KR880000834B1 - Controlling combustion - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 종래의 연소 제어방법에 사용되는 자동연소 제어장치를 보여주는 개략도.1 is a schematic view showing an automatic combustion control apparatus used in a conventional combustion control method.
제2도는 종래의 또 하나의 제1도의 장치를 개량한 자동연소 제어장치를 보여주는 개략도.2 is a schematic view showing an automatic combustion control device that is an improvement of the apparatus of another conventional first FIG.
제3도는 본 발명을 사용할 수 있는 자동연소 제어장치의 한예의 기본적인 구성을 보여주는 개략도.3 is a schematic diagram showing a basic configuration of one example of an automatic combustion control apparatus that can use the present invention.
제4도는 제3도의 장치의 구체적인 제어계로(制御系路)를 보여주는 개략도.4 is a schematic diagram showing a specific control system of the apparatus of FIG.
제5도는 제3도의 장치에 사용되는 과잉공기 비율의 특성을 보여주는 그래프.5 is a graph showing the characteristic of excess air ratio used in the apparatus of FIG.
제6도는 제4도의 주 제어계로의 구체적인 한예를 보여주는 회로도.6 is a circuit diagram showing a specific example of the main control system of FIG.
제7도는 제4도의 연료제어계로의 구체적인 한예를 보여주는 회로도.7 is a circuit diagram showing a specific example of the fuel control system of FIG.
제8도는 제4도의 연료제어장치의 구체적인 한예를 보여주는 회로도.8 is a circuit diagram showing a specific example of the fuel control device of FIG.
제9도는 제4도의 공기제어장치의 구체적인 한예를 보여주는 회로도.9 is a circuit diagram showing a specific example of the air control device of FIG.
제10도~제12도는 제4도의 제어장치에 의한 제어특성을 보여주는 그래프.10 to 12 are graphs showing control characteristics by the control device of FIG.
제13~제15도는 제2도의 종래의 제어방법에 의한 제어 특성을 보여주는 그래프.13 to 15 are graphs showing control characteristics by the conventional control method of FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 보일러증기 압력의 압력계 2 : 주 제어장치1: pressure gauge of boiler steam pressure 2: main control device
3 : 연료유량 제어장치 4 : 연료의 유량계3: fuel flow control device 4: fuel flow meter
5 : 전동변(電動變) 6 : 승산기(乘算器)5: electric valve 6: multiplier
7 : 공기량 제어장치 8 : 차압계(差壓計)7 air volume control device 8 differential pressure gauge
9 : 개평(開平)연산기 10 : 전동(電動)댐퍼장치9: open flat calculator 10: electric damper
11 : 미분연산기 12 : 가산기(加算器)11: derivative operation 12: adder
21 : 보일러 본체 22 : 버어너21
23 : 오일탱크 24 : 전동밸브23: oil tank 24: electric valve
26 : 덕트 27 : 압입송풍기26 duct 27 press-fit blower
28 : 공기예열기 29 : 보일러의 증기 출력제어용의 밸브28: air preheater 29: valve for steam output control of the boiler
30 : 건조장치 31 : 보일러의 증기압력 검출용의 유량계30: drying apparatus 31: flow meter for detecting the steam pressure of the boiler
32 : 오일유량계 33 : 풍량검출용 차압계32: oil flow meter 33: differential pressure gauge for air flow detection
35 : 전동댐퍼장치 37 : 주 제어장치35: electric damper device 37: main control device
38 : 연산장치 39 : 연료제어장치38: computing device 39: fuel control device
40 : 공기제어장치 43 : 리밋터(제한기)40: air control device 43: limiter
44 : 오일유량의 설정회로 45 : 판정회로44: oil flow setting circuit 45: judgment circuit
46 : 과잉공기비율의 설정회로 47 : 보정회로46: setting circuit of excess air ratio 47: correction circuit
48 : 판정회로 49 : 공기유량의 설정회로48: judgment circuit 49: air flow setting circuit
51 : 공기유량의 연산회로 52 : 실(實)과잉공기비율 검출회로51: calculation circuit of air flow rate 52: real excess air ratio detection circuit
Asi : 공기유량 설정치 Qsi : 오일유량 설정치Asi: Air Flow Set Point Qsi: Oil Flow Set Point
M : 과잉공기비율 MA: 실과잉공기비율M: Excess air ratio M A : Excess air ratio
Mcom, Mcom1,Mcom1' : 보정과잉공기비율 T1, T2: 보일러조작량Mcom, Mcom1, Mcom1 ': Corrected excess air ratio T 1 , T 2 : Boiler operation amount
ΔT12: 보일러 조작량의 변동량ΔT 12 : amount of change in boiler operation
본 발명은 연소장치를 자동제어 하는 자동연소 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic combustion control method for automatically controlling a combustion device.
종래 연소장치, 예컨데 보일러의 연소장치에서는 보일러로 부터의 스팀의 출력에 따라 버어너에 송급하는 연료의 유량을 조절함과 동시에 버어너에 있어서 연료와 공기량이 적정한 관계를 유지하도록 연료유량에 미리 정하여진 정수(定數)를 곱한 값에 공기량을, 예를들면 PID 조절기능이 있는 조절기를 이용하여 제어한다. 예컨데 제1도 및 제2도에서 보여주는 방법이 알려져 있다.In a conventional combustion device, such as a combustion device of a boiler, the flow rate of the fuel supplied to the burner is controlled according to the output of steam from the boiler, and the fuel flow rate is determined in advance so that the fuel and the air amount in the burner maintain an appropriate relationship. The amount of air multiplied by the true integer is controlled using, for example, a regulator with PID control. For example, the method shown in FIGS. 1 and 2 is known.
제1도에서 보여주는 방법은 예컨데 보일러의 증기 압력을 검출하는 압력계(1)로부터 보일러의 출력에 대응하는 신호를 얻어서 이 압력계(1)의 출력신호를 주 제어장치(2)에 보내고, 연소장치에 송급 하여야 할 연료유량을 연산한다.The method shown in FIG. 1 obtains a signal corresponding to the output of the boiler from the pressure gauge 1 which detects the steam pressure of the boiler, and sends the output signal of the pressure gauge 1 to the
이 연산 결과를 연료유량 제어장치 (3)에 보내지며, 연료유량 제어장치(3)는, 주제어장치(2)로 부터 지시된 연료 유량치(流量値)가 되도록 이 지시값의 연료 유량과 연료 유량을 검출하는 유량계(4)로 부터의 실제 유량과의 편차에 대하여 PID 연산을 하고, 이 PID 연산 결과에 따라 전동변(5)을 제어한다. 한펴, 주제어장치(2)로 부터의 연소장치에 송급하여야할 연료유량을 가리키는 신호는 승산기(6)에 보내지고, 승산기(6)에서는 미리 정하여져 있는 적정한 연료와 공기와의 비를 가리키는 정수를, 주 제어장치(2)로 부터의 연료유량에 곱하여 연소장치에 송풍해야할 공기량을 연산한다. 이 연산결과는 공기량제어장치(7)에 보내어진다. 또, 연소장치에 송풍하고 있는 전체 공기량에 대응하여 풍압을 검출하는 차압계(8)로 부터의 송풍량에 대응하는 차압을 가리키는 신호가 개평연산기(9)에 인가(印加)되고, 이 개평연산기(9)의 연산결과의 풍속을 가리키는 신호가 상기한 공기량제어장치(7)에 인가된다. 그리고 이 공기량 제어장치(7)에서는 상기한 승산기(6)로 부터의 신호가 가리키는 공리량과, 개평연산기(9)로 부터의 신호가 가리키는 풍량과의 편차에 대한 PID 연산을 하게 된다.The result of this calculation is sent to the fuel flow
이 PID 연산결과에 따라 전동댐퍼장치(10)를 제어하여, 연소장치에 송급하여야할 공기량을 제어한다.The electric damper device 10 is controlled in accordance with the PID calculation result to control the amount of air to be supplied to the combustion device.
그렇지만, 이 종래의 방법에서는 취급하는 유체의 물리적 성질의 차이 및 이 차이 때문에 수백배나 관로(管路)의 구경(口徑)이 다르므로 연료관로와 공기 덕트에 각기 설치 하였다.However, in this conventional method, because of the difference in the physical properties of the fluid to be handled and this difference, the diameter of the pipe route is different because of the hundreds of times, so that the fuel pipe and the air duct are respectively installed.
예를들면, 전동조작기를 동시에 조작하여도 그 유량특성이나 계폐속도가 전혀 다르므로, 그 응답성을 동일하게 하는 것은 곤난하다. 이 때문에 예를들면 보일러 있어서 그 출력이 변화 하였을때 연소량을 변화시키면 연료가 공기이거나 어느것이 일직 변화하게 되고, 그중 다른것이 뒤늦게 변화하는 것을 피할 수 없으며, 이 동안에는 연료와 공기와의 비율을 적정히 유지할 수 없으므로 이 보조가 맞지 않는 폭만큼 평균적으로 공기를 많은 양으로 하도록 전기한 승산기(6)에 있어서의 정수를 적당하게 선정하여 연료와 공기와의 비율을 변화시킴에 따라 불완전 연소로 되는 것을 방지하고 있다. 제2도에 나타낸 방법은, 제1도의 방법을 개선한 방법이다.For example, even if the electric actuator is operated at the same time, the flow rate characteristics and the closing speed are completely different, so it is difficult to make the responsiveness the same. For this reason, for example, if the combustion quantity is changed when the output is changed in a boiler, the fuel is air or which changes in one step, and the others change late, and during this time, the ratio between fuel and air is appropriate. Since it cannot be maintained, the constant in the multiplier 6, which is electric, is selected appropriately so that the average amount of air is increased by the width of this assist, and the ratio between fuel and air is changed to prevent incomplete combustion. Doing. The method shown in FIG. 2 is a method of improving the method of FIG.
더욱이 제2도에 있어서, 제1도의 것과 동일한 구성 부분에는 동일 부호를 달아서 설명을 생략한다.Moreover, in FIG. 2, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as that of FIG. 1, and description is abbreviate | omitted.
제2도에 있어서, 예를들면 보일러의 증기압력을 검출하는 압력계(1)에 따라 보닐러의 출력을 가리키는 신호를 얻어서 이 신호를 주 제어장치(2)에 보내고, 연소장치에 송급하여야 할 연료유량을 연산한다. 이 연산결과는 연료유량제어장치(3)에 보내지며, 이 연료유량제어장치(3)는 주 제어장치(2)로 부터 지시된 연료유량치와 유량계(4)로 부터의 실제 유량과의 편차에 대하여 PID 연산을 하고, 이 PID 연산 결과에 따라 전동변(5)을 제어한다.In FIG. 2, for example, a signal indicating the output of the boniler is obtained according to the pressure gauge 1 for detecting the steam pressure of the boiler, and the signal is sent to the
이상의 설명은 제1도의 방법과 마찬가지 이다.The above description is the same as that of FIG.
한편, 주 제어장치(2)로 부터 얻은 연소하여야할 연료유량을 나타내는 신호가 미분연산기(11)에 보내어 진다.On the other hand, a signal indicative of the fuel flow rate to be burned obtained from the
이 미분연산기(11)로 부터의 미분값, 즉 단위시간 이전, 예를들면 1초 이전의 값에 대한 차에 비례한 부호 부착의 값을 얻어서 이 미분값과 유량계(4)로 부터 얻은 실제의 연료유량의 값과의 가산치(加算値)를 가산기(12)로 얻는다. 이 가산결과는 승산기(6)에 보내지며, 이 승산기(6)에 있어서 상기의 가산치에 미리 결정되어 있는 적정한 연료와 공기와의 비를 가리키는 정수를 곱하여 연소장치에 송풍하여야 할 공기량을 연산한다. 이 승산기(6)의 연산결과는 공기량제어장치(7)에 보내진 다음 제1도의 방법과 마찬가지 방법으로 공기량을 제어한다.The derivative value from this
본 방법에서는 본질적으로 연료유량의 과도적(過度的)인 래그(lag)에 구애받는 문제는 발생하지 않으나, 공기 유량제어장치(7)의 조작의 래그가 필연적으로 발생하게 되며, 이것을 보상하기 위하여 주 제어장치(2)로 부터 얻어지는 연소장치에 송급하여야할 연료유량치를 미분한 값을 가산하는 방법이다.In this method, there is no problem inherent in the transient lag of the fuel flow rate, but a lag of operation of the air
그렇지만 주 제어장치(2)의 신호가 변화하지 않게된 시점에서, 공기제어 루우프에 있어서의 제어가 주 제어장치(2)에 완전히 추종하고 있는 것도 아닌데도 불구하고, 공기유량제어장치(7)의 조작의 래그가 보상되지 않게 되어 공연비(空然比)가 흩어 지는 것을 피할수 없다.However, even when the control of the air control loop does not completely follow the
그러므로 제1도의 방법에서와 마찬가지로 흩어지는 폭만큼 공기를 많은량으로 하도록 전기의 승산기(6)에 있어서의 정수를 선택하고 있다.Therefore, as in the method of FIG. 1, the constant in the electric multiplier 6 is selected so that the amount of air is increased by the amount of the scattered width.
상술한 바와 같이 종래의 방법은 어느것에 있어서도 연소장치의 버어너에 공기량을 많은량으로 송급할 필요가 있으며, 이 과잉공기분 만큼 배기량도 증대하여 그 만큼 열의 손실이 커지는 것이라고 하는 결점이 있었다.As described above, in any of the conventional methods, it is necessary to supply a large amount of air to the burner of the combustion apparatus, and there is a drawback that the amount of heat is increased by this excess air and the heat loss is increased accordingly.
본 발명은 상기한 결점을 해소하도록 성취한 것으로서 연소장치에 있어서 보다 한계에 가까운 공연비로 안정하게 연소되도록 하여 이 연소장치의 배기량을 불완전연소가 생기는 일이 없이 필요한 최소한으로 억제하여 이 배기가스에 의한 열손실을 효과적으로 저감(低減)하여서 열효율을 유효하게 높일수 있으며, 또한 응답성(應答性)이 높은 자동연소제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been achieved to solve the above-mentioned shortcomings, so that the combustion apparatus can be stably burned at an air-fuel ratio closer to the limit, so that the exhaust volume of the combustion apparatus can be restrained to the minimum necessary without generating incomplete combustion. It is an object of the present invention to provide an automatic combustion control method capable of effectively reducing heat loss and effectively increasing thermal efficiency and high responsiveness.
또, 이 발명의 또 하나의 목적은 연소장치에 송급하는 공기량을 필요한 최소한의 힘에 따라, 그 만큼 산소 O2의 버어너에의 공급량을 저감하여, 황화가스 SO3, 질소산화가스 NO2등의 발생을 유효하게 억제함에 있다.In addition, another object of the present invention is to reduce the amount of oxygen O 2 supplied to the burner by the amount of air supplied to the combustion apparatus according to the minimum force required, and to provide sulfide gas SO 3 , nitrogen oxide gas NO 2, and the like. This effectively suppresses the occurrence of.
다음에 본 발명의 한 실시예를 첨부도면과 더불어 설명한다. 제3도는 본 발명에 관한 연소제어장치의 기본적인 구성을 보여주고 있다.Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 3 shows the basic configuration of the combustion control apparatus according to the present invention.
