JPS6284222A - 燃焼状態監視方法 - Google Patents
燃焼状態監視方法Info
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- JPS6284222A JPS6284222A JP60223571A JP22357185A JPS6284222A JP S6284222 A JPS6284222 A JP S6284222A JP 60223571 A JP60223571 A JP 60223571A JP 22357185 A JP22357185 A JP 22357185A JP S6284222 A JPS6284222 A JP S6284222A
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- JP
- Japan
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- combustion
- area
- flame
- amount
- estimated
- Prior art date
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
- F23N5/08—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements
- F23N5/082—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements using electronic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
- F23N2223/08—Microprocessor; Microcomputer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、ボイラの燃焼状態の監視2診断方法に係り、
特に排ガス検出位置における該排ガス成分を推定予測す
る燃焼状S監視方法に関する。
特に排ガス検出位置における該排ガス成分を推定予測す
る燃焼状S監視方法に関する。
従来、ボイラ運転時における排ガス成分の生成量は、火
炉的出口或いは煙道などに検出端を設けて検出されてい
た。
炉的出口或いは煙道などに検出端を設けて検出されてい
た。
一方、燃焼時には、未燃分或いは化学変化により有害物
質NOX、So、、等が生成され排ガス中に含まれるが
、検出されたそれら成分の分離2分析に長時間を要する
。
質NOX、So、、等が生成され排ガス中に含まれるが
、検出されたそれら成分の分離2分析に長時間を要する
。
このため、運転中における、それらの有害物質或いは、
未燃分の低減には、運転員の経験と勘に頼らざるを得な
いという問題があった。特に環境上、その生成量が規制
されつつあるN0X(窒素酸化物)、SO,(硫黄酸化
物)或いは燃焼効率に影響を与える灰中未燃分の低減、
等については、早急に解決されなければならない課題で
ある。
未燃分の低減には、運転員の経験と勘に頼らざるを得な
いという問題があった。特に環境上、その生成量が規制
されつつあるN0X(窒素酸化物)、SO,(硫黄酸化
物)或いは燃焼効率に影響を与える灰中未燃分の低減、
等については、早急に解決されなければならない課題で
ある。
さらに近年、石油代替エネルギーとして石炭が見直され
ている中で、微粉炭及びCWM (石炭/水スラリ)、
COM (石炭/油スラリ)の燃焼技術が注目されてい
るが、先に述べたN Ox排出量、灰中未燃分の残存量
等か、ガス・油等の燃焼に比べ格段に増加することから
環境及び効率に及ぼす影響が大きく、新たな技術的対応
が迫られている。
ている中で、微粉炭及びCWM (石炭/水スラリ)、
COM (石炭/油スラリ)の燃焼技術が注目されてい
るが、先に述べたN Ox排出量、灰中未燃分の残存量
等か、ガス・油等の燃焼に比べ格段に増加することから
環境及び効率に及ぼす影響が大きく、新たな技術的対応
が迫られている。
このような問題の多くは、燃焼火炎形状などを改善する
ことにより解決できるとし、バーナ近傍の燃焼火炎を計
測しバーナ近傍及び燃焼火炎中復流域の燃焼状態を判定
する方法があるが、燃焼火炎中復流域で混合される空気
量或いは燃料比(揮発分/固形炭素分)によって大きく
左右される。
ことにより解決できるとし、バーナ近傍の燃焼火炎を計
測しバーナ近傍及び燃焼火炎中復流域の燃焼状態を判定
