JPS6225934B2 - - Google Patents

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JPS6225934B2
JPS6225934B2 JP9807779A JP9807779A JPS6225934B2 JP S6225934 B2 JPS6225934 B2 JP S6225934B2 JP 9807779 A JP9807779 A JP 9807779A JP 9807779 A JP9807779 A JP 9807779A JP S6225934 B2 JPS6225934 B2 JP S6225934B2
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JP
Japan
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flame
pattern
standard
shape
combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP9807779A
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English (en)
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JPS5623630A (en
Inventor
Akira Baba
Shoichi Masuko
Manabu Orimoto
Toshiharu Kikuchi
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 Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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Publication date
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Publication of JPS5623630A publication Critical patent/JPS5623630A/ja
Publication of JPS6225934B2 publication Critical patent/JPS6225934B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、ボイラ装置などの燃焼装置における
火炎診断方法に係り、特に火炎の直接監視によ
り、燃焼による有害成分の発生を可及的に抑制
し、かつ安全で効率的な運転ができる火炎診断方
法に関する。 従来、燃焼装置の燃焼状態を把握する手段とし
て次のような方法が採用されている。覗き窓か
ら肉眼で火炎を見て判断する方法。モノラルテ
レビカメラで火炎を監視する方法。燃焼ガスの
成分(NOx,SOx,CO,HC,煤塵,残存酸素な
ど)を分析して判断する方法。火炉出口におけ
る燃焼ガスの温度を測定して判断する方法などが
ある。これらの方法の中で、特にバーナチツプの
つまり、エアレジスタやインペラなどの焼損につ
いては,の方法が最も確実な方法とされてい
る。 しかし、この,の方法は監視員が目で見て
判断するのであるから、判断基準に個人差があ
り、火炎内の温度分布までは分からず、火炎の定
量的な評価ができない。また炉内の火炎は乱流拡
散によつてその形状が刻々と変化しているため、
火炎形状の判定が難しいなどの欠点を有してい
る。 本発明の目的は、このような従来技術の欠点を
解消し、火炎の形状と温度分布とを定量的に把握
することにより、有害成分の発生を可及的に抑制
するとともに、安全でかつ燃焼効率の高い運転が
できる火炎診断方法を提供するにある。 この目的を達成するため、本発明は、火炎内の
温度を複数の温度領域に分け、標準状態にある火
炎の形状をブロツク状に現わし、その火炎内の温
度分布を前記温度領域ごとにブロツク状に区分し
て標準火炎パターンを作り、これを記憶部に記憶
させておくとともに、前記標準火炎パターンと測
定火炎パターンとの比較差に基づいて操作する燃
焼装置の操作端の種類と、前記比較差の大きさに
応じて予め決められた操作端の制御量とを前記記
憶部に記憶させておき、燃焼装置の火炎を赤外線
テレビカメラの受像機に受像し、その受像火炎の
形状をブロツク状に現わし、火炎内の温度分布を
前記温度領域ごとにブロツク状に区分して測定火
炎パターンを作成し、この測定火炎パターンと前
記標準火炎パターンとを比較部で比較して、両者
の火炎形状や各温度領域の広さに差がある場合は
比較結果を制御指令部に入力し、燃焼装置の操作
端を制御指令部からの出力により前記記憶部に記
憶されている制御量に従つて調整することを特徴
とする。 以下、本発明の実施例を図面とともに説明す
る。第1図は、ボイラ装置などの燃焼装置1の概
略構成図である。石油、ガス、石炭などの燃料は
複数個設置されたバーナ2から火炉3内へ噴射さ
れるが、各バーナ2にはそれぞれ個別にバルブと
流量計とが付設されて、燃料の供給量は各バーナ
2で調整でき、バーナチツプの摩耗や詰りなどが
バーナ別に検知できるようになつている。燃焼用
空気は燃焼用空気量制御ダンパ4で調整され、送
風機5により空気予熱器6を通つてウインドボツ
クス7及び2段燃焼用エアポート16に送られ
る。 火炉3での燃料の燃焼によつて生成した燃焼ガ
スは過熱器8、再熱器9、節炭器10を経て、そ
の大部分は煙道11及び集塵器12を通つて煙突
13から放出される。燃焼ガスの一部は再循環フ
アン14で火炉3と混合器15に供給されるよう
になつており、混合器15に供給された燃焼ガス
は燃焼用空気と混合されてウインドボツクス7側
へ送られる。 バーナ2への燃料供給量の調整は、燃料流量制
御弁17、燃料温度制御弁(図示せず)、噴霧蒸
気圧力制御弁(図示せず)などで行なわれる。一
方、ガス系統の調整は、燃焼用空気量制御ダンパ
4、再循環ガス火炉用ダンパ19、再循環ガス混
合用ダンパ20、2段燃焼用空気量制御ダンパ2
1、エアレジスタ(図示せず)などでそれぞれ行
なわれる。なお18は燃料圧力計、22は燃焼用
空気酸素濃度計、23は燃焼用空気圧力計であ
る。前述した燃料系統及びガス系統の調整を行な
う各操作端は、後述する火炎診断装置24の制御
指令部25によつて自動的に制御されるようにな
つている。 第2図は、火炎診断機構を説明するための略図
である。火炉3の近傍には、それぞれのバーナ2
から噴出される火炎26を監視する赤外線テレビ
カメラ27が1台あるいは複数台設置されてい
る。このテレビカメラ27によつて撮影された火
炎26の画像は、画像信号に変換されて火炎診断
装置24の受像機28に送られ画面(ブラウン
管)に受像火炎29が映し出される。次にこの受
像火炎29は走査線解析により、その火炎形状が
細かくブロツク状に現わされるとともに、火炎内
部の温度分布が高温領域Hと低温領域Lとにブロ
ツク状に区分される。この高温領域Hと低温領域
Lの温度範囲はそれぞれ予め決められており、赤
外線テレビカメラ27で火炎26を監視する時、
火炎26の各部分のスペクトルが測定され、その
部分が高温領域Hに属するかあるいは低温領域L
に属するかが決められる。火炎内部の高温領域H
と低温領域Lは色分けあるいは濃淡分けによつて
区分され、特に色分けによる区分は後述する表示
部30で表示した際に視覚的にはつきりと識別で
きるため便利である。前述のように受像火炎29
の形状をブロツク状に現わし、火炎内部の温度分
布を温度領域ごとにブロツク状に区分して測定火
炎パターン31が作成される。この測定火炎パタ
ーン31は、CRTデイスプレイ・スクリーンか
らなる表示部30にも表示される。 火炎診断装置24の記憶部32には、燃焼装置
1のそれぞれの負荷に応じて数種の標準火炎パタ
ーン33がまとまつて標準データ34として記憶
されている。前記標準火炎パターン33は、標準
状態にある火炎の形状を細かくブロツク状に現わ
し、その火炎内の温度分布を高温領域Hと低温領
域Lとの2つの温度領域にブロツク状に区分され
ている。高温領域Hと低温領域Lのそれぞれの温
度範囲は、測定火炎パターン31の場合のそれと
同じである。この標準火炎パターン33は燃焼装
置1の負荷別にそれぞれ作成されており、火炎の
形状や高温領域Hと低温領域Lの広さが負荷条件
によつて若干違つている。 前記測定火炎パターン31と、その測定火炎パ
ターン31を測定した時の燃焼装置1の負荷条件
に応じた標準火炎パターン33とを比較部35に
入力する。この比較部35では、測定火炎パター
ン31と標準火炎パターン33の火炎形状、高温
領域Hと低温領域Lの広さおよび分布状態が比較
検討される。そして測定火炎パターン31が標準
火炎パターン33と違つている場合には、その比
較結果が制御指令部25に入力される。 一方、記憶部32には測定火炎パターン31と
標準火炎パターン33との比較差に基づいて操作
する燃焼装置1の操作端の種類と、前記比較差の
大きさに応じて予め決められた操作端の制御量と
が制御データ36として記憶されている。前記燃
焼装置1の操作端は火炎状態を調整するもので、
燃料操作系統とガス操作系統とに分かれている。
この操作端の具体例を示せば例えば次の表のよう
になる。
【表】 測定火炎パターン31と標準火炎パターン33
とを比較して、測定火炎パターン31の方が標準
火炎パターン33に比べて火炎の形状が細かつた
り、あるいは火炎外周部における高温領域Hの広
さが大きいという比較結果が出た場合、これは窒
素酸化物NOxが発生し易い状態にあることを示し
ている。このような比較結果が出た場合、例えば
前記表に示した燃料用空気量制御ダンパG、再
循環ガス混合用ダンパG、2段燃焼用空気量制
御ダンパG、エアレジスタGなどの操作端を
操作することと、測定火炎パターン31と標準火
炎パターン33の比較差の大きさに応じた各種ダ
ンパの開度(制御量)とが予め制御データ36と
して記憶されている。 また測定火炎パターン31の方が標準火炎パタ
ーン33に比べて火炎の形状が大きかつたり、高
温領域Hが極めて狭くほとんどが低温領域Lであ
るといいう比較結果が出た場合、これは不完全燃
焼が起こり一酸化炭素、炭化水素、煤塵などが発
生し易い状態にあることを示している。このよう
な比較結果が出た場合、例えば前記表に示した燃
料流量制御弁F、燃料温度制御弁F、バーナ
入口流量制御弁F、圧力媒体圧力制御弁F、
燃焼用空気量制御ダンパG、再循環ガス混合用
ダンパG、2段燃焼用空気量制御ダンパG、
エアレジスタGなどの操作端を操作すること
と、測定火炎パターン31と標準火炎パターン3
3との比較差の大きさに応じた各種操作端の制御
量が予め制御データ36として記憶されている。 前述のように測定火炎パターン31と標準火炎
パターン33の比較により差が出るとその比較差
は制御指令部25に入力され、記憶部32からの
信号により燃焼装置1の操作系統37が記憶され
ている制御量に従つて制御され、火炎が燃焼負荷
に見合つた標準の状態に調整される。前記操作系
統37は前記表に示したのでここでその説明を省
略する。比較部35での比較差が制御データ36
の記憶制御量を超過する場合は異常とみなし、警
報装置38から警報を発するようになつている。 火炉3の壁面には多数のバーナ2が設置されて
いるから、上記の赤外線テレビカメラ27による
監視から操作系統37の制御までのプロセスが各
バーナ2について行なわれる。また、ブロツク化
した測定火炎パターン31が表示部30に表示さ
れるから、所定のバーナ2に点火されているか否
か、ならびにバーナチツプの局部的な摩耗や詰
り、火炎保持器の焼損や熱歪などの監視ができ、
故障を未然に防止することができる。 本発明は前述のような構成になつており、標準
状態にある火炎と定量的に比較して、燃焼装置の
操作端を自動制御できるから、有害成分の発生を
可及的に抑制して、燃焼効率の高い運転ができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係る燃焼装置の概略
構成図、第2図は該燃焼装置の火炎診断機構を示
す系統図である。 1…燃焼装置、4…燃焼用空気量制御ダンパ、
17…燃料流量制御弁、19…再循環ガス火炉用
ダンパ、20…再循環ガス混合用ダンパ、21…
2段燃焼用空気ダンパ、24…火炎診断装置、2
5…制御指令部、26…火炎、27…赤外線テレ
ビカメラ、28…受像機、29…受像火炎、31
…測定火炎パターン、32…記憶部、33…標準
火炎パターン、34…標準データ、35…比較
部、36…制御データ、37…操作系統、H…高
温領域、L…低温領域。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 火炎内の温度を複数の温度領域に分け、標準
    状態にある火炎の形状をブロツク状に現わし、そ
    の火炎内の温度分布を前記温度領域ごとにブロツ
    ク状に区分して標準火炎パターンを作り、これを
    記憶部に記憶させておくとともに、前記標準火炎
    パターンと測定火炎パターンとの比較差に基づい
    て操作する燃焼装置の操作端の種類と、前記比較
    差の大きさに応じて予め決められた操作端の制御
    量とを前記記憶部に記憶させておき、燃焼装置の
    火炎を赤外線テレビカメラの受像機に受像し、そ
    の受像火炎の形状をブロツク状に現わし、火炎内
    の温度分布を前記温度領域ごとにブロツク状に区
    分して測定火炎パターンを作成し、この測定火炎
    パターンと前記標準火炎パターンとを比較部で比
    較して、両者の火炎形状や各温度領域の広さに差
    がある場合は比較結果を制御指令部に入力し、燃
    焼装置の操作端を制御指令部からの出力により前
    記記憶部に記憶されている制御量に従つて調整す
    ることを特徴とする燃焼装置の火炎診断方法。 2 特許請求の範囲第1項において、前記火炎内
    の温度領域が表示部の表示面で色分け表示される
    ことを特徴とする燃焼装置の火炎診断方法。
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