DD300200A7 - Verfahren zur ueberwachung von reaktoren zur partialoxidation - Google Patents

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DD300200A7 DD33629989A DD33629989A DD300200A7 DD 300200 A7 DD300200 A7 DD 300200A7 DD 33629989 A DD33629989 A DD 33629989A DD 33629989 A DD33629989 A DD 33629989A DD 300200 A7 DD300200 A7 DD 300200A7
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Werner Dipl Ing Franke
Guenter Dipl Ing Zobel
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur UEberwachung von Reaktoren zur Partialoxidation von Brennstoffen in Form einer Flammenreaktion. Das Verfahren ist insbesondere bestimmt fuer die UEberwachung von Reaktoren zur Erzeugung eines CO- und H2-haltigen Gases durch Partialoxidation von staubfoermigen Brennstoffen mit technischem Sauerstoff bei erhoehtem Druck. Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur UEberwachung von Reaktoren zur Partialoxidation, welches in allen auftretenden Betriebsphasen wirksam ist, ein Hoechstmasz an Zuverlaessigkeit und technischer Sicherheit ermoeglicht und den jeweils im Reaktionsraum herrschenden Zustand erfaszt. Aufgabe der Erfindung ist ein UEberwachungsverfahren vorzuschlagen, das von der Erfassung und Auswertung der von den Flammen im Reaktionsraum ausgehenden elektromagnetischen Strahlung ausgeht. Erfindungsgemaesz wird ein aus dem Reaktionsraum emittiertes Primaersignal ueber eine optische UEbertragungseinrichtung gewonnen, in mindestens zwei Teilsignale gleichen Informationsgehaltes aufgeteilt und fuer die einzelnen Teilsignale unterschiedliche Wellenlaengenintervalle herausgeschnitten und in korrespondierende elektrische Signale umgewandelt und diese elektrischen Signale als Eingangsgroeszen fuer Prozeszfuehrungs- und Sicherheitssysteme verwendet. Figur{Partialoxidation; Reaktoren; Flammenreaktion; Brennstoff, staubfoermig; UEberwachung; Betriebszustand; UEbertragungseinrichtung, optisch; Filter; Sensor}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von Reaktoren zur Partialoxidation von Brennstoffen in Form einer Flammenreaktion. Das Verfahren ist insbesondere bestimmt für die Überwachung von Reaktoren zur Erzeugung eines CO- und H2-haltigen Gases durch Partialoxidation von staubförmigen Brennstoffen mit technischem Sauerstoff bei erhöhtem Druck.
Charakteristik des bekannten Standes der Technik
In der Gaserzeugungstechnik ist die Partialoxidation von Kohlenwasserstoffen oder staubförmigen festen Brennstoffen mit technischem Sauerstoff eingeführt. Bei Verfahren dieser Art wird der Brennstoff in Form einer Flamm9nreaktion zu einem H]- und CO-reichsn Gas umgesetzt, das als Synthesegas, Reduktionsgas oder Brenngas Verwendung findet. Häufig wird die Partialoxidation unter hohem Druck ausgeführt. Für die Steuerung und die Gewährleistung der technischen Sicherheit solcher
Anlagen ist die Überwachung der sich im Reaktionsraum ausbildenden Flamme notwendig. '
Es ist bekannt, diese Überwachung auf optischem Wege vorzunehmen. Dazu sind von der Flamme ausgehende optische Signale in der Form elektromagnetischer Strahlung im Bereich des sichtbaren Lichtes und in den angrenzenden Bereichen des Spektrums durch die den Reaktionsraum begrenzende Wand hindurchzuführen und mittels optoelektronischer Wandler in elektrische Signale umzuwandeln, die für die Überwachung und Steuerung des Prozesses genutzt werden.
DD-WP 219059 beschreibt ein Periskop für die Übertragung der optischen Signale aus einem unter Druck stehenden Reaktionsraum.
Bei diesem Periskop, das durch die Wand des Reaktors geführt und mit dioser druckdicht verbunden ist, wird das von der Flamme ausgehende optische Signal mit Hilfe eines Linsensystems durch ein druckfestes Fenster hindurch auf einen Sensor geworfen, der in Verbindung einer geeigneten elektronischen Schaltungsanordnung ein entsprechendes elektrisches Signal abgibt. Als Beispiel für eine solche Verfahrensweise und die zugehörige Schaltungsanordnung kann DD-WP 228032 herangezogen werden.
Wie DD-WP 253073 oder auch DD-WP 219059zeigen, ist es möglich, für di6 Übertragung des optischen Signals der Flamme nach außen anstello eines Linsensystems ein Lichtleitkabel zu verwenden. Es ist weiter bekannt, das Pei !skop oder eine andere geeignote optische Anordnung zur Übertragung der optischen Flammensignale in einem der Zuführung ·οη gasförmigen Medien in den Reaktionsraum dienenden Kanal anzuordnen, nach DD-WP 241457 beispielsweise in dem zentralan Brenng jskanal eines zur Inbetriebnahme, gegebenenfalls auch zur Aufrechterhaltung einer ständigen Pilotflamme im Reaktionsraum dienenden Pilotbreiiners.
Mit den bekannten Lösungen gelingt es, im Normalbetrieb einer solchen Anlage ein für die Existenz der Flamme im Reaktionsraum charakteristisches, einer automatischen Steuerungseinrichtung aufschaltbares Signal zu erzeugen, dessen Ausfall oder dessen Abweichen aus einem vorgegebenen für die Existenz der Flamme typischen Bereich zur Notabschaltung führt.
Mit DD-WP 278692 wird 6in Verfahren zur Inbetriebnahme von Anlagen zur Partialoxidation insbesondere von Kohlenstaub beschrieben. Nach dieser Schrift wird der kalte Reaktor zunächst mit einem Inertgas gespült. Mittels eines Pilotbrenners wird ein gasförmiger Hilfsbrennstoff und technischer Sauerstoff in unterstöchiometrischem verhältnis von Sauerstoff zu Gas zugeführt
und gezündet. Gas- und Sauerstoffzuiluß werden in etwa gleichbleibendem Verhältnis erhöht und der Reaktionsraum aufgeheizt. Gleichzeitig wird der im Reaktionsraum herrschende Druck angehoben. Ist der vorgegebene Druck erreicht, wird der Zufluß von Kohlenstaub freigegeben und die Sauerstoffmenge entsprechend der Kohlenstaubzufuhr erhöht. Dabei entzündet sich die Staubtlamme an der Flamme des Pilotbrenners. Nach stabiler Zündung des Kohlenstaubes werden durch weitere Anhebung von Kohlenstaub- und Sauerstoffstrom die gewünschten Betriebsbedingungen eingestellt und die Hilfsgaszuiuhr zum Pilotbrenner auf einen Minimalwert reduziert. Allen durchlaufenden Betriebsphasen gemeinsam ist die Existenz einer Flamme im Reaktionsraum, doch sind die Strahlungseigenschaften der Flamme und die Geometrie in den einzelnen Phasen extrem unterschiedlich. Hinzu kommt, daß an dem besonders kritischen Punkt der Zuschaltung von Kohlenstaub die in dem Reaktionsraum eintretende Staubwolke zunächst den Reaktionsraum .verdunkelt" also die Strahlung der Hilfsgasflamme teilweise absorbiert, bevor volle Durchzündung erreicht und die reguläre Staubflammt; ausgebildet ist. Der Zwang, aus sicherheitstechnischen Gründen die Existenz einer Flamme jedon der möglichen BetrieLsphasen sicher zu indizieren, führte bisher zum Einsatz mehrerer, jeweils für olne bestimmte Betriebsphase geeigneterFlammenOberwachungseinrichtungen unterschiedlicher Wirkungsweise und unterschiedlicher geometrischer Anordnung. Das ist mit hohem Aufwand verbunden. Insbesondere in Übergangsphasen ist auch die Fehlerwahrscheinlichkeit bei der Erkennung der Flamme relativ hoch, wobei auftretende Fehler jeweils zur Notabschaltung durch die Sicherheitsautomatik, also zu Produktionsausfällen führen.
