DD134669B1

DD134669B1 - Verfahren und vorrichtung zur maximalen energieeinsparung bei beliebigen verbrennungsprozessen

Info

Publication number: DD134669B1
Application number: DD20125377A
Authority: DD
Inventors: Peter-Paul Krais
Original assignee: Krais Peter Paul
Priority date: 1977-09-29
Filing date: 1977-09-29
Publication date: 1986-10-29
Also published as: DD134669A1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Regelungsverfahren, das das Erreichen und Konstanthalten des höchsten Verbrennungswirkungsgrades, ζ B an Kesseln oder Feuerungsanlagen mit beliebigen Brennstoffen ermöglicht und unabhängig von Brennstoffqualitatsanderungen arbeitet

Es können auch konstante Flammtemperaturen bei minimalstem Brennstoffverbrauch erreicht werden Außerdem tonnen damit Diesel- und Otto-Motore, Gas-, Öl- und Kohlefeuerungen optimal geregelt werden

Charakteristik der bekannten technischen Losungen

Das DDR-Patent 109258 mit Zusatz 115381/F23 n5/00 befaßt sich mit der Ruckwarts-Optimierungssteuerung des Brennstoffluftverhaltnisses Eine Optimierung auf Grund einer Rauchgasanalyse setzt immer eine Analyse des Brennstoffes vorraus, bzw der Wert des maximalen C02 muß bekannt sein, kann aber heutzutage wegen der laufenden Änderungen der Brennstoffqualltat nicht mehr aus Tabellen bestimmt werden Bei veränderten Brennstoffparametern wird der optimale Bereich nicht gefunden Bei diskontinuierlichen Verbrennungsprozessen, wie sie ζ B in Verbrennungsmaschinen ablaufen, kann dieses Verfahren auch nicht angewendet werden

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist, die genannten Nachteile zu beseitigen Zusätzlich wird der maximale Flammenwirkungsgrad automatisch gefunden und aufrechterhalten, selbst bei wechselnden Brennstoffqualltaten Bei Schiffsdieselmotoren bzw. Kesselfeuerungen werden Devisen eingespart Die Nachrüstung einer Kesselfeuerung kann bei laufendem Betrieb erfolgen, da eine Rauchgasentnahmesonde bzw. eine Kontrollsichtoffnung ohnehin vorhanden ist Durch den verringerten Brennstoffverbrauch sowie die verringerten Abgasverluste bei gleicher Kesselleistung wird zusätzlich ein wirksamer Schritt zu Umweltschutzverbesserung getan

Darlegung des Wesens der Erfindung ~

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und Vorrichtungen zu entwickeln, die es ermöglichen, die höchstmögliche und vorher nicht bekannte Flammenendtemperatur zu finden und aufrechtzuerhalten, auch bei laufend wechselnden Brennstoffqualltaten und ζ Β Kesselbelastungen

Erftndungsgemaß wird die Aufgabe dadurch gelost, daß ein Temperatur-Tendenzgeber die Luftmenge, beginnend ζ B bei der zu großen Luftmenge, entsprechend der Aussage „Temperatur nicht gestiegen", um einen vorgegebenen Schritt verringert wird und diese Schritte solange wiederholt werden, bis ein weiterer Geber, ζ B ein CO-Analysengerat mit Schnellwertschalter ζ Β „zu viel Unverbranntes" feststellt, und dieser geeignete Geber die Luftmenge aufgabengemaß erhöht, worauf wieder der

