DD230646A3 - METHOD FOR EVALUATING THE COMBUSTION CONDITIONS IN GAS FIRES - Google Patents

METHOD FOR EVALUATING THE COMBUSTION CONDITIONS IN GAS FIRES Download PDF

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DD230646A3
DD230646A3 DD83254912A DD25491283A DD230646A3 DD 230646 A3 DD230646 A3 DD 230646A3 DD 83254912 A DD83254912 A DD 83254912A DD 25491283 A DD25491283 A DD 25491283A DD 230646 A3 DD230646 A3 DD 230646A3
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Walter Schwartz
Helmut Rau
Georg Paul
Horst Voigt
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Skl Karl Liebknecht Magdeburg
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bewertungsverfahren fuer die Verbrennungsverfahren in Gasfeuerungen, durch das eine Festlegung von Betriebsparametern erfolgt, um das Waermeangebot der Feuerung unabhaengig von Schwankungen in der Gaszufuehrung bezueglich Qualitaet, Quantitaet bzw. Zusammensetzung immer konstant zu halten. Dabei ist es das Ziel der Erfindung, die exakte Einhaltung der geforderten Betriebsparameter unter Einsatz geringster Brennstoffmengen zu garantieren. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass ein Teilgastrom parallel zur Hauptfeuerung in einer gaspotentiometrischen Titrationsmesszelle flammenlos katalytisch oxydiert wird und in Auswertung der sich an einem Festelektrolytsensor ergebenden Gleichgewichtszellspannung eine Regelung der Gas- und/oder Luftstroeme zur Einhaltung einer stoechiometrischen Verbrennung vorgenommen wird. Die Erfindung ist bei jeder Art von Gasfeuerungen anwendbar. FigurThe invention relates to an evaluation method for the combustion processes in gas firing, by which a definition of operating parameters is carried out in order to keep constant the heat supply of the furnace regardless of fluctuations in the gas supply in terms of quality, quantity or composition. It is the object of the invention to guarantee the exact compliance with the required operating parameters using minimum amounts of fuel. According to the invention, this is achieved by catalytically oxidizing a partial gas stream parallel to the main furnace in a gas-potentiometric titration measuring cell and, in evaluating the equilibrium cell voltage resulting from a solid-electrolyte sensor, controlling the gas and / or air flows to maintain stoichiometric combustion. The invention is applicable to any type of gas firing. figure

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bewertung der Verbrennungsverhältnisse in Gasfeuerungen, durch das eine Festlegung von Betriebsparametem vorgenommen wird.The invention relates to a method for assessing the combustion conditions in gas firing, by which a determination of operating parameters is made.

Dabei wird mit Hilfe von Regeleinrichtungen das Brenngas-Luft-Verhältnis in Abhängigkeit von der durch die Verbrennung freizusetzenden Wärmemenge entsprechend den technischen Anforderungen eingestellt.In this case, the fuel gas-air ratio is set in accordance with the heat to be released by the combustion according to the technical requirements by means of control devices.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Zur Einstellung optimaler Betriebsparameter und zur Überwachung der Verbrennungsverhältnisse in industriellen Gasfeuerungen bilden gegenwärtig vorzugsweise Analysen der Brennstoff- und der Abgaszusammensetzung, hier vornehmlich des Sauerstoffgehaltes, die Grundlage. Diese Analysen werden mittels sehr unterschiedlicher Methoden und Meßeinrichtungen durchgeführt und meist in der Weise genutzt, daß nach vollzogener Verbrennung aus den am Abgas gewonnenen Meßwerten unter bezug auf die Brennstoffanalyse und die eingestellten Mengenströme entsprechende Schlußfolgerungen gezogen werden. Auch zur Regelung von Brennern werden in zunehmendem Maße Meßwerte der Abgaszusammensetzung herangezogen (DD-PS 133996) Messungen im Abgas als Grundlage der bekannten Bewertungs- und Überwachungsmethoden sind sehr empfindlich gegen Falschlufteinbrüche. Da sie erst nach vollzogener Verbrennung ausgeführt werden, sind sie nur bedingt geeignet, eine unmittelbare Wirkung auf die Verbrennungsverhältnisse auszuüben. Schwankungen oder Störungen in den Mengenströmen des Brenngases oder der Verbrennungsluft und kurzzeitige Änderungen in der Brenngaszusammensetzung sind nur schwer mit Sicherheit zu erkennen.In order to set optimum operating parameters and to monitor the combustion conditions in industrial gas firing, analyzes of the fuel composition and the exhaust gas composition, in this case primarily the oxygen content, currently form the basis. These analyzes are carried out by means of very different methods and measuring devices and usually used in such a way that after completion of combustion from the measured values obtained at the exhaust gas with respect to the fuel analysis and the set flow rates corresponding conclusions are drawn. Also for the control of burners measured values of the exhaust gas composition are increasingly used (DD-PS 133996) measurements in the exhaust gas as a basis of the known evaluation and monitoring methods are very sensitive to false air intrusions. Since they are performed only after completion of combustion, they are only partially suitable to exert an immediate effect on the combustion conditions. Fluctuations or disturbances in the flow rates of the fuel gas or the combustion air and short-term changes in the fuel gas composition are difficult to detect with certainty.

