CN115993203A - 用于评估燃气锅炉中可由传感器获取的准稳态压差的方法和相关的燃气锅炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于评估可由传感器获得的燃气锅炉中的准稳态压力差的方法,其中所述传感器是差压传感器或质量流量传感器,其中燃气锅炉具有混合装置(4)、鼓风机(5)、主流量限制器(3)、调节阀(2)和安全阀(1),所述混合装置用于混合从燃料入口(G)流入的燃料和从空气入口(L)流入的空气以形成燃料‑空气混合物,所述鼓风机用于吸入通过所述混合装置的燃料和空气,所述主流量限制器(3)用于限制所述混合装置(4)中的所述燃料的质量流量,所述调节阀布置在所述主流量限制器(3)的上游并用于调节进入所述混合装置(4)的所述燃料的质量流量,所述安全阀布置在调节阀(2)的上游并用于中断所述燃料的质量流量,其中传感器获取主流量限制器(3)上游和调节阀(2)下游的测量点处的压力(p2)与参考测量点处的参考压力(p0、p1)之间的压差,并将其传输到评估电子装置,其中,所述评估电子装置将其间安全阀(1)关闭的预冲洗阶段的压差与预冲洗阶段之后的压差进行比较,并通过比较检测故障。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于评估燃气锅炉中可由传感器获取的准稳态压力差的方法和燃气锅炉,所述燃气锅炉设计成执行所述方法。
背景技术
在现有技术中已知燃气锅炉,其中通过设计为差压传感器的传感器测量在主流节流器的上游相对于参考压力的压力差,并且基于压力差调节燃料质量流量。
燃气锅炉除其他部件外,一般还包括用于混合从燃料入口流入的燃料和从空气入口流入的空气以形成燃料-空气混合物的混合装置、用于吸入燃料和空气通过混合装置的鼓风机、用于限制混合装置中的燃料的质量流量的主流量限制器、布置在主流量限制器的上游的用于调节混合装置中的燃料的质量流量的调节阀、以及布置在调节阀的上游的用于中断燃料的质量流量的安全阀。然后可以将气体-空气混合物送入燃烧器,在燃烧器中燃烧混合物。
为了调节流入燃料的压力,现有技术中的调节阀常作为机械-气动的气阀工作,通过调节膜获得压力差,并布置在两个不同压力的区域之间。
然而,替代地,压力传感器也用于所谓的“电子控制”范围内,其中压力由单独的传感器获取,并以电子方式评估压力值以确定压力差。根据评估,可控制或调节电控调节阀或气阀。
例如,在用于调节燃气锅炉的燃气-空气混合物的装置中,通过差压传感器相对于参考压力测量主流量限制器的上游的压力,该差压传感器测量压差或两个压降之间的压力差。
在这种情况下,电子气阀通常由数字调节器控制,该调节器例如以微控制器或其他控制装置实现,并且通过该数字调节器将确定的补偿压力或压力差调节到期望或指定的目标值。
由于压力或压力差的目标值通常为0Pa,因此经常使用术语“电子零压调节”。
无论是电子调节还是机械气动调节,其功能都仅限于根据压力差调节燃气锅炉,而不能提供附加功能。
然而,希望能够监测燃气锅炉相关的其他特征值,以便能够根据特征值检测燃气锅炉中的故障并据此能够控制或调节锅炉并采取其他措施,特别是延长锅炉的使用寿命。
为了可以在已知的燃气锅炉中获取额外的特征值或检测故障,就需要额外的传感器和评估装置,这既复杂又昂贵。
发明内容
因此,本发明的目的在于克服上述缺点并提供一种方法,通过该方法可以以简单且成本有效的方式获取和评估燃气锅炉中的故障。
该目的通过根据权利要求1的特征的组合来实现。
根据本发明,因此提出一种用于评估燃气锅炉中可由传感器获取的准稳态压力差的方法。所述传感器是差压传感器或质量流量传感器。还规定,其中燃气锅炉具有混合装置、鼓风机、主流量限制器、调节阀和安全阀,所述混合装置用于混合从燃料入口流入的燃料和从空气入口流入的空气以形成燃料-空气混合物,所述鼓风机用于吸入通过所述混合装置的燃料和空气,所述主流量限制器用于限制所述混合装置中的所述燃料的质量流量,所述调节阀布置在所述主流量限制器的上游并用于调节进入所述混合装置的所述燃料的质量流量,所述安全阀布置在调节阀的上游并用于中断所述燃料的质量流量。所述传感器获取设置在所述主流量限制器的上游和所述调节阀下游的测量点处的压力与参考测量点处的参考压力之间的压差并将其传输到所述评估电子装置。所述评估电子装置将其间安全阀关闭的预冲洗阶段的压差与所述预冲洗阶段之后的压差进行比较,并通过比较检测故障。
在预冲洗阶段,如本领域技术人员已知的,所述燃气锅炉用空气冲洗而没有气体混合,这通过关闭的安全阀实现。在大多数情况下,预冲洗阶段在操作开始时或所述燃气锅炉初始化时进行。
预冲洗阶段之后的故障检测涉及所述燃气锅炉的预冲洗之后的所有其他操作阶段或类型,特别是涉及可以校准所述燃气锅炉的调整操作和所述燃气锅炉连续操作。
准静态压力差应理解为不波动或仅在预定容差范围内波动的压力差。例如,压力差的平均值约1%的压力差波动可以理解为准平稳。
如果涉及预定的或先前已知的值和/或范围,则这些值和/或范围可以存储或至少可存储在所述评估电子装置中。
例如,可以根据存储在所述评估电子装置中的已知数据来检测和/或合理性检查系统中的各种状态或错误,这些数据可以作为校准所述燃气锅炉的一部分来确定或可以由用户输入。在这种情况下,状态或故障的确定特别是通过物理地和逻辑地考虑系统中主要的(herrschend)状态和值来进行。也可以使用机器学习(例如使用神经网络)进行状态检测。此外,通常可以使用机器学习生成或扩展容差范围或一般容差值。
所提出的方法基于差压传感器的信号,所述信号例如在“电子零压调节”的正常运行期间测量补偿压力p2。如果已知气体类型并且限定了主流量限制器,则可以使用补偿压力校准例如气体阀特征曲线。
根据该方法的第一有利变体,故障是错误的主流量限制器或错误使用的主流量限制器,并且所述方法包括以下步骤:
a.通过传感器确定在预冲洗阶段期间的时间点tpp时的第一压差p(tpp),在所述预冲洗阶段中安全阀关闭,并具有调节阀的限定的位置和鼓风机的鼓风机转速;
b.通过传感器确定在时间点tpp后的时间点ts时的第二压差p(ts),在所述时间点ts时的所述第二压差p(ts)是准稳态的,在时间点ts时安全阀打开,并且具有调节阀的限定的位置和鼓风机的鼓风机转速;
c.特别地通过从第二压差p(ts)减去第一压差p(tpp)确定第二压差p(ts)和第一压差p(tpp)之间的压力差,并通过评估电子装置从所述压力差和调节阀的限定的位置来确定通过主流量限制器的已知燃料的燃料质量流量;
d.通过评估电子装置由燃料的质量流量和所述压力差来确定主流量限制器的实际压力损失系数;
e.将评估电子装置的实际压力损失系数与存储在评估电子装置中的预期的主流量限制器的目标压力损失系数进行比较。
由此,如果实际压力损失系数与目标压力损失系数的偏差超出预定容差,则评估电子装置检测出燃气锅炉中使用的主流量限制器不对应于预期的主流量限制器,并且因此,所使用的主流量限制器是错误的或者是错误使用的主流量限制器,这对应于待检测出的故障。
如果检测有故障或错误的主流量限制器,则优选地知晓所使用的燃料、混合装置的特性和调节阀的气阀特征曲线。这些值预先确定和/或存储在评估电子装置中。
作为对此的替代,第二有利变体规定,故障是未校准或错误校准的调节阀,所述方法包括以下步骤:
a.通过传感器确定在预冲洗阶段中的时间点tpp时的第一压差p(tpp),在所述预冲洗阶段中安全阀关闭,并具有调节阀的限定的位置和鼓风机的鼓风机转速;
b.通过传感器确定在时间点ts时的第二压差p(ts),在所述时间点ts时的所述第二压差p(ts)是准稳态的,在所述时间点ts时安全阀打开,并且具有调节阀的限定的位置和鼓风机的鼓风机转速;
c.特别地通过从第二压差p(ts)减去第一压差p(tpp)来确定第二压差p(ts)和第一压差p(tpp)之间的压力差,并通过评估电子装置从所述压力差和主流量限制器的限定的压力损失特性来确定通过调节阀的已知燃料的燃料质量流量,其中通过调节阀的质量流量和调节阀的限定的位置形成构成调节阀的实际特征曲线的一对值;
d.借助于评估电子装置通过将所述一对值与调节阀的目标特征曲线进行比较来确定调节阀的实际特征曲线与调节阀的目标曲线的偏差。
其中如果所述一对值偏离调节阀的目标特征曲线超出预定容差,则检测出调节阀未校准或错误校准。
在这种情况下,优选地还规定,将调节阀的目标特征曲线以所述偏差进行偏移,由此近似实际特征曲线。
还可以规定,不仅识别出调节阀未校准或错误校准,还使得调节阀原位校准。通过确定实际特征曲线,可以将其作为目标特征曲线使用,也可以采取措施使实际特征曲线进一步近似目标特征曲线。
在此有利地,燃料、所使用的主流量限制器和混合装置的特性是已知的。这些值预先确定和/或存储在评估电子装置中。
除了所述方法的前两个变体之外,替代的第三个变体规定,故障是错误的燃料并且所述方法包括以下步骤:
a.通过传感器确定在预冲洗阶段期间的时间点tpp时的第一压差p(tpp),在所述预冲洗阶段中安全阀关闭,并具有调节阀的限定的位置和鼓风机的鼓风机转速;
b.通过传感器确定在时间点ts时的第二压差p(ts),在所述时间点ts时的所述第二压差p(ts)是准稳态的,在所述时间点ts时安全阀打开,并且具有调节阀的限定的位置和鼓风机的鼓风机转速;
c.特别地通过从所述第二压差p(ts)中减去所述第一压差p(tpp)来确定第二压差p(ts)和第一压差p(tpp)之间的压力差;
d.根据所述压力差、所述调节阀的限定的位置和从所述鼓风机通过所述混合装置输送的预定的质量流量以及所述主流量限制器的限定的压力损失特性来确定从所述燃料入口流入的实际燃料;
e.将所述实际燃料与预定的目标燃料进行比较。
在此规定,当所述实际燃料与所述目标燃料不匹配时,则所述评估电子装置检测出错误的燃料,即故障。
以这种方式,可以进行合理性检查以确定是否实际使用了应该使用的燃料。
为了确定或合理性检查燃料,如果所使用的主流量限制器、混合装置的特性和调节阀的气阀特征曲线是已知的,则也是有利的。这些值预先确定和/或存储在评估电子装置中。
作为已经描述的方法变体的补充或替代,可以规定,故障是通过燃料入口流入的燃料的燃料压力pg的缺失或过低和/或是主流量限制器错误或未安装。如果要检测这类故障或这些故障,则所述方法包括以下步骤:
a.打开所述安全阀;
b.点燃所述燃气锅炉的燃烧器;
c.确定燃烧器是否已被点燃;
d.如果所述燃烧器没有被点燃,通过所述传感器和所述评估电子装置确定压差曲线,同时所述安全阀在预定时间内打开;
在此规定,所述评估电子装置将所述压差曲线与预定容差范围进行比较,如果所述压差曲线位于所述容差范围之外,则检测到故障,由于压差在预定时间内不增加,因此检测出燃料压力pg缺失或过低和/或主流量限制器错误或未安装。
为此目的,所使用的燃料、所使用的主流量限制器、混合装置的特性和调节阀的气阀特征曲线优选地是已知的。这些值预先确定和/或存储在评估电子装置中。
在对此的进一步有利的改进方案中,如果燃料压力pg缺失或过低,则将所述燃气锅炉的最大允许加热功率和/或所述鼓风机的最大允许鼓风机速度减小到相应的预定值以避免损坏。
此外,该方法的有利变体可以规定,故障是不存在或未连接传感器和/或传感器与测量点和/或参考测量点的连接不良或不存在。在此,确定在所述主流量限制器的上游和所述调节阀下游的测量点处的压力与参考测量点处的参考压力之间的压差。如果压力差在预定容差范围之外,则所述评估电子装置检测出传感器不存在或未连接和/或与测量点和/或参考测量点的连接不良或不存在。
为了防止或至少最小化损坏的有利的进一步方案规定,如果传感器不存在或未连接和/或与测量点和/或参考测量点的连接不良或不存在,则关闭所述安全阀。
