DE19857239C2

DE19857239C2 - Control procedures for gas burners

Info

Publication number: DE19857239C2
Application number: DE19857239A
Authority: DE
Inventors: Piet Blaauwwiekel
Original assignee: Honeywell BV
Current assignee: Honeywell BV
Priority date: 1998-12-11
Filing date: 1998-12-11
Publication date: 2000-11-23
Anticipated expiration: 2018-12-12
Also published as: EP1008805A1; DE19857239A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Regelverfahren für Gasbrenner gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a control method for gas burners according to the preamble of Claim 1.

Regelverfahren für Gasbrenner der obigen Art sind aus dem Stand der Technik, z. B. der DE 196 39 487 A1, DE 196 39 992 A1, DE 198 38 361 A1 und JP 58-178 116 A bekannt.Control methods for gas burners of the above type are known from the prior art, for. B. the DE 196 39 487 A1, DE 196 39 992 A1, DE 198 38 361 A1 and JP 58-178 116 A are known.

Um innerhalb des Gasbrenners für eine optimale und vollständige Verbrennung des Brennstoffs, nämlich des Gases, zu sorgen, muß ein Gasbrenner mit einem entsprechend abgestimmten Gas/Luft-Gemisch versorgt werden. 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 der optimalen und vollständigen Verbrennung die Zusammensetzung des Gas/Luft-Gemisches in Abhängigkeit von der Qualität des Gases entsprechend variiert werden.To inside the gas burner for optimal and complete combustion of the To provide fuel, namely the gas, a gas burner must have a corresponding coordinated gas / air mixture can be supplied. However, since the quality of the Gas supply provided gas - the quality of gas is determined by a so-called Wobbe index defines - fluctuates, must ensure the optimal and complete combustion the composition of the gas / air mixture in Depending on the quality of the gas can be varied accordingly.

So wird bei aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Bereitstellung eines unterschiedliche Gasqualitäten berücksichtigenden, verbrennungsoptimierten Gas/Luft- Gemisches derart vorgegangen, daß die Qualität der Verbrennung des Gas/Luft-Gemisches im Gasbrenner überwacht bzw. gemessen wird, und daß in Abhängigkeit hiervon die Zusammensetzung des Gas/Luft-Gemisches bestimmt wird. Derartige Lösungen sind zum einen in der Regel geräteabhängig. Zum anderen warten derartige Verfahren das Verbrennungsergebnis ab und reagieren demnach nicht unmittelbar auf eine sich ändernde Gasqualität.Thus, in methods known from the prior art for providing a Combustion-optimized gas / air taking into account different gas qualities Mixture proceeded in such a way that the quality of the combustion of the gas / air mixture is monitored or measured in the gas burner, and that the Composition of the gas / air mixture is determined. Such solutions are for one usually depends on the device. On the other hand, such procedures wait Combustion result and therefore do not react immediately to a changing Gas quality.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, ein Regelverfahren für Gasbrenner zur Bereitstellung eines unterschiedliche Gasqualitäten berücksichtigenden, verbrennungsoptimierten Gas/Luft-Gemisches zu schaffen, welches die obigen Nachteile vermeidet.Proceeding from this, the present invention is based on the problem of a Control procedure for gas burners to provide different gas qualities to take into account, combustion-optimized gas / air mixture, which avoids the above disadvantages.

Dieses Problem wird durch ein Regelverfahren für Gasbrenner mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This problem is solved by a control method for gas burners with the features of Claim 1 solved.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:Further advantageous embodiments of the invention result from the subclaims and the description. Preferred embodiments of the Invention explained with reference to the drawing. The drawing shows:

Fig. 1 ein schematisiertes Blockschaltbild zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Regelverfahrens. Fig. 1 is a schematic block diagram to illustrate the control method according to the invention.

Gemäß Fig. 1 werden ein Gasstrom 10 und ein Verbrennungsluftstrom 11 zur Bereitstellung eines Gas/Luft-Gemisches 12 gemischt. Das Gas/Luft-Gemisch 12 wird einem nicht dargestellten Gasbrenner zugeführt, in dem das Gas/Luft-Gemisch 12 verbrannt wird.Referring to FIG. 1, a gas stream 10 and a combustion air stream 11 can be mixed for providing a gas / air mixture 12th The gas / air mixture 12 is fed to a gas burner, not shown, in which the gas / air mixture 12 is burned.

Die Verbrennung innerhalb des Gasbrenners ist in Bezug auf die Gasqualität mit dem am niedrigsten zu erwartenden Energiegehalt (auch ärmste Gasqualität genannt) innerhalb des Gasstrom 10 derart voreingestellt, daß bei Vorliegen dieser ärmsten zu erwartenden Gasqualität eine optimierte Verbrennung gewährleistet ist. In diesem Fall ist für diese Gasqualität eine optimale Luftzahl eingestellt, d. h. es besteht ein hinsichtlich der Verbrennung im Gasbrenner optimales Verhältnis zwischen dem dem Gasbrenner zugeführten Gasstroms 10 und Luftstrom.The combustion within the gas burner is preset with respect to the gas quality with the lowest expected energy content (also called the poorest gas quality) within the gas stream 10 such that an optimized combustion is guaranteed when this poorest expected gas quality is present. In this case, an optimal air ratio is set for this gas quality, ie there is an optimal ratio with regard to the combustion in the gas burner between the gas stream 10 supplied to the gas burner and the air stream.

Um unterschiedlichen Gasqualitäten, also Gasqualitäten mit einem höheren Energiegehalt (sich verbessernde Gasqualität), gerecht zu werden, wird erfindungsgemäß vor der Verbrennung des Gas/Luft-Gemisches 12 im Gasbrenner die Gasqualität des Gases durch einen Sensor 13 gemessen. Bei dem Sensor 13 handelt es sich um einen Gasqualitäts- Sensor. In Abhängigkeit von dieser Gasqualitätsmessung wird dann die Zusammensetzung des Gas/Luft-Gemisches 12 verändert.In order to do justice to different gas qualities, that is to say gas qualities with a higher energy content (improving gas quality), the gas quality of the gas is measured by a sensor 13 before the gas / air mixture 12 is burned in the gas burner. The sensor 13 is a gas quality sensor. The composition of the gas / air mixture 12 is then changed as a function of this gas quality measurement.

Der Gasqualitäts-Sensor kann auf beliebige Art und Weise ausgestaltet sein. So kann z. B. ein Gasqualitäts-Sensor wie in der US 5,235,844 oder in der US 5,311,447 beschrieben, verwendet werden. Die Auswahl eines geeigneten Gasqualitäts-Sensors obliegt dem Fachmann.The gas quality sensor can be designed in any way. So z. B. a gas quality sensor as described in US 5,235,844 or US 5,311,447, be used. The choice of a suitable gas quality sensor is the responsibility of this Specialist.

Bei einer Gasqualität mit höherem Energiegehalt werden der Verbrennungsluftstrom 11 und der Gasstrom 10 konstant gehalten, wobei der Gasstrom 10 vor der Mischung mit dem Verbrennungsluftstrom 11 mit einem Kompensationsluftstrom 14 gemischt wird. In diesem Fall wird also bei konstantem Verbrennungsluftstrom 11 und Gasstrom 10 der Kompensationsluftstrom 14 variiert. In the case of a gas quality with a higher energy content, the combustion air stream 11 and the gas stream 10 are kept constant, the gas stream 10 being mixed with a compensation air stream 14 before being mixed with the combustion air stream 11 . In this case, the compensation air flow 14 is varied with a constant combustion air flow 11 and gas flow 10 .

Das Gemisch aus Gasstrom 10 und Kompensationsluftstrom 14 verfügt dann gegenüber dem ungemischten Gasstrom 10 über einen geringeren Wobbe-Index und damit Energiegehalt. Der Gasqualitäts-Sensors mißt sozusagen den Energiegehalt dieser Mischung aus Gasstrom 10 und Kompensationsluftstrom 14 in einem hinteren Bereich 15 des Gasstroms 10, also in einem Bereich, in dem Gasstrom 10 und Kompensationsluftstrom 14 bereits vermischt sind.The mixture of gas stream 10 and compensation air stream 14 then has a lower Wobbe index and thus energy content than the unmixed gas stream 10 . The gas quality sensor measures, so to speak, the energy content of this mixture of gas stream 10 and compensation air stream 14 in a rear region 15 of gas stream 10 , that is to say in a region in which gas stream 10 and compensation air stream 14 are already mixed.

Auch ist es möglich, daß bei einer Gasqualität mit höherem Energiegehalt der Verbrennungsluftstrom 11 und der Kompensationsluftstrom 14 konstant gehalten werden, während der Gasstrom 10 verringert wird. Auch hierdurch ist der Energiegehalt der Mischung aus Gasstrom 10 und Kompensationsluftstrom 14 im Hinblick auf eine optimale Verbrennung anpaßbar.It is also possible that with a gas quality with a higher energy content, the combustion air stream 11 and the compensation air stream 14 are kept constant while the gas stream 10 is reduced. This also makes it possible to adapt the energy content of the mixture of gas stream 10 and compensation air stream 14 with a view to optimal combustion.

Über den Sensor 13 kann also der Energiegehalt des Gemisches aus Kompensationsluftstrom 14 und Gasstrom 10 unmittelbar überwacht werden kann. Bei sich ändernder Gasqualität werden entweder der Kompensationsluftstrom 14 oder der Gasstrom 10 variiert, um dem Gasbrenner ein Gemisch mit konstantem Energiegehalt zuzuführen und dadurch eine optimierte Verbrennung zu gewährleisten.The energy content of the mixture of compensation air stream 14 and gas stream 10 can thus be monitored directly via the sensor 13 . If the gas quality changes, either the compensation air flow 14 or the gas flow 10 is varied in order to supply the gas burner with a mixture with a constant energy content and thus to ensure optimized combustion.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insgesamt geräteunabhängig. Es wird unmittelbar auf eine sich ändernde Gasqualität reagiert, ohne das Verbrennungsergebnis abzuwarten. Dies verkürzt die Reaktionszeit auf eine sich ändernde Gasqualität. Overall, the method according to the invention is device-independent. It will open immediately a changing gas quality reacts without waiting for the combustion result. This shortens the response time to changing gas quality.

Reference list

1010th

Gasstrom
Gas flow

1111

Verbrennungsluftstrom
Combustion air flow

1212th

Gas/Luft-Gemisch
Gas / air mixture

1313

Sensor
sensor

1414

Kompensationsluftstrom
Compensation airflow

1515

Bereich
Area

Claims

1. Control method for gas burners to provide a combustion-optimized gas / air mixture ( 12 ) that takes into account different gas qualities, which is provided by mixing a gas stream ( 10 ) and a combustion air stream ( 11 ), the gas quality of the gas being measured before combustion in the gas burner and, depending on this gas quality measurement, the composition of the gas / air mixture ( 12 ) is regulated, characterized in that the gas stream ( 10 ) is mixed with a compensation air stream ( 14 ) before mixing with the combustion air stream ( 11 ) that the ratio of gas flow ( 10 ) and compensation air flow ( 14 ) is regulated as a function of the gas quality measurement, and that the composition of the gas / air mixture ( 12 ) follows from this.

2. Control method according to claim 1, characterized in that the gas burner gas / air mixture ( 12 ) is preset to the gas quality with the lowest expected energy content, and that with improving gas quality the composition of the gas / air mixture ( 12 ) is changed.

3. Control method according to claim 1 or 2, characterized in that when the gas quality improves, the combustion air stream ( 11 ) and the gas stream ( 10 ) are kept constant, and a compensation air stream ( 14 ) is increased, the gas stream ( 10 ) before the mixture is mixed with the combustion air flow ( 11 ) with the compensation air flow ( 14 ).

4. Control method according to claim 1 or 2, characterized in that when the gas quality improves, the combustion air stream ( 11 ) and a compensation air stream ( 14 ) are kept constant, and the gas stream ( 10 ) is reduced, the gas stream ( 10 ) before the mixture is mixed with the combustion air flow ( 11 ) with the compensation air flow ( 14 ).

5. Control method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the gas quality of the gas in the gas stream ( 10 ) is measured by a sensor ( 13 ) which is positioned in a region ( 15 ) in which the gas stream ( 10 ) and the compensation air flow ( 14 ) are mixed.

6. Control method according to one or more of claims 1, 2 or 4, characterized in that the gas quality of the gas in the gas stream ( 10 ) is measured by a sensor ( 13 ) which is positioned in a region ( 15 ) in which the Gas flow ( 10 ) and the compensation air flow ( 14 ) are mixed.