本發明涉及一種燃燒控制系統,尤其涉及一種通過共用的安全切斷閥來統一控制對多個燃燒器的燃料的供給的多燃燒器系統。
背景技術:
通常,在以煉鐵煉鋼爐、加熱爐及除臭爐等工業爐為代表的燃燒爐中,會通過燃燒控制系統來一邊監視設置在燃燒爐內的燃燒器的燃燒狀態、爐內溫度、燃燒用空氣的壓力、供給至燃燒器的燃料的壓力等,一邊進行燃燒控制,由此確保燃燒的安全性。
例如,在燃燒控制系統中,是根據與工業用燃燒爐有關的安全標準(en298:2012),以如下方式進行控制:在燃燒器點火時,盡管實際上沒有火焰,但火焰檢測器還是檢測到表示有火焰的狀態,即檢測到疑似火焰的情況下,不開始燃燒器的點火動作。
作為燃燒控制系統,例如有像專利文獻1中所揭示的那樣對設置在共用的燃燒室內的多個燃燒器的燃燒進行控制的多燃燒器系統。此處,所謂燃燒室,是指在溫度、壓力等相同的條件(參數)下控制燃燒的空間,以下也稱為“燃燒區域”。
通常,多燃燒器系統采用的是星型的設備構成,所述星型的設備構成由對應于每一燃燒器而設置的燃燒器控制器和控制各燃燒器控制器的安全控制裝置構成。因此,各燃燒器控制器間的通信不是直接進行而是經由上位側的安全控制裝置而間接進行。
【現有技術文獻】
【專利文獻】
【專利文獻1】日本專利特開平11-218034號公報
技術實現要素:
【發明要解決的問題】
另外,在多燃燒器系統中,為了實現多個燃燒器的安全的燃燒,對各燃燒器的燃料的供給控制變得尤為重要。因此,在以往的多燃燒器系統中,作為安全性更高的控制方法,采用的是如下控制方法:在從燃料的主管道分支到每一燃燒器的分支管道上分別設置安全切斷閥,由對應的燃燒器控制器對各安全切斷閥的開閉進行操作,由此,針對每一燃燒器而控制對各燃燒器的燃料的供給和切斷。
另一方面,近年來,因安全切斷閥等設備的設置空間不足或者經濟上的原因,業界期望作為多燃燒器系統中的燃料的供給控制的另一方法的如下控制方法:在燃料的主管路上設置1個共用的安全切斷閥,由成為主控裝置的一個燃燒器控制器對安全切斷閥的開閉進行操作,由此,統一地同時控制對各燃燒器的燃料的供給和切斷。
然而,通過本申請發明者等人的研究了解到,在后一種控制方法中,如以下所示,在燃燒器點火時存在問題。
例如,在前一種控制方法中,由于各個燃燒器控制器分別控制各切斷閥的開閉,因此在燃燒器點火時燃燒器控制器檢測到疑似火焰的情況下,不將燃料供給至該燃燒器控制器的控制對象的燃燒器,未燃燒氣體充滿燃燒室的可能性低。
另一方面,在后一種控制方法中,在燃燒器點火時,主控裝置的燃燒器控制器未檢測到疑似火焰,在主控裝置以外的燃燒器控制器檢測到疑似火焰的的情況下,主控裝置的燃燒器控制器操作共用的安全切斷閥,針對各燃燒器供給燃料并開始點火動作,另一方面檢測到疑似火焰的燃燒器不開始點火動作,因此未燃燒氣體流入燃燒室。
這種情況下,檢測到疑似火焰的燃燒器控制器將發生了異常這一情況通知上位側的安全控制裝置,接收到該通知的安全控制裝置對主燃燒器控制器發出關閉安全切斷閥的指示,由此停止所有燃燒器的燃燒。
如此,檢測到異常的燃燒器控制器與主燃燒器控制器之間的通信是經由安全控制裝置而間接進行,因此存在在如下問題,在從檢測到異常起到關閉安全切斷閥為止的期間,燃料被供給至燃燒室,未燃燒氣體的量增加。
例如,在四支燃燒器中的一支燃燒器沒有點火的情況下,由于剩下的三支燃燒器在燃燒,所以即使一支燃燒器量的未燃燒氣體流入燃燒室內,也許在安全性上也沒有問題,但是在四支燃燒器中僅有一支燃燒器點火的情況下,由于剩下的三支燃燒器的未燃燒氣體流入燃燒室內,因此,未燃燒氣體的量變多,擔心安全性的降低。
本發明是鑒于上述問題而成,其目的在于在通過1個安全切斷閥來控制對多個燃燒器的燃料的供給的多燃燒器系統中,提高燃燒器點火時的安全性。
【解決問題的技術手段】