在此同样地,所使用的燃料、所使用的主流量限制器、混合装置的特性和调节阀的气阀特征曲线也优选地是已知的。这些值预先确定和/或存储在评估电子装置中。
作为前述方法进一步方案的替代或补充,可以规定,故障是有缺陷的安全阀或有缺陷的调节阀,其中所述方法包括以下步骤:
a.在所述安全阀打开、所述调节阀的限定位置和从所述鼓风机通过所述混合装置输送的预定的质量流量的情况下通过所述传感器确定实际压差;
b.通过所述评估电子装置和所述调节阀的限定的位置确定目标压差;
c.确定所述实际压差与所述目标压差的偏差。
在这种情况下,当所述偏差大于预定的容差值时,所述评估电子装置识别故障或所述故障,所述容差值可以储存,特别是存储在所述评估电子装置中。
本发明的另一方面涉及一种燃气锅炉,其被设计成用于实施根据本发明的方法。
以上公开的特征可以根据需要组合,只要这在技术上是可行的并且它们不相互矛盾。
附图说明
本发明的其他有利进一步方案在从属权利要求中表征,或者在下面与参照附图对本发明的优选实施例的描述一起更详细地呈现。在附图中示出:
图1为燃气锅炉的示例性示意图。
具体实施方式
图1示意性地示出燃气锅炉的一部分或部段,其中文丘里混合器被显示为混合装置4,其中鼓风机5通过空气入口L从具有空气压力p0的环境中吸入空气。流入的空气和通过燃料源G流入的燃料(气体)在混合装置4中混合以形成燃料-空气混合物。
从燃料源G流入的燃料,特别是气体,流经安全阀1、调节阀2和主流量限制器3。安全阀1优选地具有打开和阻塞位置,在该位置,燃料通过安全阀1的流动被阻塞。调节阀2设计成用于控制燃料的体积流量,从而可以调节通过调节阀2到混合装置4的燃料的体积流量。因此可以通过调整或调节通过调节阀2的燃料的体积流量来调节燃料-空气混合物的混合比。
此外设置至少一个差压传感器,其设计成用于确定主流量限制器3的上游和调节阀2下游的燃料的压力p2与参考压力之间的压力差,其中参考压力优选地是环境压力p0或输送到混合装置4的空气输送供应管线中的空气的压力p1。为此,差压传感器例如可以具有相应的压力传感器或压力接收器,其用于获取相应的压力p0、p1、p2。此外,可以提供用于获取另外的压力pg、p3和p4的另外的压力传感器,其可以用作用于获取参考压力或用于合理性检查压力p0、p1、p2的参考压力传感器。
燃料-空气混合物由鼓风机5输送到燃气锅炉的燃烧器(未示出),燃料-空气混合物在该燃烧器中燃烧。
根据图1所示的系统,以下将通过示例检测出错误或状态,并且必要时检测或合理性检查所述值。
在第一种情况下,例如,安装的主流量限制器3将通过由差压传感器确定的压差来检测。
在此是有利地,系统、即燃气锅炉的控制压力-文丘里特性是已知的。文丘里混合器作为混合装置4不是绝对必要的,在空气和燃料(气体)的混合位置上游的具有已知压降特性的压降元件是足够的。此外,应知道气体的类型(燃料类型)。气体的类型可以由安装人员或在工厂存储在评估电子装置上,或者为此提供的传感器例如在进气口G处检测气体的成分。
通过优选已经校准的调节阀2,可以在调节阀2的致动器的给定位置推断出在安装状态下流过调节阀2的气体质量流量。在这种情况下,假设调节阀2的预压力调节器理想地工作并且通过调节阀2的质量流量不取决于入口压力pg。主流量限制器3上游的补偿压力p2例如通过作为差压传感器的一部分的压力传感器来测量。
对于给定的空气质量流量,影响混合装置4的控制压力的空气密度可以由安装人员预先手动输入。或者,空气密度也可以由传感器确定。通过适当的几何布置,这也可以通过传感器来实现,当安全阀1打开时,通过所述传感器可以确定气体的类型。
在安全阀1关闭的燃气锅炉的预吹扫阶段(时间点t=tpp)中,通过位置p2处的压力传感器测量穿过混合装置4以鼓风机5的转速N产生的负压pv。
由于在预吹扫阶段关闭了安全阀1,因此适用以下情况:p2(tpp)=p3(tpp)=p4(tpp)=pv(tpp).
空气质量流量通过测量的压力p2或pv以及存储在评估电子装置中的、用于由混合装置4和主流量限制器3组成的系统的函数或表格来计算。根据精度要求,该计算可以用空气密度进行校正。
在预吹扫阶段之后,首先以保持相同的转速N接近调节阀2的致动器的期望的预控制位置,启动燃气锅炉的点火,然后打开安全阀1。一旦在燃气锅炉的点火电极处存在可燃混合物,燃料-空气混合物在燃气锅炉的燃烧器上燃烧并且压力p2从时间点ts开始稳定,并存在准稳态。
经测量的(或有针对性调节的)压力p2(ts)现在通过先前测量的压力p2(tpp)得到在串联的包括主流量限制器3和混合装置4中的其他阻力的流阻上的驱动压力差dp=p2(ts)-pv(ts)。其他流阻可以是例如主流量限制器3下游的偏转和在空气-气体混合物的位置处的开口(“气穴”)。
如果需要,也可以改变鼓风机5的转速N以检测安装的主流量限制器3,以便使用多个测量点。
主流量限制器3的压力损失系数可以使用通过气体阀特征曲线确定的气体质量流量和压力差dp来计算。
在此计算中还应考虑其他流阻的压力损失。特别地,如果主流量限制器3上的压力损失相比于总压力损失dp占主要地位,则安装的主流量限制器3(或相关的压力损失系数)可以以足够的精度确定。
如果在燃气锅炉的燃烧器中点火的时间点在燃烧器中没有可点燃的混合物,则可以进行进一步的点火尝试,可能还需要调整调节阀2的先导位置(Vorsteuerposition)。
原则上,也可以在在燃烧器中的气体-空气混合物不进行燃烧的情况下进行检测安装的主流量限制器3。必须始终确保潜在可燃的气体-空气混合物在一定的安全时间之后通过安全吹扫(冲洗)借助于鼓风机5被输送出燃气锅炉。
另外的先决条件是测得的压力p2(ts)达到准稳态。如果测得的压力差完全超出预定的容差范围,则入口压力太小或缺失可能是点火故障的原因。
在第二种情况下,例如,应该可以检测出错误校准的调节阀2,并且如有必要,可以在操作期间(原位)校准调节阀2。
同样有利地,系统的控制压力文丘里特性是已知的。这里,文丘里混合器也不是绝对必要的混合装置4;在空气和燃料的混合位置上游的具有已知压降特性的压降元件作为混合装置4是足够的。此外,应知道气体的类型(燃料类型)。气体类型可以由安装人员或在工厂保存在评估电子设备上,或者可以通过适当的传感器检测。
除了提到的数据之外,已知在主流量限制器3下游的流阻的系统(偏转和气穴)和具有已知的压力损失特性的主流量限制器3对于调节阀2的原位校准是有利的。安装的主流量限制器3可以由安装人员或在工厂存储在评估电子正在上,或者主流量限制器3由制造商以这样的方式进行机械/电子/颜色编码,使得评估测量数据的评估电子装置检测主流量限制器3。
如在所述的第一种情况中,确定预吹扫阶段期间的压力差pv和火焰被点燃并处于准静止状态时的压差。
必要时也可以在此改变鼓风机5的转速N,以便能够确定多个测量点。然而在应用中,通常只需要一个测量点来确定调节阀2特征曲线的补偿压力。
通过以这种方式确定的压力差dp和已知的主流量限制器3的总压力损失特性以及必要时布置在下游的流阻可以来计算通过调节阀2的流量(质量流量)。
如果在点火时燃气锅炉的燃烧器中没有可点燃的混合物,则可以进行进一步的点火尝试,可能还需要调整调节阀2的先导位置。如果这些点火尝试也不成功,则调节阀2的检测和/或调节阀2的原位校准也可以在不燃烧气体-空气混合物的情况下进行。
此外,在燃气锅炉开始运行时,调节阀2的校准原则上也可以在不燃烧燃气-空气混合物的情况下进行。必须始终确保潜在可燃的气体-空气混合物在一定的安全时间之后通过安全吹扫(冲洗)借助于鼓风机5被输送出燃气锅炉。
如前所述,压力差p2(ts)应处于准稳态。
