EP0697565A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung und Überwachung - Google Patents

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EP0697565A1
EP0697565A1 EP95112574A EP95112574A EP0697565A1 EP 0697565 A1 EP0697565 A1 EP 0697565A1 EP 95112574 A EP95112574 A EP 95112574A EP 95112574 A EP95112574 A EP 95112574A EP 0697565 A1 EP0697565 A1 EP 0697565A1
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EP
European Patent Office
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exhaust gas
carbon monoxide
sensor
burner
calculated
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Withdrawn
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EP95112574A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gunar Baier
Harald Weber
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ABB Research Ltd Switzerland
ABB Research Ltd Sweden
Original Assignee
ABB Research Ltd Switzerland
ABB Research Ltd Sweden
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Publication date
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    • 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
    • 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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for regulating and monitoring the combustion of a furnace according to the preamble of claim 1.
  • the firing systems are operated with the best possible ratio of fuel and air.
  • a control unit is provided for this setting.
  • the oxygen content in the agas is determined with a potentiometric or amperometric sensor.
  • the control unit compares the determined oxygen content of the exhaust gas with a predetermined target value, which is stored in it.
  • the amount of air and fuel that is fed to the burner is then set by the control unit.
  • the desired setpoint for the oxygen in the flue gas is set when the combustion system is started up. Its value is determined in such a way that the firing system, which is set to this value manually during commissioning, works with the lowest possible excess air.
  • a tolerance value is added to the oxygen content of the exhaust gas.
  • the resulting amount of oxygen is stored in the control unit in the form of a numerical value.
  • the tolerance value serves as a safety surcharge to prevent the combustion system from being regulated in a state of incomplete combustion.
  • a disadvantage of this method is that the state of the furnace cannot be checked in later operation once the setpoint of the oxygen has been set. It can therefore not be ruled out with certainty that the furnace works at this oxygen setpoint in a state of incomplete combustion. The reason for this can be, for example, that the tolerance allowance is not sufficient to compensate for the variations in the combustion conditions, such as environmental influences and the condition of the fuel. In addition, it cannot be ruled out that a malfunction of the combustion system will occur due to a blockage in the burner nozzle.
  • the invention has for its object to provide a method with which the occurrence of incomplete combustion can be recognized and the combustion system can be returned to a pollutant-free operation, and to provide a device with which the method can be carried out.
  • the proportion of oxygen contained therein is recorded using at least two different measuring methods.
  • the two measurement signals are converted into numerical values.
  • a deviation of a defined size between these two numerical values serves as an indication of the presence of carbon monoxide in the exhaust gas.
  • the air supply to the burner is increased with the help of the control unit until the relative deviation between the two determined numerical values has dropped below the above limit.
  • Two sensors are installed in the flue gas duct of the combustion system to carry out the process.
  • One sensor works according to the potentiometric measuring principle, while the other works according to the amperometric measuring principle.
  • the measurement signals from the two sensors are fed to the control unit. Its signal output is connected to an actuator for controlling the air supply to the burner of the furnace. If the occurrence of carbon monoxide in the exhaust gas is determined using the two numerical values, the control unit increases the air supply to the burner until it is returned to an operation with complete combustion, ie the concentration of carbon monoxide in the exhaust gas is reduced to such an extent that the relative deviation between the calculated numerical values has dropped below the limit value that is stored in the control unit. Further features essential to the invention are characterized in the subclaims.
  • the sensor 1 shows a furnace 1 with a burner 2, a furnace 3, an exhaust duct 4, two sensors 5 and 6, a control unit 7, an actuator 8 and an air flap 9.
  • the two sensors 5 and 6 are built into the exhaust duct 4, which connects to the furnace 3.
  • the sensor 5 is a potentiometric measuring device, while the sensor 6 is designed as an amperometric measuring device.
  • the sensor 5 has a solid electrolyte tube which is closed on one side (not shown here).
  • the measuring electrode is arranged on its outer surface and the reference electrode is arranged on its inner surface.
