DE10100728A1 - Verfahren zum Betrieb einer Gastherme - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Gastherme, die mit einem Gas-Luft-Gemisch gespeist wird, das in einem in einer Brennkammer angeordneten Brenner gezündet und verbrannt wird, der Ionisationsstrom in der Flamme erfasst, das Verbrennungsgas einen Wärmetauscher passiert und als Abgas einem Abgassystem zugeführt wird. Ist nach der Erfindung vorgesehen, dass das Absinken des Ionisationsstromes während des Betriebes um einen vorgegebenen Betrag, der größer als die betriebsbedingten Schwankungen des Ionisationsstromes als Kennzeichen für das Einsetzen von systembedingten, selbsterregten Schwingungen (Dröhnen) gewertet wird und dass daraufhin als Gegenmaßnahme eine Veränderung der Belastung und/oder Luftzahl vorgenommen wird, dann wird das Einsetzen von selbsterregten Schwingungen (Dröhnen) erkannt und es können geeignete Gegenmaßnahmen zur Beendigung des instabilen Betriebes getroffen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Gastherme, die mit einem Gas-Luft-Gemisch gespeist wird, das in einem in einer Brennkammer ange­ ordneten Brenner gezündet und verbrannt wird, der Ionisationsstrom in der Flam­ me erfasst, das Verbrennungsgas einen Wärmetauscher passiert und als Abgas einem Abgassystem zugeführt wird.

Gasthermen mit geschlossenem System neigen zu systembedingten, selbst­ erregten Schwingungen, d. h. zum sogenannten Dröhnen. Dieses Dröhnen tritt unter verschiedenen Bedingungen auf, wobei auch die Geometrie des Systems eine Rolle spielt. Dabei sind die Dröhngeräusche oft sehr laut und so stabil, dass sie über längere Zeit als Dauergeräusch auftreten können und den Benutzer veranlassen, die Gastherme abzuschalten.

Bei Gasthermen ist es bekannt, den Ionisationsstrom in der Flamme des Brenners zu erfassen, um die Flamme und die Güte der Verbrennung zu überwachen und gegenbenfalls die Luftzahl, d. h. das Gas-Luft-Verhältnis, in dem dem Brenner zu­ geführten Gas-Luft-Gemisch zu verändern.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit dem das Dröhnen der Gastherme erkannt und Maßnahmen zur Be­ endigung des Dröhnens eingeleitet werden können.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass das Absinken des Ionisationsstromes während des Betriebes um einen vorgegebenen Betrag, der größer als die betriebsbedingten Schwankungen des Ionisationsstromes, als Kennzeichen für das Einsetzen von systembedingten, selbsterregten Schwin­ gungen (Dröhnen) gewertet wird und dass daraufhin als Gegenmaßnahme eine Veränderung der Belastung und/oder der Luftzahl vorgenommen wird.

Das Verfahren nach der Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass bei Auftreten selbsterregter Schwingungen im System der Gastherme der Ionisationsstrom stark abnimmt und zwar weit mehr als die betriebsbedingten Schwankungen derselben. Es ist daher leicht möglich, am Ionisationsstrom das Auftreten von Dröhngeräuschen zu erkennen und daraufhin Gegenmaßnahmen zur Beseitigung derselben einzuleiten. Durch entsprechende Auslegung der Steuerungselektronik der Gastherme lässt sich der Ionisationsstrom in der vorgegebenen Art leicht auswerten und die erforderlichen Gegenmaßnahmen in einem oder mehreren Schritten einleiten.

Eine geeignete Gegenmaßnahme zur Beseitigung der Dröhngeräusche liegt nach einer Ausgestaltung darin, dass eine als Gegenmaßnahme kurzzeitige Erhöhung oder Reduzierung der Belastung vorgenommen wird. Durch diese Belastungs­ änderung wird das System so verändert, dass es eine andere Resonanzfrequenz aufweist und die Selbsterregungsbedingungen entzogen werden. Das Dröhnge­ räusch wird daher abgeschaltet.

Dieselbe Wirkung lässt sich auch dadurch erreichen, dass als Gegenmaßnahme eine Veränderung der Belastung durch kurzzeitiges Abschalten und Wiederein­ schalten der Gastherme vorgenommen wird. Mit der Abschaltung der Belastung wird das System so verstimmt, dass die Selbsterregungsbedingungen für das System entfallen und das Dröhnen damit abgeschaltet wird. Bei der Wiederin­ betriebnahme der Gastherme muss sich erst zeigen, ob die neuen Bedingungen wieder für eine Selbsterregung ausreichen. Ist dies der Fall, dann kann mit einer neuen Gegenmaßnahme ein neuer Versuch zur Abschaltung der Dröhngeräusche unternommen werden.

Anstelle der Belastungsänderungen kann als Gegenmaßnahme auch die Luftzahl, d. h. das Gas-Luft-Verhältnis im Gas-Luft-Gemisch für den Brenner verändert werden. Dabei gibt es mehrere Möglichkeiten, so kann z. B. das Verhältnis in Stufen verändert werden, wobei die Stufen mit kleinen Veränderungen anfangen und stetig zunehmen. Die einzelnen Stufen können je nach Erfordernis als Gegenmaßnahmen auch nacheinander bis zur Beseitigung der Dröhngeräusche ver­ ändert und angewendet werden.

Zu beachten ist bei der Festlegung der Ansprechschwelle für die Ionisatsstrom- Auswertung, dass während des Betriebes der Ionisationsstrom selbst schon kur­ ze, kleine Schwankungen aufweisen kann. Hat die Ionisationsstrom-Auswertung eine Ansprech-Zeitverzögerung, dann lassen sich diese Betriebsschwankungen des Ionisationsstromes leicht eliminieren, so dass sie keinen Einfluss auf das Erkennen des Dröhnens haben.

Claims (5)

1. Verfahren zum Betrieb einer Gastherme, die mit einem Gas-Luft-Gemisch gespeist wird, das in einem in einer Brennkammer angeordneten Brenner gezündet und verbrannt wird, der Ionisationsstrom in der Flamme erfasst, das Verbrennungsgas einen Wärmetauscher passiert und als Abgas einem Abgassystem zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Absinken des Ionisationsstromes während des Betriebes um einen vorgegebenen Betrag, der größer als die betriebsbedingten Schwan­ kungen des Ionisationsstromes als Kennzeichen für das Einsetzen von sy­ stembedingten, selbsterregten Schwingungen (Dröhnen) gewertet wird und dass daraufhin als Gegenmaßnahme eine Veränderung der Belastung und/ oder der Luftzahl vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine als Gegenmaßnahme kurzzeitige Erhöhung oder Reduzierung der Belastung vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Gegenmaßnahme eine Veränderung der Belastung durch kurz­ zeitiges Abschalten und Wiedereinschalten der Gastherme vorgenommen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Gegenmaßnahme die Veränderung der Luftzahl durch Verände­ rung des Mischungsverhältnisses von Gas und Luft im Gas-Luft-Gemisch vorgenommen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die kurzzeitigen, betriebsbedingten kleinen Schwankungen des Ioni­ sationsstromes gegenüber dem starken Absinken des Ionisationsstromes beim Auftreten der selbsterregten Schwingungen durch verzögertes An­ sprechen einer Ionisationsstrom-Auswerteschaltung unterdrückt werden.