(57)【要約】【課題】カロリーの異なる複数の燃料ガスを燃焼させるボイラの燃料ガス毎の燃焼空気量を最適に制御するボイラの燃焼制御装置及び燃焼制御方法を提供する。【解決手段】ボイラに供給されるガスカロリーが異なる複数の燃料ガスの流量と、各燃料ガスのガスカロリーとに基づいてトータルガスカロリー変動及び混焼比率を考慮したＯ２目標値及び空気過剰率目標値を設定し、排ガスＯ２濃度と前記排ガスＯ２目標値とに基づいて排ガスＯ２空気過剰率補正値を算出するとともに、排ガスＣＯ濃度と設定値とに基づいて排ガスＣＯ空気過剰率補正値を算出し、算出した前記排ガスＯ２空気過剰率補正値及び前記排ガスＣＯ空気過剰率補正値を前記空気過剰率目標値に加算して空気過剰率を算出する。算出した空気過剰率と燃料ガスごとの理論空気量とに基づいて燃焼ガス毎の燃焼空気量を制御する。【選択図】図２
2014214942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カロリーの異なる複数の燃料ガスと燃焼空気とを供給して燃焼させるボイラの燃焼制御装置であって、
前記ボイラの排ガスＯ２濃度を検出する排ガスＯ２濃度検出部と、前記ボイラの排ガスＣＯ濃度を検出する排ガスＣＯ検出部と、各燃料ガスの流量を検出するガス流量検出部と、前記ボイラに供給する各燃料ガスに対応する空気流量を検出する空気流量検出部と、前記ガス流量検出部で検出した各燃料ガスの流量と各燃料ガスのカロリーとに基づいてトータルガスカロリー変動及び混焼比率を考慮した排ガスＯ２目標値及び空気過剰率目標値を設定する目標値設定部と、前記排ガスＯ２濃度と前記排ガスＯ２目標値とが入力される排ガスＯ２調節計と、前記排ガスＣＯ濃度が入力される排ガスＣＯ調節計と、前記空気過剰率目標値に前記排ガスＯ２調節計の出力及び前記排ガスＣＯ調節計の出力を加算して空気過剰率を算出する空気過剰率算出部と、算出した空気過剰率と各燃料ガス流量に理論空気量を乗算した値とを乗算して各燃料ガスに対応するガス空気量設定値を算出するガス空気量設定部と、該ガス空気量設定部で設定した各ガス空気量設定値と前記ガス流量検出部で検出した各ガス流量とに基づいて各燃料ガスに対応する空気流量を制御する空気流量制御部とを備えたことを特徴とするボイラの燃焼制御装置。
【請求項２】
前記目標値設定部は、前記ガス流量検出部で検出した各燃料ガスの流量と各燃料ガスのカロリーとに基づいて排ガスＯ２目標値を設定する排ガスＯ２目標値設定部と、前記各燃料ガス流量と各燃料ガスのカロリーとに基づいて空気過剰率目標値を設定する空気過剰率目標値設定部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のボイラの燃焼制御装置。
【請求項３】
前記排ガスＯ２目標値設定部は、前記ボイラに供給する燃料ガスのトータルガスカロリーを算出するトータルガスカロリー算出部と、基準となる燃料ガスについて混焼比率を算出する混焼比率算出部と、前記混焼比率に基づいて前記ボイラの蒸気負荷に応じた混焼比率とＯ２目標基準値との関係を表す特性線からＯ２目標基準値を算出するＯ２目標基準値算出部と、前記トータルガスカロリーに基づいてＯ２目標値シフト量とトータルガスカロリーとの関係を表す特性線からＯ２目標値シフト量を算出するＯ２目標値シフト量算出部と、Ｏ２目標基準値にＯ２目標値シフト量を加算して排ガスＯ２目標値を算出する加算部とを備えていることを特徴とする請求項２に記載のボイラの燃焼制御装置。
【請求項４】
前記空気過剰率目標値設定部は、前記ボイラに供給する燃料ガスのトータルガスカロリーを算出するトータルガスカロリー算出部と、基準となる燃料ガスについて混焼比率を算出する混焼比率算出部と、前記混焼比率に基づいて前記ボイラの蒸気負荷に応じた混焼比率と空気過剰率目標基準値との関係を表す特性線から空気過剰率目標基準値を算出する空気過剰率目標基準値算出部と、前記トータルガスカロリーに基づいて空気過剰率目標値シフト量とトータルガスカロリーとの関係を表す特性線から空気過剰率目標値シフト量を算出する空気過剰率目標値シフト量算出部と、空気過剰率目標基準値に空気過剰率目標シフト量を加算して空気過剰率目標値を算出する加算部とを備えていることを特徴とする請求項２又は３に記載のボイラの燃焼制御装置。
【請求項５】
前記ボイラに供給する燃料ガスのトータルガスカロリーを算出するトータルガスカロリー算出部と、基準となる燃料ガスについて混焼比率を算出する混焼比率算出部とを備え、
前記排ガスＯ２目標値設定部は、前記混焼比率に基づいて前記ボイラの蒸気負荷に応じた混焼比率とＯ２目標基準値との関係を表す特性線からＯ２目標基準値を算出するＯ２目標基準値算出部と、前記トータルガスカロリーに基づいてＯ２目標値シフト量とトータルガスカロリーとの関係を表す特性線からＯ２目標値シフト量を算出するＯ２目標値シフト量算出部と、Ｏ２目標基準値にＯ２目標値シフト量を加算して排ガスＯ２目標値を算出する加算部とを備え、
前記空気過剰率目標値設定部は、前記混焼比率に基づいて前記ボイラの蒸気負荷に応じた混焼比率と空気過剰率目標基準値との関係を表す特性線から空気過剰率目標基準値を算出する空気過剰率目標基準値算出部と、前記トータルガスカロリーに基づいて空気過剰率目標値シフト量とトータルガスカロリーとの関係を表す特性線から空気過剰率目標値シフト量を算出する空気過剰率目標値シフト量算出部と、空気過剰率目標基準値に空気過剰率目標シフト量を加算して空気過剰率目標値を算出する加算部とを備えている
ことを特徴とする請求項２に記載のボイラの燃焼制御装置。
【請求項６】
前記複数の燃料ガスの流量を切替える燃料切替状態を検知する燃料切替状態検知部と、燃料切替時の排ガスＣＯ発生を防止する空気過剰率を設定する燃料切替時空気過剰率設定部と、前記空気過剰率算出部で算出した空気過剰率と前記燃料切替時空気過剰率設定部で設定した空気過剰率との何れかを選択して前記ガス空気量設定部に供給する空気過剰率選択部とを備え、
