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Verfahren zur Regelung von Kesseln mit Zwangdurchlauf
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung von Kesseln mit Zwangsdurchlauf.
Zwangdurchlaufkessel haben einen bedeutend kleineren Wasser- und Dampfinhalt als mit Trommeln versehene Kessel und haben infolgedessen auch eine wesentlich geringere Speicherfähigkeit, was insbe- sondere in Betrieben mit schnellen und grossen Leistungsänderungen von Nachteil ist, wie dies z. B. eine automatische Frequenzregelung verlangt.
Diese Nachteile werden bei bekannten Verfahren dadurch beseitigt, dass das im Wasser-Abscheider aufgefangene Wasser mittels einer nicht geregelten Einspritzung hinter die erste Sektion des Überhitzers eingeführt wird. Eine durch ein Regelventil gesteuerte Wasserurnfahrung ist dabei ausserhalb der Ver- dampfungsf1äche durchgeführt und in einer Verbindungsleitung zwischen dem Abscheider und der nicht regulierten Einspritzung untergebracht. Erfindungsgemäss wird nun dem das Regelventil betätigenden Reg- ler von einem die Kesselle istung kenweichnenden Parameter, z. B. von der Dampfmenge, ein Signal zuge- führt.
Dieses die Leistungsänderung anzeigende Signal wirkt über den Regler auf das in der Umfabzungs- rohrleitung befindliche Regelventil in dem Sinne ein, dass, bei einer Erhöhung der Kesselleistung die durch die Umführung fliessende Wassermenge vergrössert und bei Verminderung der Leistung vorübergehend vermindert wird. Die Erfindung verbessert wesentlich die Fähigkeit des Zwangdurchlaufkessels sich schnellen Leistungsänderungen sofort anzupassen.
Diese Eigenschaft des Dampfkessel ist von ausserordentlicher Bedeutung, denn das Schwergewicht der Leistungsregelung und der automatischen Frequenzregelung des Netzes wird immer mehr auf den Kohle-Elektrizitätswerken lasten, u. zw. insbesondere auf neuen energetischen Blöcken, bei denen Zwangdurchlaufkessel in vielen Fällen zur Verwendung kommen werden.
Durch die Erfindung wird nicht nur die Speicherfähigkeit des Kessels verbessert, sondern gleichzeitig werden auch Druckschwankungen des ganzen Druckteiles zwischen der Speisepumpe und der Turbine begrenzt, wodurch die Betriebsbedingungen des ganzen Regelungssystems des betreffenden Blocks verbessert werden.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand einer beispielsweisen in der Zeichnung schematisch dargestellten Gesamtanordnung näher erläutert.
Das Speisewasser tritt in den Kessel durch einen Speisekopf 1 ein, gelangt dann in einen Speisewasse vorwärmer 2 und in einen Feuchtigkeitsverdampfer 3. Hinter der Verdampffläche ist ein Abscheider 4 eingeschaltet, aus dem der Dampf in die ersten Teile eines Überhitzers 5 sowie in weitere Überhitzerteile 6 und 7 gelangt. Der hinter einem Einspritzpunkt 9 angeordnete Überhitzerteil 6 arbeitet mittels Konvektions-Wärmeübertragung und ist in einer Zone verhältnismässig niedriger Brenngastemperatur untergebracht. Er erhält dadurch eine verhältnismässig grosse Masse, was beabsichtigt ist. Das im Abscheider 4 abgeschiedene Wasser wird durch die Rohrleitung 8 in die Einspritzvorrichtung geführt. Die Grösse des Überhitzers 5 ist so gewählt, dass der Dampf bei jedem Betriebszustand des Kessels hinter dem Einspritzpunkt 9 überhitzt bleibt.
Zwischen dem Speisewasservorwärmer 2 und dem Speisekopf 1 zweigt eine Umführungsleitung 10 ab, welche in die Rohrleitung 8 einmündet. Durch die Umführungsleitung 10 fliesst eine bestimmte Wassermenge. Mit Hilfe von. Signalen betreffend eine Speisewassermenge 12 und die abgeschiedene Wassermenge sowie mittels eines Regelventils 11 ist es möglich die Dampffeuchtigkeit hinter dem Verdampfer in den festgesetzten Grenzen zu halten. Erfindungsgemäss wird einem Regler 15, der das
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Regelventilllbetätigt, ein weiteres Signalzugeordnet, u. zw. von der aus dem Kessel austretenden Dampfmenge.
Dieses Signal bewirkt, dass der Regler 15 bei erhöhter Dampfentnahme, d. h. bei vergrössertem Durchfluss durch einen Fühler 14, das Kommando zu einer vorübergehend vergrösserten Öffnung des Ven- tils 11 gibt, und dass damit der Durchfluss durch die Leitung 8 schnell auf einen bestimmten Wert anwächst, der dann allmählich auf einen neuen, der Kesselleistung entsprechenden Gleichgewichtszustand absinkt.'Dadurch wächst auch die aus dem bei 9 eingespritzten Wasser verdampfte Dampfmenge schnell an.
Zwar fällt dadurch die Dampftemperatur hinter dem Einspritzpunkt 9 vorübergehend stark ab, aber die in der grossen Masse des schweren Überhitzers 6 aufgespeicherte Wärme gleicht diesen Temperaturabfall im wesentlichen aus und die verbleibende kleine Temperatursenkung des Dampfes hinter diesem Überhitzerteil wird durch die normale Regeleinspritzung ausgeglichen. Überdies verringert sich infolge der vor- übergehend grösseren, die Rohrleitung 10 durchfliessenden Umführungsmenge der Wasserdurchfluss durch den Verdampferteil des Kessels, wodurch die verdampfende Oberfläche vorübergehend anwächst und vor- übergehend auch eine grössere Dampfmenge abgibt.
Bei verringerter Dampfentnahme verläuft der Reguliervorgang ähnlich, aber in entgegengesetztem Sinne, indem nämlich der Regulator den Durchfluss durch die Umfuhrungsleitung 10 herabsetzt, so dass die Dampfleistung des Kessels rasch abfällt.
Der Regulator 15 wird so eingestellt, dass sein Reguliereingriff die durch die Trägheit des Kessels und seiner Verbrennungseinrichtung verursachte Verspätung der Leistungsänderung möglichst ausgleicht.
Das für den Reguliereingriff dienende Signal kann allerdings auch von einem andern Parameter des Blocks abgeleitet werden, z. B. vom Dampfdruck oder seiner Änderung, von der Netzfrequenz, von der Generatorleistung u. dgl.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Regelung von Kesseln mit Zwängdurchlauf, bei denen hinter der Verdampferfläche ein Feuchtigkeitsabscheider eingeschaltet ist, wobei das im Abscheider aufgefangene Wasser mittels einer nicht geregelten Einspritzung hinter die erste Überhitzersektion geleitet wird und bei dem, ausserhalb der Verdampferfläche, eine durch ein Regelventil gesteuerte Wasserumführung vorgesehen ist, welche in die zwischen dem Abscheider und die ungeregelte Einspritzung angeordnete Verbindungsleitung einmündet, dadurch gekennzeichnet, dass dem das Regelventil betätigenden Regler ein Signal zugeführt wird, welches. von einem die Kesselleistung kennzeichilendenparameter, z. B. von der Dampfmenge, herrührt.