技術２） そこで、かかる従来例に代って、第６図に示す制御法も
考えらｎるが、こｎｉた問題点が多い。

この第６図例は、燃料配管１３にオリアイス形式の燃料
流量発信器１４および燃料用電動モータ制御弁１５を、
燃焼用空気配管１６にオリフィス形式の燃焼用空気流量
発信器１７およびダイアク２ム式空気量調節弁１８をそ
扛ぞｎ設け、他方炉の排ガス出口部分にとえは排気筒１
９に酸素濃度検出器（発信器）２０を設けである。制御
に際しては、温度検出器７からの炉内温度に基いて、温
度調節計２１により燃料流量調節計２２の設定値を動か
しながら、燃料流量調節計２２により燃料流量を調節し
、他方燃焼用空気量については、酸素濃度検出器２０か
らの排ガス０２％を取込む酸素濃度調節計２３と前記温
度調節計２１とにより空燃比設定器２４を介して燃焼用
空気量調節計２５の設定値を動かしながら、燃焼用空気
量調節計２５１により燃焼用空気量を調節するものであ
る。２６は変換器である。

しかし、この制御法は、特に本発明が好適に適用さｎる
オープンコイルアニーラ−等の小型炉でかつカバー３が
可動するものについては次の主に２つの理由によって適
切でない。第１にオリフィス形式の流量発信器１４、．
１７を用いようとしても、アウターカバー３が移動した
ときその振動によって誤差および損傷をきたし、実際上
その設置は困難である。第２に小容量の小型炉に対して
流量発信器１４．１７を設置することは、その設備費の
点できわめて不利である。

（従来技術３） ところで、本出願人は、前記問題点を解決するために、
先に特願昭５８−７１０２９号として、第７図に示すよ
うに、バーナ４への燃料配管１３および燃焼、空気配管
１６に設けらｎた燃料制御弁５０およびその弁開度発信
器５４、ならびに燃焼空気制御弁５１およびその弁開度
発信器５６と、炉内温度検出器７と、炉の排ガス出口部
分に設けらｎた酸素濃度検出器２０とを用い；前記燃料
制御弁開度発信器５４によシ与えらｎる燃料制御弁５０
の開度を前記炉内温度検出器７からの炉内温度に基いて
温度調節計５２により制御し、他方前記燃焼空気制御弁
開度発信器５６によシ与えらｎる燃焼空気制御弁５１の
開度を前記酸素濃度検出器２０からの酸素濃度に基いて
酸素濃度調節計５３により制御するとともに、その制御
の際前記温度調節計５２による制御量を酸素濃度調節計
５３に与えてカスケード制御を行う方法を提案し友。

この本発明の主要点は、そｎぞｎの制御弁につりてその
弁開度信号に基いて制御弁の開度を調整するようにした
点、燃料系については温度検出器からの炉温信号によシ
制御するようにした点、燃焼用空気については酸素濃度
信号に基いて、燃料系の温度調節計によシカスケート制
御を行い設定値を働かしながら酸素濃度調節計によシ制
御するようにした点である。

かかる構成によって、簡便かつ経済的で、しかも制御性
に優ｎた制御を行うことができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

確かに、前記発明法は優ｎているが、次の点で難がある
。すなわち、同発明では弁開度発信器５４゜５６をそ几
ぞ几使用しているが、この発信器は弁体と電動モータと
の連結棒の位置によって弁開度信号を発生する。ところ
が、弁開度発信器を、その故障やオーバーホール等で分
解する場合、連結棒の取付位置が前回と異った位置に設
定さ几てしまうことがある。その結果、同発明法はあく
までも弁開度を制御の基礎信号として利用するものであ
るから、制御が不安定となる。

そこで、本発明の目的は、簡便かつ経済的で、しかも制
御性が安定した方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記各従来技術の問題点を解決するために、本発明は、
バーナへの燃料配管訃よび燃焼空気配管に設けら几た燃
料制御弁およびその弁背圧発信器、ならびに燃焼空気制
御弁およびその弁背圧発信器と、炉内温度検出器と、炉
の排ガス出口部分に設けら几た酸素濃度検出器とを用い
：前記燃料制御弁背圧発信器により与えらｎる燃料制御
弁の背圧を前記炉内温度検出器からの炉内温度に基いて
温度調節計により制御し、他方、前記酸素濃度検出器か
らの現酸素濃度と目標酸素濃度との偏差に基いて次回の
空燃比率を定め、前記燃料制御弁背圧発信器からの燃料
制御弁の現背圧から得らｎた現燃料流量と次回の空燃比
率とから次回の燃焼空気量を求めるとともに、これを燃
焼空気背圧に換算して設定燃焼空気背圧とし、この設定
燃焼空気背圧と燃焼空気背圧発信器から得らｎた現燃焼
空気背圧とに基いて前記燃焼空気制御弁を介してその背
圧を制御する構成としたものである。

〔作用〕

本発明では、燃焼空気および燃料の背圧を制御の基礎と
している０その結果、直接検出した背圧に基くから、先
に提案の弁開度によるものと比較して、制御が不安定に
なることはない。また、第３図および第４図のように、
流量と背圧とは、明確に相関するので、本発明法による
背圧制御方式が有効である。

〔発明の具体例〕

以下本発明を第１図および第２図に示す具体例によって
説明する。

各図において、第７図と同一個所には同符号を付して説
明を省略する。

具体例では、燃料制御弁５０の下流に燃料制御弁背圧発
信器６１が設けらｎｌそこからの背圧信号が変換器６２
により変換さｎ１演算器５８へ与えらｎ後述の燃焼空気
背圧制御に用いらｎるとともに、温度調節計５２へ電流
信号として与えらｎる。温度調節計５２では、現背圧信
号を受けるとともに、温度計７からの炉内温度信号を受
けて、燃料制御弁５０を調節して背圧を制御する０他方
で、燃焼空気制御弁５１の下流には、燃焼空気背圧発信
器６３が設けらｎ１変換器６４を介して演算器５８へ背
圧信号が取込まする０演算器５８では、第２図に示すよ
うに、次の動作を行う。

（ａ）　　酸素濃度検出器２０からの酸素濃度信号を０
２係測定値に変換する。

（ｂ）　　上記０２　％値と目標０２係値とを比較し、
次記（１）式による０２　％偏差値を求める０・・・（
１） （Ｃ）　　次に（２）式によって、空燃比率設定値の計
算を行う。

Ｒｉ＝Ｒｉ−１＋Ｒｉ−１・（ＯＵＴ）ｉ　　・・・（
２）ただし、Ｒ１：比率設定値、Ｒ１−１：前回の比率
設定値、（ＯＵＴ　）ｉ　：　０２偏差の出力値（ｄ）
　　実績燃料（たとえばコークス炉ガスＣＯＧ　）背圧
信号を変換器６２から受け、第３図に示す既知のテーブ
ルに照合して実績燃料流量に変換する０（ｅ）　　続い
て、（３）式によって設定燃焼空気量の計算を行う。

設定燃焼空気量＝Ｒ１Ｘ燃料流量　・・・（３）こｎに
よって、目標の０２チを満し、かつ所定の空燃比を満足
する燃焼空気量が定めらｎる０（ｆ）　　その後、上記
の設定燃焼空気量から、第４図に示す既知のテーブルに
照合して、設定燃焼空気背圧を求める。

（ｇ）　　この設定燃焼空気背圧と変換器６４を介して
得た実績燃焼空気背圧とを比較し、偏差値をＰＩＤ演算
し、燃焼空気弁５１へ出力し、その背圧を制御する。

このように、本発明では、弁背圧を制御の基礎としたか
ら、分解等によって制御の安定性が崩ｎることはない。

ちなみに、オープンコイルアニーラ−の小凰炉での本発
明の実施の結果、従来の０２濃度３．２％を、実施後で
は１．０％まで低減でき、燃料原単位を約３チ節減でき
た。また、長期にわ・たる操業によっても、制御性は常
に安定していた。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によｎば、装置構成が簡素となり経
済的となるし、しかも制御性が安定するなどの利点かも
たらさｎる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法実施のための装置の概要図、第２図は
その演算器内の演算内容説明図、第３図および第４図は
変換テーブル内の関係図、第５図〜第７図は従来例の概
要図である。 ２．３・・カバー　　　　４・・バーナー５・・燃料　
　　　　　６・・燃焼空気７・・温度検出器　　　２０
・・酸素濃度検出器５０・・燃料制御弁　　５１・・燃
焼空気制御弁５２・・温度調節計　　５８・・演算器６
１．６３・・背圧発信器 特許出願人　　住友金属工業株式会社 第６図 第７図 手続補正書、ヵえ） 昭和６０年２月２８日 昭和５９年　特許　＠第２１６５０７号２発明の名称　
　　小型炉の燃焼制御方法３゜　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 ４、　代　　理　　人　　− 明細書、第２頁、第２〜３行間に、「３発明の詳細な説
明」を挿入する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）バーナへの燃料配管および燃焼空気配管に設けら
   れた燃料制御弁およびその弁背圧発信器、ならびに燃焼
   空気制御弁およびその弁背圧発信器と、炉内温度検出器
   と、炉の排ガス出口部分に設けられた酸素濃度検出器と
   を用い；前記燃料制御弁背圧発信器により与えられる燃
   料制御弁の背圧を前記炉内温度検出器からの炉内温度に
   基いて温度調節計により制御し、他方、前記酸素濃度検
   出器からの現酸素濃度と目標酸素濃度との偏差に基いて
   次回の空燃比率を定め、前記燃料制御弁背圧発信器から
   の燃料制御弁の現背圧から得られた現燃料流量と次回の
   空燃比率とから次回の燃焼空気量を求めるとともに、こ
   れを燃焼空気背圧に換算して設定燃焼空気背圧とし、こ
   の設定燃焼空気背圧と燃焼空気背圧発信器から得られた
   現燃焼空気背圧とに基いて前記燃焼 空気制御弁を介してその背圧を制御することを特徴とす
   る小型炉の燃焼制御方法。