する方法があるが、燃焼火炎中復流域で混合される空気
量或いは燃料比(揮発分/固形炭素分)によって大きく
左右される。
燃焼火炎中復流域を定量的に精度良く評価するには、バ
ーナ近傍を計測するだけでは不十分である。
ーナ近傍を計測するだけでは不十分である。
(なお関連公知例には特開昭56−23630号がある
)〔発明の目的〕 本発明の目的は、ボイラ運転中の燃焼排ガス中に含有さ
れる物質(特にN OX 、 S OX 、ばいじん等
の有害物質或いは効率に影響のある未燃分の残存量、等
)を短時間で推定する燃焼状態監視方法を提供すること
にある。
)〔発明の目的〕 本発明の目的は、ボイラ運転中の燃焼排ガス中に含有さ
れる物質(特にN OX 、 S OX 、ばいじん等
の有害物質或いは効率に影響のある未燃分の残存量、等
)を短時間で推定する燃焼状態監視方法を提供すること
にある。
本発明は炉内におけるバーナ根元部の燃焼状態を表わす
火炎の第1の特微量と、火炎後流部における第2の特微
量の両者から燃焼状態を監視することに特徴がある。
火炎の第1の特微量と、火炎後流部における第2の特微
量の両者から燃焼状態を監視することに特徴がある。
〔Tθl”cγ朴f5づ〕
はじめにその基礎となることについて述べる。
ボイラ運転中の燃焼排ガスの中に含有している物質、特
に有害物質であるN Ox、 S OX 、ばいじん等
には規制値が設けられており、その生成量を規制値以下
に守って運転しなければならない。
に有害物質であるN Ox、 S OX 、ばいじん等
には規制値が設けられており、その生成量を規制値以下
に守って運転しなければならない。
一方、ボイラの燃焼効率は、常時最大に保って運転する
ことが望ましい、この効率を算出する上で目安となるの
が排ガス中に含まれる未燃分である。排ガス中の未燃分
が多くなる程燃焼効率は低下し、同じ出力を得るにも燃
料消費が増大するという結果になる。しかし、未燃分の
検出には、長時間を要することから、運転中における効
率は経験と勘に頼らざるを得ない。
ことが望ましい、この効率を算出する上で目安となるの
が排ガス中に含まれる未燃分である。排ガス中の未燃分
が多くなる程燃焼効率は低下し、同じ出力を得るにも燃
料消費が増大するという結果になる。しかし、未燃分の
検出には、長時間を要することから、運転中における効
率は経験と勘に頼らざるを得ない。
最近、燃料としてガス、油に代わり石炭の利用が見直さ
れつつあり、ボイラにおいても微粉炭。
れつつあり、ボイラにおいても微粉炭。
CWM (石炭/水スラリ)、COM <石炭/油スラ
リ)等が燃料として用いられ始めている。
リ)等が燃料として用いられ始めている。
特に、石炭を燃料とした場合、それ自体に含まれている
窒素成分が燃焼によりN OXに転換するため、その生
成量は多大なものになる。さらに、燃焼速度がガス、油
に比べて格段に遅いことから、火炉温度の低下を伴い、
灰中未燃分の残存量も増える傾向にある。
窒素成分が燃焼によりN OXに転換するため、その生
成量は多大なものになる。さらに、燃焼速度がガス、油
に比べて格段に遅いことから、火炉温度の低下を伴い、
灰中未燃分の残存量も増える傾向にある。
このような事から、以下、説明例として微粉炭を燃料と
した場合について述べる。
した場合について述べる。
第2図に微粉炭燃焼時の形状の異なる4ケースの火炎を
示す。(a)、(b)は燃料比(揮発分/固形炭素分)
1.0〜1.5の間の石炭の微粉炭燃焼時の火炎、(Q
)、(d)は燃料比1.6〜2.0の間の石炭の微粉炭
燃焼時の火炎の例で、実線の円内は、従来、火炎を実際
に計測していた部分(1次燃焼領域)、点線の円内は従
来、その燃焼状態を1次燃焼領域の火炎形状から推測し
てぃた部分で、本発明で実際に計測しようとする部分(
2次燃焼領域)の1例である。
示す。(a)、(b)は燃料比(揮発分/固形炭素分)
1.0〜1.5の間の石炭の微粉炭燃焼時の火炎、(Q
)、(d)は燃料比1.6〜2.0の間の石炭の微粉炭
燃焼時の火炎の例で、実線の円内は、従来、火炎を実際
に計測していた部分(1次燃焼領域)、点線の円内は従
来、その燃焼状態を1次燃焼領域の火炎形状から推測し
てぃた部分で、本発明で実際に計測しようとする部分(
2次燃焼領域)の1例である。
ここで、1次燃焼領域とは、揮発分燃焼が主体となる領
域、2次燃焼領域とは、固形炭素分燃焼が主体となる領
域である。
域、2次燃焼領域とは、固形炭素分燃焼が主体となる領
域である。
以下、灰中未燃分と微粉炭燃焼時の火炎の相関を例にと
って説明する。
って説明する。
第2図の4ケースの火炎の灰中未燃分の残存量は−(a
)、(c)、(b)、(d)の順で増加することは、種
々の実験データを解析した結果から明らかである。
)、(c)、(b)、(d)の順で増加することは、種
々の実験データを解析した結果から明らかである。
燃焼火炎の1次燃焼領域、2次燃焼領域の大きさ1位置
関係、温度と灰中未燃分残存量とは、極めて高い相関が
ある。
関係、温度と灰中未燃分残存量とは、極めて高い相関が
ある。
ここで、燃料比1.0〜1.5の間の石炭の微粉炭燃焼
時の火炎(a)、(b)に着目すると、1次燃焼領域の
形状、領域の大きさ2位置関係、輝度及び温度と2次燃
焼領域の燃焼状態及び灰中未燃分の残存量とは相関があ
る。
時の火炎(a)、(b)に着目すると、1次燃焼領域の
形状、領域の大きさ2位置関係、輝度及び温度と2次燃
焼領域の燃焼状態及び灰中未燃分の残存量とは相関があ
る。
しかし、ここで燃料比1.6〜2.0間の石炭の微粉炭
燃焼時の火炎(C)、(d)に着目すると、両火炎間に
は、未燃分の残存量に差があるにもかかわらず、1次燃
焼領域の形状、領域の大きさ。
燃焼時の火炎(C)、(d)に着目すると、両火炎間に
は、未燃分の残存量に差があるにもかかわらず、1次燃
焼領域の形状、領域の大きさ。
位置関係、輝度及び温度がほとんど変化していない。し
かし、2次燃焼領域の形状、領域の大きさ。
かし、2次燃焼領域の形状、領域の大きさ。
位置関係、輝度及び温度と灰中未燃分残存量とは、極め
て高い相関がある。これは、固形炭素分が多い高燃料比
炭は、低燃料比炭に比べて燃焼速度が遅く固形炭素分の
燃焼域である2次燃焼領域に、燃焼火炎の特徴が現れる
ためと考えられる。
て高い相関がある。これは、固形炭素分が多い高燃料比
炭は、低燃料比炭に比べて燃焼速度が遅く固形炭素分の
燃焼域である2次燃焼領域に、燃焼火炎の特徴が現れる
ためと考えられる。
このように、1次燃焼領域の形状、領域の大きさ2位置
関係、輝度及び温度と先端部からの燃焼性と同様に2次
燃焼領域の形状、領域の大きさ。
関係、輝度及び温度と先端部からの燃焼性と同様に2次
燃焼領域の形状、領域の大きさ。
位置関係、輝度及び温度が灰中未燃分と相関があること
に基づき、例えば灰中未燃分の推定指標(工υBC)を
求める火炎形状の特徴パラメータ(特徴量)を第3図の
ように定める。
に基づき、例えば灰中未燃分の推定指標(工υBC)を
求める火炎形状の特徴パラメータ(特徴量)を第3図の
ように定める。
第3図において、1次燃焼領域の輝度の高い領域を酸化
炎と呼ぶことにする。ここでは、例えば燃焼火炎の特徴
を現わす特徴パラメータとして、1次燃焼領域からは、
酸化炎間距axl、バーナ先端から酸化炎までの温度或
いは輝度の平均値Xz。
炎と呼ぶことにする。ここでは、例えば燃焼火炎の特徴
を現わす特徴パラメータとして、1次燃焼領域からは、
酸化炎間距axl、バーナ先端から酸化炎までの温度或
いは輝度の平均値Xz。
2次燃焼領域からは、2次燃焼領域の温度或いは輝度の
積分値を考え−た。
積分値を考え−た。
酸化炎間距離
Xx=dx/dB (1)バーナ
先端から酸化炎までの輝度平均値xi=Σ I (x)
/X (2)x:& 2次燃焼領域輝度積分値 Xa=Σ I (X) /X (3)X
:C を用いて、灰中未燃分の推定指標IUBCを、例えば、
Iuac=に−Xz・Xz−Xs (4)で
定義する。ここでKは、1次口径係数工は、輝度である
。ここで第3図のxlを表わす01e G Hの定め方
として、 (1)酸化炎の中心をGz、Glとする。
先端から酸化炎までの輝度平均値xi=Σ I (x)
/X (2)x:& 2次燃焼領域輝度積分値 Xa=Σ I (X) /X (3)X
:C を用いて、灰中未燃分の推定指標IUBCを、例えば、
Iuac=に−Xz・Xz−Xs (4)で
定義する。ここでKは、1次口径係数工は、輝度である
。ここで第3図のxlを表わす01e G Hの定め方
として、 (1)酸化炎の中心をGz、Glとする。
(2)各酸化炎のバーナ先端から最も近い部分或いは、
遠い部分をGx、Gzとする。
遠い部分をGx、Gzとする。
(3)火炎温度の最も高い位置をGs、Gxとする。
(4)酸化炎を温度分布から求め、その重心をG x
。
。
G2とする。
第3図のX2を求めるa、bの定め方として(1)バー
ナ先端位置をaとする (2) G1.Gxにおいて、バーナ先端に近い方或い
は遠い方の点 第3図のXsを求めるc、dの定め方として、(1)燃
料比、空気投入法などによって、任意に決まるものとす
る。
ナ先端位置をaとする (2) G1.Gxにおいて、バーナ先端に近い方或い
は遠い方の点 第3図のXsを求めるc、dの定め方として、(1)燃
料比、空気投入法などによって、任意に決まるものとす
る。
などが考えられる。
以上が、火炎形状を用いた灰中未燃分の推定方法の一例
を示したものである。゛ さらに、このような火炎に対してその後流側でアフタエ
アが投入された場合、灰中未燃分UBCとその推定指標
工υBcとの関係は、第4図のようになる。第4図から
アフタエアの影響で、推定推標■υacに対して灰中未
燃分UBCが2値を採る領域((A)のカーブ)を持つ
ことがわかり、■υBCを推定指標として用いることが
できないという問題が生じた。
を示したものである。゛ さらに、このような火炎に対してその後流側でアフタエ
アが投入された場合、灰中未燃分UBCとその推定指標
工υBcとの関係は、第4図のようになる。第4図から
アフタエアの影響で、推定推標■υacに対して灰中未
燃分UBCが2値を採る領域((A)のカーブ)を持つ
ことがわかり、■υBCを推定指標として用いることが
できないという問題が生じた。
一方、アフタエアが最大量投入された時の灰中未燃分U
BCとその推定指標Iuacとは、第4図の破線(B)
のように直線の関係を持つことが、種種の実験データを
解析した結果がら明らかになった。
BCとその推定指標Iuacとは、第4図の破線(B)
のように直線の関係を持つことが、種種の実験データを
解析した結果がら明らかになった。
この結果、アフタエア投入による灰中未燃分UBCへの
影響は、第5図に示すように計測位置、アフタエア量の
各々に対して関数(特に指数関数)で表わされることが
わかり、計測位置での灰中未燃分を精度良く推定或いは
予測することができることがわかった。
影響は、第5図に示すように計測位置、アフタエア量の
各々に対して関数(特に指数関数)で表わされることが
わかり、計測位置での灰中未燃分を精度良く推定或いは
予測することができることがわかった。
以上灰中未燃分について、種々の実験から筆者等が得た
知見に基づき述べたが、他の排ガス成分(N O−、S
Ox 、ばいじん、等)についても同様の傾向を示し
ており、°本発明に基づいた実施例を灰中未燃分UBC
を例にとり次に述べる。
知見に基づき述べたが、他の排ガス成分(N O−、S
Ox 、ばいじん、等)についても同様の傾向を示し
ており、°本発明に基づいた実施例を灰中未燃分UBC
を例にとり次に述べる。
本発明の1実施例を第1,6図に示す、第1図は、灰中
未燃分UBGの監視・診断を単一パーナについて実施し
た場合である。炉壁の覗き窓から水又は空気で冷却した
イメージファイバーを火炉のバーナ近傍と燃焼火炎中機
流域が見える位置にそれぞれ挿入し、燃焼火炎の画像を
炉外に導く。
未燃分UBGの監視・診断を単一パーナについて実施し
た場合である。炉壁の覗き窓から水又は空気で冷却した
イメージファイバーを火炉のバーナ近傍と燃焼火炎中機
流域が見える位置にそれぞれ挿入し、燃焼火炎の画像を
炉外に導く。
炉外に導かれた火炎画像は、各ITVカメラで電気信号
に変えられる。第6図は、燃焼状態監視装置の1構成例
である。各ITVカメラからのアナログ映像信号6,7
は、A/D変換器1を介してデジタル映像信号8,9に
変換され、フレームメモリ2に書き込まれる。書き込ま
れた画像データ10は、プロセッサ3に取り込まれ、(
4)式で定義した灰中未燃分推定指標■υacを演算す
る。操作量及び計測量13はプロセスl105を介して
デジタル信号11としてプロセッサ3に入力される。
に変えられる。第6図は、燃焼状態監視装置の1構成例
である。各ITVカメラからのアナログ映像信号6,7
は、A/D変換器1を介してデジタル映像信号8,9に
変換され、フレームメモリ2に書き込まれる。書き込ま
れた画像データ10は、プロセッサ3に取り込まれ、(
4)式で定義した灰中未燃分推定指標■υacを演算す
る。操作量及び計測量13はプロセスl105を介して
デジタル信号11としてプロセッサ3に入力される。
一方、第1図において燃焼火炎後流部からアフタエアが
投入されており、計測位置ではアフタエアによる灰中未
燃分の減少量も重畳されて計測される。そこで、(4)
式にこのアフタエアによる影響を考慮した推定項を付加
した(5)式を用いて灰中未燃分UBCを推定する。
投入されており、計測位置ではアフタエアによる灰中未
燃分の減少量も重畳されて計測される。そこで、(4)
式にこのアフタエアによる影響を考慮した推定項を付加
した(5)式を用いて灰中未燃分UBCを推定する。
P(UBG)=に1・Iunc+に2・exp(a)+
C(5)ここで、P(UBG) ;灰中未燃分推定
指標υac ・ ;灰中未燃分推定指標α ;
アフタエアを表わす係数 に1.Km、C;定数(但し、K2はアフタエア装置か
ら検出位置 までの時間を考慮した定 数) (5)式において、アフタエアの影響を表わすαは(6
)式に示すようにアフタエア量の関数として表わされる
。
C(5)ここで、P(UBG) ;灰中未燃分推定
指標υac ・ ;灰中未燃分推定指標α ;
アフタエアを表わす係数 に1.Km、C;定数(但し、K2はアフタエア装置か
ら検出位置 までの時間を考慮した定 数) (5)式において、アフタエアの影響を表わすαは(6
)式に示すようにアフタエア量の関数として表わされる
。
α=g(G^^・・・) (6)ここで
、G^^ニアフタエア量 また、(6)式で示されるアフタエア量は、(7)式の
ように空気比を用いて表わすことも可能である。
、G^^ニアフタエア量 また、(6)式で示されるアフタエア量は、(7)式の
ように空気比を用いて表わすことも可能である。
α=g((λ−λBNR) e・・・) (7)こ
こで、λニドータル空気比 λBN、R:バーナ空気比 さらに、G^^は総空気量と3次空気量を用いて表わす
こともできる。(5)式は、−例として指数関数を用い
てアフタエアの投入による推定項を表わしたが、他の関
数で表わすことも可能である。
こで、λニドータル空気比 λBN、R:バーナ空気比 さらに、G^^は総空気量と3次空気量を用いて表わす
こともできる。(5)式は、−例として指数関数を用い
てアフタエアの投入による推定項を表わしたが、他の関
数で表わすことも可能である。
すなわち、
となる。
以上の処理の一例としてプロセッサ3の内部処理フロー
の概略を第7図(a)、(b)に示す、第7図の概略処
理を次に説明する。
の概略を第7図(a)、(b)に示す、第7図の概略処
理を次に説明する。
■100:各火炎画像データの入力
バーナ近傍火炎画像データI Ml(I P j) v
燃焼火炎中抜流域火炎画像データI Mz(1* j)
をプロセッサ3に入力する。
燃焼火炎中抜流域火炎画像データI Mz(1* j)
をプロセッサ3に入力する。
■110:110:各火炎タの平均化
その燃焼状態を示す最も高い確率を持つ火炎形状を求め
る((9)、 (10)式に一例を示す)。
る((9)、 (10)式に一例を示す)。
、/\、
ここで、IMI (it J)”平均化したバーナ近傍
火炎画像 /へ\ IM2 (iy j):平均化した燃焼火炎後流域火 炎画像 に:平均化の標本数 (k=1〜N) ■120:各火炎形状の特徴抽出 画像処理を用いて、バーナ近傍火炎画像データに対して
は、火炎の高輝度、高温域(酸化炎)を抽出し、それら
抽出した領域の重心間距離、及びバーナから重心までの
輝度平均値を算出し、燃焼火炎中径流域火炎画像に対し
ては、火炎画像データから火炎を抽出し輝度面積を算出
する。
火炎画像 /へ\ IM2 (iy j):平均化した燃焼火炎後流域火 炎画像 に:平均化の標本数 (k=1〜N) ■120:各火炎形状の特徴抽出 画像処理を用いて、バーナ近傍火炎画像データに対して
は、火炎の高輝度、高温域(酸化炎)を抽出し、それら
抽出した領域の重心間距離、及びバーナから重心までの
輝度平均値を算出し、燃焼火炎中径流域火炎画像に対し
ては、火炎画像データから火炎を抽出し輝度面積を算出
する。
■130:灰中未燃分推定指標■υBcの計算灰中未燃
分推定指標■υBcを(7)式を用いて求める。
分推定指標■υBcを(7)式を用いて求める。
■υBc=x−Y−Z−に+C1(11)ここで、X
:酸化炎間距離 Y :バーナ先端から酸化炎まで の輝度平均値 Z :燃焼火炎中抜流域火炎輝度 面積 に、cl:定数 ■140ニアフタエアは投入されているか?アフタエア
の影響を考慮する必要があるか否かを判定する。
:酸化炎間距離 Y :バーナ先端から酸化炎まで の輝度平均値 Z :燃焼火炎中抜流域火炎輝度 面積 に、cl:定数 ■140ニアフタエアは投入されているか?アフタエア
の影響を考慮する必要があるか否かを判定する。
ここで、G^^ニアフタエア量
■150ニアフタエア投入による灰中未燃分の減少量の
推定 アフタエアが投入され、燃焼が進行し灰中未燃分が減少
する量を推定する。
推定 アフタエアが投入され、燃焼が進行し灰中未燃分が減少
する量を推定する。
P=f (g (G^^、・・・) ) +Cx
(12)ここで、C2:定数 P :推定した減少量 G^^ニアフタエア量 (12)式において関数g (G^^、・・・)は、少
なくともG^^を含む関数であることを示す。
(12)ここで、C2:定数 P :推定した減少量 G^^ニアフタエア量 (12)式において関数g (G^^、・・・)は、少
なくともG^^を含む関数であることを示す。
■160:灰中未燃分の推定
先に求めた工υQCと、Pを用いて(8)式により灰中
未燃分を推定する。
未燃分を推定する。
P (UBG)= Kz−Iusc+ K2 ・P +
C(13)ここで、P (UBC) :推定した
灰中未燃分IuBa :灰中未燃分推定指標に工
、Kz、C:定数 P :推定した灰中未燃分減 少量 ■170:推定結果の出力 灰中未燃分の推定量P (UBC)を出力装置に出力す
る。
C(13)ここで、P (UBC) :推定した
灰中未燃分IuBa :灰中未燃分推定指標に工
、Kz、C:定数 P :推定した灰中未燃分減 少量 ■170:推定結果の出力 灰中未燃分の推定量P (UBC)を出力装置に出力す
る。
また、第7図(b)の概略処理は次の通りである。
■121:バーナ近傍火炎画像データ高輝度、高温域抽
出(半閾値処理) 火炎の特徴量として高輝度、高温域(酸化炎)を用いる
ことから、半閾値処理でその領域を抽出する。ここで半
閾値処理とは、濃淡画像において(9)式を用いて画像
を処理することをいう。
出(半閾値処理) 火炎の特徴量として高輝度、高温域(酸化炎)を用いる
ことから、半閾値処理でその領域を抽出する。ここで半
閾値処理とは、濃淡画像において(9)式を用いて画像
を処理することをいう。
傍火炎画像。
TH:半開値化レベル
■122:高譚度、高温域の重心を計算半閾値処理を用
いて抽出した高輝度、高温域(酸化炎)の重心を求める
。本実施例では、領域の重心をその代表点としたが、最
高輝度、最高温度点などをその代表点としても同様の効
果が期待できる。
いて抽出した高輝度、高温域(酸化炎)の重心を求める
。本実施例では、領域の重心をその代表点としたが、最
高輝度、最高温度点などをその代表点としても同様の効
果が期待できる。
(■123:燃焼火炎燃焼流域火炎画像データから火炎
抽出(半閾値処理) 燃焼火炎牛後流域火炎の輝度面積を求めるために画像デ
ータから燃焼火炎牛後流域火炎を半閾値処理で抽出する
。ここで半閾値処理とは、()式と同様に /\、 ここで、IM2(IIj):平均化した燃焼火炎中径流
域火炎画像 TH:半開値化レベル ■124:重心間距離を計算(X) ■、■の処理をした、バーナ近傍火炎画像データの酸化
炎の重心を用いて、灰中未燃分推定指標It+ncを求
めるための特徴パラメータの1つであるX(酸化炎の重
心間距離)を求める。
抽出(半閾値処理) 燃焼火炎牛後流域火炎の輝度面積を求めるために画像デ
ータから燃焼火炎牛後流域火炎を半閾値処理で抽出する
。ここで半閾値処理とは、()式と同様に /\、 ここで、IM2(IIj):平均化した燃焼火炎中径流
域火炎画像 TH:半開値化レベル ■124:重心間距離を計算(X) ■、■の処理をした、バーナ近傍火炎画像データの酸化
炎の重心を用いて、灰中未燃分推定指標It+ncを求
めるための特徴パラメータの1つであるX(酸化炎の重
心間距離)を求める。
■125:バーナ先端から重心までの輝度平均値を計算
(Y) ■、■の処理をした、バーナ近傍火炎画像データの酸化
炎の重心位置、バーナ先端位置、火炎輝度情報を用いて
、灰中未燃分推定指標]:uncを求めるための特徴パ
ラメータの1つであるY(バーナ先端から酸化炎までの
輝度平均)を求める。
(Y) ■、■の処理をした、バーナ近傍火炎画像データの酸化
炎の重心位置、バーナ先端位置、火炎輝度情報を用いて
、灰中未燃分推定指標]:uncを求めるための特徴パ
ラメータの1つであるY(バーナ先端から酸化炎までの
輝度平均)を求める。
なお1本実施例によれば次のような効果も得られる。
(1)排ガス成分を実時間で推定或いは予81gするこ
とが可能となり、高効率運転が達成できる。
とが可能となり、高効率運転が達成できる。
(2)段毎の着目した成分の生成量を把握でき、きめの
細かな運転制御が可能となる。
細かな運転制御が可能となる。
(3)バーナの燃焼状態を直接計測することから、ボイ
ラ運転状態を適確に把握できる。
ラ運転状態を適確に把握できる。
(4)高燃料比の微粉炭、CWMなと、さまざまな燃焼
状態でも精度良く排ガス成分を把握できる。
状態でも精度良く排ガス成分を把握できる。
(5)運転員の負担を軽減することができる。
またバーナ先端から酸化炎の温度平均でも同様の効果が
期待できる。
期待できる。
■126:燃焼火炎中後流域火炎の輝度積分値を計算(
Z) ■の処理をした。燃焼火炎牛後流域火炎画像データを用
いて、灰中未燃分推定指標工υacを求めるための特徴
パラメータの1つであるZ(燃焼火炎牛後流域の輝度積
分値)を求める。
Z) ■の処理をした。燃焼火炎牛後流域火炎画像データを用
いて、灰中未燃分推定指標工υacを求めるための特徴
パラメータの1つであるZ(燃焼火炎牛後流域の輝度積
分値)を求める。
また、燃焼火炎牛後流域の温度積分値でも同様の効果が
期待できる。
期待できる。
以上、本発明を用いることにより、火炎画像から灰中未
燃分を推定し、計測位置の灰中未燃分を精度よく推定或
いは予測することが可能となる。
燃分を推定し、計測位置の灰中未燃分を精度よく推定或
いは予測することが可能となる。
他の実施例として、第8図に複数の異なるバーナを本発
明による燃焼状態監視制御方法で監視する場合を示す。
明による燃焼状態監視制御方法で監視する場合を示す。
二〇場合、燃焼状態監視制御装置の画像入力部をA、B
、C段の各々の画像入力時に切換える方法(第9図(a
))、A/D変換器とフレームメモリを各々A、A’
、B、B’ C。
、C段の各々の画像入力時に切換える方法(第9図(a
))、A/D変換器とフレームメモリを各々A、A’
、B、B’ C。
C′段用に準備し、3段同時にフレームに画像を入力す
る方法(第9図(b))が考えられる。プロセッサの内
部処理は、基本的には第7図(a)。
る方法(第9図(b))が考えられる。プロセッサの内
部処理は、基本的には第7図(a)。
(b)と同様である。その概略処理を第10図に示す。
例えば、実機ボイラの燃焼状態の監視に本発明を用いる
ことにより、各段のバーナ燃焼状態、すなわちボイラ運
転状態を監視でき、アフタエアの影響を考慮した。きめ
の細かな高効率運転を実現できる。また1本発明の灰中
未燃分推定値から、操作量(空気量、空気比等)を制御
することにより、オペレータの負担をさらに低減するこ
とができる。
ことにより、各段のバーナ燃焼状態、すなわちボイラ運
転状態を監視でき、アフタエアの影響を考慮した。きめ
の細かな高効率運転を実現できる。また1本発明の灰中
未燃分推定値から、操作量(空気量、空気比等)を制御
することにより、オペレータの負担をさらに低減するこ
とができる。
さらに本発明は、バーナのタイプによって左右されるも
のではない0例えば、第11図(a)と(b)のように
異なるバーナタイプであってもバーナ断面方向から燃焼
火炎を計測すると、形成される火炎は(a)、(b)共
同様な形状を示すことから明らかである。
のではない0例えば、第11図(a)と(b)のように
異なるバーナタイプであってもバーナ断面方向から燃焼
火炎を計測すると、形成される火炎は(a)、(b)共
同様な形状を示すことから明らかである。
本発明を実施することにより、排ガス成分、例えば、灰
中未燃分(UBC)を精度のよい監視をおこなうことが
できる。
中未燃分(UBC)を精度のよい監視をおこなうことが
できる。
第1図は本発明の1実施例を示す図、第2図は本発明の
基本となる火炎形状を比較した図、第3図は火炎形状か
ら抽出する特徴パラメータを示す図、第4図は灰中未燃
分とその推定指標をアフタエアの影響について比較した
図、第5図は、灰中未燃分の減少過室を投入量と距離に
ついて示した図、第6図は本発明の装置構成の一例を示
す図、第7図(a)、(b)はプロセッサの概略処理フ
ローを示す図、第8図は本発明の他の実施例を示す図、
第9図は他の実施例の画像入力方法の例を示す図、第1
0図は他の実施例の概略処理フローを示す図、第11図
は異なるタイプのバーナを示す図である。 1・・・A/D変換器、8,9・・・ディジタル映像信
号。
基本となる火炎形状を比較した図、第3図は火炎形状か
ら抽出する特徴パラメータを示す図、第4図は灰中未燃
分とその推定指標をアフタエアの影響について比較した
図、第5図は、灰中未燃分の減少過室を投入量と距離に
ついて示した図、第6図は本発明の装置構成の一例を示
す図、第7図(a)、(b)はプロセッサの概略処理フ
ローを示す図、第8図は本発明の他の実施例を示す図、
第9図は他の実施例の画像入力方法の例を示す図、第1
