Verfahren zum Betreiben von Dampfkraftanlagen, bei denen Abdampf oder Entnahme dampf einer Dampfkraftmaschine bis zur Verwendungsstelle eine längere Rohrleitung zu durchströmen hat. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von Dampfkraftanlagen, bei denen Abdampf oder Entnahmedampf einer Dampf kraftmaschine bis zur Verwendungsstelle eine längere Rohrleitung zu durchströmen hat. Das ist beispielsweise der Fall, wenn Ab dampf oder Entnahmedampf zu Heizzwecken, sei es zum Heizen von Räumlichkeiten oder zum Heizen von Apparaturen in chemischen Fabriken und dergleichen, verwendet wird.
Der Heizdampfbedarf ist dabei in den meisten Fällen starken Schwankungen unterworfen, denen für gewöhnlich durch Regelung der der Dampfkraftmaschine zuströmenden Dampfmenge Rechnung getragen wird. Jede Anderung des Dampfdurchsatzes der Kraft maschine bedingt ihrerseits eine Änderung des Druckverlustes in der Rohrleitung. Die ser ändert sich bekanntlich angenähert qua dratisch mit der durch die Rohrleitung fliessenden Dampfmenge.
Um trotzdem an der Stelle, wo der Ab- bezw. Entnahmedampf zu Heizzwecken verwendet wird, einen mög- lichst konstanten Arbeitsdruck zu haben, wird bei den bis jetzt gebauten Dampfkraft anlagen der eingangs erwähnten Art mit Hilfe einer beispielsweise in der Nähe der Heizstelle angeordneten Drosselvorrichtung der ihr zuströmende Dampf mehr oder weni ger stark gedrosselt.
Der Gegendruck bezw. Entnahmedruck der Dampfkraftmaschine wird dabei angenähert konstant gehalten, zu welchem Zwecke meist selbsttätige Vorrich tungen, verwendet werden, welche die durch die Dampfkraftmaschine strömende Dampf menge derart regeln, dass der Gegendruck bezw. Entnahmedruck konstant bleibt. Je nach dem Heizdampfbedarf strömt somit auch eine grössere oder kleinere Dampfmenge durch die Kraftmaschine.
Da bei kleiner Dampfmenge der Druckabfall in der Rohr leitung geringer ist als bei grosser Dampf menge, muss dann bei geringer Dampfmenge der Abdampf bezw. Entnahmedampf vom konstanten Gegen- bezw. Entnahmedruck auf den benötigten geringeren Heizdampfdruck abgedrosselt werden. Bei Verwendung einer Dampfturbine als Kraftmaschine muss ausser dem zwecks Verminderung der durch die Dampfturbine strömenden Dampfmenge auch noch der Dampfeinlass zur Dampfturbine ge drosselt werden.
Bei vermindertem Heiz- dampfbedarf wird somit die Leistung der Dampfturbine aus zwei Gründen vermindert, nämlich einmal wegen der bei Teilbelastung verarbeiteten geringeren Dampfmenge und sodann wegen des verminderten Wärmege fälles.
Zweck des Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahrens ist nun, durch Ver grösserung des in der Kraftmaschine verar beiteten Wärmegefälles bei geringer Dampf menge die Leistung der Kraftmaschine ge genüber den üblichen Verfahren zu ver grössern.- Es wird dies dadurch erreicht, dass bei geringerem Dampfverbrauch der Gegen- bezw. Entnahmedruck tiefer eingestellt wird als bei grossem Dampfverbrauch, und zwar derart, dass der Abfall des Druckes vom Ab dampf- bezw. Entnahmestutzen zur Dampf verbrauchsstelle dem geringeren Druckabfall in der Rohrleitung bei der geringeren Dampf menge entspricht, so dass ohne wesentliche zusätzliche Drosselung der Dampfdruck an der Verbrauchsstelle angenähert konstant bleibt. Mit andern Worten: Es wird der Ge gendruck bezw.
Entnahmedruck der Dampf kraftmaschine je nach der Grösse der Dampf menge, die durch die Rohrleitung von der Kraftmaschine zu der Stelle, wo der Ab dampf bezw. Entnahmedampf verwendet wird, strömt, so eingestellt, dass der Druck unterschied zwischen Gegendruck bezw. Ent nahmedruck und Druck an der Dampfver- brauchsstelle dem jeweiligen Druckabfall in der Rohrleitung angenähert entspricht. Eine Veränderung des Gegendruckes bezw. Ent nahmedruckes in diesem Sinne kann beispiels weise dadurch erreicht werden, dass die durch die Kraftmaschine fliessende Dampfmenge in Abhängigkeit vom Dampfdruck verändert wird, der in der Nähe der Verbrauchsstelle des Ab- bezw. Entnahmedampfes herrscht.
Gewünschtenfalls kann die durch die Dampfkräftmaschine strömende Dampf- menge dabei gleichzeitig noch in Abhängig keit von dem unmittelbar hinter der Dampf kraftmaschine herrschenden Gegendruck bezw. dem an der Entnahmestelle herrschen den Dampfdruck verändert werden.
Die durch die Dampfkraftmaschine strö mende Dampfmenge kann aber auch in Ab hängigkeit von der zur Verbrauchsstelle strömenden Dampfmenge und von dem an dieser Stelle herrschenden Dampfdruck ver ändert werden.
,Schliesslich kann die durch die Dampf kraftmaschine strömende Dampfmenge in Abhängigkeit vom Gegen- bezw. Entnahme dampfdruck unmittelbar hinter der Kraftma schine und der durch die Rohrleitung flie ssenden Dampfmenge verändert werden.
Auf der beiliegenden Zeichnung sind schematisch einige Ausführungsbeispiele von Anlagen veranschaulicht, welche die Ausfüh rung des neuen Verfahrens gestatten.
Fig. 1 zeigt eine Anlage, bei der die Dampfmenge, die durch die als Entnahme- dampfturbine ausgebildete Kraftmaschine strömt, in Abhängigkeit vom Dampfdruck in der Nähe der Verbrauchsstelle des Ent nahmedampfes verändert wird; Fig. 2 zeigt eine Anordnung,- bei der die durch die als Gegendruckturbine ausgebil dete Dampfkraftma.schine strömende Dampf menge in Abhängigkeit vom Druck und der Dampfgeschwindigkeit in der Rohrleitung unmittelbar hinter der Gegendruckturbine verändert wird;
Fig. 3 zeigt schematisch eine Regelungs einrichtung, die vom Druck an der Ver brauchsstelle des von der Kraftmaschine gelieferten Dampfes und vom Druck unmit telbar hinter dem Abdampfstutzen der Kraft maschine beeinflusst wird.
In Fig. 1 bezeichnet H den Hochdruck teil einer zweigehäusigen Entnahmedampf- turbine; N ist der Niederdruckteil dieser Turbine und G ein von der Turbine<I>H, N</I> angetriebener Generator. 1 ist das Frisch dampfventil und 2 das von einem Geschwin digkeitsregler 3 beeinflusste Überströmventil der Dampfturbine, V bezeichnet Apparate, in denen der an der Stelle 4 entnommene und durch eine Leitung 5 den Apparaten V zu strömende Dampf verbraucht wird.
Die Länge der Leitung 5 ist eine beträchtliche, das heisst sie kann selbst mehrere Kilometer betragen, so dass in derselben je nach der durchströmenden Dampfmenge Druckabfälle von erheblichem Unterschiede auftreten kön nen. Durch eine Leitung 6, die bei 7 in der Nähe der Dampfverbraucher V mit der Lei tung 5 in Verbindung steht, wird das Frisch dampfventil 1 in Abhängigkeit von dem an der Stelle 7 herrschenden Druck eingestellt, zu welchem Zwecke ein nicht dargestellter Druckregler bekannter Bauart zur Verwen dung kommen kann. Dieser Druckregler muss so ausgestaltet sein, dass bei zunehmen dem Dampfverbrauch in V der Entnahme druck erhöht, bei vermindertem Dampfver brauch dagegen verkleinert wird.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Anordnung bezeichnet T eine als Gegendruckdampftur bine ausgebildete Dampfkraftmaschine, die einen Generator G treibt. 1 bezeichnet auch hier das Frischdarnpfventil und 5 eine Lei tung, die von der Abdampfleitung 8 der Turbine T abzweigt und nach Dampfver brauchern V führt. Auch in diesem Falle ist die Länge der Leitung 5 eine beträcht liche. Das Frischdampfventil 1 wird hier, wie durch gestrichelte Linien R1 und R2 an gedeutet ist, von nicht dargestellten Regler- einrichtungen eingestellt, die von dem am Anfange der Leitung 5 herrschenden Dampf druck und der dort vorhandenen, mittelst eines Venturimeters 9 zur Einwirkung ge brachten Dampfgeschwindigkeit, also von der durchströmenden Dampfmenge, beein flusst werden.
In Fig. 3 ist eine Regelungseinrichtung veranschaulicht, die das Frischdampfventil 1 einer nicht dargestellten Turbine einmal in Abhängigkeit vom Druck an der Stelle 10, die in der Nähe von ebenfalls nicht dar gestellten Dampfverbrauchern sich befindet, und sodann in Abhängigkeit vom Dampf- druck an einer Stelle 11, die man sich un mittelbar hinter der Dampfkraftmaschine zu denken hat, einstellt. Der Druck an der Stelle 10 wirkt auf einen Kolben 12 ein, der mit einem elektrischen Schalter 13 in Wir kungsverbindung steht. 14 bezeichnet einen elektrischen Motor, der je nach der Lage des Schalters 13 von einer elektrischen Kraft quelle 15 in dem einen oder andern Dreh sinne bewegt wird. Der an der Stelle 11 herr schende Druck wirkt auf eine Membrane 26 ein, die ihrerseits auf einen Hebel 16 ein wirkt.
Letzterer trägt am freien Ende einen Teller 17, der gegenüber einer Düsenöffnung 18 eines Behälters 19 angeordnet ist. Dem Behälter 19 strömt durch eine Leitung 20 Druckflüssigkeit zu. Je nach der Lage des Tellers 17 ist im Behälter 19 ein grösserer oder kleinerer Druck vorhanden, der durch eine Leitung 21 auf die untere Seite eines Kolbens 22 einwirkt, der mit dem Frisch dampfventil 1 der Dampfkraftmaschine in Wirkungsverbindung steht.
Der elektrische Motor 14 bewirkt vermittelst eines Getriebes 23, 24 je nach seiner Drehrichtung eine mehr oder weniger starke Spannung einer Feder 25, die auf den Hebel 16 einwirkt, so dass die Lage des Ventiltellers 17, und damit der auf die untere .Seite des Kolbens 22 wirkende Druck, sowohl von dem Druck an der Stelle 10 als auch von dem Druck an der Stelle 11 abhängig ist.
Process for operating steam power plants in which exhaust steam or extraction steam from a steam engine has to flow through a longer pipeline to the point of use. The invention relates to a method for operating steam power plants in which exhaust steam or extraction steam from a steam engine has to flow through a longer pipeline to the point of use. This is the case, for example, when from steam or extraction steam for heating purposes, be it for heating premises or for heating equipment in chemical factories and the like is used.
In most cases, the heating steam requirement is subject to strong fluctuations, which are usually taken into account by regulating the amount of steam flowing into the steam engine. Any change in the steam throughput of the engine itself causes a change in the pressure loss in the pipeline. As is well known, the water changes approximately squa dratically with the amount of steam flowing through the pipe.
In order to be at the point where the Ab- or. Withdrawal steam is used for heating purposes to have as constant a working pressure as possible, in the steam power plants of the type mentioned above, the steam flowing in is more or less strongly throttled with the aid of a throttle device arranged for example near the heating point.
The back pressure respectively. Withdrawal pressure of the steam engine is kept approximately constant, for which purpose mostly automatic Vorrich lines are used, which regulate the amount of steam flowing through the steam engine in such a way that the back pressure respectively. Withdrawal pressure remains constant. Depending on the heating steam requirement, a larger or smaller amount of steam thus also flows through the engine.
Since with a small amount of steam, the pressure drop in the pipeline is lower than with a large amount of steam, the exhaust steam must be resp. Extraction steam from the constant counter or Withdrawal pressure can be throttled to the required lower heating steam pressure. When using a steam turbine as the engine, the steam inlet to the steam turbine must also be throttled in order to reduce the amount of steam flowing through the steam turbine.
In the event of a reduced heating steam requirement, the output of the steam turbine is reduced for two reasons, namely on the one hand because of the lower amount of steam processed under partial load and then on account of the reduced heat fall.
The purpose of the method forming the subject of the invention is now to increase the power of the engine compared to the usual method by increasing the heat gradient processed in the engine with a small amount of steam. This is achieved in that with lower steam consumption the counter - resp. Withdrawal pressure is set lower than with high steam consumption, in such a way that the drop in pressure from steam or from. Withdrawal connection to the point of steam consumption corresponds to the lower pressure drop in the pipeline with the lower amount of steam, so that the steam pressure at the point of consumption remains approximately constant without significant additional throttling. In other words: The counter pressure is resp.
Withdrawal pressure of the steam engine depending on the size of the steam amount that passes through the pipeline from the engine to the point where the steam or from. Extraction steam is used, flows, adjusted so that the pressure difference between back pressure and respectively. Withdrawal pressure and pressure at the steam consumption point approximates the respective pressure drop in the pipeline. A change in the back pressure respectively. Withdrawal pressure in this sense can, for example, be achieved in that the amount of steam flowing through the engine is changed as a function of the steam pressure that is in the vicinity of the consumption point of the outlet or. Extraction steam prevails.
If desired, the amount of steam flowing through the steam engine can at the same time still be a function of the counter pressure prevailing immediately behind the steam engine. the vapor pressure prevailing at the extraction point can be changed.
The amount of steam flowing through the steam engine can also be changed depending on the amount of steam flowing to the point of consumption and the steam pressure prevailing at this point.
Finally, the amount of steam flowing through the steam engine can be a function of the counter- or. Withdrawal of steam pressure directly behind the engine and the amount of steam flowing through the pipeline can be changed.
In the accompanying drawing, some exemplary embodiments of systems are schematically illustrated, which allow the execution of the new method.
1 shows a system in which the amount of steam that flows through the engine designed as an extraction steam turbine is changed as a function of the steam pressure in the vicinity of the point of consumption of the extraction steam; 2 shows an arrangement in which the amount of steam flowing through the steam power machine as a back pressure turbine is changed as a function of the pressure and the steam speed in the pipeline immediately downstream of the back pressure turbine;
Fig. 3 shows schematically a control device that is influenced by the pressure at the point of consumption of the steam supplied by the engine and by the pressure immediately behind the exhaust pipe of the engine.
In Fig. 1, H denotes the high pressure part of a two-casing extraction steam turbine; N is the low-pressure part of this turbine and G is a generator driven by the turbine <I> H, N </I>. 1 is the fresh steam valve and 2 is the overflow valve of the steam turbine, which is influenced by a speed controller 3, V denotes apparatus in which the steam withdrawn at point 4 and flowing through a line 5 to apparatus V is consumed.
The length of the line 5 is considerable, that is to say it can itself be several kilometers, so that pressure drops of considerable differences can occur in the same depending on the amount of steam flowing through. Through a line 6, which is at 7 in the vicinity of the steam consumer V with the Lei device 5 in connection, the fresh steam valve 1 is set depending on the pressure prevailing at the point 7, for which purpose a known type of pressure regulator, not shown Can be used. This pressure regulator must be designed in such a way that when the steam consumption in V increases, the withdrawal pressure is increased, but when the steam consumption is reduced, it is reduced.
In the arrangement shown in FIG. 2, T denotes a steam engine designed as a counterpressure steam turbine which drives a generator G. Here, too, 1 denotes the fresh steam valve and 5 a Lei device which branches off from the exhaust line 8 of the turbine T and V leads to steam consumption. In this case, too, the length of the line 5 is considerable. The live steam valve 1 is here, as indicated by dashed lines R1 and R2, set by regulator devices, not shown, the pressure of the steam prevailing at the beginning of the line 5 and the existing there, by means of a Venturimeter 9 brought into action , that is, influenced by the amount of steam flowing through.
In Fig. 3 a control device is illustrated that the main steam valve 1 of a turbine, not shown, once depending on the pressure at the point 10, which is located in the vicinity of steam consumers also not shown, and then depending on the steam pressure at a Position 11, which you have to think about immediately behind the steam engine, is set. The pressure at point 10 acts on a piston 12 which is in communication with an electrical switch 13 in We. 14 denotes an electric motor which, depending on the position of the switch 13, is moved by an electric power source 15 in one or the other sense of rotation. The prevailing pressure at point 11 acts on a membrane 26 which in turn acts on a lever 16.
The latter carries a plate 17 at the free end, which is arranged opposite a nozzle opening 18 of a container 19. The container 19 flows through a line 20 pressure fluid. Depending on the position of the plate 17, a greater or lesser pressure is present in the container 19, which acts through a line 21 on the lower side of a piston 22 which is operatively connected to the fresh steam valve 1 of the steam engine.
The electric motor 14 causes, by means of a gear 23, 24, depending on its direction of rotation, a more or less strong tension of a spring 25, which acts on the lever 16, so that the position of the valve disk 17, and thus that on the lower .Seite of the piston 22 acting pressure, both on the pressure at the point 10 and on the pressure at the point 11 is dependent.