Verfahren zur Regelung des Luftüberschusses an Feuerungen sowie Regeleinrichtung zur Ausführung des Verfahrens

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Luftüberschusses an einer Feuerung, bei welchem aufgrund der Messung des Luftüberschusses im Rauchgas nach einem Soll/Ist-Wertvergleich des Luftüberschusses in einer Regeleinrichtung ein korrigierender Eingriff auf den Luftstrom und/oder Brennstoffstrom erfolgt, wobei in Abhängigkeit vom Lastgrad die Proportionalverstärkung der Regeleinrichtung variiert wird, und mindestens ein Teil von Zeitparametern der Regeleinrichtung automatisch dem Lastgrad der Feuerung angepasst wird, wobei der einem Regler der Regeleinrichtung als Führungsgrösse zugeführte Luftüberschuss-Sollwert in Abhängigkeit vom Lastgrad verändert wird, sowie eine Regeleinrichtung zur Ausführung des Verfahrens mit einem ersten Eingang für ein lastgradabhängiges Signal, einem zweiten Eingang für ein luftüberschussabhängiges Signal, einem Regler, wobei der erste Eingang über einen Funktionsgenerator und der zweite Eingang mit einer Differenzeinheit wirkverbunden sind und mindestens eine Schaltung zur Anpassung zumindest eines Teils der Zeitkonstanten der Regeleinrichtung an den Lastgrad vorgesehen ist, welche Schaltung einen in Abhängigkeit vom Signal am ersten Eingang beaufschlagten Adaptionseingang aufweist.

[0002] Es sind Verbundsteuerungen von Feuerungen bekannt, primäre Luft- bzw. Brennstoffsteuerungen, bei denen der Brennstoffstrom und der Luftstrom in Abhängigkeit des vom Operateur oder einem Feuerleistungsregler vorgegebenen Belastungsgrades β, definiert als verbrannte Brennstoffmenge pro Zeiteinheit, bezogen auf die maximale verbrennbare Brennstoffmenge pro Zeiteinheit, durch zwei miteinander gekoppelte Steuereinrichtungen, je eine in der Brennstoff- und eine in der Luftzuführung, verstellt werden. Es sind auch andere primäre Steuerungen oder Regelungen von Luft und Brennstoff bekannt, z. B. Verbundregelungen, bei denen je die Luft- und die Brennstoffmenge auf einen dem Belastungsgrad β entsprechenden Wert geregelt werden oder Verhältnisregelungen, bei denen nach Massgabe des Belastungsgrades β auf konstantes Brennstoff-Luft-Verhältnis geprüft und geregelt wird.

[0003] Abgesehen von Sonderfällen können weder Brennstoffnoch Luftstrom durch solche primäre Steuer- bzw. Regeleinrichtungen fehlerfrei eingestellt und gehalten werden, da immer noch zahlreiche zufällige Störwirkungen diesbezüglich Einfluss nehmen. Beim Brennstoffstrom sind dies z. B. Schwankungen von Temperatur, Zähigkeit, Dichte, Brennstoffzusammensetzung etc., beim Luftstrom Schwankungen von Druck, Temperatur und Feuchte, die Abweichungen vom gewünschten Wert bewirken. Dazu kommen noch gerätetechnische Unvollkommenheiten. Aus diesem Grund ist es weiter bekannt geworden, durch Messung des tatsächlichen Luftüberschusses im Rauchgas und eine daraus abgeleitete, durch einen Regler bewirkte Korrektur des Luftstromes und/oder des Brennstoffstroms die Wirkungen solcher Störeinflüsse zu beseitigen, womit bei lastabhängig angepasstem Luft-Ueberschuss-Sollwert theoretisch optimale Verbrennungsverhältnisse eingehalten werden können.

[0004] Nun ist immer wieder versucht worden, eine solche Luft-Ueberschussregelung unter Verwendung handelsüblicher Proportional-, Integral- Proportional-Integral- oder PID-Reglern mit festen Zeit-Einstellwerten zu verwirklichen, in den allermeisten Fällen jedoch mit unbefriedigendem Ergebnis. Vor allem immer dann, wenn der Lastgrad über einen weiten Bereich verändert wurde, ergaben sich auch bei sorgfältiger Reglereinstellung entweder Stabilitätsprobleme - Pendeln der Regelung - oder träge Regelwirkung, verbunden mit grossen vorübergehenden und/oder bleibenden Regelabweichungen oder sogar beides zugleich. Dies hat seine Ursachen in den dynamischen Eigenschaften der Regelstrecke, bestehend aus Feuerungsanlage, einschliesslich Rauchgaskanal bis zum Messort des Luftüberschusses - deren statische und dynamische Parameter im Betrieb grossen Aenderungen unterliegen.

[0005] Eine weitere Schwierigkeit liegt darin begründet, dass ein auch nur kurzfristiges Unterschreiten der minimalen Luftzufuhr wegen der sofort einsetzenden Rauchbildung sowie aus Sicherheitsgründen nicht toleriert werden kann. Ein solches ist aber mit einem Luftüberschuss-Regler üblicher Bauart namentlich bei schnellen und grossen Laständerungen unvermeidlich, da die Regelung nicht schnell genug einzugreifen vermag.

[0006] Im weiteren sind aus der DE-OS 2 753 520 und DE-OS 1 526 277 Verfahren zur Regelung des Luftüberschusses an Feuerungen bekannt geworden, bei welchen aufgrund der Messung des Luftüberschusses im Rauchgas ein korrigierender Eingriff auf den Luftstrom erfolgt. Dabei wird eine lastabhängige Verstellung der Proportional-Verstärkung des offenen Regelkreises vorgenommen. Es ist aber bekannt, dass die Uebertragungskennwerte einer Feuerungsanlage einschliesslich Rauchgaskanal zum Messort des Luftüberschusses an einer Feuerungsanlage, im Betrieb der Anlage grossen Aenderungen unterliegen. Dies trifft insbesondere auch für die Zeitparameter resp. Zeitkonstanten einer solchen Strecke zu. Durch alleinige, lastabhängige Verstellung der Proportionalverstärkung des offenen Regelkreises kann somit eine auch nur angenähert optimale dynamische Regelwirkung im Betrieb nicht sichergestellt werden, denn durch die lastabhängige Variation der Streckenzeitkonstanten verändert sich der Frequenzgang des offenen Regelkreises wie dessen kritische Frequenz und die dort vorliegende Phasenreserve.

[0007] Nun ist es weiter aus dem Art. « Adaptiv-Steuerungen der Reglereinstellung mit einfachen Mitteln von W. Peinke, in Regelungstechnik, Heft 6 (1966), Seiten 274 ff. bekannt geworden, dass die Kennwerte verfahrenstechnischer Regelstrecken - am Beispiel einer Analyse-Regelstrecke gezeigt, worunter auch Regelungen des Luftüberschusses an Feuerungen fallen - oft vom Durchfluss, wie vom Lastgrad abhängen. Darauf basierend wird dort vorgeschlagen, die Nachstellzeit eines Reglers in Funktion des Durchflusses, somit im Falle einer Luftüberschussregelung, in Funktion des Lastgrades, zu verstellen. Ebenso ist in « Regelung der Verbrennung mittels Prozessrechner aus Gas/Erdgas, Zeitschrift des DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches, Jahrgang 1980, Heft 4, Seiten 141 ff. ausgeführt, dass zur Verbesserung der Regelgüte die Steuerung der Reglerkennwerte, in Abhängigkeit von der Prozess-Eingangsgrösse empfohlen wird.

[0008] Da bei derartigen Regelungen der Luftüberschuss-Sollwert mit dem Lastgrad verändert werden muss, ist auch im letztgenannten Artikel vorgeschlagen, den Luftüberschuss-Sollwert mit der Brennerleistung bzw. dem Lastgrad funktionell zu verknüpfen.

[0009] Die vorliegende Erfindung bezweckt nun ein Verfahren eingangs genannter Art bezüglich seiner Wirkung weiter zu verbessern.

[0010] Dies wird durch das Verfahren gemäss Anspruch 1 erreicht.

[0011] Durch Einführung eines Signalfilters, woran mindestens ein Teil der Zeitkonstanten, in Abhängigkeit vom Lastgrad, verstellt wird, nebst dem bekannten Vorsehen einer Regeleinrichtung, woran, in Abhängigkeit vom Lastgrad, die Proportionalverstärkung und mindestens ein Teil der Zeitparameter verstellt werden, wird grundsätzlich der Freiheitsgrad an der vorgesehenen Regelung zur Optimierung ihres Verhaltens erhöht, woraus ohne weiteres ersichtlich ist, dass mehr Optimierungskriterien, unabhängig voneinander, erfüllt werden können.

[0012] Die Probleme, die mit schnellen Laständerungen verknüpft sind, werden weiter dadurch berücksichtigt, dass die Regelwirkung durch eine Aufschaltung des Lastgrades als Störgrösse ergänzt wird.

[0013] Eine Regeleinrichtung zur Ausführung des genannten Verfahrens zeichnet sich nach dem Wortlaut des Anspruchs 6 aus.

[0014] Das vorgeschlagene Verfahren und die vorgeschlagene Regeleinrichtung zur Ausführung des Verfahrens tragen den schwierigen Eigenschaften der Regelstrecke und den zugleich hohen Anforderungen, die aus ökonomischen, ökologischen und sicherheitstechnischen Gründen an die Regelgüte gestellt werden müssen, Rechnung. Sie lassen sich vor allem auf Brennerfeuerungen für feste, flüssige und gasförmige Brennstoffe anwenden, sowie auf Misch-Brenner-Feuerungen, aber auch auf Rostfeuerungen.

[0015] Weitere Merkmale der Erfindung werden im Zusammenhang mit der Figurenbeschreibung ersichtlich,

[0016] Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert. Es zeigen :

Figur 1 ein Blockschema der Regeleinrichtung an einer Feuerung, beispielsweise mit Verbundsteuerung,

Figur 2 eine bevorzugte Realisierungsform der Regeleinrichtung gemäss Fig. 1.

[0017] In Fig. 1 ist eine Feuerungsanlage 1 mit einer Brennstoffzufuhrleitung 2 und einer Luftzufuhrleitung 3 dargestellt. Die dargestellte Feuerungsanlage sei durch eine Verbundsteuerung 4 üblicher Bauart gesteuert. Die Darstellung der Erfindung im Zusammenhang mit einer Feuerungsanlage mit Verbundsteuerung soll keinerlei Einschränkung auf die Verwendbarkeit des erfindungsgemässen Verfahrens und der Regeleinrichtung hierzu bedeuten. Vielmehr kann die Erfindung mit allen Varianten von primären Steuerungen und/oder Regelungen verbunden werden, mit deren Hilfe in Abhängigkeit des Lastgrades β auf die Luftzufuhr und/oder Brennstoffzufuhr für die Feuerungsanlage eingegriffen wird.

[0018] Die Verbundsteuerung 4 wirkt über Stellorgane 5 resp. 6 entsprechend auf die Brennstoffzufuhr in Leitung 2 resp. die Luftzufuhr in Leitung 3 ein. Mit 7 ist ein Einstellorgan dargestellt, mit dessen Hilfe der Lastgrad β für die Feuerung einstellbar ist.

[0019] Die bis anhin beschriebenen Aggregate an der Feuerung entsprechen der konventionellen Ausrüstung einer Feuerungseinrichtung.

[0020] Die erfindungsgemässe Regeleinrichtung bezieht sich nun auf den Rest der im Blockschema gemäss Fig. 1 dargestellten Einrichtung, gestrichelt umrandet. Ein Messorgan 8 ist an passender Stelle im Rauchgaskanal la angeordnet und misst kontinuierlich den Luftüberschuss. Dies erfolgt vorzugsweise über eine Messung des Restsauerstoffgehaltes im Rauchgas. Das Messorgan 8 gibt an seinem Ausgang ein für den Luftüberschuss signifikantes Regelsignal x ab. Das dem eingestellten Lastgrad ß entsprechende Signal am Ausgang der Verstelleinheit 7, der Einfachheit halber ebenfalls mit ß bezeichnet, wird einem Eingang E_ß der Regeleinrichtung zugeführt. Das Signal β wird darin einem ersten Funktionsgenerator 9 zugeführt, an dessen Ausgang das Signal w als Führungsgrösse der Regeleinrichtung erscheint. Dieses Signal w wird über ein Führungsgrössen-Signalfilter 10 mit der Uebertragungsfunktion G(p) als Signal w' einem Regler 11 zugeleitet, zusammen mit der Regelgrösse x. Im Regler 11 wird zunächst die Regelabweichung Δx = x-w' und daraus entsprechend dem gewählten Regelalgorithmus, vorzugsweise mit PI-Verhalten, die Stellgrösse y gebildet. Diese wirkt ihrerseits auf eine Motorsteuerung 12, welche daraus entsprechende Signale S für Vorwärts- bzw. Rückwärtslauf eines Korrektur-Stellmotors 13 bildet. Durch das vom Stellmotor 13 auf die Motorsteuerung 12 rückgeführte Signal S_r wird hierbei eine proportionale Zuordnung zwischen Aenderungen der Stellgrösse y und solchen des Motorhubes H, ausgangsseitig des Stellmotors 13, sichergestellt. Der Hub H, als mechanisches Signal, wird an einer mechanischen Ueberlagerungseinheit bekannter Bauart 14 dem von der Verbundsteuerung 4 ausgegebenen Stellhub h überlagert.

[0021] Der Regler 11 resp. seine Uebertragungsfunktion sind durch eine Verstärkung K_R sowie durch eine oder mehrere Zeitkonstanten T_R bestimmt. Der Regler 11 weist Adaptionseingänge, im weiteren auch Steuereingänge E_K, E_T genannt auf, für die Steuerung dieser Zeitkonstanten. Das Lastgradsignal ß wird über einen oder mehrere Funktionsgeneratoren 15a, b den vorgesehenen Steuereingängen E_K, E_T als Signale A_K resp. A_T zugeführt.

[0022] Die Uebertragungsfunktion G(p) des Führungssignalfilters 10 ist bestimmt durch einen oder mehrere Filterzeitkonstanten T_F. Das Filter weist nun einen oder mehrere Adaptions- bzw. Steuereingänge E_TF auf, an welchen die charakteristischen Zeitkonstanten T_F verstellt werden können. Das Lastgradsignal ß wird zu diesem Zweck über einen oder mehrere Funktionsgeneratoren 16 geführt, deren Ausgangssignale A_Tl-A_Tx auf die vorgesehenen Steuereingänge E_TF am Filter 10 geschaltet sind.

[0023] Schliesslich ist das Lastgradsignal β auf einen Funktionsgenerator 17 geschaltet, dessen Ausgangssignal A₁₇ direkt auf die Motorsteuerung 12 einwirkt, womit eine lastabhängige Vorsteuerung der Funktion des Korrekturstellmotors 13 im Sinne einer Störgrössenaufschaltung erzielt wird.

[0024] Zur Anpassung der Regeleinrichtung an eine konkrete Feuerungsanlage sind die Funktionsgeneratoren 9, 15, 16, 17 vorzugsweise bezüglich ihres Funktionsverlaufes, wie mit den entsprechend indizierten Eingriffsignalen P dargestellt, einstellbar.

[0025] Eine bevorzugte Realisationsform der beschriebenen Regeleinrichtung ist in Fig. 2 dargestellt. Eine im Rauchgasstrom plazierte Sauerstoffmessonde 21 erzeugt eine dem 0₂-Gehalt entsprechende elektrische Potentialdifferenz, die in einem Funktionsgenerator 22 durch Delogarithmierung ausgewertet und in einem Verstärker 23 zum elektrischen Signal der Regelgrösse x verstärkt wird. Dieses Signal wirkt auf den einen Eingang eines Differenzverstärkers 24, auf dessen anderen Eingang die Führungsgrösse w' einwirkt. Das Führungsgrössen-Signal w' wird als Funktion des Lastgrades ß durch den Funktionsgenerator 25 erzeugt und über ein elektronisches Filter 26, vorzugsweise mit Tiefpasscharakteristik, wie die gezeigte Schrittantwort zeigt, geleitet. Das Regelabweichungssignal Δx wird einem Regler 28 zugeführt, worin es in einer elektronischen Multipliziereinheit 29 mit einem, vom Lastgradsignal β mittels eines Funktionsgenerators 30 abgeleiteten Signal A_K multipliziert wird. Durch die Multipliziereinheit 29 wird die lastabhängige Anpassung der Reglerverstärkung K_R erreicht, indem das Regelabweichungssignal Δx mit dem vom Funktionsgenerator 30 generierten Signal A_K moduliert wird. Der Ausgang der Multipliziereinheit 29 wird einerseits direkt auf einen Summierverstärker 31 geführt, anderseits auf eine weitere Multipliziereinheit 32, in welcher es mit einem, abhängig vom Lastsignal β in einem Funktionsgenerator 33 generierten Signal A_T multipliziert wird. Das Ausgangssignal der Multipliziereinheit 32 wird einer Integrationseinheit 34 zugeleitet und deren Ausgangssignal wiederum dem Summierverstärker 31 zugeführt. Mit dem Signal A_T wird an der Multipliziereinheit 32 die Nachstellzeit T, des hier als PI-Regler dargestellten Reglers 28 lastgradabhängig moduliert.

[0026] Das Lastgradsignal β ist weiter auf einen Funktionsgenerator 35 geführt und dessen Ausgangssignal A₃₅ im Sinne einer Störgrössenaufschaltung wiederum auf den Summierverstärker 31.

[0027] Zur Steuerung der Zeitkonstanten T_F am Filter 26 und Anpassung seines Uebertragungsverhaltens ist das Lastgradsignal β auf den Funktionsgenerator 37 geführt, dessen Ausgangssignale A_TF auf die entsprechenden Steuereingänge E_TF am Filter 26 geführt sind. Hier werden alle Zeitkonstanten des Filters gleich moduliert.

[0028] Der Ausgang des Summierverstärkers 31 mit dem Signal A₃, beeinflusst Steuerrelais 38 und 39, welche ihrerseits den Stellmotor 40 zu Vorwärts- oder Rückwärtslauf veranlassen. Die Bewegungen des Stellmotors 40 werden durch die Ueberlagerungsvorrichtung 41, wie bereits anhand von Fig. 1 erläutert, dem Luftklappenstellhub h von einer konventionellen Steuerung resp. Regelung überlagert. Das Lastgradsignal β wird schliesslich beispielsweise durch ein Potentiometer 42 eingestellt. Ebenso erfolgt die Positionsregelung des Stellmotors 40 über ein Potentiometer 44, auf welches die mechanische Ausgangsbewegung des Motors übertragen wird und das ein elektrisches Signal S_r auf den Summierverstärker 31 rückführt. Die Funktionsgeneratoren können in üblicher Art und Weise, so z. B. mit Dioden-Netzwerken, realisiert sein, ihr Funktionsverlauf ist dabei vorzugsweise über Eingriffe P einstellbar. Es versteht sich jedoch von selbst, dass die ganze Regeleinrichtung digital, analog oder hybrid aufgebaut sein kann.

[0029] Die vorstehend beschriebene erfindungsgemässe Regeleinrichtung lässt selbstverständlich nur dann die gewünschte optimale Regelwirkung erzielen, wenn sie auch entsprechend den statischen und dynamischen Eigenschaften der Regelstrecke eingestellt wird. Die Grundwerte der Reglerparameter entsprechend Vollast bei β = 1 sind nach den bekannten Optimierungsregeln der Regeltheorie zu ermitteln. Für die Einstellung der Funktionen an den Funktionsgeneratoren 30, 33, 35 und 37 gemäss Fig. 2 resp. 9, 15, 16 und 17 gemäss Fig. 1 bezüglich der Lastabhängigkeit ihres Ausgangssignals liefert die Regeltheorie jedoch keine Angaben.

[0030] Entscheidend ist hier nun die Erkenntnis, dass die statischen und dynamischen Eigenschaften einer gegebenen Regelstrecke der vorliegenden Art praktisch nur vom Lastgrad β abhängen. Daraus ergibt sich, dass die optimalen Reglerparameter ebenfalls nur von β abhängig sind, d. h. in Funktion von ß gesteuert werden können. Nun lässt sich im weiteren aufgrund thermodynamischer und strömungstechnischer Ueberlegungen zeigen, dass die Zeitkonstanten T_s der Strecke, welche ihr dynamisches Verhalten kennzeichnen, mit hinreichender Genauigkeit dem Lastgrad β indirekt proportional sind. Die Abhängigkeit der Streckenverstärkung K_s vom Lastgrad, die durch Ventil-, Klappen, Ventilator- und Getriebekennlinien bestimmt wird, lässt sich anderseits nicht allgemein angeben, sondern muss von Fall zu Fall in der Anlage experimentell ermittelt werden.

[0031] Aufgrund regeltheoretischer Ueberlegungen ergeben sich damit für die Lastabhängigkeit der Reglereinstellwerte die folgenden Beziehungen als Grundlage für die Einstellung der Funktionsgeneratoren :

Regler-Verstärkung :

wobei K_o = konstant der optimalen Kreisverstärkung entspricht.

Regler-Zeitkonstanten :

wobei T_R allgemein charakteristische Zeitkonstanten am Regler bezeichnet, wie Nachstellzeit T, oder Vorhaltezeit Ty.

[0032] Obige Zeitkonstantenbeziehung lässt sich auch sinngemäss für die lastabhängige Anpassung der Filterzeitkonstanten T_F verwenden.

[0033] Damit ergeben sich die folgenden Einstellregeln, die durch die entsprechenden Funktionsgeneratoren zu realisieren sind :

Funktionsgenerator 30 resp.15a :

Funktionsgenerator 33 resp.15b :

Funktionsgenerator 37 resp.16 :

[0034] Die Einstellung des Funktionsgenerators 25 resp. 9 hat aufgrund von Feuerungsoptimierungsversuchen zu erfolgen, die fallweise durchzuführen sind.

[0035] Die Einstellung des Störgrössenaufschaltungs-Funktionsgenerators 35 resp. 17 ergibt sich aus den lastabhängigen Beharrungspositionen des Korrektur-Servomotors 40 resp. 13, die ebenfalls fallweise experimentell bestimmt werden müssen.

[0036] Die Einführung des Signalfilters 10 bzw. 26, woran die relevanten Zeitkonstanten, in Abhängigkeit vom Lastgrad β verstellt werden, erhöht den Freiheitsgrad zur Optimierung der Regelwirkung der beschriebenen Regelung, indem nun getrennt das Stör- und das Führungsverhalten der Regelung optimiert werden können.

Ansprüche

1. Verfahren zur Regelung des Luftüberschusses an einer Feuerung, bei welchem aufgrund der Messung des Luftüberschusses im Rauchgas nach einem Soll/Ist-Wertvergleich des Luftüberschusses in einer Regeleinrichtung ein korrigierender Eingriff auf den Luftstrom und/oder Brennstoffstrom erfolgt, wobei in Abhängigkeit vom Lastgrad (ß) die Proportionalverstärkung der Regeleinrichtung variiert wird, und mindestens ein Teil von Zeitparametern der Regeleinrichtung automatisch dem Lastgrad (ß) der Feuerung angepasst wird, wobei der einem Regler (11, 28) der Regeleinrichtung als Führungsgrösse zugeführte Luftüberschuss-Sollwert (w, w') in Abhängigkeit vom Lastgrad (ß) verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass man den Luftüberschuss-Sollwert (w, w') dem Regler (11, 28) über ein mindestens eine Zeitkonstante aufweisendes Signalfilter (10, 26) zuführt, wobei mindestens eine der Zeitkonstanten (T_F) in Abhängigkeit vom Lastgrad (ß) verstellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelwirkung durch eine Aufschaltung des Lastgrades als Störgrösse ergänzt wird (17, 35).

3. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Proportionalverstärkung (K_R) der Regeleinrichtung (11, 28) automatisch so verstellt, dass die Proportionalverstärkung des offenen Regelkreises (K_o) lastunabhängig konstant bleibt.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens eine Regler-Zeitkonstante (T_R) automatisch so verstellt, dass das Produkt aus Lastgrad (ß) und Zeitkonstante (T_R) konstant, d. h. lastunabhängig bleibt.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens eine Zeitkonstante (T_F) des Signalfilters (10, 26) derart verstellt, dass das Produkt aus Lastgrad (ß) und Zeitkonstante (T_F) konstant, d. h. lastunabhängig bleibt.

6. Regeleinrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit

einem ersten Eingang (E_ß) für ein lastgradabhängiges Signal (ß),

einem zweiten Eingang (E_x) für ein luftüberschussabhängiges Signal (x),

einem Regler (11, 28),

wobei der erste Eingang (E_ß) über einen Funktionsgenerator (9. 25) und der zweite (E_x) Eingang mit einer Differenzeinheit (24) wirkverbunden sind und mindestens eine Schaltung (16, 10, 15b, 11) zur Anpassung zumindest eines Teils der Zeitkonstanten (T_F, T_R) der Regeleinrichtung an den Lastgrad (ß) vorgesehen ist, welche Schaltung einen in Abhängigkeit vom Signal am ersten Eingang (E_ß) beaufschlagten Adaptionseingang aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Eingang (E_ß) über ein Filter (10, 26) mit der Differenzeinheit (24) wirkverbunden ist, und besagter Eingang (E_ß) über mindestens einen Funktionsgenerator (16, 37) auf mindestens einen Adaptionseingang (E_TF) am Filter (10, 26) wirkt, zur Verstellung mindestens einer Filterzeitkonstanten (T_F) in Abhängigkeit vom Lastgrad (ß).

7. Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Eingang (E_ß) mindestens auf einen Adaoptionseingang (E_T) zur Beeinflussung einer Reglerzeitkonstanten (T_R) wirkt.

8. Regeleinrichtung nach einem oder beiden der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Eingang (E_ß) über mindestens einen Funktionsgenerator (15a, b, 30, 33) mit vorzugsweise einstellbarem (P) Funktionsverlauf (A_K = A_K(ß, P_15A); A_T = A_T(β, P_15b) ... ) mit dem Adaptionseingang am Regler (11, 28) verbunden ist.

9. Regeleinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet. dass der erste Eingang (E_ß) vorzugsweise über einen Funktionsgenerator (17, 35) mit vorzugsweise einstellbarem (P_i7, P_3s) Funktionsverlauf (A₁₇ = A₁₇(β, P₁₇); A_3s = A₃₅(β, P₃₅)) mit einer Ueberlagerungseinheit (12, 31) am Ausgang des Reglers (11, 28) wirkverbunden ist.

Claims

1. A process for controlling the excess air in a furnace in which the air flow and/or fuel flow is corrected on the basis of measurement of the excess air in the flue gas after a prescribed value/actual value comparison of the excess air in a control device, the proportional sensitivity (gain) of the control device being varied according to the load rate (ß), and at least some of the time parameters of the control device are automatically adapted to the load rate (ß) of the furnace, the prescribed excess air value (w, w') fed as command variable (reference variable) to a controller (11, 28) of the control device being varied according to the load rate (β), characterized in that the prescribed excess air value (w, w') is fed to the controller (11, 28) through a signal filter (10, 26) having at least one time constant, at least one of the time constants (T_F) being varied according to the load rate (ß).

2. A process as claimed in Claim 1, characterized in that the control effect is supplemented by superimprosing the load rate as disturbance variable (17, 35).

3. A process as claimed in one or both of Claims 1 and 2, characterized in that the proportional sensitivity (K_R) (gain) of the control device (11, 28) is automatically varied so that the proportional sensitivity of the open control circuit (K_o) remains constant independent of load.

4. A process as claimed in one or more of Claims 1 to 3, characterized in that at least one controller time constant (T_R) is automatically varied so that the product of load rate (β) and time constant (T_R) remains constant, i. e. independent of load.

5. A process as claimed in one or more of Claims 1 to 4, characterized in that at least one time constant (T_F) of the signal filter (10, 26) is varied so that the product of load rate (ß) and time constant (T_F) remains constant, i. e. independent of load.

6. A control device for carrying out the process claimed in Claims 1 comprising

a first input (Ep) for a load-rate-dependent signal (ß),

a second input (E_x) for a signal (x) dependent on the excess air,

a controller (11, 28),

the first input (E_β) being connected via a function generator (9, 25) and the second input (E_x) being operatively connected to a differential unit (24) and at least one circuit (16, 10, 15b, 11) being provided for adapting at least some of the time constants (T_F, T_R) of the control device to the load rate (ß), said circuit comprising an adaption input activated in dependence upon the signal at the first input (E_β), characterized in that the first input (E_β) is operatively connected via filter (10, 26) to the differential unit (24) and said input (E_o) acting via at least one function generator (16, 37) on at least one adaption input (E_TF) on the filter (10, 26) to vary at least one filter time constant (T_F) in dependence upon the load rate (β).

7. A control device as claimed in Claim 6, characterized in that the first input (E_β) acts on at least one adaption input (E_T) to influence a controller time constant (T_R).

8. A control device as claimed in one or both of Claims 6 and 7, characterized in that the first input (E_o) is connected via at least one function generator (15a, b, 30, 33) with a preferably adjustable (P) function shape (A_K = A_K(P, P_15a); AT = A_T(β, P_15b)...) to the adaption input on the controller (11, 28).

9. A control device as claimed in one or more of Claims 6 to 8, characterized in that the first input (E_β) is operatively connected, preferably via a function generator (17, 35) with a preferably adjustable (P₁₇, P₃₅) function shape (A₁₇ = A₁₇ (β, P₁₇); A35 = A₃₅(β, P₃₅)), to a superimposing unit (12, 31) at the output of the controller (11, 28).

Revendications

1. Procédé pour régler l'excès d'air dans une installation de chauffe, selon lequel on effectue, dans un dispositif de régulation, une action corrective sur l'écoulement d'air et/ou le courant de combustible, sur la base de la mesure de l'excès d'air dans les gaz de fumées et par une comparaison valeur de consigne/valeur instantanée de l'excès d'air, et selon lequel on modifie, en fonction du taux de charge (ß), l'amplification proportionnelle (gain) du dispositif de régulation, et on adapte au moins une partie des paramètres de temps du dispositif de régulation de façon automatique sur le taux de charge (β) de l'installation de chauffe, et selon lequel on modifie en fonction du taux de charge (ß) la valeur de consigne (w, w') de l'excès d'air, envoyée en tant que grandeur pilote à un régulateur (11, 28) du dispositif de régulation, caractérisé en ce que l'on envoie la valeur de consigne (w, w') de l'excès d'air au régulateur (11, 28), par l'intermédiaire d'un filtre de signaux (10, 26) possédant au moins une constante de temps, l'une au moins des constantes de temps (T_F) étant réglable en fonction du taux de charge (ß).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'action de réglage est complétée par une utilisation du taux de charge en tant que grandeur perturbatrice (17, 35) (réglage à compensation).

3. Procédé selon l'une ou les deux revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on règle de façon automatique l'amplification proportionnelle (K_R) du dispositif de régulation (11, 28) de manière que l'amplification proportionnelle du circuit de régulation ouvert (K_o) reste constante indépendamment de la charge.

4. Procédé selon une ou plusieurs des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on règle de façon automatique au moins une constante de temps (T_R) du régulateur de manière que le produit du taux de charge (ß) par la constante de temps (T_R) soit constant, c'est-à-dire reste indépendant de la charge.

5. Procédé selon une ou plusieurs des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on règle au moins une constante de temps (T_F) du filtre de signaux (10, 26) de manière que le produit du taux de charge (ß) par la constante de temps (T_F) soit constant, c'est-à-dire reste indépendant de la charge.

6. Dispositif de régulation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comportant

une première entrée (Ep) pour un signal (ß) dépendant du taux de charge,

une seconde entrée (E_x) pour un signal (x) dépendant de l'excès d'air,

un régulateur (11, 28),

et dans lequel la première entrée (E_β), par l'intermédiaire d'un générateur de fonction (9, 25), et la seconde entrée (E_x) sont reliées de façon active à une unité de soustraction (24) il est prévu au moins un circuit (16, 10, 15b, 11) servant à adapter au moins une partie des constantes de temps (T_F, T_R) du dispositif de régulation sur le taux de charge (ß), lequel circuit comporte une entrée d'adaptation excitée en fonction du signal présent sur la première entrée (E_β), caractérisé en ce que la première entrée (Ep) est reliée de façon active, par l'intermédiaire d'un filtre (10, 26), à l'unité de soustraction (24) et ladite entrée (E_β) agit, par l'intermédiaire d'au moins un générateur de fonction (16, 37), sur au moins une entrée d'adaptation (E_TF) du filtre (10, 26), pour régler au moins une constante de temps (T_F) du filtre en fonction du taux de charge (ß).

7. Dispositif de régulation selon la revendication 6, caractérisé en ce que la première entrée (Ep) agit au moins sur une entrée d'adaptation (ET) pour influer sur une constante de temps (T_R) du régulateur.

8. Dispositif de régulation selon l'une ou les deux revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que la première entrée (Ep) est reliée, par l'intermédiaire d'au moins un générateur de fonction (15a, b, 30, 33) présentant une allure de fonction (A_K = A_K(β, P_15A); A_T = A_T(β, P_15b) ...), de préférence réglable (P), à l'entrée d'adaptation sur le régulateur (11, 28).

9. Dispositif de régulation selon une ou plusieurs des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la première entrée (Ep) est reliée de façon active, de préférence par l'intermédiaire d'un générateur de fonction (17, 35) présentant une allure de fonction (A₁₇ = A₁₇(β, P₁₇); A₃₅ = (β, P₃₅)), de préférence réglable (P₁₇, P₃₅), à une unité de superposition (12, 31) située à la sortie du régulateur (11, 28).

Zeichnung