JPS62131115A - ボイラの排ガス低酸素燃焼制御装置 - Google Patents

ボイラの排ガス低酸素燃焼制御装置

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Publication number
JPS62131115A
JPS62131115A JP60272007A JP27200785A JPS62131115A JP S62131115 A JPS62131115 A JP S62131115A JP 60272007 A JP60272007 A JP 60272007A JP 27200785 A JP27200785 A JP 27200785A JP S62131115 A JPS62131115 A JP S62131115A
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JP
Japan
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boiler
exhaust gas
signal
fuel
subtraction constant
Prior art date
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Pending
Application number
JP60272007A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiki Sofue
祖父江 吉記
Wataru Mikota
三小田 渡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS62131115A publication Critical patent/JPS62131115A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/003Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
    • F23N5/006Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties the detector being sensitive to oxygen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2225/00Measuring
    • F23N2225/04Measuring pressure

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)

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〕 この発明は、定格蒸気量が1〜20〔t/時〕程度の中
小容量のボイラの燃焼用空気量の制御として押込通風機
(以下FDPと略す)の回転速度を可変して行なうボイ
ラの燃焼制御に係り、特にボイラの排ガス低酸素燃焼制
御装置に関するものである。
〔従来の技術〕
第3図は従来のボイラにおける極軽負荷時の燃焼フロー
チャートを示すものであり、図において(1)ハ蒸気圧
カ一定制御で燃焼中のボイラ、(zlldll側用量が
最少か最少以外かの判別、(8)は蒸気圧力が異常に上
昇しボイラの保安上ボイラを停止させる「高圧停止」の
設定圧力以上か以下かの判別、(4)!−1:r高圧停
止」を防ぐために行なう油l低下の操作をするかしない
かの判別、(5)は(4)の油付低下の操作をしなかっ
たために「高圧停止」となった状態、(6)は「高圧停
止」で燃焼が停止して蒸気圧力が下降した際にその圧力
がボイラ再始動の設定圧力以上か以下かの判別、(7)
は蒸気圧力が再始動設定圧力以下となリボイラが再始動
した状態、(8)は油圧低下の操作をし7’jfcめに
排ガス残存酸素溌度が設定した酸素濃度エリも上昇した
状態を示す。
次に動作について説明する。一般に、自動的に蒸気圧カ
一定制御を行なっているボイラにおいては、蒸気の使用
量が減少すると燃料油量を少なくしていき、蒸気の使用
量が最少の場合には、燃料油i1:に設定した最少油量
で燃焼するように制御される。
ところで、蒸気の供給先として、冬期の暖房用のように
季節変動や時間変動がある負荷と、工場での生産用等の
