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JP7674855B2 - Burner system and combustion control method thereof - Google Patents
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JP7674855B2 - Burner system and combustion control method thereof - Google Patents

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Description

本開示は、バーナシステム及びその燃焼制御方法に関する。 This disclosure relates to a burner system and a combustion control method thereof.

特許文献1には、ボイラの排ガス中の煤塵、窒素酸化物、酸素又は一酸化炭素の量を検出するセンサと、このセンサによる検出信号に基づいてバーナへの燃料供給量を調整する調整弁とを備えたボイラ用燃料調整装置が開示されている。
特許文献2には、ガスタービン発電システムの安定的な運転を図るために、燃料ガスの熱量を測定し、熱量に応じて減熱ガスや増熱ガスを添加することが記載されている。
Patent Document 1 discloses a fuel adjustment device for a boiler that includes a sensor that detects the amount of soot, nitrogen oxides, oxygen, or carbon monoxide in the exhaust gas from the boiler, and an adjustment valve that adjusts the amount of fuel supplied to the burner based on the detection signal from the sensor.
Patent Document 2 describes that in order to ensure stable operation of a gas turbine power generation system, the calorific value of fuel gas is measured and heat reducing gas or heat increasing gas is added depending on the calorific value.

特開2008‐157553号公報JP 2008-157553 A 特開2004‐190633号公報JP 2004-190633 A

ところで、メインバーナの燃料として不活性ガスの含有率が高い燃料を使用する場合、メインバーナを保炎するためのパイロットバーナが使用されることがある。この場合、不活性ガスの成分が変化した場合、燃焼不良や失火が発生する可能性がある。この対策として、パイロットバーナの燃焼量を増加させることが考えられるが、燃料を過剰に供給することは燃料コストの増加等を招くため好ましくない。また、特許文献1及び2に記載の構成は、パイロットバーナを備えるものではないため、パイロットバーナの燃焼量の調整については開示されていない。 When fuel with a high content of inert gas is used as fuel for the main burner, a pilot burner may be used to maintain the flame of the main burner. In this case, if the composition of the inert gas changes, poor combustion or misfire may occur. One possible solution to this problem would be to increase the combustion amount of the pilot burner, but supplying excess fuel is not desirable as it leads to increased fuel costs, etc. In addition, the configurations described in Patent Documents 1 and 2 do not include a pilot burner, and therefore do not disclose how to adjust the combustion amount of the pilot burner.

上述の事情に鑑みて、本開示は、不活性ガスを含む燃料を使用するメインバーナと、パイロットバーナを備えるバーナシステムに関して、メインバーナの安定燃焼を図りつつパイロットバーナに過剰な燃料を供給することを抑制することができるバーナシステムおよびその制御方法を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present disclosure aims to provide a burner system and a control method thereof that is capable of preventing the supply of excess fuel to the pilot burner while ensuring stable combustion of the main burner, for a burner system equipped with a pilot burner and a main burner that uses fuel containing an inert gas.

上記目的を達成するため、本開示の少なくとも一実施形態に係るバーナシステムは、
不活性ガスを含む第1燃料ガスが供給されるメインバーナと、
前記メインバーナの火炎を保炎するためのパイロットバーナと、
前記メインバーナに供給される前記第1燃料ガスを分析して前記第1燃料ガスの成分に関する情報を取得するように構成された第1分析部と、
前記第1分析部によって取得した前記第1燃料ガスの成分に関する情報に基づいて、前記パイロットバーナに供給する第2燃料ガス及び空気の流量を調整するように構成された流量調整装置と、
を備える。
上記目的を達成するため、本開示の少なくとも一実施形態に係るバーナシステムの燃焼制御方法は、
不活性ガスを含む第1燃料ガスが供給されるメインバーナと、
前記メインバーナの火炎を保炎するためのパイロットバーナと、
を備えるバーナシステムの燃焼制御方法であって、
前記メインバーナに供給される前記第1燃料ガスを分析して前記第1燃料ガスの成分に関する情報を取得する分析ステップと、
前記分析ステップによって取得した前記第1燃料ガスの成分に関する情報に基づいて、前記パイロットバーナに供給する第2燃料ガス及び空気の流量を調整する流量調整ステップと、
を備える。
In order to achieve the above object, a burner system according to at least one embodiment of the present disclosure comprises:
a main burner to which a first fuel gas containing an inert gas is supplied;
a pilot burner for maintaining the flame of the main burner;
a first analysis unit configured to analyze the first fuel gas supplied to the main burner to obtain information about components of the first fuel gas;
a flow rate control device configured to control flow rates of a second fuel gas and air to be supplied to the pilot burner based on information on components of the first fuel gas acquired by the first analysis unit; and
Equipped with.
In order to achieve the above object, a combustion control method for a burner system according to at least one embodiment of the present disclosure includes:
a main burner to which a first fuel gas containing an inert gas is supplied;
a pilot burner for maintaining the flame of the main burner;
A combustion control method for a burner system comprising:
an analysis step of analyzing the first fuel gas supplied to the main burner to obtain information regarding components of the first fuel gas;
a flow rate adjusting step of adjusting flow rates of the second fuel gas and air supplied to the pilot burner based on information about components of the first fuel gas acquired by the analysis step;
Equipped with.

本開示によれば、不活性ガスを含む燃料を使用するメインバーナと、パイロットバーナとを備えるバーナシステムに関して、メインバーナの安定燃焼を図りつつパイロットバーナに過剰な燃料を供給することを抑制することができるバーナシステムおよびその制御方法が提供される。 According to the present disclosure, for a burner system equipped with a main burner that uses fuel containing an inert gas and a pilot burner, a burner system and a control method thereof are provided that can suppress the supply of excess fuel to the pilot burner while ensuring stable combustion of the main burner.

一実施形態に係るバーナシステム4を含むボイラ100の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a boiler 100 including a burner system 4 according to an embodiment. バーナ装置6の構成の一例を示す概略側断面図である。2 is a schematic cross-sectional side view showing an example of the configuration of a burner device 6. FIG. 図2に示したバーナ装置6の概略正面図(火炉2内から視た図)である。FIG. 3 is a schematic front view of the burner device 6 shown in FIG. 2 (as viewed from inside the furnace 2). 燃焼制御装置24のハードウェア構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a combustion control device 24. 上記バーナシステム4の燃焼制御装置24による燃焼制御フローの一例を示す概略図である。4 is a schematic diagram showing an example of a combustion control flow by a combustion control device 24 of the burner system 4. FIG. ボイラ100の負荷とパイロット燃料ガスの流量との関係を示すマップの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a map showing the relationship between the load of the boiler 100 and the flow rate of pilot fuel gas. バーナ装置6の燃焼領域におけるメタンの濃度と空気の濃度とCO2の濃度との組み合わせの点によって定まる燃焼状態について、燃焼制御装置による燃焼制御の一例を示している。An example of combustion control by a combustion control device is shown for a combustion state determined by a combination of the methane concentration, the air concentration, and the CO2 concentration in the combustion region of the burner device 6. 図7におけるメタン、空気及びCOの濃度の見方を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining how to view the concentrations of methane, air, and CO2 in FIG. 7. バーナシステム4の燃焼制御装置24による燃焼制御フローの他の一例を示す概略図である。4 is a schematic diagram showing another example of a combustion control flow by the combustion control device 24 of the burner system 4. FIG.

以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of components described as the embodiments or shown in the drawings are merely illustrative examples and are not intended to limit the scope of the invention.
For example, expressions expressing relative or absolute configuration, such as "in a certain direction,""along a certain direction,""parallel,""orthogonal,""center,""concentric," or "coaxial," not only strictly express such a configuration, but also express a state in which there is a relative displacement with a tolerance or an angle or distance to the extent that the same function is obtained.
For example, expressions indicating that things are in an equal state, such as "identical,""equal," and "homogeneous," not only indicate a state of strict equality, but also indicate a state in which there is a tolerance or a difference to the extent that the same function is obtained.
For example, expressions describing shapes such as a rectangular shape or a cylindrical shape do not only refer to rectangular shapes, cylindrical shapes, etc. in the strict geometric sense, but also refer to shapes that include uneven portions, chamfered portions, etc., to the extent that the same effect can be obtained.
On the other hand, the expressions "comprise,""include,""have,""includes," or "have" of one element are not exclusive expressions excluding the presence of other elements.

図1は、一実施形態に係るバーナシステム4を含むボイラ100の概略構成図である。
図1に示すように、ボイラ100は、火炉2及びバーナシステム4を備える。ボイラ100の用途は特に限定されないが、ボイラ100は例えば舶用ボイラであってもよい。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a boiler 100 including a burner system 4 according to one embodiment.
1, the boiler 100 includes a furnace 2 and a burner system 4. The application of the boiler 100 is not particularly limited, and the boiler 100 may be, for example, a marine boiler.

バーナシステム4は、バーナ装置6、メイン燃料ライン8、空気ライン10、パイロット燃料ライン12、排気ライン13、流量制御弁14、流量計15、ファン16、流量制御弁18、流量計19、第1分析器20、第2分析器22及び燃焼制御装置24を含む。 The burner system 4 includes a burner device 6, a main fuel line 8, an air line 10, a pilot fuel line 12, an exhaust line 13, a flow control valve 14, a flow meter 15, a fan 16, a flow control valve 18, a flow meter 19, a first analyzer 20, a second analyzer 22, and a combustion control device 24.

まず、バーナ装置6の構成の一例について、図2及び図3を用いて説明する。図2は、バーナ装置6の構成の一例を示す概略側断面図であり、図3は、図2に示したバーナ装置6の概略正面図(火炉2内から視た図)である。 First, an example of the configuration of the burner device 6 will be described with reference to Figures 2 and 3. Figure 2 is a schematic cross-sectional side view showing an example of the configuration of the burner device 6, and Figure 3 is a schematic front view (as seen from inside the furnace 2) of the burner device 6 shown in Figure 2.

図2及び図3に示すように、バーナ装置6は、バーナー本体25と、風箱26と、バーナー本体25の中央に配置されたパイロットガスノズル30と、パイロットガスノズル30の周囲にパイロットガスノズル30に沿って配置された複数のメインガスノズル28(図示する例では6本のメインガスノズル28)と、バーナー本体25内の空気流路29に配置されてバーナ装置6の出口に空気の旋回流れを形成するスワラ32と、を含む。パイロットガスノズル30と、バーナー本体25内におけるパイロットガスノズル30の周囲の空気流路29とは、パイロットバーナ36を構成し、複数のメインガスノズル28と、バーナー本体25内における各メインガスノズル28の周囲の空気流路29とは、メインバーナ34を構成する。 2 and 3, the burner device 6 includes a burner body 25, a wind box 26, a pilot gas nozzle 30 arranged in the center of the burner body 25, a plurality of main gas nozzles 28 (six main gas nozzles 28 in the illustrated example) arranged around the pilot gas nozzle 30 along the pilot gas nozzle 30, and a swirler 32 arranged in an air flow path 29 in the burner body 25 to form a swirling flow of air at the outlet of the burner device 6. The pilot gas nozzle 30 and the air flow path 29 around the pilot gas nozzle 30 in the burner body 25 constitute a pilot burner 36, and the plurality of main gas nozzles 28 and the air flow path 29 around each main gas nozzle 28 in the burner body 25 constitute a main burner 34.

メインガスノズル28の各々は、メイン燃料ライン8(図1参照)に接続しており、メイン燃料ライン8から供給された不活性ガスを含むメイン燃料ガスを火炉2内に向けて噴射する。メイン燃料ガスは、例えばメタン等の炭化水素ガス及び不活性ガスとしてのCOを含む。パイロットガスノズル30は、パイロット燃料ライン12(図1参照)に接続しており、パイロット燃料ライン12から供給されたパイロット燃料ガスを火炉2内に向けて噴射する。パイロット燃料ガスは、例えばメタン等の炭化水素ガスを含む。パイロット燃料ガスにおける不活性ガスの割合は、メイン燃料ガスにおける不活性ガスの割合より小さいか0である。風箱26は、空気ライン10(図1参照)に接続しており、空気ライン10から風箱26に供給された空気はスワラ32によって旋回流れとなって火炉2内に供給される。 Each of the main gas nozzles 28 is connected to the main fuel line 8 (see FIG. 1 ) and injects the main fuel gas containing an inert gas supplied from the main fuel line 8 into the furnace 2. The main fuel gas contains a hydrocarbon gas such as methane and CO 2 as an inert gas. The pilot gas nozzle 30 is connected to the pilot fuel line 12 (see FIG. 1 ) and injects the pilot fuel gas supplied from the pilot fuel line 12 into the furnace 2. The pilot fuel gas contains a hydrocarbon gas such as methane. The proportion of the inert gas in the pilot fuel gas is less than the proportion of the inert gas in the main fuel gas or is zero. The wind box 26 is connected to the air line 10 (see FIG. 1 ), and the air supplied from the air line 10 to the wind box 26 is turned into a swirling flow by a swirler 32 and supplied into the furnace 2.

メインバーナ34は、メイン燃料ライン8から供給されたCOを含むメイン燃料ガスを複数のメインガスノズル28から噴射し、スワラ32によって生成された空気の旋回流れと混合して燃焼させることで火炎を形成する。パイロットバーナ36は、パイロット燃料ライン12から供給されたパイロット燃料ガスをパイロットガスノズル30から噴射し、スワラ32によって生成された空気の旋回流れと混合して燃焼させることで火炎を形成し、メインバーナ34の火炎を保炎する。 The main burner 34 injects the main fuel gas containing CO2 supplied from the main fuel line 8 from the multiple main gas nozzles 28, mixes it with the swirling air flow generated by the swirler 32, and combusts it to form a flame. The pilot burner 36 injects the pilot fuel gas supplied from the pilot fuel line 12 from the pilot gas nozzles 30, mixes it with the swirling air flow generated by the swirler 32, and combusts it to form a flame, and holds the flame of the main burner 34.