  • the solid electrolyte tube is made of stabilized zirconium dioxide.
  • the measuring electrode is made of platinum, while the reference electrode is made of a spinel.
  • the measuring electrode is brought into contact with the exhaust gas to be monitored, while a reference gas is applied to the reference electrode. Air is preferably used as the reference gas. Because the two electrodes are brought into contact with gases of different oxygen concentrations, a potential is formed between the two electrodes. Its size depends logarithmically on the oxygen concentration in the exhaust gas and can be calculated using the Nernst equation. This applies provided that the gas at the measuring electrode is in equilibrium. However, if carbon monoxide, which has not reacted catalytically with oxygen at the measuring electrode, reaches the gas / measuring electrode / solid electrolyte three-phase boundary, the carbon monoxide reacts there with oxygen ions from the solid electrolyte. This releases electrons.
  • the second sensor 6 also has a solid electrolyte tube made of zirconium dioxide (not shown here). A measuring electrode is likewise arranged on the outer surface of this solid electrolyte tube, while a second electrode is located on the inner surface of the solid electrolyte. A voltage of a predetermined size is applied to these two electrodes. This voltage is preferably about 1 to 1.2 volts. No gas has to be applied to the second electrode.
  • the measuring electrode of the sensor 6 If the measuring electrode of the sensor 6 is brought into contact with the exhaust gas, a current begins to flow between the measuring electrode and the second electrode if oxygen is contained in the exhaust gas. Since the measuring electrode made of platinum is manufactured, this favors the catalytic reaction of the carbon monoxide contained in the exhaust gas with the free oxygen in the exhaust gas. The carbon monoxide, which cannot be burned catalytically, does not lead to an increase in the current flowing between the electrodes in this sensor. The measurement signal from this sensor is determined solely by the remaining oxygen in the exhaust gas. This fact is used to determine an increased proportion of carbon monoxide in the exhaust gas. With the help of the control unit 7, the associated numerical values A and P are calculated from the signals of the sensors 5 and 6.
  • the calculated values A and P from the two measurement signals are approximately the same. If the concentration of carbon monoxide increases noticeably, the numerical value P calculated from the measurement signal of the sensor 5 is greater than the numerical value A calculated from the measurement signal of the sensor 6 for the reasons given above. If the relative deviation D between the calculated numerical values A and P exceeds one Limit value G, which is greater than 20%, is interpreted as an indication of the presence of large amounts of carbon monoxide in the exhaust gas. It can then be assumed that the concentration of carbon monoxide above this limit is greater than 4000ppm.
  • Fig. 2 shows the carbon monoxide content in the exhaust gas of a furnace with a residual oxygen between 1% and 4%. At an oxygen concentration of 3.5%, the carbon monoxide content of the exhaust gas is below 100 ppm. At an oxygen concentration that is less than 3.5%, the carbon monoxide content in the exhaust gas can rise to 1%.
  • FIG. 3 the values A and P of the two sensors 5 and 6 calculated from the measurement signals are shown under the same conditions as in FIG. 2. The values A are plotted along the horizontal axis and the values P along the vertical axis.
  • the new adaptation parameters for converting the voltage signal into the oxygen concentration are then calculated and stored in the control unit. This ensures that deviations of the two sensors 5 and 6 in normal normal operation are actually due to pollutant production in the furnace.
  • the device also has the advantage of self-monitoring. Should one of the sensors 5 and 6 malfunction, it is possible to compensate for differences between the calculated oxygen concentrations by intervening in the control. In this case, the combustion system is regulated in an area with a high excess of air, so that the exhaust gas has no pollutants.
  • the control unit also issues a corresponding error message.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung und Regelung einer Feuerungsanlage (1) für feste und strömende Brennstoffe mit einer Regeleinheit (7). Zum schnellen Erkennen von Schadstoffen im Abgas der Feuerungsanlage (1) wird der Sauerstoffgehalt des Abgases sowohl potentiometrisch als auch amperometrisch gemessen. Die ermittelten Meßsignale werden mit Hilfe der Regeleinheit (7) in Zahlenwerte (A und P) umgerechnet. Eine relative Abweichung von 20% zwischen diesen Zahlenwerten (A und P) wird zur Erkennung von Schadstoffen im Abgas genutzt. Für diese Messungen sind in den Abgaskanal der Feuerungsanlage (1) ein potentiometrisch arbeitender Sensor (5) und ein amperometrisch arbeitender Sensor (6) eingebaut, die von dem Abgas beaufschlagt werden. Die Signalausgänge der Sensoren (5 und 6) stehen mit der Regeleinheit (7) in Verbindung. Bei erhöhtem Schadstoffgehalt im Abgas wird die Luftzufuhr zum Brenner (2) der Feuerungsanlage (1) mit Hilfe der Regeleinheit (7) solange erhöht, bis die relative Abweichung (D) der ermittelten Zahlenwerte (A und P) unter 20% gesunken ist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung und Überwachung der Verbrennung einer Feuerungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Zur Energieeinsparung und Vermeidung von Umweltschäden ist die Überwachung bzw. Regelung von Verbrennungsprozessen von Feuerungsanlagen unbedingt notwendig. Die Messung des Sauerstoffgehalts in Abgasen allein kann keinen Hinweis auf eine vollständige Verbrennung liefern. Deshalb ist es besonders wichtig, die im Abgas enthaltenen und nicht verbrannten Bestandteile wie beispielsweise Kohlenmonoxid zu erkennen und zu reduzieren.
  • Bei den bis jetzt bekannten Verfahren erfolgt der Betrieb der Feuerungsanlagen mit einem möglichst optimalen Verhältnis von Brennstoff und Luft. Für diese Einstellung ist eine Regeleinheit vorgesehen. Hierfür wird der Sauerstoffgehalt im Agas mit einem potentiometrisch oder amperometrisch arbeitenden Sensor ermittelt. Die Regeleinheit vergleicht den ermittelten Sauerstoffgehalt des Abgases mit einem vorgegebenen Sollwert, der in ihr gespeichert ist. In Abhängigkeit hiervon wird dann die Menge an Luft und Brennstoff, die dem Brenner zugeführt wird, von der Regeleinheit eingestellt. Der gewünschte Sollwert des Sauerstoffs im Abgas wird bei der Inbetriebnahme der Feuerungsanlage eingestellt. Sein Wert wird so festgelegt, daß die bei der Inbetriebnahme manuell auf diesen Wert eingestellte Feuerungsanlage schadstoffarm mit dem geringst möglichen Luftüberschuß arbeitet. Zu dem Sauerstoffgehalt des Abgases wird bei dieser Einstellung ein Toleranzwert addiert. Die hieraus resultierende Menge an Sauerstoff wird in Form eines Zahlenwertes in der Regeleinheit gespeichert. Der Toleranzwert dient als Sicherheitszuschlag um eine Regelung der Feuerungsanlage in einen Zustand unvollständiger Verbrennung zu verhindern. Von Nachteil ist an diesem Verfahren, daß der Zustand der Feuerungsanlage bei einem einmal festgelegten Sollwert des Sauerstoffs im späteren Betrieb nicht kontrolliert werden kann. Es kann daher nicht mit Sicherheit ausgeschlossen werden, daß die Feuerungsanlage bei diesem Sauerstoffsollwert in einem Zustand unvollständiger Verbrennung arbeitet. Ursache hierfür kann beispielsweise sein, daß der Toleranzzuschlag nicht ausreicht, um die Variationen der Verbrennungsbedingungen wie Umwelteinflüsse und Zustand des Brennstoffes zu kompensieren. Außerdem ist nicht auszuschließen, daß eine Fehlfunktion der Feuerungsanlage wegen einer Verstopfung der Brennerdüse auftritt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem das Auftreten einer unvollständigen Verbrennung erkannt und die Feuerungsanlage in einen schadstoffreien Betrieb zurückgeführt werden kann, sowie eine Vorrichtung zu schaffen, mit der das Verfahren durchgeführt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 5 gelöst.
  • Zum Erkennen von Kohlenmonoxid im Abgas wird der Anteil des hierin enthaltenen Sauerstoffs mit mindestens zwei unterschiedlichen Meßverfahren erfaßt. Die beiden Meßsignale werden in Zahlenwerte umgerechnet. Eine Abweichung definierter Größe zwischen diesen beiden Zahlenwerten dient als Anzeige für das Vorhandensein von Kohlenmonoxid im Abgas. Erfindungsgemäß wird beim Auftreten einer relativen Abweichung zwischen diesen beiden Werten, die größer ist als 20%, davon ausgegangen, daß Kohlenmonoxid in einer Konzentration von mehr als 4000ppm im Abgas vorhanden ist. Um den Anteil an Kohlenmonoxid zu reduzieren, wird mit Hilfe der Regeleinheit die Luftzufuhr zum Brenner solange vergrößert bis die relative Abweichung zwischen den beiden ermittelten Zahlenwerten unter den obengenannten Grenzwert gesunken ist. Für die Durchführung des Verfahrens werden in den Abgaskanal der Feuerungsanlage zwei Sensoren eingebaut. Der eine Sensor arbeitet nach dem potentiometrischen Meßprinzip, während der andere nach dem amperometrischen Meßprinzip arbeitet. Die Meßsignale der beiden Sensoren werden der Regeleinheit zugeführt. Ihr Signalausgang steht mit einem Stellglied zur Steuerung der Luftzufuhr zum Brenner der Feuerungsanlage in Verbindung. Wird mit Hilfe der beiden Zahlenwerte das Auftreten von Kohlenmonoxid im Abgas festgestellt, so erhöht die Regeleinheit die Luftzufuhr zum Brenner solange, bis diese in einen Betrieb mit vollständiger Verbrennung zurückgeführt ist, d.h. die Konzentration an Kohlenmonoxid des Abgases soweit reduziert ist, daß die relative Abweichung zwischen den errechneten Zahlenwerten unter den Grenzwert gesunken ist, der in der Regeleinheit gespeichert ist. Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Feuerungsanlage,
    Fig. 2
    die Konzentration des Kohlenmonoxids im Abgas der Feuerungsananlage in Abhängigkeit von einer Konzentration des Restsauerstoffes zwischen 1 und 4%,
    Fig. 3
    die aus den Meßsignalen der beiden Sensoren berechneten Zahlenwerte im Diagramm,
    Fig. 4
    die relative Abweichung der aus den Meßsignalen der beiden Sensoren berechneten Zahlenwerte in Abhängigkeit von der Konzentration des Kohlenmonoxids.
  • Fig. 1 zeigt eine Feuerungsanlage 1 mit einem Brenner 2, einem Feuerungsraum 3, einem Abgaskanal 4, zwei Sensoren 5 und 6 einer Regeleinheit 7, einem Stellglied 8 und einer Luftklappe 9. Die beiden Sensoren 5 und 6 sind in den Abgaskanal 4 eingebaut, der sich an den Feuerungsraum 3 anschließt. Bei dem Sensor 5 handelt es sich um eine potentiometrisch arbeitende Meßvorrichtung, während der Sensor 6 als amperometrisch arbeitende Meßvorrichtung ausgebildet ist. Der Sensor 5 weist ein einseitig geschlossenes Festelektrolytrohr (hier nicht dargestellt) auf. Auf dessen Außenfläche die Meßelektrode und auf dessen Innenfläche die Referenzelektrode angeordnet ist. Das Festelektrolytrohr ist aus stabilisiertem Zirkoniumdioxd gefertigt. Die Meßelektrode ist aus Platin gefertigt, während die Referenzelektrode aus einem Spinell hergestellt ist. Die Meßelektrode wird mit dem zu überwachenden Abgas in Kontakt gebracht, während die Referenzelektrode mit einem Referenzgas beaufschlagt wird. Als Referenzgas wird vorzugsweise Luft verwendet. Dadurch, daß die beiden Elektroden mit Gasen unterschiedlicher Sauerstoffkonzentration in Kontakt gebracht werden, bildet sich zwischen den beiden Elektroden ein Potential aus. Seine Größe hängt logarithmisch von der Sauerstoffkonzentration im Abgas ab, und kann mit Hilfe der Nernst-Gleichung berechnet werden. Dies gilt unter der Voraussetzung, daß sich das Gas an der Meßelektrode im Gleichgewicht befindet. Gelangt jedoch Kohlenmonoxid, das nicht katalytisch an der Meßelektrode mit Sauerstoff reagiert hat, zur Dreiphasengrenze Gas/Meßelektrode/Festelektrolyt, so reagiert das Kohlenmonoxid dort mit Sauerstoffionen aus dem Festelektrolyten. Dabei werden Elektronen frei. Zwischen der Meßelektrode und der Referenzelektrode bildet sich deshalb ein Mischpotential aus, das nicht alleine durch den im Abgas enthaltenen restlichen Sauerstoff gebildet wird. Beträgt der Anteil des Sauerstoffs im Abgas weniger als 3,5 %, und enthält das Abgas Kohlenmonoxid in einer Konzentration von mehr als 3000 ppm, so führt dieses zu einer merklichen Spannungserhöhung. Der zweite Sensor 6 weist ebenfalls ein Festelektrolytrohr aus Zirkoniumdioxid (hier nicht dargestellt) auf. Auf der Außenfläche dieses Festelektrolytrohres ist ebenfalls eine Meßelektrode angeordnet, während sich auf der Innenfläche des Festelektrolyten eine zweite Elektrode befindet. An diese beiden Elektroden wird eine Spannung vorgegebener Größe angelegt. Vorzugsweise beträgt diese Spannung etwa 1 bis 1,2 Volt. Die zweite Elektrode muß mit keinem Gas beaufschlagt werden. Wird die Meßelektrode des Sensors 6 mit dem Abgas in Kontakt gebracht, so beginnt ein Strom zwischen der Meßelektrode und der zweiten Elektrode zu fließen, wenn im Abgas Sauerstoff enthalten ist. Da die Meßelektrode aus Platin gefertigt ist, wird hierdurch die katalytische Reaktion des im Abgas enthaltenen Kohlenmonoxids mit dem freien Sauerstoff im Abgas begünstigt. Der Kohlenmonoxid, der nicht katalytisch verbrannt werden kann, führt bei diesem Sensor zu keiner Erhöhung des zwischen den Elektroden fließenden Stroms. Das Meßsignal dieses Sensors wird alleine durch den restlichen Sauerstoff im Abgas bestimmt. Diese Tatsache wird ausgenutzt, um einen erhöhten Anteil an Kohlenmonoxid im Abgas festzustellen. Mit Hilfe der Regeleinheit 7 werden aus den Signalen der Sensoren 5 und 6 die zugehörigen Zahlenwerte A und P berechnet. Ist der Gehalt an Kohlenmonoxid im Abgas gering, so sind die berechneten Werte A und P aus den beiden Meßsignalen etwa gleich groß.
    Nimmt die Konzentration an Kohlenmonoxid merklich zu, so ist der aus dem Meßsignal des Sensors 5 berechnete Zahlenwert P aus den obenangegebenen Gründe größer als der aus dem Meßsignal des Sensors 6 berechnete Zahlenwert A. Übersteigt die relative Abweichung D zwischen den berechneten Zahlenwerten A und P einen Grenzwert G, der größer ist als 20%, wird dieses als Anzeige für das Vorhandensein größerer Mengen an Kohlenmonoxid im Abgas gewertet. Es kann dann davon ausgegangen werden, daß die Konzentration an Kohlenmonoxid oberhalb dieses Grenzwertes größer als 4000ppm ist. Die Regeleinheit 7 gibt beim Erreichen dieses Grenzwertes über ihren Signalausgang 7A ein Signal an das Stellglied 8, mit dessen Hilfe die Luftklappe 9 weiter geöffnet und dem Brenner 2 mehr Luft zugeführt wird. Die Luftzufuhr wird solange erhöht, bis die relative Abweichung zwischen den beiden errechneten Werten unter den Grenzwert von 20% gesunken ist. Die Charakteristiken der Sensoren 5 und 6 wurde an einer Feuerungsanlage untersucht, deren Luftmenge variierte. Fig. 2 zeigt den Kohlenmonoxidgehalt im Abgas einer Feuerungsanlage bei einem Restsauerstoff zwischen 1% und 4%. Bei einer Sauerstoffkonzentrationen von 3,5% liegt der Kohlenmonoxidgehalt des Abgases unter 100 ppm. Bei einer Sauerstoffkonzentration, die kleiner als 3,5 % ist, kann der Gehalt an Kohlenmonoxid im Abgas bis auf 1% ansteigen. In Fig. 3 sind die aus den Meßsignalen errechneten Werte A und P der beiden Sensoren 5 und 6 bei gleichen Voraussetzungen wie in Fig. 2 dargestellt. Die Werte A sind längs der horizontalen Achse und die Werte P längs der vertikalen Achse aufgetragen.
  • Es ist deutlich zu erkennen, daß bei einer Konzentration des Kohlenmonoxids, die kleiner ist als 1000 ppm keine Abweichung zwischen den errechneten Werten A und P bestehen. Differenzen treten dann deutlich auf, wenn die Konzentration des Kohlenmonoxids im Abgases 3000 ppm überschreitet, wenn also die Konzentration des Sauerstoffs im Abgas kleiner als 2% ist. Dieses Verhalten wird anhand von Fig. 4 verdeutlicht. Sie zeigt, daß der Zustand einer unvollständigen Verbrennung einer Feuerungsanlage mit einer Konzentrationen an Kohlenmonoxid die größer ist als 4000 ppm mit dem erfindungsgemäßen Verfahren einwandfrei nachgewiesen werden kann. Zur Kompensation der bei dem potentiometrisch arbeitenden Sensor 5 auftretenden Nullpunktsdrift, wird in periodischen Abständen eine Eichung des Sensor 5 vorgenommen. Dazu wird die Luftzufuhr zum Brenner der Feuerungsanlage so weit erhöht, daß eine schadstoffarme Verbrennung bewirkt wird. Aus der Sauerstoffkonzentration des Abgases bei dieser Einstellung, die aus dem Stromsignal der Sensors 6 ermittelt wird, und dem Spannungssignal des Sensors 5 werden dann die neuen Anpassungsparameter für die Umrechnung des Spannungssignals in die Sauerstoffkonzentration berechnet und in der Regeleinheit abgespeichert. Somit ist gewährleistet, daß Abweichungen der beiden Sensoren 5 und 6 im normalen Regelbetrieb tatsächlich auf eine Schadstoffproduktion der Feuerungsanlage zurückzuführen sind. Die Vorrichtung hat zusätzlich den Vorteil einer Eigenüberwachung. Sollte einer der Sensoren 5 und 6 eine Fehlfunktion aufweisen, so ist es möglich, Differenzen zwischen den errechneten Sauerstoffkonzentrationen durch Eingriff in die Regelung auszugleichen. In diesem Fall wird die Feuerungsanlage in einen Bereich hohen Luftüberschusses geregelt, so daß das Abgas keine Schadstoffe aufweist. Zusätzlich wird von der Regeleinheit eine entsprechende Fehlermeldung ausgegeben.

Claims (5)

  1. Verfahren (1) zur Regelung und Überwachung der Verbrennung einer Feuerungsanlage(1) mit einem Brenner (2) für feste und/oder strömende Brennstoffe, der ein Sensor (5,6) nachgeschaltet ist, und die wenigstens ein die Luftzufuhr zum Brenner (2) steuerndes Stellglied (8) aufweist, dessen Signaleingang (8A) mit einer Regeleinheit (7) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erkennen von Kohlenmonoxid im Abgas der Anteil des im Abgas enthaltenen Sauerstoffs mit mindestens zwei unterschiedlichen Meßverfahren erfaßt und aus den beiden Meßsignalen die jeweils zugehörigen Zahlenwerte (A und P) berechnet werden, daß eine relative Abweichung (D) zwischen diesen beiden Werten (A und P), die größer ist als ein festgelegter Grenzwert (G) als Anzeige für das Vorhandensein von Kohlenmonoxid im Abgas genutzt wird, und daß zur Reduzierung des Kohlenmonoxids im Abgas eine Regelung der Luftzufuhr zum Brenner (2) der Feuerungsanlage(1) vorgenommen wird, bis die relative Abweichung (D) zwischen den errechneten Werten (A und P) unterhalb des festgelegten Grenzwertes (G) liegt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffgehalt im Abgas mit einem potentiometrisch arbeitenden Sensor (5) und einem amperometrisch arbeitenden Sensor (6) gemessen wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch kennzeichnet, daß die relative Abweichung (D) zwischen dem potentiometrischen Meßsignal und dem amperometrischen Meßsignal kontinuierlich ermittelt und eine relative Abweichung (D) von 20% zwischen den berechneten Zahlenwerten (A und P) als Anzeige für Kohlenmonoxid im Abgas dient, und daß beim Erkennen von Kohlenmonoxid im Abgas die Zufuhr der Luft zum Brenner (2) solange erhöht wird, bis die relative Abweichung (D) zwischen dem potentiometrisch ermittelten Wert (P) und dem amperometrisch ermittelten Wert (A) weniger als 20% beträgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß zur Kompensation der Nullpunktsdrift des potentiometrisch arbeitenden Sensors (5) die Feuerungsanlage (1) in definierten Abständen in einen Bereich hohen Restsauerstoffgehaltes zur Erzielung einer schadstoffreien Verbrennung geregelt wird, daß die aus den amperometrischen und potentiometrischen Meßsignalen dieser Regelung errechneten Werten (A und P) zur Bildung neuer Anpassungsparameter für die Umrechnung des potentiometrischen Meßsignals gespeichert werden, so daß Abweichungen der beiden Meßsignale im normalen Regelbetrieb tatsächlich auf eine erhöhte Konzentration an Kohlenmonoxid im Abgas zurückgeführt werden können.
  5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei die Feuerungsanlage(1) mit einem Brenner(2) für feste und/oder strömende Brennstoffe versehen ist, der ein Sensor (5,6) nachgeschaltet ist, und die wenigstens ein die Luftzufuhr zum Brenner (2) steuerndes Stellglied (8) aufweist, dessen Signaleingang (8A) mit einer Regeleinheit (7) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß in den Abgaskanal (4) der Feuerungsanlage(1) ein Sensor (5) mit potentiometrisch arbeitender Meßvorrichtung und ein Sensor (6) mit amperometrisch arbeitender Meßvorrichtung eingebaut ist, daß die Signalausgänge der Sensoren (5 und 6) mit der Regeleinheit (7) verbunden sind, daß in der Regeleinheit ein Grenzwert (G) gespeichert ist, der einer relativen Abweichung (D) von 20 % zwischen den berechneten Zahlenwerten (A und P) aus den Meßsignalen der Sensoren (5 und 6) entspricht.
EP95112574A 1994-08-16 1995-08-10 Verfahren und Vorrichtung zur Regelung und Überwachung Withdrawn EP0697565A1 (de)

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DE4428952A DE4428952C2 (de) 1994-08-16 1994-08-16 Verfahren und Vorrichtung zur Regelung und Überwachung der Verbrennung einer Feuerungsanlage
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