所描述的用于校准调节阀2的方法也可以用于在生产期间,而不是在燃气锅炉开始运行时原位校准调节阀2。该校准过程也可以用流过调节阀2的空气来执行。如果在生产中进行原位校准,则校准参数可以在没有生产设施和燃气锅炉的电子装置之间的直接通信的情况下直接存储在调节阀2的电子装置上。
在第三种情况下,应合理性检查用作燃料的气体或检测出错误气体。
同样优选地,已知系统的控制压力文丘里特性。在此,文丘里混合器作为混合装置5也不是绝对必要的。在空气和燃料的混合位置上游的压降元件作为具有已知压降特性的混合装置5是足够的。
对于用作燃料的气体的合理性检查或相关的故障检测有利地,主流量限制器3下游的流阻系统(偏转和气穴)是已知的并且使用具有已知的压力损失的主流量限制器3。安装的主流量限制器3可以由安装人员或在工厂储存即存储在评估电子装置上。替代地,也可以对主流量限制器3进行机械/电子/颜色编码,使得评估测量数据的评估电子装置检测主流量限制器3。
与上述两种情况一样,以电子调节阀2在工厂校准的情况为例,可以推断调节阀2的致动器的给定位置的在安装状态下流过调节阀2的气体质量流量。在这种情况下,假设调节阀2的预压力调节器理想地工作,并且通过控制阀2的质量流量不取决于气体的入口压力pg。主流量限制器3上游的补偿压力p2通过压力传感器测量,该压力传感器可以是差压传感器的一部分。压力传感器可以安装在主流量限制器3的上游,也可以安装在其他部件的电子电路板上,并通过软管/管道连接到主流量限制器3上游的代表性的压力测量点。
对于给定的空气质量流量,可以影响混合装置4的控制压力的空气密度可以由用户预先手动输入。或者,空气密度也可以由传感器确定。
如前所述,在预吹扫阶段(时间点t=tpp)或冲洗燃气锅炉时,由混合装置5以鼓风机5的转速N产生的负压pv可以通过压力传感器在点p2处测量。由于在预吹扫阶段关闭安全阀1,以下情况再次适用:p2(tpp)=p3(tpp)=p4(tpp)=pv(tpp)。借助测量的压力p2和存储在评估单元中的函数或表格,可以为由混合装置4和主流量限制器3组成的该系统计算空气质量流量。该计算可以根据精度要求用流过进气口L的空气的空气密度进行校正。
在预吹扫阶段之后,首先以保持相同的转速N接近调节阀2的致动器的期望的预控制位置,启动燃气锅炉的点火,然后打开安全阀1。一旦在燃气锅炉的点火电极处存在可燃混合物,燃料-空气混合物在燃气锅炉的燃烧器上燃烧并且压力p2从时间点ts开始稳定,从而存在压力p2或压差的准稳态。经测量的(或有针对性调节的)压力p2(ts)现在通过先前测量的压力p2(tpp)得到在串联的包括主流量限制器3和混合装置4中的任何其他阻力的流阻上的驱动压力差dp=p2(ts)-pv(ts)。其他流阻可以是例如主流量限制器3下游的偏转和在混合装置4中的空气-气体混合物的位置处的开口(“气穴”)。
在这里,也可以根据需要改变转速N,以便使用多个测量点。
借助测量的压力差dp、在固定或不变的调节阀2位置下的已知的质量流量和主流量限制器3的已知的总压力损失特性和在下游布置的流阻,可以合理性检查通过气体入口G流入的气体的气体类型或气体成分。
本发明的实施不限于上面指定的优选示例性实施例。更确切地说,即使在根本不同的设计的情况下,也可以设想利用所示方案的多种变体。
Claims (11)
1.一种用于评估能够由传感器获得的燃气锅炉中的准稳态压力差的方法,
其中传感器是差压传感器或质量流量传感器,
其中所述燃气锅炉具有混合装置(4)、鼓风机(5)、主流量限制器(3)、调节阀(2)和安全阀(1),所述混合装置用于混合从燃料入口(G)流入的燃料和从空气入口(L)流入的空气以形成燃料-空气混合物,所述鼓风机用于吸入通过所述混合装置(4)的燃料和空气,所述主流量限制器(3)用于限制所述混合装置(4)中的所述燃料的质量流量,所述调节阀布置在所述主流量限制器(3)的上游并用于调节进入所述混合装置(4)的所述燃料的质量流量,所述安全阀布置在所述调节阀(2)的上游并用于中断所述燃料的质量流量,
其中所述传感器获取所述主流量限制器(3)上游和所述调节阀(2)下游的测量点处的压力(p2)与参考测量点处的参考压力(p0、p1)之间的压差,并将其传输到所述评估电子装置,
其中,所述评估电子装置将其间安全阀(1)关闭的预冲洗阶段的压差与所述预冲洗阶段之后的压差进行比较,并通过比较检测故障。
2.根据权利要求1所述的方法,
其中所述故障为错误的所述主流量限制器或所述主流量限制器(3)使用错误,
并且所述方法包括以下步骤:
a.通过所述传感器确定在所述预冲洗阶段中的时间点tpp时的第一压差p(tpp),在所述预冲洗阶段中安全阀(1)关闭,并具有所述调节阀(2)的限定的位置和所述鼓风机(5)的鼓风机转速;
b.通过所述传感器确定在时间点tpp后的时间点ts时的第二压差p(ts),在所述时间点ts时的所述第二压差p(ts)是准稳态的,在所述时间点ts时安全阀(1)打开,并且具有所述调节阀(2)的限定的位置和所述鼓风机(5)的鼓风机转速;
c.特别地通过从第二压差p(ts)减去第一压差p(tpp)确定第二压差p(ts)和第一压差p(tpp)之间的压力差,并通过所述评估电子装置从所述压力差和所述调节阀(2)的限定的位置来确定通过所述主流量限制器(3)的已知燃料的燃料质量流量;
d.通过所述评估电子装置由燃料的质量流量和所述压力差确定所述主流量限制器(3)的实际压力损失系数;
e.将所述评估电子装置的实际压力损失系数与存储在所述评估电子装置中的预期的主流量限制器的目标压力损失系数进行比较;
由此,如果实际压力损失系数与目标压力损失系数的偏差超出预定容差,则所述评估电子装置检测出所述燃气锅炉中使用的主流量限制器(3)不对应于预期的主流量限制器,并且因此,所使用的主流量限制器(3)是错误的或者是错误使用的主流量限制器(3)。
3.根据权利要求1所述的方法,
其中所述故障是未校准或错误校准的调节阀(2)
并且所述方法包括以下步骤:
a.通过所述传感器确定在所述预冲洗阶段中的时间点tpp时的第一压差p(tpp),在所述预冲洗阶段中安全阀(1)关闭,并具有所述调节阀(2)的限定的位置和所述鼓风机(5)的鼓风机转速;
b.通过所述传感器确定在时间点ts时的第二压差p(ts),在所述时间点ts时的所述第二压差p(ts)是准稳态的,在所述时间点ts时安全阀(1)打开,并且具有所述调节阀(2)的限定的位置和所述鼓风机(5)的鼓风机转速;
c.特别地通过从第二压差p(ts)减去第一压差p(tpp)来确定第二压差p(ts)和第一压差p(tpp)之间的压力差,并通过所述评估电子装置从所述压力差和所述主流量限制器(3)的限定的压力损失特性来确定通过所述调节阀(2)的已知燃料的燃料质量流量,其中通过调节阀(2)的质量流量和调节阀(2)的限定的位置形成构成所述调节阀(2)的实际特征曲线的一对值;
d.借助于所述评估电子装置通过将所述一对值与所述调节阀(2)的目标特征曲线进行比较来确定所述调节阀(2)的实际特征曲线与所述调节阀(2)的目标曲线的偏差;
其中如果所述一对值偏离所述调节阀(2)的目标特征曲线超出预定容差,则检测出调节阀(2)未校准或错误校准。
4.根据前述权利要求所述的方法,
其中将所述调节阀(2)的所述目标特征曲线以所述偏差偏移,由此近似所述实际特征曲线。
5.根据权利要求1所述的方法,
其中故障是错误的燃料,
并且所述方法包括以下步骤:
a.通过所述传感器确定在所述预冲洗阶段中的时间点tpp时的第一压差p(tpp),在所述预冲洗阶段中安全阀(1)关闭,并具有所述调节阀(2)的限定的位置和所述鼓风机(5)的鼓风机转速;
b.在时间点ts时通过所述传感器确定第二压差p(ts)在所述时间点ts时所述第二压差p(ts)是准稳定态的,其中所述安全阀(1)打开,并具有所述调节阀的限定的位置(2)和鼓风机的鼓风机转速(5);
c.特别地通过从所述第二压差p(ts)中减去所述第一压差p(tpp)来确定第二压差p(ts)和第一压差p(tpp)之间的压力差;
d.根据所述压力差、所述调节阀(2)的限定的位置和从所述鼓风机(5)通过所述混合装置(4)输送的预定的质量流量以及所述主流量限制器(3)的限定的压力损失特性来确定从所述燃料入口(G)流入的实际燃料;
e.将所述实际燃料与预定的目标燃料进行比较;
其中,当所述实际燃料与所述目标燃料不匹配时,检测出错误的燃料。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,
其中所述故障是通过所述燃料入口(G)流入的燃料的燃料压力pg的缺失或过低和/或是所述主流量限制器(3)错误或未安装,
并且所述方法c以下步骤:
a.打开所述安全阀(1);
b.点燃所述燃气锅炉的燃烧器;
c.确定所述燃烧器是否已被点燃;
d.如果所述燃烧器没有被点燃,通过所述传感器和所述评估电子装置确定压差曲线,同时所述安全阀(1)在预定时间内打开;
其中,所述评估电子装置将所述压差曲线与预定容差范围进行比较,如果所述压差曲线位于所述容差范围之外,则检测到故障,由于压差在预定时间内不增加,因此检测出燃料压力pg缺失或过低和/或主流量限制器(3)错误或未安装。
7.根据前述权利要求所述的方法,
其中,如果燃料压力pg缺失或过低,则将所述燃气锅炉的最大允许加热功率和/或所述鼓风机(5)的最大允许鼓风机速度减小到相应的预定值。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,
其中所述故障是传感器缺失或未连接,和/或传感器与测量点和/或与参考测量点的连接不良或不存在,
其中,确定所述主流量限制器(3)的上游和所述调节阀(2)下游的测量点处的压力(p2)与在参考测量点的参考压力(p0、p1)之间的压力差,
并且其中,如果所述压力差在预定的容差范围之外,则所述评估电子装置检测出所述传感器缺失或未连接,和/或所述传感器与测量点和/或参考测量点的连接不良或不存在。
9.根据前述权利要求所述的方法,
其中,在传感器缺失或未连接和/或与测量点和/或参考测量点的连接不良或不存在的情况下,所述安全阀(1)关闭。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,
其中所述错误是有缺陷的安全阀(1)或有缺陷的调节阀(2),
所述法包括以下步骤:
a.在所述安全阀(1)打开、所述调节阀(2)的限定位置和从所述鼓风机(5)通过所述混合装置(4)输送的预定的质量流量的情况下通过所述传感器确定实际压差;
b.通过所述评估电子装置和所述调节阀的限定的位置来确定目标压差;
c.确定所述实际压差与所述目标压差的偏差;
其中,如果所述偏差大于预定的容差值,则所述评估电子装置检测到故障。
11.一种燃气锅炉,其设计成执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
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