DE4428953A1 - Control and monitoring procedures - Google Patents
Control and monitoring proceduresInfo
- Publication number
- DE4428953A1 DE4428953A1 DE4428953A DE4428953A DE4428953A1 DE 4428953 A1 DE4428953 A1 DE 4428953A1 DE 4428953 A DE4428953 A DE 4428953A DE 4428953 A DE4428953 A DE 4428953A DE 4428953 A1 DE4428953 A1 DE 4428953A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sensor
- control
- monitoring unit
- signal
- combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
- F23N2223/14—Differentiation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2227/00—Ignition or checking
- F23N2227/12—Burner simulation or checking
- F23N2227/16—Checking components, e.g. electronic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2231/00—Fail safe
- F23N2231/10—Fail safe for component failures
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2235/00—Valves, nozzles or pumps
- F23N2235/02—Air or combustion gas valves or dampers
- F23N2235/06—Air or combustion gas valves or dampers at the air intake
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2900/00—Special features of, or arrangements for controlling combustion
- F23N2900/05001—Measuring CO content in flue gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
- F23N5/006—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties the detector being sensitive to oxygen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/24—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung und Überwachung der Verbrennung einer Feuerungsanlage gemäß dem Ober begriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a method for regulation and Monitoring the combustion of a furnace according to the Ober Concept of claim 1.
Zur Energieeinsparung und Vermeidung von Umweltschäden ist die Überwachung bzw. Regelung von Verbrennungsprozessen in Feuerungs anlagen unbedingt notwendig. Die Messung des Sauerstoffgehalts in Abgasen allein kann keinen Hinweis auf eine vollständige Verbren nung liefern. Deshalb ist es besonders wichtig, die Anteile der im Abgas enthaltenen und nicht verbrannten Bestandteile zu erfassen und zu reduzieren. Zu diesen unverbrannten Bestandteilen gehören Kohlenmonoxid und Wasserstoff. Kommt es zu einer unvollständigen Verbrennung, so treten im Abgas Wasserstoff- und Kohlenmonoxid emission immer gemeinsam auf. Das genaue Verhältnis von Wasser stoff zu Kohlenmonoxid kann dagegen je nach Brennereinstellung Lastfaktor, Brennstoffbelastung sowie Lufttemperatur und Luftdruck schwanken. Als Leitgröße, an der sich erkennen läßt, ob eine un vollständige Verbrennung einsetzt, kann das Auftreten von Wasser stoff ebenso wie das Auftreten von Kohlenmonoxid im Abgas herange zogen werden.To save energy and avoid environmental damage Monitoring and control of combustion processes in furnaces plants absolutely necessary. The measurement of the oxygen content in Exhaust gases alone cannot indicate complete combustion supply. It is therefore particularly important to determine the proportions of the Exhaust gas contained and unburned components to record and reduce. These unburned ingredients include Carbon monoxide and hydrogen. If there is an incomplete Combustion, hydrogen and carbon monoxide occur in the exhaust gas emission always on together. The exact ratio of water Carbon monoxide, on the other hand, can vary depending on the burner setting Load factor, fuel load as well as air temperature and air pressure vary. As a benchmark by which it can be seen whether an un complete combustion sets in, the occurrence of water material as well as the occurrence of carbon monoxide in the exhaust gas be drawn.
In der deutschen Patentanmeldung P 43 40 534.7 ist ein Verfahren zur Regelung und Überwachung einer Verbrennungsanlage beschrieben, wobei der Arbeitspunkt der Feuerungsanlage zyklisch daraufhin überprüft wird, ob seine Einstellung den geringstmöglichen Sauer stoffüberschuß im Abgas gewährleistet. Für die Erfassung der Ab gaskomponenten werden zwei Sensoren verwendet, wobei der eine zur Ermittlung des Sauerstoffgehaltes dient, und der zweite zur Er fassung des Wasserstoffanteils im Abgas. Die Signalein- und Signalausgänge der beiden Sensoren sind mit den Signalein- und -ausgängen einer Verarbeitungseinheit verbunden, von der unter an derem alle Störmeldungen ausgegeben werden. Das Ausgangssignal der Verarbeitungseinheit wird einer Regeleinrichtung zugeführt. Diese kann mit ihrem Ausgangssignal, das einem Stellglied zugeleitet wird, die Luftzufuhr für die Verbrennungsanlage mit Hilfe einer Luftklappe steuern. Mit der Sonde, die zu Erfassung des Wasser stoffs vorgesehen ist, kann im Zustand vollständiger Verbrennung auch die Sauerstoffkonzentration im Abgas bestimmt werden. Damit ist es möglich, die beiden Sonden zur gegenseitigen Überwachung zu verwenden, wodurch die Sicherheit der Anlage erhöht wird. Nachtei lig an diesem Verfahren ist allerdings, daß zwei Sonden benötigt werden, wodurch sich der schaltungstechnische Aufwand der Regelung verdoppelt.In German patent application P 43 40 534.7 there is a method described for regulating and monitoring an incineration plant, the operating point of the firing system then cyclically it is checked whether its setting the lowest possible acid Excess material in the exhaust gas guaranteed. For the registration of the Ab gas components, two sensors are used, one for Determination of the oxygen content is used, and the second for Er Detection of the hydrogen content in the exhaust gas. The signal input and Signal outputs of the two sensors are with the signal inputs and -Outputs connected to a processing unit, from the below which all fault messages are output. The output signal of the Processing unit is fed to a control device. These can with its output signal, which is fed to an actuator the air supply to the incinerator using a Control air flap. With the probe used to capture the water Substance is provided in the state of complete combustion the oxygen concentration in the exhaust gas can also be determined. In order to it is possible to use the two probes for mutual monitoring use, which increases the safety of the system. Night egg However, this method requires two probes be, which increases the circuit complexity of the control doubled.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur feh lersicheren Überwachung und Regelung von Feuerungsanlagen aufzu zeigen, für das ein Minimum an Sonden sowie Regel- und Steuerungs einrichtungen erforderlich ist.The invention has for its object a method for feh reliable monitoring and control of combustion plants show, for which a minimum of probes as well as regulation and control facilities is required.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patent anspruches 1 gelöst.This object is achieved by the features of the patent Claim 1 solved.
Ein besonderes Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, daß für die Überwachung der Feuerungsanlage nur ein Sensor erfor derlich ist. Sein Signal wird mit Hilfe einer Regelungs- und Über wachungeinheit redundant ausgewertet. Die Regelungs- und Überwa chungseinheit verarbeitet neben dem stationären Signal des Sen sors, die Signale der Stellglieder für die Brennstoff- und Luftzu fuhr und das dynamische Signal des Sensors. Zudem ermittelt sie die differentielle Änderung des Sensorssignals mit der Änderung der Position des Stellgliedes für die Luftzufuhr. Hierbei wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß die zu überwachende und zu re gelnde Feuerungsanlage mindestens eine verstellbare Luftklappe aufweist, die mit einem Stellmotor angetrieben wird, und die je weilige Position der Luftklappe der Regelungs- und Überwachungs einrichtung als Meßwert zur Verfügung steht. Für die Regelung und Überwachung der Feuerungsanlage werden neben dem stationären Sen sorsignal U auch noch das dynamische Sensorverhalten dU/dt sowie die differentielle Änderung des Sensorsignals mit der Änderung der Stellgliedposition dU/dS herangezogen. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist, daß die Funktionsfähigkeit des Sensors kontinuier lich überprüft wird. Diese Überprüfung geschieht einmal durch Re gistrierung der Signaländerung des Sensors bei kurzzeitiger Ände rung der Sensortemperatur und zum zweiten durch Registrierung ei nes kurzen Signalanstiegs beim Starten der Feuerungsanlage. Der Anstieg des Sensorsignals wird beim Starten der Feuerungsanlage durch einen kurzzeitigen Anstieg der Wasserstoff/Kohlenmonoxid emission hervorgerufen. Der verwendete Sensor ist in der DE-A 40 21 929 beschrieben. Er verfügt über zwei Meßelektroden und eine Referenzelektrode. Eine der Meßelektroden ist oxidationskataly tisch inaktiv und ermöglicht somit die Erfassung des Wasserstoff anteils im Abgas. Die zweite Meßelektrode ist katalytisch aktiv. Mit ihr kann der Sauerstoffanteil im Abgas ermittelt werden. Im schadstofffreien Betrieb, ohne oxidierbare Rauchgasbestandteile, läßt sich aus dem Sensorsignal die Sauerstoffkonzentration des Ab gases bestimmen. Beim Auftreten von brennbaren Gasbestandteilen im Abgas, wie Wasserstoff oder Kohlenmonoxid, nimmt das Sensorsignal deutlich höhere Werte an, aus denen die Konzentration der oxidier baren Gasbestandteile bestimmt werden kann.A special feature of the method according to the invention is that only one sensor is required to monitor the furnace is such. Its signal is generated with the help of a regulation and over monitoring unit evaluated redundantly. The regulation and supervision processing unit processes in addition to the stationary signal of the Sen sors, the signals of the actuators for the fuel and air supply drove and the dynamic signal of the sensor. She also investigates the differential change in the sensor signal with the change the position of the actuator for the air supply. Here is from made use of the fact that the monitored and re furnace at least one adjustable air damper has, which is driven by an actuator, and each position of the air flap of the control and monitoring device is available as a measured value. For regulation and Monitoring of the furnace is carried out in addition to the stationary Sen sensor signal U also the dynamic sensor behavior dU / dt as well the differential change in the sensor signal with the change in Actuator position dU / dS used. Another advantage of The procedure is that the functionality of the sensor is continuous is checked. This check is done once by Re registration of the signal change of the sensor in the event of brief changes sensor temperature and secondly by registering an egg short signal rise when starting the furnace. Of the The sensor signal increases when the firing system is started due to a brief rise in hydrogen / carbon monoxide emission caused. The sensor used is in DE-A 40 21 929. It has two measuring electrodes and one Reference electrode. One of the measuring electrodes is oxidation catalyzed table inactive and thus enables the detection of hydrogen share in the exhaust gas. The second measuring electrode is catalytically active. It can be used to determine the oxygen content in the exhaust gas. in the pollutant-free operation, without oxidizable flue gas components, the oxygen concentration of the Ab determine gases. If flammable gas components occur in the Exhaust gas, such as hydrogen or carbon monoxide, takes the sensor signal significantly higher values from which the concentration of the oxidized baren gas components can be determined.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schema tischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:Further features essential to the invention are in the subclaims featured. The invention is described below with the aid of diagram table drawings explained. Show it:
Fig. 1 eine Feuerungsanlage mit einer Regelungs- und Überwachung einheit sowie einem Sensor, Fig. 1 shows a combustion plant with a control and monitoring unit and a sensor,
Fig. 2 die Signalverläufe des Sensors, Fig. 2 shows the signal waveforms of the sensor,
Fig. 3, 4, und 5 die zeitlichen Verläufe des Sensorsignals, Fig. 3, 4, and 5, the temporal profiles of the sensor signal,
Fig. 6 die Signalverläufe des Sensors bei Temperaturänderung, Fig. 6 shows the waveforms of the sensor with change in temperature,
Fig. 7 die Signalverläufe des Sensors nach dem Zünden des Bren ners. Fig. 7 shows the waveforms of the sensor after the ignition of the burner.
Fig. 1 zeigt eine Feuerungsanlage 1, mit einem Brenner 2, einem Feuerungsraum 3, einem Stellglied 4 für die Brennstoffzufuhr zum Brenner, einem Stellglied 5 für die Luftzufuhr zum Brenner, einem Abgaskanal 6, einen Sensor 7 sowie einer Regelungs- und Überwa chungseinheit 8. Der Sensor 7 ist am Ausgang des Feuerungsraumes 3 in den Abgaskanal 6 eingebaut. Seine Signalein- und -ausgänge 7A und 7B stehen mit den Signalein- und -ausgängen 8A und 8B der Regelungs- und Überwachungseinheit 8 in Verbindung. Die Signalaus gänge 8V und 8W der Regelungs- und Überwachungseinheit 8 sind mit den Signaleingängen der Stellglieder 4 und 5 für die Zufuhr des Brennstoffs und die Zufuhr für die Luft zum Brenner 2 verbunden. Fig. 1 shows a combustion system 1 , with a burner 2 , a combustion chamber 3 , an actuator 4 for the fuel supply to the burner, an actuator 5 for the air supply to the burner, an exhaust duct 6 , a sensor 7 and a control and monitoring unit 8th . The sensor 7 is installed in the exhaust duct 6 at the outlet of the combustion chamber 3 . Its signal inputs and outputs 7 A and 7 B are connected to the signal inputs and outputs 8 A and 8 B of the control and monitoring unit 8 . The signal outputs 8 V and 8 W of the control and monitoring unit 8 are connected to the signal inputs of the actuators 4 and 5 for the supply of fuel and the supply of air to the burner 2 .
In Fig. 2 sind verschiedene Zustände der Feuerungsanlage 1 darge stellt. Die Kurve U zeigt den Verlauf des stationären Sensorsig nals, das die Bereiche A, B, C, durchlaufen kann. Im Bereich A liegt eine unvollständige Verbrennung bei Luftmangel, im Bereich B eine unvollständige Verbrennung bei Luftüberschuß und im Bereich C eine vollständige Verbrennung vor. Wie Fig. 2 zeigt kann eine un vollständige Verbrennung sowohl bei Luftmangel als auch Luftüber schuß auftreten. Bei sehr hohem Luftüberschuß wird die Flamme gekühlt, und es kommt wegen der zu niedrigen Temperatur der Flamme zu einer unvollständigen Verbrennung. Im Bereich C der vollstän digen Verbrennung kann aus dem stationären Sensorsignal der Rest sauerstoff im Rauchgas bestimmt werden. In diesem Bereich kann eine herkömmliche Lambda-Regelung mit dem Sensor 7 durchgeführt werden. Fährt der Brenner 2 in einen Bereich unvollständiger Ver brennung, so steigt die Emission an unverbrannten Gasbestandteilen wie Wasserstoff und Kohlenmonoxid an. Die Folge davon ist, daß sich der Wert des stationären Sensorsignals U ändert. Eine unvoll ständige Verbrennung wird von der Regelungs- und Überwachungsein heit 8 erkannt, wenn der Wert des stationären Sensorsignals U einen festgelegten Grenzwert UGM bzw. UGÜ überschreitet. Wie dem Verlauf des stationären Sensorsignal U zu entnehmen ist, ist der Grenzwert UGM vor dem Übergang in den Bereich A mit Luftmangel größer als der Grenzwert UGÜ vor dem Übergang in den Bereich B mit Luftüberschuß. Diese Grenzwerte werden einmal in der Regelungs- und Überwachungseinheit 8 gespeichert. Fährt die Feuerungsanlage vom Zustand einer vollständigen Verbrennung in Richtung einer un vollständigen Verbrennung, so erkennt die Regelungs- und Über wachungseinheit 8 beim Erreichen eines dieser Grenzwerte UGM bzw. UGÜ, ob sich die Feuerungsanlage 1 auf den Zustand einer unvoll ständigen Verbrennung zubewegt, der durch Luftmangel oder Luft überschuß verursacht wird.In Fig. 2 different states of the furnace 1 are Darge presents. Curve U shows the course of the stationary sensor signal, which can pass through areas A, B, C. In area A there is incomplete combustion due to lack of air, in area B there is incomplete combustion due to excess air and in area C there is complete combustion. As shown in FIG. 2, an un complete combustion can occur both in the absence of air and excess air. If the excess of air is very high, the flame is cooled and the flame is incompletely burned due to the low temperature of the flame. In area C of complete combustion, the residual oxygen in the flue gas can be determined from the stationary sensor signal. In this area, a conventional lambda control can be carried out with the sensor 7 . If the burner 2 moves into an incomplete region of combustion, the emission of unburned gas components such as hydrogen and carbon monoxide increases. The consequence of this is that the value of the stationary sensor signal U changes. Incomplete combustion is recognized by the control and monitoring unit 8 when the value of the stationary sensor signal U exceeds a defined limit value U GM or U GÜ . As can be seen from the course of the stationary sensor signal U, the limit value U GM before the transition to area A with lack of air is greater than the limit value U GÜ before the transition to area B with excess air. These limit values are stored once in the control and monitoring unit 8 . If the combustion system moves from the state of complete combustion in the direction of incomplete combustion, the control and monitoring unit 8 detects when one of these limit values U GM or U GÜ reaches whether the combustion system 1 is moving towards the state of incomplete combustion, caused by lack of air or excess air.
In Fig. 2 ist der Signalverlauf U des Sensors 7 über der jeweils zugehörigen Position S des Stellgliedes 5 aufgetragen. Wie an Hand von Fig. 2 zu sehen ist, wird bei der Zunahme von Wasserstoff und Kohlenmonoxid im Abgas auch die Steigung α = dU/dS der Kurve U größer. Eine unvollständige Verbrennung wird von der Regelungs- und Überwachungseinheit 8 zusätzlich erkannt, wenn die Steigung α = dU/dS betragsmäßig einen Grenzwert αGM = |dUM/dSM| bzw. αGÜ = |dUÜ/dSÜ| überschreitet. Diese Grenzwerte werden in der Rege lungs- und Überwachungseinheit 8 ebenfalls einmal gespeichert. Somit kann der Übergang zu einer unvollständigen Verbrennung bei Luftmangel als auch bei Luftüberschuß durch die Regel- und Über wachungseinheit 8 auch auf diese Weise erkannt werden. Gegenmaß nahmen werden von der Regel- und Überwachungseinheit 8 automatisch eingeleitet. Diese können in der Erhöhung der Luftzufuhr bestehen, wenn die Feuerungsanlage in den Bereich des Luftmangels fährt, oder in einer Verminderung der Luftzufuhr, wenn die unvollständige Verbrennung durch Luftüberschuß erfolgt. Bei einem schon gealter ten Sensor weist das Sensorsignal UA beim Einsetzen einer unvoll ständigen Verbrennung eine geringere Steigung αA = dUA/dS auf, als bei einem neuen Sensor. Die Steigung αAM bzw. αAÜ ist jedoch auch jetzt noch größer als ein festgesetzter und gespeicherter Grenz wert αOM bzw. αOÜ Die Grenzwerte αOM und αOÜ werden aus dem in Fig. 2 auf getragenen Signalverlauf UO ermittelt. Dieser ist über der jeweils zugehörigen Position S des Stellgliedes 5 aufgetragen. Der Signalverlauf UO entspricht dem eines Sensor 7, wenn dieser als reiner Sauerstoffsensor arbeitet oder seine Funktionsfähigkeit verloren hat, Wasserstoff bzw. Kohlenstoff zu erkennen. Jeder Stellgliedposition S ist ein Wert aO angeordnet. Diese Werte entsprechen der Steigung αO = dUO/dS des Sensorsignals UO bei der jeweiligen Stellgliedposition S. Beim Erreichen der Grenzwerte αOM bzw. αOÜ erkennt die Regelungs- und Überwachungseinheit 8, daß die Feuerungsanlage in einen Betrieb unvollständigen Verbrennung über geht. Werden die Werte αO von dem Sensorsignal U des Sensors 7 er reicht oder unterschritten, so erkennt die Regelungs- und Überwa chungseinheit 8, daß der Sensor 7 wegen Überalterung ausgetauscht werden muß. In FIG. 2, the waveform of the sensor 7 U is applied the actuator 5 via the respective associated position S. As can be seen from FIG. 2, the slope α = dU / dS of curve U also increases with the increase in hydrogen and carbon monoxide in the exhaust gas. Incomplete combustion is additionally recognized by the control and monitoring unit 8 when the gradient α = dU / dS amounts to a limit value α GM = | dU M / dS M | or α GÜ = | dU Ü / dS Ü | exceeds. These limit values are also stored once in the control and monitoring unit 8 . Thus, the transition to incomplete combustion in the absence of air as well as excess air can be detected by the control and monitoring unit 8 in this way. Countermeasures are initiated automatically by the control and monitoring unit 8 . These can consist of an increase in the air supply when the combustion system moves into the area of lack of air, or a reduction in the air supply if the incomplete combustion takes place due to excess air. In the case of an already aged sensor, the sensor signal U A has a lower gradient α A = dU A / dS when an incomplete combustion starts than with a new sensor. However, the slope α AM or α AÜ is now even greater than a fixed and stored limit value α OM or α OÜ. The limit values α OM and α OÜ are determined from the signal curve U O plotted in FIG. 2. This is plotted over the respectively associated position S of the actuator 5 . The signal curve U O corresponds to that of a sensor 7 if it works as a pure oxygen sensor or has lost its ability to detect hydrogen or carbon. A value a 0 is arranged for each actuator position S. These values correspond to the slope α O = dU O / dS of the sensor signal U O at the respective actuator position S. When the limit values α OM or α OÜ are reached , the control and monitoring unit 8 recognizes that the combustion system is incomplete combustion . If the values α O of the sensor signal U of the sensor 7 reach or fall below, the control and monitoring unit 8 recognizes that the sensor 7 must be replaced due to aging.
Eine weitere Sicherheitskontrolle für die Überwachung der Feu erungsanlage läßt sich aus dem dynamischen Verlauf des Sensorsi gnals dU/dt ableiten. Dieses wird anhand der Fig. 3, 4 und 5 er läutert. Im Bereich C, wenn eine vollständige Verbrennung vor liegt, ändert sich der Sauerstoffgehalt im Abgas nur langsam. Ent sprechend ändert sich auch die Sensorspannung mit der Zeit nur langsam, d. h. dU/dt ist klein. Fährt die Feuerungsanlage 1 in den Zustand unvollständiger Verbrennung gleichgültig ob Luftmangel oder Luftüberschuß vorliegt, so wird Wasserstoff bzw. Kohlenmon oxid emittiert. Diese Emissionen geschehen nicht gleichmäßig, son dern je nach Flammenbild mehr oder weniger pulsierend. Der Sensor 7 folgt diesen schnellen Änderungen der Wasserstoff- und Kohlen monoxidemission. Das Sensorsignal wird unruhig. Der dynamische Signalverlauf dU/dt übersteigt, wie Fig. 5 zeigt, einen Grenzwert GD. Unabhängig vom stationären Sensorsignal kann von der Regel- und Überwachungseinheit 8 also am Verlauf des dynamischen Signals erkannt werden, ob sich die Feuerungsanlage im Zustand einer un vollständigen Verbrennung befindet oder nicht. Es werden dann von der Regel- und Überwachungseinheit 8 automatisch Gegenmaßnahmen eingeleitet.Another security check for monitoring the firing system can be derived from the dynamic course of the sensor signal dU / dt. This is explained with reference to FIGS. 3, 4 and 5. In area C, when there is complete combustion, the oxygen content in the exhaust gas changes only slowly. Accordingly, the sensor voltage changes only slowly over time, ie dU / dt is small. If the combustion system 1 is in the state of incomplete combustion, regardless of whether there is a lack of air or excess air, hydrogen or carbon monoxide is emitted. These emissions do not occur uniformly, but rather more or less pulsating depending on the flame pattern. Sensor 7 follows these rapid changes in hydrogen and carbon monoxide emissions. The sensor signal becomes restless. As shown in FIG. 5, the dynamic signal curve dU / dt exceeds a limit value G D. Regardless of the stationary sensor signal, the control and monitoring unit 8 can thus recognize from the course of the dynamic signal whether or not the combustion system is in the state of incomplete combustion. Countermeasures are then automatically initiated by the control and monitoring unit 8 .
Alle obenbeschriebenen Werte αO und Grenzwerte UGM, UGÜ, αGM, αGÜ, αOM, αOÜ, αAM, αAÜ, GD, welche für die Überwachung der Feuerungs anlage 1 erforderlich sind, werden vorzugsweise bei der Inbetrieb nahme der Feuerungsanlage in der Regel- und Überwachungseinheit 8 gespeichert. Die Feuerungsanlage wird zu diesem Zweck in die Zu stände gefahren, die während ihres späteren Betriebes auftreten können.All the above-described values α O and limit values U GM , U GÜ , α GM , α GÜ , α OM , α OÜ , α AM , α AÜ , G D , which are required for monitoring the furnace 1 , are preferably used during commissioning acquisition of the furnace in the control and monitoring unit 8 stored. For this purpose, the combustion system is moved to the states that can occur during its later operation.
Die Funktionstüchtigkeit des Sensors 7 selbst kann zudem dadurch überwacht werden, daß die Registrierung der Sensorsignaländerung bei kurzzeitiger Änderung der Sensortemperatur erfolgt. Durch eine kurzzeitige Änderung der Sensortemperatur wird bei einem funkti onsfähigen Sensor 7 eine kurzzeitige Änderung des Sensorsignals hervorrufen. Dieser Test kann entweder bei Brennerstillstand an Luft oder beim Vorlüften des Brenners oder im Betrieb während ei nes Zustandes vollständiger Verbrennung durchgeführt werden. Die Temperaturänderung wird beispielsweise durch eine kurzzeitige Än derung der Heizspannung hervorgerufen, wie in Fig. 6 dargestellt. The functionality of the sensor 7 itself can also be monitored by registering the sensor signal change when the sensor temperature changes briefly. A brief change in the sensor temperature will cause a brief change in the sensor signal in a functional sensor 7 . This test can be carried out either when the burner is shut down in air or when the burner is pre-vented or in operation during a complete combustion state. The temperature change is caused, for example, by a brief change in the heating voltage, as shown in FIG. 6.
Wird keine Änderung der Sensorspannung dU detektiert, so ist die Meßelektrode (hier nicht dargestellt) fehlerhaft und der Sensor 7 muß ausgetauscht werden.If no change in the sensor voltage dU is detected, the measuring electrode (not shown here) is faulty and the sensor 7 must be replaced.
Die Prüfung, ob die Meßelektrode (hier nicht dargestellt) des Sen sors 7 noch in der Lage ist, Wasserstoff bzw. Kohlenmonoxid zu de tektieren, kann während des Startvorgangs des Brenners vorgenommen werden. Diese Prüfung wird anhand von Fig. 7 erläutert. Beim Zün den des Brenners entsteht zwangsläufig eine kurzzeitige Wasser stoff-/Kohlenmonoxidemission, die der Sensor 7 detektiert, wenn seine sensitive Funktion in Ordnung ist. Erkennt der Sensor 7 kurz nach dem Zündvorgang den Anstieg von Wasserstoff und/oder Kohlen monoxid nicht, so ist er defekt und muß ausgetauscht werden. Die ses wird von der Regel- und Überwachungseinheit 8 ebenfalls ange zeigt.The check whether the measuring electrode (not shown here) of the sensor 7 is still able to detect hydrogen or carbon monoxide can be carried out during the start-up of the burner. This test is explained with reference to FIG. 7. When the burner is ignited, there is an inevitable short-term hydrogen / carbon monoxide emission, which the sensor 7 detects when its sensitive function is in order. If the sensor 7 does not recognize the rise in hydrogen and / or carbon monoxide shortly after the ignition process, it is defective and must be replaced. The ses is also shown by the control and monitoring unit 8 .
Claims (8)
rungsanlage (1) in der Regel- und Überwachungseinheit (8) für die spätere Regelung und Überwachung gespeichert werden.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that all values (α O ) and limit values (U GM , U GÜ , α GM , α GÜ , α OM , α OÜ , α AM , α AÜ , G D ), which are required for monitoring the firing system ( 1 ) when the firing
tion system ( 1 ) in the control and monitoring unit ( 8 ) for later control and monitoring.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4428953A DE4428953C2 (en) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | Process for controlling and monitoring the combustion of a furnace |
DE59503838T DE59503838D1 (en) | 1994-08-16 | 1995-08-10 | Process for controlling and monitoring the combustion of a furnace |
EP95112573A EP0697564B1 (en) | 1994-08-16 | 1995-08-10 | Method for controlling and monitoring the combustion in a furnace |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4428953A DE4428953C2 (en) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | Process for controlling and monitoring the combustion of a furnace |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4428953A1 true DE4428953A1 (en) | 1996-02-22 |
DE4428953C2 DE4428953C2 (en) | 1999-06-24 |
Family
ID=6525764
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4428953A Expired - Fee Related DE4428953C2 (en) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | Process for controlling and monitoring the combustion of a furnace |
DE59503838T Expired - Lifetime DE59503838D1 (en) | 1994-08-16 | 1995-08-10 | Process for controlling and monitoring the combustion of a furnace |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE59503838T Expired - Lifetime DE59503838D1 (en) | 1994-08-16 | 1995-08-10 | Process for controlling and monitoring the combustion of a furnace |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0697564B1 (en) |
DE (2) | DE4428953C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021101360A1 (en) | 2021-01-22 | 2022-07-28 | Vaillant Gmbh | Method and arrangement for detecting and/or observing flames in a heating device |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10056064B4 (en) * | 2000-11-11 | 2005-09-08 | Honeywell B.V. | Method for controlling a gas burner |
WO2005052451A1 (en) * | 2003-11-25 | 2005-06-09 | Nuvera Fuel Cells, Inc. | Burner control sensor configuration |
EP2300748B1 (en) | 2008-04-22 | 2016-10-26 | Basf Se | Method for controlling the addition of an additional fuel |
AT511316B1 (en) * | 2011-03-01 | 2013-01-15 | Vaillant Group Austria Gmbh | METHOD AND DEVICE FOR MONITORING A COMBUSTION AIR-AIR CONNECTION, IN PARTICULAR A HEATING UNIT |
DE102011010074B4 (en) | 2011-02-01 | 2018-11-08 | LAMTEC Meß- und Regeltechnik für Feuerungen GmbH & Co. KG | Method for checking the functionality of a sensor and for controlling a furnace |
DE102012015549A1 (en) | 2011-10-25 | 2013-04-25 | LAMTEC Meß- und Regeltechnik für Feuerungen GmbH | A system and method for detecting the occurrence of an excess of oxidizable gas constituents in a gas mixture |
EP3173784B1 (en) | 2015-11-24 | 2020-11-18 | LAMTEC Meß- und Regeltechnik für Feuerungen GmbH | Gas measuring arrangement with test gas generation unit |
BE1024267B1 (en) * | 2016-05-23 | 2018-01-16 | V.F.M.Cvba | Self-regulating fireplace |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3039994C2 (en) * | 1980-10-23 | 1987-05-27 | Karl Dungs Gmbh & Co, 7067 Urbach, De | |
DE4021929A1 (en) * | 1990-07-10 | 1992-01-23 | Abb Patent Gmbh | SENSOR |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2950689A1 (en) * | 1979-12-17 | 1981-06-25 | Servo-Instrument, in Deutschland Alleinvertrieb der BEAB-Regulatoren GmbH u. Co KG, 4050 Mönchengladbach | CONTROL DEVICE FOR THE COMBUSTION AIR AMOUNT OF A FIREPLACE |
JP2922686B2 (en) * | 1991-10-28 | 1999-07-26 | 大阪瓦斯株式会社 | Combustion device abnormality detection device |
GB9402018D0 (en) * | 1994-02-02 | 1994-03-30 | British Gas Plc | Apparatus for detecting faults in a combustion sensor |
-
1994
- 1994-08-16 DE DE4428953A patent/DE4428953C2/en not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-08-10 EP EP95112573A patent/EP0697564B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-08-10 DE DE59503838T patent/DE59503838D1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3039994C2 (en) * | 1980-10-23 | 1987-05-27 | Karl Dungs Gmbh & Co, 7067 Urbach, De | |
DE4021929A1 (en) * | 1990-07-10 | 1992-01-23 | Abb Patent Gmbh | SENSOR |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021101360A1 (en) | 2021-01-22 | 2022-07-28 | Vaillant Gmbh | Method and arrangement for detecting and/or observing flames in a heating device |
EP4043789A1 (en) * | 2021-01-22 | 2022-08-17 | Vaillant GmbH | Method and assembly for detecting and / or observing flames in a heater |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE59503838D1 (en) | 1998-11-12 |
EP0697564B1 (en) | 1998-10-07 |
EP0697564A1 (en) | 1996-02-21 |
DE4428953C2 (en) | 1999-06-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0067931B1 (en) | Method and apparatus for supervising and calibrating limit current sensors | |
EP2864757B1 (en) | Method for the functional control of a sensor for detecting particles and sensor for detecting particles | |
DE69718964T2 (en) | Regulating device for regenerative combustion | |
DE4412191A1 (en) | Diagnostic device for an exhaust purification system | |
DE19818050B4 (en) | Method for controlling a heating device contained in a gas concentration sensor | |
EP2600130B1 (en) | Pressure measurement device and pressure measuring method for a turbomachinery | |
DE19962654A1 (en) | Air-fuel ratio determining apparatus comprises air-fuel ratio sensor, sensor arrangement controller switch, element impedance determining apparatus, and diagnostic device | |
DE19838334B4 (en) | Diagnostic device for a potentiometric, electrically heated exhaust gas probe for controlling combustion processes | |
DE4428953A1 (en) | Control and monitoring procedures | |
EP3825623A1 (en) | Heater with emergency control system | |
DE102004001364A1 (en) | Fault diagnosis device for a gas concentration detection device | |
EP2300748B1 (en) | Method for controlling the addition of an additional fuel | |
EP1136670B1 (en) | Monitoring device and method of a 3-way catalyst in the exhaust pipe of an internal combustion engine | |
DE3207394C2 (en) | ||
EP0421100B1 (en) | Procedure and equipment for recognizing dangerous conditions in a room | |
DE4428952C2 (en) | Method and device for regulating and monitoring the combustion of a furnace | |
DE69110214T2 (en) | Control procedures for burners. | |
WO2019149403A1 (en) | Method for the protected operation of a closed-loop controlled broadband oxygen sensor | |
EP0655583B1 (en) | Method for controlling and monitoring combustion | |
DE102011010074B4 (en) | Method for checking the functionality of a sensor and for controlling a furnace | |
EP1467149A1 (en) | Method for controlling the combustion in a combustion device | |
DE10332629B4 (en) | Method for monitoring a broadband probe | |
DE3441376C1 (en) | Process for apparatus diagnosis of the operating state of a furnace and device therefor | |
DE10153643A1 (en) | Process for monitoring of a combustion system having a burner supplied with fuel comprises simultaneous monitoring of the flame, the oxidizable components of the exhaust gas, and its temperature using a sensor | |
DE102020204089B3 (en) | Method for operating a gas burner |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |