JPS62206320A - 燃焼炉の空燃比制御装置 - Google Patents
燃焼炉の空燃比制御装置Info
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- JPS62206320A JPS62206320A JP61049410A JP4941086A JPS62206320A JP S62206320 A JPS62206320 A JP S62206320A JP 61049410 A JP61049410 A JP 61049410A JP 4941086 A JP4941086 A JP 4941086A JP S62206320 A JPS62206320 A JP S62206320A
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- Pending
Links
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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
- F23N5/006—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties the detector being sensitive to oxygen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
- F23N2223/36—PID signal processing
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。
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〕
本発明はボイラ、加熱炉等の燃焼炉における燃焼制御に
関するものである。
関するものである。
周知の如く、ボイラ、加熱炉等工業炉における燃焼制御
の方法として、排ガス０２濃度を測定し。
の方法として、排ガス０２濃度を測定し。
これを一定に保つために空燃比（燃焼用空気と燃焼との
比）を調整する制御は排ガス０□制御として広く一般に
行なわれている。また、排ガスＣＯ濃度を測定し、これ
を一定に保つために空燃比を調整する制御、或は排ガス
中のＣ○、および０□の濃度を測定して両者の組合によ
って制御する方法も提案されている。
比）を調整する制御は排ガス０□制御として広く一般に
行なわれている。また、排ガスＣＯ濃度を測定し、これ
を一定に保つために空燃比を調整する制御、或は排ガス
中のＣ○、および０□の濃度を測定して両者の組合によ
って制御する方法も提案されている。
このような排ガス中のＣ○濃度およびＯｚａ度の組合せ
による空燃比制御としては、例えば特開昭５４−１６４
０３２号公報に示されろように、ｃｏ濃度が所定の値以
上になったときＣＯ９度制御、ｃ。
による空燃比制御としては、例えば特開昭５４−１６４
０３２号公報に示されろように、ｃｏ濃度が所定の値以
上になったときＣＯ９度制御、ｃ。
濃度が所定の値以下になったときｏ２濃度制御を行なう
。
。
或は、特開昭５３−４７０３５号公報に示されているよ
うに、排ガス中の０２量およびＣＯ量を変数として求め
た関数を設定し、実測値との偏差量を空燃比制御の修正
値として制御する。
うに、排ガス中の０２量およびＣＯ量を変数として求め
た関数を設定し、実測値との偏差量を空燃比制御の修正
値として制御する。
従来の排ガス０□による空燃比制御では、排ガスダクト
系に空気が侵入し燃焼に寄与しない０２を検出して必要
以上に空気供給量を絞り、不完全燃焼によって黒煙が発
生したり１例えば−貫製鉄所のように数種の燃料を用い
たボイラでは、これら燃料の切換、比率の変更を頻繁に
行うため、その度に燃焼特性が変るため１通常は予裕を
もたせた高い値の空燃比設定を行うので熱効率が低い難
点を有する。また、排ガスＣＯによる空燃比制御ではＣ
Ｏ分析計の検出遅れや、指示値の不安定、および非線形
などにより、制御系の応答性が低下し、安定な制御がで
きないと云う難点を有していた。
系に空気が侵入し燃焼に寄与しない０２を検出して必要
以上に空気供給量を絞り、不完全燃焼によって黒煙が発
生したり１例えば−貫製鉄所のように数種の燃料を用い
たボイラでは、これら燃料の切換、比率の変更を頻繁に
行うため、その度に燃焼特性が変るため１通常は予裕を
もたせた高い値の空燃比設定を行うので熱効率が低い難
点を有する。また、排ガスＣＯによる空燃比制御ではＣ
Ｏ分析計の検出遅れや、指示値の不安定、および非線形
などにより、制御系の応答性が低下し、安定な制御がで
きないと云う難点を有していた。
本発明はこれらの問題点を有利に解決するため排ガス中
のＣＯ濃度とｏ２濃度の組合せ制御によって精度の高い
安定した空燃比制御を提供するものである。
のＣＯ濃度とｏ２濃度の組合せ制御によって精度の高い
安定した空燃比制御を提供するものである。
本発明は、燃焼炉排ガス中のＣＯ濃度、および０２濃度
を連続検出する手段を用い、排ガス中のＣＯ濃度値は変
動が激しく不安定なため、検出Ｃ○濃度を平滑処理する
手段を用いて、平滑処理を行なった滑らかな信号を比較
演算制御器に入力して、排ガスＧｏ濃度の設定値と比較
し、該制御器で演算制御（ＰＩＤ制御）を行い、その制
御出力をｕトガス０２制御の設定値として過剰空気率制
御器に入力してカスケード制御（ＰＩＤ制御）を行ない
、燃焼に対する過剰空気率を制御するものである。
を連続検出する手段を用い、排ガス中のＣＯ濃度値は変
