JPS63123921A - Combustion control method - Google Patents

Combustion control method

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Publication number
JPS63123921A
JPS63123921A JP61268857A JP26885786A JPS63123921A JP S63123921 A JPS63123921 A JP S63123921A JP 61268857 A JP61268857 A JP 61268857A JP 26885786 A JP26885786 A JP 26885786A JP S63123921 A JPS63123921 A JP S63123921A
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JP
Japan
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combustion
flow rate
average value
deviation
flame
Prior art date
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Pending
Application number
JP61268857A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Takeuchi
竹内 康夫
Shuji Iida
修司 飯田
Akihiko Kishida
岸田 晃彦
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPS63123921A publication Critical patent/JPS63123921A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/02Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/08Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements
    • F23N5/082Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/02Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • F23N1/022Regulating fuel supply conjointly with air supply using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2235/00Valves, nozzles or pumps
    • F23N2235/02Air or combustion gas valves or dampers
    • F23N2235/06Air or combustion gas valves or dampers at the air intake
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Control Of Combustion (AREA)

Abstract

PURPOSE:To simplify constitution, by a method wherein O2% in exhaust gas is detected as a light power from flame, the amplitude of the light power is determined by given computation, and an air flow rate for combustion is controlled by a deviation on the amplitude of the light available when O2% is a proper value. CONSTITUTION:A light power emitted from a combustion flame 14 by means of a photo sensor 15 is detected as an electric signal to input it to a combustion air control part 16. In the combustion air control part 16 an air-for-combustion flow rate corrector 19 determines a difference between adjoining upper and lower peak values according to a given program, and determines a product of the difference and an elapse time between the upper and the lower peak. Thereafter, an average value in a given time of the product is determined. Meanwhile, an average value responding to an optimum O2% is determined by means of a fuel flow rate signal from a fuel flow meter 8. In order to eliminate a deviation between an actual average value and an optimum average value, an air-for-combustion flow rate regulating valve 9 is controlled. This constitution enables execution of control by means of a simple photo sensor.

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02
%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 characterized in that the amplitude of the optical power of a combustion flame is
Using the fact that there is a proportional relationship with %, 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 02%, and the combustion is performed to eliminate the deviation. The present invention relates to a combustion control method for controlling the flow rate of air for use.

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
らなる燃焼センサを炎中に配置し、その電気抵抗の変化
で燃焼状態を監視し、酸欠及び失火を検知したとぎに燃
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. Furthermore, since the latter spectroscopically analyzes the emission spectrum, it has the disadvantage that the detection section and control section become complicated.

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o2センサを煙道中に設置してこの煙
道を通る排ガス中の02%を測定し、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。
This is done by installing a zirconia O2 sensor in the flue to measure 02% of the exhaust gas passing through the flue, and using this 02% as an index, the blower is set to the optimum amount of forced air for combustion according to the load conditions. The rotation speed of the motor is controlled by an inverter.

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、同58−143274号で
開示されている。
Regarding the use of optical power to detect the combustion state, see JP-A-59-137719 and JP-A-59-109715.
No. 59-12227 and No. 58-143274.

発明が解決しようとする問題点 上記ジルコニア0゜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 0° sensor described above allows the combustion state in the furnace to be easily controlled, 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
構造上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 hole or structural gap 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0゜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 0° 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0゜センサの代わりに前記特開昭59−
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。
Instead of the above zirconia 0° sensor, the above JP-A-59-
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ぎく変化
しその比率は、一般に空気比(又は排ガス中の02濃度
)として燃焼管理上の重要なポイントとなっている。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、熱効率の低下及びNOxの増大が起り燃焼状
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、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もまた燃焼状態としては良く
ない状態となる。
Means to solve the problem Combustion conditions vary greatly depending on the mixture ratio of fuel and air, and that ratio is generally referred to as the air ratio (or 02 concentration in exhaust gas) and is an important point in combustion management. . For example, if the air ratio is increased too much, exhaust gas loss increases, thermal efficiency decreases and NOx increases, resulting in poor combustion conditions. On the other hand, if the air ratio is too small, incomplete combustion will occur and black smoke will be generated.
It also leads to misfire, which is also a bad combustion condition.

