燃烧控制装置及燃烧系统的制作方法
【专利摘要】本发明的燃烧控制系统及燃烧系统提高燃烧的安全性和稳定性。本发明的燃烧控制装置(1A、1B)为如下燃烧控制装置：对N(N为2以上的整数)个燃烧器(21A～24A、21B～24B)的运行进行控制，并在N个燃烧器的燃烧状态满足指定的条件时，停止所有N个燃烧器的运行，该燃烧控制装置的特征在于，上述指定的条件包括：第1切断条件(1031)，其用以在从上述燃烧器均未点火的状态开始对所期望的燃烧器进行点火的初启动时停止N个燃烧器的运行；以及第2切断条件(1032)，其用以在通过初启动而使得所期望的燃烧器正常点燃后的普通动作状态下停止N个燃烧器的运行。
【专利说明】
燃烧控制装置及燃烧系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种燃烧控制装置及燃烧系统，尤其涉及一种可提高燃烧控制的安全性和稳定性的燃烧控制装置。
【背景技术】
[0002]通常，在以炼铁炼钢炉或加热炉、除臭炉等工业炉为代表的燃烧炉(燃烧系统)中，通过燃烧控制装置来一边监视燃烧炉内所设置的燃烧器的燃烧状态、或者炉内温度、燃烧用空气的压力、供给至燃烧器的燃料的压力等，一边进行燃烧控制，由此确保了燃烧的安全性。例如，燃烧控制装置进行如下安全控制:使用火焰检测器来判定燃烧器有无火焰，在未检测到火焰的情况下，停止对燃烧炉的燃料的供给(例如参考专利文献I)。
[0003]以往技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献I日本专利特开平11-37460号公报
【发明内容】
[0006]发明要解决的问题
[0007]另外，具备多个燃烧器的燃烧系统(多燃烧器系统)中，在共用的燃烧室(燃烧区域)内设置有多个燃烧器。此处，所谓燃烧室，是指在温度或压力等相同的条件(参数)下控制燃烧的空间，以下也称为“燃烧区域”。
[0008]在多燃烧器系统中，在燃烧器未正常点燃的情况下，以该燃烧室内的所有燃烧器的运行停止的方式加以控制。以往，停止上述燃烧室内的所有燃烧器的运行来切断燃烧室内的燃烧的条件(以下，称为“燃烧区域锁定条件”)是根据所要求的多燃烧器系统的安全性、稳定性来确定的。
[0009]例如，在以安全性为优先的多燃烧器系统的情况下，将燃烧室内所设置的多个燃烧器中只要有一支未正常点燃的情况设定为燃烧区域锁定条件。另一方面，在以稳定性为优先的多燃烧器系统的情况下，为了防止因燃烧炉内的温度降低而导致加热处理中的对象物完全损坏，将燃烧室内所设置的所有燃烧器中的多个燃烧器未正常点燃的情况设定为燃烧区域锁定条件，以尽可能避免燃烧室内的完全切断的方式加以控制。再者，在工业用燃烧炉相关的安全标准(例如工业用燃烧炉的安全通则JIS B 8415等)中有如下规定:在多燃烧器系统中，共用的燃烧室内所配备的多个燃烧器中只要有I支还在燃烧，则在对其他燃烧器进行点火时可不实施该燃烧室内的预吹扫(可不切断所有燃烧器的运行)。
[0010]如上所述，以往的多燃烧器系统按每一燃烧区域来设定燃烧区域锁定条件，且该燃烧区域锁定条件是固定的。因此，存在如以下所示的问题。
[0011]例如，在像上述那样设定了以安全性为优先的燃烧区域锁定条件的多燃烧器系统中，即便在多个燃烧器正常点燃且燃烧室内的燃烧状态无问题的情况下，在一支燃烧器因某些原因而熄火时，所有燃烧器的运行都会被停止，因此，燃烧的持续性即燃烧控制的稳定性方面有所欠缺。
[0012]另一方面，在像上述那样设定了以稳定性为优先的燃烧区域锁定条件的多燃烧器系统中，在从所有燃烧器停止的状态开始进行点火动作时，在即便一支燃烧器发生故障而未点燃但其他燃烧器仍点燃的情况下，运行将会继续，因此，安全性方面有所欠缺。
[0013]出于如上理由，业界一直期望一种燃烧的安全性和燃烧的稳定性(持续性)较高的燃烧系统。
[0014]本发明的目的在于在燃烧控制中提高燃烧的安全性和稳定性两个方面。
[0015]解决问题的技术手段
[0016]本发明的燃烧控制装置(1A、1B)为一种对N(N为2以上的整数)个燃烧器(21A?24A、21B?24B)的运行进行控制的燃烧控制装置，其特征在于，包括:判定部(104)，其根据第I切断条件(1031)和第2切断条件(1032)来判定N个燃烧器的燃烧状态，所述第I切断条件(1031)用以在从上述燃烧器均未点燃的状态开始对所期望的燃烧器进行点火的初启动时停止N个燃烧器的运行，所述第2切断条件(1032)用以在通过初启动而使得所期望的燃烧器正常点燃后的普通动作状态下停止N个燃烧器的运行；以及指示部(105)，其根据判定部的判定结果来指示停止N个燃烧器的运行。
[0017]在上述燃烧控制装置中，第I切断条件可为，在N个燃烧器中只要有一个未点燃的情况下，就停止N个燃烧器的运行的条件。
[0018]在上述燃烧控制装置中，第2切断条件可为，在N个燃烧器中的M(M为N以下的整数)个燃烧器未产生火焰的情况下，停止N个燃烧器的运行的条件。
[0019]在上述燃烧控制装置中，可进而包括:动作模式设定部(101)，其将用以在进行预吹扫之后对燃烧器进行点火的初启动模式和用以在普通动作状态下控制N个燃烧器的运行的普通动作模式中的某一方设定为动作模式；以及切断条件选择部(102)，其在由动作模式设定部设定了初启动模式的情况下，选择第I切断条件，在由动作模式设定部设定了普通动作模式的情况下，选择第2切断条件，上述判定部判定N个燃烧器的燃烧状态是否满足由切断条件选择部选择的条件，在由判定部判定N个燃烧器的燃烧状态满足上述所选择的条件的情况下，上述指示部指示停止N个燃烧器的运行，在由判定部判定N个燃烧器的燃烧状态不满足上述所选择的条件的情况下，上述指示部允许N个燃烧器的继续运行。
[0020]在上述燃烧控制装置中，在初启动模式下所期望的燃烧器正常点燃的情况下，动作模式设定部可将动作模式从初启动模式切换至普通动作模式。
[0021]本发明的燃烧系统的特征在于，包括:上述燃烧控制装置;燃烧炉(2)，其具有设置有N个燃烧器的燃烧室(20A、20B)；以及火焰检测器(25A?28A、25B?28B)，其针对上述燃烧器中的每一个而设置，检测对应的燃烧器的燃烧状态。
[0022]在上述燃烧系统中，燃烧炉可具有多个燃烧室，燃烧控制装置可对应于燃烧室中的每一个而设置有多个，各个燃烧控制装置可控制对应的燃烧室内所设置的N个燃烧器的运行。
[0023]再者，在上述说明中，作为一例，以带括号的参考符号来表示对应于发明的构成要素的附图上的构成要素。
[0024]发明的效果
[0025]通过以上所说明的内容，根据本发明，可在燃烧控制中提高燃烧的安全性和稳定性两个方面。
【附图说明】
[0026]图1为表示配备本实施方式的燃烧控制装置的燃烧系统的构成的图。
[0027]图2为表示实施方式的燃烧控制装置中的安全控制装置的构成的图。
[0028]图3为用以说明由实施方式的燃烧控制装置进行的依序启动时的燃烧区域锁定控制的时序图。
[0029]图4为用以说明由实施方式的燃烧控制装置进行的依序启动时的燃烧区域锁定控制的另一时序图。
[0030]图5为用以说明由实施方式的燃烧控制装置进行的同时启动时的燃烧区域锁定控制的时序图。
[0031]图6为用以说明由实施方式的燃烧控制装置进行的同时启动时的燃烧区域锁定控制的另一时序图。
[0032]图7为用以说明由实施方式的燃烧控制装置进行的普通动作模式下的燃烧区域锁定控制的时序图。
[0033]图8为表示由实施方式的燃烧控制装置进行的燃烧区域锁定控制的处理的流程的流程图。
【具体实施方式】
[0034]下面，参考附图，对本发明的实施方式进行说明。
[0035]〈燃烧系统的构成〉
[0036]图1为表示配备本实施方式的燃烧控制装置的燃烧系统的构成的图。
[0037]该图所示的燃烧系统500是按每一燃烧室来控制燃烧炉2的燃烧的系统。作为燃烧系统500，可例示除臭炉及加热炉等小型工业用燃烧炉、或者工厂等中的炼铁炼钢炉等大型工业用燃烧炉。
[0038]具体而言，燃烧系统500包括如下等构件:燃烧炉2，其具有多个燃烧室20A、20B;燃烧控制装置1A、1B，其等针对每一燃烧室而设置，控制对应的燃烧室的燃烧;控制装置4，其控制各燃烧控制装置1A、1B;以及燃料流路3，其用以对各燃烧室内所设置的燃烧器供给燃料(燃气)。
[0039]此处，所谓燃烧室(燃烧区域)，如上所述，是指在温度或压力等相同的条件(参数)下控制燃烧的空间，不仅包括具有燃烧室彼此相互物理性地分离的结构的空间，还包括具有燃烧室彼此未相互物理性地分离的结构的空间。例如，燃烧炉2内的燃烧室20A、20B可具有如下结构:以加热处理的对象物(工件)可通过带式输送机等而在多个燃烧室之间移动的方式将相邻的燃烧室彼此的壁的一部分开放。即，燃烧室20A与燃烧室20B不管是否被物理性地分离，只要为可分别控制温度或压力等的空间即可。
[0040]在本实施方式中，作为一例，燃烧炉2具有燃烧室20A与燃烧室20B之间的壁的一部分开放的结构，工件通过带式输送机等而按燃烧室20A、燃烧室20B的顺序移动，由此，可对一个工件进行多种不同的加热处理。
[0041]再者，作为上述工件，可例示铁或铝等原材料、或者作为渗碳对象的钢、作为干燥处理的对象物的车体、煅烧对象的陶瓷等加工对象物。
[0042]在各燃烧室20A、20B内设置有N(N为2以上的整数)个燃烧器、N个火焰检测器、以及燃烧控制所需的其他装置(例如点火装置(点火器)、温度传感器等)。例如，如图1所示，在燃烧室20A内设置有4支燃烧器21A?24A和4个火焰检测器25A?28A，在燃烧室20B内设置有4支燃烧器21B?24B和4个火焰检测器25B?28B。再者，在图1中，点火装置、温度传感器等燃烧控制所需的其他装置的图示省略。
[0043]此外，在本实施方式中，如上所述，是以在各燃烧室20A、20B内设置4支(N=4)燃烧器的情况为一例进行说明，但各燃烧室20A、20B内所设置的燃烧器的支数并无特别限制。例如，可在燃烧室20A、20B内各设置5支燃烧器，也可在燃烧室20A内设置3支燃烧器、在燃烧室20B内设置2支燃烧器。
[0044]燃烧器21A?24A是对燃烧室20A内进行加热的设备，燃烧器21B?24B是对燃烧室20B内进行加热的设备。燃烧器21A?24A、21B?24B的点火是按每一燃烧器加以控制的。例如，通过对应于燃烧器21A?24A、21B?24B中的每一个而设置的点火装置来进行点火，由此使得对应的燃烧器21A?24A、21B?24B点燃。
[0045]火焰检测器25A?28A、25B?28B对应于燃烧器21A?24A、21B?24B中的每一个而设置，为检测对应的燃烧器有无火焰的设备。例如，火焰检测器25A检测燃烧器21A有无火焰，火焰检测器25B检测燃烧器21B有无火焰。由火焰检测器25A?28A得到的有无火焰的检测结果(火焰检测信号)被输入至后文叙述的燃烧控制装置1A，由火焰检测器25B?28B得到的有无火焰的检测结果被输入至后文叙述的燃烧控制装置1B。
