Verfahren zur Regelung des Betriebes von Iloehdrueli-dampferzeugern._ Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Betriebes von Hochdruck dampferzeugern.
Bekanntlich ist der Wasserinhalt von Hochdruckdampferzeugern für gewöhnlich klein, da sie im wesentlichen lediglich aus einem beheizten Rohrsystem bestehen, so dass es schwer fällt, die Dampferzeugung den Schwankungen im Dampfverbrauch in ge nügender Weise anzupassen. Zweck der Er findung ist, ein Verfahren zu schaffen, wel ches diesen Übelstand beseitigt, indem es die Dampferzeugung augenblicklich der ver brauchten Dampfmenge bezw. der Leistung des vom Dampferzeuger belieferten Dampf verbrauchers anpasst und dabei Temperatur und Druck des erzeugten Dampfes bei allen Betriebsverhältnissen praktisch konstant zu halten gestattet.
Zu diesem Behufe wird er findungsgemäss mindestens einer der die Dampferzeugung beeinflussenden Vorgänge: Brennstoffzufuhr, Luftzufuhr, Wärmezufuhr zum Überhitzer, Wärmezufuhr zum Speise wasservorwärmer, Speisewa.sserzufuhr, un mittelbar in Abhängigkeit vom Dampfver- brauch bezw. von der Leistung des vom Dampferzeuger belieferten Dampfverbrau chers beeinflusst. Zur Ergänzung einer sol chen Grobregelung wird dann noch von den Qualitätseigenschaften des Dampfes: Tem peratur, Druck, mindestens die eine zur wei teren Beeinflussung mindestens eines der von der Grobregelung beeinflussten Vorgänge verwendet.
Erfolgt die Hochdruckda.mpf- erzeugung in einem einen Wasserraum auf weisenden Dampferzeuger, so kann zweck mässig neben der Regelung der Speisewasser zufuhr in direkter Abhängigkeit vom Dampf verbrauch bezw. von der Leistung des Dampf verbrauchers als Feinregelung auch noch eine solche in Abhängigkeit von der Höhe des Wasserstandes im Dampferzeuger erfolgen. Indem nach dem neuen Verfahren beispiels weise sowohl die Feuerung, als die Speise wasserzufuhr unmittelbar in Abhängigkeit vom Dampfverbrauch bezw. von der Leistung des Dampfverbrauchers beeinflusst werden, findet eine augenblickliche Anpassung der Dampferzeugung an den jeweiligen Bedarf statt.
Da ferner von den Qualitätseigen- schaften des Dampfes: Temperatur, Druck, noch mindestens eine zu einer Feinregelung herbeigezogen. wird, können auch die Tem peratur bezw. der Druck des Dampfes bezw. beide praktisch konstant gehalten werden, so dass das neue Verfahren selbst bei klein stem Mlasserinhalt des Hochdruckkessels einen einwandfreien Betrieb ermöglicht.
In der Abbildung ist beispielsweise eine Anordnung schematisch dargestellt, die sich als besonders zweckmässig für die Durch führung des Verfahrens darstellt. Es be zeichnet K einen Hochdruckdampferzeuger, L% einen Überhitzer, F die Feuerung des Dampferzeugers und T einen als Dampf turbine ausgebildeten und einen Generator G antreibenden Dampfverbraucher. D ist ein Drosselventil, das die in die Turbine T strö mende Dampfmenge, also die Lieferung der Dampferzeugungsanl < age zur Kraftmaschine, beherrscht.
Bei der dargestellten Ausführung entspricht einer gegebenen Leistung der Tur bine T eine bestimmte Stellung des Ventils <I>D.</I> Dieses Ventil<I>D</I> steht mit einem Gliede fi in Wirkungsverbindung, das einmal über ein Glied h die Feuerung F zu beeinflussen ge stattet, beispielsweise, indem es auf die Ge- @chwindigkeit des Rostes einwirkt, oder die Menge des anfallenden Brennstoffes oder der anfallenden Luft regelt, und sodann durch ein weiteres Glied i die Stellung eines Regel- organes R bestimmt,
das in eine von einer Kesselspeisepumpe P nach dem Kessel K führende Speiseleitung s - eingeschaltet ist. Bei der dargestellten Anlage ist die Dampf erzeugung noch in Abhängigkeit gebracht von der Qualität des Dampfes in der vom Überhetzer<I>U</I> nach der Turbine<I>T</I> führenden Leitung 7n, das heisst von der Temperatur und dem Duck des durch diese Leitung strö menden Dampfes, wie dies durch die in strichpunktierten Linien gezeichneten Lei tungen u., o angedeutet ist. Die Temperatur und der Duck beeinflussen dabei als Fein regulierung die Feuerung, indem sie zum Beispiel auf den Gang des Rostes einwirken oder eine Feinregulierung des anfallenden Brennstoffes oder der anfallenden Luft be- wirken.
Da bei dem dargestellten Beispiel angenommen ist, dass der Kessel h einen ge wissen Wasserraum aufweist, so ist die Lage des Regelorganes. R, auch noch in Abhängig keit von der Höhe des Wasserstandes im Kes sel K gebracht. wie dies durch die in ge strichelten Linien gezeichnete Leitung k angedeutet ist.
Bei der beschriebenen Anlage ist die Dampferzeugung unmittelbar in Abhängig keit von der verbrauchten Dampfmenge bezw. der Leistung der Turbine T gebracht, und zwar wird der Dampfverbrauch bezw. die Leistung zur unmittelbaren Beeinflussung sowohl der Feuerung, als der Speisewasser- zufuhr benutzt, was die Dampferzeugun g augenblicklich in grober Weise zu regeln gestattet.
Da aber eine solche Regelung allein nicht. irntande ist, die Temperatur und den Druck des dem Dampfverbraucher T zuströmenden Dampfes konstant zu erhalten, was bei HochdruclLanlagen von Bedeutun;
ist, so erfolgt noch eine Feinregulierung der Da.mpferzcugung in Abhängigkeit von der Temperatur und vom Diaeck des Dampfes in der Leitung n . Bei der besehriebenen Anlage erfolgt somit eine primäre Regelung der Dampferzeugung unmittelbar in Abhängig keit von der Stellung des Ventils D, die vom Dampfverbrauch bezw. von der Leistung der Turbine T bestimmt wird, und es wirkt diese primäre Regelung auf die Feuerung und die Speisung ein.
Es unterscheidet sieh somit das neue Verfahren grundsätzlich von be reits bekannten Verfahren, gemäss denen eins Regelung der Feuerung, der Speisewasser zufuhr oder eine Drosselung des Dampfes in Abhängigkeit von Schwankungen- in der Temperatur und dem Drucke erfolgt;
da Druck- und Temperaturschwankungen nur die Folge von Dampfverbrauchsschwankun- gen sind., so erfolgt somit beim Ausführen dieser bekannten Verfahren die Regulierung von Brennstoff- und Speisewasserzufuhr nicht unmittelbar in Abhängigkeit von den Dampfverbrauchs- bezw. Leistungsschwan kungen, wie bei der Anwendung v orliegen- der Erfindung, sondern mittelbar in Ab- liängigl:eit von den verursachten Druck- und Temperaturschwankungen.
Ferner unter- ,#ebeidet sich das neue Verfahren auch von b(-kannten Verfahren, bei denen eine Rege lung der Feuerung oder Speisewasserzufuhr in Abhängigkeit von der Leistung erfolgt und die Qualität des Dampfes auf andere, nicht unmittelbar in Abhängigkeit von der Leistung beeinflusste Vorgänge einwirkt, im Gegensatz zum neuen Verfahren, gemäss dem einmal in Abhängigkeit vom Dampfverbrauch bezw. der Leistung eine Grobregulierung und sodann in Abhängigkeit von mindestens einer der Qualitätseigenschaften des Dampfes:
Druck, Temperatur, noch eine Feinregulie rung mindestens eines der bereits von der Grobregulierung beeinflussten Vorgänge statt findet.
Anstatt das den Dampfverbrauch unmit telbar bestimmende Glied D auf die Feue rung F oder das Regelorgan B einwirken zu lassen, kann es auch zum Einwirken auf ein die Wärmezufuhr zum Überhitzer U oder ein diA Wärmezufuhr zum Speisewasservor- wärmer regelndes Glied gebracht werden. Unter Umständen kann es zugleich zum Ein wirken auf die Brennstoffzufuhr, die Luft zufuhr zur Feuerung, die Wärmezufuhr zum Überhitzer, die Wärmezufuhr zum Speise wasservorwärmer und auf die Speisewasser zufuhr oder nur zum Einwirken auf einen oder einige dieser Vorgänge gebracht wer den.
Anstatt von den Qualitätseigenschaften des Dampfes: Druck, Temperatur, beide für die weitere Beeinflussung eines der von. der Grobregelung beeinflussten Vorgänge zu ver wenden, kann es unter. Umständen bereits ge nügen, nur den Druck oder nur die Tempera tur zu verwenden.
Ist der Kessel K mit keinem Wasser raum versehen, sondern besteht er .aus einer geheizten Rohrschlange, so wird die Leitung 7c entbehrlich.
Anstatt mit einem Drosselventil D kann das Glied g auch mit einem andern, den Dampfverbrauch der Anlage bestimmenden oder anzeigenden Organ, beispielsweise einem Venturimeter oder einer die abgegebenen Leistung messenden oder anzeigenden Vor richtung (Watt-Amperemeter und derglei chen) in Wirkungsverbindung gebracht wer den. Die Übertragung durch das Glied g kann beispielsweise auch durch Drucköl oder auf elektrischem Wege erfolgen.
Ferner ist es nicht durchaus erforderlich, die Leitun gen 7a, o hinter dem Überhitzer <I>U</I> an die Leitung m anzuschliessen; dieselben können beispielsweise auch an eine Leitung p zwi schen Kessel K und Überhitzer <I>U</I> angeschlos sen sein. Im weiteren kann der Zustand des Dampfes in der Leitung m oder p auch zum Einwirken auf die Speisewasserzufuhr, die Wärmezufuhr zum Überhitzer, oder zur Speisewasservorwärmung, oder gleichzeitig zum Einwirken auf mehrere dieser Vorgänge gebracht werden.
Wenn das Verfahren zur Regelung des Betriebes von Hochdruckdampferzeugern, bei denen der Dampf in der Nähe des kritischen Druckes erzeugt wird und vor der Verwen dung eine Drosselung erfährt, zu dienen hat, so kann zweckmässig die Einstellung des diese Drosselung bewirkenden Organes ebenfalls unmittelbar in Abhängigkeit vom Dampf verbrauch bezw. der Leistung des vom Dampferzeuger belieferten Dampfverbrau chers erfolgen und dann zum Zwecke der Ergänzung dieser Grobregelung von den Qualitätseigenschaften des Dampfes: Tempe ratur, Druck, noch mindestens die eine zur weiteren Beeinflussung jenes Drosselorganes verwendet werden.
Method for regulating the operation of Iloehdrueli steam generators._ The invention relates to a method for regulating the operation of high pressure steam generators.
As is known, the water content of high-pressure steam generators is usually small, since they consist essentially only of a heated pipe system, so that it is difficult to adapt the steam generation to the fluctuations in steam consumption in a sufficient manner. The purpose of the invention is to create a method that eliminates this deficiency wel Ches by the steam generation instantly BEZW of the amount of steam consumed. adapts to the output of the steam consumer supplied by the steam generator and allows the temperature and pressure of the steam generated to be kept practically constant under all operating conditions.
To this end, according to the invention, he will at least one of the processes influencing the steam generation: fuel supply, air supply, heat supply to the superheater, heat supply to the feed water preheater, Speisewa.sserzufuhr, directly depending on the steam consumption respectively. influenced by the performance of the steam consumer supplied by the steam generator. To supplement such a coarse control, the quality properties of the steam: temperature, pressure, at least one for further influencing at least one of the processes influenced by the coarse control are then used.
If the high-pressure da.mpf- generation takes place in a steam generator pointing to a water space, then, in addition to regulating the feed water supply, it can be used as a direct function of steam consumption. of the performance of the steam consumer as a fine control also take place depending on the height of the water level in the steam generator. By using the new method example, both the furnace, as the feed water supply directly depending on the steam consumption BEZW. are influenced by the performance of the steam consumer, there is an instantaneous adjustment of the steam generation to the respective demand.
Since the quality properties of the steam: temperature, pressure, at least one more are used for fine control. the tem perature can bezw. the pressure of the steam respectively. both are kept practically constant, so that the new process enables perfect operation even with the smallest Mlasser content of the high pressure boiler.
In the figure, for example, an arrangement is shown schematically which is particularly useful for performing the method. It denotes K a high-pressure steam generator, L% a superheater, F the furnace of the steam generator and T a steam consumer designed as a steam turbine and driving a generator G. D is a throttle valve that controls the amount of steam flowing into the turbine T, i.e. the delivery of the steam generating system to the engine.
In the embodiment shown, a given output of the turbine T corresponds to a certain position of the valve <I> D. </I> This valve <I> D </I> is operatively connected to a link fi which is once connected via a link h to influence the furnace F, for example, by acting on the speed of the grate, or by regulating the amount of fuel or air that arises, and then by a further element i determines the position of a control element R,
which is switched on in a feed line s leading from a boiler feed pump P to the boiler K. In the system shown, the steam generation is still dependent on the quality of the steam in the line 7n leading from the overheater <I> U </I> to the turbine <I> T </I>, that is to say on the temperature and the pressure of the steam flowing through this line, as indicated by the lines drawn in dash-dotted lines and, o. The temperature and the pressure act as fine controls on the furnace, for example by acting on the grate or by fine-tuning the fuel or the air.
Since it is assumed in the example shown that the boiler h has a certain water space, so is the position of the control element. R, also brought as a function of the height of the water level in the kes sel K. as indicated by the line k drawn in broken lines.
In the system described, steam generation is directly dependent on the amount of steam consumed BEZW. the power of the turbine T brought, namely the steam consumption BEZW. the power is used to directly influence both the furnace and the feed water supply, which allows steam generation to be regulated instantaneously in a coarse manner.
But there is no such regulation alone. It is irntande to keep the temperature and the pressure of the steam flowing to the steam consumer T constant, which is important in high-pressure systems;
there is a fine adjustment of the steam generation depending on the temperature and the thickness of the steam in the line n. In the system described, a primary control of the steam generation takes place directly as a function of the position of the valve D, the BEZW of the steam consumption. is determined by the power of the turbine T, and this primary control acts on the furnace and the feed.
It therefore distinguishes the new method fundamentally from already known methods, according to which one regulation of the furnace, the feed water supply or a throttling of the steam takes place depending on fluctuations in the temperature and the pressure;
Since pressure and temperature fluctuations are only the result of fluctuations in steam consumption, the regulation of the fuel and feed water supply does not take place directly as a function of the steam consumption or when executing these known methods. Power fluctuations, as with the application of the present invention, but indirectly as a function of the pressure and temperature fluctuations caused.
The new process also differs from known processes in which the furnace or feed water supply is regulated depending on the output and the quality of the steam affects other processes that are not directly dependent on the output acts, in contrast to the new method, according to which a coarse regulation depends on the steam consumption or the power and then on at least one of the quality properties of the steam:
Pressure, temperature, and a fine regulation of at least one of the processes already influenced by the coarse regulation takes place.
Instead of allowing element D, which directly determines the steam consumption, to act on the furnace F or the control element B, it can also act on a element that regulates the heat supply to the superheater U or a diA heat supply to the feedwater preheater. Under certain circumstances, it can also act on the fuel supply, the air supply to the furnace, the heat supply to the superheater, the heat supply to the feed water preheater and the feed water supply, or only to act on one or some of these processes.
Instead of the quality properties of the steam: pressure, temperature, both for further influencing one of the from. To use processes influenced by the coarse control, it can under. Under certain circumstances, it is sufficient to use only the pressure or only the temperature.
If the boiler K is not provided with a water space, but consists of a heated pipe coil, the line 7c is unnecessary.
Instead of a throttle valve D, member g can also be brought into operative connection with another organ that determines or displays the steam consumption of the system, for example a venturimeter or a device that measures or displays the output power (watt ammeter and the like). The transmission through the member g can also take place, for example, by pressure oil or by electrical means.
Furthermore, it is not absolutely necessary to connect the lines 7a, o downstream of the superheater <I> U </I> to the line m; the same can for example also be connected to a line p between the boiler K and superheater <I> U </I>. Furthermore, the state of the steam in the line m or p can also be brought to act on the feed water supply, the heat supply to the superheater, or for feed water preheating, or simultaneously to act on several of these processes.
If the method for regulating the operation of high-pressure steam generators, in which the steam is generated in the vicinity of the critical pressure and before the use experiences a throttling, has to serve, then the setting of the organ causing this throttling can also be directly dependent on Steam consumption or the performance of the steam consumer supplied by the steam generator and then for the purpose of supplementing this coarse control of the quality properties of the steam: temperature, pressure, or at least one can be used to further influence that throttle body.