KR900000925Y1

KR900000925Y1 - Combustion control system

Info

Publication number: KR900000925Y1
Application number: KR2019860022289U
Authority: KR
Inventors: 최승갑
Original assignee: 포항종합제철주식회사; 안병화
Priority date: 1986-12-31
Filing date: 1986-12-31
Publication date: 1990-01-31
Also published as: KR880012572U

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Air excess rate variable upper and lower limit combustion control device

제1도는 본 고안 연소 제어장치의 개략 블록 다이어 그램.1 is a schematic block diagram of a combustion control device of the present invention.

제2도는 본 고안의 연소 제어장치에 사용되는 가변 기준기의 회로 구성도.2 is a circuit diagram of a variable reference unit used in the combustion control device of the present invention.

제3도는 본 고안 가변 기준기의 각부 파형도.3 is a waveform diagram of each part of the variable reference device of the present invention.

제4도는 종래의 연소제어 장치의 개략 블록 다이어 그램.4 is a schematic block diagram of a conventional combustion control apparatus.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 제1가변 기준기 2 : 제2가변 기준기1: first variable reference 2: second variable reference

3 : 제1선택기 4 : 제2선택기3: first selector 4: second selector

5 : 연로 밸브 제어기 6 : 공기 밸브 제어기5: fuel valve controller 6: air valve controller

7 : 연료 밸브 8 : 공기 밸브7: fuel valve 8: air valve

9 : 온도 제어기 10 : 온도 설정기9: temperature controller 10: temperature setter

11 : 연료량 검출기 12 : 공기량 검출기11 fuel level detector 12 air level detector

본 고안은 가열로등의 공업로의 연소장치에 있어서, 부하의 급격한 변동에 의하여 발생할 수 있는 설정과잉공기비의 흐트러짐을 최소화함에 의해 이러한 장치의 연효율 증대 및 공해방지를 이루도록한 연소 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a combustion control apparatus in an industrial furnace, such as a heating furnace, in which the efficiency of the apparatus is increased and pollution prevention is minimized by minimizing the disturbance of the set excess air ratio which may be caused by a sudden change in load. will be.

현재까지 알려진 선행기술에 있어서는 부하의 변동이나 공업로 설정 온도의 변경에 따라 공기공급밸브의 개폐속도가 연로공급밸브의 개폐속도 보다 늦게 되므로 이로인해 발생하는 연로와 공기비의 흐트러짐을 방지하기 위하여 다음과 같은 기술적수단을 부여하고 있었다.In the prior art known up to now, the opening and closing speed of the air supply valve is slower than the opening and closing speed of the fuel supply valve according to the change of load or the change of the industrial furnace set temperature, so as to prevent the fluctuation of the fuel and air costs caused by the following. The same technical means were given.

즉, 제4도와 같이 로의 온도를 측정하는 온도측정기(21)에 의한 측정온도와 소정의 설정온도값을 출력하는 온도설정기(10)에 의한 측정온도를 온도 체어기(9)에서 비교하여 제1,2 선택기(3,4)로 출력을 내보내게 된다.That is, as shown in FIG. 4, the temperature measured by the temperature measuring device 21 compares the temperature measured by the temperature measuring device 21 with the temperature setting device 10 that outputs a predetermined set temperature value. The output will be sent to the 1,2 selectors (3, 4).

상기 제2선택기에서는. 연로량 검출기(11)에 의한 검출 신호에 일정한 상. 하 한값(100+K4/100,100-K2시00)이 곱해진 값과 온도 제어기(9)의 출력값과의 중간 값을 발생시켜. 이 값에 이론 공연비(,S)와 공기 과잉률(μ)을 곱하여 공기 밸브제어기(6)로 출력을 내보내게 된다.In the second selector. Phase constant to the detection signal by the fuel amount detector 11. The intermediate value between the value multiplied by the lower limit value (100 + K4 / 100, 100-K2 o'clock 00) and the output value of the temperature controller 9 is generated. This value is multiplied by the theoretical air-fuel ratio (, S) and the excess air ratio (μ) to output the output to the air valve controller 6.

상기 공기 밸브제어기(6)에서는. 상기 제2선택기(4)의 출력신호와 공기량 검출기(12)의 검출신호와의 조합에 의한 공기밸브 제어신호를 공기 밸브(8)로 내보내게 된다.In the air valve controller (6). The air valve control signal is transmitted to the air valve 8 by the combination of the output signal of the second selector 4 and the detection signal of the air quantity detector 12.

또한. 상기 제1선택기(3)에서는. 공기량 검출기(12)에서 검출되는 신호를 이론 공연비(,G)와 공기 과잉률(μ)로 나눈뒤 일정한 상. 하 한 값(100+K1/'100.100-K3/100)을 곱한 값과 온도제어기(9)의 출력값과의 중간값을 발생시켜. 이를 연료밸브 제어기(5)로 내보내게 된다.Also. In the first selector (3). A constant phase after dividing the signal detected by the air volume detector 12 by the theoretical air-fuel ratio (, G) and the excess air ratio (μ). Generate the intermediate value between the product of the lower limit value (100 + K1 / '100.100-K3 / 100) and the output of the temperature controller 9. This is sent to the fuel valve controller (5).

상기 연료밸브 제어기(5)에서는 상기 제 1선택기(3)의 출력신호와 연로량 검출기(11)의 검출 신호와의 조합에 의한 연료밸브 제어신호를 연료밸브(7)로 내보내게 된다.The fuel valve controller 5 sends a fuel valve control signal to the fuel valve 7 by a combination of the output signal of the first selector 3 and the detection signal of the fuel quantity detector 11.

따라서, 연로와 공기중 어느한쪽의 급격한 변동을 상호 간섭에 의해 적절히 제어 함으로써, 일정 범위내에서 공기과잉률이 유지되게 하고 있다.Therefore, by controlling the sudden fluctuations in either the flue or the air appropriately by mutual interference, the excess air ratio is maintained within a certain range.

그러나. 이러한 선행기술에 있어서는 상기와 같이 연료 및 공기 공급량에 일정 상,하한을 두어 제한함에 의해 급격한 부하변동이나 공업로 설정온도의 변경에 따른 공기과잉률이 비교적 크므로 이로인한 로의 열효율이 떨어지고. 불연소등에 의한 공해의 소지가 많이 남아 있었다.But. In this prior art, by limiting the fuel and air supply amount to the upper and lower limits as described above, the thermal efficiency of the furnace is lowered because the excess air ratio due to the sudden load change or the industrial furnace set temperature is relatively large. Many possessions of the pollution by the incombustibility remained.

본 고안의 목적은 로의 연로 및 공기공급량의 순시적 추세에 응하는 가변적 상, 하한을 두므로써 로의 상황에 적합한 제어가 가능한 장치를 부연함에 의해 과잉공기비의 변동을 최소화하려는 것이다.The purpose of the present invention is to minimize the fluctuation of excess air ratio by adding a device that can be controlled appropriately for the furnace situation by setting a variable upper and lower limit corresponding to the instantaneous trend of the furnace fuel and air supply.

본 고안의 또다른 목적은 상기와 같은 과잉공기비의 최소화로 인해 궁극적으로는 로의 열효율을 양호히 높일수 있고 공해도 줄일수 있도록 한 것이다.Another object of the present invention is to minimize the excess air ratio as described above ultimately to increase the thermal efficiency of the furnace well and to reduce the pollution.

이하에서 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.This will be described in detail below.

제1도에서 도시하고 있는 바와같이. 온도측정기(21)에서 측정된 온도의 값은 온도제어기(9)에서 온도실정기(10)의 설정값과 비교되어 제 1.2선택기(3.4)로 제공되게 구성한다.As shown in FIG. The value of the temperature measured by the temperature measuring device 21 is configured to be provided to the 1.2 selector 3.4 by comparing with the set value of the temperature measuring device 10 in the temperature controller 9.

공기량 검출기(12)의 검출신호는 제2가변기준기(2)를 통하여 상기 제1선택기(3)로 제공되게 구성하고. 연료량 검출기(11)의 검출신호는 제1가변기준기(1)를 통하여 상기 제2선택기(4)로 제공되게 구성한다.The detection signal of the air mass detector 12 is configured to be provided to the first selector 3 through a second variable reference unit 2. The detection signal of the fuel amount detector 11 is configured to be provided to the second selector 4 through the first variable reference unit 1.

또한 상기 공기량 검출기(12)의 검출신호는 제2선택기(4)와 출력신호와 함께 공기 밸브체어기(6)로 제공되게 구성하고. 상기 공기밸브제어기(6)의 출력에 의해서는 공기밸브(8)가 제어되게 구성한다.And the detection signal of the air quantity detector 12 is provided to the air valve chair 6 together with the second selector 4 and the output signal. The air valve 8 is configured to be controlled by the output of the air valve controller 6.

또한 상기 연로량 검출기(11)의 검출신호는 제1선택기(3)의 출력신호와 함께 연로밸브제어기(5)로 재공되게 구성하고. 상기 연로밸브 제어기(5)의 출력에 의해서는 연료밸브(7)가 제어되게 구성한다.In addition, the detection signal of the fuel amount detector 11 is configured to be supplied back to the fuel valve controller (5) together with the output signal of the first selector (3). The fuel valve 7 is controlled by the output of the fuel valve controller 5.

제2도는 제1도의 제1.2가변기준기(1.2)의 일실시예서 회로구성도로써. 제 1.2가변기준기(1,2)는 공히 동일한 회로구성으로 된다.FIG. 2 is a circuit diagram of an embodiment of the 1.2 variable reference unit 1.2 of FIG. The 1.2 variable references 1 and 2 have the same circuit configuration.

이를 설명하면. 연료량 검출기(11)의 검출신호(Fs)는 저항(R1.Rx)의 비에따라 OP앰프(O1)에서 증폭되게 연결하고. 또한 상기 검출신호(Fs)는, 클럭신호(Ck)로 제어되는 샘플앤드호울더(S가l)를 통하여. 저항(Rl',Ry)의 비에 따라 OP앰프(O2)에서 증폭되게 연결하며, 각각의 저항(R2,R2')을 통하여 합산되는 각 OP앰프(O1.O2)의 출력은 저항(R3,R4)을 가지는 OP앰프(O3)에서 가산되어 출력되게 연결한다.Explain this. The detection signal Fs of the fuel level detector 11 is connected to be amplified by the OP amplifier O1 in accordance with the ratio of the resistors R1.Rx. Further, the detection signal Fs is transmitted through a sample and holder Sgal controlled by the clock signal Ck. The amplifiers are amplified by the op amps O2 according to the ratios of the resistors R1 'and Ry, and the outputs of the respective op amps O1.O2, which are added through the respective resistors R2 and R2', are connected to each other. It is added by the OP amplifier O3 having R4) and connected to be output.

이와같이 구성된 본 고안의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effects of the present invention configured as described above are as follows.

제1도에서. 연료량 검출기 (11) 의 검출신호(Fs) 는 제1가변기준기(1) 를 통하여 제2선택기(4)에 신호(Fd)로 제공된다. 이 신호(Fd) 는. 상기에서 설명한 바와 마찬가지로. 제2선택기(4)에서 상. 하한값(100+K4/100,100-K2/100)으소 곱해지며. 그 곱해진 값과, 온도측정기(21)의 측정 온도값과 온도설정기(10)의 설정값을 비교출력하는 온도제어기(9)의 출력값과의 중간값을 발생 시켜. 여기에 이론 공연비(β)와 공기 과잉률(μ)을 곱한후 그 값(제2선택기의 출력값)을 공기 밸브 제어기(6)로 내보내게 된다.In FIG. The detection signal Fs of the fuel amount detector 11 is provided as a signal Fd to the second selector 4 via the first variable reference unit 1. This signal Fd is. As described above. Phase in the second selector (4). Multiplied by the lower limit (100 + K4 / 100,100-K2 / 100). The intermediate value between the multiplied value and the output value of the temperature controller 9 which compares and outputs the measured temperature value of the temperature measuring device 21 with the set value of the temperature setting device 10 is generated. The product is multiplied by the theoretical air-fuel ratio β and the excess air ratio μ, and the value (output value of the second selector) is sent to the air valve controller 6.

상기 공기 밸브 제어기(6)는 상기 제2선택기(4)의 출력값과 공기량 검출기(12)의 검출신호(As)값을 비교하여. 공기밸브(8)에 적절한 제어신호를 내보내게 된다.The air valve controller 6 compares the output value of the second selector 4 with the detection signal As value of the air quantity detector 12. Proper control signal is sent to the air valve (8).

또한 공기량 검출기(12)의 검출신호(As)와 온도 제어기(9)의 비교출력으로써. 연료밸브(7)를 적절히 제어하게 되는 제1도의 동작설명은 종래의 기술에서 전술한 바와 거의 동일하므로 이에 대한 중복설명을 생략한다.Further, as a comparison output of the detection signal As of the air quantity detector 12 and the temperature controller 9. The operation description of FIG. 1 to properly control the fuel valve 7 is almost the same as described above in the related art, and thus redundant description thereof will be omitted.

한편. 제2도와 같은 회로구성의 제1.2 기준기(1.2)의 동작을 설명하면, 연료량 검출기(11)의 검출신호(Fs)는 저항(R1,Rx)의 비로 OP앰프(O1)에서 반전증폭되고, 또한, 샘플앤드 호울더(S/H)에 의해 샘플링 된 상기 검출신호(Fs)는 저항(R1',Ry)의 비로 OP앰프(O2)에서 반전증폭되므로, 상기 OP앰프(O1)의 출력값은 -(RxFs)/R1가 되고 상기 OP앰프(O2)의 출력값은 -(RyFb)/R1'가 된다.Meanwhile. Referring to the operation of the 1.2 reference device 1.2 having the circuit configuration shown in FIG. 2, the detection signal Fs of the fuel amount detector 11 is inverted and amplified by the OP amplifier O1 at the ratio of the resistors R1 and Rx. In addition, since the detection signal Fs sampled by the sample and holder S / H is inverted and amplified by the OP amplifier O2 at a ratio of the resistors R1 'and Ry, the output value of the OP amplifier O1 is -(RxFs) / R1 and the output value of the OP amplifier O2 becomes-(RyFb) / R1 '.

여기에서 Fb는 샘플앤드 호울더(S/H)의 샘플링 출력값이다.Where Fb is the sampling output of the sample and holder (S / H).

따라서. 합산 OP앰프(O3)의 출력 값(Fd)은. Fd= ((-R4/R2) (-RxFs/Rl) ) + ((-R4/R2) (-RyFb/Rl')로 된다.therefore. The output value Fd of the summation OP amplifier O3 is Fd = ((-R4 / R2) (-RxFs / Rl)) + ((-R4 / R2) (-RyFb / Rl ').

여기에서 R1=R1'. R2=R2'=R4이므로 Fd= (RxFs+RyFb)/R1가 된다.Where R1 = R1 '. Since R2 = R2 '= R4, Fd = (RxFs + RyFb) / R1.

제3도는 제2도의 회로가 클럭 (Ck)에 따라 변화하는 각부 파형을 나타낸 것으로 이를 설명하면 클럭(Ckl) 에서의 크기(L l1)은 L l1=Fs-Fd =Fs-((RxFs+R3Tb)/Rl)가 된다.FIG. 3 illustrates the waveforms of the circuits of FIG. 2 in which the circuit of FIG. 2 changes according to the clock Ck. The magnitude L l1 of the clock Ckl is defined as L l1 = Fs-Fd = Fs-((RxFs + R3Tb). ) / Rl).

여기에서 Rx+Ry=R1으로 설정되므로, L l1=Fs-((RlFs-RyFs+RyFb)/Rl) =Ry/Rl(Fs-Fb)가 된다. 또 L 21=Fs-Fb= (RxFs+RyFb)/R1) -Fb = (RxFS+RlFb-RxFb/Rl)-Fb=Rx/R1(Fs-Fb)가 된다. 그러므로 L l1:L 21=Ry/Rl:Rx/R1가 되며, Ry/R1=α 라고 하면, 클럭(cki)에서의 크기는 L li:: 2i=α:1-α가 된다.Since Rx + Ry = R1 is set here, Ll1 = Fs-((RlFs-RyFs + RyFb) / Rl) = Ry / Rl (Fs-Fb). L 21 = Fs-Fb = (RxFs + RyFb) / R1) -Fb = (RxFS + RlFb-RxFb / Rl) -Fb = Rx / R1 (Fs-Fb). Therefore, L1: L21 = Ry / Rl: Rx / R1, and if Ry / R1 = α, the size at the clock cki is Lli :: 2i = α: 1-α.

여기에서 i=1.2.3…… 이다.Where i = 1.2.3... … to be.

따라서 연료 검출신호(Fs)가 제3도와 같이 샘플링 된 신호(Fd)로 되어 제2선택기(4)로 제공되게 되므로, 부하의 급격한 변동이나 로의 설정 온도 변경시, 공기 공급밸브의 개폐 속도와 연료 공급 밸브의 개폐속도차에 의한 공연비의 흐트러짐 현상을 방지할수 있게 되는 것이다.Therefore, since the fuel detection signal Fs becomes the sampled signal Fd as shown in FIG. 3 and is provided to the second selector 4, when the load fluctuates or the furnace temperature changes, the opening and closing speed of the air supply valve and the fuel are changed. It is possible to prevent the phenomenon of air-fuel ratio caused by the opening and closing speed difference of the supply valve.

이상에서는 연로 검출신호에 따른 제 1가변기준기(1)에 대해서만 설명 하였으나 공기 검출신호에 따른 제2가변기준기(2)도 이와 동일하게 동작하게 됨을 쉽게 알수 있으므로. 이에 대한 설명을 생략한다.In the above description, only the first variable reference unit 1 according to the fuel detection signal has been described, but it is easy to see that the second variable reference unit 2 according to the air detection signal operates in the same manner. The description thereof will be omitted.

한편. 본 고안 장치의 성능과 종래 장치의 성능을 비교한 실험에서, 공기 과잉률 1.17을 기준으로 할때 종래의 장치에서는 +l.2051%·‥0.8974%의 공기과잉률 변동이 있었으나 본 고안장치에서는 +0.205%…0.3419%의 작은 공기 과임률 변동을 나타내고 있었다.Meanwhile. In the experiment comparing the performance of the present device with the performance of the conventional device, when the air surplus ratio was 1.17, there was a variation of + l.2051%. 0.205%. A small air overburden variation of 0.3419% was shown.

따라서 이러한 현재의 연료량 및 공기량을 가변적상. 하한치로 제어하는 기술적수단을 부여함에 의해 공연비의 흐트러짐을 최소화 할수 있고 이에 의한 열효율 증대 및 공개 방지를 이루게 되는 유익한 특징이 있는 것이다.Therefore, these current fuel amount and air amount are variable. By providing technical means to control the lower limit, the disturbance of the air-fuel ratio can be minimized, thereby increasing the thermal efficiency and preventing the disclosure.

Claims

Temperature controller (9). 12. A combustion control device comprising a fuel selector (3.4) and an air valve controller (5, 6). The 1.2 selector (3.4) is connected to the temperature setting signal from the temperature controller 9 and the output signal of the 1.2 variable reference (1.2), the sum of the sample value of the fuel amount detection signal and the air amount detection signal, respectively, at a constant ratio. . Each fuel and air valve controller 5 and 6, which outputs the outputs of the first and second selectors 3 and 4, and the output of the fuel amount and air amount detectors 11.12, respectively, are fuel valves 7 and air valves 8, respectively. Excess rate variable upper and lower limit combustion control device characterized in that it is connected to control.