[0046]燃料流路3为用以对燃烧炉2供给燃料的流路。燃料流路3由从外部供给燃料的主流路分支为多个流路，分支出来的流路与各燃烧器21A?24A、21B?24B连接。由此，从外部供给至燃料流路3的燃料被送出至各燃烧器21A?24A、燃烧器21B?24B。此外，在从燃料流路3的主流路分支出来的各流路上，针对对应的燃烧器21A?24A、21B?24B中的每一个而设置有安全截止阀31A?34A、31B?34B。例如，燃烧室20A内所设置的燃烧器21A?24A例如通过燃烧控制装置IA来控制阀的开闭，燃烧室20B内所设置的燃烧器21B?24B例如通过燃烧控制装置IB来控制阀的开闭。
[0047]再者，虽然没有图示，但在燃烧系统500中除了设置有燃料流路3以外，另外还设置有用以对燃烧炉2供给空气(Air)的空气流路，从鼓风机中排出的空气经由空气流路而供给至各燃烧器21A?24A、21B?24B。
[0048]控制装置4为用以进行燃烧炉2的统括性控制的、燃烧系统500中的上位侧的设备。控制装置4按照来自操作人员等(用户)的输入操作，对燃烧控制装置1A、1B给予对燃烧室20A、20B内的各燃烧器的点火的指示(以下称为“燃烧要求”)、燃烧室20A、20B中的每一个或整个燃烧炉2的停止运行要求。
[0049]控制装置4只要为根据用户的操作来对燃烧控制装置1A、1B发出指示的设备即可。例如，可例示控制盘，它是将输入用户的操作的功能部(操作按钮或手柄、键盘等)、监视器以及输出对燃烧控制装置1A、IB的指示等的功能部等形成为一体而成的。此外，例如在构建有经由网络将燃烧控制装置1A、1B、监视器及中央管理装置等连接而成的网络控制系统的情况下，像上述中央管理装置那样对燃烧控制装置1A、1B发出指示的功能部可成为控制装置4。
[0050]燃烧控制装置1A、1B(在进行统称的情况下，称为“燃烧控制装置I”)为用以根据来自控制装置4的燃烧要求或者燃烧室20A、20B(整个燃烧炉2)的停止运行要求等来控制对应的燃烧室20A、20B内的各燃烧器的燃烧的装置。例如，燃烧控制装置IA控制燃烧室20A内的各燃烧器的燃烧，燃烧控制装置IB控制燃烧室20B内的各燃烧器的燃烧。
[0051]此外，燃烧控制装置I监视对应的燃烧室内所设置的各燃烧器的燃烧状态或者各限制-联锁器(> 夕一口夕)(未图示)的状态等，由此来进行用以防止燃烧室内的爆炸等的各种控制。例如，作为上述控制中的一种，燃烧控制装置I进行如下控制:在对应的燃烧室内所设置的各燃烧器的点燃状态满足指定的条件时，停止该燃烧室内所设置的N个燃烧器的运行(以下，也称为“燃烧区域锁定控制”)。再者，燃烧区域锁定控制的详情将在后文中加以叙述。
[0052]〈燃烧控制装置的构成〉
[0053]对燃烧控制装置I的具体构成进行说明。
[0054]再者，由于燃烧控制装置IA和燃烧控制装置IB具有相同构成，因此在本说明书中，代表性地对燃烧控制装置IA进行详细说明，而省略燃烧控制装置IB的详细说明。
[0055]如图1所示，燃烧控制装置IA由燃烧器控制器11_1?11_4和安全控制装置10构成。
[0056]燃烧器控制器11_1?11_4(在进行统称的情况下，记作“燃烧器控制器11”)对应于每一燃烧器而设置，通过控制对应的燃烧器的运行来控制燃烧室内的燃烧的装置。具体而言，燃烧器控制器11根据来自后文叙述的安全控制装置10的指示以及来自对应的火焰检测器25A?28A的火焰检测信号来控制对应的安全截止阀31A?34A的开闭和点火装置(未图示)的启动，由此，按照所设定的点火顺序来进行对应的燃烧器21A?24A的点火。例如，燃烧器控制器11_1根据来自安全控制装置10的指示以及来自火焰检测器25A的火焰检测信号来控制安全截止阀31A的开闭和对应的点火装置(未图示)的启动，由此来控制燃烧器2IA的点火。
[0057]此外，燃烧器控制器11根据来自安全控制装置10的指示来对对应的燃烧器进行点火，并根据对应的火焰检测器的火焰检测信号来生成表示燃烧器是否已产生稳定的火焰的火焰判定信息，并输出至安全控制装置10。
[0058]此外，在发生对应的燃烧器的点不燃或熄火等异常的情况下，燃烧器控制器11会锁定对应的燃烧器。在该情况下，例如，燃烧器控制器11对安全控制装置10输出表示对应的燃烧器已锁定的异常检测信息，由此使得安全控制装置10检测出燃烧器已锁定这一情况，并对控制装置4通知该情况。
[0059]安全控制装置10是为了燃烧系统500的安全运行即防止燃烧炉2的爆炸等而进行如下安全控制的装置:监视各燃烧器的燃烧状态或者各限制-联锁器(未图示)的状态等，由此来对各燃烧器控制器指示允许及不允许对应的燃烧室内的各燃烧器的运行。具体而言，安全控制装置10根据来自控制装置4的燃烧器的燃烧要求及切断要求、或者输入自各燃烧器控制器Ilj?11_4的火焰判定信息及异常检测信息等，生成表示允许/不允许各燃烧器的运行的信号并给予各燃烧器控制器Ilj?11_4，由此，经由燃烧器控制器11来控制各燃烧器21A?24A的运行(对各燃烧器的燃料的供给及停止等)。
[0060]作为安全控制装置10，可例示根据工业用燃烧炉相关的安全标准(例如工业用燃烧炉的安全通则JIS B 8415等)而制造的用以监视限制-联锁器的限制-联锁器模块、或者设定有与上述安全通则相对应的专用软件的可编程逻辑控制器(所谓的安全PLC)等。
[0061]作为上述安全控制中的一种，安全控制装置10进行上述燃烧区域锁定控制。
