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JPH0774692B2 - Control method for heat storage type burner - Google Patents
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JPH0774692B2 - Control method for heat storage type burner - Google Patents

Control method for heat storage type burner

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Publication number
JPH0774692B2
JPH0774692B2 JP4294226A JP29422692A JPH0774692B2 JP H0774692 B2 JPH0774692 B2 JP H0774692B2 JP 4294226 A JP4294226 A JP 4294226A JP 29422692 A JP29422692 A JP 29422692A JP H0774692 B2 JPH0774692 B2 JP H0774692B2
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JP
Japan
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burner
control valve
flow rate
exhaust gas
pressure
Prior art date
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JP4294226A
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鉄夫 秋山
弘司 中垣
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Chugai Ro Co Ltd
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Chugai Ro Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、蓄熱式バーナの制御方
法、特に燃焼空気と排ガス排気量の制御に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat storage type burner control method, and more particularly to control of combustion air and exhaust gas exhaust amount.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、蓄熱式バーナシステムとして図4
に示すものが知られている。この蓄熱式バーナシステム
101において、炉102に設けた一対のバーナ103
(103a,103b)の燃料ノズル104(104
a,104b)はそれぞれ燃料制御弁105(105
a,105b)を有する分岐管106(106a,10
6b)を介して燃料供給管107に接続され、空気ノズ
ル112(112a,112b)はそれぞれ蓄熱器11
3(113a,113b)を有する給排気管115(1
15a,115b)に接続されている。上記給排気管1
15(115a,115b)の端部は四方弁120に接
続され、この四方弁120から伸びる燃焼空気供給管1
17と排ガス排気管119がそれぞれ給気ファン116
と排気ファン118に接続されており、上記燃焼空気供
給管117と排ガス排気管119にそれぞれリミットオ
リフィス131,132が設けてある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a heat storage type burner system, FIG.
Those shown in are known. In this regenerative burner system 101, a pair of burners 103 provided in the furnace 102
(103a, 103b) fuel nozzle 104 (104
a, 104b) are the fuel control valves 105 (105
a, 105b) having a branch pipe 106 (106a, 10)
6b) is connected to the fuel supply pipe 107, and the air nozzles 112 (112a, 112b) are respectively connected to the heat storage unit 11
Air supply / exhaust pipe 115 (1 having three (113a, 113b)
15a, 115b). Supply and exhaust pipe 1
The ends of 15 (115a, 115b) are connected to the four-way valve 120, and the combustion air supply pipe 1 extending from the four-way valve 120.
17 and the exhaust gas exhaust pipe 119 are respectively the air supply fan 116.
And the exhaust fan 118, and the combustion air supply pipe 117 and the exhaust gas exhaust pipe 119 are provided with limit orifices 131 and 132, respectively.

【0003】上記構成からなる蓄熱式バーナシステム1
01では、上記一対のバーナ103(103a,103
b)をプログラムされた所定時間ごとに交互に燃焼モー
ドと排気モードに切り換え、一定の熱量が交番的に炉内
に供給される。
A regenerative burner system 1 having the above structure
01, the pair of burners 103 (103a, 103
b) is alternately switched to the combustion mode and the exhaust mode at every predetermined programmed time, and a constant amount of heat is alternately supplied into the furnace.

【0004】すなわち、図示するように、バーナ103
a(以下「第1バーナ103a」という。)で燃料と燃
焼空気を燃焼しながらバーナ103b(以下「第2バー
ナ103b」という。)で炉102内の排ガスを排気す
る場合、燃料制御弁105bは閉され、燃料制御弁10
5aは開されて、第2バーナ103bへの燃料の供給は
遮断され、第1バーナ103aには燃料制御弁105で
一定の圧力に調整されたガス状態の燃料が供給される。
四方弁120の弁体121は図示する実線状態に設定さ
れ、第1バーナ103aの空気ノズル112aに通じる
給排気管115aが燃焼空気供給管117に連通され、
第2バーナ103bの空気ノズル112bに通じる給排
気管115bは排ガス排気管119に連通される。
That is, as shown in the figure, the burner 103
When the exhaust gas in the furnace 102 is exhausted by the burner 103b (hereinafter, referred to as "second burner 103b") while the fuel and combustion air are burnt by a (hereinafter, referred to as "first burner 103a"), the fuel control valve 105b is Closed, fuel control valve 10
5a is opened, the supply of fuel to the second burner 103b is cut off, and the fuel in the gas state adjusted to a constant pressure by the fuel control valve 105 is supplied to the first burner 103a.
The valve body 121 of the four-way valve 120 is set in the illustrated solid line state, and the supply / exhaust pipe 115a communicating with the air nozzle 112a of the first burner 103a is communicated with the combustion air supply pipe 117.
The air supply / exhaust pipe 115b communicating with the air nozzle 112b of the second burner 103b is communicated with the exhaust gas exhaust pipe 119.

【0005】この状態で、第1バーナ103aの燃料ノ
ズル104aには、燃料制御弁105aで一定の圧力に
調整された燃料が燃料供給管107より供給される。空
気ノズル112aには、燃焼空気供給管117、給排気
管115aを介して燃焼空気が供給され、この燃焼空気
は後述するようにして蓄熱媒体114aに蓄えられた熱
によって予熱される。なお、空気供給管117を四方弁
120に向かって流れる燃焼空気の圧力は、リミットオ
リフィス131により一定の圧力状態に制御される。そ
して、燃料と燃焼空気はそれぞれのノズル104a,1
12aから炉102内に噴射されて混合燃焼される。一
方、第2バーナ103bは、排気ファン118の吸引力
に基づいて、空気ノズル112bより炉102内の排ガ
スを給排気管115bを介して排ガス排気管119に排
出し、蓄熱器113bを通過する排ガスの熱が、この蓄
熱器113bに収容されている蓄熱媒体114bに回収
される。なお、排ガス排気量は、リミットオリフィス1
32で圧力調整することにより一定量に制御される。
In this state, the fuel having a constant pressure adjusted by the fuel control valve 105a is supplied from the fuel supply pipe 107 to the fuel nozzle 104a of the first burner 103a. Combustion air is supplied to the air nozzle 112a through a combustion air supply pipe 117 and an air supply / exhaust pipe 115a, and the combustion air is preheated by heat stored in the heat storage medium 114a as described later. The pressure of the combustion air flowing through the air supply pipe 117 toward the four-way valve 120 is controlled by the limit orifice 131 to a constant pressure state. The fuel and the combustion air are supplied to the respective nozzles 104a, 1a.
It is injected into the furnace 102 from 12a and mixed and burned. On the other hand, the second burner 103b discharges the exhaust gas in the furnace 102 from the air nozzle 112b to the exhaust gas exhaust pipe 119 via the supply / exhaust pipe 115b based on the suction force of the exhaust fan 118, and passes through the heat storage unit 113b. The heat of is collected in the heat storage medium 114b housed in the heat storage unit 113b. Exhaust gas exhaust volume is limited to the limit orifice 1
It is controlled to a constant amount by adjusting the pressure at 32.

【0006】次に、第2バーナ103bで燃料と燃焼空
気を燃焼しながら第1バーナ103aで炉102内の排
ガスを排出する場合、上述の場合とは逆に、燃料制御弁
105aは閉され、燃料制御弁105bは開されて、第
1バーナ103aへの燃料の供給は遮断され、第2バー
ナ103bにのみ燃料が供給される。四方弁120の弁
体121は点線状態に設定され、第2バーナ103bの
空気ノズル112bに通じる給排気管115bが燃焼空
気供給管117に連通され、第1バーナ103aの空気
ノズル112aに通じる給排気管115aは排ガス排気
管119に連通される。そして、第2バーナ103bの
燃料ノズル104bには燃料供給管107より燃料が供
給され、空気ノズル112bには蓄熱器113bにより
予熱された空気が供給され、これらが炉102内に噴射
されて混合燃焼される。一方、第1バーナ103aは、
排気ファン118の吸引力に基づいて、空気ノズル11
2bより炉102内の排ガスを給排気管115aを介し
て排ガス排気管119に排出し、蓄熱器113aを通過
する排ガスの熱が、この蓄熱器113aに収容されてい
る蓄熱媒体114aに回収される。
Next, when exhausting the exhaust gas in the furnace 102 by the first burner 103a while burning the fuel and combustion air by the second burner 103b, the fuel control valve 105a is closed, contrary to the above case. The fuel control valve 105b is opened, the fuel supply to the first burner 103a is cut off, and the fuel is supplied only to the second burner 103b. The valve body 121 of the four-way valve 120 is set to a dotted line state, the air supply / exhaust pipe 115b communicating with the air nozzle 112b of the second burner 103b is communicated with the combustion air supply pipe 117, and the air supply / exhaust communicating with the air nozzle 112a of the first burner 103a. The pipe 115a communicates with the exhaust gas exhaust pipe 119. Then, the fuel is supplied from the fuel supply pipe 107 to the fuel nozzle 104b of the second burner 103b, the air preheated by the regenerator 113b is supplied to the air nozzle 112b, and these are injected into the furnace 102 for mixed combustion. To be done. On the other hand, the first burner 103a
Based on the suction force of the exhaust fan 118, the air nozzle 11
The exhaust gas in the furnace 102 is discharged from 2b to the exhaust gas exhaust pipe 119 via the supply / exhaust pipe 115a, and the heat of the exhaust gas passing through the heat storage device 113a is recovered in the heat storage medium 114a housed in the heat storage device 113a. .

【0007】このように、上記バーナシステム101で
は、第1バーナ103aと第2バーナ103bで交互に
燃料が燃焼されるとともに、非燃焼状態のバーナ103
を通じて排気される排ガスの熱が蓄熱器113に回収さ
れ、この回収された熱が燃焼空気の予熱に利用される。
したがって、大型の集合型換熱式熱交換器が不要で、バ
ーナ103に付設されている蓄熱器113によって手軽
に予熱空気が得られるという利点を有する。
As described above, in the burner system 101, the fuel is alternately burned by the first burner 103a and the second burner 103b, and the burner 103 in the non-burning state is used.
The heat of the exhaust gas exhausted through the heat storage unit 113 is recovered by the heat storage unit 113, and the recovered heat is used for preheating the combustion air.
Therefore, there is an advantage that a large-scale collective heat exchanger-type heat exchanger is not required, and preheated air can be easily obtained by the heat accumulator 113 attached to the burner 103.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記バ
ーナシステムでは、図5に示すように、蓄熱媒体114
に蓄えられた熱が燃焼空気に奪われることにより、蓄熱
器113の予熱能力が徐々に低下する。その結果、蓄熱
器113を通過する燃焼空気の温度が次第に低下し、蓄
熱器113と空気ノズル112の通過抵抗が減少して供
給質量が増加する。しかし、燃焼空気は空気供給管11
7に設けたリミットオリフィス131により一定の圧力
に調整されている。したがって、バーナ空気比が燃焼中
に徐々に上昇し、炉内酸素濃度が次第に増加傾向を示
し、処理条件が変化する。また、排ガスに関して、蓄熱
媒体114は徐々に高温となり熱回収量が減少し、蓄熱
器113を通過する排ガスの温度が上昇する。しかし、
排気ファン118は一定の圧力で排ガスを吸引してい
る。したがって、排ガス温度が上昇することにより通過
抵抗が増加すれば、排出質量が減少して炉内圧力が上昇
する傾向を示し、炉102の開口部から高温排ガスが吹
き出してエネルギ損失、作業環境の悪化を招来する。
However, in the above burner system, as shown in FIG.
Since the heat stored in the heat storage device is taken away by the combustion air, the preheating capacity of the heat storage device 113 gradually decreases. As a result, the temperature of the combustion air passing through the heat storage unit 113 gradually decreases, the passage resistance between the heat storage unit 113 and the air nozzle 112 decreases, and the supplied mass increases. However, the combustion air is supplied to the air supply pipe 11
The pressure is regulated to a constant pressure by a limit orifice 131 provided in No. 7. Therefore, the burner air ratio gradually rises during combustion, the oxygen concentration in the furnace tends to gradually increase, and the treatment conditions change. Regarding the exhaust gas, the heat storage medium 114 gradually becomes hot and the amount of heat recovery decreases, and the temperature of the exhaust gas passing through the heat storage unit 113 rises. But,
The exhaust fan 118 sucks the exhaust gas at a constant pressure. Therefore, if the passage resistance increases as the exhaust gas temperature rises, the exhaust mass tends to decrease and the in-reactor pressure tends to rise, and high-temperature exhaust gas blows out from the opening of the furnace 102 to cause energy loss and deterioration of the working environment. Be invited.

【0009】そこで、上記問題点を解決するために、図
6に示すように、上記バーナシステム101にフィード
バック式の流量制御システム140を適用することが考
えられる。このバーナシステム101では、燃料供給管
107、燃焼空気供給管117、および排ガス排気管1
19に流量制御弁141,144,147と流量オリフ
ィス142,145,148がそれぞれ設けてあり、上
記流量オリフィス142,145,148の差圧信号発
信器143,146.149がそれぞれ制御システム1
40に電気的に接続されている。
Therefore, in order to solve the above problems, it is possible to apply a feedback type flow rate control system 140 to the burner system 101 as shown in FIG. In this burner system 101, the fuel supply pipe 107, the combustion air supply pipe 117, and the exhaust gas exhaust pipe 1
19 are provided with flow rate control valves 141, 144, 147 and flow rate orifices 142, 145, 148, respectively, and the differential pressure signal transmitters 143, 146. 149 of the flow rate orifices 142, 145, 148 are respectively provided in the control system 1.
It is electrically connected to 40.

【0010】そして、制御システム140は、流量オリ
フィス142の差圧信号発信器143から出力された信
号をもとに燃料供給量を演算し、それに見合う量の燃焼
空気の給気量(理論値)を求める。また、この給気量
(理論値)に対応する信号をもとに制御弁144の開度
を調整するとともに、差圧信号発信器146の差圧信号
に基づいて燃焼空気の給気量(実績値)を検出し、理論
値と実績値が一致するように制御弁144の開度を繰り
返し修正する。排ガス排気量についても同様で、適正な
炉内圧力に対応した排気量(理論値)に調整するよう
に、差圧信号発信器149からの差圧信号に基づいて排
気量(実績値)を検出し、理論値と実績値が一致するよ
うに制御弁147の開度を繰り返し修正する。
Then, the control system 140 calculates the fuel supply amount based on the signal output from the differential pressure signal transmitter 143 of the flow rate orifice 142, and the amount of combustion air supplied (theoretical value). Ask for. Further, the opening degree of the control valve 144 is adjusted based on the signal corresponding to the air supply amount (theoretical value), and the air supply amount (actual result) of the combustion air is calculated based on the differential pressure signal of the differential pressure signal transmitter 146. Value) is detected, and the opening degree of the control valve 144 is repeatedly corrected so that the theoretical value and the actual value match. The same applies to the exhaust gas exhaust amount, and the exhaust amount (actual value) is detected based on the differential pressure signal from the differential pressure signal transmitter 149 so that the exhaust amount (theoretical value) corresponding to the appropriate furnace pressure is adjusted. Then, the opening of the control valve 147 is repeatedly corrected so that the theoretical value and the actual value match.

【0011】しかしながら、上記フィードバック式の流
量制御システム140は、上記の通り、理論値と実績値
との差に基づいて制御弁144,147の開度を修正す
る動作を反復することにより実績値を目標値に収斂させ
る制御ループである。
However, as described above, the feedback type flow rate control system 140 repeats the operation of correcting the opening degrees of the control valves 144 and 147 based on the difference between the theoretical value and the actual value to obtain the actual value. It is a control loop that converges to a target value.

【0012】そのため、収斂に至るまでに相当の時間を
要し、短時間(例えば20秒)で燃焼バーナを切り換え
るバーナシステムには対応できないという問題点があ
る。具体的に、図7に示すように、炉内の酸素濃度や炉
内圧力が安定するまでには相当な時間を要し、ようやく
収斂したところでモードが反転する。
Therefore, there is a problem that it takes a considerable amount of time to reach convergence and cannot be applied to a burner system that switches combustion burners in a short time (for example, 20 seconds). Specifically, as shown in FIG. 7, it takes a considerable amount of time for the oxygen concentration in the furnace and the pressure in the furnace to stabilize, and the mode is reversed at the time of convergence.

【0013】また、図8に示すように、排気モードの蓄
熱器113等が、排ガスと共に炉内に浮遊する耐火物粉
やスケールを吸引して目詰まりや閉塞すると、その時点
から炉内圧力が急激に上昇し、そこから新たな制御ルー
プが開始されることになるので、炉内圧力が安定するま
でに更に多くの時間を要する。また、モードが反転する
と、閉塞に伴って燃焼空気の通過抵抗が増大して供給量
が低下することから、炉内の酸素濃度の逸脱が顕著とな
り、それを修正するのに長時間を要する。さらに、閉塞
した蓄熱器113等を交換しない限り、その後の制御ル
ープにおいて上記炉内酸素濃度、炉内圧力の逸脱は反復
されることになり、安定した操業状態が得られない。
Further, as shown in FIG. 8, when the heat storage unit 113 in the exhaust mode sucks the refractory powder and scale floating in the furnace together with the exhaust gas and becomes clogged or clogged, the internal pressure of the furnace changes from that point. Since it rapidly rises and a new control loop is started from there, more time is required until the furnace pressure stabilizes. Further, when the mode is reversed, the passage resistance of the combustion air increases and the supply amount decreases due to the blockage, so that the deviation of the oxygen concentration in the furnace becomes remarkable, and it takes a long time to correct it. Further, unless the closed regenerator 113 or the like is replaced, the deviation of the in-furnace oxygen concentration and the in-furnace pressure is repeated in the subsequent control loop, and a stable operating state cannot be obtained.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記蓄熱式バ
ーナシステムにおける問題点を解決するためになされた
もので、対をなす二つのバーナにそれぞれ燃料供給管と
蓄熱器を有する給排気管を接続し、切換弁を介して上記
給排気管を燃焼空気供給管と排ガス排気管に接続し、一
方のバーナより燃料と燃焼空気を噴射しつつ他方のバー
ナより炉内の排ガスを排気する燃焼状態を交互に行うこ
とにより、排ガスの排気時に上記蓄熱器に蓄積された熱
を燃焼空気の予熱に利用するとともに、上記燃焼空気供
給管と排ガス排気管にそれぞれ開度検出器付き制御弁を
設け、これらの制御弁によってファンの燃焼空気供給量
と排ガス排気量を調整するようにした蓄熱式バーナにつ
いて、以下のステップ1〜7からなる制御演算に基づい
て燃焼空気と排ガスの流量を調整するものである。 ステップ1 理論流量、前回の制御演算で求めた流量係数、制御弁の
ファン側の圧力、炉内圧力、制御弁を通過する流体の温
度をもとに制御弁の開度を求める。 ステップ2 上記ステップ1で求めた開度に制御弁を調整する。 ステップ3 上記制御弁をステップ1で求めた開度に調整した後、制
御弁のバーナ側の圧力およびファン側の圧力、制御弁を
通過する流体の温度、および上記調整された開度をもと
に実績流量を求める。 ステップ4 上記理論流量と実績流量の流量差を求める。 ステップ5 上記流量差が所定の許容誤差の範囲内であれば、上記実
績流量、制御弁のバーナ側の圧力、炉内圧力をもとに流
量係数を求め、上記流量差が所定の許容誤差の範囲外で
あれば、上記理論流量、制御弁のバーナ側の圧力、炉内
圧力をもとに流量係数を求める。 ステップ6 上記ステップ5で求めた流量係数を記憶する。 ステップ7 上記ステップ1に復帰する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems in the above heat storage type burner system, and has a pair of two burners each having a fuel supply pipe and a heat storage pipe. Combustion in which the supply and exhaust pipes are connected to the combustion air supply pipe and the exhaust gas exhaust pipe through the switching valve, and the fuel and the combustion air are injected from one burner while the exhaust gas in the furnace is exhausted from the other burner. By alternately performing the states, the heat accumulated in the regenerator at the time of exhaust gas exhaust is used for preheating the combustion air, and the combustion air supply pipe and exhaust gas exhaust pipe are each provided with a control valve with an opening detector. Regarding the regenerative burner in which the control valve controls the combustion air supply amount and exhaust gas exhaust amount of the fan, the combustion air and the exhaust gas are exhausted based on the control calculation consisting of the following steps 1 to 7. And adjusts the flow rate. Step 1 Determine the opening of the control valve based on the theoretical flow rate, the flow rate coefficient obtained in the previous control calculation, the pressure on the fan side of the control valve, the furnace pressure, and the temperature of the fluid passing through the control valve. Step 2 Adjust the control valve to the opening obtained in Step 1 above. Step 3 After adjusting the control valve to the opening obtained in step 1, the burner side pressure and the fan side pressure of the control valve, the temperature of the fluid passing through the control valve, and the adjusted opening degree are used. Calculate the actual flow rate. Step 4 Obtain the flow rate difference between the theoretical flow rate and the actual flow rate. Step 5 If the flow rate difference is within a predetermined tolerance range, a flow rate coefficient is calculated based on the actual flow rate, the pressure on the burner side of the control valve, and the furnace pressure. If it is out of the range, the flow coefficient is calculated based on the theoretical flow rate, the pressure on the burner side of the control valve, and the furnace pressure. Step 6 The flow coefficient obtained in Step 5 is stored. Step 7 Return to Step 1 above.

【0015】[0015]

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。図1は本発明にかかる蓄熱式バーナの
制御方法を実施するバーナシステムを示す。このバーナ
システム1において、炉2に設けた一対のバーナ3(3
a,3b)の燃料ノズル4(4a,4b)はそれぞれ燃
料制御弁5(5a,5b)を備えた分岐管6(6a,6
b)を介して燃料供給管7に接続されている。この燃料
供給管7には差圧信号発信器8付き流量オリフィス9が
設けてあり、上記差圧信号発信器8の出力が制御装置1
0に出力されるようになっている。また、炉2には炉内
圧力PFを検出する圧力センサ11が設けてあり、その
出力が制御装置10に出力されるようになっている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a burner system for carrying out a method of controlling a regenerative burner according to the present invention. In this burner system 1, a pair of burners 3 (3
a, 3b), the fuel nozzle 4 (4a, 4b) is provided with a fuel control valve 5 (5a, 5b), respectively, and a branch pipe 6 (6a, 6).
It is connected to the fuel supply pipe 7 via b). The fuel supply pipe 7 is provided with a flow rate orifice 9 with a differential pressure signal transmitter 8. The output of the differential pressure signal transmitter 8 is the control device 1.
It is output to 0. Further, the furnace 2 is provided with a pressure sensor 11 that detects the pressure PF in the furnace, and the output thereof is output to the control device 10.

【0016】上記バーナ3(3a,3b)の空気ノズル
12(12a,12b)はそれぞれ蓄熱器13(13
a,13b)を有する給排気管15(15a,15b)
に接続されており、この蓄熱器13(13a,13b)
にセラミックスペレットなどの蓄熱媒体14(14a,
14b)が充填されている。また、上記給排気管15
(15a,15b)の先端は、給気ファン16に接続さ
れた空気供給管17と排気ファン18に接続された排ガ
ス排気管19の端部が接続されている四方弁20に接続
されている。
The air nozzles 12 (12a, 12b) of the burners 3 (3a, 3b) are respectively regenerators 13 (13).
supply and exhaust pipe 15 (15a, 15b) having a, 13b)
Is connected to the heat storage device 13 (13a, 13b)
The heat storage medium 14 (14a,
14b) is filled. In addition, the supply / exhaust pipe 15
The ends of (15a, 15b) are connected to a four-way valve 20 to which the ends of an air supply pipe 17 connected to the air supply fan 16 and an exhaust gas exhaust pipe 19 connected to the exhaust fan 18 are connected.

【0017】この四方弁20は弁体21を備えており、
弁体21が実線状態にあるとき、バーナ3a(以下「第
1バーナ3a」という。)に接続されている給排気管1
5aと空気供給管17とが連通し、他方のバーナ3b
(以下「第2バーナ3b」という。)に接続されている
給排気管15bが排ガス排気管19と連通し、モータの
駆動に基づいて弁体21が点線状態に切り換わると、逆
に第1バーナ3aの給排気管15aが排ガス排気管19
に連通し、第2バーナ3bの給排気管15bが空気供給
管17に連通するようになっている。
This four-way valve 20 is equipped with a valve body 21,
The supply / exhaust pipe 1 connected to the burner 3a (hereinafter referred to as "first burner 3a") when the valve body 21 is in the solid line state.
5a communicates with the air supply pipe 17, and the other burner 3b
When the supply / exhaust pipe 15b connected to (hereinafter referred to as the "second burner 3b") communicates with the exhaust gas exhaust pipe 19 and the valve body 21 switches to the dotted line state based on the drive of the motor, conversely the first The supply / exhaust pipe 15a of the burner 3a is the exhaust gas exhaust pipe 19
The air supply / exhaust pipe 15b of the second burner 3b communicates with the air supply pipe 17.

