用于操作燃气燃烧器的方法
【专利摘要】本发明涉及用于操作燃气燃烧器的方法，将具有确定混合比的燃气/空气混合物提供给燃烧器室。混合物由混合装置提供。空气流由风扇提供，风扇速度取决于期望燃烧器负荷，风扇速度范围限定燃气燃烧器的调制范围。混合比由气动控制器基于燃气压力与参考压力的差在调制范围内控制，将空气压力或者环境压力用作参考压力，确定并气动控制燃气压力与参考压力的差。基于燃烧质量传感器提供信号监测燃烧质量。信号用于通过检查燃烧质量在确定燃烧质量范围内或外检测气动控制器的公差和/或潜在变化性能；当在范围内，混合比保持不变；当在范围外，调节燃气节流器的设定改变混合比，使该公差和/或潜在变化性能的影响得到补偿以扩大调制范围。
【专利说明】
用于操作燃气燃烧器的方法
技术领域
[0001]本专利申请涉及一种用于操作燃气燃烧器(gas burner)的方法。【背景技术】
[0002]EP 2667097 A1公开了一种用于操作燃气燃烧器的方法。在燃烧器工作阶段期间， 将具有确定的燃气与空气的混合比的确定的燃气/空气混合物提供给燃气燃烧器的燃烧器室，以便在燃烧器室内燃烧确定的燃气/空气混合物。确定的燃气/空气混合物是由混合装置所提供，该混合装置将由空气导管所提供的空气流与由燃气导管所提供的燃气流混合。 流经空气导管的空气流是以风扇的风扇速度取决于燃气燃烧器的期望燃烧器负荷的方式而由风扇提供，其中风扇的风扇速度范围限定燃气燃烧器的调制范围。
[0003]根据EP 2667097 A1，在燃气燃烧器的整个调制范围内，气动控制器使燃气/空气混合物的确定的燃气与空气的混合比保持不变。该气动控制器是利用燃气管中燃气流的燃气压力与参考压力之间的压力差进行控制，其中将空气导管中空气流的空气压力或者环境压力用作参考压力，并且其中确定并气动地控制燃气管中燃气流的燃气压力与参考压力之间的压力差。基于由燃烧质量传感器(如火焰离子化传感器)所提供的信号而监测燃烧质量 (combust1n quality，或燃烧品质)。
[0004]在燃烧器工作阶段期间，可以基于由火焰离子化传感器所提供的信号将燃气/空气混合物的混合比校准到不同的燃气质量。火焰离子化传感器是用于将燃气/空气混合物校准到不同的燃气质量。在燃气燃烧器的调制范围内对燃气/空气混合物的混合比的控制是独立于火焰离子化流。
[0005]如上所述，EP 2667097 A1公开了一种用于操作燃气燃烧器的方法，其中在燃气燃烧器的整个调制范围内使燃气/空气混合物的确定混合比保持不变。可以仅在校准模式期间改变燃气/空气混合物的混合比从而补偿(compensate，或表示“平衡”)变化的燃气质量。 然而，在已实施校准之后，则在燃气燃烧器的整个调制范围内使燃气/空气混合物的混合比保持不变。
[0006]由EP 2667097 A1所公开的校准可以仅在接近于燃气燃烧器的全负荷工作的燃气燃烧器调制范围的某个子范围内实施，优选地在全燃烧器负荷工作的50%(相当于“2”的调制)和100%(相当于T的调制)之间。在所述子范围外，校准是不可靠的。
[0007]EP 2667097 A1的方法能够稳定且可靠地将燃气燃烧器控制在1:5的调制范围内， 其中“1”的调制表示风扇是在最大风扇速度的100%下工作而“5”的调制表示风扇是在最大风扇速度的20%下工作。低于“5”的调制范围，意味着风扇速度低于最大风扇速度的20%，基于现有技术的已知方法不够精确。其中的一个原因是:在低于最大风扇速度的20%的风扇速度下，在气动控制器的使用寿命中，气动控制器的性能中的公差或者气动控制器的性能变化对控制质量具有较大影响。
[0008]针对此背景，提供一种用于操作燃气燃烧器的方法，该方法允许在较宽的调制范围内、优选地在1:8或1:10的调制范围内精确地控制燃气燃烧器，其中“8”的调制表示风扇在最大风扇速度的12.5%下工作，并且其中“10”的调制表示风扇在最大风扇速度的10%下工作。
【发明内容】
[0009]本申请提供一种用于操作根据权利要求1的燃气燃烧器的方法。根据本发明，由燃烧质量传感器所提供的信号是用于通过检查燃烧质量是在确定的燃烧质量范围内或外而检测气动控制器的公差和/或气动控制器的潜在变化性能。当燃烧质量是在确定的燃烧质量范围内因此未检测到气动控制器的公差和气动控制器的变化性能时，使燃气/空气混合物的燃气与空气的混合比保持不变。当燃烧质量是在确定的燃烧质量范围外因此检测到气动控制器的公差和/或气动控制器的变化性能时，通过调节位于燃气导管内的燃气节流器的设定而改变燃气/空气混合物的燃气与空气的混合比，使得气动控制器的公差和/或气动控制器的潜在变化性能的影响得到补偿从而扩大调制范围。本发明的方法允许在较宽的调制范围内、特别是在1:8或1:10的调制范围内精确地控制燃气燃烧器。本发明的方法可以在燃气燃烧器的整个调制范围内或者在调制范围的一个子范围内实施。本发明并不涉及可以仅在燃气燃烧器的调制范围的某个子范围内实施的、用于补偿变化的燃气质量的校准程序。本发明的方法可以在燃气燃烧器的整个调制范围内实施，以补偿气动控制器性能中的公差和/或在气动控制器使用寿命中气动控制器的性能变化。
[0010]优选地，由燃烧质量传感器所提供的信号被持续地(例如在确定的风扇速度下)用于检测气动控制器的公差和/或气动控制器的变化性能并且用于对气动控制器的公差和/ 或气动控制器的变化性能进行补偿。当燃烧质量是在确定的燃烧质量范围外时，基于预先学习的和/或自适应的补偿曲线来调节燃气节流器的设定。
[0011]根据本发明的另一个优选改进方案，燃气燃烧器的调制范围是由风扇上限速度和风扇下限速度所限定，其中调制范围被划分为由风扇上限速度和中间风扇速度所限定的第一子范围、及由中间风扇速度和风扇下限速度所限定的第二子范围。对燃气燃烧器进行控制，使得就要求风扇速度在调制范围的第一子范围内的热需求而言，在调制范围的第一子范围内使燃气/空气混合物的混合比保持不变，并且在燃气燃烧器的调制范围的第一子范围内使风扇速度变化到期望的风扇负荷。就要求风扇速度在调制范围的第二子范围内的热需求而言，在中间风扇速度下或者在取决于中间风扇速度的风扇速度下检查燃烧质量。当在所述风扇速度下的燃烧质量是在确定的燃烧质量范围内时，使燃气/空气混合物的混合比保持不变，并且在燃气燃烧器的调制范围的第二子范围内使风扇速度变化到期望的风扇负荷。当在所述风扇速度下的燃烧质量是在确定的燃烧质量范围外时，通过调节位于燃气导管内的燃气节流器的设定而改变燃气/空气混合物的混合比，使得气动控制器的公差和/ 或气动控制器的潜在变化性能的影响得到补偿，并且在燃气燃烧器的调制范围的第二子范围内使风扇速度变化到期望的风扇负荷。这使在较宽调制范围内的燃气燃烧器的精确控制，特别在是1:8或1:10的调制范围内的精确快速调制成为可能。
[0012]优选地，至少当风扇的风扇速度是在调制范围的第二子范围内时，持续地监测燃烧质量。当燃烧质量变为在确定的燃烧质量范围外同时在第二子范围内时改变风扇速度时，通过调节燃气节流器的设定而改变燃气/空气混合物的燃气与空气的混合比，使得燃烧质量恢复到确定的燃烧质量范围。将使燃烧质量恢复到确定燃烧质量范围所需的燃气节流器设定加以存储，以便提供用于将来的热需求的节流器设定值，该将来的热需求要求风扇速度在调制范围的第二子范围内。这使在较宽的调制范围内、特别是在1:8或1:10的调制范围内对燃气燃烧器的精确快速控制成为可能。【附图说明】
[0013]从属权利要求和下面的描述提供了本发明的优选改进方案。基于附图更详细地说明示例性实施例，在附图中:图1中示出了基于现有技术的已知燃气燃烧器的示意图；图2中示出了说明用于操作燃气燃烧器的现有技术方法的问题的图解；图3中示出了说明用于操作燃气燃烧器的本发明方法的图解；图4中示出了说明用于操作燃气燃烧器的本发明方法的另一个图解；图5中示出了说明用于操作燃气燃烧器的本发明方法的另一个图解；图6中示出了说明用于操作燃气燃烧器的本发明方法的另一个图解。【具体实施方式】
[0014]图1中示出了燃气燃烧器装置10的示意图。
[0015]燃气燃烧器装置10包括燃气燃烧器，该燃气燃烧器提供具有燃气燃烧器表面25的燃气燃烧器室11，其中具有确定的燃气与空气的混合比的确定的燃气/空气混合物的燃烧是在燃气燃烧器的工作阶段期间发生。燃气/空气混合物的燃烧产生火焰12,由火焰离子化传感器13对该火焰12进行监测。
[0016]通过将空气流与燃气流加以混合而将确定的燃气/空气混合物提供给燃气燃烧器的燃烧器室11。风扇14吸入流经空气导管15的空气和流经燃气导管16的燃气。利用燃气调节阀18调节经过燃气导管16的燃气流量，并且将燃气安全阀19分配给燃气导管16。
[0017]将具有确定的燃气与空气的混合比的确定的燃气/空气混合物提供给燃气燃烧器的燃烧器室11。通过将由空气导管15所提供的空气流与由燃气导管16所提供的燃气流加以混合而提供确定的燃气/空气混合物。优选地利用混合装置23将空气流与燃气流加以混合。 可以将这种混合装置设计成所谓的文丘里喷嘴。
[0018]利用风扇14(8卩，利用风扇14的风扇速度)来调节空气流的量并由此调节燃气/空气混合气流的量。可以利用风扇14的致动器22来调节风扇速度。利用控制器20来控制风扇 14的风扇速度，该控制器20生成用于风扇14的致动器22的控制变量。控制器20基于燃气燃烧器装置10的实际热需求来确定用于致动器22的控制变量并由此确定期望的风扇速度。
[0019]通过改变风扇14的风扇速度，可以调节燃气燃烧器的负荷。
[0020]风扇14的实际风扇速度设定燃气燃烧器的实际调制。“1”的调制表示风扇14是在最大风扇速度下由此在燃气燃烧器的全燃烧器负荷下工作。“5”的调制表示风扇14是在最大风扇速度的20%下工作，“10”的调制表示风扇14是在最大风扇速度的10%下工作。[〇〇21]确定的燃气/空气混合物的确定的混合比是由燃气调节阀18所控制，即由作用于燃气调节阀18的气动控制器24所控制。燃气调节阀18的气动控制器24控制燃气调节阀18的开启/闭合位置。利用气动控制器24基于燃气导管16中燃气流的燃气压力与参考压力之间的压力差来调节燃气调节阀18的阀位置。利用气动控制器24对燃气调节阀18进行控制，使得在燃气调节阀18出口处的压力等于参考压力。在图1中，将环境压力作为参考压力。然而， 也可以将空气导管15中的空气流的空气压力用作参考压力。燃气压力与参考压力之间的压力差是由气动控制器24的气动传感器气动地确定。
[0022]在燃烧器工作阶段期间，可以将确定的燃气/空气混合物的确定的燃气与空气的混合比校准到不同的燃气质量。通过调节节流器17的设定而实施校准。可以利用致动器21 来调节节流器设定。控制器20控制致动器21并由此控制节流器17的设定。可以在所选择的时间实施校准，即在燃气燃烧器的安装后立即、和/或在燃气燃烧器的再启动后立即、和/或在燃气燃烧器的重新设定后立即实施校准。
[0023]在接近于燃气燃烧器的全负荷工作的燃气燃烧器的调制范围内，优选地在全燃烧器负荷工作的50%(相当于“2”的调制)和100%(相当于“1”的调制)之间实施校准。EP 2667097 A1公开了校准的细节。
[0024]如上所述，风扇14的实际风扇速度限定燃气燃烧器的实际调制。燃气燃烧器装置 10可以在确定的调制范围内工作。燃气燃烧器的调制范围是由风扇上限速度(优选地是最大风扇速度)和风扇下限速度所限定。
[0025]也如上所述，燃气/空气混合物的燃烧产生火焰12,利用火焰离子化传感器13对该火焰12进行监测。由火焰离子化传感器13所提供的信号可以用于监测燃烧质量，特别是通过监测所谓的M直。另外或可替代地，可以利用排气传感器26监测燃烧质量。排气传感器26 可以是〇2传感器或者C0传感器。
[0026]如图2中所示，燃烧质量(这里用所谓的M直表示)可在燃气燃烧器的调制范围内作为期望的燃烧器负荷BL的函数而变化。曲线A1说明燃气/空气控制的理想性能。然而，实际上很可能将会存在与该理想性能的偏移量A A。图2中示出了潜在曲线A2、A3,这些潜在曲线说明由于气动控制器24的公差和/或由于气动控制器24的潜在变化性能所导致的燃气/空气控制的潜在真实性能。偏移量A A取决于燃烧器负荷BL，这表示为A A=f(BL)。如图2中所示，气动控制器24的公差和/或气动控制器24的潜在变化性能对在调制范围下限的燃烧质量具有较大影响，特别是在低于最大风扇速度的20%(相当于“5”的调制)的风扇速度下。 [〇〇27]在调制范围的上限，特别是在例如最大风扇速度的20%(相当于“5”的调制)和最大风扇速度的1〇〇%(相当于“5”的调制)之间的风扇速度下，在曲线A1与A2之间或者在曲线A1 与A3之间的偏移量A A足够小到仍然提供良好的燃烧质量。然而，当在低于例如最大风扇速度的20%的风扇速度下曲线A1与A2之间或者曲线A1与A3之间的偏移量A A变得较大时，所述偏移量A A的结果会导致较差的燃烧质量。这是为何基于现有技术的已知燃气燃烧器控制方法通常不将调制范围扩大到低于“5”的调制、以及为何在接近于全燃烧器负荷工作的调制范围中实施校准的原因。
[0028]根据本发明，由燃烧质量传感器(特别是火焰离子化传感器13)所提供的信号是用于通过检查燃烧质量信号是在确定的燃烧质量范围内或外，特别是通过检查偏移量A A是低于或高于确定的阈值，而检测气动控制器24的公差和/或气动控制器24的潜在变化性能。 当燃烧质量是在确定的燃烧质量范围内(例如偏移量A M氏于确定的阈值)因此未检测到气动控制器24的公差和/或未检测到气动控制器的变化性能时，使燃气/空气混合物的燃气与空气的混合比保持不变。当燃烧质量是在确定的燃烧质量范围外(例如偏移量A A高于确定的阈值)因此检测到气动控制器24的公差和/或气动控制器的变化性能时，通过调节位于燃气导管16内的燃气节流器17的设定而改变燃气/空气混合物的燃气与空气的混合比，使得气动控制器24的公差和/或气动控制器24的潜在变化性能的影响得到补偿从而扩大调制范围。
[0029]当燃烧质量在燃气燃烧器的调制范围或者在该调制范围的观察部分内几乎均匀地变化时，检测到燃气质量的变化。
[0030]然而，当燃烧质量在燃气燃烧器的调制范围内或者该调制范围的观察部分内不均匀地变化时，特别是当燃烧质量仅在调制范围的下限子范围内变化时，检测到气动控制器 24的性能变化。
[0031]对气动控制器24的公差和/或作为由燃烧质量传感器(特别是火焰离子化传感器 13)所提供信号的函数的气动控制器24的潜在变化性能的补偿，优选地是在燃气燃烧器的整个调制范围内实施。
[0032]可以在确定的风扇速度下在燃气燃烧器的调制范围内检查燃烧质量。当在各个风扇速度下燃烧质量是在确定的燃烧质量范围内时，至少在所述风扇速度下使燃气/空气混合物的燃气与空气的混合比保持不变。当在各个风扇速度下的燃烧质量是在确定的燃烧质量范围外时，至少在所述风扇速度下通过调节位于燃气导管16内的燃气节流器17的设定而改变燃气/空气混合物的燃气与空气的混合比，使得至少在所述风扇速度下气动控制器24 的公差和/或气动控制器24的潜在变化性能的影响得到补偿。[〇〇33]当燃烧质量是在确定的燃烧质量范围外时，基于存储于控制器20中的预先学习的和/或自适应的补偿曲线来调节燃气节流器17的设定。
[0034]如上所述，对气动控制器24的公差和/或作为由燃烧质量传感器所提供信号的函数的气动控制器24的潜在变化性能的补偿，优选地是在燃气燃烧器的整个调制范围内实施。
[0035]当燃烧质量变为在确定的燃烧质量范围外(例如偏移量A A变为高于确定的阈值) 时，通过调节燃气节流器17的设定而改变燃气/空气混合物的燃气与空气的混合比，使得燃烧质量恢复到确定的燃烧质量范围，例如使得偏移量A M灰复到低于确定的阈值。将使燃烧质量恢复到确定的燃烧质量范围所需的燃气节流器17的设定连同各个风扇速度/燃烧器负荷加以存储，以便提供用于将来的热需求的各个节流器设定值。这样，能够自动地学习补偿曲线并且/或者自动地适应补偿曲线，该补偿曲线为某些风扇速度/燃烧器负荷提供某些节流器设定值。
[0036]如果在新的热需求下燃烧质量变为在确定的燃烧质量范围外时，检查存储的和/ 或适应的补偿曲线是否为各个风扇速度/燃烧器负荷提供各个节流器设定值，以便进行补偿。如果是这种情况，则将使用存储曲线的节流器设定值。如果不是这种情况，则将通过存储曲线的插值和/或外推而确定用于该风扇速度/燃烧器负荷的节流器设定值。[〇〇37]然后，将存储的设定值或者通过插值和/或外推所确定的设定值用于调节燃气节流器17的设定。如果燃烧质量恢复到确定的燃烧质量范围，那么所采用的设定值处于正常状态并且该设定值可以最终用于适应所存储的补偿曲线。如果燃烧质量不恢复到确定的燃烧质量范围，那么所采用的设定值不处于正常状态并且将对该设定值进行修改使得燃烧质量恢复到确定的燃烧质量范围。该经修改设定值将被用于适应存储的补偿曲线。
[0038]根据一个优选实施例，特别是为了提供快速和精确的调制，将调制范围MR划分为由风扇上限速度(优选地是最大风扇速度)和中间风扇速度所限定的第一子范围SR1、及由中间风扇速度和风扇下限速度所限定的第二子范围SR2。在一个示例性实施例中(参见图 2)，风扇上限速度是最大风扇速度的100%，风扇下限速度是最大风扇速度的10%，中间风扇速度是最大风扇速度的20%。风扇下限速度和中间风扇速度的值在本质上只是示例性的。
[0039]可替代地，风扇上限速度是最大风扇速度的100%，风扇下限速度可以是最大风扇速度的12.5%，中间风扇速度可以是最大风扇速度的20%。可替代地，风扇上限速度是最大风扇速度的100%，风扇下限速度可以是最大风扇速度的8%或10%或12.5%或15%，中间风扇速度可以是最大风扇速度的18%或2 5%或30%或3 5%或40%。可以自由地选择中间风扇速度和最小风扇速度。
[0040]优选地，当观察燃烧质量时，中间风扇速度变得被学习和/或被适应，同时调制风扇速度并由此调制燃烧器负荷。中间风扇速度优选地相当于其中偏移量A A是在确定阈值的风扇速度。在该阈值下，燃烧质量仍然是可接受的。低于该阈值，燃烧质量的偏移量A A是良好的。高于该阈值，燃烧质量的偏移量A A是不可接受的。
[0041]优选地对燃气燃烧器装置10进行控制，使得就要求风扇速度在调制范围MR的第一子范围SR1内的期望的热需求或期望的燃烧器负荷而言，在调制范围MR的第一子范围SR1内使燃气/空气混合物的混合比保持不变并且在燃气燃烧器的调制范围MR的第一子范围SR1 内使风扇14的风扇速度变化到期望的风扇速度。
[0042]此外，优选地对燃气燃烧器装置10进行控制，使得就要求风扇速度在调制范围MR 的第二子范围SR2内的期望的热需求或期望的燃烧器负荷而言，在中间风扇速度下或者在取决于中间风扇速度的风扇速度下检查燃烧质量。在下文中将该风扇速度称为燃烧质量检查风扇速度。
[0043]如果在所述燃烧质量检查风扇速度下燃烧质量是在确定的燃烧质量范围内(意味着偏移量AM氏于确定的阈值)因此未检测到气动控制器的公差和变化的性能，则使燃气/ 空气混合物的混合比保持不变，并且在燃气燃烧器的调制范围MR的第二子范围SR2内使风扇速度变化到期望的风扇速度。[〇〇44]然而，如果在所述燃烧质量检查风扇速度下燃烧质量是在确定的燃烧质量范围外 (意味着偏移量A A高于确定的阈值)因此检测到气动控制器的公差和/或变化的性能，则通过调节位于燃气导管16内的燃气节流器17的设定而改变燃气/空气混合物的混合比使得气动控制器的变化性能的影响得到补偿，并且在燃气燃烧器的调制范围MR的第二子范围SR2 内使风扇14的风扇速度变化到期望的风扇速度。[〇〇45]在图3中，曲线A1说明燃气/空气控制的理想性能，曲线A3说明由于气动控制器24 的性能中的公差所导致的燃气/空气控制的真实性能。当在燃烧质量检查风扇速度下(在图示的实施例中在最大风扇速度的20%下)检查燃烧质量时，确定曲线A1与曲线A3之间的偏移量A入。
[0046]图3中还示出了示例性曲线n 17，该曲线n 17说明对于对曲线A1与曲线A3之间的偏移量进行补偿使得燃烧质量是在期望的燃烧质量范围内为必需的节流器17的设定变化。曲线nl7说明当改变节流器设定使得曲线A1与A3之间的偏移量得到补偿为必需的设定步骤的数量。[〇〇47]因此，当要求风扇速度在调制范围MR的第二子范围SR2内的热需求出现时，优选地在中间风扇速度下(在图示的实施例中在最大风扇速度的20%下)检查燃烧质量。[〇〇48]检查在图3中由曲线A3所说明的真实燃烧质量是否不同于由曲线A1所说明的理想燃烧质量。如果真实燃烧质量不同于理想燃烧质量使得真实燃烧质量是在确定的燃烧质量范围(相当于偏移量A A的阈值)外，通过根据曲线nl7调节燃气节流器17的设定而改变燃气/空气混合物的混合比，燃气节流器17的设定是燃烧器负荷BL和因此是期望风扇速度的函数。由于节流器设定的变化因而气动控制器24的性能中的公差/老化得到补偿，因此真实燃烧质量是理想燃烧质量或者因此提供可接受的燃烧质量。
[0049]可以预先确定曲线nl7并且可以将该曲线nl7存储于控制器20中。也能够在燃气燃烧器工作期间学习曲线nl7和/或适应曲线nl7。
[0050]上述方法允许对气动控制器24的制造公差和在使用寿命中的气动控制器24的变化性能和因此燃气燃烧器装置10的老化实施安全可靠的补偿。特别是，上述方法利用对气动控制器2 4的制造公差的补偿而提供快速精确的调制。
[0051]在调制范围MR的第一子范围SR1内，相对较快地改变风扇的风扇速度。在调制范围 MR的第二子范围SR2内，相对较慢地改变风扇14的风扇速度。[〇〇52]至少当风扇的风扇速度是在调制范围MR的第二子范围SR2内时，持续地监测燃烧质量。优选地，当风扇速度是在调制范围MR的第一子范围SR1内时，也持续地监测燃烧质量。 [〇〇53]当燃烧质量变为确定的燃烧质量范围外同时在调制范围MR的第二子范围SR2内改变风扇14的风扇速度时，通过调节燃气节流器17的设定而改变燃气/空气混合物的混合比， 使得燃烧质量恢复到确定的燃烧质量范围。将使燃烧质量恢复到确定燃烧质量范围所需的燃气节流器17的设定或设定变化加以存储，以便提供用于要求风扇速度在调制范围的第二子范围内的将来热需求的节流器设定值。[〇〇54]当就在调制范围MR的第二子范围SR2内的将来热需求而言所存储的节流器设定值不足以使燃烧质量恢复到确定的燃烧质量范围时，对气动控制器24的性能变化进行检测并且对所存储的节流器设定值进行调节。
[0055]图4中示出了图3的曲线A3和nl7、以及曲线A3’和nl7’。曲线nl7说明了在实际热需求期间对曲线A3的性能进行补偿所需的节流器设定/节流器设定变化。就新的热需求而言， 燃气装置的性能已发生变化从而导致根据曲线A3’的燃烧质量。就根据曲线A3’的燃烧质量而言，为根据曲线A3的燃烧质量而适应和/或学习的曲线nl7并不是合适的。因此，当在燃烧质量检查期间对燃烧质量检查风扇速度进行检测表明燃烧质量例如已从曲线A3变化到曲线入3 ’时，储存的曲线nl7代表用于根据曲线A3的燃烧质量的节流器设定值被自动地调节为曲线nl7’。这可以由控制器20利用外推和/或插值方法自动地完成。
[0056]优选地，当风扇14的风扇速度是在调制范围的第一和第二子范围内时，持续地监测燃烧质量。[〇〇57]当燃烧质量是在确定的燃烧质量范围外时，通过调节燃气节流器17的设定而改变燃气/空气混合物的燃气与空气的混合比并且监测燃烧质量。将对于使燃烧质量恢复到确定燃烧质量范围所需的燃气节流器17的设定变化加以存储，以便提供用于将来热需求的节流器设定值。
[0058]如果燃烧质量在燃气燃烧器的调制范围内几乎均匀地变化，则对燃气质量的变化进行检测并且在燃气燃烧器的整个调制范围内并行地改变节流器设定值。
[0059]图5中示出了图3的曲线A1和n17、以及曲线Al〃和n17〃。曲线nl7说明了在实际热需求期间对曲线A3的性能(在图5中未示出)进行补偿所需的节流器设定/节流器设定变化，因此可以提供根据曲线A1的燃烧质量。就新的热需求而言，燃气装置的性能已发生变化，从而导致根据曲线A1"的燃烧质量。曲线A1"几乎平行于曲线A1而延续。控制器20将此解释为燃气质量的变化。就根据曲线的燃烧质量而言，曲线nl7并不是合适的。因此，当检测到燃烧质量已例如从曲线变化到曲线时，存储的曲线nl7被自动地调节(即并行地改变)为曲线nl7〃。这可以由控制器20自动地完成。
[0060]图6中示出了合并在一个图中的图4的曲线nl7、nl7’以及图5的曲线nl7、nl7〃。曲线nl7已被学习从而补偿燃烧质量曲线A1与A3之间的偏移量。曲线nl7’说明了由气动控制器24的性能变化所导致的曲线nl7的变化。曲线nl7"说明了由燃气质量变化所导致的曲线 nl7的变化。
[0061]本发明提出了利用气动1:1燃气空气控制器24来控制燃气/空气混合物的燃气与空气的混合比。由电动机21所驱动的节流器17是用于补偿气动控制器24的公差和老化影响。气动控制器24的燃气空气控制和调制/燃烧器负荷是基于空气供给量/风扇速度而由风扇14的速度所设定。节流器17的节流器设定是为在当前燃气类型下的标称A1而设定。
[0062]在气动控制器24的操作范围中，对燃烧质量进行监测并且在有偏差的情况下，控制器20决定自动地校正节流器17的设定从而提供期望的燃烧质量。
[0063]就要求风扇速度在调制范围的第二子范围内的相对较低燃烧器负荷而言，检查在确定的燃烧质量检查风扇速度下的燃烧质量，特别是通过对由离子化传感器13所提供的信号(A信号)进行分析或者通过对由排气传感器26所提供的信号进行分析。如果燃烧质量仍然在确定的质量范围内为标称的，风扇14可以将较低风扇速度驱动到低于燃烧质量检查风扇速度，由此在不对节流器17进行校正的情况下将燃气燃烧器驱动到在第二调制子范围 SR2内的较低负荷，同时继续监测燃气质量。然而，如果在燃烧质量检查风扇速度下燃烧质量不是标称的(例如A信号为过高或过低)，那么对节流器设定的校正能够将风扇速度驱动到低于燃烧质量检查风扇速度。可以计算/预测节流器设定的校正。该计算可以基于自我学习和存储而完成，但也基于公式而完成。可以将用于所要求燃烧质量的节流器设定加以存储，从而相对较慢地下调以便为精确的燃烧质量测量(例如，离子化传感器13的A测量)和校正提供时间。
[0064]当在调制范围MR的第二子范围SR2内上调风扇速度时，可以利用所存储的与风扇速度有关的节流器位置或者通过利用理论预测/计算来预测节流器运动。这确保可靠快速的调制。
[0065]本发明使我们能够扩展具有节流器的快速调制和有限运动的气动控制的限值。可以实现1:8或者甚至1:10的调制范围。
[0066]通过再次在另一负荷下检查燃烧质量反馈，可以确定燃气质量变化与气动控制器 24的性能变化之间的差异:在两个测量表明并行变化的情况下，它是燃气质量变化并且曲线的剩余部分可以并行地改变(参见图4)。在曲线nl7的形状发生变化的情况下，它是气动控制器24的性能变化，因此可以给曲线的剩余部分标上刻度。[〇〇67]由传感器13和/或传感器26所提供的燃烧质量反馈被假定是故障安全的，并且在需要的情况下可以对其正确度进行测试。
[0068]附图标记的列表10燃气燃烧器装置11燃气燃烧器室12火焰13火焰离子化传感器15空气导管16燃气导管17节流器18燃气阀/调节阀19燃气阀/安全阀20控制器21致动器22致动器23混合装置24气动控制器25燃气燃烧器表面26排气传感器
【主权项】
1.一种用于操作燃气燃烧器的方法，其中，在燃烧器工作阶段期间，将具有确定的燃气与空气的混合比的确定的燃气/空气混合 物提供给所述燃气燃烧器的燃烧器室(11 )，用于在所述燃烧器室(11)内燃烧所述确定的燃气/空气混合物；所述确定的燃气/空气混合物由将由空气导管(15)所提供的空气流与由燃气导管(16) 所提供的燃气流加以混合的混合装置(23)所提供；流经所述空气导管(15)的所述空气流由风扇(14)提供，使得所述风扇(14)的风扇速度 取决于所述燃气燃烧器的期望燃烧器负荷，其中所述风扇(14)的风扇速度范围限定所述燃 气燃烧器的调制范围；在所述燃气燃烧器的所述调制范围内，气动控制器(24)基于所述燃气导管(16)中所述 燃气流的燃气压力与参考压力之间的压力差来控制所述燃气/空气混合物的所述燃气与空 气的混合比，其中将所述空气导管(15)中所述空气流的空气压力或者将环境压力用作参考 压力，并且其中确定并气动地控制地所述燃气导管(16)中所述燃气流的所述燃气压力与所 述参考压力之间的压力差；在燃烧器工作阶段期间，基于由如火焰离子化传感器(13)或者排气传感器(26)的燃烧 质量传感器所提供的信号而监测燃烧质量；其特征在于，由所述燃烧质量传感器所提供的所述信号是用于通过检查所述燃烧质量 是在确定的燃烧质量范围内或外而检测所述气动控制器(24)的公差和/或所述气动控制器 (24)的潜在变化性能；当所述燃烧质量是在所述确定的燃烧质量范围内时，使所述燃气/空气混合物的燃气 与空气的混合比保持不变；当所述燃烧质量是在所述确定的燃烧质量范围外时，通过调节位于所述燃气导管(16) 内的燃气节流器(17)的设定而改变所述燃气/空气混合物的燃气与空气的混合比，使得所 述气动控制器(24)的公差和/或所述气动控制器(24)的潜在变化性能的影响得到补偿从而 扩大所述调制范围。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定的风扇速度下在所述燃气燃烧器的所述调制范围内持续地检查所述燃烧质量；当在各个风扇速度下的所述燃烧质量是在所述确定的燃烧质量范围内时，至少在所述 风扇速度下使所述燃气/空气混合物的燃气与空气的混合比保持不变；当在各个风扇速度下的所述燃烧质量是在所述确定的燃烧质量范围外时，通过调节位 于所述燃气导管(16)内的所述燃气节流器(17)的设定而改变至少在所述风扇速度下的所 述燃气/空气混合物的燃气与空气的混合比使得至少在所述风扇速度下的所述气动控制器 (24)的公差和/或所述气动控制器(24)的潜在变化性能的影响得到补偿。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当所述燃烧质量是在所述确定的燃烧质 量范围外时，基于预先学习的和/或自适应的补偿曲线而调节所述燃气节流器(17)的设定。4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述燃气燃烧器的所述调制范 围是由风扇上限速度和风扇下限速度所限定，并且所述调制范围被划分为由所述风扇上限 速度和中间风扇速度所限定的第一子范围和由所述中间风扇速度和所述风扇下限速度所 限定的第二子范围，其中对所述燃气燃烧器进行控制，使得就要求风扇速度在所述调制范围的所述第一子范围内的热需求而言，在所述调制范围 的所述第一子范围内使所述燃气/空气混合物的燃气与空气的混合比保持不变并且在所述 燃气燃烧器的所述调制范围的所述第一子范围内使所述风扇速度变化为期望的风扇负荷；就要求风扇速度在所述调制范围的所述第二子范围内的热需求而言，在所述中间风扇 速度下或者在取决于所述中间风扇速度的风扇速度下对所述燃烧质量进行检查，其中当在所述风扇速度下的所述燃烧质量是在确定的燃烧质量范围内时，使所述燃气/空 气混合物的燃气与空气的混合比保持不变，并且在所述燃气燃烧器的所述调制范围的所述 第二子范围内使所述风扇速度变化到所述期望的风扇速度；当在所述风扇速度下的所述燃烧质量是在所述确定的燃烧质量范围外时，通过调节位 于所述燃气导管(16)内的所述燃气节流器(17)的设定而改变所述燃气/空气混合物的燃气 与空气的混合比，使得所述气动控制器(24)的公差和/或所述气动控制器(24)的潜在变化 性能的影响得到补偿，从而扩大所述调制范围的所述第二子范围，并且在所述燃气燃烧器 的所述调制范围的所述第二子范围内使所述风扇速度变化到所述期望的风扇速度。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述调制范围的所述第一子范围内相对较 快地改变所述风扇速度，并且在所述风扇速度的所述调制范围的所述第二子范围内相对较 慢地改变所述风扇速度。6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，至少当所述风扇速度是在所述调制范围 的所述第二子范围内时持续地监测所述燃烧质量。7.如权利要求4至6中任一项所述的方法，其特征在于，当所述燃烧质量变为所述确定 的燃烧质量范围外同时在所述第二子范围内改变所述风扇速度时，通过调节所述燃气节流 器(17)的设定而改变所述燃气/空气混合物的燃气与空气的混合比使得所述燃烧质量恢复 到所述确定的燃烧质量范围，其中将使所述燃烧质量恢复到所述确定燃烧质量范围所需的 所述燃气节流器(17)的设定加以存储，从而提供用于要求风扇速度在所述调制范围的所述 第二子范围内的将来热需求的节流器设定值。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，当就将来的热需求而言所存储的节流器设定 值不足以使燃烧质量恢复到确定的燃烧质量范围时，对所述气动控制器(24)的性能变化进 行检测并且对所存储的节流器设定值进行调节。9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，在至少一部分的所述调制范围 内、优选地在所述燃气燃烧器的所述整个调制范围内，持续地监测所述燃烧质量。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，当所述燃烧质量是在所述确定的燃烧质量 范围外时，通过调节所述燃气节流器(17)的设定并且监测所述燃烧质量而改变所述燃气/ 空气混合物的燃气与空气的混合比，其中将使燃烧质量恢复到确定的燃烧质量范围所需的 所述燃气节流器(17)的设定变化加以存储以便提供用于将来热需求的节流器设定值。11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，当所述燃烧质量在所述调制范围的观 察部分或者所述燃气燃烧器的所述调制范围内几乎均匀地变化时，对所述燃气质量的变化 进行检测。12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，当对所述燃气质量的变化进行检测时，在 所述燃气燃烧器的所述调制范围内并行地改变所述节流器设定值。13.如权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于，当在所述调制范围的所述观察部分或者所述燃气燃烧器的所述调制范围内所述燃烧质量不均匀地变化时，特别是当所 述燃烧质量只在所述调制范围的所述观察部分的下子范围或者所述调制范围内发生变化 时，对所述气动控制器(24)的性能变化进行检测。
【文档编号】F23N1/02GK105987397SQ201610167874
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】W.芒斯特休斯, G.J.巴尔达, P.布劳韦克尔, F.范普罗伊扬, G.兰吉斯, A.希特坎普
【申请人】霍尼韦尔技术有限公司