DD232535A1 - Verfahren zur regelung der dampfleistung einer abhitzeverwertungskesselanlage und abhitzeverwertungskesselanlage zur durchfuehrung dieses verfahrens - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Dampfleistung von Abhitzeverwertungskesselanlagen und eine Abhitzeverwertungskesselanlage zur Durchfuehrung des Verfahrens mit dem Ziel, die Dampfleistung und die Betriebszuverlaessigkeit einer Abhitzeverwertungskesselanlage mit mehreren Abhitzekesseln mit Zwangsumlauf zu erhoehen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Abhitzeverwertungskesselanlage zur Durchfuehrung des Verfahrens zu schaffen, die es ermoeglicht, den mit Gasen beheizten Abhitzekesseln Umlaufwasser unterschiedlicher Temperatur zuzufuehren, um dadurch eine Erhoehung der Dampfleistung unter Beachtung der Tieftemperaturkorrosion jedes Abhitzekessels der Anlage zu gewaehrleisten. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die Temperatur der Gase vor den eingeschalteten Abhitzekesseln gemessen, die erhaltenen Temperaturwerte miteinander verglichen werden und das Umlaufwasser der Abhitzekessel mit Speisewasser bis auf eine Temperatur, die fuer die Bedingungen einer Tieftemperaturkorrosion minimal zulaessig ist, gekuehlt wird, wobei man jedes Mal mit dem Abhitzekessel anfaengt, der eine Mindesttemperatur der Gase hat. Die Abhitzeverwertungskesselanlage zur Durchfuehrung des Verfahrens enthaelt mindestens zwei Abhitzekessel mit Zwangsumlauf, einen Dampfabscheider, eine Speisewasserrohrleitung sowie Mittel zur Messung der Temperatur der Gase und des Umlaufwassers an den Eingaengen in die Abhitzekessel. Zwischen einer Umlaufpumpe und den Heizflaechen jedes der Abhitzekessel sind Waermeaustauscher vorgesehen, die ebenfalls an die Speisewasserrohrleitung angeschlossen sind. Figur

Description

:uzuführende Umlaufwasser mit Speisewasser gekühlt wird, wobei die Temperatur des Umlaufwassers auf einem Stand aufrechterhalten wird, der nicht unter der vom Standpunkt der Tieftemperaturkorrosion minimal zulässigen Temperatur liegt. Das wird durch eine Verteilung des Speisewassers zwischen den miteinander verbundenen Wasserräumen des zu beheizenden Cessels und des Speisegefäßes des Abhitzekessels erzielt. (SU-Urheberschein Nr. 817374, IPC³ F22 B1 /00, F22 D 5/00,1982). Dieses Verfahren ist vor allem zur Regelung der Dampfleistung einer Anlage bestimmt, die nur einen Abhitzekessel und einen zu aeheizenden Kessel enthält, und kann zur Regelung der Dampfleistung einer Anlage mit mehreren Abhitzekesseln mit Zwangslauf nicht wirksam angewendet werden.

Das läßt sich dadurch erklären, daß bei dem bekannten Verfahren mit einem gemeinsamen Betrieb des Abhitzekessels und des iu beheizenden Kessels dem Abhitzekessel, der mit Gasen mit einer niederen Temperatur als der zu beheizende Kessel beheizt /vird, das bis auf eine minimal zulässige Temperatur mit Speisewasser abgekühlte Umlaufwasser zugeführt wird, während bei der Steuerung einer Anlage mit mehreren Abhitzekesseln, welche von Quellen mit einer veränderlichen Intensität beheizt werden, dies nicht immer der Fall ist. Außerdem wird bei der Verwendung dieses Verfahrens zur Regelung der Dampfleistung 3iner Anlage sämtlichen Abhitzekesseln das Umlaufwasser mit einer gleichen Temperatur unabhängig von den konkreten Beheizungsbedingungen für jeden Kessel zugeführt.

Es ist auch eine Abhitzeverwertungskesselanlage bekannt, die zwei Abhitzekessel mit Zwangsumlauf aufweist, von denen jeder über eine Umlaufpumpe an einen gemeinsamen Dampfabscheider von der Parallelschaltung auf die Reihenschaltung umschaltbar angeschlossen ist. Die Anlage enthält auch Mittel zur Messung der Temperatur der Gase und des Umlaufwassers am Eingang eines jeden Abhitzekessels. Bei der Regelung der Dampfleistung der Anlage im Falle einer Senkung der Belastung der Hauptantriebe, d. h. bei einer Senkung der Beheizungsintensität der Kessel, werden die Kessel von der Parallelschaltung auf Reihenschaltung derart umgeschaltet, daß der erste in der Strömungsrichtung des Umlaufwassers angeordnete Abhitzekessel im Ekonomiser- und der zweite im Verdampfungsbetrieb arbeiten.

Diese Kesselanlage und das Verfahren zur Regelung der Dampfleistung derselben sind im Buch von Ivanov, V.D. und Smirnov, J.A. „Betrieb der Kesselanlagen der Dieselmotorschiffe", (Verlag „Transport", 1971, S. 146, Fig.76, russisch) beschrieben. Diese Anlage ist nur in dem Falle anwendbar, wenn die Temperatur der Gase vor dem ersten in der Strömungsrichtung des Umlaufwassers angeordneten Abhitzekessel nicht höher als vor dem zweiten ist, d.h.,wenn der erste in der Strömungsrichtung des Wassers angeordnete Abhitzekessel in einem nahe dem Ekonomiserbetrieb liegenden Betrieb arbeitet und der zweite Kessel in einem nahe dem Verdampfungsbetrieb liegenden Betrieb arbeitet. Außerdem wird das Speisewasser dem Dampfabscheider in einer Menge zugeführt, die der Gesamtdampf belastung der Abhitzekessel entspricht, ohne daß dabei die tatsächlichen Arbeitsbedingungen jedes dieser Kessel berücksichtigt werden. Im Ergebnis kann sowohl bei der Parallel- als auch bei der Reihenschaltung der Abhitzekessel eine Erniedrigung der Temperatur des Umlaufwassers bis auf eine unter dem minimal zulässigen Wert liegende Temperatur und folglich eine Intensivierung der Prozesse der Tieftemperaturkorrosion der zu beheizenden Teile der Abhitzekessel stattfinden, d. h., eine Senkung der Betriebszuverlässigkeit der Kesselanlage ist möglich. Somit ist allen bekannten Verfahren zur Regelung der Dampfleistung der Abhitzeverwertungskesselanlagen und den Kesselanlagen mit mehreren Abhitzekesseln zur Durchführung dieser Verfahren eine unvermeidliche Senkung der Dampfleistung und damit auch der Betriebszuverlässigkeit unter bestimmten Betriebsbedingungen, insbesondere bei der Arbeit der Primärmaschinen im Teillastbetrieb eigen. Das läßt sich dadurch erklären, daß die Temperatur des Umlaufwassers, das jedem der Kessel der Kesselanlage zugeführt wird, von der Temperatur der Gase vor diesem Kessel unabhängig ist. Zur Gewährleistung einer maximalen Dampfleistung der Anlage unter Erhaltung der Bedingungen der Betriebszuverlässigkeit derselben ist es notwendig, die mit Gasen einer erniedrigten Temperatur zu beheizenden Abhitzekessel in einem dem Ekonomiserbetrieb nahe liegenden Betrieb arbeiten zu lassen, während die mit Gasen einer erhöhten Temperatur zu beheizenden Abhitzekessel in einem dem Verdampfungsbetrieb nahe liegenden Betrieb arbeiten sollen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Dampfleistung von Abhitzeverwertungskesselanlagen zur Anwendung zu bringen, die eine hohe Betriebszuverlässigkeit und eine gute Wärmeausnutzung bei hoher Dampfleistung aufweisen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Regelung der Dampfleistung einer Abhitzeverwertungskesselanlage und eine Abhitzeverwertungskesselanlage zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, die es ermöglichen, den mit Gasen unterschiedlicher Temperatur zu beheizenden Abhitzekesseln, Umlaufwasser unterschiedlicher Temperatur zuzuführen, um dadurch eine Erhöhung der Dampfleistung der Kesselanlage unter Erhaltung der Bedingungen eines zuverlässigen Betriebes hinsichtlich der Tieftemperaturkorrosion jedes Abhitzekessels, der zu der Anlage gehört, zu gewährleisten. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Verfahren zur Regelung der Dampfleistung einer Abhitzeverwertungskesselanlage, die mehr als einen Abhitzekessel mit Zwangsumlauf enthält, durch die Messung der Temperatur des Umlaufwassers am Eingang in jeden Abhitzekessel und die Aufrechterhaltung des Temperaturwertes auf einem nicht unter dem minimal zulässigen Wert liegenden Stand, die Temperatur der Gase vor den eingeschalteten Abhitzekesseln gemessen, die erhaltenen Temperaturwerte für die Gase miteinander verglichen werden und das Umlaufwasser der Abhitzekessel aufeinanderfolgend mit Speisewasser gekühlt wird, indem man jedes Mal mit dem Abhitzekessel anfängt, dereine Mindesttemperatur der Gase hat, wobei das Umlaufwasser eines jeden darauffolgenden Abhitzekessels mit Speisewasser nur in dem Falle gekühlt wird, wenn das dem vorhergehenden Abhitzekessel zuzuführende Wasser auf eine für die Bedingungen einer Tieftemperaturkorrosion minimal zulässige Temperatur gekühlt ist.

Die Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß gelöst, daß in einer Abhitzeverwertungskesse'anlage zur Bürchführung-des - · erfindungsgemäßen Verfahrens, enthaltend mindestens zwei Abhitzekessel mit Zwangsumlauf, wobei die Heizflächen jedes der Abhitzekessel mittels Zuführungs- und Abführungsleitungen für das Umlaufwasser zu geschlossenen Kreisen mit einem Dampfabscheider verbunden sind, eine Speisewasserrohrleitung mit einem Speiseregler, der mit dem Dampfabscheider verbunden ist, und Mittel zur Messung der Temperatur der Gase und des Umlaufwassers an den Eingängen in die Abhitzekessel erfindungsgemäß Wärmeaustauscher, Regelventile für die Verteilung des Speisewassers zwischen den Wärmeaustauschern und eine Steuereinheit für das Vergleichen der Temperaturwerte für die Gase und zum Erzeugen der Signale für die Steuerung der Regelventile vorgesehen sind, wobei das zu heizende System jedes der genannten Wärmeaustauscher zwischen der

Speisewasserleitung und dem Dampfabscheider liegt, während das Heizsystem jedes der Wärmeaustauscher sich zwischen einer Umlaufpumpe und der Heizfläche jeweils eines Abhitzekessels befindet, und die Ausgänge der Temperaturgeber an die Eingänge der Steuereinheit angeschlossen sind, deren Ausgänge mit den Regelventilen verbunden sind. Die vorliegende Erfindung gestattet es, die Dampfleistung einer Abhitzeverwertungskesselanlage dadurch zu erhöhen, daß den Abhitzekesseln, die mit Gasen einer erniedrigten Temperatur beheizt werden, das Umlaufwasser bei einer minimal zulässigen Temperatur zugeführt wird, d. h., es wird die Fahrweise dieser Abhitzekessel vorzugsweise im Ekonomiserbetrieb gewährleistet. Den Abhitzekesseln, die mit Gasen einer höheren Temperatur beheizt werden, wird das Umlaufwasser bei einer nahe dem Siedepunkt liegenden Temperatur zugeführt, d. h., diese Kessel arbeiten vorzugsweise im Verdampfungsbetrieb. Dank der vorliegenden Erfindung wird es möglich, unter allen Betriebsbedingungen für die Abhitzeverwertungskesselanlage eine optimale Verteilung der Wärmebelastungen zwischen den Abhitzekesseln bei der Erreichung einer maximalen Dampfleistung zu gewährleisten, weil die Wärme der Gase mit der höchsten Temperatur vorwiegend zur Dampferzeugung benutzt wird, während die Wärme der Gase mit einer erniedrigten Temperatur vorwiegend zum Nachwärmen des Wassers bis zum Siedepunkt verwertet wird. Dies wird durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindung der Elemente der Abhitzeverwertungskesselanlage möglich, die es gestattet, dieTemperatur des den Abhitzekesseln zugeführten Umlaufwassers, Jn Abhängigkeit von dem Verhältnis zwischen den Temperaturen der Gase vor diesen Kesseln zu ändern.

Ausführungsbeispiel '

Das Verfahren zur Regelung der Dampfleistung einer Abhitzeverwertungskesselanlage besteht darin, daß vor jedem Abhitzekessel die Temperatur der Gase und des Umlaufwassers gemessen, die erhaltenen Temperaturwerte für die Gase miteinander verglichen werden und das Umlaufwasser in jedem Abhitzekessel mit Speisewasser aufeinanderfolgend gekühlt wird, indem mit dem Abhitzekessel angefangen wird, der eine Mindesttemperatur der Gase hat. Wenn in dem gegebenen Abhitzekessel die Temperatur des Umlaufwassers bis auf einen hinsichtlich der Tieftemperaturkorrosion minimal zulässigen Wert gesenkt ist, wird diese Temperatur im weiteren durch eine ständige Kühlung mit dem Speisewasser aufrechterhalten. Danach wird mit der Abkühlung des Umlaufwassers in den anderen Abhitzekesseln mit dem übriggebliebenen Speisewasser begonnen, wobei jedes Mal mit dem Kessel angefangen wird, der eine Mindesttemperatur der Gase hat. Ein derartiges Regelungsverfahren gestattet es, unter den vorhandenen Beheizungsbedingungen eine besonders günstige Verteilung der Wärmebelastungen zwischen den Abhitzekesseln, die zu der Abhitzeverwertungskesselanlage gehören, zu verwirklichen. Die in der Figur dargestellte Kesselanlage enthält gegebenenfalls drei Abhitzekessel 1; 2; 3, wobei die Heizflächen eines jeden Kessels mittels Zuführungsleitungen 4; 5; 6 und Abführungsleitungen 7; 8; 9 jeweils zu geschlossenen Kreisen mit einem Dampfabscheider 10 verbunden sind. Der Abscheider 10 ist an eine Rohrleitung 11 für die Zuführung des Speisewassers über parallel geschaltete zu heizende Systeme 12; 13; 14 von Wärmeaustauschern 15; 16; 17 angeschlossen. Am Eingang der Wärmeaustauscher 15; 16; 17 sind Regelungsventile 18; 19; 20 angeordnet. Jeder der Abhitzekessel 1; 2; 3 ist an die entsprechende Rohrleitung 4; 5; 6 für das Umlaufwasser über Heizsysteme 21; 22; 23 der Wärmeaustauscher 15; 16; 17 angeschlossen. Dabei sind die Zuführungsrohrleitungen 4; 5; 6 im vorliegenden Fall mit einer Umlaufpumpe 24 versehen. Die Anlage ist auch mit einer Speisepumpe 25 mit einem Speiseregler 26 versehen, der an einen Geber 27 des Wasserstandes im Abscheider 10 angeschlossen ist. Der Dampfraum des Abscheiders 10 ist mit einer Rohrleitung 28 zur Abführung des Dampfes an Verbraucher versehen. Die Regelungsventile 18; 19; 20 sind an eine Steuereinheit 29 angeschlossen, die mit Temperaturgebern 30; 31; 32 für das Umlaufwasser sowie auch mit Temperaturgebern 33; 34; 35 für die Gase vor den Abhitzekesseln 1; 2; 3 verbunden ist. Parallel zu den Rohrleitungen 4; 5; 6 ist eine Beipaßleitung 36 mit einem Ventil 37 angeordnet.

Die Anlage wird wie folgt betrieben.

Beim Betrieb der Abhitzekesse! 1; 2; 3 wird das Wasser aus dem Dampfabscheider 10 mittels der Umlaufpumpe 24 über die Heizsysteme 21; 22; 23 der Wärmeaustauscher 15; 16; 17 zu den zu beheizenden Teilen dieser Abhitzekessel 1; 2; 3 zugeführt, wo es erwärmt und durch die Wärme der die Heizflächen der Kessel berührenden Abgase teilweise verdampft wird, dann wird das Wasser oder ein Dampf-Wasser-Gemisch dem Dampfabscheider 10 zugeführt, in dem der Dampf vom Wasser getrennt wird. Die Menge des der Abhitzeverwertungskesselanlage zuzuführenden Speisewassers wird durch den Speiseregler 26 bestimmt, dem von dem Geber 27 des Wasserstandes im Dampfabscheider 10 ein Signal gegeben wird. DieTemperatur der Gase vor den eingeschalteten Abhitzekesseln 1; 2; 3 wird mittels der Geber 33; 34; 35 überwacht, die an die Steuereinheit 29 angeschlossen sind, in der die Temperaturwerte der Gase vor den Abhitzekesseln 1; 2; 3 verglichen werden. Aufgrund der Vergleichsergebnisse werden in der Steuereinheit 29 Steuersignale erzeugt, die den Regelungsventilen 18; 19; 20 zugeführt werden. An die Steuereinheit 29 sind auch Temperaturgeber 30; 31; 32 für das Umlaufwasser angeschlossen. Mittels der Ventile 18; 19; 20, welche die Signale von der Steuereinheit 29 empfangen, wird das Speisewasser zwischen den Wärmeaustauschern 15; 16; 17 verteilt, wobei mit dem Abhitzekessel angefangen wird, der zum gegebenen Zeitpunkt mit Gasen mit einer Mindesttemperatur beheizt wird.

Der Logikteil der Steuereinheit 29 kann z. B. in Form eines Programmes einer Elektronenrechenmas^hine verwirklicht werden, die zur Überwachung und Steuerung des Betriebes einer Energieanlage verwendet wird.

Eine Besonderheit des Betriebes der erfindungsgemäßen Abhitzeverwertungskesselanlage besteht darin, daß das Kühlspeisewasser dem Wärmeaustauscher des Abhitzekessels-mit der Mindesttemperatur der Gase solange zugeführt wird, bis das Umlaufwasser in diesem Abhitzekessel die minimal zulässige Temperatur erreicht. Die Zuführung des Speisewassers in die Wärmeaustauscher anderer Abhitzekessel wird erstdann vorgenommen, wenn in dem vorhergehenden Abhitzekessel die minimal zulässige Temperatur des Umlaufwassers erreicht ist.

Das Ven*il 37 ist normal geschlossen und dient zur Speisung des Dampfabseheiders-10 bei der Inbetriebsetzung der Anlage. Das wird durch ein Beispiel veranschaulicht. Es wird der Fall angenommen, daß nach den Ergebnissen der Temperaturmessung mit den Gebern 33; 34; 35 in der Steuereinheit 29 ein Vergleich der Temperaturwerte der Gase vor den Abhitzekesseln 1; 2; 3 vorgenommen wird; im Ergebnis dieses Vergleiches wurde festgestellt, daß diese Abhitzekessel dem Temperaturansteigen der _. Gase r,£. Ji einer Reihe wie folgt bilden: 1-2-3, d. h., die Mindesttemperatur der Gase vor dem Abhitzekessel 1 und die höchste Temperatur vor dem Abhitzekessel 3 zu verzeichnen sind. Das Speisewasser wird entsprechend der Belastung der Anlage dem Dampfabscheider 10 über den Speiseregler 26 zugeführt, wobei das Wasser über das Ventil 18 in einer Menge zugeführt wird, bei der die Temperatur des mittels des Gebers 30 gemessenen Umlaufwassers, der hinsichtlich der Tieftemperaturkorrosion minimal zulässigen Temperatur gleich ist; über das Ventil 19 wird das Wasser in einer Menge zugeführt, die für die

Aufrechterhaltung des Wasserstandes im Abscheider 10 notwendig ist. Auf diese Weise ist die von dem Geber 31 zu prüfende Temperatur des Wasseres höher als die hinsichtlich derTieftemperaturkorrosion minimal zulässige Temperatur. DasVentil20ist jeschlossen, und die von dem Geber 32 zu prüfende Temperatur des Wassers liegt dem Siedepunkt nahe, weil im Wärmeaustauscher 17 keine Kühlung des Wassers mit Speisewasser stattfindet. In den Abhitzekesseln 1; 2 wird das Jmlaufwasser bis auf den Siedepunkt erwärmt, und es verdampft teilweise, während in dem Abhitzekessel 3 vorwiegend eine Wasserverdampfung stattfindet.

Angenommen, daß durch eine Änderung der Betriebsbedingungen der Anlage die Temperatur der Gase vor dem Abhitzekessel I anstieg und höher als die Temperatur vor dem Abhitzekessel 3 wurde, dann bilden die Abhitzekessel 1; 2; 3 dem Temperaturansteigen der Gase nach eine Reihe wie 2-3-1. Auf ein Signal der Steuereinheit 29 wird das Speisewasser über das Regelungsventil 19 dem Wärmeaustauscher 16 und weiter dem Dampfabscheider 10 in einer Menge zugeführt, die für die \ufrechterhaltung der Temperatur des Wassers, die von dem Temperaturgeber 31, d.h. vor dem ersten Abhitzekessel 2 in der genannten Reihenfolge überwacht wird, auf einem hinsichtlich der Tieftemperaturkorrosion minimal zulässigen Stand ärforderlich ist, und nachdem diese Temperatur erreicht worden ist, wird das Regelungsventil 20 geöffnet. Wenn dabei die \ufrechterhaltung des erforderlichen Wasserstandes im Dampfabscheider 10 erzielt wird, und die von dem Temperaturgeber 32 :u überwachende Temperatur des Wassers höher als die minimal zulässige Temperatur ist, wird über das Regelungsventil 18 cein Speisewasser zugeführt. Anderenfalls wird nach dem Erreichen einer minimal zulässigen von dem Temperaturgeber 32 zu jberwachenden Wassertemperatur über das Regelungsventil 18 das Speisewasser dem Wärmeaustauscher 15 zugeführt, wobei die von den Temperaturgebern 31; 32 zu überwachende Wassertemperatur weiter auf einem minimal zulässigen Stand aufrechterhalten wird.

Durch eine solche Verbindung der Elemente der Abhitzeverwertungskesselanlage wird es möglich, in Anwendung auf diese, das irfindungsgemäße Verfahren zur Regelung der Dampfleistung einzusetzen. Da gemäß dem Verfahren bei allen 3etriebszuständen der Abhitzekessel diesen das Umlaufwasser zugeführt wird, dessen Temperatur nicht unter der hinsichtlich jer Tieftemperaturkorrosion der Heizflächen minimal zulässigen Temperatur liegt, wird ein zuverlässiger Betrieb der gesamten Abhitzeverwertungskesselanlage gewährleistet. Dadurch, daß die Wärme der Gase mit der Höchsttemperatur vorwiegend zur Dampferzeugung verwertet wird, während die Wärme der Gase mit einer erniedrigten Temperatur vorwiegend zum Erwärmen des Wassers bis auf den Siedepunkt benutzt wird, wird es außerdem möglich, die Dampfleistung einer Abhitzeverwertungskesselanläge unter den Bedingungen zu erhöhen, die sich von den Berechnungsbedingungen jnterscheiden, darunter auch bei den sich zeitlich ändernden Beheizungsbedingungen für die zu dieser Anlage gehörenden Abhitzekessel.

Somit wird bei den von der Berechnungsfahrweise sich unterscheidenden Fahrweise der Abhitzeverwertungskesselanlagen die Dampfleistung dieser Anlage durch die optimale Verteilung der Wärmebelastungen zwischen den Abhitzekesseln unter 3icherstellung eines zuverlässigen Betriebes um 3 bis 5% erhöht. Dadurch wird das Überholungsintervall der Kessel um 15 bis 20% verlängert.

Claims (2)

Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zur Regelung der Dampfleistung einer Abhitzeverwertungskesselanlage, die mehr als einen Abhitzekessel mit Zwangsumlauf enthält, durch die Messung der Temperatur des Umlaufwassers am Eingang in jeden Abhitzekessel und die Aufrechterhaltung des Temperaturwertes auf einem nicht unter dem minimal zulässigen Wert liegenden Stand, gekennzeichnet dadurch, daß die Temperatur der Gase vor den eingeschalteten Abhitzekesseln (1; 2; 3) gemessen, die erhaltenen Temperaturwerte für die Gase miteinander verglichen werden, und das Umlaufwasser der Abhitzekessel (1; 2; 3) aufeinanderfolgend mit Speisewasser gekühlt wird, indem jedes Mal mit dem Abhitzekessel angefangen wird, der eine Mindesttemperatur der Gase hat, wobei das Umlaufwasser eines jeden darauffolgenden Abhitzekessels (1; 2; 3) mit Speisewasser nur in dem Falle gekühlt wird, wenn das dem vorhergehenden Abhitzekessel (1; 2; 3) zuzuführende Wasser bis auf eine für die Bedingungen der Tieftemperaturkorrosion minimal zulässige Temperatur gekühlt ist.

2. Abhitzeverwertungskesselanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, die mindestens zwei Abhitzekessel mit Zwangsumlauf aufweist, wobei die Heizflächen jedes der Abhitzekessel mittels Zuführungs-und Abführungsleitungen für das Umlaufwasser zu geschlossenen Kreisen mit einem Dampfabscheider verbunden sind, eine Speisewasserrohrleitung mit einem Speiseregler, der mit dem Dampfabscheider verbunden ist, und Mittel zur Messung der Temperatur der Gase und des Umlaufwassers an den Eingängen in die Abhitzekessel vorgesehen sind, gekennzeichnet dadurch, daß Wärmeaustauscher (15; 16; 17), Regelungsventile (18; 19; 20) für die Verteilung des Speisewassers zwischen den Wärmeaustauschern (15; 16; 17) und eine Steuereinheit (29) für das Vergleichen der Temperaturwerte für die Gase und zum Erzeugen der Signale für die Steuerung der Regelungsventile (18; 19; 20) vorgesehen sind, wobei das zu heizende System (12; 13; 14) jedes der Wärmeaustauscher (15; 16; 17) zwischen der Rohrleitung (11) für Speisewasser und dem Dampfabscheider (10) liegt, während das Heizsystem (21; 22; 23) jedes der Wärmeaustauscher (15; 16; 17) sich zwischen einer Umlaufpumpe (24) und der Heizfläche jeweils eines Abhitzekessels (1; 2; 3) befindet, und die Ausgänge der Temperaturgeber (30; 31; 32; 33; 34; 35) an die Eingänge der Steuereinheit (29) angeschlossen sind, deren Ausgänge mit den Regelungsventilen (18; 19; 20) verbunden sind.

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Dampfleistung von Abhitzeverwertungskesselanlagen und eine Abhitzeverwertungskesselanlage zur Durchführung des Verfahrens bei Schiffs- und stationären Energieanlagen, mit mehreren Abhitzekesseln mit Zwangsumläufen, welche von Einzelquellen mit zeitlich veränderlichem Gasverbrauch und -temperatur beheizt werden, z.B. auf Kesselanlagen von Motorschiffen und Gasturbinenschiffen, von Konvertereien der Hüttenwerke sowie Kraftwerke sowie Kraftwerken usw.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist ein Verfahren zur Regelung der Dampfleistung einer Abhitzeverwertungskesselanlage bekannt, die mehrere Abhitzekessel mit Zwangsumlauf enthält. Das Verfahren besteht darin, daß der Gasdurchsatz durch jeden Kessel geändert wird. (Gerlovin. Ll., SLUZKER, S.M. „Abhitz- und Verbundkessel der Schiffe", Verlag „Sudopromgiz", 1962, S.34-35, 90-91, 84, russisch; Chraptschenkov, A. S. „Hilfs- und Abhitzdampferzeuger der Schiffe", Verlag "Sudostroenie", 1979, S. 220, Fig. 1.19, russisch). Es ist weiterhin eine Abhitzeverwertungskesselanlage zur Durchführung dieses Verfahrens bekannt, die mehrere Abhitzekessel mit Zwangsumlauf enthält, die über eine oder mehrere Pumpen an einen gemeinsamen Dampfabscheider angeschlossen sind. Diese Anlage besitzt Gasüberströmventile, die es gestatten, den Durchsatz der Heißgase durch jeden Abhitzkessel zu ändern. Von einem Programm wird eine Folge- oder Parallelsteuerung der Überströmventile in vorgegebener Reihenfolge vorgesehen.

Wenn die Abhitzekessel mit unterschiedlicher Beheizungsintensivität betrieben werden, findet jedoch bei der Verwendung dieses Regelungsverfahrens unvermeidlich eine Senkung der Dampfleistung der Kesselanlage im Vergleich zu der unter den gegebenen Bedingungen möglichen Dampfleistung statt, obwohl die Gasüberströmventile der Abhitzekessel vollständig offen sind. Das läßt sich dadurch erklären, daß den Abhitzekesseln, die mit Gasen mit unterschiedlichen Anfangstemperaturen beheizt werden, Wasser mit gleicher Temperatur zugeführt wird, was zu einer Senkung der Wirksamkeit des Betriebes der Heizflächen, d. h. zu einer Senkung der Gesamtdampfleistung der Abhitzekessel führt.

Außerdem wird bei dem bekannten Verfahren zur Regelung der Dampfleistung einer Abhitzeverwertungskesselanlage die Wärmehaltung jedes einzelnen Kessels nicht überwacht, wodurch eine Senkung der Temperatur der die Heizfläche der Abhitzekessel umspülenden Gase bis auf unzulässig niedrige Werte vom Standpunkt der Tieftemperaturkorrosion hervorgerufen werden kann. So wird z. B. beim Betrieb eines der Antriebe mit Teilbelastungen der hinter diesem Antrieb angeordnete Abhitzekessel mit Gasen mit einer erniedrigten Temperatur beheizt.

Gemäß dem bekannten Verfahren zur Regelung der Dampfleistung kann der Regler bei einer Erhöhung des Dampfdruckes im Abscheider das Gasüberströmven'il ^or dem Abhitzekessel gerade dieses Antriebes überlappen, was unvermeidli h zu einer Senkung der Temperatur der Gase hinter diesem Abhitzekessel (die ohnedies eine erniedrigte Temperatur haben, weil der Antrieb, d.h. der Gaserzeuger, mit einer Teilbelastung betrieben wird) bis auf unzulässig niedrige Werte führen wird. Die Werte der vom Standpunkt der Tieftemperaturkorrosion minimal zulässigen Temperatur des Umlaufwassers liegen üblich in einem Bereich von 135 bis-150°C. Sie werden mit dem Lieferanten des Abhitzekessels.im voraus vereinbart oder während des Betriebes des Abhitzekessels je nach dem „Säuretaupunkt" ermittelt, der nach dem tatsächlichen Schwefelgehalt des Brennstoffes und der Luftübersehußzahl berechnet wird. Wenn die Temperatur desUmlaufwassers am Eingang in einen im Ekonomiserbetrieb arbeitenden Kessel, die vom Standpunkt der Tieftemperaturkorrosion minimal zulässige Temperatur der Heizfläche übersteigt, findet eine unvollständige Verwertung der Abgaswärme in diesem Kessel, d. h. eine Senkung der Wirtschaftlichkeit des Betriebes der Anlage statt, weil die Temperaturdifferenz zwischen den Heißgasen und den Elementen der Heizfläche des Kessels abnimmt.

Es ist auch ein Verfahren zur Regelung der Dampfleistung einer Kesselanlage, enthaltend einen Abhitzekessel mit Zwangsumlauf und einen zu beheizenden Kessel, die ein gemeinsames Wasserumlaufsystem bilden, bekannt, welches darin besteht, daß zur Gewährleistung der Wirtschaftlichkeit und der Betriebszuverlässigkeit unter allen Betriebsbedingungen das dem Kessel