Multi Instruments Analytical – de Ruiter

'Basics of Flame detection'
Michel de Ruiter – Sales Manager
06-20360160
[email protected]
•
•
•
•
•
Wat is vlambewaking
Principes
Normering
Voorbeelden
Huidige stand van de techniek
Wat is vlambewaking?
• Een vlambeveiliging is een elektrische bewaking
van de vlam in een stookolie of gasgestookt
apparaat, waardoor de brandstoftoevoer stopt
zodra of kort nadat de vlam uitgaat, bijvoorbeeld
door uitwaaien of door een korte onderbreking van
de brandstoftoevoer.
Bron: http://nl.wikipedia.org/wiki/Vlambeveiliging
Wat is vlambewaking?
• Vlambeveiliging wordt globaal op meerdere
manieren ingezet:
• Thermo-elektrische beveiliging (gas): met een
thermokoppel dat met een elektrisch opgewekte
stroom van de thermokoppelwerking een
veiligheidsklepje open houdt zolang het door de
vlam verhit wordt.
Wat is vlambewaking?
• Ionisatiebeveiliging (gas): het meten van de
elektrische stroom door de vlam heen (door
ionisatie van het gas)
Wat is vlambewaking?
• Optisch: stralingsdetectie (bijvoorbeeld bij
stookolie en open haarden): Met een infraroodvlambewaking
• Optisch: stralingsdetectie ultravioletvlambewaking (Gas)
• Zichtbaar lichtdetectie van de vlam. (kijkglas /
video)
Wat is vlambewaking?
Ionisation
▲ Simple and inexpensive
▲ Good Selectivity
▲ Fail-Safe
▼ Poor sensitivity
▼ Only for smaller burners
Optical
▲ Simple
▲ Good Selectivity
▲ Fail-Safe
▼ Expensive
Spectroscopy / Video
▲ Flame Analyses
▲ Combustion
Enhancement
▼ Not Fail Safe
▼ Very expensive
Voorbeeld: zichtbaar / spectroscopisch
Normen en wetgeving
• EN 230: Automatic burner control systems for oil
burners
• EN 298: Automatic Gas Burner Control Systems
for Gas Burner and Gas Burning Appliances with or
without Fans
EN230:
Monobloc Oil Burners - Safety, Control and Regulation Devices and
Safety Times
• Flame Sensor
– Apparatus for signaling to the control device the non-establishment,
existence and extinction of the flame. It is generally constituted by
a sensing element (possibly connected to an amplifier) and delivers
a signal.
• Safety time
– Duration of the maximum permissible time during which the burner
control units allows the fuel to be released without there being a
flame.
– Ignition : <= 30 kg/h 10 s / > 30 kg/h 5 s
– Operation: <= 30 kg/h 5 s / > 30 kg/h 1 s
• Minimum Requirements
–
–
–
–
–
–
–
Respond to flame frequencies
Flame simulation (stray light does not occur as a flame)
Self checking
Fail safe
Final tests (checking documents, durability, marking
(CEN conformity)
Approvals from authorized organizations (i.e. notified bodies, TÜV)
EN298
Automatic Gas Burner Control Systems for Gas Burners and Gas
Burning Appliances with or without Fans
•
•
•
Flame Sensor
– Apparatus for signaling to the control device the non-establishment,
existence and extinction of the flame. It is generally constituted by
a sensing element (possibly connected to an amplifier) and delivers
a signal.
Safety time
– Duration of the maximum permissible time during which the burner
control units allows the fuel to be released without there being a
flame.
– During normal operation: regular 1 s but max. 5 s
Minimum Requirements
– Sensors for visible light are not allowed (only UV and IR, exception
possible)
– Respond to flame frequencies (not 50 Hz and harmonic frequencies)
– Self checking and fail safe
– Final tests (checking documents, durability, marking
– (CEN conformity)
– Approvals from authorized organizations (i.e. notified bodiess, TÜV)
Principe ionisatie
De ionisatiebeveiliging berust op
het principe, dat een (gas) vlam
de lucht ioniseert. Geïoniseerde
luchtdeeltjes kunnen een (zeer
kleine) elektrische stroom
geleiden.
•
Hoe ziet dit er in de praktijk uit?
Voorbeeld
Ionisatiepen
Principe optisch
•
Verschillende brandstoffen hebben eigen
specifieke optische karakterestieken tijdens een
verbrandingsproces.
22.09.03
Principe optisch
Propane
Light fuel
oil / diesel
Principe optisch
Blokschema traditionele vlamscanner
Blokschema moderne vlamscanner
Principe optisch
Principe optisch
Principe optisch
Principe optisch
Principe optisch
High Pass
Filter Setup
100Hz
B1
Flame Flicker
Frequency
f [Hz]
f1=160 Hz
200
150
100
f2=50 Hz
B2
50
0
Distance from Burner
Voorbeeld verschillende soorten branders
Power Plant –
tilting or fixed
burner
boxer or front wall
fired
Power Plant – cyclone burner
Steam Generator / Waste Incinera
grate firing system
Cement Kiln burner
Steel melting & sintering
Industrial Waste Incineration
Rotary Kiln
Voorbeelden
Voorbeelden
Voorbeelden
Voorbeelden
Voorbeelden
Propane, supply pressure 2 barg, heat release 30 kW,
flame length 300 mm
Huidige stand van de techniek
•
•
•
•
•
•
Moderne sensoren zijn compact
Kunnen meerdere settings bewaken
Hebben betere temperatuur specificaties
Hebben veel certificeringen
Zijn voorzien van Software
Zijn voorzien van SIL3 certificaat
Sil 3 vlamscanner
Voorbeeld vlambewaking Software
Voorbeeld vlambewaking Software
Service van moderne vlamscanners
Voorbeeld moderne scanner
Vragen?