JPS63105316A - Combustion control method - Google Patents

Combustion control method

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JPS63105316A
JPS63105316A JP61250988A JP25098886A JPS63105316A JP S63105316 A JPS63105316 A JP S63105316A JP 61250988 A JP61250988 A JP 61250988A JP 25098886 A JP25098886 A JP 25098886A JP S63105316 A JPS63105316 A JP S63105316A
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combustion
calculated
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修司 飯田
Akihiko Kishida
岸田 晃彦
Yasuo Takeuchi
竹内 康夫
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    • F23N5/18Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel

Abstract

PURPOSE:To provide stable control by a less-expensive optical sensor by a method wherein an integral value of differences in respect to a mean value within a desired time of a moving mean value calculated from an optical power signal is calculated and an output for eliminating a difference in respect to a differential integral value corresponding to a suitable O2% for a present fuel flow rate is given. CONSTITUTION:Initial set values (a measuring period DELTAt of an optical power level, a moving mean time t1 second and the like) are inputted, a total value of data is calculated to calculate a mean value. Next optical power level data is taken, and a moving mean value is calculated. Integrated difference value is calculated, a correction for the difference value is outputted, a data area for the time counter correction is reset and this processing is repeated. The correction is inputted to an adjusting unit 19. The adjustor 19 receives a flow rate signal Q to be outputted from a fuel flow meter 8, calculates a corresponding difference integral value of the most suitable O2% and calculates a difference B between the present value and the most suitable value. Further, the adjustor 19 corrects the above B, calculates an amount of air getting the most suitable combustion state and outputs it to an adjusting valve 9.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、燃焼火炎゛の光パワーの振幅が排ガス中の0
2%と比例関係にあることを利用し、燃焼器の稼動中に
得る光パワーの振幅に関する信号を適正な02%に対応
した光パワーの振幅に関する信号と対比してその偏差を
解消するように燃焼用空気の流量をコントロールする燃
焼制御方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention is directed to a method in which the amplitude of the optical power of a combustion flame is
Taking advantage of the fact that there is a proportional relationship with 0.2%, the signal regarding the amplitude of optical power obtained during operation of the combustor is compared with the signal regarding the amplitude of optical power corresponding to the appropriate 0.2% to eliminate the deviation. The present invention relates to a combustion control method for controlling the flow rate of combustion air.

従来の技術 従来、燃焼を制御する方法としては、特開昭59−13
8811号公報、同58−146124号公報で開示さ
れるものがある。
Conventional technology Conventionally, a method for controlling combustion has been disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 59-13.
Some of these are disclosed in Japanese Patent No. 8811 and Japanese Patent No. 58-146124.

前者の特開昭59−138811号のものは、半導体か
らなる燃焼センナを火炎中に配置し、その電気抵抗の変
化で燃焼状態を監視し、酸欠および失火を検知したとき
に燃焼を停止させようとするものである。
The former, JP-A No. 59-138811, places a combustion sensor made of a semiconductor in the flame, monitors the combustion state based on changes in its electrical resistance, and stops combustion when oxygen deficiency or misfire is detected. This is what we are trying to do.

後者の特開昭58−146124号のものは、光学的測
定器で火炎の発光スペクトルを分光分析し、これから火
炎の温度分布を求め、これを最適燃焼状態時の火炎の温
度分布と比較して制御信号を出力するもので、この出力
によって火炎の形を一定にコントロールしようとするも
のである。
The latter, published in JP-A No. 58-146124, uses an optical measuring device to spectrally analyze the emission spectrum of the flame, determine the temperature distribution of the flame from this, and compare this with the temperature distribution of the flame under optimal combustion conditions. It outputs a control signal, and uses this output to control the shape of the flame.

しかし、前者は燃焼のON・OFFを行なうのみで、炉
内の燃焼火炎自体の制御を行なうものでない、また後者
は発光スペクトルを分光分析するので、検出部、制御部
が複雑化するという欠点がある。
However, the former only turns combustion ON and OFF, but does not control the combustion flame itself in the furnace, and the latter spectroscopically analyzes the emission spectrum, so the detection and control parts are complicated. be.

このような欠点がない燃焼制御方法として昭和60年1
月25日付熱産業経済新聞で開示されるものがある。
In 1985, 1 was developed as a combustion control method that does not have such drawbacks.
There is something disclosed in the Netsu Sangyo Keizai Shimbun dated February 25th.

これはジルコニア02センサを煙道中に設置しこの煙道
を通る排ガス中の02%を測定し。
This is done by installing a zirconia 02 sensor in the flue and measuring 02% of the exhaust gas passing through the flue.

この02%を指標として燃焼用押込空気量が負荷条件に
応じた最適な量となるよう送風機の回転数をインバータ
で制御するものである。
Using this 0.2% as an index, the rotational speed of the blower is controlled by an inverter so that the amount of forced air for combustion becomes the optimum amount according to the load conditions.

なお、燃焼状態の検出に光パワーを利用する点について
は特開昭59−137719号、同59−109715
号、同59−12227号。
Regarding the use of optical power to detect the combustion state, see JP-A-59-137719 and JP-A-59-109715.
No. 59-12227.

同58−143274号で開示されている。It is disclosed in No. 58-143274.

発明が解決しようとする問題点 上記ジルコニア02センサを用いた燃焼制御は炉中での
燃焼状態を簡易に制御しうるものであるが、次のような
欠点がある。
Problems to be Solved by the Invention Although combustion control using the zirconia 02 sensor described above can easily control the combustion state in the furnace, it has the following drawbacks.

■ 煙道中にセンサを設置しなければならないので、燃
焼室出口から測定部までの間に存在する点検口あるいは
構造1生じた隙間より外気が侵入した場合、燃焼室内で
の02濃度が高くなったものと誤って判断してしまう。
■ Since the sensor must be installed in the flue, if outside air enters through the inspection port or gap created by structure 1 between the combustion chamber outlet and the measurement part, the 02 concentration in the combustion chamber will increase. I mistakenly judge it as something.

■ 燃焼室出口から測定部までのガスの流れに起因し、
タイムラグが生じる。
■ Due to the flow of gas from the combustion chamber outlet to the measuring section,
A time lag occurs.

■ ジルコニア02センサには30〜40秒の応答遅れ
がある。このためよりスピーディな制御を行なう場合の
ネックとなる。
■ Zirconia 02 sensor has a response delay of 30 to 40 seconds. This becomes a bottleneck in performing faster control.

上記ジルコニア02センサの代りに前記特開tms9−
137719号等に記載の光センサを用いることも考え
られるが、これらの光センサは単に光パワーを検出する
のみであるので、直ちに適用することはできない。
In place of the zirconia 02 sensor, the JP-A-TMS9-
Although it is conceivable to use the optical sensors described in No. 137719, etc., these optical sensors simply detect optical power and cannot be immediately applied.

問題点を解決するための手段 燃焼状態は、燃料と空気との混合比率によって大きく変
化し、その比率は、一般に空気比(または排ガス中の0
2濃度)として燃焼管理上の重要なポイントとなってい
る0例えば、その空気比を大きくし過ぎた場合には、排
ガス損失が増加し、熱効率の低下およびNOxの増大が
起こり、燃焼状態としては良くない状態となる。また逆
に空気比を小さくし過ぎた場合には。
Means for solving the problem Combustion conditions vary greatly depending on the mixing ratio of fuel and air, and that ratio is generally determined by the air ratio (or zero in the exhaust gas).
2 concentration) is an important point in combustion management.For example, if the air ratio is made too large, exhaust gas loss increases, thermal efficiency decreases and NOx increases, and the combustion state The situation is not good. Conversely, if the air ratio is made too small.

不完全燃焼となり黒煙が発生し、また失火にもつながり
、これまた燃焼状態としては良くない状態となる。よっ
て良い燃焼状態とは、不完全燃焼が起こらない最少の空
気比での燃焼である。
Incomplete combustion results in black smoke, which also leads to misfires, which is also not a good combustion condition. Therefore, a good combustion condition is combustion at the lowest air ratio that does not cause incomplete combustion.

なお、空気比と排ガス中の02濃度とは次の関係にある
Note that the air ratio and the 02 concentration in the exhaust gas have the following relationship.

ところで、旋回力によって保炎するタイプのバーナにお
いて、そのバーナの火炎より発生する光強度は燃焼量(
燃料流量)を一定とした場合、空気比(または排ガス中
の0□濃度)の違いによって第2図の曲線工に示すよう
な変化を示し、その光パワー信号は第3図および第4図
に示すような常時振動したノコギリ状の波型を示す、そ
してその光パワー信号レベルは第2図に示すように山型
の変化を示し、ピーク値よりo e度の高い曽域(イ)
では、02c度の増加に伴ない光パワー信号レベルは低
下し、またピーク値よりも02濃度の低い望域(ロ)で
は02濃度の減少に伴い光パワー信号レベルも低下する
特性を持っている。
By the way, in a type of burner whose flame is held by swirling force, the light intensity generated from the flame of the burner is determined by the combustion amount (
When the fuel flow rate (fuel flow rate) is held constant, changes will occur depending on the air ratio (or 0□ concentration in exhaust gas) as shown in the curved line in Figure 2, and the optical power signal will be shown in Figures 3 and 4. As shown in Figure 2, the optical power signal level exhibits a sawtooth waveform that constantly oscillates, and the optical power signal level exhibits a mountain-shaped change as shown in Figure 2.
In this case, the optical power signal level decreases as the 02c degree increases, and in the desired range (b) where the 02 concentration is lower than the peak value, the optical power signal level also decreases as the 02 concentration decreases. .

しかるに、光パワー信号の振動に関しては、第3図に示
すように02濃度が減少するに従いその振動幅は大きく
なる特性を示す、また以上のような特性は、燃焼量を変
化させた場合にも変らないが、燃焼量を増加させると、
光パワー信号の振動幅が大きくなり、逆に燃焼量を減少
させると小さくなる。
However, as shown in Figure 3, the oscillation of the optical power signal exhibits a characteristic in which the oscillation width increases as the 02 concentration decreases, and the above characteristics also persist when the combustion amount is changed. It doesn't change, but if you increase the amount of combustion,
The oscillation width of the optical power signal increases, and conversely decreases as the combustion amount decreases.

また、コーン状保炎器を持つタイプのバーナについてみ
ると、その光強度は第2図の曲線■に示すような変化を
する。しかし、光パワー信号の振動に関しては第3図と
は逆に02濃度が減少するに従い振動幅は小さくなる。
In addition, when looking at a type of burner with a cone-shaped flame holder, its light intensity changes as shown by curve 2 in Figure 2. However, regarding the vibration of the optical power signal, contrary to FIG. 3, the vibration width becomes smaller as the 02 concentration decreases.

本発明者等は以上のような知見に基づき旋回力により保
炎するタイプのバーナについて第5図で示されるような
データを得た。
Based on the above findings, the present inventors obtained data as shown in FIG. 5 regarding a type of burner that holds flame by swirling force.

この図において、縦軸は光パワーの振幅に関する値を示
し、第4図で示されるような光パワー信号の移動平均値
の単位時間Δtにおける平均値に対する該移動平均値の
偏差の積分値が目盛られている。横軸は排ガス中の02
%を示している。
In this figure, the vertical axis indicates the value related to the amplitude of the optical power, and the scale is the integral value of the deviation of the moving average value from the average value in unit time Δt of the moving average value of the optical power signal as shown in FIG. It is being The horizontal axis is 02 in exhaust gas.
% is shown.

曲線a、b、c、は燃料の各種燃焼量についての排ガス
02%と偏差積分値との関係をそれぞれ示しており、曲
klAdは前述の不完全燃焼が生じない最適空気比の排
ガス02%と積分値のとの関係を示している。
Curves a, b, and c show the relationship between the exhaust gas 02% and the deviation integral value for various combustion amounts of fuel, and the curve klAd shows the relationship between the exhaust gas 02% and the deviation integral value at the optimal air ratio that does not cause the aforementioned incomplete combustion. It shows the relationship between the integral value and

従って、例えば燃焼量を601/hに設定している場合
バーナの火炎から検出される積分値がYであるとしたな
らばその対応02%(ハ)は妥当な02%(ニ)とずれ
(ホ)を生じており、このずれ(ホ)は積分値のずれB
に対応する、と第5図から読み取ることができる。
Therefore, for example, if the combustion rate is set to 601/h and the integral value detected from the burner flame is Y, the corresponding 02% (c) will deviate from the appropriate 02% (d) ( E), and this deviation (E) is the deviation B of the integral value.
It can be read from FIG. 5 that this corresponds to .

また、本発明1者等はコーン状保炎器を持つタイプのバ
ーナについては第6図で示されるデータを得た。
In addition, the present inventors obtained data shown in FIG. 6 regarding a type of burner having a cone-shaped flame holder.

本発明に係る燃焼制御方法は上記第5図または第6図で
示されるようなデータを利用し、このデータと検出信号
との対比から得られる偏差Bに基づきその偏差Bを解消
するための制御信号を出力しようとするものである。
The combustion control method according to the present invention utilizes data such as shown in FIG. 5 or 6 above, and performs control to eliminate the deviation B based on the deviation B obtained by comparing this data with the detection signal. It is intended to output a signal.

すなわち1本発明は、上記問題点を解決するため、燃焼
器に供給される燃料の流量信号および該燃焼器の排ガス
中の02%信号を得て該02%が該燃料の流量に対し妥
当な0゜%とずれているときにその偏差を演算し、その
偏差を解消するための出力を上記燃焼用空気の流量調節
部に対して行なう燃焼制御方法において、上記燃焼器の
火炎から光パワー信号を検出するとともに該光パワー信
号からその移動平均値を求め。
That is, in order to solve the above problems, the present invention obtains a flow rate signal of fuel supplied to a combustor and a 02% signal in the exhaust gas of the combustor, and determines that the 02% is appropriate for the flow rate of the fuel. In a combustion control method in which the deviation is calculated when the deviation is from 0°%, and an output to eliminate the deviation is provided to the combustion air flow rate adjustment section, an optical power signal is generated from the flame of the combustor. is detected and its moving average value is determined from the optical power signal.

該移動平均値の所定時間内における平均値に対する該移
動平均値の偏差の積分値を求め、しかる後これを予め求
めた現状の燃料流量に対する妥当な02%に対応した偏
差積分値と比較してその偏差を演算し、該偏差を解消す
る出力を燃焼用空気流量調節部に対して行なって排ガス
中の02%を妥当なものとするという手法を採用してい
る。
Calculate the integral value of the deviation of the moving average value from the average value within a predetermined time period of the moving average value, and then compare this with the deviation integral value corresponding to a reasonable 0.2% of the current fuel flow rate determined in advance. A method is adopted in which the deviation is calculated and an output to eliminate the deviation is sent to the combustion air flow rate adjusting section to make 0.2% of the exhaust gas appropriate.

作用 燃焼器で形成された火炎から光パワー信号を検出し、こ
の光パワー信号を処理して制御出力を得る。
An optical power signal is detected from the flame formed in the working combustor and the optical power signal is processed to provide a control output.

従って、排ガス中の02%を直接検出せずとも02%の
コントロールが可能となる。そして、その結果高価なジ
ルコニア0 センサでなく比較的安価な光センサを用い
ることができる。
Therefore, it is possible to control 02% without directly detecting 02% in the exhaust gas. As a result, a relatively inexpensive optical sensor can be used instead of the expensive zirconia 0 2 sensor.

また、燃焼器がバーナであるときは、炉中で燃焼状態を
検出することに他ならないので、従来における煙道で検
出する方式に比し、タイムラグを生じることなく燃焼制
御を行なうことができる。
Furthermore, when the combustor is a burner, the combustion state is detected in the furnace, so combustion control can be performed without a time lag compared to the conventional method of detecting in the flue.

上記制御出力を得るには、光パワー信号からその移動平
均値を求め、該移動平均値の所定時間内における平均値
に対する該移動平均値の偏差の積分値を求め、しかる後
これを予め求めた現状の燃料流量に対する妥当な02%
に対応した偏差積分値と比較してその偏差を演算する。
In order to obtain the above control output, the moving average value is obtained from the optical power signal, the integral value of the deviation of the moving average value from the average value within a predetermined time of the moving average value is obtained, and then this is obtained in advance. Reasonable 0.2% for current fuel flow rate
The deviation is calculated by comparing it with the deviation integral value corresponding to .

このように移動平均値の偏差積分値を求めるので、光パ
ワーレベルの過渡的な振動がなめらかなカーブに補正さ
れ、過渡的な応答がなくなり、制御が安定する。
Since the deviation integral value of the moving average value is determined in this way, transient vibrations in the optical power level are corrected to a smooth curve, transient responses are eliminated, and control is stabilized.

実施例 第1図ないし第5図および第7図に基づき本発明の一実
施例を説明する。
Embodiment An embodiment of the present invention will be explained based on FIGS. 1 to 5 and FIG. 7.

第7図は本発明に係る燃焼制御方法を使用する熱処理炉
を示している。
FIG. 7 shows a heat treatment furnace using the combustion control method according to the present invention.

第7図において符号lは炉本体を示し、該炉本体1の壁
には金属製品等を装入するための扉2および排ガスを排
出するための煙道3がそれぞれ設けられている。
In FIG. 7, reference numeral 1 indicates a furnace body, and the wall of the furnace body 1 is provided with a door 2 for charging metal products, etc., and a flue 3 for discharging exhaust gas.

炉本体1に設けられた燃焼器たるバーナ4はこの場合旋
回気流により保炎するタイプのものである。
In this case, the burner 4, which is a combustor provided in the furnace body 1, is of a type that maintains flame by swirling airflow.

バーナ4には燃料を供給する管5および燃焼用空気を供
給する管6が接続され、管5には流m:Aw弁7および
流量計8が設けられ、管6には流量y1節弁9が設けら
れている。
A pipe 5 for supplying fuel and a pipe 6 for supplying combustion air are connected to the burner 4, the pipe 5 is provided with a flow m:Aw valve 7 and a flow meter 8, and the pipe 6 is provided with a flow rate y1 regulating valve 9. is provided.

燃料の流量調節弁7は燃料制御装置により制御されるよ
うになっている。
The fuel flow control valve 7 is controlled by a fuel control device.

該装置は炉本体1内の温度を検知する熱電対からなる温
度センサ10および燃料制御部11を備えている。
The device is equipped with a temperature sensor 10 consisting of a thermocouple that detects the temperature inside the furnace body 1, and a fuel control section 11.

燃料制御部11は温度変換器12および温度調節器13
を備えており、温度センサ10からの信号を温度変換器
12で所定の出力信号に変換し、これを温度WAt!g
器13で受けて所定の設定温度と比較演算し、設定温度
を維持しうる燃料がバーナ4に至るよう調節弁7の開度
を調節するための制御信号を出力するようになっている
The fuel control unit 11 includes a temperature converter 12 and a temperature regulator 13.
The signal from the temperature sensor 10 is converted into a predetermined output signal by the temperature converter 12, and this is converted into the temperature WAt! g
The temperature is received by a device 13 and compared with a predetermined set temperature, and a control signal is output for adjusting the opening degree of the control valve 7 so that fuel that can maintain the set temperature reaches the burner 4.

燃焼用空気の流量調節弁9は燃焼用空気制御装置により
制御されるようになっている。
The combustion air flow control valve 9 is controlled by a combustion air control device.

該装置はバーナ4の燃焼火炎14から発せられる光パワ
ーを電気信号に変換する光センサ15および該信号等を
受けて制御信号を作り燃焼用空気の流量調節弁9に出力
する燃焼用空気制御部16を備えている。
The device includes an optical sensor 15 that converts the optical power emitted from the combustion flame 14 of the burner 4 into an electrical signal, and a combustion air control section that receives the signal, generates a control signal, and outputs it to the combustion air flow control valve 9. It is equipped with 16.

光センサ15はGeフォトダイオード、S1フオトダイ
オード、フォトトランジスタ、太陽電池等で構成され火
炎14に対向する箇所に固定されている。
The optical sensor 15 is composed of a Ge photodiode, an S1 photodiode, a phototransistor, a solar cell, etc., and is fixed at a location facing the flame 14.

燃焼用空気制御部16は光センサ15からのアナログ信
号をデジタル信号に変換するA/D変換器17と、該変
換器17からの電気信号を処理してその移動平均値を求
め、該移動平均値の所定時間内における平均値に対する
該移動平均値の偏差の積分値を求め、これを出力する演
算器18と、該演算器18からの出力を受けてこれを予
めこれを求めた現状の燃料流量に対する妥ちな02%に
対応した偏差積分値を比較してその偏差を演算し、該偏
差を解消する出力を燃焼用空気流量調節弁9に対して行
なって排ガス中の02%を妥当なものとする調節器19
とからなっている。
The combustion air control unit 16 includes an A/D converter 17 that converts an analog signal from the optical sensor 15 into a digital signal, and processes the electric signal from the converter 17 to obtain a moving average value. A calculator 18 that calculates and outputs the integrated value of the deviation of the moving average value from the average value within a predetermined time period, and a current fuel that receives the output from the calculator 18 and calculates this in advance. The deviation integral value corresponding to a reasonable 02% of the flow rate is compared, the deviation is calculated, and an output to eliminate the deviation is sent to the combustion air flow rate control valve 9 to make the 02% of the exhaust gas a reasonable value. Adjuster 19
It consists of

ここで、上記演算器18の動作を第1図のフローチャー
トに基づいて説明する。
Here, the operation of the arithmetic unit 18 will be explained based on the flowchart of FIG.

ステップ1において、マイコン等の初期設定値(光パワ
ーレベルの測定周期Δt、移動平均時間t1秒等)を取
り込み、ステップ2にて光パワーレベルを取り込みデー
タエリアにデータをセットし、ステップ3にてt1秒間
データを取り込んだかを判定し、NOであればステップ
2にもどりデータを繰り返し取り込み、ステップ3にて
YESと判定されたステップ4にてデータの合計値を算
出しステップ5にて平均値を算出する。
In step 1, the initial setting values of the microcomputer, etc. (optical power level measurement period Δt, moving average time t1 seconds, etc.) are imported, in step 2 the optical power level is imported and data is set in the data area, and in step 3 Determine whether data has been imported for t1 seconds, and if NO, return to step 2 and repeatedly import the data.If YES is determined in step 3, calculate the total value of the data in step 4, and calculate the average value in step 5. calculate.

ステップ6にて、次の光パワーレベルのデータを取り込
み、ステップ7にて移動平均値を算出するために、1番
目のデータを削除し、最後にn+1番目のデータを追加
し、ステップ8にて合計値を算出し、ステップ9にて移
動平均値を算出し、ステップ10にて平均時間を秒間取
り込んだかを判定しNOであればステップ6にもどり所
定時間取りこむまで繰り返す、ステップlOでYESと
判定されたら、ステップ1工にて偏差積分値を算出し、
ステップ12にてその値に対する補正値を出力しステッ
プ13にてタイムカウンタ補正値のデータエリアをリセ
ットし、ステップ2へもどり処理を繰り返す、ステップ
エ2で出力された補正値は調節器19に入力される。
In step 6, the data of the next optical power level is taken in. In step 7, the first data is deleted and finally the n+1th data is added, and in step 8, the moving average value is calculated. Calculate the total value, calculate the moving average value in step 9, determine whether the average time has been captured in seconds in step 10, and if NO, return to step 6 and repeat until the predetermined time has been captured, determine YES in step lO. Then, in step 1, calculate the deviation integral value,
In step 12, a correction value for that value is output, and in step 13, the data area of the time counter correction value is reset, and the process is repeated by returning to step 2.The correction value output in step 2 is input to the regulator 19. Ru.

調節器19は、燃料流量計8より出力される流量信号Q
を受け、Qに対応した曲線(第5図)を選択し、Qにつ
き最適な02%の対応偏差積分値を求め、現状値と最適
値との差を求める。
The regulator 19 receives the flow rate signal Q output from the fuel flow meter 8.
Then, select the curve corresponding to Q (Fig. 5), find the optimal corresponding deviation integral value of 02% for Q, and find the difference between the current value and the optimal value.

例えば、Q=601/hのときは3曲線を選択する。最
適02%は(ニ)であり、(ニ)を得るための偏差積分
値の差はBとなる。
For example, when Q=601/h, 3 curves are selected. The optimum 02% is (d), and the difference in the deviation integral value to obtain (d) is B.

そして、vA節器19は上記Bを補正して最適燃焼状態
を得る空気量を算出し、調節弁9に対し出力する。
Then, the vA moderator 19 corrects the above B to calculate the amount of air to obtain the optimum combustion state, and outputs it to the control valve 9.

かくして炉本体1内で生じた排ガスは所定の最適02%
のガスとなって煙道3から系外へ排出され、炉内では低
02%燃焼が達成される。
In this way, the exhaust gas generated within the furnace body 1 is reduced to a predetermined optimum value of 0.2%.
This gas is discharged from the flue 3 to the outside of the system, and a low 0.2% combustion is achieved in the furnace.

発明の効果 本発明は以上のように燃焼器で形成された火炎から光パ
ワー信号を検出し、この光パワー信号を処理して制御出
力を得るので、排ガス中の0 %を直接検出せずとも0
2%のコントロールが可能になる。従ってセンサとして
高価な02センサでなく、比較的安価な光センサを使用
することができ、炉、ガスタービン等の燃焼制御上有益
である。
Effects of the Invention As described above, the present invention detects an optical power signal from the flame formed in the combustor and processes this optical power signal to obtain a control output. 0
2% control becomes possible. Therefore, instead of the expensive 02 sensor, a relatively inexpensive optical sensor can be used as a sensor, which is beneficial for combustion control of furnaces, gas turbines, and the like.

また、燃焼器がバーナであるとき炉中で燃焼状態を検出
するので、従来の排ガスを煙道に通しつつ検出する方式
に比し、炉の開閉に伴う02%の急変が生じても迅速に
対処でき、また煙道の隙間からの空気漏れが生じても検
出結果に影響を受けることがなくなる。
In addition, since the combustion state is detected in the furnace when the combustor is a burner, compared to the conventional method of detecting exhaust gas while passing it through the flue, it can be detected quickly even if there is a sudden change of 0.2% due to opening and closing of the furnace. Moreover, even if air leaks from the gap in the flue, the detection results will not be affected.

