NL8403840A - Control for gas-fired boiler - uses ionisation detector and programmed logic for highest fuel economy - Google Patents

Control for gas-fired boiler - uses ionisation detector and programmed logic for highest fuel economy Download PDF

Info

Publication number
NL8403840A
NL8403840A NL8403840A NL8403840A NL8403840A NL 8403840 A NL8403840 A NL 8403840A NL 8403840 A NL8403840 A NL 8403840A NL 8403840 A NL8403840 A NL 8403840A NL 8403840 A NL8403840 A NL 8403840A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
gas
air
ionization current
fan
ionization
Prior art date
Application number
NL8403840A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Tno
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tno filed Critical Tno
Priority to NL8403840A priority Critical patent/NL8403840A/en
Publication of NL8403840A publication Critical patent/NL8403840A/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/06—Regulating fuel supply conjointly with draught
    • F23N1/062—Regulating fuel supply conjointly with draught using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/12—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods
    • F23N5/123—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/18—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel
    • F23N2005/181—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel using detectors sensitive to rate of flow of air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/18—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel
    • F23N2005/181—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel using detectors sensitive to rate of flow of air
    • F23N2005/182—Air flow switch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
    • F23N2223/04—Memory
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2225/00—Measuring
    • F23N2225/04—Measuring pressure
    • F23N2225/06—Measuring pressure for determining flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2225/00—Measuring
    • F23N2225/26—Measuring humidity
    • F23N2225/30—Measuring humidity measuring lambda
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2227/00—Ignition or checking
    • F23N2227/02—Starting or ignition cycles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2227/00—Ignition or checking
    • F23N2227/20—Calibrating devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2233/00—Ventilators
    • F23N2233/02—Ventilators in stacks
    • F23N2233/04—Ventilators in stacks with variable speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2233/00—Ventilators
    • F23N2233/06—Ventilators at the air intake
    • F23N2233/08—Ventilators at the air intake with variable speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2235/00—Valves, nozzles or pumps
    • F23N2235/12—Fuel valves
    • F23N2235/16—Fuel valves variable flow or proportional valves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

Abstract

Two independent electronic control units are used: one (28) operates the air intake fan (25) and the other (29) the gas inlet valve (23). The gas/air flame is monitored by an ionisation detector (21), the output of which (I) is fed to both control units. Another detector (34) feeds a signal (delta P) to the air control circuit; the signal being proportional to the pressure difference between the air inlet (24) and the exhaust outlet. The circuits are programmed to maintain the gas to air ratio at or near the point at which the ionisation current is greatest.

Description

1 · >- H.0. 32.424 ‘ Inrichting voor het regelen van de gasbrandstof-luchtverhouding in een brander van een gasgestookte ketel._1 ·> - H.0. 32.424 "Device for controlling the gas-fuel-air ratio in a burner of a gas-fired boiler.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het regelen 5 van de gasbrandstof-luchtverhouding bij het verbrandingsproces in een brander van een gasgestookte ketel voorzien van een gasregelklep in het gastoevoerkanaal, en tenminste een ventilator in een der kanalen voor luchttoevoer en verbrandingsgasafvoer.The invention relates to an apparatus for controlling the gas-fuel-air ratio during the combustion process in a burner of a gas-fired boiler provided with a gas control valve in the gas supply channel, and at least one fan in one of the channels for air supply and combustion gas discharge.

Bij een dergelijke uit de praktijk bekende inrichting wordt met be-10 - hulp van een aan de gasregelklep gekoppelde luchtregelklep (bv. brander-ventilator) de gas-luchtverhouding konstant gehouden. De instelling van deze koppeling is zodanig, dat steeds sprake is van een uit verbran— dingstechnisch oogpunt veilige luchtovermaat. Het hierbij behorende in-stelpunt van deze konstant gehouden gas-luchtverhouding verschilt in de 15 praktijk duidelijk van het stoïchiometrische punt. Uit oogpunt van rendement is een zo gering mogelijke luchtovermaat gewenst.In such an apparatus known from practice, the gas-air ratio is kept constant with the aid of an air control valve coupled to the gas control valve (eg burner-fan). The setting of this coupling is such that there is always a safe excess of air from combustion technology. The associated set point of this constant gas-air ratio differs in practice from the stoichiometric point. For the sake of efficiency, the least possible excess air is desired.

