AT149795B - Verfahren zur selbsttätigen Regelung von Einrohrkesseln und Vorrichtungen zu seiner Durchführung. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur selbsttätigen Regelung von Einrohrkesseln und Vorrichtungen zu seiner Durch- führung. 



   Vorliegende Erfindung bezieht sich auf die selbsttätige Regelung von Luft und Speisewasser einer Dampfkraftanlage mit Kondensation, bestehend aus Einrohrkessel, Dampfkraftmaschine mit eingebauter Trockenluft-und Speisewasserpumpe, ferner aus einem Luftkondensator und den Vorrichtungen für die Regelung von Luft und Speisewasser. 



   Bekanntlich müssen die Betriebsstoffe : 1. Luft für die Verbrennung der am Rost vorhandenen Kohle, welche im vorliegenden Falle durch die Anwendung eines Schrägrostes selbsttätig zugeführt erscheint, und 2. Speisewasser für die Erzeugung von Dampf, in diesem Falle in einem Einrohrkessel, bestehend aus Vorwärmer, Verdampfer, Überhitzer und Lufterhitzer, ungefähr direkt proportional dem   Dampfbedarfe   dem Kessel zugeführt werden, wobei der Belastungsgrad zwischen den Grenzen 0 und 100% nach auf-und abwärts beliebig häufig sich ändert. 



   Um diese Forderung einfach und betriebssicher   durchzuführen,   sind die beiden Grenzen in der Veränderung von Dampfdruck und Überhitzungstemperatur, abweichend von der gewöhnlichen Praxis, hier entsprechend dem Belastungsgrade von   0-100% mit   grossem Unterschiede angenommen, derart, dass die Regelvorrichtung bei 0% Last am zweckmässigsten höchsten Druck und Temperatur einstellt, mit ungefähr proportionaler Verteilung für die dazwischenliegenden Belastungsgrade, wie dies in den Zeichnungen beispielsweise angedeutet wird. Dadurch wird es möglich, die Regelung von Luft und Wasser vom Kesseldruck direkt zu beeinflussen, u. zw. vermittels eines Plungers 1 (oder einer Membrane), dessen Kraft von einer Feder 2 ausgeglichen wird.

   Da diese proportionale Verteilung von Luft und Wasser im wirklichen Betriebe bei Anwendung einer solchen Vorrichtung gewöhnlich nicht genau stimmt, ist eine Korrektur der richtigen Wassermenge gegenüber der vom Plunger direkt eingestellten Luftmenge erforderlich, welche in diesem Falle von der Dampf temperatur besorgt wird, in der Weise, dass z. B. bei zu grosser Überhitzung, d. h. bei einer Temperatur über dem Sollwert, die Wassermenge gegenüber der eingeregelten Luftmenge vergrössert wird und umgekehrt, bis der Beharrungszustand erreicht ist. 



   Dies wird durchgeführt mittels eines Temperaturreglers mit entsprechend grossem Temperaturunterschied zwischen den beiden Grenzen. In der einfachsten Ausführungsform wird beispielsweise die Erreichung des Beharrungszustandes mittels eines Thermostaten 11 in folgender Anordnung erzielt : Das im Inneren eingeschlossene Gas 7 wird von aussen von strömendem Eintrittsdampf umspült und im Inneren mittels einer Anzahl von Rohren 8 erhitzt, wobei der korrespondierende Gasdruck vermittels einer Federkraft 12 ausgeglichen wird, so dass der Dampftemperatur eine ungefähre proportionale Hubverstellung der Membrane entspricht. 



   Die Regelvorrichtung (Fig : 4) besteht aus einem Regelbalken   3,   der mittels eines vom Eintrittsdruck direkt beeinflussten Plungers   1,   welcher Druck seinerseits von einer Federkraft 2 ausgeglichen ist, zwischen 2 Grenzlagen verstellt wird, wobei dieser Regelbalken die beiden Drosselorgane für Luft 5 und Wasser 6   zwischen zu"und offen"proportional   dem Belastungsgrade 0-100% beeinflusst, wogegen Dampfdruck und Überhitzungstemperatur bei gewählter Anordnung in ihren Veränderungen im umgekehrten Verhältnis zum Belastungsgrade sich einstellen, wie dies durch die beispielsweise gewählten Zahlen angedeutet ist. 

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    Auf dem Regelbalken ist ein Doppelhebel 4 drehbar gelagert, welcher seinerseits das Wasserregelorgan 6 betätigt, derart, dass die vorerst eingeregelte Wassermenge, als Mass für die Wärmeentnahme, vermittels einer Korrektur von der Seite der Überhitzungstemperatur im berichtigte Verhältnis zur Luftmenge, als Mass für die Wärmezufuhr, eingestellt wird. Wird z. B. eine 50% ige Last (hier normal mit 22 ata und 300  C eingestellt) momentan auf 75% Last mit dem entsprechenden Druck 21 ata verändert, so bleibt die Überhitzung im ersten Momente auf 300  C, und es wird die Wassermenge auf etwas mehr, als der 75%-Last entspricht, vergrössert. Demzufolge steigt der Wasserspiegel im Einrohrkessel und die Temperatur wird demnach im weiteren Verlaufe auf die zugrunde gelegten 2750 C verringert usw.-bis Gleichgewicht wieder eintritt. 



  Dieser Forderung kann, wie bekannt, mittels verschiedener Ausführungsformen entsprochen werden. Eine dieser Ausführungsformen ist beispielsweise in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Da das Drosselorgan der Speisepumpe bei der Veränderung des Belastungsgrades von zu eine proportionale Wassermenge mit grösstmöglicher Genauigkeit durchlassen muss, ist die Öffnung des Drosselorganes in Fig. 2 und 3 mehrfach unterteilt (bei 14) und entlang einer Schraubenlinie angeordnet. Wird dieser Drosselhahn 15 gegenüber der Steuerkante 16 verdreht, so wird nun die Anzahl der Öffnungen entsprechend dem B3lastungsgrad verändert und damit eine genauere Proportionalität erzielt.

   Um ferner die Summe dieser Querschnitte gegenüber dem Bedarf genauer einregeln zu können, ist im Inneren ein Schieber 17 mittels Sjft 18 axial verschiebbar angeordnet, dessen Steuerkante 19 als Schraubenlinie unter dem gleichen Winkel ausgebildet ist, so dass bei einem axialen Verschieben sämtliehe Öffnungen 14 gleichartig gedrosselt werden können. 



  Für die Veränderung der Luftmenge kann am besten die Drehzahl des Ventilatormotors 20 (Fig. 1) proportional dem Belastungsgrad von Seite des Regelbalkens 3 verändert werden, dadurch, dass ein Widerstand im Nebenschluss vom Regelbalken verändert wird. 



  Ebenso könnte die Wassermenge der Speisepumpe 21 in genau der gleichen Weise geregelt werden, indem der Widerstand im Nebenschluss jenes Antriebsmotors von Seite des Doppelhebels 4 verändert wird. 



  In gleicher Weise kann diese Kesselregelung auch für stabile Einrohrkessel verwendet werden, indem Luft und Kohle vom Regelbalken. 3 und Wasser vom Doppelhebel 4 beeinflusst werden. 



  Bei Verwendung flüssiger Brennstoffe wird in gleicher Weise Luft und 01 vom Regelbalken, Wasser vom Doppelhebel geregelt. 



  Steigt im Betriebe aus irgendeinem Grunde der Dampfdruck oder die Überhitzertemperatur über die zulässige Grenze, so wird in der vorliegenden Anordnung der Plunger 1 bzw. der Thermostat 11 den Strom des Ventilatormotors 20 unterbrechen, d. h. die Wärmezufuhr unterbinden, bzw. das sonst notwendige Sicherheitsventil ersparen. 



  Zur Erhöhung der Stabilität der Regelung, d. h. der rascheren Wirkungsweise, ist gemäss Fig. 4 auch die Luftzufuhr zusätzlich vom Temperaturregler in folgender Weise beeinflusst : Steigt die Dampftemperatur über ihren Sollwert, so soll die Luftzufuhr in geringem Ausmasse verringert werden und umgekehrt, u. zw. in der Ausführung, dass am gleichen Regelbalken 3 ein zweiter Doppelhebel 22 gelagert wird, welcher einerseits das Luftregelorgan steuert, dessen anderes Ende 24 von einem entsprechenden Punkt des Doppelhebels 4 beeinflusst wird. Wird eben dieser Punkt 24 in den Drehzapfen des Doppelhebels 4 verlegt, so wäre hiedurch die Temperaturbeeinflussung der Luftzufuhr ausgeschaltet. 



  PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur selbsttätigen Regelung von Einrohrkesseln mittels eines Druckreglers, welcher die Wärmezufuhr und die Speisewassermenge (als Mass für die Wärmeentnahmen) einander angleicht. und eines Temperaturreglers, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckregler mit einem grossen Gefälle   
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 Belastungsgrad entsprechend einstellt, während der Temperaturregler mit ebenfalls grossem Gefälle   niM- < m !) J   bei eventueller Ungleichheit dieselbe Speisewassermenge gegenüber der Wärmezufuhr im Ausmass des bezügliche Sollwertes richtigstellt.

Claims (1)

1. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Druckregler, ausgebildet als durch eine Federkraft im Gleichgewicht gehaltenem Plunger oder Membrane, welcher (welche) in ungefähr linearem Zusammenhang mit der Druckänderung die Wärmezufuhr und die Speisewassermenge dem Belastungsgrad entsprechend direkt beeinflusst, und aus einem Temperaturregler, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckregler einen Regelbalken in seiner Höhenlage dem Belastungsgrad entsprechend verstellt, welcher seinerseits die Organe der Wärmezufuhr und des Speisewassers dementsprechend einregelt, während der Temperaturregler an einem an dem Regelbalken gelagerten Doppelhebel angreift, dessen anderes Ende das Speisewasserregelorgan zusätzlich beeinflusst, derart,

   dass eine Verringerung der Dampfsolltemperatur eine Absenkung des Wasserspiegels bzw. der Verdampfungszone und umgekehrt eine Erhöhung der Solltemperatur ein Steigen der Verdampfungszone bewerkstelligt.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturregler auf der Ausdehnungskraft eines Gases in Abhängigkeit von der Temperatur beruht und derart angeordnet ist, dass das eingeschlossene Gas von aussen vom Eintrittsdampf umspült und im Inneren durch eine <Desc/Clms Page number 3> Anzahl von Dampfströmen geheizt wird und die Temperatur des durchstreichenden Dampfes rasches annimmt, wobei der zugehörige Gasdruck mittels einer Membrane von einer Federkraft ausgeglichen wird, so dass der Dampftemperatur eine etwa proportionale Hubverstellung der Membrane entspricht.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung im Hahne des Drosselorganes (6) für die proportionale Veränderung der Speisewassermenge mehrfach unterteilt ist und die Teilöffnungen auf einer Schraubenlinie angeordnet sind, welche in ihrer G ? samtheit durch einen im Innern angeordneten und axial verschiebbaren Mantel im Querschnitt gleichartig eingeregelt werden können, um auf diese Weise eine möglichst proportionale Veränderung der Wassermenge zu erreichen.

   5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Ventilatormotors als Massstab für die Zufuhr der Verbrennungsluft durch den Regelbalken mit einer dem Belastungsgrad proportionalen Veränderung einregelbar ist.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Speisewassermotors seitens eines Doppelhebels (4) mit einer der Überhitzung und dem Belastungsgrade proportionalen Veränderung einregelbar ist.

   7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromkreis des Ventilatormotors bei Überschreiten des Dampfdruckes oder der Überhitzungstemperatur unterbrochen wird, um in diesem Falle die Wärmezufuhr zur Sicherung des Betriebes zu unterbinden.

   8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckregler einen Regelbalken (3) in seiner Höhenlage dem Belastungsgrade entsprechend verstellt, welcher seinerseits die Regelorgane der Wärmezufuhr (5) und der Speisewassermenge (6) dementsprechend einregelt, während ein Temperaturregler an einem im Regelbalken gelagerten Doppelhebel (4) angreift, dessen anderes Ende das Speise. wasserregelorgan zusätzlich beeinflusst, derart, dass eine Verringerung der Dampfsolltemperatur eine Absenkung des Wasserspiegels bzw.

   der Verdampfungszone und umgekehrt eine Erhöhung der Solltemperatur ein Steigen der Verdampfungszone bewerkstelligt, wobei ein am Regelbalken (3) gelagerter zweiter Doppelhebel (22) mit seinem einen Ende das Regelorgan der Luftzufuhr (5) zusätzlich beeinflusst, mittels seines anderen Endes vom ersten Doppelhebel (4) zwecks Erhöhung der Stabilität entsprechend betätigt wird, in der Weise, dass einer Erhöhung der Dampfsolltemperatur eine Verringerung der Luftmenge und umgekehrt entspricht (Fig. 4). EMI3.1