DE3441376C1 - Verfahren zur apparativen Diagnose des Betriebszustandes einer Feuerungsanlage sowie Geraet hierzu - Google Patents

Description

- den Sauerstoffgehalt (O₂opt) im Rauchgas,

- die Differenz von Lufteintritts- und Rauchgas-Temperatur (A dorr)-,

- den Verlust durch fühlbare Wärme (q_Amrr) ™ Rauchgas,

und als Momentan-Betriebsgrößen den momentanen Sauerstoffgehalt (O₂) im Rauchgas, die momentane Differenz (A d) besagter Temperaturen, sowie den momentanen Verlust durch fühlbare Wärme (q_AF) benutzt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens eine weitere Größe, wie den Kohlenmonoxid (CO)-, den Gehalt an CH-Verbindungen oder die Rußzahl im Rauchgas bei der Bestimmung der Ziel-Betriebsgrößen berücksichtigt und abspeichert.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man aus den bestimmten Ziel-Betriebsgrößen sowie den erfaßten Momentan-Betriebsgrößen die Gesamt-Abgasverluste (q_A) ableitet und als weitere Ziel-Betriebsgröße abspeichert.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man aus der Differenz von Momentan- (q_AF; q_A) und Ziel-Verlust-Wert (Qafopt'i qAOPr) den Momentanwert möglicher relativer Brennstoffersparnis (A b) bestimmt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man fortlaufend geeignet definierte Mittelwerte bestimmter Momentan-Betriebsgrößen (q_AF, q_A) bildet und mit den entsprechend gemittelten, gespeicherten Zielbetriebsgrößen (q_AFOw> q_Aopr) ^m Beziehung bringt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man Ziel-Betriebsgrößen in Funktion des Lastgrades (ß) mit Hilfe mindestens eines einstellbaren Funktionsgenerators mit einem lastgradabhängigen Eingangssignal und einem Ziel-Betriebsgrößen proportionalen Ausgangssignal analog abspeichert.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man Ziel-Betriebsgrößen in Abhängigkeit des Lastgrades digital abspeichert und die gespeicherten Betriebsgrößen-Werte in Funktion des momentanen Lastgrades nach zugeordneten Lastgradwerten zur Weiterverarbeitung abruft.

10. Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, für eine Feuerungs-Anlage, bei der Sensoren zum Messen von Momentan-Betriebsgrößen vorgesehen sind, mit einer Auswerteeinheit zur Erzeugung von Anzeigen über den Betriebszustand der Anlage, dadurch gekennzeichnet, daß Speichermittel (19, 23, 27, 66) für die Abspeicherung von Ziel-Betriebsgrößen (q_Aon; A θιορτ) der Anlage als Funktion einer unabhängigen Betriebsgröße (ß) vorgesehen sind und die Auswerteeinheit (29, 34-38, 40-46) eingangsseitig mit Eingängen für die Sensoren und mit der Ausgangsseite der Speichermittel verbunden ist und ausgangsseitig auf Anzeigen wirkt.

11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichermittel einstellbare Funktionsgeneratoren (66) und/oder digitale Speicher umfassen.

12. Gerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß an den Speichermitteln ein Eingang für ein dem Lastgrad proportionales Signal als unabhängige Betriebsgröße sowie mindestens ein Eingang für mindestens eine abhängige Betriebsgröße vorgesehen ist und daß mit Lastgradwerten diesen zugeordnete abhängige Betriebsgrößenwerte abspeicherbar sind und durch Anlegen entsprechender, lastgradabhängiger Signale die entsprechenden abhängigen Betriebsgrößenwerte abrufbar sind.

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und umfaßt ein Gerät hierzu gemäß Oberbegriff des Anspruchs 10.

Es sind derartige Verfahren und Geräte bekannt. Dabei wird durch Überwachung von Momentan-Betriebsgrößen bezugslos der Momentan-Betriebszustand der Feuerungs-Anlage durch Anzeigen ersichtlich gemacht. So ist z. B. eine Verlustanzeige an einer Feuerungsanlage wenig aussagekräftig, wenn nicht die minimal überhaupt erzielbaren Verluste, unter Berücksichtigung eines Ziels, wie minimaler Langzeitkosten oder minimalen Brennstoff-Verbrauchs, bekannt und mit der Anzeige in Beziehung gesetzt werden. Eine bezugslose Anzeige ist weiter dahingehend nachteilig, als eine Bedienungsperson vertiefte Kenntnisse von der Anlage, und den sich darin abspielenden Vorgängen haben muß, um die so erzeugten Anzeigen überhaupt zu interpretieren. Im weiteren stellt die Interpretation eines angezeigten Momentan-Betriebszustandes im Hinblick auf das mögliche Erreichen eines optimalen oder Ziel-Betriebszustandes an eine Bedienungsperson insbesondere dann hohe Anforderungen, wenn bei einer durch mehrere Betriebsgrößen in ihrem Betrieb festgelegten

Anlage erst die abgelesenen Anzeigen entsprechend kombiniert werden müssen, um daraus Schlüsse ziehen zu können, wo an der Anlage einzugreifen ist, um den Ziel-Betriebszustand zu erreichen.

Die im Anspruch 1 ausgegebene Erfindung dient dem Ziel, ein Verfahren und ein Gerät eingangs genannter Art zu schaffen, mit dessen Hilfe auf einen Ziel-Betriebszustand der Anlage bezogene Anzeigen erzeugt werden, womit eine Bedienungsperson über das Abweichen des Momentan-Betriebszustandes von einem Ziel-Betriebszustand der Anlage informiert wird. Bei der Lösung dieser Aufgabe ist zu berücksichtigen, daß eine Feuerungsanlage per se nicht einen Optimal-Betriebszustand, z. B. mit minimalen Verlusten aufweist, sondern der jeweilige optimale Betriebszustand ist eine Betriebsfunktion.

Die Bestimmung der Ziel-Betriebsgrößen erfolgt bei Feuerungsanlagen vorzug weise auf Grund von Messungen. Es werden somit erst die genannten Ziel-Betriebsgrößen für den in der Praxis vorkommenden Lastgradbereich abgespeichert.

Der Momentan-Betriebszustand der Anlage bei momentan vorliegendem Lastgrad wird dann durch Inbeziehungsetzen der momentanen Betriebsgrößen m it den vorgängig abgespeicherten Ziel-Betriebsgrößen beim momentanen Lastgrad diagnostiziert.

Da es nach dem Gesagten für die richtige Interpretation des Momentan-Betriebszustandes einer Anlage von großer Wichtigkeit ist zu wissen, wie der Ziel-Betriebszustand definiert worden ist, sei hierzu bereits an dieser Stelle beschrieben, wie ein möglicher Ziel-Betriebszustand bei einer Feuerungsanlage ermittelt wird. Der Ziel-Betriebszustand für die Feuerungsanlage sei die Minimalisierung der Abgasverluste q_A, die sich bekanntlich zusammensetzen aus den Abgasverlusten durch fühlbare Wärme q_AF und den Abgasverlusten durch Unverbranntes q_AU. An der Feuerungsanlage mit optimal sauberem Kessel wird nun ein erster Lastgrad-Wert ß\ vorgegeben. Es werden der Sauerstoffgehalt O₂ im Rauchgas sowie der Kohlenmonoxid-CO-Gehalt im Rauchgas gemessen, ebenso wie die Temperaturdifferenz A B zwischen Frischluftzufuhr und Rauchgas. Mit diesen Meßgrößen wird nun der Luftfaktor λ in Funktion des Sauerstoffgehaltes O₂ und des Kohlenmonoxid-Gehaltes CO bestimmt, ebenso die Abgasverluste durch Unverbranntes. An Stelle des oder neben dem CO-Gehalt kann auch der Gehalt an CH-Verbindungen im Rauchgas oder die Rußzahl benutzt werden. Die Abgas Verluste durch fühlbare Wärme werden anderseits aus der gemessenen Temperaturdifferenz und dem gemessenen Sauerstoffgehalt, je nach Brennstoff, ermittelt. Die genäherten Bestimmungsformeln für Verbrennungsanlagen sind bekannt, es sei beispielsweise auf Dubbels Taschenbuch für den Maschinenbau, Bd. II,

Abschnitt: Dampferzeugungsanlagen ver-

wiesen. Nun ist es bekannt, daß in Funktion des Luftfaktors Λ, bestimmt als Verhältnis der tatsächlichen Verbrennungs-Luftmenge zur stöchiometrischen Luftmenge, die Verluste durch fühlbare Wärme etwa linear ansteigen, ausgehend, bei λ = 1 von einem minimalen, jedoch nicht verschwindenden Verlustwert, und daß die Abgasverluste durch Unverbranntes, bei Luftmangel Q < 1) sehr hoch sind, mit zunehmend λ steil abfallendem und sich bei weiter zunehmendem !asymptotisch der Null-Verlustachse nähern. Die Überlagerung dieser beiden Funktionsverläufe ergibt eine mit zunehmendem λ vorerst steil abfallende Kurve, die sich nach Durchlaufen einer Minimalstelle dem linear ansteigenden Verlauf der Verluste durch fühlbare Wärme asymptotisch nähert. Die Minimalverluste treten bei dem Luftfaktorwert auf, bei welchem die Tangente an die Summenfunktion horizontal ist. Der dem Minimalwert der Verluste zugeordnete Luftfaktor ist stets etwas größer als 1. Unter Berücksichtigung dieser Sachlage wird nun an der auszumessenden Feuerungsanlage bei einem bestimmten Lastgradß_x durch Veränderung der Luftzufuhr und damit des Sauerstoffgehaltes O₂ im Rauchgas, damit des Luftfaktors λ, und unter wiederholter Bestimmung - aus O₂-, CO- und A ö-Messung - der Gesamtabgasverluste, als Summe der obgenannten Verluste durch fühlbare Wärme und Unverbranntes, für die Gesamtverluste der Minimalwert aufgesucht. Daraus ergibt sich nun einerseits als abzuspeichernde Zielgrößen der Ziel-Sauerstoffgehalt O₂₀P₇-, die Ziel-Temperaturdifferenz A d₀PT und falls für eine weitere Auswertung beizuziehen, die optimalen gesamten oder in Komponenten unterteilten Abgasverluste q_A0Frbzw. Qafopti Qauopt- Sind diese Werte beim obgenannten, eingestelltenß\ gefunden, wird zu einem nächsten Lastgradwert ßi übergegangen und das Verfahren wiederholt etc. Für eine solche Bestimmung des Ziel-Betriebszustandes können auch andere Optimierungskriterien gewählt werden, beispielsweise die Minimalisierung der Anlage-Betriebskosten, unter Berücksichtigung von Wartungs-, Reinigungs- und Ersatz-Kosten. Unter Berücksichtigung, daß an einer Feuerungs-Anlage Betriebsgrößen in komplexer, nicht leicht überschaubarer Weise von der Stellung der Eingriffsmittel abhängen, wird nun vorgeschlagen, daß man durch Inbeziehungsetzen von Momentan- und Ziel-Betriebsgrößen Anzeigen, wie Anweisungen, für die Korrektur der Einstellung der Eingriffsmittel, wie der Luftzufuhr, erzeugt, zur Überführung der Anlage von einem unerwünschten Momentan-Betriebszustand in den Ziel-Betriebszustand.

Es werden in Minimal-Konfiguration des erfindungsgemäßen Verfahrens mindestens die folgenden Größen sowohl einmalig als Ziel-Betriebsgrößen als auch anschließend im laufenden Betrieb als Momentan-Betriebsgrößen in Funktion des Lastgrades bestimmt:

45 -der Sauerstoffgehalt im Rauchgas O₂, die Differenz von Lufteintritts- und Rauchgas-Temperatur A d_A,

der Abgasverlust durch fühlbare Wärme im Rauchgas q_AF.

Die Zielbetriebsgrößen werden gespeichert.

Im Zusammenhang mit einer weiteren Ausbildungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens, werden außer den bei der Minimalkonfiguration genannten Betriebsgrößen weitere Betriebsgrößen wie CO-Gehalt, Gehalt an CH-Verbindungen oder Rußzahl erfaßt und deren Zielwerte, abhängig vom Lastgradß, gespeichert. Damit können neben den Verlusten durch fühlbare Wärme q_AF auch die Verluste durch Unverbranntes q_AU und folglich die Gesamtabgasverluste q_A bestimmt und deren Zielwerte abhängig von β gespeichert werden. Damit wird durch zugeordneten Vergleich auch eine verfeinerte Anzeige über die relativen momentanen Verlust-Komponenten möglich. Zudem ergibt die Erfassung einer weiteren Größe, wie des CO-Gehaltes, bei der Zielgrößen- wie auch bei der Momentangrößen-Bestimmung ein Instrument, eine zuverlässigere Anzeige für Luftmangel sicherzustellen, als dies nur aufgrund der Meßwerte von A d und O₂ allein ange-

nähert möglich ist. Weiter wird damit auch eine Unterscheidung zwischen Falschlufteintritt und gestörter Luftverteilung in der Feuerungseinrichtung möglich.

Die Abspeicherung der Ziel-Betriebsgrößen in Funktion des Lastgrades erfolgt bei Ausführung des Verfahrens in Analogtechnik mit Hilfe mindestens eines einstellbaren Funktionsgenerators, dem ein lastgradabhängiges Eingangssignal zugeführt wird und der so gestellt wird, daß er ausgangsseitig ein Signal in Abhängigkeit des Eingangssignals abgibt, das der jeweiligen Ziel-Betriebsgröße proportional ist. So wird gemäß pbgenanntem Beispiel zur Ziel-Größen-Bestimmung ein Funktionsgenerator für die optimale Temperaturdifferenz A d_OpT so eingestellt, daß das Ausgangssignal wie die gemessene A (9_0/)7-Funktion in Abhängigkeit des zugeführten Lastgradsignals variiert.

Bei der digitalen Ausführung des Verfahrens werden die genannten Funktionen durch tabellenartige Abspeicherung zugeordneter Lastgrad- und Betriebsgrößenwerte festgehalten. Ist es erwünscht, Aussagen über Langzeitverhalten einer Anlage bereitzustellen, so wird vorgeschlagen, daß man geeignet definierte Zeitmittelwerte besonders interessierender Größen speziell der möglichen relativen Brennstoffersparnis Ab = q_A-q_AOprb'üdet.

So kann der geeignete Zeitmittelwert der vermeidbaren Verluste gebildet werden aus:

Ab

i Σßi(q_Ai-

/ Σ Α

30

wobei / der Zeit proportional ist.

Daraus ist ersichtlich, daß bei der Auswertung mit vorgegebenem Zeittakt gespeicherte Optimal-Werte lastgradabhängig abgerufen werden, und mit den momentanen verglichen werden, dann der mit dem Momentan-Lastgrad gewichtete Mittelwert bestimmt wird. Dies ist insbesondere auf die Verluste - total oder durch fühlbare Wärme - anzuwenden. Da diese Mittelwertbildung über lange Zeiträume sinnvoll sein kann, wird sie vorzugsweise digital realisiert.

Ein Gerät zur apparativen Diagnose des Betriebszustandes einer Feuerungs-Anlage, bei der Sensoren zum Messen von Momentan-Betriebsgrößen vorgesehen sind sowie mit einer Auswerteeinheit zur Erzeugung von Anzeigen über den Betriebszustand der Anlage, wie zur Ausführung der genannten Verfahren, zeichnet sich nach dem Wortlaut des Anspruchs 10 aus.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind, betreffend das Verfahren, in den Ansprüchen 2 bis 9, und betreffend das Gerät in den Ansprüchen 11 und 12 angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anschließend anhand der Fig. 1 a bis 2 erläutert. Es zeigt

Fig. 1 a ein Blockdiagramm einer Anlage, hier einer Feuerungsanlage, mit einem ersten Teil des erfindungsgemäßen Gerätes, insbesondere zur Abspeicherung von Ziel-Betriebsgrößen,

Fig. 1 b als Fortsetzung von Fig. 1 a einen zweiten Teil des erfindungsgemäßen Gerätes mit der Auswertung vorgängig erfaßter Ziel-Betriebsgrößen und momentan erfaßter Betriebsgrößen und mit der entsprechenden Erzeugung von interpretierten und bezogenen Anzeigen,

Fig. 2 das Blockschema eines analogen Funktionsgenerators, wie er allgemein bei einer Analog-Realisierung des Gerätes nach F i g. 1 a eingesetzt werden kann.

In Fig. 1 a und 1 b sind, dies als einleitende Bemerkung, Signale entsprechend physikalischen Größen und ihre Signalpfade gleichermaßen mit symbolischen Abkürzungen für die entsprechenden physikalischen Größen bezeichnet, aus Klarheitsgründen. Es ist in Fig. la eine Feuerungsanlage, nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung, mit 1 bezeichnet. An einem Stellorgan 3 wird die Brennstoffzufuhr B_n an einem Stellorgan 5, die Luftzufuhr einerseits in Abhängigkeit der Lastgrad-^-Einstellung an einem Signalgeber 7 über eine Steuerung 6, anderseits auch unabhängig voneinander, wie bei 3 α bzw. 5 α dargestellt, eingestellt. Die Stellorgane 3,5,7 sind je entsprechend der zu stellenden Größe ausgebildet, so das Stellorgan 3 als Brennstoffventil, das Stellorgan 5 als Luftklappe. Mit einem Signalwandler 9 wird der z. B. als Drehwinkel eines Steuerrades eingegebene momentane Lastgrad β in ein entsprechendes elektrisches Signal gewandelt, mit einem Sensor 11 die Temperatur der Eintrittsluft δ_σ, mit einem Sensor 13 die Temperatur d_A der Rauchgase, mit einem Sensor 15 der Sauerstoffgehalt O₂ im Rauchgas, mit einem Sensor 16 der CO-Gehalt im Rauchgas. In einem ersten Verfahrensschritt wird nun generell die Anlage bei optimalen Bedingungen optimal gefahren. Bei einer Feuerungsanlage heißt dies, daß die Anlage mit Variation des Lastgrades β in dem in der Praxis vorkommenden Lastgradbereich mit frisch gereinigten Heizflächen und unter Nennbedingungen (Brennstoffart, Kesseldruck etc.) betrieben wird und dabei gewünschte Ziel-Betriebs-Verhältnisse an der Feuerung eingestellt werden.

Wie bereits einleitend dargelegt, erfolgt nun die Erfassung der Ziel-Betriebsbedingungen wie folgt.

Zunächst sind die Eingabeschalter S geschlossen. Es wird ein fixer Lastgrad βχ eingestellt und am Signalwandler 9 erfaßt. Die Temperaturmeßwerte du für die Frischluft und d_A für das Rauchgas werden in einer Subtraktionseinheit 21 zur Bildung der Temperaturdifferenz Ad verrechnet. Am Ausgang des Sensors 15 erscheint das Meß-Signal für den O₂-Gehalt, am Ausgang des Sensors 16 für den Rauchgas-CO-Gehalt. Der Sauerstoffgehalt-Meßwert und der Temperaturdifferenz-Meßwert, sowie der CO-Meßwert, werden einer Recheneinheit 25 zugeführt. In der Recheneinheit 25 wird der Abgasverlust q_A bestimmt, und zwar unter Berücksichtigung sowohl der Abgasverluste durch fühlbare Wärme q_AF> wie auch der Abgasverluste durch Unverbranntes q_AU, denn nur unter Berücksichtigung beider Anteile läßt sich ein Minimum bestimmen, was dann, wenn als Zielbetrieb der Anlage ein Betrieb mit minimalen Abgasverlusten angestrebt wird, wesentlich ist. Die Berücksichtigung des CO-Gehaltes ist in diesem Fall zwingend. Die Recheneinheit 25 bestimmt nach einem bekannten Ausdruck der Form

CO

At₁-O₂

die Abgasverluste durch Unverbranntes, nach
Ad

Qaf

Ar₂-O₂

die Abgasverluste durch fühlbare Wärme und durch Addition die gesamten Abgasverluste q_A (O₂, A d, CO). Diese Ausdrücke mit Einführung entsprechender Proportionalitätskonstanter werden entweder im Sinne der analogen Programmierung analog oder aber digital

berechnet. Die Auswertung von (1) für die Optimum-Bestimmung kann, falls nachmals nur ^^ausgewertet wird, manuell erfolgen.

Durch Verstellung vorzugsweise der Luftzufuhr am Stellorgan 5 awerden die ermittelten gesamten Abgasverlustwerte ^minimalisiert. Der entsprechende elektrische Signalwert erscheint am Ausgang der Recheneinheit 25und wird überwacht. Ist ein Minimum gefunden, was durch ein Minimum Detektionsnetzwerk 17 automatisch oder aber durch Ablesung möglich ist, so wird ein Ladesignal lausgelöst. Dieses Ladesignal L wird einem ersten Speicher 19zugeführt, dem eingangsseitig der Sauerstoffgehalt O₂ und der Lastgrad β zugeführt ist. Bei Erscheinen des Ladesignals L wird der Wert des Lastgrades β und der optimale Sauerstoffgehaltswert O₂ opt(A) gespeichert. Das Ladesignal wird gleichzeitig einem Speicher 23 zugeführt, dem wiederum das Lastgradsignal β sowie das Temperatur-Differenzsignal A δ zugeführt ist. Auch hier wird bei Erscheinen des Ladesignals L der Lastgradwert β und der entsprechende Differenztemperaturwert A δ_Ορτ(Λ) abgespeichert. Der für das Auffinden des Abgasverlustminimums beobachtete Ausgang der Recheneinheit 25 wird bei Erscheinen des Ladesignals Lebenfalls zusammen mit dem Lastgradwert β in einem weiteren Speieher 27 abgespeichert. Dieses Bestimmungsverfahren für die Ziel-Betriebsgrößen wird für weitere Lastgradwerte innerhalb des Betriebslastgradbereiches der Feuerungsanlage 1 wiederholt, bis in den Speicher 19, 23, 27 die lastgradabhängigen Funktionen der dort erfaßten Betriebsgrößen als Optimalwerte bzw. Zielwerte abgespeichert sind. Danach werden die Schalter S geöffnet, die Speicherinhalte werden nicht weiter verändert und stehen für nachfolgende Auswertung an den entsprechenden Ausgängen zur Verfugung. Beim nun folgenden Betrieb der Anlage stehen folgende Informationen zur Verfugung:

Beim jeweils eingestellten momentanen Lastgrad β erscheinen an den Speicherausgängen:

40 - am Speicher 27 der Ziel-Abgasverlustwert

- am Ausgang des Speichers 23 die Ziel-Temperatur-Differenz in Funktion des Lastgrades, Αδ_Ορτ(Λ) und

- am Ausgang des Speichers 19 der Ziel-Sauerstoffgehalt O₂ oft(M,

sowie als Momentan-Betriebsgrößen die Meßwerte:

50

- Lastgrad β für den Speicherabruf

- die momentane Temperaturdifferenz A d

- der momentane Rauchgas-Sauerstoffgehalt O₂

- allenfalls der Momentan-CO-Gehalt der Rauchgase (gestrichelt).

Die momentanen Abgasverluste q_A erscheinen auch im Anlagenbetrieb am Ausgang der Recheneinheit 25, der jedoch vom Speicher 27 dann abgetrennt ist. In einer weniger aufwendigen Konfiguration werden als Momentan-Verluste nur die Verluste durch fühlbare Wärme q_AF aus den momentanen O₂- und A ^-Meßwerten bestimmt, bei einer aufwendigeren q_A als Summe der Komponenten q_AF, q_AU, wie gestrichelt dargestellt, mit Momentanwert-Messung von CO. Gemäß Fig. 1 b wird nun laufend in einer ersten Vergleichseinheit 29 der momentane Abgasverlustwert q_AF(ß) oder q_A (ß) mit dem dem dann momentanen Lastgrad ß_m entsprechenden Verlustwert qAoiT^ßm) ^am Ausgang des Speichers 27 verglichen. Mit dem Vergleichsresultat Ab wird eine Anzeige 31, die eine mögliche Brennstoffeinsparung anzeigt, angesteuert und allenfalls eine zugeordnete Anweisungsanzeige 32, die anweist, das Brennstoffluftverhältnis zu ändern. Die momentanen Abgasverluste entsprechend q_AF (ß_m) oder q_A (/?„,) werden an einer Anzeige 33 angezeigt. An Vergleichseinheiten 34, 36, 38, denen einerseits vom Ausgang des Speichers 23 die Ziel-Temperaturdifferenzwerte A d_0PT (ß_m) zugeführt werden, anderseits die Momentan-Temperaturdifferenzwerte Ad (ß_m) werden die Momentan-Temperaturdifferenzwerte mit den Ziel-Differenzwerten verglichen und festgestellt, ob die Abweichungen der Temperaturdifferenzen innerhalb vorgegebener Bereiche liegen oder nicht. Analog wird an Vergleichseinheiten 40 bis 46, denen der Ziel-Sauerstoffgehalt vom Speicher 19 beim momentanen herrschenden Lastgrad ß_m sowie die momentanen Sauerstoffgehaltswerte O₂ (ß_m) zugeführt werden, überprüft, ob die Momentan-Sauerstoffwerte O₂ (ß_m) mit Bezug auf die Ziel-Sauerstoffgehaltwerte O_{2 0PT} (ß_m) in vorgegebenen Bereichen liegen.

Aus logischer Verknüpfung der Ausgänge der Vergleichseinheiten 34 bis 38 einerseits, und anderseits 40 bis 46 wird an einer Anzeige 54 die Kesselverschmutzung angezeigt, allenfalls mit Anweisung 56 den Kessel zu reinigen, an einer Anzeige 52, daß Falschluft zugeführt wird, an einer Anzeige 48, daß ein übermäßiger Luftüberschuß vorliegt und allenfalls an einer Anzeige 50, daß die Luftzufuhr zu drosseln ist. Die Überprüfung des Momentan-Sauerstoffgehaltes O₂ (ßm) mit Bezug auf den Zielsauerstoffgehalt O₂ opriß™) allein, ergibt an einer Anzeige 58 die Indikation, daß Luftmangel vorliegt, womit ein Gefahren- bzw. Alarmsignal ausgelöst werden kann. Entsprechend kann eine Anzeige 60 angesteuert werden, die die Anweisung gibt, die Luftzufuhr zu erhöhen.

Werden bei der Abspeicherung der Ziel-Betriebsgrößen nicht nur der gesamte Rauchgasverlust q_Aopr abgespeichert, sondern, (nicht dargestellt) gemäß den Ausdrücken (1), (2), dessen Einzelkomponenten QAFOPT-, QAUOPT durch Unverbranntes bzw. durch fühlbare Wärme, so ist die Möglichkeit gegeben, beide Komponenten getrennt auch im Anlagenbetrieb, in Funktion des momentanen Lastgrades am Ausgang der Recheneinheit 25 auszugeben und mit den dann je einzeln momentan bestimmten Verlustkomponenten q_AF(ßm), q_AU (ßm) zu vergleichen. Damit erhält man Angaben über Abweichungen der momentanen Abgasverluste, getrennt nach Verlusten durch fühlbare Wärme und Verlusten durch Unverbranntes, mit Bezug auf die Optimalwerte. Wird bei der Erfassung der Momentanwerte wie erwähnt auf den CO-Sensor 16 verzichtet, so wird die Recheneinheit 25 den momentanen Rauchgasverlust unter Vernachlässigung der Verluste durch Unverbranntes bestimmen, was jedoch in vielen Fällen genügt. Es muß wiederholt werden, daß in diesem Fall die CO-Messung lediglich zum Auffinden des Verlustminimums notwendig ist. Werden weiter als Zielgrößen die CO-Meßwerte auch abgespeichert als CO_0W~Werte, so ergibt sich die Möglichkeit aus Vergleich dieser Ziel-CO-Werte C0_OPT(ßm) mit im Betrieb gemessenen Momentan-CO-Werten CO (ßm) auf ungleiche Luftverteilung zu schließen, sowie die Luftmangeldiagnose zuverlässiger zu stellen.

Im weiteren kann es in manchen Fällen von Vorteil sein, geeignet definierte zeitliche Mittelwerte von

Betriebsgrößen fortlaufend zu ermitteln. Dies setzt i. a. voraus, daß die Anlage zur Ausführung des Verfahrensdigital aufgebaut ist. Dann ist in üblicher Art und Weise ein Taktgeber 64 vorgesehen, der bei der Auswertung die Speicher- und Sensor-Ausgaben taktet, wie an einer mikroprozessor-gestützten Einheit. Wird auf Mittelwertbildung verzichtet, so genügt es aber in manchen Fällen, eine derartige Anordnung auf analoger Basis aufzubauen. Die Speicher, entsprechend 19, 23 und 27 von Fig. 1 a werden dann beispielsweise durch Funktionsgeneratoren, wie in Fig. 2 dargestellt, realisiert. Funktionsgeneratoren geben ein Ausgangssignal ab, als bestimmte Funktion eines Eingangssignals. Eine mögliche Realisationsform mit Dioden-Widerstandsnetzwerk zeigt der Funktionsgenerator 66. Bei der Abspeicherung der Ziel-Betriebsgrößen/Lastgrad-Funktion wird letztere beispielsweise zuerst graphisch ermittelt, danach wird durch Verstellen der Potentiometer 2? _u tos A₃₂ allenfalls von Vorspannquellen V_x bis F₃, durch stückweise Linearisierung, der ermittelte Funktionsverlauf, beispielsweise für die Temperaturdifferenz Ad(ß) eingestellt, in Funktion des lastgrad-entsprechenden Signals U (ß) am Eingang des Funktionsgenerators.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

30

35

40

45

50

55

60

65

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur apparativen Diagnose des Betriebszustandes einer Feuerungs-Anlage, bei dem man Momentan-Betriebsgrößen der Anlage erfaßt und daraus Anzeigen für den Betriebszustand erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß man Zielbetriebsgrößen (A d_0PT, 0₂opt) der Anlage vorgängig in Funktion des Lastgrades (ß) bestimmt und, allenfalls mit daraus abgeleiteten Ziel-Betriebsgrößen (q_AOpr\ als Funktion des Lastgrades (ß) abgespeichert und durch Inbeziehungsetzen von Momentan- zu Ziel-Betriebsgrößen Anzeigen (31, 48, 52, 58) über Abweichungen des Momentan-Betriebszustandes vom jeweiligen Ziel-Betriebszustand erzeugt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei an der an der Anlage Eingriffsmittel (3 _a, 5„) zur Beeinflussung des Betriebszustandes vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß man durch Inbeziehungsetzen von Momentan- zu Ziel-Betriebsgrößen (Ad, O₂) Anzeigen (50,56,60), wie Anweisungen für die Korrektur der Einstellung der Eingriffsmittel (3_a, 5_O) erzeugt zur Überführung der Anlage von einem unerwünschten Momentan-Betriebszustand in den Ziel-Betriebszustand.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ziel-Betriebsgrößen mindestens bestimmt und in Funktion des Lastgrades (ß) abspeichert: