DE2510189C2 - Verwendung einer Anordnung zum Messen des Sauerstoffgehaltes in Rauchgaskanälen - Google Patents

Verwendung einer Anordnung zum Messen des Sauerstoffgehaltes in Rauchgaskanälen

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DE2510189C2
DE2510189C2 DE19752510189 DE2510189A DE2510189C2 DE 2510189 C2 DE2510189 C2 DE 2510189C2 DE 19752510189 DE19752510189 DE 19752510189 DE 2510189 A DE2510189 A DE 2510189A DE 2510189 C2 DE2510189 C2 DE 2510189C2
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Alwin 7321 Albershausen Denzer
Karlheinz 7336 Uhingen Hanzlik
Günther Dipl.-Phys. Dr. 6800 Mannheim Heimke
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    • F23N5/24—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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Description

Die Erfindung betrifft eine Verwendung einer Anordnung zum Messen des Sauerstoffgehaltes in Rauchgaskanälen, wobei die sauer?*offsensiblen Teile einer im Rauchgaskanal angeordneten Meßsonde aus einem sauerstoffionenleitenden Festekktrolyten bestehen und auf Arbeitstemperatur beheizt werden, wobei ferner die Sonde auf einem Abstandsrohr angeordnet ist, welches die Sonde in dem eventuell explosibles Gas enthaltenden Rauchgaskanal in einem Bereich hält, in dem das Rauchgas gut vermischt ist, und wobei der Heizmantel und die übrigen Teile der Sonde, die auf Arbeitstemperatur gehalten werden, von einem Drahtnetz umgeben sind, nach Patent 24 00 246, in einer Vorrichtung zum Steuern von Gas-, Öl- oder Kohlestaubbrennern.
Durch die mit dem Hauptpatent vorgeschlagene Anordnung ist es möglich, den Sauerstoffgehalt des Rauchgases unmittelbar in dem Rauchgaskanal zu messen, da die Sicherheitsforderungen erfüllt werden, so daß die Regeldauer für die Einstellung optimaler Verbrennungsverhältnisse gegenüber bekannten Anordnungen verkürzt werden kann. Bei bekannten Anordnungen (DE-AS 17 51 299) wurde an einer Stelle des Rauchgaskanals eine Rauchgasprobe entnommen, deren Sauerstoffgehalt gemessen wurde. Abhängig von dem erhaltenen Meßwert wurde dann das Brennstoff-Luft-Mengenverhältnis korrigiert. Bei einer derartigen Anordnung traten zwangsläufig wegen der endlichen Strömungsgeschwindigkeiten Totzeiten auf, die dazu führten, daß immer noch mit relativ großem Luftüberschuß gefahren werden mußte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Verwendung der Anordnung nach dem Hauptpatent eine möglichst einfache, betriebssichere Vorrichtung zum Steuern von Gas-, Öl- oder Kohlestaubbrennern zu schiffen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine ?.n die Sonde angeschlossene Regeleinrichtung zur Regelung des Brennstoff-Luft-Mengenverhältnisses durch Verändern der Luftmenge in Abhängigkeit des Sauerstoffgehaltes der Rauchgase vorgesehen ist, wobei die Anpassung an unterschiedliche Betriebszustände durch Verändern der Menge des zugeführten Brennstoffes erfolgt Bei dieser Ausbildung liefert die Meßsonde direkt eine elektrische Spannung, die für den Sauerstoffgehalt der Rauchgase repräsentativ ist Diese elektrische Spannung wird zum Steuern der für die vollständige Verbrennung des Brennstoffs benötigten
ίο Luftmenge benutzt
Es wird ferner eine erhebliche Vereinfachung und daher Verbilligung des Gesamtaggregates bestehend aus Brenner, den Regelungen für die Zufuhr von Brennstoff und Luft und den Steuerorganen für das Brcnnstoff-Luft-Mengenverhältnis erreicht Durch die Verringerung der Zahl der Regel- und Steuerorgane tritt auch bereits eine Erhöhung der Betriebssicherheit ein, da die Wahrscheinlichkeit des Versagens eines Gesamtsystems mit der im System vorhandenen Anzahl der Einzelglieder ansteigt Da sauerstoffionenleitende Festelektrolylen eine außerordentlich genaue messung des Sauerstoffgehaltes in den Rauchgasen ermöglichen, gelingt es, optimale Verbrennungszustände genauer als bisher einzustellen und kontinuierlich über längere Zeit aufrechtzuerhalten. Dies ist sowohl für die Einsparung von Brennstoffen von erheblicher Bedeutung als auch für eine Vermeidung von Umweltverschmutzung durch ungenügend gesteuerte Verbrennungsprozesse. Es wird möglich, den günstigsten Kompromiß zwischen dem Schwefelsäure- und Siickstoffoxidgehalt der Rauchgase erheblich genauer einzuhalten, als dies bisher möglich war. Hierzu trägt insbesondere auch die Schnelligkeit des Ansprechens der Steuerorgane auf eine Änderung der Rauchgaszusammensetzung bei, die durch die Anordnung der Meßsonde unmittelbar im Rauchgaskanal ermöglicht wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Jer Zeichnung dargestellt. Darin bezeichnet 1 den Gas-, Öl- oder Kohlestaubbrenner, 2 das Bremsstoffreservoir, 3 die Brennstoffzuleitungen und 4 das Regelglied zum Verändern der Menge des zugeführten Brennstoffs in Anpassungen an unterschiedliche Belastungszustände des Brenners. Mit 5 wird der Brennraum bezeichnet, der in den Ab- bzw. Rauchgaskanal 6 übergeht, im letzteren sitzt der festkörperelektrolytische Sauerstoffdetektor 7. Über die Leitung 8 wird dessen elektrisches Signal, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Verstärkungs- oder Meßwertumsetzungsgliedes 9 zur Steuerung der Verbrennungsluftmenge weitergeleitet. Die Verbrennungsluft wird durch den Ventilator 10 angesaugt und über die Leitungen 11 gegebenenfalls iinte.· Zwischenschaltung einer Luftklappe 12 zur Regelung der Luftaustrittsquerschnitte dem Brenner zugeführt. Über die Leitung 13 wird entweder auf die Luftklappenstellung gemäß dem Signal des festkörperelektrolytischen Sauerstoffdetektors zur Erzielung einer optimalen Verbrennung oder über die Leitung 14 elektrisch auf den Motor für das Luftgebläse eingewirkt.
Versuche, bei denen eine konventionelle Regelung des Brennstoff=Luftmengenverhältnisses durch eine erfindungsgemäße Regelung ersetzt worden war. ergab bei Versuchsdauern von mehreren Tagen Sauerstoffgehalte mit einer Konstanz von besser als 0,1 % trotz stark schwankender Luftfeuchte und stark veränderter
fr1» Brennstoffzufuhr. Damit war es also möglich, den Sauerstoffgehalt des Rauchgases für einen großen Bereich der Energieabgabe des Brenners konstant zu halten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verwendung einer Anordnung zum Messen des Sauerstoffgehaltes in Rauchgaskanälen, wobei die sauerstoffsensiblen Teile einer im Rauchgaskanal angeordneten Meßsonde aus einem sauerstoffionenleitenden Festelektrolyten bestehen und auf Arbeitstemperatur beheizt werden, wobei ferner die Sonde auf einem Abstandsrohr angeordnet ist, welches die Sonde in dem eventuell explosibles Gas enthaltenden Rauchgaskanal in einem Bereich hält, in dem das Rauchgas gut vermischt ist, und wobei der Heizmantel und die übrigen Teile der Sonde, die auf Arbeitstemperatur gehalten werden, von einem Drahtnetz umgeben sind, nach Patent 24 00 246, in einer Vorrichtung zum Steuern von Gas-, öl- oder Kohlestaubbrennern, dadurch gekennzeichnet, daß eine an die Sonde (7) angeschlossene Regeleinrichtung zur Regelung des Brennstoff-Luft-Mengenwerhältnisses durch Verändern der Luftmenge in Abhängigkeit des Sauerstoffgehaltes der Rauchgase vorgesehen ist, wobei die Anpassung an unterschiedliche Betriebszustände durch Verändern der Menge des zugeführten Brennstoffes erfolgt
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