DE19749506C1 - Method for continuous optimisation of air supply to furnace installations - Google Patents

Method for continuous optimisation of air supply to furnace installations

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Abstract

The method involve storing in a computer the relationship between fuel supply and air requirements in the form of a curve represented by reference points. Under manual control the supply of combustion air is reduced until the concentration of CO in the flue gas indicates that the air flow is the minimum required when the air flow is adjusted to a higher level to provide a safety margin. The range of the fuel flow to be covered is divided into a number of sections and to each of these sections a reference point is allocated. These are obtained by performing an optimisation test under continuous operation when the whole installation fortuitously in the section concerned is in an operational phase when the flow of fuel is on constant or almost constant

Description

Aus den Offenlegungsschriften DE 34 23 946 A1 und DE 31 00 267 A1 sind Verfahren bekannt geworden, bei denen die optimale Verbrennungsluftzufuhr ermittelt wird, indem diese durch einen periodisch oder von Hand ausgelösten Steuereingriff automatisch so lange verringert wird, bis CO im Rauchgas erscheint. Die Verbrennungsluftzufuhr wird dann so eingestellt, daß sie um einen Sicherheitsabstand über dem so gefundenen Wert liegt.Methods are known from the laid-open documents DE 34 23 946 A1 and DE 31 00 267 A1 where the optimal combustion air supply is determined by doing this automatically reduces a control intervention triggered periodically or manually for as long until CO appears in the flue gas. The combustion air supply is then adjusted so that it is a safety margin above the value found in this way.

Diese Verfahren eignen sich auch für Feuerungsanlagen mit mehreren Brennern, weil sich das CO im Rauchgas sehr empfindlich nachweisen läßt und so die Brenner einzeln optimiert werden können.These processes are also suitable for firing systems with several burners, because the CO in the flue gas can be detected very sensitively and so the burners are optimized individually can be.

Aus der zweiten Offenlegungsschrift ist außerdem bekannt geworden, daß neben dem Auftreten von CO noch andere Kriterien zur Beurteilung der Einstellung herangezogen werden können.From the second published application it is also known that in addition to the Occurrence of CO, other criteria were used to assess the setting can be.

Diese Verfahren erlauben die Optimierung jedoch nur bei einem ganz bestimmten Brennstoffdurchfluß. Die optimale Verbrennungsluftzufuhr ändert sich aber mit dem Brennstoffdurchfluß und zwar wird im allgemeinen bei großem Brennstoffdurchfluß ein geringerer Luftüberschuß benötigt als bei einem kleinen. Dies ergibt sich global aus dem Massenwirkungsgesetz, die Einzelheiten hängen jedoch auch von der Brennerkonstruktion, der Art des Brennstoffes und vielen weiteren Bedingungen ab.However, these methods only allow optimization for a very specific one Fuel flow. The optimal combustion air supply changes with the Fuel flow will generally be on when the fuel flow is large requires less excess air than a small one. This results globally from the Law of mass action, but the details also depend on the burner construction, the type of fuel and many other conditions.

Aus der Patentschrift DE 30 39 994 C2 und der europäischen Patentanmeldung EP 02 09 771 A1 ist weiterhin bekannt geworden, daß es möglich ist, bei der Erstinbetriebnahme eines Brenners die optimale Luftzufuhr über den interessierenden Lastbereich punktweise aufzunehmen und in einem Computer zu speichern. Diese Verfahren sind jedoch nicht anwendbar im laufenden Betrieb.From patent DE 30 39 994 C2 and European patent application EP 02 09 771 A1 has also become known that it is possible to use a Burner the optimal air supply over the load range of interest point by point and save it in a computer. However, these procedures are not applicable during operation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das während des Betriebes eine laufende, automatische Optimierung der Verbrennungsluftzufuhr über den ganzen Lastbereich ermöglicht.The invention is based on the object of specifying a method that during the Continuous, automatic optimization of the combustion air supply via the enables the entire load range.

Die Realisierung wird anhand von Abb. 1 und 2 erläutert:The implementation is explained with reference to Fig. 1 and 2:

Einem (zweckmäßigerweise auf hohen Luftüberschuß eingestellten) Luftregler (1) wird ein in einem Computer (7) erzeugtes Korrektursignal aufgeschaltet, das dem Sollwert entgegenwirkt. An air regulator (1 ) (expediently set to a high excess of air) is fed a correction signal generated in a computer ( 7 ) which counteracts the setpoint value.