動が激しく不安定なため、検出Ｃ○濃度を平滑処理する
手段を用いて、平滑処理を行なった滑らかな信号を比較
演算制御器に入力して、排ガスＧｏ濃度の設定値と比較
し、該制御器で演算制御（ＰＩＤ制御）を行い、その制
御出力をｕトガス０２制御の設定値として過剰空気率制
御器に入力してカスケード制御（ＰＩＤ制御）を行ない
、燃焼に対する過剰空気率を制御するものである。
本発明の制御に際し、排ガス中のＣＯ濃度は変動が激し
いのに加えて非線形であるため、線形の特性補償を行な
うのが、より良い制御特性が得られるので好ましい。
いのに加えて非線形であるため、線形の特性補償を行な
うのが、より良い制御特性が得られるので好ましい。
燃焼に寄与しない空気の侵入があった場合、排ガス中の
０□が増えてもｃｏ濃度は変化しない。
０□が増えてもｃｏ濃度は変化しない。
一方、カロリーの異なる数種の燃焼を切換、或は比率を
変えた場合、燃焼スピードが変り未燃によって排ガスＣ
Ｏが増えてもｏ２濃度は減らない。従って本発明のよう
に排ガスＣＯ濃度を計測し適当なフィルタリング（平滑
化）処理をして安定化させた後に、排ガスＣＯ濃度設定
値と比較してＰＩＤ制御演算し特性補償処理した出力を
排ガス０２濃度設定値として、計測した排ガス０２濃度
と比較し、ＰＩＤ制御演算した出力で空気過剰率を補正
し空燃比制御を行うことは、安定した。応答性の早い、
排ガスＣＯ濃度を一定に保つ最適燃焼制御。
変えた場合、燃焼スピードが変り未燃によって排ガスＣ
Ｏが増えてもｏ２濃度は減らない。従って本発明のよう
に排ガスＣＯ濃度を計測し適当なフィルタリング（平滑
化）処理をして安定化させた後に、排ガスＣＯ濃度設定
値と比較してＰＩＤ制御演算し特性補償処理した出力を
排ガス０２濃度設定値として、計測した排ガス０２濃度
と比較し、ＰＩＤ制御演算した出力で空気過剰率を補正
し空燃比制御を行うことは、安定した。応答性の早い、
排ガスＣＯ濃度を一定に保つ最適燃焼制御。
を可能とするものである。
本発明を、図面に示した製鉄所の発電用ボイラでの実施
例によってさらに詳細に説明する０本ボイラはコークス
炉ガスと高炉ガスを同時燃焼する混焼バーナーを用いて
いる。ｌはボイラ本体、２はボイラドラム、３は誘引通
風機、４は煙突、５は燃焼バーナーである。
例によってさらに詳細に説明する０本ボイラはコークス
炉ガスと高炉ガスを同時燃焼する混焼バーナーを用いて
いる。ｌはボイラ本体、２はボイラドラム、３は誘引通
風機、４は煙突、５は燃焼バーナーである。
燃焼制御系は、コークス炉ガスの流量制御系６、高炉ガ
スの流量制御系７．燃焼用空気の流量制御系８から構成
され、コークス炉ガス流量計９で測定されたコークス炉
ガス流量信号は、コークス炉ガス講計重１０で制御演算
され、コークス炉ガス流量調節弁１１によって調節され
る。また、高炉ガス流量計１２で測定された高炉ガス流
量信号は、高炉ガス調節計１３で制御演算され高炉ガス
流量調節弁１４によって調節される。次にコークス炉ガ
ス流量信号と高炉ガス流量信号は加算器１５で空燃比等
価にしたうえで、本発明の空気過剰率補正器１６を経由
して燃焼空気流量調節計１７へ燃焼空気流量設定値とし
て与えられ、燃焼空気流量計１８で測定された燃焼空気
流量信号と比較し制御演算され燃室気流量調節弁１９に
よって調節される。
スの流量制御系７．燃焼用空気の流量制御系８から構成
され、コークス炉ガス流量計９で測定されたコークス炉
ガス流量信号は、コークス炉ガス講計重１０で制御演算
され、コークス炉ガス流量調節弁１１によって調節され
る。また、高炉ガス流量計１２で測定された高炉ガス流
量信号は、高炉ガス調節計１３で制御演算され高炉ガス
流量調節弁１４によって調節される。次にコークス炉ガ
ス流量信号と高炉ガス流量信号は加算器１５で空燃比等
価にしたうえで、本発明の空気過剰率補正器１６を経由
して燃焼空気流量調節計１７へ燃焼空気流量設定値とし
て与えられ、燃焼空気流量計１８で測定された燃焼空気
流量信号と比較し制御演算され燃室気流量調節弁１９に
よって調節される。
ここで、前記空気過剰率補正器１６に制御信号を与える
０２調節計２６には、ＣＯ分析計２０によって測定した
０〜１．０００ＰＰＭの排ガスＣＯ濃度に相当する信号
を、フィルター２１によって平滑処理（通常平滑処理は
１次遅れフィルター、移動平均フィルター等があるが、
本実施例では一次遅れフィルターを採用した）し、排ガ
スＣＯ調節計２２に入力して排ガスＣＯ濃度設定値と比
較してＰＩＤ制御演算を行った信号が与えられ、この信
号が、０２制御の設定信号となる。
０２調節計２６には、ＣＯ分析計２０によって測定した
０〜１．０００ＰＰＭの排ガスＣＯ濃度に相当する信号
を、フィルター２１によって平滑処理（通常平滑処理は
１次遅れフィルター、移動平均フィルター等があるが、
本実施例では一次遅れフィルターを採用した）し、排ガ
スＣＯ調節計２２に入力して排ガスＣＯ濃度設定値と比
較してＰＩＤ制御演算を行った信号が与えられ、この信
号が、０２制御の設定信号となる。
ＣＯ濃度は非線形であるので制御出力信号も非線形であ
るため、特性補償器２３で線形に直し制御性を有利にし
た。また、リミッタ−２４により上下限制限を加え、Ｃ
Ｏ分析計２０の故障などの異常時の暴走を防止した。
るため、特性補償器２３で線形に直し制御性を有利にし
た。また、リミッタ−２４により上下限制限を加え、Ｃ
Ｏ分析計２０の故障などの異常時の暴走を防止した。
一方、排ガス０２′ａ度は０２分析計２５により測定さ
れ、排ガス０２濃度０〜１０％に相当する（２号として
排ガス０２調節計２６に人力される。
