DE3433303C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Überwachen des Zündvorganges gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und um­ faßt eine Schaltungsanordnung zum Durchführen des Verfah­ rens.

Beim Anfahren von Wirbelbettfeuerungen wird vor der Brenn­ stoffzufuhr durch Einkoppelung von Fremdwärme, beispielswei­ se durch Einblasen von Heißluft, das Bettmaterial auf die erforderliche Zündtemperatur, die je nach Brennstoffart zwi­ schen etwa 570°C und 650°C liegen kann, aufgeheizt. Dabei ist es erstrebenswert, die Zündtemperatur möglichst niedrig zu halten, da mit steigender Temperatur die benötigte Auf­ heizzeit und damit die Aufheizenergie überproportional an­ steigt. Bei Wirbelschichtfeuerungen, bei denen innerhalb des Wirbelbettes Wärmetauscherflächen, beispielsweise zum Auf­ heizen des Arbeitsmediums einer Gasturbine, vorgesehen sind, ist dies unter anderem darauf zurückzuführen, daß bei stei­ genden Bettemperaturen die Wärmetauscherflächen bereits ge­ kühlt werden müssen, wodurch ein erheblicher Teil der zuge­ führten Wärme wieder ausgekoppelt wird.

Auf der anderen Seite birgt eine zu niedrige Zündtemperatur die Gefahr, daß der Brennstoff nicht gleichmäßig zu brennen anfängt. Dies kann zu lokalen Brennstoffüberkonzentrationen führen mit der Folge von Überhitzungen oder gar Kohlenstaub­ explosionen.

Aus der DE-PS 31 06 744 ist ein Verfahren zur Regelung der Sauerstoffmenge beim Verbrennen gasförmiger, mit sich än­ dernden Inertgasmengen angereicherter Brennstoffe bekannt geworden, bei dem das Verhältnis der Menge der brennbaren Komponente zur Gesamtmenge der mit dem Brenngas und der Ver­ brennungsluft zugeführten Ballastgasmenge konstant gehalten wird, indem die Luftmenge vermindert und die Reinsauerstoff­ menge erhöht wird, wenn der Inertgasgehalt im Brenngas zu­ nimmt, bzw. die Luftmenge erhöht und die Reinsauerstoffmenge vermindert wird, wenn der Inertgasgehalt im Brenngas ab­ nimmt.

Dieses bekannte Verfahren ist geeignet, die Verbrennung gas­ förmiger Brennstoffe bei konstanten Temperaturen zu gewähr­ leisten, was sich insbesondere auf nachgeschaltete katalyti­ sche Prozesse, wie z.B. einem Clausprozeß, als vorteilhaft erweisen kann. Das bekannte Verfahren ist nicht anwendbar auf Verbrennungsprozesse in Wirbelbettfeuerungen, da hier keine gasförmigen, sondern feste Brennstoffe vorliegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und sicheres Verfahren zum Überwachen des Zündvorganges heim An­ fahren einer Wirbelschichtfeuerung und eine Schaltungsanord­ nung zum Durchführen des Verfahrens anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem Verfahren nach Anspruch 1 bzw. nach der Schalteranordnung nach Anspruch 3 gelöst.

Der vorgegebene Sollwertgradient der Sauerstoffabnahme, der von verschiedenen Parametern, wie beispielsweise der Brenn­ stoffzusammensetzung, der zeitlich zugeführten Brennstoff­ menge und auch der Zündtemperatur abhängt, wurde empirisch ermittelt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es somit in einfa­ cher Weise die eingangs im Zusammenhang mit zu niedrigen Zündtemperaturen geschilderten Risiken zu vermeiden. Jeder Anfahrvorgang kann energiesparend zunächst bei möglichst niedriger Zündtemperatur gestartet werden. Falls diese Tem­ peratur nicht zur Zündung des gesamten Brennstoffes führt, wird die Brennstoffzufuhr gemäß dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren unterbunden und der nächste Zündvorgang dann bei et­ was erhöhter Zündtemperatur gestartet. Ggf. kann die Brenn­ stoffzufuhr auch mit einer gewissen Zeitverzögerung, bei­ spielsweise von einigen Minuten, unterbunden werden, um zu verhindern, daß Abweichungen der gemessenen zeitlichen Sauerstoffabnahme vom Sollwert in der unmittelbaren Start­ phase bereits in einer Abschaltung der Brennstoffzufuhr füh­ ren.

Weitere Erläuterungen zu der Erfindung sind dem in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel zu entnehmen.

Die Figur zeigt eine Wirbelschichtfeuerungsanlage 1 mit ei­ nem Wirbelbett 2. Innerhalb des Wirbelbettes 2 sind Wärme­ tauscherflächen 3 angeordnet. Verbrennungsluft bzw. Brenn­ stoff werden dem Wirbelbett 2 über Düsenstöcke 3 bzw. über einen oder mehrere Wurfbeschicker 11 zugeführt. Die Asche wird über einen Aschabzugskanal 5 abgezogen, während das Ab­ gas die Feuerung über einen Abgaskanal 6 verläßt.

Im Abgaskanal 6 ist ein Meßfühler 7 vorgesehen, der beim An­ fahren der Feuerung die zeitliche Abnahme des Sauerstoffes im Abgas mißt. Dieses Meßsignal wird in eine Rechenschaltung 8 eingegeben und dort mit einem Referenzsignal, das über ei­ nen Geber 9 zugespeist wird und dem Sollwert der zeitlichen Sauerstoffabnahme bei einem normalen Anfahrvorgang, al­ so dem Sollwertgradienten, entspricht, verglichen. Bei Abweichungen des Meßwertes vom Sollwert erfolgt nach einer durch ein Zeitverzögerungsglied 10 vorgegebenen Verzögerung von beispielsweise 3 Minuten die Abschal­ tung der Brennstoffzufuhr in die Feuerung, d.h. z.B. eines Wurfbeschickers 11, durch die Rechenschaltung 8.

Claims (4)

1. Verfahren zum Überwachen des Zündvorganges beim Anfahren einer Wirbelbettfeuerung, wobei das Wirbelbettmaterial durch Einkoppelung von Fremdwärme zunächst auf eine ge­ eignete Zündtemperatur aufgeheizt und dann der Brennstoff in das Bettmaterial eingespeist wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß während der Brennstoffzufuhr die zeitliche Sauerstoffabnahme im Abgas gemessen und mit einem vor­ gegebenen Sollwertgradienten verglichen wird, daß die Brennstoffzufuhr unterbunden wird, falls die Sauerstoff­ abnahme von dem vorgegebenen Sollwertgradienten abweicht und daß vor erneuter Brennstoffzufuhr die Zündtemperatur etwas erhöht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle einer Abweichung der Sauerstoffabnahme von dem vor­ gegebenen Sollwertgradienten die Brennstoffzufuhr mit einer Zeitverzögerung unterbunden wird.

3. Schaltungsanordnung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen im Abgaskanal (6) der Wirbelschichtfeuerung (1) angeordneten Meßfühler (7) zum kontinuierlichen Erfassen des Sauerstoffgehaltes im Abgas, einem Geber (9) für den Sollwertgradienten sowie eine Rechenschaltung (8), die das im Meßfühler (7) erzeugte Signal mit dem Sollwertgradienten ver­ gleicht und bei Abweichungen eine Brennstoffzufuhr­ einrichtung (11) ausschaltet.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen der Rechenschaltung (8) und der Brennstoffzufuhreinrichtung (11) ein Zeitverzögerungs­ glied (10) vorgesehen ist.