Dieses Korrektursignal hat zwei Aufgaben:
This correction signal has two tasks:

  • 1. Im Normalbetrieb verringert es, abhängig vom Brennstoffdurchfluß, den Sollwert so weit, daß sich eine optimale Verbrennungsluftzufuhr einstellt.1. In normal operation, depending on the fuel flow, it reduces the setpoint so far, that an optimal combustion air supply is established.
  • 2. Bei einem Optimierungsversuchen wird es so weit erhöht - und damit der Sollwert verringert - bis CO im Rauchgas erscheint.2. In an optimization attempt, it is increased so much - and with it the setpoint reduced - until CO appears in the flue gas.

Diese Struktur hat zwei wesentliche Vorteile:
This structure has two main advantages:

  • 1. Für die Aufschaltung des Korrektursignals wird lediglich ein freier Eingang an einem (eventuell bereits vorhandenen) Luftregler benötigt. Weitere Umbauten sind nicht erforderlich. Das Verfahren eignet sich deshalb auch sehr gut zur Nachrüstung in bereits vorhandenen Anlagen.1. For the activation of the correction signal, only one free input is required on one (possibly already existing) air regulator required. Further modifications are not necessary. The process is therefore also very suitable for retrofitting in already existing plants.
  • 2. Bei Ausfall des Computers (7) bleibt die konventionelle Luftregelung wirksam, so daß die Gesamtanlage verfügbar bleibt.2. If the computer ( 7 ) fails, the conventional air control remains effective so that the entire system remains available.

Bei Anlagen mit mehreren Brennern oder Brennergruppen mit jeweils eigener Luftregelung ist der Luftregler (1) zwar mehrfach vorhanden, der Computer (7) jedoch zweckmäßigerweise nur einmal. Er bedient alle Luftregler gleichzeitig.In systems with several burners or groups of burners, each with its own air control, the air regulator ( 1 ) is present several times, but the computer ( 7 ) is expediently only available once. He operates all air regulators at the same time.

Die Gestaltung der Luftregelung selbst unterliegt keinen Beschränkungen. Abb. 1 zeigt lediglich eine dem Stand der Technik entsprechende gängige Variante als Beispiel.The design of the air control itself is not subject to any restrictions. Fig. 1 only shows a common variant corresponding to the state of the art as an example.

Der Luftregler (1) erhält als Istwert den Luftdurchfluß, gemessen im Transmitter (2), und als Sollwert den in einem Rechenbaustein (3) mit einem Faktor bewerteten Brennstoffdurchfluß, gemessen im Transmitter (4). Der Faktor ist meist von der Warte aus verstellbar (Lambda-Steller), was durch den Leitbaustein (5) angedeutet ist. Zusätzlich zum Sollwert wird noch ein konstantes Signal aufgeschaltet, das z. B. am Potentiometer (6) eingestellt wird.The air regulator ( 1 ) receives the air flow as an actual value, measured in the transmitter ( 2 ), and as a setpoint the fuel flow evaluated with a factor in a computer module (3 ), measured in the transmitter ( 4 ). The factor can usually be adjusted from the control room (lambda controller), which is indicated by the control module ( 5 ). In addition to the setpoint, a constant signal is switched on, which z. B. is set on the potentiometer ( 6 ).

Diese Schaltung erzeugt im Automatikbetrieb einen Luftdurchfluß gemäß der Linie (9). Bei einem Brennstoffdurchfluß von Null entsteht ein Luftdurchfluß, der dem am Potentiometer (6) eingestellten Wert entspricht. Mit steigendem Brennstoffdurchfluß steigt der Luftdurchfluß an, aber wegen der abnehmenden Bedeutung der Konstanten langsamer als proportional. Damit ist bereits eine gewisse Anpassung der Verbrennungsluftzufuhr an den Brennstoffdurchfluß möglich, die sich jedoch nicht selbst optimiert.In automatic mode, this circuit generates an air flow according to line ( 9 ). With a fuel flow of zero, an air flow occurs which corresponds to the value set on the potentiometer (6). With increasing fuel flow, the air flow increases, but more slowly than proportionally because of the decreasing importance of the constants. A certain adjustment of the combustion air supply to the fuel flow is thus already possible, but this does not optimize itself.

Der Zusammenhang zwischen Brennstoffdurchfluß und optimaler Verbrennungsluftzufuhr ist im allgemeinen reproduzierbar. Deshalb kann für jeden Luftregler im Computer (7) eine Kurve hinterlegt werden, wie sie unter (11) dargestellt ist. Sie wird durch lineare Interpolation aus mehreren Stützpunkten berechnet, die ihrerseits durch Optimierungsversuche ermittelt worden sind. Entlang dieser Kurve (11) entsteht gerade so viel CO im Rauchgas, daß die Messung eben anspricht. Das Korrektursignal im Normalbetrieb entspricht dann Kurve (10), die um einen Sicherheitsabstand s oberhalb von Kurve (11) liegt.The relationship between fuel flow and optimal combustion air supply is generally reproducible. For this reason, a curve can be stored in the computer (7 ) for each air regulator, as shown under (11 ). It is calculated by linear interpolation from several interpolation points, which in turn have been determined by optimization attempts. Along this curve ( 11 ) there is just enough CO in the flue gas for the measurement to respond. The correction signal in normal operation then corresponds to curve ( 10 ), which is a safety distance s above curve ( 11 ).

Bei der Ermittlung der Stützpunkte besteht die Schwierigkeit, daß während eines Optimierungsversuches wegen der Trägheit der CO-Messung der Brennstoffdurchfluß möglichst konstant sein muß. Nun gibt es auch in Betrieben mit häufigem Lastwechsel, z. B. Industriekraftwerken, immer wieder auch Phasen in denen die Last relativ konstant ist, aber es ist nicht vorhersehbar, wann und an welchen Stellen dies eintritt.When determining the support points there is the difficulty that during a Optimization attempt because of the inertia of the CO measurement of the fuel flow must be as constant as possible. Now there are also companies with frequent load changes, e.g. B. Industrial power plants, again and again phases in which the load is relatively constant, but there is it is not foreseeable when and at which points this will occur.

Zur Lösung dieses Problems macht sich die Erfindung folgende Tatsachen zunutze:
To solve this problem, the invention makes use of the following facts:

  • 1. Wie bereits erwähnt ist der Zusammenhang zwischen Brennstoffdurchfluß und optimaler Luftzufuhr reproduzierbar. Änderungen treten im allgemeinen schleichend ein (z. B. wegen Verschmutzung oder Abnutzung). Es ist deshalb nicht erforderlich, die Stützpunkte laufend nachzujustieren. Nachmessung im Abstand von 1 bis 2 Tagen genügen vollkommen. Bei einem Defekt oder einem Brennstoffwechsel muß allerdings sofort nachjustiert werden.1. As already mentioned, the relationship between fuel flow and optimal Reproducible air supply. Changes generally occur gradually (e.g. because of Pollution or wear and tear). It is therefore not necessary to use the bases readjust continuously. Re-measurements every 1 to 2 days are sufficient. In the event of a defect or a change of fuel, however, readjustment must be carried out immediately.
  • 2. Zur Berechnung des Korrektursignals ist nicht erforderlich, daß die Stützpunkte immer an der gleichen Stelle liegen. Auch brauchen sie nicht äquidistant zu sein.2. To calculate the correction signal, it is not necessary that the interpolation points are always on lie in the same place. They also do not need to be equidistant.

Erfindungsgemäß wird demnach der infrage kommende Bereich des Brennstoffdurchflusses für jeden Luftregler in eine konstruktiv festzulegende Anzahl (typisch 10) Intervalle eingeteilt. In jedem dieser Intervalle liegt genau ein Stützpunkt. Seine Lage innerhalb des Intervalls ist belanglos und wird vom Zufall bestimmt.According to the invention, the relevant range of fuel flow for Each air regulator is divided into a number (typically 10) intervals to be determined by the design. In each of these intervals has exactly one support point. Its location is within the interval irrelevant and is determined by chance.

Wenn durch einen Optimierungsversuch eine neuer Stützpunkt für ein Intervall ermittelt wird, dann wird der alte verworfen. Der neue Stützpunkt wird im allgemeinen innerhalb des Intervalls an einer anderen Stelle liegen.If a new interpolation point is determined for an interval through an optimization attempt, then the old one is discarded. The new base will generally be located within the Interval at a different location.

Grundvoraussetzung für die Optimierungsversuche ist die ständige Überwachung der Änderungsgeschwindigkeit des Brennstoffdurchflusses. Wenn sie unterhalb eines Grenzwertes (typisch 0.5 bis 1% pro Minute) liegt, wird die Optimierungsroutine gestartet. Die Überwachung wird während der Routine fortgesetzt und ein eventueller Optimierungsversuch wird sofort abgebrochen, wenn sich der Brennstoffdurchfluß wieder schneller zu ändern beginnt.The basic requirement for the optimization attempts is the constant monitoring of the Rate of change in fuel flow. If they are below a limit (typically 0.5 to 1% per minute), the optimization routine is started. the Monitoring is continued during the routine and a possible optimization attempt is stopped immediately if the fuel flow changes again more quickly begins.

Die einzelnen Luftregler können sich in einer ruhigen Phase durchaus in unterschiedlichen Intervallen befinden, etwa wenn eine "schiefe" Lastverteilung gefahren wird.In a quiet phase, the individual air regulators can definitely be in different Intervals are located, for example when a "skewed" load distribution is driven.

Die Optimierungsroutine beginnt mit einer Überprüfung der Situation in den aktuellen Intervallen:
The optimization routine begins with a review of the situation in the current intervals:

  • 1. Es wird für jeden Luftregler überprüft, ob der zum aktuellen Intervall gehörende Stützpunkt gültig ist. Beim ersten Luftregler, bei dem dies nicht zutrifft, wird ein Optimierungsversuch eingeleitet. (Zur Bedeutung der Gültigkeit siehe unten.) Wenn die ruhige Phase nach Abschluß des Optimierungsversuches noch anhält, kann der nächste Luftregler mit ungültigem Stützpunkt in Angriff genommen werden usw.1. It is checked for each air regulator whether the one belonging to the current interval Base is valid. The first air regulator to which this does not apply, a Optimization attempt initiated. (See below for the meaning of validity.) If the quiet phase continues after the optimization attempt has been completed, the can the next air regulator with an invalid support point can be tackled, etc.
  • 2. Wenn alle Stützpunkte gültig sind, wird das Alter der Stützpunkte überprüft. Ein Optimierungsversuch wird nur eingeleitet, wenn das Alter eines Stützpunktes größer als die Überwachungszeit ist. (Typisch: 24 bis 48 Stunden). Sollte dies für mehrere Stützpunkte zutreffen, wird zuerst der Luftregler mit dem ältesten Stützpunkt, dann der mit dem zweitältesten usw nachjustiert.2. If all support points are valid, the age of the support points is checked. A Optimization attempt is only initiated when the age of a base is greater than the monitoring time. (Typical: 24 to 48 hours). Should this be for several If support points apply, the air regulator with the oldest support point is used first, then the one with the second oldest, etc. readjusted.
  • 3. Sollte keine der genannten Bedingungen zutreffen, wird im Normalbetrieb weitergefahren. Es ist nicht vorteilhaft, den Betrieb durch unnötige Optimierungsversuche zu beeinträchtigen.3. If none of the above conditions apply, normal operation will continue. It is not beneficial to shut down the operation by making unnecessary optimization attempts affect.

Bei einem Optimierungsversuch wird das Korrektursignal langsam erhöht und damit der Sollwert für den Luftregler abgesenkt. Im Automatikbetrieb - dieser ist Voraussetzung für den Optimierungsversuch - verringert sich die Zufuhr an Verbrennungsluft. Wenn im Rauchgas CO in einer Konzentration knapp oberhalb der Ansprechschwelle des Transmitters (8) nachweisbar wird, werden folgende Werte als neuer gültiger Stützpunkt gespeichert.
In the event of an optimization attempt, the correction signal is slowly increased and thus the setpoint for the air regulator is reduced. In automatic mode - this is a prerequisite for the optimization attempt - the supply of combustion air is reduced. If the concentration of CO in the flue gas is just above the response threshold of the transmitter ( 8 ), the following values are saved as a new valid reference point.

1. der überprüfte Luftregler1. the checked air regulator kk 1. das zugehörige Intervall1. the associated interval ii 2. der Brennstoffdurchfluß bei Aufnahme des Stützpunktes2. the fuel flow when the base is taken up x (k, i)x (k, i) 3. die Größe des Korrekturwertes bei Auftreten von CO3. the size of the correction value when CO occurs y (k, i)y (k, i) 4. der Zeitpunkt des Versuches4. the time of the attempt t (k, i)t (k, i) 5. die Gültigkeit5. the validity g (k, i)g (k, i)

Da der Brennstoffdurchfluß während des Versuches nicht völlig konstant sein wird, kann es vorkommen, daß er während des Versuches in ein benachbartes Intervall hinübergleitet. In diesem Fall werden die Werte für das neue Intervall gespeichert, auch dann, wenn dessen Stützpunkt jünger als die Überwachungszeit ist. Schließlich ist es nicht notwendig ist, einmal gewonnene Informationen wegzuwerfen.Since the fuel flow will not be completely constant during the experiment, it can it can happen that it slips over into an adjacent interval during the experiment. In in this case the values for the new interval are saved, even if its Base is younger than the monitoring time. After all, it is not necessary once Throwing away obtained information.

Am Abstand des neuen Stützpunktes von der Verbindungslinie zwischen seinen (älteren) Nachbarn kann erkannt werden, ob eine wesentliche Veränderung seit der letzten Messung eingetreten ist. In diesem Fall werden alle Stützpunkte dieses Luftreglers ungültig gesetzt und so eine Neumessung bei nächster Gelegenheit erzwungen.At the distance of the new support point from the connecting line between its (older) Neighbors can see whether there has been a significant change since the last measurement has occurred. In this case, all support points of this air regulator are set invalid and such a new measurement is forced at the next opportunity.

Ist die Veränderung außerdem in Richtung auf höheren Luftbedarf erfolgt. werden alle Stützpunkte um den entsprechenden Betrag nach unten korrigiert und so eine Parallelverschiebung der Kurve erzeugt, um Luftmangel in jedem Fall zu vermeiden.Has the change also taken place in the direction of higher air demand? will all Corrected support points downwards by the corresponding amount and such a thing Parallel shifting of the curve generated in order to avoid a lack of air in any case.

Tritt während des laufenden Betriebes, also außerhalb der Optimierungsversuche, CO im Rauchgas auf, muß angenommen werden, daß ein Defekt vorliegt. In diesem Fall wird das Korrektursignal überall auf Null gesetzt. Der Computer (7) ist dann wirkungslos und die ursprüngliche Luftregelung arbeitet alleine. Sie ist zweckmäßigerweise auf hohen Luftüberschuß eingestellt, so daß CO in jedem Fall vermieden wird. Außerdem werden sämtliche Stützpunkte ungültig gesetzt und so Neumessungen bei der ersten ruhigen Gelegenheit erzwungen. Sobald die erste Messung vorliegt, wird die oben beschriebene Parallelverschiebung der Kurve vorgenommen.If CO occurs in the flue gas during ongoing operation, i.e. outside of the optimization attempts, it must be assumed that there is a defect. In this case, the correction signal is set to zero everywhere. The computer ( 7 ) is then ineffective and the original air control works on its own. It is expediently set to a high excess of air, so that CO is avoided in any case. In addition, all support points are set invalid and new measurements are forced at the first quiet opportunity. As soon as the first measurement is available, the above-described parallel shifting of the curve is carried out.

Bei der Erstinbetriebnahme einer neuen Anlage wird diese aus vielfältigen anderen Gründen langsam hochgefahren. Dabei ist in der Regel die Brennstoffregelung - nicht die Luftregelung - auf Hand. Die Grundvoraussetzung des konstanten Brennstoffdurchflusses ist damit erfüllt, so daß bereits während des ersten Hochfahrens ein Satz Stützpunkte ohne besondere Maßnahmen nebenbei gewonnen werden kann.When a new system is commissioned for the first time, it is for various other reasons booted up slowly. As a rule, the fuel control - not the air control - is on hand. The basic requirement of constant fuel flow is thus fulfilled, see above that already during the first start-up a set of support points without special Measures can be gained on the side.

Im Einzelfall kann ein Stützpunkt recht alt werden, sei es, daß das zugehörige Intervall nie mehr, sei es, daß es immer zu schnell durchlaufen wurde. Deshalb wird im laufenden Betrieb für jeden Luftregler das aktuelle Intervall und das Alter und die Gültigkeit des zugehörigen Stützpunktes auf dem Bildschirm des Computers (7) angezeigt. Wenn nach Meinung des Bedienungspersonals in diesem Intervall nachjustiert werden sollte, so genügt es, die Brennstoffregelung für einige Minuten auf Hand zu nehmen. Die Nachjustierung läuft dann automatisch ab. In Industriekraftwerken - dem Hauptanwendungsgebiet der Erfindung - sind in der Regel noch weitere Kessel vorhanden, die für diese Zeit die Lastregelung übernehmen können. Das Verfahren ist also denkbar einfach zu handhaben.In individual cases, a support point can get very old, be it that the associated interval never more, or that it was always run through too quickly. For this reason, the current interval and the age and validity of the associated support point for each air regulator are displayed on the computer screen (7) during operation. If, in the opinion of the operating personnel, readjustments should be carried out in this interval, it is sufficient to take the fuel control on hand for a few minutes. The readjustment then runs automatically. In industrial power plants - the main field of application of the invention - there are usually additional boilers that can take over the load control for this time. The process is therefore extremely easy to use.

Im Normalbetrieb erfolgt die Berechnung des Korrektursignals für jeden Luftregler (k) in folgenden Schritten:
In normal operation, the correction signal is calculated for each air regulator (k) in the following steps:

  • 1. Ermittlung des Brennstoffdurchflusses. Er sei x(k).1. Determination of the fuel flow. Let it be x (k).
  • 2. Feststellen des Intervalls. Es sei i2. Determine the interval. Let i
  • 3. Feststellen, ob der aktuelle Brennstoffdurchfluß links oder rechts vom Stützpunkt des Intervalls i liegt3. Determine whether the current fuel flow is to the left or right of the support point of the Interval i
  • 4. Errechnen des Korrekturwertes y durch Interpolation
    falls links von dem Stützpunkt    4. Calculation of the correction value y by interpolation
    if to the left of the base

y(k) = y(k, i - 1) + [y(k, i) - y(k, i - 1)]/[x(k, i) - x(k, i - 1)] . [x(k) - x(k, i - 1)] - s
y (k) = y (k, i - 1) + [y (k, i) - y (k, i - 1)] / [x (k, i) - x (k, i - 1)]. [x (k) - x (k, i - 1)] - s

falls rechts vom Stützpunkt:
if to the right of the base:

y(k) = y(k, i) + [y(k, i + 1) - y(k, i)]/[x(k, i + 1) - x(k, i)].[x(k) - x(k, i)] - sy (k) = y (k, i) + [y (k, i + 1) - y (k, i)] / [x (k, i + 1) - x (k, i)]. [x (k) - x (k, i)] - s

An den Rändern, d. h. oberhalb des obersten und unterhalb des untersten Stützpunktes wird entsprechend extrapoliert und zwar für Brennstoffdurchflüsse unterhalb des untersten Stützpunktes:
At the edges, ie above the uppermost and below the lowest support point, extrapolation is made accordingly for fuel flows below the lowest support point:

y(k) = y(k, 1) + [y(k, 2) - y(k, 1)]/[x(k, 2) - x(k, 1)] . [x(k) - x(k, 1)] - s
y (k) = y (k, 1) + [y (k, 2) - y (k, 1)] / [x (k, 2) - x (k, 1)]. [x (k) - x (k, 1)] - s

und oberhalb des obersten (n-ten) Stützpunktes:
and above the top (nth) support point:

y(k) = y(k, n - 1)+[y(k, n) - y(k, n - 1)]/[x(k, n) - x(k, n - 1)] . [x(k) - x(k, n - 1)] - sy (k) = y (k, n - 1) + [y (k, n) - y (k, n - 1)] / [x (k, n) - x (k, n - 1)]. [x (k) - x (k, n - 1)] - s

In den obigen Formeln ist s der Sicherheitsabstand, der notwendig ist, um CO zu vermeiden. Seine Größe muß individuell für jede Anlage bestimmt werden. Er hängt u. a. vom dynamischen Verhalten der Luftregelung ab oder davon, ob eine Luftvorhaltregelung installiert ist oder nicht.In the above formulas, s is the safety margin necessary to avoid CO. Its size must be determined individually for each system. He hangs among other things. from the dynamic behavior of the air control or whether an air reserve control is installed is or not.

Das so errechnete Korrektursignal wird dem Luftregler (1) aufgeschaltet.The correction signal calculated in this way is sent to the air regulator ( 1 ).

Das Korrektursignal verhindert CO-Bildung bei gleichzeitiger Vermeidung unnötig hoher Luftüberschüsse genau dann, wenn der Computer (7) die Echtzeitbedingungen einhalten kann. Da der Algorithmus zur Ermittlung der Stützpunkte einfach gehalten werden konnte und insbesondere rechenaufwendige statistische Methoden vermieden wurden, ist dies auch mit einfachen Rechnern möglich.The correction signal prevents CO formation while avoiding unnecessarily high excess air precisely when the computer ( 7 ) can maintain the real-time conditions. Since the algorithm for determining the support points could be kept simple and, in particular, computationally expensive statistical methods were avoided, this is also possible with simple computers.

Claims (6)

1. Verfahren zur laufenden Optimierung der Luftzufuhr in Feuerungsanlagen über den ganzen Lastbereich während des Betriebes, bei dem
  • a) der Zusammenhang zwischen Brennstoffdurchfluß und Luftbedarf in Form einer durch Stützpunkte repräsentierten Kurve in einem Computer hinterlegt ist und
  • b) die Verbrennungsluftzufuhr durch einen Steuereingriff so lange vermindert wird bis ein Kriterium, insbesondere das Auftreten einer nachweisbaren Konzentration von CO im Rauchgas, die minimal notwendige Luftzufuhr anzeigt und
  • c) die Luftzufuhr dann auf einen um einen Sicherheitsabstand erhöhten Wert eingestellt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) der infrage kommende Bereich des Brennstoffdurchflusses in eine konstruktiv zu bestimmende Anzahl von Intervallen eingeteilt wird und
  • b) jedem dieser Intervalle genau ein Stützpunkt zugeordnet wird und
  • c) dieser im laufenden Betrieb dann durch einen Optimierungsversuch ermittelt wird, wenn die Gesamtanlage zufällig innerhalb dieses Intervalls eine Phase mit konstantem oder nahezu konstantem Brennstoffdurchfluß durchläuft.
1. Procedure for the ongoing optimization of the air supply in combustion systems over the entire load range during operation in which
  • a) the relationship between fuel flow and air requirement is stored in a computer in the form of a curve represented by reference points and
  • b) the combustion air supply is reduced by a control intervention until a criterion, in particular the occurrence of a detectable concentration of CO in the flue gas, indicates the minimum necessary air supply and
  • c) the air supply is then set to a value increased by a safety margin,
characterized in that
  • a) the range of fuel flow in question is divided into a number of intervals to be determined by the design, and
  • b) exactly one support point is assigned to each of these intervals and
  • c) this is then determined during operation by an optimization attempt if the entire system happens to run through a phase with constant or almost constant fuel flow within this interval.
 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Optimierungsversuch nur eingeleitet wird, wenn seit dem letzten Versuch eine gewisse Zeit verstrichen ist oder der zugehörige Stützpunkt ungültig geworden ist.2. The method according to claim 1, characterized in that an optimization attempt is only initiated if a a certain time has passed or the associated base has become invalid. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Stützpunkte als ungültig angesehen werden, wenn im laufenden Betrieb CO im Rauchgas aufgetreten ist oder ein Optimierungsversuch ergibt, daß eine erhebliche Änderung in der Feuerungsanlage eingetreten ist.3. The method according to claim 1, characterized in that all support points are considered invalid if CO in Flue gas has occurred or an optimization attempt shows that a considerable There has been a change in the combustion system. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Parallelverschiebung der ganzen Kurve vorgenommen wird, sobald nach einer Veränderung in Richtung auf höheren Luftbedarf und ungültigwerden der Stützpunkte die erste neue Messung vorliegt.4. The method according to claim 3, characterized in that a parallel shift of the whole curve is made as soon as after a Change in the direction of higher air demand and the invalidation of the bases first new measurement is available. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer aus den Stützpunkten ein zum jeweiligen Brennstoffdurchfluß gehörendes Korrektursignal berechnet, das dem Luftregler derart aufgeschaltet wird, daß es dem Sollwert entgegenwirkt und das
  • a) im Normalbetrieb den Luftregler veranlaßt, die optimale Luftzufuhr sicherzustellen und
  • b) den im Oberbegriff unter b) erwähnte Steuereingriff ermöglicht, indem es bei einem Optimierungsversuch so lange und so weit vergrößert wird, bis das dort genannte Kriterium eintritt.
5. The method according to claim 1, characterized in that the computer calculates a correction signal belonging to the respective fuel flow from the support points, which correction signal is connected to the air regulator in such a way that it counteracts the setpoint and that
  • a) in normal operation causes the air regulator to ensure the optimal air supply and
  • b) enables the control intervention mentioned in the preamble under b) by increasing it in an optimization attempt until the criterion mentioned there occurs.
 6. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß im laufenden Betrieb für jeden Luftregler das aktuelle Intervall und das Alter und die Gültigkeit des zugehörigen Stützpunktes auf dem Bildschirm des Computers angezeigt wird.6. The method according to claim 1, 2 and 3, characterized in that during operation for each air regulator the current interval and the age and validity of the associated Base is displayed on the computer screen.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10116133B4 (en) 2000-09-06 2004-10-14 Dambier, Hartmuth, Dipl.-Phys. Procedure for determining and verifying the CO points of use in multi-burner combustion plants

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3423946A1 (en) * 1984-03-21 1985-09-26 Hartmann & Braun Ag, 6000 Frankfurt CONTROL METHOD FOR THE COMBUSTION AIR AMOUNT OF A COMBUSTION DEVICE
EP0209771A1 (en) * 1985-07-24 1987-01-28 Bieler + Lang GmbH Method and circuit for the fine fuel volume flow regulation of burner-activated combustion devices by the measurement of the partial oxygen and the carbon monoxide content in the exhaust gases
DE3039994C2 (en) * 1980-10-23 1987-05-27 Karl Dungs Gmbh & Co, 7067 Urbach, De
DE3737354C1 (en) * 1987-11-04 1989-05-11 Schoppe & Faeser Gmbh Control method for adjusting the individual air/fuel ratios of the individual burners of a furnace with several burners

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4348169A (en) * 1978-05-24 1982-09-07 Land Combustion Limited Control of burners
US4253404A (en) 1980-03-03 1981-03-03 Chevron Research Company Natural draft combustion zone optimizing method and apparatus
US5190454A (en) * 1991-07-15 1993-03-02 Cmi Corporation Electronic combustion control system
DK187891A (en) * 1991-11-18 1993-05-19 Danfoss As METHOD AND APPARATUS FOR SETTING A BURNER'S WORK POINT
DE4340534A1 (en) * 1993-11-29 1995-06-01 Abb Patent Gmbh Control and monitoring procedures

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3039994C2 (en) * 1980-10-23 1987-05-27 Karl Dungs Gmbh & Co, 7067 Urbach, De
DE3423946A1 (en) * 1984-03-21 1985-09-26 Hartmann & Braun Ag, 6000 Frankfurt CONTROL METHOD FOR THE COMBUSTION AIR AMOUNT OF A COMBUSTION DEVICE
EP0209771A1 (en) * 1985-07-24 1987-01-28 Bieler + Lang GmbH Method and circuit for the fine fuel volume flow regulation of burner-activated combustion devices by the measurement of the partial oxygen and the carbon monoxide content in the exhaust gases
DE3737354C1 (en) * 1987-11-04 1989-05-11 Schoppe & Faeser Gmbh Control method for adjusting the individual air/fuel ratios of the individual burners of a furnace with several burners

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