れ、排ガス０２濃度０〜１０％に相当する（２号として
排ガス０２調節計２６に人力される。
０２調節計２６は、排ガス濃度信号を前記０２制御の設
定信号と比較してＰＩＤ制御演算を行い、その出力を空
気過剰率補正器１６へ与える。この補正器１６は加算器
１５からの出力と調節計２６出力を掛算してこれを、燃
焼空気流調節置針１７へ設定値として与える。
定信号と比較してＰＩＤ制御演算を行い、その出力を空
気過剰率補正器１６へ与える。この補正器１６は加算器
１５からの出力と調節計２６出力を掛算してこれを、燃
焼空気流調節置針１７へ設定値として与える。
このような構成によって実施した空燃比制御により安定
した応答性の早い排ガスＣＯ濃度を一定に保つ最適燃焼
制御が可能となった。
した応答性の早い排ガスＣＯ濃度を一定に保つ最適燃焼
制御が可能となった。
以上詳細に説明した如く、本発明装置によれば。
燃料を空気によって燃焼する際、侵入空気やバーナーの
燃焼特性が変化しても、未然ガス発生を最低に押えなが
ら排ガス０２濃度を可能な限り最低にする最適燃焼の実
現による省エネルギーは勿論のこと、黒埋の発生防止、
硫黄酸化物の発生防止など公害防止対策にもなり、燃焼
部の操業上、特に製鉄所等における多種の燃料を頻繁に
切換えて燃焼させるボイラにおいて、有益となる優れた
発明である。
燃焼特性が変化しても、未然ガス発生を最低に押えなが
ら排ガス０２濃度を可能な限り最低にする最適燃焼の実
現による省エネルギーは勿論のこと、黒埋の発生防止、
硫黄酸化物の発生防止など公害防止対策にもなり、燃焼
部の操業上、特に製鉄所等における多種の燃料を頻繁に
切換えて燃焼させるボイラにおいて、有益となる優れた
発明である。
第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。 １Ｇ・・・空気過剰率補正器 ２０・・・排ガスＣＯ分祈計 ２１・・・フィルター２
２・・・排ガスＣＯ調節計 ２３・・・特性補償器２４
・・・リミッタ−２５・・・排ガス０２分析２６・・・
排ガス０２調節計
る。 １Ｇ・・・空気過剰率補正器 ２０・・・排ガスＣＯ分祈計 ２１・・・フィルター２
２・・・排ガスＣＯ調節計 ２３・・・特性補償器２４
・・・リミッタ−２５・・・排ガス０２分析２６・・・
排ガス０２調節計
Claims (1)
- 排ガス中のＣＯ濃度、およびＯ＿２濃度を連続検出する
手段と、該ＣＯ濃度検出値を平滑処理する手段と、平滑
処理した信号と排ガスＣＯ濃度設定値との比較演算制御
器と、その制御出力信号を、排ガスＯ＿２制御設定値と
した燃料の過剰空気率制御器からなる燃焼炉の空燃比制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61049410A JPS62206320A (ja) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | 燃焼炉の空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61049410A JPS62206320A (ja) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | 燃焼炉の空燃比制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62206320A true JPS62206320A (ja) | 1987-09-10 |
Family
ID=12830283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61049410A Pending JPS62206320A (ja) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | 燃焼炉の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62206320A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1172525A1 (en) * | 2000-07-12 | 2002-01-16 | ADB Power ApS | Method of repowering boiler turbine generator plants and repowered boiler turbine generator plants |
| WO2024048029A1 (ja) * | 2022-08-31 | 2024-03-07 | 中外炉工業株式会社 | 燃焼設備の燃焼制御方法 |
-
1986
- 1986-03-06 JP JP61049410A patent/JPS62206320A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1172525A1 (en) * | 2000-07-12 | 2002-01-16 | ADB Power ApS | Method of repowering boiler turbine generator plants and repowered boiler turbine generator plants |
| WO2024048029A1 (ja) * | 2022-08-31 | 2024-03-07 | 中外炉工業株式会社 | 燃焼設備の燃焼制御方法 |
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