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FUr viele wKrmetechnische Prozesse wird die fUr den ProzeS notwendige WKrme durch die Verbrennung von Brennstoffen bei hohen Temperaturen er~eugt. Die hierbei anfallenden Abgase werden in die AtmosphKre geleitet, wObei verschiedene Abgas produkte die Umwelt als Schadstoffe belasten. Zur Verbesse rung der Umweltbedingungen und der M6glichkeit einer Kapazi tKtserweiterung wKrmetechnischer Anlagen muS die Schadstoff emission reduziert werden. Neben konstruktiven MaBnahmen und der FUhrung des wKrmetech nischen Prozesses ist die Einhaltung des optimalen Mischungs verhKltnisses zwischen Brennstoff und Luft eine wichtige Ver aussetzung zur Erzielung einer niedrigen Schadstoffemission und guten Brennstoffausnutzung. 2. Stand der Technik 2.1 Brennerkonstruktionen Die Vielzahl der unterschiedlichen Brennerkonstruktionen /1,2/ ist ein Binweis auf die speziellen Anforderungen in den verschiedenen Anwendungsgebieten. So werden AnsprUche in Bezug auf Brennstoff, Flammenform, FlammenfKrbung, Abgas zusammensetzung, Ger!uschentwicklung usw. gestellt. Zur Verwirklichung der Anforderungen ergeben sich meist mehrere M6glichkeiten, wobei entweder die eine oder die andere Eigenschaft stKrker berUcksichtigt wird. Um sich eine Vorstellung von dem Verhalten einer Verbrennungs einrichtung zu verschaffen, benutzt man mathematische oder physikalische Modelle. Wie schwierig eine mathematische Er fassung der komplexen ZusammenhKnge ist, wird bei P. Maier /3/ am Beispiel der Drallflamme deutlich. Die physikalischen Modelle, angefangen von einfachen Wassermodellen zur Sicht barmachung der Str6mung /4/, Uber isotherme Gasmodelle /5/ bis zu Wassermodellen mit der Abbildung physikalisch be dingter Flammen /6/ geben jedoch schon sehr gute M6glich keiten die VorgKnge in der Brennkammer zu erklKren.
Inhaltsverzeichnis
1. Einführung.- 2. Stand der Technik.- 2.1 Brennerkonstruktionen.- 2.2 Optimierung der Verbrennung.- 2.3 Regelung der Verbrennung.- 2.4 Meß- und Stellorgane.- 3. Die Aufgabenstellung.- 4. Entwicklung und Untersuchung eines schadstoffarmen Brenners.- 4.1 Rezirkulationsströmung.- 4.2 Wassermodell.- 4.3 Das HeiBmodell.- 4.4 Vergleich zwischen Drallbrenner und Radialbrenner.- 5. Minimierung der Schadstoffproduktion durch direkte digitale Regelung (DDC) des O2-Stoffinengenanteils.- 5.1 Grundlagen zur Regelstrategie.- 5.2 Steuerung des Mischungsverhältnisses.- 5.3 Mengenregelung.- 5.4 Algorithmus der Verhältnisregelung.- 5.5 O2-Regelung.- 6. Systeme zur direkten digitalen Regelung des O2-Stoffmengenanteils.- 6.1 Versuchsaufbau.- 6.2 Identifikation der O2-Regelstrecke.- 6.3 Versuche zur O2-Regelung.- 7. Zusammenfassung.- Abbildungen.- Formelzeichen.
