DE2707312C2 - Regeleinrichtung für Ölbrenner oder Öl/Gas-Mischungsbrenner - Google Patents

Description

Die Anmeldung geht aus von einem Gegenstand nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Brennerdüse eines einfachen ölbrenners kann nur eine begrenzte ölmenge zerstäuben. Will man den ölmengenbereich verändern, muß man die Brennerdüse gegen eine andere Düse auswechseln. Zur Erweiterung des Ölmengenbereiches sind Druckluft- oder Dampfzerstäubungsbrenner bekannt. Solche Brenner haben aber den Nachteil, daß die Erzeugung von Druckluft oder Wasserdampf mit zusätzlichen Kosten verbunden ist und daß in dem Falle, bei welchem der Brenner und dessen Abgas in einem Ofen verwendet werden, wie zum Beispiel bei der Kalzinierung und Sinterung von Zementrohmehl in einem Drehrohrofen, das Abgas mit der Druckluft oder dem Dampf des Zerstäubungsbrenners unzulässig belastet werden kann.

Zur Erweiterung des /crstüubiun Ölniengenbcrciehes ohne Diisenweehscl und ohne Zuhilfenahme von Druckluft oder Wasserdampf als Zerstäubungsmitlei ist ein sogenannter Rüddaufzersiäubungsbrenner bekannt (Mg. 7 der CH-PS 5 24 104) mit einer einzigen Brennerdüse, an die eine Ölvorlauflcilung und eine Ölrücklaufleitung angeschlossen sind, weiche über eine Verbindungslcitung miteinander verbunden sind, wobei in jeder der drei Leitungen je ein Stellventil angeordnet ist Ein solcher Brenner hat durch seine drei Stellventile drei Arbeitsbereiche. Im ersten Arbeitsbereich beträgt die zerstäubte ölmenge 0 bis ca. 33% der maximal möglichen Gesamtölmenge, im zweiten Arbeitsbereich 33 bis ca. 66% und im dritten Arbeitsbereich 66 bis 100%. Der Obergang von einem Arbeitsbereich zum anderen Arbeitsbereich erfolgt durch manuellen Eingriff auf die drei Stellventile. Bisher wird nur der dritte Arbeitsbereich (zerstäubte ölmenge ca. 66 bis 100%) durch eine selbsttätige Regelung geregelt Eine durchgehende selbsttätige Regelung über alle drei Arbeitsbereiche ohne Düsenwechsel war bisher nicht möglich. Ein kleiner Regelbereich eines ölbrenners ist aber nachteilig; so wird zum Beispie! bei einer Gas/Öl-Mischfeuerung ein ölbrenner mit einem großen Regelbereich verlangt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Rücklaufzerstäubungsbrenner mit drei Stellventilen und mit weitem ölmengenbereich eine Regeleinrichtung zu

schaffen, mit welcher die zerstäubte ölmenge praktisch über den gesamten· Ölmengenbereich automatisch und kontinuierlich regulierbar ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes der drei Stellventile in einem Regelkreis angeordnet ist und daß die drei Regelkreise so miteinander vermascht sind, daß sie mit dem Ausgang eines ölmengenreglers zur Veränderung der drei Stellventile entsprechend der geforderten Gasmenge zerstäubten Öls verbunden sind.

Auf diese Weise ist es möglich, den Betrieb eines Rücklaufzerstäubungsbrenners bei Vermeidung eines übermäßigen Aufwandes zu automatisieren. Durch die erfindungsgemäße Regeleinrichtung wird der Regelbereich von bisher ca. 66 bis 100% (1 :3) jetzt auf 10 bis 100% (1 :10) erheblich vergrößert. Durch die erfindungsgemäße ölbrennerregelung mit praktisch IOO%igem Regelbereich wird eine heute oft verlangte geregelte und automatisierte Gas/Öl-Mischfeuerung mit sehr weitem Verstellbereich erst ermöglicht.

Die Erfindung und deren weitere Vorteile werden anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellter! Ausführungsbeispicles näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt die erfindungsgemäße Regelungseinrichtung für einen Rücklaufzerstäubungsbren-

ncr mit drei Stellventilen. .

Der Brenner hat eine Brennerdüse 10, an die eirlß

Ölvorlaufleitung 11 und eine ölrücklaufleitung 12 angttj

schlossen sind, welche über eine Verbindungsleitung 13 miteinander verbunden sind. An die Leitung 11 für deUl Vorlauföl beziehungsweise Primäröl ist ein Druckmeöi! geber P\ angeschlossen, während an die Leitung 13 für das Sekundäröl der Druckmeßgeber Pi angeschlossen ist. Der Brenner hat das Vorlaufölventil Vi, das Rück^J laufölventil V₂ und das Sekundärölventil V3, wobei alle drei Stellventile jeweils in drei Arbeitsbereichen verstellt werden können. Ohne die erfindungsgemäße Regeleinrichtung arbeitet der Brenner wie folgt:

Im ersten Arbeitsbereich 0 bis 33% öldurchsatz ah

h5 beitct der Brenner im reinen Rücklaufbetrieb. ZunäcHsl ist das Rücklaufölventil V₂ 100% offen, SekundärölvcH' lil V₁ geschlossen und Vorhiufölvenlil V_t soweit gcölT-MiM, ciiiU sieh in der ölvorkiufleiluiig 11 beziehungsweise

im Primärölstrang ein Druck von ca. 20 bar einstellt. Bei dieser Anfangsstellung werden bereits 2 bis 5% des Öls versprüht, die mittels Lunte oder Gasstützflamme gezündet werden. Die Erhöhung des öldurchsatzes erfolgt durch Schließen des Rücklaufventiles V₂, wodurch sich bei gleichem Vordruck von 20 bar der zerstäubte Ölstrom bis auf ca. 33% steigen läßt.

Zweiter Arbeitsbereich: ist das Rücklaufölventil V₂ vollständig geschlossen, öffnet man das Sekundärventil V₂ und führt den Brenner vom Rücklaufbetrieb in den Vorlaufbetrieb, wobei der Teil der Rücklaufleitung 12, der zwischen der Anschlußstelle der Leitung 13 und der Brennerdüse 10 liegt, in umgekehrter Richtung durchflossen wird und nicht mehr als Rücklaufleitung 12, sondern als Sekundärölleitung 13 dient Zur Erhöhung des Durchsatzes wird das Ventil V₃, angedeutet durch den gestrichelt gezeichneten Pfeil 14, weiter geöffnet, bis der Differenzdruck Pi minus P₂ zwischen Primärölstrang und Sekundärölstrang auf ca. 2 bar zurückgeht Die Gesamtmenge des zerstäubten Öls beträgt jetzt ca. 66%.

Dritter Arbeitsbereich: Eine Erhöhung des Primäröldruckes in der ölvorlaufleitung 11 von 20 bar a;if 40 bar durch Öffnen des Vorlaufölventils Vj steigert den Durchfluß von 66 auf 100% Gesamtölmenge.

Von der bisher üblichen Brennerregelung wird nur der zuletzt beschriebene dritte Arbeitsbereich (66 bis 100%) ohne Düsen wechsel abgedeckt

Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung zur Automatisierung des Betriebes des ölbrcnners arbeitet wie folgt:

Jedes der drei Stellventile Vi, V₂ und V₃ ist in einem Regelkreis angeordnet und die drei Regelkreise sind so miteinander vermascht daß die drei Stellventile nur mit einem einzigen ölmengenregler 15 und Ölmengen-Sollwertgeber 16 verbunden sind, welcher letztere die gewünschte zerstäubte ölmenge anfordert. In der Ölvorlaufleitung 11 und in der ölrücklaufleitung 12 ist je ein Meßgeber 17 beziehungsweise 18 angeordnet, wobei die Ausgänge beider Meßgeber miteinander verbunden sind und de ^ Differenzwert ölvorlaufmenge/ölrücklaufmenge, entsprechend der an der Brennerdüse tO zerstäubten Ölmenge, zum einzigen ölmengensollwertgeber 16 und ölmengenregler 15 leiten. Zwischen dem Druckmeßgeber Pi, der Ölvorlaufleitung 11 und dem Druckmeßgeber P₂ der Sekundärölleitung 13 ist ein Differenzdruckregler 19 eingeschaltet, dessen Ausgang über emen Minimal-Selektor 20 mit dem Sckundärölstellventil Vj verbunden ist. Das Stellventil V| in der Ölvorlaufleitung 11 ist über einen Maximal-Sclektor 21 mit dem Ausgang des Ölmengenrcglcrs 15 und eines Vorlauföldruckreglers 22 verbunden. Druckmeßgeber Pt und Eingang des Vorlaüföldruckreglers 22 sind mil einem Sollwertgeber 23 für den Mindestvorlauföldruck verbunden, während Druckmeßgeber Pi, Druckmeßgeber P₂ und Eingang des Differenzdruckreglers 19 mit einem Sollwertgeber 24 für den Mindestdifferenzdruck Vorlauf- beziehungsweise Primäröl/Sekundäröl verbunden sind.

Auf das Stellventil Vi arbeiten die Ausgangssignale des Ölmengenreglers 15 und des Vorlauföldruckreglers 22. Der Maximal-Selektor 21 läßt nur das größere Signal hindurchgehen, welches zur Regelung des Ventils Vi herangezogen wird. Im Bereich zwischen 0 bis 33% öldurchsatz an der Düse wird der Druckregler 22 den Vorlauföldruck beziehungsweise Primäröldruck auf dem Festwert von cA 20 bar halten. Erst wenn das Ausgangssignal des ÖlniengEJireglers 15 größer als das des Druckreglers 22 wii'd. öffnet sich das Ventil V, weiter und der Primärdruck steigt Die Ventile V₂ und Vj arbeiten im Split-Range 25, 26, das heißt über eine Stellbereich-Aufteiiungs-Schaltung, die dafür sorgt daß das vom Regler kommende Stellsignal in zwei oder mehrere Einzelsignale aufgeteilt (gesplittet) wird, die an die zwei oder mehrere Stellglieder geleitet werden. Die Stellbereich-Aufteilungs-Schaltung 25, 26 ermöglicht daß das Stellsignal des Ölmengenreglers 15 im Bereich 0 bis 33% das Ventil V₂ schließt; oberhalb 33% wird das Stellsignal des Mengenreglers für das Ventil V₁ wirksam. Zwischen 0 und 33% Stellsignal des Mengenregler«! 15 wird daher bei steigender ölmengenanforderung zuerst das Rücklaufventil V₂ schließen. Da in diesem Betriebszustand der Differenzdruck zwischen Druckmeßgeber Pi und Druckmeßgeber P₂ größer als der zugehörige Sollwert ist hat der Differenzdruckregler 19 keinen Einfluß auf das Ventil Vj.

Ab 33% Stellsignal des Mengenreglers 15 beginnt das Ventil V₁ über die Stellbereich-Aufteilungs-Schaltung 25,26 zu öffnen, bis durch den Differenzdruckregler 19 ein kleineres Stellsignal gefordert md somit ein Mindestdifferenzdruck von 2 bar gehalten wir,!
Dies ist bei etwa 66% Öldurchsatz der Fall.
Zur Erhöhung der zerstäubten Ölmenge von 66 auf 100% wird das Ventil V₁ weiter geöffnet, wobei der Druck F, auf maximal 40 bar ansteigt und V₃ den Differenzdruck konstant hält

Mit der erfindungsgemäßen Regelschaltung ist die an der Brennerdüse zerstäubte ölmenge kontinuierlich

jo und automatisch zwischen ca. 10% und 10Q% der Gesamlölmcnge verstellbar. Dies entspricht einem Stellbereich 1 :10 ohne Düsenwechsel. Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung wird es erst praktisch möglich, eine automatisch geregelte Gas/Öl-Mischfeuerung aufzubauen, bei der die Forderung erfüllt werden kann, daß jede Feuerungsart entweder einzeln mit der Gesamtleistung oder in einem sehr weiten Stellbereich jeweils mit Teilleistungen im Mischbetrieb gefahren werden kann. Eine Automatisierung des Mischungsprogrammes durch Datenanlagen ist ohne weiteres möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Regelung der zerstäubten ölmenge eines Rücklaufzerstäubuugsbrenners mit einer Brennerdüse, an die eine Ölvorlaufleitung und eine Ölrücklaufleitung angeschlossen sind, welche über eine Verbindungsleitung miteinander verbunden sind, wobei in jeder der drei Leitungen je ein Stellventil angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der drei Stellventile (Vi, V₁, V₃) in einem Regelkreis angeordnet ist und daß die drei Regelkreise so miteinander vermascht sind, daß sie mit dem Ausgang eines ölmengenreglers (15) zur Veränderung der drei Stellventile (Vi, V₂, V₃) entsprechend der geforderten Gesamtmenge zerstäubten Öls verbunden sind.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelausgang des Ölmtngenreglers (iS) sowohl das Regelventil (Vi) über eine tviaxiffial-ÄuSvrahlschaliung (21) bedient wie jeweils über eino Stellbereich-Aufteilungs-Schaltung (25 beziehungsweise 26) die Regeiveniile (Vt) und (Vj) ansteuert.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einhaltung eines Mindestverdüsungsdruckes ein Primäröldruckregler (22) vorgesehen ist, dessen Ausgang über einen Maximal-Selektor (21) auf das Stellventil (V_x) wirkt.

4. Regeleinrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß zwischen ölvorlaufleitung (11) und Verbindungsleitung (131 ein Differenzdruckregler (19) eingeschaltet ist, dessen Ausgang über einen Minimal-Selektor (2ß) mit dem Sekundärölstellventil (V3) verbunden ist.

5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdruck zwischen dem Primärölstrang (11) und dem Sekundärölstrang (13) gemessen wird und mittels einer Regeleinrichtung das Regelventil (V₃) verstellt, so daß ein Differenzdruck gehalten wird, wobei das Regelsignal des Differenzdruckreglers (19) jedoch über den Minimal-Selektor (20) erst dann auf das Stellventil (Vi) weitergeleitet wird, wenn das Ausgangssignal des Diffcrenzdruckreglers (19) kleiner ist als das des Ölmcngenrcglcrs(15).