ように変動が少ない負荷の両方に供給する場合には、最
少油量時の蒸気使用量が違うため第5図のような動作と
なる。
すなわち、蒸気使用量が極端に少なくなって燃焼による
入熱の方が蒸気の使用による。堵出力工りも大きいと、
蒸気圧力は設定蒸気圧力↓りも上昇する。蒸気圧力が過
大になると、配管保護等のためにボイラを停止する。停
止にエリ蒸気圧力が下降すればボイラは再始動する。
ところが、この工うにボイラの運転−停止を繰返すと、
ボイラ効率が低下する定め、最少燃・)1心に蒸気圧力
が上昇する工うな場合には、通常はバーナの手前に取付
けた燃料1IiIJ御弁の開度を絞り、油量を少なくし
て燃焼量を下げる操作を行なっている。
第4図は従来のボイラにおける低酸素燃焼制御のフロー
チャートを示すものであり、(11)Hボイラ煙道内の
排ガスの残存酸素(染変の設定値とフィードバックされ
念残存tλ素(佳就の検出値とを比較する比較器、(1
21H比較器(11)で比較された結果をPID演算す
る酸素濃度演算器、+181はこの演算器(功での演算
結果を適当な量に減する増幅器、α4)に増幅器03)
からの信号と後述する基準入力発生器1り)からの信号
とを加算する加算器% (15)は加算器α(転)から
の連間指令信号に応じて速度を可変する変速電動機、(
16) V′i変速電動機<15)の速度に応じて回転
するFDP。
・17)にF D F (16>からの空気と燃料とを
燃焼させて蒸気を発生させるボイラ、flB)μ燃焼後
の排ガスの残ひ:酸素良度、+19)にそのフィードバ
ック回路、に))は蒸気圧カ一定制御の外乱となる負荷
変動、すなわち蒸気使用量の変動、+211はボイラ負
荷量の大きさを電気信号に変換する負荷量変換器、(2
)はこの変換器(21)の電気信号でF D F (1
6)の主回転速度を決定する基準入力発生器である。
第5図に従来の排ガス低酸素燃焼制御時におけるボイラ
負荷量と諸値との関係を示すものであり、図において(
81)idボイラ負荷量と燃料量との関係を示す直線ま
之は曲線のグラフ、I3粉にボイラ負荷量と空気量との
関係を示す直線またに曲線のグラフ、(33)はボイラ
負荷量とFDPの回転法要との関係を示す曲線まtは曲
線のグラフであって、グラフ轢1)が直線ならば(4)
、 (33)はともにほぼ直線となり、またグラフ(3
1)が曲線ならばグラフm 、 (831[グラフ(3
11とほぼ相似の曲線となるように制御して空気比一定
の燃焼制御を行なう。まt・ルlは排ガスの残存曖素り
、度とボイラ負荷量との関係を示すグラフであって、図
においては4〔チク一定制御の場合を示す。
ところで、このような排ガス低酸素燃焼制御においては
、ボイラ内で燃焼し定排ガスを煙道に取付けた酸素濃変
針で検知して電気信号に変換するまでに数秒程度必要と
する。この遅れ時間は、煙道の長さに比例し、また酸素
濃度計自体の固有の検知遅れが加算されたものである。
この工うに検知遅れがある、すなわちむだ時間がある制
御対象をフィードバック制御のみで制御すると、燃焼系
がハンチングして安定した燃焼ができなくなる。
このため、ボイラの負荷量の大きさを負荷量変換器(2
1)で検知し、基準入力発生器1μ)でげ、ボイラ負荷
量に応じた燃料量に見合った空気量となる工うに、換言
すれば燃料量が変化しても空気比が一定となって排ガス
残存酸素濃度が一定となるように電気量を調節して加算
器C14)に出力する。
一方、設定し几酸素濃度の値と検出値との偏差は、比較
器(11)および演算器(彼において比較、演算し、そ
の結果を増幅B08)に出力する。増幅器(1B)では
、このフィードバック信号を燃焼系がハンチングしない
ように小さくして加算器(14) K出力し、加算器α
C【、基準入力発生器(2)からの信号を増幅器03)
からの信号で補正するために両信号を加算して変速電動
機(15)に伝送し、FDFα6)により空気量を加減
する。
例えば、排ガス残存酸素濃度の設定値を第5図のように
4〔チ〕に設定し友場合、フィードバックによる可調整
範囲が±1〔チ〕(すなわち3〜5〔%))程度になる
ように増幅器03)でフィードバック信号を減する。
ここで、排ガス残存酸素濃度のフィードバック制御を行
なうのは以下の理由にょる〇 すなわち、燃料量に対応した空気量になるように基準入
力発生器(2)で変速電動機(至)の回転速度を決める
が、燃料油温の変動や燃料油量を決める燃料調節弁とバ
ーナのヒステリシス等により、排ガス残存酸素濃度が変