In aanvulling op bovenstaande regeling kan de luchtovermaat verder worden verminderd door toepassing van een zogenaamde zuurstofregeling waarbij via het gemeten zuurstofgehalte van de rookgassen de gas-lucht-20 verhouding geregeld wordt tot nabij het stoïchiometrische punt.In addition to the above control, the air excess can be further reduced by using a so-called oxygen control, in which the gas-air-20 ratio is regulated via the measured oxygen content of the flue gases to near the stoichiometric point.

Nu heeft juist een regeling tot nabij het stoïchiometrische punt de volgende voordelen: - vermindering van de voelbare rookgasverliezen; - stijging van het dauwpunt van de rookgassen waardoor, bij gelijkblij-25 vende rookgas tempera tuur, meer latente warmte uit de rookgassen kan worden teruggewonnen (van belang bij condenserende HR-ketels); - deellastbedrijf wordt realiseerbaar zonder verlies aan rendement en veelal zelfs met rendementswinst ten opzichte van vollastbedrijf; en - de gaskwaliteit kan binnen ruimere grenzen variëren zonder dat dit de 30 werking van de gasgestookte ketel ongunstig beïnvloedt.Controls close to the stoichiometric point have the following advantages: - reduction of sensible flue gas losses; - increase in the dew point of the flue gases, so that, with the same flue gas temperature, more latent heat can be recovered from the flue gases (important with condensing HR boilers); - part-load operation becomes feasible without loss of return and often even with yield gains compared to full-load operation; and - the gas quality can vary within wider limits without affecting the operation of the gas-fired boiler.

De bovengenoemde zuurstofregeling is echter betrekkelijk kostbaar.However, the above oxygen control is relatively expensive.

De uitvinding beoogt dit probleem te ondervangen en een inrichting aan te geven waarmede op eenvoudige en goedkope wijze de gasbrandstof--luchtverhouding geregeld kan worden tot nabij het genoemde stoichiome-35 trische punt.The object of the invention is to overcome this problem and to provide an apparatus with which the gas-fuel-air ratio can be controlled in a simple and inexpensive manner close to the said stoichiometric point.

Dit wordt bij een inrichting van de in de aanhef genoemde soort volgens de uitvinding bereikt door middel van een vlamionisatiedetector bij de brander om de ionisatiestroom op te nemen, en een regeleenheid aan de ingang waarvan een warmtevraagsignaal en het ionisatiestroomsig-40 naai van de vlamionisatiedetector worden toegevoerd en van de uitgang 8403840 < 2 waarvan stuursignalen resp. voor de genoemde gasregelklep en ventilator worden afgeleid, waarbij na inschakeling via de regeleenheid de gasregelklep geopend en de ventilator ingesteld wordt op overmaat aan lucht, de ionisatiestroom gemeten wo.rdt en die gasbrandstof-luchtverhouding met 5 de ventilator ingesteld wordt waarbij in wezen maximale ionisatiestroom optreedt.This is achieved in a device of the type mentioned in the opening paragraph according to the invention by means of a flame ionization detector at the burner to record the ionization current, and a control unit at the input of which a heat demand signal and the ionization current signal of the flame ionization detector are and from the output 8403840 <2 whose control signals resp. for the aforementioned gas control valve and fan are derived, whereby after switching on via the control unit the gas control valve is opened and the fan is adjusted to excess air, the ionization flow is measured and the gas-fuel-air ratio is set with the fan, essentially maximizing ionization flow occurs.

De ionisatiestroom is een niet-monotone funktie van de luchtovermaat, waarbij het maximum van de ionisatiestroom samenvalt met het gebied van het stoichiometrische punt. Door derhalve de ionisatiestroom te 10 detecteren kan de brandstof-luchtverhouding geregeld worden tot nabij het genoemde punt. Hierbij kan het resultaat van de detectie benut worden om de brandstof-luchtverhouding te regelen tot nabij het genoemde maximum van de ionisatiestroom. Hierbij wordt gebruik gemaakt van reeds verrichte waarnemingen en de daarvan in een geheugen opgeslagen 15 resultaten.The ionization current is a non-monotonic function of the excess air, where the maximum of the ionization current coincides with the area of the stoichiometric point. Therefore, by detecting the ionization current, the fuel-air ratio can be controlled to near the point mentioned. The result of the detection can herein be used to regulate the fuel-air ratio to near the said maximum of the ionization current. Use is made of observations already made and the results thereof stored in a memory.

Hierbij wordt bij een te lage of onwaarschijnlijke ionisatiestroom de ketel automatisch afgeschakeld, waarna - na het verhelpen van de oorzaak - de ketel manuaal moet worden ingeschakeld.If the ionization current is too low or unlikely, the boiler will be switched off automatically, after which - after rectifying the cause - the boiler must be switched on manually.

Het spreekt vanzelf dat aan de bestaande veiligheidseisen, speciaal 20 ten aanzien van C0-vorming, moet worden voldaan. Hierbij moet men bij de start van het verbrandingsproces uitgaan van een bepaalde veilige luchtovermaat.It goes without saying that the existing safety requirements, especially with regard to C0 formation, must be met. A certain safe excess of air must be assumed at the start of the combustion process.

Het is op zich bekend om het principe van detectie van ionisatiestroom toe te passen voor vlambeveiliging. Bij de inrichting volgens de 25 uitvinding kan de gedetecteerde ionisatiestroom dan ook mede benut worden voor de genoemde vlambeveiliging.It is known per se to apply the principle of ionization current detection for flame protection. In the device according to the invention the detected ionization current can therefore also be used for the aforementioned flame protection.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van een uit-voeringsvóorbeeld met verwijzing naar de tekening, waarin:The invention will be further elucidated on the basis of an exemplary embodiment with reference to the drawing, in which:

Fig. 1 een grafiek als voorbeeld geeft van de ionisatiestroom in 30 afhankelijkheid van de gasbrandstof-luchtmengverhouding;Fig. 1 is an example graph of the ionization flow in dependence on the gas-fuel-air mixing ratio;

Fig. 2 een schema geeft van een uitvoeringsvoorbeeld van de inrichting volgens de uitvinding; enFig. 2 shows a diagram of an exemplary embodiment of the device according to the invention; and

Fig. 3 een voorbeeld geeft van een besturingsprogramma van de inrichting uit fig. 2 voor een ketel met een modulerende of een aan-uit 35 brander.Fig. 3 gives an example of a control program of the device of FIG. 2 for a boiler with a modulating or an on-off burner.

Fig. 1 geeft schematisch een grafiek van de ionisatiestroom in afhankelijkheid van de gasbrandstof-luchtmengverhouding. Hierin geeft I de ionisatiestroom, LG het gebied van luchtgebrek, LO het gebied van luchtoverschot en MV de gas-luchtmengverhouding aan. Het punt P geeft het 40 meest gunstige instelpunt voor de aansteek- en waakvlambrander. De 8403840 3 • c streeplijn door het maximum van de kromme, links van de vertikale Streeplijn door het genoemde punt P, geeft de mengverhouding bij maximale ionisatiestroom nabij het stoichiometrische punt. Het spreekt vanzelf dat bij het starten van een gasgestookte ketel in het begin met een in-5 stelling in het LO-gebied gewerkt moet worden.Fig. 1 schematically depicts the ionization current depending on the gas fuel-air mixing ratio. In this I indicates the ionization flow, LG the area of air shortage, LO the area of air surplus and MV indicates the gas-air mixing ratio. Point P gives the 40 most favorable set point for the pilot and pilot burner. The 8403840 3 • c dashed line through the maximum of the curve, to the left of the vertical Dashed line through said point P, gives the mixing ratio at maximum ionization current near the stoichiometric point. It goes without saying that when starting a gas-fired boiler, you must initially work with an setting in the LO area.

