DD217426A1 - Schutzschaltung zum betreiben von eindampfanlagen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schutzschaltung zum Betreiben von Eindampfanlagen, und sie bezieht sich auf das Gebiet der Verdampfungstechnik. Ziel der Erfindung ist es, beim Auftreten von auf die Eindampfanlage einwirkenden Stoerungen die bisherigen negativen Folgen zu vermeiden. Ausserdem soll der Energie-, Reinigungsmittel- und manuelle Ueberwachungsaufwand gesenkt und die Eindampfanlage waehrend des Dauerbetriebes einschliesslich der Reinigungsphase unabhaengig vom Frischwasserverbrauch gemacht werden. Es steht hierbei die Aufgabe, die Sicherheitsschaltung so auszufuehren, dass die Anlage weitestgehend stoerungsfrei arbeitet und sich selbsttaetig den jeweiligen Betriebsbedingungen optimal anpasst. Es werden dementsprechend unter Einbau und Zuordnung von Armaturen und Einrichtungen und unter Einhaltung von bestimmten Bedingungen Rohrleitungen speziell geschaltet. Die Schutzschaltung kann bei allen Typen und Groessen von Eindampfanlagen zur Anwendung kommen, deren Pumpen eine relativ geringe Gesamtfoerderhoehe besitzen, d. h. die nach Beruecksichtigung der Absaugung aus dem Vakuum noch mindestens ca. 8-10 m Foerderhoehe besitzen. Figur

Description

TITEL DER ERFINDUNG Schutzschaltung zum Betreiben von Eindampfanlagen ANWENOUNGSGEBIETDER ERFINDUNG ·^Ν

Die Erfindung betrifft eine Schutzschaltung zum Betreiben von Eindampfanlagen, die sowohl eine volle Nutzung des Brüden- und Frischdampfkondensate gewährleistet als auch bei Betriebsstörungen ein Anbrennen des Produktes bzw; ein Verstopfen von Verdampferrohren verhindert. Sie ist bei allen Eindampfanlagen anwendbar, die Kondensatpumpen besitzen, deren Gesamtförderhöhe gering ist, d.h., die nach Berücksichtigung der Absaugung aus dem Vakuum noch mindestens ca. 8 - 10 m Förderhöhe besitzen.

CHARAKTERISTIK DER BEKANNTEN TECHNISCHEN LÖSUNGEN

Es ist bekannt, daß das Vorlaufgefäß bei Eindampfanlagen, die nach dem Fallfilm- oder nach dem Umlaufprinzip arbeiten, mit einem Produkt- und oft auch mit einem Kondensatschwimmer ausgerüstet ist. Mit Hilfe des Produktschwimmers und weiteren Einrichtungen werden leistungsbedingte Produktmengenschwankungen in der Anlage ausgeglichen. Bei Produktausfällen und bei Reinigungsprozessen steuert der Kondensatschwimmer nebst dazugehörigen Einrichtungen den notwendigen Zulauf des . Restkondensats zum Vorlaufgefäß. Zusätzlich wird Frischwasser über den Produktschwimmer je nach Bedarf manuell zudosiert.

Das Innerhalb der Anlage entstehende Kondensat wird in der Regel über eine Förderleitung durch eine separate Pumpe« die von einer QualitätsmeSeinriohtung angesteuert wird» zum Kesselhaus gefördert bzw, bei unzureichender Reinheit durch die vorhandene Kondensatpumpe gleich in den Abwasserkanal geleitet. Diese Eindarapfanlagen besitzen keine Schutzschaltung, die allen Betriebsfällen gerecht wird. Vieles ist dementsprechend von der Aufmerksamkeit und dem Können des Bedienungspersonals abhängig.

Bei unbeabsichtigtem Ausfall von Produkt wird nicht automatisch ausreichend kondensat zum Vorlaufgefäß geleitet. Dadurch kann es bei nicht rechtzeitige» Feststellen des Produktausfalls dazu führen« daß das Restprodukt anbrennt bzw. Verdampferrohre Verstopfen. Pas wiederum stellt eine Reduzierung der Leistungsfähigkeit der Anlage dar und führt dann meist zu ihren Abstellen und Durchführen eines zeitaufwendigen chemischen Reinigungsprozesses, was mit hohen Kosten und

Produktausfall verbunden ist.

.. ' .- ' . ι Beim Reinigungsvorgang wiederum müssen per Hand die Kondensat- und /oder Frischwasserzufuhr zum Vorlaufgefäß umgestellt und manuell überwacht werdeη·

In den Eindampfanlagen wird zwecks einwandfreier Absaugung aus dem Vakuum für die Wellenabdichtungen der Produkt- und Kondensatpumpen Sperrwasser von hoher Reinheit benötigt» Hier wird meist Frischwasser mit hoher Härte verwendet, was sich nachteilig auf die Standzeit der Wellenabdichtung auswirkt.

ZIEL DER ERFINDUNG

Die Erfindung hat das Ziel, beim Auftreten von auf die Eindampfanlage einwirkenden Störungen die bisherigen negativen Folgen, wie Verstopfen der Verdampferrohre bei Produktausfall, vorzeitige Zerstörung der Pumpenwellenabdichtungen und lange Reinigungsphasen,zu vermeiden.

Außerdem soll der Energie-, Reinigungsmittel- und Frisch» Wasserverbrauch sowie der manuelle Oberwachungsaufwand gesenkt werden.

WESEN DER ERFINDUNG

Es steht hierbei die Aufgabe, die Schutzschaltung zum Betreiben von Eindampfanlagen so auszuführen, daß die Anlage weitestgehend störungsfrei arbeitet und sich selbsttätig den jeweiligen Betriebsbedingungen optimal anpaßt· Erfindungsgemäß besteht die Schutzschaltung zum Betreiben von Eindampfanlagen aus einer über eine Förderleitung zum Kesselhaus Kondensat fördernden Pumpe, die von einer Qualitätsmeßeinrichtung angesteuert wird, welche sich zwischen einem zur Eindampfanlage gehörenden Verdampfer und dem ebenfalls dazugehörenden Kondensator befindet. Dem Kondensator ist auch eine Pumpe zugeordnet, die Kondensat über eine Ableitung weiterfördert. Dieser Pumpe ist ein Sperrwasservorlaufgefäß nachgeordnet, wobei zwischen Kondensator und Sperrwasservorlaufgefäß ebenfalls eine Qualitätsmeßeinrichtung geschaltet ist, die den Kondensatzulauf zum Sperrwasservorlaufgefäß oder bei nicht vorliegender Reinheit des Kondensates dieses über eine Ablaufleitung mit Magnetventil zum Abwasserkanal steuert· Der Druckverlust in der Ablaufleitung muß kleiner sein als der Höhenunterschied zwischen ihrer höchsten Stelle und dem Eintritt des Kondensates in das Sperrwasservorlaufgefäß« Das Sperrwasservorlaufgefäß ist mit den Sperrwasseranschlüssen der Pumpen der Eindampfanlage verbunden.

Die o.g. Förderleitung ist über eine Zuleitung mit Rückschlagventil mit dem Kondensatschwimmer, der sich neben einem Produktschwimmer im Vorlaufgefäß der Anlage befindet, verbunden. Der Druckverlust in der Zuleitung muß bei geöffnetem Kondensatschwimmer kleiner sein als der Höhenunterschied ^v zwischen ihrer Einbindung in die Förderleitung und der »

höchsten Stelle der Förderleitung· Die Zuleitung wiederum ist über eine Kurzschlußleitung mit Rückschlagventil mit der Verbindungsleitung zwischen Pumpe und Sperrwasservorlaufgefäß verbunden. Der Druckverlust in der Kurzschlußleitung einschließlich des bis zum Vorlaufgefäß hinführenden Teiles der Zuleitung muß bei geöffnetem Kondensatschwimmer kleiner sein als der Höhenunterschied zwischen Beginn der Kurzschlußleitung und der höchsten Stelle der Ablaufleitung. An dieser höchsten Stelle der Ablaufleitung ist wie ebenfalls an der höchsten Stelle der Förderleitung günstigerweise eine Entlüftung eingebaut, um ein unbeabsichtigtes Absaugen von Restkondensat über das Magnetventil zum Abwasserkanal bzw. von Reinkondensat zum Kesselhaus trotz der vorgesehenen Höhenunterschiede zu verhindern.

AUSFOHRUNGSBEISPIEL

Die erfindungsgemäße Schutzschaltung und ihre Arbeitsweise soll in einem Ausfuhrungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt ein Schaltschema der Schutzschaltung.

Bei einer mehrstufigen Eindampfanlage fließt das Brüdenkondensat aller Verdampferstufen, außer der letzten, deren Brüden erst im Kondensator 1 kondensiert wird, einem Kondensatabscheidegefäß 2 zu, in dem die Kondensatqualität mit Hilfe der Qualitätsmeßeinrichtung 3 a überwacht wird. Von dieser Qualitätsmeßeinrichtung 3 a wird die Pumpe 4 a, die Kondensat über die Förderleitung 5 zum Kesselhaus fördert, gesteuert, d.h. ein- oder ausgeschaltet. Das Restkondensat der letzten Verdampferstufe fließt aus dem Kondensator! über die Ableitung 6 der Pumpe 4 b zu. Eine hierbei vorgenommene Messung der Reinheit des Kondensates mit Hilfe der Qualitätsmeßeinrichtung 3 b legt fest, daß das Kondensat bei guter Reinheit über die Verbindungsleitung 7 in das Sperrwasservorlaufgefäß 8 oder bei nicht vorliegender

Reinheit über eine Ablauf leitung 9 mit Magnetventil 10 in den Abwasserkanal 11 strömt. Der Druckverlust in der Ablaufleitung 9 muß kleiner sein als der Höhenunterschied "A" zwischen ihrer höchsten Stelle und dem Eintritt des Kondensates in das Sperrwasservorlaufgefäß 8. Das Sperrwasservorlaufgefäß 8 hat einen Überlauf 12 für das Nutzkondensat, einen Sperrwasseranschluß 13 für alle Pumpen der Eindampfanlage , und ihm ist ein Schwimmer 14 eingebaut« so daß alle Pumpen der Anlage während des Anfahrvorganges Frischwasser als Sperrwasser erhalten, da ja kein Kondensat anfällt. Die Förderleitung 5 ist über eine Zuleitung 15 mit Rückschlagventil 16 a mit dem Kondensatschwimmer 17, der sich im Vorlaufgefäß 18 befindet, verbunden. Der Druckverlust in der Zuleitung 15 muß bei geöffnetem Kondensatschwimmer 17 kleiner sein als der Höhenunterschied "C zwischen ihrer Einbindung in die Förderleitung 5 und der höchsten Stelle der Förderleitung 5. Das Vorlaufgefäß 18 besitzt oberhalb des Kondensatschwimmers den Produktschwimmer 19, über den der Produktzulauf gesteuert wird. Das gesamte Endprodukt der Eindämpfanlage kann sowohl beim Anfahr- als auch beim Reinigungsvorgang über den Produktrücklauf 20 ins Vorlaufgefäß 18 zurückgeführt werden. Die Zuleitung 15 ist über eine Kurzschlußleitung 21 mit Rückschlagventil 16 b mit der Verbindungsleitung 7 zwischen Pumpe 4 b und Sperrwasservorlaufgefäß 8 verbunden· Zwecke Gewahrleistung ihrer Funktionsfähigkeit muß bei geöffnetem Kondensatschwimmer 17 der auftretende Druckverlust in der Kurzschlußleitung 21 einschließlich des bis zum Vorlaufgefäß 18 hinführenden Teiles der Zuleitung 15 kleiner sein als der Höhenunterschied "B" vom Beginn der Kurzschlußleitung 21 bis zur höchsten Stelle der Ablaufleitung 9. An dieser höchsten Stelle der Ablaufleitung 9 ist wie ebenfalls an der höchsten Stelle der Förderleitung 5 günstigerweise eine Entlüftung eingebaut, um ein unbeabsichtigtes Absaugen von Restkondensat über das Magnetventil 10 zum Abwasserkanal 11

bzw. von Reinkondensat zum Kesselhaus trotz der vorgesehenen Höhenunterschiede zu verhindern.

Bei Normalbetrieb der Eindampfanlage und geforderter Reinheit des gesamten Kondensates wird bis ca. 90 % des Kondensates, insbesondere bei mehr als zwei Verdampferstufen, über die Förderleitung 5 dem Kesselhaus zugeführt« Oas ist weit mehr als an Frischdampf der Anlage zugeführt werden muß· Oas Restkondensat läuft über Ableitung 6 und Verbindungsleitung 7 dem Sperrwasservorlaufgefäß 8 zu· Dort wird ein Teil als Pumpensperrwasser und der Rest als Nutzkondensat verwendet, z.B. kann es dem Rückkühlwerk für das Kondensatorkühlwasser als Zusatzwasser zugeführt werden. Nun können folgende Störungen bzw· Betriebsfälle auftreten:

a. Das Kondensat für das Kesselhaus wird zeitweise unrein Die Qualitätsmeßeinrichtung 3 a bewirkt eine Abschaltung der Pumpe 4 a. Oas gesamte Kondensat fließt jetzt über den Kondensator 1 dem Sperrwasservorlaufgefäß 8 zu, wo es in der geschilderten Form verwendet wird. Bei Wieder·* erreichen der Reinheit des Kondensates für das Kesselhaus wird automatisch die Pumpe 4 a eingeschaltet.

b. Das Endkondensat wird zeitweise unrein

Die Qualitätsmeßexnrichtung 3 b bewirkt ein öffnen des Magnetventiles 1O_S und das Endkondensat fließt über ein Teil der Verbindungsleitung 7 und über die Ablaufleitung dem Abwasserkanal 11 zu. Es gelangen keine Schmutzstoffe oder Reinigungslösung in das Pumpensperrwasser. Der Schwimmer 14 im Sperrwasservorlaufgefäß 8 öffnet je nach Wasserbedarf für die Dauer der Störung bzw. auch beim Anfahrbetrieb. Nach Wiedererreichen der Endkondensatreinheit wird über die Qualitätsmeßeinrichtung 3 b das Magnetventil geschlossen,und das Endkondensat fließt über die Verbindungsleitüng 7 wieder zum Sperrwasservorlaufgefäß 8. Es schließt dann gleichzeitig der Schwimmer 14.

c. Die gesamte Anlage wird chemisch gereinigt

Der Produktzulauf zum Vorlaufgefäß 18 wird unterbrochen. Es öffnet jetzt der Kondensatschwimmer 17 im Vorlaufgefäß 18 selbsttätig· Wegen den Höhenunterschieden zu den sonst arbeitenden Kondensatverwendungsstellen öffnen die Rückschlagventile 16 a j b_t und das gesamte Kondensat fließt je nach Bedarf ins Vorlaufgefäß 18. Da aber im Normalfall mehr Kondensat anfällt, als auf Grund der Mengenbilanz zur Einspeisung benötigt wird, schließt der Kondensatschwimmer teilweise,und der Überschuß der beiden Kondensate fließt den jeweiligen vorgesehenen Verwendungszwecken zu. Die Anordnung der Leitungen und Armaturen bewirkt, daß auch bei Unreinheiten eines bzw. beider Kondensate das Kondensat zuerst dorthin fließt, wo es am nötigsten gebraucht wird. Bei unterbrochenem Produktrücklauf 20 in der Endreinigungsphase durch zeitweiliges Abstellen von Produktpumpen beim Hochfahren der Flüssigkeit in den einzelnen Abscheidern wird der Wasserzulauf über Produktschwimmer 19 im Vorlaufgefäß 18 so weit geöffnet, daß das Vorlaufgefäß 18 nicht mehr leer werden kann.

d. Produktausfall liegt vor

Hier gelten die gleichen Ausführungen wie beim chemischen Reinigungsverfahren. Der Unterschied besteht nur darin, daß im Gegensatz zur chemischen Reinigung, wo über den Produkt« rücklauf 20 die konzentrierte Reinigungslösung aus der Anlage dem Vorlaufgefäß 18 wieder zufließt, jetzt das Endprodukt der Weiterverarbeitung zugeführt wird und dadurch das Gesamtkondensat der Anlage oder zusätzlich Frischwasser je nach Eindampfverhältnis über Produktschwimmer 19 im Vorlaufgefäß benötigt wird, um den Produktausfall zu ersetzen und dadurch ein Leerwerden des Vorlaufgefäßes 18 zu verhindern.

Die erfindungsgemäße Schutzschaltung bewirkt folgende Vorteile der Eindampfanlage :

- Die Eindampfanlage wird im Dauerbetrieb völlig und im Reinigungsbetrieb vweitestgehend unabhängig von Frischwasser bzw. auch unabhängig von Zusatzkühlwasser bei Einsatz von Rückkühlwerken für das Kondensatorkühlwasser·

- Es kann kein Anbrennen von Restprodukt und Verstopfen von Verdampferrohren erfolgen, da bei Produktausfall automatisch der Eindampfanlage ausreichend Kondensat zugeführt wird·

~ Da mit einsetzender Verdampfung von Frischwasser auf Kondensat als Sperrwasser umgeschaltet wird, erhöht sich die Standzeit der Pumpenwellenabdichtungen·

- Die Eindampfanlage wird auch beim Reinigungsvorgang, unabhängig von der Eignung des Kondensates als Kesselspeisewasser, automatisch mit einer ausreichenden Kondensatmenge als Einspeisung bzw· für den Sperrwasserbedarf versorgt« und nur der Kondensatüberschuß fließt je nach vorliegender Reinheit dem Kesselhaus oder dem Abwasserkanal zu,

- Während des Reinigungsvorganges kann keine Reinigungslösung in das Sperrwasser für die Pumpen gelangen und zerstörend auf die Pumpenwellenabdichtungen einwirken.

• Beim Aussetzen des Produktrücklaufes in das Vorlaufgefäß» z.B. in der Endphase der chemischen Reinigung mit Hoch-

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fahren des Flüssigkeitsstandes in den Abscheidern oder bei Produktausfall« wird automatisch das gesamte Kondensat und zusätzlich je nach Sedarf Frischwasser manuell über

den Produktschwimmer ins Vorlaufgefäß gegeben, um den fehlenden Flüssigkeitsrücklauf aus der Anlage oder den Produktausfall zu ersetzen.

Der Anteil der Ausfall- und Wartungszeiten verringert sich zu Gunsten der produktiven Zeit der Eindampfenläge

Claims (3)

1. ERFINDUNGSANSPRUCH

   1. Schutzschaltung zum Betreiben von Eindampfanlagen, bestehend aus einer über eine Förderleitung zum Kesselhaus Kondensat fördernden Pumpe« die von einer Qualitätsm.eßeinrichtung angesteuert wird, welche sich zwischen einem Verdampfer und dem Kondensator befindet, einer ebenfalls Kondensat über eine Ableitung aus dem Kondensator fördernden Pumpe sowie einem mit Produkt- und Kondensatschwimmer ausgerüsteten Vorlaufgefäß« von dem aus über eine Pumpe die Eindampfanlage mit Produkt versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich nach der dem Kondensator (1) nachgeschalteten Pumpe (4 a) ein Sperrwasservorlaufgefäß (Q) befindet, wobei zwischen Kondensator (1) und Sperrwasservorlaufgefäß (8) ebenfalls eine Qualitätsmeßeinrichtung (3 b) geschaltet ist, die den Kondensatzulauf zum Sperrwasservorlauf gefäß (8) oder bei nicht vorliegender Reinheit des Kondensates dieses über eine Ablaufleitung (9) mit Magnetventil (10) zum Abwasserkanal (11) steuert, wobei der Druckverlust in der Ablaufleitung (9) kleiner sein muß als der; Höhenunterschied ("A") zwischen ihr und dem Eintritt des Kondensates in das Sperrwasservorlaufgefäß (8), das mit den Sperrwasseranschlüssen der Pumpen der Anlage in Verbindung steht, und daß die Förderleitung (5) über eine Zuleitung (15) mit Rückschlagventil (16 a) mit dem Kondensatschwimmer (17) im Vorlaufgefäß (18) verbunden ist, wobei der Druckverlust in der Zuleitung (15) bei geöffneten Kondensatschwimmer (17) kleiner ist als der Höhenunterschied ("C") zwischen ihrer Einbindung in die Förderleitung (5) und der höchsten Stelle der Förderleitung (5), und daß diese Zuleitung (15) über eine Kurzschlußleitung (21) mit Rückschlagventil (16 b) mit der Verbindungsleitung (7) zwischen Pumpe (4 b) und Sperrwasservorlaufgefäß (8) verbunden ist, wobei der Druckverlust in der Kurzschlußleitung (21) einschließlich des bis zum Vorlaufgefäß (18)

   hinführenden Teiles der Zuleitung (15) bei geöffnetem Kondensatschwimmer (17) kleiner sein muß als der Höhenunterschied (^MB^M) zwischen Beginn der Kurzschlußleitung (21) und der höchsten Stelle der Ablaufleitung (9).
2. 2. Schutzschaltung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich an der höchsten Stelle der Ablaufleitung (9) eine Entlüftung befindet.
3. 3. Schutzschaltung nach Punkt 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an der höchsten Stelle der Förderleitung (5) eine Entlüftung befindet·

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