図1に戻り、メイン燃料ライン8には、流量制御弁14、流量計15及び第1分析器20が設けられている。流量制御弁14は、メイン燃料ライン8からメインバーナ34へ供給するメイン燃料ガスの流量を調節可能に構成されている。流量計15は、メインバーナ34に供給するメイン燃料ガスの流量を計測するように構成されている。流量計15の種類は特に限定されず、例えばコリオリ式流量計、差圧式流量計又は超音波式流量計等であってもよい。第1分析器20は、メインバーナ34へ供給するメイン燃料ガスを分析して、メイン燃料ガスの成分に関する情報を取得する。第1分析器20は、メイン燃料ガスの成分に関する情報として、メイン燃料ガスの組成に関する情報、例えばメイン燃料ガスに含まれる各種炭化水素(メタン、エタン及びプロパン等)の濃度と、メイン燃料ガスに含まれるCOの濃度を取得する。なお、第1分析器20は、例えばIR(赤外線)式であってもよいし、ガスクロマトグラフであってもよい。 Returning to FIG. 1 , the main fuel line 8 is provided with a flow control valve 14, a flow meter 15, and a first analyzer 20. The flow control valve 14 is configured to be able to adjust the flow rate of the main fuel gas supplied from the main fuel line 8 to the main burner 34. The flow meter 15 is configured to measure the flow rate of the main fuel gas supplied to the main burner 34. The type of the flow meter 15 is not particularly limited, and may be, for example, a Coriolis flow meter, a differential pressure flow meter, or an ultrasonic flow meter. The first analyzer 20 analyzes the main fuel gas supplied to the main burner 34 to obtain information on the components of the main fuel gas. The first analyzer 20 obtains, as information on the components of the main fuel gas, information on the composition of the main fuel gas, such as the concentrations of various hydrocarbons (methane, ethane, propane, etc.) contained in the main fuel gas and the concentration of CO 2 contained in the main fuel gas. The first analyzer 20 may be, for example, an IR (infrared) type or a gas chromatograph.

空気ライン10には、ファン16が設けられており、バーナ装置6への空気の供給量は、バーナ装置6への燃料供給量に応じて後述の燃焼制御装置24が例えばファン16の回転数を制御することによって調節される。バーナ装置6への空気の供給量は、ファン16の下流に不図示のベーンを設けてベーンの開度によって調整してもよく、この場合は、バーナ装置6への燃料供給量に応じて燃焼制御装置24がベーンの開度を調整する。 A fan 16 is provided in the air line 10, and the amount of air supplied to the burner device 6 is adjusted by a combustion control device 24 (described later) controlling, for example, the rotation speed of the fan 16 according to the amount of fuel supplied to the burner device 6. The amount of air supplied to the burner device 6 may be adjusted by the opening degree of a vane (not shown) provided downstream of the fan 16, in which case the combustion control device 24 adjusts the opening degree of the vane according to the amount of fuel supplied to the burner device 6.

パイロット燃料ライン12には、流量制御弁18及び流量計19が設けられている。流量制御弁18は、パイロット燃料ライン12からパイロットバーナ36へ供給するパイロット燃料ガスの流量を調節可能に構成されている。流量計19は、パイロットバーナ36へ供給するパイロット燃料ガスの流量を計測するように構成されている流量計15の種類は特に限定されず、例えばコリオリ式流量計、差圧式流量計又は超音波式流量計等であってもよい。 The pilot fuel line 12 is provided with a flow control valve 18 and a flow meter 19. The flow control valve 18 is configured to be able to adjust the flow rate of the pilot fuel gas supplied from the pilot fuel line 12 to the pilot burner 36. The flow meter 19 is configured to measure the flow rate of the pilot fuel gas supplied to the pilot burner 36. There is no particular limitation on the type of flow meter 15, and it may be, for example, a Coriolis flow meter, a differential pressure flow meter, or an ultrasonic flow meter.

排気ライン13には、第2分析器22が設けられている。第2分析器22は、排気ライン13を流れるボイラ100の排ガスを分析して、該排ガスに含まれる未燃の燃料成分の濃度(例えば排ガス中の未燃HCの濃度及びCOの濃度)を取得する。第2分析器22は、例えばIR(赤外線)式であってもよいし、ガスクロマトグラフであってもよい。 The exhaust line 13 is provided with a second analyzer 22. The second analyzer 22 analyzes the exhaust gas from the boiler 100 flowing through the exhaust line 13 to obtain the concentration of unburned fuel components contained in the exhaust gas (e.g., the concentration of unburned HC and the concentration of CO in the exhaust gas). The second analyzer 22 may be, for example, an IR (infrared) type or a gas chromatograph.

燃焼制御装置24は、バーナ装置6の燃焼状態を制御するように構成されている。燃焼制御装置24には、流量計15、流量計19、第1分析器20及び第2分析器22の出力が入力される。燃焼制御装置24は、入力された情報に基づいてファン16、流量制御弁14及び流量制御弁18を制御することにより、メインバーナ34の安定燃焼を図りつつパイロットバーナ36に過剰な燃料を供給することを抑制するように、バーナ装置6の燃焼状態を制御する。燃焼制御装置24による燃焼制御の詳細については後述する。 The combustion control device 24 is configured to control the combustion state of the burner device 6. The outputs of the flowmeter 15, the flowmeter 19, the first analyzer 20, and the second analyzer 22 are input to the combustion control device 24. The combustion control device 24 controls the fan 16, the flow control valve 14, and the flow control valve 18 based on the input information, thereby controlling the combustion state of the burner device 6 so as to suppress the supply of excessive fuel to the pilot burner 36 while ensuring stable combustion of the main burner 34. Details of the combustion control by the combustion control device 24 will be described later.

なお、上記の例示的な実施形態では、上記メイン燃料ライン8、空気ライン10、パイロット燃料ライン12、流量制御弁14、流量計15、ファン16、流量制御弁18、流量計19、第1分析器20、第2分析器22及び燃焼制御装置24は、流量調整装置60を構成する。 In the above exemplary embodiment, the main fuel line 8, the air line 10, the pilot fuel line 12, the flow control valve 14, the flow meter 15, the fan 16, the flow control valve 18, the flow meter 19, the first analyzer 20, the second analyzer 22, and the combustion control device 24 constitute a flow adjustment device 60.

図4は、燃焼制御装置24のハードウェア構成の一例を示す図である。図5は、上記バーナシステム4の燃焼制御装置24による燃焼制御フローの一例を示す概略図である。 Figure 4 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the combustion control device 24. Figure 5 is a schematic diagram showing an example of the combustion control flow by the combustion control device 24 of the burner system 4.

図4に示すように、燃焼制御装置24は、例えばプロセッサ72、RAM(Random Access Memory)74、ROM(Read Only Memory)76、HDD (Hard Disk Drive)78、入力I/F80、及び出力I/F82を含み、これらがバス84を介して互いに接続されたコンピュータを用いて構成される。なお、燃焼制御装置24のハードウェア構成は上記に限定されず、制御回路と記憶装置との組み合わせにより構成されてもよい。また燃焼制御装置24は、燃焼制御装置24の各機能を実現するプログラムをコンピュータが実行することにより構成される。以下で説明する燃焼制御装置24における各部の機能は、例えばROM76に保持されるプログラムをRAM74にロードしてプロセッサ72で実行するとともに、RAM74やROM76におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。 As shown in FIG. 4, the combustion control device 24 includes, for example, a processor 72, a RAM (Random Access Memory) 74, a ROM (Read Only Memory) 76, a HDD (Hard Disk Drive) 78, an input I/F 80, and an output I/F 82, and is configured using a computer in which these are connected to each other via a bus 84. Note that the hardware configuration of the combustion control device 24 is not limited to the above, and may be configured by a combination of a control circuit and a storage device. The combustion control device 24 is also configured by a computer executing a program that realizes each function of the combustion control device 24. The functions of each part of the combustion control device 24 described below are realized, for example, by loading a program stored in the ROM 76 into the RAM 74 and executing it with the processor 72, and by reading and writing data in the RAM 74 and the ROM 76.

図5に例示する燃焼制御装置24は、マップ選択部40、記憶部42、パイロット目標流量演算部44、PID制御部46、メイン目標流量演算部48、PID制御部50、アラーム信号生成部52及びボイラ停止信号生成部54を含む。 The combustion control device 24 illustrated in FIG. 5 includes a map selection unit 40, a memory unit 42, a pilot target flow rate calculation unit 44, a PID control unit 46, a main target flow rate calculation unit 48, a PID control unit 50, an alarm signal generation unit 52, and a boiler stop signal generation unit 54.

マップ選択部40は、メイン燃料ガスに含まれるCOの濃度の範囲毎に記憶部42に保存されたボイラ100の負荷とパイロット燃料ガスの流量との関係を示す複数のマップの中から、第1分析器20によって取得したCOの濃度に対応するマップ(図6参照)を選択する。図5に示す例では、メイン燃料ガスに含まれるCOの濃度の3つの範囲(高濃度、中濃度、低濃度)にそれぞれ対応する3つのマップが記憶部42に保存されており、第1分析器20によって取得したCOの濃度に対応するマップを3つのマップの中から選択する。 The map selection unit 40 selects a map (see FIG. 6 ) corresponding to the CO 2 concentration acquired by the first analyzer 20 from among a plurality of maps showing the relationship between the load of the boiler 100 and the flow rate of the pilot fuel gas, which are stored in the memory unit 42 for each range of the CO 2 concentration contained in the main fuel gas. In the example shown in FIG. 5 , three maps corresponding to three ranges (high concentration, medium concentration, low concentration) of the CO 2 concentration contained in the main fuel gas are stored in the memory unit 42, and the map corresponding to the CO 2 concentration acquired by the first analyzer 20 is selected from the three maps.

パイロット目標流量演算部44は、マップ選択部40によって選択したマップとボイラ100の負荷とに応じて定まるパイロット燃料ガスの流量Fp0に対して、第1分析器20によって取得したメイン燃料ガスに含まれるCOの濃度X1と選択したマップ毎の基準濃度Cとの差(X1-C)に応じて、パイロット燃料ガスの目標流量Fptを変化させる。すなわち、パイロット目標流量演算部44は、第1分析器20によって取得したメイン燃料ガスに含まれるCOの濃度X1とマップ選択部40によって選択したマップ毎の基準濃度Cとの差(X1-C)が大きくなるほど、マップ選択部40によって選択したマップとボイラ100の負荷とに応じて定まるパイロット燃料ガスの流量Fp0に対してパイロット燃料ガスの目標流量Fptを増加させる。パイロット燃料ガスの流量はCOの濃度X1に基づくフィードフォワード制御によって最適化される。幾つかの実施形態では、パイロット目標流量演算部44は、上記の差(X1-C)が第1閾値を超えるまでは、マップ選択部40によって選択したマップとボイラ100の負荷とに応じて定まるパイロット燃料ガスの流量Fp0をパイロット燃料ガスの目標流量Fptとし、上記の差(X1-C)が第1閾値を超えた場合に、上記の差(X1-C)が大きくなるほど、パイロット燃料ガスの上記流量Fp0に対してパイロット燃料ガスの目標流量Fptを増加させてもよい。これにより目標流量Fptを過度に頻繁に変更することを抑制し、燃焼状態を安定させることができる。なお、上記第1閾値は、例えば燃焼状態が悪化する方向に変化すると考えられるポイントに対応する値に設定してもよい。 The pilot target flow rate calculation unit 44 changes the target flow rate Fpt of the pilot fuel gas in accordance with the difference (X1-C) between the concentration X1 of CO 2 contained in the main fuel gas acquired by the first analyzer 20 and the reference concentration C for each selected map, with respect to the flow rate Fp0 of the pilot fuel gas determined in accordance with the map selected by the map selection unit 40 and the load of the boiler 100. That is, the pilot target flow rate calculation unit 44 increases the target flow rate Fpt of the pilot fuel gas with respect to the flow rate Fp0 of the pilot fuel gas determined in accordance with the map selected by the map selection unit 40 and the load of the boiler 100, as the difference (X1-C) between the concentration X1 of CO 2 contained in the main fuel gas acquired by the first analyzer 20 and the reference concentration C for each map selected by the map selection unit 40 increases. The flow rate of the pilot fuel gas is optimized by feedforward control based on the concentration X1 of CO 2 . In some embodiments, the pilot target flow rate calculation unit 44 may set the pilot fuel gas flow rate Fp0 determined according to the map selected by the map selection unit 40 and the load of the boiler 100 as the target flow rate Fpt of the pilot fuel gas until the difference (X1-C) exceeds a first threshold value, and when the difference (X1-C) exceeds the first threshold value, may increase the target flow rate Fpt of the pilot fuel gas relative to the flow rate Fp0 of the pilot fuel gas as the difference (X1-C) increases. This makes it possible to suppress excessively frequent changes in the target flow rate Fpt and stabilize the combustion state. Note that the first threshold value may be set to a value corresponding to a point at which the combustion state is considered to change in a worsening direction, for example.

