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JP2000088241A - Controller and control method of air supply to boiler - Google Patents

Controller and control method of air supply to boiler

Info

Publication number
JP2000088241A
JP2000088241A JP10272470A JP27247098A JP2000088241A JP 2000088241 A JP2000088241 A JP 2000088241A JP 10272470 A JP10272470 A JP 10272470A JP 27247098 A JP27247098 A JP 27247098A JP 2000088241 A JP2000088241 A JP 2000088241A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
boiler
flow rate
amount
fuel
blower
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10272470A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuru Umeki
満 梅木
Kenji Nagao
健治 長尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Idemitsu Engineering Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Idemitsu Engineering Co Ltd filed Critical Idemitsu Engineering Co Ltd
Priority to JP10272470A priority Critical patent/JP2000088241A/en
Publication of JP2000088241A publication Critical patent/JP2000088241A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce power consumption of a fan by detecting flow rate of fuel being supplied to a boiler and setting the r.p.m. of the fan for the boiler such that the oxygen concentration of exhaust gas from the boiler is optimized for the detected flow rate of fuel. SOLUTION: Flow rate of fuel being supplied to a boiler 5 is detected using a load oscillator comprising a fuel flow rate regulating valve 1 and an angle sensor for detecting the rotational angle of a rotary shaft 11, i.e., a link mechanism, linked with the opening regulator for an air damper 10. In order to optimize the oxygen concentration of exhaust gas from the boiler 5 for the detected flow rate of fuel, operating state of the boiler 5 is assumed while being divided by about ten points from light load to heavy load and the r.p.m. of a fan 7 is determined by performing test run of the boiler 5 at each point thus reduce power consumption of the fan 7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラ−への送風
量の制御方法及び制御装置に関し、さらに詳しくは、酸
素(以下O2 と記すこともある)センサーが不要で、維
持が簡単でかつ応答時間が極めて早いボイラ−への送風
量の制御方法及び制御装置に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a boiler - relates blowing amount control method and control apparatus for, more specifically, (sometimes hereinafter referred to as O 2) oxygen sensor is not required, and maintenance is simple The present invention relates to a method and a device for controlling the amount of air blown to a boiler having an extremely fast response time.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の地球環境問題の高まりから、ボイ
ラーの運転においても省エネルギーの運転方法が望まれ
ている。一般に、ボイラーに限らず各種の装置における
燃焼状態においては、適正な空気量が必要である。すな
わち、空気量が不足すると不完全燃焼となり、有害な未
燃焼ガスが排ガスとして大気中に排出されるばかりでな
く、爆発等の発生する可能性がある危険な燃焼状態とな
る。逆に、空気量が過剰であると、排ガス量が増加す
る。一般に、排ガスが持ち去る熱量は空気量に比例して
増加することが知られており、空気量が過剰であるとい
たずらに燃料を消費するばかりであり、効率的な燃焼状
態とは言えない。したがって、ボイラーの運転において
は、省エネルギーの運転方法として、空気量不足により
不完全燃焼とならない燃焼状態を保ちながら空気量をで
きるだけ減らす、すなわち排ガス中の酸素濃度をできる
だけ減らす運転方法が従来から提案されている。
2. Description of the Related Art Due to the recent increase in global environmental problems, there is a demand for an energy-saving operation method for operating a boiler. In general, an appropriate amount of air is required in a combustion state of not only a boiler but also various devices. That is, if the amount of air is insufficient, incomplete combustion occurs, and not only harmful unburned gas is discharged into the atmosphere as exhaust gas, but also a dangerous combustion state in which an explosion or the like may occur. Conversely, if the amount of air is excessive, the amount of exhaust gas increases. In general, it is known that the amount of heat carried by exhaust gas increases in proportion to the amount of air. If the amount of air is excessive, fuel is consumed unnecessarily, and it cannot be said that the combustion state is efficient. Therefore, in the operation of a boiler, as an energy-saving operation method, an operation method has been conventionally proposed in which the amount of air is reduced as much as possible while maintaining a combustion state in which incomplete combustion is not caused by an insufficient amount of air, that is, the oxygen concentration in exhaust gas is reduced as much as possible. ing.

【0003】ところで、一般にボイラーは、燃料量と空
気量を調節することにより出力(蒸気量)をコントロ−
ルしている。すなわち、燃料量は、自動調節弁の開度調
節により、また空気量はエアーダンパ−の開度調節によ
り通常行われている。しかしながら、従来のエアーダン
パ−の開度調節では、エアダンパーは構造が単純である
ため微妙な空気量の調節が構造的に不可能であることと
爆発等の危険性を予防するため開度が若干開き気味の状
態で運転されることが多いため、排ガス中の酸素濃度が
高いまま運転されており、省エネルギーの運転をするこ
とが充分にできないという問題点があった。
In general, a boiler controls the output (steam amount) by adjusting the amount of fuel and the amount of air.
I have. That is, the amount of fuel is usually adjusted by adjusting the opening of the automatic control valve, and the amount of air is adjusted by adjusting the opening of the air damper. However, in the conventional air damper opening adjustment, the air damper has a simple structure, so that the delicate adjustment of the air amount is structurally impossible, and the opening is adjusted to prevent a danger of explosion. Since the operation is often performed in a slightly open state, the operation is performed while the oxygen concentration in the exhaust gas is high, and there is a problem that the operation for energy saving cannot be sufficiently performed.

【0004】この問題を解決する方法として、排ガス中
の酸素濃度を検出して風量を調節する方法(O2 フィー
ドバックによる回転数制御方式)が提案され、実際にパ
ッケージボイラーと呼ばれているボイラーにおいてはこ
の方法により運転が行われている。この運転方法につい
て、代表的な例を図1を用いて説明する。すなわち、こ
の方法は、排ガス酸素濃度検出器(6)により検出した
酸素濃度をフィードバックし、調節器(8)にて回転数
指令に変換したのち、その出力が送風機(7)の回転数
制御装置(9)に与えられ、送風機(7)の回転数を調
節する。
As a method for solving this problem, a method of detecting the oxygen concentration in the exhaust gas and adjusting the air volume (a rotation speed control method by O 2 feedback) has been proposed. In a boiler actually called a package boiler, a method has been proposed. Are operated by this method. A typical example of this operation method will be described with reference to FIG. That is, according to this method, the oxygen concentration detected by the exhaust gas oxygen concentration detector (6) is fed back and converted into a rotation speed command by the controller (8), and the output is used as the rotation speed control device of the blower (7). The rotation speed of the blower (7) is adjusted.

【0005】一方、ボイラーの蒸気圧力(ドラム圧力)
はマスターコントローラ(12)にフィードバックさ
れ、マスターコントローラ(12)からの出力は機械的
にリンク機構(11)を介して、一方はAC弁(自動調
節弁または燃料流量調節弁ともいう)(1)にて燃料量
を制御し、他方はエアダンパー(10)にて空気量を制
御する。この場合、通常、エアダンパー(10)は、補
助的な使用(やや開き気味になっている)か、全開状態
で使用されている。
On the other hand, the steam pressure of the boiler (drum pressure)
Is fed back to a master controller (12), and an output from the master controller (12) is mechanically transmitted via a link mechanism (11), and one is an AC valve (also referred to as an automatic control valve or a fuel flow control valve) (1). Controls the amount of fuel, and the other controls the amount of air using an air damper (10). In this case, usually, the air damper (10) is used for auxiliary use (slightly opening) or in a fully opened state.

【0006】しかしながら、この方法では、燃料量と空
気量が別々のシステムで構成されており、また、排ガス
酸素濃度検出器(6)が必要となるためシステムが複雑
で高価になるという問題点以外に、排ガス酸素濃度検出
器のセンサーの故障や排ガスによる汚れや詰まりでトラ
ブルが発生しやすく、また、制御性の遅れ(実際値を検
出してから制御に移るまで、即ち制御された燃焼ガスが
出口に到達してから管を通過し、センサーに届くまで3
0秒から1分間程度の時間を要する)が大きい等の問題
点があり、ボイラーの燃焼が安定に運転できずかつ充分
に省エネルギーの運転をすることができていない。
However, in this method, the fuel amount and the air amount are configured as separate systems, and the exhaust gas oxygen concentration detector (6) is required, so that the system becomes complicated and expensive. In addition, trouble is likely to occur due to failure of the sensor of the exhaust gas oxygen concentration detector or dirt or clogging by the exhaust gas, and delay in controllability (from detecting the actual value to shifting to control, that is, the controlled combustion gas After reaching the exit, pass through the tube until it reaches the sensor.
(It takes about 0 seconds to 1 minute)), and the boiler combustion cannot be operated stably and the energy saving operation cannot be sufficiently performed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記観点か
らなされたもので、O2 センサーが不要で、維持が簡単
でかつ応答時間が極めて早く、送風機の消費電力が低減
できるボイラ−への送風量の制御方法及び制御装置を提
供することを目的とする。
[SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made from the viewpoint, O 2 sensor is not required, maintain simple and the response time is extremely fast, blower power consumption can be boiler reduce - to An object of the present invention is to provide a method and a device for controlling the amount of air blow.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、予めボイラー
のテストランを行い、排ガス中の酸素量が最適となるよ
うにフィードする燃料量と燃焼用空気量との関係を測定
した上で、それらの関係に基づきボイラ−への送風量を
調節することにより、低負荷運転時から高負荷運転時の
広い範囲において常に最適な酸素濃度にする運転が可能
であるということを見出し、本発明を完成したものであ
る。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, have conducted a test run of a boiler in advance to feed the gas so that the amount of oxygen in the exhaust gas becomes optimal. By measuring the relationship between the amount of fuel and the amount of combustion air, and adjusting the amount of air blown to the boiler based on the relationship, the optimal oxygen is constantly maintained over a wide range from low load operation to high load operation. The inventors have found that an operation for increasing the concentration is possible, and have completed the present invention.

