<Desc/Clms Page number 1>
Einrichtung zur Dampfkesselregelung
Bei verschiedenen technischen Prozessen fallen kurzzeitig grössere Mengen Abwärme an. Um diese Abwärme nutzbar zu machen, wird sie vielfach zur Aufheizung eines Dampfkessels verwendet. Solche Verhältnisse liegen z. B. in Blasstahlwerken vor, wo während der einzelnen Blasperioden sehr heisse Abgase frei werden, deren Wärme über die Aufheizung eines Kessels verwertet wird. Bei derartigen Abhitzekesseln mit stossartiger, nicht regelbarer Wärmezufuhr arbeiten die für Dampfkessel mit regelbarer Feuerung üblichen Regeleinrichtungen nicht zufriedenstellend.
Insbesondere ist der übliche Speisewasserregler, der im allgemeinen ein vom Wasserstand im Kessel, von der vom Kessel abgegebenen Dampfmenge und gegebenenfalls von der zufliessenden Speisewassermenge beaufschlagter Dreiimpulsregler ist, nicht in der Lage, den Wasserstand des Kessels in erträglichen Grenzen zu halten.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Regelung von Dampfkesseln mit stossartiger Wärmezufuhr, z. B. Abhitzekesseln, unter Verwendung eines wenigstens vom Wasserstand im Kessel und von der abgegebenen Dampfmenge beaufschlagten, als Widerstandsbrücke mit veränderbaren Widerständen ausgebildeten Reglers, dessen Messwerk auf ein Stellglied für die Speisewasserzufuhr einwirkt, wobei in den Regelkreis ein Verzögerungsglied eingeschaltet ist ; dieses verzögert die Einwirkung des jeweils herrschenden Wertes der vom Kessel abgegebenen Dampfmenge und vor allem der Änderungen dieses Wertes auf den Speisewasserregler. Es wird dadurch ein unerwünscht rasches Ansteigen des Wasserstandes im Kessel, insbesondere bei Beginn stossartig einsetzender Wärmezufuhr, verhindert.
Diese hat nämlich eine sehr rasche Erwärmung und ein starkes Aufkochen des Kesselwassers durch plötzliche innere Dampfbildung zur Folge, so dass der Wasserstand im Kessel trotz Abgabe von Dampf verhältnismässig stark steigt. Bei der Regelung eines solchen Kessels mittels eines bekannten vom Wasserstand und der abgegebenen Dampfmenge beaufschlagten Reglers wird die abgegebene Dampfmenge sofort durch Vergrösserung der Menge des zugeführten Speisewassers wieder ersetzt. Gerade das führt aber bei Kesseln mit stossartiger, nicht regelbarer Zufuhr zu einem zu hohen Wasserstand, der eine Gefährdung des Kesselbetriebes bedeutet. Die abgegebene Dampfmenge wird erst nach einer bestimmten Zeit durch Vergrösserung der Speisewasserzufuhr ersetzt, so dass sich im Kessel kein zu hoher Wasserstand ausbilden kann.
Gemäss der Erfindung dient als Verzögerungsglied ein Nachlaufmotor, der einen im Regler angeordneten Widerstand entsprechend der abgegebenen Dampfmenge verstellt, an die Diagonale einer aus einem Geberwiderstand für die Dampfmenge und einem zweiten vom Nachlaufmotor verstellten Potentiometer gebildeten Brückenschaltung, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Relais, insbesondere Drehspulrelais angeschlossen ist. Bei Reglern, die nach dem Impulsfrequenzprinzip arbeiten ist es bekannt, die Verzögerung des Regelprozesses mitHilfe vonDifferentialrelais zu erzielen. Die Erfindung ermöglicht eine Verzögerung des Regelprozesses im angegebenen Sinn auch bei als Widerstandsbrücken ausgebildetenReglern, die wesentlich einfacher aufgebaut sind als nach dem Impulsfrequenzprinzip arbeitende Regler.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Mit 1 ist ein Abhitzekessel bezeichnet, dem über die Leitung 2 Speisewasser zugeführt wird. 3 ist die an den Kessel angeschlossene Dampfleitung.
Zur Kesselregelung dient im vorliegenden Fall ein Dreiimpulsregler 4, der als Brückenschaltung aus den Widerständen S, 6 und 7 aufgebaut ist. Der Widerstand 5 ist ein Potentiometer, dessen Abgriff proportional zum Wasserstand im Kessel 1 verstellt wird. Der Widerstand 6 ist z. B. ein Ringrohrwiderstand, der nach Art einer Rückführung die bei 8 gemessene, dem Kessel zugeführte Speisewassermenge abbil-
<Desc/Clms Page number 2>
det. Die bei 9 gemessene, vom Kessel 1 abgegebene Dampfmenge kommt im Widerstand 7, der vorteilhaft ebenfalls ein Ringrohrwijerstand sein kann, gemäss der Erfindung verzögert zur Abbildung. Das Reglermesswerk 10 des Reglers 4 wirkt auf ein Ventil 11 in der Zuführungsleitung 2 für das Speisewasser des Kessels ein.
Ebenso wäre an Stelle des Reglers 4 ein Regler andern gerätetechnischen Aufbaues denkbar.
Die Verzögerung zwischen der Messung der Dampfmenge bei 9 und der Verstellung des diese abbildenden Widerstandes 7 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel im einzelnen auf folgende Weise gelöst : Das Verzögerungsglied enthält beispielsweise einen Nachlaufmotor 12, der an die Diagonalspannung einer Brückenschaltung 13 angeschlossen ist. Auf der Achse des Nachlaufmotors sind die Widerstände 7 und 14 angeordnet. Der Potentiometerwiderstand 14 bildet mit dem ebenfalls als Potentiometer ausgebildeten Geberwiderstand 15 für die bei 9 gemessene Dampfmenge in der Leitung 3 die Brückenschaltung 13.16 ist ein Widerstand zur willkürlichen Einstellung des Brückenstromes.
Bei Änderung der vom Kessel abgegebenen Dampfmenge ändert sich die Stellung des Abgriffes des Potentiometers 15, wodurch das Gleichgewicht der Brücke 13 gestört wird. Der Motor 12 erhält Spannung und beginnt je nach der Polung der Brückendiagonalspannung in der einen oder andern Drehrichtung zu laufen. Dabei wird die Stellung des Abgriffes des Potentiometers 14 und die Stellung des Ringrohrwiderstandes 7 verändert. Ist in der Brückenschaltung 13 das Gleichgewicht wieder hergestellt, so steht der Motor 12 still. Dann nimmt auch derRingrohrwiderstand 7 die dem neuen Wert der bei 9 gemessenen Dampfmenge übereinstimmende Stellung ein.
Das durch Änderung des Widerstandes 7 gestörte Gleichgewicht in der Brückenschaltung 4 wird in bekannterweise durch entsprechendes Öffnen oder Schliessen des Ventiles 11 über den Stellmotor 17 und das Reglermesswerk 10 wieder hergestellt.
Die Zeit, die verstreicht, bis der Widerstand 7 den bei 9 gemessenen Wert der Dampfmenge abbildet, ist von der Laufzeit des Motors 12 abhängig. Diese kann ihrerseits mit Hilfe des Widerstandes 16, der den Brückenstrom einzustellen gestattet, den jeweiligen Verhältnissen angepasst werden. Man hat es dadurch
EMI2.1
menge in der Leitung 3 zu einer unerwünschten Überhöhung des Wasserstandes im Kessel 1 infolge zu früher Speisewasserzufuhr führt.
Es sind noch andere Ausführungsfprmen der Erfindung denkbar. Es wäre z. B. möglich, den Nachlaufmotor 12 nicht direkt in die Diagonale der Brücke einzuschalten, sondern in die Brückendiagonale ein vorzugsweise verzögert schaltendes Relais, insbesondere Drehspulrelais zu legen, das seinerseits einen die Widerstände 7 und 14 verstellenden Nachlaufmotor in der einen oder andern Drehrichtung zum Laufen bringt. In diesem Fall kann die Verzögerungszeit durch Änderung der Schaltzeiten des Relais beeinflusst werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Regelung von Dampfkesseln mit stossartiger Wärmezufuhr, z. B. Abhitzekesseln, unter Verwendung eines wenigstens vom Wasserstand im Kessel und von der abgegebenen Dampfmenge beaufschlagten, als Widerstandsbrücke mit veränderbaren Widerständen ausgebildeten Reglers, dessen Messwerk auf ein Stellglied für die Speisewasserzufuhr einwirkt, wobei in den Regelkreis ein Verzögerungsglied eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Verzögerungsglied ein Nachlaufmotor (12) dient, der einen im Regler angeordneten Widerstand (7) entsprechend der abgegebenen Dampfmenge verstellt, an die Diagonale einer aus einem Geberwiderstand (15) für die Dampfmenge und einem zweiten vom Nachlaufmotor (12) verstellten Potentiometer (14)
gebildeten Brückenschaltung gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Relais, insbesondere Drehspulrelais angeschlossen ist.