Optimale Leistung befeuerter Heizsysteme mit Echtzeit-Sensordaten
Der Wirkungsgrad des Verbrennungsprozesses bestimmt die Effizienz von befeuerten Heizsystemen. Herkömmliche Strategien zur Verbrennungsregelung sind jedoch aufgrund der schwankenden Brennstoffzusammensetzung nicht ausreichend, um für einen sicheren, effizienten und konformen Betrieb zu sorgen. Das führt zu einem erhöhten Energieverbrauch und mehr Emissionen.
Fortschrittliche Messtechnologien ermöglichen eine bessere Regelung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses und die Optimierung von befeuerten Heizsystemen in Echtzeit, wodurch Energieeffizienz und Sicherheit erheblich verbessert und zugleich die Emissionen und Betriebskosten reduziert werden.
Messtechniklösungen für befeuerte Heizsysteme
Optimieren der Verbrennungsregelung
Die inhärente Variabilität der Brennstoffzusammensetzung beeinflusst den Heizwert und den stöchiometrischen Luftbedarf, der für eine effiziente Verbrennung erforderlich ist. Zwar erhöht ein Luftüberschuss die Sicherheitsmarge, aber zugleich reduziert er den thermischen Wirkungsgrad und steigert die Emissionen. Auf der anderen Seite besteht bei einem Sauerstoffunterschuss das Risiko einer substöchiometrischen Verbrennung, wodurch die Sicherheitssysteme des Heizsystems auslösen oder Schäden verursacht werden können. Die Umstellung von der volumen- oder druckbasierten Brenngasregelung auf massebasierte Regelung trägt dazu bei, das Luft/Brennstoff-Verhältnis zu optimieren, den Wirkungsgrad zu maximieren und den Energieverbrauch und die Emissionen zu reduzieren.
Durchflussregelung für den Brennstoff
Regeln Sie das Luft/Brennstoff-Verhältnis durch direkte, massebasierte Durchflussmessung und sorgen Sie so für eine effiziente Verbrennung.
Überwachung des Sauerstoffgehalts in Rauchgasen
Regeln Sie den Sauerstoffüberschuss und den Anteil brennbarer Gase im Rauchgas unter Wahrung der Sicherheit, um den Verbrennungsprozess zu optimieren und den Energieverbrauch zu minimieren.
Luftdurchflussmessung
Optimieren Sie die Messung des Luftstroms zum befeuerten Heizsystem und sorgen Sie für eine geringere Regelungsbandbreite des Luft/Brennstoff-Gemisches, eine höhere Energieeffizienz und weniger Emissionen.
Sicherheit gewährleisten und ungeplante Stillstandszeiten verhindern
Die Bekämpfung von Störungen bei der Verbrennung, Überhitzung und der Freisetzungen von Prozessgasströmen ist entscheidend, um die Sicherheit eines befeuerten Heizsystems zu gewährleisten und Personal, Anlagen und Umwelt zu schützen. Die wichtigsten Überlegungen befassen sich mit der Zuverlässigkeit der Verbrennung und der Druckregelung, der Brennstoffzufuhr und den Sicherheitsausrüstungen. Dank einer breiten Messumformerpalette mit SIL-Klassifizierung, mit hochgenauen Technologien für Temperaturmessung und Erkennung von Flammeninstabilitäten sowie einer umfassenden Suite funktionaler, persönlicher und Maschinensicherheitslösungen kann Emerson Ihnen helfen, Störfälle zu verhindern und Ausfallzeiten zu minimieren.
Verhindern von Sicherheitsrisiken mit SIL-zertifizierten Instrumenten
Verhindern Sie Fehlauslösung der Heizsysteme durch zuverlässige Durchflussmessung
Erkennung von Flammeninstabilitäten
Verhindern Sie das gefährliche Erlöschen der Verbrennung durch frühzeitige Erkennung von Instabilitäten der Brennerflammen.
Zuverlässige Temperaturmessung
Sicherstellen der Messredundanz für die Temperaturregelung des Heizsystemauslasses und des Schornsteins.