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。
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o2濃度とは次の関係にある
Note that the air ratio and the O2 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(又は排ガス中の
02濃度)の違いによって第2図の曲線Iに示す様な変
化を示し、その光パワー信号は第3図及び第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図に示す様に山型の変化を
示し、ピーク値よりo2濃度の高い領域(イ)では、0
2濃度の増加に伴い光パワー信号レベルは低下し、また
ピーク値よりも 02濃度の低い領域(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 kept constant, the difference in air ratio (or 02 concentration in exhaust gas) causes changes as shown in curve I in Figure 2, and the optical power signal is shown in Figures 3 and 4. It shows a sawtooth waveform that constantly vibrates. The optical power signal level shows a mountain-shaped change as shown in Figure 2, and in the region (A) where the O2 concentration is higher than the peak value, it reaches 0.
The optical power signal level decreases as the 02 concentration increases, and in the region (b) where the 02 concentration is lower than the peak value, the 02
It has a characteristic that the optical power signal level also decreases as the 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
す様に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。
However, as shown in FIG. 3, the oscillation of the optical power signal exhibits a characteristic in which the width of the oscillation increases as the 02 concentration decreases.

また以上の様な特性は、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
Further, the characteristics described above do not change even when the combustion amount is changed, but when the combustion amount is increased, the oscillation width of the optical power signal becomes larger, and conversely, when the combustion amount is decreased, the oscillation width of the optical power signal becomes smaller.

マタ、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II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
When looking at a type of burner with a cone-shaped flame holder, its light intensity changes as shown in curve II 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隣接する上下のピーク値の
差Fと上下のピーク間の経過時間tとの積を所定時間分
だけ加えてこれを時間で割った平均値M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 product of the difference F between the adjacent upper and lower peak values and the elapsed time t between the upper and lower peaks as shown in Fig. 4 is calculated for a predetermined amount of time. In addition, the average value M, which is calculated by dividing this by time, is displayed on the scale. The horizontal axis shows 02% in the exhaust gas.

曲線a、b、cは燃料の各種燃焼量についての排ガス0
2%と上記平均値Mとの関係を夫々示しており、曲線d
は前述の不完全燃焼が生じない最適空気比の排ガス02
%と平均値との関係を示している。
Curves a, b, and c are exhaust gas 0 for various combustion amounts of fuel.
The relationship between 2% and the above average value M is shown, and the curve d
is the exhaust gas 02 with the optimal air ratio that does not cause incomplete combustion as described above.
It shows the relationship between % and average value.

従って、例えば燃焼量を606/hに設定している場合
バーナの火炎から検出される平均値がM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、と上図から読み取ることができる。
Therefore, for example, if the combustion rate is set to 606/h and the average value detected from the burner flame is M, 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 the above figure that it corresponds to .

また、本発明者等はコーン状保炎器をもつタイプのバー
ナについては第6図で示されるデータを得た。
Further, 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図又は第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 the data shown in FIG. 5 or 6 above, and performs control to eliminate the deviation B based on the deviation B obtained from comparing this data with the detection signal. It is intended to output a signal.

すなわち、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及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O2%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、上記排ガス中の
02%は光パワーとして上記燃焼器の火炎から検出し、
該光パワーからその隣接する上下のピーク値の差を求め
ると共に該差と該上下のピーク間の経過時間との積を求
め、次いで上記積の所定時間内における複数個分の平均
値を求め、しかる後これを予め求めた現状の該燃料流量
に対する妥当な02%に対応した平均値と比較してその
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うという手順を採用している。
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 that calculates the deviation when it deviates from O2% and provides an output to the combustion air flow rate adjustment section to eliminate the deviation, 02% of the exhaust gas is used as optical power. Detected from the flame of the above combustor,
Determining the difference between the adjacent upper and lower peak values from the optical power, and determining the product of the difference and the elapsed time between the upper and lower peaks, and then determining the average value of the product for a plurality of values within a predetermined time, Thereafter, this is compared with a predetermined average value corresponding to a reasonable 0.2% of the current fuel flow rate, the deviation is calculated, and an output to eliminate the deviation is sent to the combustion air flow rate adjustment section. procedures are adopted.

作     用 燃焼器で形成された火炎から光パワーを検出し、この光
バアーを処理して制御出力を得る。
Optical power is detected from the flame formed in the working combustor and this optical bar is processed to obtain a control output.

従って、排ガス中の02%を直接検出せずともO2%の
コントロールが可能となる。そして、その結果高価なジ
ルフニアo2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O 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
を行なうことかできる。
Therefore, it is possible to control O2% without directly detecting O2% in the exhaust gas. As a result, it is possible to use a relatively inexpensive optical sensor instead of the expensive Zilfnia O2 sensor.In addition, when the combustor is a burner, it is nothing but detecting the combustion state in the furnace. Compared to methods that detect it on the road, combustion control can be performed without any time lag.

上記制御出力を得るには、光パワーからその隣接する上
下のピーク値の差を求めると共に該差と該上下のピーク
間の経過時間との積を求め、次いで上記積の所定時間内
における複数個分の平均値を求め、しかる後これを予め
求めた現状の該燃料流量に対する妥当な02%に対応し
た平均値と比較してその偏差を演算することによって行
なう。
To obtain the above control output, calculate the difference between the adjacent upper and lower peak values from the optical power, calculate the product of the difference and the elapsed time between the upper and lower peaks, and then This is done by determining the average value for the current fuel flow rate, and then comparing this with a previously determined average value corresponding to a reasonable 0.2% of the current fuel flow rate to calculate the deviation.

このように上下ピーク値差と時間との積を加算してこれ
を一定値で割るという比較的単純な演算式を用いて演算
するので制御出力を簡易かつ迅速に求めることができる
In this way, since the calculation is performed using a relatively simple calculation formula in which the product of the upper and lower peak value difference and time is added and divided by a constant value, the control output can be obtained easily and quickly.

実   施   例 第1図ないし第5図及び第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1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及び排ガスを排出
するための煙道3が夫々設けられている。
In FIG. 7, reference numeral 1 indicates a furnace body, and a door 2 for charging metal products and the like and a flue 3 for discharging exhaust gas are provided on the wall of the furnace body 1, respectively.

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及び燃焼用空気を供給
する管6が接続され、管5には流量調節弁7及び流量計
8が設けられ、管6には燃焼用空気流量調節部たる流量
調節弁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 rate control valve 7 and a flow meter 8, and the pipe 6 is provided with a combustion air flow rate control section. A flow control 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1内の温度を検知する熱電対からなる温度セ
ンサ10及び燃料制御部11を備えている。
The device includes a temperature sensor 10 consisting of a thermocouple that detects the temperature inside the furnace 1 and a fuel control section 11.

燃料制御部11は温度変換器12及び燃焼量調節器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、これを燃焼量調節器1
3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 combustion amount regulator 13.
The signal from the temperature sensor 10 is converted into a predetermined output signal by the temperature converter 12, and this is sent to the combustion amount regulator 1.
3, the temperature is compared with a predetermined set temperature, and a control signal is output for adjusting the opening degree of the control valve 7 so that the 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及び該信号等を
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 device that receives the signal, generates a control signal, and outputs it to the combustion air flow control valve 9. 16.

光センサ15はGフォトダイオード、Sフォトダイオー
ド、フォトトランジスタ、太陽電池等で構成され火炎1
4に対向する箇所に固定されている。
The optical sensor 15 is composed of a G photodiode, an S photodiode, a phototransistor, a solar cell, etc.
It is fixed at a location opposite to 4.

