DE102012019701A1

DE102012019701A1 - Regelung der Speisewasservorwärmung bei Dampferzeugern in Abhängigkeit der Dampfabnahme

Info

Publication number: DE102012019701A1
Application number: DE201210019701
Authority: DE
Inventors: Martin Freudenberg; Matthias Lutze
Original assignee: JUMAG DAMPFERZEUGER GmbH
Current assignee: JUMAG DAMPFERZEUGER GmbH
Priority date: 2012-10-06
Filing date: 2012-10-06
Publication date: 2014-04-10
Anticipated expiration: 2032-10-07
Also published as: DE102012019701B4

Abstract

Eine Regelung schaltet die Speisewasservorwärmung für Dampferzeuger, in Abhängigkeit der jeweils anstehenden Dampfabnahme zu und ab. Bei hoher Dampfabnahme wird die Speisewasservorwärmung zurückgestellt, bei geringem Dampfbedarf wird die Speisewasservorwärmung zugeschaltet. Wenn jedoch bei hoher Dampfabnahme die Speisewassertemperatur unter einen definierten Wert fällt, wird die Speisewasservorwärmung wieder zugeschaltet.
Die Zufuhr von Frischwasser zum Speisewassergefäß wird ebenfalls in Abhängigkeit des jeweils anstehenden Dampfbedarfes unterbunden, solange ein Mindestniveau des Speisewassers nicht unterschritten wird.
Dadurch schwankt der Dampfdruck im Dampfnetz weniger aufgrund des Dampfbedarfes der Speisewasservorwärmung.