本發明的燃燒控制系統(100、101)的特征在于,包括:主控裝置,其對共用的安全切斷閥(30)的開閉進行控制,并且生成規定信號(sa),該安全切斷閥(30)統一切換對多個燃燒器(21_1~21_4)的燃料的供給與切斷的;多個從動裝置(12_1~12_4),其對應于每一燃燒器而設置,分別判定對應的燃燒器有無火焰并控制對應的燃燒器的點火,而且,在判定對應的燃燒器點火前沒有火焰的情況下,輸出所輸入的規定信號,在判定對應的燃燒器點火前有火焰的情況下,不輸出規定信號;以及傳送線路(13),其與主控裝置連接,用以傳送規定信號,多個從動裝置級聯,在多個從動裝置均判定對應的燃燒器點火前沒有火焰的情況下,依序輸出從主控裝置輸入至初級從動裝置的規定信號并從最末級從動裝置輸出至傳送線路,在多個從動裝置中的某一個判定對應的燃燒器點火前有火焰的情況下,不會將規定信號從最末級從動裝置輸出至傳送線路,主控裝置根據有無來自傳送線路的規定信號(sao)的輸入來控制安全切斷閥的開閉。
在上述的燃燒控制系統中,也可以為,傳送線路共同地分別連接于各個從動裝置,在從傳送路線被輸入有規定信號的情況下,從動裝置開始對應燃燒器的點火。
在上述的燃燒控制系統(101)中,也可以為,還具有由主控裝置(15_1)控制點火的燃燒器(12_1),主控裝置在判定控制對象的燃燒器在點火之前該燃燒器有火焰時,不輸出規定信號,在判定控制對象的燃燒器在點火之前該燃燒器沒有火焰時,向初級從動裝置(15_2)輸出規定信號,并且在經由傳送線路輸入規定信號時,開始控制對象的燃燒器的點火。
在上述的燃燒控制系統中,也可以為,主控裝置(15_1)具有:第1火焰判定部(111a),其判定控制對象的燃燒器有無火焰;信號生成部(117),其在由第1火焰判定部判定沒有火焰的情況下,生成并輸出規定信號,在由第1火焰判定部判定有火焰的情況下,不生成規定信號;第1信號檢測部(113a),其檢測來自傳送線路的規定信號的輸入;安全切斷閥控制部(115),其根據第1信號檢測部的檢測結果來控制安全控制閥的開閉;以及第1點火控制部(114),其根據第1火焰判定部的判定結果,對控制對象的燃燒器的點火進行控制。
在上述的燃燒控制系統中,也可以為,從動裝置(15_2~15_4)具有:第2火焰判定部(111b),其判定對應的燃燒器有無火焰;信號輸出部(122),其在通過第2火焰判定部判定為沒有火焰的情況下,輸出所輸入的規定信號,在通過第2火焰判定部判定為有火焰的情況下,不輸出所輸入的規定信號;第2信號檢測部(11b),其檢測來自傳送線路的規定信號的輸入;以及第2點火控制部(114b),其根據第2信號檢測部的檢測結果來控制對應的燃燒器的點火。
再者,在上述說明中,作為一例,利用了帶括號的參考符號來表示與發明的構成要素相對應的附圖上的構成要素。
【發明的效果】
通過以上說明的內容,根據本發明,能夠在通過共用的安全切斷閥來統一控制針對多個燃燒器的燃料的供給的多燃燒器系統中,提高燃燒器點火時的安全性。
附圖說明
圖1為表示實施方式1所涉及的燃燒控制系統的構成的圖。
圖2為表示實施方式1所涉及的燃燒控制系統中的主控裝置及從動裝置的構成的圖。
圖3為表示對燃燒器進行點火、所有燃燒器點燃的情況下的實施方式1所涉及的燃燒控制系統的動作流程的圖。
圖4為表示一部分燃燒器檢測到疑似火焰、沒能夠開始燃燒器點火的情況下的實施方式1所涉及的燃燒控制系統的動作流程的圖。
圖5a為表示燃燒器進行點火時的、主控裝置及從動裝置的動作狀態和點火準備信號的傳送狀態的圖。
圖5b為表示燃燒器進行點火時的、主控裝置及從動裝置的動作狀態和點火準備信號的傳送狀態的圖。
圖5c為表示燃燒器進行點火時的、主控裝置及從動裝置的動作狀態和點火準備信號的傳送狀態的圖。
圖5d為表示燃燒器進行點火時的、主控裝置及從動裝置的動作狀態和點火準備信號的傳送狀態的圖。
圖5e為表示燃燒器進行點火時的、主控裝置及從動裝置的動作狀態和點火準備信號的傳送狀態的圖。
圖5f為表示燃燒器進行點火時的、主控裝置及從動裝置的動作狀態和點火準備信號的傳送狀態的圖。
圖6為表示實施方式2所涉及的燃燒控制系統的構成的圖。
圖7為表示實施方式2所涉及的燃燒控制系統中的主控裝置及從動裝置的構成的圖。
圖8為表示在對燃燒器進行點火、所有燃燒器點燃的情況下的實施方式2所涉及的燃燒控制系統的動作流程的圖。
圖9為表示在一部分燃燒器檢測到疑似火焰、沒能夠開始燃燒器的點火的情況下的實施方式2所涉及的燃燒控制系統的動作流程的圖。
具體實施方式
下面,參考附圖,對本發明的實施方式進行說明。