また、パイロット目標流量演算部44は、第2分析器22によって取得した排気ライン13を流れるボイラ100の排ガスに含まれる未燃の燃料成分及び燃焼不良の際に生じる成分の少なくとも一方の濃度が成分毎の閾値を超えた場合に、マップ選択部40によって選択したマップとボイラ100の負荷とに応じて定まるパイロット燃料ガスの流量Fp0に対してパイロット燃料ガスの目標流量Fptを増加させる。例えば、パイロット目標流量演算部44は、第2分析器22によって取得した排気ライン13を流れるボイラ100の排ガスに含まれる未燃HCの濃度X2が第2閾値を超えた場合に、マップ選択部40によって選択したマップとボイラ100の負荷とに応じて定まるパイロット燃料ガスの流量Fp0に対してパイロット燃料ガスの目標流量Fptを増加させる。ここで、第2閾値は、燃焼不良と判定される未燃HCの濃度である。また、パイロット目標流量演算部44は、第2分析器22によって取得した排気ライン13を流れるボイラ100の排ガスに含まれるCOの濃度X3が第3閾値を超えた場合に、マップ選択部40によって選択したマップとボイラ100の負荷とに応じて定まるパイロット燃料ガスの流量Fp0に対してパイロット燃料ガスの目標流量Fptを増加させる。ここで、第3閾値は、燃焼不良と判定されるCOの濃度である。パイロット燃料ガスの流量はボイラ100の排ガスに含まれる未燃の燃料成分の濃度及び燃焼不良の際に生じる成分の濃度に基づくフィードバック制御によって最適化される。 In addition, when the concentration of at least one of the unburned fuel components contained in the exhaust gas of the boiler 100 flowing through the exhaust line 13 acquired by the second analyzer 22 and the components generated during poor combustion exceeds the threshold value for each component, the pilot target flow rate calculation unit 44 increases the target flow rate Fpt of the pilot fuel gas relative to the flow rate Fp0 of the pilot fuel gas determined according to the map selected by the map selection unit 40 and the load of the boiler 100. For example, when the concentration X2 of unburned HC contained in the exhaust gas of the boiler 100 flowing through the exhaust line 13 acquired by the second analyzer 22 exceeds the second threshold, the pilot target flow rate calculation unit 44 increases the target flow rate Fpt of the pilot fuel gas relative to the flow rate Fp0 of the pilot fuel gas determined according to the map selected by the map selection unit 40 and the load of the boiler 100. Here, the second threshold is the concentration of unburned HC that is determined to be poor combustion. In addition, when the concentration X3 of CO contained in the exhaust gas of the boiler 100 flowing through the exhaust line 13 acquired by the second analyzer 22 exceeds the third threshold, the pilot target flow rate calculation unit 44 increases the target flow rate Fpt of the pilot fuel gas relative to the flow rate Fp0 of the pilot fuel gas determined according to the map selected by the map selection unit 40 and the load of the boiler 100. Here, the third threshold is the concentration of CO at which poor combustion is determined. The flow rate of the pilot fuel gas is optimized by feedback control based on the concentration of unburned fuel components contained in the exhaust gas of the boiler 100 and the concentration of components that occur during poor combustion.

PID制御部46は、パイロット目標流量演算部44から出力された目標流量Fptと、流量計19によって計測されたパイロット燃料ガスの流量とに基づいて、流量制御弁18の開度を操作対象とするPID制御を行うことにより、パイロットバーナ36に供給するパイロット燃料ガスの流量を調整する。 The PID control unit 46 adjusts the flow rate of the pilot fuel gas supplied to the pilot burner 36 by performing PID control that manipulates the opening of the flow control valve 18 based on the target flow rate Fpt output from the pilot target flow rate calculation unit 44 and the flow rate of the pilot fuel gas measured by the flow meter 19.

メイン目標流量演算部48は、ボイラ100の蒸気の需要量に応じて定まる燃料流量(燃料需要量)から、パイロット目標流量演算部44から出力された目標流量Fptを熱量換算で減じることにより、メインバーナ34に供給するメイン燃料ガスの目標流量Fmtを算出する。 The main target flow rate calculation unit 48 calculates the target flow rate Fmt of the main fuel gas to be supplied to the main burner 34 by subtracting the target flow rate Fpt output from the pilot target flow rate calculation unit 44 in terms of heat value from the fuel flow rate (fuel demand) determined according to the steam demand of the boiler 100.

PID制御部50は、メイン目標流量演算部48から出力された目標流量Fmtと、流量計15によって計測されたメイン燃料ガスの流量とに基づいて、流量制御弁14を操作対象とするPID制御を行うことにより、メインバーナ34に供給するメイン燃料ガスの流量を調整する。 The PID control unit 50 adjusts the flow rate of the main fuel gas supplied to the main burner 34 by performing PID control with the flow control valve 14 as the operation target based on the target flow rate Fmt output from the main target flow rate calculation unit 48 and the flow rate of the main fuel gas measured by the flow meter 15.

アラーム信号生成部52は、第1分析器20によって取得したCOの濃度X1と、マップ選択部40によって選択したマップ毎の基準濃度Cとの差(X1-C)が第4閾値を超えた場合に、失火が生じる可能性を警告するためのアラーム信号を生成する。なお、第4閾値は、第1閾値よりも大きな値である。また、アラーム信号生成部52は、第2分析器22によって取得した排気ライン13を流れるボイラ100の排ガスに含まれる未燃の燃料成分の濃度(例えば上記濃度X2)が第5閾値を超えた場合に、失火が生じる可能性を警告するためのアラーム信号を生成する。なお、第5閾値は、第2閾値よりも大きな値である。アラーム信号生成部52は、第2分析器22によって取得した排気ライン13を流れるボイラ100の排ガスに含まれる燃焼不良の際に生じる成分の濃度(例えば上記濃度X3)が第6閾値を超えた場合に、失火が生じる可能性を警告するためのアラーム信号を生成する。なお、第6閾値は、第3閾値よりも大きな値である。また、アラーム信号は、不図示のディスプレイ等に警告を表示するための信号であってもよいし、警報器等を作動させるための信号であってもよいし、その他の警告手段を作動させるための信号であってもよい。 The alarm signal generating unit 52 generates an alarm signal for warning of the possibility of misfire when the difference (X1-C) between the concentration X1 of CO 2 acquired by the first analyzer 20 and the reference concentration C for each map selected by the map selecting unit 40 exceeds a fourth threshold. The fourth threshold is a value greater than the first threshold. The alarm signal generating unit 52 generates an alarm signal for warning of the possibility of misfire when the concentration (e.g., the above-mentioned concentration X2) of the unburned fuel component contained in the exhaust gas of the boiler 100 flowing through the exhaust line 13 acquired by the second analyzer 22 exceeds a fifth threshold. The fifth threshold is a value greater than the second threshold. The alarm signal generating unit 52 generates an alarm signal for warning of the possibility of misfire when the concentration (e.g., the above-mentioned concentration X3) of the component generated during poor combustion contained in the exhaust gas of the boiler 100 flowing through the exhaust line 13 acquired by the second analyzer 22 exceeds a sixth threshold. The sixth threshold is a value greater than the third threshold. In addition, the alarm signal may be a signal for displaying a warning on a display (not shown), a signal for activating an alarm, or a signal for activating other warning means.

ボイラ停止信号生成部54は、第1分析器20によって取得したCOの濃度X1と、マップ選択部40によって選択したマップ毎の基準濃度Cとの差(X1-C)が第7閾値を超えた場合に、ボイラ100の運転を停止するためのボイラ停止信号を生成する。第7閾値は第4閾値よりも大きな値である。また、ボイラ停止信号生成部54は、第2分析器22によって取得した排気ライン13を流れるボイラ100の排ガスに含まれる未燃の燃料成分の濃度(例えば上記濃度X2)が第8閾値を超えた場合に、ボイラ100の運転を停止するためのボイラ停止信号を生成する。なお、第8閾値は、第5閾値よりも大きな値である。また、ボイラ停止信号生成部54は、第2分析器22によって取得した排気ライン13を流れるボイラ100の排ガスに含まれる燃焼不良の際に生じる成分の濃度(例えば上記濃度X3)が第9閾値を超えた場合に、ボイラ100の運転を停止するためのボイラ停止信号を生成する。なお、第9閾値は第6閾値よりも大きな値である。ボイラ停止信号は、ボイラ100の運転に係る各機器に送信されてボイラ100の運転を停止させる。 The boiler stop signal generating unit 54 generates a boiler stop signal for stopping the operation of the boiler 100 when the difference (X1-C) between the concentration X1 of CO 2 acquired by the first analyzer 20 and the reference concentration C for each map selected by the map selecting unit 40 exceeds a seventh threshold. The seventh threshold is a value greater than the fourth threshold. In addition, the boiler stop signal generating unit 54 generates a boiler stop signal for stopping the operation of the boiler 100 when the concentration (e.g., the above-mentioned concentration X2) of the unburned fuel component contained in the exhaust gas of the boiler 100 flowing through the exhaust line 13 acquired by the second analyzer 22 exceeds an eighth threshold. The eighth threshold is a value greater than the fifth threshold. In addition, the boiler stop signal generating unit 54 generates a boiler stop signal for stopping the operation of the boiler 100 when the concentration (e.g., the above-mentioned concentration X3) of the component generated during poor combustion contained in the exhaust gas of the boiler 100 flowing through the exhaust line 13 acquired by the second analyzer 22 exceeds a ninth threshold. The ninth threshold value is a value greater than the sixth threshold value. The boiler stop signal is transmitted to each device related to the operation of the boiler 100 to stop the operation of the boiler 100.

ここで、上記バーナシステム4が奏する作用効果について説明する。
従来、パイロットバーナの燃焼量は計画値(設計値)で決め、燃焼不良の発生の有無をオペレータが確認し、燃焼不良が生じたらオペレータが手動でパイロットバーナの燃料供給量及び空気量を調整していた。
Here, the effects of the burner system 4 will be described.
Conventionally, the combustion amount of the pilot burner was determined by a planned value (design value), and the operator checked whether or not poor combustion occurred. If poor combustion occurred, the operator manually adjusted the amount of fuel supplied to the pilot burner and the amount of air.

上記バーナシステム4によれば、第1分析器20によって取得したメイン燃料ガスの組成に関する情報に基づいて、パイロットバーナ36に供給する燃料ガスの流量及び空気の流量を自動で調整してパイロットバーナ36の燃焼量を調整している。これにより、メインバーナ34の燃焼不良の発生を抑制して安定燃焼を図りつつパイロットバーナ36に過剰な燃料を供給することを抑制することができ、燃料費を削減することができる。また、メイン燃料ガスの組成が変化しても、オペレータの技量によらず、メイン燃料ガスの組成の変化を考慮してパイロット燃料ガスの燃焼量を適切な燃焼量に調整することができ、ボイラ100を安全に利用できる。また、フィードフォワード制御にてパイロットバーナ36の燃焼量を最適化することにより、燃料の組成が変化した場合にバーナ装置6の失火を効果的に防ぐことができる。 According to the burner system 4, the flow rate of the fuel gas and the flow rate of the air supplied to the pilot burner 36 are automatically adjusted based on the information on the composition of the main fuel gas acquired by the first analyzer 20 to adjust the combustion amount of the pilot burner 36. This makes it possible to suppress the occurrence of poor combustion in the main burner 34 and achieve stable combustion while suppressing the supply of excess fuel to the pilot burner 36, thereby reducing fuel costs. In addition, even if the composition of the main fuel gas changes, the combustion amount of the pilot fuel gas can be adjusted to an appropriate combustion amount taking into account the change in the composition of the main fuel gas regardless of the skill of the operator, and the boiler 100 can be used safely. In addition, by optimizing the combustion amount of the pilot burner 36 by feedforward control, it is possible to effectively prevent misfire of the burner device 6 when the composition of the fuel changes.

また、不活性ガスを適切にボイラ100で燃焼することにより、排ガス中の未燃の燃料成分や燃焼不良に伴う有害物質の大気放出を抑制することができる。また、パイロットバーナ36の燃焼量を最適化することで、その運転状態における不活性ガスの燃焼量を最大化することができる。これにより、不活性ガスを大気中に放出することによる環境悪化を軽減することができる。 In addition, by appropriately burning the inert gas in the boiler 100, it is possible to suppress the release of unburned fuel components in the exhaust gas and harmful substances due to poor combustion into the atmosphere. In addition, by optimizing the combustion amount of the pilot burner 36, it is possible to maximize the combustion amount of the inert gas in that operating state. This makes it possible to reduce environmental deterioration caused by releasing the inert gas into the atmosphere.

また、メイン燃料ガスに含まれる不活性ガスであるCOの濃度に基づいてパイロットバーナ36に供給するパイロット燃料ガスの流量及び空気量を調整しているため、メイン燃料ガスのCOの濃度が変化しても、COの濃度の変化を考慮してパイロットバーナ36の燃焼量を適切な燃焼量に調整することができる。これにより、メインバーナ34の安定燃焼を図りつつパイロットバーナ36に過剰な燃料を供給することを効果的に抑制することができる。 In addition, since the flow rate of the pilot fuel gas and the amount of air supplied to the pilot burner 36 are adjusted based on the concentration of CO2 , which is an inert gas contained in the main fuel gas, even if the concentration of CO2 in the main fuel gas changes, the combustion amount of the pilot burner 36 can be adjusted to an appropriate combustion amount taking into account the change in the concentration of CO2 . This makes it possible to effectively prevent excessive fuel from being supplied to the pilot burner 36 while ensuring stable combustion of the main burner 34.

また、メイン燃料ガスに含まれるCOの濃度と基準濃度との差に応じて、パイロット燃料ガスの流量及び空気の流量を調整しているため、COの基準濃度が定められたメイン燃料ガスをメインバーナ34の燃料として使用する場合に、メインバーナ34の安定燃焼を図りつつパイロットバーナ36に過剰な燃料を供給することを抑制することができる。 Furthermore, since the flow rate of the pilot fuel gas and the flow rate of the air are adjusted according to the difference between the concentration of CO2 contained in the main fuel gas and the standard concentration, when main fuel gas with a set standard concentration of CO2 is used as fuel for the main burner 34, it is possible to suppress the supply of excessive fuel to the pilot burner 36 while ensuring stable combustion of the main burner 34.

また、ボイラ100の排ガスに含まれる未燃の燃料成分の濃度が閾値を超えた場合に、ボイラ100が燃焼不良状態にあると判断してパイロット燃料ガスの流量の流量及び空気の流量を増加させることにより、ボイラの燃焼状態に応じた適切な量のパイロット燃料ガスをパイロットバーナ36に供給することができる。したがって、メインバーナ34の安定燃焼を図りつつパイロットバーナ36に過剰な燃料を供給することを抑制することができる。 In addition, when the concentration of unburned fuel components contained in the exhaust gas of the boiler 100 exceeds a threshold value, it is determined that the boiler 100 is in a poor combustion state, and the flow rate of the pilot fuel gas and the flow rate of the air are increased, so that an appropriate amount of pilot fuel gas according to the combustion state of the boiler can be supplied to the pilot burner 36. Therefore, it is possible to suppress the supply of excessive fuel to the pilot burner 36 while ensuring stable combustion of the main burner 34.

また、第1分析器20によって取得したCOの濃度X1と、マップ選択部40によって選択したマップ毎の基準濃度Cとの差(X1-C)が第4閾値を超えた場合、第2分析器22によって取得した排気ライン13を流れるボイラ100の排ガスに含まれる未燃の燃料成分の濃度(例えば上記濃度X2)が第5閾値を超えた場合、又は、第2分析器22によって取得した排気ライン13を流れるボイラ100の排ガスに含まれる燃焼不良の際に生じる成分の濃度(例えば上記濃度X3)が第6閾値を超えた場合に、失火が生じる可能性を警告するためのアラーム信号を生成することにより、COの基準濃度が定められたメイン燃料ガスをメインバーナ34の燃料として使用する場合に、失火が生じる可能性を警告して適切な対処を促すことができる。 In addition, when the difference (X1-C) between the CO2 concentration X1 acquired by the first analyzer 20 and the reference concentration C for each map selected by the map selection unit 40 exceeds a fourth threshold value, when the concentration (e.g., the above-mentioned concentration X2) of the unburned fuel component contained in the exhaust gas of the boiler 100 flowing through the exhaust line 13 acquired by the second analyzer 22 exceeds a fifth threshold value, or when the concentration (e.g., the above-mentioned concentration X3) of the component generated during poor combustion contained in the exhaust gas of the boiler 100 flowing through the exhaust line 13 acquired by the second analyzer 22 exceeds a sixth threshold value, an alarm signal is generated to warn of the possibility of misfire, and appropriate measures can be taken when a main fuel gas for which a CO2 reference concentration is set is used as fuel for the main burner 34.

また、第1分析器20によって取得したCOの濃度Xと、マップ選択部40によって選択したマップ毎の基準濃度Cとの差(X1-C)が第7閾値を超えた場合、第2分析器22によって取得した排気ライン13を流れるボイラ100の排ガスに含まれる未燃の燃料成分の濃度(例えば上記濃度X2)が第8閾値を超えた場合、又は、第2分析器22によって取得した排気ライン13を流れるボイラ100の排ガスに含まれる燃焼不良の際に生じる成分の濃度(例えば上記濃度X3)が第9閾値を超えた場合に、ボイラ100の運転を停止するためのボイラ停止信号を生成することにより、COの基準濃度が定められたメイン燃料ガスをメインバーナ34の燃料として使用する場合にボイラ100に安全上のトラブル等が生じることを回避することができる。 In addition, when the difference (X1-C) between the CO2 concentration X acquired by the first analyzer 20 and the reference concentration C for each map selected by the map selection unit 40 exceeds a seventh threshold, when the concentration (e.g., the above-mentioned concentration X2) of the unburned fuel component contained in the exhaust gas of the boiler 100 flowing through the exhaust line 13 acquired by the second analyzer 22 exceeds an eighth threshold, or when the concentration (e.g., the above-mentioned concentration X3) of the component generated during poor combustion contained in the exhaust gas of the boiler 100 flowing through the exhaust line 13 acquired by the second analyzer 22 exceeds a ninth threshold, a boiler stop signal for stopping the operation of the boiler 100 is generated, thereby making it possible to avoid safety problems in the boiler 100 when using a main fuel gas for which a reference concentration of CO2 is set as fuel for the main burner 34.

幾つかの実施形態では、上記燃焼制御装置24は、パイロットバーナ36が停止した場合に、メインバーナ34へのメイン燃料ガスの供給を停止させるように構成されてもよい。なお、「パイロットバーナ36の停止」とは、パイロットバーナ36の燃焼の停止を意味し、オペレータの意図した停止及び保護装置による緊急停止の両方を含む。 In some embodiments, the combustion control device 24 may be configured to stop the supply of main fuel gas to the main burner 34 when the pilot burner 36 is stopped. Note that "stopping the pilot burner 36" means stopping the combustion of the pilot burner 36, and includes both an operator's intentional stop and an emergency stop caused by a protective device.

CO等の不活性ガスを一定割合以上含む燃料は単体では自燃できないため、メインバーナ34とパイロットバーナ36は同時に燃焼させる必要がある。このため、何らかの原因でパイロットバーナがトリップする場合には、上記のようにメインバーナ34もトリップさせることが望ましい。 Since fuel containing a certain percentage or more of an inert gas such as CO2 cannot burn by itself, it is necessary to burn the main burner 34 and the pilot burner 36 simultaneously. For this reason, if the pilot burner trips for some reason, it is desirable to also trip the main burner 34 as described above.

幾つかの実施形態では、例えば図7に示すように、上記燃焼制御装置24は、メイン燃料ガスの組成に基づいてパイロットバーナ36に供給する燃料ガスの流量を増加させる場合に、パイロットバーナ36に供給する燃料の流量を最適燃焼を実現する流量に対して一時的に過剰な流量まで増加させた後に、パイロットバーナ36に供給する空気の流量を増加させ、パイロットバーナに供給する燃料の流量を減少させてもよい。 In some embodiments, as shown in FIG. 7, for example, when the combustion control device 24 increases the flow rate of fuel gas supplied to the pilot burner 36 based on the composition of the main fuel gas, the flow rate of fuel supplied to the pilot burner 36 may be temporarily increased to a flow rate that is in excess of the flow rate that achieves optimal combustion, and then the flow rate of air supplied to the pilot burner 36 may be increased and the flow rate of fuel supplied to the pilot burner may be decreased.

図7の見方について図8を用いて説明する。図8に示すように、ある点Aにおけるメタンの濃度は、点Aから破線に平行に左側に進んだときに実線の三角形の左上の辺との交点によって定まり、該左上の辺に沿って上に向かうにつれて大きくなる。点Aにおける空気の濃度は、点Aから一点鎖線に平行に右下に進んだときに実線の三角形の底辺との交点によって定まり、該底辺に沿って左に向かうにつれて大きくなる。点AにおけるCOの濃度は、点Aから二点鎖線に平行に右上に進んだときに実線の三角形の右上の辺との交点によって定まり、該右上の辺に沿って下に向かうにつれて大きくなる。 How to read FIG. 7 will be explained with reference to FIG. 8. As shown in FIG. 8, the concentration of methane at a certain point A is determined by the intersection point with the upper left side of a solid triangle when moving from point A parallel to the dashed line to the left, and increases as one moves upward along the upper left side. The concentration of air at point A is determined by the intersection point with the base of a solid triangle when moving from point A parallel to the dashed line to the lower right, and increases as one moves left along the base. The concentration of CO 2 at point A is determined by the intersection point with the upper right side of a solid triangle when moving from point A parallel to the dashed line to the upper right, and increases as one moves downward along the upper right side.

図7は、バーナ装置6の燃焼領域におけるメタンの濃度と空気の濃度とCOの濃度との組み合わせの点によって定まる燃焼状態について、燃焼制御装置による燃焼制御の一例を示している。図7において、ある点P1は、最適燃焼状態(燃料ガスを過剰に消費することなく失火を生じずに安定燃焼している状態)を示す範囲S1の範囲内であったのに対し、点P1の燃焼状態からメイン燃料ガスのCOの濃度が増加してメタンの濃度が低下すると、失火の危険がある失火危険範囲S2内の点P2に燃焼状態が遷移する場合がある。このような場合に、燃焼制御装置24は、以下のように燃焼状態を点P3を経て点P4へ移行させる燃焼制御を行う。 Fig. 7 shows an example of combustion control by the combustion control device for a combustion state determined by a combination of the methane concentration, the air concentration, and the CO2 concentration in the combustion region of the burner device 6. In Fig. 7, a certain point P1 is within a range S1 showing an optimal combustion state (a state in which stable combustion occurs without excessive consumption of fuel gas and without misfire), but when the CO2 concentration of the main fuel gas increases and the methane concentration decreases from the combustion state of point P1, the combustion state may transition to point P2 within a misfire danger range S2 where there is a risk of misfire. In such a case, the combustion control device 24 performs combustion control to transition the combustion state to point P4 via point P3 as follows.

点P1から点P2に遷移する場合とは、例えば上述のように、第1分析器20によって取得したメイン燃料ガスに含まれるCOの濃度X1と選択したマップ毎の基準濃度Cとの差(X1-C)が第1閾値を超えた場合である。この場合、燃焼制御装置24は、パイロットバーナ36に供給する燃料の流量を、最適燃焼状態を実現する流量(範囲S1内の状態を実現する流量)に対して一時的に過剰な流量(例えば範囲S3内の点P3を実現する流量)まで増加させた後に、パイロットバーナ36に供給する空気の流量を増加させ、パイロットバーナ36に供給するパイロット燃料ガスの流量を最適燃焼状態を実現する流量(例えば範囲S1内の点P4を実現する流量)まで低下させる。 A transition from point P1 to point P2 occurs, for example, when the difference (X1-C) between the concentration X1 of CO2 contained in the main fuel gas acquired by the first analyzer 20 and the reference concentration C for each selected map exceeds the first threshold value, as described above. In this case, the combustion control device 24 increases the flow rate of the fuel supplied to the pilot burner 36 to a flow rate that is temporarily excessive (for example, a flow rate that realizes point P3 in range S3) relative to the flow rate that realizes the optimal combustion state (a flow rate that realizes a state within range S1), and then increases the flow rate of the air supplied to the pilot burner 36 and reduces the flow rate of the pilot fuel gas supplied to the pilot burner 36 to a flow rate that realizes the optimal combustion state (for example, a flow rate that realizes point P4 in range S1).

本願発明者の知見によれば、失火の可能性がある燃焼状態からパイロット燃料ガスの流量と空気の流量を同時に変更すると、燃焼状態が不安定となり失火が発生する恐れがあった。これに対し、上記の燃焼制御方法では、失火の可能性がある燃焼状態からパイロット燃料ガスの流量を増加させるに際し、空気の流量を維持しながらパイロット燃料ガスの流量を最適燃焼状態を実現する流量に対して一時的に過剰な流量まで増加させた後に、パイロットバーナ36に供給する空気の流量を増加させて、パイロットバーナ36に供給する燃料の流量を減少させることにより、パイロット燃料ガスの流量を最適燃焼状態を実現する流量に制御している。これにより、失火の可能性がある燃焼状態から最適燃焼状態に移行するためにパイロットバーナの燃料の流量及び空気の流量を調整する過程において、燃焼状態の不安定化及び失火の発生を抑制することができる。 According to the knowledge of the inventors of the present application, when the flow rate of the pilot fuel gas and the flow rate of the air are changed simultaneously from a combustion state where misfire is possible, the combustion state may become unstable and misfire may occur. In contrast, in the above combustion control method, when the flow rate of the pilot fuel gas is increased from a combustion state where misfire is possible, the flow rate of the pilot fuel gas is temporarily increased to a flow rate that is excessive relative to the flow rate that realizes the optimal combustion state while maintaining the flow rate of the air, and then the flow rate of the air supplied to the pilot burner 36 is increased and the flow rate of the fuel supplied to the pilot burner 36 is reduced, thereby controlling the flow rate of the pilot fuel gas to a flow rate that realizes the optimal combustion state. In this way, in the process of adjusting the flow rate of the fuel and the flow rate of the air of the pilot burner to transition from a combustion state where misfire is possible to an optimal combustion state, it is possible to suppress the destabilization of the combustion state and the occurrence of misfire.

幾つかの実施形態では、図1等に示したバーナシステム4の第1分析器20は、メイン燃料ガスの組成に関する情報に代えてメイン燃料ガスの発熱量を取得するように構成されたガス熱量計であってもよい。この場合の燃焼制御装置24による燃焼制御フローについて、図9を用いて以下に説明する。 In some embodiments, the first analyzer 20 of the burner system 4 shown in FIG. 1 etc. may be a gas calorimeter configured to obtain the calorific value of the main fuel gas instead of information regarding the composition of the main fuel gas. The combustion control flow by the combustion control device 24 in this case will be described below with reference to FIG. 9.

マップ選択部40は、メイン燃料ガスの発熱量の範囲毎に記憶部42に保存されたボイラ100の負荷とパイロット燃料ガスの流量との関係を示す複数のマップの中から、第1分析器20によって取得したメイン燃料ガスの発熱量に対応するマップ(図9参照)を選択する。図9に示す例では、メイン燃料ガスの発熱量の3つの範囲(高発熱量、中発熱量及び低発熱量)にそれぞれ対応する3つのマップが記憶部42に保存されており、第1分析器20によって取得したメイン燃料ガスの発熱量に対応するマップを3つのマップの中から選択する。 The map selection unit 40 selects a map (see FIG. 9) corresponding to the calorific value of the main fuel gas acquired by the first analyzer 20 from among a plurality of maps showing the relationship between the load of the boiler 100 and the flow rate of the pilot fuel gas stored in the memory unit 42 for each range of the calorific value of the main fuel gas. In the example shown in FIG. 9, three maps corresponding to three ranges of the calorific value of the main fuel gas (high calorific value, medium calorific value, and low calorific value) are stored in the memory unit 42, and the map corresponding to the calorific value of the main fuel gas acquired by the first analyzer 20 is selected from among the three maps.

パイロット目標流量演算部44は、マップ選択部40によって選択したマップとボイラ100の負荷とに応じて定まるパイロット燃料ガスの流量Fp0に対して、選択したマップ毎の基準発熱量Qと第1分析器20によって取得したメイン燃料ガスの発熱量Y1との差(Q-Y1)に応じて、パイロット燃料ガスの目標流量Fptを変化させる。すなわち、パイロット目標流量演算部44は、マップ選択部40によって選択したマップ毎の基準発熱量Qと第1分析器20によって取得したメイン燃料ガスの発熱量Y1との差(Q-Y1)が大きくなるほど、マップ選択部40によって選択したマップとボイラ100の負荷とに応じて定まるパイロット燃料ガスの流量Fp0に対してパイロット燃料ガスの目標流量Fptを増加させる。幾つかの実施形態では、パイロット目標流量演算部44は、上記の差(Q-Y1)が第10閾値を超えるまでは、マップ選択部40によって選択したマップとボイラ100の負荷とに応じて定まるパイロット燃料ガスの流量Fp0をパイロット燃料ガスの目標流量Fptとし、上記の差(Q-Y1)が第10閾値を超えた場合に、上記の差(Q-Y1)が大きくなるほど、パイロット燃料ガスの上記流量Fp0に対してパイロット燃料ガスの目標流量Fptを増加させてもよい。これにより目標流量Fptを過度に頻繁に変更することを抑制し、燃焼状態を安定させることができる。 The pilot target flow rate calculation unit 44 changes the target flow rate Fpt of the pilot fuel gas in accordance with the difference (Q-Y1) between the reference heat generation amount Q for each map selected by the map selection unit 40 and the heat generation amount Y1 of the main fuel gas acquired by the first analyzer 20, relative to the flow rate Fp0 of the pilot fuel gas determined in accordance with the map selected by the map selection unit 40 and the load of the boiler 100. That is, the pilot target flow rate calculation unit 44 increases the target flow rate Fpt of the pilot fuel gas relative to the flow rate Fp0 of the pilot fuel gas determined in accordance with the map selected by the map selection unit 40 and the load of the boiler 100, as the difference (Q-Y1) between the reference heat generation amount Q for each map selected by the map selection unit 40 and the heat generation amount Y1 of the main fuel gas acquired by the first analyzer 20 increases. In some embodiments, the pilot target flow rate calculation unit 44 may set the pilot fuel gas flow rate Fp0 determined according to the map selected by the map selection unit 40 and the load of the boiler 100 as the target flow rate Fpt of the pilot fuel gas until the difference (Q-Y1) exceeds a tenth threshold, and when the difference (Q-Y1) exceeds the tenth threshold, increase the target flow rate Fpt of the pilot fuel gas relative to the pilot fuel gas flow rate Fp0 as the difference (Q-Y1) increases. This makes it possible to prevent the target flow rate Fpt from being changed too frequently and to stabilize the combustion state.

また、パイロット目標流量演算部44は、第2分析器22によって取得した排気ライン13を流れるボイラ100の排ガスに含まれる未燃の燃料成分及び燃焼不良の際に生じる成分の少なくとも一方の濃度が成分毎の閾値を超えた場合に、マップ選択部40によって選択したマップとボイラ100の負荷とに応じて定まるパイロット燃料ガスの流量Fp0に対してパイロット燃料ガスの目標流量Fptを増加させる。例えば、パイロット目標流量演算部44は、第2分析器22によって取得した排気ライン13を流れるボイラ100の排ガスに含まれる未燃HCの濃度が第2閾値を超えた場合に、マップ選択部40によって選択したマップとボイラ100の負荷とに応じて定まるパイロット燃料ガスの流量Fp0に対してパイロット燃料ガスの目標流量Fptを増加させる。また、パイロット目標流量演算部44は、第2分析器22によって取得した排気ライン13を流れるボイラ100の排ガスに含まれるCOの濃度が第3閾値を超えた場合に、マップ選択部40によって選択したマップとボイラ100の負荷とに応じて定まるパイロット燃料ガスの流量Fp0に対してパイロット燃料ガスの目標流量Fptを増加させる。 In addition, when the concentration of at least one of the unburned fuel components contained in the exhaust gas of the boiler 100 flowing through the exhaust line 13 acquired by the second analyzer 22 and the components generated during poor combustion exceeds the threshold value for each component, the pilot target flow rate calculation unit 44 increases the target flow rate Fpt of the pilot fuel gas relative to the flow rate Fp0 of the pilot fuel gas determined according to the map selected by the map selection unit 40 and the load of the boiler 100. For example, when the concentration of unburned HC contained in the exhaust gas of the boiler 100 flowing through the exhaust line 13 acquired by the second analyzer 22 exceeds the second threshold, the pilot target flow rate calculation unit 44 increases the target flow rate Fpt of the pilot fuel gas relative to the flow rate Fp0 of the pilot fuel gas determined according to the map selected by the map selection unit 40 and the load of the boiler 100. In addition, when the concentration of CO contained in the exhaust gas of the boiler 100 flowing through the exhaust line 13 acquired by the second analyzer 22 exceeds the third threshold value, the pilot target flow rate calculation unit 44 increases the target flow rate Fpt of the pilot fuel gas relative to the flow rate Fp0 of the pilot fuel gas determined according to the map selected by the map selection unit 40 and the load of the boiler 100.

PID制御部46、メイン目標流量演算部48及びPID制御部50の構成は、図5を用いて説明した構成と同様であるため説明を省略する。 The configurations of the PID control unit 46, the main target flow rate calculation unit 48, and the PID control unit 50 are the same as those described using FIG. 5, so the description will be omitted.

アラーム信号生成部52は、マップ選択部40によって選択したマップ毎の基準発熱量Qと第1分析器20によって取得したメイン燃料ガスの発熱量Y1との差(Q-Y1)が第11閾値を超えた場合に、失火が生じる可能性を警告するためのアラーム信号を生成する。なお、第11閾値は、第10閾値よりも大きな値である。アラーム信号は、不図示のディスプレイ等に警告を表示するための信号であってもよいし、警報器等を作動させるための信号であってもよいし、その他の警告手段を作動させるための信号であってもよい。 The alarm signal generating unit 52 generates an alarm signal to warn of the possibility of a misfire when the difference (Q-Y1) between the reference heat generation amount Q for each map selected by the map selecting unit 40 and the heat generation amount Y1 of the main fuel gas acquired by the first analyzer 20 exceeds an eleventh threshold. The eleventh threshold is a value greater than the tenth threshold. The alarm signal may be a signal for displaying a warning on a display (not shown) or the like, a signal for activating an alarm or the like, or a signal for activating other warning means.

ボイラ停止信号生成部54は、マップ選択部40によって選択したマップ毎の基準発熱量Qと第1分析器20によって取得したメイン燃料ガスの発熱量Y1との差(Q-Y1)が第12閾値を超えた場合に、ボイラ100の運転を停止するためのボイラ停止信号を生成する。第12閾値は第11閾値よりも大きな値である。ボイラ停止信号は、ボイラ100の運転に係る各機器に送信されてボイラ100の運転を停止させる。 The boiler stop signal generating unit 54 generates a boiler stop signal to stop the operation of the boiler 100 when the difference (Q-Y1) between the reference calorific value Q for each map selected by the map selecting unit 40 and the calorific value Y1 of the main fuel gas acquired by the first analyzer 20 exceeds a 12th threshold. The 12th threshold is a value greater than the 11th threshold. The boiler stop signal is sent to each device related to the operation of the boiler 100 to stop the operation of the boiler 100.

上記バーナシステム4によれば、第1分析器20によって取得したメイン燃料ガスの発熱量に基づいて、パイロットバーナ36に供給する燃料ガスの流量及び空気の流量を自動で調整してパイロットバーナ36の燃焼量を調整している。これにより、メインバーナ34の燃焼不良の発生を抑制して安定燃焼を図りつつパイロットバーナ36に過剰な燃料を供給することを抑制することができる。また、メイン燃料ガスの発熱量が変化しても、オペレータの技量によらず、メイン燃料ガスの発熱量の変化を考慮してパイロット燃料ガスの燃焼量を適切な燃焼量に調整することができ、ボイラ100を安全に利用できる。 According to the burner system 4, the flow rate of the fuel gas and the flow rate of the air supplied to the pilot burner 36 are automatically adjusted based on the calorific value of the main fuel gas obtained by the first analyzer 20 to adjust the combustion amount of the pilot burner 36. This makes it possible to suppress the occurrence of poor combustion in the main burner 34 and achieve stable combustion while suppressing the supply of excessive fuel to the pilot burner 36. Furthermore, even if the calorific value of the main fuel gas changes, the combustion amount of the pilot fuel gas can be adjusted to an appropriate combustion amount taking into account the change in the calorific value of the main fuel gas, regardless of the skill of the operator, and the boiler 100 can be used safely.

また、メイン燃料ガスの基準発熱量と第1分析器20によって取得したメイン燃料ガスの発熱量との差に応じて、パイロット燃料ガスの流量を調整しているため、基準発熱量が予め分かっているメイン燃料ガスをメインバーナの燃料として使用する場合に、メインバーナ34の安定燃焼を効果的に実現しつつパイロットバーナ36に過剰な燃料を供給することを抑制することができる。 In addition, the flow rate of the pilot fuel gas is adjusted according to the difference between the reference calorific value of the main fuel gas and the calorific value of the main fuel gas obtained by the first analyzer 20. Therefore, when main fuel gas, whose reference calorific value is known in advance, is used as fuel for the main burner, it is possible to effectively achieve stable combustion of the main burner 34 while suppressing the supply of excess fuel to the pilot burner 36.

また、ボイラ100の排ガスに含まれる未燃の燃料成分及び燃焼不良の際に生じる成分の少なくとも一方の濃度が成分毎の閾値を超えた場合に、ボイラ100が燃焼不良状態にあると判断してパイロット燃料ガスの流量を増加させることにより、ボイラ100の燃焼状態に応じた適切な量のパイロット燃料ガスをパイロットバーナ36に供給することができる。したがって、メインバーナ34の安定燃焼を図りつつパイロットバーナ36に過剰な燃料を供給することを抑制することができる。 In addition, when the concentration of at least one of the unburned fuel components contained in the exhaust gas of the boiler 100 and the components generated during poor combustion exceed the threshold value for each component, it is possible to determine that the boiler 100 is in a poor combustion state and increase the flow rate of the pilot fuel gas, thereby supplying an appropriate amount of pilot fuel gas according to the combustion state of the boiler 100 to the pilot burner 36. Therefore, it is possible to suppress the supply of excessive fuel to the pilot burner 36 while ensuring stable combustion of the main burner 34.

また、マップ選択部40によって選択したマップ毎の基準発熱量Qと第1分析器20によって取得したメイン燃料ガスの発熱量Y1との差(Q-Y1)が第11閾値を超えた場合に、失火が生じる可能性を警告するためのアラーム信号を生成することにより、メイン燃料ガスの基準発熱量が予め分かっているメイン燃料ガスをメインバーナの燃料として使用する場合に、失火が生じる可能性を警告して適切な対処を促すことができる。 In addition, when the difference (Q-Y1) between the reference calorific value Q for each map selected by the map selection unit 40 and the calorific value Y1 of the main fuel gas obtained by the first analyzer 20 exceeds the 11th threshold value, an alarm signal is generated to warn of the possibility of misfire, and appropriate measures can be taken when using main fuel gas, whose reference calorific value is known in advance, as fuel for the main burner.

また、マップ選択部40によって選択したマップ毎の基準発熱量Qと第1分析器20によって取得したメイン燃料ガスの発熱量Y1との差(Q-Y1)が第12閾値を超えた場合に、ボイラ100の運転を停止するためのボイラ停止信号を生成することにより、基準発熱量が予め分かっているメイン燃料ガスをメインバーナの燃料として使用する場合にボイラ100に安全上のトラブル等が生じることを回避することができる。 In addition, when the difference (Q-Y1) between the reference calorific value Q for each map selected by the map selection unit 40 and the calorific value Y1 of the main fuel gas acquired by the first analyzer 20 exceeds the 12th threshold value, a boiler stop signal is generated to stop the operation of the boiler 100, thereby making it possible to avoid safety problems, etc. occurring in the boiler 100 when the main fuel gas, whose reference calorific value is known in advance, is used as fuel for the main burner.

幾つかの実施形態では、図9に示したバーナシステム4は、メイン燃料ガスの発熱量に基づいてパイロットバーナ36に供給するパイロット燃料ガスの流量を増加させる場合(例えば上記差(Q-Y1)が第10閾値を超えた場合)に、図8を用いて説明した手法と同様の手法により、パイロットバーナ36に供給するパイロット燃料の流量を最適燃焼を実現する流量に対して過剰な流量まで増加させた後に、パイロットバーナ36に供給する空気の流量を増加させ、パイロットバーナ36に供給する燃料の流量を減少させてもよい。 In some embodiments, when the flow rate of pilot fuel gas supplied to the pilot burner 36 is increased based on the heat value of the main fuel gas (for example, when the difference (Q-Y1) exceeds the tenth threshold value), the burner system 4 shown in FIG. 9 may increase the flow rate of pilot fuel supplied to the pilot burner 36 to a flow rate that is in excess of the flow rate that achieves optimal combustion, and then increase the flow rate of air supplied to the pilot burner 36 and decrease the flow rate of fuel supplied to the pilot burner 36 using a method similar to that described using FIG. 8.

これにより、失火の可能性がある燃焼状態から最適燃焼状態に移行するためにパイロットバーナ36の燃料の流量及び空気の流量を調整する過程において、燃焼状態の不安定化及び失火の発生を抑制することができる。 This makes it possible to suppress destabilization of the combustion state and the occurrence of misfires during the process of adjusting the fuel flow rate and air flow rate of the pilot burner 36 to transition from a combustion state where misfire is possible to an optimal combustion state.

本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、上述した実施形態では、不活性ガスの例としてCOを挙げたが、不活性ガスは、COに限らず、例えばNやAr、ヘリウム等の反応性の低い他のガスであってもよい。また、メイン燃料ガスは、複数種類の不活性ガスを含んでいてもよい。この場合、上記の不活性ガスの濃度に係る各閾値は不活性ガスの種類毎に設けられていてもよい。
The present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and includes modifications to the above-described embodiments and appropriate combinations of these modifications.
For example, in the above-described embodiment, CO2 is given as an example of an inert gas, but the inert gas is not limited to CO2 and may be other gases with low reactivity, such as N2 , Ar, or helium. The main fuel gas may contain multiple types of inert gas. In this case, each threshold value related to the concentration of the inert gas may be set for each type of inert gas.

また、上述した実施形態では、第2分析器22は、排ガス中の未燃の燃料成分の濃度及び燃焼不良の際に生じる成分の濃度を検出したが、排ガス中の未燃の燃料成分の濃度を検出せずに未燃の燃料成分の濃度のみを検出してもよいし、排ガス中の燃焼不良の際に生じる成分の濃度を検出せずに排ガス中の未燃の燃料成分の濃度のみを検出してもよい。流量調整装置60は、排ガス中の未燃の燃料成分及び燃焼不良の際に生じる成分の少なくとも一方の濃度に応じて、パイロットバーナ36に供給するパイロット燃料ガスの流量を調整すればよい。 In the above-described embodiment, the second analyzer 22 detects the concentration of unburned fuel components in the exhaust gas and the concentration of components resulting from poor combustion, but it may detect only the concentration of unburned fuel components without detecting the concentration of unburned fuel components in the exhaust gas, or it may detect only the concentration of unburned fuel components in the exhaust gas without detecting the concentration of components resulting from poor combustion in the exhaust gas. The flow rate adjustment device 60 may adjust the flow rate of pilot fuel gas supplied to the pilot burner 36 according to the concentration of at least one of the unburned fuel components in the exhaust gas and the components resulting from poor combustion.

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。 The contents described in each of the above embodiments can be understood, for example, as follows:

(1)本開示の少なくとも一実施形態に係るに係るバーナシステム(例えば上述のバーナシステム4)は、
不活性ガス(例えば上述のCO、N、Ar等)を含む第1燃料ガス(例えば上述のメイン燃料ガス)が供給されるメインバーナ(例えば上述のメインバーナ34)と、
前記メインバーナの火炎を保炎するためのパイロットバーナ(例えば上述のパイロットバーナ36)と、
前記メインバーナに供給される前記第1燃料ガスを分析して前記第1燃料ガスの成分に関する情報(例えば上述の不活性ガスの濃度又は第1燃料ガスの発熱量)を取得するように構成された第1分析部と、
前記第1分析部によって取得した前記第1燃料ガスの成分に関する情報に基づいて、前記パイロットバーナに供給する第2燃料ガス(例えば上述のパイロット燃料ガス)及び空気の流量を調整するように構成された流量調整装置(例えば上述の流量調整装置60)と、
を備える。
(1) A burner system according to at least one embodiment of the present disclosure (e.g., the burner system 4 described above)
a main burner (e.g., the above-mentioned main burner 34) to which a first fuel gas (e.g., the above-mentioned main fuel gas) containing an inert gas (e.g., the above-mentioned CO 2 , N 2 , Ar, etc.) is supplied;
A pilot burner (e.g., the above-mentioned pilot burner 36) for holding the flame of the main burner;
a first analysis unit configured to analyze the first fuel gas supplied to the main burner and obtain information about a component of the first fuel gas (e.g., a concentration of the inert gas or a calorific value of the first fuel gas);
a flow rate adjusting device (e.g., the above-mentioned flow rate adjusting device 60) configured to adjust the flow rates of a second fuel gas (e.g., the above-mentioned pilot fuel gas) and air supplied to the pilot burner based on information regarding the components of the first fuel gas acquired by the first analysis unit;
Equipped with.

上記(1)に記載のバーナシステムによれば、第1分析器によって取得した第1燃料ガスの成分に関する情報に基づいて、パイロットバーナに供給する第2燃料ガスの流量及び空気の流量を自動で調整してパイロットバーナの燃焼量を調整している。これにより、メインバーナの燃焼不良の発生を抑制して安定燃焼を図りつつパイロットバーナに過剰な燃料を供給することを抑制することができる。このため、第1燃料ガスの組成が変化しても、オペレータの技量によらず、第1燃料ガスの組成の変化を考慮して第2燃料ガスの燃焼量を適切な燃焼量に調整することができ、ボイラを安全に利用できる。 According to the burner system described in (1) above, the flow rate of the second fuel gas and the flow rate of air supplied to the pilot burner are automatically adjusted based on information about the components of the first fuel gas obtained by the first analyzer, to adjust the combustion amount of the pilot burner. This makes it possible to suppress the occurrence of poor combustion in the main burner and achieve stable combustion while suppressing the supply of excessive fuel to the pilot burner. Therefore, even if the composition of the first fuel gas changes, regardless of the skill of the operator, the combustion amount of the second fuel gas can be adjusted to an appropriate combustion amount taking into account the change in the composition of the first fuel gas, allowing the boiler to be used safely.

(2)幾つかの実施形態では、上記(1)に記載のバーナシステムにおいて、
前記流量調整装置は、前記第1燃料ガスの成分に関する情報に基づいて前記パイロットバーナに供給する前記第2燃料ガスの流量を増加させる場合に、前記第2燃料ガスの流量を最適燃焼を実現する流量(例えば上述の範囲S1内の流量)に対して過剰な流量(例えば上述の範囲S2内の流量)まで増加させた後に、前記パイロットバーナに供給する空気の流量を増加させ、前記第2燃料ガスの流量を減少させるように構成される。
(2) In some embodiments, in the burner system described in (1) above,
The flow control device is configured, when increasing the flow rate of the second fuel gas supplied to the pilot burner based on information about the components of the first fuel gas, to increase the flow rate of the second fuel gas to an excess flow rate (e.g., a flow rate within the above-mentioned range S2) relative to a flow rate that achieves optimal combustion (e.g., a flow rate within the above-mentioned range S1), and then to increase the flow rate of air supplied to the pilot burner and reduce the flow rate of the second fuel gas.

本願発明者の知見によれば、失火の可能性がある燃焼状態から第2燃料ガスの流量と空気の流量を同時に変更すると、燃焼状態が不安定となり失火が発生する恐れがあった。これに対し、上記(2)に記載のバーナシステムでは、第1燃料ガスの成分に関する情報に基づいてパイロットバーナに供給する第2燃料ガスの流量を増加させるに際し、第2燃料ガスの流量を最適燃焼状態を実現する流量に対して一時的に過剰な流量まで増加させた後に、パイロットバーナに供給する空気の流量を増加させて、第2燃料の流量を減少させることにより、第2燃料ガスの流量を最適燃焼状態を実現する流量に制御している。これにより、失火の可能性がある燃焼状態から最適燃焼状態に移行するためにパイロットバーナに供給する第2燃料の流量及び空気の流量を調整する過程において、燃焼状態の不安定化及び失火の発生を抑制することができる。 According to the knowledge of the inventors of the present application, when the flow rate of the second fuel gas and the flow rate of the air are changed simultaneously from a combustion state where misfire is likely to occur, the combustion state becomes unstable and there is a risk of misfire occurring. In contrast, in the burner system described in (2) above, when increasing the flow rate of the second fuel gas supplied to the pilot burner based on information about the components of the first fuel gas, the flow rate of the second fuel gas is temporarily increased to a flow rate that is excessive relative to the flow rate that realizes the optimal combustion state, and then the flow rate of the air supplied to the pilot burner is increased and the flow rate of the second fuel is reduced, thereby controlling the flow rate of the second fuel gas to a flow rate that realizes the optimal combustion state. This makes it possible to suppress the destabilization of the combustion state and the occurrence of misfire in the process of adjusting the flow rate of the second fuel and the flow rate of the air supplied to the pilot burner to transition from a combustion state where misfire is likely to occur to an optimal combustion state.

(3)幾つかの実施形態では、上記(1)又は(2)に記載のバーナシステムにおいて、
前記第1分析部は、前記第1燃料ガスの成分に関する情報として、前記不活性ガスの濃度を取得するように構成され、
前記流量調整装置は、前記第1分析部によって取得した前記不活性ガスの濃度に基づいて、前記パイロットバーナに供給する前記第2燃料ガスの流量を調整するように構成される。
(3) In some embodiments, in the burner system described in (1) or (2) above,
the first analysis unit is configured to acquire a concentration of the inert gas as information regarding a component of the first fuel gas,
The flow rate adjustment device is configured to adjust a flow rate of the second fuel gas supplied to the pilot burner, based on the concentration of the inert gas acquired by the first analysis unit.

上記(3)に記載のバーナシステムによれば、第1燃料ガスに含まれる不活性ガスの濃度に基づいてパイロットバーナに供給する第2燃料ガスの流量を調整するため、第1燃料ガスの不活性ガスの濃度が変化しても、不活性ガスの濃度の変化を考慮して第2燃料ガスの流量を適切な流量に調整することができる。これにより、メインバーナの安定燃焼を図りつつパイロットバーナに過剰な燃料を供給することを効果的に抑制することができる。 According to the burner system described in (3) above, the flow rate of the second fuel gas supplied to the pilot burner is adjusted based on the concentration of the inert gas contained in the first fuel gas. Therefore, even if the concentration of the inert gas in the first fuel gas changes, the flow rate of the second fuel gas can be adjusted to an appropriate flow rate taking into account the change in the concentration of the inert gas. This makes it possible to effectively prevent excessive fuel from being supplied to the pilot burner while ensuring stable combustion in the main burner.

(4)幾つかの実施形態では、上記(3)に記載のバーナシステムにおいて、
前記流量調整装置は、前記第1分析部によって取得した前記不活性ガスの濃度と基準濃度との差(例えば上述の差(X1-C))に応じて、前記パイロットバーナに供給する前記第2燃料ガスの流量を調整するように構成される。
(4) In some embodiments, in the burner system described in (3) above,
The flow rate control device is configured to adjust the flow rate of the second fuel gas supplied to the pilot burner in accordance with the difference between the concentration of the inert gas obtained by the first analysis unit and a reference concentration (e.g., the above-mentioned difference (X1-C)).

上記(4)に記載のバーナシステムによれば、メイン燃料ガスに含まれるCOの濃度と基準濃度との差に応じて、パイロット燃料ガスの流量を調整しているため、COの基準濃度が定められた第1燃料ガスをメインバーナの燃料として使用する場合に、メインバーナの安定燃焼を図りつつパイロットバーナに過剰な燃料ガスを供給することを抑制することができる。 According to the burner system described in (4) above, the flow rate of the pilot fuel gas is adjusted according to the difference between the concentration of CO2 contained in the main fuel gas and the standard concentration. Therefore, when a first fuel gas with a set standard concentration of CO2 is used as fuel for the main burner, it is possible to suppress the supply of excessive fuel gas to the pilot burner while ensuring stable combustion in the main burner.

(5)幾つかの実施形態では、上記(4)に記載のバーナシステムにおいて、
前記流量調整装置は、前記第1分析部によって取得した前記不活性ガスの濃度と基準濃度との差が閾値(例えば上述の第4閾値又は第7閾値)を超えた場合に、アラーム信号又はボイラの運転を停止するためのボイラ信号を生成するように構成される。
(5) In some embodiments, in the burner system described in (4) above,
The flow control device is configured to generate an alarm signal or a boiler signal to stop operation of the boiler when the difference between the concentration of the inert gas obtained by the first analysis unit and a reference concentration exceeds a threshold value (e.g., the fourth threshold value or the seventh threshold value mentioned above).

上記(5)に記載のバーナシステムによれば、アラーム信号を生成する場合にはアラーム信号に基づく適切な対処を促すことができ、ボイラ停止信号を生成する場合にはボイラに安全上のトラブル等が生じることを回避することができる。 According to the burner system described in (5) above, when an alarm signal is generated, it is possible to prompt appropriate measures based on the alarm signal, and when a boiler stop signal is generated, it is possible to avoid safety problems, etc. occurring in the boiler.

(6)幾つかの実施形態では、上記(1)又は(2)に記載のバーナシステムにおいて、
前記第1分析部は、前記第1燃料ガスの成分に関する情報として、前記第1燃料ガスの発熱量を取得するように構成され、
前記流量調整装置は、前記第1分析部によって取得した前記第1燃料ガスの発熱量に基づいて、前記パイロットバーナに供給する前記第2燃料ガスの流量を調整するように構成される。
(6) In some embodiments, in the burner system described in (1) or (2) above,
the first analysis unit is configured to acquire a calorific value of the first fuel gas as information about a component of the first fuel gas,
The flow rate adjustment device is configured to adjust a flow rate of the second fuel gas supplied to the pilot burner, based on a calorific value of the first fuel gas acquired by the first analysis unit.

上記(6)に記載のバーナシステムによれば、第1燃料ガスの発熱量に基づいてパイロットバーナに供給する第2燃料ガスの流量を調整するため、第1燃料ガスの発熱量が変化しても、該発熱量の変化を考慮して第2燃料ガスの流量を適切な流量に調整することができる。これにより、メインバーナの安定燃焼を図りつつパイロットバーナに過剰な燃料を供給することを効果的に抑制することができる。 According to the burner system described in (6) above, the flow rate of the second fuel gas supplied to the pilot burner is adjusted based on the heat generation amount of the first fuel gas. Therefore, even if the heat generation amount of the first fuel gas changes, the flow rate of the second fuel gas can be adjusted to an appropriate flow rate taking into account the change in the heat generation amount. This makes it possible to effectively prevent excessive fuel from being supplied to the pilot burner while ensuring stable combustion of the main burner.

(7)幾つかの実施形態では、上記(6)に記載のバーナシステムにおいて、
前記流量調整装置は、前記第1燃料ガスの基準発熱量と前記第1分析部によって取得した前記第1燃料ガスの発熱量との差(例えば上述の差(Q-Y1)に応じて、前記パイロットバーナに供給する前記第2燃料ガスの流量を調整するように構成される。
(7) In some embodiments, in the burner system described in (6) above,
The flow rate control device is configured to adjust the flow rate of the second fuel gas supplied to the pilot burner in accordance with a difference (for example, the above-mentioned difference (Q-Y1)) between a reference calorific value of the first fuel gas and the calorific value of the first fuel gas acquired by the first analysis unit.

上記(7)に記載のバーナシステムによれば、第1燃料ガスの基準発熱量と第1分析部によって取得した第1燃料ガスの発熱量との差に応じて第2燃料ガスの流量を調整しているため、基準発熱量が定められた第1燃料ガスをメインバーナの燃料として使用する場合に、メインバーナの安定燃焼を図りつつパイロットバーナに過剰な燃料ガスを供給することを抑制することができる。 According to the burner system described in (7) above, the flow rate of the second fuel gas is adjusted according to the difference between the reference calorific value of the first fuel gas and the calorific value of the first fuel gas acquired by the first analysis unit. Therefore, when the first fuel gas with a set reference calorific value is used as fuel for the main burner, it is possible to suppress the supply of excess fuel gas to the pilot burner while ensuring stable combustion in the main burner.

(8)幾つかの実施形態では、上記(7)に記載のバーナシステムにおいて、
前記流量調整装置は、前記第1燃料ガスの基準発熱量と前記第1分析部によって取得した前記第1燃料ガスの発熱量との差が閾値(例えば上述の第11閾値又は第12閾値)を超えた場合に、アラーム信号又はボイラの運転を停止するためのボイラ停止信号を生成するように構成される。
(8) In some embodiments, in the burner system described in (7) above,
The flow control device is configured to generate an alarm signal or a boiler stop signal to stop operation of the boiler when a difference between the reference calorific value of the first fuel gas and the calorific value of the first fuel gas acquired by the first analysis unit exceeds a threshold value (e.g., the above-mentioned 11th threshold value or 12th threshold value).

上記(8)に記載のバーナシステムによれば、アラーム信号を生成する場合にはアラーム信号に基づく適切な対処を促すことができ、ボイラ停止信号を生成する場合にはボイラに安全上のトラブル等が生じることを回避することができる。 According to the burner system described in (8) above, when an alarm signal is generated, it is possible to prompt appropriate measures based on the alarm signal, and when a boiler stop signal is generated, it is possible to avoid safety problems, etc. occurring in the boiler.

(9)幾つかの実施形態では、上記(1)又は(2)に記載のバーナシステムにおいて、
ボイラの排ガスを分析して前記排ガス中の未燃の燃料成分及び燃焼不良の際に生じる成分の少なくとも一方の濃度を検出するように構成された第2分析部を更に備え、
前記流量調整装置は、前記第2分析部によって検出した前記少なくとも一方の濃度に応じて、前記パイロットバーナに供給する前記第2燃料ガスの流量を調整するように構成される。
(9) In some embodiments, in the burner system described in (1) or (2) above,
A second analysis unit configured to analyze the exhaust gas of the boiler to detect the concentration of at least one of unburned fuel components and components generated during poor combustion in the exhaust gas,
The flow rate adjustment device is configured to adjust a flow rate of the second fuel gas supplied to the pilot burner in accordance with the concentration of the at least one of the components detected by the second analysis unit.

上記(9)に記載のバーナシステムによれば、排ガス中の未燃の燃料成分の濃度及び燃焼不良の際に生じる成分の少なくとも一方に基づいてパイロットバーナに供給する第2燃料ガスの流量を調整するため、ボイラの燃焼状態が変化しても、排ガス中の未燃の燃料成分の濃度及び燃焼不良の際に生じる成分の少なくとも一方の変化を考慮して第2燃料ガスの流量を適切な流量に調整することができる。これにより、メインバーナの安定燃焼を図りつつパイロットバーナに過剰な燃料を供給することを効果的に抑制することができる。 According to the burner system described in (9) above, the flow rate of the second fuel gas supplied to the pilot burner is adjusted based on at least one of the concentration of unburned fuel components in the exhaust gas and the components that occur during poor combustion. Therefore, even if the combustion state of the boiler changes, the flow rate of the second fuel gas can be adjusted to an appropriate flow rate taking into account the change in at least one of the concentration of unburned fuel components in the exhaust gas and the components that occur during poor combustion. This makes it possible to effectively prevent excessive fuel from being supplied to the pilot burner while ensuring stable combustion in the main burner.

(10)幾つかの実施形態では、上記(9)に記載のバーナシステムにおいて、
前記流量調整装置は、前記第2分析部によって検出した前記少なくとも一方の濃度が成分毎の閾値(例えば上述の第2閾値又は第3閾値)を超えた場合に、前記パイロットバーナに供給する前記第2燃料ガスの流量を増加させるように構成される。
(10) In some embodiments, in the burner system described in (9) above,
The flow rate control device is configured to increase the flow rate of the second fuel gas supplied to the pilot burner when the concentration of at least one of the components detected by the second analysis unit exceeds a threshold value for each component (e.g., the above-mentioned second threshold value or third threshold value).

上記(10)に記載のバーナシステムによれば、ボイラの排ガスに含まれる未燃の燃料成分及び燃焼不良の際に生じる成分の少なくとも一方の濃度が成分毎の閾値を超えた場合にボイラが燃焼不良状態にあると判断してパイロットバーナに供給する第2燃料ガスの流量を増加させることにより、ボイラの燃焼状態に応じた適切な量の第2燃料ガスをパイロットバーナに供給することができる。したがって、メインバーナの安定燃焼を図りつつパイロットバーナに過剰な燃料を供給することを抑制することができる。 According to the burner system described in (10) above, when the concentration of at least one of the unburned fuel components contained in the boiler exhaust gas and the components generated during poor combustion exceeds the threshold value for each component, it is determined that the boiler is in a poor combustion state and the flow rate of the second fuel gas supplied to the pilot burner is increased, thereby making it possible to supply an appropriate amount of second fuel gas to the pilot burner according to the combustion state of the boiler. Therefore, it is possible to suppress the supply of excessive fuel to the pilot burner while ensuring stable combustion of the main burner.

(11)幾つかの実施形態では、上記(10)に記載のバーナシステムにおいて、
前記流量調整装置は、前記第2分析部によって取得した前記少なくとも一方の濃度が前記成分毎の閾値よりも大きい他の閾値(例えば上述の第5閾値、第6閾値、第8閾値又は第9閾値)を超えた場合に、アラーム信号又はボイラの運転を停止するためのボイラ停止信号を生成するように構成される。
(11) In some embodiments, in the burner system described in (10) above,
The flow control device is configured to generate an alarm signal or a boiler stop signal to stop operation of the boiler when the concentration of at least one of the components obtained by the second analysis unit exceeds another threshold value (e.g., the above-mentioned fifth threshold, sixth threshold, eighth threshold or ninth threshold value) that is greater than the threshold value for each component.

上記(11)に記載のバーナシステムによれば、アラーム信号を生成する場合にはアラーム信号に基づく適切な対処を促すことができ、ボイラ停止信号を生成する場合にはボイラに安全上のトラブル等が生じることを回避することができる。 According to the burner system described in (11) above, when an alarm signal is generated, it is possible to prompt appropriate measures based on the alarm signal, and when a boiler stop signal is generated, it is possible to avoid safety problems, etc. occurring in the boiler.

(12)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(11)の何れかに記載のバーナシステムにおいて、
前記流量調整装置は、前記パイロットバーナが停止した場合に、前記メインバーナへの前記第1燃料ガスの供給を停止させるように構成される。
(12) In some embodiments, in the burner system according to any one of (1) to (11) above,
The flow rate adjusting device is configured to stop the supply of the first fuel gas to the main burner when the pilot burner is stopped.

上記(12)に記載のバーナシステムによれば、不活性ガスは単体では自燃できないため、メインバーナとパイロットバーナは同時に燃焼させる必要がある。このため、何らかの原因でパイロットバーナが失火する場合には、上記(12)に記載のようにメインバーナへの第1燃料ガスの供給を停止させることが望ましい。 According to the burner system described in (12) above, since inert gas cannot burn by itself, the main burner and pilot burner must be burned simultaneously. Therefore, if the pilot burner misfires for some reason, it is desirable to stop the supply of the first fuel gas to the main burner as described in (12) above.

(13)本開示の少なくとも一実施形態に係るバーナシステム(例えば上述のバーナシステム4)の燃焼制御方法は、
不活性ガス(例えば上述のCO又はN)を含む第1燃料ガス(例えば上述のメイン燃料ガス)が供給されるメインバーナ(例えば上述のメインバーナ34)と、
前記メインバーナの火炎を保炎するためのパイロットバーナ(例えば上述のパイロットバーナ36)と、
を備えるバーナシステムの燃焼制御方法であって、
前記メインバーナに供給される前記第1燃料ガスを分析して前記第1燃料ガスの成分に関する情報(例えば上述の不活性ガスの濃度又は第1燃料ガスの発熱量)を取得する分析ステップと、
前記分析ステップによって取得した前記第1燃料ガスの成分に関する情報に基づいて、前記パイロットバーナに供給する第2燃料ガス(例えば上述のパイロット燃料ガス)の流量を調整する流量調整ステップと、
を備える。
(13) A combustion control method for a burner system (e.g., the burner system 4 described above) according to at least one embodiment of the present disclosure,
A main burner (e.g., the above-mentioned main burner 34) to which a first fuel gas (e.g., the above-mentioned main fuel gas) containing an inert gas (e.g., the above-mentioned CO2 or N2 ) is supplied;
A pilot burner (e.g., the above-mentioned pilot burner 36) for holding the flame of the main burner;
A combustion control method for a burner system comprising:
an analysis step of analyzing the first fuel gas supplied to the main burner to obtain information about a component of the first fuel gas (e.g., a concentration of the above-mentioned inert gas or a heating value of the first fuel gas);
a flow rate adjusting step of adjusting a flow rate of a second fuel gas (e.g., the above-mentioned pilot fuel gas) supplied to the pilot burner based on information about the components of the first fuel gas acquired by the analysis step;
Equipped with.

上記(13)に記載のバーナシステムによれば、分析ステップによって取得した第1燃料ガスの成分に関する情報に基づいて、パイロットバーナに供給する第2燃料ガスの流量及び空気の流量を自動で調整してパイロットバーナの燃焼量を調整している。これにより、メインバーナの燃焼不良の発生を抑制して安定燃焼を図りつつパイロットバーナに過剰な燃料を供給することを抑制することができる。このため、第1燃料ガスの組成が変化しても、オペレータの技量によらず、第1燃料ガスの組成の変化を考慮して第2燃料ガスの燃焼量を適切な燃焼量に調整することができ、ボイラを安全に利用できる。 According to the burner system described in (13) above, the flow rate of the second fuel gas and the flow rate of air supplied to the pilot burner are automatically adjusted based on the information on the components of the first fuel gas obtained in the analysis step, to adjust the combustion amount of the pilot burner. This makes it possible to suppress the occurrence of poor combustion in the main burner and achieve stable combustion while suppressing the supply of excessive fuel to the pilot burner. Therefore, even if the composition of the first fuel gas changes, regardless of the skill of the operator, the combustion amount of the second fuel gas can be adjusted to an appropriate combustion amount taking into account the change in the composition of the first fuel gas, allowing the boiler to be used safely.

2 火炉
4 バーナシステム
6 バーナ装置
8 メイン燃料ライン
10 空気ライン
12 パイロット燃料ライン
13 排気ライン
14 流量制御弁
15 流量計
16 ファン
18 流量制御弁
19 流量計
20 第1分析器
22 第2分析器
24 燃焼制御装置
26 風箱
28 メインガスノズル
29 空気流路
30 パイロットガスノズル
31 空気流路
32 スワラ
34 メインバーナ
36 パイロットバーナ
40 マップ選択部
42 記憶部
44 パイロット目標流量演算部
46 PID制御部
48 メイン目標流量演算部
50 PID制御部
52 アラーム信号生成部
54 ボイラ停止信号生成部
60 流量調整装置
72 プロセッサ
74 RAM
76 ROM
78 HDD
80 入力I/F
82 出力I/F
84 バス
100 ボイラ
2 Furnace 4 Burner system 6 Burner device 8 Main fuel line 10 Air line 12 Pilot fuel line 13 Exhaust line 14 Flow control valve 15 Flow meter 16 Fan 18 Flow control valve 19 Flow meter 20 First analyzer 22 Second analyzer 24 Combustion control device 26 Wind box 28 Main gas nozzle 29 Air flow path 30 Pilot gas nozzle 31 Air flow path 32 Swirler 34 Main burner 36 Pilot burner 40 Map selection unit 42 Memory unit 44 Pilot target flow rate calculation unit 46 PID control unit 48 Main target flow rate calculation unit 50 PID control unit 52 Alarm signal generation unit 54 Boiler stop signal generation unit 60 Flow adjustment device 72 Processor 74 RAM
76 ROM
78 HDD
80 Input I/F
82 Output I/F
84 Bus 100 Boiler

Claims (12)

不活性ガスを含む第1燃料ガスが供給されるメインバーナと、
前記メインバーナの火炎を保炎するためのパイロットバーナと、
前記メインバーナに供給される前記第1燃料ガスを分析して前記第1燃料ガスの成分に関する情報を取得するように構成された第1分析部と、
前記第1分析部によって取得した前記第1燃料ガスの成分に関する情報に基づいて、前記パイロットバーナに供給する第2燃料ガス及び空気の流量を調整するように構成された流量調整装置と、
を備え、
前記流量調整装置は、前記第1燃料ガスの成分に関する情報に基づいて前記パイロットバーナに供給する前記第2燃料ガスの流量を増加させる場合に、前記第2燃料ガスの流量を最適燃焼を実現する流量に対して過剰な流量まで増加させた後に、前記パイロットバーナに供給する空気の流量を増加させ、前記第2燃料ガスの流量を減少させるように構成された、
バーナシステム。
a main burner to which a first fuel gas containing an inert gas is supplied;
a pilot burner for maintaining the flame of the main burner;
a first analysis unit configured to analyze the first fuel gas supplied to the main burner to obtain information about components of the first fuel gas;
a flow rate control device configured to control flow rates of a second fuel gas and air to be supplied to the pilot burner based on information on components of the first fuel gas acquired by the first analysis unit; and
Equipped with
the flow rate control device is configured to, when increasing the flow rate of the second fuel gas supplied to the pilot burner based on information on the components of the first fuel gas, increase the flow rate of the second fuel gas to a flow rate that is excessive with respect to a flow rate that realizes optimal combustion, and then increase the flow rate of air supplied to the pilot burner and reduce the flow rate of the second fuel gas.
Burner system.
不活性ガスを含む第1燃料ガスが供給されるメインバーナと、
前記メインバーナの火炎を保炎するためのパイロットバーナと、
前記メインバーナに供給される前記第1燃料ガスを分析して前記第1燃料ガスの成分に関する情報を取得するように構成された第1分析部と、
前記第1分析部によって取得した前記第1燃料ガスの成分に関する情報に基づいて、前記パイロットバーナに供給する第2燃料ガス及び空気の流量を調整するように構成された流量調整装置と、
を備え、
前記第1分析部は、前記第1燃料ガスの成分に関する情報として、前記不活性ガスの濃度を取得するように構成され、
前記流量調整装置は、前記第1分析部によって取得した前記不活性ガスの濃度と基準濃度との差に応じて、前記パイロットバーナに供給する前記第2燃料ガスの流量を調整するように構成された、
バーナシステム。
a main burner to which a first fuel gas containing an inert gas is supplied;
a pilot burner for maintaining the flame of the main burner;
a first analysis unit configured to analyze the first fuel gas supplied to the main burner to obtain information about components of the first fuel gas;
a flow rate control device configured to control flow rates of a second fuel gas and air to be supplied to the pilot burner based on information on components of the first fuel gas acquired by the first analysis unit; and
Equipped with
the first analysis unit is configured to acquire a concentration of the inert gas as information regarding a component of the first fuel gas,
The flow rate control device is configured to adjust a flow rate of the second fuel gas supplied to the pilot burner in accordance with a difference between the concentration of the inert gas acquired by the first analysis unit and a reference concentration.
Burner system.
前記流量調整装置は、前記第1分析部によって取得した前記不活性ガスの濃度と基準濃度との差が閾値を超えた場合に、アラーム信号又はボイラの運転を停止するためのボイラ信号を生成するように構成された、請求項2に記載のバーナシステム。 The burner system of claim 2, wherein the flow rate control device is configured to generate an alarm signal or a boiler signal for stopping operation of the boiler when the difference between the concentration of the inert gas acquired by the first analysis unit and a reference concentration exceeds a threshold value. 不活性ガスを含む第1燃料ガスが供給されるメインバーナと、
前記メインバーナの火炎を保炎するためのパイロットバーナと、
前記メインバーナに供給される前記第1燃料ガスを分析して前記第1燃料ガスの成分に関する情報を取得するように構成された第1分析部と、
前記第1分析部によって取得した前記第1燃料ガスの成分に関する情報に基づいて、前記パイロットバーナに供給する第2燃料ガス及び空気の流量を調整するように構成された流量調整装置と、
を備え、
前記第1分析部は、前記第1燃料ガスの成分に関する情報として、前記第1燃料ガスの発熱量を取得するように構成され、
前記流量調整装置は、前記第1燃料ガスの基準発熱量と前記第1分析部によって取得した前記第1燃料ガスの発熱量との差に応じて、前記パイロットバーナに供給する前記第2燃料ガスの流量を調整するように構成された、
バーナシステム。
a main burner to which a first fuel gas containing an inert gas is supplied;
a pilot burner for maintaining the flame of the main burner;
a first analysis unit configured to analyze the first fuel gas supplied to the main burner to obtain information about components of the first fuel gas;
a flow rate control device configured to control flow rates of a second fuel gas and air to be supplied to the pilot burner based on information on components of the first fuel gas acquired by the first analysis unit; and
Equipped with
the first analysis unit is configured to acquire a calorific value of the first fuel gas as information about a component of the first fuel gas,
the flow rate control device is configured to adjust a flow rate of the second fuel gas supplied to the pilot burner in accordance with a difference between a reference calorific value of the first fuel gas and a calorific value of the first fuel gas acquired by the first analysis unit.
Burner system.
前記流量調整装置は、前記第1燃料ガスの基準発熱量と前記第1分析部によって取得した前記第1燃料ガスの発熱量との差が閾値を超えた場合に、アラーム信号又はボイラの運転を停止するためのボイラ停止信号を生成するように構成された、請求項4に記載のバーナシステム。 The burner system of claim 4, wherein the flow rate control device is configured to generate an alarm signal or a boiler stop signal for stopping operation of the boiler when the difference between the reference calorific value of the first fuel gas and the calorific value of the first fuel gas acquired by the first analysis unit exceeds a threshold value. 不活性ガスを含む第1燃料ガスが供給されるメインバーナと、
前記メインバーナの火炎を保炎するためのパイロットバーナと、
前記メインバーナに供給される前記第1燃料ガスを分析して前記第1燃料ガスの成分に関する情報を取得するように構成された第1分析部と、
前記第1分析部によって取得した前記第1燃料ガスの成分に関する情報に基づいて、前記パイロットバーナに供給する第2燃料ガス及び空気の流量を調整するように構成された流量調整装置と、
を備え、
ボイラの排ガスを分析して前記排ガス中の未燃の燃料成分及び燃焼不良の際に生じる成分の少なくとも一方の濃度を検出するように構成された第2分析部を更に備え、
前記流量調整装置は、前記第2分析部によって検出した前記少なくとも一方の濃度が成分毎の閾値を超えた場合に、前記パイロットバーナに供給する前記第2燃料ガスの流量を増加させるように構成された、
バーナシステム。
a main burner to which a first fuel gas containing an inert gas is supplied;
a pilot burner for maintaining the flame of the main burner;
a first analysis unit configured to analyze the first fuel gas supplied to the main burner to obtain information about components of the first fuel gas;
a flow rate control device configured to control flow rates of a second fuel gas and air to be supplied to the pilot burner based on information on components of the first fuel gas acquired by the first analysis unit; and
Equipped with
A second analysis unit configured to analyze exhaust gas from the boiler to detect a concentration of at least one of an unburned fuel component and a component generated during poor combustion in the exhaust gas,
The flow rate control device is configured to increase a flow rate of the second fuel gas supplied to the pilot burner when the concentration of the at least one component detected by the second analysis unit exceeds a threshold value for each component.
Burner system.
前記流量調整装置は、前記第2分析部によって取得した前記少なくとも一方の濃度が前記成分毎の閾値よりも大きい他の閾値を超えた場合に、アラーム信号又はボイラの運転を停止するためのボイラ停止信号を生成するように構成された、請求項6に記載のバーナシステム。 The burner system of claim 6, wherein the flow rate control device is configured to generate an alarm signal or a boiler stop signal for stopping operation of the boiler when the concentration of at least one of the components acquired by the second analysis unit exceeds another threshold value that is greater than the threshold value for each component. 前記流量調整装置は、前記パイロットバーナが停止した場合に、前記メインバーナへの前記第1燃料ガスの供給を停止させるように構成された、請求項1乃至7の何れか1項に記載のバーナシステム。 The burner system according to any one of claims 1 to 7, wherein the flow rate control device is configured to stop the supply of the first fuel gas to the main burner when the pilot burner is stopped. 不活性ガスを含む第1燃料ガスが供給されるメインバーナと、
前記メインバーナの火炎を保炎するためのパイロットバーナと、
を備えるバーナシステムの燃焼制御方法であって、
前記メインバーナに供給される前記第1燃料ガスを分析して前記第1燃料ガスの成分に関する情報を取得する分析ステップと、
前記分析ステップによって取得した前記第1燃料ガスの成分に関する情報に基づいて、前記パイロットバーナに供給する第2燃料ガス及び空気の流量を調整する流量調整ステップと、
を備え、
前記流量調整ステップは、前記第1燃料ガスの成分に関する情報に基づいて前記パイロットバーナに供給する前記第2燃料ガスの流量を増加させる場合に、前記第2燃料ガスの流量を最適燃焼を実現する流量に対して過剰な流量まで増加させた後に、前記パイロットバーナに供給する空気の流量を増加させ、前記第2燃料ガスの流量を減少させる、
バーナシステムの燃焼制御方法。
a main burner to which a first fuel gas containing an inert gas is supplied;
a pilot burner for maintaining the flame of the main burner;
A combustion control method for a burner system comprising:
an analysis step of analyzing the first fuel gas supplied to the main burner to obtain information regarding components of the first fuel gas;
a flow rate adjusting step of adjusting flow rates of the second fuel gas and air supplied to the pilot burner based on information about components of the first fuel gas acquired by the analysis step;
Equipped with
In the flow rate adjusting step, when the flow rate of the second fuel gas supplied to the pilot burner is increased based on information about the components of the first fuel gas, the flow rate of the second fuel gas is increased to a flow rate that is excessive with respect to a flow rate that realizes optimal combustion, and then the flow rate of air supplied to the pilot burner is increased and the flow rate of the second fuel gas is reduced.
A method for controlling combustion in a burner system.
不活性ガスを含む第1燃料ガスが供給されるメインバーナと、
前記メインバーナの火炎を保炎するためのパイロットバーナと、
を備えるバーナシステムの燃焼制御方法であって、
前記メインバーナに供給される前記第1燃料ガスを分析して前記第1燃料ガスの成分に関する情報を取得する分析ステップと、
前記分析ステップによって取得した前記第1燃料ガスの成分に関する情報に基づいて、前記パイロットバーナに供給する第2燃料ガス及び空気の流量を調整する流量調整ステップと、
を備え、
前記分析ステップは、前記第1燃料ガスの成分に関する情報として、前記不活性ガスの濃度を取得し
前記流量調整ステップは、前記分析ステップによって取得した前記不活性ガスの濃度と基準濃度との差に応じて、前記パイロットバーナに供給する前記第2燃料ガスの流量を調整する、
バーナシステムの燃焼制御方法。
a main burner to which a first fuel gas containing an inert gas is supplied;
a pilot burner for maintaining the flame of the main burner;
A combustion control method for a burner system comprising:
an analysis step of analyzing the first fuel gas supplied to the main burner to obtain information regarding components of the first fuel gas;
a flow rate adjusting step of adjusting flow rates of the second fuel gas and air supplied to the pilot burner based on information about components of the first fuel gas acquired by the analysis step;
Equipped with
The analysis step acquires a concentration of the inert gas as information about the components of the first fuel gas, and the flow rate adjustment step adjusts a flow rate of the second fuel gas supplied to the pilot burner according to a difference between the concentration of the inert gas acquired by the analysis step and a reference concentration.
A method for controlling combustion in a burner system.
不活性ガスを含む第1燃料ガスが供給されるメインバーナと、
前記メインバーナの火炎を保炎するためのパイロットバーナと、
を備えるバーナシステムの燃焼制御方法であって、
前記メインバーナに供給される前記第1燃料ガスを分析して前記第1燃料ガスの成分に関する情報を取得する分析ステップと、
前記分析ステップによって取得した前記第1燃料ガスの成分に関する情報に基づいて、前記パイロットバーナに供給する第2燃料ガス及び空気の流量を調整する流量調整ステップと、
を備え、
前記分析ステップは、前記第1燃料ガスの成分に関する情報として、前記第1燃料ガスの発熱量を取得し、
前記流量調整ステップは、前記第1燃料ガスの基準発熱量と前記分析ステップによって取得した前記第1燃料ガスの発熱量との差に応じて、前記パイロットバーナに供給する前記第2燃料ガスの流量を調整する、
バーナシステムの燃焼制御方法。
a main burner to which a first fuel gas containing an inert gas is supplied;
a pilot burner for maintaining the flame of the main burner;
A combustion control method for a burner system comprising:
an analysis step of analyzing the first fuel gas supplied to the main burner to obtain information regarding components of the first fuel gas;
a flow rate adjusting step of adjusting flow rates of the second fuel gas and air supplied to the pilot burner based on information about components of the first fuel gas acquired by the analysis step;
Equipped with
the analyzing step acquires a calorific value of the first fuel gas as information about a component of the first fuel gas;
the flow rate adjusting step adjusts a flow rate of the second fuel gas supplied to the pilot burner in accordance with a difference between a reference calorific value of the first fuel gas and the calorific value of the first fuel gas acquired in the analyzing step.
A method for controlling combustion in a burner system.
不活性ガスを含む第1燃料ガスが供給されるメインバーナと、
前記メインバーナの火炎を保炎するためのパイロットバーナと、
を備えるバーナシステムの燃焼制御方法であって、
前記メインバーナに供給される前記第1燃料ガスを分析して前記第1燃料ガスの成分に関する情報を取得する分析ステップと、
前記分析ステップによって取得した前記第1燃料ガスの成分に関する情報に基づいて、前記パイロットバーナに供給する第2燃料ガス及び空気の流量を調整する流量調整ステップと、
を備え、
ボイラの排ガスを分析して前記排ガス中の未燃の燃料成分及び燃焼不良の際に生じる成分の少なくとも一方の濃度を検出するように構成された第2分析ステップを更に備え、
前記流量調整ステップは、前記第2分析ステップによって検出した前記少なくとも一方の濃度が成分毎の閾値を超えた場合に、前記パイロットバーナに供給する前記第2燃料ガスの流量を増加させる、
バーナシステムの燃焼制御方法。
a main burner to which a first fuel gas containing an inert gas is supplied;
a pilot burner for maintaining the flame of the main burner;
A combustion control method for a burner system comprising:
an analysis step of analyzing the first fuel gas supplied to the main burner to obtain information regarding components of the first fuel gas;
a flow rate adjusting step of adjusting flow rates of the second fuel gas and air supplied to the pilot burner based on information about components of the first fuel gas acquired by the analysis step;
Equipped with
A second analysis step is configured to analyze the exhaust gas of the boiler to detect a concentration of at least one of an unburned fuel component and a component generated during poor combustion in the exhaust gas,
the flow rate adjusting step increases a flow rate of the second fuel gas supplied to the pilot burner when the concentration of at least one of the components detected in the second analyzing step exceeds a threshold value for each component.
A method for controlling combustion in a burner system.
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