<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren und Anordnung zum Regeln von Speisewasserpumpen, in denen das Speise- wasser durch den Entnahmedampf von Kraftmaschine vorgewärmt wird.
Speise vorrichtungen für Dampfkessel, bei denen das durch den Entnahmedampf einer Kraftmaschine vorgewärmte Speisewasser durch eine Vorwärmerpumpe gefördert wird, arbeiten einwandfrei, solange die Kraftmaschine gleichmässig belastet ist. Treten jedoch Schwankungen in der Leistungsentnahme ein, so ergeben sich dadurch Störungen, dass sich der Druck der Pumpe nicht verhältnisgleich mit dem Druck in den Entnahmestufen ändert.
Die Verhältnisse seien an Hand der Fig. 1 der Zeichnung näher erläutert :
Der Dampf aus dem Kessel 1 speist über die Leitung. 3 die Turbine 3, die zum Antrieb eines Generators dient. Die Turbine ist an vier Stufen 4, 5. 6, 7 angezapft. Der Dampf aus der niedrigsten Stufe 7 ist unmittelbar in den Speisewasserbehälter 8 geleitet, während der Entnahmedampf aus den drei höheren Druckstufen einer Vorwärmerpumpe 9 zugeführt wird, die der Motor 10 antreibt. Das vorgewärmte Speisewasser wird in den Warmwasserspeicher 11
EMI1.1
leitungen 4-7. u. zw. wie aus dem Schaubild Fig. 2 zu erkennen ist, annähernd im gradlinigen Verhältnis.
Da die Menge des abgezapfte Dampfes Qd (durch die strichpunktierte Linie dargestellt) sich ähnlich ändert, so lässt sich durch entsprechende Kupplung die Speisewassermenge proportional der Dampfmenge regeln. In der Pumpe ändert sich nun aber der Druck nicht geradlinig mit der Fördermenge, sondern folgt der bekannten Pumpencharakteristik (Fig. 3). Die gestrichelte Linie zeigt den Druckverlauf pw in der Pumpe in Abhängigkeit von der Fördermenge Qw bei einer bestimmten Drehzahl. Die in das Schaubild eingetragene ausgezogene Gerade bedeutet den Druckverlauf Pd der Anzapfstufen bei zunehmender Belastung.
Bei konstanter Belastung arbeitet die Pumpe z. B. im Punkte A. Der Anzapfdruck und der Pumpendruck sind gleìch, so dass ein Betrieb möglich ist. Bei sich ändernder Belastung ändert sich nun aber auch der Anzapfdruck, indem er steigt oder fällt. Bei sinkendem Dampfdruck würde der Druck der Pumpe überwiegen und es kann sogar Wasser in die Turbine eintreten, wenn kein Rückschlagventil eingebaut ist.
Ein reibungsloser Betrieb wird durch die Anordnung nach der Erfindung erreicht, bei der sich Druck und Fördermenge der Pumpe durch Drossel-und Drehzahlregelung selbsttätig der Belastung anpasst.
Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist in die Frischdampfleitung 2 ein Ventil 13 eingebaut, das die Abhängigkeit von den Druckschwankungen, die sich mit den Belastungsänderungen einstellen, gleichzeitig die Speisewassermenge und die Anzapfmenge regelt.
Ersteres durch ein Ventil 14 in der Druckleitung der Speisepumpe 9, letzteres durch die Ventile 15, 16, 17 und 18 in den Entnahmestufen 4-7. Gleichzeitig wird die Drehzahl der Pumpe 9 durch ein Regelorgan 19 z. B. in der Anzapfdruckstufe 4, welches die Drehzahl des Antriehsmotors becinflusst, in Abhängigkeit von dem Druck geregelt.
<Desc/Clms Page number 2>
Die Wirkungsweise dieser Anordnung ergibt sich aus dem Schaubild, Fig. 4, in dem it, Jtt./l2 die Kennlinie der Pumpe für verschiedene Drehzahlen darstellen. Soll die Belastung von einem Zustand A auf den Zustand B gesteigert-werden, so wird sich der Regelvorgang folgendermassen abspielen. Entsprechend dem durch die höhere Belastung bedingten höheren Druck in der Anzapfstufe 4 wird die Drehzahl durch das Regelorgan 19 erhöht auf die Dreh- zahl fit, welche durch den dem neuen Belastungszustand entsprechenden Punkt B geht. Druck und Fördermenge ändern sich jedoch mit der Drehzahl nach den punktierten Kurven so dass zunächst der dem Punkt C entsprechende Zustand erreicht wird.
Um nun zu dem Zustand B zu gelangen, muss die Fördermenge noch geändert werden, was durch Beeinflussung der Ventile in der Druckleitung 14 und den Anzapfleitungen 15---18 geschieht.
Der Vorgang wird sich in der Regel nicht wie beschrieben in zwei getrennten Ab- schnitten vollziehen, sondern beide Regelvorgänge werden gleichzeitig nebeneinander verlaufen und eine stetige Resultierende von A nach B ergeben.
Die Drehzahl der Pumpe kann auch in Abhängigkeit von dem Druckunterschied zwischen dem Anzapfdruck und dem Gegendruck der entsprechenden Pumpenstufe beeinflusst werden.
Diese Anordnung ist in der Fig. 1 durch die. punktierten Linien zwischen dem die Drehzahl des Motors beeinflussenden Regelorgan Jt. 9 und der obersten PUl1lpenstufe angedeutet. In eine der Entnahmeleitungen, zweckmässig in die Ehtnahmeleitung höchsten Druckes 4. ist ein druckempfindliches Regelorgan 19 eingeschaltet und ebenso in die der Leitung 4 entsprechende Druckstufe der Pumpe 9 ein druckempfindliches Regelorgan. Die Wirkungen dieser beiden Regelorgane heben sich auf, so lange der Druck in der Entnahmeleitung und in der Pumpenstufe. an die sie angeschlossen ist, derselbe ist.
Treten Druckverschiebungen in einem der beiden zu überwachenden Teile ein, so ergeben die beiden Regelorgane eine DifferenzWirkung. durch die der Drehzahlregler für die Pumpe 9 derart beeinflusst wird, dass er bei zu grossem Druck in der Pumpenstufe die Drehzahl mindert, bei zu geringem Druck die Drehzahl erhöht. Die Drehzahl schwankt so lange, bis sich der gewünschte Druckunterschìed eingestellt hat.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 5 wird das Speisewasser in besonderen Behaltern 20. 21. 22 z. B. durch Abzapfdampf aus den verschiedenen Stufen der Turbine vor- gewärmt. Es wird aus der ersten Druckstufe der Pumpe 9 in den Vorwärmer 20 geführt. kommt von dort in die nächste Druckstufe der Pumpe 9 zurück, um in den zweiten Vor-
EMI2.1
Wird das Wasser aus dem Speicher mit einer Kreiselpumpe in den Kessel gefördert. so muss diese entsprechend dem grössten auftretenden Druckunterschied zwischen Kessel und Speicher gewählt werden. Das führt jedoch zu einem unnötigen Energieaufwand, da der von der Pumpe ständig erzeugte Höchstdruck nur selten voll ausgenutzt wird.
Man könnte diese Nachteile dadurch umgehen, dass man an Stelle von Kreiselpumpen Kolbenpumpen verwendet, die sich von selbst jeder Druckhöhe ohne Energieverschwendung anpassen.
Man kann aber auch den Betrieb von Kreiselpumpen wirtschaftlich gestalten, wenn man ihre Drehzahl so regelt, dass sie immer der erforderlichen Druckhöhe entspricht. Der Erfindung gemäss wird die Pumpe in Abhängigkeit vom Kesseldruck oder von dem Unterschied zwischen Kessel-und Speicherdruck geregelt.
Ein weiteres Mittel, die Pumpe voll auszunutzen, besteht darin, dass man den Druckunterschied zwischen Speicher und Kessel, der von der Pumpe zu überwinden ist, konstant hält. z. B. dadurch, dass man den Druck im Speicher konstant hält. Hiezu kann man eine Zusatzpumpe verwenden, die die Druckunterschiede zwischen Vorwärmerpumpe und Speicher ausgleicht. Diese Zusatzpumpe ändert in Abhängigkeit von dem Druck in der Druckleitung der Vorwärmerpumpe ihre Drehzahl so, dass sie den Speicherdruck konstant hält. Die Anordnung ist in einer Ausführungsform in der Fig. 6 veranschaulicht. Die Bezugszeichen entsprechen denen in der Fig. 1. Der Erfindung gemäss ist zwischen der Vorwärmerpumpe 9 und dem Speicher 11 die Zusatzpumpe 23 angeordnet, deren Drehzahl die Abhängigkeit von dem Druck der Pumpe 9 geregelt wird.
Die Abhängigkeit ist durch die punktierte Linie 24 angedeutet.
Der Speicherdruck kamm aber auch dadurch ständig auf gleicher Höhe gehalten werden. dass man die Stufenzahl der Vorwärmerpumpe durch einige Laufräder vergrössert. Jede zusätzliche Druckstufe führt zn einem Austrittsstutzen und man kann je nach dem erforderlichen Druck mit dem Anschluss der Stutzen an die Speiseleitung wechseln.
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
gestellt. Die Pumpe trägt in der Fig. 7 einige zusätzliche Laufräder 25, 26, 27 die Druckstufen mit den Austrittsstufen 31, 32 und 33 ergeben.
Bei Vollast läuft die Pumpe mit ihrer normalen Drehzahl und das Wasser tritt aus dem ersten Anschlussstutzen 31 aus. Die übngen Zusatzlaufräder laufen leer ; der dadurch hervorgerufen Verlust ist unbedeutend. Mit sinkender Belastung sinkt auch der Anzapfdruck und damit auch der Druck der Pumpe. wie (lurch dip punktierte Abhängigkeitslinie 28 angedeutet ist. Sinkt er unter ein gewisses Mindestmass so wird der Wasseraustritt an den Anschlussstutzen der nächst höheren Druckstufe 32 verlegt, bei weiterem Sinken an den dritten 33.
Im Bedarfsfalle kann die Zahl der zusätzlichen Druckstufen vergrössert werden. Die hinzugeschalteten Laufräder erhöhen den Druck des vorgewärmten Speisewassers auf den gewünschen Druck im Speicher.
Der Wechsel im Anschluss der verschiedenen Druckstutzen an die Leitung erfolgt selbsttätig. Die Regelvorrichtung ist in der Fig. 8 schematisch dargestellt. In jedem der Druckstutzen 31. 32. 33 sitzen zwei durch Federn oder Gewichte belastete Ventile 34. Die beiden Ventile
EMI3.2
Austritt an den Stutzen 33 verlegt.
Steigt der Druck über das Höchstdruckventil begrenzte Mass. also im vorliegenden Falle über 17 Atm.. so wird das Höchstdruckventil durch den Wasserdruck entgegen der Ventilbelastung geschlossen und der Austritt an den Stutzen der nächst niedrigen Druckstufe verlegt usw.
EMI3.3
bild der Fig. 9, die die Kennlinien der einzelnen Laufräder darstellt. Der Austritt am Stutzen 1 erfolgt, wenn die Pumpe in dem obersten mit ausgezogenen Strichen schraffiertem Felde arbeitet. Sinkt der Anzapfdrnck und damit die Pumpenarbeit in das zweite strichpunktierte Feld. so wird durch die Verlegung des Austritts auf die nächst höhere Druckstufe die Kennlinie in das höhere Feld in der Pfeilrichtung gehoben.
Bei weiterem Sinken in das gestrichelte Feld heben die neu eingeschalteten Laufräder die Kennlinie in das oberste Feld.
Die Erfindung gibt durch die gesonderte Beeinflussung von Druck und Fördermenge der Vorwärmerpumpe die Möglichkeit, die Speisewasserpumpe selbsttätig der Belastung so anzupassen, dass bei gleichmässiger Feuerführung der Druck im Kessel annähernd auf gleicher Höhe gehalten wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Regelung von als Speisewasserpul11pen dienemlPn Kreiselpumpen. in denen das Speisewasser unmittelbar durch Anzapfdampf einer Kraftmaschine mit gesteuerter Entnahmeleitung vorgewärmt wird. dadurch gekennzeichnet. dass die Anzapfdampfmenge und die Speisewassermenge in Abhängigkeit von der Menge des zur Verfügung stehenden Überschussdampfes geregelt werden. während der Druck der Speisepumpe durch Regelung ihrer Drehzahl auf den Druck der angeschlossenen Entnahmeleitung eingestellt wird.