〈實施方式1的燃燒控制系統的構成〉
圖1為表示配備有本實施方式的燃燒控制裝置的燃燒控制系統的構成的圖。
該圖所示的燃燒控制系統100為多燃燒器系統。作為燃燒控制系統100,可例示對除臭爐及加熱爐等小型工業用燃燒爐進行控制的系統、或者對工廠等中的煉鐵煉鋼爐等大型工業用燃燒爐進行控制的系統。
具體而言,燃燒控制系統100包括具備1個燃燒室20的燃燒爐2、燃燒控制裝置1、控制裝置4以及燃料流路3。
在燃燒室20內設置有n(n為2以上的整數)個燃燒器21_1~21_n、對應于燃燒器21_1~21_n中的每一個而設置的點火裝置(點火器,ig)22_1~22_n、對應于燃燒器21_1~21_n中的每一個而設置的火焰檢測器(sen)23_1~23_n、以及溫度傳感器等燃燒控制所需的裝置。
在本實施方式中,作為一例,使n=4,在燃燒室20內設置有4支燃燒器21_1~21_4、4個火焰檢測器23_1~23_4以及4個點火裝置22_1~22_4的形式進行說明,但“n”的值并不限定于此。再者,圖1中,溫度傳感器等燃燒控制所需的其他裝置的圖示省略。
燃燒器21_1~21_4(在統稱的情況下,有時僅記作“燃燒器21”)是對燃燒室20內進行加熱的設備。在本實施方式中,以燃燒器21_1~21_4為沒有輔助燃燒器而直接對主燃燒器進行點火的直接點火方式的燃燒器的情況作為一個例子進行說明。
燃燒器21_1~21_4通過由對應于每一燃燒器而設置的點火裝置22_1~22_4加以點火來點燃。
點火裝置22_1~22_4(在統稱的情況下,有時僅記作“點火裝置22”)例如包括點火變壓器和與點火變壓器的二次側線路連接的點火用電極棒(火花棒)。點火裝置22_1~22_4根據來自后文敘述的燃燒控制裝置1的控制信號而使火花棒產生例如數kv~十幾kv的高電壓,由此使對應的燃燒器21_1~21_4點火。
火焰檢測器23_1~23_4(在統稱的情況下,有時僅記作“火焰檢測器23”)是對應于燃燒器21_1~21_4中的每一個而設置、檢測對應的燃燒器有無火焰的設備。火焰檢測器23_1~23_4各自輸出表示有無火焰的火焰檢測信號。
燃料流路3是用以對燃燒爐2供給燃料的流路。燃料流路3由主流路3a和分支流路3b構成,所述主流路3a從外部被供給燃料,所述分支流路3b是從主流路3a分支出來的多個流路。在主流路3a上設置有安全切斷閥30,分支流路3b與燃燒器21_1~21_4中的各方連接。
此處,燃料例如可為燃氣(氣體),也可為燃油(液體),燃料種類無特別限定。
安全切斷閥30是用以統一切換對多個燃燒器21_1~21_4的燃料的供給與切斷的設備。在安全切斷閥30處于打開狀態時,從主流路3a朝分支流路3b送出燃料,從而對各燃燒器21_1~21_4供給燃料。在安全切斷閥30處于關閉狀態時,從主流路3a到分支流路3b的燃料的流入被切斷,不對燃燒器21_1~21_4供給燃料。
如圖1所示,安全切斷閥30例如具有以2個切斷閥為一組的構成,以進行雙重切斷,安全切斷閥30被配置在主流路3a中的一個位置上。
再者,雖未圖示,但在燃燒控制系統100中區別于燃料流路3而設置有用以對燃燒爐2供給空氣(大氣)的空氣流路,從風機排出的大氣經由空氣流路而供給至各燃燒器21_1~21_4。
控制裝置4是燃燒控制系統100中的上位側的設備,進行燃燒爐2的統括性控制。控制裝置4按照來自操作人員等(使用者)的輸入操作,將燃燒室20的燃燒的指示(以下稱為“燃燒要求”)、燃燒爐2整體的運轉的停止要求給予燃燒控制裝置1。
作為控制裝置4,可例示將操作輸入單元、顯示單元及控制單元等形成為一體而得的控制板,所述操作輸入單元為操作按鈕、控制桿、鍵盤等,輸入使用者的操作,所述顯示單元為監視器等,顯示信息,所述控制單元輸出對燃燒控制裝置1的指示等。此外,例如在構建將燃燒控制裝置1、監視器及中央管理裝置等經由網絡連接而成的網絡控制系統的情況下,對燃燒控制裝置1發出指示的中央管理裝置成為控制裝置4。
燃燒控制裝置1是用以根據來自控制裝置4的燃燒要求等來控制燃燒室20內的燃燒器21的燃燒的裝置。如圖1所示,燃燒控制裝置1包括安全控制裝置10、主控裝置11、傳送線路13以及在主控裝置11與傳送線路13之間級聯的多個從動裝置12_1~12_n。
安全控制裝置10是通過監視燃燒器21的燃燒狀態、各限位聯鎖(未圖示)的狀態等而將燃燒室20內的燃燒器21的運轉的允許及不允許指示給主控裝置11及從動裝置12_1~12_4,以實現燃燒控制系統100的安全運轉即防止燃燒爐2的爆炸等的裝置。
例如,安全控制裝置10根據來自控制部4的燃燒器的燃燒要求及切斷要求、輸入自各燃燒器控制器11、12_1~12_4的火焰判定信息及異常檢測信息等而生成表示允許/不允許各燃燒器運轉的信號并給予主控裝置11及從動裝置12_1~12_4,由此,經由主控裝置11及從動裝置12_1~12_4而控制各燃燒器21_1~21_4的運轉(對各燃燒器的燃料的供給及停止等)。
作為安全控制裝置10,可例示根據與工業用燃燒爐有關的安全標準(例如,工業用燃燒爐的安全通則jisb8415等)制造的用以監視限位聯鎖的限位聯鎖模塊、設定有對應于上述安全通則的專用軟件的可編程邏輯控制器(所謂的安全plc)等。
主控裝置11是用以控制安全切斷閥30開閉的設備。
主控裝置11是以如下方式控制安全切斷閥30的開閉:在燃燒器的點火前的準備階段中,生成規定信號并給予級聯的初級從動裝置12_1,并且判定上述規定信號是否經由級聯的從動裝置12_1~12_4而從傳送線路13返回。下面,對主控裝置11進行詳細說明。
圖2為表示實施方式1所涉及的燃燒控制系統中的主控裝置及從動裝置的構成的圖。再者,圖2中省略了安全控制裝置10的圖示。
如該圖所示,主控裝置11具有信號生成部112、信號檢測部113a及安全切斷閥控制部115。這些功能部例如通過硬件和程序來實現,所述硬件由處理器、時鐘電路、通信電路、存儲裝置、數字輸入輸出電路、模擬輸入輸出電路及功率電子電路等構成,所述程序與這些硬件協作而實現各種功能。
信號生成部112是生成規定信號的功能部。在本實施方式中,將規定信號稱為“點火準備信號sa”來進行說明。
例如,在接收到來自安全控制裝置10的燃燒要求的情況下,信號生成部112生成點火準備信號sa并給予級聯的初級從動裝置12_1。
此處,點火準備信號sa的信號形式無特別限定。例如,在本實施方式中,是以點火準備信號sa為脈沖信號的形式進行說明,但也可為高電平或低電平的1比特信號,并且,也可為多比特信號。
在各從動裝置12_1~12_4滿足規定條件的情況下,從信號生成部112輸出的點火準備信號sa經由級聯的從動裝置12_1~12_4而被輸入至傳送線路13,并從傳送線路13再次被輸入至主控裝置11以及各從動裝置12_1~12_4,詳情將于后文敘述。在本實施方式中,將輸出至傳送線路13之前的點火準備信號記作“sa”,將輸出至傳送線路13之后的點火準備信號記作“sao”。
信號檢測部113a是檢測來自傳送線路13的點火準備信號sao的輸入的功能部。
安全切斷閥控制部115根據信號檢測部113a的檢測結果來控制安全切斷閥30的開閉。具體而言,在通過信號檢測部113a檢測到點火準備信號sao的輸入的情況下,安全切斷閥控制部115判定所有從動裝置12_1~12_4完成點火的準備,并打開安全切斷閥30。另一方面,在通過信號檢測部113a未檢測到點火準備信號sao的輸入的情況下,判定從動裝置12_1~12_4中的至少一個沒有完成點火的準備,并關閉安全切斷閥30。
傳送線路13是與主控裝置11以及各個從動裝置12_1~12_4共通地連接、用以傳送點火準備信號sa的線路。傳送線路13只要具有能夠將點火準備信號sa傳遞給多個裝置的結構即可。例如,如上所述,在點火準備信號sa為脈沖信號的情況下,傳送線路13可由1比特傳送用專用線構成,在點火準備信號sa為多比特信號的情況下,傳送線路13可為由多個信號線構成的總線。
從動裝置12_1~12_4(在統稱的情況下,有時僅記作“從動裝置12”)是對應于燃燒器21_1~21_4中的每一個而設置的、判定對應的燃燒器有無火焰,并根據由傳送線路13輸入的點火準備信號sao控制對應的燃燒器的點火的燃燒器控制器。各從動裝置12_1~12_4以形成用以將從主控裝置11輸出的點火準備信號sa傳送至傳送線路13的信號路徑的方式在主控裝置11與傳送線路13之間級聯。
如圖2所示,從動裝置12具有火焰判定部111、信號輸出部122、信號檢測部113a及點火控制部114。例如,這些功能部例如通過硬件和程序來實現,所述硬件由處理器、時鐘電路、通信電路、存儲裝置、數字輸入輸出電路、模擬輸入輸出電路及功率電子電路等構成,所述程序與這些硬件協作而實現各種功能。
火焰判定部111根據從對應的火焰檢測器23_1~23_4輸出的火焰檢測信號來判定對應的燃燒器是否產生了穩定的火焰。例如,在從對應的火焰檢測器23_1~23_4輸出的是表示燃燒爐2的燃燒中有火焰這一情況的火焰檢測信號的情況下,火焰判定部111判定對應的燃燒器產生了穩定的火焰。另一方面,在輸出的是表示燃燒爐2的燃燒中無火焰這一情況的火焰檢測信號的情況下,火焰判定部111判定對應的燃燒器發生了斷火。另外,在開始燃燒器點火之前的準備期間,在盡管實際上沒有火焰但火焰檢測器輸出表示具有火焰的檢測信號的情況下,火焰判定部111判定產生了疑似火焰。火焰判定部111的判定結果被輸出至信號輸出部122,并且也被輸出至安全控制裝置10。
信號輸出部122是用以根據火焰判定部111的判定結果將輸入自外部(主控裝置11或其他從動裝置)的點火準備信號sa輸出至后級裝置(從動裝置或傳送線路13)的功能部。具體而言,在對應的燃燒器21點火之前通過火焰判定部111判定沒有火焰的情況下,信號輸出部122將輸入的點火準備信號sa輸出至后級裝置,在對應的燃燒器21點火之前通過火焰判定部111判定具有燃燒器21的火焰(疑似火焰)的情況下,信號輸出部122不將所輸入的點火準備信號sa輸出至后級裝置。
作為信號輸出部122,可例示如下開關電路:包含一端與前級裝置(主控裝置11或從動裝置12)連接、另一端與后級裝置(從動裝置12或傳送線路13)連接的開關元件,根據火焰判定部111的判定結果使上述開關元件導通/斷開。
因而,級聯的除末級從動裝置12_4以外的從動裝置12_1~12_3在判定對應的燃燒器21_1~21_3點火之前沒有火焰的情況下,通過信號輸出部122將輸入的點火準備信號sa輸出至緊接其后的從動裝置12_2~12_4,在判定對應的燃燒器21_1~21_3點火之前有火焰的情況下,不將輸入的點火準備信號sa輸出至緊接其后的從動裝置12_2~12_4。
此外,末級從動裝置12_4在判定對應的燃燒器21_4點火之前沒有火焰的情況下,通過信號輸出部122將輸入的點火準備信號sa輸出至傳送線路13,在判定對應的燃燒器21_4點火之前有火焰的情況下,不將所輸入的點火準備信號sa輸出至傳送線路13。
信號檢測部113b與信號檢測部113a相同,是檢測來自傳送線路13的點火準備信號sao的輸入的功能部。
點火控制部114是根據信號檢測部113b的檢測結果,控制對應的燃燒器的點火的功能部。具體而言,點火控制部114在由信號檢測部113b檢測到點火準備信號sao的情況下,例如按照預先設定的點火順序來控制對應的點火裝置22_1~22_4,由此使對應的燃燒器21_1~21_4點火。
〈實施方式1的燃燒控制系統的動作〉
接著,使用附圖來說明燃燒器點火時的燃燒控制系統100的動作。
圖3為表示對燃燒器進行點火、在所有燃燒器點燃的情況下的燃燒控制系統100的動作流程的圖。圖4為表示一部分燃燒器檢測到疑似火焰、沒能夠開始點火的情況下的燃燒控制系統100的動作流程的圖。圖5a~圖5f為表示燃燒器的點火控制時的主控裝置11及從動裝置的動作狀態和點火準備信號sa的傳送狀態的圖。
在圖3、4中,以附加影線的方式分別表示輸出有燃燒要求的期間、輸出有點火準備信號sa、sao的期間、安全切斷閥30處于打開狀態的期間、以及產生有火焰的期間。
首先,說明對燃燒器進行點火、在所有燃燒器點燃的情況下的燃燒控制系統100的動作的流程。
如圖3所示,例如,在時刻t0,啟動燃燒控制系統100。主控裝置11關閉安全切斷閥30,從動裝置12_1~12_4為待機狀態(參考圖5a)。