De in fig. 2 aangegeven inrichting volgens de uitvinding wordt toegepast bij een gasgestookte ketel 20 voorzien van een brander 21, een gastoevoerkanaal 22 met een gasregelklep 23, een luchttoevoerkanaal 24 met een ventilator 25 in het geval van een overdrukketel, een condensaf-10 voer 30, en een verbrandingsgasafvoer 31. De ventilator 25 kan in het geval van een onderdrukketel, in plaats van in het luchttoevoerkanaal, in het verbrandingsgasafvoerkanaal zijn ondergebracht. Nabij de brander 21 is een vlamionisatiedetector 26 aangebracht die een ionisatiestroom-signaal I afgeeft aan een ingang van een regeleenheid 27. Aan een verde-15 re ingang van deze regeleenheid wordt een warmtevraagsignaal X toegevoerd. In de regeleenheid 27 worden een stuursignaal Z voor de in het luchttoevoer- of het verbrandingsgasafvoerkanaal ondergebrachte ventilator 25 en een stuursignaal Y voor de gasregelklep 3 van de gasgestookte ketel 20 afgegeven.The device according to the invention shown in fig. 2 is used with a gas-fired boiler 20 provided with a burner 21, a gas supply channel 22 with a gas control valve 23, an air supply channel 24 with a fan 25 in the case of a pressurized boiler, a condensate discharge. 30, and a flue gas outlet 31. In the case of a negative pressure boiler, the fan 25 can be accommodated in the flue gas outlet channel instead of in the air supply channel. A flame ionization detector 26 is provided near the burner 21, which delivers an ionization current signal I to an input of a control unit 27. A heat demand signal X is applied to a further input of this control unit. In the control unit 27, a control signal Z for the fan 25 accommodated in the air supply or the flue gas discharge duct and a control signal Y for the gas control valve 3 of the gas-fired boiler 20 are output.

20 In de regeleenheid kan een afzonderlijke luchtregelaar 28 en een afzonderlijke gasregelaar 29 zijn opgenomen. Deze gasregelaar kan zowel voor de sturing van een modulerende gasklep als voor de sturing van een aan-uit gasklep dienen. In het geheugen van de gasregelaar 29 kunnen ter beveiliging van het verbrandingsproces gegevens betreffende resp. de io-25 nisatiestroom Imay, Imin en het toerental van de ventilator Tfflin zijn opgenomen. In het geval de ventilator 25 bij een modulerende brander in het luchttoevoerkanaal is geplaatst kan een drukver-schilsensor 34 zijn aangebracht om het drukverschil over een gedeelte van het luchttoevoerkanaal te meten. Dit drukverschil is een maat voor 30 het toegevoerde luchtdebiet. Het door de sensor 34 aan de regeleenheid afgegeven drukverschilsignaal AP wordt gebruikt om eenduidig de toevoer van de bij de hoeveelheid gedoseerd gas behorende minimum hoeveelheid verbrandingslucht te bewaken. In het geval van een aan-uit brander wordt de drukverschilsensor vervangen door een drukschakelaar.A separate air regulator 28 and a separate gas regulator 29 can be included in the control unit. This gas regulator can serve both to control a modulating gas valve and to control an on-off gas valve. In the memory of the gas regulator 29, data concerning resp. the ionization current Imay, Imin and the speed of the fan Tfflin are included. In case the fan 25 is placed in the air supply duct with a modulating burner, a pressure differential sensor 34 may be provided to measure the pressure difference over a part of the air supply duct. This pressure difference is a measure of the supplied air flow rate. The differential pressure signal AP delivered by the sensor 34 to the control unit is used to unambiguously monitor the supply of the minimum quantity of combustion air associated with the quantity of gas supplied. In the case of an on-off burner, the differential pressure sensor is replaced by a pressure switch.

35 Aan de hand van fig. 3 zal de werking van de inrichting worden toe gelicht. In dit besturings(stroom)diagram zijn de volgende grootheden van belang: X = warmtevraagsignaal (X=0 geen warmtevraag X=1 d.i. 100 % warmtevraag) 8403840 - /v 4 Y = stuursignaal gasklep ( Y=0 gasklep gesloten Y=1 gasklep volledig gesloten) Z = stuursignaal ventilator (Z=0 ventilator staat stil Z=1 ventilator draait op hoogst 5 vereist toerental (als Υ=1))The operation of the device will be explained with reference to Fig. 3. The following parameters are important in this control (flow) diagram: X = heat demand signal (X = 0 no heat demand X = 1 ie 100% heat demand) 8403840 - / v 4 Y = control valve gas valve (Y = 0 gas valve closed Y = 1 gas valve completely closed) Z = fan control signal (Z = 0 fan is stopped Z = 1 fan runs at maximum 5 required speed (if Υ = 1))

De besturing kan in drie fasen worden onderverdeeld en zal met verwijzing naar de genummerde blokken in fig. 3 worden toegelicht:The control can be divided into three stages and will be explained with reference to the numbered blocks in Figure 3:

Fase I: Startfase: Ketel wordt - zonodig - aangeschakeld als X^O.Phase I: Start phase: Boiler is - if necessary - switched on as X ^ O.

Fase II: Initialisatiefase: Bij modulerende regeling wordt de gasregel- 10 klep en de ventilator conform X ingesteld. Fase II ontbreekt • bij aan-uit regeling.Phase II: Initialization phase: With modulating control, the gas control valve and the fan are set according to X. Phase II is missing • with on-off control.

Fase III: Regelfase: Het stuursignaal van de ventilator wordt zodanig aangepast dat de ionisatiestroom een maximale waarde aanneemt .Phase III: Control phase: The control signal of the fan is adjusted in such a way that the ionization current assumes a maximum value.

1515

Fase I:Phase I:

Nadat het systeem is opgestart (o), hetgeen in de meeste gevallen gebeurt als de netspanning is aangesloten, wordt het warmtevraagsignaal onderzocht (1). Indien X=0 (1), en de brander is aangeschakeld (2), 20 wordt deze uitgeschakeld (3) en wordt teruggekeerd naar (1). Indien X=0 (1), en de brander is uit (2), wordt eveneens teruggekeerd naar (1).After the system has started up (o), which in most cases happens when the mains voltage is connected, the heat demand signal is examined (1). If X = 0 (1), and the burner is switched on (2), 20 it is switched off (3) and it returns to (1). If X = 0 (1), and the burner is off (2), it also returns to (1).

Indien xj=0 (1) is, en de brander is aangeschakeld (4), wordt de ionisatiestroom gemeten (6). Nadat is vastgesteld, dat de ionisatiestroom voldoende groot is en gestabiliseerd (7), wordt overgegaan naar fase II. 25 Als vastgesteld wordt dat de ionisatiestroom onvoldoende groot en niet-gestabiliseerd (7) is, wordt de brander uitgeschakeld (8) en teruggekeerd naar (1).If xj = 0 (1), and the burner is switched on (4), the ionization current is measured (6). After it has been established that the ionization current is sufficiently large and stabilized (7), phase II is moved on. If it is determined that the ionization current is insufficiently large and non-stabilized (7), the burner is turned off (8) and returned to (1).

Indien x40 (1) is, en de brander uit is (4), wordt de brander gestart (5c), nadat de aanwezige aansteekbrander (5a) voldoende ionisatie-30 stroom heeft opgewekt (5b). Bij deze start van de brander (5c) wordt gelijktijdig gezorgd voor een volledig geopende gasregelklep (Y=l) en ruime overmaat aan lucht (Z=l) met bv. MV=1 (zie fig. 1). Nadat (1), (4), (6), zo nodig (5), en (7) zijn doorlopen wordt overgegaan naar fase II. Fase I wordt derhalve pas verlaten wanneer de ketel op vollast 35 (100%) in bedrijf is.If x40 is (1), and the burner is off (4), the burner is started (5c) after the existing pilot burner (5a) has generated sufficient ionization current (5b). At this start of the burner (5c), a fully opened gas control valve (Y = 1) and ample excess of air (Z = 1) with eg MV = 1 are simultaneously provided (see fig. 1). After (1), (4), (6), if necessary (5), and (7) have been completed, phase II is transferred. Phase I is therefore only left when the boiler is running at full load 35 (100%).

Fase II:Phase II:

Fase II funktioneert alleen voor het geval een modulerende brander bestuurd moet worden, in welk geval blok (9a) van toepassing is. De gas-40 regelklep 23 en de ventilator 25 worden dan in afhankelijkheid van het 8403840 5 warmtevraagsignaal X resp. aangestuurd met de signalen Y-kx en Z=ly zodanig, dat sprake is van een ruime luchtovermaat, vergelijkbaar met systemen waarbij gas- en luchtregelklep mechanisch aan elkaar gekoppeld zijn. De modulerende werking van de brander 21 wordt dus in deze fase 5 gerealiseerd.Phase II functions only in case a modulating burner has to be controlled, in which case block (9a) applies. The gas-40 control valve 23 and the fan 25 are then, depending on the heat demand signal X resp. controlled with the signals Y-kx and Z = ly in such a way that there is a large excess of air, comparable to systems in which the gas and air control valves are mechanically linked to each other. The modulating action of the burner 21 is thus realized in this phase 5.

In geval een aan-uit brander bestuurd moet worden, loopt de verbinding in het stroomdiagram rechtstreeks van blok (7) naar blok (10) via blok (9b).In case an on-off burner has to be controlled, the connection in the flow diagram runs directly from block (7) to block (10) via block (9b).

10 Fase III; _Phase III; _

De ionisatiestroom I en ev« het drukverschil ΔΡ in de luchttoevoer-leiding, en het warmtevraagsignaal X worden gemeten (10) en geëvalueerd (II) en (12). Indien niet aan de gestelde drempelwaarden is voldaan wordt teruggegaan naar Fase I. Ingeval I of ΔΡ niet aan de drempelwaar-15 den voldoen (11), wordt de brander (8) uitgeschakeld en wordt teruggekeerd naar (1); en ingeval Xjj = Xn„^ wordt ook teruggekeerd naar (1).The ionization flow I and ev «the differential pressure ΔΡ in the air supply pipe, and the heat demand signal X are measured (10) and evaluated (II) and (12). If the set thresholds are not met, it is returned to Phase I. In case I or ΔΡ do not meet the threshold values (11), the burner (8) is switched off and is returned to (1); and in case Xjj = Xn „^ is also returned to (1).

Vervolgens worden voortdurend (13), (14), (16) en weer (10), (11) en (12) doorlopen, waarbij in (13) Z zodanig wordt aangepast dat ten-20 slotte de ionisatiestroom I maximaal wordt. Indien in (13) de momentele ionisatiestroom In ^ In-1 ^s» wordt de luchtovermaat, d.w.z. het ventilatortoerental wat verminderd (Z » Ζ-ΔΖ) en indien de momentele ionisatiestroom In ζ In_·^ is, wordt de luchtovermaat wat vergroot (Z = Z + ΔΖ), waarbij bijv. ΔΖ * 50 toeren/min. Wanneer het maximum is 25 bereikt, wordt deze maximale ionisatiestroom Imax in samenhang met ΔΡ en X opgeslagen in het geheugen. Op grond van deze waarden kan het stelsel de zoekprocedure naar de Ι^,Ζ combinatie (13) efficiënter laten verlopen.Then (13), (14), (16) and again (10), (11) and (12) are continuously run through, wherein in (13) Z is adjusted such that finally the ionization current I becomes maximum. If in (13) the instantaneous ionization flow In ^ In-1 ^ s », the air excess, ie the fan speed is somewhat reduced (Z» Ζ-ΔΖ) and if the instantaneous ionization flow is In ζ In_ · ^, the air excess is increased somewhat ( Z = Z + ΔΖ), e.g. ΔΖ * 50 revolutions / min. When the maximum is reached, this maximum ionization current Imax in conjunction with ΔΡ and X is stored in memory. On the basis of these values, the system can make the search for the Ι ^, Ζ combination (13) more efficient.

Het spreekt vanzelf dat wijzigingen en aanvullingen voor de deskun-30 dige mogelijk zijn zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.It goes without saying that modifications and additions for the expert are possible without departing from the scope of the invention.

84033408403340

Claims (4)

1. Inrichting voor het regelen van de gasbrandstof-luchtverhouding bij het verbrandingsproces in een brander van een gasgestookte ketel 5 voorzien van een gasregelklep in het gastoevoerkanaal en tenminste een ventilator in êén der kanalen voor luchttoevoer en verbrandingsgasaf-voer, en een vlamionisatiedetector bij de brander om de ionisatiestroom op te nemen, en een regeleenheid aan de ingang waarvan een warmtevraag-signaal en het ionisatiestroomsignaal van de vlamionisatiedetector wor-10 den toegevoerd en van de uitgang waarvan stuursignalen resp. voor de genoemde gasregelklep en ventilator worden afgeleid, waarbij na inschakeling via de regeleenheid de gasregelklep geopend en de ventilator ingesteld wordt op overmaat aan lucht, de ionisatiestroom gemeten wordt, en op basis waarvan die gasbrandstof-luchtverhouding ingesteld wordt waar-15 bij in wezen maximale ionisatiestroom optreedt.1. Device for controlling the gas-fuel-air ratio during the combustion process in a burner of a gas-fired boiler 5, provided with a gas control valve in the gas supply channel and at least one fan in one of the channels for air supply and combustion gas discharge, and a flame ionization detector at the burner to record the ionization current, and a control unit to which an heat demand signal and the ionization current signal from the flame ionization detector are supplied, and from the output of which control signals resp. for the aforementioned gas control valve and fan are derived, whereby after switching on via the control unit the gas control valve is opened and the fan is adjusted to excess air, the ionization flow is measured, and on the basis of which the gas fuel-air ratio is set, with essentially maximum ionization current occurs. 2. Inrichting volgens conclusie 1, waarin de regeleenheid voorzien is van een afzonderlijke gasregelaar en een luchtregelaar, en een geheugen, waarin ter beveiliging van het verbrandingsproces gegevens met betrekking tot resp. minimale en maximale ionisatiestroom en minimale 20 ventilatortoerental zijn opgeslagen, waarbij het toerental van de ventilator door de luchtregelaar wordt ingesteld op nagenoeg maximale ionisatiestroom.2. Device as claimed in claim 1, wherein the control unit is provided with a separate gas regulator and an air regulator, and a memory, in which data relating to resp. minimum and maximum ionization current and minimum 20 fan speed are stored, with the fan speed set by the air regulator to almost maximum ionization current. 3. Inrichting volgens conclusie 1, waarin behalve de genoemde ventilator in het luchttoevoerkanaal tevens een drukverschilsensor is aan- 25 gebracht waarvan het drukverschilsignaal aan de regeleenheid wordt toegevoerd om de minimale hoeveelheid lucht te bewaken die bij de door de gasregelklep toegevoerde hoeveelheid gas behoort.3. Device as claimed in claim 1, wherein in addition to said fan in the air supply channel also a pressure differential sensor is provided, the differential pressure signal of which is supplied to the control unit in order to monitor the minimum amount of air associated with the amount of gas supplied by the gas control valve. 4. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarin, na de oorspronkelijke instelling van het ventilatortoerental op overmaat aan 30 lucht en de bijbehorende ionisatiestroommeting, het ventilatortoerental verminderd wordt en de ionisatiestroom gemeten wordt, waarbij indien de gemeten momentele ionisatiestroom groter resp. kleiner is dan de voorafgaande het ventilatortoerental verder verminderd resp. verhoogd wordt, en deze procedure herhaald wordt totdat nagenoeg de maximale ionisatie-35 stroom is bereikt. ****** 8 4 0 o U'4. Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein, after the original setting of the fan speed to excess air and the associated ionization current measurement, the fan speed is reduced and the ionization current is measured, wherein if the measured instantaneous ionization current is larger or larger. smaller than the previous one, the fan speed is further reduced or reduced. is increased, and this procedure is repeated until substantially the maximum ionization current is reached. ****** 8 4 0 o U '
NL8403840A 1984-12-18 1984-12-18 Control for gas-fired boiler - uses ionisation detector and programmed logic for highest fuel economy NL8403840A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8403840A NL8403840A (en) 1984-12-18 1984-12-18 Control for gas-fired boiler - uses ionisation detector and programmed logic for highest fuel economy

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8403840 1984-12-18
NL8403840A NL8403840A (en) 1984-12-18 1984-12-18 Control for gas-fired boiler - uses ionisation detector and programmed logic for highest fuel economy

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8403840A true NL8403840A (en) 1986-07-16

Family

ID=19844933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8403840A NL8403840A (en) 1984-12-18 1984-12-18 Control for gas-fired boiler - uses ionisation detector and programmed logic for highest fuel economy

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL8403840A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0262390A1 (en) * 1986-09-04 1988-04-06 Ruhrgas Aktiengesellschaft Method to operate premixing burners, and device for carrying out this method
EP0327785A1 (en) * 1988-02-06 1989-08-16 Joh. Vaillant GmbH u. Co. Control method for a heat source
EP0770824A2 (en) * 1995-10-25 1997-05-02 STIEBEL ELTRON GmbH &amp; Co. KG Method and circuit for controlling a gas burner
WO1997018417A1 (en) * 1995-11-13 1997-05-22 Gas Research Institute, Inc. Flame ionization control apparatus and method
EP0774625A3 (en) * 1995-11-20 1998-04-22 Haitai Electronics Co., Ltd. Combustion control circuit of combustion apparatus
US6299433B1 (en) 1999-11-05 2001-10-09 Gas Research Institute Burner control
US9915425B2 (en) 2013-12-10 2018-03-13 Carrier Corporation Igniter and flame sensor assembly with opening

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0262390A1 (en) * 1986-09-04 1988-04-06 Ruhrgas Aktiengesellschaft Method to operate premixing burners, and device for carrying out this method
EP0327785A1 (en) * 1988-02-06 1989-08-16 Joh. Vaillant GmbH u. Co. Control method for a heat source
EP0770824A2 (en) * 1995-10-25 1997-05-02 STIEBEL ELTRON GmbH &amp; Co. KG Method and circuit for controlling a gas burner
EP0770824A3 (en) * 1995-10-25 1998-04-15 STIEBEL ELTRON GmbH &amp; Co. KG Method and circuit for controlling a gas burner
US5924859A (en) * 1995-10-25 1999-07-20 Stiebel Eltron Gmbh & Co.Kg Process and circuit for controlling a gas burner
WO1997018417A1 (en) * 1995-11-13 1997-05-22 Gas Research Institute, Inc. Flame ionization control apparatus and method
US5971745A (en) * 1995-11-13 1999-10-26 Gas Research Institute Flame ionization control apparatus and method
EP0774625A3 (en) * 1995-11-20 1998-04-22 Haitai Electronics Co., Ltd. Combustion control circuit of combustion apparatus
US6299433B1 (en) 1999-11-05 2001-10-09 Gas Research Institute Burner control
US9915425B2 (en) 2013-12-10 2018-03-13 Carrier Corporation Igniter and flame sensor assembly with opening

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4330260A (en) Method and apparatus for regulating the combustion in a furnace
DK171860B1 (en) Method and apparatus for controlling fuel combustion
FI70633C (en) FOERFARANDE FOER REGLERING AV UPPVAERMNINGEN AV EN AONGPANNA
KR890701954A (en) Combustion control device in fluidized bed boiler
KR900018632A (en) Nitrogen oxide emission control method and device by invalidation
NL8403840A (en) Control for gas-fired boiler - uses ionisation detector and programmed logic for highest fuel economy
CA2064153A1 (en) Cascaded control apparatus for controlling unit ventilators
CA2191157C (en) Method and system in a fluid heating apparatus for efficiently controlling combustion
DK163075B (en) PROCEDURE FOR REGULATING THE RESTOXYGEN CONTENT IN THE SMOKE FROM A BASED WORKING INSTALLATION AND APPARATUS FOR IMPLEMENTING THE PROCEDURE
GB2187309A (en) Burner control
JP2551411B2 (en) Multistage control type air-fuel ratio control method and apparatus in combustion apparatus
JPH0788920B2 (en) Steam trap device
JPS57134650A (en) Hot water supply device
JPH07310918A (en) Combustion apparatus with proportional valve proportion valve regulating device therefor
JPH0320505A (en) Control of nox in exhaust gas of boiler
KR100446491B1 (en) Method and device for automatically controlling combustion of incinerator without boiler equipment with temperature detecting apparatus
JPS5484102A (en) Evaporator outlet steam tempeature controller
SU966421A1 (en) Method of automatic control of air and fuel feed into steam generator
SU922436A1 (en) Method of automatic regulation of burning in drum boiler fire box
JPS59231308A (en) Nox control method of combustion furnace
JPS6137521B2 (en)
JPS6080019A (en) Burning control device of water heater
JPS604746A (en) Hot water temperature control device of hot water supplier
JPH0493501A (en) Method of controlling spray flow rate for boiler
JPS5846528B2 (en) heating furnace equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed