JP7517079B2 - boiler - Google Patents
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Description
本発明は、ボイラに関する。 The present invention relates to a boiler.
従来より、ノズルなどの噴出部に燃料を供給する燃料供給ライン上に調整弁を設けて、燃焼用空気の流量と連動させて比例弁(調整弁)を制御して燃料の流量を調整することにより、多位置制御(高燃焼、中燃焼、低燃焼など)や比例制御を行う燃焼装置を備えたボイラがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, there are boilers equipped with combustion devices that perform multi-position control (high combustion, medium combustion, low combustion, etc.) and proportional control by providing an adjustment valve on a fuel supply line that supplies fuel to a nozzle or other ejection section, and controlling a proportional valve (adjusting valve) in conjunction with the flow rate of combustion air to adjust the fuel flow rate (see, for example, Patent Document 1).
上記のようなボイラにおいては、燃焼用空気の流量変化を先行させ、燃料の流量調整がフィードバックによる後追いとなる、あるいは、燃料の流量変化を先行させ、燃焼用空気の流量調整がフィードバックによる後追いとなる制御構成上、燃焼量が他の燃焼量に移行されたときには、過渡的な状態となり空気比が大きく変動してしまう結果、適正な空気比での燃焼状態の維持が困難になるおそれがある。例えば、燃焼用空気の流量変化を先行させ、燃料の流量調整がフィードバックによる後追いとなる制御構成の場合には、燃焼量を低燃焼から中燃焼に移行させたときにおいては、燃焼用空気の流量増に対する燃料の供給増が後追いとなり、高空気比となる期間を生じさせてしまう。一方、燃焼量を中燃焼から低燃焼に移行させたときにおいては、燃焼用空気の流量減に対する燃料の供給減が後追いとなり、低空気比となる期間を生じさせてしまう。また、燃料の流量変化を先行させ、燃焼用空気の流量調整がフィードバックによる後追いとなる制御構成の場合には、燃焼量を低燃焼から中燃焼に移行させたときにおいては、低空気比となる期間を生じさせる一方、燃焼量を中燃焼から低燃焼に移行させたときにおいては、高空気比となる期間を生じさせてしまう。 In the above boiler, due to the control configuration in which the change in the combustion air flow rate is made to precede and the fuel flow rate adjustment is made to follow through through feedback, or the change in the fuel flow rate is made to precede and the combustion air flow rate adjustment is made to follow through through feedback, when the combustion amount is shifted to another combustion amount, a transitional state occurs and the air ratio fluctuates greatly, which may make it difficult to maintain a combustion state with an appropriate air ratio. For example, in the case of a control configuration in which the change in the combustion air flow rate is made to precede and the fuel flow rate adjustment is made to follow through through feedback, when the combustion amount is shifted from low combustion to medium combustion, the increase in the fuel supply follows the increase in the combustion air flow rate, resulting in a period of high air ratio. On the other hand, when the combustion amount is shifted from medium combustion to low combustion, the decrease in the fuel supply follows the decrease in the combustion air flow rate, resulting in a period of low air ratio. In addition, in the case of a control configuration in which the fuel flow rate change is made first and the combustion air flow rate adjustment is made afterwards through feedback, when the combustion amount is shifted from low combustion to medium combustion, a period of low air ratio occurs, while when the combustion amount is shifted from medium combustion to low combustion, a period of high air ratio occurs.
本発明は、かかる実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、燃焼量の移行時における空気比を極力安定させることができるボイラを提供することである。 The present invention was conceived in light of this situation, and its purpose is to provide a boiler that can stabilize the air ratio as much as possible when the combustion volume is changing.
上記目的を達成するために、本発明のボイラは、設定された燃焼量に応じた流量の燃焼用空気を供給する供給手段と、供給される燃焼用空気の流量を検出する空気流量検出手段と、前記空気流量検出手段によって検出された燃焼用空気の流量に応じて供給する燃料の流量を調整する燃料流量調整手段とを備え、前記燃料流量調整手段は、第1の燃焼量が設定されているときには第1の目標空気比となるように、前記空気流量検出手段によって検出された燃焼用空気の流量に応じて燃料の流量を調整し、第2の燃焼量が設定されているときには第2の目標空気比となるように、前記空気流量検出手段によって検出された燃焼用空気の流量に応じて燃料の流量を調整し、前記第1の燃焼量から前記第2の燃焼量へ移行する移行期間においては前記第1の目標空気比と前記第2の目標空気比との間における空気比を目標空気比として設定し、当該目標空気比となるように前記空気流量検出手段によって検出された燃焼用空気の流量に応じて燃料の流量を調整する。 To achieve the above object, the boiler of the present invention comprises a supply means for supplying combustion air at a flow rate according to a set combustion amount, an air flow rate detection means for detecting the flow rate of the supplied combustion air, and a fuel flow rate adjustment means for adjusting the flow rate of the supplied fuel according to the flow rate of the combustion air detected by the air flow rate detection means. When a first combustion amount is set, the fuel flow rate adjustment means adjusts the fuel flow rate according to the flow rate of the combustion air detected by the air flow rate detection means so as to achieve a first target air ratio, and when a second combustion amount is set, the fuel flow rate adjustment means adjusts the fuel flow rate according to the flow rate of the combustion air detected by the air flow rate detection means so as to achieve a second target air ratio. During the transition period from the first combustion amount to the second combustion amount, the air ratio between the first target air ratio and the second target air ratio is set as a target air ratio, and the fuel flow rate adjustment means adjusts the fuel flow rate according to the flow rate of the combustion air detected by the air flow rate detection means so as to achieve the target air ratio.
上記の構成によれば、第1の燃焼量から第2の燃焼量に移行する際は、移行期間において、第1の燃焼量での目標空気比と第2の燃焼量での目標空気比との間における空気比を目標空気比として設定して、当該目標空気比となるように燃焼用空気の流量に応じて燃料の流量が調整される。これにより、燃焼量が変化(移行)した際に変化後の燃焼量(第2の燃焼量)での目標空気比に変化させることに起因して、空気比が瞬間的に過剰に変化してしまうことを防ぎ、その結果、燃焼量の移行時における空気比変動を極力安定させて制御できる。また、本発明は、燃焼量を段階的に制御するボイラのみならず、燃焼量を細かく制御可能な所謂比例制御のボイラにも適用できる。 According to the above configuration, when transitioning from the first combustion amount to the second combustion amount, during the transition period, the air ratio between the target air ratio at the first combustion amount and the target air ratio at the second combustion amount is set as the target air ratio, and the flow rate of fuel is adjusted according to the flow rate of combustion air so as to achieve the target air ratio. This prevents the air ratio from changing excessively instantaneously due to changing to the target air ratio at the combustion amount after the change (second combustion amount) when the combustion amount changes (transitions), and as a result, the air ratio fluctuation during the transition of the combustion amount can be controlled as stably as possible. In addition, the present invention can be applied not only to boilers that control the combustion amount in stages, but also to so-called proportional control boilers that can finely control the combustion amount.
好ましくは、前記燃料流量調整手段は、前記移行期間においては、前記第1の燃焼量から前記第2の燃焼量への移行が開始されてから経過した時間に応じて前記第2の目標空気比との差が小さくなる空気比を目標空気比として設定する。 Preferably, during the transition period, the fuel flow rate adjustment means sets the target air ratio to an air ratio whose difference from the second target air ratio becomes smaller depending on the time that has elapsed since the transition from the first combustion amount to the second combustion amount was started.
上記の構成によれば、燃焼量の移行時においては、目標空気比が、徐々に第2の目標空気比に近づくように、連続的に変化するように設定されるので、燃焼量の移行時における空気比変動を極力安定させて制御できる。 According to the above configuration, when the combustion amount transitions, the target air ratio is set to change continuously so as to gradually approach the second target air ratio, so that the air ratio fluctuations when the combustion amount transitions can be controlled as stably as possible.
好ましくは、前記燃料流量調整手段は、前記第2の目標空気比から前記第1の目標空気比を差し引いた値を、前記第2の燃焼量に応じた流量が前記供給手段により供給されるまでに要する予め特定される移行時間で除し、前記第1の燃焼量から前記第2の燃焼量への移行が開始されてから経過した時間を乗じて、前記第1の目標空気比に合算して得られる空気比を、前記移行期間中における目標空気比として設定する。 Preferably, the fuel flow rate adjustment means subtracts the first target air ratio from the second target air ratio, divides the result by a predetermined transition time required for the supply means to supply a flow rate corresponding to the second combustion amount, multiplies the result by the time elapsed since the transition from the first combustion amount to the second combustion amount was initiated, and adds the result to the first target air ratio to set the resulting air ratio as the target air ratio during the transition period.
上記の構成によれば、移行時間に応じて、変動をより緩やかとするような目標空気比を、最終目標の空気比に到達するまで設定することができ、燃焼量の移行時における空気比変動を極力安定させて制御できる。 With the above configuration, a target air ratio that makes fluctuations more gradual depending on the transition time can be set until the final target air ratio is reached, and the air ratio fluctuations during the transition of the combustion amount can be controlled as stably as possible.
<概略構成について>
以下に、図1を参照しつつ、本発明の実施の形態に係るボイラ1について説明する。図1は、本発明の実施の形態に係るボイラ1の構成を模式的に示す図である。
<Overview of the Configuration>
A
ボイラ1は、燃料を燃焼させて蒸気を生成するボイラ本体2と、空気供給路30を介してボイラ本体2内に空気を送り込む送風機(送風手段)3と、ボイラ本体2からの排ガスなどを導出する煙道4と、ボイラ本体2に燃料を供給する燃料供給ライン(燃料供給路)5とを備えている。なお、燃料は、ガスである例について説明するが、ガスなどの気体に限らず、油などの液体であってもよい。
The
燃料供給ライン5は、空気供給路30に接続されている。燃料供給ライン5から供給される燃料は、空気供給路30において、送風機3から送風される空気と混合されて、ボイラ本体2内のバーナ20に供給される。
The
送風機3から供給される空気は、燃焼用空気として空気供給路30を介してボイラ本体2内のバーナ20に供給される。燃焼用空気の流量の調整は、空気供給路30にダンパ7を設けて、ダンパ7の位置(開度)を調整するか、これに代えてまたはこれに加えて、インバータを用いて送風機3のファンの回転速度を変えることでなされる。本実施の形態では、燃焼用空気の流量は、ダンパ7の開度制御および送風機3のインバータ制御により調整される。
Air supplied from the
燃料供給ライン5には、流路を開閉するための開閉弁(電磁弁)11,12と、燃料供給量調整弁13とが設けられている。燃料供給量調整弁13は、ボイラ本体2に供給する燃料の流量を調整可能である圧力調整弁として機能するとともに遮断機能をも備える。燃料供給量調整弁13は、開閉弁11,12よりも下流側に設けられており、制御装置6によって開度が調整されるモータバルブである。なお、燃料供給量調整弁13は、燃料の流量を調整するものであればモータバルブに限らず、例えば、空気式制御弁であってもよい。
The
制御装置6は、内部にメモリ、タイマ、および演算処理部を含むコンピュータにより実現され、電気的に接続される各センサからの信号に基づいて、燃料供給量調整弁13や送風機3の制御を行う。
The
本実施の形態における煙道4の内部には、O2センサ41が配置されている。O2センサ41は、排ガスの酸素濃度を検知する酸素濃度検知部である。O2センサ41は、制御装置6に電気的に接続されており、制御装置6はO2センサ41の測定値に基づいて現状の空気比情報を取得する。
In this embodiment, an O2
本実施の形態における空気供給路30には、ダンパ7より下流にパンチングメタル等の燃焼用空気減圧部材8が設けられている。空気流量検出部9は、燃焼用空気減圧部材8の前後の差圧を検出し、差圧情報を出力する。空気流量検出部9は、制御装置6と電気的に接続されている。これにより、空気流量検出部9からの差圧情報を制御装置6に入力することができる。なお、空気流量検出部9から出力されるアナログ信号はデジタル信号に変換されて、制御装置6に入力される。
In this embodiment, the
制御装置6は、設定されている目標蒸気圧と蒸気ヘッダの蒸気圧とに応じて、燃焼量を制御する。制御装置6は、制御されている燃焼量に応じた態様(例えば、回転数、周波数)となるよう送風機3を制御し、燃焼量に応じた量の燃焼用空気を供給する。燃焼量に応じた燃焼用空気の流量は、予め定められている。制御装置6は、空気流量検出部9が検出した差圧情報に基づいて、ボイラ本体2に実際に供給されている燃焼用空気の流量を算出(検出)する。制御装置6は、燃焼量を細かく設定可能な比例制御を行うものである。なお、制御装置6は、比例制御を行うものに限らず、燃焼量が異なる複数種類の燃焼段階のいずれかに制御するものでもよく、例えば、低燃焼段階L、中燃焼段階M、高燃焼段階Hのいずれかの燃焼段階に制御するものであってもよい。
The
制御装置6は、算出した燃焼用空気の流量と後述する目標空気比とに基づいて、燃料供給量調整弁13の開度調整を行う。例えば、燃焼用空気の流量が増加すれば、燃料供給量調整弁13の開度を大きくして燃料の流量を増加させる一方、燃焼用空気の流量が減少すれば、燃料供給量調整弁13の開度を小さくして燃料の流量を減少させる。
The
制御装置6は、制御部61と記憶部62とを備える。制御部61は、記憶部62に予め記憶された開度調整情報に基づいて、燃料供給量調整弁13に対して開度を特定するための開度特定信号を送信する。これにより、燃料供給量調整弁13は、燃焼用空気減圧部材8の前後の差圧に応じた開度に制御されて、ボイラ本体2に供給する燃料の流量を調整することができる。なお、開度調整情報とは、例えば、差圧(あるいは差圧から算出される燃焼用空気の流量)に応じて燃料供給量調整弁13の開度を特定可能なテーブルであってもよく、また差圧(あるいは差圧から算出される燃焼用空気の流量)に応じて燃料供給量調整弁13の開度を特定するための演算式であってもよい。
The
記憶部62には、ボイラ1に関する各種の情報が記憶され、本実施の形態では、燃焼用空気の流量と燃料の流量との比率の目標値である目標空気比が燃焼量に応じて記憶されている。燃料供給量調整弁13の開度は、燃焼用空気減圧部材8の前後の差圧に基づき、開度調整情報に従って特定される。このため、理論的には、燃焼用空気の流量と供給される燃料の流量とに基づく空気比は、燃焼量に応じた空気比に収束されることになる。燃焼量を移行させる際には、例えば、送風機3のインバータ周波数やダンパ7の開度を変化させることによって風量を変えるが、単位時間当たりに変更可能なインバータ周波数には制約があるため、移行後の燃焼量に対応する風量に到達するまでには所定の時間を要する。また、ダンパ7の開度も瞬時に変更されるのではなく一定の速度で変化するため、目標とする開度到達までには所定の時間を要する。これらの要因により、移行後の燃焼量に応じた目標空気比に対応した燃料の供給量となるように即時で変化させると、目標空気比に収束しない場合が実際には生じ得る。記憶部62には、ボイラ1に関する各種の情報として、一の燃焼量から他の燃焼量への燃焼量移行における移行所要時間Δtが記憶されている。移行所要時間Δtは、送風機3のインバータ周波数、加減速時間、ダンパ7の開度、ダンパ7の開閉速度等により、ボイラ毎に規定される。例えば、送風機3とダンパ7とを同時に動作させずに、一方を動作させてから他方を動作させるという制御を行う場合があるが、その場合の移行所要時間Δtは長くなる。
Various information related to the
本実施の形態のボイラ1は、運転状態中において燃焼量の移行が検出されると、制御装置6のタイマは、例えば、移行が開始されてから経過した経過時間tの計時を開始する。制御装置6は、計時された経過時間t、燃焼量に応じて予め定められている目標空気比、および移行所要時間Δtに基づいて、例えば、移行期間における目標空気比を算出・設定する。制御装置6は、目標空気比を算出・設定するための処理を、運転状態中の移行期間において繰り返し行う。
In this embodiment, when a transition in the combustion amount is detected during operation of the
制御装置6は、上記のように算出・設定される目標空気比を用いて、燃焼用空気減圧部材8の前後の差圧に基づき開度調整情報に従って特定される燃料供給量調整弁13の開度を制御するための処理を行う。具体的には、例えば、目標空気比Aである燃焼量aから目標空気比Bである燃焼量bへの移行が開始されたとき、移行所要時間Δtが特定されるとともに経過時間tの計時が開始され、次式に基づき経過時間tにおける目標空気比が算出・設定される。
(式) 目標空気比=A+{(B-A)/Δt}・t
このように、燃焼量aでの目標空気比Aと燃焼量bでの目標空気比Bとの間における空気比であって移行期間における経過時間tに応じた空気比を、移行期間における経過時間tにおける目標空気比として設定し、当該目標空気比となるように燃焼用空気の流量に応じて燃料供給量調整弁13の開度を制御する。これにより、燃焼量が変化(移行)した直後から移行期間における空気比を適正な空気比に寄せるように調整される。その結果、燃焼量が変化(移行)した際に変化後の燃焼量での目標空気比に変化させることに起因して、空気比が瞬間的に過剰に変化してしまうことを防ぎ、燃焼量の移行時における空気比変動を極力安定させて制御できる。また、移行前の燃焼量に応じた目標空気比から移行先となる燃焼量に応じた目標空気比まで、実際の制御に用いる目標空気比を変化させるものであるため、燃焼量を段階的に制御するボイラのみならず、任意の燃焼量を設定するような比例制御のボイラにも適用することができる。以下では、このような制御についてより具体的に説明する。
Using the target air ratio calculated and set as described above, the
(Formula) Target air ratio = A + {(B - A) / Δt} · t
In this way, the air ratio between the target air ratio A at the combustion amount a and the target air ratio B at the combustion amount b, which corresponds to the elapsed time t in the transition period, is set as the target air ratio in the transition period, and the opening degree of the fuel supply
<ボイラ制御処理について>
図2は、本発明のボイラの制御の一例を説明するためのフローチャートである。制御装置6は、一定期間(例えば1秒)毎に本制御を行い、ボイラ1の運転中は継続して本制御を実行する。
<Boiler control process>
2 is a flow chart for explaining an example of boiler control according to the present invention. The
ステップS01では、検出された蒸気ヘッダにおける蒸気圧と、目標蒸気圧とに基づき、燃焼量の変更が必要であるか否かを判定する。ステップS01において燃焼量の変更が必要であると判定されなかったときには、処理を終了する。一方、ステップS01において燃焼量の変更が必要であると判定されたときには、ステップS02に移行する。 In step S01, it is determined whether or not a change in the combustion amount is necessary based on the detected steam pressure in the steam header and the target steam pressure. If it is not determined in step S01 that a change in the combustion amount is necessary, the process ends. On the other hand, if it is determined in step S01 that a change in the combustion amount is necessary, the process proceeds to step S02.
ステップS02では、燃焼量を燃焼量a(第1の燃焼量)から燃焼量b(第2の燃焼量)に変更する。ステップS03では、ステップS02で変更後の燃焼量bに応じた態様(燃焼量に応じた回転数、あるいは燃焼量に応じた周波数等にするための態様)で、送風機3を制御する。
In step S02, the combustion amount is changed from combustion amount a (first combustion amount) to combustion amount b (second combustion amount). In step S03, the
ステップS04では、燃焼量aの目標空気比A(第1の目標空気比)、燃焼量bの目標空気比B(第2の目標空気比)、および移行所要時間Δtを特定する。移行所要時間Δtは、燃焼量b(第2の燃焼量)に応じた流量の燃焼用空気が供給手段により供給されるまでに要する、予め特定される移行時間であり、前述した燃焼量aから燃焼量bに変更する際に、燃焼量に応じた回転数あるいは燃焼量に応じた周波数等に変化させるために要する時間である。移行所要時間Δtは、送風機インバータ周波数、加減速時間、ダンパ開度、開閉速度等から算出され、ボイラ毎に決まる値である。 In step S04, the target air ratio A (first target air ratio) for the combustion amount a, the target air ratio B (second target air ratio) for the combustion amount b, and the transition time Δt are specified. The transition time Δt is a pre-specified transition time required for the supply means to supply combustion air at a flow rate corresponding to the combustion amount b (second combustion amount), and is the time required to change to the rotation speed corresponding to the combustion amount or the frequency corresponding to the combustion amount when changing from the combustion amount a to the combustion amount b described above. The transition time Δt is calculated from the blower inverter frequency, acceleration/deceleration time, damper opening, opening/closing speed, etc., and is a value determined for each boiler.
ステップS05では、移行開始からの経過時間tの計時を開始する。ステップS06では、空気流量検出部9により検出した差圧に基づいて燃焼用空気の空気流量を検出(算出)する。
In step S05, the measurement of the elapsed time t from the start of the transition is started. In step S06, the air flow rate of the combustion air is detected (calculated) based on the differential pressure detected by the air flow
ステップS07では、燃焼量bの目標空気比B(第2の目標空気比)から燃焼量aの目標空気比A(第1の目標空気比)を差し引いた値を、移行所要時間Δtで除し、燃焼量a(第1の燃焼量)から燃焼量b(第2の燃焼量)への移行が開始されてから経過した時間tを乗じて、移行前の目標空気比A(第1の目標空気比)に合算して、経過時間tにおける目標空気比を算出・設定する。 In step S07, the target air ratio B (second target air ratio) for combustion amount b minus the target air ratio A (first target air ratio) for combustion amount a is divided by the transition time required Δt, multiplied by the time t that has elapsed since the transition from combustion amount a (first combustion amount) to combustion amount b (second combustion amount) began, and added to the target air ratio A (first target air ratio) before the transition to calculate and set the target air ratio at the elapsed time t.
ステップS08では、ステップS06で検出した空気流量との関係で、ステップS07で算出・設定した目標空気比となるように、燃料供給量調整弁13の開度を制御する。
In step S08, the opening of the fuel supply
ステップS09では、ステップS06で検出した空気流量が、燃焼量bに応じた燃焼用空気流量であるか否かを判定する。ステップS09において、ステップS06で検出した空気流量が、燃焼量bに応じた燃焼用空気流量であると判定されなかったときには、ステップS06に移行する。一方、ステップS09において、ステップS06で検出した空気流量が、燃焼量bに応じた燃焼用空気流量であると判定されたときには、処理を終了する。 In step S09, it is determined whether the air flow rate detected in step S06 is a combustion air flow rate corresponding to the combustion amount b. If it is determined in step S09 that the air flow rate detected in step S06 is not a combustion air flow rate corresponding to the combustion amount b, the process proceeds to step S06. On the other hand, if it is determined in step S09 that the air flow rate detected in step S06 is a combustion air flow rate corresponding to the combustion amount b, the process ends.
<動作について>
本実施の形態におけるボイラ1において、検出された蒸気圧と目標蒸気圧とに基づき、燃焼量の移行が必要であると判定され(ステップS01、YES)、例えば、現在の燃焼量a(第1の燃焼量)から目標燃焼量b(第2の燃焼量)に連続的に移行する場合(ステップS02)について説明する。移行する目標燃焼量bが設定されることにより、送風機3は、目標燃焼量bに応じた態様となるよう制御される(ステップS03)。このとき、記憶部62には、例えば、各燃焼量における目標空気比、各燃焼量間の移行所要時間が記憶されているものとする。燃焼量aから燃焼量bに移行するとき、燃焼量aの目標空気比A(第1の目標空気比)、燃焼量bの目標空気比B(第2の目標空気比)、および移行所要時間Δtを特定し(ステップS04)、移行開始からの経過時間tの計時を開始する(ステップS05)。そして、現在の燃焼量aから目標燃焼量bへ移行する移行期間(t<Δt)においては、空気流量検出部9は、空気流量の検出処理を行う(ステップS06)。また、制御装置6は、目標空気比Aと目標空気比Bとの間における空気比を目標空気比として設定する(ステップS07)。
<About operation>
In the
そして、検出された空気流量との関係で、算出・設定された経過時間tにおける目標空気比となるように、燃料供給量調整弁13の開度が制御される(ステップS08)。
Then, the opening of the fuel supply
この燃料供給量調整弁13の開度の制御は、検出される空気流量が、燃焼量bに応じた燃焼用空気流量に到達するまで行われる(ステップS06~S09)。これにより、一の燃焼量から他の燃焼量に燃焼量が変化(移行)した直後から移行期間における空気比を適正な空気比に寄るように調整することができる。その結果、燃焼量が変化(移行)した際に変化後の燃焼量での目標空気比に変化させることに起因して、空気比が瞬間的に過剰に変化してしまうことを防ぎ、燃焼量の移行時における空気比を極力安定する側に制御できる。
The opening of the fuel supply
上記において、燃料流量調整手段は、前記移行期間においては、燃焼量aから燃焼量bへの移行が開始されてから経過した時間に応じて、燃焼量bの目標空気比B(第2の目標空気比)との差が小さくなる空気比を目標空気比として設定することが好ましい(ステップS07)。これにより、目標空気比が、徐々に第2の目標空気比に近づくように、連続的に変化するように設定されるので、燃焼量の移行時における空気比変動を極力安定させて制御できる。 In the above, it is preferable that during the transition period, the fuel flow rate adjustment means sets the target air ratio to an air ratio that reduces the difference between the target air ratio B (second target air ratio) of the combustion amount b according to the time that has elapsed since the transition from the combustion amount a to the combustion amount b was started (step S07). As a result, the target air ratio is set to change continuously so as to gradually approach the second target air ratio, so that the air ratio fluctuation during the transition of the combustion amount can be controlled as stably as possible.
また、上記において、空気流量検出部9は、空気流量の検出処理を行い(ステップS06)、次式に基づき、経過時間tにおける目標空気比を算出・設定することが好ましい(ステップS07)。これにより、移行時間tに応じて、変動をより緩やかとするような目標空気比を、最終目標の空気比Bに到達するまで設定することができ、燃焼量の移行時における空気比変動を極力安定させて制御できる。
(式) 目標空気比=A+{(B-A)/Δt}・t
In the above, it is preferable that the air flow
(Formula) Target air ratio = A + {(B - A) / Δt} · t
本発明は、上記の実施の形態に限られず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な上記の実施の形態の変形例などについて説明する。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and applications are possible. Below, we will explain modifications of the above-described embodiment that can be applied to the present invention.
上記実施の形態においては、一の燃焼量から他の燃焼量への燃焼量移行における移行所要時間Δtが、ボイラ1に関する情報の一つとして記憶部62に記憶されている例を示したが、これに限らず、移行所要時間Δtは移行前後の燃焼量に基づいて移行開始時にその都度算出されるものであってもよい。
In the above embodiment, an example was shown in which the transition time Δt required for transitioning from one combustion amount to another combustion amount is stored in the memory unit 62 as one piece of information related to the
上記実施の形態においては、燃焼量に応じた態様で送風機3を制御し、図2のステップS06で示したように差圧に基づき空気流量(燃焼用空気の供給流量)を検出した上で、ステップS08で示したように、当該空気流量との関係で目標空気比となるように燃料供給量調整弁13の開度(燃料の供給流量)を制御することにより、空気比を調整する例を説明した。しかし、空気比を調整するための処理は、これに限らず、例えば、燃焼量に応じた開度となるように燃料供給量調整弁13の開度を制御した上で、実際の燃料の供給流量を検出し、当該燃料の供給流量との関係で目標空気比となるように空気流量(燃焼用空気の供給流量、例えば送風機3)を制御することにより、空気比を調整するようにしてもよい。実際の燃料の供給流量の検出に際しては、例えば、燃料供給ライン5にオリフィス等を複数箇所に設けて差圧を検出し、当該差圧に基づいて燃料の供給流量を検出するものであってもよい。この場合において、制御装置6は、算出・設定される目標空気比を用いて、燃料の供給流量に基づき特定される送風機3の態様(例えば、回転数)を制御するための処理を行う。
In the above embodiment, an example was described in which the
上記のように構成する場合においても、ボイラ1においては、燃焼量の移行の際に、移行前後の燃焼量において記憶されている目標空気比を用いて、送風機3の態様(回転数等)を補正するようにしてもよい。燃焼量に応じた開度となるように燃料供給量調整弁13の開度を制御した上で、当該燃料の供給流量との関係で、算出・設定された経過時間tにおける目標空気比となるように、送風機3を制御することにより、一の燃焼量から他の燃焼量に燃焼量が変化(移行)した直後から移行期間における空気比が適正な空気比に寄るように調整される。その結果、燃焼量の移行時における空気比を極力安定する側に制御できる。なお、上記の例では、空気流量を制御する手法として、送風機3の態様(回転数等)を調整する例を示したが、これに限らず、ダンパ7の開度を調整するものであってもよく、また、送風機3の態様(回転数等)およびダンパ7の開度の双方を調整するものであってもよい。
Even in the case of the above configuration, in the
上記実施の形態においては、一の燃焼量から他の燃焼量への燃焼量移行の際に、検出された空気流量から所定の式に基づき、経過時間tにおける目標空気比を算出・設定して、燃焼量の移行時における空気比変動を極力安定させて制御する例を説明した。ここで、燃焼量の移行時における空気比変動の制御としては、煙道4に設けたO2センサ41の測定値に基づき現状の空気比情報を取得し、図2のステップS08では、例えば当該現状の空気比と前記目標空気比とを比較し、燃料供給量調整弁13の開度をPID制御(Proportional-Integral-Differential Controller)するようにしてもよい。
In the above embodiment, when the combustion amount transitions from one combustion amount to another, the target air ratio at the elapsed time t is calculated and set based on a predetermined formula from the detected air flow rate, and the air ratio fluctuation during the transition of the combustion amount is controlled to be as stable as possible. Here, as the control of the air ratio fluctuation during the transition of the combustion amount, the current air ratio information is obtained based on the measurement value of the O2
上記実施の形態におけるボイラ1は、燃料供給量調整弁13を制御装置6による電子制御により制御するが、ガバナを用いて制御することもできる。ガバナとは、空気比を一定にするように、バーナ20への空気流量に基づき、開度が機械的に自動調整される弁をいう。このようなガバナを用いることにより、空気供給路30の中途に設けた燃焼用空気減圧部材8前後の差圧に基づき、開度をガバナ機構により機械的に自動調整して燃料供給量を制御するようにしてもよい。
In the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed herein should be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims, not the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.
1 ボイラ
2 ボイラ本体
3 送風機(送風手段)
4 煙道
41 O2センサ
5 燃料供給ライン(燃料供給路)
6 制御装置
61 制御部
62 記憶部
7 ダンパ
8 燃焼用空気減圧部材
9 空気流量検出部(流量検出手段)
11 開閉弁
12 開閉弁
13 燃料供給量調整弁
20 バーナ
30 空気供給路
1
4
6 Control device 61 Control unit 62
11 On-off
Claims (3)
供給される燃焼用空気の流量を検出する空気流量検出手段と、
前記空気流量検出手段によって検出された燃焼用空気の流量に応じて供給する燃料の流量を調整する燃料流量調整手段とを備え、
前記燃料流量調整手段は、
第1の燃焼量が設定されているときには第1の目標空気比となるように、前記空気流量検出手段によって検出された燃焼用空気の流量に応じて燃料の流量を調整し、
第2の燃焼量が設定されているときには第2の目標空気比となるように、前記空気流量検出手段によって検出された燃焼用空気の流量に応じて燃料の流量を調整し、
前記第1の燃焼量から前記第2の燃焼量へ移行する移行期間においては前記第1の目標空気比と前記第2の目標空気比との間における空気比を目標空気比として設定し、当該目標空気比となるように前記空気流量検出手段によって検出された燃焼用空気の流量に応じて燃料の流量を調整する、ボイラ。 A supply means for supplying combustion air at a flow rate corresponding to a set combustion amount;
An air flow rate detection means for detecting a flow rate of the supplied combustion air;
a fuel flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of fuel to be supplied in accordance with the flow rate of the combustion air detected by the air flow rate detecting means,
The fuel flow rate adjusting means includes:
adjusting a flow rate of fuel in accordance with a flow rate of combustion air detected by the air flow rate detection means so as to achieve a first target air ratio when a first combustion amount is set;
adjusting the flow rate of fuel in accordance with the flow rate of combustion air detected by the air flow rate detection means so as to achieve a second target air ratio when a second combustion amount is set;
a target air ratio is set to an air ratio between the first target air ratio and the second target air ratio during a transition period from the first combustion amount to the second combustion amount, and the flow rate of fuel is adjusted in accordance with the flow rate of combustion air detected by the air flow detection means so as to achieve the target air ratio.
2. The boiler according to claim 1, wherein the fuel flow rate adjustment means subtracts the first target air ratio from the second target air ratio, divides the result by a predetermined transition time required for the supply means to supply a flow rate corresponding to the second combustion amount, multiplies the result by the time elapsed since the transition from the first combustion amount to the second combustion amount began, and adds the result to the first target air ratio, and sets the air ratio obtained as the target air ratio during the transition period.
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