EP1008805A1 - Regelverfahren für Gasbrenner - Google Patents

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EP1008805A1
EP1008805A1 EP99124359A EP99124359A EP1008805A1 EP 1008805 A1 EP1008805 A1 EP 1008805A1 EP 99124359 A EP99124359 A EP 99124359A EP 99124359 A EP99124359 A EP 99124359A EP 1008805 A1 EP1008805 A1 EP 1008805A1
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EP
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gas
stream
combustion
quality
flow
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Withdrawn
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EP99124359A
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English (en)
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Piet Blaauwwiekel
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Honeywell BV
Original Assignee
Honeywell BV
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/60—Devices for simultaneous control of gas and combustion air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2208/00—Control devices associated with burners
    • F23D2208/10—Sensing devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2221/00—Pretreatment or prehandling
    • F23N2221/10—Analysing fuel properties, e.g. density, calorific

Definitions

  • the invention relates to a control method for gas burners according to the preamble of Claim 1.
  • a gas burner To inside the gas burner for optimal and complete combustion of the To provide fuel, namely the gas, a gas burner must have a corresponding coordinated gas / air mixture can be supplied.
  • the quality of the Gas supply provided gas - the quality of gas is determined by a so-called Wobbe index defines - fluctuates, must ensure the optimal and complete combustion the composition of the gas / air mixture in Depending on the quality of the gas can be varied accordingly.
  • the present invention is based on the problem Control procedure for gas burners to provide different gas qualities to take into account, combustion-optimized gas / air mixture, which avoids the above disadvantages.
  • a gas stream 10 and a combustion air stream 11 are provided a gas / air mixture 12 mixed.
  • the gas / air mixture 12 is not one supplied gas burner in which the gas / air mixture 12 is burned.
  • the combustion within the gas burner is related to the gas quality lowest expected energy content (also called poorest gas quality) within the Gas flow 10 preset such that when these are poorest to be expected Gas quality an optimized combustion is guaranteed.
  • gas quality lowest expected energy content also called poorest gas quality
  • Optimal air ratio i.e. there is one regarding the Combustion in the gas burner optimal ratio between that of the gas burner supplied gas flow 10 and air flow.
  • gas qualities i.e. gas qualities with a higher energy content (improving gas quality) to meet
  • the sensor 13 is a gas quality sensor. The composition then depends on this gas quality measurement of the gas / air mixture 12 changed.
  • the gas quality sensor can be designed in any way. So z. B. a gas quality sensor as described in US 5,235,844 or US 5,311,447, be used. The choice of a suitable gas quality sensor is the responsibility of this Specialist.
  • the mixture of gas stream 10 and compensation air stream 14 is then opposite the unmixed gas stream 10 via a lower Wobbe index and thus Energy content.
  • the gas quality sensor measures the energy content of this, so to speak Mixture of gas stream 10 and compensation air stream 14 in a rear region 15 of the gas stream 10, ie in an area in which the gas stream 10 and Compensation air flow 14 are already mixed.
  • the energy content of the mixture can thus be measured via the sensor 13 Compensation air flow 14 and gas flow 10 can be monitored directly. With yourself changing gas quality are either the compensation air flow 14 or the gas flow 10 varies in order to supply a mixture with a constant energy content to the gas burner and thereby ensure an optimized combustion.
  • the method according to the invention is device-independent. It will open immediately a changing gas quality reacts without waiting for the combustion result. This shortens the response time to changing gas quality.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Regelverfahren für Gasbrenner zur Bereitstellung eines unterschiedliche Gasqualitäten berücksichtigenden, verbrennungsoptimierten Gas/Luft-Gemisches. Erfindungsgemäß wird vor einer Verbrennung im Gasbrenner die Gasqualität des Gases im Gasstroms gemessen, wobei in Abhängigkeit dieser Gasqualitätsmessung die Zusammensetzung des Gas/Luft-Gemisches bestimmt wird. Das erfindungsgemäße Regelverfahren ist geräteunabhängig und reagiert schneller aus sich ändernde Gasqualitäten. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelverfahren für Gasbrenner gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Regelverfahren für Gasbrenner der obigen Art sind aus dem Stand der Technik, z. B. der DE 196 39 487 A1, hinlänglich bekannt.
Um innerhalb des Gasbrenners für eine optimale und vollständige Verbrennung des Brennstoffs, nämlich des Gases, zu sorgen, muß ein Gasbrenner mit einem entsprechend abgestimmten Gas/Luft-Gemisch versorgt werden. Da jedoch die Qualität des von der Gasversorgung bereitgestellten Gases - die Qualität von Gas wird durch einen sogenannten Wobbe-Index definiert - schwankt, muß zur Gewährleistung der optimalen und vollständigen Verbrennung die Zusammensetzung des Gas/Luft-Gemisches in Abhängigkeit von der Qualität des Gases entsprechend variiert werden.
So wird bei aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Bereitstellung eines unterschiedliche Gasqualitäten berücksichtigenden, verbrennungsoptimierten Gas/Luft-Gemisches derart vorgegangen, daß die Qualität der Verbrennung des Gas/Luft-Gemisches im Gasbrenner überwacht bzw. gemessen wird, und daß in Abhängigkeit hiervon die Zusammensetzung des Gas/Luft-Gemisches bestimmt wird. Derartige Lösungen sind zum einen in der Regel geräteabhängig. Zum anderen warten derartige Verfahren das Verbrennungsergebnis ab und reagieren demnach nicht unmittelbar auf eine sich ändernde Gasqualität.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein Regelverfahren für Gasbrenner zur Bereitstellung eines unterschiedliche Gasqualitäten berücksichtigenden, verbrennungsoptimierten Gas/Luft-Gemisches zu schaffen, welches die obigen Nachteile vermeidet.
Dieses Problem wird durch ein Regelverfahren für Gasbrenner mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1
ein schematisiertes Blockschaltbild zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Regelverfahrens.
Gemäß Fig.1 werden ein Gasstrom 10 und ein Verbrennungsluftstrom 11 zur Bereitstellung eines Gas/Luft-Gemisches 12 gemischt. Das Gas/Luft-Gemisch 12 wird einem nicht dargestellten Gasbrenner zugeführt, in dem das Gas/Luft-Gemisch 12 verbrannt wird.
Die Verbrennung innerhalb des Gasbrenners ist in Bezug auf die Gasqualität mit dem am niedrigsten zu erwartenden Energiegehalt (auch ärmste Gasqualität genannt) innerhalb des Gasstrom 10 derart voreingestellt, daß bei Vorliegen dieser ärmsten zu erwartenden Gasqualität eine optimierte Verbrennung gewährleistet ist. In diesem Fall ist für diese Gasqualität eine optimale Luftzahl eingestellt, d.h. es besteht ein hinsichtlich der Verbrennung im Gasbrenner optimales Verhältnis zwischen dem dem Gasbrenner zugeführten Gasstroms 10 und Luftstrom.
Um unterschiedlichen Gasqualitäten, also Gasqualitäten mit einem höheren Energiegehalt (sich verbessernde Gasqualität), gerecht zu werden, wird erfindungsgemäß vor der Verbrennung des Gas/Luft-Gemisches 12 im Gasbrenner die Gasqualität des Gases durch einen Sensor 13 gemessen. Bei dem Sensor 13 handelt es sich um einen Gasqualitäts-Sensor. In Abhängigkeit von dieser Gasqualitätsmessung wird dann die Zusammensetzung des Gas/Luft-Gemisches 12 verändert.
Der Gasqualitäts-Sensor kann auf beliebige Art und Weise ausgestaltet sein. So kann z. B. ein Gasqualitäts-Sensor wie in der US 5,235,844 oder in der US 5,311,447 beschrieben, verwendet werden. Die Auswahl eines geeigneten Gasqualitäts-Sensors obliegt dem Fachmann.
Bei einer Gasqualität mit höherem Energiegehalt werden der Verbrennungsluftstrom 11 und der Gasstrom 10 konstant gehalten, wobei der Gasstrom 10 vor der Mischung mit dem Verbrennungsluftstrom 11 mit einem Kompensationsluftstrom 14 gemischt wird. In diesem Fall wird also bei konstantem Verbrennungsluftstrom 11 und Gasstrom 10 der Kompensationsluftstrom 14 variiert.
Das Gemisch aus Gasstrom 10 und Kompensationsluftstrom 14 verfügt dann gegenüber dem ungemischten Gasstrom 10 über einen geringeren Wobbe-Index und damit Energiegehalt. Der Gasqualitäts-Sensors mißt sozusagen den Energiegehalt dieser Mischung aus Gasstrom 10 und Kompensationsluftstrom 14 in einem hinteren Bereich 15 des Gasstroms 10, also in einem Bereich, in dem Gasstrom 10 und Kompensationsluftstrom 14 bereits vermischt sind.
Auch ist es möglich, daß bei einer Gasqualität mit höherem Energiegehalt der Verbrennungsluftstrom 11 und der Kompensationsluftstrom 14 konstant gehalten werden, während der Gasstrom 10 verringert wird. Auch hierdurch ist der Energiegehalt der Mischung aus Gasstrom 10 und Kompensationsluftstrom 14 im Hinblick auf eine optimale Verbrennung anpaßbar.
Über den Sensor 13 kann also der Energiegehalt des Gemisches aus Kompensationsluftstrom 14 und Gasstrom 10 unmittelbar überwacht werden kann. Bei sich ändernder Gasqualität werden entweder der Kompensationsluftstrom 14 oder der Gasstrom 10 variiert, um dem Gasbrenner ein Gemisch mit konstantem Energiegehalt zuzuführen und dadurch eine optimierte Verbrennung zu gewährleisten.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insgesamt geräteunabhängig. Es wird unmittelbar auf eine sich ändernde Gasqualität reagiert, ohne das Verbrennungsergebnis abzuwarten. Dies verkürzt die Reaktionszeit auf eine sich ändernde Gasqualität.
Bezugszeichenliste:
10
Gasstrom
11
Verbrennungsluftstrom
12
Gas/Luft-Gemisch
13
Sensor
14
Kompensationsluftstrom
15
Bereich

Claims (6)

  1. Regelverfahren für Gasbrenner zur Bereitstellung eines unterschiedliche Gasqualitäten berücksichtigenden, verbrennungsoptimierten Gas/Luft-Gemisches (12), welches durch Mischung eines Gasstroms (10) und eines Verbrennungsluftstroms (11) bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor einer Verbrennung im Gasbrenner die Gasqualität des Gases gemessen wird, und daß in Abhängigkeit dieser Gasqualitätsmessung die Zusammensetzung des Gas/Luft-Gemisches (12) bestimmt wird.
  2. Regelverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Gasbrenner zuzuführende Gas/Luft-Gemisch (12) auf die Gasqualität mit dem am niedrigsten zu erwartenden Energiegehalt voreingestellt ist, und daß bei sich verbessernder Gasqualität die Zusammensetzung des Gas/Luft-Gemisches (12) verändert wird.
  3. Regelverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom (10) vor der Mischung mit dem Verbrennungsluftstrom (11) mit einem Kompensationsluftstrom (14) gemischt wird, wobei das Verhältnis von Gasstrom (10) und Kompensationsluftstrom (14) in Abhängigkeit der Gasqualitätsmessung bestimmt wird.
  4. Regelverfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß bei sich verbessernder Gasqualität der Verbrennungsluftstrom (11) und der Gasstrom (10) konstant gehalten werden, und ein Kompensationsluftstrom (14) vergrößert wird, wobei der Gasstrom (10) vor der Mischung mit dem Verbrennungsluftstrom (11) mit dem Kompensationsluftstrom (14) gemischt wird.
  5. Regelverfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei sich verbessernder Gasqualität der Verbrennungsluftstrom (11) und ein Kompensationsluftstrom (14) konstant gehalten werden, und der Gasstrom (10) verringert, wird wobei der Gasstrom (10) vor der Mischung mit dem Verbrennungsluftstrom (11) mit dem Kompensationsluftstrom (14) gemischt wird.
  6. Regelverfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasqualität des Gases im Gasstroms (10) durch einen Sensor (13) gemessen wird, der in einem Bereich (15) positioniert ist, in dem der Gasstroms (10) und der Kompensationsluftstrom (14) vermischt sind.
EP99124359A 1998-12-11 1999-12-07 Regelverfahren für Gasbrenner Withdrawn EP1008805A1 (de)

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