[0062]此处，安全控制装置10包括从燃烧器均未点燃的状态对所期望的燃烧器进行点火的启动(以下，称为“初启动”)时的燃烧区域锁定条件(第I切断条件)和通过初启动而使得所期望的燃烧器正常点燃后的动作状态(以下，称为“普通动作状态”)下的燃烧区域锁定条件(第2切断条件)作为用于燃烧区域锁定控制的燃烧区域锁定条件，在初启动时和普通动作状态下，可执行遵循不同的燃烧区域锁定条件的燃烧区域锁定。下面，对由安全控制装置10进行的燃烧区域锁定控制进行详细说明。
[0063]〈安全控制装置的构成〉
[0064]图2为表示实施方式的燃烧控制装置中的安全控制装置10的构成的图。再者，该图中，在安全控制装置10中仅图示有用以进行燃烧区域锁定控制的功能部，而其他功能部(例如，进行限制或联锁的监视等的功能部等)则省略图示。
[0065]再者，虽然没有图示，但安全控制装置10及燃烧器控制器11配备有用以与外部设备(安全截止阀31A?34A或火焰检测器25A?28A等)之间进行信号的收发的外部端子、输入电路以及输出电路等外部接口。
[0066]如图2所示，安全控制装置10包括动作模式设定部101、切断条件选择部102、存储部103、判定部104及指示部105作为用于燃烧区域锁定控制的功能部。例如，这些功能部是通过由CPU等处理器、各种存储器及其他外围电路构成的微控制器(M⑶)来实现的。即，MCU中的上述处理器按照上述存储器中所存储的程序来执行各种数据处理，由此实现动作模式设定部101、切断条件选择部102、存储部103、判定部104及指示部105。
[0067]动作模式设定部101为设定对应的燃烧室内的各燃烧器的动作模式的功能部。具体而言，动作模式设定部101根据供给自各燃烧器控制器11_1?11_4的火焰判定信息及异常检测信息或者来自控制装置4的燃烧要求等，将初启动模式和普通动作模式中的某一方设定为动作模式。
[0068]此处，所谓初启动模式，是指用以在进行预吹扫(燃烧区域预吹扫)之后对所期望的燃烧器进行点火的动作模式。此外，所谓普通动作模式，是指用以在普通动作状态下控制N个燃烧器的运行的动作模式。
[0069]此外，所谓所期望的燃烧器，是指在初启动时应点火的燃烧器，例如，在后文叙述的依序启动的情况下，是指应首先点火的第I支燃烧器，在后文叙述的同时启动的情况下，是指应同时点火的所有燃烧器。
[0070]例如，在燃烧器均未点燃的情况下，动作模式设定部101将动作模式设定为“初启动模式”。例如，在燃烧系统500刚启动之后的初始动作时、或者没有来自控制装置4的对所有燃烧器的燃烧要求的情况、以及执行了燃烧区域锁定的情况(或者燃烧区域锁定已被解除(重置)的情况)下，动作模式设定部101将动作模式设定为“初启动模式”。
[0071]另一方面，在初启动模式下所期望的燃烧器正常点燃的情况(在后文叙述的同时启动中同时点火对象的所有燃烧器均点燃的情况、在后文叙述的依序启动中首先收到燃烧要求的燃烧器点燃的情况)下，动作模式设定部101将动作模式从“初启动模式”切换至“普通动作模式”。具体而言，在与在初启动模式下被指示了点火的燃烧器相对应的、来自燃烧器控制器11的火焰判定信息显示“已产生稳定的火焰”的情况下，动作模式设定部101将动作模式从“初启动模式”切换至“普通动作模式”。
[0072]切断条件选择部102选择与由动作模式设定部101选择的动作模式相对应的燃烧区域锁定条件。具体而言，在由动作模式设定部101选择了初启动模式的情况下，选择作为第I切断条件的初启动时切断条件。另一方面，在由动作模式设定部101选择了普通动作模式的情况下，选择作为第2切断条件的普通动作时切断条件。
[0073]上述燃烧区域锁定条件即初启动时切断条件1031及普通动作时切断条件1032的信息存储在存储部103中。切断条件选择部102通过从存储部103中读出与由动作模式设定部101选择的动作模式相对应的燃烧区域锁定条件的信息来确定燃烧区域锁定条件。
[0074]此处，所谓初启动时切断条件1031，是指用以在初启动时停止N支燃烧器的运行的燃烧区域锁定条件。具体而言，初启动时切断条件1031是在N支燃烧器中只要有一支未点燃的情况下，就停止N支燃烧器的运行的条件。例如，初启动时切断条件1031是在初启动时燃烧室20A内的4支(N=4)燃烧器21A?24A中的任I支燃烧器未点燃的情况下，停止燃烧室20A内的4支燃烧器21A?24A的运行的条件。
[0075]此外，所谓普通动作时切断条件1032，是指用以在普通动作状态下停止N支燃烧器的运行的燃烧区域锁定条件。具体而言，普通动作时切断条件1032是在普通动作状态下N个燃烧器中的M(M为N以下的整数)个燃烧器未产生火焰的情况下，停止N个燃烧器的运行的条件。
[0076]此处，普通动作时切断条件1032中的“M”的值可根据燃烧系统500的种类或者使用燃烧系统500的用户的要求等而在MSN的范围内任意设定。例如，可使普通动作时切断条件1032作为在燃烧室20A内的4支(N=4)燃烧器21A?24A中的2支(M=2)以上的燃烧器熄火的情况下停止燃烧室20A内的所有燃烧器21A?24A的运行的条件，来区别于初启动时切断条件1031 ο
[0077]此外，初启动时切断条件1031及普通动作时切断条件1032下的判定对象的燃烧器可为用以加热燃烧室的主燃烧器，也可为用以对主燃烧器进行点火的导燃器。例如，在不具有导燃器而直接对主燃烧器进行点火的直接点火方式的情况下，上述判定对象的燃烧器为主燃烧器。另一方面，在对导燃器点火之后对主燃烧器进行点火的普通的时限导燃的情况下，上述判定对象的燃烧器例如可为导燃器。
