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Verfahren und Einrichtung zum Betriebe von Dampferzeugern.
Bei Dampferzeugern sind Methoden zur Zuführung des Kesselspeisewassers bekannt, bei denen die Speisewasserzufuhr nicht ständig im gleichen Verhältnis wie die Dampfentnahme erfolgt, sondern nur in jenen Betriebsfällen, wo die Feuerleistung sowohl zur Lieferung der Verdampfungswärme als auch zur Erwärmung der der Dampfentnahme entsprechenden Wassermenge auf die Verdampfungtemperatur ausreicht. Wird die Dampfentnahme erhöht, ohne dass auch die Feuerleistung entsprechend steigt, so wird die Wasserzufuhr gedrosselt, so dass die Feuerleistung zu einem grösseren Teil oder zur Gänze für die Verdampfung von Wasser aufgewendet wird ; dasselbe tritt ein, wenn die Feuerleistung bei ungesteigerter Dampfentnahme sinkt. In diesen Belriebsfällen wird der Wasserstand im Kessel abgesenkt.
Wenn jedoch aus irgendeinem Grunde die Feuerleistung grösser ist, als der jeweiligen Dampfentnahme entspricht, so wird die Speisewasserzufuhr über das der Dampfentnahme entsprechende Mass erhöht, wobei unter Hebung des Wasserspiegels ein Teil der Feuerleistung zur Aufspeicherung von auf die Verdampfungstemperatur gebrauchtem Wasser verwendet wird. Bei diesen Methoden der Kesselspeisung, die die Vorteile einer guten Ausnutzung der Speicherfähigkeit des Kessels sowie der Einhaltung einer ziemlich konstanten Dampfspannung bei wechselnder Belastung haben, schwankt der Wasserstand zwischen einer oberen und einer unteren Grenze, die selbstverständlich nicht überschritten werden dürfen.
Die Erfindung bezieht sich auf Kesselspeiseverfahren der erwähnten Art und zielt darauf ab, ohne Preisgabe der oben erwähnten Vorteile die Schwankungen des Wasserspiegels und des Kesseldruckes möglichst klein zu halten und die Kesselanlage nach Betriebsperioden, während welcher die Feuerleistung im Verhältnis zur Dampfentnahme zu gross oder zu klein war, so rasch als möglich wieder auf den Normalzustand zu bringen, bei welchem die Speisewasserzufuhr und die Dampfentnahme einander proportional sind.
Diese Aufgaben werden der Erfindung gemäss durch ein neues Verfahren zum Betriebe von Dampf-
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bei welchem die Speisewasserzufuhr sowohl von einem unter dem Einfluss der jeweils entnommenen Dampfmenge stehenden Regelorgan als auch von einem bloss durch die Spannung des entnommenen Dampfes betätigten zweiten Regelorgan derart beeinflusst wird, dass die Kesselspeisung bei gleichbleibender Kesselspannung bloss in Abhängigkeit von der Dampfentnahme erfolgt, bei sinkender Kesselspannung jedoch, sei es bei gleichbleibender oder steigender Dampfentnahme, gedrosselt wird.
Der Erfindung gemäss ist der Dampferzeuger mit zwei Anzeigevorrichtungen A, B versehen, die in der Zeichnung bloss durch die Skalen und Zeiger angedeutet sind. Die Anzeigevorrichtung A gibt die jeweils dem Dampferzeuger zuströmende Wassermenge, die Anzeigevorrichtung B die gleichzeitig dem Kessel entnommene Dampfmenge an. Mittels einer später beschriebenen Vorrichtung wird das Speiseventil k derart betätigt, dass die Wasserzufuhr bei konstanter Dampfspannung proportional zur Dampfentnahme erfolgt, bei sinkender Kesselspannung jedoch gedrosselt und bei steigender Spannung über das Mass der Dampfentnahme erhöht wird.
So lange die Kesselspannung konstant bleibt und daher die Feuerleistung hinreicht, um die Verdampfungswärme zu liefern und auch die in den Kessel eingeführte, der Dampfentnahme entsprechende
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Anzeigen der beiden Vorrichtungen A und B stimmen miteinander überein. Wird jedoch, wie oben erwähnt, die Kesselspeisung gedrosselt und eilt infolgedessen die Anzeige des Dampfmengenmessers B der Anzeige der Messvorrichtung A für das Speisewasser vor, so wird dadurch dem Kesselwärter angezeigt, dass die Feuerleistung nicht mehr ausreicht, um sowohl die notwendige Verdampfungswärme zu liefern, als auch die der Dampfentnahme entsprechende Wassermenge auf die Verdampfungstemperatur zu bringen.
An dem Zurückbleiben der Anzeigevorrichtung A kann daher erkannt werden, dass die Kesselspeisung gedrosselt wird und ein Absinken des Wasserstandes bevorsteht. Der Kesselwärter weiss daher, dass eine zusätzliche Feuerleistung bzw. eine Erhöhung der Feuerleistung notwendig wird, bevor noch der Wasserstand im Kessel um einen nennenswerten oder auffälligen Betrag gesunken ist.
Bleibt dagegen die Anzeige des Dampfmengenmessers B hinter der Anzeige der Messvorrichtung-A für das Speisewasser zurück, so wird dadurch dem Kesselwärter angezeigt, dass die Feuerleistung grösser ist als der Kesselbelastung entspricht, dass die Speisung über das der Dampfentnahme entsprechende Mass erhöht wird, und dass ein Teil der Feuerleistung zur Aufspeicherung von auf Verdampfungstemperatur gebrachtem Kesselwasser aufgewendet wird. In diesem Falle kann der Kesselwärter rechtzeitig, d. h. bevor noch der Wasserstand die zulässige Höhe erreicht hat, die Feuerleistung für die nächste Zeitperiode herabsetzen, um zu verhindern, dass die Sicherheitsventile abblasen.
Die beiden Anzeigevorrichtungen A und B, die im Rahmen der geschilderten Erfindung nicht die Aufgabe haben, die Dampf-und Wassermengen quantitativ zu messen, sondern bloss einen Vergleich der beiden Mengen ermöglichen sollen und dementsprechend eingerichtet sein können, ermöglichen es also, das Verhältnis der Feuerleistung zu dem jeweiligen Wärmebedarf so frühzeitig festzustellen, dass Schwankungen im Wasserstand, welche die Speicherfähigkeit der Kesselanlage überschreiten, vermieden werden und auch der Dampfdruck innerhalb gewünschter Grenzen konstant gehalten werden kann.
Selbstverständlich können aber die beiden Anzeigevorrichtungen A, B durch entsprechende Eichung der Skalen auch zur quantitativen Messung der Dampf-und Wassermengen eingerichtet sein.
Um dem Kesselwärter die Beobachtung der beiden Anzeigevorrichtungen A, B und den Vergleich ihrer Anzeigen zu erleichtern, können die beiden Messvorrichtungen zu einer Zweizeigervorrichtung vereinigt werden, indem die beiden Zeiger auf ein und derselben Achse angeordnet werden. Das Verhältnis der Feuerleistung zu dem jeweiligen Wärmebedarf kommt dann in dem von den beiden Zeigern eingeschlossenen positiven oder negativen Winkel zum Ausdruck.
Um die ständige Beobachtung der Anzeigevorrichtungen A, B für den Kesselwärter unnötig zu machen, kann an die erwähnte Zweizeigervorrichtung eine akustische Signalvorriehtung angeschlossen sein ; diese kann beispielsweise aus einer elektrischen Klingel od. dgl. bestehen, deren Kontakte an den Zeigern der Messvorrichtungen A, B angeordnet sind und die zur Wirkung gelangt, wenn ein Zeiger dem andern voreilt oder hinter dem andern Zeiger zurückbleibt.
Die Anzeigen der beiden Messvorrichtungen A, B können selbstverständlich auch fortlaufend registriert werden ; ebenso können sie zu selbsttätigen Beeinflussung einer automatischen Feuerung dienen. Durch das Voreilen des Zeigers der Vorrichtung B vor jenem der Vorrichtung A. kann die Intensität der Feuerung mittels geeigneter Relaisvorrichtungen erhöht werden, beispielsweise die Bewegunggeschwindigkeit eines Wanderrostes vergrössert, die Lieferung einer Ölfeuerung erhöht werden u. dgl.