Tendenzgeber bei der Aussage „Tendenz nicht steigend" in Aktion tritt und die Luftmenge verringert Anstelle eines CO-Gerates können auch andere Geber treten, ζ B Rauchgasdichte, H2-Geber oder andere Verfahren Die Merkmale des Temperatur-Tendenzgebers besteht dann, daß einem bekannten Gesamtstrahlungspyrometer eine Glasscheibe vorgesetzt wird und dadurch die Flammenenden beobachtet werden Durch diese Einengung auf den sichtbaren Lichtbereich wird zwar eine Temperaturaussage verfälscht, aber sie ist unabhängig von den Absorptionsbanden, ζ Β bei Wasserdampf, CO, CO2, H2 und Alkalien und somit aussagekraftiger in bezug auf die Flammenqualitat Dieses Meßsignal wird auf einen Tendenzgeber gefuhrt, der im wesentlichen ζ B aus einem bekannten Kompensations-Anzeiger, verbunden mit einem zusätzlichen Schwellwertschalter, besteht

Im abgeglichenen oder im fallenden Zustand des automatischen !Compensators wird das Signal „Temperatur nicht gestiegen" abgegeben Damit wird die Luftmenge etwas reduziert bzw die Brennstoffmenge etwas erhöht Im Falle der steigenden Tendenz gegenüber dem letzten Abgleich (z B vor 20 s) wird die Aussage gemacht „Flammtemperatur gestiegen" Dabei wird die Luft- oder Brennstoffmenge nicht verändert, denn die Flammenqualitat ist ja besser geworden Die logische Bewertung laßt sich ζ B mit 2 Wechselkontakten darstellen, wie es in Figur 1 gezeigt ist

Ausfuhrungsbeispiel 1

Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel fur Kessel- und Ofen-Feuerungen mit oder ohne Rost dargestellt In der Figur 2 ist der schematische Aufbau der erfindungsgemaßen Einrichtung mit konventioneller Meßtechnik gezeigt Am Ende einer Feuerung 1 ist ein ζ B Gesamtstrahlungspyrometer 2 angebracht, der durch eine ζ B Glasscheibe 3 dierekt die Flammenendtemperatur im sichtbaren Bereich, d h ohne Beeinflussung durch Absorptions-Banden, auswertet Das Ausgangssingnal wird ζ B auf einen automatischen Kompensator 4 gegeben, der das ankommende Singnal gegenkompensiert und eine vorgegebene Zeit in dieser Stellung verharrt Bei dieser Stellung wird das spater ankommende Meßsignal im Tendenzgeber 6 ausgewertet Bei steigender Temperatur wird das Signal „Temperatur gestiegen" und der Verstarker 7 wird nicht beaufschlagt, wie das auch aus Figur 1 hervorgeht

Bei Signal „Temperatur gestiegen" wird der Verstarker 7 den Stellantrieb 8 betätigen, der seinerseits das Luftuberschußverhaltnis in gewünschter Weise ändert Nach Ablauf eines Zykluses wird der Vorgang im Sinne einer Regelung laufend wiederholt

Der CO-Geber 9 gibt sein Signal an den Bewerter 5 ab, der seinerseits den Tendenzgeber 6 zu- oder abschaltet, wie in Figur 1 dargestellt Dabei wird ζ B der Relaisverstarker 7 aufgabengemaß beaufschlagt und der Stellantrieb 8 nimmt die Veränderung

Zur Realisierung dieser Aufgabe wird benotigt

1 St CO-Meßeinrichtung mit Meßgasaufbereitung, Max -Kontakt-Geber9 und 5,z B Infralyt mit R-S-Regler und Relaiskasten, 1 St Gesamtstrahlungspyrometer mit Kompensationsanzeiger 2 und 4, ζ B GSP 18 , BMKA 100, R-S-Regler und Relaiskasten,

1St Glasscheibe 3, ζ Β 2mm stark,

4St anzugsverzogerte Zeitrelais 6, ζ B 3,0-3Os

1 St anzugverzogertes Zeitrelais 6, ζ B ZB 32, 3-12Os 3 St neutrale Relais 6+7, ζ B RH 95e 1St Stellantrieb 8, ζ B Klimact-Stellantrieb

Ausfuhrungsbeispiel 2

Der erfindungsgemaße berührungslose CO-Geber soll in Figur 3 schematisch dargestellt werden In Figur 3 wird entweder der glühende Brennstoff 10 selbst oder eine unstabilisierte Platte 10 als Kontinium-Strahler benutzt, der einigermaßen konstante Raum zwischen Flammenende bzw bis zum Infrarot durchlassigen Filter 11 ist die Reaktionsstrecke In der Küvette 12, die mit CO gefüllt ist, werden die CO-Absorptions-Warme-Banden abgeführt Der Rest der Strahlung trifft auf den Empfanger 14 Diese Strahlung ist temperaturabhängig, jedoch CO-unabhangig Durch die Küvette 13 mit Inert-Gas trifft die gleiche Strahlungsenergie ein wie bei 12, wird jedoch nicht selektiv geschwächt Die auftreffende Energie bei Fühler 15 ist temperatur-und CO-abhangig Bei Auftreten von CO im Rauchgas wird die wechselstromgespeiste Halb-Brucke 17 nach Verfahren von Hagen Jakubaschk im Verhältnis so verstimmt, daß bei einer bestimmten Überschreitung über den Ausgeber 16 ein Signal abgegeben wird

Claims

Erfindungsanspruch.

1 Verfahren zur stochiometrischen Optimierungsregelung von Verbrennungsprozessen beliebiger Art in Feuerungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein geeigneter Tendenzgeber 6 der Aufgabenstellung entsprechend das Brennstoff-Sauerstoff-Verhaltms praktisch optimal zur Gewährleistung der höchstmöglichen Flammentemperatur einregelt, bei Überschreitung der praktisch maximal möglichen Flammtemperatur ein geeigneter Geber 9 diese Einstellung korrigiert, und oder eine Störgrößenaufschaltung direkt oder indirekt realisiert werden kann

2 Verfahren zur beruhrungslosen CO-Messung, ζ B bei einer stochiometrischen Optimierungsregelung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Strahler, ζ B die Flamme selbst oder glühende Feuerraume oder Heizplatten, und einer Empfangs- und Auswerte-Einrichtung CO-abhangige Energie-Strahlungen entstehen, die ohne Rauchgasentnahmen und -aufbereitungen bewertet werden

3 Einrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine wechselstromgespeiste Weathstonsche-Halbbrucke 17, nach Verfahren von Hagen Jakubaschk, bestehend aus zwei geeigneten Infrarot-Temperatur-Fuhlern 14,15, die in zwei Strahlengangen mittels Kuvetten 12 und 13 und infrarotdurchlassige Filtern Co-abhangig verschieden erwärmt werden, und damit den Bruckenverstarker 16 beaufschlagen, der seinerseits ein Signal abgibt, und die Luftuberschußzahl der Aufgabe entsprechend verändert

4 Verfahren zur Tendenzmessung 6 nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Art von geeigneter Fühler 2 auf eine entsprechende abgeglichene Schaltung 4 nach der Null-Meß-Methode,'z B Brücken- oder Kompensationsschaltungen beliebiger Art, eine entsprechende Verstimmung hervorruft, die aufgabengemaß abgeglichen wird, diesen Wert bis zum nächsten Abgleich beibehalt und entsprechend der Tendenz gegenüber der letzten Bewertung ein Signal ζ B an den Verstärker? abgibt

5 Einrichtung zur Tendenzmessung 6 nach Punkt 1,dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeiger einen Schleppzeigersatz mechanisch mitfuhrt und oder dieser Schleppzeigersatz erst aufgabengemaß nachgefühlt wird und nach geeigneter Aufbereitung die Aussage, ζ B Flammtemperatur oder C02 „gestiegen" oder „nicht gestiegen" gegenüber dem letzten Intervall ausgibt

6 Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei ausgewählter konventioneller Meßtechnik fur alle Teile bei Figur 2 die konventionelle Innenschaltung beibehalten wird