EP0962703B1 - Regelungsverfahren für Gasbrenner - Google Patents

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EP0962703B1
EP0962703B1 EP99110256A EP99110256A EP0962703B1 EP 0962703 B1 EP0962703 B1 EP 0962703B1 EP 99110256 A EP99110256 A EP 99110256A EP 99110256 A EP99110256 A EP 99110256A EP 0962703 B1 EP0962703 B1 EP 0962703B1
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EP
European Patent Office
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gas
burner
ionization signal
air mixture
control method
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EP99110256A
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EP0962703A3 (de
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Derk Vegter
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Garrett Motion SARL
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Honeywell BV
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    • 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
    • F23N2227/00—Ignition or checking
    • F23N2227/20—Calibrating devices

Definitions

  • the invention relates to a control method for gas burners according to the preamble of Claim 1.
  • Control methods for gas burners serve to provide a gas / air mixture, that is, supplying a gas flow and a combustion air flow to a burner.
  • the ratio between the gas flow and the combustion air flow and the gas pressure and the combustion air pressure is called the gear ratio.
  • the quality of the gas supplied by the gas supply - the quality of Gas is defined by a so-called Wobbe index - fluctuates, must to Ensuring optimum and complete combustion of the gas / air mixture in Depending on the quality of the gas can be varied accordingly.
  • the present invention is based on the problem, a to provide improved control method for gas burners. According to the invention the problem by a control method with the features of claim 1 solved.
  • the control method for gas burners involves the provision of a gas / air mixture for a burner.
  • the burner is a gas stream and a Supplied combustion air flow.
  • the ratio between gas flow and Combustion air flow or the ratio between gas pressure and Combustion air pressure is called the gear ratio.
  • the ionization signal is exclusively in an area in the vicinity of a burner full load operation for setting the transmission ratio in Dependence of gas quality used.
  • This range is preferably between 70% and 100% of the burner full load, but can also be between 60% and 100% of the Brennerstollast Stahls lie.
  • This feature of the invention is the idea on the basis that only during this working state or operating state of the burner Ionization signal provides a reliable statement about the combustion process.
  • the gas / air mixture is dependent on the previously determined translation ratio.

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  • 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)

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelungsverfahren für Gasbrenner gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Regelungsverfahren für Gasbrenner dienen der Bereitstellung eines Gas/Luft-Gemisches, also dem Zuführen eines Gasstroms und eines Verbrennungsluftstroms zu einem Brenner.
Um innerhalb des Gasbrenners für eine optimale und vollständige Verbrennung des Brennstoffs, nämlich des Gases, zu sorgen, muß der Gasbrenner mit einem entsprechend abgestimmten Gas/Luft-Gemisch versorgt werden. Das Verhältnis zwischen dem Gasstrom und dem Verbrennungsluftstrom bzw. dem Gasdruck und dem Verbrennungsluftdruck bezeichnet man als Übersetzungsverhältnis.
Da jedoch die Qualität des von der Gasversorgung bereitgestellten Gases - die Qualität von Gas wird durch einen sogenannten Wobbe-Index definiert - schwankt, muß zur Gewährleistung einer optimalen und vollständigen Verbrennung das Gas/Luft-Gemisch in Abhängigkeit von der Qualität des Gases entsprechend variiert werden.
Um die Qualität des bereitgestellten Gases berücksichtigen zu können, sind aus dem Stand der Technik Regelungsverfahren bekannt, bei denen ein Ionisationssignal eines Sensors, insbesondere einer in die Brennerflamme des Gasbrenners ragenden Meßelektrode, zur Anpassung des Gas/Luft-Gemisches an unterschiedliche Gasqualitäten verwendet wird. Diesbezüglich kann auf die DE-A-44 33 425, DE 39 37 290 A1 sowie DE 195 39 568 C1 verwiesen werden.
Bei den bekannten, ein Ionisationssignal verwendenden Regelungsverfahren für Gasbrenner wird das Ionisationssignal über den gesamten Arbeitsbereich bzw. Betriebsbereich des Brenners zur Anpassung des Gas/Luft-Gemisches an unterschiedliche Gasqualitäten verwendet. Bei geringen Betriebslasten des Brenners ist das Ionisationssignal jedoch stark von Außeneinflüssen abhängig und liefert demzufolge keine verlässliche Auskunft über die tatsächlich im Brenner herrschenden Verbrennungsverhältnisse. Die Regelungsverfahren nach dem Stand der Technik führen demzufolge zu einer instabilen und damit unzureichenden Regelung.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, ein verbessertes Regelungsverfahren für Gasbrenner bereitzustellen. Erfindungsgemäß wird das Problem durch ein Regelungsverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich aus dem abhängigen Anspruch 2 und der Beschreibung.
Bei dem Regelungsverfahren für Gasbrenner geht es um die Bereitstellung eines Gas/Luft-Gemisches für einen Brenner. Hierzu wird dem Brenner ein Gasstrom und ein Verbrennungsluftstrom zugeführt. Das Verhältnis zwischen Gasstrom und Verbrennungsluftstrom bzw. das Verhältnis zwischen Gasdruck und Verbrennungsluftdruck bezeichnet man als Übersetzungsverhältnis.
Mit Hilfe eines ein Ionisationssignal erzeugenden Sensors wird der Verbrennungsprozeß im Brenner überwacht. Aus dem Ionisationssignal können Informationen über den Verbrennungsprozeß und somit über die vorhandene Gasqualität gewonnen werden.
Erfindungsgemäß wird das Ionisationssignal ausschließlich in einem Bereich in der Nähe eines Brenner-Vollastbetriebs zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses in Abhängigkeit der Gasqualität verwendet. Dieser Bereich liegt vorzugsweise zwischen 70% und 100% des Brenner-Vollastbetriebs, kann jedoch auch zwischen 60% und 100% des Brennervollastbetriebs liegen. Diesem erfindungsgemäßen Merkmal liegt der Gedanke zugrunde, daß nur während dieses Arbeitszustands bzw. Betriebszustands des Brenners das Ionisationssignal eine zuverlässige Aussage über den Verbrennungsprozeß liefert.
Außerhalb des obengenannten Bereichs wird das Gas/Luft-Gemisch in Abhängigkeit des zuvor bestimmten Übersetzungsverhältnisses geregelt.
Mit anderen Worten wird demnach zur Bestimmung eines die Gasqualität berücksichtigenden Übersetzungsverhältnisses der Brenner mit insbesondere 70% bis 100% des Brenner-Vollastbetriebs gefahren und während dieses Betriebs mit Hilfe eines Ionisationssignals ein die vorhandene Gasqualität berücksichtigendes Übersetzungsverhältnis ermittelt. Sobald der Arbeitszustand des Brenners den Bereich von insbesondere 70% bis 100% des Brenner-Vollastbetriebs verläßt, wird das Gas/Luft-Gemisch unter Beibehaltung des zuletzt bestimmten Übersetzungsverhältnisses geregelt. Dies sorgt für eine besonders stabile Regelung.

Claims (2)

  1. Regelungsverfahren für Gasbrenner zur Bereitstellung eines Gas/Luft-Gemisches, nämlich zum Zuführen eines Gasstroms und eines Verbrennungsluftstroms zu einem Brenner, wobei ein Ionisationssignal eines Sensors verwendet wird um das Gas/Luft-Gemisch an unterschiedliche Gasqualitäten anzupassen, dadurch gekennzeichnet, daß
    a) das Ionisationssignal ausschließlich in einem Bereich in der Nähe eines Brenner-Vollastbetriebs zur Einstellung eines Übersetzugsverhältnisses verwendet wird,
    b) außerhalb des Bereichs des Brenner-Vollastbetriebs das Gas/Luft-Gemisch in Abhängigkeit dieses Übersetzugsverhältnisses geregelt wird,
    c) der Bereich des Verfahrensschritts a) zwischen 60% und 100% des Brenner-Vollastbetriebs liegt.
  2. Regelungsverfahren für Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ionisationssignal in einem Bereich von 70% bis 100% des Brenner-Vollastbetriebs zur Einstellung eines Übersetzugsverhältnisses verwendet wird.
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