さらに、演算処理時に光パワーレベルの移動平均値を求
め、これの平均値に対する偏差積分値を出して、この偏
差積分値をもとに制御量を求めるので、光パワーレベル
の過渡的な振動をなめらかなカーブに補正し、過渡的な
応答をなくすることができる。従って制御が安定する。
Furthermore, during calculation processing, the moving average value of the optical power level is obtained, the integrated deviation value from this average value is obtained, and the control amount is obtained based on this integrated deviation value, so transient fluctuations in the optical power level are calculated. It is possible to correct to a smooth curve and eliminate transient response. Therefore, control becomes stable.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る燃料制御方法の制御出力を得る手
順の要部を示すフローチャート、第2図は一定・燃焼量
下の光パワーと排ガス02%との関係を示すグラフ、第
3図は燃焼量を一定にし02%を変化させた場合の光パ
ワーと時間との関係を示すグラフ、第4図は第3図の■
部の拡大図、第5図は光パワーの偏差積分値と02%と
の関係を、燃焼量をパラメータとして表したグラフ、第
6図は異なるタイプのバーナについて表した第5図と同
様なグラフ、第7図は本発明を使用した熱処理炉の制御
システム図である。 1:炉本体、4:バーナ、8:燃料流量計、9:燃焼用
空気流量調節弁、15:光センサ、16:燃焼用空気制
御部、17 : A/D変換器、18:眞算器、19:
調節器。
Fig. 1 is a flowchart showing the main part of the procedure for obtaining the control output of the fuel control method according to the present invention, Fig. 2 is a graph showing the relationship between optical power and exhaust gas 02% under a constant combustion amount, and Fig. 3 Figure 4 is a graph showing the relationship between optical power and time when the combustion amount is constant and 02% is varied, and Figure 4 is the graph shown in Figure 3.
Figure 5 is a graph showing the relationship between the deviation integral value of optical power and 02% using combustion amount as a parameter. Figure 6 is a graph similar to Figure 5 that shows different types of burners. , FIG. 7 is a control system diagram of a heat treatment furnace using the present invention. 1: Furnace body, 4: Burner, 8: Fuel flow meter, 9: Combustion air flow rate control valve, 15: Optical sensor, 16: Combustion air control section, 17: A/D converter, 18: Calculator , 19:
regulator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  燃焼器に供給される燃料の流量信号および該燃焼器の
排ガス中のO_2%信号を得て該O_2%が該燃料の流
量に対し妥当なO_2%とずれているときにその偏差を
演算し、その偏差を解消するための出力を上記燃焼用空
気の流量調節部に対して行なう燃焼制御方法において、
上記燃焼器の火炎から光パワー信号を検出するとともに
該光パワー信号からその移動平均値を求め、該移動平均
値の所定時間内における平均値に対する該移動平均値の
偏差の積分値を求め、しかる後これを予め求めた現状の
燃料流量に対する妥当なO_2%に対応した偏差積分値
と比較してその偏差を演算し、該偏差を解消する出力を
燃焼用空気流量調節部に対して行なって排ガス中のO_
2%を妥当なものとすることを特徴とする上記燃焼制御
方法。
Obtaining the flow rate signal of fuel supplied to the combustor and the O_2% signal in the exhaust gas of the combustor, and calculating the deviation when the O_2% deviates from a reasonable O_2% with respect to the flow rate of the fuel, In a combustion control method in which an output for eliminating the deviation is provided to the combustion air flow rate adjusting section,
An optical power signal is detected from the flame of the combustor, and a moving average value thereof is determined from the optical power signal, and an integral value of the deviation of the moving average value from the average value within a predetermined time period of the moving average value is determined. Then, the deviation is calculated by comparing this with the deviation integral value corresponding to the appropriate O_2% for the current fuel flow rate calculated in advance, and an output to eliminate the deviation is sent to the combustion air flow rate adjustment unit to adjust the exhaust gas. O_ inside
The combustion control method described above is characterized in that 2% is appropriate.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5263851A (en) * 1991-05-10 1993-11-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Combustion control system for burner

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US5263851A (en) * 1991-05-10 1993-11-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Combustion control system for burner

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