燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN93107175.5

申请日:

1993.06.11

公开号:

CN1080880A

公开日:

1994.01.19

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

专利权的终止(未缴年费专利权终止)授权公告日:2000.4.12|||授权||||||公开

IPC分类号:

B01D53/34

主分类号:

B01D53/34

申请人:

株式会社茬原制作所;

发明人:

古川正昭

地址:

日本东京

优先权:

1992.06.12 JP 178987/92; 1993.06.01 JP 156128/93

专利代理机构:

中国国际贸易促进委员会专利代理部

代理人:

范本国

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内容摘要

本发明为一种利用因素传感器的输出,进一步补偿燃烧状态检测传感器随时间的变化,能确保始终恰当地控制燃烧用的空气量的燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制装置。其特征为:设有氧浓度调节器3、亮度检测传感器11等燃烧状态检测传感器以及因素检测传感器15,其中,控制二次供气风门4等排气氧浓度控制装置,补偿燃烧状态检测传感器随时间的变化,并通过因素补偿运算器16再次补偿该燃烧状态检测传感器随时间的变化。

权利要求书

1: 在用于焚烧城市垃圾或产业废弃物等的炉子的焚烧设备中,控制燃烧排气氧浓度的方法,上述的焚烧设备设有控制排气中的氧浓度的排气氧浓度控制装置,利用该排气氧浓度控制装置,将排气中的氧浓度控制在规定的范围内,其特征为:设有氧浓度调节器,检测排气中的氧浓度,以此对上述排气氧浓度进行控制,将排气氧浓度控制在所规定的范围以内,与此同时,还设有掌握上述炉内燃烧状态用的炉内燃烧状态检测传感器,以及检测对该燃烧状态检测传感器的输出有影响的因素的因素检测传感器,基本上利用上述燃烧状态检测传感器的输出信号对排气氧浓度控制装置进行控制,利用上述氧浓度调节器的受控输出,补偿上述燃烧状态检测传感器随时间的变化,同时还利用上述因素传感器的输出,进一步补偿该燃烧状态检测传感器随时间的变化。
2: 根据权利要求1所述的燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制方法,其特征为:上述炉内燃烧状态检测传感器是一种检测炉内亮度的亮度检测传感器。
3: 根据权利要求1所述的燃烧设备的燃烧废气氧浓度控制方法,其特征为:上述炉内燃烧状态检测传感器是一种设备炉内监视用ITV(工业电视),通过对由该ITV监视到的图像进行图象处 理,检测燃烧状态的装置。
4: 根据权利要求1所述的燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制方法,其特征为:上述炉内燃烧状态检测传感器是一种检测炉内氧浓度的炉内氧浓度检测传感器。
5: 根据权利要求1所述的燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制方法,其特征为:上述炉内燃烧状态检测传感器是一种检测投入炉内的燃烧物重量的燃烧物重量检测传感器。
6: 根据权利要求1所述的燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制方法,其特征为:上述炉内燃烧状态检测传感器是一种检测排气流量的排气流量检测传感器。
7: 根据权利要求1所述的燃烧设备的燃烧废气氧浓度控制方法,其特征为:上述炉内燃烧状态检测传感器是一种检测炉内压力的炉内压力检测传感器。
8: 根据权利要求1所述的燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制方法,其特征为:上述炉内燃烧状态检测传感器是一种检测投入炉内的投入热量(投入的燃烧物重量×单位重量的发热量)的投入热量检测传感器。
9: 根据权利要求1至8中任意一项所述的燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制方法,其特征为:检测对上述燃烧状态检测传感器的输出有影响的因素的因素检测传感器是一种检测炉床温度的炉床温度检测传感器。
10: 根据权利要求1至8中任意一项所述的燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制方法,其特征为:检测对上述燃烧状态检测传感器的输出有影响的因素的因素检测传感器是一种检测炉顶温度的炉顶温度检测传感器。
11: 根据权利要求1至8中任意一项所述的燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制方法,其特征为:检测对上述燃烧状态检测传感器有影响的因素的因素检测传感器是一种检测向炉床注入水量的炉床注水量检测传感器。
12: 根据权利要求1至8中任意一项所述的燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制方法,其物征为:检测对上述燃烧状态检测传感器的输出有影响的因素的因素检测传感器是一种检测从炉顶喷水的喷水量的炉顶喷水量检测传感器。
13: 根据权利要求1至8中任意一项所述的燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制方法,其特征为:检测对上述燃烧状态检测传感器的输出有影响的因素的因素检测传感器是一种检测排气中的含湿量的排气含湿量检测传感器。
14: 根据权利要求1至8中任意一项所述的燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制方法,其特征为:检测对上述燃烧状态检测传感器的输出有影响的因素的因素检测传感器是一种检测辅助燃料流量的辅助燃料流量检测传感器。
15: 根据权利要求1至8中任意一项所述的燃烧设备的燃烧 排气氧浓度控制方法,其特征为:检测对上述燃烧状态检测传感器的输出有影响的因素的因素检测传感器是一种检测流态化空气量的流态化空气量检测传感器。
16: 根据权利要求1至8中任意一项所述的燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制方法,其特征为:检测对上述燃烧状态检测传感器的输出有影响的因素的因素检测传感器是一种检测燃烧物的发热量的燃烧物发热量检测传感器。
17: 根据权利要求1至8中任意一项所述的燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制方法,其特征为:检测对上述燃烧状态检测传感器的输出有影响的因素的因素检测传感器是一种检测炉床上的砂面高度的炉床砂面高度检测传感器。
18: 燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制方法,其特征为:将权利要求9至权利要求17中所述的燃烧排气氧浓度控制方法中的任意两种以上的方法组合,多次补偿上述炉内燃烧状态检测传感器随时间的变化。
19: 根据权利要求1至18中任意一项所述的燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制方法,其特征为:上述排气氧浓度控制方法是调节二次空气流量的方法。
20: 根据权利要求1至18中任意一项所述的燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制方法,其特征为:上述排气氧浓度控制方法是调节垃圾供给量的方法。
21: 根据权利要求1至18中任意一项所述的燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制方法,其特征为:上述排气氧浓度控制方法是使供给炉床下部的空气分流,调节供给自由空间的分流空气流量的方法。
22: 燃烧设备的燃烧废气氧浓度控制方法,其特征为:上述排气氧浓度控制方法是将权利要求19至权利要求21所述的燃烧排气氧浓度控制方法中任意两种以上的方法组合起来进行多次补偿的方法。

说明书


本发明涉及在用于焚烧城市垃圾或产业废弃物用的炉子中将燃烧设备废气中的氧浓度控制在给定范围以内的燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制装置。

    图20是表示现有此类燃烧设备的燃烧排气中氧浓度控制装置的结构示例图。在图20中,7是焚烧炉,在该焚烧炉7中,一次空气从一次空气供气装置5供给到底部,二次空气(燃烧空气)供给到自由空间。8是送入城市垃圾或产业废弃物等燃烧物的燃烧物喂料斗,9是将从该燃烧物喂料斗喂入的燃烧物喂入焚烧炉7中的燃烧物喂料装置。

    1是排气氧浓度检测端,2是排气氧浓度检测传感器,通过该排气氧浓度检测端1和排气氧浓度检测传感器2,检测燃烧排气中的氧浓度,并以检测信号PV1的形式输送到排气氧浓度调节器3中。在该排气氧浓度调节器3中,通过PID(比例、积分、微分)运算器,对上述检测信号PV1和排气氧浓度调节器3的设定值SV1之间的偏差进行运算,并输出控制输出信号MV1,对供给二次空气的风门进行调节。

    其结果是:由于排气流到排气氧浓度的检测点需要一定时间;以及排气氧浓度检测传感器的检测滞后等一类的原因,虽然能将氧浓度平均保持在给定范围以内,但往往会产生氧气暂时不足或过剩的现象。

    图21是表示特愿昭63-155631号为了改善上述缺点而提出的燃烧排气氧浓度控制装置地结构图。图21中的燃烧排气氧浓度控制装置与图20中的燃烧排气氧浓度控制装置的不同之处在于:设有亮度检测端10及亮度检测传感器11,通过该亮度检测端10及亮度检测传感器11,检测焚烧炉7的炉内火炎亮度,并以检测信号PV2的形式输送给具备图22所示特性的非线性运算器12,由该非线性运算器12输出亮度检测传感器11产生的二次空气供气风门4的控制信号Y1,并将其输送到加法运算器13中。

    然后在加法运算器13中,根据从排气氧浓度调节器3及非线性运算器12输送来的信号,进行如下运算,然后调节二次空气供气风门4。

    Y2=K1×MV1+K2×Y1

    式中K1·K2为常数。

    由于燃烧排气中氧浓度控制装置采用了图21所示的结构,结果是排气流到排气氧浓度检测点的时间及检测传感器的滞后等缺点得到显著的改善。但是,由于焚烧炉7的炉内温度、垃圾的性质、排气中的含湿量,以及亮度检测传感器表面的污染程度等的不同,使亮度检测传感器的信号发生变化,燃烧量较大时,就会得出排气氧浓度高的结果,经过稳定会导致过冷;当燃烧量较小时,就会得出空气暂时不足,使来自氧浓度调节器3的控制输出升高,于是停止按平时的供给量供给空气,结果导致过冷,从而出现生成CO的缺点。

    另外,在特愿平1-212824号(特开平3-75402号公报)中,控制燃烧的方法是使供给炉床下部的一次空气分流,基本上根据亮度检测传感器的输出控制向自由空间供给的二次空气量(分流空气量),并且根据氧浓度调节器的输出补偿该亮度检测传感器随时间的变化。在燃烧排气氧浓度控制方法中,采用上述结构的燃烧控制方法时,上述弊端能得到一定程度的改善。

    但是,例如在沸腾燃烧炉中,流态化空气减少时,炉床温度降低,发热量增加,砂面高度(砂level)降低等都将成为对炉内的燃烧状态产生各种影响的重要因素,如图23所示。流态化空气量及炉床温度的降低,会导致燃烧物的气化缓慢,炉内压力变动缓慢,会导致排气流量变动减小。另外,炉床温度的降低,发热量的增加及砂面高度的降低,会层致砂中燃烧率的下降。砂中燃烧率的下降,又会使自由空间内的燃烧增加,火焰亮度增大,炉顶温度上升,结果导致自由空间炉壁赤热,于是使检测炉内亮度的火焰传感器(亮度检测传感器)的输出、以及监视炉内的燃烧状态的ITV的图象处理信号增大。

    再者,如图24所示,炉床注水量的增加,会导致炉床温度的降低;炉床温度的降低又会导致炉内压力变化缓慢。另外,炉床注水量的增加及炉顶喷水量的增加,会导致排气含湿量的增加;排气含湿量的增加,会导致炉内氧浓度下降、火焰亮度下降及排气流量增大。而火焰亮度的下降,又会导致火焰传感器(检测传感器)的输出下降,以及ITV的图象处理信号下降。

    如上所述,对炉内燃烧状态有影响的因素很多,用来掌握炉内的燃烧状态的亮度检测传感器、ITV等炉内燃烧状态检测传感器的输出也受这些因素的影响而有所变动。因此,基本上利用燃烧状态检测传感器的输出信号来控制排气氧浓度,只通过氧浓度调节器的控制输出,补偿该燃烧状态检测传感器随时间的变化时,存在的问题是得不到精度高且稳定度好的燃烧排气氧浓度的控制方法。

    本发明是鉴于上述问题而开发的,其目的是提供这样一种燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制装置,即通过氧浓度调节器的控制输出,补偿燃烧状态检测传感器随时间的变化,同时设置用于检测对该燃烧状态检测传感器的输出有影响的各种因素的因素检测传感器,再通过该因素检测传感器的输出,补偿燃烧状态检测传感器随时间的变化,从而能确保经常准确地控制燃烧用的空气量。

    为了解决上述课题,本发明在用于焚烧城市垃圾或产业废弃物等的炉子的焚烧设备中,设置控制排气中氧浓度的排气氧浓度控制装置,通过该排气氧浓度控制装置,将排气中的氧浓度控制在规定的范围内,这种燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制方法的特征为:设有氧浓度调节器,能够检测排气中的氧浓度,以此对排气氧浓度进行控制,将排气中的氧浓度控制在所规定的范围以内,与此同时,还设有掌握炉内的燃烧状态用的炉内燃烧状态检测传感器,以及检测对该燃烧状态检测传感器的输出有影响的因素的因素检测传感器,基本上通过燃烧状态检测传感器的输出信号来控制排气氧浓度控制装置,并通过氧浓度调节器的控制输出,补偿燃烧状态检测传感器随时间的变化,同时又通过因素传感器的输出,补偿该燃烧状态检测传感器随时间的变化。

    上述炉内燃烧状态检测传感器,是指采用的检测炉内亮度的亮度检测传感器,对炉内监视用的ITV的监视图象进行图象处理,从而检测燃烧状态的装置,检测炉内的氧浓度的炉内氧浓度检测传感器,检测投入炉内的燃烧物的重量的燃烧物重量传感器,检测排气流量的排气流量检测传感器,检测炉内压力的炉内压力检测传感器,以及检测投入到炉内的投入热量(投入的燃烧物的重量×每单位重量的发热量)的投入热量检测传感器等等。

    上述的检测对燃烧状态检测传感器的输出有影响的因素的因素检测传感器是指,采用的检测炉床温度的炉床温度检测传感器,检测炉顶温度的炉顶温度传感器,检测向炉床注水的注水量的炉床注水量检测传感器,检测从炉顶喷水的喷水量的炉顶喷水量检测传感器,检测排水含湿量的排气含湿量检测传感器,检测助燃流量的助燃流量检测传感器,检测流态化空气量的流态化空气量检测传感器,检测燃烧物发热量的燃烧物发热量检测传感器,以及检测炉床上的砂面高度的炉床砂面高度检测传感器等等。

    上述排气氧浓度控制装置是指采用的调节二次空气流量装置、调节垃圾供给量的装置、以及从供给炉床下部的空气中分流、调节供给自由空间的分流空气流量的装置等等。

    由于本发明采用上述结构,所以基本上能通过燃烧状态检测传感器的输出信号控制排气氧浓度控制装置,并通过氧浓度调节器的控制输出,补偿燃烧状态检测传感器随时间的变化,同时又通过因素传感器的输出,补偿该燃烧状态检测传感器随时间的变化,因此通过氧浓度调节器的控制输出和因素传感器的输出,对亮度检测传感器等燃烧状态检测传感器随时间的变化进行补偿,所以能更精确地补偿燃烧状态检测传感器随时间的变化,从而能确保经常准确地控制燃烧气中的氧浓度。

    图1是表示适用于本发明的燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制方法的燃烧设备的基本结构示例图。

    图2是表示适用本发明的燃烧排气氧浓度控制方法的燃烧设备结构图。

    图3是表示适用本发明的燃烧排气氧浓度控制方法的燃烧设备结构图。

    图4是表示适用本发明的燃烧排气氧浓度控制方法的燃烧设备结构图。

    图5是表示适用本发明的燃烧排气氧浓度控制方法的燃烧设备结构图。

    图6是表示适用本发明的燃烧排气氧浓度控制方法的燃烧设备结构图。

    图7是表示适用于本发明的燃烧排气氧浓度控制方法的燃烧设备结构图。

    图8是表示适用于本发明的燃烧排气氧浓度控制方法的燃烧设备结构图。

    图9是表示适用于本发明的燃烧排气氧浓度控制方法的燃烧设备结构图。

    图10是表示适用于本发明的燃烧排气氧浓度控制方法的燃烧设备结构图。

    图11是表示炉床温度补偿运算器的特性曲线图。

    图12是表示炉顶温度补偿运算器的特性曲线图。

    图13是表示炉床注水量补偿运算器的特性曲线图。

    图14是表示炉顶喷水量补偿运算器的特性曲线图。

    图15是表示排气含湿量补偿运算器的特性曲线图。

    图16(a)、(b)分别表示辅助燃料流量补偿运算器的特性曲线图。

    图17是表示流态化空气量补偿运算器的特性曲线图。

    图18是表示发热量补偿运算器的特性曲线图。

    图19是表示砂面高度补偿运算器的特性曲线图。

    图20是表示现有的燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制装置的结构例图。

    图21是表示现有的燃烧设备的燃烧废气氧浓度控制装置的结构例图。

    图22是表示非线性运算器的特性曲线示图。

    图23表示对火焰传感器的输出有影响的沸腾燃烧炉的各种因素之间的关系。

    图24表示对火焰传感器的输出有影响的沸腾燃烧炉的各种因素之间的关系。

    图中:

    1        排气氧浓度检测端

    2        排气氧浓度检测传感器

    3        排气氧浓度调节器

    4        二次空气供气风门

    5        一次空气供气装置

    6        二次空气供气装置

    7        焚烧炉

    8        燃烧物喂料斗

    9        燃烧物喂料装置

    10        亮度检测端

    11        亮度检测传感器

    12        非线性运算器

    13        加法运算器

    14        补偿运算器

    21        炉床温度检测器

    22        炉床温度检测传感器

    23        炉床温度补偿运算器

    24        炉顶温度检测端

    25        炉顶温度检测传感器

    26        炉顶温度补偿运算器

    27        炉床注水量检测端

    28        炉床注水量检测传感器

    29        炉床注水量补偿运算器

    30        炉顶喷水量检测端

    31        炉顶喷水量检测传感器

    32        炉顶喷水量补偿运算器

    33        排气含湿量检测端

    34        排气含湿量检测传感器

    35        排气含湿量补偿运算器

    36        辅助燃料流量检测端

    37        辅助燃料流量检测传感器

    38        辅助燃料流量补偿运算器

    39        流态化空气量检测端

    40        流态化空气量检测传感器

    41        流态化空气量补偿运算器

    42        发热量检测端

    43        发热量检测传感器

    44        发热量补偿运算器

    45        砂面高度检测端

    46        砂面高度检测传感器

    47        砂面高度补偿运算器

    下面根据附图说明本发明的实施例。图1是表示本发明的燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制装置的基本结构示例图。在图1中,通过排气氧浓度检测端1和排气氧浓度检测传感器2,检测燃烧排气中的氧浓度,以此作为检测信号PV1输出,送到排气氧浓度调节器3中。通过排气氧浓度调节器3,将控制输出信号MV1送到补偿运算器14中。

    另一方面,在亮度检测端10及亮度检测传感器11中,检测出燃烧炉7的炉内火焰亮度,以此作为检测信号PV2输出到补偿运算器14中。补偿运算器14,利用来自上述排气氧浓度调节器3的控制输出信号MV1对该检测信号PV2进行补偿,并对补偿后的信号Y3进行下述运算,然后输出,送到非线性运算器12中。

    Y3=K1×MV1×PV2

    非线性运算器12具有如图22所示的特性,输出由补偿运算器14的输出信号Y3形成的控制信号Y1,对二次空气供给风门4进行调节。由于如上构成燃烧排气氧浓度控制装置,用排气氧浓度调节器的控制输出信号MV1补偿亮度检测传感器11的检测信号PV2,因此亮度检测传感器11随时间的变化经过自动补偿,确保对燃烧用的空气量进行准确的控制。

    即使对燃烧排气氧浓度进行上述控制,虽然能对亮度检测传感器11随时间的变化进行自动补偿,但如图23、图24所示,由于对亮度检测传感器11(火焰传感器)的输出有影响的因素有许多种,已如上所述,如果不能掌握这许多种因素,并反映在对燃烧排气氧浓度的控制上,则不可能获得高精度的稳定控制。因此,在本发明中,设有检测对亮度检测传感器11的输出有影响的因素的因素检测传感器15,利用该因素检测传感器15的输出,通过因素补偿运算器16,对检测传感器11随时间的变化进行进一步的补偿。下面说明因素检测传感器及因素补偿运算器的具体实例:

    实施例1:

    图2是表示适用本发明的燃烧排气氧浓度控制方法的装置结构图。图中,带有与图1中相同符号的部分,表示同一部分或与其相当的部分,具有相同的作用,所以有关的详细说明从略。以下在其它附图中也是如此。在图2中,21是炉床温度检测端,22是炉床温度检测传感器,23是炉床温度补偿运算器。炉床温度检测传感器22的检测信号PV3被输入到炉床温度补偿运算器23中,炉床温度补偿运算器23对检测信号PV3进行运算,并将输出Y23输送给补偿运算器14。

    补偿运算器14,利用来自上述废气氧浓度调节计3的控制输出信号MV1和炉床温度补偿运算器23的输出Y23,对上述亮度检测传感器11的检测信号PV2进行补偿,并对信号Y3进行下述运算后输出,输送到非线性运算器12中。

    Y3=K1×MV1×PV2×Y23

    即使检测炉内亮度的亮度检测传感器11的输出增大,其原因也有许多种情况。在沸腾燃烧炉中,如图23所示,炉床的温度下降,会导致砂中燃烧率下降→自由空间燃烧率上长→火焰亮度增大,因此,即使亮度检测传感器11的输出增大,其原因也有两种,一种是由于燃烧量增大引起的火焰亮度增大的场合,另一种是燃烧量相同,但由于炉床温度下降,引起砂中燃烧率下降,结果使自由空间的燃烧率增大,从而火焰亮度增大的场合。

    因此在本实施例1中,如图11所示,当炉床温度检测传感器22的输出PV3低时,经过在炉床温度补偿运算器23中进行运算,使输出Y23下降;当炉床温度检测传感器22的输出PV3高时,使输出Y23升高,该输出Y23被输入到上述补偿运算器14中。因此,利用排气氧浓度调节器3的控制输出信号MV1,补偿炉内燃烧状态检测传感器的亮度检测传感器11随时间的变化,与此同时,再利用对该亮度检测传感器11的输出有影响的炉床温度进行补偿,因此可以达到精度较高,稳定性好的燃烧排气氧浓度控制。

    实施例2:

    图3是表示适用本发明的燃烧排气氧浓度控制方法的装置结构图。在图3中,24是炉顶温度检测端,25是炉顶温度检测传感器,26是炉顶温度补偿运算器。炉顶温度检测传感器25的检测信号PV4被输入到炉顶温度补偿运算器26中。该炉顶温度补偿运算器26对检测信号PV4进行运算,并将输出Y24输送到补偿运算器14中。

    补偿运算器14,利用来自上述排气氧浓度调节器3的控制输出信号MV1和炉顶温度补偿运算器26的输出Y26,对上述亮度检测传感器11的检测信号PV2进行补偿,并对信号Y3进行下述运算后输出,送到非线性运算器12中。

    Y3=K1×MV1×PV2×Y26

    如上所述,即使检测炉内亮度的亮度检测传感器11的输出增大,其原因也有许多种情况。在沸腾燃烧炉中,炉顶的温度下降,如图23所示,会导致自由空间炉壁赤热→亮度检测传感器(火焰传感器)的输出增大,因此即使亮度检测传感器11的输出增大,至少有由于燃烧量的增大而引起的火焰亮度增大的场合,以及尽管燃烧量相同,但由于炉顶温度上升,结果使自由空间炉壁赤热,造成亮度检测传感器的输增大的场合。

    因此,在本实施例2中,如图12所示,当炉顶温度检测传感器25的输出PV4低时,经过在炉顶温度补偿运算器26中进行运算,使输出Y26增大,当炉顶温度检测传感器25的输出PV3高时,则使输出Y26降低。将该输出Y26输入到上述补偿运算器14中。因此,利用排气氧浓度调节器3的控制输出信号MV1,补偿炉内燃烧状态检测传感器的亮度检测传感器11随时间的变化,同时又用对该亮度检测传感器11的输出有影响的炉顶温度进行补偿,可以达到较精确的,稳定性好的燃烧排气氧浓度控制。

    实施例3:

    图4是表示适用于本发明的燃烧排气氧浓度控制方法的装置结构示意图。在图4中,27是炉床注水量检测端,28是炉床注水量检测传感器,29是炉床注水量补偿运算器。炉床注水量检测传感器28的检测信号PV5输入到炉床注水量补偿运算器29中。炉床注水量补偿运算器29对检测信号PV5进行运算,并将输出Y29送到补偿运算器14中。

    补偿运算器14,利用来自上述排气氧浓度调节器3的操作输出信号MV1和炉床注水量补偿运算器29的输出Y29,对上述亮度检测传感器11的检测信号PV2进行补偿,并对信号Y3进行下述运算后输出,送给非线性运算器12。

    Y3=K1×MV1×PV2×Y29

    如上所述,即使检测炉内亮度的亮度检测传感器11的输出下降,其原因也有许多种情况。在沸腾燃烧炉中,如图24所示,炉床注水量的增加,往往会导致排气含湿量增加→火焰亮度减弱→亮度检测传感器(火焰传感器)的输出下降,所以即使亮度检测传感器11的输出下降,至少也有以下两种情况,一种是由于燃烧量的减少而造成的火焰亮度减弱的场合,另一种是燃烧量相同,但如上所述,由于炉床注水量增加而造成火焰亮度减弱,致使亮度检测传感器的输出下降的场合。

    因此在本实施例3中,如图13所示,当炉床注水量检测传感器28的输出PV5低时,在炉床注水量补偿运算器29中进行运算,致使输出Y29降低;当炉床注水量检测传感器28的输出PV5高时,则使输出Y29增大。该输出Y29被输入到上述补偿运算器14中。因此利用排气氧浓度调节器3的控制输出信号MV1,对炉内燃烧状态检测传感器的亮度检测传感器11随时间的变化进行补偿,同时还利用对该亮度检测传感器11的输出有影响的炉床注水量进行补偿,就可以达到较精确的稳定性好的燃烧废气氧浓度控制。

    实施例4:

    图5是表示适用于本发明的燃烧排气氧浓度控制方法的装置结构图。在图5中,30是炉顶喷水量检测端,31是炉顶喷水量检测传感器,32是炉顶喷水量补偿运算器。炉顶喷水量检测传感器31的检测信号PV6输入到炉顶喷射量补偿运算器32中,该炉顶喷射量补偿运算器32对检测信号PV6进行运算,并将输出Y32送到补偿运算器14中。

    补偿运算器14利用来自上述排气氧浓度调节器3的控制输出信号MV1和炉顶喷射水补偿运算器32的输出Y32,对上述亮度检测传感器11的检测信号PV2进行补偿,并对信号Y3进行下述运算后输出,送到非线性运算器12中。

    Y3=K1×MV1×PV2×Y32

    如上所述,即使检测炉内亮度的亮度检测传感器11的输出下降,其原因也有许多种情况。在沸腾燃烧炉中,如图24所示,炉顶喷水量的增加,往往会导致排气含湿量的增加→火焰亮度减弱→亮度检测传感器(火焰传感器)的输出下降,因此即使亮度检测传感器11的输出下降,至少也会有以下两种情况,一种是由于燃烧量的减少导致的火争亮度减弱的场合,另一种是燃烧量相同,但如上所述,由于炉顶喷水量的增加而导致火焰亮度减弱,结果使亮度检测传感器的输出下降的场合。

    因此,在本实施例4中,如图14所示,当炉顶喷水量检测传感器31的输出PV6低时,在炉顶喷水量补偿运算器32中进行运算,使输出Y32降低,当炉顶喷水量检测传感器31的输出PV6高时,则使输出Y32增加,该输出Y32被输入到上述补偿运算器14中。因此,利用排气氧浓度调节器3的控制输出信号MV1,补偿炉内燃烧状态检测传感器的亮度检测传感器11随时间的变化,同时还利用对该亮度检则传感器11的输出有影响的炉顶喷水量进行补偿,就可以达到较精确的稳定性好的燃烧排气氧浓度控制。

    实施例5:

    图6是表示适用本发明的燃烧排气氧浓度控制方法的装置结构图。在图6中,33是排气含湿量检测端,34是排气含湿量检测传感器,35是排气含湿量补偿运算器。排气含湿量检测传感器34的棼测信号PV7输入到排气含湿量补偿运算器35中。排气含湿量补偿运算器35对检测信号PV7进行运算,并将输出Y35送到补偿运算器14中。

    补偿运算器14利用来自上述排气氧浓度调节器3的操作输出信号MV1和排气含水量补偿运算器35的输出Y35,对上述亮度检测传感器11的检测信号PV2进行补偿,并对信号Y3进行下述运算后输出,送到非线性运算器12中。

    Y3=K1×MV1×PV2×Y35

    如上所述,即使检测炉内亮度的亮度检测传感器11的输出下降,其原因也有许多种情况。在沸腾燃烧炉中,如图24所示,排气含湿量的增加,往往导致下述结果:排气含湿量的增加→火焰亮度减弱→亮度检测传感器(火焰传感器)的输出下降。因此即使亮度检测传感器11的输出下降,也有下述两种情况,一种是由于燃烧量的减少造成的火炎亮度减弱的场合,另一种是燃烧量相同,但如上所述,由于排气含湿量的增加造成的火炎亮度减弱,亮度检测传感器的输出下降的场合。

    因此,在本实施例5中,如图15所示,当排气含湿量检测传感器34的输出PV7低时,在排气含湿量补偿运算器35中进行运算,则会使输出Y35下降;当排气含湿量检测传感器34的输出PV7高时,则会使输出Y35升高,并将该输出Y35输入到上述补偿运算器14中。因此利用排气氧浓度调节器3的控制输出信号MV1,补偿炉内燃烧状态检测传感器的亮度检测传感器11随时间的变化,同时还利用对该亮度检测传感器的输出有影响的排气含湿量进行补偿,可以获得较精确的稳定性好的燃烧排气氧浓度控制。

    实施例6:

    图7是表示适用本发明的燃烧排气氧浓度控制方法的装置结构图。在图7中,36是辅助燃料流量检测端,37是辅助燃料流量检测传感器,38是辅助燃料流量补偿运算器。辅助燃料流量检测传感器37的检测信号PV8输入到辅助燃料流量补偿运算器38中,该辅助燃料流量补偿运算器38,根据该检测信号PV8,计算出排气氧浓度调节器3的设定值SV1,并输出到排气氧浓度调节器3中。在辅助燃烧室进行的辅助燃料(重油)的燃烧中的空气比为1.1~1.4,与其相对应,垃圾燃烧时的空气比为1.75~2.3。因此,辅助燃料燃烧时,应根据辅助燃料的流量降低排气氧浓度调节器3的设定值SV1。再者,检测信号PV8输入到辅助燃料流量补偿运算器38′中。该辅助燃料流量补偿运算器口38′对检测信号PV8进行运算,输出Y38′被送到补偿运算器14中。

    因此,在本实施例6中,如图16(a)所示,当检测信号PV8小的时候,辅助燃料流量补偿运算器38利用辅助燃料流量检测传感器37的检测信号PV8,会使排气氧浓度调节器3的设定值SV1增大,反之,当检测信号PV8大时,则会使该设定值SV1减小。因此,利用根据辅助燃料流量的检测信号PV8经过补偿的设定值SV所决定的排气氧浓度调节器3的控制输出信号MV1,对炉内燃烧状态检测传感器的亮度检测传感器11随时间的变化进行补偿,当辅助燃烧室工作时,可以达到精确且稳定的燃烧排气氧浓度控制。再者,如图16(b)所示,当辅助燃料流量的检测信号PV8低时,会使辅助燃料流量补偿运算器38′的输出Y38′增大,当检测信号PV8高时,会使输出Y38′减小。

    实施例7:

    图8是表示适用本发明的燃烧排气氧浓度控制方法的装置结构图。在图8中,39是流态化空气量检测端,40是流态化空气量检测传感器,41是流态化空气量补偿运算器。流态化空气量检测传感器40的检测信号PV9输入到流态化空气量补偿运算器41中,该流态化空气量补偿运算器41对检测信号PV9进行运算,并将输出Y39送到补偿运算器14中。

    补偿运算器14利用来自上述排气氧浓度调节器3的控制输出信号MV1和流态化空气量补偿运算器41的输出Y39,对上述亮度检测传感器11的检测信号PV2进行补偿,并对信号Y3进行下述运算后输出,送到非线性运算器12中。

    Y3=K1×MV1×PV2×Y39

    如上所述,即使检测炉内亮度的亮度检测传感器11的输出增大,其原因也会有许多种情况。在沸腾燃烧炉中,如图23所示,流态化空气量的下降,会导致如下结果,即流态化空气量下降→燃烧物气化量下降→砂中燃烧率下降→自由空间燃烧率上升→火焰亮度上升→亮度检测传感器(火焰传感器)的输出增加,因此,即使亮度检测传感器11的输出增大,也会有两种情况,一种是由于燃烧量的增大引起的火焰亮度增大的场合,另一种是燃烧量相同,但如上所述,由于流态化空气量下降而引起火焰亮度增大,会使亮度检测传感器的输出增大的场合。

    因此,在本实施例7中,如图17所示,当流态化空气量检测传感器40的输出PV9低时,在流态化空气量补偿运算器41中进行运算,会使输出Y41下降,当流态化空气量检测传感器40的输出PV9高时,则会使输出Y41上升。该输出Y41被输入到上述补偿运算器14中。因此,利用排气氧浓度调节器3的控制输出信号MV1,对炉内燃烧状态检测传感器的亮度检测传感器11随时间的变化进行补偿,与此同时,还利用对该亮度检测传感器11的输出有影响的流态化空气量进行补偿,可以达到较精准且稳定性好的排气氧浓度控制。

    实施例8:

    图9是表示适用本发明的燃烧排气氧浓度控制方法的装置结构图。在图9中,42是检测燃烧物(垃圾)的发热量用的发热量检测端,43是发热量检测传感器,44是发热量补偿运算器。发热量检测传感器43的检测信号PV10输入到发热量补偿运算器44中,发热量补偿运算器44对检测信号PV10进行运算,并将输出Y44送到补偿运算器14中。

    补偿运算器14利用来自上述排气氧浓度调节器3的控制信号MV1和发热量补偿运算器44的输出Y44,对上述亮度检测传感器11的检测信号PV2进行补偿,并对信号Y3进行下述运算后输出,送到非线性运算器12中。

    Y3=K1×MV1×PV2×Y44

    如上所述,即使检测炉内亮度的亮度检测传感器11的输出增大,其原因也会有多种情况。在沸腾燃烧炉中,如图23所示,发热量上升会导致砂中燃烧率下降→自由空间燃烧率上升→火焰亮度增大→亮度检测传感器(火焰传感器)的输出增大。因此即使亮度检测传感器11的输出增大,也会有两种情况,一种是由于燃烧量增大引起的火争亮度增大的场合,另一种是燃烧量相同,但由燃烧物的发热量的上升,从而引起火焰亮度增大,结果使得亮度检测传感器的输出增大的场合。

    因此,在本实施例8中,如图18所示,当发热量检测传感器43的输出PV10低时,经过发热量补偿运算器44的运算,会使输出Y44升高,而当发热量检测传感器43的输出PV10高时,则会使输出Y44下降。该输出Y44输入到上述补偿运算器14中。因此利用排气氧浓度调节器3的控制输出信号MV1,对炉内燃烧状态检测传感器的亮度检测传感器11随时间的变化进行补偿,同时,还利用对该亮度检测传感器11的输出有影响的发热量进行补偿,可以达到较精确的稳定性好的燃烧排气氧浓度控制。

    实施例9:

    图10是表示适用本发明的燃烧排气氧浓度控制方法的装置结构图。在图10中,45是砂面高度检测端,46是砂面高度检测传感器,47是砂面高度补偿运算器。砂面高度检测传感器46的检测信号PV11输入到砂面高度补偿运算器47中,该砂面高度补偿运算器47对检测信号PV11进行运算,并将输出47送到补偿运算器14中。

    补偿运算器14利用来自上述排气氧浓度调节器3的操作输出信号MV1和砂面高度补偿运算器47的输出Y47,对上述亮度检测传感器11的检测信号PV2进行补偿,并对信号Y3进行下述运算后输出,送到非线性运算器12中。

    Y3=K1×MV1×PV2×Y47

    如上所述,即使检测炉内亮度的亮度检测传感器11的输出增大,其原因也会有多种情况。在沸腾燃料炉中,如图23所示,砂面高度的下降,会导致砂中燃烧率下降→自由空间燃烧率上升→光焰亮度增大→亮度检测传感器(火焰传感器)的输出增大,因此即使亮度检测传感器11的输出增大,也会有两种情况,一种是由于燃烧量的增大导致火焰亮度增大的场合,另一种是燃烧量相同,但由于少面高度下降而造成自由空间燃烧率上升,从而使火焰亮度增大,结果使亮度检测传感器的输出增大的场合。

    因此在本实施例9中,如图19所示,当砂面高度检测传感器46的输出PV1低时,在砂面高度补偿运算器47中进行运算,会使输出Y47降低;当砂面高度检测传感器46的输出PV11高时,则会使输出Y47升高。该输出Y47被输入到上述补偿运算器14中。因此,利用排气氧浓度调节器3的控制输出信号MV1,对炉内燃烧状态检测传感器的亮度检测传感器11随时间的变化进行补偿,同时还利用对该亮度检测传感器11的输出有影响的砂面高度进行补偿,可以达到较精确的稳定性好的燃烧排气氧浓度控制。

    另外,在上述实施例中,用于检测炉内燃烧状态的燃烧状态检测传感器,虽然用的是检测炉内亮度的亮度检测传感器,但燃烧状态检测传感器并不受此限。例如,可考虑下述方法及传感器等。

    (1)设置炉内监视用的ITV(工业电视),对于经过该ITV监视到的图象进行图象处理,根据获得的信号检测燃烧状态的方法。

    (2)检测炉内氧浓度的炉内氧浓度检测传感器。

    (3)检测投入到炉内的燃烧物重量的燃烧物重量检测传感器。

    (4)检测排气流量的排气流量检测传感器。

    (5)检测炉内压力的炉内压力检测传感器。

    (6)检测投入炉内的投入热量(投入的燃烧物重量×单位重量的发热量)的投入热量检测传感器。

    另外,检测炉内的燃烧状态,也可以采用将上述亮度检测传感器及(1)~(6)的方法以及将两种以上的传感器组合起来进行检测的方法。对燃烧状态检测传感器随时间变化的补偿,也可以采用将上述实施例中的两个以上的方法组合起来进行多次补偿的方法。

    再者,在上述实施例中,所述的排气氧浓度控制方法虽然是采用调节二次空气风门、调节二次空气流量的方法,但排气氧浓度控制方法不限于此,例如,还可采用调节垃圾供给量(燃烧物)的方法,以及使炉床下部供给的空气分流,以调节供给自由空间的分流空气流量的方法,或者将这些方法组合使用的方法。

    如上所述,如果采用本发明,基本上是利用燃烧状态检测传感器的输出信号控制排气氧浓度,利用氧浓度调节器的受控输出补偿燃烧状态检测传感器随时间的变化,同时,还利用因素传感器的输出进一步补偿该燃烧状态检测传感器随时间的变化,因此能获得下述优异的效果。

    (1)利用氧浓度调节器的受控输出和因素传感器的输出,对燃烧状态检测传感器随时间的变化进行补偿,能够较精确地补偿燃烧状态检测传感器随时间的变化,能经常确保准确的燃烧排气氧浓度控制。

    (2)因为能在氧浓度低的条件下运转,所以能减少排气量,节省能量,在实际应用上能获得极大的效果。

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本发明为一种利用因素传感器的输出,进一步补偿燃烧状态检测传感器随时间的变化,能确保始终恰当地控制燃烧用的空气量的燃烧设备的燃烧排气氧浓度控制装置。其特征为:设有氧浓度调节器3、亮度检测传感器11等燃烧状态检测传感器以及因素检测传感器15,其中,控制二次供气风门4等排气氧浓度控制装置,补偿燃烧状态检测传感器随时间的变化,并通过因素补偿运算器16再次补偿该燃烧状态检测传感器随时间的变化。 。

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