EP4617567A1

EP4617567A1 - Verfahren und system zum betreiben eines gasbrenners für den industriellen einsatz mit mindestens zwei brenngasen

Info

Publication number: EP4617567A1
Application number: EP25157669.0A
Authority: EP
Inventors: Jan Philip Kölven
Original assignee: LOI Thermprocess GmbH
Current assignee: LOI Thermprocess GmbH
Priority date: 2024-03-12
Filing date: 2025-02-13
Publication date: 2025-09-17
Also published as: DE102024107073B3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von mindestens einem Gasbrenner für den industriellen Einsatz mit mindestens zwei Brenngasen, die mittels einer ersten Brenngasleitung (1a) und mindestens einer weiteren Brenngasleitung (1b, 2c) einer Mischeinheit (3) zum Erzeugen eines Brenngasgemisches zugeführt werden, wobei die Anteile der Brenngase am Brenngasgemisch vorgegeben werden, mit zumindest den folgenden Verfahrensschritten:
- Bestimmen des Brenngases mit dem größten Anteil als Führungsgas und des mindestens einen weiteren Brenngases als Folgegas mittels einer Steuer-/Regelungseinheit (6),
- Regeln des Drucks des Führungsgases, wobei der Sollwert (p_2G) des Drucks des Führungsgases in Abhängigkeit von der gewünschten Heizleistung vorgegeben wird,
- Regeln des Drucks des Folgegases, wobei der Sollwert des Drucks des Folgegases um eine vorgegebene Druckdifferenz höher ist als der Sollwert (p_2G) des Drucks des Führungsgases,
- Leiten des Folgegases zu einem Regelventil (11, 11') und Regeln des Volumenstroms, wobei der Sollwert des Volumenstroms des Folgegases in Abhängigkeit von dem Anteil des Folgegases am Brenngasgemisch bestimmt wird,
- Zuführen von Verbrennungsluft zu dem Gasbrenner (5) mittels eines Gebläses (19), wobei der Volumenstrom der Verbrennungsluft geregelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Betreiben von mindestens einem Gasbrenner für den industriellen Einsatz mit mindestens zwei Brenngasen, die mittels einer ersten Brenngasleitung und mindestens einer weiteren Brenngasleitung einer Mischeinheit zum Erzeugen eines Brenngasgemisches zugeführt werden, welches dem Gasbrenner bereitgestellt wird, wobei die Anteile der Brenngase am Brenngasgemisch vorgegeben oder ermittelt werden. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein entsprechendes System.
In der Industrie wird Prozesswärme für unterschiedliche Fertigungsprozesse benötigt. Ein wichtiges Einsatzgebiet für Gasbrenner zur Erzeugung von Prozesswärme ist die Wärmebehandlung von Metallen, insbesondere von Stahlerzeugnissen in Industrieofenanlagen. Die Stahlerzeugnisse werden kontrolliert erwärmt bzw. erhitzt und anschließend abgekühlt, um die Werkstoffeigenschaften zu verändern. Häufige Wärmebehandlungen sind z. B. Glühen, Anlassen und Härten. Weil die Temperaturen bei Wärmebehandlungen in der Regel relativ hoch sind, sind Wärmebehandlungsprozesse energieintensiv.
Gasbrenner für den industriellen Einsatz werden derzeit primär mit Erdgas betrieben. Dies ist auf die relativ niedrigen Kosten für Erdgas in der Vergangenheit zurückzuführen. Allerdings sind aktuell die Beschaffungskosten für Erdgas auf einem hohen Niveau. Zudem trägt die Verwendung von Erdgas zu einem Anstieg der Treibhausgasemissionen in der Atmosphäre bei und führt zu Luftverschmutzungen.
Neben der verstärkten Nutzung von elektrischen Heizquellen für industrielle Prozesse gewinnen alternative Brenngase anstelle von Erdgas immer mehr an Bedeutung. Diese können beispielsweise Brenngas aus biogenen Stoffen wie Biogas, Bioerdgas bzw. Biomethan oder Wasserstoff sein.
Vor allem Wasserstoff bietet sich als teilweiser oder vollständiger Ersatz für Erdgas an, weil er eine kohlenstofffreie Verbrennung ermöglicht, die keine Auswirkungen auf die Treibhausgasemissionen hat. Aus ökologischer Sicht ist Wasserstoff ein idealer Brennstoff.
Die Elektrolyse von Wasser stellt eine nahezu unerschöpfliche Energiequelle dar, erfordert jedoch den Einsatz elektrischer Energie, die primär aus erneuerbaren Quellen wie Windenergie und Solarenergie erzeugt werden soll. Allerdings schwanken die Erzeugung und Bereitstellung von Wasserstoff in Abhängigkeit von den Witterungsverhältnissen. Ferner ist der Aufbau einer Wasserstoffverteilungsinfrastruktur derzeit noch in einer frühen Phase, so dass Wasserstoff für eine Übergangszeit als Brennstoff für industrielle Anwendungen nur in stark schwankenden Mengen zur Verfügung steht.
Wasserstoff kann dem Erdgas in den bestehenden Erdgasnetzen als Zusatzgas beigemischt werden. Eine technische Norm beschränkt derzeit die Einspeisemenge auf 10 Vol.%, weil Wasserstoff in seinen physikalischen und chemischen Eigenschaften von Erdgas abweicht.
Aus industrieller Sicht besteht das Interesse, Erdgas zur Erzeugung von Prozesswärme in einem möglichst hohen Maße zeitlich flexibel durch mindestens ein anderes Brenngas, insbesondere Wasserstoff zu ersetzen. Dazu ist es erforderlich, dass der mindestens eine Gasbrenner zeitgleich mit mindestens zwei unterschiedlichen Brenngasen, in der Regel mit unterschiedlichen Heizwerten betrieben werden kann. Ferner wird angestrebt, dass die Anteile der Brenngase am Brenngasgemisch beliebig veränderbar sind.
Zudem muss für industrielle Heizungszwecke die Heizleistung, konstant sein. Es muss gewährleistet sein, dass bei einer Änderung der Anteile der Brenngase am Brenngasgemisch die Heizleistung konstant bleibt.
Schwankungen des Drucks des Brenngasgemisches, welches am Gasbrenner ansteht, können zu einer unvollständigen Verbrennung oder zu einer Fehlzündung des Gasbrenners führen.
Bei dem Betrieb eines oder mehrerer Gasbrenner auf einer Leistungsstufe, wobei einzelne Gasbrenner oder Brennergruppen ein- oder ausgeschaltet werden, kann sich der erforderliche Gesamtdurchfluss sehr schnell ändern, was zu Schwierigkeiten bei der Regelung führt.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren zum Betreiben von mindestens einem Gasbrenner für industrielle Zwecke mit mindestens zwei Brenngasen zu schaffen, welches die beschriebenen Nachteile vermeidet und welches die zuvor beschriebenen Anforderungen erfüllt, insbesondere dass bei einer Änderung der Anteile der Brenngase am Brenngasgemisch die Heizleistung konstant bleibt.
Ein weiterer Aspekt der Aufgabe ist, dass die Anteile der Brenngase am Brenngasgemisch beliebig veränderbar sind.
Ferner besteht die Aufgabe darin, ein entsprechendes System bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Das Verfahren zum Betreiben von mindestens einem Gasbrenner für den industriellen Einsatz mit mindestens zwei Brenngasen weist erfindungsgemäß die folgenden Schritte auf:
Die Brenngase werden mittels einer ersten Brenngasleitung und mindestens einer weiteren Brenngasleitungen einer Mischeinheit zum Erzeugen eines Brenngasgemisches zugeführt, welches dem Gasbrenner bereitgestellt wird, wobei die Anteile der Brenngase am Brenngasgemisch vorgegeben werden. Vorzugsweise werden die volumetrischen Anteile der Brenngase am Brenngasgemisch vorgegeben.
Mittels einer Steuer-und Regelungseinheit werden das Brenngas mit dem größten Anteil als Führungsgas und das mindestens eine weitere Brenngas als Folgegas bestimmt bzw. festgelegt.
Der Druck des Führungsgases wird mittels einer Druckregeleinheit geregelt, wobei der Sollwert des Drucks des Führungsgases in Abhängigkeit von der gewünschten Heizleistung mittels der Steuer-/Regelungseinheit vorgegeben wird.
Der Druck des Folgegases wird mittels einer Druckregeleinheit geregelt, wobei der Sollwert des Drucks des Folgegases um eine vorgegebene Druckdifferenz höher ist als der Sollwert des Drucks des Führungsgases.
Das Folgegas wird zu einem Regelventil geleitet und der Volumenstrom des Folgegases geregelt, wobei der Sollwert des Volumenstroms des Folgegases in Abhängigkeit von dem Volumenanteil des Folgegases am Brenngasgemisch bestimmt wird.
Dem Gasbrenner wird Verbrennungsluft mittels eines Gebläses zugeführt, wobei der Volumenstrom der Verbrennungsluft geregelt wird und wobei der Sollwert des Volumenstroms in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Verbrennungsluftverhältnis, d.h. der Luftzahl λ (Lambda) und den vorgegebenen Anteilen der Brenngase am Brenngasgemisch bestimmt wird.
Der Mischeinheit werden das erste Brenngas und mindestens ein weiteres Brenngas getrennt voneinander zeitgleich zum Erzeugen eines Brenngasgemisches zugeführt. Die Anteile der Brenngase am Brenngasgemisch werden vorgegeben. Somit wird aus dem ersten Brenngas und dem weiteren Brenngas in der Mischeinheit ein Brenngasgemisch mit einem vorgegebenen Mischungsverhältnis erzeugt.
Das Brenngasgemisch wird dem Gasbrenner, wenn dieser eingeschaltet ist bzw. in Phasen, in denen der Gasbrenner eingeschaltet ist, zugeführt bzw. bereitgestellt.
Das erste Brenngas kann ein gasförmiger Kohlenwasserstoff oder ein Gemisch von gasförmigen Kohlenwasserstoffen, insbesondere
Erdgas sein. Das mindestens eine weitere Brenngas kann beispielsweise ein anderer gasförmiger Kohlenwasserstoff wie Propan, Bioerdgas, Biomethan oder insbesondere Wasserstoff sein. Bei dem weiteren Brenngas kann es sich auch um ein Gemisch aus verschiedenen Brenngasen handeln.
Der Druck des Führungsgases wird derart geregelt, dass der Gasbrenner die jeweils in Prozess angeforderte Heizleistung erbringt.
Der Druck des Folgegases wird ebenfalls geregelt, wobei der Sollwert des Drucks des Folgegases um eine vorgegebene Druckdifferenz gegenüber dem Sollwert des Drucks des Führungsgases angehoben wird. Hierdurch wird die Rückwirkung des Drucks des Folgegases stromab des Druckreglers auf die Volumenstromregelung bzw. der Durchflussregelung des Folgegas minimiert.
Der Volumenstrom des Folgegases wird geregelt, so dass das volumetrische Mischungsverhältnis konstant bleibt. Das volumetrische Mischungsverhältnis der Brenngase wird kontinuierlich über das gesamte Leistungsfeld konstant gehalten.
Das Brenngasgemisch aus der Mischeinheit wird mit der für die Verbrennung erforderlichen Verbrennungsluft in der Brennkammer bzw. dem Brennraum des Gasbrenners zusammengeführt.
Eine Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsgas stromab der Druckregeleinheit zu der Mischeinheit und das Folgegas stromab der Druckregeleinheit zu dem Regelventil mittels einer ersten absperrbare Verbindungsleitung und mindestens einer weiteren absperrbare Verbindungsleitung geleitet werden, welche die erste Brenngasleitung und die weitere Brenngasleitung miteinander verbinden, wobei die Brenngasleitungen absperrbar ausgebildet sind.
Die Verbindungsleitungen sind an die erste Brenngasleitung und die weitere Brenngasleitung angeschlossen und stellen eine Verbindung zwischen den Brenngasleitungen her. Durch die Verbindungsleitungen kann das Führungsgas stromab der Druckregeleinheit zu der Mischeinheit und das Folgegas stromab der Druckregeleinheit zu dem Regelventil geleitet werden.
Vorzugsweise sind in der ersten Brenngasleitung und der weiteren Brenngasleitung mindestens je ein steuerbares Absperrventil angeordnet, und zwar vorzugsweise zwischen den Anschlussstellen, an denen die erste Verbindungsleitung und die weitere Verbindungsleitung an die erste und die weitere Brenngasleitung angeschlossen sind.
Die Strömungswege von Führungsgas und Folgegas können mittel geöffneter und geschlossener Absperrventile beliebig gewählt werden. Dadurch wird ermöglicht, dass das Mischungsverhältnis der Brenngase am Brenngasgemisch völlig variabel ist.
Nach der Erfindung wird die Zufuhr der Brenngase zu der Mischeinheit unterbrochen, wenn der Volumenstrom mindestens eines Brenngases unterhalb eines vorgegebenen Mindestwertes oder oberhalb eines vorgegebenen Höchstwertes liegt.
Eine wesentliche Weiterbildung des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin, dass die Druckregeleinheit ein mechanisches Druckregelgerät aufweist, welches eine Membran aufweist, die eine Kammer in einen ersten und einen zweiten Raum teilt und dass der erste Raum eine Sollwertfeder aufweist, die auf die Membran einwirkt.
Nach der Erfindung erfolgt eine Nullpunktverschiebung der Kraft der Sollwertfeder, indem durch eine Öffnung in dem ersten Raum der Kammer des Druckregelgerätes ein nicht brennbares Gas, vorzugsweise Stickstoff, in den ersten Raum eingeleitet wird.
Vorzugsweise beträgt bei der Regelung des Drucks des Folgegases die vorgegebene Druckdifferenz zwischen dem Sollwert des Drucks des Führungsgases und dem Sollwert des Drucks des Folgegases zwischen 25mbar und 500mbar.
Vorteilhafterweise werden zur Regelung des Volumenstroms des Folgegases die Volumenströme des Führungsgases und des Folgegases mit mindestens je einem Durchflussmessgerät gemessen und die Messwerte einer Verhältnisregelungseinheit zur Erzeugung eines Stellsignals für das Regelventil zugeführt, um ein vorgegebenes volumetrisches Mischungsverhältnis konstant zu halten.
Aus Sicherheitsgründen ist es vorteilhaft, wenn pro Brenngas zwei Messungen des Volumenstrom erfolgen. Dazu könnte ein Durchflussmessgerät, z. B. eine Messblende mit zwei Abgriffen eingesetzt werden oder auch zwei Durchflussmessgeräte pro Brenngas.
Erfindungsgemäß wird zur Regelung des Volumenstroms der Verbrennungsluft die Drehzahl des Gebläses geregelt oder eine Regelklappe eingesetzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, das industrielle Heizungsanlagen mit mindestens einem Gasbrenner zeitgleich auf einfache Art und Weise mit mindestens zwei unterschiedlichen Brenngasen, in der Regel mit unterschiedlichen Heizwerten betrieben werden können, wobei die Anteile der Brenngase am Brenngasgemisch beliebig veränderbar sind. Dadurch wird es möglich, klimaschädliche Brenngase, insbesondere Erdgas zur Erzeugung von Prozesswärme in einem möglichst hohen Maße zeitlich flexibel durch mindestens ein anderes Brenngas, insbesondere Wasserstoff, zu ersetzen.
Vorrichtungstechnisch wird die Aufgabe wie folgt gelöst:
System zum Betreiben von mindestens einem Gasbrenner für den industrielle Einsatz mit mindestens zwei Brenngasen, mit einer ersten Brenngasleitung und mindestens einer weiteren Brenngasleitung zum Zuführen der Brenngase zu einer Mischeinheit zum Erzeugen eines Brenngasgemisches, welches dem Gasbrenner mittels einer Brenngasgemisch-Leitung bereitgestellt wird, wobei die Anteile der Brenngase am Brenngasgemisch vorgeben werden, zumindest umfassend:

eine Steuer-/Regelungseinheit, die eingerichtet ist, aus den vorgegebenen Anteilen des Brenngases am Brenngasgemisch das Brenngas mit dem größten Anteil am Brenngasgemisch als Führungsgas und das weitere Brenngas als Folgegas zu bestimmen,
eine Druckregeleinheit in jeder Brenngasleitung, wobei jede Druckregeleinheit wahlweise zur Regelung des Drucks des Führungsgases oder zur Regelung des mindestens einen Folgegases einsetzbar ist, wobei die Steuer-/Regelungseinheit eingerichtet ist, einen Sollwert des Drucks des Führungsgases in Abhängigkeit von der gewünschten Heizleistung vorzugeben und einen Sollwert des Drucks des Folgegases vorzugeben, der um eine vorgegebene Druckdifferenz höher ist als der Sollwert des Drucks des Führungsgases,
ein Regelventil zum Regeln des Volumenstroms des Folgegases, wobei die Steuer-/Regelungseinheit eingerichtet ist, den Sollwert des Volumenstroms des Folgegases in Abhängigkeit von dem Anteil des Folgegases am Brenngasgemisch zu bestimmen,
eine Verbrennungsluftleitung, welche an ein Gebläse und den Gasbrenner angeschlossen ist, wobei der Volumenstrom der Verbrennungsluft regelbar ist, wobei die Steuer-/Regelungseinheit eingerichtet ist, den Sollwert des Volumenstroms in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Verbrennungsluftverhältnis, d.h. der Luftzahl λ (Lambda) und den vorgegebenen Anteilen der Brenngase am Brenngasgemisch zu bestimmen

Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste Brenngasleitung und die weitere Brenngasleitung mittels einer ersten absperrbaren Verbindungsleitung und mindestens einer weiteren absperrbaren Verbindungsleitung miteinander verbindbar sind, dass die Brenngasleitungen vorzugsweise absperrbar ausgebildet sind und dass die Steuer-/Regelungseinheit eingerichtet ist, das Führungsgas stromab der Druckregeleinheit zu der Mischeinheit und das Folgegas stromab der Druckregeleinheit zu dem Regelventil zu leiten.
Vorzugsweise sind in der ersten Brenngasleitung und der weiteren Brenngasleitung mindestens je ein steuerbares Absperrventil angeordnet, wobei sich die Absperrventile vorzugsweise zwischen den Anschlussstellen der Verbindungsleitungen an den Brenngasleitungen befinden. Die Verbindungsleitungen weisen ebenfalls Absperrventile auf. Vorzugsweise ist die Steuer-und Regelungseinheit eingerichtet, die Absperrventile derart zu steuern, dass das Führungsgas stromab der Druckregeleinheit zu der Mischeinheit und das Folgegas stromab der Druckregeleinheit, ggf. durch die Verbindungsleitungen, zu dem Regelventil geleitet werden.
Vorteilhafterweise ist die Steuer-/Regelungseinheit eingerichtet, die Brenngasleitungen und/oder die Verbindungsleitungen abzusperren, wenn der Volumenstrom mindestens eines Brenngases unterhalb eines vorgegebenen Mindestwertes oder oberhalb eines vorgegebenen Höchstwertes liegt.
Die Steuer-/Regelungseinheit veranlasst, dass alle Absperrventile schließen, wenn der Volumenstrom mindestens eines Brenngases unterhalb eines vorgegebenen Mindestwertes oder oberhalb eines vorgegebenen Höchstwertes liegt.
Erfindungsgemäß weist jede Druckregeleinheit ein mechanisches Druckregelgerät auf, welches eine Membran aufweist, die eine Kammer in einen ersten und einen zweiten Raum teilt, wobei der erste Raum eine Sollwertfeder aufweist.
Eine wesentliche Weiterbildung der Vorrichtung nach der Erfindung besteht darin, dass der erste Raum des Druckregelgerätes eine Öffnung aufweist, an die eine Leitung angeschlossen ist, um ein nicht brennbares Gas, vorzugsweise Stickstoff, derart in den ersten Raum zu leiten, dass eine Nullpunktverschiebung der Kraft der Sollwertfeder bewirkt wird.
Vorzugsweise ist in jeder Brenngasleitung jeweils mindestens ein Durchflussmessgerät zum Messen des Volumenstroms jeden Brenngases angeordnet, wobei die Messwerte einer Verhältnisregelungseinheit zur Erzeugung eines Stellsignals für das Regelventil zuführbar sind, um ein vorgegebenes volumetrische Mischungsverhältnis der Brenngase konstant zu halten.
Vorteilhafterweise wird der Volumenstrom der Verbrennungsluft mittels eines drehzahlregelbaren Gebläses oder eine Regelklappe geregelt.
Im Rahmen der Erfindung sind die vorstehend erläuterten Merkmale auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben wird. Die Erfindung soll durch das gezeigte Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt werden.
In der Zeichnung zeigt

Figur 1 ein schematisch dargestelltes System zum Betreiben von mindestens einem Gasbrenner mit zwei Brenngasen, wobei das erste Brenngas den größten Anteil am Brenngasgemisch aufweist;
Figur 2 ein schematisch dargestelltes System zum Betreiben von mindestens einem Gasbrenner mit drei Brenngasen, wobei das erste Brenngas den größten Anteil am Brenngasgemisch aufweist;
Figur 3 ein schematisch dargestelltes System zum Betreiben von mindestens einem Gasbrenner mit drei Brenngasen, wobei das zweite Brenngas den größten Anteil am Brenngasgemisch aufweist;
Figur 4 ein schematisch dargestelltes System zum Betreiben von mindestens einem Gasbrenner mit drei Brenngasen, wobei das dritte Brenngas den größten Anteil am Brenngasgemisch aufweist.

Figur 1 zeigt ein schematisch dargestelltes System zum Betreiben eines Gasbrenners für industrielle Zwecke mit zwei Brenngasen. Der Gasbrenner wird zum Beheizen eines nicht dargestellten Industrieofens eingesetzt, beispielsweise für eine Wärmebehandlung von Stahlprodukten.
Der Gasbrenner wird mit einer Laststufe bzw. Leistungsstufe betrieben. Unter Gasbrenner wird auch eine Gruppe oder mehrere Gruppen von Gasbrennern verstanden. Eine Temperaturregelung des Industrieofens durch Ein- und Ausschalten einzelner Brenner der Brennergruppen bewirkt.
Eine erste Brenngasleitung 1a für ein unter erhöhtem Druck stehendes erstes Brenngas, hier Erdgas, führt von einer ersten Brenngasquelle 2a, in Form eines Anschlusses an das öffentliche Erdgasnetz zu einer Mischeinheit 3. Eine weitere Brenngasleitung 1b für ein unter erhöhtem Druck stehendes weiteres Brenngas, hier Wasserstoff, führt von einer zweiten Brenngasquelle 2b, z. B. einem Tank, ebenfalls zu der Mischeinheit 3, in welcher aus den beiden Brenngasen ein Brenngasgemisch erzeugt wird. Von der Mischeinheit 3 führt eine Brenngasgemisch-Leitung 4 zu einem Gasbrenner 5. Das Brenngasgemisch wird dem Gasbrenner 5, wenn dieser eingeschaltet bzw. in Phasen, in denen der Gasbrenner eingeschaltet ist, zugeführt.
Die Anteile der beiden Brenngase am Brenngasgemisch werden vorgeben.
Je nachdem, welche Mengen an Wasserstoff zur Verfügung stehen, soll Wasserstoff möglichst viel Erdgas ersetzen. Der Anteil von Wasserstoff am Brenngasgemisch kann beliebig geändert werden.
Von der Mischeinheit 3 führt eine Brenngasgemisch-Leitung 4 zu einem Gasbrenner 5. Die Brenngasgemisch-Leitung mündet in einer nicht dargestellten Brennkammer des Gasbrenners 5. Die Brenngasgemisch-Leitung 4 kann auch zu einer Gruppe von Gasbrennern oder mehreren Gruppen von Gasbrennern führen und diese mit dem Brenngasgemisch versorgen.
Eine Steuer-/Regelungseinheit 6, beispielsweise eine Speicherprogrammierbare Steuerung, weist mehrere funktionale Komponenten, zumindest die Komponenten 6a bis 6c auf. Die Übertragung von Steuer-/Regelsignalen wird in Figur 1 durch Strichlinien dargestellt. Die Komponente 6a der Steuer-/Regelungseinheit 6 ist eingerichtet, die vorgegebenen Anteile der Brenngase am Brenngasgemisch und die vorgegebene Leistung des mindestens einen Gasbrenners zu speichern. Die Komponente 6b ist eingerichtet, aus den Anteilen der Brenngase am Brenngasgemisch das Brenngas mit dem größten Anteil am Brenngasgemisch als Führungsgas und das mindestens eine weitere Brenngas als Folgegas zu bestimmen.
Im Ausführungsbeispiel ist das erste Brenngas, welches aus der ersten Brenngasquelle 2a stammt, Erdgas. Das Erdgas ist mit 70 Vol.% das Führungsgas. Das zweite Brenngas aus der zweiten Brenngasquelle 2b, hier Wasserstoff, ist mit 30 Vol.% das Folgegas.
In jeder Brenngasleitung 1a, 1b ist eine Druckregeleinheit 7a,7b angeordnet.
Der Druck p_2G des Brenngasgemisches bestimmt den Durchfluss und damit die Heizleistung. Bei einer Temperaturregelung des Industrieofens durch Ein- und Ausschalten einzelner Gasbrenner kann sich der erforderliche Durchfluss an Brenngas sehr schnell ändern, was regelungstechnisch schwierig zu lösen ist.
Im Rahmen der Erfindung weist daher jede Druckregeleinheit 7a, 7b ein mechanisches an sich bekanntes Druckregelgerät 8a, 8b auf, weil mechanische Druckregelgeräte eine geringe Trägheit und daher eine sehr gute Dynamik aufweisen.
Jedes Druckregelgerät 8a, 8b weist eine nicht dargestellte Membran auf, die eine Kammer in einen ersten und einen zweiten Raum teilt. Der erste Raum weist eine Sollwertfeder auf und ist mittels einer Öffnung, vorzugsweise mittels einer an sich bekannten Atemöffnung, mit der Atmosphäre verbunden.
An die Öffnung ist eine nicht dargestellte Leitung angeschlossen, mittels der ein nicht brennbares Gas, hier Stickstoff, in den ersten Raum eingeleitet wird, um eine Nullpunktverschiebung der Kraft der Sollwertfeder zu bewirken.
Der Durchfluss Q_G eines Brenngasgemischs durch eine Beheizungsanlage, mit mindestens einem Gasbrenner, ist definiert durch $Q_{G} = B_{G} * \sqrt{\frac{Δ p_{G}}{ρ_{mix}}}$ $\begin{matrix} ρ_{mix} = φ_{H 2} * ρ_{H 2} + φ_{NG} * ρ_{NG} \\ {Δp}_{G} = p_{2 G} \end{matrix}$
Dabei ist

Q_G der Durchfluss in m3/h bei 0°C und 1.013 mbar abs.;
B_G ein feststehender Durchflussfaktor der Beheizungsanlage;
Δp_G der Differenzdruck des Brenngasgemisches über den Gasbrenner in mbar;
p _2G der Druck des Brenngasgemisches vor dem Gasbrenner in mbar;
ρ_mix die Dichte des Brenngasgemisches in kg/m³;
ρ _H2 die Dichte des Wasserstoffs kg/m³;
ρ_NG die Dichte von Erdgas in kg/m³;
φ_NG Volumenanteil von Erdgas;
φ _H2 Volumenanteil von Wasserstoff;

Bei mehreren Gasbrennern ist Randbedingung, dass jeder Gasbrenner bei gleicher Leistung den gleichen Druckverlust hat.
Der Druck des Führungsgases wird mittels der Druckregeleinheit 7a geregelt. Die Komponente 6b des Steuer-/Regelungseinheit 6 ist eingerichtet, den Sollwert p_2G des Drucks des Führungsgases in Abhängigkeit von der gewünschten Heizleistung für die Druckregelung vorzugeben. In jeder Brenngasleitung 1a, 1b sind stromab der Druckregelgeräte 8a, 8b Druckmessgeräte 9a, 9b angeordnet. Die Messwerte des Druckmessgerätes 9a werden der Druckregeleinheit 7a zur Regelung des Drucks des Führungsgases zugeführt.
Die Leistung des Gasbrenners bleibt unabhängig von den Anteilen der beiden Brenngase an dem Brenngasgemisch konstant.
Der Druck des Folgegases wird ebenfalls geregelt, wobei der Sollwert des Drucks des Folgegases um eine vorgegebene Druckdifferenz gegenüber dem Sollwert p_2G des Drucks des Führungsgases mittels der Druckregeleinheit 7b angehoben wird.
Bei der Regelung des Drucks des Folgegases beträgt die vorgegebene Druckdifferenz zwischen dem Sollwert p_2G des Drucks des Führungsgases und dem Sollwert des Drucks des Folgegases zwischen 25mbar und 500mbar.
Eine der beiden Brenngasleitungen 1a, 1b und zwar die Brenngasleitung 1b weist ein Regelventil 11 zum Regeln des Volumenstroms des Folgegases auf, wobei die Steuer-/Regelungseinheit 6 eingerichtet ist, den Sollwert des Volumenstroms des Folgegases in Abhängigkeit von dem Anteil des Folgegases am Brenngasgemisch zu bestimmen.
Stromab der Druckmessgeräte 9a, 9b ist jeweils ein Durchflussmessgerät 10a, 10b in jeder Brenngasleitung 1a, 1b angeordnet.
Die Messwerte der Durchflussmessgeräte 10a, 10b werden einer Verhältnisregelungseinheit 12 zugeführt. Mittels der Messwerte wird ein Signal zum Verstellen des Regelventils 11 erzeugt, um ein vorgegebenes volumetrisches Mischungsverhältnis konstant zu halten. Die volumetrischen Anteile des Folgegases am Brenngasgemisch werden mittels des Regelventils konstant gehalten.
Der Volumenanteil des Folgegases, hier Wasserstoff ergibt sich aus: $ρ_{H 2} = \frac{Q_{H 2}}{Q_{H 2} + Q_{NG}}$
Die Wärmebelastung oder Brennerleistung ist der auf den unteren Heizwert bezogene Wärmeinhalt eines Brenngases, welches einem Gasbrenner je Zeitintervall zugeführt werden kann.
Wasserstoff weist im Vergleich zu Erdgas einen volumenbezogen niedrigeren unteren Heizwert auf. Das bedeutet, dass der Volumenstrom von Wasserstoff etwa um das 3,4 fache größer sein muss als der Volumenstrom von Erdgas, um eine vergleichbare Brennerleistung zu erzielen. Bei Änderung des Anteils von Wasserstoff am Gasgemisch müssen die Volumenströme entsprechend verändert werden, damit die Brennerleistung konstant bleibt.
Die erste Brenngasleitung 1a und die weitere Brenngasleitung 1b sind mittels einer ersten absperrbaren Verbindungsleitung 13a und einer weiteren absperrbaren Verbindungsleitung 13b miteinander verbunden.
In der ersten Brenngasleitung 1a und der weiteren Brenngasleitung 1b befinden sich steuerbare Absperrventile 14a, 14b. Die Verbindungsleitungen weisen je ein steuerbares Absperrventil 15a, 15b auf. Die Verbindungsleitung 13a ist an der ersten Anschlussstellen 16a mit der ersten Brenngasleitung und an der ersten Anschlussstelle 16b mit der zweiten Brenngasleitung 1b verbunden. Die Verbindungsleitung 13b ist an zweiten Anschlussstellen 17a und 17b an die ersten Brenngasleitung 1a und die zweite Brenngasleitung 1b angeschlossen. Das Absperrventil 14a in der Brenngasleitung 1a befindet sich zwischen der ersten Anschlussstelle 16a und der zweiten Anschlussstelle 17a. Das Absperrventil 14b in der Brenngasleitung 1b ist zwischen der ersten Anschlussstelle 16b und der zweiten Anschlussstelle 17b in die Brenngasleitung 1b angeordnet. Die Komponente 6c der Steuer-/Regelungseinheit 6 ist eingerichtet, die Absperrventile so zu steuern, dass das Folgegas zu dem Regelventil 11 geleitet wird.
Im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist das Brenngas aus der Brenngasquelle 2a das Führungsgas. Das Brenngas aus der zweiten Brenngasquelle 2b ist das Folgegas. Im Folgenden werden die Strömungswege des Führungsgases und des Folgegases erläutert.
Das Führungsgas aus der Brenngasquelle 2a strömt durch die Brenngasleitung 1a stromab der Druckregeleinheit 7a bzw. nach dem Druckregelgerät 8a durch das geöffnete Absperrventil 14a zu der Mischeinheit 3. Das Folgegas aus der Brenngasquelle 2b strömt durch die Brenngasleitung 1b stromab der Druckregeleinheit 7b durch das geöffnete Absperrventil 14b durch das Regelventil 11 zu der Mischeinheit 3.
In dem Modul 6b der Steuer-/Regelungseinheit 6 werden die Mindestwerte und Höchstwerte der Volumenströme der Brenngase berechnet und vorgegeben. Das Modul 6c der Steuer-/Regelungseinheit 6 ist ferner eingerichtet, die Absperrventile 14a, 14b in den Brenngasleitungen 1a und 1b und die Absperrventile 15a, 15b in den Verbindungsleitungen 13a, 13b zu schließen, wenn der Volumenstrom des ersten Brenngases und/oder der Volumenstrom des weiteren Brenngases unterhalb des Mindestwertes oder oberhalb des Höchstwertes des Volumenstroms liegt bzw. liegen.
Eine Verbrennungsluftleitung 18 ist einerseits an ein Gebläse 19 und anderseits an den Gasbrenner 5 angeschlossen ist. Der Volumenstrom der Verbrennungsluft wird geregelt, wobei die Steuer-/Regelungseinheit 6 eingerichtet ist, den Sollwert des Luftvolumenstroms in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Verbrennungsluftverhältnis, d. h. der Luftzahl λ und den vorgegebenen Anteilen der Brenngase am Brenngasgemisch zu bestimmen.
Der Volumenstrom der Verbrennungsluft wird über die Regelung des Drucks der Verbrennungsluft derart geregelt, dass dem Gasbrenner 5 ein Brenngasgemisch-/Verbrennungsluftgemisch mit einer vorbestimmten Soll-Luftzahl λ bereitgestellt wird und zwar durch Regeln der Drehzahl des Gebläses 19 mittels eines nicht dargestellten Frequenzumrichters. Alternativ kann zu Regelung des Drucks der Verbrennungsluft eine Regelklappe eingesetzt werden.
Die Anteile von Erdgas und Wasserstoff am Brenngasgemisch können beliebig variiert werden, so dass Erdgas durch Wasserstoff in variablen Anteilen ersetzt werden kann. Auf diese Weise kann Wasserstoff auf einfache Art und Weise und flexibel zum Erzeugen von Wärme für industrielle Zwecke genutzt werden.
Die Figuren 2 bis 4 zeigen jeweils ein schematisch dargestelltes System zum Betreiben von mindestens einem Gasbrenner mit drei Brenngasen. Die Bestandteile des Systems für das Brenngas aus der ersten Brenngasquelle 2a und das Brenngas aus der zweiten Brenngasquelle 2b entspricht Figur 1. Die Bauteile in der Brenngasleitung 1c für die Zuführung eines weiteren Brenngases aus einer dritten Erdgasquelle zu der Mischeinheit 3 entsprechen den Bauteilen in der Brenngasleitung 1b in Figur 1.
Die Figuren 2 bis 4 dienen dazu, die Strömungswege von Führungsgas und Folgegasen zu verdeutlichen. Der besseren Übersicht halber sind nicht alle Bauteile in den Figuren 2 bis 4 mit Bezugsziffern versehen. Es wird auf die Beschreibung von Figur 1 verwiesen, in der alle Bauteile beschrieben werden.
Bei den Ausführungsbeispielen nach Figur 2 bis 4 ist das Brenngas aus der ersten Brenngasquelle 2a Erdgas. Bei dem Brenngas aus der zweiten Brenngasquelle 2b handelt es sich um Wasserstoff. Als drittes Brenngas, welches aus der Brenngasquelle 2c stammt, wird im Beispiel Propan eingesetzt.
Bei allen Figuren 2 bis 4 sind die schwarz gefüllt dargestellten Absperrventile für das jeweilige Brenngas geöffnet und die ungefüllt dargestellten Absperrventile geschlossen. Die Leitungsabschnitte, die nicht von einem Brenngas durchströmt werden, sind mittels Punktlinien dargestellt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 weist das Brenngas aus der ersten Brenngasquelle 2a den größten Anteil am Brenngasgemisch auf und wurde als Führungsgas bestimmt. Die Brenngase aus der zweiten Brenngasquelle 2b und der dritten Brenngasquelle 2c sind zu Folgegasen bestimmt worden. Im Folgenden werden die Strömungswege des Führungsgases und der Folgegase erläutert.
In Figur 2 strömt das Führungsgas aus der Brenngasquelle 2a durch die Brenngasleitung 1a stromab der Druckregeleinheit 7a bzw. hinter dem Druckregelgerät 8a durch das geöffnete Absperrventil 14a zu der Mischeinheit 3, wobei die Absperrventile 15a und 15d geschlossen sind. Das Folgegase aus der zweiten Brenngasquelle 2b strömt durch die Brenngasleitung 1b stromab der Druckregeleinheit 7b bzw. hinter dem Druckregelgerät 8b durch das geöffnete Absperrventil 14b zu dem Regelventil 11 und der Mischeinheit 3. Das Folgegase aus der dritten Brenngasquelle 2c strömt durch die Brenngasleitung 1c durch das geöffnete Absperrventil 14c zu dem Regelventil 11' und zu der Mischeinheit 3. Das Absperrventil 15c ist geschlossen. Das Brenngasgemisch aus der Mischeinheit 3 wird dem Gasbrenner 5 zugeführt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 weist das zweite Brenngas aus der Brenngasquelle 2b den größten Anteil am Brenngasgemisch auf und wurde als Führungsgas bestimmt. Die Brenngase aus den Brenngasquellen 2a und 2c wurden als Folgegase bestimmt.
Bei Figur 3 strömt das Führungsgas aus der Brenngasquelle 2b durch die Brenngasleitung 1b stromab der Druckregeleinheit 7b durch das geöffnete Absperrventil 15b zu der Mischeinheit 3. Das Absperrventil 14b ist geschlossen.
Das Folgegas aus der Brenngasquelle 2a strömt stromab des Druckregelgeräts 8a durch das geöffnete Absperrventil 15a durch das Regelventil 11 zu der Mischeinheit 3. Die Absperrventile 14a und 15d sind geschlossen. Das Folgegas aus der Brenngasquelle 2c strömt durch die Brenngasleitung 1c stromab der Druckregeleinheit 7c bzw. hinter dem Druckregelgerät 8c durch das geöffnete Absperrventil 14c durch das Regelventil 11' zu der Mischeinheit 3. Das Absperrventil 15c ist geschlossen. Das Brenngasgemisch aus der Mischeinheit 3 wird dem Gasbrenner 5 zugeführt.
Bei Figur 4 weist das dritte Brenngas aus der Brenngasquelle 2c den größten Anteil am Brenngasgemisch auf und wurde als Führungsgas bestimmt. Die Brenngase aus den Brenngasquellen 2a, 2b wurden als Folgegas bestimmt.
Das Führungsgas aus der Brenngasquelle 2c strömt durch die Brenngasleitung 1c stromab der Druckregeleinheit 7c bzw. hinter dem Druckregelgerät 8c durch das geöffnete Absperrventil 15c zu der Mischeinheit 3. Das Absperrventil 14c ist geschlossen.
Das Folgegas aus der Brenngasquelle 2a strömt stromab des Druckregelgerätes 8a durch das geöffnete Absperrventil 15d durch das Regelventil 11' zu der Mischeinheit 3. Die Absperrventile 14a und 15a sind geschlossen. Das Folgegas aus der Brenngasquelle 2b strömt durch die Brenngasleitung 1b stromab des Druckregelgeräts 8b durch das geöffnete Absperrventil 14b und durch das Regelventil 11 zu der Mischeinheit 3. Das Absperrventil 15b ist geschlossen. Das Brenngasgemisch aus der Mischeinheit 3 wird dem Gasbrenner 5 zugeführt.
Im Rahmen der Erfindung sind ohne weiteres Abwandlungen möglich. So können aus Sicherheitsgründen in jeder Brenngasleitung jeweils zwei Durchflussmessgeräte vorgesehen werden. Als Brenngas kann auch ein Brenngasgemisch eingesetzt werden.
Schließlich wird darauf hingewiesen, dass der Begriff "aufweisend" keine Elemente ausschließt, dass die Bezugszeichen keine Beschränkung darstellen und das Wort "ein" oder das Wort "eine" eine Vielzahl einschließt.

Bezugszeichenliste

1a, 1b, 1c: Brenngasleitung
2a: erste Brenngasquelle
2b: zweite Brenngasquelle
2c: dritte Brenngasquelle
3: Mischeinheit
4: Brenngasgemisch-Leitung
5: Gasbrenner
6: Steuer-/Regelungseinheit
6a, 6b: Module der Steuer-/Regelungseinheit 6
7a, 7b, 7c: Druckregeleinheit
8a, 8b, 8b: Druckregelgerät
9a, 9b,: Druckmessgeräte
10a, 10b, 10c: Druckflussmessgerät
11, 11': Regelventil
12: Verhältnisregelungseinheit
13a, 13b: Verbindungsleitungen
14a, 14b, 14c: Absperrventile in Brenngasleitungen
15a,15b, 15c, 15d: Absperrventile in Verbindungsleitungen
16a, 16b, 16c: erste Anschlussstelle Verbindungsleitung/Brenngasleitung
17a, 17b: zweite Anschlussstelle Verbindungsleitung/Brenngasleitung
18: Verbrennungsluftleitung
19: Gebläse

Claims

Verfahren zum Betreiben von mindestens einem Gasbrenner (5) für den industriellen Einsatz mit mindestens zwei Brenngasen, die mittels einer ersten Brenngasleitung (1a) und mindestens einer weiteren Brenngasleitung (1b, 2c) einer Mischeinheit (3) zum Erzeugen eines Brenngasgemisches zugeführt werden, welches dem Gasbrenner (5) bereitgestellt wird, wobei die Anteile der Brenngase am Brenngasgemisch vorgegeben werden, mit zumindest den folgenden Verfahrensschritten:
- Bestimmen des Brenngases mit dem größten Anteil als Führungsgas und des mindestens einen weiteren Brenngases als Folgegas mittels einer Steuer-/Regelungseinheit (6),

- Regeln des Drucks des Führungsgases mittels einer Druckregeleinheit (7a, 7b, 7c), wobei der Sollwert (p_2G) des Drucks des Führungsgases in Abhängigkeit von der gewünschten Heizleistung mittels der Steuer-/Regelungseinheit (6) vorgegeben wird,

- Regeln des Drucks des Folgegases mittels der Druckregeleinheit (7a, 7b, 7c), wobei der Sollwert des Drucks des Folgegases um eine vorgegebene Druckdifferenz höher ist als der Sollwert (p_2G) des Drucks des Führungsgases,

- Leiten des Folgegases zu einem Regelventil (11, 11') und Regeln des Volumenstroms, wobei der Sollwert des Volumenstroms des Folgegases in Abhängigkeit von dem Anteil des Folgegases am Brenngasgemisch bestimmt wird,

- Zuführen von Verbrennungsluft zu dem Gasbrenner (5) mittels eines Gebläses (19), wobei der Volumenstrom der Verbrennungsluft geregelt wird und wobei der Sollwert des Volumenstroms in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Verbrennungsluftverhältnis (λ) und den Anteilen der Brenngase am Brenngasgemisch bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsgas stromab der Druckregeleinheit (7a, 7b) zu der Mischeinheit (3) und das Folgegas stromab der Druckregeleinheit (7a, 7b) zu dem Regelventil (11, 11') mittels einer ersten absperrbare Verbindungsleitung (13a) und mindestens einer weiteren absperrbare Verbindungsleitung (13b) geleitet werden, welche die erste und Brenngasleitung (1a) die weitere Brenngasleitungen (1b) miteinander verbinden und dass vorzugsweise die Brenngasleitungen (1a, 1b) absperrbar ausgebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr der Brenngase zu der Mischeinheit (3) unterbrochen wird, wenn der Volumenstrom mindestens eines Brenngases unterhalb eines vorgegebenen Mindestwertes oder oberhalb eines vorgegebenen Höchstwertes liegt.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckregeleinheit (7a, 7b) ein mechanisches Druckregelgerät (8a, 8b) aufweist, welches eine Membran aufweist, die eine Kammer in einen ersten und einen zweiten Raum teilt und dass der erste Raum eine Sollwertfeder aufweist, die auf die Membran einwirkt.
Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Nullpunktverschiebung der Kraft der Sollwertfeder erfolgt, indem durch eine Öffnung in dem ersten Raum der Kammer des Druckregelgerätes (8a, 8b) ein nicht brennbares Gas, vorzugsweise Stickstoff, in den ersten Raum eingeleitet wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Regelung des Drucks des Folgegases die vorgegebene Druckdifferenz zwischen dem Sollwert des Drucks (p_2G) des Führungsgases und dem Sollwert des Drucks des Folgegases zwischen 25mbar und 500mbar beträgt.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung des Volumenstroms des Folgegases die Volumenströme des Führungsgases und des Folgegases mit mindestens je einem Durchflussmessgerät (10a, 10b) gemessen und die Messwerte einer Verhältnisregelungseinheit (12) zur Erzeugung eines Stellsignals für das Regeventil (11. 11') zugeführt werden, um ein vorgegebenes volumetrisches Mischungsverhältnis konstant zu halten.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung des Volumenstroms der Verbrennungsluft die Drehzahl des Gebläses (19) geregelt oder eine Regelklappe eingesetzt wird.
System zum Betreiben von mindestens einem Gasbrenner (5) für den industrielle Einsatz mit mindestens zwei Brenngasen, mit einer ersten Brenngasleitung (1a) und mindestens einer weiteren Brenngasleitung (1b, 1c) zum Zuführen der Brenngase zu einer Mischeinheit (3) zum Erzeugen eines Brenngasgemisches, welches dem Gasbrenner (5) mittels einer Brenngasgemisch-Leitung (4) bereitgestellt wird, wobei die Anteile der Brenngase am Brenngasgemisch vorgeben werden, zumindest umfassend:
- eine Steuer-/Regelungseinheit (6), die eingerichtet ist, aus den vorgegebenen Anteilen des Brenngases am Brenngasgemisch das Brenngas mit dem größten Anteil am Brenngasgemisch als Führungsgas und das weitere Brenngas als Folgegas zu bestimmen,

- eine Druckregeleinheit (7a, 7b, 7c) in jeder Brenngasleitung (1a, 1b, 1c), wobei jede Druckregeleinheit (7a, 7b, 7c) wahlweise zur Regelung des Drucks (p_2G) des Führungsgases oder zur Regelung des mindestens einen Folgegases einsetzbar ist, wobei die Steuer-/Regelungseinheit (6) eingerichtet ist, einen Sollwert (p_2G) des Drucks des Führungsgases in Abhängigkeit von der gewünschten Heizleistung vorzugeben und einen Sollwert des Drucks des Folgegases vorzugeben, der um eine vorgegebene Druckdifferenz höher ist als der Sollwert (p_2G) des Drucks des Führungsgases,

- ein Regelventil (11, 11') zum Regeln des Volumenstroms des Folgegases, wobei die Steuer-/Regelungseinheit (6) eingerichtet ist, den Sollwert des Volumenstroms des Folgegases in Abhängigkeit von dem Anteil des Folgegases am Brenngasgemisch zu bestimmen,

- eine Verbrennungsluftleitung (18), welche an ein Gebläse (19) und den Gasbrenner (5) angeschlossen ist, wobei der Volumenstrom der Verbrennungsluft regelbar ist, wobei die Steuer-/Regelungseinheit (6) eingerichtet ist, den Sollwert des Volumenstroms in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Verbrennungsluftverhältnis und den vorgegebenen Anteilen der Brenngase am Brenngasgemisch zu bestimmen.
System nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Brenngasleitung (1a) und die weitere Brenngasleitung (1b, 1c) mittels einer ersten absperrbaren Verbindungsleitung (13a) und mindestens einer weiteren absperrbaren Verbindungsleitung (13b) miteinander verbindbar sind, dass vorzugsweise die Brenngasleitungen (1a, 1b, 1c) absperrbar ausgebildet sind und dass die Steuer-/ Regelungseinheit (6) eingerichtet ist, das Führungsgas stromab der Druckregeleinheit (7a, 7b) zu der Mischeinheit (3) und das Folgegas stromab der Druckregeleinheit (7a, 7b, 7c) zu dem Regelventil (11, 11') zu leiten.
System nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer-/Regelungseinheit (6) eingerichtet ist, die Brenngasleitungen (1a, 1b, 1c) und/oder die Verbindungsleitungen (13a, 13b) abzusperren, wenn der Volumenstrom mindestens eines Brenngases unterhalb eines vorgegebenen Mindestwertes oder oberhalb eines vorgegebenen Höchstwertes liegt.
System nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass jede Druckregeleinheit (7a, 7b, 7c) ein mechanisches Druckregelgerät (8a, 8b, 8c) aufweist, welches eine Membran aufweist, die eine Kammer in einen ersten und einen zweiten Raum teilt und dass der erste Raum eine Sollwertfeder aufweist.
System nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Raum des Druckregelgerätes (8a, 8b, 8c) eine Öffnung aufweist, an die eine Leitung angeschlossen ist, um ein nicht brennbares Gas, vorzugsweise Stickstoff, derart in den ersten Raum zu leiten, dass eine Nullpunktverschiebung der Kraft der Sollwertfeder bewirkt wird.
System nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche 9 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Brenngasleitung (1a, 1b, 1c) jeweils mindestens ein Durchflussmessgerät (10a, 10b, 10b) zum Messen des Volumenstroms jeden Brenngases angeordnet ist und dass die Messwerte einer Verhältnisregelungseinheit (12) zur Erzeugung eines Stellsignals für das Regelventil (11, 11') zuführbar sind, um ein vorgegebenes volumetrisches Mischungsverhältnis der Brenngase konstant zu halten.
System nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche 9 bis 14,
gekennzeichnet durch ein drehzahlregelbares Gebläse (19) oder eine Regelklappe zur Regelung des Volumenstroms der Verbrennungsluft.