제3도에 있어서(21)은 연소장치의 보일러 본체이다. 이 보일러 본체(21)의 버어너(22)에는 연료원(源)의 오일탱크(23)로 부터 오일유량 제어용의 전동밸브(24)를 개재하여 액체상의 오일이 공급됨과 동시에 댐퍼(25)를 구비한 덕트(26)로 부터 압입(壓●)송풍기(27), 공기예열기(28)를 개재하여서 공기가 공급되도록 하고 있다.21 in FIG. 3 is a boiler body of a combustion apparatus. The
그리고 이 보일러 본체(21)로 부터 스팀이 스팀유량제어용의 밸브(29)를 개재하여 여러가지의 장치 예를들면 건조장치(30)에 송급된다.From this boiler
(31)은 상기한 보일러(21)본체와 밸브(29)와의 사이에 개장된 보일러증기 압력검출용의 압력계, (32)는 상기 오일탱크(23)와 전동밸브(24)와의 사이에 개장된 오일유량 검출용의 유량계, (33)은 상기한 덕트(26)에 급입(給入)하는 송풍량 검출용의 차압계 이다.Numeral 31 is a pressure gauge for detecting boiler steam pressure, which is installed between the main body of the
(37)은 주 제어장치, (39)는 상기한 전동밸브(24)를 제어하는 연료제어장치, (40)은 상기한 댐퍼(25)를 포함한 전동댐퍼장치(35)를 제어하는 공기제어 장치이다.
상기한 주제어장치(37)는 종속하는 상기의 연료제어장치(39)및 공기제어장치(40)에 연산장치(38)를 개재하여 신호를 보내며, 오일유량 및 공기량을 간접적으로 제어하도록 되어 있다. 그리고 이 주제어장치(37)는 스팀송급유량에 대응하여 변화하는 보일러 증기압력을 검출하는 압력계(31)로 부터의 검출신호를 받아서 이 검출신호에 따라 상세히 후술하는 바와같이 PID 제어작동을 한다. 또, 이 주제어장치(37)는 연상장치(38)에 오일유량 설정치 Osi 즉, 이 오일유량 설정치 Osi에 따른 과잉공기비율 M, 이 보일러의 실지과잉공기비율 Mcom, 공기유량설정치 Asi 등의 연산을 하도록 지령한다. 나아가서 이 연산장치(38)에 따라 연산된 오일유량 설정치 Qsi 신호는, 상기한 공기제어장치(40)에 인가하도록 되어 있다.The
상기한 연료제어장치(39)는 오일유량을 검출하는 유량계(32)로 부터의 신호와 상기 연산장치(38)로 부터의 오일유량 설정치 Qsi 신호와에 따라 전동밸브(24)를 제어하는 연료제어 루우프를 구성하고 있다. 또 상기한 공기제어장치(40)는 공기유량, 즉 송풍량을 검출하기 위한 차압게(33)로 부터의 검출신화와, 상기 연산장치(38)로 부터의 공기유량 설정치 Asi 신호와에 따라 전동댐퍼장치(35)를 제어하는 공기제어 루우프를 구성하고 있다.The
이와같이 주제어장치(37)는 보일러본체(21)에서 출력하는 증기압력에 따라서 상술한 연료제어장치(39)및 공기제어장치(40)를 제어하여 전체로서 주제어 루우프를 구성하고 있다.In this way, the
다음에 상기 구성의 연소제어장치의 구체적인 한예를 제4도-제9도와 더불어 설명한다.Next, a specific example of the combustion control device having the above-described configuration will be described along with FIGS. 4 to 9.
더욱이 제4도에서 제3도에 나타낸 연산장치(38)를 일점쇄선으로 둘러싸서 나타내고 제3도 장치의 구성부분과 동일한 부분는 동일한 부호를 달아서 설명한다.Further, the
도면에서 (37)은 보일러출력을 제어하는 주제어장치, (43)은 보일러 조작속도의 허용한계를 정하는 리밋터, (44)는 버어너(22)에 오일을 송급할때의 오일유량을 정하기 위한 오일유량의 설정회로, (45)는 상기한 설정회로(44)에서 정한 오일유량의 판정회로이다(제6도 참조).In the drawing,
상기한 주제어장치(37)는 압력계(31)로 부터 보일러본체(21)의 출력의 스팀유량에 대응하여 변화하는 보일러증기 압력의 검출치를 나타내는 신호를 받아서 이 장치(37)의 도해하지 않은 표시장치(表示裝置)에 보일러 증기압력을 표시한다. 또 이 주제어장치(37)의 조작스위치(37-1)에 따라 보일러 증기압력의 목표치(目標値) 및 PID제어에 있어서 PID 정수등을 마음대로 설정하도록 하고 있다. 나아가서 이 주제어장치(37>는 공지의 PID제어 연산을 하여 그 출력을 상기한 리밋터(43)에 인가한다.The
상기한 리밋터(43)의 연산부(43-1)에서는, 조작 량의 변동량 ΔT12=T1-T2을 연산한다. 더욱이 T1은 그때의 보일러 조작량, T2는 미리 정하여져 있다. 예를들면, 1초이전에 얻어진 조작량이다. 그리고 이 리밋터(43)의 연산부(43-1)는, 상술한 조작량의 변동량 ΔT12를 나타내는 신호를 송출하도록 되어 있다. 상기한 리밋터(43)의 판정회로(43-2)는 연산부(43-1)에서 보일러조작량의 변동량 ΔT12를 나타내는 신호를 받아서 이 변동량 ΔT12이 조작량의 변동허용량 ΔT의 범위내에 있는지 어떤지의 판정을 한다. 그리고 이 판정결과에 따라서 새로운 조작량(예를들면, %로 나타낸다)을 정하도록 되어 있다.The calculating part 43-1 of the
상기 판정회로(43-2)에 있어서의 판정의 결과, 변동량 ΔT12의 크기가 변동허용치 ΔT의 범위내의 것이라고 판정되면 T1이 채용된다. 한편 상기한 변등량 ΔT12의 크기가 변동허용치 ΔT의 범위밖의 것이라고 판정이 되면 이 판정회로(43-2)의 수정부(43-3)에서 연산된 T2±ΔT이 채용된다. 더욱이 상기한 연산부(43-1)의 연산결과가 T1-T2 0인 때는 조작량이 T2+ΔT 로 정하여 지며, T1-T2<0 인 때는 조작량이 T2-ΔT로 정하여 진다.As a result of the determination in the determination circuit 43-2, if it is determined that the magnitude of the change amount ΔT 12 is within the range of the change allowable value ΔT, T 1 is employed. On the other hand, when it is determined that the magnitude of the variation amount ΔT 12 is outside the range of the allowable variation ΔT, T 2 ± ΔT calculated by the correction unit 43-3 of this determination circuit 43-2 is employed. Furthermore, the calculation result of the calculation unit 43-1 described above is T 1 -T 2. If it is 0, the manipulated value is defined as T 2 + ΔT. If T 1 -T 2 <0, the manipulated value is determined as T 2 -ΔT.
