JPH0387513A - 工業炉の燃焼制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〉 本発明は、ボイラ等の工業炉の燃焼状態を良好に維持す
る燃焼制御方法に関するものである。

（従来の技術） 今年、燃焼装置の火炉内において、燃焼排ガス中のＮＯ
，を低減するため各種バーナを用いて、例えば二段燃焼
方式、排ガス混入方式および火炎分割方式等の燃焼方式
が実施されている。これらの方法はいづれも燃焼温度を
低下させるか、若しくは空気供給量を低下させ、または
これらの方法を組み合せたものであって、高温且つ空気
供給量過剰の状態において発生し易いいわゆるサーマル
ＮＯ，１を抑制するものである。また、この他に燃料中
に含有する窒素化合物を原因として発生するいわゆるフ
ューエルＮＯ，もあり、このフューエルＮＯ，の低減法
として、低酸素分圧下での燃焼が望ましいとされている
。これらサーマルＮＯ，およびフューエルＮＯ，を低減
するため、特開昭６１−１９０３号公報では、炉内に段
階的にバーナを配設し、まず下段において、例えば空気
比を０．７以下、つまり供給総空気量中の平均酸素濃度
が１７％以下の極端な燃料過剰状態で強還元燃焼を行な
い、次に中段において、空気供給量（空気比０．８〜０
．９程度）により燃焼を行ない、最後に上段において、
不足分の空気が供給されて、未燃分の完全燃焼のために
消費されるべき理論量により燃焼を行なう方法が記載さ
れている。上記公報記載の多段燃焼を炉内で行うために
は、各バーナごとに燃焼用空気を適切に供給する必要が
ある。

従来の燃焼装置において、燃焼用空気は、まずコモンダ
クトを通り、次にバーナ燃焼用ダクトに個々に分かれて
導入され、ダクト炉内開口近傍に配設された各バーナへ
供給されているが、燃焼用空気の状態を調べるために、
コモンダクトに酸素センサを配設し、その代表点のみの
酸素濃度を測定していた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、代表点をコモンダクト内で計測していた
のでは、前述したような適切な空気供給量による多段燃
焼を行なえず、即ちバーナ個々の最適燃焼化（燃焼管理
）が行なえず、燃焼排ガス中のＮｌ］Ｈの低減が有効に
行なえなかった。

本発明の目的は、バーナ個々に供給される燃焼空気の状
態を検出し、バーナ個々の燃焼管理を行うことができる
工業炉の燃焼制御方法を提供せんとするにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の燃焼制御方法は、排ガス再循環方式の工・業炉
において、各バーナへ燃焼用空気を導く個々のダクトに
設けられて流入する燃焼用空気供給量を調節する弁手段
と、該各弁手段および前記各バーナ間の個々のダクト内
に突出状態で設けられた燃焼用空気分析装置とを具え、
該燃焼用空気分析装置によって燃焼用空気中の酸素濃度
および流速を測定し、この測定値により工業炉の火炉内
の燃焼をフィードフォーワード制御することを特徴とす
るものである。

（作　用） 本発明によれば、個々のダクトにおける燃焼用空気の酸
素濃度および空気流量を測定する燃焼用空気分析装置を
各ダクトのバーナおよび弁部材間に設けているため、各
バーナへ供給される空気量が検知でき、したがって、バ
ーナ個々の燃焼状態をフィードフォーワード制御するこ
とができ、しかも従来では各ダクト内の異なる空気流量
のため生じていた燃焼のバラツキを補正して、バーナ間
の燃焼バランスを整合させることができる。この燃焼バ
ランスを整合した結果として、燃焼により発生するＮＯ
，を著しく低減することが可能となる。

〈実施例） 本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図に工業用燃焼炉の概略図を示す。１は火炉を、３
は火炉１に燃焼用空気を導入し各バーナに燃焼用空気を
供給し且つ各室に仕切られたセパレートダクトを、５は
セパレートダクト３に流れ込む燃焼用空気の流量を制限
する弁部材を夫々示す。火炉１にはセパレートダクト３
から火炉１に突出して設けられたバーナが各段に４本づ
つ２段にわたって配置されている。下段のバーナ７は還
元バーナであって上段のバーナ９が主バーナである。こ
れらバーナの上部炉壁にはＮＯボー）１１が形成されて
、これらによって二段燃焼を行うように構成されている
。

また、セパレートダクト３に燃焼用空気を供給するコモ
ンダクト１３が設けられており、このコモンダクト１３
へは、ニアブロワ１５からエアヒータ１７を経て送られ
る例えば酸素濃度２０．６％の空気に、排ガス再循環路
１９を経て送られる例えば酸素濃度２％の燃焼排ガスの
一部が混合された例えば酸素濃度１７％の燃焼用空気が
供給される。これは一般に排ガス再循環方式と称されて
いる。さらに、各セパレートダクト３の、各バーナおよ
び各弁部材の間の位置に、燃焼用空気分析装置２１が各
ダクトの管壁を貫通して挿入されている。

次に、本発明による燃焼用空気分析装置の具体的一実施
例について以下に第２図に基づき説明する。

第２図において、被測定ガスである燃焼用空気〈以下「
被測定ガス」と称する。〉の酸素濃度を測定する酸素セ
ンサ用プローブ３１と、同じく被測定ガスの流量を測定
する流量センサ用プローブ３３とが、例えば各セパレー
トダクト３の壁部３５に形成される開口３７に挿通され
、これらプローブ３１゜３３がそれら基端部即ち端子箱
３９にて一体にされ、この端子箱３９に形成された取付
フランジ４１と、壁部３５に設けられた壁側フランジ４
３とを螺合し、前記プローブ３１，３３の挿通状態を維
持している。

第３図（ａ）、　（ｂ）にその断面図および側面図で詳
細に示すように、酸素センサ用のプローブ３１の先端側
には、例えば有底円筒状の酸素センサ４５がそれが例え
ば焼散め法によって気密に固定されたセンサ留金具４７
を介してネジ等によってプローブ３１のプローブ治具５
３に螺着されている。このように取付けられた酸素セン
サ４５の周囲にはさらに、ヒータ４９を内蔵するヒータ
保持具５１（これらがヒータユニットを構成する）がセ
ンサ留金具４７に内側から嵌合され、セメント接着によ
って一体的に固定されている。したがって、酸素センサ
４５およびセンサ留金具４７並びにヒータ４９およびヒ
ータ保持具５１　（即ちヒータユニット）が一体構造と
なってセンサユニット５２を構成する。

かかる酸素センサ４５の被測定ガスに曝される側には、
ダスト等の流入を阻止するため、プローブ治具５３に、
フィルタ保持具５５を嵌合し、このフィルタ保持具５５
に設けられた開口部にフィルタ５７が嵌挿され、このフ
ィルタ５７は、中心部に開口を有する押圧治具５９をネ
ジ締めすることにより固定されている。ところでフィル
タ保持具５５のセンサ留金具４７と衝合する側の外側隅
部の外周部に段部を設けて、このフィルタ保持具５５の
段部とプローブ治具５３の間にガス通路６０を形成する
。さらにこのフィルタ保持具５５の校正ガス導入管６１
の出口側の開口部６３に一致させて内部空間６７へ通じ
るガス出入口６９を設け、さらにこのフィルタ保持具５
５のガス出入口６９の反対側の部分とほぼ対向するプロ
ーブ治具５３の位置に、ガス排出口６９を設ける。した
がって、内部空間６７から被測定ガス空間までの連通空
間が形成される。このため、内部空間６７に導入された
被測定ガス若しくは校正ガスを迅速に外部へ排出するこ
とができる。

斯様な所定形状の酸素センサに対して、被測定ガスがフ
ィルタ５７を通過して内部空間６７中に導入され、その
一部は被測定ガスの濃度差によるガス拡散および熱対流
によってガス置換が行われ、酸素センサ４５の内側深部
に設けられた測定電極に到達する。その他の被測定ガス
は、図示のように、ガス出入口６５、ガス通路６０およ
びガス排出口６９を通り外部へ放出される。したがって
、この酸素センサ４５には、被測定ガスの流入から流出
へ至るガス流の通路が設けられているため、被測定ガス
が内部空間に速やかに導入され、しかも酸素センサの測
定電極へはほぼ平衡状態を保ちながらガス置換が行われ
ることによって、酸素センサ４５の応答性を高く保ちつ
つ、熱衝撃に対する保護をも同時に行うことができる。

同様に、酸素センサの出力を校正するための校正ガス導
入の際には、まず校正ガスは、プローブ３１の外側に配
される校正ガス導入管６１を通り、開口部６３およびガ
ス出入口６５を経て内部空間６７に充満される。このと
き、内部空間６７は正圧状態になるため、被測定ガスの
流入は阻止される。内部空間６７に充満した校正ガスの
一部は酸素センサ４５の深部へ、ガス濃度差によるガス
拡散およびガス対流によってガス置換が行われて達し、
測定電極に接触する。その他の校正ガスは、内部空間６
７が被測定ガス雰囲気の圧力に対し負圧になった時点で
ガス通路６０を経てガス排出口６９から排出される。

したがって、校正ガスの導入時に酸素センサ４５の測定
電極を校正ガスが直撃せず、即ち急冷することがなく、
しかも、被測定ガスの測定時と校正ガスの導入時との間
における酸素センサの温度変化が少なく、精度の高い校
正を可能にする。

一方、プローブ３３の先端側には、第４図に示すように
被測定ガスの流速を測定する定温変形熱線式流速センサ
（以下に「流速センサＪと略称する）７１が設けられて
いる。この流速センサ７１は、流速を測定する悪風素子
７３と、温度補償のための風温素子７５とを有し、また
プローブ３３の、前記流速センサ７１に対応する部分に
おいて、網目（メツシュ）フィルタ７２が設けられて、
プローブ３３内へのダスト等の流入を排除しつつ被測定
ガスが導入されるようにしている。ところで、悪風素子
の原理を説明すると被測定ガス流内に配置され、センサ
部分としての抵抗線に電流が流されて加熱されたセンサ
部分に、被測定ガスが当たると、抵抗線が冷却されてそ
の温度が下がる。この時に奪われる熱量は流速に関係し
、このときの流速Ｕ（ｍ／ｓ）と放散熱量Ｈの関係はＫ
ｉｎｇの式で示される。

ｔｌ＝（ａ＋ｂ−υ１／′″）　（Ｔ−Ｔａ）　　　　
　　（１）ここで　Ｈ：放散熱量 ａ、ｂ、＋ｎ　　：流体などにより決まる定数Ｕ：流速 Ｔ：加熱された物体（すなわち熱線 の温度） Ｔａ：周囲流体の温度 しかし、定温度型熱線流速センサでは放散熱量と同じだ
けの熱量を電流により供給し、放散熱量と供給熱量とを
常に一定に保ち、抵抗温度を一定に保っている。したが
って、流速はこの供給熱量を測定することにより求めら
れる。このため、熱線を一辺にもつブリッジ回路を構成
し、この熱線の抵抗をＲ１＋　、熱線に流れる電流を１
．とすると、供給熱量Ｑは、 Ｑ＝Ｉｎ２　　・Ｒ，（２） となり、このとき放散熱量Ｈと供給熱量Ｑはつりあって
いるためＨ＝Ｑとおくと、 １）１”　　・Ｒ，＝　（ａ＋ｂ−Ｕ　”’　）（Ｔ−
Ｔａ）　　　（３）したがって、ｈ　　Ｔ関係およびＴ
ａが既知であれば、電流値ＩＨを測定することにより、
流速Ｕを求めることができる。ただし、Ｔａを求めるた
めに、風温素子７５を使用して、被測定ガスの温度を測
定する。

この熱線式悪風素子７３の特徴は、他の差圧式流量測定
、カルマン渦流量測定に比べて、流体の圧力、粘度等の
影響を受けない点にあり、ボイラのような工業炉に流入
する燃焼用空気の場合には、ドラフト圧が大きいので特
に有効である。また、この形式は、構造的にも小形、軽
量化が図れるため便利である。

以上のように酸素センサ４５を有するプローブ３１と流
速センサ７１を有するプローブ３３とがその基端部にて
一体にされ、しかもそれぞれのプローブの先端側に互い
の作動を妨害しないように近接して配置しているため、
バーナ燃焼用空気中の酸素濃度および燃焼空気流量（即
ち酸素流量〉をほぼ同一の設置点において連続的に測定
することができる。

次に、プローブ１１の先端部への酸素センサ４５の取付
構造の変形例としては、第５図の要部断面図にて示すよ
うに、内向きフランジ８３を有するプローブ１１に、そ
の外方から金属製の円筒状のセンサ支持管８５が挿入さ
れ、このセンサ支持管８５には外向きフランジ８７と、
截頭円錐状の部分８９とを具え、この截頭円錐状の部分
８９に設けられた開口９０に、有底円筒状の酸素センサ
９１が、その底部をフランジ側に向けて嵌合されている
。

さらに、センサ支持管８５に、外向きフランジ９３を有
する円筒状の被測定ガス導入管９５を外方から挿入し、
センサ支持管８５および被測定ガス導入管９５をそれら
の外向きフランジ８７および９３の区域でボルト等によ
って内向きフランジ８３にねじ止めすることにより、プ
ローブ１１に固定することができる。ところで、内向き
フランジ８３および外向き７ランジ８７を貫通する校正
ガス導入管８４が設けられて、校正ガスがセンサ支持管
８５および被測定ガス導入管９５の間に形成された空隙
を通り酸素センサ９１に送られるようにしている。なお
、前記被測定ガス導入管９５のフランジ側聞口９７に、
除塵用の多孔質製のセラミックフィルタ９９がアルミナ
セメント等の手段により接着されている。

プローブ１１の内部には、プローブの基端側から挿入さ
れたステンレス製の支持金具１０１がプローブ１１と同
芯状に延在し、この支持金具１０１とプローブ１１との
間を基準ガスが拡散により流入されるようにしている。

また、この支持金具１０１には酸素センサ近傍の温度を
計測する温度検知手段１０３、例えば熱電対等が取付金
具１０５により取り付けられている。さらに支持金具１
０１の先端には、接合フランジ１０９を介して、環状の
ヒータ１１３を有するヒータ支持管１１５が連結されて
いる。このヒータ支持管１１５の内壁には、電気的接触
子１１７が絶縁碍子１１８を介して設けられおり、この
接触子１１７は、接触端子と、それを保持する凹状のリ
ングとから構成することができる。このような構成とす
ることにより、酸素センサが接触子１１７に挿入される
と、酸素センサの所定の外表面に設けられた電極に電気
的に接続することができる。

斯様に構成された装置は、その全部品が取り付けられた
状態において、被測定ガス導入管９５とセンサ支持管８
５との間に円筒状の隙間が形成され、この隙間が、セン
サ支持管８５を貫通してこの隙間に延在する校正ガス導
入管８４のガス吹出口からのガスを案内し、検出セルの
基部側にその外周からガスを先端側に吹出させる。さら
にこの隙間は、隙間自体の表面積が大なることから、そ
の近傍にセル支持管８５およびヒータ支持管１１５の管
壁を隔てて位置するヒータ１１３から校正ガスに熱を効
率良く伝達する。したがって、被測定ガスとの温度差が
大きい校正ガスを、検出セルに吹付けることによる検出
セルの急冷即ち温度調節の乱れを少なくすることができ
る。

次に燃焼用空気分析装置２１における測定値の処理回路
について説明する。

第６図に示すブロック図において、センサユニット５２
の酸素センサ４５から燃焼用空気の酸素濃度に対応する
出力電圧が酸素センサ４５に接続される０２演算器１２
１に供給され、そこで酸素センサ４５の制御を行なうと
ともに出力電圧と酸素濃度との関係を直線化し、校正し
、圧力補正する各種の処理が行なわれる。０□演算器１
２１　において処理された出力電圧は、口□演算器１２
１に接続されるＷｅｔ／Ｄｒｙ変換器１２５に供給され
、そこで、水分を含有する湿り酸素濃度の計測値を水分
を含有しない乾き酸素濃度の計測値に換算する処理が行
われる。この乾き空気の計測値は図示しない制御装置へ
出力され、制御装置ではこの値によってフィードフォー
ワード制御が行われる。このＷｅｔ／Ｄｒｙ変換器１２
５の演算のために必要なデータは、入力端子ＯおよびＦ
から空気比演算器１２９および混合比演算器１２７を経
てＷｅｔ／Ｄｒｙ変換器１２５に入力される。

また、悪風素子７３および風温素子７５において計測さ
れた電流１．および温度Ｔａから流速ＩＪ　（ｍ／ｓ）
が式（３）より求められ、そのデータがこれら素子に接
続された質量流量演算器１３３に出力される。この演算
器１３３では、入力端子Ａ、　　Ｐ、　　ｔからのデー
タに基づいて、流速Ｕ　（ｍ／ｓ）から質量流量Ｍ（ｋ
ｇ／Ｓ）への換算が行われ、次段の体積流量演算器１３
７にて、ｌ／ρ０演算器１３５からのデータに基づいて
、質量流量Ｍ（ｋｇ／ｓ）から体積流量（ｍ’／Ｓ）へ
の換算が行われ、出力変換器を経て制御装置へ出力され
る。

次に、各回路を詳細に説明すると、空気比演算器１２９
は、次の原理に基づいて演算を行う。燃料が気体燃料で
ある場合、気体燃料中の各種ガス成分（％）を、ＣＯ□
％、Ｃ０％、０２％、ＣＨ，％、Ｃ，Ｈ，、％、Ｃ５Ｈ
１２％、Ｎ２％、０゜％、８２０％とすると、理論空気
量Ａａ　（Ｎ、３／Ｎ　、３）ｉ；！、 ・・・（４） であり、燃焼後の排ガスの各成分体積は、ＧＣＯ，＝（
ＣＯ２＋ＣＯ＋　Σｍ　　　−Ｃ，Ｈ，、）／１００　
　　　　−（５）ＧＨｚＯ＝　（Ｌ　＋８２０＋ Σ Ｃ，Ｉｔ、、）／１００ ・・・（６） ＧＯ２＝ ・Ａ ・（μ ｍｌ） ・・・（７） 湿りく水分含有）排ガスの体積Ｇ（Ｎ、’／Ｎ　、’）
はＧ＝ＧＣＯ２＋ＧＨ２０＋Ｇ口ａ”ＧＮｚ＝ＧＫｌ＋
μＸＡ　　Ｑ　　　　　　　　−（９）空気比μは（７
）、（９）式より （ただし、０゜ＥＣＩＴ　：燃焼排ガス中の酸素濃度〉
が求められる。即ち燃料の各組成に関するデータと燃焼
排ガス中の湿り酸素濃度とから空気比μが求められる。

これがため、入力端子Ｏからは酸素センサ４５からの燃
焼排ガスの酸素濃度に関するデータが入力され、入力端
子Ｆからは燃料の組成に関するデータが入力され、空気
比演算器１２９内で空気比μが求められる。

また燃焼排ガス中の０□以外の各成分濃度はＵ のようにして算出できる。以上の算出も空気比演算器に
て行なわれる。

なお、燃料が固体若しくは液体燃料である場合も気体燃
料の場合と同様にして、燃料排ガス中の各成分濃度を算
出することができる。

また、混合比演算器１２７は、以下の原理に基づいて演
算を行う。

排ガス再循環方式において、燃焼排ガスを（ｌｉｅ（ｍ
３〉取り込み、ニアブロワからの空気ＯＡ　（ｉ１１３
）に混合した場合、このときの混合比をＭとすると、−
人 混合された空気量０１Ｂは Ｑｗｎ＝　　ＯＡ　　＋口ＥＣ（ｍ３）・・・（１６） このときの燃焼用空気中の酸素濃度を０２ｗＢｗ　（％
）とすれば、混合前後の０□の収支関係より次式を得る
。

Ｏｗ、・０２１！Ｉ！　＝２０．６・ＯＡ　＋　０２ε
Ｃｗ・０．！。

・・・（１７） ただし０□Ｉ！ｅｌｌ　　：燃焼排ガス中の酸素濃度故
に （１６）、　（１７）式を代入整理すると、したがって
混合比Ｍは となり、燃焼排ガス中の酸素濃度と、燃焼用空気中の酸
素濃度より混合比Ｍが求められる。したがって混合比演
算器１２７には、酸素センサ４５により得た酸素濃度０
２．。いが入力端子○を経て入力されるとともに酸素セ
ンサ４５により得た酸素濃度口２ｗ！Ｉｖが０２演算器
１２１を経て入力されて、混合比Ｍの演算が行われる。

次段のｗｅｔ１０ｒｙ変換器１２５は、燃焼排ガス中に
含まれる水分（Ｈ２Ｏ）をとり除いてないガスである湿
りガスを、水分がほとんど取り除かれたガスである乾き
ガスに換算するための演算を行う回路である。その原理
を以下に説明すると、まず湿り酸素濃度０２ｗ＋＋ｗ　
（％）は乾き酸素濃度を０□１．Ｄ（％）とすると、 （１９）式より （％） は、 で求められる。即ち、１ｌｌｅｔ／Ｄｒｙ変換器１２５
では、入力端子○から人力された燃焼排ガス中の酸素濃
度０２Ｉ：。いと、空気比演算器１２９で算出した燃焼
排ガス中の水分濃度Ｈ２０ｉｃｗと、混合比演算器１２
７で算出した混合比Ｍとから乾き酸素濃度０２＋１１Ｂ
Ｄを算出する処理が行われる。この乾き酸素濃度ｏ２ｗ
ｓｎは制御装置に出力されて制御に用いられる。

一方、流速／温度補償演算器１３１では、悪風素子７３
および風温素子７５で測定した電流Ｉ□および流体温度
Ｔａから〈３）式によりダクト内に流速Ｕ　（＋ｎ／５
ｅｃ）が演算処理される。

次段の質量流量演算器１３７では、ガスの流速を質量流
量に変換するため、以下に示す原理に基づいて処理され
る。まず質量流量ｍ（ｋｇ／５ｅｃ）　は、ｍ＝Ｕ−Ａ
・ρ ただし、Ｕ：ダクト内流速（ｍ／５ｅｃ）Ａ：ダクト断
面積（ｍ’） ρ：ガス密度（ｋｇ／ｍ３） ところでガス密度ρ（ｋｇ／ｍ３）は、で示される。し
たがって、入力端子Ａ、Ｐ、ｔからそれぞれダクト断面
積Ａ（ｍ”）　、ダクト内圧力Ｐ（ｓＨｇ）　、ダクト
内ガス温度１（℃）のデータを受は取り、さらに１／ρ
。演算器１３５からガス標準密度ρ。（ｋｇ／Ｎｍ’）
　　に関するデータを受は取って、（２１）式に従う演
算処理を行なう。

なお、ｌ／ρ０演算器１３５では、まず燃焼用空気の各
成分を算出するため、混合比演算器１２７で算出した混
合比Ｍから酸素濃度０２ｙａｗ以外のＣＯ□、Ｎ２０゜
Ｎ２を求める。

１＋　　Ｍ 次にこの各組成から、ガスの標準密度ρ。（ｋｇ／Ｎヨ
３）を求める。

ρｏ　４．４２９　・０２Ｗ１１−　”１．９６５・Ｃ
［１２ＷＢＷ＋０．８０４　　・　Ｎ２０　ｗＢＷ＋１
．２５１・Ｎ２ｗａｗ　／１００・・・　（２４） したがって、酸素センサ４５から得た燃料排ガス中の酸
素濃度０□Ｅｃｗおよび混合比演算器１２７で得た混合
比Ｍより、ガスの標準密度ρｏ　（ｋｇ／Ｎｍ３）が算
出される。このガスの標準密度ρ。（ｋｇ／Ｎｍ３）は
質量流量演算器１３３および体積流量演算器１３７に人
力される。

さらに、体積流量演算器１３７では、体積流量Ｐ　（ｍ
”／５ｅｃ）が Ｆ＝ｍ　・ −・・（２５） ρ０ で与えられるため、質量流量演算器１３３で得た質量流
量Ｍ（ｋｇ／５ｅｃ）　　に、１／ρ。演算器１３５で
得たρ０が割算される演算処理がその内部で行われ、空
気流量が出力される。

以上のように、酸素センサ５２から各回路を経て得られ
た酸素濃度出力と、流速センサ７１から各回路を経て得
られた空気流量出力とによって、弁部材等をフィードフ
ォワード制御して燃焼用空気供給量を調整することがで
き、適切に多段燃焼を行ない、その結果として燃焼排ガ
ス中のＮＯイを低減することができる。

（発明の効果〉 以上の説明から明らかなように、本発明は、燃焼用バー
ナに連絡される各ダクトに燃焼用空気の酸素濃度および
空気流量を測定する燃焼用空気分析装置および供給空気
量を調整する弁部材とを設けたため、個々のバーナの燃
焼状態をフィードフォーワード制御でき、しかも従来で
は理論酸素量に基づいて行っていた制御を実際の供給酸
素量に基づいて行うことからより精密にバーナ間の燃焼
バランスを整合させることができるとともに、火炎温度
（ヒートカーブおよびヒート分布）の制御がより正確に
なり、供給酸素量を比較的低くすることができ、したが
って、これらの効果が相乗的に合わさって、燃焼により
発生するＮＯ，を著しく低減することができる。また、
工業炉の始動時における燃焼初期においては、最適燃焼
化を可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例である燃焼装置を示す全体概略
図、 第２図は本発明の燃焼用空気分析装置を示す側面図、 第３図（ａ）、　（ｂ）は酸素センサの取付構造を示す
断面図および側面図、 第４図は流速センサの内部構造を示す側面および平面図
、 第５図は酸素センサの取付構造の変形例を示す断面図、 第６図は本発明の燃焼用空気分析装置の内部処理回路を
示すブロック図である。 １・・・火炉　　　　　　３・・・セパレートダクト５
・・・弁部材　　　　　７・・・バーナ９・・・バーナ
　　　　　１１・・・ＮＯボート１３・・・コモンダク
ト　　１５・・・エアブロワ１７・・・エアヒータ　　
　１９・・・排ガス再循環路２１・・・燃焼用空気分析
装置 ２３・・・節炭器　　　　　２５・・・酸素センサ３１
・・・酸素センサ用プローブ ３３・・・流量センサ用プローブ ３５・・・壁部　　　　　　３７・・・開口３９・・・
端子箱　　　　　４１・・・取付フランジ４３・・・壁
側フランジ　　４５・・・酸素センサ４７・・・センサ
留金具　　４９・・・ヒータ５１・・・ヒータ保持具　
　５２・・・センサユニット５３・・・プローブ治具　
　５５・・・フィルタ保持具５７・・・フィルタ　　　
　５９・・・押圧治具６０・・・ガス通路　　　　６１
・・・校正ガス導入管６３・・・開口部　　　　　６５
・・・ガス出入口６７・・・内部空間　　　　６９・・
・ガス排出ロア１・・・流速センサ　　　７２・・・フ
ィルタ７３・・・悪風素子　　　　７５・・・風温素子
８３・・・内向きフランジ　８４・・・校正ガス導入管
８５・・・センサ支持管　　８７・・・外向きフランジ
８９・・・截頭円錐状の部分 ９０・・・開口　　　　　　９１・・・酸素センサ９３
・・・外向きフランジ　９５・・・被測定ガス導入管９
９・・・セラミックフィルタ １０１・・・支持金具　　　１０３・・・温度検知手段
１０５・・・取付金具　　　１０９・・・接合フランジ
１１３・・・ヒータ　　　　１１５・・・ヒータ支持管
１１７・・・電気的接触子　１１８・・・絶縁碍子１２
１・・・０２演算器　　１２３・・・温度制御器１２５
−Ｗｅｔ／Ｄｒｙ変換器 １２７・・・混合比演算器　１２９・・・空気比演算器
１３１・・・流速／温度補償演算器 １３３・・・質量流量演算器 １３５・・・１／ρ。演算器　　１３７・・・体積流量
演算器第３図 （ｂ） ５ ３ 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、排ガス再循環方式の工業炉において、各バーナへ燃
   焼用空気を導く個々のダクトに設けられて流入する燃焼
   用空気供給量を調節する弁手段と、該各弁手段および前
   記各バーナ間の個々のダクト内に突出状態で設けられた
   燃焼用空気分析装置とを具え、該燃焼用空気分析装置に
   よって燃焼用空気中の酸素濃度および流速を測定し、こ
   の測定値により工業炉の火炉内の燃焼をフィードフォー
   ワード制御することを特徴とする工業炉の燃焼制御方法
   。