前記空気過剰率選択部は、前記燃料切替状態検知部で前記燃料切替状態を検知したときに、前記空気過剰率算出部で算出した空気過剰率に代えて前記燃料切替え時空気過剰率設定部で設定した空気過剰率を選択することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のボイラの燃焼制御装置。
【請求項７】
前記燃料切替状態検知部は、前記ボイラに供給する各燃料ガスの流量を設定する各ガス調節計の出力が閾値以上変化したときに、燃料切替状態であることを検知し、前記各ガス調節計の出力の変化量が基準値以下の状態を所定時間継続したときに燃料切替終了を検知することを特徴とする請求項６に記載のボイラの燃焼制御装置。
【請求項８】
ボイラに供給されるガスカロリーが異なる複数の燃料ガスの流量と、各燃料ガスのガスカロリーとに基づいてトータルガスカロリー変動及び混焼比率を考慮したＯ２目標値及び空気過剰率目標値を設定するステップと、
排ガスＯ２濃度と前記排ガスＯ２目標値とに基づいて排ガスＯ２空気過剰率補正値を算出するとともに、排ガスＣＯ濃度と設定値とに基づいて排ガスＣＯ空気過剰率補正値を算出し、算出した前記排ガスＯ２空気過剰率補正値及び前記排ガスＣＯ空気過剰率補正値を前記空気過剰率目標値に加算して空気過剰率を算出するステップと、
算出した空気過剰率と燃料ガス毎の理論空気量とに基づいて燃焼ガス毎の燃焼空気量を制御するステップとを備えた
こと特徴とするボイラの燃焼制御方法。
【請求項９】
ボイラに供給されるガスカロリーが異なる複数の燃料ガスの流量と、各燃料ガスのガスカロリーとに基づいてトータルガスカロリー及び基準ガスの混焼比率を算出するステップと、
前記混焼比率に基づいて前記ボイラの蒸気負荷に応じた混焼比率とＯ２目標基準値との関係を表す特性線からＯ２目標基準値を算出するとともに、前記トータルガスカロリーに基づいてＯ２目標値シフト量とトータルガスカロリーとの関係を表す特性線からＯ２目標値シフト量を算出し、前記Ｏ２目標基準値に前記Ｏ２目標値シフト量を加算して排ガスＯ２目標値を設定するステップと、
前記混焼比率に基づいて前記ボイラの蒸気負荷に応じた混焼比率と空気過剰率目標基準値との関係を表す特性線から空気過剰率目標基準値を算出するとともに、前記トータルガスカロリーに基づいて空気過剰率目標値シフト量とトータルガスカロリーとの関係を表す特性線から空気過剰率目標値シフト量を算出し、前記空気過剰率目標基準値に空気過剰率目標シフト量を加算して空気過剰率目標値を設定するステップと、
排ガスＯ２濃度と前記排ガスＯ２目標値との偏差をＰＩＤ演算して排ガスＯ２空気過剰率補正値を算出するとともに、排ガスＣＯ濃度と設定値との偏差をＰＩＤ演算して排ガスＣＯ空気過剰率補正値を算出し、算出した前記排ガスＯ２空気過剰率補正値及び前記排ガスＣＯ空気過剰率補正値を前記空気過剰率目標値に加算して空気過剰率を算出するステップと、
燃料ガス毎の流量と理論空気量とを乗算した燃焼空気量に前記空気過剰率を乗算して燃焼ガス毎の燃焼空気設定値を算出し、算出した燃焼ガス毎の燃焼空気設定値に基づいて前記ボイラに供給する燃料ガス毎の燃焼空気量を制御することを特徴とするボイラの燃焼制御方法。
【請求項１０】
前記ボイラに供給する複数の燃料ガスの切替中を検知するステップを備え、
前記複数の燃料の切替中を検出したときに、前記空気過剰率に代えて燃料切替時の排ガスＣＯ発生を防止する空気過剰率を選択することを特徴とする請求項８又は９に記載のボイラの燃焼制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスカロリーが異なる複数の燃焼ガスと燃焼空気とを供給して燃焼させるボイラの燃焼制御装置及び燃焼制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のボイラの燃焼制御装置として、例えばボイラに供給する燃料流量及び空気流量を制御する燃料流量制御装置及び空気流量制御装置を有し、空燃比設定値に基づいて空気量を制御するボイラ燃焼制御装置において、ボイラの排ガス内のＯ２濃度に基づいて第１の調整信号を作成するＯ２制御装置と、ボイラの排ガス内のＣＯ濃度の変化率に基づいて第２の調整信号を作成するＣＯ変化率制御装置を備え、ハイセレクタで第１の調整信号と第２の調整信号の内、優先度の高い調整信号を選択し、空燃比設定値にバイアス信号として与えることにより、省エネルギーで低公害な燃焼システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−９９６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の従来例にあっては、火力発電所などのボイラに供給する燃料流量及び空気流量を制御するものであり、製鉄所などのボイラのように例えば高炉ガス（Ｂガス）及びコークス炉ガス（Ｃガス）などのガスカロリーの異なる複数の燃料ガスと燃焼空気とをボイラに供給して燃焼させる場合のように、頻繁に燃料ガス量の切替えを行ったり、負荷変動が発生したりする場合には、ボイラに供給するガスの成分の変化や、混焼比率の変化により、最適な排ガスＯ２設定値や空気過剰率設定値が変化してしまい、最適値とずれた値で燃焼空気量が制御されてしまうという未解決の課題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、ガスカロリーの異なる複数の燃焼ガスと燃焼空気とをボイラに供給して燃焼させる場合に、ガスカロリーの変動や混焼比率の変動に考慮した最適な燃焼制御を行うことができるボイラの燃焼制御装置及び燃焼制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係るボイラの燃焼制御装置の一態様は、カロリーの異なる複数の燃料ガスと燃焼空気とを供給して燃焼させるボイラの燃焼制御装置であって、前記ボイラの排ガスＯ２濃度を検出する排ガスＯ２濃度検出部と、前記ボイラの排ガスＣＯ濃度を検出する排ガスＣＯ検出部と、各燃料ガスの流量を検出するガス流量検出部と、前記ボイラに供給する各燃料ガスに対応する空気流量を検出する空気流量検出部と、前記ガス流量検出部で検出した各燃料ガスの流量と各燃料ガスのカロリーとに基づいてガスカロリー変動及び混焼比率を考慮した排ガスＯ２目標値及び空気過剰率目標値を設定する目標値設定部と、前記排ガスＯ２濃度と前記排ガスＯ２目標値とが入力される排ガスＯ２調節計と、前記排ガスＣＯ濃度が入力される排ガスＣＯ調節計と、前記空気過剰率目標値に前記排ガスＯ２調節計の出力及び前記排ガスＣＯ調節計の出力を加算して空気過剰率を算出する空気過剰率算出部と、算出した空気過剰率と各燃料ガス流量に理論空気量を乗算した値とを乗算して各燃料ガスに対応するガス空気量設定値を算出するガス空気量設定部と、該ガス空気量設定部で設定した各ガス空気量設定値と前記ガス流量検出部で検出した各ガス流量とに基づいて各燃料ガスに対応する空気流量を制御する空気流量制御部とを備えている。