化するため、これを一定に制御できるようにするためで
ある。
一般に、燃料を燃焼させる場合、燃料の持つ発熱量等に
エリ燃焼に必要な理論空気量が決まる。
このため、理論空気量のみで燃焼させれば工いことにな
るが、実際には燃料と混合されずに燃焼することなく煙
突から排出される空気もある。そこで、空気不足による
不完全燃焼を防ぐため、通常は余分に空気を送風するこ
とになる。
ところが、ボイラ炉内で燃焼しなかつ几空気(実際は酸
素)Iri炉内の熱を奪って排出されるため、ボイラ効
率が下がる。し九がって、空気比を極力下げ几燃焼とす
ることによりボイラ効率が向上し、ここに排ガス低酸素
燃焼制御を行なう必要性がある。
〔発明が解決しLうとする問題点〕
上記の工うな従来のボイラの排ガス低酸素燃焼制御装置
では、むだ時間がある制御系をフィードバック制御する
ため、燃焼制御がハンチングしない工うにフィードバッ
ク電気量を小さくしている。
この之め、燃料量が極端に少なくなる工うに操作すると
、排ガス残存酸素濃度一定制御の可制御範囲から外れて
しまい、すなわちフィードバック制御ができなくなって
しまい、9素濃度が上昇してボイラ効率が低下してしま
うという問題があった。
この発明は、かかる問題点を解決する几めになさネ、友
もので、極軽負荷時を含む全軽負荷域において最適な排
ガス低酸素燃焼制御を行なってボイラの効率向上および
省燃料化を図ることができるボイラの排ガス低酸素燃焼
制御装置を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るボイラの排ガス低酸素燃焼制御装置は、
バーナの燃料配管に、燃料油圧の変動を検知してその油
圧に比例する検知信号出力する圧力発信器を設けるとと
もに、この検知信号に応じた減算定数を演算する減算定
数演算回路を設け、この減算定数演算回路で演算された
減算定数を、FDPの回転速度指令信号値を小さくする
信号として用いるようにしたものである。
〔作用〕
この発明においてに、減算定数演算回路で演算された減
算定数を、FDFの回転速度指令信号値を小さくする信
号として用いているので、極軽負荷時を含む全軽負荷域
において最適な排ガス低酸素燃焼制御が可能となり、こ
れにより、ボイラの効率向上お工び省燃料化を図ること
ができる。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例を示すものであり、図にお
いて間は関係部分のみを抜粋し九ボイラ構遺体、晴は燃
料配管、に)はFDP■)から送られる燃焼用空気を後
述するバーナーへ導び〈風箱、閣は燃料油を噴霧して燃
焼させるバーナ、f@μ燃料制御弁(6)の出側に取付
けられた圧力発信器で、上記バーナーに供給される燃料
油圧の変動を検知し油圧に比例する検知信号を出力する
。MUこの圧力発信器−と燃料制御弁−との間に設置さ
れた油圧指示計、■はボイラ負荷量(蒸気使用量)に応
じて燃料量を調節する燃料調節弁、晴は煙道(および煙
突)、t50+は煙道暗に取付けられ友排ガス残存酸素
濃度計s (511i−を給水配管、閃は蒸気配管であ
る。
また第2図は、この発明の排ガス低酸素燃焼制御のフロ
ーチャートを示すものであり、図中、Ql)〜(!fl
第4図に示す従来のものと全く同一である。
H)H上記圧力発信器−)からの検知信号を受けてその
信号の値に応じ友減算定数を演算しこれを加算器(1→
に与える減算定数演算回路である。
上記のように構成されたボイラの排ガス低酸素燃焼制御
装置においてに、ボイラ負荷量が0〜100〔チ〕に変
化した場合の各々の燃料量に、燃料調節弁囮の開度を自
動的に制御して決めている。
そして、この燃料量における排ガス残存酸素濃度が設定
した濃度になるように基準入力発生器(ロ))でFDF
α6)の回転速度を決めている。
排ガス残存酸素濃度のフィードバック制御は、従来と同
様バーナーのヒステリシスに=る酸素濃度一定制御への
影響を打ち消すのが正目的であり、またむだ時間が大き
い九め、このフィートノ(ツク制御の信号に増幅器(旧
で小さくしている。
通常に以上のように調整して運転を行なっている0 ところで、負荷量が変化して軽負荷となり、然料制御弁
初の開度が小さくなる工うに操作するとバーナは)を流
れる燃料量が少なくなって油圧も低下する。この油圧変
動は圧力発信器(3))で検知され、油圧に比例した検
知信号が圧力発信器(圃から出力される。
一方、第2図に示す減算定数演算回路−)でに、圧力発
