EP0156958B1 - Procédé de régulation de la quantité d'air de combustion d'une installation de chauffage - Google Patents

Procédé de régulation de la quantité d'air de combustion d'une installation de chauffage Download PDF

Info

Publication number
EP0156958B1
EP0156958B1 EP84112866A EP84112866A EP0156958B1 EP 0156958 B1 EP0156958 B1 EP 0156958B1 EP 84112866 A EP84112866 A EP 84112866A EP 84112866 A EP84112866 A EP 84112866A EP 0156958 B1 EP0156958 B1 EP 0156958B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
concentration
air
value
air volume
burner
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.)
Expired
Application number
EP84112866A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0156958A1 (fr
Inventor
Walter Fabinski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Training Center GmbH and Co KG
Original Assignee
Hartmann and Braun AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hartmann and Braun AG filed Critical Hartmann and Braun AG
Publication of EP0156958A1 publication Critical patent/EP0156958A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0156958B1 publication Critical patent/EP0156958B1/fr
Expired legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • F23N2227/00—Ignition or checking
    • F23N2227/20—Calibrating devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2237/00—Controlling
    • F23N2237/02—Controlling two or more burners

Definitions

  • the invention relates to a control method for the amount of combustion air in a furnace according to the type of claims 1, 2 and 4.
  • the purpose of the invention is to reduce fuel costs, reduce certain pollutants and reduce pollution in the combustion chamber as well as in the exhaust gas ducts.
  • the invention relates to firing devices that are operated with solid, liquid or gaseous fuels.
  • the basic consideration for firing optimization is based on the well-known fact that the CO content in the exhaust gas - plotted against the relative excess air ⁇ - increases very steeply with decreasing air volume and that the knee point of the CO curve generally reaches the maximum for almost all fuels the efficiency coincides. If the excess air is too low, the efficiency drops because unburned substances get into the exhaust gas and ashes. If the excess air is too high, the thermal losses via the exhaust gas increase, which results in a decrease in efficiency. If the setpoint for CO is selected so that the maximum efficiency is adjusted, then significant fuel savings are possible.
  • the control method for firing optimization described below therefore takes into account the setting and diagnosis of each individual burning point, as well as the fact that the CO value fluctuates greatly in the area in which it is formed.
  • the object of the invention is to provide a method for regulating the amount of combustion air in a firing device which, using the known criteria for firing optimization, always works to a minimum of combustion losses even with changing firing conditions such as changes in load, fuel or combustion air.
  • the control method should also be suitable for systems with several burning points within one furnace.
  • the invention is achieved with the method steps specified in the characterizing part of claims 1, 2 or 4. Due to the cyclically repetitive readjustment of the fuel / air mixture, a firing device operated in this way is able to react to a load change in the shortest possible time and to set the optimum operating point for the new load condition.
  • the proposed control method is also suitable for firing devices with two or more burning points if it is ensured that the intended procedural steps are carried out separately for each burning point.
  • FIGS. 1-3. 1 to 3 show the concentration of the exhaust gas component CO as a function of the percentage excess air ⁇ in the burner chamber.
  • the optimum operating point of the firing device is approximately in the area of CO formation with an excess air ⁇ in the range of B.
  • an increased excess air in the range of a ⁇ value of A is first used.
  • the amount of fuel and the burner supply air are measured and the fuel / air mixture is set so that the CO content in the exhaust air drops to a very low value.
  • such a concentration lies in the range of the detection limit of the CO sensor.
  • the amount of air supplied to the burner is slowly throttled in a second process step; as the lack of air increases, the CO concentration increases.
  • a fuel / air mixture is selected in which a CO concentration can be reliably determined in the exhaust gas with the transmitter.
  • a CO concentration value of 50 ppm is assumed, which is denoted by the ⁇ value C in FIG.
  • the ⁇ value C lies in an approximately linear curve region, the slope of which is given by the straight line G.
  • the point of intersection of the straight line G with the X axis gives the operating point B, to which the excess air is adjusted in a third method step in order to achieve optimal combustion.
