EP0576955A2 - Verfahren zum Regeln der Verbrennung von Brennstoff auf einem Rost einer Feuerungsanlage und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Regeln der Verbrennung von Brennstoff auf einem Rost einer Feuerungsanlage und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Download PDF

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EP0576955A2
EP0576955A2 EP93109887A EP93109887A EP0576955A2 EP 0576955 A2 EP0576955 A2 EP 0576955A2 EP 93109887 A EP93109887 A EP 93109887A EP 93109887 A EP93109887 A EP 93109887A EP 0576955 A2 EP0576955 A2 EP 0576955A2
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grate
fuel
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individual
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Anton-Walter Dr.-Ing. Schäfers
Klaus Limper
Hans Prof. Dr.-Ing. Kremer
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Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
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L&C Steinmueller GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the combustion in a combustion chamber of a furnace, in which fuel is placed on a longitudinally extending fire grate and is transported essentially along the grate section to a fuel bed substantially covering the grate, and the grate along the grate section of Partial flows of a combustion air flow are applied zone by zone and in which at least the feed quantity of the fuel, the transport speed of the fuel bed and / or the quantity of combustion air as a function of at least one parameter relating to the combustion, possibly the exhaust gas composition as measured values, possibly according to the fuzzy logic is regulated.
  • Fuzzy control offers the possibility of automatically controlling processes and can be used advantageously if conventional controllers are not sufficient due to complex process variables.
  • the fuzzy control system allows a control algorithm to be designed and implemented in a working controller, which analyzes the data on the fire condition provided by the combustion chamber measuring system and uses it to generate control instructions that the operator can give without automatic control based on his experience and judgment would.
  • the combustion air is supplied to the fuel bed in partial flows along the grate section through individual channels covering the grate.
  • the total air volume is set by throttling elements, each of which is assigned to the duct, and all of which are adjusted equally by means of a servomotor.
  • the measured values emanating from at least two individual zones and the partial flows assigned to the individual zones are regulated individually in accordance with the fuzzy logic as a function of the areal distribution of the measured values acquired.
  • the individual partial flows assigned to the zones can be set differently with regard to their mass
  • the individual partial flows can be dependent on the areal distribution of the measured values measured with regard to the position of the combustion zone and the distribution of the combustion zone be regulated on the grate so that optimal combustion automatically occurs and the risk of excessive pollutant emissions is reduced.
  • the grates considered in the case of the present application include in particular the single-lane or multi-lane feed grates, in which fixed and movable grate bars alternate in each grate path.
  • the zone division is achieved here by different primary air supply.
  • This also includes the single or multi-lane step feed grates, in which the grate gradations cause the fuel layer to overturn and break open, and in which each grate element defines a rust zone in which the primary air can be adapted to the respective combustion progress.
  • Such a zoning without gradation is also realized with the so-called burnout grates.
  • the invention can also be used for traveling grates, roller grates, push-back grids, counterflow sliding grids and the shaking grates.
  • the feed speed can only be regulated jointly for all zones, but a zone-by-zone primary air supply is possible.
  • a further improvement of the method is achieved in that the transport speed of the fuel in the individual zones is regulated according to the fuzzy logic.
  • the zone-by-zone regulation of the transport speed of the fuel bed enables the bed to be stretched or compressed as required.
  • the control of the combustion process on the fire grate according to the fuzzy logic allows a number of indeterminate and dependent factors to be taken into account, such as the burnout behavior of the fuel, different fuel composition, and the fuel temperature, taking into account empirical values that are otherwise manually introduced by an experienced operator for control purposes should be.
  • the proposed regulation stabilizes the combustion process on the grate and as such is subordinate to an overall regulation
  • the superordinate regulation of the amount of steam or heat output, the flue gas composition and the flue gas temperature can be controlled with the manipulated variables total air quantity, secondary air quantity and fuel quantity a cheaper, conventional scheme.
  • the radiation emanating from the individual zones can advantageously be detected in each case and the combustion can be regulated as a function of the areal distribution of the radiation.
  • the radiation emanating from the fuel bed characterizes the progress of the combustion of the fuel in the individual zones.
  • composition of the exhaust gas is recorded over the individual zones and that the combustion is regulated as a function of the areal distribution of the recorded values.
  • the exhaust gas composition in particular the O2, CO, CO2 and / or NO x content, also characterizes the progress of the combustion of the fuel in the individual zones.
  • the invention is also directed to a device for controlling the combustion in a combustion chamber of a furnace with a feed device for feeding fuel onto the grate, at least one transport device for transporting the fuel along the grate section and essentially distributed along the grate section and directed onto the grate and this combustion air ducts covering zones with throttling elements for supplying combustion air and with a control system, possibly fuzzy control system for controlling the combustion process in dependence on at least one parameter relating to the combustion with at least one detector device for detecting the combustion process, at least one of the Evaluation and control device downstream of the detector device for evaluating and implementing the measured values and at least one control device connected downstream of the evaluation and control device for influencing the combustion process.
  • the detector device detects the areal distribution of the measured values emanating from the individual rust zones which are essentially one behind the other in the transport direction of the fuel, and that the control devices of the combustion air ducts are individually controlled by the evaluation and control device, and the devices are components of the fuzzy control system.
  • zones are each assigned a transport device, each with an actuating device that can be individually controlled by the evaluation and control device, and the said devices are components of the fuzzy system.
  • the detector device has at least one thermography or infrared camera for simultaneous detection of the radiation over several zones.
  • the detector device has at least one gas analyzer with a gas sampling device for simultaneous detection of the exhaust gas composition over several zones.
  • FIG. shows a furnace 1 of a furnace 2 with a step feed grate 3, as described in the brochure "Combustion technology feed grate” (P 8303-05-13 / 1.Dg) of the applicant.
  • the feed grate 3 has four combustion zones A, B, C and D, the zones B and C being separated from one another by a step 4.
  • the movable grate bars of the individual zones A - D are assigned grate slides A5 - E5.
  • the grate slides A5 - D5 can be moved back and forth via schematically illustrated actuating devices A6 - D6.
  • Zones A - D are each assigned combustion air channels A7 - D7, to which partial flows of primary combustion air can be fed via line A8 - D8 via control flaps A9 - D9 with actuating devices A10 - E10 and flow measuring devices A10 - E10.
  • the total amount of primary combustion air is supplied via a line 8 with a control valve 9 with actuating device 10 and a flow measuring device 1.
  • the flue gases rising from the combustion grate 3 can still be supplied via a line 8 'with a control flap 11' with an actuating device 10 and flow measuring devices 1 'via a plurality of nozzles 12.
  • the fuel 13, in particular garbage, is fed to the grate 3 in the area of the first grate zone A via a feed hopper 14 and a feed device 15 with an actuating device 16 and along the grate section while spreading to a fuel bed 17 covering the grate 3 by operating individual or several grate slides A5 - D5 transported.
  • grate 3 it is also envisaged to design the grate 3 in multiple lanes.
  • the individual tracks are arranged parallel to one another and designed in the same way.
  • the combustion process of the fuel 13 on the grate 3 is essentially determined by the position of the combustion and the distribution of the combustion on the grate 3.
  • the individual grate zones A - D can be supplied with more or less primary combustion air if required.
  • the fuel bed 17 can be compressed or stretched if necessary. With multi-lane gratings, it is possible to compress or stretch the fuel bed across the grate.
  • the mass throughput or bed thickness can be set differently by operating the feed device 15 at different speeds or different intervals or by operating only individual rows of rams 15 ', 15' '.
  • an infrared camera 18 is mounted above the furnace 1, which detects the radiation emanating from the individual zones AD or the fuel bed 17.
  • an evaluation and control device 19 which follows the fuzzy logic and is connected to the camera 18, the individual radiation values or the temperatures to be attributed to the radiation in the individual grate zones A - D are combined to form a temperature profile lengthways or, with an appropriate measuring arrangement, along and across the grate path .
  • the current state is then fuzzified, subjected to an inference process and then defuzzified.
  • the individual detector device comprises a plurality of individual detectors, which are assigned in groups or individually to the respective rust zones. Photodiodes, photodetectors and gas analyzers with an upstream computing-type gas sampling device are suitable as individual detectors.
  • the actuating devices A10-D10 for adjusting the primary combustion air partial flows and / or the actuating devices A6-D6 for moving the transport device A5-C5 for transporting the fuel 13, 17 are controlled in accordance with the determined target values.
  • FIG. only one signal line shown in full.
  • the individual primary combustion air partial flows are each set such that they always correspond to the proportion of the total primary combustion air that is predetermined via the setpoint.
  • a flow controller FC and a flow ratio controller FFC for signal adaptation are switched on for the purpose of control, which are only shown for a partial air flow.
  • the operation of the feed device 15 can also be fully or partially included in the control that works according to the fuzzy logic.
  • the degree of inclusion is determined via a control unit 20 connected downstream of the evaluation and control device 15.
  • the fuzzy control for influencing the combustion process is a self-contained partial control subordinate to the overall control.
  • the evaluation and control unit 21 provided for the main control detects the flue gas temperature and the O2 content of the flue gas at the end of the combustion chamber and the amount of steam by means of symbolically represented detectors 22, 23, 24.
  • the primary air flow is regulated via the control flaps 9 with actuating device 10 and the flow measuring device 11 and the secondary air quantity is regulated via the control flap 9 'with the actuating device 10' and the flow measuring device 11 '.

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Regeln der Verbrennung in einem Feuerraum einer Feuerungsanlage, in der Brennstoff auf ein sich längs erstreckendes Feuerrost aufgegeben und im wesentlichen längs der Roststrecke unter Ausbreitung zu einem das Rost im wesentlichen abdeckenden Brennstoffbett transportiert wird und das Rost längs der Roststrecke von Teilströmen eines Verbrennungsluftstroms zonenweise beaufschlagt wird und bei dem zumindest die Aufgabemenge des Brennstoffes, die Transportgeschwindigkeit des Brennstoffbetts und/oder die Menge der Verbrennungsluft in Abhängigkeit von mindestens einem auf die Verbrennung beziehbaren Parameter, ggf. der Feuerraumtemperatur und/oder der Abgaszusammensetzung als Meßwerte ggf. nach der Fuzzy-Logik geregelt wird, ist um die Gefahr überhöhter Schadstoffemissionen unter Einwirkung auf den Verbrennungsvorgang zu verringern vorgesehen, daß die von mindestens zwei einzelnen Zonen ausgehenden Meßwerte erfaßt und die den einzelnen Zonen zugeordneten Teilströme in Abhängigkeit von der flächenmäßigen Verteilung der erfaßten Meßwerte einzeln nach der Fuzzy-Logik geregelt werden. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein verfahren zum Regeln der Verbrennung in einem Feuerraum einer Feuerungsanlage, in der Brennstoff auf ein sich längs erstreckendes Feuerrost aufgegeben und im wesentlichen längs der Roststrecke unter Ausbreitung zu einem das Rost im wesentlichen abdeckenden Brennstoffbett transportiert wird und das Rost längs der Roststrecke von Teilströmen eines Verbrennungsluftstroms zonenweise beaufschlagt wird und bei dem zumindest die Aufgabemenge des Brennstoffes, die Transportgeschwindigkeit des Brennstoffbetts und/oder die Menge der Verbrennungsluft in Abhängigkeit von mindestens einem auf die Verbrennung beziehbaren Parameter, ggf. der Abgaszusammensetzung als Meßwerte ggf. nach der Fuzzy-Logik geregelt wird.
  • Aus der DE-Z. "CT-Magazin für Computertechnik", Sonderdruck, 1991, Heft 3, Aufsatz "Fuzzy-Logik - die scharfe Theorie der unscharfen Mengen" ist die Fuzzy-Logik an sich und die Regelung nach der Fuzzy-Logik insbesondere die Regelung der Verbrennung von Methan in einer Brennkammer bekannt. Des weiteren sind zu einem Fuzzy-Regelungssystem gehörende Bauteile, wie Fuzzy-Rechner, Fuzzy-Chips und Fuzzy-Logik-Arrays beschrieben.
  • Die Fuzzy-Regelung bietet eine Möglichkeit, Prozesse automatisch zu regeln und sind dann in vorteilhafter Weise einzusetzen, wenn aufgrund komplexer Prozeßvariablen konventionelle Regler nicht ausreichen. Das Fuzzy-Regelungssystem erlaubt es, einen Regel-Algorithmus zu entwerfen und in einen arbeitenden Regler umzusetzen, der die vom Feuerraummeßsystem bereitgestellten Daten über den Feuerzustand analysiert und daraus Steueranweisungen erzeugt, wie sie ohne eine automatische Regelung der Operateur aufgrund seines Erfahrungswissens und seiner Urteilsfähigkeit geben würde.
  • Aus der Z. "Elsevier Science Publishers", B.V. North-Holland, 1989, S. 193 - 206, Aufsatz "Combustion control of refuse incineration plant by Fuzzy-Logic" von H. Ono et al., ist ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt, bei dem die Verbrennung von Müll auf einem Feuerrost einer Müllverbrennungsanlage nach der Fuzzy-Logik geregelt wird. Dabei werden die Müllaufgabemenge, die Transportgeschwindigkeit des Mülls auf dem Rost, die Verbrennungsluftmenge und die Verbrennungslufttemperatur in Abhängigkeit von der Dampfmenge, der Rauchgaszusammensetzung der Dicke des Müllbettes auf dem Rost, die Müllqualität und/oder der Feuerraumtemperatur geregelt. Das Brennstoffbett wird als Ganzes von einer Transporteinrichtung transportiert. Die Verbrennungsluft wird in Teilströmen längs der Roststrecke durch einzelne das Rost abdeckende Kanäle dem Brennstoffbett zugeführt. Die Einstellung der Gesamtluftmenge erfolgt durch Drosselorgane, die jeweils den Kanälen zugeordnet sind und alle gleichermaßen über einen Verstellmotor verstellt werden.
  • Dadurch, daß die Verbrennung des Brennstoffes längs der Roststrecke als Ganzes definiert ist und der Verbrennungsvorgang somit auch nur als Ganzes beeinflußbar ist, besteht die Gefahr, daß die Verbrennungszone vom Rost in die Müllaufgabe bzw. vom Rost in den Entascher wandert, was letztlich zu einer unkontrollierten Verbrennung mit hohen Schadstoffemissionen führt.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren zum Regeln der Verbrennung in einem Feuerraum einer Feuerungsanlage in der Brennstoff auf ein sich längs erstreckendes Feuerrost aufgegeben wird anzugeben, bei dem die Gefahr überhöhter Schadstoffemission unter Einwirkung auf den Verbrennungsvorgang verringert wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die von mindestens zwei einzelnen Zonen ausgehenden Meßwerte erfaßt und die den einzelnen Zonen zugeordneten Teilströme in Abhängigkeit von der flächenmäßigen Verteilung der erfaßten Meßwerte einzeln nach der Fuzzy-Logik geregelt werden.
  • Dadurch, daß der Verbrennungsvorgang längs der Roststrecke zonenweise definiert wird und die einzelnen den Zonen zugeordneten Teilluftströme bezüglich ihrer Masse unterschiedlich einstellbar sind, können die einzelnen Teilströme in Abhängigkeit von der flächenmäßigen Verteilung der erfaßten Meßwerte im Hinblick auf die Lage der Verbrennungszone und der Verteilung der Verbrennungszone auf dem Rost so geregelt werden, daß sich automatisch eine optimale Verbrennung einstellt und die Gefahr überhöhter Schadstoffemission verringert wird.
  • Zu den im Falle der vorliegenden Anmeldung in Betracht gezogenen Rosten gehören insbesondere die einbahnigen oder mehrbahnigen Vorschubroste, bei denen in jeder Rostbahn feststehende und bewegliche Roststäbe abwechseln. Die Zonenunterteilung wird hier durch unterschiedliche Primärluftzufuhr erreicht. Weiterhin gehören hierzu die ein- oder mehrbahnigen Stufenvorschubroste, bei denen die Rostabstufungen ein Umstürzen und Aufbrechen der Brennstoffschicht bewirken und bei denen jedes Rostelement eine Rostzone bestimmt, in der die Primärluft dem jeweiligen Verbrennungsfortschritt angepaßt werden kann. Eine derartige zonenaufteilung ohne Abstufung wird auch bei den sogenannten Ausbrennrosten verwirklicht.
  • Die Erfindung läßt sich aber auch bei Wanderrosten, Walzenrosten, Rückschubrosten, Gegenlaufüberschubrosten und den Schüttelrosten einsetzen. Bei den Wanderrosten mit einer umlaufenden Fördereinrichtung kann die Vorschubgeschwindigkeit für alle Zonen zwar nur gemeinsam geregelt werden, jedoch ist eine zonenweise Primärluftzufuhr möglich.
  • Eine weitere Verbesserung des Verfahrens wird dadurch erreicht, daß die Transportgeschwindigkeit des Brennstoffes in den einzelnen Zonen nach der Fuzzy-Logik geregelt wird.
  • Die zonenweise getrennte Regelung der Transportgeschwindigkeit des Brennstoffbettes bietet die Möglichkeit, das Bett je nach Erfordernis zu dehnen oder zu stauchen.
  • Die Regelung des Verbrennungsvorganges auf dem Feuerrost nach der Fuzzy-Logik erlaubt die Berücksichtigung einer Vielzahl unbestimmbarer und sich bedingender Faktoren, wie das Ausbrandverhalten des Brennstoffes, unterschiedliche Brennstoffzusammensetzung, die Brennstofftemperatur unter Einbeziehung von Erfahrungswerten, wie sie ansonsten von einem erfahrenen Operateur manuell zur Regelung eingebracht werden müßten.
  • Da die vorgeschlagene Regelung den Verbrennungsprozeß auf dem Rost stabilisiert und als solche einer Gesamtregelung untergeordnet ist, kann die übergeordnete Regelung der Dampfmenge bzw. Wärmeleistung, der Rauchgaszusammensetzung und der Rauchgastemperatur mit den Stellgrößen Gesamtluftmenge, Sekundärluftmenge und Brennstoffmenge von einer billigeren, konventionellen Regelung übernommen werden.
  • In vorteilhafter Weise kann die von den einzelnen Zonen ausgehende Strahlung jeweils erfaßt und die Verbrennung in Abhängigkeit von der flächenmäßigen Verteilung der Strahlung geregelt werden.
  • Die von dem Brennstoffbett ausgehende Strahlung charakterisiert den Verbrennungsfortschritt des Brennstoffes in den einzelnen Zonen.
  • Es ist ebenfalls von Vorteil, daß die Zusammensetzung des Abgases über den einzelnen Zonen erfaßt und die Verbrennung in Abhängigkeit von der flächenmäßigen Verteilung der erfaßten Werte geregelt wird.
  • Die Abgaszusammensetzung insbesondere der O₂, CO, CO₂ und/oder NOx-Gehalt charakterisiert ebenfalls den Fortschritt der Verbrennung des Brennstoffes in den einzelnen Zonen.
  • Die Erfindung richtet sich auch auf eine Vorrichtung zum Regeln der Verbrennung in einem Feuerraum einer Feuerungsanlage mit einer Aufgabeeinrichtung zur Aufgabe von Brennstoff auf das Rost, mindestens einer Transportvorrichtung zum Transport des Brennstoffes längs der Roststrecke und im wesentlichen längs der Roststrecke verteilte und auf das Rost gerichtete und dieses in Zonen abdeckende Verbrennungsluftkanäle mit Drosselorganenzur Zuführung von Verbrennungsluft und mit einem Regelungs-System ggf. Fuzzy-Regelungs-System zur Regelung des Verbrennungsvorgangs in Abhängigkeit von mindestens einem auf die Verbrennung beziehbaren Parameter mit mindestens einer Detektoreinrichtung zur Erfassung des Verbrennungvorgangs, mindestens einer der Detektoreinrichtung nachgeschalteten Auswerte- und Steuereinrichtung zur Auswertung und Umsetzung der Meßwerte und mindestens einer der Auswerte- und Steuereinrichtung nachgeschalteten Stelleinrichtung zur Beeinflussung des Verbrennungvorgangs.
  • Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, daß die Detektoreinrichtung die von den einzelnen in Transportrichtung des Brennstoffs im wesentlichen hintereinanderliegenden Rostzonen ausgehenden Meßwerte in ihrer flächenmäßigen Verteilung erfaßt und den Drosselorganen der Verbrennungsluftkanäle jeweils von der Auswerte- und Steuereinrichtung einzeln steuerbare Stelleinrichtungen zugeordnet sind, und die besagten Einrichtungen Bestandteile des Fuzzy-Regelungs-Systems sind.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung ist dadurch gegeben, daß den Zonen jeweils eine Transportvorrichtung mit jeweils einer von der Auswerte- und Steuereinrichtung einzeln steuerbaren Stelleinrichtung zugeordnet sind, und die besagten Einrichtungen Bestandteile des Fuzzy-Systems sind.
  • Es ist weiterhin von Vorteil, daß die Detektoreinrichtung mindestens eine Thermographie- bzw. Infrarotkamera zur gleichzeitigen Erfassung der Strahlung über mehrere Zonen aufweist.
  • Ebenfalls ist es von Vorteil, daß die Detektoreinrichtung mindestens einen Gasanalysator mit einer Gasentnahmevorrichtung zur gleichzeitigen Erfassung der Abgaszusammensetzung über mehrere Zonen aufweist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und eine nach diesem Verfahren betriebene Vorrichtung soll nun anhand der beigefügten Figur, die eine Müllverbrennungsanlage im Längsschnitt mit steuer- und regelungstechnischen Einrichtungen zeigt, näher beschrieben werden.
  • Die FIG. zeigt eine Feuerung 1 einer Feuerungsanlage 2 mit einem Stufenvorschubrost 3, wie er in dem Prospekt "Verbrennungstechnik-Vorschubrost" (P 8303-05-13/1.Dg) der Anmelderin beschrieben ist.
  • Der Vorschubrost 3 weist vier Verbrennungszonen A, B, C und D auf, wobei die Zonen B und C durch eine Stufe 4 voneinander getrennt sind. Den beweglichen Roststäben der einzelnen Zonen A - D sind jeweils Rostschlitten A5 - E5 zugeordnet. Die Rostschlitten A5 - D5 sind über schematisch dargestellte Stelleinrichtungen A6 - D6 hin und her verschiebbar.
  • Den Zonen A - D sind jeweils Verbrennungsluftkanäle A7 - D7 zugeordnet, denen über Leitung A8 - D8 Teilströme primärer Verbrennungsluft über Regelklappen A9 - D9 mit Stelleinrichtungen A10 - E10 und Durchflußmeßeinrichtungen A10 - E10 zugeführt werden können.
  • Die Gesamtmenge primärer Verbrennungsluft wird über eine Leitung 8 mit einer Regelklappe 9 mit Stelleinrichtung 10 und einer Durchflußmeßeinrichtung 1 zugeführt. Den vom Verbrennungsrost 3 aufsteigenden Rauchgasen kann noch über eine Leitungen 8' mit Regelklappe 11' mit Stelleinrichtung 10 und Durchflußmeßeinrichtungen 1' Sekundärluft über mehrere Düsen 12 zugeführt werden.
  • Der Brennstoff 13, insbesondere Müll, wird über einen Aufgabetrichter 14 und einer Aufgabeeinrichtung 15 mit Stelleinrichtung 16 dem Rost 3 im Bereich der ersten Rostzone A aufgegeben und längs der Roststrecke unter Ausbreitung zu einem das Rost 3 abdeckenden Brennstoffbett 17 durch Betreiben einzelner oder mehrerer Rostschlitten A5 - D5 transportiert.
  • Es ist auch vorgesehen, den Rost 3 mehrbahnig auszuführen. Dabei sind die einzelnen Bahnen parallel nebeneinander angeordnet und in gleicher Weise ausgestaltet.
  • Der Verbrennungsvorgang des Brennstoffs 13 auf den Rost 3 wird wesentlich durch die Lage der Verbrennung und die Verteilung der Verbrennung auf dem Rost 3 bestimmt.
  • Zur Beeinflussung des Verbrennungsvorgangs bzw. der Lage und der Verteilung der Verbrennung und des Verbrennungsfortschritts können bei Bedarf die einzelnen Rostzonen A - D jeweils mehr oder weniger mit primärer Verbrennungsluft beaufschlagt werden. Zusätzlich kann durch Betreiben der einzelnen Rostschlitten A5 - D6 bei jeweils unterschiedlicher Geschwindigkeit bzw. durch Betreiben nur einzelner Rostschlitten A5 - D6 das Brennstoffbett 17 bei Bedarf gestaucht oder gedehnt werden. Bei mehrbahnigen Rosten ist es möglich das Brennstoffbett quer zum Rost zu stauchen oder zu dehnen. Durch den Betrieb der Aufgabeeinrichtung 15 bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten oder unterschiedlichen Intervallen oder durch den Betrieb von nur einzelnen Stößelreihen 15', 15'' kann der Massendurchsatz bzw. die Bettdicke unterschiedlich eingestellt werden.
  • Zur Erfassung des Verbrennungsvorgangs auf den einzelnen Rostzonen A - D ist oberhalb der Feuerung 1 eine Infrarotkamera 18 angebracht, die die von den einzelnen Zonen A - D bzw. dem Brennstoffbett 17 ausgehende Strahlung erfaßt. In einer der Kamera 18 nachgeschalteten nach der Fuzzy-Logik arbeitenden Auswerte- und Steuereinrichtung 19 werden die einzelnen Strahlungswerte bzw. die auf die Strahlung zurückzuführenden Temperaturen in den einzelnen Rostzonen A - D zu einem Temperaturprofil längs oder bei entsprechender Meßanordnung längs und quer zur Roststrecke zusammengefaßt. Der Ist-Zustand wird sodann fuzzyfiziert, einem Inferenzverfahren unterworfen und sodann defuzzyfiziert.
  • Anstelle der die Brennstoffbettoberfläche großflächig erfassenden Termographiekamera ist es auch möglich, daß die einzelne Detektoreinrichtung eine Vielzahl von Einzeldetektoren umfaßt, die gruppenweise oder einzeln den jeweiligen Rostzonen zugeordnet sind. Als Einzeldetektoren kommen Fotodioden, Fotodetektoren und Gasanalysatoren mit vorgeschalteter rechenartiger Gasentnahmevorrichtung in Frage.
  • Zur Beeinflussung des Verbrennungsvorgangs werden die Stelleinrichtungen A10 - D10 für die Verstellung der primären Verbrennungsluftteilströme und/oder die Stelleinrichtungen A6 - D6 zur Bewegung der Transporteinrichtung A5 - C5 für den Transport des Brennstoffes 13, 17 gemäß der ermittelten Sollwerte angesteuert. Zur besseren Übersicht ist in der FIG. jeweils nur eine Signalleitung vollständig dargestellt. Die einzelnen primären Verbrennungsluftteilströme werden jeweils so eingestellt, daß sie stets den über den Sollwert vorgegebenen Anteil an der gesamten primären Verbrennungsluft entsprechen. Zur Regelung sind hierfür jeweils ein Durchflußregler FC und ein Durchflußverhältnisregler FFC zur Signalanpassung zugeschaltet, die stellvertretend nur für einen Teilluftstrom dargestellt sind.
  • Bei Bedarf kann auch der Betrieb der Aufgabeeinrichtung 15 ganz oder teilweise mit in die nach der Fuzzy-Logik arbeitenden Regelung einbezogen werden. Der Grad der Einbeziehung wird über eine der Auswerte- und Steuereinrichtung 15 nachgeschalteten Regelungseinheit 20 festgelegt.
  • Die Fuzzy-Regelung zur Beeinflussung des Verbrennungsvorgangs ist eine der Gesamtregelung unterlagerte in sich geschlossene Teilregelung.
  • Da durch die Fuzzy-Regelung eine stabile kontrollierte Verbrennung auf dem Rost erreicht wird, kann zur Hauptregelung ein konventionelles und kostengünstigeres Regelungssystem eingesetzt werden.
  • Die zur Hauptregelung vorgesehene Auswerte- und Steuereinheit 21 erfaßt mittels symbolisch dargestellter Dektoren 22, 23, 24 die Rauchgastemperatur und den O₂-Gehalt des Rauchgases am Ende des Feuerraums und die Dampfmenge. Entsprechend der von der Auswerte- und Steuereinrichtung 21 zur Hauptregelung ermittelten Sollwerte werden über die Regelklappen 9 mit Stelleinrichtung 10 und der Durchflußmeßeinrichtung 11 der Primärluftstrom und über die Regelklappe 9' mit der Stelleinrichtung 10' und der Durchflußmeßeinrichtung 11' die Sekundärluftmenge geregelt. Des weiteren ist vorgesehen, die Regelung der Brennstoffmenge ganz oder teilweise mittels der der Auswerte- und Steuereinrichtung 21 zur Hauptregelung nachgeschalteten regeltechnischen Einrichtung 21 zu regeln.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Regeln der Verbrennung in einem Feuerraum einer Feuerungsanlage, in der Brennstoff auf ein sich längs erstreckendes Feuerrost aufgegeben und im wesentlichen längs der Roststrecke unter Ausbreitung zu einem das Rost im wesentlichen abdeckenden Brennstoffbett transportiert wird und das Rost längs der Roststrecke von Teilströmen eines Verbrennungsluftstroms zonenweise beaufschlagt wird und bei dem zumindest die Aufgabemenge des Brennstoffes, die Transportgeschwindigkeit des Brennstoffbetts und/oder die Menge der Verbrennungsluft in Abhängigkeit von mindestens einem auf die Verbrennung beziehbaren Parameter, ggf. der Abgaszusammensetzung als Meßwerte ggf. nach der Fuzzy-Logik geregelt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die von mindestens zwei einzelnen Zonen ausgehenden Meßwerte erfaßt und die den einzelnen Zonen zugeordneten Teilströme in Abhängigkeit von der flächenmäßigen Verteilung der erfaßten Meßwerte einzeln nach der Fuzzy-Logik geregelt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Transportgeschwindigkeit des Brennstoffes in den Zonen nach der Fuzzy-Logik geregelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die von den einzelnen Zonen ausgehende Strahlung jeweils erfaßt und die Verbrennung in Abhängigkeit von der flächenmäßigen Verteilung der Strahlung geregelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Zusammensetzung des Abgases über den einzelnen Zonen erfaßt und die Verbrennung in Abhängigkeit von der flächenmäßigen Verteilung der erfaßten Meßwerte geregelt wird.
  5. Vorrichtung zum Regeln der Verbrennung in einem Feuerraum einer Feuerungsanlage mit einer Aufgabeeinrichtung zur Aufgabe von Brennstoff auf ein Rost, mindestens einer Transportvorrichtung zum Transport des Brennstoffes längs der Roststrecke und im wesentlichen längs der Roststrecke verteilte und auf das Rost gerichtete und dieses in Zonen abdeckende Verbrennungsluftkanäle mit Drosselorganen zur Zuführung von Verbrennungsluft und mit einem Regelungs-System, ggf. Fuzzy-Regelungs-System zur Regelung des Verbrennungsvorgangs in Abhängigkeit von mindestens einem auf die Verbrennung beziehbaren Parameter mit mindestens einer Detektoreinrichtung zur Erfassung des Verbrennungvorgangs, einer der Detektoreinrichtung nachgeschalteten Auswerte- und Steuereinrichtung zur Auswertung und Umsetzung der Meßwerte und mindestens einer der Auswerte- und Steuereinrichtung nachgeschalteten Stelleinrichtung zur Beeinflussung des Verbrennungvorgangs,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Detektoreinrichtung (18) die von den einzelnen in Transportrichtung des Brennstoffs (17) im wesentlichen hintereinanderliegenden Rostzonen (A-D) ausgehenden Meßwerte in ihrer flächenmäßigen Verteilung erfaßt und den Drosselorganen (A11-D11) der Verbrennungsluftkanäle jeweils von der Auswerte- und Steuereinrichtung (19) einzeln steuerbare Stelleinrichtungen (A10-D10) zugeordnet sind, und die besagten Einrichtungen (18, 19, A10-D10) Bestandteile des Fuzzy-Regelungs-Systems sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß den Zonen (A-D) jeweils eine Transportvorrichtung (A5-E5) mit jeweils einer von der Auswerte- und Steuereinrichtung einzeln steuerbaren Stelleinrichtung (A6-E6) zugeordnet sind, und die besagten Einrichtungen (18, 19, A6-E6) Bestandteile des Fuzzy-Regelungs-Systems sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Detektoreinrichtung (18) mindestens eine Thermographie- bzw. Infrarotkamera zur gleichzeitigen Erfassung der Strahlung über mehrere Zonen (A-D) aufweist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Detektoreinrichtung (18) mindestens einen Gasanalysator mit einer Gasentnahmevorrichtung zur gleichzeitigen Erfassung der Abgaszusammensetzung über mehrere Zonen (A-D) aufweist.
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