其后,在時刻t1,控制裝置4針對燃燒控制裝置1輸出燃燒室20的燃燒指示。這種情況下,接受到來自控制裝置4的指示的燃燒控制裝置1內的安全控制裝置10進行例如燃燒室20內的預清掃,并且針對主控裝置11以及各從動裝置12的每一個輸出燃燒要求。
其后,接受到燃燒要求的主控裝置11,在關閉安全切斷閥30的狀態下,由信號生成部112輸出點火準備信號sa。另一方面,接受到燃燒要求的從動裝置12開始點火的準備(參考圖5b)。具體來說,作為點火準備的一個,從動裝置12根據來自對應的火焰檢測器23的火焰檢測信號,判定疑似火焰的有無。
其后,例如在時刻t2,從動裝置12_1、12_2各自判定對應的燃燒器21_1、21_2沒有火焰(疑似火焰)。在該情況下,從動裝置12_1將輸入自主控裝置11的點火準備信號sa輸出至后級從動裝置12_2,而且從動裝置12_2將供給自從動裝置12_1的點火準備信號sa輸出至后級從動裝置12_3(參考圖5c)。此時,從動裝置12_3、12_4處于點火準備中,因此點火準備信號sa傳達不到傳送線路13。
接著,例如在時刻t3,從動裝置12_3、12_4各自判定對應的燃燒器21_3、21_4沒有火焰(疑似火焰)。在該情況下,從動裝置12_3將輸入自從動裝置12_2的點火準備信號sa輸出至后級從動裝置12_4,而且從動裝置12_4將供給自從動裝置12_3的點火準備信號sa輸出至后級的傳送線路13。由此,點火準備信號sao從傳送線路13分別被輸入至主控裝置11以及從動裝置12_2~12_4(參考圖5d)。
主控裝置11在檢測到點火準備信號sao的輸入時,打開安全切斷閥30,并且從動裝置12_1~12_4在檢測到點火準備信號sao的輸入時,按照規定的點火順序開始燃燒器的點火(參考圖5e)。
在此,將進行點火動作的期間稱為點火期間(試點火期間)。另外,在本實施方式中,作為一例,點火期間與不存在火焰的狀態下容許對燃燒器21供給燃料的最大容許時間,即安全時間(safetytime,jisb0113)相同。
在經過點火期間后,在檢測到全部的燃燒器21的火焰的情況下,認為各燃燒器正常點燃,繼續燃燒爐2的燃燒。
接著,使用圖4,對一部分燃燒器檢測到疑似火焰、沒能夠開始燃燒器的點火的情況下的燃燒控制系統100的動作的流程進行說明。
與前文所述的圖3的動作流程一樣,在時刻t1,針對主控裝置11以及各從動裝置12分別輸入燃燒要求。此時,如圖4所示,檢測到作為從動裝置12_3控制對象的燃燒器21_3的疑似火焰。這種情況下,從動裝置12_3的信號輸出部122即使在輸入有點火準備信號sa的情況下,也不將該點火準備信號sa輸出至后級的從動裝置12_4。因此,如圖4所示,在例如時刻t2,即使從動裝置12_1、12_2、12_4沒有檢測到疑似火焰,點火準備信號sa也傳達不到傳送線路13(圖5f)。其結果,主控裝置11檢測不到來自傳送路線13的點火準備信號sao,因此安全切斷閥30維持關閉狀態,不發生向燃燒室20內的燃料的流入。另外,從動裝置12_1~12_4也檢測不到來自傳送線路13的點火準備信號sao,因此不開始點火動作。隨后,例如在時刻t3檢測到疑似火焰的從動裝置12_3將檢測到疑似火焰這一情況通知安全控制部10,由此,撤銷由安全控制部10向主控裝置11以及從動裝置12_1~12_4的燃燒要求,主控裝置11以及從動裝置12_1~12_4成為待機狀態或鎖定狀態。
〈實施方式1的燃燒控制系統的效果〉
以上,根據本發明的燃燒控制系統,即便在多個燃燒器進行點火時,檢測到某一燃燒器的疑似火焰的情況下,也能夠防止未燃燒氣體充滿燃燒室,由此能夠提高燃燒爐的安全性。
即,實施方式1所涉及的燃燒控制系統形成有將從主控裝置11輸出的點火準備信號sa經由級聯的從動裝置12_1~12_4而傳達至傳送線路13的信號路徑,之后,在燃燒器21_1~21_4點火時,各從動裝置12_1~12_4根據對應的燃燒器有無火焰來決定是否將點火準備信號sa輸出至后級裝置,主控裝置11以從傳送線路13輸入有點火準備信號sao這一情況為條件來打開安全切斷閥30。由此,即便在點火時在某一燃燒器21檢測到疑似火焰的情況下,燃料也不會流入燃燒室20,能夠提高燃燒器點火時的燃燒爐2的安全性。
此外,根據實施方式1的燃燒控制系統,各從動裝置12以從傳送線路13輸入有點火準備信號sao為條件,開始對應的燃燒器21的點火,因此,容易實現全部燃燒器21的同時點火。
《實施方式2》
〈實施方式2的燃燒控制系統的構成〉
圖6為表示實施方式2的燃燒控制系統的構成的圖。
圖6所示的燃燒控制系統101與實施方式1的燃燒控制系統100的不同點在于,多個燃燒器控制器中的一個作為控制安全切斷閥開閉的主控裝置而發揮功能。
具體而言,燃燒控制系統101具有多個對應于燃燒器21_1~21_4中的每一個而設置的燃燒器控制器(bcr)15_1~15_4。燃燒器控制器15_1控制對應的燃燒器的燃燒,而且生成點火準備信號sa,作為控制安全切斷閥30的主控裝置而發揮功能,燃燒器控制器15_2~15_4作為控制對應的燃燒器21_2~21_4的燃燒的從動裝置而發揮功能。
圖7為表示實施方式2的燃燒控制系統中的燃燒器控制器的內部構成的圖。
再者,對實施方式2的燃燒控制系統101的構成要素中與實施方式1的燃燒控制系統100相同的構成要素標注同一符號,并省略其詳細說明。
此外,在實施方式2中,為方便說明,使用參考符號“111a”及“114a”來表示作為主控裝置的燃燒器控制器15_1的火焰判定部及點火控制部,使用參考符號“111b”及“114b”來表示作為從動裝置的燃燒器控制器15_2~15_4的火焰判定部及點火控制部。
如圖7所示,作為主控裝置的燃燒器控制器15_1包括火焰判定部111a、信號生成部117、信號檢測部113a、點火控制部114a及安全切斷閥控制部115。
火焰判定部111a根據從火焰檢測器23_1輸出的火焰檢測信號來判定燃燒器21_1是否產生了穩定的火焰。火焰判定部111a的火焰判定方法與實施方式1的火焰判定部111相同。火焰判定部111a的判定結果輸出至信號生成部117,而且輸出至安全控制裝置10。
信號生成部117根據火焰判定部111a的判定結果來生成點火準備信號sa。具體而言,在通過火焰判定部111a判定燃燒器21_1沒有火焰(疑似火焰)的情況下,信號生成部117生成點火準備信號sa并輸出至燃燒器控制器15_2,在通過火焰判定部111a判定燃燒器21_1有火焰(疑似火焰)的情況下,信號生成部118不生成點火準備信號sa。
點火控制部114a是根據信號檢測部113a的檢測結果來控制燃燒器21_1的點火的功能部。具體而言,在通過信號檢測部113a檢測到點火準備信號sao的輸入的情況下,點火控制部114a例如按照預先設定的點火順序來控制點火裝置22_1,由此使燃燒器21_1點火。
與實施方式1中的從動裝置12_2~12_4一樣,燃燒器控制器15_2~15_4具有信號輸出部122、火焰判定部111b、信號檢測部113b及點火控制部114b。火焰判定部111b及點火控制部114b具有與實施方式1中的火焰判定部111及點火控制部114相同的構成。
〈實施方式2的燃燒控制系統的動作〉
接著,使用附圖,對燃燒器的點火控制時的燃燒控制系統101的動作進行說明。
圖8為表示在通過燃燒器的點火控制,所有燃燒器點燃的情況下的燃燒控制系統101的動作流程的圖。圖9為在通過燃燒器的點火控制,一部分燃燒器未正常點燃的情況下的燃燒控制系統101的動作流程的圖。
首先,說明在所有燃燒器點燃的情況下的燃燒控制系統101的動作的流程。
如圖8所示,例如,在時刻t0,啟動燃燒控制系統101。此時,作為主控裝置的燃燒器控制器15_1關閉安全切斷閥30,從動裝置15_2~15_4為待機狀態。
接著,在時刻t1,控制裝置4針對燃燒控制裝置1輸出燃燒室20的燃燒指示。這種情況下,接受到來自控制裝置4的指示的燃燒控制裝置1內的安全控制裝置10進行例如燃燒室20內的預清掃,并且針對各從動裝置15_2~15_4的每一個輸出燃燒要求。
其后,接受到燃燒要求的燃燒器控制器15_1,在關閉安全切斷閥30的狀態下,開始點火的準備。具體來說,作為點火準備,燃燒器控制器15_1根據來自對應的火焰檢測器23_1的火焰檢測信號,判定燃燒器21_1的疑似火焰的有無。在判定結果為判定沒有燃燒器21_1的疑似火焰的情況下,例如在時刻t2,由信號生成部117生成點火準備信號sa,并給于后級的燃燒器控制器15_2。此外,在判定有燃燒器21_1的疑似火焰的情況下,不生成點火準備信號sa,針對例如安全控制裝置10通知檢測到疑似火焰這一情況。
另外,接受到燃燒要求的作為從動裝置的燃燒器控制器15_2~15_4開始點火的準備。具體來說,作為點火的準備,燃燒器控制器15_2~15_4根據來自對應的火焰檢測器23的火焰檢測信號來判定疑似火焰的有無。
其后,例如在時刻t3,燃燒器控制器15_2判定燃燒器21_2沒有火焰(疑似火焰)。在該情況下,燃燒器控制器15_2將輸入自燃燒器控制器15_1的點火準備信號sa輸出至后級燃燒器控制器15_3。此時,燃燒器控制器15_3、15_4處于點火準備中,因此點火準備信號sa傳達不到傳送線路13。
其后,在判定全部的燃燒器21_1~21_4的火焰(疑似火焰)均沒有的時刻t4,從燃燒器控制器15_1輸出的點火準備信號sa經由燃燒器控制器15_2~15_4傳送至傳送線路13。
燃燒器控制器15_1在檢測到來自傳送線路13的點火準備信號sao的輸入時,打開安全切斷閥30,并且按照規定的點火順序,開始燃燒器21_1的點火。另外,燃燒器控制器15_2~15_4在檢測到來自傳送線路13的點火準備信號sao的輸入時,按照規定的點火順序,開始對應的燃燒器21_2~21_4的點火。
在經過規定的點火期間后,如果檢測到各燃燒器21的火焰的話,則認為各燃燒器正常點燃,繼續燃燒爐2的燃燒。
接著,使用圖9,對一部分燃燒器未正常點燃的情況下的燃燒控制系統101的動作的流程進行說明。
與前文所述的圖8的動作流程一樣,在時刻t1,針對燃燒器控制器15_1以及燃燒器控制器15_2~15_4輸入燃燒要求,并且在時刻t2,燃燒器控制器15_1沒有檢測到疑似火焰,輸出點火準備信號sa。
此時,例如圖9所示,檢測到作為燃燒器控制器15_3控制對象的燃燒器21_3的疑似火焰。在該情況下,燃燒器控制器15_3的信號輸出部122即使在輸入有點火準備信號sa的情況下,也不將該點火準備信號sa輸出至后級的燃燒器控制器15_4。因此,如圖9所示,例如,即使在時刻t3燃燒器控制器15_2沒有檢測到疑似火焰,并且在時刻t4燃燒器控制器15_4也沒有檢測到疑似火焰,點火準備信號sa也傳達不到傳送線路13。其結果,由于燃燒器控制器15_1檢測不到來自傳送線路13的點火準備信號sao,因此安全切斷閥30維持關閉狀態,燃料不流入燃燒室20內。
〈實施方式2的燃燒控制系統的效果〉
以上,根據實施方式2的燃燒控制系統101,與實施方式1的燃燒控制系統100一樣,能夠提高多個燃燒器進行點火時的燃燒爐的安全性。
此外,根據燃燒控制系統101,通過設置對應于每一燃燒器的燃燒器控制器并使其中一個燃燒器控制器作為控制安全切斷閥的開閉的主控裝置而發揮功能,能夠通過更簡單的設備構成來提高燃燒爐的安全性。
以上,根據實施方式對由本發明者等人完成的發明進行了具體說明,但本發明并不限定于此,當然能夠在不脫離其主旨的范圍內進行各種變更。
例如,在上述實施方式中,例示的是燃燒控制系統100、101的燃燒爐2具有1個燃燒室20的情況,但也可具有多個燃燒室。在該情況下,對每一燃燒室設置主流路3a、分支流路3b、安全切斷閥30及燃燒控制裝置1,由各燃燒控制裝置1控制對應的安全切斷閥30的開閉即可。
此外,在上述實施方式中,例示的是燃燒器21_1~21_4為沒有輔助燃燒器而直接對主燃燒器進行點火的直接點火方式的燃燒器的情況,但燃燒器21_1~21_4也可為具有輔助燃燒器和主燃燒器的時限引燃方式的燃燒器。
符號說明
100、101燃燒控制系統,1燃燒控制裝置,2燃燒爐,3燃料流路,3a主流路,3b分支流路,4控制裝置,10安全控制裝置,11主控裝置,12、12_1~12_4從動裝置,13傳送線路,15_1~15_4燃燒器控制器,21、21_1~21_4燃燒器,22、22_1~22_4點火裝置,23、23_1~23_4火焰檢測器,30安全切斷閥,111、111a、111b火焰判定部,112、117信號生成部,113a、113b信號檢測部,114、114a、114b點火控制部,115安全切斷閥控制部。