燃焼用空気制御部16は光センサ15からの光信号をデ
ジタル信号に変換するA/D変換器17と、該変換器1
7からの電気信号を得てその隣接する上下のピーク値の
差を求めると共に該差と該上下のピーク間の経過時間と
の積を求め、次いで上記積の所定時間内における複数個
分の平均値を求め、また燃料流量計8からの燃料の流量
信号を受けて最適 02%に対応する平均値を求めこれ
らの比較を行ないその偏差を解消するための出力を燃焼
用空気の流量調節弁9に対して行なう燃焼用空気流量補
正器19とから成っている。
The combustion air control unit 16 includes an A/D converter 17 that converts the optical signal from the optical sensor 15 into a digital signal, and the converter 1
Obtain the electrical signal from 7, find the difference between the adjacent upper and lower peak values, find the product of the difference and the elapsed time between the upper and lower peaks, and then average the above product for multiple values within a predetermined time. The fuel flow rate signal from the fuel flow meter 8 is then received to determine the average value corresponding to the optimum 0.2%, and the output to eliminate the deviation is determined by the combustion air flow control valve 9. and a combustion air flow rate corrector 19 for the combustion air.

この燃焼用空気制御部L6の動作を第1図のフローチャ
ートに基づいて説明する。
The operation of this combustion air control section L6 will be explained based on the flowchart of FIG.

ステップ51において、光パワーレベルの値を取り込み
、ステップS2で前回取り込んだデータと比較し、上昇
傾向であればステッパS3にて、データが下降傾向から
上昇傾向に変ったかを判定しYESであればステップS
4にて、下ピーク値としてデータをセットし、ステップ
S5で上と下のピーク差を算出しステップS6にてピー
ク差X上、下ピーク間の時間の積を算出し、時間カウン
タをリセットする。
In step 51, the value of the optical power level is fetched, and compared with the data previously fetched in step S2. If it is in an upward trend, step S3 determines whether the data has changed from a downward trend to an upward trend. If YES, the value of the optical power level is fetched. Step S
4, data is set as the lower peak value, step S5 calculates the upper and lower peak difference, step S6 calculates the product of the peak difference X and the time between the upper and lower peaks, and resets the time counter.

一方、ステップS2で Noと判定された場合は、ステ
ップ$7でデータが下降傾向であるかを判定し、YES
と判定された場合には、ステップS8にてデータが上昇
傾向から十降傾向に反転したかどうかをチェックし、Y
ESと判定された場合には、ステップS9にて上ピーク
値として、データをセットし、ステップSIOにて、上
下のピーク差を算出しステップSttにてピーク差X上
下ピーク間の時間の積を算出し、時間カウンタをリセッ
トする。
On the other hand, if it is determined No in step S2, it is determined in step $7 whether the data is in a downward trend, and YES is determined.
If it is determined that the data has reversed from an upward trend to a downward trend, it is checked in step S8,
If it is determined to be ES, the data is set as the upper peak value in step S9, the upper and lower peak differences are calculated in step SIO, and the product of the peak difference x the time between the upper and lower peaks is calculated in step Stt. Calculate and reset the time counter.

ステップS3にて、NOと判定された場合(データが上
昇から下降に反転した場合)と、ステップ58Fこて 
Noと判定された場合(データが下降から上昇に反転し
た場合)と、ステッ7’S6.SIL実施後は、ステッ
プSL2にて所定の一定時間TをカウントしステップS
7でNOと判定された場合とステップSL2実施後はス
テップSL3にて、一定時間Tを経過したか否かを判定
し、YESであればステップ514にて振幅X時間の積
の一定時間T内における平均値Mを算出しステップS1
5にて、目標02%(ニ)に対応した光パワーAとの差
BをもとめステップS16にて燃焼用空気流量の補正値
を算出出力し、ステップS1にもどり一連の処理をくり
かえす。
If the determination in step S3 is NO (if the data is reversed from rising to falling),
If the determination is No (if the data reverses from falling to rising), step 7'S6. After performing SIL, a predetermined constant time T is counted in step SL2, and step S
If NO is determined in step 7 and after step SL2 is performed, it is determined in step SL3 whether a certain period of time T has elapsed, and if YES, in step 514, within a certain period of time T of the product of amplitude x time. Calculate the average value M in step S1
In step 5, the difference B between the optical power A and the optical power corresponding to the target 02% (d) is determined, and in step S16, a correction value for the combustion air flow rate is calculated and output, and the process returns to step S1 to repeat the series of processes.