【0018】上記空気供給管17にはモータ23によっ
て開度調整される開度センサ24付き制御弁22が設け
てあり、上記開度センサ24の出力が制御装置10に出
力され、制御装置10からの駆動信号に基づいてモータ
23を駆動することにより制御弁22の開度が調整でき
るようになっている。また、空気供給管17には、燃焼
空気の供給方向(矢印X方向)に関して上流側(ファン
側)に圧力センサ25と温度センサ26、下流側(バー
ナ側)に圧力センサ27が設けてあり、それらによって
検出された圧力データP1,P2、温度データT1が制
御装置10に出力されるようになっている。
The air supply pipe 17 is provided with a control valve 22 with an opening sensor 24 whose opening is adjusted by a motor 23, and the output of the opening sensor 24 is output to the control device 10 and the control device 10 outputs the output. The opening degree of the control valve 22 can be adjusted by driving the motor 23 on the basis of the drive signal. Further, the air supply pipe 17 is provided with a pressure sensor 25 and a temperature sensor 26 on the upstream side (fan side) and a pressure sensor 27 on the downstream side (burner side) in the combustion air supply direction (arrow X direction). The pressure data P1 and P2 and the temperature data T1 detected by them are output to the control device 10.

【0019】同様に、排ガス排気管19には、モータ2
9によって開度調整される開度センサ30付き制御弁2
8が設けてあり、上記開度センサ30の出力が制御装置
10に出力され、制御装置10からの駆動信号に基づい
てモータ29を駆動することにより制御弁28の開度が
調整できるようになっている。また、排ガス排気管19
には、排ガスの排出方向(矢印Y方向)に関して上流側
(バーナ側)に圧力センサ31と温度センサ32、下流
側(ファン側)に圧力センサ33が設けてあり、それら
によって検出された圧力データP3,P4、温度データ
T2が制御装置に出力されるようになっている。
Similarly, the exhaust gas exhaust pipe 19 has a motor 2
Control valve 2 with opening sensor 30 whose opening is adjusted by 9
8 is provided, the output of the opening sensor 30 is output to the control device 10, and the opening of the control valve 28 can be adjusted by driving the motor 29 based on the drive signal from the control device 10. ing. Also, the exhaust gas exhaust pipe 19
Is provided with a pressure sensor 31 and a temperature sensor 32 on the upstream side (burner side) and a pressure sensor 33 on the downstream side (fan side) with respect to the exhaust gas discharge direction (arrow Y direction). P3, P4 and temperature data T2 are output to the control device.

【0020】上記構成からなるバーナシステム1では、
第1バーナ3aと第2バーナ3bが燃焼モードと排気モ
ードを交番的に繰り返す。すなわち、プログラムされた
所定時間内は、第1バーナ3aへの燃料制御弁5aを
開、第2バーナ3bへの燃料制御弁5bを閉とし、燃料
供給管7、分岐管6aを通じて第1バーナ3aの燃料ノ
ズル4aにガス化された燃料を供給し、第2バーナ3b
への燃料供給を遮断する。また、四方弁20の弁体21
を図示する実線状態に設定し、第1バーナ3aの空気ノ
ズル12aに通じる給排気管15aを空気供給管17に
連通し、第2バーナ3bの空気ノズル14bに通じる給
排気管15bを排ガス排気管19に連通し、給気ファン
16によって供給される燃焼空気を第1バーナ3aの空
気ノズル12aに供給し、炉2内の排ガスを第2バーナ
3bの空気ノズル12bより排ガス排気管19へ排出す
る。これにより、第1バーナ3aより燃料と燃焼空気が
炉2内に噴射され、これらが混合燃焼される。また、第
2バーナ3bで吸引された炉2内の排ガスは、蓄熱器1
3bを通過する際に蓄熱媒体14bに熱が奪われる。な
お、第1バーナ3aに供給される燃焼空気は、蓄熱器1
3aを通過する際に前回の排気モードの際に蓄熱器13
aに蓄えられた熱によって予熱され、この予熱された燃
焼空気が炉2内に噴射される。
In the burner system 1 having the above structure,
The first burner 3a and the second burner 3b alternately repeat the combustion mode and the exhaust mode. That is, within the programmed predetermined time, the fuel control valve 5a to the first burner 3a is opened, the fuel control valve 5b to the second burner 3b is closed, and the first burner 3a is passed through the fuel supply pipe 7 and the branch pipe 6a. Gasified fuel is supplied to the fuel nozzle 4a of the second burner 3b.
Shut off the fuel supply to. In addition, the valve body 21 of the four-way valve 20
Is set to the solid line state shown in the drawing, the supply / exhaust pipe 15a communicating with the air nozzle 12a of the first burner 3a is communicated with the air supply pipe 17, and the supply / exhaust pipe 15b communicating with the air nozzle 14b of the second burner 3b is connected to the exhaust gas exhaust pipe. Combustion air supplied to the air supply fan 16 is supplied to the air nozzle 12a of the first burner 3a, and the exhaust gas in the furnace 2 is discharged to the exhaust gas exhaust pipe 19 from the air nozzle 12b of the second burner 3b. . As a result, the fuel and the combustion air are injected from the first burner 3a into the furnace 2, and they are mixed and burned. In addition, the exhaust gas in the furnace 2 sucked by the second burner 3b is stored in the heat storage unit 1
When passing through 3b, heat is taken by the heat storage medium 14b. The combustion air supplied to the first burner 3a is stored in the heat accumulator 1
When passing through 3a, the heat accumulator 13 was used in the previous exhaust mode.
It is preheated by the heat stored in a and the preheated combustion air is injected into the furnace 2.

【0021】上記運転モードが終了すると、次の所定時
間内は、第2バーナ3bへの燃料制御弁5bを開、第1
バーナ3aへの燃料制御弁5aを閉とし、燃料供給管
7、分岐管6bを通じて第2バーナ3bの燃料ノズル4
bにガス化された燃料を供給し、第1バーナ3aへの燃
料供給を遮断する。また、四方弁20の弁体21を図示
する点線状態に設定し、第2バーナ3bの空気ノズル1
2bに通じる給排気管15bを空気供給管17に連通
し、第1バーナ3aの空気ノズル12aに通じる給排気
管15aを排ガス排気管19に連通し、給気ファン16
によって供給される燃焼空気を上記運転モード時に蓄熱
器13bに蓄積された熱で予熱して第2バーナ3bの空
気ノズル12bに供給し、炉2内の排ガスを第1バーナ
3aの空気ノズル12aより排ガス排気管19へ排出す
る。これにより、第2バーナ3bより燃料と燃焼空気が
炉2内に噴射され、これらが混合燃焼される。また、第
1バーナ3aで吸引された炉2内の排ガスは、蓄熱器1
3aを通過する際に蓄熱媒体14aに熱が奪われる。な
お、実際の操業では、対をなすバーナが複数組あっても
本発明の趣旨を逸脱するものではない。
When the above operation mode is completed, the fuel control valve 5b for the second burner 3b is opened and the first burner is opened for the first predetermined time.
The fuel control valve 5a for the burner 3a is closed, and the fuel nozzle 4 of the second burner 3b is passed through the fuel supply pipe 7 and the branch pipe 6b.
The gasified fuel is supplied to b and the fuel supply to the first burner 3a is cut off. Further, the valve body 21 of the four-way valve 20 is set to the state shown by the dotted line in the figure, and the air nozzle 1 of the second burner 3b is set.
2b is connected to the air supply / exhaust pipe 15b, and the air supply / exhaust pipe 15a is connected to the air nozzle 12a of the first burner 3a.
The combustion air supplied by the above is preheated by the heat stored in the heat storage unit 13b in the above operation mode and supplied to the air nozzle 12b of the second burner 3b, and the exhaust gas in the furnace 2 is supplied from the air nozzle 12a of the first burner 3a. The exhaust gas is discharged to the exhaust pipe 19. As a result, the fuel and the combustion air are injected from the second burner 3b into the furnace 2, and they are mixed and burned. Further, the exhaust gas in the furnace 2 sucked by the first burner 3a is stored in the heat accumulator 1
When passing through 3a, heat is taken by the heat storage medium 14a. In actual operation, even if there are a plurality of pairs of burners, it does not depart from the gist of the present invention.

【0022】燃焼空気の流量制御について説明する。ま
ず、流量制御の演算に用いる基本式について説明する。
燃焼空気制御弁22を通過する燃焼空気の流量Qaは数
1で表される。
The control of the flow rate of the combustion air will be described. First, the basic formula used for the calculation of the flow rate control will be described.
The flow rate Qa of the combustion air that passes through the combustion air control valve 22 is expressed by Equation 1.

【数1】 Va:制御弁22の流量係数 P1:圧力センサ25で検出されるファン側の圧力 P2:圧力センサ27で検出されるバーナ側の圧力 Γa:空気密度[Equation 1] Va: flow rate coefficient of control valve 22 P1: fan side pressure detected by pressure sensor 25 P2: burner side pressure detected by pressure sensor 27 Γa: air density

【0023】上記Γaは数2で与えられる。The above Γa is given by the equation 2.

【数2】 T1:温度センサ26で検出される温度 なお、式中の1.293は標準状態(温度:0℃、圧
力:760mmHg)における空気密度である。
[Equation 2] T1: Temperature detected by temperature sensor 26 1.293 in the formula is an air density in a standard state (temperature: 0 ° C., pressure: 760 mmHg).

【0024】従って、上記数1は数3に改めることがで
きる。
Therefore, the above equation 1 can be changed to equation 3.

【数3】 [Equation 3]

【0025】次に、上記数3で決定される流量Qaの空
気は炉2内に送り込まれるので、制御弁22の出口から
四方弁20、蓄熱器13、空気ノズル12、炉2内まで
の経路について、次の数4が成立する。
Next, since the air having the flow rate Qa determined by the above-mentioned equation 3 is sent into the furnace 2, the path from the outlet of the control valve 22 to the four-way valve 20, the heat accumulator 13, the air nozzle 12, and the inside of the furnace 2. For, the following equation 4 holds.

【数4】 Na:制御弁22の出口から四方弁20、蓄熱器13、
空気ノズル12、炉2内までの流量係数 PF:炉内圧力
[Equation 4] Na: from the outlet of the control valve 22 to the four-way valve 20, the heat storage device 13,
Flow coefficient to the air nozzle 12 and the furnace 2 PF: Pressure in the furnace

【0026】したがって、上記数3と数4より数5の関
係が成立する。
Therefore, the relationship of the expression 5 is established from the expressions 3 and 4.

【数5】 [Equation 5]

【0027】ここで、Va(制御弁22の流量係数)
は、事前に実験により求める。すなわち、制御弁22に
空気を流し、そのときの温度T、流量Q、開度Ra、差
圧(P−P’)を適宜手段によって計測し、数6に基づ
いてVaを求めておく。
Here, Va (flow coefficient of the control valve 22)
Is experimentally obtained in advance. That is, air is flown through the control valve 22, and the temperature T, the flow rate Q, the opening Ra, and the pressure difference (P-P ') at that time are measured by appropriate means, and Va is calculated based on Equation 6.

【数6】 また、開度Raと流量係数Vaの関係(図2参照)を予
め制御装置10に入力しておく。
[Equation 6] Further, the relationship between the opening degree Ra and the flow rate coefficient Va (see FIG. 2) is input to the control device 10 in advance.

【0028】次に、空気流量制御について具体的説明す
る。いま、バーナ3の一方から燃料と燃焼空気を噴射し
てこれらを燃焼していると仮定する。このときの燃焼空
気流量理論値Qaは、燃料の流量計測手段、すなわち流
量オリフィス9の差圧信号発信器8より出力される差圧
信号から燃料流量を演算し、この燃料流量に対応した理
論空気量に空気比を乗じて求められる。
Next, the air flow rate control will be specifically described. Now, it is assumed that one of the burners 3 is injecting fuel and combustion air to burn them. The theoretical value Qa of the combustion air flow rate at this time is calculated by calculating the fuel flow rate from the differential pressure signal output from the differential pressure signal transmitter 8 of the flow rate measuring means, that is, the flow rate orifice 9, and calculating the theoretical air flow rate corresponding to this fuel flow rate. It is calculated by multiplying the quantity by the air ratio.

【0029】そして、任意の時刻(n回目の演算時点)
における制御演算を数7に基づいて実行し、この時点に
おける制御弁22の流量係数Va(n)を求める。
Any time (time point of nth calculation)
The control calculation in (1) is executed based on the equation (7), and the flow coefficient Va (n) of the control valve 22 at this time is obtained.

【数7】 Na(n-1):(n−1)回目の制御演算時点における制
御弁22の出口から四方弁20、蓄熱器13、空気ノズ
ル12、炉2内までの流量係数 Va(n):n回目の制御演算時点における制御弁22の
流量係数 P1(n):n回目の制御演算時点における制御弁22の
ファン側の圧力 PF(n):n回目の制御演算時点における炉2内の圧力 T1(n):N時刻における制御弁を通過する燃焼空気の
温度
[Equation 7] Na (n-1) : Flow coefficient from the outlet of the control valve 22 to the four-way valve 20, the heat accumulator 13, the air nozzle 12, the inside of the furnace 2 at the (n-1) th control calculation time Va (n) : nth time Flow rate coefficient P1 (n) of the control valve 22 at the time of the control calculation of the control valve 22 on the fan side of the control valve 22 at the time of the nth control calculation PF (n) : The pressure T1 ( n) : Temperature of combustion air passing through the control valve at the Nth time

【0030】ここで、Qaは上記通り燃料供給量より求
められ、入力された既知の数値である。Na(n-1)は前
回の制御演算において、下記する数8より求められる。
P1( n),PF(n),T1(n)はそれぞれセンサ25,1
1,26の出力から求められる。
Here, Qa is a known numerical value obtained from the fuel supply amount as described above and input. Na (n-1) is obtained from the following equation 8 in the previous control calculation.
P1 ( n) , PF (n) and T1 (n) are sensors 25 and 1, respectively.
It is obtained from the outputs of 1 and 26.

【数8】 Qa(n-1):(n−1)回目の制御演算時点における燃
焼空気流量実績値 P2(n-1):(n−1)回目の制御演算時点における制
御弁22のファン側の圧力 PF(n-1):(n−1)回目の制御演算時点における炉
内圧力
[Equation 8] Qa (n-1) : Combustion air flow rate actual value at the (n-1) th control calculation time point P2 (n-1) : Pressure on the fan side of the control valve 22 at the (n-1) th control calculation time point PF (n-1) : Reactor pressure at the time of (n-1) th control calculation

【0031】以上のようにして制御弁の流量係数Va
(n)が求められると、予め実験より求めた図2の関係に
従って制御弁22の開度Ra(n)を求め、モータ23を
駆動してこの値Ra(n)に制御弁の開度を調整する。
As described above, the flow coefficient Va of the control valve
When (n) is obtained, the opening degree Ra (n) of the control valve 22 is obtained according to the relationship of FIG. 2 obtained in advance by the experiment, and the motor 23 is driven to set the opening degree of the control valve to this value Ra (n). adjust.

【0032】次に、制御弁の開度調整が終了すると、燃
焼空気流量実績値Qa(n)を数9より求める。
Next, when the control valve opening adjustment is completed, the combustion air flow rate actual value Qa (n) is obtained from equation ( 9 ) .

【数9】 [Equation 9]

【0033】続いて、上記燃焼空気量実績値Qa(n)
燃焼空気量理論値Qaとを比較し、それらの差ΔQ(=
|Qa(n)−Qa|)が許容誤差δaの範囲内にあるか
否か確認する。そして、上記差ΔQが許容誤差δaの範
囲内と判定された場合、数10の演算を実行してNa
(n)を求め、これを制御装置に新たに登録する。一方、
範囲外(ΔQ>δa)と判定された場合の処理は後述す
る。なお、範囲外と判定された場合には、警報を発する
ようにしてもよい。
Next, the actual combustion air amount Qa (n) is compared with the theoretical combustion air amount Qa, and the difference ΔQ (=
Check whether | Qa (n) -Qa |) is within the allowable error δa. Then, when it is determined that the difference ΔQ is within the range of the allowable error δa, the arithmetic operation of the equation 10 is executed and Na
(n) is obtained, and this is newly registered in the control device. on the other hand,
The process when it is determined to be out of the range (ΔQ> δa) will be described later. If it is determined that the value is out of the range, an alarm may be issued.

【数10】 [Equation 10]

【0034】記憶装置(図示せず)はそれぞれのバーナ
3について確保されており、バーナ3が燃焼モードから
排気モードに切り替わる前の最終データをNa(n+j)
して記憶装置に記憶しておき、次回の燃焼開始時の第1
回目の制御演算の際に呼び出される。同様に、バーナ3
が燃焼モードから排気モードに切り替わる前の最終デー
タP1(n+j)、PF(n+j)、T1(n+j)もそれぞれ上記記
憶装置に記憶され、これらのデータが次回の燃焼開始時
の第1回目の制御演算の際に呼び出される。そして、こ
れらの値Na(n)等を(n+1)回目のVa(n+1)を求め
る数11の演算に使用する。
A storage device (not shown) is secured for each burner 3, and the final data before the burner 3 is switched from the combustion mode to the exhaust mode is stored in the storage device as Na (n + j). , The first at the start of the next combustion
It is called at the time of the second control calculation. Similarly, burner 3
The final data P1 (n + j) , PF (n + j) , and T1 (n + j) before switching from the combustion mode to the exhaust mode are also stored in the storage device, respectively, and these data are stored at the start of the next combustion. It is called during the first control calculation of. Then, these values Na (n) and the like are used in the calculation of Expression 11 for obtaining (n + 1) th Va (n + 1) .

【数11】 [Equation 11]

【0035】バーナ3、蓄熱器13等に耐火物の飛散片
等が目詰まりした場合の自己復帰について説明する。例
えば、図3に示すように、第1バーナ3aの排気中に、
このバーナ3a、蓄熱器13a、四方弁20に新たな目
詰まりや閉塞が生じた場合、このバーナ3aが燃焼モー
ドに切り替わると、記憶装置に記憶されている最終デー
タを呼び出し、数12を演算してVa(1)を求め、これ
に基づいて制御弁22の開度R(1)を求める。
The self-recovery when the burner 3, the heat accumulator 13 and the like are clogged with scattered pieces of refractory material will be described. For example, as shown in FIG. 3, during exhaust of the first burner 3a,
When new clogging or blockage occurs in the burner 3a, the heat accumulator 13a, or the four-way valve 20, when the burner 3a is switched to the combustion mode, the final data stored in the storage device is called and the formula 12 is calculated. Va (1) is obtained from the above, and the opening R (1) of the control valve 22 is obtained based on this.

【数12】 [Equation 12]

【0036】次に、上記開度R(1)の状態における燃焼
が終了すると、この燃焼状態における各種センサのデー
タをもとに数13よりQa(1)を求める。
Next, when the combustion in the state of the opening R (1) is completed, Qa (1) is obtained from the equation 13 based on the data of various sensors in this combustion state.

【数13】 [Equation 13]

【0037】続いて、燃焼空気流量理論値Qaと実績値
Qa(1)を比較する。このとき、バーナ3a等に目詰ま
りまたは閉塞があるので、ΔQ(=|Qa(1)−Qa
|)は許容誤差δの範囲外にある。これは、上記数12
の演算に用いた流量係数Na(n+j)、圧力データP1
(n+j)、PF(n+j)、T1(n+j)は目詰まり前の測定デー
タで、目詰まり後の状態を反映していないことから容易
に理解できる。したがって、燃料に対する燃焼空気の空
気比が設定値よりも低くなり、図3に示すように、炉内
の酸素濃度が低下する。
Subsequently, the theoretical value Qa of the combustion air flow rate and the actual value Qa (1) are compared. At this time, since the burner 3a or the like is clogged or blocked, ΔQ (= | Qa (1) -Qa
|) Is outside the range of the allowable error δ. This is
Flow coefficient Na (n + j ) and pressure data P1 used in the calculation of
(n + j) , PF (n + j) , and T1 (n + j) are measurement data before clogging, and can be easily understood because they do not reflect the state after clogging. Therefore, the air ratio of the combustion air to the fuel becomes lower than the set value, and the oxygen concentration in the furnace decreases as shown in FIG.

【0038】そこで、ΔQ>δの場合、燃焼空気流量理
論値Qaと、圧力データP2(1),PF(1)をもとに数1
4より新たに流量係数Na(1)を求め、これを記憶装置
に記憶し、2回目の制御演算における数15の演算に用
いる。
Therefore, in the case of ΔQ> δ, based on the combustion air flow rate theoretical value Qa and the pressure data P2 (1) and PF (1) , Equation 1
The flow rate coefficient Na (1) is newly obtained from 4, and this is stored in the storage device and used for the calculation of the equation 15 in the second control calculation.

【数14】 [Equation 14]

【0039】さらに、2回目の制御演算を数15に基づ
いて実行し、新たなVa(2)と、それに対応する制御弁
22の開度Ra(2)を決定する。
Further, the second control calculation is executed based on the equation (15 ) to determine a new Va (2) and the corresponding opening Ra (2) of the control valve 22.

【数15】 [Equation 15]

【0040】これにより、図3に示すように、2回目の
流量制御が完了した時点で炉内の酸素濃度は適正値に復
帰する。したがって、排気モード中に生じた空気経路の
異常に起因して空気比が設定値から逸脱するのは、モー
ド切換時点から第2回目の制御動作が完了するまでの時
間である。また、上述のように、各回の制御演算は、収
斂を要しない簡単な演算であるので、コンピュータの処
理時間は短く、炉内の酸素濃度の逸脱量、逸脱時間は極
めて少ない。
As a result, as shown in FIG. 3, the oxygen concentration in the furnace returns to the proper value when the second flow rate control is completed. Therefore, the air ratio deviates from the set value due to the abnormality of the air path generated during the exhaust mode from the time when the mode is switched to the time when the second control operation is completed. Further, as described above, since each control operation is a simple operation that does not require convergence, the processing time of the computer is short, and the deviation amount and the deviation time of the oxygen concentration in the furnace are extremely small.

【0041】排ガスの流量制御について説明する。ま
ず、流量制御の演算に用いる基本式について説明する。
制御弁を通過する排ガスの流量Qwは数16で表され
る。
The flow rate control of exhaust gas will be described. First, the basic formula used for the calculation of the flow rate control will be described.
The flow rate Qw of the exhaust gas that passes through the control valve is represented by Expression 16.

【数16】 Vw:制御弁の流量係数 P3:制御弁上流側の圧力センサ32で検出される燃焼
用空気の圧力 P4:制御弁下流側の圧力センサ33で検出される燃焼
用空気の圧力 Γw:排ガス密度
[Equation 16] Vw: Flow coefficient of control valve P3: Pressure of combustion air detected by pressure sensor 32 on the upstream side of the control valve P4: Pressure of combustion air detected by pressure sensor 33 on the downstream side of the control valve Γw: Exhaust gas density

【0042】上記Γwは数17で与えられる。The above Γw is given by equation (17).

【数17】 T2:温度センサで検出される排ガスの温度 なお、式中の1.4は標準状態(温度:0℃、圧力:7
60mmHg)における排ガス密度である。
[Equation 17] T2: Exhaust gas temperature detected by the temperature sensor 1.4 in the formula is a standard state (temperature: 0 ° C, pressure: 7
It is the exhaust gas density at 60 mmHg).

【0043】従って、上記数16は数18に改めること
ができる。
Therefore, the above equation 16 can be changed to equation 18.

【数18】 [Equation 18]

【0044】次に、上記数18で決定される流量Qwの
排ガスは制御弁28に送られるので、炉2内、空気ノズ
ル12、蓄熱器13、四方弁20、制御弁28の入り口
までの経路について、次の数19が成立する。
Next, since the exhaust gas having the flow rate Qw determined by the above equation 18 is sent to the control valve 28, the path to the inside of the furnace 2, the air nozzle 12, the heat accumulator 13, the four-way valve 20, and the inlet of the control valve 28. For, the following equation 19 holds.

【数19】 Nw:炉2内、空気ノズル12、蓄熱器13、四方弁2
0、制御弁28の入口までの流量係数
[Formula 19] Nw: Inside the furnace 2, air nozzle 12, regenerator 13, four-way valve 2
0, flow coefficient to the inlet of control valve 28

【0045】したがって、上記数18と数19より数2
0が成立する。
Therefore, from the above Equations 18 and 19, Equation 2 is obtained.
0 holds.

【数20】 [Equation 20]

【0046】なお、Vw(制御弁の流量係数)は、事前
に実験により求めおく。すなわち、制御弁28に排ガス
を流し、そのときの温度T、流量Q、開度Rw、差圧
(P−P’)を適宜手段によって計測し、数21に基づ
いてVwを求めておく。
The Vw (flow coefficient of the control valve) is experimentally obtained in advance. That is, the exhaust gas is caused to flow through the control valve 28, the temperature T, the flow rate Q, the opening degree Rw, and the differential pressure (PP ′) at that time are measured by appropriate means, and Vw is obtained based on the equation 21.

【数21】 また、開度Rwと流量係数Vwの関係(図2参照)を予
め制御装置10に入力しておく。
[Equation 21] Further, the relationship between the opening degree Rw and the flow coefficient Vw (see FIG. 2) is input to the control device 10 in advance.

【0047】次に、排ガス流量制御について具体的説明
する。いま、バーナ3の一方から燃料と燃焼用空気を噴
射し、他方のバーナ3より炉内排ガスを吸引排気してい
るものと仮定する。このときの排ガス流量理論値Qw
は、燃料の流量計測手段、すなわち流量オリフィス9の
差圧信号発信器8より出力される差圧信号から燃料流量
を演算し、この燃料流量に対応した理論排ガス量に適当
な比率を乗じて求められる。
Next, the exhaust gas flow rate control will be specifically described. Now, it is assumed that one of the burners 3 injects fuel and combustion air, and the other burner 3 sucks in and exhausts the exhaust gas in the furnace. Exhaust gas flow rate theoretical value Qw at this time
Is calculated by calculating the fuel flow rate from the differential pressure signal output from the differential pressure signal transmitter 8 of the flow rate orifice 9, that is, the fuel flow rate measuring means, and multiplying the theoretical exhaust gas amount corresponding to this fuel flow rate by an appropriate ratio. To be

【0048】そして、任意の時刻(n回目の演算時点)
における制御演算を数22に基づいて実行し、この時点
における制御弁の流量係数Vw(n)を求める。
Any time (n-th calculation time point)
The control calculation in (1) is executed based on the equation 22, and the flow coefficient Vw (n) of the control valve at this point is obtained.

【数22】 Nw(n-1):(n−1)回目の制御演算時点における炉
2内、空気ノズル12、蓄熱器13、四方弁20、制御
弁28の入口までの流量係数 Vw(n):n回目の制御演算時点における制御弁28の
流量係数 PF(n):n回目の制御演算時点における炉2内圧力 P4(n):n回目の制御演算時点における制御弁28の
ファン側の圧力 T2(n):n回目の制御演算時点における制御弁28を
通過する排ガスの温度
[Equation 22] Nw (n-1) : Flow coefficient to the inlet of the furnace 2, the air nozzle 12, the heat accumulator 13, the four-way valve 20, the control valve 28 at the time of the (n-1) th control calculation Vw (n) : nth time Flow rate coefficient PF (n) of the control valve 28 at the time of the control calculation of the control valve 28 at the n-th control calculation time P4 (n) : Pressure of the fan side of the control valve 28 at the time of the n-th control calculation T2 (n ) : Temperature of exhaust gas passing through the control valve 28 at the n-th control calculation time point

【0049】ここで、Qwは燃料供給量より求められ、
入力された既知の数値である。Nw(n-1)は前回の制御
演算において、下記する数23より求められる。PF
(n),P4(n),T2(n)はそれぞれセンサからの出力に
よって求められる。
Here, Qw is obtained from the fuel supply amount,
It is a known number entered. Nw (n-1) is obtained from the following equation 23 in the previous control calculation. PF
(n) , P4 (n) and T2 (n) are respectively obtained from the output from the sensor.

【数23】 Qw(n-1):(n−1)回目の制御演算時点じおける排
ガス流量実績値 P3(n-1):(n−1)回目の制御演算時点における制
御弁28のバーナ側の圧力 PF(n-1):(n−1)回目の制御演算時点における炉
2内圧力
[Equation 23] Qw (n-1) : Exhaust gas flow rate actual value at the (n-1) th control calculation time point P3 (n-1) : Burner side pressure PF of the control valve 28 at the (n-1) th control calculation time point (n-1) : Pressure inside the furnace 2 at the time of the (n-1) th control calculation

【0050】以上のようにして制御弁の流量係数Vw
(n)が求められると、予め実験より求めた図2の関係に
従って制御弁の開度Rw(n)を求め、モータを駆動して
この値Rw(n)に制御弁28の開度を調整する。
As described above, the flow coefficient Vw of the control valve
When (n) is obtained, the opening Rw (n) of the control valve is obtained in accordance with the relationship of FIG. 2 obtained in advance by experiment, and the motor is driven to adjust the opening of the control valve 28 to this value Rw (n). To do.

【0051】次に、制御弁の開度調整が終了すると、排
ガス流量実績値Qw(n)を数24より求める。
Next, when the control valve opening adjustment is completed, the exhaust gas flow rate actual value Qw (n) is obtained from equation ( 24 ) .

【数24】 [Equation 24]

【0052】続いて、上記排ガス流量実績値Qw(n)
排ガス流量理論値Qwとを比較し、それらの差ΔQ(=
|Qw(n)−Qw|)が許容誤差δwの範囲内にあるか
否か確認する。そして、上記差ΔQが許容誤差δwの範
囲内と判定された場合、数25の演算を実行してNw
(n)を求め、これを制御装置に新たに登録する。一方、
範囲外(ΔQ>δw)と判定された場合の処理は後述す
る。なお、範囲外と判定された場合には、警報を発する
ようにしてもよい。
Then, the actual value Qw (n) of the exhaust gas flow rate is compared with the theoretical value Qw of the exhaust gas flow rate, and the difference ΔQ (=
Confirm whether | Qw (n) -Qw |) is within the allowable error δw. Then, when it is determined that the difference ΔQ is within the range of the allowable error δw, the calculation of Expression 25 is executed and Nw
(n) is obtained, and this is newly registered in the control device. on the other hand,
The process when it is determined to be out of the range (ΔQ> δw) will be described later. If it is determined that the value is out of the range, an alarm may be issued.

【数25】 [Equation 25]

【0053】記憶装置はそれぞれのバーナについて確保
されており、バーナが排気モードから燃焼モードに切り
替わる前の最終データをNw(n+j)として記憶装置に記
憶しておき、次回の排気開始時の第1回目の制御演算の
際に呼び出される。同様に、バーナが排気モードから燃
焼モードに切り替わる前の最終データP4(n+j)、PF
(n+j)、T2(n+j)もそれぞれ上記記憶装置に記憶され、
これらのデータが次回の排気開始時の第1回目の制御演
算の際に呼び出される。そして、これらの値Nw(n)
を(n+1)回目におけるVw(n+1)を求める数26の
演算に用いる。
The storage device is secured for each burner, and the final data before the burner is switched from the exhaust mode to the combustion mode is stored in the storage device as Nw (n + j) , and when the next exhaust starts. It is called during the first control calculation. Similarly, the final data P4 (n + j) , PF before the burner is switched from the exhaust mode to the combustion mode
(n + j) and T2 (n + j) are also stored in the storage device, respectively.
These data are called at the time of the first control calculation at the start of the next exhaust. Then, these values Nw (n) and the like are used in the calculation of Expression 26 for obtaining Vw (n + 1) at the (n + 1) th time.

【数26】 [Equation 26]

【0054】次に、バーナ、蓄熱器等に耐火物の飛散片
等が目詰まりした場合の自己復帰について説明する。例
えば、バーナ3の排気中に、このバーナ3、蓄熱器1
2、四方弁20に新たな目詰まりや閉塞が生じた場合、
排ガス流量理論値Qwと実績値Qw(n)との差ΔQ(=
|Qw(n)−Qw|)は許容誤差δwの範囲外となる。
その結果、図3に示すように、炉2内の圧力が上昇す
る。
Next, a description will be given of self-recovery when a scattered piece of refractory material is clogged in the burner, the heat accumulator, or the like. For example, during exhaust of the burner 3, the burner 3 and the regenerator 1
2. If a new clogging or blockage occurs in the four-way valve 20,
The difference ΔQ (= the theoretical value Qw of exhaust gas and the actual value Qw (n)
| Qw (n) -Qw |) is outside the range of the allowable error δw.
As a result, the pressure inside the furnace 2 rises as shown in FIG.

【0055】そこで、ΔQ>δwの場合、排ガス流量理
論値Qwと、今回測定された圧力データPF(n),P3
(n)をもとに数27より新たに流量係数Nw(n)を求め、
その値を記憶装置に記憶し、(n+1)回目の制御演算
における数26の演算に用いる。
Therefore, when ΔQ> δw, the exhaust gas flow rate theoretical value Qw and the pressure data PF (n) and P3 measured this time are measured.
Based on (n) , a new flow coefficient Nw (n) is calculated from Equation 27,
The value is stored in the storage device and used for the operation of the equation 26 in the (n + 1) th control operation.

【数27】 [Equation 27]

【0056】これにより、図に示すように、(n+1)
回目の流量制御が完了した時点で炉内の圧力は適性値に
復帰し、短時間のうちに適正な排ガス排気状態に復帰す
る。
Thus, as shown in the figure, (n + 1)
When the flow rate control for the second time is completed, the pressure in the furnace returns to an appropriate value, and returns to an appropriate exhaust gas exhaust state within a short time.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
かかる蓄熱バーナの制御方法によれば、バーナから燃焼
空気制御弁または排ガス制御弁に至るまでの経路に異常
があっても、極めて短時間は炉圧または炉内酸素濃度に
異常を生じるが、この異常状態は速やかに解消されて適
正な運転状態に復帰する。したがって、バーナ、蓄熱
器、切換弁の温度と通風状態が時々刻々と変化しても、
空気比と炉内圧力を常に適正値に修正できる。すなわ
ち、制御中にオーバーシュートやアンダーシュートがな
く、燃焼・排気モードが開始した後、即座に適正流量を
再現できるとともに、蓄熱器に耐火物の飛散片が詰まっ
たりして圧損が増減する状況が発生すれば、それを即座
に検知して適正流量にリアルタイムに修正することがで
きる。そのため、20秒程度の短時間でバーナを燃焼状
態と排気状態に切換制御する燃焼システムにあっても、
常に空気比と炉圧を適正に維持できる。
As is apparent from the above description, according to the heat storage burner control method of the present invention, even if the path from the burner to the combustion air control valve or the exhaust gas control valve is abnormal, Abnormality occurs in the furnace pressure or the oxygen concentration in the furnace for a short period of time, but this abnormal state is quickly resolved and returns to an appropriate operating state. Therefore, even if the temperature and ventilation of the burner, the heat storage device, and the switching valve change from moment to moment,
The air ratio and the pressure inside the furnace can always be corrected to appropriate values. In other words, there is no overshoot or undershoot during control, the proper flow rate can be reproduced immediately after the combustion / exhaust mode starts, and there is a situation where the heat storage device is clogged with fragments of refractory and pressure loss increases or decreases. If it occurs, it can be immediately detected and corrected to an appropriate flow rate in real time. Therefore, even in a combustion system that controls the burner to switch between the combustion state and the exhaust state in a short time of about 20 seconds,
The air ratio and furnace pressure can always be maintained properly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 蓄熱式バーナシステムの回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a heat storage type burner system.

【図2】 制御弁の開度と流量係数の関係を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an opening degree of a control valve and a flow coefficient.

【図3】 本発明の制御結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a control result of the present invention.

【図4】 従来のバーナシステムの制御回路図である。FIG. 4 is a control circuit diagram of a conventional burner system.

【図5】 図4に示すバーナシステムの制御結果を示す
図である。
5 is a diagram showing a control result of the burner system shown in FIG.

【図6】 従来の他のバーナシステムの制御回路図であ
る。
FIG. 6 is a control circuit diagram of another conventional burner system.

【図7】 図6に示すバーナシステムの制御結果を示す
図である。
7 is a diagram showing a control result of the burner system shown in FIG.

【図8】 図6に示すバーナシステムの異常時における
制御結果を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a control result when the burner system shown in FIG. 6 is abnormal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…バーナシステム、2…炉、3…バーナ、4…燃料ノ
ズル、5…燃料制御弁、7…燃料供給管、8…差圧信号
発信器、9…流量オリフィス、10…制御装置、11…
圧力センサ、13…蓄熱器、16…給気ファン、17…
空気供給管、18…排気ファン、19…排ガス排気管、
20…四方弁、22,28…制御弁、24,30…開度
センサ、25,27,32,33…圧力センサ、26,
31…温度センサ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Burner system, 2 ... Furnace, 3 ... Burner, 4 ... Fuel nozzle, 5 ... Fuel control valve, 7 ... Fuel supply pipe, 8 ... Differential pressure signal transmitter, 9 ... Flow rate orifice, 10 ... Control device, 11 ...
Pressure sensor, 13 ... Heat storage device, 16 ... Air supply fan, 17 ...
Air supply pipe, 18 ... Exhaust fan, 19 ... Exhaust gas exhaust pipe,
20 ... Four-way valve, 22, 28 ... Control valve, 24, 30 ... Opening sensor, 25, 27, 32, 33 ... Pressure sensor, 26,
31 ... Temperature sensor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対をなす二つのバーナにそれぞれ燃料供
給管と蓄熱器を有する給排気管を接続し、切換弁を介し
て上記給排気管を燃焼空気供給管と排ガス排気管に接続
し、一方のバーナより燃料と燃焼空気を噴射しつつ他方
のバーナより炉内の排ガスを排気する燃焼状態を交互に
行うことにより、排ガスの排気時に上記蓄熱器に蓄積さ
れた熱を燃焼空気の予熱に利用するとともに、上記燃焼
空気供給管と排ガス排気管にそれぞれ開度検出器付き制
御弁を設け、これらの制御弁によってファンの燃焼空気
供給量と排ガス排気量を調整するようにした蓄熱式バー
ナについて、以下の各ステップからなる制御演算に基づ
いて燃焼空気と排ガスの流量を調整することを特徴とす
る蓄熱式バーナの制御方法。 ステップ1 理論流量、前回の制御演算で求めた流量係数、制御弁の
ファン側の圧力、炉内圧力、制御弁を通過する流体の温
度をもとに制御弁の開度を求める。 ステップ2 上記ステップ1で求めた開度に制御弁を調整する。 ステップ3 上記制御弁をステップ1で求めた開度に調整した後、制
御弁のバーナ側の圧力およびファン側の圧力、制御弁を
通過する流体の温度、および上記調整された開度をもと
に実績流量を求める。 ステップ4 上記理論流量と実績流量の流量差を求める。 ステップ5 上記流量差が所定の許容誤差の範囲内であれば、上記実
績流量、制御弁のバーナ側の圧力、炉内圧力をもとに流
量係数を求め、上記流量差が所定の許容誤差の範囲外で
あれば、上記理論流量、制御弁のバーナ側の圧力、炉内
圧力をもとに流量係数を求める。 ステップ6 上記ステップ5で求めた流量係数を記憶する。 ステップ7 上記ステップ1に復帰する。
1. A fuel supply pipe and a supply / exhaust pipe having a heat accumulator are respectively connected to two burners forming a pair, and the supply / exhaust pipe is connected to a combustion air supply pipe and an exhaust gas exhaust pipe via a switching valve, By alternately performing a combustion state in which fuel and combustion air are injected from one burner and exhaust gas in the furnace is exhausted from the other burner, the heat accumulated in the heat accumulator at the time of exhaust gas exhaust is used to preheat combustion air. A regenerative burner in which a control valve with an opening detector is provided in each of the combustion air supply pipe and the exhaust gas exhaust pipe, and the combustion air supply amount and exhaust gas exhaust amount of the fan are adjusted by these control valves. A method for controlling a regenerative burner, characterized in that the flow rates of combustion air and exhaust gas are adjusted based on a control calculation including the following steps. Step 1 Determine the opening of the control valve based on the theoretical flow rate, the flow rate coefficient obtained in the previous control calculation, the pressure on the fan side of the control valve, the furnace pressure, and the temperature of the fluid passing through the control valve. Step 2 Adjust the control valve to the opening obtained in Step 1 above. Step 3 After adjusting the control valve to the opening obtained in step 1, the burner side pressure and the fan side pressure of the control valve, the temperature of the fluid passing through the control valve, and the adjusted opening degree are used. Calculate the actual flow rate. Step 4 Obtain the flow rate difference between the theoretical flow rate and the actual flow rate. Step 5 If the flow rate difference is within a predetermined tolerance range, a flow rate coefficient is calculated based on the actual flow rate, the pressure on the burner side of the control valve, and the furnace pressure. If it is out of the range, the flow coefficient is calculated based on the theoretical flow rate, the pressure on the burner side of the control valve, and the furnace pressure. Step 6 The flow coefficient obtained in Step 5 is stored. Step 7 Return to Step 1 above.
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