JPS6335891B2 - - Google Patents
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- JPS6335891B2 JPS6335891B2 JP56116581A JP11658181A JPS6335891B2 JP S6335891 B2 JPS6335891 B2 JP S6335891B2 JP 56116581 A JP56116581 A JP 56116581A JP 11658181 A JP11658181 A JP 11658181A JP S6335891 B2 JPS6335891 B2 JP S6335891B2
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Classifications
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- F23N5/16—Systems for controlling combustion using noise-sensitive detectors
-
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- Control Of Combustion (AREA)
Description
本発明は燃焼炉における燃焼制御方法に関し、
より詳しくは、燃焼炉における各バーナの各々の
微圧振動を測定して燃焼制御を行う燃焼炉におけ
る燃焼制御方法に関する。
各種工業用燃焼炉においてバーナ等で種々の燃
料を燃焼させる際、その燃焼管理には、窒素酸化
物(NOx)やスモーク等の発生による公害の防
止あるいは省エネルギーの観点から、現在、非常
に厳密な管理が要求されている。
省エネルギーの観点からの燃焼改善技術として
は、酸素分析計の導入や燃料流量に比例して空気
比率を修正するカスケード制御あるいは計算機の
導入による投入熱量のパターン制御などが実用化
されつつある。このほか、炉圧、液体燃料のアト
マイズ量、バーナ位置および各種流速などを制御
して最適燃焼化を図る検討も進められている。
上記のような燃焼改善技術は、炉内で発生する
熱の有効利用をめざすものであるが、基本となる
炉内の燃焼状態を直接に把握して制御を行うとい
う技術は確立されていなかつた。
このため、変動要因の多い実炉に効果的な燃焼
改善技術を適用しても充分に成果が得られない場
合が多く、例えば、酸素分析計の導入により排ガ
ス酸素濃度を測定しつつ空気比率を修正する制御
においても、排ガスに分布があることや、炉内の
燃焼に寄与しない外部からの侵入空気の影響など
があることから、実用化上、種々の問題があつ
た。
そこで本発明者等は、燃焼試験炉を用い、種々
の燃焼条件下における燃焼状態について詳細な観
察と検討を重ねたところ、炉内圧力に重複する
おゝむね20mm(水柱)以下の微小圧力振動が、燃
焼状態の変動に応じて一定の変化を呈するという
事実を発見し、更に研究を続けた結果、炉内の燃
焼の緩急、火炎長さ、火炎性状(透明炎、輝炎な
ど)、スモーク量等の燃焼状態が、炉内微小圧力
振動パターンに明確に反映していること、また該
微小圧力振動信号を変換して得られるパワースペ
クトル密度分布を燃焼状態の判断指標として実用
上有効に使用し得ることを見出した。
本願出願人は、かかる新規知見に基づいて、特
願昭52−122229号において、炉内圧力に重複する
微小圧力の振動パターンに基づいて炉内の燃焼状
態を定量的に判定する燃焼状態判定方法を、特願
昭54−17585号において、燃焼時に発生する炉内
圧力振動もしくは炉内圧力に重畳する微小圧力振
動パターンに基づいて、空気量等の助燃剤を制御
する燃焼炉における空気比率制御方法を、また、
特願昭54−36510号において、燃焼時に発生する
炉内圧力振動もしくは炉内圧力に重畳する微小圧
力の振動パターンに基づいてアトマイズ量を制御
する燃焼炉における燃焼状態の制御方法を夫々提
案した。
さらに、特願昭54−34764号において、燃焼時
に発生する炉内圧力振動もしくは炉内圧力に重畳
する微小圧力の振動パターンの検出値に基づい
て、バーナタイル内のバーナの先端位置を自動的
に調節する燃焼炉における燃焼状態の制御方法
を、特願昭54−43889号において、燃焼時に発生
する燃焼音を測定し、その周波数特性、もしくは
合成音圧レベルにて燃焼状態を判定し、更には燃
焼状態に直接影響を与える空気比率、高圧気流式
油バーナのアトマイズ量、あるいはバーナ位置を
調節して目的とする燃焼状態に制御する燃焼状態
の判定方法および制御方法を、また、特願昭55−
92084号において、炉内圧力に重畳する微小圧力
の振動パターンを燃焼状態の制御信号に変換する
信号処理方法を夫々提案した。
ところで、工業炉には、大形ボイラ、各種加熱
炉、熱処理炉、溶解炉などのように、1炉あたり
で2本以上のバーナを有する種々の炉があるが、
このような炉においては、設備投資やメンテナン
スの面から、従来より、バーナ個々の制御はなさ
れておらず、バーナの全体あるいは何本かを一組
にして燃料、空気量、アトマイズ量などを制御し
ていた。
上記のように、1炉あたり2本以上のバーナを
有する炉において、本願出願人が提案した上記の
発明を適用し、炉内微小圧力振動パターンによ
り、バーナの全体あるいは何本かを一組にして燃
料、空気量、アトマイズ量などを制御すると次の
ような問題が生じる。
バーナごとに燃焼状態が異なるため、炉内に
偏熱を起しやすく、加熱設備や溶解炉では偏熱
加熱による品質の歩留りの低下の原因となる。
燃焼状態の悪いバーナが1本でもあると、そ
のバーナに合わせて燃焼制御を行う必要があ
り、燃料原単位が悪くなり、ボイラ等では効率
の低下や設備の寿命が短くなる。
ある燃料消量時に燃焼状態のバラツキを調整
しても流量レベルが変動すると再びバランスが
くずれる。
これらからの問題を解決するためには、
個々のバーナの燃焼状態を把握して、個々のバー
ナに制御装置を取り付ければよいが、このように
すると、設備投資額が膨大で設備も複雑となり、
制御装置の取付場所に制約をうけるうえに、メン
テナンスも非常に面倒になる。
本発明は2本以上のバーナを有する各種工業炉
における上記問題に鑑みてなされたものであつ
て、複数のバーナを有する各種工業炉において、
各バーナの各々の微圧振動をバーナ先端よりも手
前の反炉内側に設置した微圧振動測定プローブに
より測定した結果得られた燃焼状態を表す信号を
平均し、その平均値を指標にして空気比率、バー
ナ位置、液体燃料の場合のアトマイズ量、燃料や
燃焼用空気の流速あるいは燃焼状態制御用一次空
気等を制御することにより、バーナを最適燃焼状
態に維持し、燃料使用量の低減を図るとともに、
各バーナから得られる燃焼状態を表す個別の信号
の平均値に対するバラツキからバーナの異常を検
出して表示することにより、異常バーナを早期に
発見して局部的なオーバヒートや湿度低下を防止
し、均一加熱を行うようにした燃焼炉における燃
焼制御方法を提供することである。
以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説
明する。
本発明方法を実施する燃焼炉の制御系の構成を
第1図に示す。
第1図において、1は燃焼炉部、2は微圧振動
測定部、3は振動信号の予備処理とその処理結果
を後述する計算機が処理できる信号に変換する信
号予備処理部、4は計算機部、5は燃焼状態モニ
タ部、6は燃焼制御部、7は異常バーナの表示部
である。
燃焼炉部1の燃焼炉11は、炉の種類や形式が
限定されるものではなく、複数のバーナを有する
炉であれば、ボイラや各種加熱炉、溶解炉、熱処
理炉等のいずれの炉でもよく、第1図ではn本の
バーナを有する炉を想定している。
微圧振動測定部2は、微圧振動による燃焼状態
の測定部分であつて、n本のバーナに対応して、
微圧振動測定プローブ12―1,12―2,…,
12―n、検出器13―1,13―2,…,13
―nおよび増幅器14―1,14―2,…,14
―nからなる。
なお、n本の上記バーナの個々の燃焼状態を判
定する場合は、サンプリング位置、即ち、微圧振
動測定プローブ12―1,12―2,…,12―
nの取付け位置が重要であり、これら微圧振動測
定プローブ12―1,12―2,…,12―nの
先端が炉内にあまり入り過ぎると、他のバーナの
燃焼状態を検知するようになり、好しくない。
上記の微圧振動測定プローブ12―1,12―
2,…,12―nは、各バーナのエアスロートか
ら挿入するようにし、その先端は、バーナ先端よ
りも0mmないし500mm手前(反炉内側)に引いた
条件が、他のバーナの影響を受けないことや温度
的な問題から最適といえる。また、各バーナタイ
ル炉内面近傍であつても充分に測定は可能であ
る。
信号予備処理部3は、スキヤナ15、微圧振動
信号処理装置16およびA/D変換器17からな
る。
微圧振動測定プローブ12―1,12―2,
…,12―nで夫々測定された1チヤンネルから
nチヤンネルの信号はスキヤナ15に入力し、該
スキヤナ15で増幅器14―1,14―2,…,
14―nの各出力が順に一定時間づつ微圧振動信
号処理装置16に接続される。
上記スキヤナ15の動作は、計算機部4の計算
機18からの信号により制御される。
微圧振動信号処理装置16は、振動パターンを
次の第1式で示す実効値に変換するとともに、第
2式で定義される燃焼状態REを算出する装置で、
特願昭55−92084号にその内容が詳説されている。
但し、上記第1式において、PRMSは振動実効
値、Pは振動の瞬時値、Tは積分時間、tは時間
である。
燃焼状態RE
=高域の微振動振幅の積分値/低域もしくは全域の微
圧振動振幅の積分値
…(2)
第2式の演算を行うため、上記の微圧振動信号
処理装置16は、実効値変換と割算の機能を有す
るが、第1図の制御系のように、後段に計算機1
8を備えている場合には、計算機18で上記の割
算等の必要な演算を実行させるようにし、微圧振
動信号処理装置16では実効値の変換までを実行
するようにすることが好ましい。
上記の微圧振動信号処理装置16の出力はA/
D変換器17でアナログ信号からデイジタル信号
に変換され、計算機18に読み込まれる。
計算機部4は、計算機18、設定入力装置1
9、スタートボタン20およびタイマ21からな
つている。
上記スタートボタン20は、第1図の制御系の
動作開始信号を発生するスイツチで、燃焼開始や
その他の信号の発生と兼用あるいは連動させても
よい。
また、タイマ21は、スタートボタン20の操
作から燃焼炉の実制御開始までの時間を遅延させ
るためのもので、着火時の不安定期間を制御期間
から除外する機能を有する。
設定入力装置19は、測定条件や計算機18に
よる計算条件を入力する装置で、ここでは、小さ
すぎたり、大きすぎたりする異常信号を除去する
目的の振動入力信号の上下限値の設定、複数バー
ナの燃焼状態を平均化するバーナ数nの設定(計
算機18で自動的に設定することもできる。)、後
述する燃焼状態の平均値と各バーナの燃焼状態の
差の値(偏差値)の設定、時定数の設定およびス
キヤナ15のスキヤニング時間の設定等を行う。
計算機18は、第4図に示すフローチヤートに
従つて動作するが、その動作内容については後に
説明する。
なお、上記の計算機18から微圧振動信号処理
装置16に向うライン22は、計算機18から第
2式の分子側あるいは分母側を指定する信号を送
るラインであり、また、上記の計算機18からス
キヤナ15に向うライン23は、データ取込みの
チヤンネルを指定するための信号を計算機18か
らスキヤナ15に伝送するラインである。
燃焼状態モニタ部5は、各バーナの燃焼状態を
モニタする部分で、メモリ24―1,24―2,
…,24―n、D/A変換器25―1,25―
2,…,25―n、モニタ装置26―1,26―
2,…,26―nからなつている。
計算機18は、1チヤンネルからnチヤンネル
まで第2式の演算を行つて燃焼状態RE1、RE2、
…、REoを算出し、デイジタル信号として順に出
力信号を出すため、各チヤンネルの信号は断続的
となる。このため、計算機18からあるタイミン
グで出力した燃焼状態RE1、RE2、…、REoは、次
のタイミングで計算機18から新たに燃焼状態
RE1、RE2、…、REoが順に出力するまで、上記メ
モリ24―1,24―2,…,24―nに記憶さ
せるようにしている。
D/A変換器25―1,25―2,…,25―
nは上記メモリ24―1,24―2,…,24―
nから出力するデイジタル信号をアナログ信号に
変換する。
モニタ装置26―1,26―2,…,26―n
は、燃焼状態が0ボルトないし1ボルトのアナロ
グ信号に変換されているので、記録計、レベルメ
ータ等、目的に応じた表示装置であればいずれの
ものであつてもよい。
燃焼制御部6は、メモリ30、D/A変換器3
1、調節計32、下限リミツタ33、制御弁3
4、流量計35および制御ライン36からなる。
上記メモリ30およびD/A変換器31は、メ
モリ24―1,24―2,…,24―nおよび
D/A変換器25―1,25―2,…,25―n
と同じ目的で設けている。
計算機18からの平均燃焼状態Eの出力信号
は、D/A変換器31でアナログ信号に変換さ
れ、調節計32に入力する。
上記の調節計32は、予め最適と考える燃焼状
態の値RBを設定しておけば、平均燃焼状態Eの
信号と比較し、その偏差に応じて制御弁34を作
動させる。
下限リミツタ33は、燃焼制御上のトラブルの
防止のために設けたもので、安全性を考慮して制
御弁34の動作範囲を制限しており、例えば、下
限リミツタ33に弁開度30パーセントを設定すれ
ば、調節計32からそれ以下に制御弁34を絞る
信号がきても、弁開度は30パーセントで一定とな
り、スモークやバーナ破損などのトラブル防止が
できる。
また、調節計32は、ハードマニユアル設定付
を採用することが望ましく、制御対象がアトマイ
ズ量の場合のときなどは、制御ストツプボタン3
7の信号で制御弁開度を全開させ、バーナ内のパ
ージをさせる機能をもたせるとよい。制御ストツ
プボタン37は独立に設けてもよいが、重油遮断
スイツチなどと兼用あるいは連動させてもよい。
流量計35から燃焼炉11に向う制御ライン3
6は、アトマイズ媒体や燃焼用空気ライン等を表
わしている。
異常バーナ表示部7は、燃焼状態REi(i=1、
2、…、n)が、E−K≦REi≦E+Kから外
れると警報表示する部分で、リレードライバ4
0、警報表示装置41―1,41―2,…,41
―nからなつており、これら警報表示装置41―
1,41―2,…,41―nは、例えば、ランプ
表示、パトライトあるいはブザー等によつて異常
があるバーナを操炉者に知らせるものである。
以上説明した第1図の制御系により、次のよう
にして燃焼炉部1の各バーナの最適燃焼制御が行
える。
即ち、微圧振動測定部2の増幅器14―1,1
4―2,…,14―nの各出力は、スキヤナ15
により順次スキヤンされて微圧振動信号処理装置
16の入力部1aの差動増幅器4aに入力する。
上記微圧振動信号処理装置16は、第2図に示
すような構成にすると最も効果的であり、ここで
特願昭55−92084号により、第2図に示される微
圧振動信号処理装置16について説明する。
上記微圧振動信号処理装置16は、第2図に示
すように、入力部1a、信号処理部2aからなつ
ている。
上記入力部1aは、スキヤナ15から入力する
微圧振動測定部2の増幅器14―1,14―2,
…,14―nの出力信号を電圧信号として出力す
る差動増巾器4a、該差動増巾器4aの出力信号
のDC成分を遮断するACカツプリング回路5aお
よび利得調整用の増巾器6aからなる。
差動増巾器4aは、上記の前置増巾器が電流出
力型であるか電圧出力型であるかに応じて、その
入力抵抗を、例えば220Ωと220kΩの2種類に
夫々切り替えるようにしており、また、増巾器6
aはACカツプリング回路5aから入力する信号
を1/2倍、1倍、2倍もしくは4倍に減衰もし
くは増巾して上記ACカツプリング回路5aの出
力信号のレベルを調節するようにしている。
次に、信号処理部2aは、上記増巾器6aから
入力する信号のうち、燃焼状態を判定するに必要
な信号をその全周波数帯域に渡つて通過させるロ
ーパスフイルタ7a、該ローパスフイルタ7aの
出力信号のうち、予め求められた緩慢燃焼時に成
長する微圧振動に対応する低い周波数成分の信号
を通過させるローパスフイルタ8a、上記ローパ
スフイルタ7aの出力信号のうち、上記ローパス
フイルタ8aを通過する信号よりも高い周波数成
分を有する信号を通過させるハイパスフイルタ9
a、これらローパスフイルタ8aおよびハイパス
フイルタ9aの各出力信号を夫々平均化するとと
もに直流信号に変換する絶対値平均化回路10a
および11a、絶対値平均化回路11aの出力を
絶対値平均化回路10aで除して微圧振動の高域
成分と抵域成分の振動エネルギー比REを検出す
る割算器12aからなつている。
上記信号処理部2aにおいて、ローパスフイル
タ7aは遮断周波数を、250Hz、500Hzおよび
1000Hzの3段階に切り換えるようにする一方、
いま一つのローパスフイルタ8aは、零Hz、
50Hz、75Hz、100Hz、125Hz、150Hzの6段階
に、また、ハイパスフイルタ9aは、50Hz、
75Hz、100Hz、125Hz、150Hzの5段階に夫々
その遮断周波数を切り換えるようにして、対象と
する燃焼炉に応じて最適な信号処理を行えるよう
にしている。
すなわち、上記微圧信号処理装置16では、第
3図イに示すように、DC成分を有する差動増幅
器4aの出力信号をACカツプリング回路5aに
入力して、第3図ロに示すように、炉内圧力によ
る上記のDC成分を除去し、微圧振動成分のみを
取り出す。
上記ACカツプリング回路5aから出力する微
圧振動成分のうち、燃焼状態を判定するのに不要
な高い周波数成分の信号を除去した後、その出力
信号をローパスフイルタ8aおよびハイパスフイ
ルタ9aに入力する。
次に、上記ローパスフイルタ8aにより、予め
求めた緩慢燃焼時に成長する微圧振動の低周波数
帯域成分(第3図ホ参照)をローパスフイルタ7
aの出力信号から取り出す一方、上記ハイパスフ
イルタ9aにより、上記低周波数帯域成分よりも
高い微圧振動の周波数帯域成分(第3図ハ参照)
をローパスフイルタ7aの出力信号から取り出
す。
上記ローパスフイルタ8aの出力信号は、絶対
値平均化回路10aにより整流および平滑して、
第3図ヘに示すような直流信号に変換する。ま
た、ハイパスフイルタ9aの出力信号は、絶対値
平均化回路11aにより整流および平滑して、第
3図ニに示すような直流信号に変換する。その
後、計算機18にこれら直流信号を夫々入力し
て、絶対値平均化回路11aから出力する直流信
号をいま一つの絶対値平均化回路10aの出力で
除し、炉内微圧振動の低周波数成分とそれよりも
高い周波数成分との振動エネルギー比REを求め
る。
即ち、上記計算機18は、第2式で燃焼状態
REを表す場合、第4図のフローチヤートのステ
ツプ101で、微圧振動信号処理装置16から入
力する1ないしnチヤンネルに対する第2式の分
子および分母の値xiを読み込み、ステツプ102
で第2式の割算を実行し、その結果を燃焼状態モ
ニタ部5に出力する。
次に、ステツプ103で、上記割算が1ないし
nチヤンネルまで実行されたことが判定される
と、ステツプ104で、1ないしnチヤンネルの
燃焼状態の平均値Eの演算を実行し、その結果
を4mAないし20mAの制御用信号として出力す
る。
次いで、ステツプ105において、予め設定入
力装置19で入力してある係数(例えば、0.05な
いし0.5)の値を読み込み、ステツプ106で各
バーナの燃焼状態REiとE±Kを比較し、REiが、
RE−KREi E+Kの範囲から外れると、そ
のチヤンネルiの警報装置を作動させる信号を出
力する。
上記のように動作する計算機18の最適燃焼の
制御対象は、既に述べたように、燃焼用空気量、
液体燃料のアトマイズ量、バーナ位置、炉圧、ガ
スバーナの燃焼状態制御用一次空気などがあげら
れる。
即ち、バーナ位置の制御では、制御弁34をバ
ーナ駆動装置に置換してバーナの位置を制御すれ
ばよく、炉内の制御では、煙道に設けられた炉圧
調整用ダンパを制御すればよい。
また、ガスバーナの燃焼状態制御用の一次空気
または蒸気の制御では、制御弁34をその制御用
に使用することができる。
ガスバーナの燃焼状態制御用の一次空気または
蒸気の制御を制御弁34で行う炉の例として、第
5図に燃焼状態が制御できるガスバーナの構造図
を示す。
第5図において、42は高圧の空気または蒸気
ライン、43は圧力計、44は燃焼状態制御用一
次空気ライン、45はガス燃料ライン、46はガ
スバーナ、47は燃焼空気ライン、48はエアー
レギユレータ、49はバツフル、50はバーナタ
イルであつて、12は微圧振動プローブ、13は
検出器である。
第5図のガスバーナでは、一次空気量の流量や
流速で燃料と燃焼用空気の混合状態が大巾にかわ
り、それに伴つて燃焼状態もかわる。
以上のように、制御対象は特に限定されるもの
ではなく、燃焼状態が変えることができるもので
あれば、いずれのものでも制御可能である。
なお、第1図の制御系に関して、次のから
のような変形例が考えられる。
バーナ数が多数におよぶときは全バーナを数
ブロツクに分割して計算機18のみを共用して
制御する方式や数本のバーナで代表して同様の
方式を適用することができる。
各バーナの燃焼状態のバラツキの判定と異常
バーナの表示のみや、燃焼状態の平均的な値で
燃焼制御のみを行なうなどそれぞれ独立な装置
としても使用できる。
各バーナの振動測定について、第1図の制御
系では各バーナごとにプローブセンサー、増巾
器を設けているが、バーナ数が多い場合は、第
6図に示すように、プローブのみを各バーナに
配置して、各プローブから導管で圧力切換バル
ブ51に接続し、検出器以後を共用する方法も
ある。この場合、検出器13および増巾器14
はバーナを分割した数だけでよく(例では1
組)、またスキヤナも省略できる。なお圧力切
かえバルブの動作は計算機18からの信号でお
こなわれることになる。
第1図の制御系では異常バーナの判定をKの
絶対値を与えてE−K≦REi≦E+Kで判定
したが、各バーナの燃焼状態REi(i=1、n)
のバラツキの標準偏差αをもとめてE−K′α
≦REi≦E+K′αで判定してもよい。
ただしK′=1ないし3ぐらいが妥当である。
炉によつては燃焼量で意識的に燃焼状態をか
えたい場合もある。この時は燃料流量の信号を
調節計に入れ、設定値を流量に比例して修正す
るカスケード制御法を適用すればよい。
次に、複数のバーナを設置した第7図aおよび
bに示す鍛造用台車形加熱炉に本発明を適用した
ところ、次に述べるような結果が得られた。
但し、第7図aおよびbにおいて、60は装
入・抽出扉、61は台車、62は素材、63はバ
ーナタイル、64はバーナ、65は炉温測定孔、
66は排ガスの排出口、67は煙道、68は炉圧
調整用ダンパ、69はまくらである。
上記の鍛造用台車形加熱炉の主な仕様は次の第
1表のとおりである。
The present invention relates to a combustion control method in a combustion furnace,
More specifically, the present invention relates to a combustion control method in a combustion furnace that performs combustion control by measuring micro-pressure vibrations of each burner in the combustion furnace. When burning various fuels in burners in various industrial combustion furnaces, combustion management is currently very strict from the viewpoint of energy conservation and prevention of pollution caused by the generation of nitrogen oxides (NOx) and smoke. management is required. Combustion improvement technologies from an energy-saving perspective include the introduction of oxygen analyzers, cascade control that corrects the air ratio in proportion to fuel flow rate, and pattern control of input heat amount using computers. In addition, studies are underway to optimize combustion by controlling furnace pressure, the amount of liquid fuel atomized, burner position, and various flow rates. Combustion improvement technologies such as those mentioned above aim to effectively utilize the heat generated in the furnace, but the basic technology of directly grasping and controlling the combustion state inside the furnace has not yet been established. . For this reason, even if effective combustion improvement technology is applied to actual furnaces, which have many fluctuation factors, sufficient results are often not achieved. Even in corrective control, various problems have arisen in practical use due to the distribution of exhaust gas and the influence of air entering from the outside that does not contribute to combustion within the furnace. Therefore, the present inventors used a combustion test furnace to conduct detailed observations and studies on the combustion state under various combustion conditions, and found that micro-pressure oscillations of approximately 20 mm (water column) or less overlapped with the pressure inside the furnace. After further research, we discovered that the flame shows a certain change depending on the fluctuation of combustion conditions, and as a result of further research, we found that The combustion state, such as the amount, is clearly reflected in the micro-pressure vibration pattern in the furnace, and the power spectrum density distribution obtained by converting the micro-pressure vibration signal can be used practically effectively as an indicator for determining the combustion state. I found out what can be done. Based on this new knowledge, the applicant of the present application proposed a combustion state determination method for quantitatively determining the combustion state in a furnace based on a vibration pattern of minute pressure overlapping with the furnace pressure in Japanese Patent Application No. 122229/1982. , in Japanese Patent Application No. 17585/1985, describes an air ratio control method in a combustion furnace that controls the amount of air and other combustion improvers based on pressure vibrations in the furnace that occur during combustion or minute pressure vibration patterns that are superimposed on the pressure in the furnace. Also,
In Japanese Patent Application No. 54-36510, we proposed a method for controlling the combustion state in a combustion furnace in which the amount of atomization is controlled based on the oscillation of the pressure inside the furnace that occurs during combustion or the oscillation pattern of the minute pressure superimposed on the pressure inside the furnace. Furthermore, in Japanese Patent Application No. 54-34764, the tip position of the burner in the burner tile is automatically adjusted based on the detected value of the pressure vibration in the furnace that occurs during combustion or the vibration pattern of minute pressure superimposed on the pressure in the furnace. In Japanese Patent Application No. 54-43889, a method for controlling the combustion state in a combustion furnace is described, in which the combustion sound generated during combustion is measured, and the combustion state is determined based on its frequency characteristics or the synthesized sound pressure level. The patent application filed in 1983 describes a combustion state determination method and a control method for controlling the desired combustion state by adjusting the air ratio, the atomization amount of the high-pressure air flow oil burner, or the burner position, which directly affects the combustion state. −
In No. 92084, we proposed a signal processing method that converts the vibration pattern of minute pressure superimposed on the furnace pressure into a combustion state control signal. By the way, there are various types of industrial furnaces that have two or more burners per furnace, such as large boilers, various heating furnaces, heat treatment furnaces, melting furnaces, etc.
Conventionally, in such furnaces, individual burners have not been controlled due to equipment investment and maintenance considerations, but fuel, air volume, atomization volume, etc., have been controlled by controlling the entire burner or several burners as a set. Was. As mentioned above, in a furnace having two or more burners per furnace, the above invention proposed by the applicant is applied, and all or some of the burners are combined into a set by a micro pressure vibration pattern in the furnace. When controlling the fuel, air amount, atomization amount, etc., the following problems arise. Since the combustion state differs depending on the burner, it is easy to cause uneven heat in the furnace, and uneven heating in heating equipment and melting furnaces causes a decrease in quality yield. If even one burner has a poor combustion condition, it is necessary to perform combustion control in accordance with that burner, resulting in poor fuel consumption, lowering efficiency in boilers, etc., and shortening the life of equipment. Even if variations in the combustion state are adjusted when a certain amount of fuel is consumed, if the flow level changes, the balance will be lost again. In order to solve these problems,
It would be possible to ascertain the combustion status of each burner and install a control device on each burner, but doing so would require a huge amount of capital investment and the equipment would be complicated.
Not only is there a restriction on where the control device can be installed, but maintenance becomes extremely troublesome. The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in various industrial furnaces having two or more burners.
The micro-pressure vibrations of each burner are measured by a micro-pressure vibration measurement probe installed inside the furnace in front of the burner tip, and the signals representing the combustion state obtained are averaged, and the average value is used as an index to By controlling the ratio, burner position, atomization amount in the case of liquid fuel, flow rate of fuel and combustion air, or primary air for combustion state control, the burner is maintained in the optimal combustion state and the amount of fuel used is reduced. With,
By detecting and displaying burner abnormalities from the variation in the average value of individual signals representing the combustion state obtained from each burner, abnormal burners can be detected early, preventing local overheating and humidity reduction, and ensuring uniform An object of the present invention is to provide a combustion control method in a combustion furnace that performs heating. Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows the configuration of a control system for a combustion furnace that implements the method of the present invention. In FIG. 1, 1 is a combustion furnace section, 2 is a micro-pressure vibration measuring section, 3 is a signal preprocessing section that performs preliminary processing of vibration signals and converts the processing results into signals that can be processed by a computer, which will be described later, and 4 is a computer section. , 5 is a combustion state monitor section, 6 is a combustion control section, and 7 is an abnormal burner display section. The combustion furnace 11 of the combustion furnace section 1 is not limited in type or type, and may be any furnace such as a boiler, various heating furnaces, melting furnaces, heat treatment furnaces, etc. as long as it has multiple burners. Generally, FIG. 1 assumes a furnace having n burners. The micro-pressure vibration measurement unit 2 is a part that measures the combustion state by micro-pressure vibration, and corresponds to n burners.
Micro-pressure vibration measurement probes 12-1, 12-2,...,
12-n, detectors 13-1, 13-2,..., 13
-n and amplifiers 14-1, 14-2,..., 14
-consists of n. In addition, when determining the combustion state of each of the n burners, the sampling position, that is, the micro-pressure vibration measurement probes 12-1, 12-2, ..., 12-
The installation position of the probes 12-1, 12-2, ..., 12-n is important, and if the tips of these probes 12-1, 12-2, ..., 12-n enter too far into the furnace, they may detect the combustion status of other burners. I don't like it. The above micro-pressure vibration measurement probe 12-1, 12-
2,...,12-n should be inserted from the air throat of each burner, and the condition that the tip should be pulled 0 mm to 500 mm before the burner tip (inside the furnace) is to avoid the influence of other burners. It can be said to be optimal because of the lack of heat and temperature issues. In addition, sufficient measurement is possible even near the inner surface of each burner tile furnace. The signal preliminary processing section 3 includes a scanner 15, a micro-pressure vibration signal processing device 16, and an A/D converter 17. Micro-pressure vibration measurement probe 12-1, 12-2,
..., 12-n respectively measured signals from the 1st channel to the nth channel are input to the scanner 15, and the scanner 15 outputs amplifiers 14-1, 14-2, . . .
Each output of 14-n is sequentially connected to the micro-pressure vibration signal processing device 16 for a certain period of time. The operation of the scanner 15 is controlled by signals from the computer 18 of the computer section 4. The micro-pressure vibration signal processing device 16 is a device that converts the vibration pattern into an effective value expressed by the following first equation, and calculates the combustion state R E defined by the second equation,
The details are explained in Japanese Patent Application No. 55-92084. However, in the first equation above, P RMS is the effective value of vibration, P is the instantaneous value of vibration, T is integration time, and t is time. Combustion state R E =integral value of high-range micro-vibration amplitude/integral value of micro-pressure vibration amplitude in low-range or entire range...(2) In order to calculate the second equation, the above-mentioned micro-pressure vibration signal processing device 16 , has the functions of effective value conversion and division, but as in the control system in Figure 1, a computer 1 is installed at the subsequent stage.
8, it is preferable that the calculator 18 executes necessary calculations such as the above-mentioned division, and that the micro-pressure vibration signal processing device 16 executes up to conversion of effective values. The output of the above-mentioned micro-pressure vibration signal processing device 16 is A/
The analog signal is converted into a digital signal by the D converter 17 and read into the computer 18. The computer section 4 includes a computer 18 and a setting input device 1.
9, a start button 20 and a timer 21. The start button 20 is a switch that generates an operation start signal for the control system shown in FIG. 1, and may also be used to start combustion or generate other signals, or may be linked. Further, the timer 21 is used to delay the time from the operation of the start button 20 to the start of actual control of the combustion furnace, and has a function of excluding an unstable period at the time of ignition from the control period. The setting input device 19 is a device for inputting measurement conditions and calculation conditions by the calculator 18, and here it is used to set the upper and lower limits of the vibration input signal for the purpose of removing abnormal signals that are too small or too large, and to input the settings for multiple burners. Setting the number n of burners to average the combustion states of (can also be set automatically with the calculator 18), setting the difference value (deviation value) between the average value of the combustion states and the combustion state of each burner, which will be described later. , setting the time constant and scanning time of the scanner 15, etc. The computer 18 operates according to the flowchart shown in FIG. 4, and the details of the operation will be explained later. Note that the line 22 from the computer 18 to the micro-pressure vibration signal processing device 16 is a line for sending a signal from the computer 18 to the numerator side or the denominator side of the second equation. A line 23 to the computer 15 is a line for transmitting a signal for specifying a channel for data acquisition from the computer 18 to the scanner 15. The combustion state monitor unit 5 is a part that monitors the combustion state of each burner, and includes memories 24-1, 24-2,
..., 24-n, D/A converter 25-1, 25-
2,..., 25-n, monitor device 26-1, 26-
It consists of 2,...,26-n. The calculator 18 calculates the second equation from the 1st channel to the nth channel to calculate the combustion states R E1 , R E2 ,
..., R Eo is calculated and output signals are output in order as digital signals, so the signals of each channel are intermittent. Therefore, the combustion states R E1 , R E2 , ..., R Eo output from the computer 18 at a certain timing are changed to
They are stored in the memories 24-1, 24-2, . . . , 24-n until R E1 , R E2 , . . . , R Eo are sequentially output. D/A converter 25-1, 25-2,..., 25-
n is the memory 24-1, 24-2,..., 24-
converts the digital signal output from n into an analog signal. Monitor device 26-1, 26-2,..., 26-n
Since the combustion state is converted into an analog signal of 0 volts to 1 volt, any display device suitable for the purpose may be used, such as a recorder or a level meter. The combustion control section 6 includes a memory 30 and a D/A converter 3.
1, controller 32, lower limiter 33, control valve 3
4, consists of a flow meter 35 and a control line 36. The memory 30 and D/A converter 31 include memories 24-1, 24-2,..., 24-n and D/A converters 25-1, 25-2,..., 25-n.
It is set up for the same purpose. The output signal of the average combustion state E from the computer 18 is converted into an analog signal by the D/A converter 31 and input to the controller 32. If the value R B of the combustion state considered to be optimal is set in advance, the above-mentioned controller 32 compares it with the signal of the average combustion state E and operates the control valve 34 according to the deviation. The lower limiter 33 is provided to prevent troubles in combustion control, and limits the operating range of the control valve 34 in consideration of safety. For example, the lower limiter 33 is set to a valve opening of 30%. If this is set, even if a signal is received from the controller 32 to throttle the control valve 34 below, the valve opening will remain constant at 30%, thereby preventing troubles such as smoke and burner damage. In addition, it is preferable that the controller 32 is equipped with a hard manual setting, and when the control target is the amount of atomization, the control stop button 32 is used.
It is preferable to have a function of fully opening the control valve with the signal No. 7 and purging the inside of the burner. The control stop button 37 may be provided independently, but may also be used together with or linked to a heavy oil cutoff switch. Control line 3 from flow meter 35 to combustion furnace 11
6 represents an atomizing medium, a combustion air line, etc. The abnormal burner display section 7 indicates the combustion state R Ei (i=1,
2,..., n) is out of the range E -K≦R Ei ≦ E +K.
0, alarm display device 41-1, 41-2,..., 41
-consisting of n, these alarm display devices 41-
1, 41-2, . . . , 41-n are for notifying the furnace operator of a malfunctioning burner by, for example, a lamp display, a patrol light, or a buzzer. With the control system shown in FIG. 1 described above, optimal combustion control of each burner in the combustion furnace section 1 can be performed in the following manner. That is, the amplifiers 14-1, 1 of the micro-pressure vibration measuring section 2
Each output of 4-2,..., 14-n is sent to the scanner 15.
The signals are sequentially scanned and input to the differential amplifier 4a of the input section 1a of the micro-pressure vibration signal processing device 16. The above-mentioned micro-pressure vibration signal processing device 16 is most effective when configured as shown in FIG. I will explain about it. As shown in FIG. 2, the micro-pressure vibration signal processing device 16 includes an input section 1a and a signal processing section 2a. The input section 1a includes amplifiers 14-1, 14-2 of the micro-pressure vibration measuring section 2 which receive input from the scanner 15,
..., 14-n as a voltage signal, an AC coupling circuit 5a that blocks the DC component of the output signal of the differential amplifier 4a, and an amplifier 6a for gain adjustment. Consisting of The input resistance of the differential amplifier 4a is switched between two types, for example, 220Ω and 220kΩ, depending on whether the preamplifier is a current output type or a voltage output type. Also, the amplifier 6
A is designed to attenuate or amplify the signal input from the AC coupling circuit 5a by 1/2, 1, 2 or 4 to adjust the level of the output signal from the AC coupling circuit 5a. Next, the signal processing unit 2a includes a low-pass filter 7a that passes through the entire frequency band a signal necessary for determining the combustion state among the signals input from the amplifier 6a, and an output of the low-pass filter 7a. Among the signals, a low-pass filter 8a passes a signal with a low frequency component corresponding to micro-pressure vibrations that grow during slow combustion determined in advance. Among the output signals of the low-pass filter 7a, the signal passing through the low-pass filter 8a A high pass filter 9 that also passes signals having high frequency components.
a, an absolute value averaging circuit 10a that averages each output signal of the low-pass filter 8a and high-pass filter 9a and converts it into a DC signal;
and 11a, a divider 12a that divides the output of the absolute value averaging circuit 11a by the absolute value averaging circuit 10a to detect the vibration energy ratio R E of the high frequency component and the low frequency component of the micro-pressure vibration. . In the signal processing section 2a, the low-pass filter 7a has cut-off frequencies of 250Hz, 500Hz and
While switching to 3 stages of 1000Hz,
Another low-pass filter 8a is zero Hz,
The high pass filter 9a has 6 levels of 50Hz, 75Hz, 100Hz, 125Hz, and 150Hz.
The cutoff frequency can be switched in five stages: 75Hz, 100Hz, 125Hz, and 150Hz, allowing optimal signal processing to be performed depending on the target combustion furnace. That is, in the micro-pressure signal processing device 16, as shown in FIG. 3A, the output signal of the differential amplifier 4a having a DC component is input to the AC coupling circuit 5a, and as shown in FIG. 3B, The DC component caused by the pressure inside the furnace is removed, and only the micro-pressure vibration component is extracted. Among the micro-pressure vibration components outputted from the AC coupling circuit 5a, high frequency component signals unnecessary for determining the combustion state are removed, and then the output signals are input to a low-pass filter 8a and a high-pass filter 9a. Next, the low-pass filter 8a filters the predetermined low-frequency band components of micro-pressure vibrations that grow during slow combustion (see Fig. 3 E).
While extracting from the output signal of a, the high-pass filter 9a extracts a frequency band component of micro-pressure vibration higher than the low frequency band component (see Fig. 3 C).
is extracted from the output signal of the low-pass filter 7a. The output signal of the low-pass filter 8a is rectified and smoothed by an absolute value averaging circuit 10a.
The signal is converted into a DC signal as shown in FIG. Further, the output signal of the high-pass filter 9a is rectified and smoothed by an absolute value averaging circuit 11a, and converted into a DC signal as shown in FIG. 3D. After that, each of these DC signals is input to the computer 18, and the DC signal output from the absolute value averaging circuit 11a is divided by the output of another absolute value averaging circuit 10a, and the low frequency component of the micro-pressure vibration in the furnace is Find the vibrational energy ratio R E of this and higher frequency components. That is, the computer 18 calculates the combustion state using the second equation.
When expressing R E , in step 101 of the flowchart in FIG.
The division of the second equation is executed, and the result is output to the combustion state monitor section 5. Next, in step 103, when it is determined that the above-mentioned division has been executed for 1 to n channels, in step 104, the average value E of the combustion state of 1 to n channels is calculated, and the result is Outputs as a 4mA to 20mA control signal. Next, in step 105, the value of the coefficient (for example, 0.05 to 0.5) input in advance with the setting input device 19 is read, and in step 106, the combustion state R Ei of each burner is compared with E ±K, and R Ei is ,
When the signal deviates from the range of R E -KR Ei E +K, a signal is output that activates the alarm device of that channel i. The optimal combustion control target of the computer 18 that operates as described above is, as already mentioned, the amount of combustion air,
Examples include the atomized amount of liquid fuel, burner position, furnace pressure, and primary air for controlling the combustion state of the gas burner. That is, to control the burner position, the control valve 34 may be replaced with a burner drive device to control the burner position, and to control the inside of the furnace, a damper for adjusting the furnace pressure provided in the flue may be controlled. . Further, the control valve 34 can be used for controlling primary air or steam for controlling the combustion state of the gas burner. As an example of a furnace in which primary air or steam for controlling the combustion state of the gas burner is controlled by a control valve 34, FIG. 5 shows a structural diagram of a gas burner whose combustion state can be controlled. In FIG. 5, 42 is a high-pressure air or steam line, 43 is a pressure gauge, 44 is a primary air line for combustion state control, 45 is a gas fuel line, 46 is a gas burner, 47 is a combustion air line, and 48 is an air regulator. 49 is a baffle, 50 is a burner tile, 12 is a micro-pressure vibration probe, and 13 is a detector. In the gas burner shown in FIG. 5, the mixing state of the fuel and combustion air changes greatly depending on the flow rate and flow velocity of the primary air amount, and the combustion state also changes accordingly. As described above, the object to be controlled is not particularly limited, and any object whose combustion state can be changed can be controlled. The following modifications of the control system shown in FIG. 1 can be considered. When the number of burners is large, it is possible to apply a method in which all the burners are divided into several blocks and only the computer 18 is shared for control, or a similar method can be applied in which several burners are used as representatives. It can also be used as an independent device, such as only determining the variation in the combustion state of each burner and displaying abnormal burners, or only controlling combustion based on the average value of the combustion state. Regarding the vibration measurement of each burner, the control system shown in Figure 1 is equipped with a probe sensor and an amplifier for each burner, but if there are many burners, only the probe is installed on each burner as shown in Figure 6. There is also a method in which each probe is connected to the pressure switching valve 51 by a conduit, and the parts after the detector are shared. In this case, the detector 13 and the amplifier 14
is only the number of divided burners (in the example, 1
), and Sukiyana can also be omitted. Note that the pressure switching valve is operated by a signal from the computer 18. In the control system shown in Fig. 1, the abnormal burner is determined by giving the absolute value of K and determining E −K≦R Ei ≦ E +K, but the combustion state of each burner R Ei (i=1, n)
Find the standard deviation α of the variation of E −K′α
The determination may be made using ≦R Ei ≦ E +K′α. However, K′=1 to 3 is appropriate. Depending on the furnace, you may want to consciously change the combustion state by changing the amount of combustion. In this case, a cascade control method may be applied in which the fuel flow rate signal is input to the controller and the set value is corrected in proportion to the flow rate. Next, when the present invention was applied to a forging cart type heating furnace shown in FIGS. 7a and 7b equipped with a plurality of burners, the following results were obtained. However, in FIGS. 7a and 7b, 60 is a charging/extraction door, 61 is a trolley, 62 is a raw material, 63 is a burner tile, 64 is a burner, 65 is a furnace temperature measurement hole,
66 is an exhaust gas outlet, 67 is a flue, 68 is a damper for adjusting furnace pressure, and 69 is a pillow. The main specifications of the above-mentioned forging trolley heating furnace are shown in Table 1 below.
【表】
なお、上記鍛造用台車形加熱炉の空気量は、メ
インバルブ1個所で制御しており、アトマイズ量
は制御しておらず一定である。
上記鍛造用台車形加熱炉を第1図の制御系によ
り制御し、各バーナ64の燃焼状態をモニタした
結果の一例を第8図に示す。
第8図中、Tは炉温(℃)、Qは燃料流量(/
h)、REは第2式で定義される各バーナ64の燃
焼状態であり、RE1、RE2、RE3およびRE4はバー
ナ64―1,64―2,64―3および64―4
の燃焼状態を示す曲線である。
但し、第8図においては、バーナ64―5,6
4―6はバーナ64―2とほゞ同様の燃焼状態を
示したため、その曲線は省略した。
第8図から分るように、バーナ64―1とバー
ナ64―3の燃焼状態RE1とRE3が全体的な傾向
から外れ、異常が発生したことを示している。
バーナ64―1は異常が発生した段階S1で調査
すると、燃料ノズルに異物が閉塞した状態になつ
ていた。このため、他のバーナより燃料流量が少
くなり、アトマイズ量が一定のため、相対的アト
マイズ量が増加した形となつて燃焼状態が急激な
状態に変化したため、燃焼状態REの値が大きく
なつたものである。
バーナ64―3は、段階S2での点検結果による
とバーナチツプ先端に付着物がついていた。この
結果燃焼状態が著しく緩慢になつたものと思われ
る。点検、保守後はいずれも正常に復し、他のバ
ーナと同様な燃焼状態で推移していることがわか
る。
また、第7図aおよびbに示す鍛造用台車形加
熱炉では、燃料のターンダウン時に燃焼が急激な
状態に変化する(燃焼状態REの値が大きくなる)
特徴がある。
これは燃料が低下してもアトマイズ量を一定に
している影響が最も大きいことがわかつたので、
アトマイズ量を制御対象とすることにした。
燃焼状態の制御とバーナバラツキの判定の制御
における結果を第9図に示す。
第9図から分るように、バーナ64―1,64
―2,…,64―7は、いずれも、ほヾ一定の燃
焼状態RE1、RE2、…、RE7の値となつているが、
段階S3で、バーナ64―4の燃焼状態RE4がE−
Kから外れて警報を発したが、バーナ64―4の
点検保守後は一定になつていることが分る。
なお、第9図についても、バーナ64―6およ
び64―7の燃焼状態RE6、RE7については、バ
ーナ64―1等と同一の燃焼状態となるため、省
略している。
また、第9図から分るように、燃焼状態RE1、
RE2、…、RE5は全体のレベルが上昇しているが、
これは第1図の制御系の下限リミツタが作動して
アトマイズ量を一定にしたためである。
以上のように、複数バーナ炉の燃焼状態の制御
と、異常バーナの早期発見ができるようになつ
た。
本発明により最適燃焼状態の維持と均一加熱が
可能となり、燃料使用量が12%低減できた。さら
に局部的なオーバヒートが防止でき、品質と歩留
りが向上した。またアトマイズ量の制御により
NOxも20%低減した。
以上、詳細に説明したことからも明らかなよう
に、本発明は、複数のバーナを有する各種工業炉
において、各バーナの各々の微圧振動をバーナ先
端よりも手前の反炉内側に設置した微圧振動測定
プローブにより測定した結果得られた燃焼状態を
表す信号の平均値を指標にしてバーナ全体の燃焼
状態を制御するようにしたので、各バーナの微圧
振動の測定値が他のバーナの微圧振動の影響を受
けることが少なくなり、各バーナの微圧振動の測
定値の信頼性が高く、これによりバーナは全体と
して最適燃焼状態に維持され、燃料使用量も大巾
に低減され、また、各バーナの燃焼状態を表す個
別の信号の平均値に対するバラツキからバーナの
異常を検出して表示するため、異常のあるバーナ
を早期に発見して局部的なオーバヒートや温度低
下を防止することができ、本発明を適用した炉に
より生産される製品の品質と歩留りも大巾に向上
させることができる。[Table] Note that the amount of air in the forging cart type heating furnace is controlled by one main valve, and the amount of atomization is not controlled and remains constant. FIG. 8 shows an example of the results of monitoring the combustion state of each burner 64 by controlling the above-mentioned forging trolley heating furnace using the control system shown in FIG. 1. In Figure 8, T is the furnace temperature (°C) and Q is the fuel flow rate (/
h), R E is the combustion state of each burner 64 defined by the second equation, and R E1 , R E2 , R E3 and R E4 are the combustion states of burners 64-1, 64-2, 64-3 and 64-4.
This is a curve showing the combustion state of . However, in Fig. 8, burners 64-5, 6
Since burner 4-6 showed almost the same combustion state as burner 64-2, its curve was omitted. As can be seen from FIG. 8, the combustion states R E1 and R E3 of burner 64-1 and burner 64-3 deviate from the overall trend, indicating that an abnormality has occurred. When burner 64-1 was investigated at stage S1 when the abnormality occurred, the fuel nozzle was found to be clogged with foreign matter. For this reason, the fuel flow rate was lower than that of other burners, and since the atomization amount was constant, the relative atomization amount increased, and the combustion state suddenly changed, so the value of the combustion state R E increased. It is something that According to the inspection results in step S2 , burner 64-3 had deposits on the tip of the burner tip. As a result, the combustion state seems to have become extremely slow. It can be seen that after inspection and maintenance, all burners returned to normal and the combustion state was similar to that of other burners. In addition, in the forging trolley-type heating furnace shown in Figures 7a and 7b, the combustion changes rapidly during fuel turndown (the value of the combustion state R E increases).
It has characteristics. We found that this was most likely due to the effect of keeping the atomization amount constant even when the fuel level decreased.
We decided to control the amount of atomization. FIG. 9 shows the results of combustion state control and burner variation determination control. As can be seen from Fig. 9, burners 64-1, 64
-2, ..., 64-7 are all values of almost constant combustion state R E1 , R E2 , ..., R E7 ,
In stage S3 , the combustion state R E4 of burner 64-4 is E −
It is clear that although the alarm was issued when the temperature deviated from K, it has become constant after inspection and maintenance of burner 64-4. In addition, also in FIG. 9, the combustion states R E6 and R E7 of the burners 64-6 and 64-7 are omitted because they are the same combustion states as the burner 64-1 etc. In addition, as can be seen from Fig. 9, the combustion state R E1 ,
Although the overall level of R E2 ,..., R E5 has increased,
This is because the lower limiter of the control system shown in FIG. 1 operates to keep the atomization amount constant. As described above, it has become possible to control the combustion state of a multiple burner furnace and to detect abnormal burners at an early stage. The present invention makes it possible to maintain optimal combustion conditions and achieve uniform heating, reducing fuel consumption by 12%. Furthermore, local overheating can be prevented, improving quality and yield. In addition, by controlling the amount of atomization
NOx was also reduced by 20%. As is clear from the detailed explanation above, the present invention is an industrial furnace having a plurality of burners. Since the combustion state of the entire burner is controlled using the average value of the signal representing the combustion state obtained as a result of measurement with the pressure vibration measuring probe, the measured value of the micro-pressure vibration of each burner can be used as an index. The effect of micro-pressure oscillations is reduced, and the micro-pressure oscillation measurements of each burner are highly reliable, which allows the burner to maintain optimal combustion conditions as a whole and significantly reduces fuel consumption. In addition, burner abnormalities are detected and displayed from the variation in the average value of individual signals representing the combustion state of each burner, so abnormal burners can be detected early and localized overheating and temperature drops can be prevented. The quality and yield of products produced by the furnace to which the present invention is applied can be greatly improved.
第1図は複数バーナ設置炉において本発明を適
用した制御系のブロツク図、第2図は微圧振動信
号処理装置のブロツク図、第3図イからトは夫々
第2図の各部の信号処理波形を示す説明図、第4
図は第1図の計算機が実行する演算のフローチヤ
ート、第5図は本発明を適用したガスバーナの構
造を示す説明図、第6図は微圧振動検出器を共用
する場合の実施例の制御系の部分ブロツク図、第
7図aおよびbは夫々台車形加熱炉の構造を示す
一部断面正面図および一部断面側面図、第8図は
第7図aおよびbに夫々示す台車形加熱炉におけ
る燃焼状態のモニタ図、第9図は第7図aおよび
bに夫々示す台車形加熱炉における制御時の燃焼
状態モニタ図である。
1…燃焼炉部、2…微圧振動測定部、3…信号
予備処理部(4a…差動増幅器、5a…ACカツ
プリング回路、6a…増幅器、7a,8a…ロー
パスフイルタ、10a,11a…絶対値平均化回
路、12a…割算器)、4…計算機部、5…燃焼
状態モニタ部、6…燃焼制御部、7…異常バーナ
の表示部。
Fig. 1 is a block diagram of a control system to which the present invention is applied in a multiple burner furnace, Fig. 2 is a block diagram of a micro-pressure vibration signal processing device, and Fig. 3 A to T are signal processing of each part of Fig. 2. Explanatory diagram showing waveforms, 4th
The figure is a flowchart of calculations executed by the computer in Figure 1, Figure 5 is an explanatory diagram showing the structure of a gas burner to which the present invention is applied, and Figure 6 is a control example when a micro-pressure vibration detector is shared. A partial block diagram of the system, FIGS. 7a and 7b are a partially sectional front view and a partially sectional side view showing the structure of a cart-type heating furnace, respectively. FIG. 8 is a partial block diagram of the cart-type heating furnace shown in FIGS. 7a and b, respectively. FIG. 9 is a monitor diagram of the combustion state in the furnace during control in the trolley-type heating furnace shown in FIGS. 7a and 7b, respectively. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Combustion furnace section, 2... Micro-pressure vibration measurement section, 3... Signal preprocessing section (4a... Differential amplifier, 5a... AC coupling circuit, 6a... Amplifier, 7a, 8a... Low pass filter, 10a, 11a... Absolute value averaging circuit, 12a...divider), 4...computer section, 5...combustion state monitor section, 6...combustion control section, 7...display section of abnormal burner.
Claims (1)
ナの各々の微圧振動を上記バーナ先端よりも反炉
内側に設置した微圧振動測定ブロープにより測定
し、各バーナの各々の燃焼状態を検出するととも
に、各バーナから得られる微圧振動の信号を平均
し、その値に基づいて各バーナにおける燃焼の制
御を行ない、さらに、各バーナの各々から得られ
る個別の信号と前記平均値とを比較して、その差
が一定値以上の場合には、そのバーナが異常であ
ることを表示するようにしたことを特徴とする燃
焼炉における燃焼制御方法。1. In a combustion furnace having multiple burners, the micro-pressure vibration of each burner is measured with a micro-pressure vibration measurement probe installed inside the furnace from the tip of the burner, and the combustion state of each burner is detected, Average the micro-pressure vibration signals obtained from each burner, control combustion in each burner based on that value, and further compare the individual signals obtained from each burner with the average value, A method for controlling combustion in a combustion furnace, characterized in that when the difference is greater than a certain value, a message indicating that the burner is abnormal is displayed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56116581A JPS5818017A (en) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | Control method of combustion, in combustion furnace |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56116581A JPS5818017A (en) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | Control method of combustion, in combustion furnace |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5818017A JPS5818017A (en) | 1983-02-02 |
JPS6335891B2 true JPS6335891B2 (en) | 1988-07-18 |
Family
ID=14690663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56116581A Granted JPS5818017A (en) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | Control method of combustion, in combustion furnace |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5818017A (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0449482Y2 (en) * | 1988-11-02 | 1992-11-20 | ||
JP5465742B2 (en) * | 2012-02-27 | 2014-04-09 | 中国電力株式会社 | Combustion management method in boiler equipment |
-
1981
- 1981-07-24 JP JP56116581A patent/JPS5818017A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5818017A (en) | 1983-02-02 |
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