Description

Oberbegriff
Die Erfindung betrifft eine Regelung der Speisewasservorwärmung für Dampferzeuger, die in Abhängigkeit der Dampfabnahme zu- und abgeschaltet wird. Bei hoher Dampfabnahme wird die Speisewasservorwärmung zurückgestellt, bei geringem Dampfbedarf wird die Speisewasservorwärmung zugeschaltet. Wenn jedoch bei hoher Dampfabnahme die Speisewassertemperatur unter einen definierten Wert fällt, wird die Speisewasservorwärmung wieder zugeschaltet.
Allgemeine Einleitung
Für die Erzeugung von Dampf werden bekanntermaßen Dampferzeuger eingesetzt. Diese Dampferzeuger finden in der chemischen Industrie, in Bäckereien, in der Holz- und Spanplattenindustrie sowie auch in der Kunststofftechnik etc. Anwendung. Den Dampferzeugern wird dabei meistens aufbereitetes Frischwasser über ein Speisewassergefäß zugeführt. Dieses Frischwasser wird über eine Pumpe mit Druck in den Kessel des Dampferzeugers befördert. Der Dampferzeuger wird beispielsweise mit einem Gasbrenner befeuert, um das Wasser in Dampf umzuwandeln. Dieser Dampf wird dann für den jeweiligen Gebrauchszweck dem Kessel entnommen.
Das dem Dampferzeuger zugeführte Speisewasser sollte möglichst ohne Gasbestandteile, wie O₂ oder CO₂ _, sein, um Korrosionen im Dampferzeuger und Dampfnetz zu vermeiden. Bei Temperaturen über 95°C entweichen diese Gase größtenteils. Bei Temperaturen über 105°C entweichen diese Gase nahezu vollständig.
Stand der Technik
Das Speisewasser wird meist über ein Speisewassergefäß dem Dampferzeuger zugeführt. In diesem Speisewassergefäß wird das Speisewasser elektrisch oder mittels Dampfzufuhr vom Dampferzeuger erwärmt, wenn die Temperatur des Speisewassers unter vorgegebene Werte sinkt.
Aufgabe
Beim beheizten des Speisewassers mit Dampf aus dem Dampferzeuger ergibt sich das allgemein bekannte Problem, dass die Vorwärmung des Speisewassers zu viel Dampf aus dem Dampferzeuger abnimmt. Deshalb steht dem Dampfverbraucher zu wenig Dampf zur Verfügung und es kommt zu Druckschwankungen der verfügbaren Dampfmenge.
Bei elektrisch beheizten Speisewassergefäßen ergibt sich das allgemein bekannte Problem, dass die Anschlussleistung auf die Leistung des Dampferzeugers plus der Leistung der Speisewasservorwärmung ausgelegt werden muss. Dadurch muss die gesamte Anschlussleistung vergleichsweise hoch elektrisch abgesichert werden, obwohl diese Leistung nicht immer genutzt wird.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Regelung der Speisewasservorwärmung so zu gestalten, dass bei mit Dampf beheizten Speisewassergefäßen die Druckschwankungen möglichst gering sind und bei elektrisch beheizten Speisewassergefäßen die Anschlussleistung gering abgesichert werden kann.
Lösung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Regelung erfüllt, bei der das Speisewasser nur beheizt wird, wenn keine hohe Dampfabnahme vorhanden ist. Die hohe Dampfabnahme wird durch die Unterschreitung eines vorgegebenen Druckwertes festgestellt.
Um das Speisewasser bei fehlender Speisewasservorwärmung nicht unnötig zu kühlen, wird die Frischwasserzufuhr so lange unterdrückt, bis entweder ein unteres Wasserniveau erreicht ist oder die Speisewasservorheizung wieder heizen kann.
Die Regelung der Speisewasservorwärmung wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Vorteile der Erfindung
Die Vorteile der erfinderischen Regelung liegen darin, dass Druckschwankungen aufgrund der Speisewasservorwärmung reduziert werden. Da bei hoher Dampfabnahme das Dampfnetz nicht zusätzlich durch die Speisewasservorwärmung belastet wird, steht insbesondere bei Dampfbedarfsspitzen die volle Dampfmenge zur Verfügung. Dadurch bleibt der Druck im Dampfnetz gleichmäßiger und die Dampfverbraucher können gleichmäßig mit Dampf versorgt werden.
Dadurch, dass die Zufuhr von Frischwasser in das Speisewassergefäß bei zu geringer Temperatur eingeschränkt wird, reduziert sich die Speisewassertemperatur nicht weiter. Es wird vermieden, dass eine erhöhte Menge an Gasen in den Dampferzeuger mit kaltem Speisewasser eingeführt wird.
Ausbildungen der Erfindung
Die Leistung bei elektrisch beheizten Dampferzeugern kann reduziert werden um den Anteil die das Speisewasser im Speisewassergefäß mit zusätzlicher elektrischer Leistung vorgewärmt wird.
Dies kann z. B. über eine Thyristorenschaltung erfolgen. Dadurch wird erreicht, dass die gesamte elektrische Absicherung nicht durch die Speisewasservorwärmung erhöht wird. In diesem Fall wird die elektrische Speisewasservorheizung entsprechend der Vorheizung durch Dampf abhängig vom Druckabfall im Dampferzeuger geregelt.
Die vorgenannten sowie beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Form, Gestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeptionen keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.
Figurenbeschreibung
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in der – beispielhaft – ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist.
Die Zeichnung 1 zeigt ein Dampfsystem (1) bestehend unter anderem aus einem Speisewassergefäß (7) und einem Dampferzeuger (2). Der vom Dampfsystem abgehende Dampf (4) geht zu den Dampfverbrauchern, die nicht dargestellt sind.
Das Speisewasser (10) wird über die Speisewasserleitung (15) vom Speisewassergefäß (7) zum Dampferzeuger (2) geführt. Das Speisewasser (10) wird mittels der Dampfheizung (6) vorgeheizt, die durch das Ventil (5) zu- und abgeschaltet wird. Die Zu- und Abschaltung der Dampfheizung (6) erfolgt abhängig von der Temperatur (gemessen mittels des Temperaturfühlers (13)). Dem Speisewassergefäß wird abhängig vom (über die Wasserstandsmesser (11 und 12)) Wasserniveau mit Frischwasser (9) versorgt. Die Versorgung wird über eine Ventil (8) zu- und abgeschaltet.
Erfindungsgemäß wird die Dampfheizung (6) unterbrochen, wenn der Druck im Dampferzeuger (2), der beispielsweise über einen Druckaufnehmer (3) gemessen wird, unter einen definierten Wert sinkt. In dem Beispiel, das in der Tabelle 2 dargestellt ist, ist dies der Fall 8. Sinkt die Temperatur jedoch weiter, so schaltet sich die Dampfvorheizung wieder ein. Dies ist in dem Beispiel der Tabelle 2 der Fall 14.
Auch wird die Zufuhr von Frischwasser (9) zum Speisewassergefäß (7) unterbunden, wenn der Druck im Dampferzeuger (2) unter einen definierten Wert sinkt, die Temperatur im Speisewassergefäß (7) unter einen zu bestimmenden Wert fällt und der Wasserstand im Speisewassergefäß oberhalb eines festzulegenden Wertes (das Niveau des unteren Wasserstandsmessers (12)) liegt. Dies ist in dem Beispiel der Tabelle 2 der Fall 10. Fällt der Wasserstand weiter und unterschreitet das Niveau des unteren Wasserstandsmessers (12), wird wieder Frischwasser (9) dem Speisewassergefäß (7) zugeführt, in dem das Ventil (8) öffnet. Dies ist im Beispiel der Tabelle 2 der Fall 12.
Die Regelung wird von einer Steuerung (14) übernommen, die die Signale der Sensoren und Ventile verarbeitet. Bei dieser Steuerung können sämtliche Grenzwerte verändert werden, so dass die Funktionsweise an die Bedürfnisse des Dampfverbrauchers ausgerichtet werden können.
Bezugszeichenliste

1: Dampfsystem
2: Dampferzeuger
3: Druckaufnehmer
4: Dampfverbraucher
5: Dampfventil
6: Dampfheizung zur Speisewasservorwärmung
7: Speisewassergefäß
8: Wasserventil für Frischwasser
9: Frischwasser
10: Speisewasser
11: oberer Wasserstandsmesser
12: unterer Wasserstandsmesser
13: Temperaturfühler
14: Steuerung
15: Speisewasserleitung

Claims

Eine Regelung der Vorwärmung von Speisewasser (10), das in Speisewassergefäßen (7) für die Zufuhr zu einem Dampferzeuger (2) aufbereitet wird und durch eine Dampfheizung (6) erwärmt wird, damit eine Entgasung des Speisewassers stattfinden kann, ist dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterschreiten eines vorgegebenen Mindestdruckes (z. B. gemessen durch einen Druckaufnehmer (3)) im Dampferzeuger (2) die Dampfheizung (6) mittels eines Ventils (6) abgeschaltet wird und nur bei Unterschreitung einer definierten Mindesttemperatur (z. B. gemessen durch einen Temperaturfühler (13)) des Speisewassers zugeschaltet wird.
Regelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr von Frischwasser (9) zum Speisewassergefäß (7) bei Unterschreiten einer vorgegebenen Mindesttemperatur des Speisewassers (10) vorübergehend (beispielsweise durch ein Ventil (8)) unterbrochen werden kann und nur bei Unterschreiten eines definierten unteren Wasserniveaus (gemessen beispielsweise durch den unteren Wasserstandsmesser (12)) aktiviert wird.
Regelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei elektrischen Speisewasservorheizungen die Leistung des elektrischen Dampferzeugers während der Speisewasservorwärmung um die Leistung der Speisewasservorwärmung gedrosselt wird.
Regelung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Grenzwerte wie Dampfdruck, Speisewassertemperaturen und Wasserstände je nach Betriebsbedingungen verändert werden können.