  • the CO concentration has to be determined at two ⁇ values during a first process step; in Figure 1 these are the ⁇ values C and C ', with the CO concentration values of 50 ppm and 25 ppm in the exhaust air.
  • the burner supply air quantities corresponding to the ⁇ values C and C ' are stored and the slope of the straight line G is determined from them in conjunction with the CO values. Since the characteristic curve determined in this way depends on the type of fuel and the power, this procedure is particularly suitable for those combustion plants which use only one fuel and preferably work under a load.
  • the time sequences for finding the ⁇ values C, C 'and B must be slow against the delay time for the CO measurement.
  • the slope of the CO concentration value against the burner air setting determined in the first method step makes it possible to find a working point corresponding to the desired excess air starting from the ⁇ value B.
  • the optimal ⁇ value to be set for the fuel / air mixture is also an empirical value that depends on the type of firing and on the boiler and the burners.
  • the accuracy requirements for the measuring sensor for the CO measurement with regard to its zero point are quite high; the combustion takes place in operating point B in the range of a few ppm CO concentration with a measuring range of the sensor between 30 and 100 ppm CO.
  • the cross sensitivity and the zero point drift of the transducer must therefore be small compared to the CO concentration present at the operating point.
  • the zero point drift should be less than 1 ppm within a maintenance interval.
  • the demands on the sensitivity stability of the transducer for CO are lower, because the finding of the working point B is only slightly dependent on the measuring accuracy of the CO transmitter.
  • the method according to FIG. 1 is difficult to implement for different types of burners and types of fuel.
  • the operating point B in the area of CO formation can be set by slowly reducing the amount of combustion air.
  • Figure 2 illustrates this case. It is assumed that there is an excess of air with a ⁇ value of A and an air deficiency at ⁇ equal to B *. The lack of air is determined in a fuel / air ratio in which carbon monoxide is currently being formed.
  • the working point of the optimal burner supply air in range B is narrowed and fixed by averaging. With this iterative approach to deliberately narrow down work area B, the CO measurement is largely limited to a yes / no statement; the accuracy requirement for the CO measurement with regard to sensitivity is low.
  • the proposed method for regulating the amount of combustion air in a combustion device as a function of the CO concentration in the exhaust gas works at very low concentration values; this makes it possible to identify a single burner with a CO measurement in the flue gas and the method can also be transferred to firing systems with several combustion systems.
  • the method for the combustion air quantity of a combustion device with two burners is explained with reference to FIG. 3. Analogously, it can also be transferred to a firing device with any number of burners.
  • FIG. 3 shows the concentration of the exhaust gas component CO as a function of the percentage excess air ⁇ in the burner chamber of a furnace with two burners.
  • both burners work with excess air in a region with the X value A.
  • a measuring transducer common to both burning points is provided for determining the CO concentration.
  • the working points B1 and B2 of the two burners are determined cyclically in a selectable order in accordance with the method of claim 1 or claim 2.
  • the working point of the burner that is not to be optimized is placed in the area of the low CO concentration.
  • the two burners are optimized with the control method according to claim 2, starting from an excess of air for both burners with a ⁇ value of A, the air volume for each individual burner is successively reduced and the CO concentration in the exhaust gas is measured after each air volume change.
  • the burner whose air volume change has led to the formation of the measured CO concentration is operated with so much excess air that CO is no longer formed in the exhaust gas.
  • the one burner is fixed to the working point B2.
  • the other burner is then checked and fixed at its working point B1 in the same way, with the CO concentration in the exhaust air being measured after each change in the air quantity on this burner.
  • the air volume is changed accordingly for all other burners by not changing the operating points of the burners that have already been set in a setting cycle.
  • each individual burner can be identified and thus adjusted by means of a CO measurement in the exhaust gases originating from all burners.