なお、上記補正値の求め方について次に付記する。Note that how to obtain the above correction value will be described below.

まず、Bが0となるようにBに比例した制御量とBの積
分値に比例した制御量を加えた制御量Cを算出する。
First, a controlled amount C is calculated by adding a controlled amount proportional to B and a controlled amount proportional to the integral value of B so that B becomes 0.

現在の燃料流量Qに対する最適な空気流量を求め、その
場合の弁9の開度と現在の開度とを比較し、現在よりも
開くか閉めるか及びその程度を空気流量調節信号りとし
て求める。Dは燃焼量調節器13で求められ、燃焼用空
気流量補正器19に出力される。
The optimum air flow rate for the current fuel flow rate Q is determined, the opening degree of the valve 9 in that case is compared with the current opening degree, and whether the valve 9 is opened or closed more than the current degree and the degree thereof are determined as an air flow rate adjustment signal. D is determined by the combustion amount regulator 13 and output to the combustion air flow rate corrector 19.

上記補正器19はCSDを得て次の補正式から空気流量
調節信号Eを求め、これを弁9に出力し、その開度を調
節する。
The corrector 19 obtains the CSD, calculates the air flow rate adjustment signal E from the following correction equation, outputs this to the valve 9, and adjusts its opening degree.

この式において、Cは%データであり、0〜100%の
範囲内の値である。C=O〜50%のときを弁開度の減
少、C=50〜100%のときを弁開度の増加とし、例
えばC=40%のときはE=0.8D、 C=60%の
ときはE = 1.2Dとなる。
In this formula, C is % data and is a value within the range of 0 to 100%. When C=O~50%, the valve opening degree decreases, and when C=50~100%, the valve opening degree increases.For example, when C=40%, E=0.8D, and C=60%. Then, E = 1.2D.

これtこより、計算上京められたDはCによって増又は
減の補正を受けてEとして弁9に出力されることになる
From this, the calculated D is corrected by C to increase or decrease and is output as E to the valve 9.

かくて炉1は最適燃焼状態で常時稼動し、O2%が(ニ
)の排ガスは煙道3から炉外へ排出されることtこなる
In this way, the furnace 1 is constantly operated in the optimal combustion state, and the exhaust gas with an O2% of (d) is discharged from the flue 3 to the outside of the furnace.

なお、扉2から新たに材料の出し入れが行なわれること
によりO2%が一時的に増大することがあるが、そのO
2%の変化は直ちに光センサ15によって検知されるの
で、即座に調節弁9の調節がなされ適正な02%に速や
かに復帰する。
Note that O2% may temporarily increase due to new material being taken in and out from door 2, but the O2% may increase temporarily.
Since a change of 2% is immediately detected by the optical sensor 15, the control valve 9 is immediately adjusted to quickly return to the appropriate 02%.

上記実施例は熱処理炉を対象としたがボイラ等を対象と
する場合は、燃料制御部11の温度センサ1引こ代えて
圧力センサを設け、燃焼量調節器L3は蒸気圧力の設定
方式に代えればよいものである。
Although the above embodiment is intended for a heat treatment furnace, if a boiler or the like is used, a pressure sensor may be provided in place of the temperature sensor 1 of the fuel control unit 11, and the combustion amount regulator L3 may be replaced with a steam pressure setting method. It's a good thing.

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
ワーを検出し、この光パワーを処理して制御出力を得る
ので、排ガス中の02%を直接検出せずとも0□%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0
2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 optical power from the flame formed in the combustor and processes this optical power to obtain a control output. % control becomes possible. Therefore, 0 is expensive as a sensor.
It is possible to use a relatively inexpensive optical sensor instead of two sensors, which is useful for combustion control of furnaces, gas turbines, etc.

また炉中で燃焼状態を検出することができるので、従来
の排ガスを煙道に通しつつ検出する方式に比し、5炉の
開閉に伴う02%の急変が生じても迅速tこ対処でき、
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 can be detected in the furnace, compared to the conventional method of detecting exhaust gas while passing it through the flue, even if a sudden change of 0.2% occurs due to the opening and closing of the five furnaces, it can be quickly dealt with.
Furthermore, even if air leaks from the gap in the flue, the detection results will not be affected.

さらに、本発明は光パワーから上下ピーク値差を求め、
これと時間との積を得、これを加算して一定値で割ると
いう簡素な演算式によって演算するので、制御出力を簡
易かつ迅速に求めることが出来、また補正器の構成の簡
素化をも図りうるものである。
Furthermore, the present invention calculates the difference between the upper and lower peak values from the optical power,
Since the calculation is performed using a simple formula of multiplying this by time, adding the products, and dividing by a constant value, the control output can be obtained easily and quickly, and the configuration of the corrector can be simplified. It is possible.

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

第1図は本発明に係る燃焼制御方法の制御出力を得る手
順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図は光パワーの所定の平均値と 02%との関
係を、燃焼量をパラメータとして表わしたグラフ、第6
図は異なるタイプのバーナeこついて表わした第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、4:バーナ、8:燃料流量計、9:燃焼用空気
流量調節弁、13:燃焼量調節器、15:光センサ、1
6:燃焼用空気制御部、17:A/D変換器、19:燃
焼用空気流量補正器。
Fig. 1 is a flowchart showing the procedure for obtaining the control output of the combustion 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 is a graph showing the relationship between the combustion amount and the exhaust gas 02%. A graph showing the relationship between optical power and time when keeping it constant and changing 02%. Figure 4 is an enlarged view of part ■ in Figure 3. Figure 5 shows the relationship between the predetermined average value of optical power and 02%. The sixth graph shows the relationship between the two using the amount of combustion as a parameter.
The figure is a graph similar to FIG. 5, showing different types of burners, and FIG. 7 is a control system diagram of a heat treatment furnace using the present invention. 1: Furnace, 4: Burner, 8: Fuel flow meter, 9: Combustion air flow control valve, 13: Combustion amount regulator, 15: Optical sensor, 1
6: Combustion air control unit, 17: A/D converter, 19: Combustion air flow rate corrector.

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及び該燃焼器の排ガ
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
排ガス中のO_2%は光パワーとして上記燃焼器の火炎
から検出し、該光パワーからその隣接する上下のピーク
値の差を求めると共に該差と該上下のピーク間の経過時
間との積を求め、次いで上記積の所定時間内における複
数個分の平均値を求め、しかる後これを予め求めた現状
の該燃料流量に対する妥当なO_2%に対応した平均値
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うことを特徴とする
上記燃焼制御方法。
Obtaining the flow rate signal of the 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 that outputs an output to the combustion air flow rate adjustment section to eliminate the deviation, O_2% in the exhaust gas is detected from the flame of the combustor as optical power, and the O_2% in the exhaust gas is detected from the flame of the combustor from the optical power. Calculate the difference between the adjacent upper and lower peak values, calculate the product of this difference and the elapsed time between the upper and lower peaks, then calculate the average value of the above product for a plurality of values within a predetermined time, and then calculate this in advance. The above method is characterized in that the deviation is calculated by comparing it with an average value corresponding to a reasonable O_2% for the obtained current fuel flow rate, and an output for eliminating the deviation is sent to the combustion air flow rate adjustment section. Combustion control method.
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