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Vorrichtung mit Brennern zwn Beheizen von Wärmeöfen Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung mit Brennern zum Beheizen von Wärmeöfen mit Erdgas und
einem Gemisch aus Erdgas und Gichtgas, wobei als FuhrungsgröPe zur Regelung der
Ofentemperatur der Luftdurchsatz dient und der Durchsatz von Erdgas oder Gemisch
mittels eines von einem Verhältnisregler angesteuerten Stellgliedes erfolgt.
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Zur Regelung der Ofentemperatur dient der Durchsatz der in die Brenner
einströmenden erhitzten Luft und Verbrennungsgase,wobei ein von ihm als Fuhrungsgröße
abgeleitetes elektrisches Signal einem Verhältnisregler zugeführt wird, der proportional
den Durchsatz an Erdgas bzw. Gemisch mittels eines Stellgliedes, z.B. eines Ventiles,
regelt.
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Diese proportionale Regelung ermöglicht in etwa den stöchiometrischen
Gesetzen für die Reaktionen bei der Verbrennung zu genügen, ohne daß jedoch ein
optimaler Verbrennungsgrad zu erzielen ist.
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Erdgas sowie Gemische aus Gichtgas und Erdgas haben sehr unterschiedliche
Hu- undRr-Werte und werden deshalb unter sehr Verschiedenen Drücken und~Durchsätzen
mit erhitzter Luft den Brennern in den Wärmeöfen zugeführt. Dies trifft auch für
alle anderen Brenngase zu.
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Aus diesen Gründen erfolgte bisher die Zuführung von Erdgas und Gemisch
über voneinander unabhängige Speiseleitungen, mit angeschlossenen Brennern, die
entweder nur mit Erdgas oder nur mit dem Gemisch aus Erdgas und Gichtgas gespeist
wurden. Es ergab sich hierdurch ein doppelter Aufwand für die technischen Einrichtungen.
Der Grund hierfür liegt darin, daß man es bisher nicht für möglich hielt, infolge
der sehr unterschiedlichen Betriebsbedingungen dieselben Brenner sowohl mit Erdgas
als auch mit einem Gemisch aus Gichtgas und Erdgas betreiben zu können.
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Bei Untersuchungen mit Niederdruck-, Parallel- und Wirbelstrombrennern
zeigte es sich überrasshenderweise, daß sie unter den auftretenden Bedingungen im
praktischen Betrieb von Wärmeöfen gleichgut sowohl mit Erdgas als auch Gemisch betrieben
werden können, so daß nur noch eine Art von Brennern bei entsprechender Konstruktion
erforderlich ist.
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, die einen verminderten technischen Aufwand
erfordert und die außerdem eine optimale Wärmeerzeugung erlaubt.
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Diese Aufgabe-wird erfindungsgemäß gelöst durch mit dem Erdgas und
dem Gemisch beaufschlagbare Brenner und einer für ihre Einspeisung gemeinsamen Speiseleitung,
in der das Stellglied angeordnet ist. Der bisher erforderliche Aufwand wird somit
beträchtlich verringert und auch die Störanfälligkeit bedeutend herabgesetzt.
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Je nachdem ob der Speise leitung Erdgas bzw. Gemisch zugeführt wird,
muß das Stellglied verschieden proportional
verstellt werden, d.h.
daß, wie bisher, zwei verwendete Signalwandler vorgesehen sind, die je nach Stellung
dir Sperrventile fiir das Erdgas bzw. das Gemisch in der gemeinsamen Speisoleitung
in den Regelkreis geschaltet werden. An ihrer Stelle kann auch ein in Abhängigkeit
von ihrer Stellung umschaltender Signalzuwandler mit zwei Bereichen vorgesehen sein.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in der Speise leitung
zur Erzielung einer optimalen Wärmeerzeugung ein in Abhängigkeit von dem zugeführten
Erdgas bzw. Gemisch umschaltbarer Meßfühler für den Durchsatz angeordnet, dem eine
umschaltbare Rechenschaltung zur Abgabe eines Korrektursignals an den Pooportionalregler
fiir das Stellglied nachgeschaltet ist.
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In der Rechenschaltung sind zwei Rechenprogramme programmiert und
zwar einmal für die optimale Bestimmung des Reaktionsgemisches aus Luft und Erdgas
bzw. Luft und Gemisch. Hierbei wird in Abhängigkeit davon, ob Erdgas bzw. Gemisch
die Speiseleitung durchströmen, entsprechend von den einen auf das andere Programm
umgeschaltet und entsprechend daten eingegebenen Werten für die Durchsätze für den
Luftdurchsatz der optimale Durchsatz für Erdgas bzw. Gemisch errechnet (Sollwert)
und mit dem betreffenden tatsächlichen Durchsatz (Istwert) verglichen und bei einer
Abweichung dem Proportionalregler ein Korrektursignal für die Ansteuerung des Stellgliedes
erteilt.
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Eine besonders einfache Ausführungsform der erfindungsgemäBen Vorrichtung
ergibt sich dadurch, daß der Meßfiihler eine Meßblende ist und daß ihr ein in Abhängigkeit
von der Stellung der Absperrventile für das Erdgas bzw.
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Gemisch unschaltender Signalwandler nachgeschaltet ist.
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Vorteile und Merkmale werden anhand eines Ausführungsbeispieles in
der Zeichnung näher erläutert.
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Hit 1 ist schematisch ein Wärneofen dargestellt, der in an sich bekannter
Weise in Vorwärmzonen, Heizzonen sowie Ausgleichs zonen unterteilt ist und dem die
aufzuheizenden Brammen 2 kontinuierlich zugeführt und wieder abgeführt werden. In
jeder Zone ist mindestens ein Brenner , von denen nur einer dargestellt ist, angeordnet,
dem einerseits über eine Leitung 4 mit einem Drosselorgan 5 die durch einen Lufterhitzer
6 erhitzte Luft und andererseits über die Speiseleitung 7 mit dem Drosselorgan 8
über die Absperrorgane 9 bzw. 10 Erdgas bzw. ein Gemisch aus Gichtgas und Erdgas
zugeführt werdn- können. In der Speiseleitung 7 ist weiterhin eine Meßblende 11
angeordnet, der ein umschaltbarer Signalwandler 12 nachgeschaltet ist. Diesem Signalwandler
ist die ebenfalls umschaltbare Rechenschaltung 1) aufgeschaltet. In der Rechenschaltung
sind die oben erläuterten Programme gespeichert. Die Umschaltung vom einen auf das
andere Programm erfolgt automatisch mit der Umschaltung des Signalwandlers in Abhängigkeit
eines Betriebsarten-Wahlschalters. Die in der Speiseleitung 4 angeordnete Drossel
5 ist das mit dem zugehörigen Festwertregler 19 dem Verhältnisregler 14 zugeordnete
Stellorgan. Als Rückmeldung wird eine Meßblende 15, der ein Signalwandler 16 nachgeschaltet
ist, verwendet. Dem Festwertregler 19 wird die Abweichung der Isttemperatur des
Ofens von der Solltemperatur mit Hilfe des Thermoelementes 17 und eines Demperaturreglers
18 zugeführt, der über die Drossel 5 die Abweichung ausregelt.
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Gleichzeitig steuert der kIlältnisregler die Drossel 8 an, die proportional
zu dem Luftdurchsatz die Drosselklappe verstellt, so daß ein den stöchiometrischen
Gesetzen annähernd genügendes Gemisch aus Luft und Erdgas bzw. aus Luft und Gemisch
in die Brenner strömt. Dieser jeweilige
Durchsatz wird von der Heßblende
11 gemessen und mittels des Signalaiandlers 12 als elektrisches Eingangssignal der
Rechenschaltung zugeführt, die ihrerseits für den tatsächlichen Luftdurchsatz den
optimalen Durchsatz an Erdgas bzw. Mischgas ermitteltvbei Abweichung des Istwertes
vom Sollwert an den Verhältnisregler ein Korrektursignal für die Drossel 8 abgibt,
so daß die Differenz zwischen diesem optimalen Wert und dem tatsächlichen Wert über
die Drossel 8 aus-geregelt wird. Eine etwaige sich daraus ergebende Abweichung des
Istwertes der Ofentemperatur von dem Sollwert wird wieder durch entsprechende Änderung
des Durchsatzes an Luft ausgeregelt, wobei die Rechenschaltung wieder evtl. erforderliche
Korrektursignale abgibt. Die Vorrichtung pendel::sch auf diese Weise auf die optimale
Verbrennungsverhältnisse bei einer als Sollwert vorgegebenen Temperatur ein.
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Abgesehen von dem verminderten technischen Aufwand ergibt sich eine
beachtliche Ersparnis an Brennstoffkosten im Vergleich zu dem bekannten Betrieb.
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Ansprüche