【０００７】
また、本発明に係るボイラの燃焼制御方法の一態様は、ボイラに供給されるガスカロリーが異なる複数の燃料ガスの流量と、各燃料ガスのガスカロリーとに基づいてトータルガスカロリー変動及び混焼比率を考慮したＯ２目標値及び空気過剰率目標値を設定するステップと、排ガスＯ２濃度と前記排ガスＯ２目標値とに基づいて排ガスＯ２空気過剰率補正値を算出するとともに、排ガスＣＯ濃度と設定値とに基づいて排ガスＣＯ空気過剰率補正値を算出し、算出した前記排ガスＯ２空気過剰率補正値及び前記排ガスＣＯ空気過剰率補正値を前記空気過剰率目標値に加算して空気過剰率を算出するステップと、算出した空気過剰率と燃料ガス毎の理論空気量とに基づいて燃焼ガス毎の燃焼空気量を制御するステップとを備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ガス流量検出部で検出した各燃料ガスの流量と各燃料ガスのカロリーとに基づいてガスカロリー変動及び混焼比率を考慮した排ガスＯ２目標値及び空気過剰率目標値を設定するので、燃料ガスの流量切替えを行った場合でも最適な排ガスＯ２目標値及び空気過剰率目標値を設定することができ、ボイラの燃焼制御を最適に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明を適用し得るボイラの概略構成図である。
【図２】本発明に係るボイラの燃焼制御装置を示すブロック図である。
【図３】図２の目標値設定部の具体的構成を示すブロック図である。
【図４】図２の燃料切替状態検知部の具体的構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の動作を説明するタイムチャートである。
【図６】燃料切替時空気過剰率を用いない場合のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について図面を伴って説明する。
図１は本発明を適用し得る製鉄所のボイラの概略構成図である。
図１において、製鉄所で使用するガス焚きボイラ１には、高炉２からガスホルダ３を介し、さらに流量制御弁４介して供給される高炉ガス（以下、Ｂガスと称す）と、コークス炉５からガスホルダ６を介し、さらに流量制御弁７を介して供給されるコークス炉ガス（以下、Ｃガスと称す）とのカロリーの異なる２種類の燃焼ガスが供給される。
【００１１】
一方、ガス焚きボイラ１には、ブロアー１０から吐出される燃焼空気がＢガス用ダンパー１１及びＣガス用ダンパー１２を介して供給される。
そして、ガス焚きボイラ１では、製鉄所内の需給バランスによって決まるＢガス及びＣガスの何れか一方を基準として燃焼空気とともに燃焼させて蒸気を発生させる。
また、ガス焚きボイラ１に供給されるＢガスの流量が、流量制御弁４及びガス焚きボイラ１間の配管１５に設けられた流量計１６によって検出される。同様に、ガス焚きボイラ１に供給されるＣガスの流量が、流量制御弁７及びガス焚きボイラ１間の配管１７に設けられた流量計１８によって検出される。
【００１２】
さらに、ガス焚きボイラ１に供給されるＢガス用燃焼空気の流量が、Ｂガス用ダンパー１１及びガス焚きボイラ１間の配管１９に設けられた流量計２０によって検出される。同様に、ガス焚きボイラ１に供給されるＣガス用燃焼空気の流量が、Ｃガス用ダンパー１２及びガス焚きボイラ１間の配管２１に設けられた流量計２２によって検出される。
また、ガス焚きボイラ１の排ガス管路１４には、排ガスＯ２濃度を検出する排ガスＯ２分析計２３が配設されているとともに、排ガスＣＯ濃度を検出する排ガスＣＯ分析計２４が配設されている。
【００１３】
そして、流量計１６、１８、２０及び２２で検出した各ガス流量及び各燃焼空気量が燃焼制御装置２５に供給されるとともに、排ガスＯ２分析計２３で検出した排ガスＯ２濃度及び排ガスＣＯ分析計２４で検出した排ガスＣＯ濃度が燃焼制御装置２５に供給される。
燃焼制御装置２５では、入力される各ガス流量及び各燃焼空気量と排ガスＯ２濃度及び排ガスＣＯ濃度とに基づいてガスカロリー及び混焼比率を考慮した空気過剰率を算出し、この空気過剰率と各燃焼ガスに必要な燃焼空気量とに基づいてＢガス用燃焼空気量設定値及びＣガス用燃焼空気量設定値を算出し、これに基づいてＢガス用ダンパー１１及びＣガス用ダンパー１２の開度を制御する。
【００１４】
燃焼制御装置２５の具体的構成は、図２に示すように、Ｂガス流量計１６及びＣガス流量計１８の発信器１６ａ及び１８ａから送信されるＢガス流量Ｑｂ及びＣガス流量Ｑｃと、定期的に測定されるＢガスカロリーＨｂ及びＣガスカロリーＨｃが入力される目標値設定部２６を有する。
この目標値設定部２６は、ガスカロリー変動及び混焼比率を考慮した排ガスＯ２目標値Ｇｏ＊を算出する排ガスＯ２目標値設定部２７と、ガスカロリー変動及び混焼比率を考慮した空気過剰率目標値Ｒａ＊を算出する空気過剰率設定部２８とを備えている。
【００１５】
また、目標値設定部２６は、Ｂガス流量Ｑｂ及びＢガスカロリーＨｂと、Ｃガス流量Ｑｃ及びＣガスカロリーＨｃとに基づいてトータルガスカロリーＨｔを算出するトータルガスカロリー算出部２９と、基準となる燃料ガス例えばＣガスについての混焼比率Ｒｍを算出する混焼比率算出部３０とを有する。
ここで、トータルガスカロリー算出部２９は、Ｂガス流量Ｑｂ及びＢガスカロリーＨｂと、Ｃガス流量Ｑｃ及びＣガスカロリーＨｃとに基づいて下記（１）式の演算を行ってトータルガスカロリーＨｔを算出する。
Ｈｔ＝Ｑｂ×Ｈｂ＋Ｑｃ×Ｈｃ      …………（１）
【００１６】
また、混焼比率算出部３０は、基準となる燃焼ガスがＣガスであるものとすると、Ｂガス流量Ｑｂ及びＢガスカロリーＨｂと、Ｃガス流量Ｑｃ及びＣガスカロリーＨｃとに基づいて下記（２）式の演算を行って混焼比率Ｒｍを算出する。
Ｒｍ＝Ｑｃ×Ｈｃ／（Ｑｂ×Ｈｂ＋Ｑｃ×Ｈｃ）      …………（２）
【００１７】
排ガスＯ２目標値設定部２７は、図３に示すように、混焼比率Ｒｍに基づいてＯ２目標基準値Ｇｏｓを算出するＯ２目標基準値算出部３１と、トータルガスカロリーＨｔに基づいてＯ２目標値シフト量ΔＧｏｓを算出するＯ２目標値シフト量設定部３２と、Ｏ２目標基準値算出部３１のＯ２目標基準値ＧｏｓとＯ２目標値シフト量設定部３２で算出したＯ２目標値シフト量ΔＧｏｓとを加算してＯ２目標値Ｇｏ＊を出力する加算部３３とを有する。
【００１８】
Ｏ２目標基準値算出部３１は、混焼比率Ｒｍをもとに図３中に表した混焼比率ＲｍとＯ２目標基準値Ｇｏｓとの関係を表す右下がりの特性線Ｌ１を設定した制御マップを参照してＯ２目標基準値Ｇｏｓを算出する。この制御マップは、横軸に混焼比率Ｒｍをとり、縦軸にＯ２目標基準値Ｇｏｓをとった特性線図で構成されている。この特性線図には、混焼比率Ｒｍが零に近い最小値Ｒｍｍｉｎであるときに、Ｏ２目標基準値Ｇｏｓが最大値Ｇｏｓｍａｘとなり、混焼比率Ｒｍが最小値Ｒｍｍｉｎから増加すると、この混焼比率Ｒｍの増加に応じてＯ２目標基準値Ｇｏｓが最大値Ｇｏｓｍａｘから徐々に減少する特性線Ｌ１が設定されている。この特性線Ｌ１は代表的な蒸気負荷に応じて複数本設定されていてもよく、この場合、実際の蒸気負荷が最も近い蒸気負荷についての特性線Ｌ１を選択するようにしておく。
【００１９】
また、Ｏ２目標値シフト量設定部３２は、トータルガスカロリーＨｔをもとに図３中に表示されたトータルガスカロリーＨｔとＯ２目標値シフト量ΔＧｏｓとの関係を表す零を挟む右下がりの特性線Ｌ２を設定した制御マップを参照してＯ２目標値シフト量ΔＧｏｓを算出する。この制御マップは、横軸にトータルガスカロリーＨｔをとり、縦軸にＯ２目標値シフト量ΔＧｏｓをとった特性線図で構成されている。この特性線図には、トータルガスカロリーＨｔが基準ガスカロリーＨｔｓであるときにＯ２目標値シフト量ΔＧｏｓが零となり、トータルガスカロリーＨｔが基準ガスカロリーＨｔｓより減少するに応じてＯ２目標値シフト量ΔＧｏｓが増加し、逆にトータルガスカロリーＨｔが基準ガスカロリーＨｔｓより増加するに応じてＯ２目標値シフト量ΔＧｏｓが減少する右下がりの特性線Ｌ２が設定されている。
【００２０】
空気過剰率目標値設定部２８は、図３に示すように、混焼比率Ｒｍに基づいて空気過剰率目標基準値Ｒａｓを算出する空気過剰率目標基準値算出部４１と、トータルガスカロリーＨｔに基づいて空気過剰率目標値シフト量ΔＲａｓを算出する空気過剰率目標値シフト量設定部４２と、空気過剰率目標基準値算出部４１の空気過剰率目標基準値Ｒａｓと空気過剰率目標値シフト量設定部４２で算出した空気過剰率目標値シフト量ΔＲａｓとを加算して空気過剰率目標値Ｒａ＊を出力する加算部４３とを有する。
【００２１】
これら排ガスＯ２目標値設定部２７及び空気過剰率目標値設定部２８に設定されている各制御マップの特性の決定は、Ｂガス流量信号、Ｃガス流量信号、Ｂガスカロリー信号及びＣガスカロリー信号を用いて、混焼比率及びトータルガスカロリーを演算する。次に、基準のボイラ負荷を決定し、その負荷を一定とし、混焼比率を変化させ、空気過剰率を下げて、ＣＯが発生する限界の空気過剰率設定値及び排ガスＯ２設定値データを混焼比率毎にプロットする。次に、ボイラ負荷を変更して、同様の試運転を行い、負荷毎の基準負荷からの偏差量をシフト量として求め、トータルガスカロリーに応じた空気過剰率目標値シフト量及び排ガスＯ２目標値シフト量を決定する。
【００２２】
空気過剰率目標基準値算出部４１は、混焼比率Ｒｍをもとに図３中に表した混焼比率Ｒｍと空気過剰率目標基準値Ｒａｓとの関係を表す右下がりの特性線Ｌ３を設定した制御マップを参照して空気過剰率目標基準値Ｒａｓを算出する。この制御マップは、横軸に混焼比率Ｒｍをとり、縦軸に空気過剰率目標基準値Ｒａｓをとった特性線図で構成されている。この特性線図には、混焼比率Ｒｍが零に近い最小値Ｒｍｍｉｎであるときに、空気過剰率目標基準値Ｒａｓが最大値Ｒａｓｍａｘとなり、混焼比率Ｒｍが最小値Ｒｍｍｉｎから増加すると、この混焼比率Ｒｍの増加に応じて空気過剰率目標基準値Ｒａｓが最大値Ｒａｓｍａｘから徐々に減少する特性線Ｌ３が設定されている。この特性線Ｌ３は代表的な蒸気負荷に応じて複数本設定されていてもよく、この場合、実際の蒸気負荷が最も近い蒸気負荷についての特性線Ｌ３を選択するようにしておく。
【００２３】
また、空気過剰率目標値シフト量算出部４２は、トータルガスカロリーＨｔをもとに図３中に表示されたトータルガスカロリーＨｔと空気過剰率目標値シフト量ΔＲａｓとの関係を表す零を挟む右下がりの特性線Ｌ４を設定した制御マップを参照して空気過剰率目標値シフト量ΔＲａｓを算出する。この制御マップは、横軸にトータルガスカロリーＨｔをとり、縦軸に空気過剰率目標値シフト量ΔＲａｓをとった特性線図で構成されている。この特性線図には、トータルガスカロリーＨｔが基準ガスカロリーＨｔｓであるときに空気過剰率目標値シフト量ΔＲａｓが零となり、トータルガスカロリーＨｔが基準ガスカロリーＨｔｓより減少するに応じて空気過剰率目標値シフト量ΔＲａｓが増加し、逆にトータルガスカロリーＨｔが基準ガスカロリーＨｔｓより増加するに応じて空気過剰率目標値シフト量ΔＲａｓが減少する右下がりの特性線Ｌ４が設定されている。
【００２４】
また、燃焼制御装置２５は、排ガスＯ２調節計５１、排ガスＣＯ調節計５２及び加算部５３を備えている。
排ガスＯ２調節計５１は、排ガスＯ２分析計２３の発信器２３ａから供給される排ガスＯ２濃度Ｇｏｄと排ガスＯ２目標値設定部２７から出力される排ガスＯ２目標値Ｇｏ＊とが入力され、両者の偏差に対してＰＩＤ制御演算を行って排ガスＯ２空気過剰率補正値Ｒａｏを算出する。
【００２５】
排ガスＣＯ調節計５２は、ＣＯ分析計２４の発信器２４ａから供給される排ガスＣＯ濃度Ｇｃｏｄが入力され、この排ガスＣＯ濃度Ｇｃｏｄと設定値との偏差に対してＰＩＤ制御演算を行って排ガスＣＯ空気過剰率補正値Ｒａｃを算出する。
加算部５３は、目標値設定部２６の空気過剰率目標値設定部２８から出力される空気過剰率目標値Ｒａ＊と、排ガスＯ２調節計５１から出力される排ガスＯ２空気過剰率補正値Ｒａｏと、排ガスＣＯ調節計５２から出力される排ガスＣＯ空気過剰率補正値Ｒａｃとを加算して空気過剰率Ｒａを算出する。
【００２６】
また、燃焼制御装置２５は、Ｂガスについて燃料切替時の排ガスＣＯ発生を防止する燃料切替時空気過剰率を設定する燃料切替時空気過剰率設定部６１と、Ｃガスについて同様に燃料切替時の排ガスＣＯ発生を防止する燃料切替時空気過剰率を設定する燃料切替時空気過剰率設定部６２とを有する。
そして、加算部５３から出力される空気過剰率Ｒａと燃料切替時空気過剰率設定部６１から出力される燃料切替時空気過剰率Ｒａｂとが空気過剰率選択部６３に供給されるとともに、加算部５３から出力される空気過剰率Ｒａと燃料切替時空気過剰率設定部６２から出力される燃料切替時空気過剰率Ｒａｃとが空気過剰率選択部６４に供給される。
【００２７】
また、燃焼制御装置２５は、燃料切替状態を検知する燃料切替状態検知部６５を有する。この燃料切替状態検知部の具体的構成は、図４に示すように、Ｂガスの流量を制御する流量制御弁４を調節するＢガス調節計（図示せず）がオートモードであることを表す信号と、Ｃガスの流量を制御する流量制御弁７を調節するＣガス調節計（図示せず）がオートモードであることを表す信号と、Ｂガス調節計の設定値ＳＶが規定値以上変化したときにセットされる遅延タイマ６６から出力される遅延信号と、Ｃガス調節計の設定値ＳＶが規定値以上変化したときにセットされる遅延タイマ６７から出力される遅延信号とが入力される多入力アンドゲート６８と、Ｂガス調節計の設定値ＳＶの変動量が少ない状態を一定時間継続し、且つＣガス調節計の設定値ＳＶの変動量が少ない状態を一定時間継続したことを検出するアンドゲート６９と、多入力アンドゲート６８の出力信号によってセットされ、アンドゲート６９の出力によってリセットされるＲＳ型フリップフロップ回路７０とを備えている。
【００２８】
そして、フリップフロップ回路７０のセット信号が燃料切替状態検知信号Ｓｆｃとして空気過剰率選択部６３及び６４に供給される。これら空気過剰率選択部６３及び６４では、の空気燃料切替状態検知信号Ｓｆｃがオン状態であるときに、燃料切替時空気過剰率設定部６１及び６２から入力される燃料切替時空気過剰率Ｒａｂ及びＲａｃを選択して出力し、空気燃料切替状態検知信号Ｓｆｃがオフ状態であるときに、加算部５３から出力される空気過剰率Ｒａを選択して出力する。
これら空気過剰率選択部６３及び６４から出力される空気過剰率Ｒａ又は燃料切替時空気過剰率Ｒａｂ及びＲａｃはＢガス用ダンパー１１及びＣガス用ダンパー１２を制御するＢガス用空気流量制御部７１及びＣガス用空気流量制御部７２に供給される。
【００２９】
Ｂガス用空気流量制御部７１は、流量計１６の発信器１６ａから入力されるＢガス流量Ｑｂに理論空気量Ａｏを乗算してＢガス必要空気量Ａｂを算出する乗算部７１ａと、この乗算部７１ａから出力されるＢガス必要空気量Ａｂと空気過剰率選択部６３から出力される空気過剰率Ｒａ又は燃料切替時空気過剰率Ｒａｂとを乗算してＢガス空気流量設定値Ｑａｂｓを算出する乗算部７１ｂと、この乗算部７１ｂから出力されるＢガス空気流量設定値Ｑａｂｓと、流量計２０で検出されるＢガス空気流量Ｑａｂとが入力されるＢガス空気流量調節計７１ｃとを備えている。
ここで、Ｂガス空気流量調節計７１ｃは、入力されるＢガス空気流量設定値ＱａｂｓとＢガス空気流量Ｑａｂとの偏差についてＰＩＤ制御演算を行ってＢガス空気流量指令値Ｑａｂｃを算出し、算出したＢガス空気流量指令値ＱａｂｃをＢガス用ダンパー１１に出力する。
【００３０】
また、Ｃガス用空気流量制御部７２は、流量計１８の発信器１８ａから入力されるＣガス流量Ｑｃに理論空気量Ａｏを乗算してＣガス必要空気量Ａｃを算出する乗算部７２ａと、この乗算部７２ａから出力されるＣガス必要空気量Ａｃと空気過剰率選択部６４から出力される空気過剰率Ｒａ又は燃料切替時空気過剰率Ｒａｃとを乗算しＣガス空気流量設定値Ｑａｃｓを算出する乗算部７２ｂと、この乗算部７２ｂから出力されるＣガス空気流量設定値Ｑａｃｓと、流量計２２で検出されるＣガス空気流量Ｑａｃとが入力されるＣガス空気流量調節計７２ｃとを備えている。
ここで、Ｃガス空気流量調節計７２ｃは、入力されるＣガス空気流量設定値ＱａｃｓとＣガス空気流量Ｑａｃとの偏差についてＰＩＤ制御演算を行ってＣガス空気流量指令値Ｑａｃｃを算出し、算出したＣガス空気流量指令値ＱａｃｃをＣガス用ダンパー１２に出力する。
【００３１】
次に、上記実施形態の動作を図５に示すタイムチャートを伴って説明する。
今、図５（ａ）に示すように、時点ｔ１において製鉄所のガス需給バランスにより、Ｃガス流量ＱｃとＢガス流量Ｑｂとの流量比が例えば３：２程度でガス焚きボイラ１に略安定して供給されているものとする。
この燃料ガスの安定供給状態では、Ｂガス空気流量調節計７１ｃ及びＣガス空気流量調節計７２ｃの設定値Ｑａｂｓ及びＱａｃｓの変化が少ないので、燃料ガス切替状態検知部６５で多入力アンドゲート６８の出力がオフ状態となる。このため、フリップフロップ回路７０がリセット状態を継続するので、燃料切替状態検知信号Ｓｆｃがオフ状態となり、空気過剰率選択部６３及び６４で加算部５３から出力される空気過剰率Ｒａが選択されてＢガス用空気流量制御部７１及びＣガス用空気流量制御部７２に供給される。
