(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉ガス母管（１）に対して第２のボイラ（３）よりも上流側に設けられた第１のボイラ（２）の燃焼制御を行うためのボイラ燃焼制御システム（１０）であって、
前記高炉ガス母管の前記第１および第２のボイラの間に配置された、かつ、測定した高炉ガス流量を示すボイラ高炉ガス流量信号（Ｓ１）を生成するボイラ高炉ガス流量計（２１）と、
前記高炉ガス母管の前記第１のボイラへの分岐点よりも上流側に配置された、かつ、第１および第２の測線によってそれぞれ測定された高炉ガス流量の平均値を示す第１の母管流量信号（Ｓ２1）を生成する第１の高炉ガス母管流量計（２２）と、
前記高炉ガス母管の前記第１の高炉ガス母管流量計よりも上流側に配置された、かつ、第１および第２の測線によってそれぞれ測定された第１および第２の高炉ガス流量をそれぞれ示す第２および第３の母管流量信号（Ｓ２2，Ｓ２3）を生成する第２の高炉ガス母管流量計（２３）と、
前記第１の高炉ガス母管流量計から入力される前記第１の母管流量信号と前記第２の高炉ガス母管流量計から入力される前記第２および第３の母管流量信号とに基づいて、前記高炉ガス母管の前記第１のボイラへの分岐点よりも上流側の高炉ガス流量を示す母管流量信号（Ｓ）を発生する母管流量信号発生部（３０）と、
前記ボイラ高炉ガス流量計から入力される前記ボイラ高炉ガス流量信号と前記母管流量信号発生部から入力される前記母管流量信号とに基づいて、前記第１のボイラの燃焼制御を行うボイラ燃焼制御部（５０）と、
を具備することを特徴とする、ボイラ燃焼制御システム。
【請求項２】
前記母管流量信号発生部が、
前記第１乃至第３の母管流量信号に基づいて前記第１の高炉ガス母管流量計の異常と前記第２の高炉ガス母管流量計の前記第１および第２の測線の異常とをそれぞれ検出すると第１乃至第３の異常検出信号（Ｂ1〜Ｂ3）をそれぞれ出力する第１乃至第３の異常検出回路（３１1〜３１3）と、
該第１乃至第３の異常検出回路から入力される前記第１乃至第３の異常検出信号に基づいて、前記第１乃至第３の母管流量信号によってそれぞれ示される流量値の第１の平均値と前記第１および第２の母管流量信号によってそれぞれ示される流量値の第２の平均値と前記第１および第３の母管流量信号によってそれぞれ示される流量値の第３の平均値と前記第２および第３の母管流量信号によってそれぞれ示される流量値の第４の平均値と前記第１の母管流量信号によって示される流量値とのうちのいずれか１つを選択して前記母管流量信号を発生する母管流量信号発生手段（３２1〜３２4，３３1〜３３4，４０）とを備える、
ことを特徴とする、請求項１記載のボイラ燃焼制御システム。
【請求項３】
前記母管流量信号発生手段が、
前記第１乃至第４の平均値をそれぞれ求める第１乃至第４の平均回路（３２1〜３２4）と、
前記第２の平均回路の出力信号および前記第３の平均回路の出力信号のうちの一方を選択する第１の切替回路（３３1）と、
該第１の切替回路の出力信号および前記第４の平均回路の出力信号のうちの一方を選択する第２の切替回路（３３2）と
前記第１の平均回路の出力信号および前記第２の切替回路の出力信号のうちの一方を選択する第３の切替回路（３３3）と、
前記第１の母管流量信号および前記第３の切替回路の出力信号のうちの一方を選択する第４の切替回路（３３4）と、
前記第１乃至第３の異常検出信号に基づいて、前記第１乃至第４の切替回路における選択をそれぞれ制御するための第１乃至第４の切替信号（Ｃ1〜Ｃ4）を発生する切替信号発生回路（４０）とを備える、
ことを特徴とする、請求項２記載のボイラ燃焼制御システム。
【請求項４】
前記母管流量信号発生手段が、第５の切替回路（３３5）をさらに備え、
前記切替信号発生回路が、前記第１乃至第３の異常検出信号が入力されると、前記第５の切替回路における選択を制御するための第５の切替信号（Ｃ5）をさらに発生し、
前記第５の切替回路が、前記切替信号発生回路から入力される前記第５の切替信号に従って、前記第４の切替回路の出力信号および該第５の切替回路の出力信号のうちの一方を所定の時間だけ選択する、
ことを特徴とする、請求項３記載のボイラ燃焼制御システム。
【請求項５】
前記切替信号発生回路が、
前記第１乃至第３の異常検出回路から前記第１乃至第３の異常検出信号のうちの少なくとも１つが入力されると出力信号を出力する１入力異常検出回路（４１）と、
前記第１の異常検出信号の極性を反転するインバータ回路（４２）と、
該インバータ回路により極性が反転された前記第１の異常検出信号と前記第２の異常検出信号と前記第３の異常検出信号との論理積をとる論理積回路（４３）と、
前記第２の異常検出信号を前記第１の切替信号として前記第１の切替回路に出力し、前記第１の異常検出信号を前記第２の切替信号として前記第２の切替回路に出力し、前記１入力異常検出回路の出力信号を前記第３の切替信号として前記第３の切替回路に出力し、前記論理積回路の出力信号を前記第４の切替信号として前記第４の切替回路に出力する切替信号出力回路（４５）と、
前記第１乃至第３の異常検出信号に基づいて、前記第１乃至第４の切替回路の切替時に所定の時間だけ前記第５の切替回路の出力信号を前記第５の切替回路に選択させる前記第５の切替信号、および、前記切替信号出力回路（４５）から前記第１乃至第４の切替信号を出力させる制御信号を生成する切替制御回路（４４）とを備える、
ことを特徴とする、請求項４記載のボイラ燃焼制御システム。
【請求項６】
前記第１乃至第３の異常検出回路が、前記第１乃至第３の母管流量信号に基づいて高炉ガスの流量値および流量変化率の異常を検出することにより前記第１の高炉ガス母管流量計の異常と前記第２の高炉ガス母管流量計の前記第１および第２の測線の異常とをそれぞれ検出することを特徴とする、請求項２乃至５いずれかに記載のボイラ燃焼制御システム。
【請求項７】
前記第１乃至第３の異常検出回路が、
前記第１乃至第３の母管流量信号に基づいて前記高炉ガス母管を流れる高炉ガスの流量値に異常が無いかを監視し、該流量値が異常の場合に出力信号をそれぞれ出力する第１乃至第３の流量値異常検出回路（３１ａ1〜３１ａ3）と、
予め設定された変化率で前記第１乃至第３の母管流量信号に追従する出力信号をそれぞれ生成する第１乃至第３の入力追従回路（３１ｂ1〜３１ｂ3）と、
前記第１乃至第３の母管流量信号と前記第１乃至第３の入力追従回路の出力信号との減算を行って両者の差をそれぞれ求める第１乃至第３の減算回路（３１ｃ1〜３１ｃ3）と、
該第１乃至第３の減算回路によって求められた前記差が所定の範囲内に入っているか否かをそれぞれ監視し、該差が該所定の範囲内に入っていないと出力信号をそれぞれ出力する第１乃至第３の流量変化率異常検出回路（３１ｄ1〜３１ｄ3）と、
該第１乃至第３の流量値異常検出回路の出力信号と前記第１乃至第３の流量変化率異常検出回路の出力信号との論理和をそれぞれとって、前記高炉ガス母管を流れる高炉ガスの流量値または流量変化率の異常検出を示す前記第１乃至第３の異常検出信号をそれぞれ出力する第１乃至第３の論理和回路（３１ｅ1〜３１ｅ3）とを備える、
ことを特徴とする、請求項６記載のボイラ燃焼制御システム。
【請求項８】
前記ボイラ高炉ガス流量計が、オリフィス式のガス流量計であり、
前記第１および第２の高炉ガス母管流量計が、超音波式のガス流量計である、
ことを特徴とする、請求項１乃至７いずれかに記載のボイラ燃焼制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ燃焼制御システムに関し、特に、ボイラ自動燃焼装置の燃料ガス流量が突変して燃焼不安定となる事象を防止するのに好適なボイラ燃焼制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
大型火力発電用ボイラの燃料として製鉄所副生ガスの高炉ガス（以下、「Ｂガス」とも称する。）を用いる場合には、Ｂガス管は内径が３．６ｍもあるため、精密にガス流量を測定するためにはガス流量計の前後に直管部が約５０ｍ必要である。
【０００３】
しかし、たとえば、図９に示すように、甲号ボイラ２（甲号機のボイラ）と乙号ボイラ３（乙号機のボイラ）とが隣接している場合には、必要な直管部を設けることが設備の構造上困難であり、ボイラ毎にガス流量計を設置することはできない。そのため、Ｂガス母管１の甲号ボイラ２と乙号ボイラ３との間の位置に乙号ボイラＢガス流量計１１１を配置するとともに、Ｂガス母管１の甲号ボイラ２への分岐点よりも前側（上流側）にＢガス母管流量計１１２を配置して、甲号ボイラＢガス流量（甲号ボイラ２のＢガス流量）は、Ｂガス母管流量計１１２で測定した母管流量から乙号ボイラＢガス流量計１１１で測定した乙号ボイラＢガス流量を差し引いて求めている。
【０００４】
また、ボイラ燃焼制御に用いるため乙号ボイラＢガス流量計１１１およびＢガス母管流量計１１２としてトラブルの少ないオリフィス式のガス流量計を使用すると、Ｂガス消費量を増加した際にオリフィス式のガス流量計の圧力損失により、特に乙号ボイラ３のＢガスバーナ必要圧力が低下するため、Ｂガス母管流量計１１２は超音波式のガス流量計が使用されている。このとき、Ｂガス母管流量計１１２では、Ａ測線による流量信号とＢ測線による流量信号との平均値から母管流量を求めている。
【０００５】
なお、下記の特許文献１には、検出器（たとえば、流量計）３台による３重化ロジックを採用して、１台の検出器に異常が発生しても残る２台の検出器で従来の２重化ロジックで運用可能とすることにより、信頼性および稼働性を向上させるプロセスの自動制御方法が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−８２９０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、超音波式のガス流量計は、圧力損失が極めて少ないが、Ａ測線およびＢ測線の超音波発信部、受信部および変換部などの異常や周囲のノイズなどにより、流量信号が突変するケースが多々あるという問題があった。たとえば、図９に示した例では、甲号ボイラＢガス流量をＢガス母管流量計１１２（超音波式）で測定した母管流量から乙号ボイラＢガス流量計１１１（オリフィス式）で測定した乙号ボイラＢガス流量を差し引いて求めているため、図１０に示すように、超音波式のＢガス母管流量計１１２の異常は、甲号ボイラ２のＢガス流量信号の突変（すなわち、甲号ボイラ２の燃焼制御に非常に大きな外乱（実流量と流量信号とのズレ））となって、たびたび甲号ボイラ２の燃焼不安定をもたらすという問題があった。
【０００７】
また、上記の特許文献１に開示されている自動制御方法を超音波式のガス流量計に用いる場合には、次の問題がある。
（１）超音波式のガス流量計の取付けには相当長い直管部（配管口径の１５倍程度）が必要であるが、特に、大口径（２．７〜３．６ｍ）の製鉄所副生ガス管に３台のガス流量計を設置するための直管部を確保するのは困難である。
（２）超音波式のガス流量計は一般的なガス流量計に比べて高価であるため、多くを設置することはできない。
【０００８】
本発明の目的は、設置台数の少ない超音波式のガス流量計を用いて３重化ロジックを実現して信頼性の向上を図ることができるボイラ燃焼制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のボイラ燃焼制御システムは、高炉ガス母管（１）に対して第２のボイラ（３）よりも上流側に設けられた第１のボイラ（２）の燃焼制御を行うためのボイラ燃焼制御システム（１０）であって、前記高炉ガス母管の前記第１および第２のボイラの間に配置された、かつ、測定した高炉ガス流量を示すボイラ高炉ガス流量信号（Ｓ１）を生成するボイラ高炉ガス流量計（２１）と、前記高炉ガス母管の前記第１のボイラへの分岐点よりも上流側に配置された、かつ、第１および第２の測線によってそれぞれ測定された高炉ガス流量の平均値を示す第１の母管流量信号（Ｓ２1）を生成する第１の高炉ガス母管流量計（２２）と、前記高炉ガス母管の前記第１の高炉ガス母管流量計よりも上流側に配置された、かつ、第１および第２の測線によってそれぞれ測定された第１および第２の高炉ガス流量をそれぞれ示す第２および第３の母管流量信号（Ｓ２2，Ｓ２3）を生成する第２の高炉ガス母管流量計（２３）と、前記第１の高炉ガス母管流量計から入力される前記第１の母管流量信号と前記第２の高炉ガス母管流量計から入力される前記第２および第３の母管流量信号とに基づいて、前記高炉ガス母管の前記第１のボイラへの分岐点よりも上流側の高炉ガス流量を示す母管流量信号（Ｓ）を発生する母管流量信号発生部（３０）と、前記ボイラ高炉ガス流量計から入力される前記ボイラ高炉ガス流量信号と前記母管流量信号発生部から入力される前記母管流量信号とに基づいて、前記第１のボイラの燃焼制御を行うボイラ燃焼制御部（５０）とを具備することを特徴とする。
ここで、前記母管流量信号発生部が、前記第１乃至第３の母管流量信号に基づいて前記第１の高炉ガス母管流量計の異常と前記第２の高炉ガス母管流量計の前記第１および第２の測線の異常とをそれぞれ検出すると第１乃至第３の異常検出信号（Ｂ1〜Ｂ3）をそれぞれ出力する第１乃至第３の異常検出回路（３１1〜３１3）と、該第１乃至第３の異常検出回路から入力される前記第１乃至第３の異常検出信号に基づいて、前記第１乃至第３の母管流量信号によってそれぞれ示される流量値の第１の平均値と前記第１および第２の母管流量信号によってそれぞれ示される流量値の第２の平均値と前記第１および第３の母管流量信号によってそれぞれ示される流量値の第３の平均値と前記第２および第３の母管流量信号によってそれぞれ示される流量値の第４の平均値と前記第１の母管流量信号によって示される流量値とのうちのいずれか１つを選択して前記母管流量信号を発生する母管流量信号発生手段（３２1〜３２4，３３1〜３３4，４０）とを備えてもよい。
前記母管流量信号発生手段が、前記第１乃至第４の平均値をそれぞれ求める第１乃至第４の平均回路（３２1〜３２4）と、前記第２の平均回路の出力信号および前記第３の平均回路の出力信号のうちの一方を選択する第１の切替回路（３３1）と、該第１の切替回路の出力信号および前記第４の平均回路の出力信号のうちの一方を選択する第２の切替回路（３３2）と、前記第１の平均回路の出力信号および前記第２の切替回路の出力信号のうちの一方を選択する第３の切替回路（３３3）と、前記第１の母管流量信号および前記第３の切替回路の出力信号のうちの一方を選択する第４の切替回路（３３4）と、前記第１乃至第３の異常検出信号に基づいて、前記第１乃至第４の切替回路における選択をそれぞれ制御するための第１乃至第４の切替信号（Ｃ1〜Ｃ4）を発生する切替信号発生回路（４０）とを備えてもよい。
前記母管流量信号発生手段が、第５の切替回路（３３5）をさらに備え、前記切替信号発生回路が、前記第１乃至第３の異常検出信号が入力されると、前記第５の切替回路における選択を制御するための第５の切替信号（Ｃ5）をさらに発生し、前記第５の切替回路が、前記切替信号発生回路から入力される前記第５の切替信号に従って、前記第４の切替回路の出力信号および該第５の切替回路の出力信号のうちの一方を所定の時間だけ選択してもよい。
前記切替信号発生回路が、前記第１乃至第３の異常検出回路から前記第１乃至第３の異常検出信号のうちの少なくとも１つが入力されると出力信号を出力する１入力異常検出回路（４１）と、前記第１の異常検出信号の極性を反転するインバータ回路（４２）と、該インバータ回路により極性が反転された前記第１の異常検出信号と前記第２の異常検出信号と前記第３の異常検出信号との論理積をとる論理積回路（４３）と、前記第２の異常検出信号を前記第１の切替信号として前記第１の切替回路に出力し、前記第１の異常検出信号を前記第２の切替信号として前記第２の切替回路に出力し、前記１入力異常検出回路の出力信号を前記第３の切替信号として前記第３の切替回路に出力し、前記論理積回路の出力信号を前記第４の切替信号として前記第４の切替回路に出力する切替信号出力回路（４５）と、前記第１乃至第３の異常検出信号に基づいて、前記第１乃至第４の切替回路の切替時に所定の時間だけ前記第５の切替回路の出力信号を前記第５の切替回路に選択させる前記第５の切替信号と前記切替信号出力回路（４５）から前記第１乃至第４の切替信号を出力させる制御信号とを生成する切替制御回路（４４）とを備えてもよい。
前記第１乃至第３の異常検出回路が、前記第１乃至第３の母管流量信号に基づいて高炉ガスの流量値および流量変化率の異常を検出することにより前記第１の高炉ガス母管流量計の異常と前記第２の高炉ガス母管流量計の前記第１および第２の測線の異常とをそれぞれ検出してもよい。
前記第１乃至第３の異常検出回路が、前記第１乃至第３の母管流量信号に基づいて前記高炉ガス母管を流れる高炉ガスの流量値に異常が無いかを監視し、該流量値が異常の場合に出力信号をそれぞれ出力する第１乃至第３の流量値異常検出回路（３１ａ1〜３１ａ3）と、予め設定された変化率で前記第１乃至第３の母管流量信号に追従する出力信号をそれぞれ生成する第１乃至第３の入力追従回路（３１ｂ1〜３１ｂ3）と、前記第１乃至第３の母管流量信号と前記第１乃至第３の入力追従回路の出力信号との減算を行って両者の差をそれぞれ求める第１乃至第３の減算回路（３１ｃ1〜３１ｃ3）と、該第１乃至第３の減算回路によって求められた前記差が所定の範囲内に入っているか否かをそれぞれ監視し、該差が該所定の範囲内に入っていないと出力信号をそれぞれ出力する第１乃至第３の流量変化率異常検出回路（３１ｄ1〜３１ｄ3）と、該第１乃至第３の流量値異常検出回路の出力信号と前記第１乃至第３の流量変化率異常検出回路の出力信号との論理和をそれぞれとって、前記高炉ガス母管を流れる高炉ガスの流量値または流量変化率の異常検出を示す前記第１乃至第３の異常検出信号をそれぞれ出力する第１乃至第３の論理和回路（３１ｅ1〜３１ｅ3）とを備えてもよい。
前記ボイラ高炉ガス流量計が、オリフィス式のガス流量計であり、前記第１および第２の高炉ガス母管流量計が、超音波式のガス流量計であってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のボイラ燃焼制御システムは、以下に示す効果を奏する。
（１）高炉ガス母管の流量信号を３重化することができるため、超音波式のガス流量計を用いて３重化ロジックを実現して、ボイラ燃焼制御の信頼性を向上することができる。
（２）第１および第２の高炉ガス母管流量計の一方に異常が発生して点検または修理する必要が生じても、正常に動作している他方を用いてボイラ燃焼制御を行うことができるので、ボイラ燃焼制御の自動運転を継続したまま点検または修理をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
超音波式のガス流量計を用いて３重化ロジックを実現して信頼性の向上を図るという目的を、第１および第２の測線によってそれぞれ測定された高炉ガス流量の平均値を示す第１の母管流量信号を生成する第１の高炉ガス母管流量計を高炉ガス母管の第１のボイラへの分岐点よりも上流側に配置するとともに、第１および第２の測線によってそれぞれ測定された第１および第２の高炉ガス流量をそれぞれ示す第２および第３の母管流量信号を生成する第２の高炉ガス母管流量計を高炉ガス母管の第１の高炉ガス母管流量計よりも上流側に配置して、第１乃至第３の母管流量信号に基づいて母管流量信号を発生することにより実現した。
【実施例１】
【００１２】
以下、本発明のボイラ燃焼制御システムの実施例について図面を参照して説明する。
本発明の一実施例によるボイラ燃焼制御システム１０は、図１に示すように、乙号ボイラＢガス流量計２１と、第１のＢガス母管流量計２２と、第２のＢガス母管流量計２３と、母管流量信号発生部３０と、ボイラ燃焼制御部５０とを具備する。
【００１３】
ここで、乙号ボイラＢガス流量計２１は、オリフィス式のガス流量計であり、Ｂガス母管１の甲号ボイラ２への分岐点よりも後ろ（下流側）に配置されている。また、乙号ボイラＢガス流量計２１は、測定した乙号ボイラＢガス流量を示す乙号ボイラＢガス流量信号Ｓ１を生成する。
【００１４】
第１のＢガス母管流量計２２は、超音波式のガス流量計であり、Ｂガス母管１の甲号ボイラ２への分岐点よりも１６ｍほど上流側に配置されている。また、第１のＢガス母管流量計２２は、Ａ測線によって測定されたＢガス流量とＢ測線によって測定されたＢガス流量との平均値を求めることにより、第１の母管流量信号Ｓ２1を生成する。
【００１５】
第２のＢガス母管流量計２３は、超音波式のガス流量計であり、第１のＢガス母管流量計２２よりも２４ｍほど上流側に配置されている。また、第２のＢガス母管流量計２３は、Ａ測線によって測定されたＢガス流量を示す第２の母管流量信号Ｓ２2と、Ｂ測線によって測定されたＢガス流量を示す第３の母管流量信号Ｓ２3とを生成する。
【００１６】
母管流量信号発生部３０は、第１のＢガス母管流量計２２から入力される第１の母管流量信号Ｓ２1と、第２のＢガス母管流量計２３から入力される第２および第３の母管流量信号Ｓ２2，Ｓ２3とに基づいて、Ｂガス母管１の甲号ボイラ２への分岐点よりも上流側のＢガス流量を示す母管流量信号Ｓを求める。
【００１７】
母管流量信号発生部３０は、図２に示すように、第１乃至第３の異常検出回路３１1〜３１3と、第１乃至第４の平均回路３２1〜３２4と、第１乃至第５の切替回路３３1〜３３5と、切替信号発生回路４０とを備える。
【００１８】
第１乃至第３の異常検出回路３１1〜３１3は、第１および第２のＢガス母管流量計２２，２３からそれぞれ入力される第１乃至第３の母管流量信号Ｓ２1〜Ｓ２3に基づいて、Ｂガス母管１を流れるＢガスの流量値または流量変化率の異常を検出すると、第１乃至第３の異常検出信号Ｂ1〜Ｂ3をそれぞれ出力する。
【００１９】
ここで、第１の異常検出回路３１1は、図３に示すように、Ｂガス母管１を流れるＢガスの流量値の異常を第１の母管流量信号Ｓ２1に基づいて検出するための第１の流量値異常検出回路３１ａ1と、Ｂガス母管１を流れるＢガスの流量変化率の異常を第１の母管流量信号Ｓ２1に基づいて検出するための第１の入力追従回路３１ｂ1、第１の減算回路３１ｃ1および第１の流量変化率異常検出回路３１ｄ1と、第１の論理和回路３１ｅ1とを備える。
第１の流量値異常検出回路３１ａ1は、第１の母管流量信号Ｓ２1に基づいて、Ｂガス母管１を流れるＢガスの流量信号異常（オーバーレンジ、アンダーレンジ）が無いかを監視し、この流量信号が異常（オーバーレンジ、アンダーレンジ）の場合には、Ｂガス母管１を流れるＢガスの流量値の異常検出を示すハイレベルの出力信号を出力する。
第１の入力追従回路３１ｂ1は、予め設定された変化率で第１の母管流量信号Ｓ２1に追従する信号を生成する。第１の減算回路３１ｃ1は、第１の母管流量信号Ｓ２1と第１の入力追従回路３１ｂ1によって生成された信号との減算を行って両者の差を求める。第１の流量変化率異常検出回路３１ｄ1は、第１の減算回路３１ｃ1によって求められた第１の母管流量信号Ｓ２1と第１の入力追従回路３１ｂ1によって生成された信号との差が所定の範囲内に入っているか否かを監視し、この差がこの所定の範囲内に入っていないと、Ｂガス母管１を流れるＢガスの流量変化率の異常検出を示すハイレベルの出力信号を出力する。第１の論理和回路３１ｅ1は、第１の流量値異常検出回路３１ａ1の出力信号と第１の流量変化率異常検出回路３１ｄ1の出力信号との論理和をとって、Ｂガス母管１を流れるＢガスの流量値または流量変化率の異常検出を示す第１の異常検出信号Ｂ1を出力する。
第２および第３のＢガス流量異常検出回路３１2，３１3は、第１のＢガス流量異常検出回路３１1と同様に構成されている。
【００２０】
図２に示した母管流量信号発生回路３０の第１の平均回路３２1は、第１乃至第３の母管流量信号Ｓ２1〜Ｓ２3によってそれぞれ示される流量値の平均値を求める。第２の平均回路３２2は、第１および第２の母管流量信号Ｓ２1，Ｓ２2によってそれぞれ示される流量値の平均値を求める。第３の平均回路３２3は、第１および第３の母管流量信号Ｓ２1，Ｓ２3によってそれぞれ示される流量値の平均値を求める。第４の平均回路３２4は、第２および第３の母管流量信号Ｓ２2，Ｓ２3によってそれぞれ示される流量値の平均値を求める。
【００２１】
第１の切替回路３３1は、切替信号発生回路４０から入力される第１の切替信号Ｃ1に従って、第２の平均回路３２2の出力信号および第３の平均回路３２3の出力信号のうちの一方を選択する。第２の切替回路３３2は、切替信号発生回路４０から入力される第２の切替信号Ｃ2に従って、第１の切替回路３３1の出力信号および第４の平均回路３２4の出力信号のうちの一方を選択する。第３の切替回路３３3は、切替信号発生回路４０から入力される第３の切替信号Ｃ3に従って、第１の平均回路３２1の出力信号および第２の切替回路３３2の出力信号のうちの一方を選択する。第４の切替回路３３4は、切替信号発生回路４０から入力される第４の切替信号Ｃ4に従って、第１の母管流量信号Ｓ２1および第３の切替回路３３3の出力信号のうちの一方を選択する。第５の切替回路３３5は、切替信号発生回路４０から入力される第５の切替信号Ｃ5に従って、第４の切替回路３３4の出力信号および第５の切替回路３３5の出力信号のうちの一方を選択する。
なお、第１乃至第５の切替回路３３1〜３３5は、第１乃至第５の切替信号Ｃ1〜Ｃ5がロウレベルであるときには入力端子ａ側を選択し、一方、第１乃至第５の切替信号Ｃ1〜Ｃ5がハイレベルであるときには入力端子ｂ側を選択する。
【００２２】
切替信号発生回路４０は、第１乃至第３の異常検出回路３１1〜３１3からそれぞれ入力される第１乃至第３の異常検出信号Ｂ1〜Ｂ3に基づいて第１乃至第５の切替信号Ｃ1〜Ｃ5を発生するものであり、図４に示すように、１入力異常検出回路４１と、インバータ回路４２と、論理積回路４３と、切替制御回路４４と、切替信号出力回路４５とを備える。
【００２３】
１入力異常検出回路４１は、第１乃至第３の異常検出回路３１1〜３１3からそれぞれ入力される第１乃至第３の異常検出信号Ｂ1〜Ｂ3のうちの少なくとも１つがハイレベルであると出力信号を出力する。インバータ回路４２は、第１の異常検出信号Ｂ1の極性を反転する。論理積回路４３は、インバータ回路４２により極性が反転された第１の異常検出信号Ｂ1と第２の異常検出信号Ｂ2と第３の異常検出信号Ｂ3との論理積をとる。切替制御回路４４は、第１乃至第３の異常検出信号Ｂ1〜Ｂ3に基づいて、第１乃至第４の切替回路３３1〜３３4の切替時に第５の切替回路３３5を３秒間だけ入力端子ｂ側に切替させる第５の切替信号Ｃ5と、切替信号出力回路４５から第１乃至第４の切替信号Ｃ1〜Ｃ4を出力させる制御信号とを生成する。切替信号出力回路４５は、切替制御回路４４から入力される制御信号に従って第１乃至第４の切替信号Ｃ1〜Ｃ4を第１乃至第４の切替回路３３1〜３３4に出力する。
ここで、切替信号出力回路４５は、第２の異常検出信号Ｂ2（第２のＢガス母管流量計２３のＡ測線の異常を示す。）を第１の切替信号Ｃ1として第１の切替回路３３1に出力し、第１の異常検出信号Ｂ1（第１のＢガス母管流量計２２の異常を示す。）を第２の切替信号Ｃ2として第２の切替回路３３2に出力し、１入力異常検出回路４１（第１のＢガス母管流量計２２と第２のＢガス母管流量計２３のＡ測線およびＢ測線のうちのいずれかの異常示す。）の出力信号を第３の切替信号Ｃ3として第３の切替回路３３3に出力し、論理積回路４３の出力信号（第２のＢガス母管流量計２３のＡ測線およびＢ測線の異常を示す。）を第４の切替信号Ｃ4として第４の切替回路３３4に出力する。
【００２４】
図１に示したボイラ燃焼制御部５０は、母管流量信号発生部３０から出力される母管流量信号Ｓから、乙号ボイラＢガス流量計２１から入力される乙号ボイラＢガス流量信号Ｓ１を引くことにより、甲号ボイラＢガス流量信号（＝Ｓ−Ｓ１）を生成して、生成した甲号ボイラＢガス流量信号に基づいて甲号ボイラ２の燃焼制御を行う。
【００２５】
次に、図１に示したボイラ燃焼制御システム１０の動作について、図２および図５乃至図８を参照して説明する。
（正常時の動作）
第１および第２のＢガス母管流量計２２，２３がともに正常に動作しているときには、第１乃至第３の異常検出回路３１1〜３１3から出力される第１乃至第３の異常検出信号Ｂ1〜Ｂ3はすべてロウレベルであるため、ロウレベルの第１乃至第５の切替信号Ｃ1〜Ｃ5が切替信号発生回路４０（図４参照）から第１乃至第５の切替回路３３1〜３３5にそれぞれ出力される。
【００２６】
その結果、図２に示すように、第１乃至第５の切替回路３３1〜３３5はすべて入力端子ａ側を選択するため、母管流量信号発生回路３０からは、第１の平均回路３２1の出力信号（すなわち、第１乃至第３の母管流量信号Ｓ２1〜Ｓ２3によってそれぞれ示される流量値の平均値を示す信号）が母管流量信号Ｓとして出力される。
【００２７】
ボイラ燃焼制御部５０は、母管流量信号発生部３０から出力される母管流量信号Ｓから、乙号ボイラＢガス流量計２１から入力される乙号ボイラＢガス流量信号Ｓ１を引くことにより、甲号ボイラＢガス流量信号（＝Ｓ−Ｓ１）を生成する。ボイラ燃焼制御部５０は、生成した甲号ボイラＢガス流量信号に基づいて甲号ボイラ２の燃焼制御を行う。
したがって、正常時には、正常に動作している第１および第２のＢガス母管流量計２２，２３からの第１乃至第３の母管流量信号Ｓ２1〜Ｓ２3によってそれぞれ示されるＢガス母管１の流量値の平均値に基づいて、甲号ボイラ２の燃焼制御が行われる。
【００２８】
（第１のＢガス母管流量計２２の異常時の動作）
第１のＢガス母管流量計２２が正常に動作せず第１の母管流量信号Ｓ２1が示す流量値または流量変化率に異常が生じると、第１の異常検出回路３１1（図３参照）からハイレベルの第１の異常検出信号Ｂ1が出力される。
切替信号発生回路４０の切替制御回路４４は、ハイレベルの第１の異常検出信号Ｂ1が第１の異常検出回路３１1から入力されると、第５の切替回路３３5に入力端子ｂ側を選択させて母管流量信号Ｓを３秒間だけホールドするために、ハイレベルの第５の切替信号Ｃ5を第５の切替回路３３5に３秒間だけ出力する。
同時に、切替制御回路４４は、第１乃至第４の切替信号Ｃ1〜Ｃ4を出力するように切替信号出力回路４５を制御する。このとき、第１の異常検出信号Ｂ1のみがハイレベルとなっているため、第１および第４の切替信号Ｃ1，Ｃ4はロウレベルのままであるが、第２および第３の切替信号Ｃ2，Ｃ3はロウレベルからハイレベルに変わる。
【００２９】
その結果、図５に示すように、第１および第４の切替回路３３1，３３4は入力端子ａ側を選択し、第２および第３の切替回路３３2，３３3は入力端子ｂ側を選択するため、母管流量信号発生回路３０からは、第４の平均回路３２4の出力信号（すなわち、第２および第３の母管流量信号Ｓ２2，Ｓ２3によってそれぞれ示される流量値の平均値を示す信号）が母管流量信号Ｓとして出力される。
【００３０】
ボイラ燃焼制御部５０は、母管流量信号発生部３０から出力されるＢガス母管流量信号Ｓから、乙号ボイラＢガス流量計２１から入力される乙号ボイラＢガス流量信号Ｓ１を引くことにより、甲号ボイラＢガス流量信号（＝Ｓ−Ｓ１）を生成する。ボイラ燃焼制御部５０は、生成した甲号ボイラＢガス流量信号に基づいて甲号ボイラ２の燃焼制御を行う。
したがって、第１のＢガス母管流量計２２の異常時には、正常に動作している第２のＢガス母管流量計２３からの第２および第３の母管流量信号Ｓ２2，Ｓ２3によってそれぞれ示されるＢガス母管１の流量値の平均値に基づいて、甲号ボイラ２の燃焼制御が行われる。
【００３１】
（第２のＢガス母管流量計２３のＡ測線の異常時の動作）
第２のＢガス母管流量計２３のＡ測線が正常に動作せず第２の母管流量信号Ｓ２2が示す流量値または流量変化率に異常が生じると、第２の異常検出回路３１2（図３参照）からハイレベルの第２の異常検出信号Ｂ2が出力される。
切替信号発生回路４０の切替制御回路４４は、ハイレベルの第２の異常検出信号Ｂ2が第２の異常検出回路３１2から入力されると、第５の切替回路３３5に入力端子ｂ側を選択させて母管流量信号Ｓを３秒間だけホールドするために、ハイレベルの第５の切替信号Ｃ5を第５の切替回路３３5に３秒間だけ出力する。
同時に、切替制御回路４４は、第１乃至第４の切替信号Ｃ1〜Ｃ4を出力するように切替信号出力回路４５を制御する。このとき、第２の異常検出信号Ｂ2のみがハイレベルとなっているため、第２および第４の切替信号Ｃ2，Ｃ4はロウレベルのままであるが、第１および第３の切替信号Ｃ1，Ｃ3はロウレベルからハイレベルに変わる。
【００３２】
その結果、図６に示すように、第２および第４の切替回路３３2，３３4は入力端子ａ側を選択し、第１および第３の切替回路３３1，３３3は入力端子ｂ側を選択するため、母管流量信号発生回路３０からは、第３の平均回路３２3の出力信号（すなわち、第１および第３の母管流量信号Ｓ２1，Ｓ２3によってそれぞれ示される流量値の平均値を示す信号）が母管流量信号Ｓとして出力される。
【００３３】
ボイラ燃焼制御部５０は、母管流量信号発生部３０から出力される母管流量信号Ｓから、乙号ボイラＢガス流量計２１から入力される乙号ボイラＢガス流量信号Ｓ１を引くことにより、甲号ボイラＢガス流量信号（＝Ｓ−Ｓ１）を生成する。ボイラ燃焼制御部５０は、生成した甲号ボイラＢガス流量信号に基づいて甲号ボイラ２の燃焼制御を行う。
したがって、第２のＢガス母管流量計２３のＡ測線の異常時には、正常に動作している第１のＢガス母管流量計２２からの第１の母管流量信号Ｓ２1および第２のＢガス母管流量計２３のＢ測線からの第３の母管流量信号Ｓ２3によってそれぞれ示されるＢガス母管１の流量値の平均値に基づいて、甲号ボイラ２の燃焼制御が行われる。
【００３４】
（第２のＢガス母管流量計２３のＢ測線の異常時の動作）
第２のＢガス母管流量計２３のＢ測線が正常に動作せず第３の母管流量信号Ｓ２3が示す流量値または流量変化率に異常が生じると、第３の異常検出回路３１3（図３参照）からハイレベルの第３の異常検出信号Ｂ3が出力される。
切替信号発生回路４０の切替制御回路４４は、ハイレベルの第３の異常検出信号Ｂ3が第３の異常検出回路３１3から入力されると、第５の切替回路３３5に入力端子ｂ側を選択させて母管流量信号Ｓを３秒間だけホールドするために、ハイレベルの第５の切替信号Ｃ5を第５の切替回路３３5に３秒間だけ出力する。
同時に、切替制御回路４４は、第１乃至第４の切替信号Ｃ1〜Ｃ4を出力するように切替信号出力回路４５を制御する。このとき、第３の異常検出信号Ｂ3のみがハイレベルとなっているため、第１、第２および第４の切替信号Ｃ1，Ｃ2，Ｃ4はロウレベルのままであるが、第３の切替信号Ｃ3はロウレベルからハイレベルに変わる。
【００３５】
その結果、図７に示すように、第１、第２および第４の切替回路３３1，３３2，３３4は入力端子ａ側を選択し、第３の切替回路３３3は入力端子ｂ側を選択するため、母管流量信号発生回路３０からは、第２の平均回路３２2の出力信号（すなわち、第１および第２の母管流量信号Ｓ２1，Ｓ２2によってそれぞれ示される流量値の平均値を示す信号）が母管流量信号Ｓとして出力される。
【００３６】
ボイラ燃焼制御部５０は、母管流量信号発生部３０から出力される母管流量信号Ｓから、乙号ボイラＢガス流量計２１から入力される乙号ボイラＢガス流量信号Ｓ１を引くことにより、甲号ボイラＢガス流量信号（＝Ｓ−Ｓ１）を生成する。ボイラ燃焼制御部５０は、生成した甲号ボイラＢガス流量信号に基づいて甲号ボイラ２の燃焼制御を行う。
したがって、第２のＢガス母管流量計２３のＢ測線の異常時には、正常に動作している第１のＢガス母管流量計２２からの第１の母管流量信号Ｓ２1および第２のＢガス母管流量計２３のＡ測線からの第２の母管流量信号Ｓ２2によってそれぞれ示されるＢガス母管１の流量値の平均値に基づいて、甲号ボイラ２の燃焼制御が行われる。
【００３７】
（第２のＢガス母管流量計２３のＡ測線およびＢ測線の異常時の動作）
第２のＢガス母管流量計２３のＡ測線およびＢ測線が正常に動作せず第２および第３の母管流量信号Ｓ２2，Ｓ２3が示す流量値または流量変化率に異常が生じると、第２および第３の異常検出回路３１2，３１3（図３参照）からハイレベルの第２および第３の異常検出信号Ｂ2，Ｂ3が出力される。