Andere Methoden zur Beurteilung der Verbrennungsverhältnisse bei Gasfeuerungen gehen von der Bewertung eines vom Hauptgasstrom zum Brenner abgezweigten Teilgasstromes aus.Other methods for assessing the combustion conditions in gas firing are based on the assessment of a diverted from the main gas flow to the burner partial gas flow.

So ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein derartiger Teilgasstrom in Verbindung mit einem Teilstrom der zugeführten Verbrennungsluft in einem kaloriemeterähnlichen Probeofen verbrannt wird. Nach diesem Verbrennungsprozeß und den hierbei erzielten Temperaturen wird die Brenngas- und Verbrennungsluftzuführung zum Hauptbrenner geregelt. (US-PS4118172) Der Betrieb eines derartigen kaloriemeterähnlichen Probeofens für einen Teilgasstrom ist erstens materiell sehr aufwendig. Zweitens ist ein derartiger Probeofen mit spezifischen Nachteilen für die Probeverbrennung belastet, zu denen drittens noch eine erhebliche Trägheit des Systems kommt, so daß kurzfristige Schwankungen von Menge, Qualität oder Zusammensetzung des Brenngases nur sehr langsam bei der Hauptfeuerung ausgeglichen werden können.Thus, a method is known in which such a partial gas stream is burned in conjunction with a partial flow of the supplied combustion air in a caloriemeterähnlichen sample oven. After this combustion process and the temperatures achieved here, the fuel gas and combustion air supply to the main burner is regulated. (US-PS4118172) The operation of such a caloriemeterähnlichen sample furnace for a partial gas flow is firstly materially very expensive. Secondly, such a sample furnace is burdened with specific disadvantages for the sample combustion, thirdly, there is still a significant inertia of the system, so that short-term fluctuations in quantity, quality or composition of the fuel gas can be compensated only very slowly in the main firing.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung ist es, ein Bewertungsverfahren für die Verbrennungsverhältnisse in Gasfeuerungen zu schaffen, um unabhängig von Menge, Qualität und Zusammensetzung des Brenngases immer kurzfristig die erforderlichen Bedingungen für eine stöchiometrische Verbrennung zu ermöglichen, damit eine exakte Einhaltung der geforderten Betriebsparameter fürThe object of the invention is to provide a method of evaluation of the combustion conditions in gas firing, in order to always allow, in the short term, the conditions required for a stoichiometric combustion, irrespective of the quantity, quality and composition of the fuel gas, thus ensuring exact compliance with the required operating parameters

den notwendigen Brenngas- und Luftbedarf der Gasfeuerung gegeben ist, um so die geforderte Wärmeleistung unter Einsatz geringster Brennstoffmengen zu erreichen und damit eine Brennstoffeinsparung zu erzielen.given the necessary fuel gas and air demand of the gas firing, so as to achieve the required heat output using the lowest fuel quantities and thus to achieve fuel savings.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bewertung des Verbrennungsverhältnisse in Gasfeuerungen zu schaffen, das es gestattet, schnell und kontinuierlich den einem Brenner oder einer Brennergruppe zugeführten Brenngasstrom bezüglich der zu seiner vollständigen Verbrennung erforderlichen Luftmenge zu untersuchen, um die stöchiometrischen Verbrennungsbedingungen auch bei Schwankungen in den Gasmengenströmen oder der Brenngasqualität während des Betriebes der Feuerung stets kurzfristig zu gewährleisten.The invention has for its object to provide a method for evaluating the combustion conditions in gas firing, which makes it possible to quickly and continuously to investigate the fuel gas flow supplied to a burner or a burner group with respect to the required air for its complete combustion, the stoichiometric combustion conditions also always to ensure short-term fluctuations in the gas flow rates or the fuel gas quality during operation of the furnace.

Dabei ist der technische Aufwand für die Meß- und Regeleinrichtung gering zu halten, eine hohe technische Sicherheit und eine schnelle Verfügbarkeit der Informationen zu erreichen, so daß bei Änderungen oder Störungen der Betriebsbedingungen deren Auswirkungen auf die Wärmefreisetzung in der Gasfeuerung nicht erst abgewartet werden müssen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Teilstrom des Brenngases kontinuierlich und definiert einer gaspotentiometrischen Titrationsmeßzelle zur flammenlosen katalytischen Oxydation durch Zudosierung von Sauerstoff oder Luft zugeführt wird. Das sich durch die Oxydation am Festelektrolytsensor der Titrationsmeßzelle ergebende elektrische Signal wird dann zur Festlegung des für eine stöchiometrische Verbrennung und den geforderten Eingangswärmestrom erforderlichen Brennstoff- und/oder Luftbedarfs ausgewertet und das Ergebnis anschließend zur Steuerung bzw. Regelung der Betriebsparameter in den Hauptgas- und/oder Hauptluftstrom des Brenners zurückgekoppelt.In this case, the technical complexity of the measuring and control device is to keep low, to achieve a high level of technical safety and rapid availability of information, so that in case of changes or disturbances of the operating conditions their effects on the heat release in the gas firing need not be awaited. According to the invention, this object is achieved in that the partial flow of the fuel gas is fed continuously and defined a gaspotentiometric Titrationsmeßzelle for flameless catalytic oxidation by metered addition of oxygen or air. The electrical signal resulting from the oxidation on the solid electrolyte sensor of the titration cell is then evaluated to determine the fuel and / or air requirement required for stoichiometric combustion and the required input heat flow, and the result is then used to control the operating parameters in the main gas and / or or main air flow of the burner fed back.

Erfindungsgemäß kann auch weiterhin so verfahren werden, daß der aus dem Hauptgasstrom abgezweigte und definierte, kontinuierliche Teilgasstrom in der gaspotentiometrischen Titrationsmeßzelle durch Zudosieren von Sauerstoff oder Luft katalytisch bis zum Äquivalenzpunkt flammenlos oxydiert wird und das am Festelektrolytsensor entstehende elektrische Signal zur Ermittlung des Brennstoff-Luft-Verhältnisses eingesetzt wird.According to the invention, it is also possible to proceed in such a way that the continuous partial gas stream branched off from the main gas stream is catalytically oxidized catalytically to the equivalence point in the gaspotentiometric titration measuring cell and the electrical signal resulting from the solid electrolyte sensor is determined to determine the fuel / air ratio. Ratio is used.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß der abgezweigte, definierte und kontinuierliche Teilgasstrom mit einem konstanten definierten Sauerstoff- oder Luftstrom in der gaspotentiometrischen Titrationsmeßzelle katalytisch flammenlos oxydiert wird. Aus der Abweichung des am Festelektrolytsensor entstehenden elektrischen Signals als Istwert von dem für den Äquivalenzpunkt ermittelten Wert als Sollwert wird die für eine stöchiometrische Verbrennung am Brenner erforderliche Brenngas- und/oder Luftmenge bestimmt und zur Heranführung des Istwertes an den Sollwert in den Hauptgas- und/oder Hauptluftstrom zurückgekoppelt.A further embodiment of the method according to the invention is that the diverted, defined and continuous partial gas stream is oxidized catalytically flameless with a constant defined oxygen or air flow in the gas-potentiometric titration. From the deviation of the electrical signal generated at the solid electrolyte sensor as the actual value of the value determined for the equivalence point as the desired value, the fuel gas and / or air quantity required for a stoichiometric combustion at the burner is determined and / or air is supplied to the nominal value in the main gas and / or or main air flow fed back.

Weiterhin kann nach der erfindungsgemäßen Lösung der abgezweigte und definierte, kontinuierliche Teilgasstrom mit einem konstanten Sauerstoff- oder Luftstrom in der gaspotentiometrischen Titrationsmeßzelle katalytisch flammenlos oxydiert werden. Das am Festelektrolytsensor dabei entstehende elektrische Signal wird als Maß für den Heizwert des Brenngases ausgewertet. Anschließend wird dieser Wert zur Regelung bzw. Steuerung der Brenngaszuführung zum Brenner in den Hauptgasstrom zurückgekoppelt.Furthermore, according to the inventive solution, the branched and defined, continuous partial gas stream can be catalytically oxidized flamelessly with a constant oxygen or air stream in the gas-potentiometric titration measuring cell. The electric signal generated at the solid electrolyte sensor is evaluated as a measure of the calorific value of the fuel gas. Subsequently, this value is fed back for controlling or controlling the fuel gas supply to the burner in the main gas stream.

Die erfindungsgemäße Lösung beinhaltet weiterhin, daß dem Hauptgasstrom und dem Hauptluftstrom zum Brenner je ein direkt proportionaler Teiistrom entnommen und der gaspotentiometrischen Titrationsmeßzelle zugeführt wird. Die durch Schwankungen im Hauptgas- und/oder Hauptluftstrom hervorgerufene Abweichung in dem am Festelektrolytsensor entstehenden elektrischen Signal als Istwert von dem Signal des Äquivalenzpunktes als Sollwert wird zur Heranführung des zugeführten Hauptgas- und/oder Hauptluftstrom zum Brenner an die stöchiometrisch notwendigen Brenngas- und Luftmengen in den Hauptgasstrom des Brenngases und/oder den Hauptluftstrom zurückgekoppelt.The inventive solution further includes that the main gas flow and the main air flow to the burner ever removed a directly proportional Teiistrom and the gaspotentiometric Titrationsmeßzelle is supplied. The caused by fluctuations in the main gas and / or main air flow deviation in the electrical signal resulting from the solid electrolyte sensor as the actual value of the signal of the equivalence point as the setpoint for pre-feeding the supplied main gas and / or main air flow to the burner to the stoichiometrically necessary fuel gas and air quantities in the main gas flow of the fuel gas and / or the main air flow fed back.

Ausführungsbeispielembodiment

Nachstehend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment.

Die zugehörige Zeichnung zeigt den Prinzipaufbau einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Bewertungsverfahrens.The accompanying drawing shows the basic structure of a device for carrying out the evaluation method according to the invention.

Einem Brenner 1 wird zur Durchführung einer Verbrennung ein Hauptgasstrom 2 eines Brenngases und ein Hauptluftstrom 3 zugeführt. Im Hauptgasstrom 2 ist eine Probeentnahmevorrichtung 4 vorgesehen, durch die dem Hauptgasstrom 2 ein Teilgasstrom 5 entnommen wird. Der Teilgasstrom 5 wird nach Messung in einer Mengenmeßstelle 6 einer gaspotentiometrischen Titrationsmeßzelle 7 zugeleitet, die vorzugsweise als Durchflußzelle ausgebildet ist.A burner 1 is a main gas stream 2 of a fuel gas and a main air stream 3 is supplied to carry out a combustion. In the main gas stream 2, a sampling device 4 is provided, through which the main gas stream 2, a partial gas stream 5 is removed. The partial gas stream 5 is supplied after measurement in a Mengenmeßstelle 6 a gaspotentiometric Titrationsmeßzelle 7, which is preferably designed as a flow cell.