【００３２】
このときのＢガス流量Ｑｂ及びＣガス流量Ｑｃが流量計１６及び１８で検出されるとともに、ＢガスカロリーＨｂ及びＣガスカロリーＨｃが定期的に計測される。通常、ＣガスのカロリーＨｃは２１ＭＪ／Ｎｍ３程度であり、ＢガスカロリーＨｂは３．４ＭＪ／Ｎｍ３程度であり、ＣガスカロリーＨｃに比較してＢガスカロリーＨｂは１／６程度となる。
これらＢガス流量Ｑｂ及びＣガス流量ＱｃとＢガスカロリーＨｂ及びＣガスカロリーＨｃとが燃焼制御装置２５に供給される。このため、目標値設定部２６のトータルガスカロリー算出部２９でＢガス流量Ｑｂ及びＣガス流量ＱｃとＢガスカロリーＨｂ及びＣガスカロリーＨｃとに基づいて前記（１）式の演算を行ってトータルガスカロリーＨｔを算出する。この場合、ガスカロリーの高いＣガス流量Ｑｃが多いので、トータルガスカロリーＨｔも比較的高い値となる。
【００３３】
一方、混焼比率算出部３０でＢガス流量Ｑｂ及びＣガス流量ＱｃとＢガスカロリーＨｂ及びＣガスカロリーＨｃとに基づいて前記（２）式の演算を行って混焼比率Ｒｍを算出する。この場合、前述したようにＣガスを基準ガスとして設定した場合には、混焼比率は例えば９０％程度と高くなる。
そして、混焼比率算出部３０で算出された混焼比率Ｒｍが排ガスＯ２目標基準値算出部３１に供給される。このとき、排ガスＯ２目標基準値設定部２７で特性線Ｌ１に基づきＯ２目標基準値Ｇｏｓが決定される。この場合の混焼比率Ｒｍが高い値であるので、排ガスＯ２目標基準値Ｇｏｓは低い値が設定される。
【００３４】
一方、トータルガスカロリー算出部２９で算出されたトータルガスカロリーＨｔが排ガスＯ２目標値シフト量算出部３２に供給される。そして、トータルガスカロリーＨｔに応じた排ガスＯ２目標値シフト量ΔＧｏｓが特性線Ｌ２に基づき設定される。
そして、排ガスＯ２目標基準値算出部３１で算出される排ガスＯ２目標基準値Ｇｏｓと排ガスＯ２目標値シフト量算出部３２で算出される排ガスＯ２目標値シフト量ΔＧｏｓとが加算部３３で加算されて排ガスＯ２目標値Ｇｏ＊が算出される。このため、算出される排ガスＯ２目標値Ｇｏ＊はトータルガスカロリー変動及び混焼比率を考慮した値となる。
【００３５】
また、空気過剰率設定部２８では、混焼比率算出部３０で算出された混焼比率Ｒｍが空気過剰率目標基準値算出部４１に供給される。そして、この空気過剰率目標基準値算出部４１で特性線Ｌ３に基づき空気過剰率目標基準値Ｒａｓが決定される。この場合の混焼比率Ｒｍが高い値であるので、空気過剰率目標基準値Ｒａｓ小さい値となる。
一方、トータルガスカロリー算出部２９で算出されたトータルガスカロリーＨｔが空気過剰率目標値シフト量算出部４２に供給される。そして、トータルガスカロリーＨｔに応じた空気過剰率目標値シフト量ΔＲａｓが特性線Ｌ４に基づき決定される。
【００３６】
そして、空気過剰率目標基準値算出部４１で算出される空気過剰率目標基準値Ｒａｓと空気過剰率目標値シフト量算出部４２で算出される空気過剰率目標値シフト量ΔＲａｓとが加算部４３で加算されて空気過剰率目標値Ｒａ＊が算出される。このため、算出される空気過剰率目標値Ｒａ＊はトータルガスカロリー変動及び混焼比率を考慮した最適な値となる。
【００３７】
そして、目標値設定部２６から出力される排ガスＯ２目標値Ｇｏ＊とＯ２分析計２３で検出した排ガスＯ２濃度Ｇｏｄとが排ガスＯ２調節計５１に入力され、この排ガスＯ２調節計５１で排ガスＯ２目標値Ｇｏ＊と排ガスＯ２濃度Ｇｏｄとの偏差についてＰＩＤ制御演算を行って空気過剰率Ｏ２補正値Ｒａｏを算出する。
また、排ガスＣＯ分析計２４で検出した排ガスＣＯ濃度Ｇｃｏｄを排ガスＣＯ調節計５２に入力して、排ガスＣＯ濃度Ｇｃｏｄと設定値との偏差についてＰＩＤ制御演算を行って空気過剰率ＣＯ補正値Ｒａｃを算出する。
【００３８】
そして、空気過剰率目標値設定部２８から出力される空気過剰率目標値Ｒａ＊と空気過剰率Ｏ２補正値Ｒａｏと空気過剰率ＣＯ補正値Ｒａｃとを加算部５３で加算して空気過剰率Ｒａを算出する。このため、算出された空気過剰率Ｒａは、図５（ｃ）に示すように、Ｃガス流量Ｑｃ及びＢガス流量Ｑｂの変化量が小さい状態すなわち時点ｔ１〜ｔ２の間では、トータルガスカロリーＨｔ及び混焼比率Ｒｍに応じて略一定に制御される。
そして、算出した空気過剰率ＲａをＢガス用空気流量制御部７１及びＣガス用空気流量制御部７２に供給される。
【００３９】
このため、Ｂガス用空気流量制御部７１で、Ｂガス流量Ｑｂに理論空気量Ａｏを乗算部７１ａで乗算してＢガス必要空気量Ａｂを算出し、このＢガス必要空気量Ａｂに空気過剰率Ｒａを乗算部７１ｂで乗算してＢガス空気流量設定値Ｑａｂｓを算出し、算出したＢガス空気流量設定値Ａａｂｓと流量計１６で検出したＢガス空気流量ＱａｂとをＢガス空気流量調節計７１ｃに供給して両者の偏差についてＰＩＤ制御演算を行ってＢガス空気流量指令値Ｑａｂｃを算出し、算出したＢガス空気流量指令値ＱａｂｃをＢガス用ダンパー１１に出力する。
【００４０】
したがって、Ｂガス用空気流量ＱａｂがトータルガスカロリーＨｔ及び混焼比率Ｒｍに応じて最適状態に制御される。
また、Ｃガス用空気流量制御部７２で、Ｃガス流量Ｑｃに理論空気量Ａｏを乗算部７２ａで乗算してＣガス必要空気量Ａｃを算出し、このＣガス必要空気量Ａｃに空気過剰率Ｒａを乗算部７２ｂで乗算してＣガス空気流量設定値Ｑａｃｓを算出し、算出したＣガス気流量設定値Ａａｃｓと流量計１８で検出したＣガス空気流量ＱａｃとをＣガス空気流量調節計７２ｃに供給して両者の偏差についてＰＩＤ制御演算を行ってＣガス空気流量指令値Ｑａｃｃを算出し、算出したＣガス空気流量指令値ＱａｃｃをＣガス用ダンパー１２に出力する。
【００４１】
したがって、Ｃガス用空気流量ＱａｃがトータルガスカロリーＨｔ及び混焼比率Ｒｍに応じて最適状態に制御される。
この状態で、排ガス中に含まれる排ガスＯ２濃度が排ガスＯ２目標値設定部２７で設定した排ガスＯ２目標値Ｇｏ＊に対して増加（又は減少）すると、これに応じて排ガスＯ２調節計５１から出力される空気過剰率Ｏ２補正値Ｒａｏが減少（又は増加）する。これに応じて、Ｂガス用空気流量制御部７１及びＣガス用空気流量制御部７２によりＢガス用ダンパー１１及びＣガス用ダンパー１２の開度が制御されて、排ガス中に含まれるＯ２濃度が排ガスＯ２目標値Ｇｏ＊に一致するように制御される。
【００４２】
また、排ガス中に含まれる排ガスＣＯ濃度が排ガスＣＯ調節計５２で設定された設定値に対して増加（又は減少）すると、これに応じて排ガスＣＯ調節計５２から出力される空気過剰率ＣＯ補正値Ｒａｃが減少（又は増加）する。これに応じて、Ｂガス用空気流量制御部７１及びＣガス用空気流量制御部７２によりＢガス用ダンパー１１及びＣガス用ダンパー１２の開度が制御されて、排ガス中に含まれるＣＯ濃度が図５（ｂ）に示すように設定値に一致するように制御される。
【００４３】
その後、時点ｔ２で燃料ガスの切換操作を行うことにより、Ｃガス流量Ｑｃが減少し、Ｂガス流量Ｑｂが増加する燃料切替状態に移行すると、この時点で、Ｃガス流量Ｑｃ及びＢガス流量Ｑｂが変化することにより、Ｂガス用空気流量制御部７１のＢガス空気流量調節計７１ｃ及びＣガス用空気流量制御部７２のＣガス空気流量調節計７２ｃに入力されるＢガス空気流量設定値Ｑａｂｓ及びＣガス空気流量設定値Ｑａｃｓが規定値以上変化することになる。
【００４４】
このため、遅延タイマ６６及び６７の遅延時間Ｔだけ遅れた時点で、多入力アンドゲート６８の出力がオン状態となってフリップフロップ回路７０がセットされ、このフリップフロップ回路７０からオン状態の燃料切替状態検知信号Ｓｆｃが空気過剰率選択部６３及び６４に供給される。
したがって、空気過剰率選択部６３及び６４で加算部５３から供給される空気過剰率Ｒａに代えて燃料切替時空気過剰率設定部６１及び６２で設定された燃料切替時の排ガスＣＯ発生を防止する燃料切替時空気過剰率Ｒａｂ及びＲａｃをＢガス用空気流量制御部７１及びＣガス用空気流量制御部７２に出力する。
【００４５】
このため、空気過剰率が、図５（ｃ）に示すように、増加し、燃料ガス切替時の排ガス中のＣＯ濃度の増加が図５（ｂ）に示すように抑制される。
その後、時点ｔ３で、Ｂガス流量Ｑｂ及びＣガス流量Ｑｃの変化量が少なくなると、Ｂガス用空気流量制御部７１及びＣガス用空気流量制御部７２の乗算部７１ａ及び７２ａで算出されるＢガス必要空気量Ａｂ及びＣガス必要空気量Ａｃの変化量も少なくなり、乗算部７１ｂ及び７２ｂで算出されるＢガス空気流量設定値Ｑａｂｓ及びＣガス空気流量設定値Ｑａｃｓの変化量が少なくなり、これらがＢガス空気流量調節計７１ｃ及びＣガス空気流量調節計７２ｃに設定値として入力される。
【００４６】
このため、Ｂガス空気流量設定値Ｑａｂｓ及びＣガス空気流量設定値Ｑａｃｓの変化量が少ない状態が一定時間継続したときに、燃料ガス切替状態検知部６５のアンドゲート６９の出力がオン状態となり、これによってフリップフロップ回路７０がリセットされる。このため、フリップフロップ回路７０から出力される燃料切替状態検知信号Ｓｆｃがオフ状態となり、このオフ状態の燃料切替状態検知信号ＳｆｃがＢガス空気過剰率選択部６３及びＣガス空気過剰率選択部６４に供給される。したがって、Ｂガス空気過剰率選択部６３及びＣガス空気過剰率選択部６４で燃料切替時空気過剰率Ｒａｂ及びＲａｃに代えて加算部５３から出力される空気過剰率Ｒａが選択される。
【００４７】
この結果、前述したように、トータルガスカロリーＨｔの変動及び混焼比率Ｒｍを考量した空気過剰率ＲａがＢガス用空気流量制御部７１及びＣガス用空気流量制御部７２に供給されることになり、前述した時点ｔ１〜ｔ２と同様に空気過剰率Ｒａが図５（ｃ）に示すように安定した状態に制御される。
【００４８】
ここで、図５（ａ）に示すように、時点ｔ３においてＣガス流量ＱｃとＢガス流量Ｑｂとの流量比が例えば２：３程度でガス焚きボイラ１に略安定して供給され始めると、この時点ｔ３以降の燃料ガスの安定供給状態では、混焼比率は時点ｔ１〜時点ｔ２の間の安定供給状態における混焼比率よりも小さくなる。したがって、排ガスＯ２目標基準値設定部２７で特性線Ｌ１に基づき決定されるＯ２目標基準値Ｇｏｓ、及び、空気過剰率設定部２８で特性線Ｌ３に基づき決定される空気過剰率目標基準値Ｒａｓは、時点ｔ１〜時点ｔ２の間におけるそれぞれの値よりも小さい値となる。
【００４９】
また、時点ｔ３以降のトータルガスカロリーも、時点ｔ１〜時点ｔ２の間のトータルガスカロリーから変化するので（図５（ａ）の場合は小さくなる）、排ガスＯ２目標基準値設定部２７で特性線Ｌ２に基づき決定されるＯ２目標値シフト量ΔＧｏｓ、及び、空気過剰率設定部２８で特性線Ｌ４に基づき決定される空気過剰率目標値シフト量ΔＲａｓも変化する。
【００５０】
そして、特性線Ｌ１、Ｌ３はそれぞれ、混焼比率に応じたＣＯを発生させないための最適Ｏ２目標基準値、空気過剰率目標基準値を表すものであり、また、特性線Ｌ２、Ｌ４はそれぞれ、トータルガスカロリーに応じたＣＯを発生させないための最適Ｏ２目標値シフト量ΔＧｏｓ、空気過剰率目標値シフト量ΔＲａｓを表すものであるから、時点ｔ３以降において決定された排ガスＯ２目標値Ｇｏ＊、空気過剰率目標値Ｒａ＊は、時点ｔ１〜時点ｔ２の間で設定された時と同様に、ＣＯを発生させないための最適な値となる。
【００５１】
因みに、燃料ガス切替時に空気過剰率Ｒａを高める制御を行わない場合には、図６に示すように、時点ｔ２でＣガス流量Ｑｃが減少し始め、Ｂガス流量Ｑｂが増加し始めた燃料ガス切替時にオペレータの技量によって空気過剰率の調整を行うので、空気過剰率Ｒａが、図６（ｃ）に示すように、略一定の状態を維持してしまう場合が発生する。この場合には、時点ｔ２から時点ｔ３まで燃料ガス切替状態で、オペレータの技量によって空気過剰率の調整を行うので、排ガス中の排ガスＣＯ濃度が図６（ｂ）に示すように高くなってしまうという問題点がある。
【００５２】
しかしながら、本実施形態では、上述したように、燃料ガスの切替時を自動的に検出して、空気過剰率Ｒａから排ガスＣＯ濃度の増加を抑制する燃料切替時空気過剰率Ｒａｆに切替えるので、排ガスＣＯ濃度の増加を確実に抑制することができる。
