JPH0374407B2 - - Google Patents
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- JPH0374407B2 JPH0374407B2 JP59204459A JP20445984A JPH0374407B2 JP H0374407 B2 JPH0374407 B2 JP H0374407B2 JP 59204459 A JP59204459 A JP 59204459A JP 20445984 A JP20445984 A JP 20445984A JP H0374407 B2 JPH0374407 B2 JP H0374407B2
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- G—PHYSICS
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- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
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-
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Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
本発明は原料を複数の流路に分配し、この分配
された各流路の原料に加熱炉にて熱処理を加える
プロセスにおいて、各流路の熱処理後の原料温度
が各々対応する設定値と等しくなるように制御す
る加熱プロセスの制御方法に関するものである。Detailed Description of the Invention [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a process in which a raw material is distributed into a plurality of channels, and the raw material in each of the distributed channels is heat-treated in a heating furnace. The present invention relates to a heating process control method that controls the raw material temperature after heat treatment to be equal to each corresponding set value.
[発明の技術的背景とその問題点]
一般化学、石油化学等の分野では原料に値する
基本単位操作として加熱処理を施している。[Technical background of the invention and its problems] In fields such as general chemistry and petrochemistry, heat treatment is performed as a basic unit operation worthy of raw materials.
この加熱炉としては常圧蒸留装置やエチレン分
解炉では、原材料を複数系列の流路(以下、パス
と称する)に分割したマルチパスを用いて、加熱
処理するものが多い。 As this heating furnace, an atmospheric distillation apparatus or an ethylene decomposition furnace is often used to heat-process the raw material using a multi-pass system in which the raw material is divided into a plurality of channels (hereinafter referred to as "passes").
この加熱処理後の原料は下流工程にて処理され
て製品となる。従つて、加熱炉出口での温度制御
の精度は製品の品質を左右する重要な要因とされ
ている。 The raw material after this heat treatment is processed in a downstream process to become a product. Therefore, the accuracy of temperature control at the outlet of the heating furnace is considered to be an important factor that affects the quality of the product.
従つて、上記マルチパスにおいては、各パスの
炉出口温度が所定値になるように各パスの流量や
炉の燃料流量を調整する。 Therefore, in the multi-pass, the flow rate of each pass and the fuel flow rate of the furnace are adjusted so that the furnace outlet temperature of each pass becomes a predetermined value.
しかしながら、炉出口温度は原料の温度変化、
各パスの流量バランス、炉の燃焼状態の変化の影
響を受け易く、制御するのが難しい。さらに、長
いパスを通すことにより無駄時間が炉出口温度を
不安定なものとしている。 However, the furnace outlet temperature depends on the temperature change of the raw material.
It is difficult to control as it is easily affected by the flow balance of each pass and changes in the combustion state of the furnace. Furthermore, by passing through a long path, dead time makes the furnace outlet temperature unstable.
ここで第6図を参照して従来の加熱炉制御方法
を説明しておく。 Here, a conventional heating furnace control method will be explained with reference to FIG.
図はパスが3系統の例を示しており、図中1は
加熱炉である。2は原料配管であり、この原料配
管2は3系統のバス2a,2b,2cに分路され
て加熱炉1内を通された後、再び合流される。3
は単位時間当りの加熱炉流通原料総量を設定する
トータル原料流量設定器であり、4−1,〜4−
3は流量調整器である。5−1,〜5−3は流量
発信器であり、この流量発信器5−1,〜5−3
は各々前記各パス2a,2b,2cに対応させて
該パスに取付けられていて、加熱炉1の入口側で
のパス内原料流量に対応した検出信号を出力す
る。6−1,〜6−3はこれら各流量発信器5−
1,〜5−3に対応して設けられ、その対応する
流量発信器5−1,〜5−3の出力信号を開平演
算処理する開平演算器、7−1,〜7−3は流量
調節計であり、前記各パス2a,〜2cに対応さ
せて取付けられていて、加熱炉1の入口側でのパ
ス内原料流量を制御信号に応じた流量に調整す
る。 The figure shows an example of three paths, and 1 in the figure is a heating furnace. 2 is a raw material pipe, and this raw material pipe 2 is shunted to three systems of buses 2a, 2b, and 2c, passed through the heating furnace 1, and then joined again. 3
is a total raw material flow rate setting device that sets the total amount of raw material flowing through the heating furnace per unit time, and 4-1, ~4-
3 is a flow rate regulator. 5-1, ~5-3 are flow rate transmitters, and these flow rate transmitters 5-1, ~5-3
are respectively attached to the paths 2a, 2b, and 2c, and output a detection signal corresponding to the flow rate of the raw material in the path on the inlet side of the heating furnace 1. 6-1, ~ 6-3 are each of these flow rate transmitters 5-
7-1 and 7-3 are provided for flow rate adjustment. The flow rate of the raw material in the path on the inlet side of the heating furnace 1 is adjusted to the flow rate in accordance with the control signal.
前記流量調整器4−1,〜4−3は前記トータ
ル原料流量設定器3により与えられる単位時間当
りの加熱炉流通原料総量を基準に開平演算器6−
1,〜6−3を介して与えられる対応の流量発信
器5−1,〜5−3の出力信号を比較し、その偏
差を制御信号として出力して、これを対応する流
量調節器7−1,〜7−3に与える。 The flow rate regulators 4-1, .
The output signals of the corresponding flow rate transmitters 5-1 and 5-3 given through the transmitters 1 and 6-3 are compared, and the deviation is outputted as a control signal, which is sent to the corresponding flow rate regulator 7-. 1, to 7-3.
8−1,〜8−3は温度発信器であり、前記各
パス2a,〜2cに対応させて取付けられてい
て、加熱炉1の出口側でのパス内原料温度を検出
するものである。また、9−1,〜9−3は温度
調節計であり、それぞれ各パス2a,〜2cに対
応して設けられていて、検出されたパス内原料温
度の信号を予め設定された出口側パス内原料温度
と比較し、その偏差分を出力する。10−1,〜
10−3は流量調節計であり、また、11は加熱
炉1の燃料供給用の燃料配管、12−1,〜12
−3は流量発信器、13−1,〜13−3は開平
演算器、14−1,〜14−3は流量調節弁、1
5−1,〜15−3はバーナである。 Reference numerals 8-1 and 8-3 denote temperature transmitters, which are attached to the respective paths 2a and 2c to detect the temperature of the raw material in the path at the outlet side of the heating furnace 1. In addition, 9-1 and 9-3 are temperature controllers, which are provided corresponding to the paths 2a and 2c, respectively, and transmit the detected in-path raw material temperature signal to a preset outlet side path. Compare the internal raw material temperature and output the deviation. 10-1, ~
10-3 is a flow rate controller; 11 is a fuel pipe for supplying fuel to the heating furnace 1; 12-1, to 12;
-3 is a flow rate transmitter, 13-1, ~13-3 are square root calculators, 14-1, ~14-3 are flow rate control valves, 1
5-1 to 15-3 are burners.
前記燃料配管11は前記原料配管2の3系統の
パス2a,2b,2cに対応させて3系統の管路
11a,〜11cに分路されており、それぞれ加
熱炉1内の対応するバーナ15−1,〜15−3
に接続される。バーナ15−1,〜15−3は各
系統の各パス2a,〜2cに1づつ対応させてあ
り、対応する各系統のパス2a,〜2cを加熱す
る。また、3系統の管路11a,〜11cにはそ
れぞれ前記流量発信器12−1,〜12−3およ
び前記調節弁14−1,〜14−3が1つづつ対
応させてあり、これらのうち、前記調節弁14−
1,〜14−3は対応する管路11a,〜11c
での燃料流量を制御信号に応じた流量に調整す
る。また、前記流量発信器12−1,〜12−3
は対応する管路11a,〜11cでの燃料流量を
検出してその検出量に応じた信号を出力する。 The fuel pipe 11 is shunted into three pipe lines 11a to 11c corresponding to the three paths 2a, 2b, and 2c of the raw material pipe 2, and each branch is connected to a corresponding burner 15- in the heating furnace 1. 1, ~15-3
connected to. One burner 15-1, to 15-3 is associated with each path 2a, to 2c of each system, and heats the corresponding path 2a, to 2c of each system. Further, one flow rate transmitter 12-1, one to 12-3 and one control valve 14-1, one to 14-3 are associated with each of the three pipe lines 11a, to 11c. , the control valve 14-
1, ~14-3 are corresponding pipe lines 11a, ~11c
The fuel flow rate is adjusted to the flow rate according to the control signal. In addition, the flow rate transmitters 12-1 to 12-3
detects the fuel flow rate in the corresponding pipe lines 11a to 11c and outputs a signal corresponding to the detected amount.
また、前期開平演算器13−1,〜13−3は
各流量発信器12−1,〜12−3に対応して設
けられ、その出力信号を開平演算処理してリニア
ライズするものであり、前記流量調節計10−
1,〜10−3は開平演算器13−1,〜13−
3を介してそれぞれ対応する流量発信器12−
1,〜12−3より得た検出信号を前記対応する
温度調節計9−1,〜9−3の出力と比較し、そ
の偏差分に対応した制御出力を発生して前記調節
弁14−1,〜14−3に与えるようにしてあ
る。 In addition, the first-stage square root calculators 13-1, . The flow rate controller 10-
1, ~10-3 are square root calculators 13-1, ~13-
3 via respective corresponding flow transmitters 12-
The detection signals obtained from the temperature controllers 9-1 and 12-3 are compared with the outputs of the corresponding temperature controllers 9-1 and 9-3, and a control output corresponding to the deviation is generated to control the control valve 14-1. , ~14-3.
このような構成の従来装置は、原料配管2を通
して加熱炉1に原料を供給する。この供給された
原料は3系列に分割され、各々の系統別パス2
a,〜2cに分流されて加熱炉1内へと送られ
る。その際、各パス2a,〜2cの原料流量はそ
れぞれ対応する流量発信器5−1,〜5−3によ
り検出され、その検出信号は対応する開平演算器
6−1,〜6−3により開平演算処理されてリニ
アライズされて後、対応する流量調節器4−1,
〜4−3へと送られる。原料総量はトータル量設
定器3により設定してあり、各流量調節器4−
1,〜4−3に与えられているので、各流量調節
器4−1,〜4−3はこのトータル量設定器3の
設定値を基準に対応する流量発信器5−1,〜5
−3の検出信号を比較し、その偏差分を求めて、
制御量としてそれぞれ対応の調節弁7−1,〜7
−3に与える。これにより、各調節弁7−1,〜
7−3はそれぞれ受けた制御量分、開度を調整し
てパス内の原料流量を調節する。 The conventional apparatus with such a configuration supplies raw materials to the heating furnace 1 through the raw material piping 2. This supplied raw material is divided into three lines, and each line passes 2
It is divided into streams a and 2c and sent into the heating furnace 1. At that time, the raw material flow rate of each path 2a, ~2c is detected by the corresponding flow rate transmitter 5-1, ~5-3, and the detection signal is square-rooted by the corresponding square root calculator 6-1, ~6-3. After being subjected to calculation processing and linearization, the corresponding flow rate regulator 4-1,
~ Sent to 4-3. The total amount of raw materials is set by the total amount setting device 3, and each flow rate controller 4-
1, to 4-3, each flow rate regulator 4-1, to 4-3 is set to the corresponding flow rate transmitter 5-1, to 5 based on the setting value of this total amount setting device 3.
Compare the detection signals of -3 and find the deviation,
The corresponding control valves 7-1, ~7 as control variables
-Give to 3. As a result, each control valve 7-1, ~
7-3 adjusts the opening degree by the received control amount to adjust the flow rate of the raw material in the path.
一方、加熱炉1で加熱された各パスの原料温度
は各パスの加熱炉出口側位置に設けられた温度発
信器8−1,〜8−3によりそれぞれ検出され、
対応の温度調節計9−1,〜9−3に与えられ
る。各温度調節計9−1,〜9−3では予め設定
された設定温度とこの温度発信器8−1,〜8−
3の検出信号とを比較し、その偏差分を制御量と
してそれぞれ出力する。そして、これを対応する
流量調節計10−1,〜10−3に基準値として
与える。 On the other hand, the temperature of the raw material heated in each pass in the heating furnace 1 is detected by temperature transmitters 8-1 to 8-3 provided at the outlet side of the heating furnace in each pass.
It is applied to the corresponding temperature controllers 9-1, 9-3. Each temperature controller 9-1, ~9-3 sets a preset temperature and this temperature transmitter 8-1, ~8-
3 and outputs the deviation as a control amount. This is then given as a reference value to the corresponding flow rate controllers 10-1 to 10-3.
また、流量調節計10−1,〜10−3には前
記燃料配管11の3系統の管路11a,〜11c
に設けられた前記流量発信器12−1,〜12−
3からそれぞれ対応する管路11a,〜11cで
の燃料流量の検出出力が与えられており、従つ
て、各流量調節計10−1,〜10−3は両者を
比較してそれぞれ基準値に対する偏差分の信号を
出力して流量調節弁14−1,〜14−3に与え
る。 Further, the flow rate controllers 10-1, 10-3 are connected to three systems of pipes 11a, 11c of the fuel pipe 11.
The flow rate transmitters 12-1, ~12- provided in
3 gives the detection output of the fuel flow rate in the corresponding pipe lines 11a, ~11c, respectively, and therefore, each flow rate controller 10-1, ~10-3 compares the two and determines the deviation from the reference value. A signal corresponding to the number of minutes is outputted and given to the flow rate control valves 14-1 to 14-3.
この流量調節計10−1,〜10−3の信号を
受けた流量調節弁14−1,〜14−3はそれぞ
れが受けた信号に対応した開度に開度調整され、
管路11a,〜11cでの燃料流量はその開度に
見合う流量に調整される。 The flow rate control valves 14-1, 14-3 that receive the signals from the flow rate regulators 10-1, 10-3 are adjusted to have openings corresponding to the signals each received,
The fuel flow rate in the pipes 11a, 11c is adjusted to a flow rate commensurate with the opening degree thereof.
前記管路11a,〜11cは前記原料配管2の
3系統のパス2a,2b,2cに対応させてあ
り、それぞれ加熱炉1内の対応するバーナ15−
1,〜15−3に接続されている。そして、バー
ナ15−1,〜15−3は各系統のパス2a,〜
2cに1つづつ対応させてあるので、上記流量調
整により火力を調節されたバーナ15−1,〜1
5−3の対応する各系統のパス2a,〜2cはそ
の加熱温度が、目標とする出口温度となるように
調整される。 The pipe lines 11a, to 11c correspond to the three paths 2a, 2b, and 2c of the raw material pipe 2, and each corresponds to the corresponding burner 15- in the heating furnace 1.
1, to 15-3. The burners 15-1 and 15-3 are connected to paths 2a and 2a of each system.
Since the burners 15-1 and 2c correspond to each burner 15-1 and 2c, the burners 15-1 and 15-1 whose thermal power is adjusted by the above-mentioned flow rate adjustment
The heating temperatures of the paths 2a and 2c of the corresponding systems 5-3 are adjusted so as to reach the target outlet temperature.
このように、従来は原料流量を目標値に制御す
るとともに、出口での原料温度が目標値になるよ
うに出口での原料温度に応じたフイードバツクを
かけてバーナの温度を調整するようにしたもので
ある。 In this way, in the past, the raw material flow rate was controlled to a target value, and the burner temperature was adjusted by applying feedback according to the raw material temperature at the outlet so that the raw material temperature at the outlet reached the target value. It is.
そのため、各パスの経時変化に伴う効率変化、
負荷流量の変化に伴う効率変化に対する修正機能
が無いことから、総合効率の低い運転を余儀無く
されることになる。すなわち、熱効率の悪いパス
ではそのパスの炉出口温度が設定温度となるまで
燃料流量を増加させ、熱効率の良いパスでは少な
い燃料流量運転することになり、加熱炉全体とし
ては大きなエネルギロスを生ずると云う欠陥を有
していた。 Therefore, efficiency changes due to changes in each path over time,
Since there is no correction function for changes in efficiency due to changes in load flow rate, operation with low overall efficiency is forced. In other words, in a path with poor thermal efficiency, the fuel flow rate will be increased until the furnace exit temperature of that path reaches the set temperature, and in a path with good thermal efficiency, the fuel flow will be operated at a low flow rate, resulting in a large energy loss for the heating furnace as a whole. It had the following defect.
[発明の目的]
本発明は上記の事情に鑑みて成されたものであ
り、その目的とするところは各パスそれぞれにつ
いてその効率に応じ、効率の高いものには原料流
量を大きくし、効率の低いものについては原料流
量を小さくするように制御することにより、加熱
炉全体としてのエネルギ効率を向上させるように
した加熱プロセスの制御方法を提供することにあ
る。[Object of the invention] The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to increase the raw material flow rate for each pass according to its efficiency, and to increase the efficiency. The object of the present invention is to provide a heating process control method that improves the energy efficiency of the heating furnace as a whole by controlling the raw material flow rate to be small when the flow rate is low.
[発明の概要]
すなわち、上記目的を達成するため本発明は、
原料を複数の流路に分配して加熱炉に通し加熱処
理を施すプロセスに用いられ、前記各流路の加熱
処理後の原料温度が所定値になるよう炉温度を制
御する加熱プロセス制御方法において、各流路に
おける加熱処理後の温度を検出し、この温度を一
定にすべく各々の流路の原料流量を制御するよう
にするもので、原料を複数系列の流路(パス)に
分割して加熱炉を通し、その各出口温度を所定値
になるように各パスの原料流量の総和(総流量)
を変えることなしに各パス出口温度をある一定値
内に入るように出口温度の高いパスは原料流量を
増加し、出口温度の低いパスは原料流量を減らす
ようにその効率に応じ、各パスの流量比率を変
え、効率の高いパス程、その流量を大きくするこ
とで加熱炉を効率良く運転できるようにする。[Summary of the invention] That is, in order to achieve the above object, the present invention has the following features:
In a heating process control method used in a process in which raw materials are distributed into a plurality of channels and passed through a heating furnace to undergo heat treatment, and the furnace temperature is controlled so that the temperature of the raw materials after heat treatment in each of the channels becomes a predetermined value. , the temperature after heat treatment in each channel is detected, and the flow rate of the raw material in each channel is controlled to keep this temperature constant, and the raw material is divided into multiple series of channels (passes). The raw material is passed through the heating furnace, and the sum of the flow rates of each pass (total flow rate) is made so that the temperature at each outlet becomes a predetermined value.
According to the efficiency of each pass, a pass with a high outlet temperature increases the raw material flow rate, and a pass with a low outlet temperature decreases the raw material flow rate, so that the outlet temperature of each pass is within a certain value without changing the By changing the flow rate ratio and increasing the flow rate for the more efficient path, the heating furnace can be operated efficiently.
[発明の実施例]
以下、本発明の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。[Embodiment of the Invention] Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明を適用する装置の構成図であ
る。図はパスが3系統の例を示しており、21は
加熱炉である。また、22は原料配管であり、こ
の原料配管22は3系統のパス22a,22b,
22cに分路されて加熱炉21内を通された後、
再び合流される。23は単位時間当りの加熱炉流
通原料総量を設定するトータル原料流量設定器、
24−1,〜24−3は比率設定器であり、トー
タル原料流量設定器23の設定値を各パス22
a,22b,22cに比例配分するために、該設
定値に比率α1、α2、α3を乗じて出力するためのも
のである。25−1,〜25−3は各々前記各パ
ス22a,22b,22cに対応させて該パスに
取付けられていて、加熱炉21の入口側でのパス
内原料流量に対応した検出信号を出力する流量発
信器である。26−1,〜26−3はこれら各流
量発信器25−1,〜25−3に対応して設けら
れ、その対応する流量発信器25−1,〜25−
3の出力信号を開平演算処理する開平演算器、2
7−1,〜27−3は流量調節計であり、前記各
パス22,〜22cに対応させて取付けられてい
て、加熱炉21の入口側でのパス内原料流量を制
御信号に応じた流量に調整する。 FIG. 1 is a block diagram of an apparatus to which the present invention is applied. The figure shows an example of three paths, and 21 is a heating furnace. Further, 22 is a raw material pipe, and this raw material pipe 22 has three paths 22a, 22b,
After being shunted to 22c and passed through the heating furnace 21,
be reunited. 23 is a total raw material flow rate setting device for setting the total amount of raw material flowing through the heating furnace per unit time;
Reference numerals 24-1 to 24-3 are ratio setting devices, which set the setting value of the total raw material flow rate setting device 23 in each pass 22.
In order to allocate proportionally to a, 22b, and 22c, the set values are multiplied by ratios α 1 , α 2 , and α 3 and output. 25-1 and 25-3 are attached to the paths 22a, 22b, and 22c, respectively, and output a detection signal corresponding to the flow rate of the raw material in the path on the inlet side of the heating furnace 21. It is a flow rate transmitter. 26-1, ~26-3 are provided corresponding to each of these flow rate transmitters 25-1, ~25-3, and the corresponding flow rate transmitters 25-1, ~25-3 are provided.
a square root calculator that performs square root calculation processing on the output signal of No. 3;
Reference numerals 7-1 and 27-3 indicate flow rate controllers, which are installed in correspondence with the respective paths 22 and 22c, and adjust the flow rate of the raw material in the path at the inlet side of the heating furnace 21 according to a control signal. Adjust to.
28−1,〜28−3は加算器、20はパス流
量修正演算部、30−1,〜30−3温度発信器
であり、前記各パス22a,〜22cに対応させ
て取付けられていて、加熱炉21の出口側でのパ
ス内原料温度を検出するものである。 28-1 and 28-3 are adders, 20 is a path flow rate correction calculation unit, and 30-1 and 30-3 are temperature transmitters, which are installed in correspondence with each of the paths 22a and 22c, This is to detect the in-pass raw material temperature on the exit side of the heating furnace 21.
前記流量調節計27−1,〜27−3には、前
記トータル原料流量設定器23により与えられる
単位時間当りの加熱炉流通原料総量に、前記比率
設定器24−1,〜24−3でそれぞれ設定され
た比率α1、α2、α3を乗じることにより補正した出
力(個別パス流量設定値)と、パス流量修正演算
部20の出力を加えて得た加算値を制御基準値と
して与えると共に、前記開平演算器26−1,〜
26−3を介して与えられる対応流量発信器25
−1,〜25−3の出力信号を与える。流量調節
計27−1,〜27−3は制御基準値を基準に、
対応流量発信器25−1,〜25−3の出力信号
を比較し、その偏差を制御信号として出力して、
これを対応する流量調節弁29−1,〜29−3
に与える。 The flow rate controllers 27-1, . The output corrected by multiplying the set ratios α 1 , α 2 , α 3 (individual path flow rate set value) and the output of the path flow rate correction calculation unit 20 are added together to give the added value obtained as the control reference value. , the square root calculator 26-1, ~
A corresponding flow transmitter 25 provided via 26-3
-1 to 25-3 output signals are given. The flow rate controllers 27-1 and 27-3 are controlled based on the control reference value.
Compare the output signals of the corresponding flow rate transmitters 25-1 to 25-3, output the deviation as a control signal,
The corresponding flow rate control valves 29-1, ~29-3
give to
31は温度発信器であり、前記各パス22a,
〜22cの出口側合流点に取付けられていて、加
熱炉21の出口側でのパス通過後における合流原
料温度を検出するものである。また、32は温度
調節計であり、温度発信器31にて検出された合
流原料温度の信号を予め設定された出口側パス内
の原料温度と比較し、その偏差分を出力する。 31 is a temperature transmitter, and each of the paths 22a,
It is attached to the confluence point on the exit side of the heating furnace 21 and detects the temperature of the combined raw materials after passing through the path on the exit side of the heating furnace 21. Further, 32 is a temperature controller, which compares the signal of the combined raw material temperature detected by the temperature transmitter 31 with the raw material temperature in the exit side path set in advance, and outputs the deviation.
33は流量調節計であり、また、34は加熱炉
21の燃料供給用の燃料配管、37はこの燃料配
管34の燃料流量を検出する流量発信器、36は
この流量発信器37の出力を開平演算してリニア
ライズする開平演算器、35はこの開平演算器3
6の出力を受けて開度調節し、燃料配管34の燃
料流量を調整する調節弁、38−1,〜38−3
は燃料配管34より燃料供給され、炉内の各パス
22a,〜22cの加熱を行うバーナである。 33 is a flow rate controller, 34 is a fuel pipe for supplying fuel to the heating furnace 21, 37 is a flow rate transmitter for detecting the fuel flow rate in this fuel pipe 34, and 36 is an output of this flow rate transmitter 37. A square root calculator 35 performs calculations and linearizes.
control valves 38-1 to 38-3 that adjust the opening degree in response to the output of 6 and adjust the fuel flow rate of the fuel pipe 34;
A burner is supplied with fuel from the fuel pipe 34 and heats each path 22a, to 22c in the furnace.
前記燃料配管34はそれぞれ加熱炉21内の対
応するバーナ38−1,〜38−3に接続され
る。バーナ38−1,〜38−3は各系統のパス
22a,〜22cを加熱するが、燃料供給量は
皆、一律であつて、ここでは従来のように系統別
にバーナ温度を制御するようなことはしない。 The fuel pipes 34 are respectively connected to corresponding burners 38-1 to 38-3 in the heating furnace 21. The burners 38-1 and 38-3 heat the paths 22a and 22c of each system, but the fuel supply amount is the same for all, and here the burner temperature is controlled for each system as in the past. I don't.
しかし、従来のような各パス毎にバーナ温度を
制御するようにしても構わない。 However, the burner temperature may be controlled for each pass as in the conventional method.
また、前記パス流量修正演算部20は前記温度
発信器30−1,〜30−3の出力を受け、この
各信号より各パス22a,〜22cでの加熱効率
を知つて、これより効率に応じ各パスでのその出
力温度が所定値になるに必要な原料流量修正量
(増減値)を求める機能を有する。 Further, the path flow rate correction calculation unit 20 receives the outputs of the temperature transmitters 30-1 and 30-3, learns the heating efficiency in each path 22a and 22c from these signals, and uses this to determine the heating efficiency in each path 22a and 22c. It has a function of determining the raw material flow rate correction amount (increase/decrease value) necessary for the output temperature in each pass to reach a predetermined value.
具体的にはパスjの流量調整量を得るための流
量修正量ΔFj(j=1、2、3、…、n)は第1
式で示すような関係を用いる。 Specifically, the flow rate correction amount ΔFj (j = 1, 2, 3, ..., n) for obtaining the flow rate adjustment amount of path j is the first
Use the relationship shown in the formula.
ΔFj=K・(Tj−) ……(1)
但し、Kは修正係数、Tjはパスjの炉出口温
度、は各パスの出口温度の平均温度である。 ΔFj=K·(Tj−) (1) where K is a correction coefficient, Tj is the furnace outlet temperature of pass j, and is the average temperature of the outlet temperatures of each pass.
ここで、は一定であるから式(1)より各パスの
流量修正量の合計は0となる。従つて、
ΔF1+ΔF2+ΔF3=K・(T1−)+K・(T2−)+
K・(T3−)=K・{(T1+T2+T3)−3}=0
……(1′)
この関係に基づいて修正量ΔFj(j=1、2、
3、…、n)を求める。この演算を行うパス流量
修正演算部20はその演算をソフトウエアによる
処理で行うが、それを機能ブロツクで示すと第2
図の如きとなる。 Here, since is constant, the sum of the flow rate correction amounts for each pass is 0 from equation (1). Therefore, ΔF 1 +ΔF 2 +ΔF 3 =K・(T 1 −)+K・(T 2 −)+
K・(T 3 −)=K・{(T 1 +T 2 +T 3 )−3}=0……(1′) Based on this relationship, the correction amount ΔFj (j=1, 2,
3,...,n). The path flow rate correction calculation unit 20 that performs this calculation performs the calculation by software processing, and if it is shown as a functional block, the second
It will look like the picture.
第2図において201は平均演算部であり、各
パス22a,〜22cの出口温度T1、T2、T3は
この平均演算部201に与えられてここでその平
均温度(=(T1+T2+T3)/3)を求める。
202−1,〜202−3は減算器であり、それ
ぞれ各パス22a,〜22cに対応して設けられ
ていて、各々対応するパスの出口温度に対応する
平均演算部201の求めた平均温度との差を求め
るものである。203は定数発生部であり、比例
定数を発生するものである。 In FIG. 2, 201 is an average calculation unit, and the outlet temperatures T 1 , T 2 , T 3 of each path 22a, to 22c are given to this average calculation unit 201, and the average temperature (=(T 1 +T 2 + T 3 )/3).
202-1 and 202-3 are subtracters, which are provided corresponding to the respective paths 22a and 22c, and are used to calculate the average temperature calculated by the average calculation unit 201 corresponding to the exit temperature of the corresponding path. The purpose is to find the difference between Reference numeral 203 denotes a constant generator, which generates a proportionality constant.
204はサンプル周期発生部であり、このサン
プル周期発生部204で与えられるサンプリング
タイミングで前記比例定数が乗算器205−1,
〜205−3に与えられる。乗算器205−1,
〜205−3はそれぞれ各パス22a,〜22c
に対応して設けられていて、各々対応する減算器
202−1,〜202−3の出力を受け、これと
前記サンプリングタイミングで与えられる前記比
例定数とを乗算する。 204 is a sampling period generating section, and at the sampling timing given by this sampling period generating section 204, the proportionality constant is calculated by the multiplier 205-1,
~205-3. Multiplier 205-1,
~205-3 are respective paths 22a and ~22c
The subtracters 202-1 and 202-3 receive the outputs of the corresponding subtracters 202-1 and 202-3, respectively, and multiply the outputs by the proportionality constant given at the sampling timing.
206−1,〜206−3は積分部であり、上
記対応する乗算器205−1,〜205−3出力
を積分してそれぞれ対応する前記加算器28−
1,〜28−3に与えるものである。 206-1, .about.206-3 are integration sections, which integrate the outputs of the corresponding multipliers 205-1, .about.205-3, and integrate the outputs of the corresponding multipliers 205-1, .
1, to 28-3.
このようなパス流量修正演算部20は第3図に
示すようなフローチヤートに従つて演算処理を行
う。すなわち、逐次割込みをかけ、ステツプST1
でサンプル周期であるか否かを判別する。そし
て、所定のサンプル周期のタイミングであればス
テツプST2に移り、温度発信器30−1,〜30
−3で検出された各パスの出口温度T1,T2,T3
を入力する。 Such a path flow rate correction calculation section 20 performs calculation processing according to a flowchart as shown in FIG. In other words, sequential interrupts are applied and step ST1
It is determined whether or not it is the sample period. Then, if the timing of the predetermined sampling period is reached, the process moves to step ST2, and the temperature transmitters 30-1, .
−3 The outlet temperature of each path detected at T 1 , T 2 , T 3
Enter.
これを受けると平均演算部201は与えられた
各パスの出口温度の平均温度(=T1+T2+
T3)/3)を求め、減算器202−1,〜20
2−3に与える。そして、次にステツプST4に入
り、ここで各パス22a,〜22c毎に各々対応
するパスの出口温度に対する平均演算部201の
求めた平均温度との差を求め、さらにステツプ
ST5では所定のタイミングで与えられる比例定数
Kを乗算器205−1,〜205−3にて修正し
た後、これをそれぞれ積分部206−1,〜20
6−3で積分する(ステツプST6)。 Upon receiving this, the average calculation unit 201 calculates the average temperature (=T 1 +T 2 +
T 3 )/3) and subtracters 202-1, ~20
Give to 2-3. Then, the process enters step ST4, where the difference between the outlet temperature of the corresponding path and the average temperature calculated by the average calculating section 201 is calculated for each of the paths 22a to 22c, and then step ST4 is performed.
In ST5, the proportional constant K given at a predetermined timing is corrected by the multipliers 205-1 and 205-3, and then the proportional constant K is corrected by the integrator 206-1 and 206-20, respectively.
Integrate in step 6-3 (step ST6).
これをそれぞれ対応する加算器28−1,〜2
8−3に与え、ここで比率設定器24−1,〜2
4−3より与えられる各パス毎の流量設定値に該
修正量が加えられて新たな流量設定値Fcjが求め
られる(ステツプST7)。 The corresponding adders 28-1 and 28-2
8-3, where the ratio setters 24-1, ~2
The correction amount is added to the flow rate set value for each pass given in step 4-3 to obtain a new flow rate set value Fcj (step ST7).
このような構成の本装置は、原料配管22を通
して加熱炉21に原料を供給する。この供給され
た原料は3系統に分割され、各々の系統別パス2
2a,〜22cに分流されて加熱炉21内へと送
られる。その際、各パス22a,〜22cの原料
流量はそれぞれ対応する流量発信器25−1,〜
25−3により検出され、その検出信号は対応す
る開平演算器26−1,〜26−3により開平演
算処理されてリニアライズされて後、対応する流
量調節計27−1,〜27−3へと送られる。 This apparatus having such a configuration supplies raw materials to the heating furnace 21 through the raw material piping 22. This supplied raw material is divided into three systems, and each system passes 2
It is divided into streams 2a and 22c and sent into the heating furnace 21. At that time, the raw material flow rate of each path 22a, ~22c is determined by the corresponding flow rate transmitter 25-1, ~22c, respectively.
25-3, and the detection signal is subjected to square root calculation processing and linearized by the corresponding square root calculators 26-1 to 26-3, and then sent to the corresponding flow rate controllers 27-1 to 27-3. is sent.
一方、原料総量はトータル原料流量設定器23
により設定してあり、この設定値は比率設定器2
4−1,〜24−3により所定比率を乗じて補正
され、加算器28−1,〜28−3にてパス流量
修正演算部20の出力と加算された後、それぞれ
のパスの原料流量基準値として対応する各流量調
節計27−1,〜27−3に与えられているの
で、各流量調節計27−1,〜27−3はこの加
算器28−1,〜28−3の出力値を基準に開平
演算器26−1,〜26−3を介して対応する流
量発信器25−1,〜25−3より与えられた検
出信号を比較し、その偏差分を求めて、制御量と
してそれぞれ対応の調節弁29−1,〜29−3
に与える。これにより、各調節弁29−1,〜2
9−3はそれぞれ受けた制御量分、開度を調整し
てパス内の原料流量を調節する。 On the other hand, the total amount of raw materials is determined by the total raw material flow rate setting device 23.
This setting value is set by ratio setting device 2.
After being corrected by multiplying by a predetermined ratio in steps 4-1 and 24-3 and added to the output of the pass flow rate correction calculation unit 20 in adders 28-1 and 28-3, the raw material flow rate standard for each pass is calculated. Since each flow rate controller 27-1, ~27-3 is given as a value to the corresponding flow rate controller 27-1, ~27-3, each flow rate controller 27-1, ~27-3 is given the output value of this adder 28-1, ~28-3. The detection signals given from the corresponding flow rate transmitters 25-1, 25-3 are compared via the square root calculators 26-1, 26-3, and the deviation is calculated as a control amount. Corresponding control valves 29-1, ~29-3, respectively
give to As a result, each control valve 29-1, ~2
9-3 adjusts the opening degree by the received control amount to adjust the flow rate of the raw material in the path.
パス22a,〜22cの出口側ではその合流し
た原料の温度が温度発信器31により検出され、
温度調節計32に与えられる。すると温度調節計
32は予め設定された設定温度とこの温度発信器
31の検出温度とを比較し、その偏差分を制御量
として出力し、これを流量調節計33に基準値と
して与える。 On the exit side of the paths 22a and 22c, the temperature of the combined raw materials is detected by a temperature transmitter 31,
A temperature controller 32 is provided with the temperature controller 32 . Then, the temperature controller 32 compares the preset temperature and the temperature detected by the temperature transmitter 31, outputs the deviation as a control amount, and gives this to the flow controller 33 as a reference value.
一方、流量調節計33には前記燃料配管34に
設けられた前記流量発信器37から燃料流量の検
出出力が与えられており、従つて、流量調節計3
3は両者を比較して基準値に対する偏差分の信号
を出力して調節弁35に与える。 On the other hand, the flow rate regulator 33 is given a detection output of the fuel flow rate from the flow rate transmitter 37 provided in the fuel pipe 34.
3 compares the two, outputs a signal corresponding to the deviation from the reference value, and supplies the signal to the control valve 35.
これにより、炉側での加熱温度も出口での原料
の目的温度となるように制御される。 Thereby, the heating temperature on the furnace side is also controlled so as to reach the target temperature of the raw material at the outlet.
また、加熱炉21で加熱された各パス22a,
〜22cの原料温度は各パス22a,〜22cの
加熱炉出口側位置に設けられた温度発信器30−
1,〜30−3によりそれぞれ検出され、パス流
量修正演算部20に与えられる。パス流量修正演
算部20は逐次割込みをかけ、所定のサンプル周
期のタイミング毎に温度発信器30−1,〜30
−3で検出された各パスの出口温度T1,T2,T3
の検出出力を取り込む。 In addition, each pass 22a heated in the heating furnace 21,
The temperature of the raw material ~22c is determined by a temperature transmitter 30- installed at the heating furnace outlet side position of each pass 22a, ~22c.
1 to 30-3, respectively, and provided to the path flow rate correction calculation unit 20. The path flow rate correction calculation unit 20 successively interrupts the temperature transmitters 30-1 to 30 at each timing of a predetermined sampling period.
−3 The outlet temperature of each path detected at T 1 , T 2 , T 3
Capture the detection output of
これを受けるとパス流量修正演算部20内の平
均演算部201は、与えられたこの各パスの出口
温度の平均温度(T1+T2+T3)/3)を求
め、減算器202−1,〜202−3に与える。
そして、各パス22a,〜22c毎に各々対応す
るパスの出口温度に対する平均演算部201の求
めた平均温度との差を求め、これに所定のタイミ
ングで与えられる比例定数Kを乗算部205−
1,〜205−3にてそれぞれ乗じて修正した
後、これをそれぞれ積分部206−1,〜206
−3で積分する。 Upon receiving this, the average calculation unit 201 in the path flow rate correction calculation unit 20 calculates the average temperature (T 1 +T 2 +T 3 )/3) of the exit temperatures of each given path, and subtractor 202-1, ~Give to 202-3.
Then, for each path 22a to 22c, the difference between the outlet temperature of the corresponding path and the average temperature calculated by the average calculating section 201 is calculated, and this is multiplied by a proportionality constant K given at a predetermined timing by the section 205-
After multiplying and correcting by 1 and 205-3 respectively, these are multiplied and corrected by integral parts 206-1 and 206, respectively.
Integrate by -3.
これをそれぞれ対応する加算器28−1,〜2
8−3に与え、ここで比率設定器24−1,〜2
4−3より与えられる各パス毎の流量設定量を加
算して各パス毎の流量設定値に上記パス流量修正
演算部20からの修正量を加えた新たな流量設定
値(個別パス流量設定値)Fcjを求める。 The corresponding adders 28-1 and 28-2
8-3, where the ratio setters 24-1, ~2
A new flow rate setting value (individual path flow rate setting value) is obtained by adding the flow rate setting amount for each pass given from 4-3 and adding the correction amount from the path flow rate correction calculation unit 20 to the flow rate setting value for each pass. ) Find Fcj.
このようにして、各パスでの出口温度を監視し
て全パスの出口平均温度を求め、これを基に各パ
ス毎の出口温度の該出口平均温度に対する差分を
補うに必要なそのパスでの原料流量の増減分を補
正した新たな流量設定値(個別パス流量設定値)
Fcjを逐次求め、これを基準値に加えて新たな流
量設定値とし、この設定値の流量になるように該
パスの原料流量を調整する。 In this way, the outlet temperature in each pass is monitored to determine the outlet average temperature of all passes, and based on this, the outlet temperature in that pass is required to compensate for the difference between the outlet temperature of each pass and the outlet average temperature. New flow rate setting value that corrects the increase/decrease in raw material flow rate (individual path flow rate setting value)
Fcj is determined one after another, this is added to the reference value as a new flow rate set value, and the raw material flow rate of the path is adjusted to the flow rate of this set value.
従つて、効率の良いパスは流量が増幅され、逆
に効率の悪いパスは流量が減らされてゆく。これ
は所定タイミングで繰返し行われる結果、前記平
均温度は目的のパス出口温度に限り無く近づき、
且つ、加熱効率の良いパスの流量を増やす制御で
あることから、加熱炉全体の効率も高くなる。 Therefore, the flow rate is amplified in the efficient path, and conversely, the flow rate is decreased in the inefficient path. As a result of this being repeated at a predetermined timing, the average temperature approaches the target path exit temperature as much as possible.
In addition, since the control increases the flow rate of the path with good heating efficiency, the efficiency of the entire heating furnace is also increased.
以上はパス全体での出口側での原料温度の平均
値を用い、この平均値と各パスでの出口側での原
料温度との差を補正すべく、対応する各パスの流
量設定値を補正することにより、効率の良いパス
の流量を増加させ、効率の悪いパスでは流量を抑
えるように制御するものであつた。従つて、構成
は簡単になるが、流量の総合的な監視を行つてい
ないので、原料流量の精度が悪くなる心配があ
る。 The above uses the average value of the raw material temperature at the outlet side for the entire pass, and corrects the flow rate setting value for each corresponding pass to compensate for the difference between this average value and the raw material temperature at the outlet side for each pass. By doing so, the flow rate was increased in the efficient path and controlled to be suppressed in the inefficient path. Therefore, although the configuration is simple, since the flow rate is not comprehensively monitored, there is a concern that the accuracy of the raw material flow rate may deteriorate.
そこで、この点を考慮したパス流量修正制御と
して次のようなものが考えられる。 Therefore, the following path flow rate correction control can be considered in consideration of this point.
以下、その詳細を説明する。 The details will be explained below.
初めに総流量一定とし、各パス毎にその熱収支
が一定になるように原料流量を増減するケースに
ついて説明する。 First, a case where the total flow rate is constant and the raw material flow rate is increased or decreased in each pass so that the heat balance is constant will be explained.
今、各パスの原料流量がほぼ等しいものとして
流量修正式を求める。ここで、平均流量は
F1=F2=F3==(F1+F2+F3)/3 ……(2)
と仮定する。 Now, a flow rate correction formula is determined assuming that the raw material flow rate in each pass is approximately equal. Here, it is assumed that the average flow rate is F 1 =F 2 =F 3 ==(F 1 +F 2 +F 3 )/3 (2).
それより、平均温度は =(T1+T2+T3)/3 ……(3) となる。 From this, the average temperature is = (T 1 + T 2 + T 3 )/3 (3).
パスjにおいて、原料流量が平均値であり、
炉出口温度がTjであつたとすると、パスjにお
ける熱収支から
(Tj−Ti)・=(−Ti)(+ΔFj) ……(4)
但し、Tiは原料炉入口温度である。従つて、
パスjにおける原料流量の増し分は
ΔFj=((Tj−)/(−Ti))・ ……(5)
と表わすことができる。 In path j, the raw material flow rate is the average value,
Assuming that the furnace outlet temperature is Tj, from the heat balance in pass j, (Tj - Ti) = (-Ti) (+ΔFj) ... (4) where Ti is the raw material furnace inlet temperature. Therefore,
The increase in the raw material flow rate in pass j can be expressed as ΔFj=((Tj−)/(−Ti))····(5).
これを実現するパス流量修正演算部20を機能
ブロツクで示すと第4図の如くとなる。 The path flow rate correction calculating section 20 that realizes this is shown in functional blocks as shown in FIG.
図は第5式を実行するための構成であり、図に
おいて、201は平均演算部であり、各パス22
a,〜22cの出口温度T1,T2,T3が入力され
て、これらの平均値を求められる。202−1,
〜202−3は各パス22a,〜22cにそれぞ
れ対応して設けられた減算部であり、各パス22
a,〜22cの出口温度T1,T2,T3がそれぞれ
対応する減算部202−1,〜202−3に入力
される。また、減算部202−1,〜202−3
には前記平均演算部201よりパス出口温度の平
均値が入力されており、各減算部202−1,〜
202−3は出口温度よりこの平均値分を減算す
る。 The figure shows the configuration for executing the fifth equation. In the figure, 201 is an average calculation unit, and each path 22
The outlet temperatures T 1 , T 2 , and T 3 of points a and 22c are input, and their average value is determined. 202-1,
~202-3 is a subtraction unit provided corresponding to each path 22a, ~22c, and each path 22
The outlet temperatures T 1 , T 2 , T 3 of a, ~22c are input to the corresponding subtraction units 202-1, ~202-3, respectively. In addition, subtraction units 202-1 to 202-3
The average value of the path outlet temperature is inputted from the average calculating section 201, and each subtracting section 202-1, .
202-3 subtracts this average value from the outlet temperature.
これにより、各パス22a,〜22cにおける
パス出口温度の平均値に対する差が求められる。 Thereby, the difference between the average value of the pass outlet temperatures in each of the passes 22a and 22c is determined.
また、第4図における203は減算部であり、
ここでは平均値演算部201の出力と原料入口温
度Tiが入力されて、前記パス出力温度目標値の
平均値に対する原料入口温度Tiとの差が求めら
れる。 Further, 203 in FIG. 4 is a subtraction section,
Here, the output of the average value calculating section 201 and the raw material inlet temperature Ti are input, and the difference between the raw material inlet temperature Ti and the average value of the pass output temperature target values is determined.
204−1,〜204−3は各パス22a,〜
22cにそれぞれ対応して設けられた除算部であ
り、これら除算部204−1,〜204−3は対
応する前記減算部202−1,〜202−3の出
力(対応するパスにおけるパス出口温度の全パス
出口温度平均値との差)と前記減算部203の出
力(パス出口温度の平均値に対する原料入口温度
Tiとの差)が入力されており、ここで、各除算
部204−1,〜204−3はそれぞれ前者を分
子、後者を分母として除算する。 204-1, ~204-3 are each path 22a, ~
22c, and these dividing units 204-1 and 204-3 calculate the output of the corresponding subtracting units 202-1 and 202-3 (of the path exit temperature in the corresponding path). difference between the average value of all pass outlet temperatures) and the output of the subtraction unit 203 (raw material inlet temperature with respect to the average value of pass outlet temperatures)
(difference from Ti) is input, and each of the division units 204-1 to 204-3 divides the former with the numerator and the latter as the denominator, respectively.
205は平均値演算部であり、各パス22a,
〜22cの流量Fi1,Fi2,Fi3が入力されて、こ
れらの平均値が求められる。また、206はサン
プル周期発生部である。平均値演算部205で求
められた平均流量はサンプル周期発生部206に
より、所定の周期でサンプリングされ、乗算部2
07−1,〜207−3に与えられる。 205 is an average value calculation unit, and each path 22a,
The flow rates Fi 1 , Fi 2 , and Fi 3 of ~22c are input, and their average value is determined. Further, 206 is a sample period generating section. The average flow rate obtained by the average value calculating section 205 is sampled at a predetermined period by a sampling period generating section 206, and
07-1, to 207-3.
乗算部207−1,〜207−3は各22a,
〜22cに対応して設けられており、それぞれ対
応する除算部204−1,〜204−3の除算結
果が入力される。従つて、乗算部207−1,〜
207−3は前記所定の周期で両者を乗算する。
これにより、乗算部207−1,〜207−3か
らは熱収支に応じた各パス毎の原料流量の増減分
ΔFjが求められる。 The multipliers 207-1 to 207-3 are each 22a,
22c are provided, and the division results of the corresponding division units 204-1 and 204-3 are input. Therefore, the multipliers 207-1, . . .
207-3 multiplies both at the predetermined period.
As a result, the multipliers 207-1 to 207-3 obtain an increase/decrease ΔFj in the raw material flow rate for each pass according to the heat balance.
208−1,〜208−3は積分部であり、乗
算部207−1,〜207−3に対応して設けら
れていて、その対応する乗算部の出力を積分する
ものである。 Integration sections 208-1 and 208-3 are provided corresponding to the multiplication sections 207-1 and 207-3, and integrate the outputs of the corresponding multiplication sections.
各積分部208−1,〜208−3の出力は対
応する加算器28−1,〜28−3に与えられて
各パスの流量制御の基準値の補正に供される。 The outputs of the respective integrating sections 208-1, .about.208-3 are given to the corresponding adders 28-1, .about.28-3, and are used to correct the reference value for flow rate control of each path.
このように入口温度と全パス出口の平均温度及
び各パス出口温度、原料の平均流量を加味して熱
収支に応じ、所定のパス出口温度になるように制
御することができ、より精度の高い制御が出来る
ようになる。 In this way, it is possible to control the temperature at a predetermined pass outlet according to the heat balance by taking into account the inlet temperature, the average temperature at the outlet of all passes, the outlet temperature of each pass, and the average flow rate of raw materials, resulting in higher precision. You will be able to control it.
しかし、この場合でも各パス出口での原料温度
を中心に制御するため、実際の製品出口温度とし
ては精度が保たれているか否かに問題が残ること
が考えられる。 However, even in this case, since the temperature of the raw material at the exit of each pass is mainly controlled, there may remain a problem as to whether or not the accuracy of the actual product exit temperature is maintained.
そこで、これを考慮した制御方法すなわち、各
パスの炉出口側合流点での原料温度が目標とする
平均温度0になるよう、該合流点での原料温度
を考慮しつつ各パス毎にその熱収支が一定になる
ように原料流量を増減するケースについて説明す
る。 Therefore, a control method takes this into consideration. In other words, the temperature of the raw material at the confluence point on the furnace exit side of each pass is adjusted to the target average temperature of 0 in each pass while taking into consideration the raw material temperature at the confluence point. A case will be explained in which the flow rate of raw materials is increased or decreased so that the income and expenditure remain constant.
今、各パス22a,〜22cの原料流量及び出
口温度をそれぞれFj,Tj(j=1、2、3、…、
n)とし、合流点の平均温度0を求めると第6
式の如くとなる。 Now, the raw material flow rate and outlet temperature of each path 22a, ~22c are Fj, Tj (j=1, 2, 3,...,
n) and find the average temperature 0 at the confluence point, the sixth
The formula is as follows.
0=(o
〓j=1
Tj・Fj)/(o
〓j=1
Fj) ……(6)
次に流路jの出口温度Tjを合流点の温度0と
するためにパスjの原料流量をFjからFj+ΔFjへ
増加したとすると、その増し分ΔFjはパス出口温
度Tjの時の得た熱量
=(Tj−Ti)・Fj ……(7)
パスjの出口温度が0となつた時の熱量
=(0−Ti)・(Fj+ΔFj) ……(8)
ここで、Tiは原料の入口温度である。 0 = ( o 〓 j=1 Tj・Fj) / ( o 〓 j=1 Fj) ...(6) Next, in order to make the outlet temperature Tj of flow path j the temperature of the confluence point 0 , the raw material flow rate of path j is is increased from Fj to Fj + ΔFj, the increase ΔFj is the amount of heat obtained when the path exit temperature is Tj = (Tj − Ti)・Fj ...(7) When the exit temperature of path j becomes 0 Calorific value = ( 0 − Ti)・(Fj+ΔFj) ...(8) Here, Ti is the inlet temperature of the raw material.
パスjの加熱炉における熱交換効率が変わらな
いとすると、第7式=第8式の関係により
(Tj−Ti)・Fj=(0−Ti)・(Fj+ΔFj) ……(9)
ΔFj=((Tj−0)/(0−Ti))・Fj ……(10)
従つて、第10式よりΔFjは合流点の平均温度
0とパスjの出口温度Tjおよびパスjの入口温度
Ti、パスjの原料流量Fjより求めることができ
る。 Assuming that the heat exchange efficiency in the heating furnace of pass j does not change, according to the relationship of equation 7 = equation 8, (Tj − Ti)・Fj=( 0 −Ti)・(Fj + ΔFj) ...(9) ΔFj = ( (Tj− 0 )/( 0 −Ti))・Fj……(10) Therefore, from equation 10, ΔFj is the average temperature at the confluence point.
0 and the exit temperature Tj of path j and the inlet temperature of path j
Ti can be determined from the raw material flow rate Fj of pass j.
これを実施するパス流量修正演算部20を機能
ブロツクで示すと第5図の如くとなる。 The path flow rate correction calculation unit 20 that implements this is shown in functional blocks as shown in FIG.
図は第10式を実行するための構成であり、図に
おいて301−1,〜301−3は各パス22
a,〜22cに対応して設けられた乗算部であ
り、それぞれ対応する各パス22a,〜22cの
流量Fi1,Fi2,Fi3および各パス出口温度T1,
T2,T3が入力され、乗算部301−1,〜30
1−3はこれらを乗算する。その結果は加算部3
02に与えられ、ここで加算され、得られた総熱
量が求められる。 The figure shows the configuration for executing Equation 10, and in the figure, 301-1 to 301-3 indicate each path 22.
It is a multiplication unit provided corresponding to the paths 22a and 22c, and calculates the flow rates Fi 1 , Fi 2 , Fi 3 of the corresponding paths 22a and 22c, and the outlet temperature T 1 ,
T 2 and T 3 are input, and multiplication units 301-1, ~30
1-3 multiplies these. The result is the adder 3
02 and is added here to determine the total amount of heat obtained.
また、各パス22a,〜22cの流量Fi1,
Fi2,Fi3は加算部303により加算され、総流量
が求められる。加算部303と加算部303の値
は除算部304に与えられ、前者(得られた総熱
量)を後者(総流量)で除算して、合流点の平均
温度0が求められる。この値は減算部305−
1,〜305−3に与えられる。 Moreover, the flow rate Fi 1 of each path 22a, to 22c,
Fi 2 and Fi 3 are added by an adding unit 303 to obtain the total flow rate. The values of the adder 303 and the adder 303 are given to the divider 304, and the former (obtained total heat amount) is divided by the latter (total flow rate) to obtain the average temperature 0 at the confluence point. This value is the subtractor 305-
1, ~305-3.
この減算部305−1,〜305−3は各パス
22a,〜22cにそれぞれ対応して設けられて
おり、各パス22a,〜22cの出口温度T1,
T2,T3がそれぞれ対応する減算部305−1,
〜305−3に入力される。従つて、減算部30
5−1,〜305−3からは出口温度から合流点
平均温度が差し引かれた差分が得られる。 The subtraction units 305-1 and 305-3 are provided corresponding to each path 22a and 22c, respectively, and the outlet temperature T 1 of each path 22a and 22c is
Subtraction unit 305-1 to which T 2 and T 3 respectively correspond,
~305-3 is input. Therefore, the subtraction unit 30
5-1 to 305-3, the difference obtained by subtracting the confluence point average temperature from the outlet temperature is obtained.
一方、前記除算部304で求められた合流点平
均温度は減算部306にも与えられ、ここで原料
入口温度Tiが差し引かれて、受けた熱量が求め
られる。この値は除算部307−1,〜307−
3に与えられる。 On the other hand, the confluence point average temperature determined by the division section 304 is also given to a subtraction section 306, where the raw material inlet temperature Ti is subtracted to determine the amount of heat received. This value is divided into division units 307-1, ~307-
given to 3.
除算部307−1,〜307−3は前記減算部
305−1,〜305−3に対応して設けられて
おり、減算部305−1,〜305−3によつて
求められた各パス毎の出口温度から合流点平均温
度を差し引いた差分が入力されており、これを減
算部306の求めた値(原料の受取つた熱量)で
除算する。この各除算値は各除算部307−1,
〜307−3に対応して設けられた乗算部308
−1,〜308−3に入力される。 The division units 307-1 and 307-3 are provided corresponding to the subtraction units 305-1 and 305-3, and each path calculated by the subtraction units 305-1 and 305-3 is The difference obtained by subtracting the confluence point average temperature from the outlet temperature is input, and this is divided by the value (the amount of heat received by the raw material) obtained by the subtraction unit 306. Each division value is calculated by each division unit 307-1,
Multiplying unit 308 provided corresponding to ~307-3
-1 to 308-3.
乗算部308−1,〜308−3には対応する
パス22a,〜22cの流量Fi1,Fi2,Fi3が与
えられるが、この入力はサンプル周期発生部31
0によつて所定間隔でサンプリング入力されるよ
うにしてある。従つて、乗算部308−1,〜3
08−3は所定時間間隔でこれら入力を乗算す
る。これにより、乗算部308−1,〜308−
3からは熱収支に応じた各パス毎の原料の増減分
ΔFjが求められる。 The multipliers 308-1 and 308-3 are given the flow rates Fi 1 , Fi 2 and Fi 3 of the corresponding paths 22a and 22c, but this input is input to the sample period generator 31.
0 so that sampling is input at predetermined intervals. Therefore, the multipliers 308-1, 308-3
08-3 multiplies these inputs at predetermined time intervals. As a result, multipliers 308-1, 308-
3, the increase/decrease amount ΔFj of the raw material for each pass according to the heat balance is determined.
309−1,〜309−3は積分部であり、乗
算部308−1,〜308−3に対応して設けら
れていて、その対応する乗算部の出力を積分する
ものである。各積分部309−1,〜309−3
の出力は対応する加算器28−1,〜28−3に
与えられて各パスの流量制御の基準値の補正に供
される。 Integrating sections 309-1 and 309-3 are provided corresponding to the multiplication sections 308-1 and 308-3, and integrate the outputs of the corresponding multiplication sections. Each integrating section 309-1, ~309-3
The outputs are given to the corresponding adders 28-1 to 28-3 and used to correct the reference value for flow rate control of each path.
このようにすると、最も高精度な出口温度制御
が行える。 In this way, the most accurate outlet temperature control can be achieved.
マルチパスを持つ加熱炉の各パスの熱効率は経
時的変化や負荷変化の組合わせによつて複雑に変
化してゆくが、この複雑に変動する熱効率に対応
して常に最大の熱効率で加熱炉を運転することが
でき、加熱炉の総合的な熱効率を最大限に維持し
て運転することができ、従つて、上述のような本
発明によれば、従来に比べ飛躍的に省エネルギ化
を図ることができる他、演算方法も簡単であり、
また、各制御部を個別に単独で制御するDDCレ
ベルの調整計でも実施可能であるなどの特徴が得
られる。 The thermal efficiency of each pass in a multi-pass heating furnace changes in a complex manner due to a combination of changes over time and load changes. The heating furnace can be operated while maintaining the overall thermal efficiency of the heating furnace to the maximum. Therefore, according to the present invention as described above, energy saving can be achieved dramatically compared to the conventional method. In addition, the calculation method is simple,
Further, the present invention has the advantage that it can be implemented even with a DDC level regulator that controls each control section individually and independently.
[発明の効果]
以上詳述したように、本発明は原料を複数系列
の流路(パス)に分割して加熱炉を通してその各
出口温度を所定値になるように各パスの原料流量
を調節するようにした加熱炉において、各パスの
原料流量の総和(総流量)を変えることなしに、
各パスの出口温度をある一定制限値内に入るよう
に出口温度の高いパスは原料流量を増加し、出口
温度の低いパスは原料流量を減らすようにして効
率の良い方に多くの原料を流すようにしたので、
複雑に変動する熱効率に対応して常に最大の熱効
率で加熱炉を運転することができ、加熱炉の総合
的な熱効率を最大限に維持して運転することがで
き、従つて、従来に較べ、飛躍的に省エネルギ化
を図ることができるなどの特徴を有する加熱プロ
セスの制御方法を提供することができる。[Effects of the Invention] As detailed above, the present invention divides the raw material into a plurality of channels (passes) and passes it through a heating furnace, adjusting the flow rate of the raw material in each pass so that the temperature at each outlet becomes a predetermined value. In a heating furnace designed to
In order to keep the outlet temperature of each pass within a certain limit value, the flow rate of raw material is increased in the path with a high outlet temperature, and the flow rate of raw material is decreased in the path with a low outlet temperature, so that more raw materials are flowed in the direction with higher efficiency. I did it like this,
The heating furnace can always be operated at maximum thermal efficiency in response to complex fluctuations in thermal efficiency, and the overall thermal efficiency of the heating furnace can be maintained to the maximum. It is possible to provide a heating process control method that is characterized by dramatically reducing energy consumption.
第1図は本発明を適用する装置の構成を示すブ
ロツク図、第2図はパス流量修正演算部の機能ブ
ロツク図、第3図はパス流量修正の処理手順の一
例を示すフローチヤート、第4図および第5図は
パス流量修正演算部の他の実施例を示す機能ブロ
ツク図、第6図は従来例を説明するためのブロツ
ク図である。
10……パス流量修正演算部、21……加熱
炉、22a,〜22c……パス、23……トータ
ル原料流量設定器、24−1,〜24−3……比
率設定器、25−1,〜25−3,37……流量
発信器、27−1,〜27−3,33……流量調
節計、28−1,〜28−3……加算器、29−
1,〜29−3,35……調節弁、30−1,〜
30−3,31……温度発信器、32……温度調
節計、34……燃料配管、38−1,〜38−3
……バーナ。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an apparatus to which the present invention is applied, FIG. 2 is a functional block diagram of a path flow rate correction calculating section, FIG. 3 is a flowchart showing an example of a processing procedure for path flow rate correction, and FIG. 5 and 5 are functional block diagrams showing other embodiments of the path flow rate correction calculating section, and FIG. 6 is a block diagram for explaining a conventional example. 10...Pass flow rate correction calculation unit, 21...Heating furnace, 22a, to 22c...Pass, 23...Total raw material flow rate setting device, 24-1, to 24-3...Ratio setting device, 25-1, ~25-3, 37...Flow rate transmitter, 27-1, ~27-3,33...Flow rate controller, 28-1, ~28-3...Adder, 29-
1,~29-3,35...Control valve, 30-1,~
30-3, 31...Temperature transmitter, 32...Temperature controller, 34...Fuel pipe, 38-1, ~38-3
...Burna.
Claims (1)
熱炉に通し加熱処理を施すと共に、前記各流路の
加熱処理後の原料を合流させ、この合流原料の温
度が所定値になるよう炉温度を制御するプロセス
に用いられ、加熱炉の熱効率を改善するための加
熱プロセスの制御方法として、 各流路における加熱処理後の原料温度をそれぞ
れ検出し、これら検出温度の平均温度を求めて各
流路での加熱処理後の原料温度をこの平均温度に
近づけるべくその差に対応する原料流量補正量を
各流路毎に求め、この原料流量補正量分を補正し
た原料流量の制御基準値にて各々の流路の原料流
量を制御することを特徴とする加熱プロセスの制
御方法。 2 検出した各流路の加熱処理後の原料温度より
全流路における加熱処理後の原料温度の平均温度
を求めて、この平均温度と各流路における加熱処
理後の原料温度との差を求め、前記平均温度に対
する当該温度差を縮小するに必要な原料流量の増
減分をそれぞれ求めて原料流量補正量とすること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の加熱プ
ロセスの制御方法。 3 各流路における原料流量をそれぞれ検出して
これらの平均値を求め、また、原料の炉入口温度
および各流路の加熱処理後の原料温度を検出する
と共に各流路の加熱処理後の原料温度より全流路
における加熱処理後の原料温度の平均温度を求
め、各流路の加熱処理後の原料温度と前記平均温
度との差を求め、また、前記平均温度と原料の炉
入口温度との差を求めて両温度差の比を各流路別
に求め、各流路の原料流量補正量はこの比と前記
流量平均値に比例した値とすることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の加熱プロセスの制御
方法。 4 各流路の原料流量をそれぞれ検出し、また、
各流路の加熱処理後の原料温度を検出して各流路
毎に流量と当該原料温度に基づく熱量を求め、こ
れらの熱量より全流路における加熱処理後の原料
温度の平均温度を求めると共に、該平均温度と各
流路の加熱処理後の原料温度との差を求め、ま
た、原料の炉入口温度を検出し、前記平均温度に
対する原料の炉入口温度との差を求めて両温度差
の比を各流路別に求め、各流路の原料流量補正量
はこの温度差の比と各流路での原料流量値に比例
した値とすることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の加熱プロセスの制御方法。[Claims] 1. Raw materials having a constant total flow rate are distributed into a plurality of flow channels, passed through a heating furnace, and subjected to heat treatment, and the raw materials after the heat treatment in each of the flow channels are combined, and the temperature of the combined raw materials is adjusted. As a heating process control method to improve the thermal efficiency of a heating furnace, the temperature of the raw material after heat treatment in each flow path is detected, and these detected temperatures are used in the process of controlling the furnace temperature so that the In order to bring the raw material temperature after heat treatment in each flow path closer to this average temperature, the raw material flow rate correction amount corresponding to the difference was determined for each flow path, and this raw material flow rate correction amount was corrected. A heating process control method characterized by controlling the raw material flow rate of each channel using a raw material flow rate control reference value. 2. Find the average temperature of the raw material temperature after heat treatment in all channels from the detected temperature of the raw material after heat treatment in each channel, and find the difference between this average temperature and the temperature of the raw material after heat treatment in each channel. 2. The method of controlling a heating process according to claim 1, wherein an increase/decrease in the raw material flow rate necessary to reduce the temperature difference with respect to the average temperature is determined and used as the raw material flow rate correction amount. 3. Detect the raw material flow rate in each flow path and find their average value, and also detect the furnace inlet temperature of the raw material and the raw material temperature after heat treatment in each flow path, and calculate the raw material flow rate after heat treatment in each flow path. From the temperature, determine the average temperature of the raw material after heat treatment in all flow paths, determine the difference between the raw material temperature after heat treatment in each flow path and the average temperature, and calculate the difference between the average temperature and the furnace inlet temperature of the raw material. The ratio of the two temperature differences is determined for each flow path, and the raw material flow rate correction amount for each flow path is set to a value proportional to this ratio and the average flow rate value. Method for controlling the heating process described in Section 1. 4 Detect the raw material flow rate of each channel, and
The temperature of the raw material after heat treatment in each channel is detected, the amount of heat based on the flow rate and the temperature of the material is determined for each channel, and from these amounts of heat, the average temperature of the raw material temperature after heat treatment in all channels is determined. , find the difference between the average temperature and the temperature of the raw material after heat treatment in each channel, detect the furnace inlet temperature of the raw material, find the difference between the average temperature and the raw material inlet temperature, and calculate the difference between the two temperatures. The ratio of the raw material flow rate in each flow path is determined for each flow path, and the raw material flow rate correction amount for each flow path is set to a value proportional to the ratio of this temperature difference and the raw material flow rate value in each flow path. Method of controlling the heating process described.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59204459A JPS6182213A (en) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | Process controlling method |
Applications Claiming Priority (1)
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JP59204459A JPS6182213A (en) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | Process controlling method |
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JPS6182213A JPS6182213A (en) | 1986-04-25 |
JPH0374407B2 true JPH0374407B2 (en) | 1991-11-26 |
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ID=16490881
Family Applications (1)
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JP59204459A Granted JPS6182213A (en) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | Process controlling method |
Country Status (1)
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JP (1) | JPS6182213A (en) |
Families Citing this family (2)
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JPH0344702U (en) * | 1989-09-11 | 1991-04-25 | ||
US8452459B2 (en) * | 2009-08-31 | 2013-05-28 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Heat exchange network heat recovery optimization in a process plant |
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- 1984-09-29 JP JP59204459A patent/JPS6182213A/en active Granted
Also Published As
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