DD234716A1

DD234716A1 - ARRANGEMENT FOR THE AUTOMATIC CONTROL OF THE FUEL AIR CONDITION IN FIRE PROCESSES

Info

Publication number: DD234716A1
Application number: DD27326185A
Authority: DD
Inventors: Guenter Ruhs; Uwe Grommas; Klaus Weisse
Original assignee: Hermsdorf Keramik Veb
Priority date: 1985-02-14
Filing date: 1985-02-14
Publication date: 1986-04-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur selbsttaetigen Regelung des Brennstoff-Luft-Verhaeltnisses bei Brennprozessen, insbesondere bei der Verbrennung gasfoermiger Brennstoffe in Sinteranlagen. Dabei ist es Ziel der Erfindung, eine technisch einfache Regelanordnung zu entwickeln. Die Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur selbsttaetigen Regelung des Brennstoff-Luft-Verhaeltnisses bei Brennprozessen zu schaffen, die eine maximale Verbrennungstemperatur bei optimaler Ausnutzung des fuer den Brennprozess zur Verfuegung stehenden Brennstoffes gewaehrleistet, wird geloest, indem in einem isolierten Brennerrohr, in dem sich ein Parallelstrombrenner mit einer Misch- und Wirbeleinrichtung befindet, ein Thermoelement angeordnet ist, welches mit einem das Eingangssignal fuer die Regelung des Luftvolumenstromes ueber ein Motorventil, dem ein den Brennstoffvolumenstrom konstant haltender Feindruckregler parallel geschaltet ist, abgebenden elektronischen Optimierungsregler gekoppelt ist. FigurThe invention relates to an arrangement for automatic control of the fuel-air ratio in combustion processes, in particular in the combustion of gaseous fuels in sintering plants. It is an object of the invention to develop a technically simple control arrangement. The object of the invention to provide an arrangement for automatic regulation of the fuel-air ratio in combustion processes, which ensures a maximum combustion temperature with optimum utilization of the available fuel for the combustion process, is solved by in an insulated burner tube in which a parallel flow burner is located with a mixing and vortex device, a thermocouple is arranged, which is coupled with an input signal for the regulation of the air volume flow via an engine valve to which a fuel volume flow constant holding fine pressure regulator is connected in parallel, issuing electronic optimization controller. figure

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur selbsttätigen Regelung des Brennstoff-Luft-Verhältnisses bei Brennprozessen, insbesondere bei der Verbrennung gasförmiger Brennstoffe in Sinteranlagen.The invention relates to an arrangement for the automatic regulation of the fuel-air ratio in combustion processes, in particular in the combustion of gaseous fuels in sintering plants.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es sind bereits Verfahren und Einrichtungen zum Betreiben von Brennern, insbesondere von Ölbrennern, bekannt, bei denen mittels einer elektrischen Einrichtung, z. B. eines Elektromagneten, ein Steuerschieber betätigt wird, der über eine Steuerklappe auf die Luftklappe Steuerkräfte auslöst, die vom Druck des zu steuernden Mediums, bspw. Luft oder Gas, selbst erzeugt werden (DD-PS 29017).There are already methods and devices for operating burners, in particular oil burners, known in which by means of an electrical device, for. As an electromagnet, a spool is actuated, which triggers a control valve on the air damper control forces, which are generated by the pressure of the medium to be controlled, for example. Air or gas itself (DD-PS 29017).

Des weiteren ist eine Schaltung zum Regeln des Verbrennungsluftstromes für einen Verbrennungsvorgang mit beliebigen Brennstoffen bekannt, die aus mehreren Entnahmesonden für geschichtete Gasströme sowie Gasanalysegeräten mit sauerstoffionenleitenden Festelektrolytzellen und anderen bekannten Regeleinrichtungen besteht. Mittels der Entnahmesonden wird dem Rauchgaskanal eine Rauchgasprobe entnommen, deren Zusammensetzung in der Analyseeinrichtung ermittelt wird. Die übrigen Einrichtungen der Schaltung ermöglichen eine Anpassung des Luftstromes an den neuen Zustand (DD-PS 79096). Außerdem ist eine Vorrichtung zur Regelung des Verhältnisses der Drücke in einer Gas- und einer Luftzuieitung für eine industrielle Feuerung bekannt, die mit einem Membrandruckmesser für das Gas und einem Membrandruckmesser für die Luft versehen ist. Diese Druckmesser sind nur auf den einander zugekehrten oder nur auf den einander abgekehrten Seiten ihrer Membranen mit den Drücken in der Gas- und Luftzuleitung beaufschlagt. Ein durch die Membranauslenkung gesteuertes Drosselorgan ist mit einer Membran direkt mechanisch verbunden. Das Drosselorgan selbst ist in der Gaszuleitung angeordnet, wobei ein weiteres Drosselorgan zur Steuerung der Leistung der Feuerung in der Luftzuleitung vorgesehen ist.Furthermore, a circuit for controlling the combustion air flow for a combustion process with any fuels is known, which consists of several sampling probes for stratified gas streams and gas analyzers with oxygen ion-conducting solid electrolyte cells and other known control devices. By means of the sampling probes, a flue gas sample is taken from the flue gas channel, the composition of which is determined in the analysis device. The other devices of the circuit allow adjustment of the air flow to the new state (DD-PS 79096). Also known is an apparatus for controlling the ratio of the pressures in a gas and an air supply line for an industrial furnace, which is provided with a membrane pressure gauge for the gas and a membrane pressure gauge for the air. These pressure gauges are acted upon only on the mutually facing or only on the opposite sides of their membranes with the pressures in the gas and air supply line. A controlled by the diaphragm deflection throttle body is mechanically connected directly to a membrane. The throttle element itself is arranged in the gas supply line, wherein a further throttle body is provided for controlling the power of the furnace in the air supply line.

Diese genannten Einrichtungen und Schaltungen sind jedoch wegen ihres komplizierten Mechanismus besonders störanfällig und fördern dam it deren erhöhten Verschleiß. Daraus resultiert eine geringe Lebensdauer dieser Einrichtung. Hinzu kommt, daß bei verschiedenen Anordnungen nur einzelne Brennstoffkomponenten erfaßt werden und daß bei diesen eine Abhängigkeit vom Normzustand vorliegen muß.However, these devices and circuits mentioned are particularly prone to failure because of their complicated mechanism and promote dam it their increased wear. This results in a short life of this device. In addition, in different arrangements only individual fuel components are detected and that in these a dependence on the standard state must be present.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist Ziel der Erfindung, mittels einer technisch einfachen Anordnung das Brennstoff-Luft-Verhältnis bei Brennprozessen selbsttätig zu regeln.It is an object of the invention to automatically regulate the fuel-air ratio in combustion processes by means of a technically simple arrangement.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur selbsttätigen Regelung des Brennstoff-Luft-Verhältnisses bei Brennprozessen zu schaffen, die eine maximale Verbrennungstemperatur bei optimaler Ausnutzung des für den Brennprozeß zur Verfügung stehenden Brennstoffes gewährleistet. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem in einem isolierten Brennerrohr, in dem sich ein Parallelstrombrenner mit einer Misch- und Wirbeleinrichtung befindet, ein Thermoelement angeordnet ist, welches mit einem das Eingangssignal für die Regelung des Luftvolumenstromes über ein Motorventil, dem ein den Brennstoffvolumenstrom konstant haltender Feindruckregler parallel geschaltet ist, abgebenden elektronischen Optimierungsregler gekoppelt ist. Diese erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht die Erzielung einer maximalen Verbrennungstemperatur und somit eine optimale Ausnutzung des für den Brennprozeß zur Verfügung stehenden Brennstoffes. Schwankungen der Brennstoffcharakteristiken und der Zusammensetzungen und somit auch der Heizwert des Brennstoffes werden unter Betriebsbedingungen registriert und beeinflußt. Der technisch einfache Aufbau gewährleistet eine hohe Lebensdauer sowie eine ökonomische Fahrweise der Einrichtung.The invention has for its object to provide an arrangement for automatic control of the fuel-air ratio in combustion processes, which ensures a maximum combustion temperature with optimum utilization of the fuel available for the combustion process. According to the invention the object is achieved by a thermoelement is arranged in an insulated burner tube in which a parallel flow burner with a mixing and whirling device is located, which with a the input signal for the control of the air volume flow through an engine valve, the fuel flow constant holding fine pressure regulator is connected in parallel, donating electronic optimization controller is coupled. This arrangement according to the invention makes it possible to achieve a maximum combustion temperature and thus optimum utilization of the available fuel for the combustion process. Fluctuations in the fuel characteristics and compositions and thus also the calorific value of the fuel are registered and influenced under operating conditions. The technically simple construction ensures a long service life as well as economical operation of the device.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel und einer dazugehörigen Prinzipzeichnung näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment and a corresponding principle drawing.

Ein in einem isolierten Brennerrohr 1 befindlichen Parallelstrombrenner mit Misch- und Wirbeleinrichtung 2 werden ein Gas- und Luftvolumenstrom zugeführt. Der Gasvolumenstrom wird durch einen Feindruckregier 3 konstant gehalten. Der Luftvolumenstrom wird in Abhängigkeit von der Temperatur geregelt. Dazu befindet sich, wie in der Fig. dargestellt, im Brennerrohr ein Thermoelement 4, welches mit einem elektronischen Optimierungsregler 5 gekoppelt ist, der das Eingangssignal für die Regelung des Luftvolumenstromes über ein Motorventil 6 abgibt. Der Optimierungsregler vergleicht die Temperatur zum Zeitpunkt tn +1 mit der Temperatur zum Zeitpunkt tn und mißt durch Veränderung des Luftvolumenstromes — mehr oder weniger Luft — die Maximaltemperatur.A parallel flow burner with mixing and vortex device 2 located in an insulated burner tube 1 is supplied with a gas and air volume flow. The gas volume flow is kept constant by a Feindruckregier 3. The air volume flow is regulated as a function of the temperature. For this purpose, as shown in the figure, in the burner tube, a thermocouple 4, which is coupled to an electronic optimization controller 5, which emits the input signal for the control of the air volume flow via an engine valve 6. The optimization controller compares the temperature at the time tn +1 with the temperature at the time tn and measures by changing the air flow rate - more or less air - the maximum temperature.

Bei Erreichen der Maximaltemperatur werden Gas- und Luftvolumenstrom gemessen und durch elektronische Auswertung das Verhältnis Luftvoiumenstrom:Gasvolumenstrom errechnet. Als Ergebnis erhält man die zum Zeitpunkt tn * 1 notwendige Luftmenge, die die maximale Verbrennungstemperatur erzielt. t'When the maximum temperature is reached, the gas and air flow rates are measured and the ratio air volumetric flow: gas volumetric flow is calculated by electronic evaluation. The result is the amount of air required at time tn * 1, which achieves the maximum combustion temperature. t '

Claims

Invention claim:

Arrangement for automatic regulation of the fuel-air ratio in combustion processes by adjusting the optimum fuel-air mixture by means of a control system, characterized in that in an insulated burner tube (1) in which a parallel flow burner with a mixing and Whirling device (2), a thermocouple (4) is arranged, which with a the input signal for the control of the air volume flow via an engine valve (6), a fuel flow constant holding the fine pressure regulator (3) is connected in parallel, emitting electronic optimization controller (5 ) is coupled.

For this 1 page drawing

Field of application of the invention

The invention relates to an arrangement for the automatic regulation of the fuel-air ratio in combustion processes, in particular in the combustion of gaseous fuels in sintering plants.

Characteristic of the known technical solutions

There are already methods and devices for operating burners, in particular oil burners, known in which by means of an electrical device, for. As an electromagnet, a spool is actuated, which triggers a control valve on the air damper control forces, which are generated by the pressure of the medium to be controlled, for example. Air or gas itself (DD-PS 29017).

Furthermore, a circuit for controlling the combustion air flow for a combustion process with any fuels is known, which consists of several sampling probes for stratified gas streams and gas analyzers with oxygen ion-conducting solid electrolyte cells and other known control devices. By means of the sampling probes, a flue gas sample is taken from the flue gas channel, the composition of which is determined in the analysis device. The other devices of the circuit allow adjustment of the air flow to the new state (DD-PS 79096). Also known is an apparatus for controlling the ratio of the pressures in a gas and an air supply line for an industrial furnace, which is provided with a membrane pressure gauge for the gas and a membrane pressure gauge for the air. These pressure gauges are acted upon only on the mutually facing or only on the opposite sides of their membranes with the pressures in the gas and air supply line. A throttling member controlled by the membrane divider is directly mechanically connected to a membrane. The throttle body itself is arranged in the gas supply line, wherein a further throttle body is provided for controlling the power of the furnace in the Luftzuieitung. However, these devices and circuits mentioned are particularly prone to failure because of their complicated mechanism and thus promote their increased wear. This results in a short life of this device. In addition, in different arrangements only individual fuel components are detected and that in these a dependence on the standard state must be present.

Object of the invention

It is an object of the invention to automatically regulate the fuel-air ratio in combustion processes by means of a technically simple arrangement.

Explanation of the essence of the invention

The invention has for its object to provide an arrangement for automatic control of the fuel-air ratio in combustion processes, which ensures a maximum combustion temperature with optimum utilization of the fuel available for the combustion process. According to the invention the object is achieved by a thermoelement is arranged in an insulated burner tube in which a parallel flow burner with a mixing and whirling device is located, which with a the input signal for the control of the air volume flow through an engine valve, the fuel flow constant holding fine pressure regulator is connected in parallel, donating electronic optimization controller is coupled. This arrangement according to the invention makes it possible to achieve a maximum combustion temperature and thus optimum utilization of the available fuel for the combustion process. Fluctuations in the fuel characteristics and compositions and thus also the calorific value of the fuel are registered and influenced under operating conditions. The technically simple construction ensures a long service life as well as economical operation of the device.

embodiment

The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment and a corresponding principle drawing.

A parallel flow burner with mixing and vortex device 2 located in an insulated burner tube 1 is supplied with a gas and air volume flow. The gas volume flow is kept constant by a Feindruckregier 3. The air volume flow is regulated as a function of the temperature. For this purpose, as shown in the figure, in the burner tube, a thermocouple 4, which is coupled to an electronic optimization controller 5, which emits the input signal for the control of the air volume flow via an engine valve 6. The optimization controller compares the temperature at time t _n + ι with the temperature at time ^ and measures by changing the air flow rate - more or less air - the maximum temperature.

When the maximum temperature is reached, the gas and air volume flow are measured and the ratio of air volume flow to gas volume flow is calculated by electronic evaluation. As a result, one obtains the amount of air necessary at time t "- ι, which achieves the maximum combustion temperature.