このように、上記実施形態によると、ガスカロリーの異なる２種類のＢガス及びＣガスをガス焚きボイラ１に供給して、燃焼用空気とともに燃焼させる場合に、空気過剰率目標値Ｒａ＊が空気過剰率目標値設定部２８でトータルガスカロリーＨｔの変動及び混焼比率Ｒｍを考慮して算出されるので、ガス流量が変化した場合に正確な空気過剰率目標値Ｒａ＊を算出することができる。
【００５３】
これと同時に、排ガスＯ２目標値Ｇｏ＊についても排ガスＯ２目標値設定部２７でトータルガスカロリーＨｔの変動及び混焼比率Ｒｍを考慮して算出されるので、ガス流量が変化した場合に正確な排ガスＯ２目標値Ｇｏ＊を算出することができる。
そして、排ガスＯ２目標値Ｇｏ＊と排ガスＯ２濃度Ｇｏｄとが排ガスＯ２調節計５１に供給して空気過剰率Ｏ２補正値Ｒａｏが算出されるとともに、排ガスＣＯ濃度Ｇｃｏｄが排ガスＣＯ調節計５２に供給されて空気過剰率ＣＯ補正値Ｒａｃが算出され、これら空気過剰率Ｏ２補正値Ｒａｏ及び空気過剰率ＣＯ補正値Ｒａｃが空気過剰率目標値Ｒａ＊に加算されて空気過剰率Ｒａが算出されるので、空気過剰率ＲａでトータルガスカロリーＨｔ及び混焼比率Ｒｍに応じたガス空気流量を最適に制御することができるとともに、排ガスＯ２濃度及び排ガスＣＯ濃度を最適に調整することができる。
【００５４】
しかも、Ｂガス流量Ｑｂ及びＣガス流量Ｑｃの流量を切替える燃料ガス切替時に、燃料ガス切替状態を燃料ガス切替状態検知部６５で自動的に検出し、空気過剰率選択部６３及び６４で空気過剰率Ｒａから排ガスＣＯ濃度の増加を抑制する燃料切替時空気過剰率Ｒａｆに切替えるので、燃料切替状態で排ガスＣＯ濃度が増加することを確実に抑制することができる。
【００５５】
なお、上記実施形態においては、燃料ガスとして、Ｂガス及びＣガスの２種類の燃料ガスを適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、転炉ガス（Ｌガス）を含めた３種類の燃料ガスを適用することができる。この場合には、各燃料ガスの流量及びガスカロリーに基づいてトータルガスカロリー変動及び混焼比率を考慮した排ガスＯ２目標値Ｇｏ＊及び空気過剰率目標値Ｒａ＊を算出して空気過剰率Ｒａを算出し、算出した空気過剰率Ｒａに基づいて各ガスの空気流量を個別に制御すればよいものである。ある場合には、都市ガスを加えたり、その他任意の燃料ガスを加えたりすることができる。さらには、製鉄所で使用する燃料ガスに限らず、都市ガス等の任意の燃料ガスを複数ガス焚きボイラに供給する場合に本発明を適用することができる。
【００５６】
また、上記実施形態においては、目標値設定部２６を、排ガスＯ２目標値算出部２７、空気過剰率目標値算出部２８、トータルガスカロリー算出部２９及び混焼比率算出部３０で構成する場合について説明したが、トータルガスカロリー算出部２９及び混焼比率算出部３０を個別に設けた排ガス目標値算出部２７及び空気過剰率目標値算出部２８を個別に設けるようにしてもよい。
【００５７】
また、上記実施形態においては、燃料切替時空気過剰率設定部６１及び６２と、空気過剰率選択部６３及び６４と、燃料ガス切替状態検知部６５とを設けた場合について説明したが、燃料ガス切替時の空気過剰率をオペレータが手動設定する場合には、燃料切替時空気過剰率設定部６１及び６２と、空気過剰率選択部６３及び６４と、燃料切替状態検知部６５とを省略することもできる。
また、上記実施形態では、排ガス中のＯ２濃度及びＣＯ濃度を個別の分析計２３，２４で検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、多成分分析計を適用して１つの分析計で排ガスＯ２濃度及び排ガスＣＯ濃度を検出するようにしてもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、排ガスＯ２目標値設定部２７及び空気過剰率目標値設定部２８で制御マップを参照して排ガスＯ２目標基準値Ｇｏｓ、排ガスＯ２目標値シフト量ΔＧｏｓ、空気過剰率目標基準値Ｒａｓ及び空気過剰率目標値シフト量ΔＲａｓを算出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、各制御マップの特性線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３及びＬ４を表す方程式に混焼比率Ｒｍ及びトータルガスカロリーＨｔを個別に代入して、排ガスＯ２目標基準値Ｇｏｓ、排ガスＯ２目標値シフト量ΔＧｏｓ、空気過剰率目標基準値Ｒａｓ及び空気過剰率目標値シフト量ΔＲａｓを算出するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１…ガス焚きボイラ、２…高炉、３…ガスホルダ、４…Ｂガス流量制御弁、５…コークス炉、６…ガスホルダ、７…Ｃガス流量制御弁、１０…ブロアー、１１…Ｂガス用ダンパー、１２…Ｃガス用ダンパー、１６、１８、２０、２２…流量計、２３…Ｏ２分析計、２４…ＣＯ分析計、２５…燃焼制御装置、２６…目標値設定部、２７…排ガスＯ２目標値設定部、２８…空気過剰率目標値設定部、２９…トータルガスカロリー算出部、３０…混焼比率算出部、３１…排ガスＯ２目標基準値算出部、３２…排ガスＯ２目標値シフト量算出部、３３…加算部、４１…空気過剰率目標基準値算出部、４２…空気過剰率目標値シフト量算出部、４３…加算部、５１…排ガスＯ２調節計、５２…排ガスＣＯ調節計、５３…加算部、６１，６２…燃料切替時空気過剰率設定部、６３…Ｂガス用空気過剰率選択部、６４…Ｃガス用空気過剰率選択部、６５…燃料切替状態検知部、７１…Ｂガス用空気流量制御部、７１ａ，７１ｂ…乗算部、７１ｃ…Ｂガス空気流量調節計、７２…Ｃガス用空気流量制御部、７２ａ，７２ｂ…乗算部、７２ｃ…Ｃガス空気流量調節計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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