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Verfahren zum Betrieb dampfbeheizter Trockner.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb dampfbeheizter Trockner, z. B. für Kohle. Es ist wichtig, dass dem getrockneten Produkt bis zu einem bestimmten Trockengrad die Feuchtigkeit entzogen ist. Bisher war man bestrebt, zur Erreichung dieses Zieles die die Trocknung beeinflussenden Faktoren möglichst konstant zu halten. Hiebei hat man jedoch nicht berücksichtigt, dass bei schwankendem Anfangsfeuchtigkeitsgehalt oder schwankender Beschickungsmenge auch der Trocknungsgrad sich verändert, wenn alle anderen Faktoren, wie Dampfdruck, Dampftemperatur, Drehzahl und Beschickungsstärke des Trockners gleichblieben.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren, um auch bei schwankendem Feuchtigkeitsgehalt oder schwankender Beschickungsmenge den Trocknungsgrad gleichzuhalten. Das Verfahren besteht darin, dass die die Trocknung beeinflussenden änderbaren Faktoren, wie Umlaufzahl des Trockners, Druck-oder Temperaturzustand des zum Trocknen dienenden Heizdampfes, selbsttätig auf gleichbleibenden Trocknungsgrad des Trockengutes geregelt werden. Die Regelung erfolgt in der Weise, dass bei zu hohem Feuchtigkeitsgehalt die Drehzahl des Trockners verringert oder der Dampfdruck oder die Dampftemperatur erhöht werden ; bei zu starker Trocknung, also zu geringem Feuchtigkeitsgehalt, ist der Vorgang umgekehrt.
Der Feuchtigkeitsgehalt kann durch dauernde Entnahme von Proben aus dem den Trockner verlassenden Gut festgestellt werden, unter Messung des Feuchtigkeitsgehaltes, den das Trockengut am Ende des Trockners oder beim Verlassen desselben besitzt, wobei die Regelung in Abhängigkeit einer entsprechenden Feuchtigkeitsmessvorrichtung vor sich geht. Sie kann aber auch in Abhängigkeit vom Dampfverbrauch des Trockners vorgenommen werden. Es ergibt sich nämlich, dass bedeutend mehr Dampf verbraucht wird, wenn das Trockengut hohen Anfangsfeuchtigkeitsgehalt besitzt und in grosser Menge zugeführt wird, als wenn der Anfangswassergehalt niedrig und die Beschickung gering ist.
Der Trockendampfverbrauch ist nahezu proportional der Menge und der aufzutrocknenden Feuchtigkeit des zu trocknenden Produktes ; sonach entspricht die Regelung in Abhängigkeit von der verbrauchten Dampfmenge praktisch genau genug den Anforderungen eines gleichmässigen Trocknungsgrades des Endproduktes.
Die Regelung der Drehzahl wird erfindungsgemäss durch Beeinflussung der den Trockner antreibenden Maschine oder durch Veränderung einer Übersetzung zwischen Antriebsmaschine und Trockner vorgenommen. Die Beschickungsmenge kann hiebei gleichzeitig mitgeregelt werden oder die Drehzahl wird mit vor dem Trockner zufliessenden Beschickungsmenge geregelt.
Die Regelung des Dampfdruckes oder der Temperatur erfolgt erfindungsgemäss durch in der Dampfleitung vor dem Trockner befindliche Regelungsorgane, die einen gewissen Dampfzustand einhalten. Der einzuhaltende Zustand wird im Sinne der Erzielung eines gleichbleibenden Trocknungsgrades verändert, also ein höherer Druck oder höhere Temperatur, z. B. in Abhängigkeit vom Dampfverbrauch bei Steigen dieses Verbrauches, ein geringerer Druck bei Sinken des Verbrauches eingestellt. Bei der Heizung des Trockners mit Abdampf von Arbeitsmaschinen, wie Pressen, Pumpen o. dgl., soll der Druck oder die Temperatur des von den Maschinen abgegebenen Dampfes entsprechend verändert werden.
Dies kann dadurch geschehen, dass Dampf höherer Spannung über ein Regelventil zugesetzt wird und dass das Regelventil je nach den
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Anforderungen, des Trockners höheren oder niedrigeren Druck einstellt. Die.. Temperatur, des Dampfes kann durch Zwischenüberhitzung erhöht, durch Einspritzen von Wasser oder Kühlung verringert werden.
Bei der Verwendung von Anzapfdampf aus Kraftmaschine zur Trocknung soll erfindunggemäss der Dampf jeweils aus den Stufen der Kraftmaschine entnommen werden, deren Druck gerade dem zum Trocknen benötigten Dampfdruck entspricht, oder es soll eine besondere
Gegendruckmaschine nur den Dampf für den Trockner liefern und dann mit dem Bedarf des Trockners entsprechend verändertem Gegendruck betrieben werden.
Die Zeichnung zeigt. an Hand verschiedener beispielsweiser Schaltschemata'Anordnungen zur Durchführung, der Erfindung und zwar zeigt Fig. 1 eine Anlage mit Dampfnetzen verschiedenen Druckes, Fig. 2 eine Anlage mit einer auf das Heizdampfnetz arbeitenden Gegendruckmaschine, Fig. 3 einen Umschalter der Fig. 1 in vergrössertem Massstabe, Fig. 4 einen Regler im Schnitt, Fig. 5 eine Anlage mit Verwendung von Abdampf zum Heizen und'Fig. 6 eine Anlage mit vom Feuchtigkeitsgehalt beeinflusstem Regler und Regelung der Dampftemperatur.
Der Trockner 1 wird mittels des Zahnradgetriebes. 8 von der Antriebsmaschine, etwa dem Elektromotor 3, angetrieben. Das Trockengut gelangt durch den Einfülltrichter 4 über den Beschickungsregler 5 in das Innere des Trockners und'wird durch den Schacht 6 und die Fördervorrichtung 8 abgeführt. Der Heizdampf gelangt durch Leitung 7 zum Trockner 1 ; das Kondensat wird durch die Leitung 9 abgeführt. Die bei der Trocknung sich entwickelnden Wrasen und Dämpfe werden durch den Schlot M entfernt. Der Betrieb des Trockners 1 wird durch den Regler 11 überwacht. Dieser wirkt über ein Verbindungsglied 2. 8 auf den Drehzahlregler 13, der die Tourenzahl des Motors 3 verstellt. Gleichzeitig kann er über die Verbindungsleitung 14 auf den Beschickungsregler 5 wirken.
Beeinflusst wird der Regler 11 durch die Leitungen 15, die an der Messstelle 16 den Dampfverbrauch des Trockners 1 messen.
Nach der in der Zeichnung angegebenen Anlage gelangt der Frischdampf durch Leitung 17 zunächst zur Kraftmaschine 20,-die mehrere Anzapfungen 21, 22 und 23 und einen Konden- sator 24 besitzt. Durch Leitung 18 kann Frischdampf zum Umschalt-und Verteilungsschieber 19 geführt werden, an den die Heizleitung 7 angeschlossen ist. An Leitungen 17, 21 bis 23 können noch beliebige andere Dampfverbraucher angeschlossen sein. Auch können sie Abdampf von beliebigen anderen Kraftmaschinen erhalten, der gleichfalls zum Trockner geführt werden soll. Der Umschaltschieber 19 wird durch den Servomotor 25 mit Kraftkolben 29 und Gegenfeder 30 betätigt.
Ein in der Heizdampfleitung 7 angeordnetes Regelventil 26 regelt den Druck in dieser Leitung mittels des Steuerzylinder 27, der ebenso wie der Zylinder 25 über die Leitung 28 vom Regler 11 aus betätigt wird.
Die Wirkungsweise der Anlage ist folgende : Ändert sich der Feuchtigkeitsgehalt des Beschickungsgutes oder die Beschickungsmenge, so ändert sich gleichzeitig der Dampfverbrauch, und diese Änderung wirkt über die Messstelle 16 auf den Regler in der Weise, dass die Umlaufgeschwindigkeit des Trockners 1 bei Dampfverbrauchssteigerung abnimmt, bei Dampfverbrauchsverringerung zunimmt. Bei kleinerer Drehzahl verlängert sich die Durchsatzzeit des Trockengutes, so dass es stärker getrocknet wird ; umgekehrt bei grösserer Drehzahl ; in gleicher Weise arbeitet der Beschickungsregler 5.
Vom Regler 11 wird über die Leitung 28 auch der einzuregelnde Dampfdruck verstellt, indem im Steuerzylinder 27 Druckgleichheit zwischen dem Dampfdruck in der Leitung 7 hinter dem Ventil 26 und dem veränderlichen Druck in der Leitung 28 eingestellt wird. Das Ventil 26 wirkt also als Reduzierventil, das den Dampf stets auf den Druck reduziert, der in der Leitung 28 vom Regler 11 jeweils eingestellt ist. Der Regler 11 arbeitet nun so, dass bei Steigerung des in der Messstelle 16 gemessenen Dampfverbrauches der Dampfdruck erhöht, bei Verringerung verringert wird.
Der Umschaltsschieber 19 ist in Fig, 2 in grösserem Massstabe gezeigt. Dieser arbeitet gleichfalls in Abhängigkeit von dem in Leitung 28 eingestellten Druck in folgender Weise : Der Kolben 29 im Steuerzylinder 25 drückt gegen die Feder 30 und bewegt bei Druckerhöhung in der Leitung 28 den Gleitschieber 31 im Innern des Umschalters 19 nach links, bei sinkendem Druck drückt die Feder den Schieber 32 nach rechts. Je nach der Stellung des Schiebers kommt dann einer der Kanäle 32 bis 35 zur Überdeckung mit den Mündungen der Leitungen 18, 21, 22 und 23, wodurch der Trockner 1 über die Leitung 7 entweder Abdampf oder Anzapfdampf aus einer der Stufen der Kraftmaschine 20 oder über Leitung 18 zusätzlichen Frischdampf, der entsprechend reduziert ist oder durch Ventil 26 reduziert wird, erhält.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Anlage ist die Kraftmaschine 20 der Fig. 1 in einzelne parallel arbeitende Maschinen 36 und 37 aufgeteilt, und die Leitung 7 erhält nur Gegendruckdampf von der Gegendruckmaschine 36. Die Dampfzufuhr zur Maschine 36 erfolgt durch das Ventil 38, das vom'Steuerzylinder 39 gesteuert wird. In diesem ist ein Kolben auf der einen
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durch den'in der Leitung 7 herrschenden Druck belastet. so dass jeweils in der Leitung 7 der vom Regler 11 geforderte Druck eingestellt wird.
Eine beispielsweise Konstruktion des Reglers 11 ist in Fig. 4 dargestellt. An die Messstelle 16 sind mittels der Leitungen 15 und der biegsamen Rohre 40 und 41 die Gefässe 42 und 43 angeschlossen, die miteinander durch die Leitung 44 im unteren Teil in kommunizierender Verbindung stehen. Die Gefässe sind im unteren Teil mit Quecksilber gefüllt, darüber lagert sich das aus der Dampfleitung entstandene Kondensat. Mittels eines Waagebalkens 45 ist die Quecksilberwaage auf der Schneide 46 gelagert. Ein verschiebbares Gewicht 47 dient zur Einstellung. Die Waage greift mittels eines Stückes 48 über eine Regeldüse 49, die aus einer Druckpumpe 50 mit dem Steuermedium (Druckluft, Drucköl oder Druckwasser) versorgt wird.
Das Druckmittel gelangt über eine einstellbare Drosselstelle 51 zu dem Kanalsystem 52, an das die zu den Servomotoren 25 und Steuerventilen 27 führende Leitung 28, die zum Beschickungsregler 5 führende Leitung 14 und dix zen Drehzahlregler 12 führende Leitung 53 angeschlossen ist. Die Leitung 53 führt zum Servomotor 54, der gegen Druck einer Feder 55 das Verbindungsgestänge 12 zum Drehzahlregler 13 verstellt.
Die Wirkungsweise des Reglers ist folgende : Bei Erhöhung des Dampfverbrauches und damit des Durchflusses durch die Messstelle 16 vergrössert sich der Druckabfall an dieser Messstelle, so dass in Leitung 41 und Gefäss 43 geringerer Druck herrscht als in Leitung 40 und in Leitung 42. Infolgedessen wird das Quecksilber durch Leitung 44 aus dem Gefäss 42 nach dem Gefäss 43 in vermehrtem Masse herübergedrückt, Der Hebel 48 senkt sich und der Ausfluss 'der Steuerflüssigkeit aus der Düse 49 wird gedrosselt. Infolgedessen steigt der Druck im Flüssigkeitssystem und den daran angeschlossenen Leitungen 14, 28 und 53, so dass die zu Fig. 1 beschriebenen Bewegungen oder Einstellungen der Servomotoren 25 und 27 eintreten.
Eine Steigerung des Druckes bewirkt in gleicher Weise im Zylinder 54 eine Bewegung des Kolbens mit dem Gestänge 12. entgegen der Wirkung der Feder 55 und damit eine Veränderung der Drehzahl der Antriebsmaschine im Sinne einer. Drehzahlverringerung. Durch Einstellung der Federn an den einzelnen Servomotoren kann erreicht werden, dass die Regelungen auch hintereinander ansprechen. Das gleiche kann dadurch herbeigeführt werden, dass die verschiedenen Servomotoren durch verschiedene Relais betätigt werden.
Gemäss Fig. 5 sind an die Frischdampfleitung 17 Arbeitsmaschinen 56 angeschlossen, beispielsweise Brikettpressen, Pumpen oder dgl. Diese liefern ihren Abdampf durch Leitung 57 in die Heizdampfleitung 7, die zum Trockner 1 führt. Durch die Leitung 58 mit dem Regelventil 59 wird Frischdampf zugesetzt, dessen Druck in Abhängigkeit von dem vom Regler 11 eingestellten Druck mittels des Regelzylinders 60 verstellt wird. Durch Einstellung eines bestimmten Druckes in dieser Leitung ändert sich der Gegendruck, unter dem die Kraftmaschinen 56 arbeiten, und demzufolge auch deren Dampfverbrauch in folgender Art : Steigt der Feuchtigkeitsgehalt des Trockengutes oder der Dampfverbrauch des Trockners, so stellt Ventil 59 einen höheren Druck in der Abdampfleitung ein.
Dadurch steigt der Dampfverbrauch der Kraftmaschine und damit auch ihre Abdampflieferung, so dass trotz Einstellung, eines höheren Gegendruckes die Menge des die Kraftmaschinen durch die Leitung 58 umgehenden zusätzlichen Frischdampfes kaum verändert zu werden braucht.
Nach Fig. 6 erfolgt die Beeinflussung des Reglers 11 statt, wie bei den vorherigen Abbildungen durch eine vom Dampfverbrauch beeinflusste Messstelle, von einer Stelle 61 aus, an der das Trockengut den Trockner verlässt. Aus dem Raum'61 wird entweder eine Probe des Trockengutes laufend. entnommen und ihr Feuchtigkeitsgehalt festgestellt, oder es wird der auf eine Feuchtigkeitsmesseinrichtung wirkende Feuchtigkeitsgehalt eines Gas-oder Luftstromes zur Beeinflussung des Reglers 11 benutzt. Der Strom wird durch Leitung 62 über die Fördervorrichtung 63 zum Regler 11 entnommen. Der so beeinflusste Regler 11 kann in der gleichen Weise, wie in den vorherigen Abbildungen gezeigt, den Heizdampfdruck verändern, oder er kann, wie es in der Fig. 6 weiter gezeigt ist, die Dampftemperatur besonders bei Verwendung überhitzten Dampfes auf veränderliche Höhe einregeln.
Diese Regelung der Überhitzungstemperatur, die selbstverständlich auch in Abhängigkeit vom Dampfverbrauch vorgenommen werden kann, wirkt auf einen in der Heizdampfleitung 7 angeordneten Temperaturregler 64, der über den Servomotor 65 unter dem Einfluss des Reglers 11 steht. Der Temperaturregler 64 beeinflusst seinerseits den Servomotor 66, der ein in der Abdampfleitung 67 angeordnetes Ventil 68 und ein in der Wasserleitung 69 gelegenes Ventil 70 steuert. Bei Schliessen des Ventiles 68 wird der Heizdampf gezwungen, über Leitung 71 den Zwischenüberhitzer 72 zu passieren, der durch Frischdampf aus der Leitung 73 oder auf andere Weise beheizt wird. Bei Frischdampfbeheizung wird das Kondensat durch den Ableiter 74 abgeleitet. Die Wasserleitung 69 speist den Dampfkühler oder Sättiger 75 mit Einspritzwasser, das dem zur Leitung 7 fliessenden Dampfstrom zugesetzt wird.
Der Temperaturregler 64 wirkt in der Art, dass bei zu geringer Dampftemperatur das Ventil 68 gedrosselt und somit der Dampfstrom mehr durch den Überhitzer geleitet wird, und dass bei zu hoher Temperatur nach Öffnung des Ventiles 68 auch das
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Wasserventil 70 mehr und mehr geöffnet und der Dampf durch Zusetzen von Wasser gekühlt und gesättigt wird. Die Regelung kann ebenso wie in der bezeichneten Art und Weise auch durch elektrische ; Regler oder durch auf andere Weise betätigte Organe vor sich gehen.
Die gezeigten Schemata stellen nur Beispiele für die Durchführung der Erfindung dar, die mit den heutigen Mitteln der Regeltechnik auf viele andere Weisen ohne weiteres gelöst werden können, z. B. können die Regler elektrisch oder auch auf andere Weise betätigt werden. Die Einrichtungen nach den einzelnen Abbildungen können in beliebiger Weise miteinander vertauscht werden, z. B. kann die Überhitzerregelung nach Fig. 6 auch bei'unmittel- barem Frischdampfzusatz von Vorteil sein, wobei unter Verwendung überhitzten Frischdampfes der Zwischenüberhitzer ganz in Fortfall kommen kann. und nur die. Einrichtung zur Dampfkühlung zu regeln ist. Ebenso kann die Regelung in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt bei denjenigen Anordnungen zur Anwendung kommen, die den Fig. 1 bis 5 entsprechen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Betrieb dampf beheizter Trockner, dadurch gekennzeichnet, dass die die Trocknung beeinflussenden Faktoren, wie z. B. die Umlaufzahl des Trockners selbsttätig auf gleichbleibenden Trocknungsgrad des Trockengutes geregelt werden.