Die beschriebene Vorrichtung ist bei jeder Methode der Kesselspeisung anwendbar, bei welcher die Speisewasserzufuhr nicht ständig der Dampfentnahme proportional ist, bei welcher also zeitweilig oder ständig die Phasen der erhöhten Wasserzufuhr in bezug auf die Phasen der erhöhten Dampfentnahme verschoben sind.
Von besonderer Bedeutung ist die Erfindung für jene Speisewasserregler, bei denen die Speisewasserzufuhr gedrosselt wird, wenn die Kesselspannung unter die Betriebsspannung sinkt, wie dies bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist.
In die Dampfentnahmeleitung a ist ein Venturirohr b eingeschaltet und der an der engsten Stelle dieses Venturirohres b herbeigeführte Druckabfall wird zur Beeinflussung eines von der Dampfentnahme
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Speiseleitung m eingeschaltet ist. Der Zylinder g ist unten durch eine Wand ? geschlossen. Zur Abdichtung der Spindel i dienen gewellte Rohrstücke p und q, die in der Längenrichtung elastisch sind ; zur Erzeugung der Ventilsehliesskraft dient eine Feder r.
Der unterhalb der Membrane d liegende Zylinderraum g ist durch eine Leitung s mit dem vor dem Venturirohr b liegenden Teil der Entnahmeleitung a verbunden, so dass auf die Unterfläche der Membrane und auch auf die Büchse i der volle Kesseldruck einwirkt.
Die in ihrer Längenrichtung federnde Büchse i ist vollkommen dicht geschlossen und mit einem Druckmittel (z. B. Pressluft) von solcher Spannung gefüllt, die dem niedrigsten zulässigen Kesseldruch entspricht.
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So lange die Kesselspannung gleich der gewünschten Betriebsspannung ist, wird das Ventil k ausschliesslich durch die Membrane gesteuert, u. zw. ist dann die Speisewasserzufuhr proportional der jeweils entnommenen Dampfmenge. Sinkt die Kesselspannung ein wenig, so dehnt sich die Büchse i aus und erteilt der Spindel i und dem Speiseventil k eine zusätzliche Bewegung im Sinne einer Verkleine-
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Kommt die Feuerung einer erhöhten Belastung des Kessels vollkommen nach und bleibt trotz ungeminderter Kesselspeisung die Kesselspannung konstant, so erfolgt die Speisung lediglieh in Abhängigkeit von der Dampfentnahme.
Bleibt aber die Feuerung hinter diesem Wärmebedarf zurück, so erfolgt auf die oben beschriebene Weise eine Drosselung der Speisewasserzufuhr, und umgekehrt wird bei einer hinter der Feuerleistung zurückbleibenden Kesselbelastung die Kesselspeisung zwecks Speicherung vorgewärmten Wassers erhöht.
Der Hub des Speiseventiles k ist selbstverständlich der jeweiligen Speisewasserzufuhr proportional ;
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der Anzeigevorrichtung B für die Dampfentnahme dienen, was in der Zeichnung durch die Rohre t und v angedeutet ist.
An die Stelle des Venturirohres b kann irgendeine andere Vorrichtung treten, die zur Herbeiführung einer von der Entnahmemenge abhängigen Druckdifferenz geeignet ist, beispielsweise eine Stauoder Drosselscheibe u. dgl. Ebenso können die zum Vergleich der Wasserzufuhr und der Dampfentnahme dienenden Anzeigevorrichtungen A, B auf beliebige Weise als Mengenmessapparate für Wasser und Dampf ausgebildet sein.
Nach dem gleichen Prinzip und mittels der gleichen Vorrichtung wie die Feuerleistung kann die Zufuhr der Verbrennungsluft zu der Feuerung geregelt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Betriebe von Dampferzeugern, bei denen die Speisewasserzufuhr zeitweilig nicht direkt proportional zur Dampfentnahme, somit bei variablem Wasserstand erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass mittels geeigneter Anzeigevorrichtungen für die jeweilige Dampfentnahme und die gleichzeitige Wasserzufuhr das Verhältnis dieser beiden und dadurch eine überschüssige oder eine erforderliche zusätzliche Feuerleistung angezeigt wird.