信器■)からの検知信号が入力されるとこの信号に応じ
た減算定数が演算され、演算さf″した減算定数は加算
器04に与えられる。したがって、加算器α→では隣+
031− (23)の計算が行なわれ、その計算結果は
速度指令信号として変速電動@(至)に与えられる。こ
れにより、F D P(16)の回転法要が制御されて
窒気量が少なくなる。
なお、減算定数演算回路−)の減算定数に、排ガス残存
酸素濃度一定制御の可調整範囲内、すなわちフィードバ
ック制御可能な範囲内となるように予め設定する。
燃料制御弁WIJを全開の状態に戻すと、再び通常の制
御となる。
なお上2実施例では、圧力発信器(7))からの信号を
減算定数演算回路(転))へ入力して加算器α4)へ出
力させる構成についてげ特に説明しなかったが、各(幾
器単体を組合わせても工く、またプログラマブルコント
ローラによるプログラム(ソフトウェア)で構成しても
工い。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明し友とおり、バーナの燃料配管に設
けた圧力発信器にエリ燃料油圧の変動を検知するととも
に、その油圧に比例する検知信号を出力し、減算定数演
算回路により上記検知信号に応じた減算定数を演算して
これをFDFの回転速度指令信号値を小さくする信号と
して用いているので、極軽負荷時を含む全軽負荷域にお
いて最適な排ガス低酸素燃焼制御が可能となり、これに
より、ボイラの効率向上お工び省燃料化を図ることがで
きる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す構成図、第2図μこ
の発明の排ガス低酸素燃焼制御のフローチャート、第3
図は従来の極軽負荷時の燃焼フローチャート、第4図に
従来の排ガス低酸素燃焼制御のフローチャート、第5図
は排ガス低酸素2 ’!制御時におけるボイラ負荷量と
諸値との関係を示すグラフである。 (2)・・比較器    叫・・酸素濃度演算器α鶴・
・増幅器    α劫・・加算器(16) −−F D
 F     <17) ・・ボイラ(10)・I+酸
素濃度フィードバック回路(221・・基準入力発生器 123)・・減算定数演算回路 叩)・働燃料配管   磨)・・バーナ(3))・・圧
力発信器  伺・・燃料制御弁れ0)−・煙道    
 1、刈・・酸素濃度計なお各図中、同一符号に同−又
は相当部分を示すものとする。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. バーナに供給される燃料油量に合わせ押込通風機の回転
    速度を可変してボイラへの燃焼用空気量を制御するボイ
    ラの燃焼制御において、ボイラの負荷量に応じて押込通
    風機の回転速度を決定する基準入力発生器と、ボイラ煙
    道内の排ガス残存酸素濃度の設定値とフィードバックさ
    れた排ガス残存酸素濃度の検出値とを比較演算する演算
    器と、この演算器での演算結果を燃焼系がハンチングし
    ない適当な値に小さくする増幅器と、上記基準入力発生
    器からの信号を上記増幅器からの信号により補正しその
    補正値を速度指令信号として上記押込通風機の回転速度
    を可変制御する加算器と、上記バーナの燃料配管に設け
    られ燃料油圧の変動を検知してその油圧に比例する検知
    信号を出力する圧力発信器と、この検知信号に応じた減
    算定数を演算してこれを上記加算器に与える減算定数演
    算回路とを備え、上記減算定数演算回路からの減算定数
    により、上記加算器の速度指令信号値を小さくした極軽
    負荷時においてもフィードバック制御可能としたことを
    特徴とするボイラの排ガス低酸素燃焼制御装置。
JP60272007A 1985-12-03 1985-12-03 ボイラの排ガス低酸素燃焼制御装置 Pending JPS62131115A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104048316A (zh) * 2014-05-23 2014-09-17 江苏海事职业技术学院 一种基于模拟乘法器用于油轮辅锅炉的供风系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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