ES2646213T3 - Procedimiento para la supervisión de un quemador que funciona con gas de combustión - Google Patents

Procedimiento para la supervisión de un quemador que funciona con gas de combustión Download PDF

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Abstract

Procedimiento para el seguimiento de un quemador (9) que funciona con gas de combustión con una tubería de gas de combustión (2), una tubería de combustión de aire (14), un ventilador (7), un sensor (4) de flujo volumétrico o de presión diferencial entre la tubería de gas de combustión (2) y la tubería de aire de combustión (14), así como un sensor de corriente de ionización (11), el cual está dispuesto en la cercanía directa del quemador (9), caracterizado por que la proporción de gas de combustión-aire se cambia hasta que el sensor (4) de flujo volumétrico o presión diferencial no pierde nada de flujo, en este estado de funcionamiento se recoge el número de revoluciones ninicio del ventilador (7) y/o el ajuste zinicio de la válvula (1) ajustable electrónicamente, entonces partiendo de aquí la proporción gas de combustión-aire definida mediante la elevación del número de revoluciones del ventilador (7) o cerrado de la válvula (1) ajustable electrónicamente se reduce hasta que la señal medida mediante un sensor de corriente de ionización (11) sobrepasa o está por debajo de un valor límite prefijado, en este caso se recoge el número de revoluciones nelevación del ventilador (7) y/o el estado zelevación de la válvula (1) ajustable electrónicamente, se forma la proporción del número de revoluciones nelevación al número de revoluciones ninicio del ventilador (7) y/o de los estados zinicio a zelevación de la válvula (1) ajustable electrónicamente, y en el caso de que la proporción nelevación/ninicio o zinicio / zelevación se encuentre en una zona de proporción prefijada se concluye un estado de funcionamiento regular, mientras que en el caso de que la proporción nelevación/ninicio o zinicio / zelevación se encuentre fuera de la zona de proporción prefijada se concluye un error de ajuste y se emite una señal de error.

Description

DESCRIPCION
Procedimiento para la supervision de un quemador que funciona con gas de combustion
La invencion se refiere a un procedimiento para la supervision de un quemador que funciona con gas de combustion.
Para un quemado sin contaminantes los quemadores que funcionan con gas de combustion deben funcionar en una 5 zona determinada de la proporcion de gas de combustion-aire. Quemadores ajustados demasiado enriquecidos o demasiado reducidos forman excesivo monoxido de carbono CO venenoso. Cuando se cambia el tipo de gas al conservar la construccion del aparato y conservar el ajuste, se cambia la proporcion de gas de combustion-aire. Por eso en un cambio de los tipos de gas deben realizarse cambios en el aparato. Si esto no sucede, por ejemplo porque el aparato no ha sido conectado o transformado por un experto, esto repercute en el comportamiento del 10 escape.
Del documento US 6 533 574 B se conoce un quemador en el que tanto en el lado del gas de combustion como tambien en el lado del aire se consigue la presion requerida para determinar una diferencia de presion en un sensor. Por medio de esta senal de medida se ajusta la proporcion de gas de combustion-aire del quemador.
Para la regulacion sin contaminantes de un quemador que funciona con gas de combustion se introducen entre otras 15 las denominadas regulaciones de presion nula, por las cuales el suministro de gas de combustion y el suministro de aire estan dimensionados de manera que un sensor de flujo volumetrico o de presion diferencial no pierde ningun flujo volumetrico o presion diferencial (senal nula) en una conexion entre el suministro de gas de combustion y el suministro de aire. Ese tipo de procedimientos estan descritos en los documentos EP 2 405 198 A1, EP 2 428 732 A y EP 2 466 202 A2. Si la senal del sensor se aparta de la senal nula, se cambia el flujo de aire o de gas de 20 combustion, hasta que se mida de nuevo una senal nula.
El documento EP 2 405 198 A1 divulga las caractensticas del preambulo de la reivindicacion 1.
En un cambio del tipo de gas el sistema tiene que ajustarse de nuevo, ya que si no cuando la senal es nula existe una proporcion de gas de combustion-aire no conveniente.
La invencion se basa en reconocer un ajuste falso del aparato.
25 Esto se consigue segun la invencion por medio de que en un quemador que funciona con gas de combustion con regulacion de presion nula asf como con un sensor de corriente de ionizacion se cambia la proporcion de gas de combustion-aire hasta que el sensor de flujo volumetrico o de presion diferencial no pierde flujo. En este estado de funcionamiento se recogen parametros de funcionamiento. A partir de aqrn la proporcion de gas de combustion-aire se reduce de forma definida hasta que la senal medida por medio de un sensor de corriente de ionizacion supere o 30 baje de un valor lfmite prefijado. Tambien en este estado de funcionamiento se recogen los parametros de funcionamiento. Determinados parametros de funcionamiento se fijan en proporciones entre sf y se comparan con una zona de proporciones prefijada; si esta proporcion esta en la zona de proporciones prefijada y se concluye en un estado de funcionamiento reglamentario. En otro caso existe un error de ajuste y se emite una senal de error.
Configuraciones ventajosas resultan por medio de las caractensticas de las reivindicaciones dependientes. Asf el 35 quemador puede desconectarse cuando hay un error de ajuste conocido.
La reduccion de la proporcion gases de combustion-aire puede alcanzarse por medio de que se eleva el numero de revoluciones del ventilador, mientras que para el enriquecimiento se reduce el numero de revoluciones. De forma alternativa o tambien complementaria para la reduccion de la proporcion de gas de combustion-aire se puede cerrar continuamente una valvula en la tubena de gas de combustion y para el enriquecimiento abrir esta valvula 40 continuamente.
La invencion se detalla ahora mediante las figuras. En este caso muestran
La figura 1 el montaje de un quemador que funciona con combustible con regulacion de presion nula.
La figura 2 el recorrido de las emisiones de monoxido de carbono, la senal de ionizacion y el sensor de presion diferencial sobre el factor de exceso de aire.
45 La figura 1 muestra esquematicamente una celula de calor de un calentador. Un ventilador 7 produce una corriente de aire a traves de una tubena de aire de combustion 14 a un quemador 9. En la tubena de aire de combustion 14 desemboca corriente abajo de una estrangulacion 12 una tubena de gas de combustion 2 con un obturador de gas 5, en el que se encuentra una valvula 1 ajustable electronicamente. Un sensor de flujo de masa 4 esta dispuesto entre la tubena de gas de combustion 2 y la tubena de gas de combustion 14 corriente arriba del estrangulamiento 50 12 en una tubena de medida 3. Un sensor de corriente de ionizacion 11 esta dispuesto directamente en la cercama
del quemador 9. Una regulacion 13 esta unida con los componentes electronicos.
La cantidad de gases de combustion se ajusta mediante la valvula 1 ajustable electronicamente y se mezcla al flujo de aire mediante un obturador de gas 5 y en particular justo la cantidad para que en el sensor de flujo de masa 4 no
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se detecte flujo de masa (condicion de presion nula).
Tras la instalacion exitosa del aparato y la puesta en marcha o tras la transformacion del aparato por cambio del tipo de gas el instalador puede iniciar un programa de prueba, el cual representa el objeto de la presente invencion. El programa funciona como sigue (ver ilustracion 1):
Una corriente de gas se anade a traves de una tubena 2 de gas de combustion con la valvula 1 ajustable electronicamente y el obturador de gas 5 a una corriente de aire en la tubena de aire de combustion 14 corriente arriba de la posicion de la valvula 12 en una zona 6. La mezcla de gas-aire que surge a traves de esto se transporta sobre el ventilador 7 al quemador 9 y sale sobre la superficie de este quemador 9 de forma radial. La mezcla saliente se enciende mediante un electrodo de encendido. Por medio del sensor de corriente de ionizacion 11 se reconoce la disponibilidad de una llama. Esto se consigue de forma que la corriente de ionizacion, que mediante la aplicacion de un voltaje electrico corre a traves de la llama sobre el quemador, se mide y se valora.
Si existe una llama, se inicia el programa de prueba.
En un procedimiento alternativo, no relativo a la invencion, se mantiene constante el grado de apertura de la valvula 1 ajustable electronicamente. La cantidad de aire se eleva constantemente mediante la elevacion del numero de revoluciones del ventilador 7 y simultaneamente se comprueba la senal de ionizacion para el reconocimiento de la llama sobre el sensor de corriente de ionizacion 11. Por medio de la elevacion del factor de exceso de aire unido con la elevacion del numero de revoluciones del ventilador la llama tiende a elevarse. Si la llama entra en la zona de elevacion, se eleva fuertemente la resistencia de la llama, lo cual baja directamente la senal de ionizacion. La tendencia a la elevacion de la llama se recoge mediante la corriente de ionizacion.
La elevacion de las llamas espedfica del aparato se detecta segun la experiencia mediante el factor de exceso de aire de Lambda ~1,7. Para este factor de exceso de aire se recoge o bien un voltaje de ionizacion lfmite prefijado Ulim o una corriente de ionizacion lfmite prefijada him. En este punto de trabajo se almacena el numero de revoluciones actual nlim. Este numero de revoluciones nlim se multiplica con los factores que se presentan, para llegar a puntos de trabajo con diferentes numeros de revoluciones. Asf a partir de Lambda 1,7 se llega a los puntos de trabajo XTest1 y despues XTest2, donde XTest1 es menor que el factor de exceso de aire nominal y XTest2 es mayor que el factor de exceso de aire nominal. En la figura 2 el factor de exceso de aire nominal vale 1,25. Tras ajustar el numero de revoluciones deseado para XTest1 y ^Test2 se comprueba el valor actual del sensor de flujo de masa 4. Si el sensor de flujo de masa 4 muestra un paso de gas en direccion de la tubena de aire de combustion 14, se debe igualar esto con un exceso de gas frente al nominal. La figura 2 muestra la diferencia de presion Ap en el sensor de flujo de masa 4. La diferencia de presion Ap es equivalente al flujo de masa.
Si el sistema esta ajustado correctamente, debe existir para XTest1 un flujo de masa a traves del sensor de flujo de masa 4 en direccion a la tubena de aire de combustion 14, mientras que para XTest2 debe existir un flujo de masa a traves del sensor de flujo de masa 4 en direccion a la tubena de gas de combustion 2.
Si mediante el procedimiento segun la invencion se comprueba que para XTest1 no existe flujo de masa a traves del sensor de flujo de masa 4 en direccion a la tubena de aire de combustion 14 y/o para XTest2 no existe flujo de masa a traves del sensor de flujo de masa 4 en direccion a la tubena de gas de combustion 2, la conexion gas de combustion-aire debe estar desajustada. En consecuencia en el ajuste nominal supuesto existe una proporcion de gas-aire falsa, lo cual tiene como consecuencia una emision alta de monoxido de carbono (CO). El programa de prueba segun la invencion provocana un error - el calentador se parana. El programa de prueba provoca en este caso un error y el calentador se para. Si la senal de flujo de masa muestra en ambos puntos de trabajo resultados plausibles para una buena combustion (paso siempre en la direccion esperada), el programa se termina con exito y se autoriza el funcionamiento normal del aparato.
Un funcionamiento del aparato mas seguro puede garantizarse mediante una comprobacion del sensor de flujo de masa en puntos de trabajo espedficos del aparato. Ademas es posible, no solo comprobar ambos puntos cnticos de CO, sino ademas otros 2 puntos todavfa, que caracterizan el paso del campo de funcionamiento del quemador desde “dentro” hacia “fuera”. Asf no solo puede probarse el funcionamiento seguro, sino tambien puede emitirse una indicacion por medio de la pantalla del aparato, que indique un funcionamiento que eventualmente pudiera conducir a ruidos molestos mediante fenomenos termo-acusticos.
Segun la invencion la proporcion de gas de combustion-aire se cambia, hasta que el sensor 4 de flujo volumetrico o de presion diferencial no pierde nada de flujo. El sistema esta entonces supuestamente ajustado correctamente; de forma ideal a un factor de exceso de aire de 1,25. En este estado de funcionamiento se recoge y almacena el numero de revoluciones ninicio (por ej. 2000 revoluciones/min) del ventilador 7. Partiendo de aqrn se reduce entonces la proporcion de gas de combustion-aire definida por medio de la elevacion del numero de revoluciones del ventilador 7, hasta que la senal medida mediante el sensor de corriente de ionizacion 11 supera o esta por debajo de un valor Kmite prefijado, el cual es caractenstico de una elevacion amenazadora en un factor de exceso de aire de 1,7. Ahora se recoge el numero de revoluciones asociado nelevacion (por ej. 3000 revoluciones/min) del ventilador 7. Si el sistema estaba correctamente ajustado al principio, el numero de revoluciones del ventilador se debe haber elevado de forma definida. Se forma la proporcion del numero de revoluciones nelevacion al numero de revoluciones
ninicio del ventilador 7. En el caso en que la proporcion nelevacion/ninicio se encuentre en una zona de proporcion prefijada (por ej. 1,45 hasta 1,55), se concluye un estado de funcionamiento regular. Si la proporcion nelevacion/ninicio se encuentra fuera de la zona de proporcion prefijada, se concluye un error de ajuste y se emite una senal de error.
El mismo efecto se consigue cuando en lugar de la cantidad de aire a traves del ventilador cuando el flujo de gas es 5 constante se cambia la cantidad de gas sobre la seccion de la abertura de la valvula 1 ajustable electronicamente y el numero de revoluciones del ventilador se mantiene. Aqrn entonces se recogen por ejemplo para un motor paso a paso las posiciones del paso Zinicio para un supuesto factor de exceso de aire nominal asf como Zelevacion en una elevacion amenazadora.

Claims (4)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para el seguimiento de un quemador (9) que funciona con gas de combustion con una tubena de gas de combustion (2), una tubena de combustion de aire (14), un ventilador (7), un sensor (4) de flujo volumetrico o de presion diferencial entre la tubena de gas de combustion (2) y la tubena de aire de combustion (14), asf como un sensor de corriente de ionizacion (11), el cual esta dispuesto en la cercama directa del quemador (9), caracterizado por que
    la proporcion de gas de combustion-aire se cambia hasta que el sensor (4) de flujo volumetrico o presion diferencial no pierde nada de flujo,
    en este estado de funcionamiento se recoge el numero de revoluciones ninicio del ventilador (7) y/o el ajuste Zinicio de la valvula (1) ajustable electronicamente,
    entonces partiendo de aqu la proporcion gas de combustion-aire definida mediante la elevacion del numero de revoluciones del ventilador (7) o cerrado de la valvula (1) ajustable electronicamente se reduce hasta que la senal medida mediante un sensor de corriente de ionizacion (11) sobrepasa o esta por debajo de un valor lfmite prefijado,
    en este caso se recoge el numero de revoluciones nelevacion del ventilador (7) y/o el estado Zelevacion de la valvula (1) ajustable electronicamente,
    se forma la proporcion del numero de revoluciones nelevacion al numero de revoluciones ninicio del ventilador (7) y/o de los estados Zinicio a Zelevacion de la valvula (1) ajustable electronicamente, y en el caso de que la proporcion nelevacion/ninicio o Zinicio / Zelevacion se encuentre en una zona de proporcion prefijada se concluye un estado de funcionamiento regular,
    mientras que en el caso de que la proporcion nelevacion/ninicio o Zinicio / Zelevacion se encuentre fuera de la zona de proporcion prefijada se concluye un error de ajuste y se emite una senal de error.
  2. 2. Procedimiento para el seguimiento de un quemador (9) que funciona con gas de combustion segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el quemador (9) se desconecta para un error de ajuste reconocido.
  3. 3. Procedimiento para el seguimiento de un quemador (9) que funciona con gas de combustion segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que para reducir la proporcion de gas de combustion-aire se eleva el numero de revoluciones del ventilador (7) y para enriquecer la proporcion de gas de combustion-aire se reduce el numero de revoluciones del ventilador (7).
  4. 4. Procedimiento para el seguimiento de un quemador (9) que funciona con gas de combustion segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que para la reduccion de la proporcion de gas de combustion-aire se cierra parcialmente una valvula (1) en la tubena (2) de gas de combustion y para enriquecer la proporcion de gas de combustion-aire se abre parcialmente esta valvula (2) en la tubena de gas de combustion (2).
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