【0009】すなわち、本発明は以下に示すボイラ−へ
の送風量の制御方法及び制御装置を提供するものであ
る。 1.ボイラーへの送風量の制御方法であって、ボイラー
に供給される燃料の流量を検知し、検知された燃料流量
に対してボイラー排ガス中の酸素濃度が最適となるよう
に、ボイラーへの送風機の回転数を設定することを特徴
とするボイラーへの送風量の制御方法。 2.ボイラーへの送風量の制御方法であって、ボイラー
に供給される燃料の流量及びボイラーへの送風路におけ
るダンパーの開度を検知し、検知された燃料流量及びダ
ンパーの開度に対してボイラー排ガス中の酸素濃度が最
適となるように、ボイラーへの送風機の回転数を設定す
ることを特徴とするボイラーへの送風量の制御方法。 3.ボイラ−排ガス中の酸素量が最適となるように、予
めボイラ−に供給される燃料の流量とボイラ−への送風
量の関係を測定し、それらの関係に基づきボイラ−への
送風機の回転数を設定することを特徴とする上記1また
は2に記載のボイラーへの送風量の制御方法。 4.ボイラーへの送風量の制御装置であって、ボイラー
に供給される燃料の流量の検知手段、当該検知手段によ
って得られた燃料流量を入力値としてボイラー排ガス中
の酸素濃度が最適となるようにボイラーへの送風機の回
転数を求める演算手段、及び演算結果を送風機の回転数
制御器へ伝達する手段を備えることを特徴とする制御装
置。 5.ボイラーへの送風量の制御装置であって、ボイラー
に供給される燃料の流量の検知手段、ボイラーへの送風
路におけるダンパーの開度の検知手段、当該検知手段に
よって得られた燃料流量とダンパー開度を入力値として
ボイラー排ガス中の酸素濃度が最適となるようにボイラ
ーへの送風機の回転数を求める演算手段、及び演算結果
を送風機の回転数制御器へ伝達する手段を備えることを
特徴とする制御装置。 6.ボイラーへの送風機の回転数を求める演算手段にお
いて、予め測定されたボイラ−に供給される燃料の流量
とボイラ−への送風量の関係に基づき、ボイラ−排ガス
中の酸素量が最適となるようにボイラ−への送風機の回
転数を設定することを特徴とする上記4または5記載の
制御装置。 7.燃料流量の検知手段とダンパー開度の検知手段が、
燃料流量調整弁とダンパー開度調整器とに連結した回転
軸に対して設けられている上記4〜6記載の制御装置。 8.燃料流量の検知手段とダンパー開度の検知手段が、
燃料流量調整弁とダンパー開度調整器とに連結した回転
軸の回転角度を検知する角度センサーである上記4〜7
記載の制御装置。
That is, the present invention provides a method and apparatus for controlling the amount of air blown to a boiler as described below. 1. A method of controlling the amount of air blown to a boiler, which detects the flow rate of fuel supplied to the boiler, and controls the blower to the boiler so that the oxygen concentration in the boiler exhaust gas is optimal for the detected fuel flow rate. A method for controlling the amount of air blown to a boiler, comprising setting a rotation speed. 2. A method for controlling the amount of air blown to a boiler, comprising detecting a flow rate of fuel supplied to the boiler and an opening degree of a damper in an air passage to the boiler, and detecting boiler exhaust gas with respect to the detected fuel flow rate and the opening degree of the damper. A method for controlling the amount of air blown to a boiler, wherein the number of rotations of the blower to the boiler is set so that the oxygen concentration in the air becomes optimal. 3. The relationship between the flow rate of fuel supplied to the boiler and the amount of air blown to the boiler is measured in advance so that the amount of oxygen in the boiler exhaust gas is optimized, and the number of rotations of the blower to the boiler is determined based on the relationship. 3. The method for controlling the amount of air blown to the boiler according to the above item 1 or 2, wherein 4. A controller for controlling the amount of air blown to a boiler, comprising: means for detecting the flow rate of fuel supplied to the boiler; and using the fuel flow rate obtained by the detecting means as an input value so that the oxygen concentration in the boiler exhaust gas is optimized. A control device, comprising: a calculating means for calculating the rotation speed of the blower to the fan; and a means for transmitting the calculation result to a rotation speed controller of the blower. 5. A controller for controlling the amount of air blown to a boiler, comprising: means for detecting a flow rate of fuel supplied to the boiler; means for detecting an opening degree of a damper in an air passage to the boiler; and a fuel flow rate and a damper opening obtained by the detecting means. Means for calculating the number of rotations of the blower to the boiler so that the oxygen concentration in the boiler exhaust gas is optimized with the degree as an input value, and means for transmitting the calculation result to the number of rotations controller of the blower. Control device. 6. In the calculating means for calculating the number of rotations of the blower to the boiler, the amount of oxygen in the boiler exhaust gas is optimized based on the relationship between the flow rate of fuel supplied to the boiler and the amount of air blown to the boiler measured in advance. 6. The control device according to the above item 4 or 5, wherein the number of rotations of the blower to the boiler is set in the control unit. 7. The fuel flow rate detection means and the damper opening degree detection means are:
7. The control device according to any one of the above 4 to 6, wherein the control device is provided for a rotary shaft connected to the fuel flow control valve and the damper opening adjuster. 8. The fuel flow rate detection means and the damper opening degree detection means are:
4 to 7 which are angle sensors for detecting a rotation angle of a rotation shaft connected to a fuel flow rate control valve and a damper opening degree adjuster.
The control device as described.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の1実施例を示す図2に基
づいて、以下に本発明を説明する。 1.本発明のボイラ−への送風量の制御方法 本発明のボイラ−への送風量の制御方法は、ボイラーに
供給される燃料の流量を検知し、検知された燃料流量に
対してボイラー排ガス中の酸素濃度が最適となるよう
に、ボイラーへの送風機の回転数を設定することを特徴
とする。 (1)燃料 本発明において、ボイラーに供給される燃料としては、
特に制限はなく、重油や灯油や液化天然ガス(LNG)
や液化石油ガス(LPG)等を用いることができる。 (2)ボイラーに供給される燃料の流量を検知する手段 本発明におけるボイラーに供給される燃料の流量を検知
する手段としては、燃料量に相当する信号を検出し、電
気信号に変える機能を有するものであれば、特に制限は
ない。この検知手段は単独で構成されていても、他の機
器と複合化されて構成されていてもよい。例えば、燃料
の流量を調節する自動調節弁(1)の開度調節器を利用
してもよい。好ましくは、燃料流量調節弁(1)に連結
した回転軸の回転角度を検知する角度センサーを用いた
場合である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to FIG. 2 showing one embodiment of the present invention. 1. The method for controlling the amount of air blown to the boiler of the present invention, the method for controlling the amount of air blown to the boiler of the present invention detects the flow rate of the fuel supplied to the boiler, and compares the detected fuel flow rate in the boiler exhaust gas. The rotation speed of the blower to the boiler is set so that the oxygen concentration is optimal. (1) Fuel In the present invention, the fuel supplied to the boiler includes:
There is no particular limitation, heavy oil, kerosene, and liquefied natural gas (LNG)
And liquefied petroleum gas (LPG). (2) Means for detecting the flow rate of fuel supplied to the boiler The means for detecting the flow rate of fuel supplied to the boiler in the present invention has a function of detecting a signal corresponding to the fuel amount and converting the signal into an electric signal. There is no particular limitation as long as it is one. This detection means may be configured independently, or may be configured to be combined with another device. For example, an opening adjuster of the automatic control valve (1) for adjusting the fuel flow rate may be used. Preferably, an angle sensor for detecting the rotation angle of the rotating shaft connected to the fuel flow control valve (1) is used.

【0011】なお、本発明の実施例においては、燃料流
量調節弁(1)とエアダンパー(10)開度調整器とに
連結した回転軸(リンク機構(11)ともいう)の回転
角度を検知する角度センサーからなる負荷発信器(1
3)を用いて、ボイラーに供給される燃料の流量を検知
した。なお、負荷発信器(13)とは、ボイラー負荷、
すなわち燃料量に比例した信号を検知し、発信する機能
を有するものである。
In the embodiment of the present invention, the rotation angle of a rotary shaft (also referred to as a link mechanism (11)) connected to the fuel flow control valve (1) and the air damper (10) opening adjuster is detected. Load transmitter (1)
Using 3), the flow rate of fuel supplied to the boiler was detected. The load transmitter (13) is a boiler load,
That is, it has a function of detecting and transmitting a signal proportional to the fuel amount.

【0012】また、燃料の流量を検知する機器の設置位
置としては、本発明の1実施例を示す図2を例に説明す
れば、マスターコントローラ(12)の出力軸からエア
ダンパー(10)にいたるリンク機構の範囲(11)に
あればよい。この範囲であれば、下記のいずれの場所で
もよい。 (ア)マスターコントローラ(12)の出力軸やリンク
機構の回転部分 (イ)エアダンパー(10)部分の開閉動作部分 (ウ)リンク機構に連結する棒の上下運動部分 (エ)リンク機構のアーム 好ましくは、図2に示したように、マスターコントロー
ラ(12)の出力軸やリンク機構の回転部分のリンク機
構部分に角度センサーを設置する場合である。この場
合、マスターコントローラ(12)の出力軸はリンク機
構を駆動させるため、ボイラー負荷に応じて回転角度が
変わる様な仕組みになっていることが好ましい。この範
囲ではない位置に設置した場合、検出困難となることが
ある。
The position of the device for detecting the flow rate of the fuel is, as shown in FIG. 2 showing one embodiment of the present invention, an example of the position from the output shaft of the master controller (12) to the air damper (10). What is necessary is just to be in the range (11) of the link mechanism. Within this range, any of the following locations may be used. (A) Output shaft of master controller (12) and rotating part of link mechanism (a) Opening and closing part of air damper (10) part (c) Vertical movement part of rod connected to link mechanism (d) Arm of link mechanism Preferably, as shown in FIG. 2, an angle sensor is installed on an output shaft of the master controller (12) or a link mechanism portion of a rotating portion of the link mechanism. In this case, since the output shaft of the master controller (12) drives the link mechanism, it is preferable that the rotation angle be changed according to the boiler load. If it is installed at a position outside this range, detection may be difficult.

【0013】前記の角度センサとしては、ポジションセ
ンサー等を用いることができる。また、前記の角度セン
サとしては、単に角度の変化に応じて出力が変るだけの
もので、調節機能や修正機能を有する必要はない。この
ため、システムとしてシンプルであり、経済的である。
また、メンテナンスが容易である。 (3)排ガス中の酸素濃度が最適となる状態 一般に、理想的な燃焼は排ガス中の酸素濃度がゼロ%の
場合である。ボイラーの場合、排ガス中の酸素濃度は限
りなくゼロ%に近い方が排ガスにより持ち去られる熱量
が少なくなるので効率が良いが、低すぎると不完全燃焼
により未燃焼成分が生じ、発煙や煤塵が発生するため若
干の過剰空気が必要である。従って、最適な排ガス中の
酸素濃度とは、ボイラーに固有な値であって、発煙や煤
塵が発生しない燃焼状態において排ガス中の酸素濃度を
最も低く運転できる時の酸素濃度をいう。 (4)ボイラーへの送風機(7)の回転数を設定する方
法 ボイラーへの送風機(7)の回転数を設定する方法とし
ては、本発明の目的を達成できる方法であれば特に制限
はない。好ましくは、ボイラ−排ガス中の酸素量が最適
となるように、予めボイラ−に供給される燃料の流量と
ボイラ−への送風量の関係を測定し、それらの関係に基
づきボイラ−への送風機(7)の回転数を設定する方法
である。さらに詳しくは、上記の関係が演算機能を有す
る機器に記録されており、該演算機能が記録された上記
の関係に基づき、上記の関係を演算結果として容易に出
力される機器を用いてボイラ−への送風機(7)の回転
数を設定する方法である。このような方法を、具体的に
示せば、以下のような例を挙げることができる。
As the angle sensor, a position sensor or the like can be used. Further, the angle sensor merely changes its output according to a change in angle, and does not need to have an adjusting function or a correcting function. Therefore, the system is simple and economical.
Further, maintenance is easy. (3) A state in which the oxygen concentration in the exhaust gas is optimal In general, ideal combustion is when the oxygen concentration in the exhaust gas is 0%. In the case of boilers, it is more efficient if the oxygen concentration in the exhaust gas is as close to 0% as possible because the amount of heat carried away by the exhaust gas is small, but if it is too low, unburned components are generated due to incomplete combustion and smoke and dust are generated. Some excess air is needed to achieve this. Therefore, the optimum oxygen concentration in the exhaust gas is a value specific to the boiler, and means an oxygen concentration at which the oxygen concentration in the exhaust gas can be operated to be the lowest in a combustion state in which smoke or dust is not generated. (4) Method of setting the rotation speed of the blower (7) to the boiler The method of setting the rotation speed of the blower (7) to the boiler is not particularly limited as long as the object of the present invention can be achieved. Preferably, the relationship between the flow rate of fuel supplied to the boiler and the amount of air blown to the boiler is measured in advance so that the amount of oxygen in the boiler exhaust gas is optimized, and the blower to the boiler is determined based on the relationship. This is a method of setting the number of rotations of (7). More specifically, the above relationship is recorded in a device having an arithmetic function, and based on the above relationship in which the arithmetic function is recorded, a boiler is used by using a device that easily outputs the above relationship as an arithmetic result. This is a method for setting the number of rotations of the blower (7). If such a method is specifically shown, the following examples can be given.

【0014】すなわち、ボイラーの低負荷から高負荷運
転状態までを10ポイント程度に分けて想定し、各ポイ
ントでのボイラーのテストランを行い、上記した排ガス
中の酸素濃度が最適となる送風機(7)の回転数を決め
てゆく。得られたデータは、ボイラーの負荷(=燃料
量)と回転数の関係として演算機能を有する機器、ここ
では調節器(8)に記憶させる。なお、排ガス中の酸素
濃度の測定は一般に市販されている排ガス用酸素濃度計
を用いる。このように、調節器(8)に記憶されたデー
タに基づき、実際の運転する場合のボイラーへの送風機
(7)の回転数が設定される。すなわち、負荷発信器
(13)からの燃料の流量に関する信号が、調節器
(8)に送られ、既に記録されている回転数に合致する
よう調節器(8)からボイラーへの送風機(7)の回転
数が設定される。この場合、負荷発信器(13)から発
する信号は、必ずしも角度や燃料に正確に比例したもの
は必要ではなく、燃料量の変化と関連があるものであれ
ば、特に制限はない。具体的には、連続した一般的なア
ナログ信号の電流信号(4〜20mA)や電圧信号(0
〜5Vや0〜10V)等を用いることができる。好まし
くは、4〜20mAや0〜5Vを用いる場合である。
調節器(8)の制御上(電気的)な取り付け位置は、負
荷発信器(13)と回転数制御装置(9)の中間に設置
されるものである。調節器(8)の物理的な設置位置は
特に制限は無いが、インバータ盤内に設置するのが最も
経済的で好ましい。しかし、現場の都合により別の制御
盤内に取り付けることでも目的は達成できる。 (5)エアダンパー(10) エアダンパー(10)は、本発明においては必ずしも用
いる必要はない。用いる場合は、本発明を実施しない通
常の運転の時の開度に較べ、若干開き気味に設定変更し
て(現状の様にリンク機構(11)にそのまま接続した
状態で)使用するのが好ましい。 このように設定する
ことにより下記(ア)〜(エ)のメリットがある。但
し、全開状態で使用することも不可能ではない。 (ア)インバータ故障等の場合、送風機(7)を本発明
を実施しない通常の運転に切変えた場合の対応が容易で
ある。 (イ)低負荷の場合、バーナー(3)のノズル付近の風
速(燃料と空気の混合・拡散効果のため)がある程度必
要であり、エアダンパー(10)で絞ることで容易に達
成できる。 (ウ)リンク機構(11)から外し、全開状態にした場
合は、停止時に自動的にエアダンパー(10)を閉とす
る設備が必要となり経済的にマイナスである。 (エ)リンク機構(11)に接続することで省エネ効果
を損なうことは殆ど無い(若干開き気味にすることで圧
力損失は殆どなくなるため)。 (6)ボイラー(5)への送風量の制御方法 ボイラー(5)の運転開始と共にバーナー(3)に燃料
がおくられるが、これと同時にリンク機構(11)が動
き、上記負荷発信器(13)と調節器(8)により、予
め調節器(8)に記憶させた負荷と風量の関係から最適
な回転数(=風量)が得られるように制御される。調節
器(8)からの信号を送風機(7)の回転数に変えるた
めには、通常の可変速制御装置を用いることができる。
例えば、可変速制御装置としては、可変速制御装置(イ
ンバータ)や流体継手等を挙げることができる。 2.ボイラー(5)への送風量の制御装置 本発明のボイラー(5)への送風量の制御装置は、前記
のボイラー(5)に供給される燃料の流量の検知手段、
当該検知手段によって得られた燃料流量を入力値として
ボイラー排ガス中の酸素濃度が最適となるようにボイラ
ーへの送風機(7)の回転数を求める演算手段、及び演
算結果を送風機(7)の回転数制御装置(9)へ伝達す
る手段を備えることを特徴とする。
That is, assuming that the range from low load to high load operation of the boiler is divided into about 10 points, a test run of the boiler is performed at each point, and the blower (7) in which the oxygen concentration in the exhaust gas is optimum is obtained. ) Determine the number of rotations. The obtained data is stored in a device having an arithmetic function, here a controller (8), as a relationship between the load (= fuel amount) of the boiler and the rotation speed. The measurement of the oxygen concentration in the exhaust gas uses a commercially available oxygen concentration meter for exhaust gas. In this way, the rotation speed of the blower (7) to the boiler in the actual operation is set based on the data stored in the controller (8). That is, a signal related to the flow rate of the fuel from the load transmitter (13) is sent to the regulator (8), and the blower (7) from the regulator (8) to the boiler is adjusted to match the already recorded rotation speed. Is set. In this case, the signal emitted from the load transmitter (13) does not necessarily need to be exactly proportional to the angle or the fuel, and is not particularly limited as long as it is related to a change in the fuel amount. Specifically, a current signal (4 to 20 mA) of a continuous general analog signal and a voltage signal (0 to 20 mA) are used.
To 5 V or 0 to 10 V). Preferably, 4 to 20 mA or 0 to 5 V is used.
The control (electrical) mounting position of the regulator (8) is located between the load transmitter (13) and the rotation speed controller (9). The physical installation position of the controller (8) is not particularly limited, but it is most economical and preferable to install it in the inverter panel. However, the purpose can also be achieved by mounting it in another control panel for the convenience of the site. (5) Air Damper (10) The air damper (10) is not necessarily used in the present invention. When used, it is preferable that the setting is slightly changed to slightly open compared to the opening during normal operation without implementing the present invention (in a state where it is directly connected to the link mechanism (11) as it is at present). . By setting in this way, there are the following merits (a) to (d). However, it is not impossible to use it in the fully opened state. (A) In the case of an inverter failure or the like, it is easy to deal with a case where the blower (7) is switched to a normal operation in which the present invention is not performed. (A) In the case of a low load, a certain amount of wind speed (for the effect of mixing and diffusing fuel and air) near the nozzle of the burner (3) is required, and this can be easily achieved by squeezing with the air damper (10). (C) If the link mechanism (11) is removed from the link mechanism (11) and fully opened, a facility for automatically closing the air damper (10) when stopping is required, which is economically disadvantageous. (D) The connection to the link mechanism (11) hardly impairs the energy saving effect (because the pressure loss is almost eliminated by slightly opening it). (6) Method of controlling the amount of air blown to boiler (5) Fuel is supplied to burner (3) when the operation of boiler (5) is started. At the same time, link mechanism (11) moves, and the load transmitter (13) operates. ) And the controller (8) are controlled such that an optimum rotation speed (= air volume) is obtained from the relationship between the load and the air volume stored in the adjuster (8) in advance. In order to change the signal from the regulator (8) to the rotation speed of the blower (7), a normal variable speed control device can be used.
For example, examples of the variable speed control device include a variable speed control device (inverter) and a fluid coupling. 2. Control device of air volume to boiler (5) The control device of air volume to the boiler (5) according to the present invention is a device for detecting the flow rate of fuel supplied to the boiler (5),
A calculation means for obtaining the rotation speed of the blower (7) to the boiler so that the oxygen concentration in the boiler exhaust gas is optimized by using the fuel flow rate obtained by the detection means as an input value, and a calculation result of the rotation of the blower (7) It is characterized by comprising means for transmitting to the number control device (9).

【0015】なお、本発明は、本発明の目的を達成する
ことができるように既存のボイラーを改造して行うこと
もできる。
The present invention can be implemented by modifying an existing boiler so that the object of the present invention can be achieved.

【0016】[0016]

【実施例】次に実施例により本発明を具体的に示すが、
本発明は下記の実施例に限定されるものではない。な
お、酸素濃度は下記の方法に従って行った。 (1)酸素濃度(%) 酸素センサーを煙突に設置し、測定した。 〔実施例〕ボイラーとして、水管式20t/h,送風機
容量=55kWの蒸気ボイラーを用い、図2に示される
風量制御システムを適用した例を示す。
Next, the present invention will be specifically described by way of examples.
The present invention is not limited to the following examples. The oxygen concentration was measured according to the following method. (1) Oxygen concentration (%) An oxygen sensor was installed in the chimney and measured. [Embodiment] An example in which a steam boiler having a water pipe type of 20 t / h and a blower capacity of 55 kW is used as a boiler and the air volume control system shown in FIG. 2 is applied.

【0017】(1)調節器(8)の設定 上記のボイラーにて、ボイラー負荷を徐々に上げてゆ
き、数点の燃料量について煙突の煙が見えない範囲でか
つ酸素センサーのO2 メーターの指示が最小となるよう
な送風機(7)の出力(回転数)を求めた。得られたデ
ータは折れ線近似(リニアライズ)ができる調節器
(8)に入力(燃料量)と出力(回転数)の関係として
記憶させた。なお、調節器(8)としては、リニアライ
ザーを用いた。 (2)運転 負荷発信器(13)としてエアダンパー(10)制御用
のリンク機構(11)部分に角度センサーを具えたもの
を用い、調節器(8)として上記の調節器(8)を用
い、燃料はA重油を用いて運転した。エアダンパー(1
0)は開き気味で行った。なお、回転数制御装置(9)
としては、インバータを用いた。負荷率を変えて排ガス
中の酸素濃度を測定した結果を図3に示す。 〔比較例〕実施例において、本発明の風量制御システム
に代えて、図1に示されるような従来の風量制御システ
ムを用いた場合の結果を図3に示す。
(1) Setting of the regulator (8) In the above-mentioned boiler, the boiler load is gradually increased so that the smoke of the chimney is not visible for several fuel amounts and the O 2 meter of the oxygen sensor is used. The output (rotational speed) of the blower (7) so that the instruction was minimized was obtained. The obtained data was stored as a relationship between an input (fuel amount) and an output (rotational speed) in a controller (8) capable of approximating a broken line (linearization). Note that a linearizer was used as the controller (8). (2) Operation A load transmitter (13) having a link mechanism (11) for controlling an air damper (10) with an angle sensor is used as the load transmitter (13), and the above-mentioned adjuster (8) is used as an adjuster (8). The fuel was operated using heavy fuel oil A. Air damper (1
0) was performed slightly open. The rotation speed control device (9)
, An inverter was used. FIG. 3 shows the result of measuring the oxygen concentration in the exhaust gas while changing the load factor. COMPARATIVE EXAMPLE FIG. 3 shows the results in the case where a conventional air flow control system as shown in FIG. 1 is used in place of the air flow control system of the present invention in the embodiment.

【0018】本発明の燃焼制御システムを用いたことに
より、明らかにO2 の低減による効果が出ていることが
分かる。
It can be seen that the use of the combustion control system of the present invention clearly has an effect of reducing O 2 .

【0019】[0019]

【発明の効果】O2 センサーが不要で、維持が簡単でか
つ応答時間が極めて早いボイラーへの送風量の制御方法
及びボイラーへの送風量の制御装置を用いることによ
り、設備コストが安く、且つ安定運転(信頼性の高い)
ができるようになり、送風機の消費電力を低減すること
ができ、省エネルギーに貢献できる。本発明が適用でき
るボイラーには、特に制限はなく、燃料と空気の量が機
械式のリンク機構等により構成されている比例制御式か
らなるボイラーであれば、基本的にはどんなボイラーに
も適用可能である。具体例を挙げれば、パッケージボイ
ラ−としては、水管ボイラーや炉筒管ボイラー等を例示
することができる。
According to the present invention, the use of a method for controlling the amount of air blown to a boiler and an apparatus for controlling the amount of air blown to a boiler, which does not require an O 2 sensor, is easy to maintain, and has an extremely fast response time, reduce equipment costs, and Stable operation (high reliability)
And the power consumption of the blower can be reduced, contributing to energy saving. The boiler to which the present invention can be applied is not particularly limited, and is basically applicable to any boiler as long as the boiler has a proportional control type in which the amounts of fuel and air are constituted by a mechanical link mechanism or the like. It is possible. If a specific example is given, as a package boiler, a water tube boiler, a furnace tube boiler, etc. can be illustrated.

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

【図1】従来のボイラ−への送風量制御システムを示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing a conventional system for controlling the amount of air sent to a boiler.

【図2】本発明のボイラ−への送風量制御システムを示
す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a system for controlling the amount of air blown to a boiler according to the present invention.

【図3】実施例及び比較例におけるボイラーの負荷率と
排ガス中の酸素濃度の関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a boiler load factor and an oxygen concentration in exhaust gas in Examples and Comparative Examples.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:AC弁 2:電磁弁 3:バーナー 4:風箱 5:ボイラー 6:排ガス酸素濃度検出器 7:送風機 8:調節器 9:回転数制御装置 10:エアダンパー 11:リンク機構 12:マスターコントローラー 13:負荷発信器 1: AC valve 2: Solenoid valve 3: Burner 4: Wind box 5: Boiler 6: Exhaust gas oxygen concentration detector 7: Blower 8: Regulator 9: Rotation speed control device 10: Air damper 11: Link mechanism 12: Master controller 13: Load transmitter

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ボイラーへの送風量の制御方法であって、
ボイラーに供給される燃料の流量を検知し、検知された
燃料流量に対してボイラー排ガス中の酸素濃度が最適と
なるように、ボイラーへの送風機の回転数を設定するこ
とを特徴とするボイラーへの送風量の制御方法。
1. A method for controlling the amount of air blown to a boiler,
To the boiler, which detects the flow rate of the fuel supplied to the boiler and sets the rotation speed of the blower to the boiler so that the oxygen concentration in the boiler exhaust gas is optimal for the detected fuel flow rate. How to control the air flow.
【請求項2】ボイラーへの送風量の制御方法であって、
ボイラーに供給される燃料の流量及びボイラーへの送風
路におけるダンパーの開度を検知し、検知された燃料流
量及びダンパーの開度に対してボイラー排ガス中の酸素
濃度が最適となるように、ボイラーへの送風機の回転数
を設定することを特徴とするボイラーへの送風量の制御
方法。
2. A method for controlling the amount of air blown to a boiler,
The flow rate of the fuel supplied to the boiler and the opening degree of the damper in the air passage to the boiler are detected, and the boiler is adjusted so that the oxygen concentration in the boiler exhaust gas becomes optimal with respect to the detected fuel flow rate and the opening degree of the damper. A method for controlling the amount of air blown to a boiler, comprising setting the number of rotations of a blower to be blown.
【請求項3】ボイラ−排ガス中の酸素量が最適となるよ
うに、予めボイラ−に供給される燃料の流量とボイラ−
への送風量の関係を測定し、それらの関係に基づきボイ
ラ−への送風機の回転数を設定することを特徴とする請
求項1または2に記載のボイラーへの送風量の制御方
法。
3. The flow rate of fuel previously supplied to the boiler and the boiler so that the amount of oxygen in the boiler exhaust gas is optimized.
The method according to claim 1 or 2, wherein the relationship between the amount of air blown to the boiler is measured, and the number of rotations of the blower to the boiler is set based on the relationship.
【請求項4】ボイラーへの送風量の制御装置であって、
ボイラーに供給される燃料の流量の検知手段、当該検知
手段によって得られた燃料流量を入力値としてボイラー
排ガス中の酸素濃度が最適となるようにボイラーへの送
風機の回転数を求める演算手段、及び演算結果を送風機
の回転数制御器へ伝達する手段を備えることを特徴とす
る制御装置。
4. A control device for controlling the amount of air blown to a boiler,
Detecting means for detecting the flow rate of the fuel supplied to the boiler, calculating means for determining the number of rotations of the blower to the boiler so that the oxygen concentration in the boiler exhaust gas is optimized with the fuel flow rate obtained by the detecting means as an input value, and A control device comprising means for transmitting a calculation result to a rotation speed controller of a blower.
【請求項5】ボイラーへの送風量の制御装置であって、
ボイラーに供給される燃料の流量の検知手段、ボイラー
への送風路におけるダンパーの開度の検知手段、当該検
知手段によって得られた燃料流量とダンパー開度を入力
値としてボイラー排ガス中の酸素濃度が最適となるよう
にボイラーへの送風機の回転数を求める演算手段、及び
演算結果を送風機の回転数制御器へ伝達する手段を備え
ることを特徴とする制御装置。
5. A control device for controlling the amount of air blown to a boiler,
Detecting means of the flow rate of the fuel supplied to the boiler, detecting means of the opening degree of the damper in the air passage to the boiler, and using the fuel flow rate and the damper opening degree obtained by the detecting means as input values, the oxygen concentration in the boiler exhaust gas is reduced. A control device, comprising: a calculation unit for obtaining a rotation speed of a blower to a boiler so as to be optimal; and a unit for transmitting a calculation result to a rotation speed controller of the blower.
【請求項6】ボイラーへの送風機の回転数を求める演算
手段において、予め測定されたボイラ−に供給される燃
料の流量とボイラ−への送風量の関係に基づき、ボイラ
−排ガス中の酸素量が最適となるようにボイラ−への送
風機の回転数を設定することを特徴とする請求項4また
は5記載の制御装置。
6. An arithmetic unit for determining the number of rotations of a blower to a boiler, wherein the amount of oxygen in the boiler exhaust gas is determined based on the relationship between the flow rate of fuel supplied to the boiler and the amount of air blown to the boiler measured in advance. The control device according to claim 4 or 5, wherein the number of rotations of the blower to the boiler is set so that is optimized.
【請求項7】燃料流量の検知手段とダンパー開度の検知
手段が、燃料流量調整弁とダンパー開度調整器とに連結
した回転軸に対して設けられている請求項4〜6記載の
制御装置。
7. The control according to claim 4, wherein the fuel flow rate detecting means and the damper opening degree detecting means are provided for a rotary shaft connected to the fuel flow rate adjusting valve and the damper opening degree adjuster. apparatus.
【請求項8】燃料流量の検知手段とダンパー開度の検知
手段が、燃料流量調整弁とダンパー開度調整器とに連結
した回転軸の回転角度を検知する角度センサーである請
求項4〜7記載のボイラーへの送風量の制御装置。
8. An angle sensor, wherein the fuel flow detecting means and the damper opening detecting means are angle sensors for detecting a rotation angle of a rotary shaft connected to the fuel flow regulating valve and the damper opening adjuster. A control device for the amount of air blown to the boiler as described.
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