切替信号発生回路４０の切替制御回路４４は、ハイレベルの第２および第３の異常検出信号Ｂ2，Ｂ3が第２および第３の異常検出回路３１2，３１3から入力されると、第５の切替回路３３5に入力端子ｂ側を選択させて母管流量信号Ｓを３秒間だけホールドするために、ハイレベルの第５の切替信号Ｃ5を第５の切替回路３３5に３秒間だけ出力する。
同時に、切替制御回路４４は、第１乃至第４の切替信号Ｃ1〜Ｃ4を出力するように切替信号出力回路４５を制御する。このとき、第２および第３の異常検出信号Ｂ2，Ｂ3がハイレベルとなっているため、第２の切替信号Ｃ2はロウレベルのままであるが、第１、第３および第４の切替信号Ｃ1，Ｃ3，Ｃ4はロウレベルからハイレベルに変わる。
【００３８】
その結果、図８に示すように、第２の切替回路３３2は入力端子ａ側を選択し、第１、第３および第４の切替回路３３1，３３3，３３4は入力端子ｂ側を選択するため、母管流量信号発生回路３０からは、第１の母管流量信号Ｓ２1が母管流量信号Ｓとして出力される。
【００３９】
ボイラ燃焼制御部５０は、母管流量信号発生部３０から出力される母管流量信号Ｓから、乙号ボイラＢガス流量計２１から入力される乙号ボイラＢガス流量信号Ｓ１を引くことにより、甲号ボイラＢガス流量信号（＝Ｓ−Ｓ１）を生成する。ボイラ燃焼制御部５０は、生成した甲号ボイラＢガス流量信号に基づいて甲号ボイラ２の燃焼制御を行う。
したがって、第２のＢガス母管流量計２３のＡ測線およびＢ測線の異常時には、正常に動作している第１のＢガス母管流量計２２からの第１の母管流量信号Ｓ２1によって示されるＢガス母管１の流量値に基づいて、甲号ボイラ２の燃焼制御が行われる。
【００４０】
このように、本実施例によるボイラ燃焼制御システム１０では、Ｂガス母管１の流量信号を３重化することができるため、甲号ボイラ２の燃焼制御の信頼性を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上説明したように、本発明のボイラ燃焼制御システムは、たとえば、ボイラ自動燃焼装置の燃料ガス流量が突変して燃焼不安定となる事象を防止するシステムとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施例によるボイラ燃焼制御システム１０の構成を示す図である。
【図２】図１に示した母管流量信号発生部３０の構成を示す図である。
【図３】図２に示した第１のＢガス流量異常検出回路３１1の構成を示す図である。
【図４】図２に示した切替信号発生回路４０の構成を示す図である。
【図５】図１に示したボイラ燃焼制御システム１０の第１のＢガス母管流量計２２の異常時の動作を説明するための図である。
【図６】図１に示したボイラ燃焼制御システム１０の第２のＢガス母管流量計２３のＡ測線の異常時の動作を説明するための図である。
【図７】図１に示したボイラ燃焼制御システム１０の第２のＢガス母管流量計２３のＢ測線の異常時の動作を説明するための図である。
【図８】図１に示したボイラ燃焼制御システム１０の第２のＢガス母管流量計２３のＡ測線およびＢ測線の異常時の動作を説明するための図である。
【図９】従来の甲号ボイラ２のＢガス流量の求め方を説明するための図である。
【図１０】図９に示したＢガス母管流量計１１２の異常による甲号ボイラ２のＢガス流量信号の突変によってもたらされる甲号ボイラ２の燃焼不安定について説明するための図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  Ｂガス母管
２  甲号ボイラ
３  乙号ボイラ
１０  ボイラ燃焼制御システム
２１  乙号ボイラＢガス流量計
２２  第１のＢガス母管流量計
２３  第２のＢガス母管流量計
３０  母管流量信号発生部
３１1〜３１3  第１乃至第３の異常検出回路
３１ａ1〜３１ａ3  第１乃至第３の流量値異常検出回路
３１ｂ1〜３１ｂ3  第１乃至第３の入力追従回路
３１ｃ1〜３１ｃ3  第１乃至第３の減算回路
３１ｄ1〜３１ｄ3  第１乃至第３の流量変化率異常検出回路
３１ｅ1〜３１ｅ3  第１乃至第３の論理和回路
３２1〜３２4  第１乃至第４の平均回路
３３1〜３３5  第１乃至第５の切替回路
４０  切替信号発生回路
４１  １入力異常検出回路
４２  インバータ回路
４３  論理積回路
４４  切替制御回路
４５  切替信号出力回路
５０  ボイラ燃焼制御部
Ｂ1〜Ｂ3  第１乃至第３の異常検出信号
Ｃ1〜Ｃ5  第１乃至第５の切替信号
Ｓ  母管流量信号
Ｓ１  乙号ボイラＢガス流量信号
Ｓ２1  第１の母管流量信号
Ｓ２2  第２の母管流量信号
Ｓ２3  第３の母管流量信号
【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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【図７】
0004401357.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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