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)

Claims (7)

1. Procédé de réglage pour le débit d'air de combustion (débit d'air λ) d'un dispositif de combustion comprenant un brûleur, en fonction de la teneur en CO dans les gaz d'échappement (concentration en CO), mesurée par un capteur de mesure, pour laquelle on procure au brûleur un excès d'air tel que la concentration en CO atteigne une valeur limitée, caractérisé par les étapes de procédé suivantes:
a) en cas de manque d'air, on détermine et l'on met en mémoire différentes valeurs des concentrations en CO avec les débits d'air correspondant (débits d'air λ, C et C') et, à partir des valeurs mises en mémoire, on détermine la pente d'une droite (G) pour les valeurs de CO par rapport au débit d'air (axe λ);
b) en partant du réglage de débit d'air avec excès d'air (valeur A de λ), on réduit l'excès d'air jusqu'à ce que s'établisse dans les gaz d'échappement une concentration en CO prédéterminable et pouvant être captée en sécurité avec le capteur de mesure (par exemple 50 ppm CO, valeur C de λ):
c) à partir de la valeur réglée selon l'étape b) du procédé pour la concentration en CO dans les gaz d'échappement et le débit d'air correspondant, on détermine le point de travail du brûleur pour un débit d'air, correspondant au point d'intersection des droites (G) avec l'axe λ;
d) les étapes b) et c) du procédé sont répétées continuellement, ou à intervalles de temps prédéterminables, dans un ordre cyclique, de sorte que s'établisse un débit d'air et de combustible optimal pour la combustion (Figure 1 ).
2. Procédé de réglage pour le débit d'air de combustion (débit d'air λ) d'un dispositif de combustion comprenant un brûleur, en fonction de la teneur en CO dans les gaz d'échappement (concentration en CO), mesurée par un capteur de mesure, pour laquelle on procure au brûleur un excès d'air tel que la concentration en CO atteigne une valeur limitée (A), caractérisé par les étapes de procédé suivantes:
a) en partant de la première valeur (A) réglée de la concentration en CO, l'excès d'air du débit d'air est réduit jusqu'à ce que s'établisse une deuxième valeur (B*) mesurable avec sécurité pour la concentration en CO dans les gaz d'échappement (par exemple 10 à 50 ppm de CO):
b) en partant des deux valeurs ainsi trouvées (A, B*) pour la concentration en CO, on resserre le point de travail du brûleur de manière itérative, dans la zone de valeurs prédéterminables de débit d'air (débits d'air λ, A' et B') par adjonction ou prélèvement d'air, et l'on fixe au moyen de la formation d'une valeur moyenne un débit d'air (valeur B de λ) dans la zone de faible concentration en CO;
c) l'étape de procédé b) est répétée de manière continue et à intervalles de temps prédéterminables, en ordre cyclique, de façon à ce que s'établisse un débit d'air et de carburant optimal pour la combustion (figure 2).
3. Procédé de réglage selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le point de travail du brûleur (valeur B de λ) est déterminé de façon qu'il s'établisse une concentration en CO pouvant encore être déterminée avec sécurité.
4. Procédé de réglage pour le débit d'air de combustion (λ) d'un dispositif de combustion comprenant deux brûleurs ou plus, caractérisé:
- en ce qu'un capteur de mesure commun à tous les brûleurs est prévu pour mesurer la concentration en CO en un point approprié où le mélange des gaz d'échappement individuels est bon et
- en ce que les points de travail (B1, B2) des brûleurs individuels sont obtenus cycliquement dans un ordre pouvant être choisi en fonction du procédé de la revendication 1 ou de la revendication 2, les points de travail de tous les autres brûleurs étant placés dans des concentrations de CO très basses.
5. Procédé de réglage selon la revendication 4, caractérisé en ce que plusieurs capteurs de mesure sont prévus pour mesurer la concentration en CO dans les gaz d'échappement, et en ce qu'une mesure est obtenue pour la concentration dans l'air d'échappement, à partir des mesures des capteurs individuels en formant une moyenne ou au moyen d'une autre estimation appropriée de la concentration en CO.
6. Procédé de réglage selon la revendication 4, caractérisé en ce que sont prévus un capteur de mesure et plusieurs points de prélèvement de gaz, les échantillons de gaz étant d'abord mélangés et ensuite amenés au capteur de mesure.
7. Procédé de réglage selon la revendication 4, caractérisé en ce que plusieurs brûleurs sont reliés en un groupe et en ce que l'alimentation d'air peut être réglée en commun pour chaque groupe, pour régler l'excès d'air.
EP84112866A 1984-03-21 1984-10-25 Procédé de régulation de la quantité d'air de combustion d'une installation de chauffage Expired EP0156958B1 (fr)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3410294 1984-03-21
DE3410294 1984-03-21
DE19843423946 DE3423946A1 (de) 1984-03-21 1984-06-29 Regelverfahren fuer die verbrennungsluftmenge einer feuerungseinrichtung
DE3423946 1984-06-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0156958A1 EP0156958A1 (fr) 1985-10-09
EP0156958B1 true EP0156958B1 (fr) 1989-05-10

Family

ID=25819555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP84112866A Expired EP0156958B1 (fr) 1984-03-21 1984-10-25 Procédé de régulation de la quantité d'air de combustion d'une installation de chauffage

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0156958B1 (fr)
DE (2) DE3423946A1 (fr)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4340534A1 (de) * 1993-11-29 1995-06-01 Abb Patent Gmbh Verfahren zur Regelung und Überwachung
DE19923059A1 (de) * 1999-05-20 2000-12-07 Steag Ag Verfahren zum Regeln eines Verbrennungsprozesses
DE19712771C2 (de) * 1996-04-01 2001-02-15 Elektrownia Iaziska S A Verfahren und Anordnung zur automatischen Verbrennungsregelung in Heizkesseln

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3809556A1 (de) * 1987-05-23 1988-12-01 Hartmann & Braun Ag Verfahren zur optimierung der feuerung wasserstoffhaltiger brennstoffe
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
FR2628827B1 (fr) * 1988-03-21 1990-07-06 Haan Andre Procede pour optimiser une combustion, dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede, ainsi que detecteur equipant un tel dispositif
DE3834795A1 (de) * 1988-10-12 1990-04-19 Riedhammer Gmbh Co Kg Industrieofen
DK187891A (da) * 1991-11-18 1993-05-19 Danfoss As Metode og apparat til indstilling af en braenders arbejdspunkt
DE4315969A1 (de) * 1993-05-10 1995-02-23 Mannesmann Ag Verfahren und Einrichtung zur Optimierung von Verbrennungsanlagen
DE4333751A1 (de) * 1993-10-04 1995-04-06 Bosch Gmbh Robert Regelsystem für einen mit Brennstoff betriebenen Wärmeerzeuger, insbesondere Wassererhitzer
DE19749506C1 (de) * 1997-11-08 1999-01-07 Hartmuth Dipl Phys Dambier Verfahren zur laufenden Optimierung der Luftzufuhr bei Feuerungsanlagen
DE10116133B4 (de) 2000-09-06 2004-10-14 Dambier, Hartmuth, Dipl.-Phys. Verfahren zur Bestimmung und Verifizierung der CO-Einsatzpunkte bei Feuerungsanlagen mit mehreren Brennern
DE10044033C2 (de) * 2000-09-06 2003-01-30 Hartmuth Dambier Verfahren zur Optimierung der Luftzufuhr oder zur Ermittlung der Brennstoffverteilung bei Feuerungsanlagen mit mehreren Brennern
US7549858B2 (en) * 2006-12-04 2009-06-23 Praxair Technology, Inc. Combustion with variable oxidant low NOx burner
DE102010044762A1 (de) * 2010-09-08 2012-03-08 Honeywell Technologies S.A.R.L. Vorrichtung zur Kalibrierung einer Gasbrennerregelung

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7908279A (nl) * 1979-11-13 1981-06-01 Estel Hoogovens Bv Werkwijze voor het stoken van oveninstallatie tot een gewenste wandtemperatuur.
US4253404A (en) * 1980-03-03 1981-03-03 Chevron Research Company Natural draft combustion zone optimizing method and apparatus
CA1192793A (fr) * 1981-12-31 1985-09-03 James H. Sun Regulateur de tirage pour appareil de chauffage a tirage naturel

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4340534A1 (de) * 1993-11-29 1995-06-01 Abb Patent Gmbh Verfahren zur Regelung und Überwachung
DE19712771C2 (de) * 1996-04-01 2001-02-15 Elektrownia Iaziska S A Verfahren und Anordnung zur automatischen Verbrennungsregelung in Heizkesseln
DE19923059A1 (de) * 1999-05-20 2000-12-07 Steag Ag Verfahren zum Regeln eines Verbrennungsprozesses

Also Published As

Publication number Publication date
EP0156958A1 (fr) 1985-10-09
DE3478138D1 (en) 1989-06-15
DE3423946A1 (de) 1985-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0156958B1 (fr) Procédé de régulation de la quantité d'air de combustion d'une installation de chauffage
EP0259382B1 (fr) Dispositif de regulation de la proportion d'air de combustion au gaz
EP0670490B1 (fr) Méthode et appareil pour la mesure d'un milieu gazeux avec un détecteur chimique
DE3220832C2 (fr)
DE4304966A1 (de) Lambdawert-Ermittlungsvorrichtung
EP0156200A1 (fr) Méthode et dispositif pour déterminer le rapport de mélange d'un mélange contenant un gaz porteur d'oxygène et un carburant
DE2941753C2 (fr)
EP0192084A1 (fr) Procédé pour mesurer la concentration d'oxygène dans les gaz d'échappement d'un moteur à combustion
DE3780604T3 (de) Vorrichtung zur Auswertung eines Sauerstoffühlers.
EP0530655A2 (fr) Méthode et dispositif de régulation d'un moteur à combustion interne avec contrôle de son catalysateur
EP0969192A1 (fr) Méthode pour égaliser la distribution de carburant dans une turbine à gaz avec plusieurs brûleurs
EP1051585B1 (fr) Procede et dispositif pour faire fonctionner une installation de combustion
DE10014881B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Kalibrierung von Lambdasonden
DE2833553C2 (fr)
EP0416197A1 (fr) Méthode et dispositif pour améliorer la composition des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne
EP0352619B1 (fr) Méthode de régulation de la puissance de combustion pour installations de combustion
DE3732301C1 (en) Emission control device for an internal combustion engine
DE3321165C1 (de) Verfahren zur kontinuierlichen Vorausbestimmung und Überwachung des Sauerstoffbedarfs bei der Verbrennung schwefelwasserstoffhaltiger Gasgemische zur Schwefelgewinnung und Abgasreinigung
EP0655583B1 (fr) Procédé pour le réglage et la surveillance de combustion
DE3314225C2 (fr)
EP1265068A1 (fr) Méthode et appareil pour la détermination d'un changement dans la valeur calorifique d'un mélange de gaz
AT412903B (de) Verfahren zur steuerung bzw. regelung von feuerungsanlagen sowie danach regelbare feuerungsanlage
EP0501242B1 (fr) Procédé de détermination du débit de gaz d'échappement
AT398345B (de) Vorrichtung zum regeln der sekundärluftzufuhr für eine feuerung, insbesondere eines heizkessels
DE3737354C1 (en) Control method for adjusting the individual air/fuel ratios of the individual burners of a furnace with several burners

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Designated state(s): DE FR GB NL

17P Request for examination filed

Effective date: 19860211

17Q First examination report despatched

Effective date: 19871103

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE FR GB NL

REF Corresponds to:

Ref document number: 3478138

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19890615

ET Fr: translation filed
PLBI Opposition filed

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009260

26 Opposition filed

Opponent name: DANFOSS A/S

Effective date: 19900209

NLR1 Nl: opposition has been filed with the epo

Opponent name: DANFOSS A/S.

PLBN Opposition rejected

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009273

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: OPPOSITION REJECTED

27O Opposition rejected

Effective date: 19920524

NLR2 Nl: decision of opposition
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 19930913

Year of fee payment: 10

Ref country code: FR

Payment date: 19930913

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 19931031

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 19931123

Year of fee payment: 10

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Effective date: 19941025

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Effective date: 19950501

NLV4 Nl: lapsed or anulled due to non-payment of the annual fee
GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 19941025

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Effective date: 19950630

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Effective date: 19950701

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST