DE10057903C2 - Atmosphärischer Gasbrenner für einen Heizkessel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Optimierung des Starts für einen atmosphärischen Gasbrenner nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige hochvormischende Gasbrenner kommen insbesondere bei atmosphärischen Gasheizkesseln zum Einsatz. Sie besitzen eine dem Leistungsbedarf der Heizungsanlage entsprechende Anzahl von Brennerstäben. An jedem Brennerstab befindet sich ein Ventu­ rirohr mit einer zugeordneten Gasdüse. Deren Gasstrahl saugt an der Einmündung des Venturirohres durch seine Injektorwirkung Primärluft an und fördert diese in einen Misch­ raum. Die Gasdüsen werden über eine Gasarmatur mit zwei Absperrventilen und einen Gasverteiler mit Brennstoff versorgt.

Bekannt ist aus der DE 196 29 966 A1 ein Gasbrenner, bei dem die Gasdüsen in mindes­ tens zwei Gruppen mit unterschiedlicher Position am Gasverteiler sowie jeweils einer eige­ nen Gasversorgung, aufgeteilt sind. Damit ergibt sich ein Haupt- und ein Nebengasstrom, so dass jedem Venturirohr eine Haupt- und mindestens eine Nebengasdüse zugeordnet ist. In Abhängigkeit von Betriebsbedingungen und/oder dem Brennerbetriebszustand wird dabei mindestens ein Nebengasstrom zusätzlich zum Hauptgasstrom in den Mischraum eingebracht. Die Luftzahl im Mischraum wird reduziert, weil durch die Injektorwirkung des Hauptgasstromes auch das Nebengas angesaugt wird.

Weiterhin ist aus der DE 199 06 583 A1 ein Verfahren zum Betrieb eines atmosphärischen Gasbrenners bekannt, bei dem zur Optimierung des Brennerstarts der Nebengasstrom mit einer zeitlichen Verzögerung zum Hauptgasstrom freigegeben wird.

Solche Gasbrenner sind üblicherweise so verschaltet, dass nach dem Öffnen der beiden Absperrventile sowohl der Haupt- als auch der Nebengas-Druckregler mit Gas versorgt werden. Bedingt durch unterschiedliche Steuerdüsen nimmt dann allerdings der Hauptgas­ strom langsamer zu als der Nebengasstrom. Die sofort an den Nebengasdüsen austreten­ den Gasmengen sind nicht dazu geeignet, im jeweils zugeordneten Venturirohr eine aus­ reichende Strömung bzw. Injektorwirkung zu erzeugen. Die notwendige Luftmenge für ein zündfähiges Gas-/Luft-Gemisch ist in diesem Fall nicht sichergestellt und der Gasbrenner startet nicht einwandfrei.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Brennerstart eines atmosphärischen Gas­ brenners für einen Heizkessel zu optimieren, welcher mindestens zwei Gruppen von Gas­ düsen für einen Haupt- und einen Nebengasstrom mit jeweils einem eigenen Gasdruckreg­ ler besitzt.

Erfindungsgemäß wurde dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteil­ hafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund der Verschaltung von Hauptgas-Servodruckregler und Nebengas-Druckregler der Nebengasstrom in der Startphase mit einer zeitlichen Verzögerung nach dem Hauptgas­ strom freigegeben wird. Dabei wird der Steuerdruck für den Nebengas-Druckregler nach dem Hauptgas-Servodruckregler, aus der Verbindungsleitung zu den Hauptgasdüsen, ab­ gegriffen. Während der Startphase ist der Nebengas-Druckregler von diesem Steuerdruck beaufschlagt. Er arbeitet deshalb weitgehend unabhängig von den durch die Brennersteu­ erung vorgegebenen Einstellungen der elektrisch betätigten Modulationseinrichtung.

Durch den langsam ansteigenden Hauptgasdruck wird der Nebengas-Druckregler während der Startphase verzögert angesteuert. Der aktuell vorherrschende Steuerdruck hat bei der Verstellung des Nebengas-Druckreglers mindestens während der Startphase einen Vor­ rang vor den Einstellungen der elektrisch betätigten Modulationseinrichtung, welche für das Regeln der Nebengasmenge im stationären Betrieb von der Brennersteuerung vorge­ geben werden.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird auf pneumatischem/mechanischem Wege sichergestellt, dass sich beim Brennerstart an den jeweiligen Venturirohren ein ausrei­ chend großer Impuls aus der Hauptgasdüse eingestellt hat, bevor die Nebengasdüse zu­ geschaltet wird. Das Verhältnis Haupt-/Nebengasmenge sowie der dazugehörende Zeitab­ lauf in der Startphase sind zwangsgeführt. Unabhängig vom stationären Brennerbetrieb über die Brennersteuerung setzt der festgelegte Startablauf bei jeder Startanforderung ein. Somit besteht der druckabhängige Einfluss auf den Nebengas-Druckregler nur in einem sehr kurzen Zeitraum nach der Freigabe des Hauptgasstromes, bevor die elektrisch betä­ tigte Modulationseinrichtung den Regelbetrieb übernimmt.

Weil der Nebengasstrom bereits vor dem Hauptgas-Servodruckregler abgezweigt, sind die beiden Gasdruckregler bzw. die Gasversorgungen zu den jeweiligen Gasdüsen voneinan­ der unabhängig. Es kann kein Druckgefälle an der Nebengasleitung entstehen und die maximal durchsetzbare Nebengasmenge wird dadurch größer.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und zeigt in einer einzigen Figur, einem Fließschema, die Gasversorgung an einem atmosphärischen Gasbrenner.

Der Gasbrenner besitzt einen nicht dargestellten Gasverteiler mit gruppierten Hauptgasdü­ sen H und Nebengasdüsen N. Zur Gasversorgung dient eine Gasarmatur mit zwei Ab­ sperrventilen 1, 2, einem Hauptgas-Servodruckregler 3 sowie einem Nebengas- Druckregler 4 mit einer elektrisch betätigten Modulationseinrichtung 5. Außerdem zweigt zwischen den beiden Absperrventilen 1, 2 die Zündgasleitung zur Zündgasdüse Z ab.

Beim Starten des Brenners wird zunächst das Absperrventil 1 geöffnet, um den Zündbren­ ner mit Gas zu versorgen. Danach kann der gesamte Gasbrenner starten, weil das Ab­ sperrventil 2 geöffnet wird und Gas zum Hauptgas-Servodruckregler 3 bzw. den Haupt­ gasdüsen H durchlässt.

Weil der Nebengasstrom in der Startphase erst mit einer zeitlichen Verzögerung nach dem Hauptgasstrom freigegeben werden soll, wird der Steuerdruck für den Nebengas- Druckregler 4 über die Leitungen 6, 6' zwischen Hauptgas-Servodruckregler 3 und Haupt­ gasdüsen H abgegriffen. Dadurch arbeitet der Nebengas-Druckregler 4 während der Startphase nahezu unabhängig von den Einstellungen der elektrisch betätigten Modulati­ onseinrichtung 5, welche durch die Brennersteuerung vorgegeben werden, und überlagert diese vorrangig. Der Nebengasstrom wird nach den beiden Absperrventilen 1, 2 und vor dem Hauptgas-Servodruckregler 3 abgezweigt. Damit sind die beiden Gasdruckregler 3, 4 voneinander unabhängig, die jeweiligen Druckverluste können sich nicht addieren und es ist ein größerer Nebengasstrom möglich.

Wenn der Gasdruck in der Startphase in der Leitung zu den Hauptgasdüsen H langsam ansteigt, wird auch zwangsläufig der Nebengas-Druckregler 4 zeitverzögert angesteuert. Nebengas kann erst strömen, wenn ein ausreichender Hauptgasstrom vorhanden ist.

Claims (4)

1. Anordnung zur Optimierung des Starts eines atmosphärischen Gasbrenners für einen Heizkessel mit einer Brennersteuerung, einem Gasverteiler mit gruppierten Gasdüsen, welche durch Injektorwirkung Primärluft in einen zugeordneten Mischraum saugen und in mindestens zwei Gruppen mit unterschied­ licher Position sowie eigener Gasversorgung für einen Haupt- und einen Nebengasstrom aufgeteilt sind sowie einer Gasarmatur mit zwei Absperrventilen, einem Hauptgas- Servodruckregler und einem Nebengas-Druckregler mit einer elektrisch betätigten Modula­ tionseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund der Verschaltung von Hauptgas-Servodruckregler (3) und Nebengas-Druckregler (4) der Nebengasstrom in der Startphase mit einer zeitli­ chen Verzögerung nach dem Hauptgasstrom freigegeben wird, indem der Steuerdruck für den Nebengas-Druckregler (4) nach dem Hauptgas-Servodruckregler (3) abgegriffen wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebengas-Druckregler (4) während der Startphase na­ hezu unabhängig von den durch die Brennersteuerung vorgegebenen Einstellungen der elektrisch betätigten Modulationseinrichtung (5) arbeitet.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebengas-Druckregler (4) während der Startphase durch den langsam ansteigenden Hauptgasdruck verzögert angesteuert wird.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verstellung des Nebengas-Druckreglers (4) mindes­ tens während der Startphase der aktuell vorherrschende Steuerdruck Vorrang vor den durch die Brennersteuerung vorgegebenen Einstellungen der elektrisch betätigten Modula­ tionseinrichtung (5) hat.