EP4050258B1 - Method for controlling a burner device with power determination based on a fuel parameter - Google Patents

Method for controlling a burner device with power determination based on a fuel parameter Download PDF

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EP4050258B1
EP4050258B1 EP21194083.8A EP21194083A EP4050258B1 EP 4050258 B1 EP4050258 B1 EP 4050258B1 EP 21194083 A EP21194083 A EP 21194083A EP 4050258 B1 EP4050258 B1 EP 4050258B1
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EP
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air
fuel
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air supply
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Harald Hauter
Rainer Lochschmied
Bernd Schmiederer
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Siemens AG
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    • F23N2235/16Fuel valves variable flow or proportional valves

Definitions

  • the present disclosure relates to a power determination via a fuel parameter on a burner device.
  • it concerns a direct determination of a power as a function of an air supply for a given air ratio ⁇ .
  • the air actuator characteristic curve and fuel actuator characteristic curve are determined via the power during the adjustment process. For example, the determination can be made from a low power to a maximum power or vice versa.
  • the air ratio ⁇ is set for each power point.
  • Air supply sensors can also be used to support this. Common air supply sensors are based on speed, mass flow, differential pressure, air volume flow, etc.
  • the absolute power is then determined by measuring the fuel supply at at least one point or at several points. Using the calorific value H u of the fuel currently fed in, the burner output is assigned to the respective characteristic curve points.
  • the power values of the other characteristic curve points are determined by interpolation, preferably by linear interpolation.
  • the air actuator characteristic curve and the fuel actuator characteristic curve are specified.
  • the characteristic curves were determined empirically in the laboratory.
  • the burner output is specified by a fixed function of one of the two characteristic curves.
  • Different characteristic curves and/or sets of characteristic curves, which are also specified, are used for different fuels.
  • the air actuator characteristic curve may need to be corrected so that ⁇ remains unchanged.
  • the calorific value is the energy content per quantity of fuel.
  • the change in fuel composition is detected by means of a ⁇ sensor.
  • a ⁇ sensor This can be, for example, an O 2 sensor in the exhaust gas, from which ⁇ is calculated directly.
  • an ionization electrode can also be used, the signal of which is evaluated accordingly.
  • the air supply can be changed or the fuel supply can be corrected until the ⁇ sensor measures the original value of an air ratio ⁇ again. If at least one air supply signal is adjusted in order to keep the air ratio ⁇ constant, the power at this characteristic point almost always changes with the fuel composition. If the fuel supply signal is adjusted in order to keep the air ratio ⁇ constant, the power changes depending on the fuel. In order to adjust the power, a new characteristic curve of the air actuator must be selected or calculated manually or automatically in the event of a power correction.
  • gases in burner systems are those from the E-gas group (according to EN 437:2009-09) and gases from the B/P-gas group (according to EN 437:2009-09).
  • gases from the E-gas group contain methane as their main component.
  • gases from the B/P-gas group are based on propane gas. The mixtures based on methane gas or propane gas ultimately represent mixtures of different gas sources with which the burner system can be supplied.
  • Characteristic curves are usually provided for different types of gas, which are selected on site during commissioning according to the existing gas group.
  • the setting is made, for example, by selecting one or more curves stored in the memory of a control unit.
  • These characteristic curves show the course of the amount of fuel supplied to the burner in relation to the amount of air supplied. Instead of the amount of air supplied, the speed of a fan in the burner's air supply can be plotted. The position and/or the control signal of an air flap can also be used as a measure of the air supply.
  • the characteristic curves can be stored in tabular form with linear interpolation or as a mathematical function using polynomials. This form of characteristic curve assignment is described in the European patent EP3299718B1, which was published on 30 October 2019 An application EP3299718A1 to the European patent EP3299718B1 was published on 21. September 2016 The European patent EP3299718B1 does not claim priority.
  • An air volume is suitable as a performance value if the air temperature, air pressure or air humidity only change insignificantly or are recorded by measurement.
  • the influences of air temperature and air pressure are taken into account.
  • the influence of air humidity plays a minor role, especially at lower temperatures.
  • EP2682679A2 was filed on 1 July 2013 by VAILLANT GMBH, DE The application was published on 8 January 2014.
  • EP2682679A2 deals with a method for controlling and/or monitoring a fuel gas-operated burner.
  • EP2682679A2 takes priority from 4 July 2012 in use.
  • EP2682679A2 deals with the approach to operating points below and above a target air ratio.
  • DE102013106987A1 was filed on July 3, 2013 by Karl Dungs GmbH & Co. KG , 73660, Urbach. The application was published on January 8, 2015.
  • DE102013106987A1 deals with a method and a device for determining a calorific value as well as a gas-operated device with such a device.
  • DE102006051883A1 was filed on October 31, 2006 by Gasumble-Institut eV Essen, 45356 Essen. The application was published on 8 May 2008.
  • DE102006051883A1 deals with a device and a method for setting, controlling or regulating the fuel/combustion air ratio for operating a burner.
  • EP1467149A1 A patent application EP1467149A1 was filed on 1 April 2004 by E ON RUHRGAS AG The application was published on 13 October 2004.
  • EP1467149A1 deals with a method for monitoring combustion in a combustion device.
  • EP0326494A1 was filed on 27 January 1989 by GAZ DE FRANCE, FR . The application was published on 2.
  • DE68909260T2 deals with a device for measuring the heat capacity of a fuel flow.
  • DE68909260T2 takes a priority from 29 January 1988 in use.
  • DE102013106987A1 was filed on July 3, 2013 by Karl Dungs GmbH & Co. KG The application was published on 8 January 2015.
  • DE102013106987A1 deals with a method and device for determining a calorific value as well as gas-operated equipment with such a device.
  • DE102006051883A1 Another patent application was filed on October 31, 2006 by a Gasumble-Institut eV from Essen. The application was published on May 8, 2008.
  • DE102006051883A1 deals with a device and a method for setting, controlling or regulating the fuel/combustion air ratio for operating a burner.
  • EP1467149A1 A European patent application EP1467149A1 was filed on 1 April 2004 by E ON RUHRGAS AG The application was published on 13 October 2004.
  • EP1467149A1 deals with a method for monitoring combustion in a combustion device.
  • EP1467149A1 claims priority from 11 April 2003 in use.
  • the aim of the present disclosure is to achieve the most direct possible power adjustment via an air supply.
  • the aim of the present invention is a method with which the actual value P ist of the output of the burner device can be determined directly via the air supply V ⁇ L by determining and/or providing a fuel parameter h.
  • An air ratio ⁇ is included in the determination.
  • the parameter specific to the fuel can be calculated, for example, from literature values.
  • the actual value P ist of the output of the burner device can be given in kilowatts.
  • the actual value P ist of the output of the burner device can also be given relative to a reference value, so that the relative actual value P ist of the output of the burner device is given as a percentage of the reference value.
  • a typical reference value is the maximum output P max of the burner device.
  • the advantage is that only one air supply characteristic curve needs to be present.
  • the actual value P is the output of the burner device can be assigned to the air supply V ⁇ L. If the fuel and/or the fuel composition change, the fuel supply characteristic curve is corrected. In a system without ⁇ detection, this is done manually. Otherwise, the correction can be made using a ⁇ control.
  • the actual value P is the output of the burner device is calculated from the known air supply V ⁇ L at the characteristic curve point using the known, measured value of the air ratio ⁇ and the individual, scalar fuel parameter.
  • the minimum air requirement L min is a property of the fuel gas.
  • the fuel parameter h is assigned to a fuel.
  • the fuel parameter h can also be assigned to a fuel group that is made up of fuels whose fuel parameters h are close to each other.
  • the air supply V ⁇ L can also be determined for a specific target value P soll of the burner device's output.
  • This also specifies the characteristic curve point, for example as a target value for the air supply V ⁇ L.
  • the two parameters L min and H U must be related to the same quantity value. This means that either H U is specified in megajoules/kilomoles and L min in kilomoles/kilomoles or H U in megajoules/cubic meters and L min in cubic meters/cubic meters. These specifications assume the same ambient conditions such as temperature and pressure.
  • the actual value P ist of the burner device's output can therefore be set directly using a power controller.
  • P soll is calculated.
  • the actual air supply V ⁇ List is then adjusted to the setpoint V ⁇ Lsoll using a measured variable.
  • the fuel supply V ⁇ B follows the air supply V ⁇ L based on the set ⁇ value.
  • a predetermined power value is regulated using the currently determined power via a power control loop.
  • the maximum fuel supply V ⁇ B is adjusted as the fuels change so that the power cap is achieved for each fuel.
  • the power cap is not exceeded for each fuel.
  • the minimum fuel supply V ⁇ B is adjusted as the fuels change, so that the lower power limit is reached for each fuel.
  • the lower power limit is not undercut for each fuel.
  • the individual, scalar fuel parameter h can be estimated and/or determined by means of the adjustment of the fuel actuator by the ⁇ control.
  • the energy conversion and/or the power can be determined with the help of the calculated power value even with changing fuels.
  • FIG 1 shows a burner device 1 such as a wall-mounted gas burner and/or an oil burner.
  • a flame of a heat generator burns during operation.
  • the heat generator exchanges the thermal energy of the hot fuels and/or combustion gases into another fluid such as water.
  • the warm water is used, for example, to operate a hot water heating system and/or to heat drinking water.
  • the thermal energy of the hot combustion gases can be used to heat a product, for example in an industrial process.
  • the heat generator is part of a combined heat and power system, for example an engine of such a system.
  • the heat generator is a gas turbine.
  • the heat generator can be used to heat water in a system for extracting lithium and/or lithium carbonate.
  • the exhaust gases are discharged from the combustion chamber 2, for example via a chimney.
  • the supply air 4 for the combustion process is supplied to the burner device 1 via a (motor-driven) fan 3.
  • the regulating and/or control and/or monitoring device 13 specifies the air supply V ⁇ L that the fan 3 should deliver via the signal line 15. The fan speed thus becomes a measure of the amount of air delivered.
  • the fan speed of the regulating and/or control and/or monitoring device 13 is reported back by the fan 3.
  • the air volume is set via an air flap 4 and/or a valve
  • the flap and/or valve position and/or the measured value derived from the signal of a mass flow sensor 12 and/or volume flow sensor can be used as a measure of the air volume.
  • the sensor is advantageously arranged in the channel 5 for the air supply V ⁇ L.
  • the sensor advantageously provides a signal which is converted into a flow measurement value using a suitable signal processing unit.
  • a signal processing device ideally comprises at least one analog-digital converter.
  • the signal processing device, in particular the analog-digital converter(s) is integrated into the regulating and/or control and/or monitoring device 13.
  • the measured value of a pressure sensor and/or a mass flow sensor 12 in a side channel can also be used as a measure for the air supply V ⁇ L.
  • a combustion device with a supply channel and a side channel is described, for example, in the European patent EP3301364B1 The European patent EP3301364B1 was published on 7 June 2017 and granted on August 7, 2019.
  • a combustion device with a feed channel and a side channel is claimed, with a mass flow sensor protruding into the feed channel.
  • the sensor 12 determines a signal which corresponds to the pressure value dependent on the air supply V ⁇ L and/or the air flow (particle and/or mass flow) in the side channel.
  • the sensor 12 advantageously provides a signal which is converted into a measured value using a suitable signal processing device.
  • the signals from several sensors are converted into a common measured value.
  • a suitable signal processing device ideally comprises at least one analog-digital converter.
  • the signal processing device, in particular the analog-digital converter(s) is integrated into the regulating and/or control and/or monitoring device 13.
  • the air supply V ⁇ L is the value of the current air flow rate.
  • the air flow rate can be measured and/or indicated in cubic meters of air per hour.
  • the air supply V ⁇ L can be measured and/or indicated in cubic meters of air per hour.
  • Mass flow sensors 12 allow measurement at high flow velocities, especially in connection with burner devices in operation. Typical values of such flow velocities are in the range between 0.1 meters per second and 5 meters per second, 10 meters per second, 15 meters per second, 20 meters per second, or even 100 meters per second. Mass flow sensors which are suitable for the present disclosure are, for example, OMRON ® D6F-W or type SENSOR TECHNICS ® WBA sensors. The usable range of these sensors typically begins at velocities between 0.01 meters per second and 0.1 meters per second and ends at a speed such as 5 meters per second, 10 meters per second, 15 meters per second, 20 meters per second, or even 100 meters per second. In other words, lower limits such as 0.1 meters per second can be combined with upper limits such as 5 meters per second, 10 meters per second, 15 meters per second, 20 meters per second, or even 100 meters per second.
  • the fuel supply V ⁇ B is set and/or regulated by the control and/or monitoring device 13 with the aid of a fuel actuator and/or a (motor-controlled) adjustable valve.
  • the fuel is a fuel gas.
  • a burner device 1 can then be connected to various fuel gas sources, for example to sources with a high methane content and/or to sources with high propane content.
  • the amount of fuel gas is set by a (motor-) adjustable fuel valve 9 from the regulating and/or control and/or monitoring device 13.
  • the control value 19, for example in the case of a pulse-width modulated signal, of the gas valve is a measure of the amount of fuel gas. It is also a value 19 for the fuel supply V ⁇ B .
  • the fuel valve 9 is set using a stepper motor.
  • the step position of the stepper motor is a measure of the amount of fuel gas.
  • the fuel valve 9 can also be integrated in a unit with at least one or both of the safety shut-off valves 7 or 8.
  • the fuel valve 9 can be a valve that is internally controlled via a flow sensor, which receives a setpoint 19 and regulates the actual value of the flow sensor to the setpoint 19.
  • the flow sensor can be implemented as a volume flow sensor, for example as a turbine wheel meter, bellows meter and/or as a differential pressure sensor.
  • the flow sensor can also be designed as a mass flow sensor, for example as a thermal mass flow sensor.
  • a gas flap is used as actuator 9, the position of a flap can be used as a measure of the amount of fuel gas.
  • the measured value derived from the signal of a mass flow sensor and/or a volume flow sensor can be used as a measure of the amount of fuel gas.
  • This sensor is advantageously arranged in the fuel supply channel. This sensor generates a signal which is converted into a flow measurement value (measured value of the particle and/or mass flow and/or volume flow) using a suitable signal processing device.
  • a suitable signal processing device ideally comprises at least one analog-digital converter. According to one embodiment, the signal processing device, in particular the analog-digital converter(s), is integrated into the regulating, control and monitoring device 13.
  • FIG 2 shows a burner device 1 with an air ratio sensor 20 for detecting the air ratio ⁇ .
  • the air ratio sensor 20 for detecting the air ratio ⁇ comprises, for example, an O 2 sensor.
  • the Air ratio sensor 20 for detecting the air ratio ⁇ is an Oa sensor.
  • the air ratio sensor 20 for detecting the air ratio ⁇ can be arranged, for example, in the combustion chamber 2 and/or in the exhaust gas path.
  • the air ratio sensor 20 for detecting the air ratio ⁇ generates a signal 21.
  • the signal 21 is read in by the regulating and/or control and/or monitoring device 13 and evaluated appropriately.
  • a predetermined air ratio ⁇ can be regulated for each air supply V ⁇ L.
  • the measured air supply V ⁇ L is regulated to a predetermined setpoint via the actuator 9 in the fuel supply V ⁇ B and/or via the actuator 3, 4 in the air supply VLauf.
  • FIG 3 shows a burner device 1 with an air ratio sensor 20 for detecting the air ratio ⁇ comprising an ionization electrode.
  • KANTHAL ® e.g. APM ® or A-1 ®
  • Electrodes made of Nikrothal ® are also considered by the expert.
  • the ionization electrode can be arranged in the combustion chamber 2, for example.
  • the measured value for the air supply V ⁇ L can be given as a direct characteristic curve from air supply V ⁇ L over fan speed or from air supply V ⁇ L over air flap position.
  • the air flap position can be given as an angle of adjustment, for example. A combination of speed and angle of adjustment is also possible.
  • FIG 4 shows such a direct characteristic curve.
  • the air supply V ⁇ L can be determined using an air mass flow sensor.
  • a corresponding characteristic curve shows FIG 5
  • the air mass flow sensor can, for example, be arranged directly in the air supply duct 11.
  • the air mass flow sensor can also be arranged in a bypass on the air supply duct 11 above a cover.
  • An arrangement with a bypass is known, for example, from the European patent EP3301362B1
  • the air mass flow sensor can also be arranged in a bypass above an air flap that acts as a cover.
  • the air supply V ⁇ L is then determined, for example, from a combination of the air mass flow signal and the air flap position or from the air mass flow signal and the fan speed or from all three.
  • the air supply V ⁇ L can also be determined using a Differential pressure sensor above a panel or an air flap, also possible in any combination with air mass flow sensor, fan speed and/or air flap position.
  • the air supply sensors mentioned provide a different measure for the air supply V ⁇ L .
  • the measurement result from the speed and flap position depends on other ambient conditions, such as air pressure, air temperature and exhaust gas path.
  • measured values of the ambient conditions such as supply air temperature, air humidity or absolute air pressure can also be included in the determination.
  • the air supply V ⁇ L can also be determined without the influence of the ambient conditions.
  • the unconsidered influences of the environment as well as the accuracy of the measurement result are reflected in the accuracy of the actual value P is the output of the burner device 1.
  • the air supply V ⁇ L and/or the actual value P is the output of the burner device 1 can be calculated absolutely or relative to the maximum value of the characteristic curve and/or another value.
  • the same considerations as for measuring the air supply V ⁇ L apply to measuring the fuel supply V ⁇ B .
  • the measured value for the fuel supply V ⁇ B can be a direct characteristic curve from the fuel supply V ⁇ B over the fuel valve position.
  • the fuel valve position can be specified, for example, as an angle of adjustment.
  • FIG 6 shows such a direct characteristic curve.
  • the air supply characteristic curve can be preset on a burner device 1 in the factory using, for example, an air mass flow sensor or a speed sensor. Alternatively, it can also be calculated on an individual burner device 1 using a fuel meter and/or fuel gas meter to determine V ⁇ B with known fuel and an air ratio sensor 20 to record the air ratio ⁇ .
  • V ⁇ L ⁇ ⁇ L min ⁇ V ⁇ B between air supply V ⁇ L , air ratio ⁇ , known minimum air requirement L min and known fuel supply V ⁇ B is used for the calculation.
  • the output P ist can be determined for each fuel after setting the air ratio ⁇ .
  • the known parameters are used for this purpose.
  • the Burner for any fuel with known parameters H H U L min within a range between a maximum power P soll-m ⁇ x and a minimum power P soll-min .
  • V ⁇ B V ⁇ L ⁇ ⁇ L min calculated and set. Often the fuel supply V ⁇ B cannot be entered directly. The fuel supply V ⁇ B can then only be determined via a reference characteristic V ⁇ B 0 depending on the setting angle of a fuel flap or a fuel valve according to FIG 6 for a reference gas with the minimum air requirement L min0 .
  • V ⁇ B L m i n 0 L min ⁇ V ⁇ B 0
  • V ⁇ B ⁇ 0 ⁇ L min 0 ⁇ ⁇ L min ⁇ V ⁇ B 0 .
  • the fuel actuator 9 When changing to the new fuel, the fuel actuator 9 is adjusted so that the fuel supply 6 assigned to each air supply point is increased by the factor ⁇ 0 ⁇ L min 0 ⁇ ⁇ L min and/or with the same value of ⁇ by the factor L min 0 L min is changed.
  • the new control values and/or setting angles 19 for the changed fuel composition can be calculated directly.
  • the characteristic curve can be given, for example, in the form of a table whose intermediate values are linearly interpolated.
  • the characteristic curve can also be given as a mathematical formula and/or as a mathematical relationship.
  • the power P 1 ⁇ P 0 if h 1 ⁇ h 0 .
  • a device can be directly and easily adjusted to a new fuel. New characteristics do not have to be determined empirically.
  • the respective output P is also adjusted to the new fuel.
  • the correct air supply V ⁇ L and/or the correct fuel supply V ⁇ B can be determined for a setpoint P for the output of the burner device 1.
  • the air ratio ⁇ can be kept constant via a control loop when the fuel composition changes.
  • the air ratio ⁇ is calculated directly from the sensor's result value according to the state of the art.
  • the air ratio ⁇ can be calculated from the oxygen content O 2 using the relationship ⁇ ⁇ 20.9 20.9 ⁇ O 2 calculate.
  • the fuel supply V ⁇ B is then regulated so that the setpoint value of ⁇ is reached.
  • the setpoint value of ⁇ can depend on the air supply V ⁇ L.
  • the measured ionization current is regulated to a setpoint value that depends on the air supply V ⁇ L by changing the fuel supply V ⁇ B.
  • V ⁇ B k ⁇ V ⁇ B 0
  • V ⁇ B k ⁇ V ⁇ B 0
  • the actuator is set accordingly so that V ⁇ B 1 is shifted by a factor of k compared to V ⁇ B 0 over the entire modulation range.
  • the changed fuel therefore only needs to be regulated at one power point so that the factor k is known.
  • the changed fuel actuator positions are known over the entire power range and thus the changed modulation characteristic is determined.
  • L min L min 0 ⁇ L min 0 ⁇ ⁇ k
  • the new actual value P actual can be calculated for the output of the burner device 1 even if the fuel composition changes as described above.
  • P H ⁇ ⁇ V ⁇ L for each air supply point.
  • the fuel gases can be grouped together.
  • the groups are determined by the fact that for the current air supply V ⁇ L, when the gas changes and the gas supply is adjusted with an unchanged air ratio ⁇ , the actual value P ist of the output of the burner device 1 also remains within the specified limits.
  • the individual, scalar fuel parameter h is then within the specified limits. The limits are determined from the permissible error for the actual value P ist of the output of the burner device 1.
  • the error compared to the gases marked 24 is less than 8 percent. If this error is taken into account, then between the
  • Gases designated 25, 27, 28 and 29 form further special gas groups (Sardinia gas, process gases). It is known when these gases are present and the respective values of the fuel parameter h can be entered directly so that the performance correction can be made. The errors are then less than 5.1 percent, for example.
  • the different gases or gases from gas groups come from different fuel supply lines and the shut-off valves of the respective fuel supply lines are switched on and off. Then the gas parameter can also be changed by switching the fuel supply V ⁇ B. The power or the burner modulation can therefore be adjusted.
  • the individual scalar fuel parameter h is also known.
  • the new minimum air requirement is calculated using the factor k determined by the control system.
  • L min L min 0 k compared to a reference gas.
  • the gas supply V ⁇ G 0 for a reference gas (with L min0 ) depending on the position of at least one fuel actuator 9 or a linear equivalent to V ⁇ G 0 must be known. This is shown in FIG 6
  • the factor k can be determined by a control with an O 2 sensor, an ionization sensor or another equivalent sensor. To illustrate this procedure, FIG 8 .
  • the gas can be interpreted as methane gas with admixtures. This applies essentially to the gases of the second gas family from the supply network.
  • the value H 3.55 MJ m 3
  • the gas is interpreted as a hydrogen-methane gas mixture.
  • the mixing ratio in FIG 8 changes there according to a characteristic curve along the points marked with 30 with the composition and thus with L min . With the mixing ratio of the gases and/or fuels, the function of the fuel parameter h over L min can be specified.
  • both the air ratio and the output of a burner unit can be determined automatically for a given air ratio ⁇ for hydrogen and, for example, methane and made available to the control units.
  • a power controller can be operated directly in a closed control loop.
  • the actual value P is the output of the burner device 1
  • the output of the burner device 1 can be regulated to a predetermined setpoint P soll .
  • the power setpoint can be generated by a higher-level temperature control unit. It can also be specified directly to the power controller as a setpoint by an operating unit and/or a unit for heating a product and/or when burning residual fuel from a chemical process.
  • V ⁇ Bmax is implicitly adjusted for the maximum output P max of the burner device 1 and the minimum fuel supply V ⁇ Bmin is implicitly adjusted for the minimum output P min of the burner device 1.
  • V ⁇ Bmax and/or V ⁇ Bmin can be calculated and limited (directly) to these calculated values for the respective fuel, upwards and/or downwards. In any case, this ensures that the burner device is not operated outside the intended output range.
  • the energy conversion can easily be calculated from the determined actual value P of the output of the burner device 1 by integrating the actual value P of the output of the burner device 1 over time. In this way, the energy conversion can also be calculated with changing fuels.
  • the energy conversion for the individual fuels can be calculated. If the fuel parameter h is automatically recognized, the switchover can be detected via the change in h.
  • the energy costs can be determined directly, provided the costs per unit of energy are known. If the costs for individual fuels are different, this can be detected as described above. The costs for the consumption of the individual fuels can therefore be calculated.
  • Parts of a control unit and/or a method according to the present disclosure can be implemented as hardware and/or as a software module, which is executed by a computing unit, possibly with the addition of container virtualization, and/or using a cloud computer and/or using a combination of the aforementioned possibilities.
  • the software may be a firmware and/or a Hardware driver that runs within an operating system and/or a container virtualization and/or an application program.
  • the present disclosure thus also relates to a computer program product that includes the features of this disclosure and/or performs the required steps.
  • the described functions can be stored as one or more instructions on a computer-readable medium.
  • RAM random access memory
  • MRAM magnetic random access memory
  • ROM read-only memory
  • EPROM electronically programmable ROM
  • EEPROM electronically programmable and erasable ROM
  • the present invention teaches a method for controlling a burner device according to claim 1. Preferred embodiments are defined in the dependent claims.
  • the present invention also teaches a corresponding computer program product according to claim 6 and a corresponding non-volatile computer-readable storage medium according to claim 7.

Landscapes

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Description

Hintergrundbackground

Die vorliegende Offenbarung befasst sich mit einer Leistungsermittlung über einen Brennstoffparameter an einer Brennereinrichtung. Insbesondere geht es um eine direkte Bestimmung einer Leistung als Funktion einer Luftzufuhr für eine gegebene Luftzahl λ.The present disclosure relates to a power determination via a fuel parameter on a burner device. In particular, it concerns a direct determination of a power as a function of an air supply for a given air ratio λ.

Im Betrieb einer Brennereinrichtung ist das Verhältnis von Brennstoff zu Luft einzustellen. Dabei sind folgende Varianten der Einstellung bekannt.When operating a burner, the ratio of fuel to air must be adjusted. The following adjustment options are known.

Gemäss einer ersten Variante werden die Luftaktor-Kennlinie und Brennstoffaktor-Kennlinie über die Leistung während des Einstellvorganges ermittelt. Beispielsweise kann die Ermittlung von einer kleinen Leistung zu einer maximalen Leistung oder auch umgekehrt erfolgen. Dabei wird die Luftzahl λ für jeden Leistungspunkt eingestellt. Es können unterstützend auch Luftzufuhrsensoren verwendet werden. Gängige Luftzufuhrsensoren basieren auf Drehzahl, Massenstrom, Differenzdruck, Luft-Volumenstrom, etc. Die absolute Leistung wird dann über eine Messung der Brennstoffzufuhr an zumindest einem Punkt oder an mehreren Punkten bestimmt. Mit Hilfe des Heizwertes Hu des aktuell eingespeisten Brennstoffes wird die Brennerleistung den jeweiligen Kennlinienpunkten zugeordnet. Die Leistungswerte der anderen Kennlinienpunkte werden durch Interpolation, vorzugsweise durch lineare Interpolation bestimmt.According to a first variant, the air actuator characteristic curve and fuel actuator characteristic curve are determined via the power during the adjustment process. For example, the determination can be made from a low power to a maximum power or vice versa. The air ratio λ is set for each power point. Air supply sensors can also be used to support this. Common air supply sensors are based on speed, mass flow, differential pressure, air volume flow, etc. The absolute power is then determined by measuring the fuel supply at at least one point or at several points. Using the calorific value H u of the fuel currently fed in, the burner output is assigned to the respective characteristic curve points. The power values of the other characteristic curve points are determined by interpolation, preferably by linear interpolation.

Gemäss einer zweiten Variante sind die Luftaktor-Kennlinie und die Brennstoffaktor-Kennlinie vorgegeben. Zumeist wurden die Kennlinien empirisch im Labor ermittelt. Die Brennerleistung ist durch eine feste Funktion aus einer der beiden Kennlinien fest vorgegeben. Für unterschiedliche Brennstoffe werden unterschiedliche Kennlinien und/oder Kennliniensätze, welche ebenfalls fest vorgegeben sind, verwendet. Grundsätzlich kann eine neue Kennlinie für einen Brennstoff mit dem Heizwert Hu gegenüber einer Referenz-Kennlinie für einen Brennstoff mit dem Heizwert Hu0 durch Multiplikation mit dem Faktor H u 0 H u

Figure imgb0001
errechnet werden, so dass sich V ˙ B = H u 0 H u V ˙ B 0
Figure imgb0002
ergibt. Die Luftak-tor-Kennlinie muss allerdings gegebenenfalls korrigiert werden, damit λ unverändert bleibt. Der Heizwert ist dabei der Energieinhalt pro Brennstoffmenge.According to a second variant, the air actuator characteristic curve and the fuel actuator characteristic curve are specified. In most cases, the characteristic curves were determined empirically in the laboratory. The burner output is specified by a fixed function of one of the two characteristic curves. Different characteristic curves and/or sets of characteristic curves, which are also specified, are used for different fuels. In principle, a new characteristic curve for a fuel with the calorific value H u can be compared to a reference characteristic curve for a fuel with the calorific value H u0 by multiplying by the factor H u 0 H u
Figure imgb0001
be calculated so that V ˙ B = H u 0 H u V ˙ B 0
Figure imgb0002
However, the air actuator characteristic curve may need to be corrected so that λ remains unchanged. The calorific value is the energy content per quantity of fuel.

Gemäss einer dritten Variante wird die Änderung einer Brennstoffzusammensetzung mittels eines λ-Sensors aufgedeckt. Dies kann beispielsweise eine O2-Sonde im Abgas sein, aus der λ direkt berechnet wird. Es kann beispielsweise auch eine Ionisationselektrode, deren Signal entsprechend ausgewertet wird, eingesetzt werden. Um die Luftzahl λ konstant zu halten, kann entweder die Luftzufuhr verändert werden oder aber die Brennstoffzufuhr korrigiert werden, bis der λ-Sensor wieder den ursprünglichen Wert einer Luftzahl λ misst. Wird das mindestens eine Luftzufuhrsignal nachgestellt, um die Luftzahl λ konstant zu halten, so ändert sich mit der Brennstoffzusammensetzung fast immer auch die Leistung an diesem Kennlinienpunkt. Wird das Brennstoffzufuhrsignal nachgestellt, um die Luftzahl λ konstant zu halten, so ändert sich die Leistung brennstoffabhängig. Um die Leistung anzupassen, muss für den Fall einer Leistungskorrektur eine neue Kennlinie des Luftaktors manuell oder automatisch ausgewählt oder berechnet werden.According to a third variant, the change in fuel composition is detected by means of a λ sensor. This can be, for example, an O 2 sensor in the exhaust gas, from which λ is calculated directly. For example, an ionization electrode can also be used, the signal of which is evaluated accordingly. In order to keep the air ratio λ constant, either the air supply can be changed or the fuel supply can be corrected until the λ sensor measures the original value of an air ratio λ again. If at least one air supply signal is adjusted in order to keep the air ratio λ constant, the power at this characteristic point almost always changes with the fuel composition. If the fuel supply signal is adjusted in order to keep the air ratio λ constant, the power changes depending on the fuel. In order to adjust the power, a new characteristic curve of the air actuator must be selected or calculated manually or automatically in the event of a power correction.

Gängige Gasarten in Brennereinrichtungen sind solche aus der E-Gas Gruppe (gemäss EN 437:2009-09) sowie Gase aus der B/P-Gas Gruppe (gemäss EN 437:2009-09). Gase aus der E-Gas Gruppe enthalten wie fast alle Gase aus der zweiten Gasfamilie (gemäss EN 437:2009-09) Methan als Hauptbestandteil. Gase aus der B/P-Gas Gruppe haben wie alle Gase aus der dritten Gasfamilie (gemäss EN 437:2009-09) Propangas als Grundlage. Die Mischungen auf Grundlage von Methangas oder Propangas repräsentieren letztlich Mischungen aus unterschiedlichen Gasquellen, mit denen die Brennereinrichtung versorgt werden kann.Common types of gas in burner systems are those from the E-gas group (according to EN 437:2009-09) and gases from the B/P-gas group (according to EN 437:2009-09). Like almost all gases from the second gas family (according to EN 437:2009-09), gases from the E-gas group contain methane as their main component. Like all gases from the third gas family (according to EN 437:2009-09), gases from the B/P-gas group are based on propane gas. The mixtures based on methane gas or propane gas ultimately represent mixtures of different gas sources with which the burner system can be supplied.

Für verschiedene Gasarten werden in der Regel Kennlinien bereitgestellt, die vor Ort bei der Inbetriebsetzung entsprechend der vorhandenen Gasgruppe ausgewählt werden. Die Einstellung erfolgt beispielsweise durch Wahl einer oder mehrerer im Speicher einer Regeleinheit hinterlegten Kurven. Jene Kennlinien geben den Verlauf der dem Brenner zugeführten Brennstoffmenge in Bezug auf die zugeführte Menge an Luft wieder. Es kann anstelle der Menge an zugeführter Luft die Drehzahl eines Gebläses in der Luftzufuhr des Brenners aufgetragen sein. Ferner kommen als Mass für die Luftzufuhr die Stellung und/oder das Stellsignal einer Luftklappe infrage.Characteristic curves are usually provided for different types of gas, which are selected on site during commissioning according to the existing gas group. The setting is made, for example, by selecting one or more curves stored in the memory of a control unit. These characteristic curves show the course of the amount of fuel supplied to the burner in relation to the amount of air supplied. Instead of the amount of air supplied, the speed of a fan in the burner's air supply can be plotted. The position and/or the control signal of an air flap can also be used as a measure of the air supply.

Die Kennlinien können beispielsweise tabellarisch mit linearer Interpolation oder aber auch mit Hilfe von Polynomen als mathematische Funktion hinterlegt sein. Diese Form der Kennlinien-Zuordnung ist im europäischen Patent EP3299718B1, welches am 30. Oktober 2019 erteilt wurde, offenbart. Eine Anmeldung EP3299718A1 zum europäischen Patent EP3299718B1 wurde am 21. September 2016 eingereicht. Das europäische Patent EP3299718B1 nimmt keine Priorität in Anspruch.The characteristic curves can be stored in tabular form with linear interpolation or as a mathematical function using polynomials. This form of characteristic curve assignment is described in the European patent EP3299718B1, which was published on 30 October 2019 An application EP3299718A1 to the European patent EP3299718B1 was published on 21. September 2016 The European patent EP3299718B1 does not claim priority.

Eine Luftmenge eignet sich als Leistungswert, wenn sich Lufttemperatur, Luftdruck oder Luftfeuchte nur unwesentlich verändern oder messtechnisch erfasst werden. Bei Messung der Luftmenge mit einem Luftmassenstromsensor werden die Einflüsse von Lufttemperatur und Luftdruck berücksichtigt. Der Einfluss der Luftfeuchte spielt vor allem bei tieferen Temperaturen eine untergeordnete Rolle.An air volume is suitable as a performance value if the air temperature, air pressure or air humidity only change insignificantly or are recorded by measurement. When measuring the air volume with an air mass flow sensor, the influences of air temperature and air pressure are taken into account. The influence of air humidity plays a minor role, especially at lower temperatures.

Eine Patentanmeldung EP2682679A2 wurde eingereicht am 1. Juli 2013 durch VAILLANT GMBH, DE . Die Anmeldung wurde veröffentlicht am 8. Januar 2014. EP2682679A2 behandelt ein Verfahren zur Regelung und/oder Überwachung eines brenngasbetriebenen Brenners. EP2682679A2 nimmt eine Priorität vom 4. Juli 2012 in Anspruch.A patent application EP2682679A2 was filed on 1 July 2013 by VAILLANT GMBH, DE The application was published on 8 January 2014. EP2682679A2 deals with a method for controlling and/or monitoring a fuel gas-operated burner. EP2682679A2 takes priority from 4 July 2012 in use.

EP2682679A2 behandelt das Anfahren von Arbeitspunkten unterhalb und oberhalb einer Soll-Luftzahl. Anschliessend wird ein Signal eines Massenstromsensors, welcher in einem Kanal zwischen einer Luftleitung und einer Brenngasleitung angeordnet ist, aufgezeichnet. Aus dem Signal wird auf eine korrekte oder nicht korrekte Justage des Systems geschlossen. EP2682679A2 deals with the approach to operating points below and above a target air ratio. A signal from a mass flow sensor, which is arranged in a channel between an air line and a fuel gas line, is then recorded. The signal is used to determine whether the system is correctly adjusted or not.

Eine Patentanmeldung DE102013106987A1 wurde eingereicht am 3. Juli 2013 durch Karl Dungs GmbH & Co. KG , 73660, Urbach. Die Anmeldung wurde veröffentlicht am 8. Januar 2015. DE102013106987A1 behandelt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Brennwertgrösse sowie eine gasbetriebene Einrichtung mit einer derartigen Vorrichtung.A patent application DE102013106987A1 was filed on July 3, 2013 by Karl Dungs GmbH & Co. KG , 73660, Urbach. The application was published on January 8, 2015. DE102013106987A1 deals with a method and a device for determining a calorific value as well as a gas-operated device with such a device.

Eine Patentanmeldung DE102006051883A1 wurde eingereicht am 31. Oktober 2006 durch Gaswärme-Institut e.V. Essen, 45356 Essen. Die Anmeldung wurde veröffentlicht am 8. Mai 2008. DE102006051883A1 behandelt eine Einrichtung und ein Verfahren zum Einstellen, Steuern oder Regeln des Brennstoff/Verbrennungsluft-Verhältnisses zum Betreiben eines Brenners.A patent application DE102006051883A1 was filed on October 31, 2006 by Gaswärme-Institut eV Essen, 45356 Essen. The application was published on 8 May 2008. DE102006051883A1 deals with a device and a method for setting, controlling or regulating the fuel/combustion air ratio for operating a burner.

Eine Patentanmeldung EP1467149A1 wurde eingereicht am 1. April 2004 durch die E ON RUHRGAS AG . Die Anmeldung wurde veröffentlicht am 13. Oktober 2004. EP1467149A1 behandelt ein Verfahren zu dem Überwachen der Verbrennung in einer Verbrennungseinrichtung.A patent application EP1467149A1 was filed on 1 April 2004 by E ON RUHRGAS AG The application was published on 13 October 2004. EP1467149A1 deals with a method for monitoring combustion in a combustion device.

Eine europäische Patentanmeldung EP0326494A1 wurde eingereicht am 27. Januar 1989 durch GAZ DE FRANCE, FR . Die Anmeldung wurde veröffentlicht am 2.A European patent application EP0326494A1 was filed on 27 January 1989 by GAZ DE FRANCE, FR . The application was published on 2.

August 1989. Am 27. September 1993 wurde ein europäisches Patent EP0326494B1 erteilt. Eine entsprechende Übersetzung wurde als DE68909260T2 veröffentlicht. DE68909260T2 behandelt eine Vorrichtung für die Messung der Wärmekapazität einer Brennstoffströmung. DE68909260T2 nimmt eine Priorität vom 29. Januar 1988 in Anspruch.August 1989. On 27 September 1993 a European patent EP0326494B1 A corresponding translation was issued as DE68909260T2 published. DE68909260T2 deals with a device for measuring the heat capacity of a fuel flow. DE68909260T2 takes a priority from 29 January 1988 in use.

Eine Patentanmeldung DE102013106987A1 wurde eingereicht am 3. Juli 2013 durch Karl Dungs GmbH & Co. KG . Die Anmeldung wurde veröffentlicht am 8. Januar 2015. DE102013106987A1 behandelt ein Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Brennwertgrösse sowie gasbetriebene Einrichtung mit einer derartigen Vorrichtung.A patent application DE102013106987A1 was filed on July 3, 2013 by Karl Dungs GmbH & Co. KG The application was published on 8 January 2015. DE102013106987A1 deals with a method and device for determining a calorific value as well as gas-operated equipment with such a device.

Eine weitere Patentanmeldung DE102006051883A1 wurde eingereicht am 31. Oktober 2006 durch ein Gaswärme-Institut e.V. aus Essen. Die Anmeldung wurde veröffentlicht am 8. Mai 2008. DE102006051883A1 behandelt eine Einrichtung und ein Verfahren zum Einstellen, Steuern oder Regeln des Brennstoff/Verbrennungsluft-Verhältnisses zum Betreiben eines Brenners.Another patent application DE102006051883A1 was filed on October 31, 2006 by a Gaswärme-Institut eV from Essen. The application was published on May 8, 2008. DE102006051883A1 deals with a device and a method for setting, controlling or regulating the fuel/combustion air ratio for operating a burner.

Eine europäische Patentanmeldung EP1467149A1 wurde eingereicht am 1. April 2004 durch die E ON RUHRGAS AG . Die Anmeldung wurde veröffentlicht am 13. Oktober 2004. EP1467149A1 behandelt ein Verfahren zu dem Überwachen der Verbrennung in einer Verbrennungseinrichtung. EP1467149A1 nimmt eine Priorität vom 11. April 2003 in Anspruch.A European patent application EP1467149A1 was filed on 1 April 2004 by E ON RUHRGAS AG The application was published on 13 October 2004. EP1467149A1 deals with a method for monitoring combustion in a combustion device. EP1467149A1 claims priority from 11 April 2003 in use.

Ziel der vorliegenden Offenbarung ist eine möglichst direkte Leistungseinstellung über einer Luftzufuhr.The aim of the present disclosure is to achieve the most direct possible power adjustment via an air supply.

ZusammenfassungSummary

Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, mit dem durch Ermittlung und/oder Bereitstellung eines Brennstoffparameters h der Ist-Wert Pist der Leistung der Brennereinrichtung über der Luftzufuhr L direkt bestimmt werden kann. In die Bestimmung geht eine Luftzahl λ ein. Der für den Brennstoff spezifische Parameter kann beispielsweise aus Literaturwerten errechnet werden. Der Ist-Wert Pist der Leistung der Brennereinrichtung kann in Kilowatt angegeben sein. Der Ist-Wert Pist der Leistung der Brennereinrichtung kann auch relativ zu einem Referenzwert angegeben werden, so dass der relative Ist-Wert Pist der Leistung der Brennereinrichtung in Prozent vom Referenzwert angegeben wird. Ein typischer Referenzwert ist dabei die maximale Leistung Pmax der Brennereinrichtung.The aim of the present invention is a method with which the actual value P ist of the output of the burner device can be determined directly via the air supply L by determining and/or providing a fuel parameter h. An air ratio λ is included in the determination. The parameter specific to the fuel can be calculated, for example, from literature values. The actual value P ist of the output of the burner device can be given in kilowatts. The actual value P ist of the output of the burner device can also be given relative to a reference value, so that the relative actual value P ist of the output of the burner device is given as a percentage of the reference value. A typical reference value is the maximum output P max of the burner device.

Der Vorteil besteht darin, dass nur eine Luftzufuhrkennlinie vorhanden sein muss. Der Ist-Wert Pist der Leistung der Brennereinrichtung kann der Luftzufuhr L zugeordnet werden. Bei einer Änderung des Brennstoffes und/oder der Brennstoffzusammensetzung wird die Brennstoffzufuhr-Kennlinie korrigiert. An einer Anlage ohne λ-Erfassung erfolgt dies manuell. Andernfalls kann die Korrektur mit Hilfe einer λ-Regelung erfolgen. Der Ist-Wert Pist der Leistung der Brennereinrichtung wird aus der bekannten Luftzufuhr L am Kennlinienpunkt mit Hilfe des bekannten, gemessenen Wertes der Luftzahl λ und dem einzelnen, skalaren Brennstoffparameter h = H U L min

Figure imgb0003
zu P = h λ V ˙ L
Figure imgb0004
berechnet. Der Mindestluftbedarf Lmin ist eine Eigenschaft des Brenngases. Der Mindestluftbedarf Lmin beschreibt die Luftmenge, die für eine Menge des Brennstoffes in Stöchiometrie, das heisst bei A = 1, benötigt wird. Der Brennstoffparameter h ist einem Brennstoff zugeordnet. Der Brennstoffparameter h kann auch einer Brennstoffgruppe zugeordnet werden, die aus Brennstoffen zusammengefasst ist, deren Brennstoffparameter h nahe beieinander liegen.The advantage is that only one air supply characteristic curve needs to be present. The actual value P is the output of the burner device can be assigned to the air supply L. If the fuel and/or the fuel composition change, the fuel supply characteristic curve is corrected. In a system without λ detection, this is done manually. Otherwise, the correction can be made using a λ control. The actual value P is the output of the burner device is calculated from the known air supply L at the characteristic curve point using the known, measured value of the air ratio λ and the individual, scalar fuel parameter. H = H U L min
Figure imgb0003
to P = H λ V ˙ L
Figure imgb0004
calculated. The minimum air requirement L min is a property of the fuel gas. The minimum air requirement L min describes the amount of air that is required for a quantity of fuel in stoichiometry, i.e. at A = 1. The fuel parameter h is assigned to a fuel. The fuel parameter h can also be assigned to a fuel group that is made up of fuels whose fuel parameters h are close to each other.

Umgekehrt kann so auch die Luftzufuhr L für einen bestimmten Soll-Wert Psoll der Leistung der Brennereinrichtung bestimmt werden. Damit wird ebenfalls der Kennlinienpunkt beispielsweise als Zielvorgabe für die Luftzufuhr L vorgegeben. Für den brennstoffspezifischen Wert h müssen die beiden Parameter Lmin und HU auf den gleichen Mengenwert bezogen sein. Das heisst, dass entweder HU in Megajoule/Kilomol und Lmin in Kilomol/Kilomol oder HU in Megajoule/Kubikmeter und Lmin in Kubikmeter/Kubikmeter angegeben sind. Jene Angaben setzen gleiche Umgebungsbedingungen wie Temperatur und Druck voraus. Mithin kann der Ist-Wert Pist der Leistung der Brennereinrichtung über einen Leistungsregler direkt eingestellt werden. Dazu wird die Soll-Luftzufuhr Lsoll aus dem Soll-Leistungswert Psoll mit Hilfe von λ und h zu V ˙ Lsoll = λ h

Figure imgb0005
. Psoll errechnet. Die Ist-Luftzufuhr List wird anschliessend über eine Messgrösse auf den Sollwert Lsoll eingeregelt. Die Brennstoffzufuhr B fährt aufgrund des jeweils eingestellten λ-Wertes der Luftzufuhr L nach.Conversely, the air supply L can also be determined for a specific target value P soll of the burner device's output. This also specifies the characteristic curve point, for example as a target value for the air supply L. For the fuel-specific value h, the two parameters L min and H U must be related to the same quantity value. This means that either H U is specified in megajoules/kilomoles and L min in kilomoles/kilomoles or H U in megajoules/cubic meters and L min in cubic meters/cubic meters. These specifications assume the same ambient conditions such as temperature and pressure. The actual value P ist of the burner device's output can therefore be set directly using a power controller. To do this, the target air supply Lsoll is calculated from the target output value P soll using λ and h to V ˙ Ltarget = λ H
Figure imgb0005
. P soll is calculated. The actual air supply List is then adjusted to the setpoint Lsoll using a measured variable. The fuel supply B follows the air supply L based on the set λ value.

Es ist ein weiteres verwandtes Ziel der vorliegenden Offenbarung, ein Verfahren bereitzustellen, welches die Bestimmung des Ist-Wertes Pist der Leistung der Brennereinrichtung mit Hilfe der Luftzufuhr L ermöglicht.It is a further related object of the present disclosure to provide a method which enables the determination of the actual value P actual of the power of the burner device by means of the air supply L.

Es ist ein weiteres verwandtes Ziel der vorliegenden Offenbarung mit der ermittelten korrekten Brennstoffzufuhr B als Ist-Wert und dem Sollwert, der aus einer über eine O2-Regelung ermittelten Sollwert-Kennlinie stammt, die Luftzahl λ anhand des O2-Regelkreises auszuregeln. Dabei erfolgen schnelle Leistungsänderungen anhand der hinterlegten Kennlinien. Es wird insbesondere auch bei sich ändernden Brennstoffen mit Hilfe des durch Messung des O2-Wertes bestimmten λ-Wertes und/oder des Sollwertes von λ stets die aktuelle Leistung bestimmt.It is a further related object of the present disclosure with the determined correct fuel supply B as the actual value and the setpoint value, which comes from a setpoint characteristic curve determined via an O 2 control, to regulate the air ratio λ using the O 2 control loop. Rapid performance changes are made using the stored characteristics. The current performance is always determined, particularly with changing fuels, using the λ value determined by measuring the O 2 value and/or the target value of λ.

Es ist ein weiteres verwandtes Ziel der vorliegenden Offenbarung, dass mit Hilfe der aktuell ermittelten Leistung über einen Leistungsregelkreis ein vorgegebener Leistungswert ausgeregelt wird.It is a further related object of the present disclosure that a predetermined power value is regulated using the currently determined power via a power control loop.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenbarung, dass mit Hilfe einer vorgegebenen Leistungsobergrenze bei sich ändernden Brennstoffen die maximale Brennstoffzufuhr B angepasst wird, so dass die Leistungsobergrenze für jeden Brennstoff erreicht wird. Vorzugsweise wird die Leistungsobergrenze für jeden Brennstoff nicht überschritten.It is a further object of the present disclosure that, with the aid of a predetermined power cap, the maximum fuel supply B is adjusted as the fuels change so that the power cap is achieved for each fuel. Preferably, the power cap is not exceeded for each fuel.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenbarung, dass mit Hilfe einer vorgegebenen Leistungsuntergrenze bei sich ändernden Brennstoffen die minimale Brennstoffzufuhr B angepasst wird, so dass die Leistungsuntergrenze für jeden Brennstoff erreicht wird. Vorzugsweise wird die Leistungsuntergrenze für jeden Brennstoff nicht unterschritten.It is a further aim of the present disclosure that, with the aid of a predetermined lower power limit, the minimum fuel supply B is adjusted as the fuels change, so that the lower power limit is reached for each fuel. Preferably, the lower power limit is not undercut for each fuel.

Es ferner ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, dass mit Hilfe der Verstellung des Brennstoffaktors durch die λ-Regelung der einzelne, skalare Brennstoffparameter h abgeschätzt und/oder ermittelt werden kann.It is a further aim of the present disclosure that the individual, scalar fuel parameter h can be estimated and/or determined by means of the adjustment of the fuel actuator by the λ control.

Es ist ausserdem ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, dass mit Hilfe des berechneten Leistungswertes der Energieumsatz und/oder die Leistung auch bei wechselnden Brennstoffen ermittelt werden kann.It is also an aim of the present disclosure that the energy conversion and/or the power can be determined with the help of the calculated power value even with changing fuels.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenbarung, dass auch bei wechselnden Brennstoffen mit Hilfe des berechneten Leistungswertes und/oder mit Hilfe des berechneten Energiewertes Kosten für den Brennstoff ermittelt werden.It is a further object of the present disclosure that, even when fuels are changed, costs for the fuel are determined using the calculated power value and/or the calculated energy value.

Es ist darüber hinaus ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, eine Brennereinrichtung mit einer Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung bereitzustellen mit Instruktionen im Speicher zur Ausführung eines hier offenbarten Verfahrens.It is further an object of the present disclosure to provide a burner device with a regulating and/or control and/or monitoring device with instructions in the memory for carrying out a method disclosed here.

Es ist auch ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, ein Verfahren und/oder eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Brennerleistung bereitzustellen, welches in einer Brennereinrichtung wie beispielsweise einer industriellen Feuerungsanlage und/oder einer Heizanlage zum Einsatz kommt.It is also an object of the present disclosure to provide a method and/or a device for determining a burner output, which is used in a burner device such as an industrial combustion plant and/or a heating system.

Kurze Beschreibung der FigurenShort description of the characters

Verschiedene Details werden dem Fachmann anhand der folgenden detaillierten Beschreibung zugänglich. Die einzelnen Ausführungsformen sind dabei nicht einschränkend. Die Zeichnungen, welche der Beschreibung beigefügt sind, lassen sich wie folgt beschreiben:

  • FIG 1 zeigt schematisch eine Brennereinrichtung ohne λ-Erfassung.
  • FIG 2 zeigt eine Brennereinrichtung mit O2-Sensor zur λ-Erfassung im Abgas.
  • FIG 3 zeigt eine Brennereinrichtung mit Ionisationselektrode zur λ-Erfassung.
  • FIG 4 veranschaulicht eine Kennlinie von Luftzufuhr über Luftklappen-Position.
  • FIG 5 veranschaulicht eine Kennlinie von Luftzufuhr über gemessenem Luftmassenstrom, wobei die Messung des Luftmassenstromes im Bypass angeordnet sein kann.
  • FIG 6 veranschaulicht eine Kennlinie von Brennstoffzufuhr über Brennstoffklappenposition.
  • FIG 7 zeigt Werte h = HU /Lmin für verschiedene Gase in Gruppen zusammengefasst.
  • FIG 8 zeigt Werte h = HU /Lmin für Gasgruppen ohne Spezialgase in Abhängigleit von Lmin mit Detektionsgrenzen.
Various details will become apparent to those skilled in the art from the following detailed description. The individual embodiments are not limiting. The drawings attached to the description can be described as follows:
  • FIG 1 shows schematically a burner device without λ detection.
  • FIG 2 shows a burner device with O 2 sensor for λ detection in the exhaust gas.
  • FIG 3 shows a burner device with ionization electrode for λ detection.
  • FIG 4 illustrates a characteristic curve of air supply versus air flap position.
  • FIG 5 illustrates a characteristic curve of air supply over measured air mass flow, whereby the measurement of the air mass flow can be arranged in the bypass.
  • FIG 6 illustrates a characteristic curve of fuel supply versus fuel flap position.
  • FIG 7 shows values h = H U / L min for different gases grouped together.
  • FIG 8 shows values h = H U / L min for gas groups without special gases as a function of L min with detection limits.

Detaillierte BeschreibungDetailed description

FIG 1 zeigt eine Brennereinrichtung 1 wie beispielsweise ein wandhängender Gasbrenner und/oder ein Ölbrenner. Im Feuerraum 2 der Brennereinrichtung 1 brennt im Betrieb eine Flamme eines Wärmeerzeugers. Der Wärmeerzeuger tauscht die Wärmeenergie der heissen Brennstoffe und/oder Brenngase in ein anderes Fluid wie beispielsweise Wasser. Mit dem warmen Wasser wird beispielsweise eine Warmwasserheizungsanlage betrieben und/oder Trinkwasser erwärmt. Gemäss einer anderen Ausführungsform kann mit der Wärmeenergie der heissen Brenngase ein Gut beispielsweise in einem industriellen Prozess erhitzt werden. Gemäss einer weiteren Ausführungsform ist der Wärmeerzeuger Teil einer Anlage mit Kraft-Wärme-Kopplung, beispielsweise ein Motor einer solchen Anlage. Gemäss einer anderen Ausführungsform ist der Wärmeerzeuger eine Gasturbine. Ferner kann der Wärmeerzeuger der Erhitzung von Wasser in einer Anlage zur Gewinnung von Lithium und/oder Lithiumkarbonat dienen. Die Abgase werden aus dem Feuerraum 2 beispielsweise über einen Schornstein abgeführt. FIG 1 shows a burner device 1 such as a wall-mounted gas burner and/or an oil burner. In the combustion chamber 2 of the burner device 1, a flame of a heat generator burns during operation. The heat generator exchanges the thermal energy of the hot fuels and/or combustion gases into another fluid such as water. The warm water is used, for example, to operate a hot water heating system and/or to heat drinking water. According to another embodiment, the thermal energy of the hot combustion gases can be used to heat a product, for example in an industrial process. According to another embodiment, the heat generator is part of a combined heat and power system, for example an engine of such a system. According to another embodiment, the heat generator is a gas turbine. Furthermore, the heat generator can be used to heat water in a system for extracting lithium and/or lithium carbonate. The exhaust gases are discharged from the combustion chamber 2, for example via a chimney.

Die Zuluft 4 für den Verbrennungsprozess wird über ein (motorisch) angetriebenes Gebläse 3 der Brennereinrichtung 1 zugeführt. Über die Signalleitung 15 gibt die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 dem Gebläse 3 die Luftzufuhr L vor, die es fördern soll. Damit wird die Gebläsedrehzahl ein Mass für die geförderte Luftmenge.The supply air 4 for the combustion process is supplied to the burner device 1 via a (motor-driven) fan 3. The regulating and/or control and/or monitoring device 13 specifies the air supply L that the fan 3 should deliver via the signal line 15. The fan speed thus becomes a measure of the amount of air delivered.

Gemäss einer Ausführungsform wird die Gebläsedrehzahl der Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 vom Gebläse 3 zurückgemeldet. Wird die Luftmenge über eine Luftklappe 4 und/oder ein Ventil eingestellt, kann als Mass für die Luftmenge die Klappen- und/oder Ventilstellung und/oder der aus dem Signal eines Massenstromsensors 12 und/oder Volumenstromsensors abgeleitete Messwert verwendet werden. Der Sensor ist vorteilhaft im Kanal 5 für die Luftzufuhr L angeordnet. Vorteilhaft stellt der Sensor ein Signal bereit, welches anhand einer geeigneten Signalverarbeitungseinheit in einen Strömungsmesswert gewandelt wird. Eine Signalverarbeitungseinrichtung umfasst idealerweise mindestens einen Analog-Digital-Wandler. Gemäss einer Ausführungsform ist die Signalverarbeitungseinrichtung, insbesondere der oder die Analog-Digital-Wandler, integriert in die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13.According to one embodiment, the fan speed of the regulating and/or control and/or monitoring device 13 is reported back by the fan 3. If the air volume is set via an air flap 4 and/or a valve, the flap and/or valve position and/or the measured value derived from the signal of a mass flow sensor 12 and/or volume flow sensor can be used as a measure of the air volume. The sensor is advantageously arranged in the channel 5 for the air supply L. The sensor advantageously provides a signal which is converted into a flow measurement value using a suitable signal processing unit. A signal processing device ideally comprises at least one analog-digital converter. According to one embodiment, the signal processing device, in particular the analog-digital converter(s), is integrated into the regulating and/or control and/or monitoring device 13.

Als Mass für die Luftzufuhr L kann auch der Messwert eines Drucksensors und/oder eines Massenstromsensors 12 in einem Seitenkanal verwendet werden. Eine Verbrennungseinrichtung mit Zufuhrkanal und Seitenkanal ist beispielsweise im europäischen Patent EP3301364B1 offenbart. Das europäische Patent EP3301364B1 wurde am 7. Juni 2017 angemeldet und am 7. August 2019 erteilt. Es wird eine Verbrennungseinrichtung mit Zufuhrkanal und Seitenkanal beansprucht, wobei in den Zufuhrkanal ein Massenstromsensor hineinragt.The measured value of a pressure sensor and/or a mass flow sensor 12 in a side channel can also be used as a measure for the air supply L. A combustion device with a supply channel and a side channel is described, for example, in the European patent EP3301364B1 The European patent EP3301364B1 was published on 7 June 2017 and granted on August 7, 2019. A combustion device with a feed channel and a side channel is claimed, with a mass flow sensor protruding into the feed channel.

Der Sensor 12 ermittelt ein Signal, welches der von der Luftzufuhr L abhängigen Druckwert und/oder dem Luftstrom (Teilchen- und/oder Massenstrom) im Seitenkanal entspricht. Vorteilhaft stellt der Sensor 12 ein Signal bereit, welches anhand einer geeigneten Signalverarbeitungseinrichtung in einen Messwert gewandelt wird. Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden die Signale mehrerer Sensoren in einen gemeinsamen Messwert gewandelt. Eine geeignete Signalverarbeitungseinrichtung umfasst idealerweise mindestens einen Analog-Digital-Wandler. Gemäss einer Ausführungsform ist die Signalverarbeitungseinrichtung, insbesondere der oder die Analog-Digital-Wandler, integriert in die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13.The sensor 12 determines a signal which corresponds to the pressure value dependent on the air supply L and/or the air flow (particle and/or mass flow) in the side channel. The sensor 12 advantageously provides a signal which is converted into a measured value using a suitable signal processing device. According to a further advantageous embodiment, the signals from several sensors are converted into a common measured value. A suitable signal processing device ideally comprises at least one analog-digital converter. According to one embodiment, the signal processing device, in particular the analog-digital converter(s), is integrated into the regulating and/or control and/or monitoring device 13.

Gemäss einer Ausführungsform ist die Luftzufuhr L der Wert der aktuellen Luftdurchflussrate. Die Luftdurchflussrate kann in Kubikmeter Luft pro Stunde gemessen und/oder angegeben sein. Die Luftzufuhr L kann in Kubikmeter Luft pro Stunde gemessen und/oder angegeben sein.According to one embodiment, the air supply L is the value of the current air flow rate. The air flow rate can be measured and/or indicated in cubic meters of air per hour. The air supply L can be measured and/or indicated in cubic meters of air per hour.

Massenstromsensoren 12 erlauben die Messung bei grossen Flussgeschwindigkeiten speziell in Verbindung mit Brennereinrichtungen im Betrieb. Typische Werte solcher Flussgeschwindigkeiten liegen den Bereichen zwischen 0.1 Meter pro Sekunde und 5 Meter pro Sekunde, 10 Meter pro Sekunde, 15 Meter pro Sekunde, 20 Meter pro Sekunde, oder sogar 100 Meter pro Sekunde. Massenstromsensoren, welche sich für die vorliegende Offenbarung eignen, sind beispielsweise OMRON® D6F-W oder Typ SENSOR TECHNICS® WBA Sensoren. Der nutzbare Bereich dieser Sensoren beginnt typisch bei Geschwindigkeiten zwischen 0.01 Meter pro Sekunde und 0.1 Meter pro Sekunde und endet bei einer Geschwindigkeit wie beispielsweise 5 Meter pro Sekunde, 10 Meter pro Sekunde, 15 Meter pro Sekunde, 20 Meter pro Sekunde, oder sogar 100 Meter pro Sekunde. Mit anderen Worten, es können untere Grenzen wie 0.1 Meter pro Sekunde kombiniert werden mit oberen Grenzen wie 5 Meter pro Sekunde, 10 Meter pro Sekunde, 15 Meter pro Sekunde, 20 Meter pro Sekunde, oder sogar 100 Meter pro Sekunde.Mass flow sensors 12 allow measurement at high flow velocities, especially in connection with burner devices in operation. Typical values of such flow velocities are in the range between 0.1 meters per second and 5 meters per second, 10 meters per second, 15 meters per second, 20 meters per second, or even 100 meters per second. Mass flow sensors which are suitable for the present disclosure are, for example, OMRON ® D6F-W or type SENSOR TECHNICS ® WBA sensors. The usable range of these sensors typically begins at velocities between 0.01 meters per second and 0.1 meters per second and ends at a speed such as 5 meters per second, 10 meters per second, 15 meters per second, 20 meters per second, or even 100 meters per second. In other words, lower limits such as 0.1 meters per second can be combined with upper limits such as 5 meters per second, 10 meters per second, 15 meters per second, 20 meters per second, or even 100 meters per second.

Die Brennstoffzufuhr B wird durch die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 mit Hilfe eines Brennstoffaktors und/oder eines (motorisch) einstellbaren Ventils eingestellt und/oder ausgeregelt. In der Ausführung in FIG 1 ist der Brennstoff ein Brenngas. Eine Brennereinrichtung 1 kann dann an verschiedene Brenngasquellen angeschlossen werden, beispielsweise an Quellen mit hohem Methan-Anteil und/oder an Quellen mit hohem Propan-Anteil. In FIG 1 wird die Menge an Brenngas durch ein (motorisch) einstellbares Brennstoffventil 9 von der Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 eingestellt. Der Ansteuerwert 19, beispielsweise bei einem pulsweitenmodulierten Signal, des Gasventiles ist dabei ein Mass für die Menge an Brenngas. Er ist auch ein Wert 19 für die Brennstoffzufuhr B. Gemäss einer speziellen Ausführungsform wird das Brennstoffventil 9 anhand eines Schrittmotors eingestellt. In jenem Fall ist die Schrittstellung des Schrittmotors ein Mass für die Menge an Brenngas. Das Brennstoffventil 9 kann auch in einer Einheit mit zumindest einem oder beiden der Sicherheitsabsperrventile 7 oder 8 integriert sein. Weiterhin kann das Brennstoffventil 9 ein intern über einen Durchflusssensor geregeltes Ventil sein, das einen Sollwert 19 erhält und den Istwert des Durchflusssensors auf den Sollwert 19 ausregelt. Der Durchflusssensor kann dabei als Volumenstromsensor beispielsweise als Turbinenradradzähler, Balgenzähler und/oder als Differenzdrucksensor realisiert sein. Der Durchflusssensor kann auch als Massenstromsensor, beispielsweise als thermischer Massenstromsensor, ausgeführt sein.The fuel supply B is set and/or regulated by the control and/or monitoring device 13 with the aid of a fuel actuator and/or a (motor-controlled) adjustable valve. In the embodiment in FIG 1 the fuel is a fuel gas. A burner device 1 can then be connected to various fuel gas sources, for example to sources with a high methane content and/or to sources with high propane content. In FIG 1 the amount of fuel gas is set by a (motor-) adjustable fuel valve 9 from the regulating and/or control and/or monitoring device 13. The control value 19, for example in the case of a pulse-width modulated signal, of the gas valve is a measure of the amount of fuel gas. It is also a value 19 for the fuel supply B . According to a special embodiment, the fuel valve 9 is set using a stepper motor. In that case, the step position of the stepper motor is a measure of the amount of fuel gas. The fuel valve 9 can also be integrated in a unit with at least one or both of the safety shut-off valves 7 or 8. Furthermore, the fuel valve 9 can be a valve that is internally controlled via a flow sensor, which receives a setpoint 19 and regulates the actual value of the flow sensor to the setpoint 19. The flow sensor can be implemented as a volume flow sensor, for example as a turbine wheel meter, bellows meter and/or as a differential pressure sensor. The flow sensor can also be designed as a mass flow sensor, for example as a thermal mass flow sensor.

Wird als Aktor 9 eine Gasklappe verwendet, so kann als Mass für die Menge an Brenngas die Position einer Klappe verwendet werden. Alternativ kann als Mass für die Menge an Brenngas der aus dem Signal eines Massenstromsensors und/oder eines Volumenstromsensors abgeleitete Messwert verwendet werden. Jener Sensor ist vorteilhaft im Zufuhrkanal für Brennstoff angeordnet. Jener Sensor erzeugt ein Signal, welches anhand einer geeigneten Signalverarbeitungseinrichtung in einen Strömungsmesswert (Messwert des Teilchen- und/oder Massenstromes und/oder Volumenstromes) gewandelt wird. Eine geeignete Signalverarbeitungseinrichtung umfasst idealerweise mindestens einen Analog-Digital-Wandler. Gemäss einer Ausführungsform ist die Signalverarbeitungseinrichtung, insbesondere der oder die Analog-Digital-Wandler, integriert in die Regel-, Steuer- und Überwachungseinrichtung 13.If a gas flap is used as actuator 9, the position of a flap can be used as a measure of the amount of fuel gas. Alternatively, the measured value derived from the signal of a mass flow sensor and/or a volume flow sensor can be used as a measure of the amount of fuel gas. This sensor is advantageously arranged in the fuel supply channel. This sensor generates a signal which is converted into a flow measurement value (measured value of the particle and/or mass flow and/or volume flow) using a suitable signal processing device. A suitable signal processing device ideally comprises at least one analog-digital converter. According to one embodiment, the signal processing device, in particular the analog-digital converter(s), is integrated into the regulating, control and monitoring device 13.

Der Fachmann erkennt, dass die oben genannten Werte auch aus einer Kombination von durch Sensoren ermittelten Grössen berechnet werden können. Jene Werte sind dann Masse für die Zufuhr (Teilchen- und/oder Massenstrom und/oder Volumenstrom) an Brenngas. Der Fachmann erkennt weiterhin, dass auf ähnliche Art und Weise die Zufuhr an Brennstoff eines flüssigen Brennstoffes ermittelt werden kann.The person skilled in the art will recognize that the above-mentioned values can also be calculated from a combination of variables determined by sensors. These values are then masses for the supply (particle and/or mass flow and/or volume flow) of fuel gas. The person skilled in the art will also recognize that the supply of fuel of a liquid fuel can be determined in a similar manner.

FIG 2 zeigt eine Brennereinrichtung 1 mit einem Luftzahlsensor 20 zur Erfassung der Luftzahl λ. Der Luftzahlsensor 20 zur Erfassung der Luftzahl λ umfasst beispielsweise einen O2-Sensor. In einer Ausführungsform ist der Luftzahlsensor 20 zur Erfassung der Luftzahl λ ein Oa-Sensor. Der Luftzahlsensor 20 zur Erfassung der Luftzahl λ kann beispielsweise im Feuerraum 2 und/oder im Abgasweg angeordnet sein. FIG 2 shows a burner device 1 with an air ratio sensor 20 for detecting the air ratio λ. The air ratio sensor 20 for detecting the air ratio λ comprises, for example, an O 2 sensor. In one embodiment, the Air ratio sensor 20 for detecting the air ratio λ is an Oa sensor. The air ratio sensor 20 for detecting the air ratio λ can be arranged, for example, in the combustion chamber 2 and/or in the exhaust gas path.

Der Luftzahlsensor 20 zur Erfassung der Luftzahl λ erzeugt ein Signal 21. Das Signal 21 wird von der Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 eingelesen und geeignet ausgewertet. Mit Hilfe des Signales 21 kann für jede Luftzufuhr L eine vorgegebene Luftzahl λ ausgeregelt werden. Dabei wird die gemessene Luftzufuhr L über den Aktor 9 in der Brennstoffzufuhr B und/oder über den Aktor 3, 4 in der Luftzufuhr VLauf einen vorgegebenen Sollwert ausgeregelt.The air ratio sensor 20 for detecting the air ratio λ generates a signal 21. The signal 21 is read in by the regulating and/or control and/or monitoring device 13 and evaluated appropriately. With the help of the signal 21, a predetermined air ratio λ can be regulated for each air supply L. The measured air supply L is regulated to a predetermined setpoint via the actuator 9 in the fuel supply B and/or via the actuator 3, 4 in the air supply VLauf.

FIG 3 zeigt eine Brennereinrichtung 1 mit einem Luftzahlsensor 20 zur Erfassung der Luftzahl λ umfassend eine Ionisationselektrode. Als Material einer Ionisationselektrode kommt vielfach KANTHAL®, z.B. APM® oder A-1®, zum Einsatz. Auch Elektroden aus Nikrothal® werden vom Fachmann in Betracht gezogen. Die Ionisationselektrode kann beispielsweise im Feuerraum 2 angeordnet sein. FIG 3 shows a burner device 1 with an air ratio sensor 20 for detecting the air ratio λ comprising an ionization electrode. KANTHAL ® , e.g. APM ® or A-1 ® , is often used as the material for an ionization electrode. Electrodes made of Nikrothal ® are also considered by the expert. The ionization electrode can be arranged in the combustion chamber 2, for example.

Die Messgrösse für die Luftzufuhr L kann als eine direkte Kennlinie aus Luftzufuhr L über Gebläsedrehzahl oder aus Luftzufuhr L über Luftklappenstellung gegeben sein. Die Luftklappenstellung kann beispielsweise als Stellwinkel angegeben sein. Es ist auch eine Kombination aus Drehzahl und Stellwinkel möglich. FIG 4 zeigt eine solche direkte Kennlinie.The measured value for the air supply L can be given as a direct characteristic curve from air supply L over fan speed or from air supply L over air flap position. The air flap position can be given as an angle of adjustment, for example. A combination of speed and angle of adjustment is also possible. FIG 4 shows such a direct characteristic curve.

Idealerweise kann die Luftzufuhr L mit einem Luftmassenstromsensor ermittelt werden. Eine entsprechende Kennlinie zeigt FIG 5. Der Luftmassenstromsensor kann beispielsweise direkt im Luftzufuhrkanal 11 angeordnet sein.Ideally, the air supply L can be determined using an air mass flow sensor. A corresponding characteristic curve shows FIG 5 The air mass flow sensor can, for example, be arranged directly in the air supply duct 11.

Der Luftmassenstromsensor kann auch in einem Bypass am Luftzufuhrkanal 11 über einer Blende angeordnet sein. Eine Anordnung mit Bypass ist beispielsweise bekannt aus dem europäischen Patent EP3301362B1 . Der Luftmassenstromsensor kann weiterhin in einem Bypass über einer Luftklappe, die als Blende wirkt, angeordnet sein.The air mass flow sensor can also be arranged in a bypass on the air supply duct 11 above a cover. An arrangement with a bypass is known, for example, from the European patent EP3301362B1 The air mass flow sensor can also be arranged in a bypass above an air flap that acts as a cover.

Die Luftzufuhr L wird dann beispielsweise aus einer Kombination des Luftmassenstromsignales und der Luftklappenposition oder aber aus dem Luftmassenstromsignal und der Gebläsedrehzahl oder aus allen dreien ermittelt. Prinzipiell ist auch die Ermittlung der Luftzufuhr L mit Hilfe eines Differenzdrucksensors über einer Blende oder einer Luftklappe, auch in beliebiger Kombination mit Luftmassenstromsensor, Gebläsedrehzahl und/oder Luftklappenstellung möglich.The air supply L is then determined, for example, from a combination of the air mass flow signal and the air flap position or from the air mass flow signal and the fan speed or from all three. In principle, the air supply L can also be determined using a Differential pressure sensor above a panel or an air flap, also possible in any combination with air mass flow sensor, fan speed and/or air flap position.

Die genannten Luftzufuhrsensoren bilden dabei ein unterschiedliches Mass für die Luftzufuhr L . So ist das Messergebnis aus Drehzahl und Klappenstellung abhängig von weiteren Umgebungsbedingungen, wie Luftdruck, Lufttemperatur und Abgasweg. Um die Messgenauigkeit von L . zu erhöhen, können in die Ermittlung auch Messwerte der Umgebungsbedingungen wie Zulufttemperatur, Luftfeuchte oder absoluter Luftdruck einfliessen. Wird ein Luftmassenstromsensor oder ein Differenzdrucksensor verwendet, so kann die Luftzufuhr L auch ohne Einflüsse der Umgebungsbedingung bestimmt werden. Je nach Messgrösse bilden sich die nicht berücksichtigten Einflüsse der Umgebung wie auch die Genauigkeit des Messergebnisses in der Genauigkeit des Ist-Wertes Pist der Leistung der Brennerreinrichtung 1 ab. Die Luftzufuhr L und/oder der Ist-Wert Pist der Leistung der Brennereinrichtung 1 können dabei absolut oder relativ zum Maximalwert der Kennlinie und/oder einem anderen Wert berechnet werden.The air supply sensors mentioned provide a different measure for the air supply L . The measurement result from the speed and flap position depends on other ambient conditions, such as air pressure, air temperature and exhaust gas path. In order to increase the measurement accuracy of L ., measured values of the ambient conditions such as supply air temperature, air humidity or absolute air pressure can also be included in the determination. If an air mass flow sensor or a differential pressure sensor is used, the air supply L can also be determined without the influence of the ambient conditions. Depending on the measured variable, the unconsidered influences of the environment as well as the accuracy of the measurement result are reflected in the accuracy of the actual value P is the output of the burner device 1. The air supply L and/or the actual value P is the output of the burner device 1 can be calculated absolutely or relative to the maximum value of the characteristic curve and/or another value.

Entsprechende Überlegungen wie für die Messung der Luftzufuhr L gelten für die Messung der Brennstoffzufuhr B. Die Messgrösse für die Brennstoffzufuhr B kann eine direkte Kennlinie aus Brennstoffzufuhr B über Brennstoffventilstellung gegeben sein. Die Brennstoffventilstellung kann beispielsweise als Stellwinkel angegeben sein. FIG 6 zeigt eine solche direkte Kennlinie.The same considerations as for measuring the air supply L apply to measuring the fuel supply B . The measured value for the fuel supply B can be a direct characteristic curve from the fuel supply B over the fuel valve position. The fuel valve position can be specified, for example, as an angle of adjustment. FIG 6 shows such a direct characteristic curve.

Idealerweise kann die Luftzufuhrkennlinie an einer Brennereinrichtung 1 im Werk mit beispielsweise einem Luftmassenstromsensor oder einem Drehzahlgeber voreingestellt sein. Alternativ kann sie auch an einer einzelnen Brennereinrichtung 1 über einen Brennstoffzähler und/oder Brenngaszähler zur Ermittlung von B mit bekanntem Brennstoff und einem Luftzahlsensor 20 zur Erfassung der Luftzahl λ berechnet werden. Zur Berechnung dient die Beziehung über L = λ · Lmin · V̇B zwischen Luftzufuhr L, Luftzahl λ, bekanntem Mindestluftbedarf Lmin und bekannter Brennstoffzufuhr B. Ideally, the air supply characteristic curve can be preset on a burner device 1 in the factory using, for example, an air mass flow sensor or a speed sensor. Alternatively, it can also be calculated on an individual burner device 1 using a fuel meter and/or fuel gas meter to determine B with known fuel and an air ratio sensor 20 to record the air ratio λ. The relationship L = λ · L min · V̇ B between air supply L , air ratio λ, known minimum air requirement L min and known fuel supply B is used for the calculation.

Wurde die Luftzufuhr L, wie oben dargestellt, im Werk oder an der Brennereinrichtung 1 vor Ort eingestellt, so kann nach Einstellung der Luftzahl λ die Leistung Pist für jeden Brennstoff bestimmt werden. Dazu werden die bekannten Parameter herangezogen. Mit nur einer Luftzufuhrkennlinie kann der Brenner für jeden Brennstoff mit bekanntem Parameter h = H U L min

Figure imgb0006
innerhalb eines Bereichs zwischen einer maximalen Leistung Psoll-mαx und einer minimalen Leistung Psoll-min beschränkt werden. Dabei wird die Soll-Vorgabe der Luftzufuhr L entsprechend V ˙ Lsoll max = λ h P soll max
Figure imgb0007
und/oder V ˙ Lsoll min = λ h P soll min
Figure imgb0008
begrenzt. Bei Änderungen des Brennstoffes oder der Luftzahl λ kann der Ist-Wert Pist der Leistung der Brennereinrichtung 1 an jedem Punkt direkt neu berechnet und/oder eingestellt und/oder begrenzt werden.If the air supply L was set in the factory or on site at the burner device 1 as shown above, the output P ist can be determined for each fuel after setting the air ratio λ. The known parameters are used for this purpose. With only one air supply characteristic curve, the Burner for any fuel with known parameters H = H U L min
Figure imgb0006
within a range between a maximum power P soll-mαx and a minimum power P soll-min . The target specification of the air supply L is adjusted accordingly V ˙ Ltarget Max = λ H P should Max
Figure imgb0007
and or V ˙ Ltarget min = λ H P should min
Figure imgb0008
limited. If the fuel or the air ratio λ changes, the actual value P ist of the output of the burner device 1 can be directly recalculated and/or adjusted and/or limited at any point.

Für eine manuelle Anpassung der Leistung an einen Brennstoff müssen Mindestluftbedarf Lmin , Brennstoffparameter h = H U L min

Figure imgb0009
und der Sollwert für die Luftzahl λ bekannt sein. Zunächst wird die Brennstoffzufuhr über V ˙ B = V ˙ L λ L min
Figure imgb0010
berechnet und eingestellt. Häufig kann die Brennstoffzufuhr B nicht direkt eingegeben werden. Die Brennstoffzufuhr B ist dann nur über eine Referenz-Kennlinie B0 in Abhängigkeit des Stellwinkels einer Brennstoffklappe oder eines Brennstoffventils gemäss FIG 6 für ein Referenzgas mit dem Mindestluftbedarf Lmin0 bekannt. Dann errechnet sich für einen anderen Brennstoff mit dem Mindestluftbedarf Lmin für eine gleiche Luftzahl λ und die gleiche Luftzufuhr L wie bei der Referenzeinstellung die neue Brennstoffzufuhr zu V ˙ B = L m i n 0 L min V ˙ B 0
Figure imgb0011
. Soll sich zusätzlich die Luftzahl λ gegenüber der Einstellung λ0 mit dem Referenzgas ändern, so errechnet sich V ˙ B = λ 0 L min 0 λ L min V ˙ B 0
Figure imgb0012
. Bei der Änderung auf den neuen Brennstoff wird der Brennstoffaktor 9 so verstellt, dass die jedem Luftzufuhrpunkt zugeordnete Brennstoffzufuhr 6 um den Faktor λ 0 L min 0 λ L min
Figure imgb0013
und/oder bei gleichem Wert von λ um den Faktor L min 0 L min
Figure imgb0014
verändert wird. Anhand der bekannten Kennlinie aus FIG 6 können nach Multiplikation von Brennstoffzufuhr 6 mit dem ermittelten Faktor die neuen Ansteuerwerte und/oder Stellwinkel 19 für die geänderte Brennstoffzusammensetzung direkt berechnet werden. Die Kennlinie kann dabei beispielsweise in Form einer Tabelle, deren Zwischenwerte linear interpoliert werden, gegeben sein. Die Kennlinie kann weiterhin als mathematische Formel und/oder als mathematische Beziehung gegeben sein.For manual adjustment of the power to a fuel, minimum air requirement L min , fuel parameters H = H U L min
Figure imgb0009
and the target value for the air ratio λ must be known. First, the fuel supply is V ˙ B = V ˙ L λ L min
Figure imgb0010
calculated and set. Often the fuel supply B cannot be entered directly. The fuel supply B can then only be determined via a reference characteristic B 0 depending on the setting angle of a fuel flap or a fuel valve according to FIG 6 for a reference gas with the minimum air requirement L min0 . Then, for another fuel with the minimum air requirement L min, for an identical air ratio λ and the same air supply L as in the reference setting, the new fuel supply is calculated as V ˙ B = L m i n 0 L min V ˙ B 0
Figure imgb0011
If the air ratio λ should also change compared to the setting λ 0 with the reference gas, the following is calculated : V ˙ B = λ 0 L min 0 λ L min V ˙ B 0
Figure imgb0012
. When changing to the new fuel, the fuel actuator 9 is adjusted so that the fuel supply 6 assigned to each air supply point is increased by the factor λ 0 L min 0 λ L min
Figure imgb0013
and/or with the same value of λ by the factor L min 0 L min
Figure imgb0014
is changed. Based on the known characteristic curve from FIG 6 After multiplying the fuel supply 6 by the determined factor, the new control values and/or setting angles 19 for the changed fuel composition can be calculated directly. The characteristic curve can be given, for example, in the form of a table whose intermediate values are linearly interpolated. The characteristic curve can also be given as a mathematical formula and/or as a mathematical relationship.

Die Leistung kann bei der gleichen Luftzufuhr L gemäss den Berechnungen oben für eine unveränderte Luftzahl λ zu P 1 = h 1 h 0 P 0

Figure imgb0015
und/oder bei sich ändernder Luftzahl λ zu P 1 = λ 0 h 1 λ 1 h 0 P 0
Figure imgb0016
berechnet werden. Bei unveränderter Luftzahl λ ist die Leistung P 1P 0, wenn h 1h 0 ist. Mit Hilfe dieser einfachen Massnahme kann mit beispielsweise aus der Literatur bekannten Parametern Lmin und HU und damit bekanntem Brennstoffparameter h = H U L min
Figure imgb0017
ein Gerät direkt und leicht auf einen neuen Brennstoff eingestellt werden. Es müssen nicht empirisch neue Kennlinien ermittelt werden. Dabei wird auch die jeweilige Leistung Pist an den neuen Brennstoff angepasst. Vorteilhaft kann für einen Sollwert Psoll der Leistung der Brennereinrichtung 1 die korrekte Luftzufuhr L und/oder die korrekte Brennstoffzufuhr B ermittelt werden.The performance can be calculated with the same air supply L according to the calculations above for an unchanged air ratio λ as P 1 = H 1 H 0 P 0
Figure imgb0015
and/or with changing air ratio λ to P 1 = λ 0 H 1 λ 1 H 0 P 0
Figure imgb0016
can be calculated. With an unchanged air ratio λ, the power P 1P 0 , if h 1h 0 . With the help of this simple measure, with parameters known from the literature, for example , L min and H U and thus known fuel parameters H = H U L min
Figure imgb0017
A device can be directly and easily adjusted to a new fuel. New characteristics do not have to be determined empirically. The respective output P is also adjusted to the new fuel. Advantageously, the correct air supply L and/or the correct fuel supply B can be determined for a setpoint P for the output of the burner device 1.

Wird die Luftzahl λ mit Hilfe eines O2-Sensors oder mit Hilfe einer Ionisationselektrode ermittelt, kann die Luftzahl λ bei einer Änderung der Brennstoffzusammensetzung über einen Regelkreis konstant gehalten werden. Beim O2-Sensor wird die Luftzahl λ direkt aus dem Ergebniswert des Sensors gemäss dem Stand der Technik berechnet. Beispielsweise lässt sich die Luftzahl λ aus dem Sauerstoffgehalt O2 anhand der Beziehung λ 20,9 20,9 O 2

Figure imgb0018
berechnen. Mit Hilfe eines Regelkreises wird dann die Brennstoffzufuhr B so ausgeregelt, dass der Sollwert von λ erreicht wird. Der Sollwert von λ kann abhängig von der Luftzufuhr L sein. Bei Verwendung eines Ionisationssignales und/oder eines Ionisationsstromsignales zur λ-Erfassung wird der gemessene Ionisationsstrom auf einen von der Luftzufuhr L abhängigen Sollwert ausgeregelt, indem die Brennstoffzufuhr B verändert wird.If the air ratio λ is determined using an O 2 sensor or an ionization electrode, the air ratio λ can be kept constant via a control loop when the fuel composition changes. With the O 2 sensor, the air ratio λ is calculated directly from the sensor's result value according to the state of the art. For example, the air ratio λ can be calculated from the oxygen content O 2 using the relationship λ 20.9 20.9 O 2
Figure imgb0018
calculate. With the help of a control loop, the fuel supply B is then regulated so that the setpoint value of λ is reached. The setpoint value of λ can depend on the air supply L. When using an ionization signal and/or an ionization current signal to detect λ, the measured ionization current is regulated to a setpoint value that depends on the air supply L by changing the fuel supply B.

Gegenüber einer Referenz- Brennstoffzufuhr B0 , die an einer Brennereinrichtung 1 eingestellt wurde, berechnet sich die neue Brennstoffzufuhr zu B = k · V̇ B0 , über der gesamten Modulationskennlinie des Brennstoffes über der Leistung. Dabei wird eine gleiche Luftzahl λ angenommen. Der Stellaktor wird dabei entsprechend so eingestellt, dass über dem gesamten Modulationsbereich B1 gegenüber B0 um den Faktor k verschoben ist. Mithin braucht der geänderte Brennstoff nur an einem Leistungspunkt ausgeregelt zu sein, damit der Faktor k bekannt ist. Mit Hilfe dieses Faktors k sind die geänderten Brennstoffaktorstellungen über dem gesamten Leistungsbereich bekannt und damit die geänderte Modulationskennlinie festgelegt. Der ausgeregelte Faktor k ist gemäss den Berechnungen oben für unverändertes λ als k = L min 0 L min

Figure imgb0019
zu erkennen.Compared to a reference fuel supply B 0 , which was set on a burner device 1, the new fuel supply is calculated as B = k · V̇ B 0 , over the entire modulation characteristic of the fuel over the power. An equal air ratio λ is assumed. The actuator is set accordingly so that B 1 is shifted by a factor of k compared to B 0 over the entire modulation range. The changed fuel therefore only needs to be regulated at one power point so that the factor k is known. With the help of this factor k, the changed fuel actuator positions are known over the entire power range and thus the changed modulation characteristic is determined. The regulated factor k is, according to the calculations above for unchanged λ, as k = L min 0 L min
Figure imgb0019
to recognize.

Gibt man für einen anderen Brennstoff beispielsweise im Rahmen einer Brennstoffumschaltung andere Luftzahlsollwerte vor, so wird der Faktor k zu k = λ 0 L min 0 λ L min

Figure imgb0020
ausgeregelt.If different air ratio target values are specified for a different fuel, for example in the context of a fuel changeover, the factor k becomes k = λ 0 L min 0 λ L min
Figure imgb0020
regulated.

Hat man für ein Referenzgas mit bekanntem Mindestluftbedarf Lmin0 die Brennstoffmodulationskennlinie eingestellt, so kann nach dem Ausregeln von λ mit dem ermittelten Faktor k der für den aktuell vorliegenden Brennstoff notwendigen Mindestluftbedarf zu L min = L min 0 k

Figure imgb0021
für gleiches λ bestimmt werden. Für geändertes λλ 0 wird der Mindestluftbedarf zu L min = λ 0 L min 0 λ k
Figure imgb0022
bestimmt.If the fuel modulation characteristic has been set for a reference gas with a known minimum air requirement L min0 , then after adjusting λ with the determined factor k, the minimum air requirement necessary for the currently available fuel can be determined as L min = L min 0 k
Figure imgb0021
for the same λ. For a changed λλ 0 the minimum air requirement is L min = λ 0 L min 0 λ k
Figure imgb0022
certainly.

Ist die Brennstoff-Zusammensetzung bekannt, so kann der neue Ist-Wert Pist der Leistung der Brennereinrichtung 1 auch bei sich ändernder Brennstoffzusammensetzung wie oben beschrieben zu P ist = h λ V ˙ L

Figure imgb0023
für jeden Luftzufuhrpunkt berechnet werden. Für jeden Sollwert Psoll der Leistung der Brennereinrichtung 1 kann der Sollwert für die Luftzufuhr V ˙ Lsoll = λ h P soll
Figure imgb0024
ermittelt werden.If the fuel composition is known, the new actual value P actual can be calculated for the output of the burner device 1 even if the fuel composition changes as described above. P is = H λ V ˙ L
Figure imgb0023
for each air supply point. For each setpoint P , the output of the burner device 1 can be calculated as the setpoint for the air supply V ˙ Ltarget = λ H P should
Figure imgb0024
be determined.

FIG 7 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Mindestluftbedarf 22, Lmin , und dem einzelnen, skalaren Brennstoffparameter 23, h = H U L min

Figure imgb0025
, für verschiedene Brenngase. Wie man dort sieht, kann man die Brenngase in Gruppen zusammenfassen. Die Gruppen bestimmen sich dadurch, dass für die aktuelle Luftzufuhr L bei einer Änderung des Gases und einer durchgeführten Ausregelung der Gaszufuhr bei unveränderter Luftzahl λ auch der Ist-Wert Pist der Leistung der Brennereinrichtung 1 innerhalb vorgegebener Grenzen bleibt. Für jede diese Gruppen liegt dann der einzelne, skalare Brennstoffparameter h innerhalb der vorgegebenen Grenzen. Die Grenzen bestimmen sich aus dem zulässigen Fehler für den Ist-Wert Pist der Leistung der Brennereinrichtung 1. FIG 7 shows the relationship between the minimum air requirement 22, L min , and the individual, scalar fuel parameter 23, H = H U L min
Figure imgb0025
, for different fuel gases. As you can see there, the fuel gases can be grouped together. The groups are determined by the fact that for the current air supply L, when the gas changes and the gas supply is adjusted with an unchanged air ratio λ, the actual value P ist of the output of the burner device 1 also remains within the specified limits. For each of these groups, the individual, scalar fuel parameter h is then within the specified limits. The limits are determined from the permissible error for the actual value P ist of the output of the burner device 1.

So sind in FIG 7 die mit 24 markierten Gase allesamt Gase der zweiten Gasfamilie (nach EN437:2009-09) einschliesslich der Sondergase ohne das Sardinien-Gas (=Propan-Luft-Gemisch). Diese Gase haben Methan als Basis und sind mit inerten Gasen oder geringeren Mengen von anderen Brenngasen vermischt. Wenn Gase innerhalb dieser Gruppe gewechselt werden und die Luftzahl λ durch Ausregeln der Brennstoffzufuhr B konstant bleibt, ist für diese mit 24 markierten Gase der einzelne, skalare Brennstoffparameter h = 3,55 MJ m 3 , 0 % , + 2 %

Figure imgb0026
. Damit schwankt für diese Gase nach Ausregeln der Luftzahl λ im Brennersystem der Ist-Wert Pist der Leistung der Brennereinrichtung 1 in einem Bereich von kleiner 2 Prozent.So in FIG 7 the gases marked with 24 are all gases of the second gas family (according to EN437:2009-09) including the special gases without the Sardinia gas (=propane-air mixture). These gases have methane as a base and are mixed with inert gases or smaller amounts of other fuel gases. If gases are changed within this group and the air ratio λ remains constant by adjusting the fuel supply B , the individual, scalar fuel parameter h = for these gases marked with 24 is 3.55 MJ m 3 , 0 % , + 2 %
Figure imgb0026
. Thus, for these gases, after adjusting the air ratio λ in the burner system, the actual value P of the output of the burner device 1 fluctuates within a range of less than 2 percent.

Die in FIG 7 mit 26 markierten Gase sind Gase der dritten Gasfamilie (nach EN437:2009-09) diese haben einen Brennstoffparameter von h = 3,73 MJ m 3 , 0 % , + 4,5 %

Figure imgb0027
. Der Fehler gegenüber den mit 24 bezeichneten Gasen ist kleiner 8 Prozent. Trägt man diesen Fehler, braucht zwischen derIn the FIG 7 Gases marked with 26 are gases of the third gas family (according to EN437:2009-09) these have a fuel parameter of h = 3.73 MJ m 3 , 0 % , + 4.5 %
Figure imgb0027
The error compared to the gases marked 24 is less than 8 percent. If this error is taken into account, then between the

Gasgruppe 24 und der Gasgruppe 26 keine Leistungskorrektur vorgenommen zu werden. Da aber normalerweise bekannt ist, ob Flüssiggas (= Gase der dritten Familie) anliegt, kann die Korrektur manuell vorgenommen werden, indem der einzelne, skalare Brennstoffparameter h = 3,73 MJ m 3

Figure imgb0028
eingegeben wird.Gas group 24 and gas group 26, no power correction is required. However, since it is usually known whether liquid gas (= gases of the third family) is present, the correction can be made manually by changing the individual, scalar fuel parameter H = 3.73 MJ m 3
Figure imgb0028
is entered.

Die in FIG 7 mit 25, 27, 28 und 29 bezeichneten Gase bilden weitere Sondergasgruppen (Sardinien-Gas, Prozess-Gase). Es ist jeweils bekannt, wenn diese Gase anliegen und die jeweiligen Werte des Brennstoffparameters h können direkt eingegeben werden, damit die Leistungskorrektur vorgenommen werden kann. Die Fehler liegen dann beispielsweise bei weniger als 5,1 Prozent.In the FIG 7 Gases designated 25, 27, 28 and 29 form further special gas groups (Sardinia gas, process gases). It is known when these gases are present and the respective values of the fuel parameter h can be entered directly so that the performance correction can be made. The errors are then less than 5.1 percent, for example.

Bei dem in FIG 7 mit 30 bezeichneten Gas handelt es sich um reinen Wasserstoff mit h = 4,22 MJ m 3

Figure imgb0029
. In the FIG 7 The gas designated 30 is pure hydrogen with H = 4.22 MJ m 3
Figure imgb0029
.

Wie schon oben erwähnt, muss bei Wechsel innerhalb einer Gasgruppe im Rahmen der angegebenen Genauigkeit keine Leistungskorrektur vorgenommen werden. Bei Wechsel von Gasgruppe zu Gasgruppe ist bekannt, welche Gasgruppe anliegt. Die Korrektur kann über Änderung von h manuell erfolgen.As already mentioned above, when changing within a gas group, no power correction is required within the specified accuracy. When changing from gas group to gas group, it is known which gas group is present. The correction can be made manually by changing h.

Bisweilen kommen die verschiedenen Gase oder Gase aus Gasgruppen aus verschiedenen Brennstoffzufuhrleitungen und die Absperrventile der jeweiligen Brennstoffzufuhrleitungen werden ab und zugeschaltet. Dann kann mit dem Umschalten der Brennstoffzufuhr B auch der Gasparameter gewechselt werden. Mithin kann die Leistung oder die Brennermodulation angepasst werden.Sometimes the different gases or gases from gas groups come from different fuel supply lines and the shut-off valves of the respective fuel supply lines are switched on and off. Then the gas parameter can also be changed by switching the fuel supply B. The power or the burner modulation can therefore be adjusted.

Als Brennstoffe sind beispielsweise bekannt:

  • Erdgas aus dem Versorgungsnetz,
  • Flüssiggas,
  • Gas auf Sardinien,
  • Prozessgase mit bekannter Zusammensetzung (erste Gasfamilie),
  • Flüssige Brennstoffe, wie Heizöl EL etc.,
  • Mischungen umfassend Wasserstoff und
  • reiner Wasserstoff.
Examples of known fuels include:
  • Natural gas from the supply network,
  • LPG,
  • Gas in Sardinia,
  • Process gases with known composition (first gas family),
  • Liquid fuels, such as heating oil EL etc.,
  • Mixtures comprising hydrogen and
  • pure hydrogen.

Weil die Zusammensetzungen jeweils bekannt sind, ist auch jeweils der einzelne, skalare Brennstoffparameter h bekannt.Because the compositions are known, the individual scalar fuel parameter h is also known.

Wenn man die Sondergasgruppen 15, 27, 28, 29 ausnimmt, bei denen bekannt ist, wann sie anliegen, kann man die Leistungskorrektur auch weiter automatisieren. Dazu berechnet man mit dem durch die Regelung ermittelten Faktor k den neuen Mindestluftbedarf L min = L min 0 k

Figure imgb0030
gegenüber einem Referenzgas. Für die Ermittlung des Faktors k muss die Gaszufuhr G0 für ein Referenzgas (mit Lmin0 ) in Abhängigkeit der Stellung des mindestens einen Brennstoffaktors 9 oder ein lineares Äquivalent zu G0 bekannt sein. Solches ist in FIG 6 dargestellt. Der Faktor k kann dabei durch eine Regelung mit einer O2-Sonde, mit einer Ionisationssonde oder einem anderen, äquivalent wirkenden Sensor ermittelt werden. Zur Veranschaulichung dieser Vorgehensweise dient FIG 8.If you exclude the special gas groups 15, 27, 28, 29, for which it is known when they are present, you can also continue to correct the power To do this, the new minimum air requirement is calculated using the factor k determined by the control system. L min = L min 0 k
Figure imgb0030
compared to a reference gas. To determine the factor k, the gas supply G 0 for a reference gas (with L min0 ) depending on the position of at least one fuel actuator 9 or a linear equivalent to G 0 must be known. This is shown in FIG 6 The factor k can be determined by a control with an O 2 sensor, an ionization sensor or another equivalent sensor. To illustrate this procedure, FIG 8 .

Ist der Wert 22 von Lmin grösser als die Schwelle 31, so handelt es sich um Flüssiggas mit dem Wert h = 3,73 MJ m 3

Figure imgb0031
. Zwischen der Schwelle 31 und der Schwelle 32 kann das Gas als Methangas mit Beimischungen interpretiert werden. Solches gilt im Wesentlichen für die Gase der zweiten Gasfamilie aus dem Versorgungsnetz. Es wird hier der Wert h = 3,55 MJ m 3
Figure imgb0032
verwendet. Unterhalb der Schwelle 32 wird das Gas als Wasserstoff-Methangas-Gemisch interpretiert. Das Mischungsverhältnis in FIG 8 ändert sich dort gemäss einer Kennlinie entlang der mit 30 gezeichneten Punkte mit der Zusammensetzung und damit mit Lmin. Mit dem Mischungsverhältnis der Gase und/oder Brennstoffe kann so die Funktion des Brennstoffparameters h über Lmin angegeben werden. Da bei Wasserstoff mit einem Gasparameter von h = 4,22 MJ m 3
Figure imgb0033
die Abweichung gegenüber Methan mit h = 3,55 MJ m 3
Figure imgb0034
relativ gross ist, gibt es ein besonderes Interesse an der Detektion des H2-Gehalts im Methan über einen λ-geregelten Brenner. Mit der angegebenen Methode können bei vorgegebener Luftzahl λ für Wasserstoff und beispielsweise Methan sowohl die Luftzahl als auch die Leistung einer Brennereinheit automatisch bestimmt und für die Regeleinheiten zur Verfügung gestellt werden.If the value 22 of L min is greater than the threshold 31, the gas is liquefied petroleum gas with the value H = 3.73 MJ m 3
Figure imgb0031
Between threshold 31 and threshold 32, the gas can be interpreted as methane gas with admixtures. This applies essentially to the gases of the second gas family from the supply network. The value H = 3.55 MJ m 3
Figure imgb0032
Below threshold 32, the gas is interpreted as a hydrogen-methane gas mixture. The mixing ratio in FIG 8 changes there according to a characteristic curve along the points marked with 30 with the composition and thus with L min . With the mixing ratio of the gases and/or fuels, the function of the fuel parameter h over L min can be specified. Since hydrogen has a gas parameter of H = 4.22 MJ m 3
Figure imgb0033
the deviation from methane with H = 3.55 MJ m 3
Figure imgb0034
is relatively large, there is a particular interest in detecting the H2 content in methane using a λ-controlled burner. With the specified method, both the air ratio and the output of a burner unit can be determined automatically for a given air ratio λ for hydrogen and, for example, methane and made available to the control units.

Für die bekannten Prozessgase und auch andere, beispielsweise flüssige, Brennstoffe wird angenommen, dass diese nicht im allgemeinen Versorgungsnetz auftreten können. Für sie wird der einzelne, skalare Brennstoffparameter h direkt und/oder manuell in die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 eingegeben, wenn die jeweiligen Brennstoffe eingespeist werden.For the known process gases and also other fuels, such as liquid fuels, it is assumed that these cannot occur in the general supply network. For them, the individual, scalar fuel parameter h is entered directly and/or manually into the regulating and/or control and/or monitoring device 13 when the respective fuels are fed in.

Mit dem aktuell bestimmten Ist-Wert Pist der Leistung der Brennereinrichtung 1 kann ein Leistungsregler direkt in einem geschlossenen Regelkreis betrieben werden. Der Ist-Wert Pist der Leistung der Brennereinrichtung 1 kann auf einen vorgegebenen Sollwert Psoll der Leistung der Brennereinrichtung 1 ausgeregelt werden.With the currently determined actual value P is the output of the burner device 1, a power controller can be operated directly in a closed control loop. The actual value P is the output of the burner device 1 The output of the burner device 1 can be regulated to a predetermined setpoint P soll .

Der Leistungssollwert kann von einer übergeordneten Temperaturregeleinheit erzeugt werden. Er kann auch direkt als Sollwert von einer Bedieneinheit und/oder einer Einheit zur Erwärmung eines Gutes und/oder bei Verbrennung eines anliegenden Restbrennstoffs aus einem chemischen Prozess dem Leistungsregler vorgegeben werden.The power setpoint can be generated by a higher-level temperature control unit. It can also be specified directly to the power controller as a setpoint by an operating unit and/or a unit for heating a product and/or when burning residual fuel from a chemical process.

Wegen P ist = h λ V ˙ L = H u L min V ˙ L λ = H u V ˙ B

Figure imgb0035
werden für die maximale Leistung Pmax der Brennereinrichtung 1 die maximale Brennstoffzufuhr Bmax und für die minimale Leistung Pmin der Brennereinrichtung 1 die minimale Brennstoffzufuhr Bmin implizit angepasst. Äquivalent können Bmax und/oder Bmin berechnet und für den jeweiligen Brennstoff nach oben und/oder unten auf diese errechneten Werte (direkt) begrenzt werden. Auf jeden Fall ist damit sichergestellt, dass die Brennereinrichtung nicht ausserhalb des vorgesehenen Leistungsbereichs betrieben wird.Because of P is = H λ V ˙ L = H u L min V ˙ L λ = H u V ˙ B
Figure imgb0035
the maximum fuel supply Bmax is implicitly adjusted for the maximum output P max of the burner device 1 and the minimum fuel supply Bmin is implicitly adjusted for the minimum output P min of the burner device 1. Equivalently, Bmax and/or Bmin can be calculated and limited (directly) to these calculated values for the respective fuel, upwards and/or downwards. In any case, this ensures that the burner device is not operated outside the intended output range.

Aus dem ermittelten Ist-Wert Pist der Leistung der Brennereinrichtung 1 kann leicht der Energieumsatz berechnet werden, indem der Ist-Wert Pist der Leistung der Brennereinrichtung 1 über die Zeit integriert wird. So kann auch bei wechselnden Brennstoffen der Energieumsatz berechnet werden.The energy conversion can easily be calculated from the determined actual value P of the output of the burner device 1 by integrating the actual value P of the output of the burner device 1 over time. In this way, the energy conversion can also be calculated with changing fuels.

Wenn bekannt ist, wann der Brennstoff umgeschaltet wird, kann der Energieumsatz für die einzelnen Brennstoffe berechnet werden. Bei automatischer Erkennung des Brennstoffparameters h kann über den Wechsel von h die Umschaltung detektiert werden.If it is known when the fuel is switched, the energy conversion for the individual fuels can be calculated. If the fuel parameter h is automatically recognized, the switchover can be detected via the change in h.

Ist der Energieumsatz bekannt, so können die Energiekosten direkt ermittelt werden, sofern die Kosten pro Energieeinheit bekannt sind. Sind die Kosten für einzelne Brennstoffe unterschiedlich, so kann dies wie oben beschrieben detektiert werden. Mithin können die Kosten für den Verbrauch der einzelnen Brennstoffe berechnet werden.If the energy turnover is known, the energy costs can be determined directly, provided the costs per unit of energy are known. If the costs for individual fuels are different, this can be detected as described above. The costs for the consumption of the individual fuels can therefore be calculated.

Teile einer Regeleinheit und/oder eines Verfahrens gemäss der vorliegenden Offenbarung können als Hardware und/oder als Softwaremodul, welches von einer Recheneinheit gegebenenfalls unter Hinzunahme von Containervirtualisierung ausgeführt wird, und/oder anhand eines Cloud-Rechners und/oder anhand einer Kombination der vorgenannten Möglichkeiten realisiert werden. Die Software mag eine Firmware und/oder einen Hardware-Treiber, der innerhalb eines Betriebssystems ausgeführt wird und/oder eine Container-Virtualisierung und/oder ein Anwendungsprogramm umfassen. Die vorliegende Offenbarung bezieht sich also auch auf ein Rechnerprogrammprodukt, welches die Merkmale dieser Offenbarung enthält und/oder die erforderlichen Schritte ausführt. Bei Realisierung als Software können die beschriebenen Funktionen gespeichert werden als eine oder mehrere Befehle auf einem Rechner-lesbaren Medium. Einige Beispiele Rechner-lesbarer Medien schliessen Arbeitsspeicher (RAM) und/oder magnetischen Arbeitsspeicher (MRAM) und/oder ausschliesslich lesbaren Speicher (ROM) und/oder Flash-Speicher und/oder elektronisch programmierbares ROM (EPROM) und/oder elektronisch programmierbares und löschbares ROM (EEPROM) und/oder Register einer Recheneinheit und/oder eine Festplatte und/oder eine auswechselbare Speichereinheit und/oder einen optischen Speicher und/oder jegliches geeignete Medium ein, auf welches durch einen Rechner oder durch andere IT-Vorrichtungen und Anwendungen zugegriffen werden kann.Parts of a control unit and/or a method according to the present disclosure can be implemented as hardware and/or as a software module, which is executed by a computing unit, possibly with the addition of container virtualization, and/or using a cloud computer and/or using a combination of the aforementioned possibilities. The software may be a firmware and/or a Hardware driver that runs within an operating system and/or a container virtualization and/or an application program. The present disclosure thus also relates to a computer program product that includes the features of this disclosure and/or performs the required steps. When implemented as software, the described functions can be stored as one or more instructions on a computer-readable medium. Some examples of computer-readable media include random access memory (RAM) and/or magnetic random access memory (MRAM) and/or read-only memory (ROM) and/or flash memory and/or electronically programmable ROM (EPROM) and/or electronically programmable and erasable ROM (EEPROM) and/or registers of a computing unit and/or a hard disk and/or a removable storage unit and/or an optical storage and/or any suitable medium that can be accessed by a computer or by other IT devices and applications.

Mit anderen Worten, die vorliegende Erfindung lehrt ein Verfahren zur Regelung einer Brennereinrichtung nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Die vorliegende Erfindung lehrt zudem ein entsprechendes Computerprogrammprodukt nach Anspruch 6 und ein entsprechendes nicht-flüchtiges computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 7.In other words, the present invention teaches a method for controlling a burner device according to claim 1. Preferred embodiments are defined in the dependent claims. The present invention also teaches a corresponding computer program product according to claim 6 and a corresponding non-volatile computer-readable storage medium according to claim 7.

Das Genannte bezieht sich auf einzelne Ausführungsformen der Offenbarung. Verschiedene Änderungen an den Ausführungsformen können vorgenommen werden, ohne von der zu Grunde liegenden Idee abzuweichen und ohne den Rahmen dieser Offenbarung zu verlassen. Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist definiert über deren Ansprüche. Es können verschiedenste Änderungen vorgenommen werden, ohne den Schutzbereich der folgenden Ansprüche zu verlassen.The above relates to individual embodiments of the disclosure. Various changes can be made to the embodiments without departing from the underlying idea and without departing from the scope of this disclosure. The subject matter of the present invention is defined by its claims. Various changes can be made without departing from the scope of the following claims.

BezugszeichenReference symbols

  • 1: Brennereinrichtung1: Burner device
  • 2: Feuerraum2: Firebox
  • 3: Gebläse mit (optional) veränderlicher Drehzahl3: Fan with (optional) variable speed
  • 4: Luftklappe mit Stell-Antrieb4: Air damper with actuator
  • 5: Verbrennungsluft5: Combustion air
  • 6: Brennstoff für Verbrennung bzw. Brennstoffzufuhrkanal6: Fuel for combustion or fuel supply channel
  • 7: Sicherheitsabsperrventil7: Safety shut-off valve
  • 8: Sicherheitsabsperrventil8: Safety shut-off valve
  • 9: Brennstoffaktor mit Stellantrieb zur Veränderung der Brennstoffzufuhr9: Fuel actuator with actuator for changing the fuel supply
  • 10: Abgas10: Exhaust
  • 11: Luftzufuhrkanal11: Air supply duct
  • 12: Sensor zur Erfassung der Luftzufuhr (Luftmassenstrom / Drehzahl etc.)12: Sensor for detecting the air supply (air mass flow / speed etc.)
  • 13: Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung13: Control and/or monitoring device
  • 14: Steuersignal für Luftklappe (Stellwinkel)14: Control signal for air flap (setting angle)
  • 15: Ansteuersignal für Gebläsedrehzahl (optional)15: Control signal for fan speed (optional)
  • 16: Messsignal vom Luftzufuhrsensor16: Measuring signal from the air supply sensor
  • 17: Auf-/Zu-Signal für Sicherheitsabsperrventil17: Open/close signal for safety shut-off valve
  • 18: Auf-/Zu-Signal für Sicherheitsabsperrventil18: Open/close signal for safety shut-off valve
  • 19: Steuersignal für Brennstoffaktor (beispielsweise Stellwinkel / SchrittStellung)19: Control signal for fuel actuator (e.g. setting angle / step position)
  • 20: Sensor zur Erfassung der Luftzahl λ (O2-Sensor / Ionisationselektrode etc.)20: Sensor for measuring the air ratio λ (O 2 sensor / ionization electrode etc.)
  • 21: Messignal vom Luftzahlsensor zur Erfassung der Luftzahl21: Measuring signal from the air ratio sensor for recording the air ratio
  • 22: Mindestluft-Bedarf für jeweiligen Brennstoff22: Minimum air requirement for each fuel
  • 23: einzelner, skalarer Brennstoffparameter h = Hu /Lmin 23: single, scalar fuel parameter h = H u / L min
  • 24: verschiedene Gase der zweiten Gasfamilie einschliesslich von Sondergasen (Gasmischungen mit Methan als Basis-Gas)24: various gases of the second gas family including special gases (gas mixtures with methane as base gas)
  • 25: spezielles Sondergas der zweiten Gasfamilie (hier Propan-Luft-Gemisch)25: special gas of the second gas family (here propane-air mixture)
  • 26: verschiedene Gase der dritten Gasfamilie (Propan-Mischungen)26: various gases of the third gas family (propane mixtures)
  • 27: spezielles Sondergas der ersten Gasfamilie27: special gas of the first gas family
  • 28: spezielles Sondergas der ersten Gasfamilie28: special gas of the first gas family
  • 29: spezielles Sondergas der ersten Gasfamilie29: special gas of the first gas family
  • 30: Wasserstoff und Methan-Wasserstoff-Mischungen30: Hydrogen and methane-hydrogen mixtures
  • 31: Grenzwert des Mindestluftbedarfes Lmin der Gase zwischen zweiter und dritter Gasfamilie31: Limit value of the minimum air requirement L min of the gases between the second and third gas families
  • 32: Grenzwert des Mindestluftbedarfes Lmin der Gase zwischen zweiter Gasfamilie und Methan-Wasserstoff-Mischungen32: Limit value of the minimum air requirement L min of the gases between the second gas family and methane-hydrogen mixtures

Claims (7)

  1. Method for controlling a burner facility (1), the burner facility (1) comprising a combustion chamber (2), an air supply duct (11) that leads to the combustion chamber (2) and comprises at least one air actuator (3, 4) that is embodied so as to adjust a value of an air supply L through the air supply duct (11), and a fuel supply duct (6) that leads to the combustion chamber (2) and comprises at least one fuel actuator (9) that is embodied so as to adjust a value of a fuel supply B through the fuel supply duct (6), the burner facility (1) comprising at least one air ratio sensor (20) and a open-loop control and/or closed-loop control and/or monitoring unit (13) comprising a memory in which is stored at least one characteristic value (31, 32) comprising a minimum air requirement, the method comprising the steps:
    recording at least one air ratio signal (21) by way of the at least one air ratio sensor (20) and processing the at least one air ratio signal (21) to form a value of an air ratio λ;
    recording at least one air supply signal (14 - 16) that is a measurement for a value of the air supply L through the air supply duct (11) to the combustion chamber (2), said value being adjusted with the aid of the at least one air actuator (3, 4), and processing the at least one air supply signal (14 - 16) to form a value of an air supply L ;
    recording at least one fuel supply signal (17 - 19) that is a measurement for a value of a fuel supply B through the fuel supply duct (6) to the combustion chamber (2), said value being adjusted with the aid of the at least one fuel actuator (9), and processing the at least one fuel supply signal (17 - 19) to form a value of a fuel supply B ;
    calculating a minimum air requirement (22) as a function of the value of the air supply L and as a function of the value of the fuel supply B and as a function of the value of the air ratio λ;
    comparing the calculated minimum air requirement (22) with the minimum air requirement of the at least one characteristic value (31, 32) that is stored in the memory of the open-loop control and/or closed-loop control and/or monitoring unit (13);
    allocating a fuel group from the comparison of the calculated minimum air requirement (22) with the minimum air requirement of the at least one characteristic value (31, 32) that is stored in the memory of the open-loop control and/or closed-loop control and/or monitoring unit (13);
    providing the individual scalar fuel parameter h as a function of the allocated fuel group;
    measuring and/or predetermining a value of an air supply L through the air supply duct (11);
    measuring and/or predetermining a value of an air ratio λ;
    calculating an actual value Pactual of a power output of the burner facility (1) from the measured and/or predetermined value of the air supply L, the measured and/or predetermined value of the air ratio λ and the individual scalar fuel parameter h in accordance with P ist = h λ V ˙ L
    Figure imgb0039
    ; and
    controlling the burner facility (1) with the aid of the at least one fuel actuator (9) and preferably of the at least one air actuator (3, 4) in dependence upon the actual value Pactual of the power output of the burner facility (1) and in dependence upon a target value Ptarget of the power output of the burner facility (1) until the target value Ptarget of the power output of the burner facility (1) is achieved.
  2. The method according to claim 1, wherein the air supply duct (11) leads directly to the combustion chamber (2) and the fuel supply duct (6) leads directly to the combustion chamber (2) .
  3. The method according to claim 1, wherein the air supply duct (11) and the fuel supply duct (6) issue upstream of the combustion chamber (2) into a common mixture feed that leads to the combustion chamber (2).
  4. The method according to one of claims 1 to 3,
    wherein the at least one characteristic value (31, 32) that is stored in the memory of the open-loop control and/or closed-loop control and/or monitoring unit (13) comprises the minimum air requirement in the form of a limit value (31, 32);
    wherein the limit value (31, 32) delimits values of the minimum air requirement of a first and a second fuel group from one another; and
    wherein the method comprises the step:
    allocating the calculated minimum air requirement (22) to the first or to the second fuel group with the aid of the limit value (31, 32) of the at least one characteristic value (31, 32) that is stored in the open-loop control and/or closed-loop control and/or monitoring unit (13).
  5. The method according to one of claims 1 to 4,
    wherein the step of calculating the minimum air requirement as a function of the value of the air supply L and as a function of the value of the fuel supply B and as a function of the value of the air ratio λ comprises the step;
    calculating the minimum air requirement as a quotient from the value of the air supply L and a product from the value of the fuel supply B and from the value of the air ratio λ.
  6. Computer program product comprising commands that in the case of implementing the program by a open-loop control and/or closed-loop control and/or monitoring unit (13) for a burner facility (1), the burner facility (1) comprising a combustion chamber (2), an air supply duct (11) that leads to the combustion chamber (2) and comprises at least one air actuator (3, 4) that is embodied so as to adjust a value of an air supply L through the air supply duct (11), and a fuel supply duct (6) that leads to the combustion chamber (2) and comprises at least one fuel actuator (9) that is embodied so as to adjust a value of a fuel supply B through the fuel supply duct (6), the burner facility (1) comprising at least one air ratio sensor (20) and a open-loop control and/or closed-loop control and/or monitoring unit (13) comprising a memory in which is stored at least one characteristic value (31, 32) comprising a minimum air requirement, cause the open-loop control and/or closed-loop control and/or monitoring unit (13):
    to record at least one air ratio signal (21) by way of the at least one air ratio sensor (20) and processing the at least one air ratio signal (21) to form a value of an air ratio λ;
    to record at least one air supply signal (14 - 16) that is a measurement for a value of the air supply L through the air supply duct (11) to the combustion chamber (2), said value being adjusted with the aid of the at least one air actuator (3, 4), and to process the at least one air supply signal (14 - 16) to form a value of an air supply L ;
    to record at least one fuel supply signal (17 - 19) that is a measurement for a value of a fuel supply B through the fuel supply duct (6) to the combustion chamber (2), said value being adjusted with the aid of the at least one fuel actuator (9), and to process the at least one fuel supply signal (17 - 19) to form a value of a fuel supply B ;
    to calculate a minimum air requirement (22) as a function of the value of the air supply L and as a function of the value of the fuel supply B and as a function of the value of the air ratio λ;
    to compare the calculated minimum air requirement (22) with the minimum air requirement of the at least one characteristic value (31, 32) that is stored in the memory of the open-loop control and/or closed-loop control and/or monitoring unit (13);
    to allocate a fuel group from the comparison of the calculated minimum air requirement (22) with the minimum air requirement of the at least one characteristic value (31, 32) that is stored in the memory of the open-loop control and/or closed-loop control and/or monitoring unit (13); and
    to provide the individual scalar fuel parameter h as a function of the allocated fuel group;
    to calculate an actual value Pactual of a power output of the burner facility (1) from a measured and/or predetermined value of the air supply VL, a measured and/or predetermined value of the air ratio λ and an individual scalar fuel parameter h in accordance with P ist = h λ V ˙ L
    Figure imgb0040
    ; and
    to control the burner facility (1) with the aid of the at least one fuel actuator (9) and preferably of the at least one air actuator (3, 4) in dependence upon the actual value Pactual of the power output of the burner facility (1) and in dependence upon a target value Ptarget of the power output of the burner facility (1) until the target value Ptarget of the power output of the burner facility (1) is achieved.
  7. Non-volatile computer-readable memory storage medium that stores a set of commands for implementation by at least one open-loop control and/or closed-loop control and/or monitoring unit (13) for a burner facility (1), the burner facility (1) comprising a combustion chamber (2), an air supply duct (11) that leads to the combustion chamber (2) and comprises at least one air actuator (3, 4) that is embodied so as to adjust a value of an air supply L through the air supply duct (11), and a fuel supply duct (6) that leads to the combustion chamber (2) and comprises at least one fuel actuator (9) that is embodied so as to adjust a value of a fuel supply B through the fuel supply duct (6), the burner facility (1) comprising at least one air ratio sensor (20) and a open-loop control and/or closed-loop control and/or monitoring unit (13) comprising a memory in which is stored at least one characteristic value (31, 32) comprising a minimum air requirement, wherein the set of commands, if it is implemented by the open-loop control and/or closed-loop control and/or monitoring unit (13):
    records at least one air ratio signal (21) by way of the at least one air ratio sensor (20) and processes the at least one air ratio signal (21) to form a value of an air ratio λ;
    records at least one air supply signal (14 - 16) that is a measurement for a value of the air supply L through the air supply duct (11) to the combustion chamber (2), said value being adjusted with the aid of the at least one air actuator (3, 4), and processes the at least one air supply signal (14 - 16) to form a value of an air supply L ;
    records at least one fuel supply signal (17 - 19) that is a measurement for a value of a fuel supply B through the fuel supply duct (6) to the combustion chamber (2), said value being adjusted with the aid of the at least one fuel actuator (9), and to process the at least one fuel supply signal (17 - 19) to form a value of a fuel supply B ;
    calculates a minimum air requirement (22) as a function of the value of the air supply L and as a function of the value of the fuel supply B and as a function of the value of the air ratio λ;
    compares the calculated minimum air requirement (22) with the minimum air requirement of the at least one characteristic value (31, 32) that is stored in the memory of the open-loop control and/or closed-loop control and/or monitoring unit (13);
    allocates a fuel group from the comparison of the calculated minimum air requirement (22) with the minimum air requirement of the at least one characteristic value (31, 32) that is stored in the memory of the open-loop control and/or closed-loop control and/or monitoring unit (13); and
    provides an individual scalar fuel parameter h as a function of the allocated fuel group;
    calculates an actual value Pactual of a power output of the burner facility (1) from a measured and/or predetermined value of the air supply L, a measured and/or predetermined value of the air ratio λ and an individual scalar fuel parameter h in accordance with P ist = h λ V ˙ L
    Figure imgb0041
    ; and
    controls the burner facility (1) with the aid of the at least one fuel actuator (9) and preferably of the at least one air actuator (3, 4) in dependence upon the actual value Pactual of the power output of the burner facility (1) and in dependence upon a target value Ptarget of the power output of the burner facility (1) until the target value Ptarget of the power output of the burner facility (1) is achieved.
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