이와같이 리밋터(43)는 보일러 조작량의 급격한 변화를 억제한다. 이 억제 내용에 따라 보일러가 출력하는 스팀량이 지나치게 변화하여 통상 발생하는 일이 없는 보일러의 증기압력이 급격하게 변화하였을 경우에도 버어너(22)에 있어서의 공연비가 적정치(適正値)로 제어하도록 되어 있다.In this way, the
상기한 오일유량의 설정회로(44)는 상기한 리밋터(43)에서 조조작량 T1혹은 수정된 조작량 T2=±ΔT를 나타내는 신호를 받아서 이 신호에 기초하여 보일러 제어효과를 개선하고 또한 후술하는 과잉공기 비율을 보정하기 위한 신호를 얻기 위하여 2승변환연산(二乘變換演算)을 하여 오일유량의 설정치 Qsi를 산출한다. 즉, 오일유량설 정치 Qsi는 Qsi=[(리미터(43)의 출력(%))/100]2×오일최대유량 QM로 나타낼 수 있다.The oil flow
더욱이 오일최대 유량 QM는 이 보일러본체(21)의 용량에 따라서 정하여진 값이다.Furthermore, the oil maximum flow rate Q M is a value determined according to the capacity of the
상기한 판정회로(45)는 상기한 설정회로(44)에서 오일유량 설정치 Qsi를 나타내는 신호를 받음과 동시에 상세히 후술하는 실지과잉공기 비율검출회로(52)에서 이 보일러의 버어너(22)에 있어서의 실제의 공기과잉 공기비율 MA를 나타내는 신호를 받도록 되어 있다.The
그리고 상기한 판정회로(45)에 있어서 상술한 실제과잉공기비를 MA가 보일러본체(21)에 따라서 적당히 정하여진 과잉공기비율의 허용하한치, 예를 들면, 통상의 보일러에 대하여 정하여진 값 1.05 보다 큰지 어떤지의 판정을 할 수 있다. 이 판정의 결과, 실과잉공기비율 MA가 설정치 1.05 이상 이라고 판정하였을 때는 상기한 오일유량의 설정회로(44)의 출력2QS1또는 QS1를 송출하고 한편 설정치 1.05 보다 작다고 판정되었을 때에는 이미 설정하고 있는 오일유량설정치 QS를 그대로 변경하지 않고 송출한다. 그리고 설정치가 1.05이상인 경우에는 T2를 T1으로 변경하며, 설정치가 1.05 이하인 경우에는 T2의 값을 변경하지 않고 다음회의 계산의 베이스로 한다.In the
더욱이 QS1은 상기한 QS의 연산식에서의 조작량이 T1인때 QS1은 조작량이 T2=±ΔT 일때에 상당한 것이다. 이상에서 설명한 바와같이 주제어장치(37), 리밋터(43), 설정회로(44), 판정회로(45), 실지과잉공기비율 검출회로(52)는 제3도에 있어서의 연료의 제어계로를 구성하고 있다.Moreover, Q S1 is the stroke of the operation equation of the above-described Q S Q S1 when the T 1 is the operation amount is significant in the T 2 = ± ΔT when. As described above, the
이 제어계로의 판정회로(45)의 출력, 즉 오일유량설정치 Qsi를 나타내는 신호는 상술한 연료제어장치(39)에 인가하여 지도록 되어 있다.The output of the
제7도에 있어서 (46)는 과잉공기비율의 설정회로로서 이 설정회로(46)는 상기한 오일유량의 설정회로(44)에서 오일유량설정치를 나타내는 신호 Qsi를 받아서 이 오일유량설정치에 대응한 과잉공기비율 M를 나타내는 신호를 송출하도록 되어 있다. 나아가서 이 설정회로(46)에 있어서는 예컨대, 제5도에서 보는 바와같이 상기의 신호 Qsi의 오일유량 설정치가 0~75%인 범위내의 값이 일때는 M는 1·2와 1·05와를 맺는 직선상의 값으로 정하여 진다. 또 이 오일유량 설정치가 75%~100% 범위내의 값일때는 M는 1.05라고 정하여 지도록 되어있다. 더욱이 제5도의 오일유량 Qsi 대(對)과잉공기비율 M의 특성곡선으로서 이 보일러 본체(21)의 작동시험에 따라 얻은 것이 사용된다.In Fig. 7,
또 오일유량 설정치가 0~75% 범위내의 값일때는 M를 1.2, 75%~100% 범위내의 값일 때에는 M를 1.05로 단계적으로 정하도록 하여도 좋다.In addition, when the oil flow rate setting value is within the range of 0 to 75%, M may be set to 1.2, and when M is within the range of 75% to 100%, M may be set to 1.05 in steps.
상기한 설정회로(46)의 출력은 상기한 리밋터(43)의 연산부(43-1)의 출력 및 판정회로(43-2)의 판정결과를 나타내는 출력과 함께 공기과잉비율의 보정회로(47)에 인가 된다. 상기한 보정회로(47)는 리밋터(43)의 연산부(43-1)로 부터의 조작량의 변동량 ΔT12이 정(正)인지 부(負)인지를 판정한다.The output of the setting
이 보정회로(47)에 있어서의 판정의 결과, 변동량 ΔT12이 정(正)이라하여 YES라고 판정되면 연산부(47-1)에 있어서 판정회로(43-2)로 부터의 판정결과 신호에 따라서 α x ΔT 또는 α x ΔT12연산을 하게 된다. 나아가서 연산부(47-2)에 있어서 상기한 설정회로(46)로 부터 과잉공기비율 M를 나타내는 신호를 받아서 M+αΔT 또는 M+αΔT12의 연산을 할수 있도록 되어있다. 한편 보정회로(47)에서 판정한 결과 변등량 ΔT12이 부(負)이라 하여 NO라고 판정되면 연산부(47-3)에 있어서 판정회로(43-2)에서 받은 신호에 따라서 β x │ΔT │또는 β x │ΔT12│의 연산을 하게 된다. 나아가서 이 보정회로(47)의 연산부(47-4)에 있어서 설정회로로 부터 과잉공기비율 M를 나타내는 신호를 받아서 M-│β x ΔT│또는 M-│β x ΔT12│의 연산을 할 수 있도록 되어 있다.As a result of the determination in the
더욱이 상기한 계수(係數) α와 β와는 연료제어 루우프 및 공기제어 루우프의 용량, 형식(型式) 및 그 조작 조건등에 따라서 적당히 설정되는 것이며, α>β인 관계를 만족하도록 설정한 것이다.Further, the above coefficients α and β are appropriately set according to the capacity, type, operating conditions, etc. of the fuel control loop and the air control loop, and are set to satisfy the relationship of α> β.
상기한 보정회로(47)에서 보정 과잉공기비율이 Mcom1로 정하여졌을때는 이 배율 Mcom1을 나타내는 신호는 보정 과잉공기비율의 판정회로(48)을 개재하여 공기유량의 설정회로(49)에 인가된다.When the correction excess air ratio is set to Mcom1 in the
한편, 보정과잉공기비율이 MCOM1'로 정하여 졌을 때는 이 비율 Mcom'을 나타내는 신호는 상기한 판정회로(48)를 개재하기 않고, 직접 상기한 설정회로(49)에 인가되도록 되어 있다.On the other hand, when the correction excess air ratio is determined to be MCOM1 ', the signal indicating this ratio Mcom' is applied directly to the above-described
상술한 실지 과잉공기비율의 검출회로(52)에서 실지 과잉공기비율(47-5)에 기억되어 있는 보정 과잉공기비율 Mcom2 를 나타내는 신호와를 받은 판정회로(48)에서 이 실지 과잉 공기비율 MA이 보정과잉 공기비율 Mcom2 이상인지 아닌지가 판정된다.The actual excess air ratio M A in the above-mentioned
상기한 비율 MA가 비율 Mcom2 보다 크다고 하여 YES라고 판정되면, 과잉공기비율의 설정회로(46)에서 얻어진 과잉공기비율 M가 새로운 과잉공기비율로서 선정되며, 이 비율 M를 나타내는 신호는 공기유량의 설정회로(49)에 인가된다. 한편 상기한 비율 MA가 비율 Mcom2 보다 작다고 하여 NO라고 판정되면 다시금 이 판정회로 (48)에서 보정회로(47)에서 받은 신호가 나타내는 보정과잉 공기비율 Mcom1 이 상기한 비율 Mcom2 이상 인지 아닌지가 판정되도록 되어 있다.If it is determined that the ratio M A is larger than the ratio Mcom2 and is determined to be YES, the excess air ratio M obtained by the excess air
상기한 판정회로(48)에 있어서 상술한 비율 Mcom1이 비율 Mcom2 이상 이라고 하여 YES하고 판정되면, 이 비율 Mcom1을 나타내는 신호가 설정회로(49)에 인가된다. 한편 상기한 비율 Mcom1이, 비율 Mcom2보다 작다고 하여 NO라고 판정되면 이 비율 Mcom2 을 나타내는 신호가 설정회로(49)에 인가된다.In the
또 상기한 판정회로(48)에서 처음의 판정에 있어서 YES라고 판정 되었을때의 비율 M 혹은 그후의 판정에서 YES라고 판정 되었을때의 비율 Mcom1을 나타내는 신호는 보정회로(47)의 기억부(47-5)에 송출된다. 그리고 이 기억부(47-5)의 내용이 이 비율 M 혹은 Mcom1 로 갱신(更新)되도록 되어 있다.In addition, a signal indicating the ratio M when it is determined as YES in the first determination in the
상술한 바와같이 공기유량의 설정회로(49)는 보정회로(47)에서 보정과잉공기비율 Mcom1'을 나타내는 신호, 혹은 판정회로(48)에서 과잉공기비율 M, 또한 보정과잉공기비율 Mcom1, 또한 Mcom2을 나타내는 신호를 받으면, 이 설정회로(49)에서 버어너(22)에 송풍하여야 할 공기유량의 설정치 As가 정하여 진다. 이 설정치 As는, As= Qi x Ao x Mcom 의 연산식에 따라서 정하여 진다. 여기에서 Qi는 오일의 유량계(32)에 따라 얻어진 오일유량 측정치, Ao는 이른계산에 따라 정하여지는 단위공기량, Mcom는 이 설정회로(49)에 인가되는 신호가 나타내는 과잉공기비율이다.As described above, the air
이상에서 설명한 바와같이 주제어장치(37), 리밋터(43), 설정회로(44), 과잉공기비율의 설정회로(46), 보정회로(47), 설정회로(49)등은 공기의 제어계로를 구성한다. 이 제어계로의 공기유량 설정회로(49)의 출력의 공기유량 설정치Asi를 나타내는 신호는 상술한 공기제어장치(40)에 인가되도록 되어있다.As described above, the
제8도에서 연료제어장치(39)는 오일탱크 (23)에서 전동밸브(24)를 개재하여 버어너(22)에 송급하는 오일유량의 검출치를 나타내는 신호를 유량계(32)로 부터 받아서, 이 검출치를 도해하지 않은 표시장치에 표시하도록 되어 있다.In FIG. 8, the
상기한 연료제어장치(39)는 여러가지의 조작스위치(39-1)를 장치하고 있으며, 이들의 조작스위치(39-1)에 따라 연료의 오일유량을 목표치로 PID 제어하기 위한 PID 정수를 마음대로 설정하도록 되어 있다. 그리고 이 연료 제어장치(39)의 연산부(39-2) 및 (39-3)에서 공지의 PID 제어 연산을하고 이 연산결과에 따라 오일유량의 제어를 한다.The
상기한 연료제어장치(39)의 유량계(32)와는 제3도의 연료제어계로를 구성하고 있다.The flow meter 32 of the
(51)은 공기유량의 연산회로, (52)는 보일로본체(21)의 버어너(22)에 있어서 실제의 과잉공기비율 MA를 검출하는 검출회로이다(제9도 참조).Numeral 51 denotes an air flow rate calculation circuit, and numeral 52 denotes a detection circuit for detecting the actual excess air ratio M A in the
상기한 연산회로(51)는 덕트(26)에 장치된 피토우관에 접속된 차압계(33) 및 온도계(34)에서 각기 덕트(26)를 흐르는 공기의 속도수두(速度水頭)(h) 및 온도(T)를 나타내는 신호를 받는다. 그리고 이 연산회로(51)는 덕트(26)를 흐르는 공기유량 PV=AD×2ghρ 의 연산을 한다.The arithmetic circuit 51 includes the velocity head h and the temperature of the air flowing through the
더욱이 AD는 덕트의 단면적, g는 중력가속도, h는 차압계(33)의 지시값, ρ는 상기한 온도(T)에 따라 산출된 공기밀도이다. 이 연산회로(51)의 출력의 공기유량 PV를 나타내는 신호는 상기한 검출회로(52) 및 공기제어장치(40)에 인가된다.Furthermore, A D is the cross-sectional area of the duct, g is the acceleration of gravity, h is the indicated value of the
상기한 검출회로(52)는 상기한 연산회로(51)로 부터의 버어너(22)에 현재 송급되어 있는 공기유량을 나타내는 신호와 상술한 유량게(32)로 부터의 버어너(22)에 현재 송급되어 있는 오일유량 Qi를 나타내는 신호와를 받는다. 그리고 이 검출회로(52)는 당해 보일러의 현재의 과잉공기비율, 즉 실지과잉공기비율 MA의 연산을 한다.The
MA=A1/(Qi×AO)M A = A 1 / (Qi × A O )
여기에서 A1은 현재의 공기유량의 검출값, AO는 이론계산에 따라 얻어진 연료의 단위량당의 완전연소에 필요한 최소한의 공기량이다.Where A 1 is the detection value of the current air flow rate and A O is the minimum amount of air required for complete combustion per unit amount of fuel obtained according to the theoretical calculation.
나아가서 검출회로(52)의 출력의 실지과잉공기비율 MA를 나타내는 신호는 상술한 바와같이 판정회로(45)및 과잉공기비율의 판정회로(48)에 인가되도록 되어 있다.Further, the signal indicating the actual excess air ratio M A of the output of the
상기한 공기제어장치(40)는 상술한 연산회로(51)에서 공기유량의 검출값을 나타내는 신호와, 공기유량의 설정회로(49)에서 공기유량설정치 Asi를 나타내는 신호를 받는다.The
이 제어장치(40)의 도해하지 않는 표시장치에는 상기한 공기유량의 검출값등을 표시하도록 되어있다. 그리고 이 공기제어장치(40)의 조작스위치(40-1)에 따라 PID를 제어하기 위한 PID 정수를 마음대로 설정하도록 되어 있다. 상기한 공기제어장치(40)의 연산부(40-2) 및 (40-3)에서는 상기한 연료제어장치(39)의 연산부(39-2), (30-3)에 있어서와 마찬가지로 공지하는 PID 연산을 할 수 있다.The above-described display device of the
이 연산결과는 전동댐퍼장치(35)에 인가된다. 이 전동댐퍼장치(35)는 공지하는 방법으로 상기한 공기제어장치(40)로 부터의 댐퍼조작량을 나타내는 신호에 따라 댐포의 개도(開度)가 조정되며, 덕트(26)에 유입하는 공기량이 제동된다.This calculation result is applied to the
다음에 상기구성의 연소제어장치의 동작을 설명한다. 더욱이 이 설명은 샘플링제어의 예에서 한다.Next, the operation of the combustion control device having the above configuration will be described. Moreover, this description is given in the example of sampling control.
1. 보일러 증기 압력이 설정치보다 저하 하였을 경우.1. The boiler steam pressure is lower than the set value.
먼저 보일러의 압력계(31)로 부터 이 보일러의 압력 pi를 나타내는 신호가 주제어장치(37)에 인가되고 목표압력 PO, 예컨데 12kg/cm3와 비교된다. 그리고 이 주제어 장치(37)에 있어서 공지하는 PID연산을 하게 되어 이 결과가 리밋터(43)에 인가된다.First, a signal representing the pressure pi of the boiler from the pressure gauge 31 of the boiler is applied to the
다음에 리밋터(43)의 연산부(43-1)에 있어서 당해 보일러의 증기압력이 변화하기 직전의 보일러조작량, 즉, 당해 제어사이클의 전회(前回)의 제어사이클에서 보일러조작량(이하 전회의 보일러조작량이라고 한다)T2와 당해보일러의 출력이 변화한 직후의 보일러 조작량 즉 당해제어 사이클에 있어서의 보일러조작량(이하 차회의 보일러조작량 이라고 한다) T1와의 차(差)가 연산된다. 이 차회의 보일러 조작량 T1과 전회의 보일러조작량 T2와의 차, 즉, 보일러조작량의 변동량 ΔT12=T1-T2는 당해 보일러의 출력을 증대시키는 경우이므로 정부호로 된다.Next, in the calculating section 43-1 of the
더욱이 상기한 보일러 조작량의 변동량 ΔT12즉, 당해 PID제어사이클에 있어서의 보일러조작량의 연산치 ΔT12의 절대치는 당해 보일러의 조작량의 변동허용량 ΔT보다 밑돌고 있는 것으로 한다.Furthermore, it is assumed that the absolute value of the fluctuation amount ΔT 12 of the above-described boiler operation amount, that is, the calculated value ΔT 12 of the boiler operation amount in the PID control cycle is lower than the allowable variation ΔT of the operation amount of the boiler.
또, 검출회로(52)의 출력의 실지과잉공기비율 MA는, 즉, 당해 보일러의 버어너(22)에 있어서의 현재의 실지과잉공기비율 MA는 당해 보일러에 따라서 정하여지는 과잉공기비율의 허용하한치 1.05 보다 큰 상태에 있는 것으로 한다.In addition, the actual excess air ratio M A of the output of the
상술한 바와같이 리밋터(43)의 연산부(43-1)에서 연산된 당해 제어 사이클에 있어서의 보일러조작량을 나타내는 신호 T1가 오일유량의 설정회로(44)에 인가되고, 또한 보일러 조작량의 변동량 +ΔT12이 보정회로(47)에 인가된다. 상기한 설정회로(44)에 있어서 당해제한 사이클에 있어서의 보일러조작량 T1을 나타내는 신호에 따라 당해 보일러의 버어너(22)에 송급 되어야 할 오일유량을 얻기위한 특성변환연산을 하게 된다. 즉, 차회의 오일유량설정치가로 정하여 진다.As described above, the signal T 1 indicating the boiler operation amount in the control cycle calculated by the calculating unit 43-1 of the
이경우 리밋터(43)의 출력은 T1이다. 더욱이 QM는 오일탱크(23)으로부터 전동밸브(24)를 개재하여 버어너(22)에 송급되는 오일최대 유량이다. 오일유량 설정치 QS1를 나타내는 신호는 판정회로(45)와 과잉공기비율의 설정회로(46)에 인가된다.In this case, the output of the
다음에 설정회로(44)에서 오일유량설정치 QS를 나타내는 신호와 검출회로(52)에서 실지과잉공기비율 MA를 나타내는 신호를 받은 판정회로(45)에 있어서는 MA가 1.05이상 인지 아닌지를 판정한다. 상술한 바와같이 MA는 1.05이상 이라고 가정하였기 때문에 오일유량설정치 QS1를 나타나는 신호는그대로 연료제어장치(39)에 인가된다.Next, in the
상기한 오일유량설정치 QS1를 나타내는 신호를 받은 연료제어장치(39)에 있어서는 상술한 주제어장치(37)에 있어서와 마찬가지로 PID 연산을 하게되며, 이 설정치 QS에 따라, 전동밸브(24)에 대한 조작량을 공지의 방법으로 정하게 된다. 이 밸브 조작량을 나타내는 신호는 전동밸브(24)에 인가되며, 이 신호에 따라서 전동밸브(24)의 개도가 커지도록 제어한다. 즉 제3도에 나타나낸 오일탱크(23)에서 이 전동밸브(24)를 개재하여 버어너(22)에 송급되는 오일유량이 상술한 오일유량 설정치 QS1로 되도록 PID는 제어된다.In the
또 오일유량설정회로(44)에서 상기한 오일유량 설정치 QS1를 나타내는 신호를 받은 설정회로(46)에 있어서는 이 설정치 QS1에 대한 과잉공기비율 M는 제5도에 나타낸 특성곡선에 따라서 정하여 진다.In the
한편, 상기 리밋터(43)의 연산부(43-1)로 부터의 보일러조작량의 변동량 ΔT12이 정이라는 것을 나타내는 신호와 판정회로(43-2)로 부터의 당해 보일러조작량의 변동량 +ΔT12을 나타내는 신호와 설정회로(46)로 부터의 과잉공기비율 M를 나타내는 신호를 받은 보정회로(47)에 있어서는 이들의 신호에 따라 연산부(47-1)와 연산부(47-2)에 있어서의 연산이 지령된다. 이들의 연산부(47-1)와 (47-2)와에 있어서의 연산의 결과 당해 보일러의 버어너(22)에 있어서의 과잉공기비율이 Mcom1=M+αΔT12로 정하여 진다. 이 예에서는 당초에는 실지과잉공기비율 MA이 전회의 조작시의 보정과잉공기비율 Mcom2를 밑도는 상태에 있으며, 또한 금회의 보정과잉공기비율 Mcom1 이 전회의 보전과잉공기비율 Mcom2 보다도 커지므로 상기와 같이 정하여진 과잉공기비율 Mcom1 이 공기유량의 설정회로(49)에 인가된다. 상기한 설정회로(49)에 있어서는 상기한 보정과잉공기비율 Mcom1을 나타내는 신호에 따라 연산부(49-1)에서 공기유량의 설정치가 정하여 진다.On the other hand, the signal indicating that the variation amount ΔT 12 of the boiler operation amount from the calculating section 43-1 of the
이 설정치 AS1=Qi×Ao×Mcom1 로 정하여 진다.This set value is determined by A S1 = Qi × Ao × Mcom1.
더우기 Ao는 이론계산에 따라 정하여지는 단위공기량이다. 상기한 공기유량설정치 AS1를 나타내는 신호는 공기제어 장치(40)에 인가된다. 이 공기제어장치(40)에 있어서는 상술한 주제어장치(37) 및 연료제어장치(39)에 있어서와 마찬가지로 PID연산을 하게 되며, 상기한 공기유량설정치 AS1에 따라 전동댐퍼장치(35)에 대한 조작량이 공지의 방법으로 정하여 진다. 이 댐퍼조작량을 나타내는 신호는 전동댐퍼장치(35)에 인가되며 이전동댐퍼장치(35)는 상기 댐퍼조작량에 따라서 댐퍼(25)의 개도가 커지도록 제어한다.Furthermore, Ao is the unit air amount determined by theoretical calculation. The signal indicative of the air flow set value A S1 is applied to the
즉, 덕트(26)에서 압입송풍기(27)를 개재하여 버어너(22)에 송급되는 공기유량이 증가되어 상술한 설정치 AS1로 되도록 PID를 제거한다.That is, the PID is removed so that the air flow rate supplied to the
상술한 동작에 따라 연소량이 증가하여 보일러증기 압력이 회복(回復)한다. 이 동안에 판정회로(48)의 동작은 반복되고 MA의 값이 Mcom2의 값으로 도달하기까지 가장 높은 보정과잉공기비율로서 당해 보일러의 베어너(22)에 공기를 공급하도록 결정한다. 그리고 상기한 버목표(22)에 공급하는 공기량이 연료량에 대응한 묘교치에 도달하면, 판정회로(48)에서 MA>Mcom2 로 판정되어 Mcom1의 연산이 끝나고 계수 α에 의한 과잉공기비율의 수정이 중단되어서 과잉공기비율의 설정회로(46)에서 산출된 M이 이, 공기유량의 설정회로(49)에 보내지며 이 과잉공기비율의 값에 따라서 공기유량이 정하여 진다.According to the operation described above, the combustion amount is increased to restore the boiler steam pressure. During this time, the operation of the
상술한 과잉 공기비율이 보정되는 까닭을 제10도에 나타내었다. 제10(a)도에서 보는 바와 같이당해보일러의 증기압력이 시점(時點)t0에서 목표치 p0보다 저하 하였을 때 그 변동량의 적분치에 따라서 제10(b)도에서 보는 바와 같이 버어너(22)에 송급되는 오일유량이 증가한다. 그리고 당해보일러에 대한 과일공기비율의 지령치는 제10(c)도에서 보는 바와같이 오일유량에 따라서 정하여진 과잉공기비율 M에 (당해 보일러 조작량의 변동량 ΔT12×계수 α)의 보정치를 가산화 보정과잉공기 비율 Mcom1+M+αΔT12로 된다. 따라서 당해 보일러의 실지과잉공기비율 MA는 제10(e)도에서 보는 바와 같이 증가한다.The reason why the above excess air ratio is corrected is shown in FIG. As shown in FIG. 10 (a), when the steam pressure of the boiler falls below the target value p 0 at time t 0 , the burner (as shown in FIG. The oil flow rate to 22) increases. As shown in Fig. 10 (c), the command value of the fruit air ratio for the boiler is additively corrected for the excess air ratio M determined according to the oil flow rate (the variation of the boiler operation amount ΔT 12 × coefficient α). The excess air ratio Mcom1 + M + αΔT 12 is obtained. Therefore, the actual excess air ratio M A of the boiler increases as shown in FIG. 10 (e).
다음에 판정회로(48)에 따라 실지과잉공기비율 MA는 당해 제어 사이클 직전의 과잉공기비율 Mcom2 이하로 판정되고 또한 상기한 보정과잉공기비율 Mcom1이 당해 제어사이클 직정의 과잉공기비율 Mcom2와 같으게 되었다고 판정된 시점 t1(제10도중에 나타냄)에서 상술한 값 α×ΔT12에 의한 보정이 중단이 된다. 그후 시점 t2에서 실지과잉공기비율 MA는 상술한 오일유량에 따라서 정하여진 M로 된다.Next, according to the
이와같이 당해 보일러의 지령되는 과잉공기비율이 변화함에 따라서 버어너(22)에 송급되는 공기유량은 제10(d)도에서 보는 바와 같이 제어된다.As the excess air ratio commanded in this boiler changes as described above, the air flow rate supplied to the
이상에서 설명한 바와같이 당해 보일러의 조작양의 증가가 지령되었을 때에는 이 조작량의 증가지령에 따라서 오일유량도 증가되며 이 보일러에 대한 과잉공기비율의 지령치가 M+αΔT12로 높아진다. 따라서 당해 보일러의 버어너(22)에 있어서의 발열량은 상기 조작량의 증가지령에 대하여 불완전연소를 일으키는 일은 없고 즉흥적으로 중대한다.As described above, when an increase in the amount of operation of the boiler is instructed, the oil flow rate also increases in accordance with the increase amount of the operation amount, and the command value of the excess air ratio for the boiler is increased to M + αΔT 12 . Therefore, the heat generation amount in the
Ⅱ. 보일러의 증기압력이 설정치보다 상승 하였을 경우.II. The steam pressure of the boiler rises above the set value.
상술한 Ⅰ에서의 경우와는 반대로 리밋터(43)의 연산부(43-1)에 있어서 상술한 바와같이 하여서 연산되는 보일러 조작량의 변동량 ΔT12은 부로된다. 또 상기 변동량 ΔT12의 크기는 Ⅰ에서와 마찬가지로 당해 보일러의 변동허용치 T보다 밑돌고 있다고 한다. 더우기 검출회로(52)의 출력의 실지과잉공기비율 MA는 당해 보일러 본체(21]의 과잉공기비율의 허용하한치 1.05보다 당연히 큰 상태에 있다.Contrary to the case of the above-mentioned I, the amount of change ΔT 12 of the boiler operation amount calculated as described above in the calculation unit 43-1 of the
상기한 리밋터(43)의 출력의 보일러조작량의 변동량-ΔT12을 나타내는 신호는 상술한 Ⅰ에서와 마찬가지로 설정회로(44)와 보정회로 (47)에 인가된다.The signal indicating the variation amount ΔT 12 of the boiler operation amount at the output of the
상기한 판정회로(43-2)에서 보일러조작량의 변동량-ΔT12의 절대치가 변동허용량ΔT보다 작다고 판단되고 따라서 당해 보일러의 조작량은 T1로 정하여 진다.In the above judgment circuit 43-2, it is determined that the absolute value of the fluctuation amount? T 12 of the boiler operation amount is smaller than the change allowance DELTA T, and therefore the operation amount of the boiler is set to T 1 .
그후 상기한 설정회로(44)의 출력은 상술한 Ⅰ에 있어서의 경우와 마찬가지로 판정회로(45)에 인가됨과 동시에 설정회로(46)에 인가된다.Thereafter, the output of the setting
이후 당해 연소제어장치에 있어서의 동작은 Ⅰ에서의 경우와 마찬가지로 할 수 있으며, 따라서 다음에 상술한 Ⅰ에서의 경우와 차이가 있는 동작에 관하여만 설명하고 그밖의 동작에 관하여서는 설명을 생략한다.Thereafter, the operation in the combustion control apparatus can be performed in the same manner as in the case of I. Therefore, only operation that differs from the case in I described above will be described next, and other operations will be omitted.
또 보정회로(47)에 있어서는 연산부 (47-3)와 (47-4)가 동작하고 보정과잉공기비율이 Mcom1'=M-β│ΔT12│로 정하여 진다. 그후 이 보정과잉공기비율 Mcom1'를 나타내는 신호는 Ⅰ의 경우와 달라서 판정회로(48)를 경유하지 않고 설정회로(49)에 인가되며 차회의 공기량 설정치가 AS1=Qi×Ao×Mcom1' 로 정하여 진다.In the
상술한 과잉공기비율이 보정되는 까닭을 제11도에 나타낸다. 보일러의 과잉공기비율이 보정되는 까닭을 제11도에 나타낸다. 보일러의 증기압력이 시점 t0에서 목표치 p0보다 높아졌을 때 Ⅰ에서의 경우와 반대로 버어너(22)에 송급되는 오일 유량이 감소한다. 그리고 당해 보일러에 대한 과잉공기비율의 지령치는 제11(a)도에서 보는 바와같이 상기 오일유량에 따라서 정하여진 과잉공기비율 M에서 (당해 보일러조작량의 변동량 │ΔT12│×계수 β)의 보정치를 감소한 보정과잉공기비율 Mcom1'로 된다. 이 보정치 β×│ΔT12│에 의한 과잉공기비율의 보정은 보일러 조작량의 변동향 ΔT12이 부로 되어 있는 시점 t0에서 t'까지의 기간에만 할 수 있다. 따라서 실지과잉공기비율 MA는 제11(b)도에서 보는 바와 같이 제어되며, 시점 t2'에서 일정한 값 M로 되도록 제어된다. 더우기 보일러 증기압력, 오일유량, 공기유량의 변화를 나타내는 그래프는 생략한다. 또 상술한 Ⅰ 및 Ⅱ의 경우에 있어서 보일러 조작량의 변동량 ΔT12이 당해 보일러 조작량의 변동허용량ΔT보다도 클때, 예를 들면 보일러의 목표압력을 크게 변경하였을때 등, 리밋터(43)의 수정부(43-3)에서 보일러 조작량으로서(전회의 제어사이클에 있어서의 보일러 조작량 T2± 변동허용치 ΔT)가 채용된다. 나아가서 이와같이 보일러 조작량이 T2±ΔT로 설정되었을 경우에도 상술한 보정회로(47)의 작용에 따라 당해 제어사이클에 있어서의 과잉공기 비율은 상술한 Ⅰ 혹은 Ⅱ에 있어서의 경우와 마찬가지로 하여 M+αΔT 혹은 M+βΔT 로 보정된다.11 shows why the above excess air ratio is corrected. 11 shows why the excess air ratio of the boiler is corrected. The oil flow rate to be fed to the burner, as opposed to the
또 상술한 Ⅰ, Ⅱ에서와 같이 보일러 조작량의 변동량, 즉 보일러 증기압력과 그 목표치와의 압력편차의 PID 연산결과에 대응하여 연료유량을 직접 정하는 대신에 2승 연산(二乘演算)한 결과에 따라서 이 연료 유량을 정하도록 한다. 이와같이 함에 따라서 연료유량의 변화를 PID 연산결과와 선형적(線型的)으로 대응시킬 수 있다. 즉, 상기한 압력편차의 PID 연산 겨로가에 따라서 당해 보일러의 연료유량의 증가 또는 감소하는 량을 정하는 경우, 당해 보일러의 부하(負荷)가 대단히 클때도 작을때에도 동일한 압력편차에 대하여 동일한 유량의 변화값 즉, 증가 또는 감소하는 값이 정하여 지도록 한다. 이 사실은 당해 보일러의 증기압력이 극히 낮을때에는 연료유량의 변화시키는 량이 지나치게 적은 결과를 초래하게 된다.In addition, as shown in I and II described above, instead of directly determining the fuel flow rate in response to the PID calculation result of the boiler operation amount, that is, the pressure deviation between the boiler steam pressure and the target value, Therefore, this fuel flow rate should be determined. In this way, the change in fuel flow rate can be linearly matched with the PID calculation result. That is, when the amount of increase or decrease of the fuel flow rate of the boiler is determined in accordance with the PID calculation of the pressure deviation, the same flow rate changes with respect to the same pressure deviation even when the load of the boiler is very large. A value, that is, a value that increases or decreases, is determined. This fact results in an excessively small amount of fuel flow change when the steam pressure of the boiler is extremely low.
이에 대하여 상술한 바와같이 2승 연산한 결과에 따라서 연료유량을 정하도록 하면 당해 보일러의 증기압력이 크거나 작거나 불구하고 압력편차에 대하여 당해 보일러에 있어서의 헌팅등을 확실하에 방지하여 제어효과가 대단히 높은 것으로 할 수 있다. 그런데 전술한 제2도에 나타낸 종래의 제어방법에 있어서는 과잉공기비율의 지령치의 보정은 제13도 및 제14도에서 보는 바와같이 하여서 할 수 있다.On the other hand, if the fuel flow rate is determined according to the result of the quadratic calculation as described above, it is possible to reliably prevent hunting and the like in the boiler against the pressure deviation despite the large or small steam pressure of the boiler, and the control effect is improved. It can be made very high. By the way, in the conventional control method shown in FIG. 2 mentioned above, correction of the command value of excess air ratio can be performed as shown in FIG.13 and FIG.14.
제13도 상술한 실시에에 있어서의 Ⅰ의 경우에 대응하고 제14도는 Ⅱ의 경우에 대응한다.13 corresponds to the case of I in the above-described embodiment, and FIG. 14 corresponds to the case of II.
본 발명에 관한 제10(e)도와 제11(b)도와를 각기 비교하면 명백한 바와같이 종래의 제어방법에 있어서는 보일러의 조작량의 변동량의 미분치에따라서 보일러에 대한 과잉공기비륭의 지령치가 보정된다. 즉, 실지과잉공기비율은 보일러의 증기 압력의 미분치의 정 및 부의 값에 따라서 제15도에서 보는 바와 같이 미리 정하억진 값 M'을 중심으로 진동하면서 이 값 M'로 되도록 보정하게 되어 있다.As is apparent from comparing the tenth (e) and the eleventh (b) diagrams according to the present invention, in the conventional control method, the command value of excess air goodness for the boiler is corrected according to the derivative value of the variation amount of the boiler operation amount. . That is, the actual excess air ratio is corrected to be this value M 'while vibrating around the static load suppression value M' as shown in FIG. 15 according to the positive and negative values of the differential value of the steam pressure of the boiler.
이와같이 종래의 제어방법에 있어서는 실지과잉공계비율이 진동하면서 일정한 값 M'로 되도록 제어하는 것으로 되어 있으므로 최종의 목표치 M'는 불완전연소의 발생을 방지하기 위하여 필연적으로 허용한 계치 1.05보다 어느정도 크게 정하여 지는 것으로 되어 있다.Thus, in the conventional control method, the actual excess air ratio is controlled so as to be a constant value M 'while vibrating, so that the final target value M' is set to some extent larger than the allowable threshold 1.05 in order to prevent the occurrence of incomplete combustion. It is supposed to be.
상술한 종래 방법에 대하여 이 발명의 실시예에서는 과잉공기비율의 지령치는 상술한 보정량 α + ΔT12그렇지 않으면 α + ΔT 또는 β +│ΔT12│ 그렇지 않으면 β×│ΔT│에 따라 보정되며, 실지과잉공기비율 MA은 제12도에서 보는 바와같이 Ⅰ 및 Ⅱ의 어느 경우에도 반듯 증가하므로 목표 과잉공기비율 M은 허용한계치 1.05에 극히 가깝고 약간 높은 값으로 설정된다.With respect to the conventional method described above, in the embodiment of the present invention, the command value of the excess air ratio is corrected according to the correction amount α + ΔT 12 otherwise α + ΔT or β + | ΔT 12 │ otherwise β × │ΔT│. As the excess air ratio M A increases as shown in Fig. 12 in both cases of I and II, the target excess air ratio M is set to a value very close to the tolerance 1.05 and slightly higher.
제12도 및 제15도의 사선 부분은 허용한계치를 넘어선 여분의 공기의 공급을 뜻하며, 목표치를 한계치에 가깝게 설정할 수 있는 본 발명의 실시예의 편이 여분의 공기가 적다는 것을 뜻하고 있다. 즉, 버어너(22)에 송급되는 공기량은 상술한 종래의 제어방법에 있어서 보다 적고, 따라서 배기가스량이 종래의 제어방법에 있어서 보다도 억제하는 것으로 되어 열손실이 억제되고, 그만큼 열효율이 높은 것으로 된다. 또 송급되는 공기량이 억제된 만큼 그 산소(O2)량도 억제되며 따라서 당해 보일러의 손상의 원인으로 되는 황화가스 SO2, SO3대기 오염원인 질소산화물의 발생을 억제할수도 있다.The oblique portions in Figs. 12 and 15 refer to the supply of excess air beyond the allowable limit, and the embodiment of the present invention which can set the target value close to the limit means that there is less excess air. That is, the amount of air supplied to the
나아가서 제12도와 제15도와를 비교하여 명백한바와 같이 상술한 실시예에 따라 제어되는 실지 과잉공기비율의 변화는 종래의 제어방법 보다도 빠른 시간으로 일정한 값으로 되도록 제어된다. 즉, 그만큼 응답성이 높은 것으로 되어있다. 이상에서 설명한 것으로 부터 명백한 바와같이 본 발명에 의하면 연소장치의 조작량을 변화시킬 때 당해 조작량의 변동량에 미리 정한 계수 α, β를 곱한 값으로서 조작량의 변동량에 따라서 정한 과잉공기비율을 이 조작량이 증대할때에는 커지도록 하는 한편 이 조작량이 감소할때에는 작아지도록 보정하여 공기유량을 변화시키도록 지령함과 동시에 이 보정을 연료계(燃料系) 및 공기계(空氣系)가 추종하여 끝날때까지 지속하게 하였으므로 송급공기량의 연료유량의 변화에 대한 추종의 래그(lag)를 보상할 수 있다.따라서 연소장치의 조작량이 급격하게 변화할 때에도 연료량과 공기량과를 불완전연소가 발생하는 일도 없이 공기량을 최소한으로 억제하여 적정한 비율로 되도록 제어할 수 있다. 즉, 배기가스량이 종래의 제어방법에 의할때 보다도 효과적으로 억제되고, 그만큼 열손실을 적게하여 이 연소장치의 열효율을 높은 것으로 할 수 있다. 또 이와같이 송급공기량이 효과적으로 억제되기 때문에 그만큼 이 연소장치에의 산소가스의 공급량이 억제되고 유해한 황화가스, 질소산화물의 발생을 효과적으로 저감할 수 있다.Further, as apparent from the comparison with FIG. 12 and FIG. 15, the change in the actual excess air ratio controlled according to the above-described embodiment is controlled to be a constant value at a faster time than the conventional control method. In other words, the response is as high as that. As is apparent from the above description, according to the present invention, when the operation amount of the combustion device is changed, the amount of change in the operation amount is multiplied by a predetermined coefficient α and β, and the excess air ratio determined according to the change amount of the operation amount is increased. When the operation amount decreases, it is adjusted to become small when the operation amount decreases. The air flow rate is changed and the correction is continued until the end of the fuel system and air system follows. It is possible to compensate the following lag for the change of the fuel flow rate of the air quantity. Therefore, even when the operation amount of the combustion apparatus changes drastically, the amount of fuel and the air quantity can be minimized without incomplete combustion and the proper amount of air is suppressed. The ratio can be controlled. That is, the amount of exhaust gas can be more effectively suppressed than in the conventional control method, and the heat loss can be reduced by that amount, so that the thermal efficiency of the combustion device can be made high. In addition, since the amount of supply air is effectively suppressed in this way, the amount of oxygen gas supplied to the combustion device is suppressed accordingly, and generation of harmful sulfide gas and nitrogen oxide can be effectively reduced.
나아가서 상술한 바와같이 과잉공기비율을 보정하도록 하여 실지과잉공기비율의 제어량을 종래의 제어방법에 있어서 보다도 작아지도록 하였으므로 그만큼 단시간으로 적정한 공연비로 할 수 있으며, 응답성의 높은 것으로 할 수 있는 훌륭한 잇점이 있다.Furthermore, as described above, the excess air ratio is corrected so that the control amount of the actual excess air ratio is smaller than that in the conventional control method, so that the appropriate air-fuel ratio can be achieved in a short time, and the responsiveness is excellent. .
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