Einhaltung von Umweltvorschriften sicherstellen
Zuverlässige Emissionsüberwachung ist entscheidend, um die sich ständig verändernden regulatorischen Anforderungen zu erfüllen, Echtzeit-Feedback zur Verbrennungsleistung zu erhalten, Auswirkungen auf die Umwelt zu reduzieren und die Personalsicherheit zu gewährleisten. Von schlüsselfertigen Systemen zur kontinuierlichen Emissionsüberwachung (CEMS) bis hin zu einem breiten Spektrum von Gasanalysetechnologien kann Emerson Ihnen mit der richtigen Lösung helfen, den Vorschriften für die Emissionsüberwachung immer einen Schritt voraus zu bleiben.
Überwachen und Melden von Stickoxid-Emissionen (NOx)
Gewährleisten Sie eine schnelle und präzise Überwachung der NOx-Emissionen.
Einfachere Einhaltung von Umweltvorschriften durch modulare CEMS-Lösungen
Einfaches und schnelles Konfigurieren von kontinuierlichen Emissionsüberwachungssystemen
Extraktive CEMS-Analysegeräte für mehrere Komponenten
Kontinuierliche Parallelmessungen mehrerer Schadstoffe in kalten/trockenen oder heißen/feuchten Anwendungen durchführen.
Videos
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Häufig gestellte Fragen
Die Messung der Sauerstoffkonzentration des Rauchgases im Schornstein ist ein wichtiger Indikator für die Sicherheit und Effizienz eines befeuerten Heizsystems. Der Betrieb mit geringem Luftüberschuss (und somit niedrigeren O2-Werten) ist effizienter, da weniger Energie verschwendet wird. So kann beispielsweise eine Sauerstoffreduktion von 4 auf 2 % zu erheblichen Brennstoffeinsparungen (bis zu 24 %) führen. Umgekehrt können erhöhte Sauerstoffkonzentrationen die NOx-Emissionen drastisch steigern (eine Erhöhung des O2 um 2 % kann zu einem Anstieg der NOx-Emissionen um 25-30 % führen). Die Aufrechterhaltung optimaler Sauerstoffwerte trägt dazu bei, die Verbrennung zu stabilisieren, den Brennstoffverbrauch zu reduzieren, die Emissionen zu senken und unsichere Zustände mit hohem Brennstoffrestanteil zu verhindern.
Brenngas in Raffinerien und petrochemischen Anlagen ist oft ein Gemisch aus verschiedenen gasförmigen Nebenprodukten, was zu ständigen Veränderungen seiner Zusammensetzung führt. Wenn sich jedoch die Zusammensetzung ändert, verändert sich auch der Bruttoheizwert und die für eine komplette Verbrennung erforderliche Luftmenge. Herkömmliche Regelungsmethoden, die auf dem Volumen oder dem Druck basieren, haben damit zu kämpfen, diese Schwankungen zu berücksichtigen, durch die sich nämlich auch der Sauerstoffanteil im Rauchgas verändert, was wiederum die Sicherheit, Effizienz und die Emissionen beeinflusst. Die Messung des Brenngas-Massendurchflusses sorgt im Vergleich zu Volumen- oder Druckmessungen für einen stabileren Messwert des Energiegehalts im Brennstoff.
Eine auf der Masse basierende Durchflussregelung des Brenngases sorgt für mehr Stabilität des Sauerstoffgehalts. Die für die Verbrennung von Kohlenwasserstoffen erforderliche stöchiometrische Luftmenge wird bei der Massenmessung deutlich besser auf einem konstanten Niveau gehalten als bei Volumenmessungen. Eine Regelung auf Basis des Massendurchflusses führt daher zu einem stabileren Verbrennungsluftbedarf, einer besseren Regelung des Brennstoff/Luft-Verhältnisses bei sich ändernder Brennstoffzusammensetzung und letztendlich zu einer geringeren Variabilität des Sauerstoffgehalts im Rauchgas.
Unerkannte Flammeninstabilität kann zu gefährlichen Situationen, z. B. zum Erlöschen der Flamme, wobei unverbrannter Kraftstoff in der Brennkammer zurückbleibt, oder zu einer unkontrollierten Verbrennung führen. Um diesen Gefahren vorzubeugen, ist der Einsatz einer Technologie zur Erkennung von Instabilitäten entscheidend. Lösungen wie Druckmessumformer mit intelligenter Prozessdiagnose können für eine frühzeitige Erkennung etwaiger Flammeninstabilitäten im Brenner sorgen, indem sie das von der Druckluft erzeugte Prozessgeräusch überwachen und analysieren. So ermöglichen sie ein proaktives Eingreifen und verhindern unnötige Sicherheitsauslösungen.