0図は他の実施例の概略処理フローを示す図、第11図
は異なるタイプのバーナを示す図である。 1・・・A/D変換器、8,9・・・ディジタル映像信
号。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ボイラの燃焼状態を監視する方法において、バーナ
根元部の火炎の燃焼状態を表わす第1の特徴量と燃焼火
炎の後流域の燃焼状態を表わす第2の特徴量を計測ある
いは推定し、該第1及び第2の特徴量を用いて燃焼排ガ
ス成分を推定することを特徴とする燃焼状態監視方法。 2、前記特許請求の範囲第1項の記載において該第1の
特徴量をバーナへの燃料の供給量、第1〜3次空気供給
量炉内温度のうち少なくとも1つを用いて推定し、該第
2の特徴量を燃焼火炎の後流域で混合される空気供給量
、炉内温度、燃料のうち少なくとも1つを用いて推定或
いは予測することを特徴とする燃焼状態監視方法。 3、前記特許請求の範囲第1項の第1及び第2の特徴量
をそれぞれ燃焼火炎輝度或いは温度の分布から求めるこ
とを特徴とする燃焼状態監視方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60223571A JPS6284222A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 燃焼状態監視方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60223571A JPS6284222A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 燃焼状態監視方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6284222A true JPS6284222A (ja) | 1987-04-17 |
JPH0535325B2 JPH0535325B2 (ja) | 1993-05-26 |
Family
ID=16800248
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60223571A Granted JPS6284222A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 燃焼状態監視方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6284222A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02242012A (ja) * | 1989-03-14 | 1990-09-26 | Hitachi Ltd | ボイラの燃焼制御探索方法および装置 |
JPH03108610A (ja) * | 1989-09-22 | 1991-05-08 | Yokogawa Electric Corp | プロセス量の監視装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6036825A (ja) * | 1983-08-10 | 1985-02-26 | Hitachi Ltd | 燃焼火炎の制御方法および装置 |
-
1985
- 1985-10-09 JP JP60223571A patent/JPS6284222A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6036825A (ja) * | 1983-08-10 | 1985-02-26 | Hitachi Ltd | 燃焼火炎の制御方法および装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02242012A (ja) * | 1989-03-14 | 1990-09-26 | Hitachi Ltd | ボイラの燃焼制御探索方法および装置 |
JPH03108610A (ja) * | 1989-09-22 | 1991-05-08 | Yokogawa Electric Corp | プロセス量の監視装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0535325B2 (ja) | 1993-05-26 |
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