Im Interesse einer optimalen Betriebsführung sind über die Indizierung der Existenz einer Flamme im Reaktionsraum hinaus auch quantitative Aussagen zum Betriebszustand erforderlich. DieTemperaturbedingungen, der Druck, die Gasatmosphäre und die Anwesenheit von schmelzflüssigen Schlackepartikeln im heißen Rohgas verhindern die Installation von Sonden und Thermoelementen unmittelbar im Reaktionsraum. Beispielsweise sind Aussagen zur Gasanalyse und zum Umsatzgrad erst aus Gasproben gewinnbar, die nach Abkühlung des Rohgases weit unter der Erstarrungstemperatur der Schlacke entnommen werden. Damit sind erhebliche Totzeiten verbunden. Eine indirekte Messung des herrschenden Betriebszustandes ist, wie DD-WP 145024 zeigt, durch Messung der Wärmeaufnahme der den Reaktionsraum umhüllenden wassergekühlten Rohrwand möglich, aber ebenfalls mit relativ langen Totzeiten.
Weiterhin ist aus DE-OS 3108409 zu entnehmen, daß für die Indizierung von Gasflammen vorwiegend im Ultraschallbereich, also bei Wellenlängen < 400nm, gearbeitet wird, für die Indizierung von Staubflammen dagegen im Infrarotbereich > 780 nm, allenfalls zusätzlich noch in einem Bereich zwischen 400 und 500 nm.
Aus DE-PS 313 382 2 sowie allgemein aus der Technik der Messung hoher Temperaturen ist bekannt, das Verhältnis der Strahlungsintensität in zwei verschiedenen, von einander entfernten Wellenlängenbert ichen zu bestimmen und als Maß für die Temperatur zu verwenden.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Überwachung von Reaktoren zur Partialoxidation, welches in allen auftretenden Betriebsphasen wirksam ist, ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit und- in Verbindung mit einem automatischen Sicherheitssystem - an technischer Sicherheit ermöglicht.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Überwachungsverfahren für Reaktoren zur Partialoxidation von staubförmigen Brennstoffen zu schaffen, das von der Erfassung und Auswertung der von den Flammen im Reaktionsraum ausgehenden elektromagnetischen Strahlung ausgeht, wobei die aus dem Reaktionsraum emittierte Strahlung mittels einer im Zuführungsstrom oines gasförmigen Mediums angeordneten optischen Übertragungseinrichtung erfaßt wird. Die Erfindung ist bestimmt für Reaktoren, in dessen Reaktionsraum zusatzlich durch Zuführung eines gasförmigen Hilfsbrennstoff und eines gasförmigen sauerstoffhaltigen Mediums eine Pilotflamme erzeugt wird.
Das Verfahren soll unterschiedliche Betriebsphasen erkennen, das heißt eine Unterscheidung zum Aufbau, ob im Reaktionsraum Kohlenstaub umgesetzt wird oder ob lediglich eine Gasflamme existiert.
Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Überwachung von Reaktoren zur Partialoxidation von staubförmigen Brennstoffen aus, in deren Reaktionsraum zeitweise oder danach eine Pilotflamme mit einem gasförmigen Hilfsbrennstoff aufrechterhalten wird, wobei ein von der im Reaktionsraum herrschenden Strahlung ausgehendes optisches Signal gewonnen und in Teilsignale gleichen Informationsgehaltes aufgeteilt wird.
Erfindungsgemäß werden mittels an sich bekannter Filter- und Sensorkombinationen aus einem ersten Teilsignal ein der Strahlungsintensität in einem Wellenlängenbereich innerhalb des Wellenlängenbereiches zwischen 650 und 750nm entsprechendes erstes elektrisches Signal und aus einem zweiten Teilsignal ein der Strahlungsintensität in einem Wellenlängenbereich zwischen 610 und 630 nm entsprechendes zweites elektrisches Signal gewonnen und die elektrischen Signale verglichen, wobei bei Dominanz des genannten zweiten elektrischen Signals die Existenz einer Staubflamme im Reaktionsraum indiziert wird. Es \« iurde nämlich gefunden, daß unabhängig von Betriebsparametern wie Leistung oder Verhältnis von Sauerstoff zu Brennstoff, die Strahlungsintensität, bezogen auf gleiche Wellenlängenbandbreite, im Wellenlängenbereich von 650 bis 750 nm immer größer ist als im Wellenlängenbereich 610 bis 630 ηm, solange ausschließlich eine Gasflamme im Reaktionsraum steht. Wird nun die Zufuhr von staubförmigem Brennstoff aufgenommen, so erhöht sich schlagartig die Strahlungsintensität im Wellenlängenbereich zwischen 610 und 630 nm um ein Mehrfaches und übertrifft die Strahlungsintensität im Wellenlängenbereich 650 bis ,'50nm. Von diesem Effekt ausgehend, wird erfindungsgemäß die Intensität der Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen 650 und 750nm, ausgedrückt durch die Intensität des genannten ersten elektrischen Signals, mit der Strahlungsintensität im Wellenlängenbereich von 610 bis 630nm, ausgedrückt durch die Intensität des zweiten elektrischen Signals, verglichen. Dominiert das zweite elektrische Signal, so wird die Existenz einer Staubflamme im Roaktionsraum indiziert, unabhängig davon, ob zusätzlich eine Gas-Pilotflamme brennt oder nicht.
Es ist vorteilhaft, den Vergleich zwischen der Intensität des ersten und des zweiten elektrischen Signals durch Bildung des Verhältnisses vom zweiten zum ersten elektrischen Signal zu führen und dieses Verhältnis einem vorgegebenen Festwert, in der Regel dem Wert 1, gegenüberzustellen. Die Überschreitung dieses Festwertes indiziert die Existenz der Staubflamme. Es entspricht natürlich auch der Erfindung, wenn der Vergleich durch Nutzung anderer mathematischer Beziehungen wie Differenzbildung, Bildung dos Kehrwertes des oben genannten Verhältnisses oder Bildung der Differenz der Logarithmen herbeigeführt wird.
Es ist bemerkenswert, daß das für die Bildung des zweiten elektrischen Signals herausgeschnittene Wellenlängenband eine Spektrallinie des Calciums enthält, während im Wellenlängenbereich für das erste elektrische Signal unter den Bedingungen der Partialoxidation das kontinuierliche Spektrum eines schwarzen Strahlers emittiert wird. Die Zufuhr von Kohlenstaub in die Flamme führt zur Anregung der in den aschebildenden Mineralien des Kohlenstaubes enthaltenen Ca-Atome und damit zur hohen Strahlungsintensität auf der Wellenlänge der Ca-Linie. Dagegen verändert sich im kontinuierlichen Teil des Spektrums die Strahlungsintensität vergleichsweise wenig, wobei diese Änderungen mit der bei Zufuhr des Kohlenstaubes veränderten Temperatur der Flamme korrespondieren.
Man hätte erwarten können, daß die Indizierung einer Staubflamme auch bei Heranziehung anderer, für Aschemineralien charakteristischer Spektrallinien zur Bildung des zweiten elektrischen Signals möglich ist. Überraschend wurde aber gefunden, daß nur der obengenannte Wellenlängenbereich von etwa 610 bis 630 nm mit der Ca-Linie eine eindeutige Aussage liefert. Geht man beispielsweise von der Na-Linie im gelben Bereich des Spektrums aus, so kommt eine starke Emission schon bei einer reinen Gasflamme durch Anregung der in der feuerfesten Auskleidung der Wand des Reaktionsraumes enthaltenen Na-Atome zustande, während die Emission auf der Ca-Linie die Anwesenheit von Ca-haltigen Mineralien direkt in der Flamme fordert. Für die technische Sicherheit der Anlage, insbesondere zur Vermeidung eines gefährlichen Durchbruches von sauerstoffhaltigen Oxidationsmitteln in nachgeschaltete, gasführende Teile der Partialoxidationsanlage bei Verlöschen der Flamme im Reaktionsraum, ist es notwendig, die Existenz einer Flamme unabhängig von der jeweiligen Betriebsphase sicher zu indizieren. Es hat sich gezeigt, daß für diese Flammenüberwachung das bereits genannte erste elektrische Signal, das mit der Emission in einem Wellenlängenband innerhalb dos Wellenlängenbereiches zwischen 650 und 750 nm korrespondiert, herangezogen werden kann, was zur Vereinfachung des Verfahrens und der zu dessen Durchführung notwendigen Vorrichtung führt. Das genannte erste elektrische Signal wird dazu nach weiterer, an sich bekannter Umformung unter Bildung einer Differentialfunktion des zeitlichen Verlaufs der Intensität der Strahlung mit Grenzwerten verglichen, die als Kriterium für die Existenz einer Flamme innerhalb des Reaktionsraumes gesetzt sind. Der Reaktor wird über das Prozeßführungs- und Sicherheitssystem abgeschaltet und in einen sicheren Zustand überführt, sobald der durch die genannten Grenzwerte gegebene Bereich überschritten wird. Es wurde überraschend gefunden, daß gerade in dem genannten Wellenlängenband eine Intensitätsschwankung „Flackern" sowohl der von der Pilotflamme als auch der Hauptflamme emittierten Strahlung mit einem charakteristischen Frequenzgang auftritt, der unabhängig von dem Druck im Reaktionsraum und unabhängig von den übrigen, im Reaktionsraum herrschenden Zustandsgrößen und ablaufenden Vorgängen ist.
Auf diese Weise kann also die Flammenüberwachung über einen sehr treiten Bereich von Betriebszuständen, insbesondere während des Aufheiz- und Inbetriebnahmevorganges gewährleistet werden.
Ausführungsbelsplel Die Erfindung sei nachstehend durch ein Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die beiliegende Figur zeigt die schematische Darstellung des Reaktionsraumes und des zugehörigen Brenners eines Reaktors zur Erzeugung von CO- und H2-reichem Gas durch Partialoxidation von Kohlenstaub mit den zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens notwendigen Einrichtungen.
Der Reaktor 1 mit dem Reaktionsraum 2 ist mit einem Brenner 3 zur Zuführung von Kohlenstaub und technischem Sauerstoff als Oxidationsmittel bestückt. Der Brenner 3 ist als sogenannter Kombinationsbrenner ausgebildet, der in seiner Achse einen Pilotbrenner 4 in Form eines zylindrischen Einsatzes aufweist. Der Pilotbrenner 4 besteht aus einem rohrförmigen Kanal 5 zur Zuführung eines gasförmigen Hilfsbrennstoffes, hier Erdgas, der von einem ringförmigen Kanal 6 zur Zuführung von
technischem Sauerstoff sowie von einem weiteren Kanal 7 mit ringförmiger Mündung zur Zuführung von Kohlenstaub umgeben
ist. In der Achse des rohrförmigen Kanals 5 ist eine optische Übertragungseinrichtung 8 für die aus dem Reaktionsraum 2emittierte elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbareich zwischen 200 und 210Onm angeordnet. Die aus Lichtleitfasernaufgebaute optische Übertragungseinrichtung ist so beschaffen, daß das von seiner Stirnfläche 9 aufgenommene und aus dem
Reaktionsraum 2 emittierte optische Primärsignal in vier optische Teilsignale gleichen Informationsgehaltes und gleicher Intensität aufgeteilt und jeweils einer für das betreffende Teilsignal spezifischen Kombination von optischem Filter 10 und Sonsor 11 zur Umwandlung in korrespondierende elektrische Signale zugeführt wird. Für den Betrieb des Reaktors werden zunächst über den rohrförmigen Kanal 5 Erdgas und über den Kanal 6 technischer Sauerstoff in den Reaktionsraum 2 eingeleitet und mit einor geeigneten, in der Figur nicht dargestellten Zündvorrichtung
entzündet.
Sauerstoff und Erdgas stehen dabei in einem solchen Verhältnis, daß ein Oj-freies, CO- und H2-haltiges Part'aloxidationsgas
entsteht. Durch die Erdgas-Pilotflamme wird der Reaktionsraum 2 aufgeheizt und- wie nachfolgende Teile der Anlage auch- mit
Partialoxidationsgas gespült und unter Druck gesetzt. Nach Erreichung eines vorgegebenen Druckes im Reaktionsreum wird die Kohlenstaubzufuhr über den Kanal 7 freigegeben und
gleichzeitig die Zufuhr von technischem Sauerstoff über Kanal 6 entsprechend erhöht. Durch die bestehende Pilotflamme wirddas Kohlenstaub-Sauerstoff-Gemisch gezündet, und es bildet sich eine Kohlenstaubflamme im Reaktionsraum 2 aus. Nach
Ausbildung der stabilen Staubflamme, der Einstellung der Mengenströme von Kohlenstaub und technischem Sauerstoff und
des Druckes auf die für den Partialoxidationsprozeß vorgegebenen Werte kann die Erdgaszufuhr über den rohrförmigen Kanal 5gedrosselt und eine Pilotflamme kleinerer Leistung im Dauerbetrieb aufrechterhalten werden. Die Erdgaszufuhr kann jedoch indieser Phase auch auf Null zurückgefahren und im Kanal 5 durch ein inertes Spülgas ersetzt werden. Aus den einzelnen
Teilsignalen gleichen Informationsgehaltes wird durch die jeweilige Kombination von Filter 10 und Sensor 11 jeweils die Strahlung in einem bestimmten Wellenlängenband herausgeschnitten und in ein korrespondierendes elektrisches Signal 12.1 bis 12.4 umgewandelt. Herangezogen werden die Wellenlängenbänder 6SO bis 710 nm für die Erzeugung des elektrischen Signals 12.1,610 bis 630ηm für das Signal 12.2,900 bis 1050nm für das Signal 12.3 und 800 bis 2000nm für das elektrische Signal 12.4.
Die elektrischen Signale 12.1 und 12.4 werden je einer Flammenüberwachungsschaltung 13.1 und 13.4 zugeleitet. Diese Schaltung erfaßt durch Bildung einer Differentialfunktion des zeitlichen Verlaufes dar Intensität den Wechselanteil des betreffenden elektrischen Signals und vergleicht diesen mit Grenzwerten, deren Überschreitung sicher die Existenz einer Flamme innerhalb des Reaktionsraumes 2 indiziert. Dabei ist die Flammenüberwachungsschaltung 13.4, die mit dem Wellenlängenband von 800-2 000nm im infraroten Bereich der Strahlung arbeitet, vor allem während des Zündvorganges und während der ersten Minuten dos Betriebs der Pilotflamme bedeutsam, während alle übrigen Betriebszustände durch die Fiammenüberwachungsschaltung 13.1 erfaßt werden. Die Arbeitsbereiche beider Schaltungen überlappen sich. Zu einem festgelegten Zeitpunkt nach Zündung der Pilotflamme kann die Flammenüberwachungsschaltung 13.4 abgeschaltet werden. Die Flammenüberwachungsschaltungen 13.1 und 13.4 sind mit dem Prozeßführungs- und Sicherheitssystem 16 verbunden, das mit Hilfe eines Schnellschußventiles 17 in der Sauerstoffzuleitung 18 zum Brenner 3 die Sauerstoffzufuhr völlig sperrt, wenn weder von dur Schaltung 13.4 noch von der Schaltung 13.1 die Existenz einer Flamme indiziert wird. Die elektrischen Signale 12.1 und 12.2 werden weiter einer Schaltungsanordnung 14 zur Erkennung unterschiedlicher Betriebsphasen aufgegeben. Diese Schaltungsanordnung bildet das Verhältnis der Intensität der Signale 12.1 und 12.2 und vergleicht dieses Verhältnis mit einem vorgegebenen Festwert von 1,0. In Verbindung mit dem Ergebnis der Flammenüberwachungsschaltungen 13.1 und 13.4 wird die ausschließliche Existenz einer Gasflamme, nämlich der mit Erdgas betriebenen Pilotflamme indiziert, wenn das Verhältnis kleiner ist, als der vorgegebene Festwert. Sobald dem Brenner 3 Kohlenstaub zugeführt wird und die Zündung des Kohlenstaubes an der Pilotflamme erfolgt ist, schlägt das genannte Verhältnis spontan auf Werte oberhalb des vorgegebenen Festwertes um, und es wird die Existenz einer Staubflamme indiziert. Mit der Indizierung wird der erfolgreiche Start des Kohlenstaubbetriebes erkannt. Das wiederum ist die Voraussetzung für den weiteren planmäßigen Ablauf des über das Prozeßführungs- und Sicherheitssystem 16 automatisch gesteuerten Inbetriebnahmeprogramms für die Anlage.
Schließlich wird das elektrische Signal 12.3 dem Schaltungsbaustein 15 zugeführt, der einen Vergleich der Intensität des Signals mit für den angestrebten Betriebszustand charakteristischen Grenzwerten vornimmt. Eine Überschreitung des oberen Grenzwertes indiziert eine zu „heiße" Betriebsweise des Reaktors. Über das Prozeßführungs- und Sicherheitssystem wird in diesem Falle über das Sauerstoff-Regelventil 19 in der Sauerstoffzuleitung 18 und die - hier als Ventil dargestellte -Kohlenstaubrcgelung 20 in dor Kohlenstaubzuleitung 21 das Verhältnis von Sauerstoff zu Kohlenstaub reduziert. Wird dagegen der untere Grenzwert unterschritten, wird das Kohleisteub-Sauerstoff-Vsrhältnis erhöht.
Mit der dargestellten Überwachung des Reaktors mit optoelektronischen Mitteln wurde eine sehr betriebssichere und einfache Prozeßsteuerung erreicht, wobei die praktisch trägheitslos eingehenden optischen Signale kurze Anfahrzeiten, Einstellung optimaler Betriebsbedingungen und äußerst kurzfristige Überführung des Reaktors in einen sicheren Zustand bei Störungsfällen gewährleisten.

Claims (3)

1. Verfahren zur Überwachung von Reaktoren zur Partialoxidation von staubförmigen Brennstoffen, in deren Reaktionsraum zeitweise oder danach eine Pilotflamme mit einem gasförmigen Hilfsbrennstoff aufrechterhalten wird, wobei ein von der im Reaktionsraum herrschenden Strahlung ausgehendes optisches Signal gewonnen und in Teilsignale gleichen Informationsgehaltes aufgeteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mittels an sich bekannter Filter- und Sensorkombinationen aus einem ersten Teilsignal ein der Strahlungsintensität in einem Wellenlängenbereich innerhalb des Wellenlängenbereiches zwischen 650 und 750nm entsprechendes erstes elektrisches Signal und aus einem zweiten Teilsignal ein der Strahlungsintensität in einem Wellenlängenbereich zwischen 610 und 630nm entsprechendes zweites elektrisches Signal gewonnen und die elektrischen Signale verglichen werden, wobei bei Dominanz des genannten zweiten elektrischen Signals die Existenz einer Staubflamme im Reaktionsraum indiziert wird,
2. Vorfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Quotient aus zweitem elektrischen Signal zu erstem elektrischen Signal gebildet und mit einem Festwert verglichen wird, wobei die Überschreitung dieses Festwertes die Existenz einer Staubflamme im Reaktionsraum indiziert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte erste elektrische Signal nach weiterer, an sich bekannter Umformung unter Bildung einer Differentialfunktion des zeitlichen Verlaufs der Intensität mit Grenzwerten verglichen wird, die als Kriterium für die Existenz einer Flamme innerhalb des Reaktionsraumes gesetzt sind, wobei eine Überschreitung des durch die Grenzwerte gegebenen Bereiches als Eingangssignal für die selbständige Abschaltung des Reaktors über ein Prozeßführungs- und Sicherheitssystem verwendet wird.
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