Der Titrationsmeßzelle 7 wird weiterhin mittels einer Förderpumpe 8 ein Luftstrom 9 zugeführt, dessen Meßwerte (z. B. der Mengenstrom) in einer Meßstelle 10 gemessen werden.The titration measuring cell 7 is further supplied with an air flow 9 by means of a feed pump 8, the measured values of which (eg the flow rate) are measured in a measuring point 10.

Die gaspotentiometrische Titrationsmeßzelle 7 besteht im wesentlichen aus einer Mischkammer, einem Katalysator und einem oxidionenleitenden Festelektrolytsensor. Zur besseren Auswertbarkeit der Meßwerte ist es vorteilhaft, die gaspotentiometrische Titrationsmeßzelle 7 bei einer konstanten Temperatur von 813°Czu betreiben.The gaspotentiometric titration measuring cell 7 consists essentially of a mixing chamber, a catalyst and an oxide ion-conducting solid electrolyte sensor. For better readability of the measured values, it is advantageous to operate the gas-potentiometric titration measuring cell 7 at a constant temperature of 813 ° C.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Bewertungsverfahrens der Verbrennungsverhältnisse in Gasfeuerungen ist folgende:The implementation of the evaluation method according to the invention of the combustion conditions in gas furnaces is the following:

Der gaspotentiometrischen Titrationsmeßzelle 7 wird ein durch die Mengenmeßstelle 6 gemessener Teilgasstrom 5 des Hauptgasstromes 2 zugeführt. Infolge der Durchleitung dieses Teilgasstromes 5 zusammen mit dem Luftstrom 9 entsteht im Festelektrolytsensor der gaspotentiometrischen Titrationsmeßzelle 7 ein dem jeweils herrschenden Sauerstoffpartialdruck entsprechendes elektrochemisches Potential, das im Vergleich zu einer mit Luft betriebenen Referenzelektrode gleicher Art als Gleichgewichtszellspannung gemessen und erfaßt wird. Dadurch ergibt sich eine dem jeweiligen Brenngas zuzuordnende Titrationskurve. Der Wendepunkt dieser Titrationskurve vom Brennstoffüberschuß zum Luftüberschuß charakterisiert den Äquivalenzpunkt für dieses Brenngas, ergibt also, die sich für den stöchiometrischen Luftbedarf einstellende Gleichgewichtszellspannung 11. Das auf diese Weise zu ermittelnde Brenngas-Luft-Verhältnis für dieses zu bewertende Brenngas wird dann auf die Regelung 12 des Hauptgasstromes 2 und auf die Regelung 13 des Hauptluftstromes 3 zurückgekoppelt. Damit werden die Bedingungen für eine stöchiometrische Verbrennung am Brenner 1 gewährleistet. Natürlich ist es in gleicherweise möglich, die Regelungen 12 und 13 so auszuführen, daß aufgrund der Titrationsergebnisse auch ein Betrieb des Brenners 1 mit einem bestimmten Luftüberschuß durchgeführt werden kann. Zur besseren Übersichtlichkeit wurde auf die Darstellung der entsprechenden Regelkreise in der Figur verzichtet.The gaspotentiometric titration measuring cell 7 is supplied with a measured by the Mengenmeßstelle 6 partial gas stream 5 of the main gas stream 2. As a result of the passage of this partial gas stream 5 together with the air stream 9 is formed in the solid electrolyte sensor of the gaspotentiometric Titrationsmeßzelle 7 a respective prevailing oxygen partial pressure corresponding electrochemical potential, which is measured and detected in comparison to a reference electrode operated with air of the same kind as equilibrium cell voltage. This results in a titration curve to be assigned to the respective fuel gas. The inflection point of this titration curve from excess fuel to excess air characterizes the equivalence point for this fuel gas, thus giving the equilibrium cell voltage 11 which adjusts itself to the stoichiometric air requirement. The fuel gas / air ratio to be determined in this way for this fuel gas to be evaluated is then transferred to the controller 12 the main gas stream 2 and fed back to the control 13 of the main air stream 3. This ensures the conditions for a stoichiometric combustion at the burner 1. Of course, it is equally possible to carry out the regulations 12 and 13 such that, on the basis of the titration results, an operation of the burner 1 with a certain excess of air can also be carried out. For clarity, the representation of the corresponding control circuits in the figure was omitted.

Wenn im Hauptgasstrom 2 des Brenngases eine Schwankung in der Menge oder in der Zusammensetzung eintritt, so ändert sich in deren Folge auch der Wert der Gleichgewichtszellspannung 1T in der Titrationsmeßzelle 7, wenn dieser weiterhin der dem Äquivalenzpunkt entsprechende konstante Luftstrom 9 zugeführt wird.If there is a fluctuation in the quantity or the composition in the main gas flow 2 of the fuel gas, the value of the equilibrium cell voltage 1T in the titration measuring cell 7 also changes as a result if it continues to be supplied to the constant air flow 9 corresponding to the equivalence point.

Die aktuell für den stöchiometrischen Betrieb des Brenners 1 erforderliche Größe des Luftstromes 3 kann aus der Abweichung vom Äquivalenzpunkt entsprechend der Titrationskurve ermittelt und über die Regelung 13 eingestellt werden, oder deren Größe ist dadurch ermittelbar, daß eine Veränderung des Luftstromes 9 zur Titrationsmeßzelle 7 so lange erfolgt, bis der Wert der Gleichgewichtszellspannung 11 für den Äquivalenzpunkt wieder erreicht wird. Aufgrund des für die Probenentnahmevorrichtung 4 festgelegten Teilungsverhältnis von Hauptgasstrom 2 und Teilgasstrom 5 kann dann die entsprechende Korrektur durch die Regelungen 12 bzw. 13 auf den Hauptgasstrom 2 bzw. den Hauptluftstrom 3, oder auf beide Ströme, vorgenommen werden. Ergibt sich z. B. für einen gegebenen Hauptgasstrom 2 in der Titrationsmeßzelle 7 bei ursprünglich stöchiometrischer Luftzufuhr eine Gleichgewichtszellspannung 11 Ueq s,ach, so bedeutet dies bei gleichbleibender Menge der Gäszüführung eine zu geringe Sauerstoff- bzw. Luftzuführung. Ein Wert Ueqstöch. zeigt Sauerstoff- bzw. Luftüberschuß an. Beide Abweichungen können natürlich auch dadurch verursacht werden, daß sich die Brenngaszusammensetzung bei konstanter Zufuhr verändert hat und dadurch eine abweichende Sauerstoff- bzw. Luftzufuhr erforderlich wird. In diesem Fall ist die Abweichung von der Größe der Gleichgewichtszellspannung 1T für die stöchiometrische Verbrennung zugleich das Maß für die Veränderung des Heizwertes. Eine entsprechende Auswertung folgt auch für den Fall, daß sowohl ein Teilgasstrom 5 als auch ein Teilstrom des Hauptluftstromes 3 durch Probenahmevorrichtungen der Zuführung zum Brenner 1 entnommen und der Titrationsmeßzelle 7 zugeführt werden.The currently required for the stoichiometric operation of the burner 1 size of the air stream 3 can be determined from the deviation from the equivalence point corresponding to the titration curve and adjusted by the controller 13, or their size can be determined that a change in the air flow 9 to Titrationsmeßzelle 7 so long takes place until the value of the equilibrium cell voltage 11 for the equivalence point is reached again. On the basis of the division ratio of the main gas stream 2 and the partial gas stream 5, which is established for the sampling device 4, the corresponding correction can then be made by the controls 12 or 13 to the main gas stream 2 or the main air stream 3, or to both streams. If z. B. for a given main gas stream 2 in the titration 7 at an original stoichiometric air supply equilibrium cell voltage 11 e eq s , a ch , so this means at a constant amount of Gäszüführung too low oxygen or air supply. A value U eqstöch . indicates oxygen or air excess. Of course, both deviations can be caused by the fact that the fuel gas composition has changed with constant supply and thus a different oxygen or air supply is required. In this case, the deviation from the size of the equilibrium cell voltage 1T for the stoichiometric combustion is at the same time the measure for the change in the calorific value. A corresponding evaluation follows also for the case that both a partial gas flow 5 and a partial flow of the main air stream 3 are removed by sampling the supply to the burner 1 and the titration 7 are supplied.

Der besondere Effekt des erfindungsgemäßen Bewertungsverfahrens der Verbrennungsverhältnisse in Gasfeuerungen ist vor allem darin zu sehen, daß es einerseits möglich ist, die entsprechenden, für eine stöchiometrische Verbrennung erforderlichen Kennwerte, wie beispielsweise das Brennstoff-Luft-Verhältnis und die Heizwertbestimmung, parallel zur Hauptfeuerung zu ermitteln und deren Ergebnisse sofort in die Regelung der Verbrennung kurzfristig einfließen zu lassen, ohne erst auf Messungen aus dem Ausbrandergebnis der Gasfeuerung warten zu müssen. Dadurch ist es möglich, auf Schwankungen im Gasmengenstrom oder in der Brenngasqualität bzw. -zusammensetzung sofort durch entsprechende Regelungen zu reagieren, um ein stets gleichbleibendes Wärmeangebot am Brenner 1 realisieren zu können.The particular effect of the method according to the invention for assessing the combustion conditions in gas firing systems is above all that it is possible to determine the corresponding characteristic values required for stoichiometric combustion, such as the fuel / air ratio and the calorific value determination, in parallel to the main firing and to immediately feed their results into the control of combustion without first having to wait for measurements from the burnout result of the gas firing. This makes it possible to respond immediately to fluctuations in the gas flow rate or in the fuel gas quality or composition by appropriate regulations in order to realize an always consistent heat supply to the burner 1 can.

Claims (5)

Erfindungsanspruch:Invention claim: 1. Verfahren zur Bewertung der Verbrennungsverhältnisse in Gasfeuerungen, bei dem vom Hauptgasstrom des Brenngases für einen Brenner oder eine Brennergruppe ein Teilgasstrom abgezweigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß1. A method for assessing the combustion conditions in gas firing, in which a partial gas flow is branched off from the main gas flow of the fuel gas for a burner or a burner group, characterized in that — der Teilgasstrom (5) des Brenngases kontinuierlich und definiert einer gaspotentiometrischen Titrationsmeßzelle (7) zur flammenlosen katalytischen Oxydation durch Zudosierung von Sauerstoff oder Luft zugeführt,- The partial gas stream (5) of the fuel gas continuously and defines a gaspotentiometric Titrationsmeßzelle (7) for flameless catalytic oxidation supplied by metered addition of oxygen or air, — das dadurch an deren Festelektrolytsensor entstehende elektrische Signal zur Festlegung des für eine stöchiometrische Verbrennung und den geforderten Eingangswärmestrom erforderlichen Brennstoff- und/oder Luftbedarfs ausgewertet und- Evaluated by the solid electrolyte sensor resulting electrical signal to determine the required for a stoichiometric combustion and the required input heat flow fuel and / or air requirements and — das Ergebnis anschließend zur Steuerung bzw. Regelung der Betriebsparameter in den Hauptgas- und/oder Hauptluftstrom (2; 3) des Brenners"(1) zurückgekoppelt wird.- The result is then fed back to the control or regulation of the operating parameters in the main gas and / or main air flow (2, 3) of the burner "(1). 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der abgezweigte und definierte, kontinuierliche Teilgasstrom (5) in der gaspotentiometrischen Titrationsmeßzelle (7) durch Zudosieren von Sauerstoff oder Luft katalytisch bis zum Äquivalenzpunkt flammenlos oxydiert wird und das am Festelektrolytsensor entstehende elektrische Signal zur Ermittlung des Brennstoff-Luft-Verhältnisses eingesetzt wird.2. The method according to item 1, characterized in that the diverted and defined, continuous partial gas stream (5) in the gaspotentiometric Titrationsmeßzelle (7) is catalytically oxidized by metering in oxygen or air to the equivalence point flammenlos and the solid electrolyte sensor resulting electrical signal to determine the fuel-air ratio is used. 3. Verfahren nach Punkt 1oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß3. The method according to item 1 or 2, characterized in that — der abgezweigte und definierte, kontinuierliche Teilgasstrom (5) mit einem konstanten, definierten Sauerstoff- oder Luftstrom (9) in der gaspotentiometrischen Titrationsmeßzelle (7) katalytisch flammenlos oxydiert,- The branched off and defined, continuous partial gas stream (5) with a constant, defined oxygen or air stream (9) in the gaspotentiometric Titrationsmeßzelle (7) catalytically flamelessly oxidized, — aus der Abweichung des am Festelektrolytsensor entstehenden elektrischen Signals als Istwert von dem für den Äquivalenzpunkt ermittelten Wert als Sollwert die für eine stöchiometrische Verbrennung am Brenner (1) erforderliche Brenngas- und/oder Luftmenge bestimmt und- determined from the deviation of the electrical signal resulting from the solid electrolyte sensor as the actual value of the value determined for the equivalence point as desired value for a stoichiometric combustion at the burner (1) required fuel gas and / or air quantity and — zur Heranführung des Istwertes an den Sollwert in den Hauptgasstrom (2) und/oder den Hauptluftstrom (3) zurückgekoppelt wird.- Is fed back to bring the actual value to the setpoint in the main gas stream (2) and / or the main air stream (3). 4. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der abgezweigte und definierte, kontinuierliche Teilgasstrom (5) mit einem konstanten und definierten Sauerstoff- oder Luftstrom (9) in der gaspotentiometrischen Titrationsmeßzelle (7) katalytisch flammenlos oxydiert und das am Festelektrolytsensor entstehende elektrische Signal als Maß für den Heizwert des Brenngases ausgewertet und anschließend zur Regelung bzw. Steuerung der Brenngaszuführung zum Brenner (1) in den Hauptgasstrom (2) zurückgekoppelt wird.4. The method according to item 1, characterized in that the branched off and defined, continuous partial gas stream (5) with a constant and defined oxygen or air flow (9) in the gaspotentiometric Titrationsmeßzelle (7) catalytically oxidized flameless and the solid electrolyte sensor resulting electrical signal evaluated as a measure of the calorific value of the fuel gas and then fed back to the control or control of the fuel gas supply to the burner (1) in the main gas stream (2). 5. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hauptgasstrom (2) des Brenngases ein direkt proportionaler Teilgasstrom (5) und dem Hauptluftstrom (3) ein direkt proportionaler Teilluftstrom entnommen und der gaspotentiometrischen Titrationsmeßzelle (7) zur flammenlosen katalytischen Oxydation zugeführt werden, wobei die durch Schwankungen im Hauptgasstrom (2) und/oder Hauptluftstrom (3) hervorgerufene Abweichung in dem am Festelektrolytsensor entstehenden elektrischen Signal als Istwert von dem Signal des Äquivalenzpunktes als Sollwert zur Heranführung des zugeführten Haupgas- und/oder Hauptluftstromes (2; 3) zum Brenner (1) an die stöchiometrisch notwendigen Brenngas- und Luftmengen in den Hauptgasstrom (2) und/oder den Hauptluftstrom (3) zurückgekoppelt wird.5. The method according to item 1, characterized in that the main gas stream (2) of the fuel gas, a directly proportional partial gas stream (5) and the main air stream (3) removed a directly proportional partial air flow and the gaspotentiometric Titrationsmeßzelle (7) are fed to the flameless catalytic oxidation, wherein the deviation caused by fluctuations in the main gas flow (2) and / or main air flow (3) in the electrical signal generated at the solid electrolyte sensor as the actual value of the signal of the equivalence point as a setpoint for the supply of the supplied main gas and / or main air stream (2; Burner (1) is fed back to the stoichiometrically necessary fuel gas and air quantities in the main gas stream (2) and / or the main air stream (3). Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing
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