[0078]初启动时切断条件1031及普通动作时切断条件1032的信息例如在燃烧控制装置I的制造时或出厂时等被写入至闪存等非易失性存储器等，并在燃烧控制装置I的启动时等从上述非易失性存储器中展开至MHJ内的RAM等，由此被存储至存储部103。
[0079]判定部104为判定N个燃烧器的燃烧状态是否满足由切断条件选择部102选择的燃烧区域锁定条件的功能部。具体而言，判定部104根据输出自各燃烧器控制器11_1?11_4的火焰判定信息来判定各燃烧器21A?24A的燃烧状态是否满足由切断条件选择部102选择的燃烧区域锁定条件(初启动时切断条件或普通动作时切断条件)。
[0080]指示部105为对各燃烧器控制器11_1?11_4指示允许/不允许对应的燃烧器21A?24A的运行的功能部。具体而言，在由判定部104判定N个燃烧器的燃烧状态满足燃烧区域锁定条件(异常状态)的情况下，指示部105指示停止N个燃烧器的运行(燃烧区域锁定)，在由判定部104判定N个燃烧器的燃烧状态不满足燃烧区域锁定条件(正常状态)的情况下，指示部105允许N个燃烧器的继续运行。
[0081]接着，使用图3?图7的时序图，对燃烧区域锁定控制时的燃烧系统500的动作进行说明。
[0082]通常，在燃烧系统500这样的多燃烧器系统中，作为初启动时的点火方法，已知有依序对燃烧室内的各燃烧器进行点火的“依序启动”和同时对燃烧室内的各燃烧器进行点火的“同时启动”2种方法。此处，作为一例，对上述各点火方法中的燃烧区域锁定控制进行说明。
[0083]此外，在以下的说明中，设定如下条件作为普通动作时切断条件1032:在燃烧室20A内的4支(N = 4)燃烧器21A?24A中的任意3支(M = 3)燃烧器熄火的情况下，停止燃烧室20A内的4支燃烧器21A?24A的运行。
[0084]首先，对在依序启动时燃烧器未正常点燃的情况下的燃烧区域锁定控制进行说明。
[0085]图3为用以说明由实施方式的燃烧控制装置进行的依序启动时的燃烧区域锁定控制的时序图。
[0086]在图3中，从最上层起按照燃烧器21A、22A、23A、24A的顺序表示有各燃烧器21A?24A的燃烧要求的有无、点火动作的有无、安全截止阀31A?34A的开闭状态、以及对应的燃烧器21A?24A的火焰的有无的各时刻。此外，在各燃烧器21A?24A的时刻的下层表示有动作模式和燃烧室20A内的燃烧区域锁定的有无。此外，在图3中，以附加剖面线的方式来表示输出燃烧要求的期间、进行点火动作的点火期间(试点火期间)、安全截止阀31A?34A打开的期间、以及产生有火焰的期间。再者，这些图3相关的各种信息在后文叙述的图4?图7中也是一样的。
[0087]如图3所示，例如当燃烧系统500在时刻t0启动时，动作模式设定部101选择“初启动模式”，相应地，切断条件选择部102选择初启动时切断条件1031。其后，控制装置4按照依序启动的点火顺序，对燃烧控制装置IA输出对燃烧室20A的点火指示。具体而言，例如在时亥IJtl，控制装置4输出燃烧器21A的燃烧要求。收到该燃烧要求的燃烧控制装置IA的安全控制部10首先开始燃烧室20A内的预吹扫。经过指定的预吹扫期间后，燃烧控制装置IA中的安全控制装置10对燃烧器控制器Ilj指示燃烧器21A的点火，由此开始燃烧器21A的点火动作。此时，燃烧器控制器11_1打开安全截止阀31A，由此对燃烧器21A供给燃料。此处，燃烧器21A未点燃。
[0088]经过燃烧器21A的点火期间后，燃烧器控制器11_1进行锁定，对安全控制装置10输出表示未产生火焰的火焰判定信息。收到该火焰判定信息的安全控制装置10通过判定部104判定燃烧室20A内的燃烧器的燃烧状态满足初始时切断条件1031(异常)，从而通过指示部105对各燃烧器控制器11 j?11_4给予停止燃烧器的运行的指示(燃烧区域锁定的指示)。由此，例如在时刻t4，各燃烧器21A?24A停止，燃烧室20A成为燃烧区域锁定状态。
[0089]接着，对在依序启动时燃烧器正常点燃的情况下的燃烧区域锁定控制进行说明。
[0090]图4为用以说明由实施方式的燃烧控制装置进行的依序启动时的燃烧区域锁定控制的另一时序图。
[0091]如图4所示，在时刻t0下的燃烧系统500的启动后，在预吹扫结束的时刻t2之前，按与图3的情况同样的步骤进行处理。
[0092]当预吹扫在时刻t2结束时，燃烧控制装置IA中的安全控制装置10对燃烧器控制器11_1指示燃烧器21A的点火，由此开始燃烧器21A的点火动作。此时，燃烧器控制器11_1打开安全截止阀31A，由此对燃烧器21A供给燃料。此处，燃烧器21A点燃且火焰稳定。
[0093]接着，例如当控制装置4在时刻t3输出燃烧器22A的燃烧要求时，安全控制装置10对燃烧器控制器11_2指示燃烧器22A的点火，由此开始燃烧器22A的点火动作。
[0094]经过燃烧器21A的点火期间后，燃烧器控制器Ilj对安全控制装置10输出表示已产生火焰的火焰判定信息。收到该火焰判定信息的安全控制装置10通过判定部104判定燃烧室20A内的燃烧器的燃烧状态不满足初启动时切断条件1031 (正常)，从而对各燃烧器控制器11_1?11_4允许燃烧器的运行。
[0095]此外，安全控制装置10判定在初启动时I支燃烧器正常点燃(不满足初启动时切断条件1031)，从而通过动作模式设定部101，例如在时刻t4将动作模式从“初启动模式”切换至“普通动作模式”。伴随于此，安全控制装置10通过切断条件选择部102将燃烧区域锁定条件从初启动时切断条件1031切换至普通动作时切断条件1032。
[0096]在该情况下，例如当燃烧器22A未正常点燃时，在经过燃烧器22A的点火期间后，燃烧器控制器11_2对安全控制装置10输出表示未产生火焰的火焰判定信息。收到该火焰判定信息的安全控制装置10通过判定部104判定燃烧室20A内的燃烧器的燃烧状态不满足普通动作时切断条件1032(正常)，从而对各燃烧器控制器11_1?11_4允许燃烧器的继续运行。即，在该情况下，燃烧器21A的燃烧将会继续。
[0097]其后，安全控制装置10对控制装置4通知燃烧器22A未点燃这一情况。例如当由用户输入对燃烧器22A的再点火的指示时，收到该通知的控制装置4例如在时刻t5对燃烧控制装置IA输出燃烧器22A的燃烧要求。收到燃烧要求的燃烧控制装置IA中的安全控制装置10对燃烧器控制器11_2指示燃烧器22A的点火，由此，再次开始燃烧器22A的点火动作。
[0098]接着，对在同时启动时燃烧器未正常点燃的情况下的燃烧区域锁定控制进行说明。
[0099]图5为用以说明由实施方式的燃烧控制装置进行的同时启动时的燃烧区域锁定控制的时序图。
[0100]如图5所示，例如当燃烧系统500在时刻to启动时，与图3、4的情况一样，由动作模式设定部101选择“初启动模式”，由切断条件选择部102选择初启动时切断条件1031。其后，控制装置4按照同时启动的点火顺序，对燃烧控制装置IA输出对燃烧室20A的点火指示。具体而言，例如在时刻tl，控制装置4输出燃烧器21A?24A的燃烧要求。收到该燃烧要求的燃烧控制装置IA的安全控制装置10首先开始燃烧室20A内的预吹扫。
[0101]经过指定的预吹扫期间后，燃烧控制装置IA中的安全控制装置10对各燃烧器控制器11_1?11_4指示燃烧器21A?24A的点火，由此开始各燃烧器21A?24A的点火动作。此时，燃烧器控制器11_1?11_4打开对应的安全截止阀31A?34A，由此对燃烧器21A?24A供给燃料。
[0102]此处，如图5所示，燃烧室内的4支燃烧器中的3支燃烧器22A?24A点燃，但剩下的I支燃烧器21A未点燃。
[0103]在该情况下，经过点火期间后，与点燃的3支燃烧器22A?24A相对应的燃烧器控制器11_2?11_4对安全控制装置10输出表示已产生火焰的火焰判定信息。另一方面，经过点火期间后，与未点燃的燃烧器21A相对应的燃烧器控制器11_1判定未产生火焰并进行锁定，并对安全控制装置10输出表示未产生火焰的火焰判定信息。
[0104]收到来自各燃烧器控制器111?11_4的火焰判定信息的安全控制装置1通过判定部104判定燃烧室20A内的燃烧器的燃烧状态满足初始时切断条件1031(异常)，从而通过指示部105对各燃烧器控制器11_1?11_4给予停止燃烧器的运行的指示(燃烧区域锁定的指示)。由此，例如在时刻t4，各燃烧器21A?24A停止，燃烧室20A成为燃烧区域锁定状态。
[0105]接着，对在同时启动时燃烧器正常点燃的情况下的燃烧区域锁定控制进行说明。
[0106]图6为用以说明由实施方式的燃烧控制装置进行的同时启动时的燃烧区域锁定控制的另一时序图。
[0107]如图6所示，在时刻t0下的燃烧系统500的启动后，在预吹扫结束、开始各燃烧器21A?24A的点火动作的时刻t2之前，按与图5的情况同样的步骤进行处理。
[0108]此处，如图6所示，燃烧室20A内的所有燃烧器21A?24A均点燃。在该情况下，经过点火期间后，与点燃的各燃烧器21A?24A相对应的燃烧器控制器11_1?11_4对安全控制装置10输出表示已产生火焰的火焰判定信息。
[0109]收到来自各燃烧器控制器111?11_4的火焰判定信息的安全控制装置1通过判定部104判定燃烧室20A内的各燃烧器的燃烧状态不满足初始时切断条件1031(正常)，从而对各燃烧器控制器11_1?11_4允许燃烧器的运行。
[0110]此外，安全控制装置10判定在初启动时所期望的燃烧器正常点燃(不满足初启动时切断条件)，从而通过动作模式设定部101，例如在时刻t4将动作模式从“初启动模式”切换至“普通动作模式”。伴随于此，安全控制装置10通过切断条件选择部102将燃烧区域锁定条件从初启动时切断条件1031切换至普通动作时切断条件1032。其后，各燃烧器21A?24A的燃烧将会继续。
[0111]接着，对在普通动作模式下燃烧器熄火的情况下的燃烧区域锁定控制进行说明。
[0112]图7为用以说明由实施方式的燃烧控制装置进行的普通动作模式下的燃烧区域锁定控制的时序图。
[0113]如图7所示，例如在时刻t0，在燃烧室20A中，在普通动作模式(普通动作时切断条件)下进行着正常的燃烧。在该情况下，例如因某些原因例如导致燃烧器21A在时刻tl熄火、燃烧器22A在时刻t2熄火、燃烧器23A在时刻t3熄火。
[0114]首先，在燃烧器21A在时刻tl熄火的情况下，燃烧器控制器11_1关闭对应的安全截止阀31A来锁定燃烧器21A，并对安全控制装置10输出表示燃烧器21A已锁定的异常判定信息和表示燃烧器21A未产生火焰的火焰判定信息。收到该火焰判定信息的安全控制装置10通过判定部104来判定各燃烧器的燃烧状态是否满足普通动作时切断条件1032。在时刻tl的时间点，4支燃烧器中，仅燃烧器21A熄火，剩下的3支燃烧器22A?24A在正常燃烧，因此，安全控制装置10通过判定部104判定各燃烧器的燃烧状态不满足普通动作时切断条件1032(正常)，从而允许剩下的3支燃烧器22A?24A的运行。
[0115]接着，在燃烧器22A在时刻t2熄火的情况下，燃烧器控制器11_2关闭对应的安全截止阀32A来锁定燃烧器22A，并对安全控制装置10输出表示燃烧器22A已锁定的异常判定信息和表示燃烧器22A未产生火焰的火焰判定信息。收到该火焰判定信息的安全控制装置10通过判定部104来判定各燃烧器的燃烧状态是否满足普通动作时切断条件1032。在时刻t2的时间点，4支燃烧器中，燃烧器2IA、22A熄火，剩下的2支燃烧器23A、24A在正常燃烧，因此，安全控制装置10通过判定部104判定各燃烧器的燃烧状态不满足普通动作时切断条件1032(正常)，从而允许剩下的2支燃烧器23A、24A的运行。
[0116]其后，在燃烧器23A进而在时刻t3熄火的情况下，燃烧器控制器11_3关闭对应的安全截止阀33A来锁定燃烧器23A，并对安全控制装置10输出表示燃烧器23A已锁定的异常判定信息和表示燃烧器23A未产生火焰的火焰判定信息。收到该火焰判定信息的安全控制装置10通过判定部104来判定各燃烧器的燃烧状态是否满足普通动作时切断条件1032。在时刻t3的时间点，4支燃烧器中的3支燃烧器21A?23A熄火，因此安全控制装置10通过判定部104判定各燃烧器的燃烧状态满足普通动作时切断条件1032(异常)，从而例如在时刻t4停止燃烧室20A中的包括正在正常动作的燃烧器24A在内的所有燃烧器的运行(燃烧区域锁定)。
[0117]再者，动作模式由“普通动作模式”向“初启动模式”的切换的时刻并无特别限制，只要在下一次初启动时为“初启动模式”即可。例如，判定部104(或动作模式设定部101)可在普通动作模式时判定4支中的3支燃烧器熄火(满足普通动作时切断条件1032)的时间点切换至“初启动模式”，也可在经由控制装置4而解除(重置)燃烧区域锁定的时间点切换至“初启动模式”。
[0118]最后，对由燃烧控制装置I进行的燃烧区域锁定控制的处理的流程进行说明。
[0119]图8为表示由实施方式的燃烧控制装置进行的燃烧区域锁定控制的处理的流程的流程图。
[0120]如图8所示，在燃烧区域锁定控制中，首先由动作模式设定部101确定动作模式
(SI)。接着，切断条件选择部102判定步骤SI中所选择的动作模式，并根据判定结果来选择燃烧区域锁定条件(S2)。具体而言，在步骤SI中所选择的动作模式为初启动模式的情况下，切断条件选择部102选择初启动时切断条件1031(S3)。另一方面，在步骤SI中所选择的动作模式不为初启动模式、即为普通动作模式的情况下，切断条件选择部102选择普通动作时切断条件1032(S3)。
[0121]其后，当从控制装置4输出燃烧器的燃烧要求时，燃烧控制装置I根据该燃烧要求来控制对应的燃烧器的燃烧(S5)。具体而言，如前文所述，安全控制装置1对对应的燃烧器控制器11输出对所收到的燃烧要求的燃烧器的点火指示，并且，燃烧器控制器11对安全控制装置10输出对应的燃烧器有无火焰(有无稳定的火焰)作为火焰判定信息。
[0122]安全控制装置10根据从燃烧器控制器11收到的火焰判定信息来进行各燃烧器的燃烧状态的判定(S6)。具体而言，如前文所述，进行各燃烧器的燃烧状态是否满足步骤S3(或步骤S4)中所选择的燃烧区域锁定条件的判定(S7)。在由判定部104判定各燃烧器的燃烧状态满足步骤S3(或步骤S4)中所选择的燃烧区域锁定条件(异常)的情况下，安全控制装置10对各燃烧器控制器11通知停止燃烧控制装置I的控制对象即燃烧室内的N支燃烧器的运行(S8)。由此，燃烧控制装置I的控制对象即燃烧室成为燃烧区域锁定状态(S9)。
[0123]另一方面，在步骤S7中，在由判定部104判定各燃烧器的燃烧状态不满足步骤S3(或步骤S4)中所选择的燃烧区域锁定条件(正常)的情况下，安全控制装置10允许控制对象即燃烧室内的各燃烧器的运行(S10)。
[0124]〈燃烧控制装置带来的效果〉
[0125]以上，根据本发明的燃烧控制装置，由于具有初启动时的燃烧区域锁定条件(初启动时切断条件1031)和普通动作时的燃烧区域锁定条件(普通动作时切断条件1032)，因此，在初启动时和普通动作时，可执行遵循不同的燃烧区域锁定条件的燃烧区域锁定。由此，与像以往那样只具有I个燃烧区域锁定条件的燃烧控制装置相比，可提高燃烧系统中的燃烧的安全性和燃烧的稳定性(持续性)两个方面。
[0126]具体而言，如上所述，设定“在N支燃烧器中的任一支燃烧器未点燃的情况下停止N支燃烧器的运行的条件”作为初启动时切断条件1031，设定“在N支燃烧器中的M支燃烧器熄火(点不燃)的情况下停止N支燃烧器的运行的条件”作为普通动作时切断条件1032，由此，可实现如下燃烧控制:在初启动时，以安全性为优先，并且，在普通动作时，以燃烧的持续性(稳定性)为优先，以尽可能避免因燃烧室内的所有燃烧器停止而导致的燃烧室内的温度降低。
[0127]以上，根据实施方式，对由本
【发明人】等人完成的发明进行了具体说明，但本发明并不限于实施方式，当然可在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。
[0128]例如，在上述实施方式中，对由用以控制燃烧室20A的燃烧的燃烧控制装置IA进行的燃烧区域锁定控制进行了说明，但用以控制燃烧室20B的燃烧的燃烧控制装置IB也可进行同样的燃烧区域锁定控制。
[0129]此外，在上述实施方式中，对以初启动时和普通动作时来区分一个燃烧室的燃烧区域锁定条件的情况进行了说明，但并不限定于此，在以初启动时和普通动作时来区分由多个燃烧室构成的一个燃烧炉的锁定条件的情况下，同样也可运用本实施方式的燃烧控制。
[0130]例如，在配备了具有P(P为2以上的整数)个具有I个或多个燃烧器的燃烧室的燃烧炉的燃烧系统中，分别单独设定从燃烧室的燃烧器均未点燃的状态开始对所期望的燃烧室的燃烧器进行点火的初启动时的锁定条件、和在初启动时所期望的燃烧室的燃烧器正常点燃后的普通动作时的锁定条件，作为进行该整个燃烧炉的锁定的燃烧炉锁定条件。具体而言，设定在I个燃烧室锁定的情况下锁定所有P个燃烧室的条件作为初启动时的燃烧炉锁定条件，设定在P个燃烧室中的S(S<P)个燃烧室锁定的情况下锁定所有P个燃烧室的条件作为普通动作时的燃烧炉锁定条件。在该情况下，例如，对针对P个燃烧室中的每一个而设置的燃烧控制装置(相当于上述燃烧控制装置1A、1B)进行控制的上位侧的装置(例如相当于控制装置4)进行与动作模式相应的燃烧炉锁定条件的选择、以及遵循所选择的燃烧炉锁定条件的燃烧炉锁定的判定，并根据该判定结果来控制各燃烧控制装置。
[0131]由此，与上述实施方式的情况一样，可提高燃烧系统中的燃烧的安全性和燃烧的稳定性两个方面。
[0132]此外，在上述实施方式中，以燃烧系统500中的燃烧炉2具有2个燃烧室20A、20B的情况为一例进行了说明，但燃烧炉2的燃烧室的个数并无特别限制。例如，燃烧炉2可仅具有I个燃烧室，也可具有3个以上的燃烧室。
[0133]此外，在上述实施方式中，利用在燃烧控制装置I的制造时或出厂时等写入至闪存等非易失性存储器等的信息来说明了初启动时切断条件1031及普通动作时切断条件1032的信息，但是，即便在例如燃烧系统的构建时或者燃烧系统的维护时等燃烧控制装置I的制造后，也可改写初启动时切断条件1031及普通动作时切断条件1032的信息。
[0134]符号说明
[0135]1、1A、1B燃烧控制装置
[0136]2燃烧炉
[0137]20A、20B 燃烧室
[0138]3燃料流路
[0139]4控制装置
[0140]21A?24A、21B?24B 燃烧器
[0141]25A?28A、25B?28B火焰检测器
[0142]31A?34A、31B?34B安全截止阀
[0143]10安全控制装置
[0144]11、11_1?11_4燃烧器控制器
[0145]101动作模式设定部
[0146]102切断条件选择部
[0147]103存储部
[0148]1031初启动时切断条件
[0149]1032普通动作时切断条件
[0150]104判定部
[0151]105指示部
[0152]500燃烧系统。
【主权项】
1.一种燃烧控制装置，其控制N个燃烧器的运行，其中N为2以上的整数，所述燃烧控制装置的特征在于，包括: 判定部，其根据第I切断条件和第2切断条件来判定所述N个燃烧器的燃烧状态，所述第I切断条件用以在从所述燃烧器均未点燃的状态开始对所期望的燃烧器进行点火的初启动时停止所述N个燃烧器的运行，所述第2切断条件用以在通过所述初启动而使得所述所期望的燃烧器正常点燃后的普通动作状态下停止所述N个燃烧器的运行；以及 指示部，其根据所述判定部的判定结果来指示停止所述N个燃烧器的运行。2.根据权利要求1所述的燃烧控制装置，其特征在于， 所述第I切断条件为，在所述N个燃烧器中只要有一个未点燃的情况下，就停止所述N个燃烧器的运行的条件。3.根据权利要求1所述的燃烧控制装置，其特征在于， 所述第2切断条件为，在所述N个燃烧器中的M个燃烧器未产生火焰的情况下，停止所述N个燃烧器的运行的条件，其中M为N以下的整数。4.根据权利要求1所述的燃烧控制装置，其特征在于，还包括: 动作模式设定部，其将用以在进行预吹扫之后对所述燃烧器进行点火的初启动模式和用以在所述普通动作状态下控制所述N个燃烧器的运行的普通动作模式中的某一方设定为动作模式；以及 切断条件选择部，其在由所述动作模式设定部设定了所述初启动模式的情况下，选择所述第I切断条件，在由所述动作模式设定部设定了所述普通动作模式的情况下，选择所述第2切断条件， 所述判定部判定所述N个燃烧器的燃烧状态是否满足所述切断条件选择部所选择的条件， 在由所述判定部判定所述N个燃烧器的燃烧状态满足所述所选择的条件的情况下，所述指示部指示停止所有所述N个燃烧器的运行，在由所述判定部判定所述N个燃烧器的燃烧状态不满足所述所选择的条件的情况下，所述指示部允许所述N个燃烧器的继续运行。5.根据权利要求4所述的燃烧控制装置，其特征在于， 在所述初启动模式下所述所期望的所述燃烧器正常点燃的情况下，所述动作模式设定部将所述动作模式从所述初启动模式切换至所述普通动作模式。6.一种燃烧系统，其特征在于，包括: 燃烧控制装置，其为根据权利要求1至5中任一项所述的燃烧控制装置； 燃烧炉，其具有设置有所述N个燃烧器的燃烧室；以及 火焰检测器，其针对所述燃烧器中的每一个而设置，检测对应的燃烧器的燃烧状态。7.根据权利要求6所述的燃烧系统，其特征在于， 所述燃烧炉具有多个所述燃烧室， 所述燃烧控制装置对应于所述燃烧室中的每一个而设置有多个， 各个所述燃烧控制装置控制对应的所述燃烧室内所设置的所述N个燃烧器的运行。
【文档编号】F23N5/00GK106051816SQ201610231598
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月14日 公开号201610231598.4, CN 106051816 A, CN 106051816A, CN 201610231598, CN-A-106051816, CN106051816 A, CN106051816A, CN201610231598, CN201610231598.4
【发明人】中田知也
【申请人】阿自倍尔株式会社