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Einrichtung zur Regelung der Speisewasserzufuhr bei Dampfkesseln mit
stoßartiger Wärmezufuhr Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der
Speisewasserzufuhr bei Dampfkesseln mit stoßartiger Wärmezufuhr, z. B. Abhitzekesseln,
unter Verwendung eines wenigstens vom Wasserstand in der Kesseltrommel und von der
abgegebenen Dampfmenge beeinflußten, als Widerstandsbrücke mit veränderbaren Widerständen
ausgebildeten Reglers, .dessen Meßwerk auf ein Stellglied für die Speisewasserzufuhr
einwirkt, wobei in den Regelkreis ein Verzögerungsglied eingeschaltet ist.
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Bei verschiedenen technischen Prozessen fallen kurzzeitig größere
Wärmemengen an. Diese Abwärme wird vielfach zur Beheizung eines Dampfkessels verwendet.
Solche Verhältnisse liegen z. B. in Blasstahlwerken vor, wo während der einzelnen
Blasperioden heiße Abgase frei werden, deren Wärme für die Beheizung eines Kessels
venv endet wird. Bei derartigen Abhitzekesseln mit stoßartiger, nicht regelbarer
Wärmezufuhr arbeiten die für Dampfkessel mit regelbarer Wärmezufuhr üblichen Regeleinrichtungen
nicht zufriedenstellend. Insbesondere ist die übliche Speisewasserregelung, die
im allgemeinen einen vom Wasserstand in der Kesseltrommel, von der vom Kessel abgegebenen
Dampfmenge und gegebenenfalls von der zufließenden Speisewassermenge beeinflußten
Dreiimpulsregler aufweist, nicht in der Lage, den Wasserstand des Kessels in den
erforderlichen Grenzen zu halten.
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Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß als
Verzögerungsglied ein Nachlaufmotor dient, der einen im Regler angeordneten Widerstand
entsprechend der abgegebenen Dampfmenge verstellt und der an die Diagonale einer
aus einem Geberwiderstand für die Dampfmenge und einem zweiten vom Nachlaufmotor
verstellbaren Widerstand gebildeten Brückenschaltung, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung
eines Relais, insbesondere Drehspulrelais, angeschlossen ist.
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Dadurch wird die Einwirkung des Meßwertes der vom Kessel abgegebenen
Dampfmenge und vor allem der Änderungen dieses Wertes auf den Speisewasserregler
verzögert. Es wird so ein unerwünscht rasches Ansteigen des Wasserstandes im Kessel,
insbesondere bei Beginn stoßartig einsetzender Wärmezufuhr, verhindert. Diese hat
nämlich eine rasche Erwärmung und ein starkes Aufkochen des Kesselwassers durch
plötzliche innere Dampfbildung zur Folge, so daß der Wasserstand im Kessel trotz
Abgabe von Dampf erhältnismäGig stark steigt. Bei -der Regelung eines solchen Kessels
mittels eines bekannten vom Wasserstand und der abgegebenen Dampfmenge beeinflußten
Reglers wird die abgegebene Dampfmenge sofort durch Vergrößerung der Menge des zugeführten
Speisewassers wieder ersetzt. Gerade das führt aber bei Kesseln mit stoßartiger,
nicht regelbarer Wärmezufuhr zu einem zu hohen Wasserstand, der den Kesselbetrieb
gefährdet. Bei dem Gegenstand der Erfindung wird die abgegebene Dampfmenge erst
nach einer bestimmten Zeit durch Vergrößerung der Speisewasserzufuhr ersetzt, so
daß sich kein zu hoher Wasserstand ausbilden kann.
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Bei Reglern, die nach dem Impul,sfrequenzprinzip arbeiten, ist es
bekannt, die Verzögerung der Speisewasserregelung mit Hilfe von Differentialrelais
vorzunehmen. Die Erfindung ermöglicht eine Verzögerung der Speisewasserregelung
auch bei als Widerstandsbrücken ausgebildeten Reglern, die wesentlich einfacher
aufgebaut sind als nach dem Impulsfrequenzprinzip arbeitende Regler.
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Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung schematisch dar.
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Mit 1 ist die Kesseltrommel eines Abhitzekessels bezeichnet, der über
die Leitung 2 Speisewasser zugeführt wird. 3 ist die an den Kessel angeschlossene
Dampfleitung.
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Zur Regelung der Speisewasserzufuhr dient ein Dreiiinpulsregler 4,
der als Brückenschaltung aus den Widerständen 5, 6 und 7 aufgebaut ist. Der Widerstand
5 ist ein Potentiometer, dessen Abgriff proportional zum Wasserstand in der Kesseltrommel
1 verstellbar ist. Der Widerstand 6 ist z. B. ein Ringrohrwiderstand, der nach Art
einer Rückführung die bei 8 gemessene, dem Kessel zugeführte Speisewassermenge anzeigt.
Die bei 9 gemessene, vom Kessel abgegebene
Dampfmenge kommt im
Widerstand 7, der vorteilhaft ebenfalls ein Ringrohrwiderstand sein kann, gemäß
der Erfindung verzögert zur Anzeige. Das Reglermeßwerk 10 des Reglers 4 wirkt auf
ein Ventil 11 in der Leitung 2 für das Speisewasser ein. Ebenso wäre an Stelle des
Reglers 4 ein Regler anderen gerätetechnischen Aufbaues denkbar.
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Die Verzögerung zwischen der Messung der Dampfmenge bei 9 und der
Verstellung des diese anzeigenden Widerstandes 7 erfolgt im Ausführungsbeispiel
auf folgende Weise: Das Verzögerungsglied enthält einen Nachlaufmotor 12, der an
die Diagonalspannung einer Brükkenschaltung 13 angeschlossen ist. Auf der Achse
des Nachlaufmotors 12 sind die Widerstände 7 und 14 angeordnet. Der Potentiometerwiderstand
14 bildet mit dem ebenfalls als Potentiometer ausgebildeten Geberwiderstand 15 für
die bei 9 gemessene Dampfmenge die Brückenschaltung 13. 16 ist ein Widerstand zur
Einstellung des Brückenstromes.
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Bei Änderung der vom Kessel abgegebenen Dampfmenge ändert sich .die
Stellung des Abgriffes des Geberwiderstandes 15, wodurch das Gleichgewicht der Brückenschaltung
13 gestört wird. Der Nachlaufmotor 12 erhält Spannung und beginnt je nach der Polung
der Brückendiagonalspannung .in der einen oder anderen Drehrichtung zu laufen. Dabei
wird die Stellung des Abgriffes des Widerstandes 14 und die Stellung des Widerstandes
7 verändert. Ist in der Brückenschaltung 13 das Gleichgewicht wieder hergestellt,
so steht der Nachlaufmotor 12 still. Dann nimmt auch der Widerstand 7 die dem neuen
Wert der bei 9 gemessenen Dampfmenge zugehörige Stellung ein. Das durch Änderung
des Widerstandes 7 gestörte Gleichgewicht im Regler 4 wird in bekannter Weise durch
entsprechendes Öffnen oder Schließen des Ventils 11 über den Stellmotor 17 und das
Reglermeßwerk 10 wieder hergestellt.
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Die Zeit, die verstreicht, bis der Widerstand 7 den bei 9 gemessenen
Wert der Dampfmenge anzeigt, ist von der Laufzeit des Nachlaufmotors 12 abhängig.
Diese kann mit Hilfe des Widerstandes 16, der den Brückenstrom einzustellen gestattet,
.den jeweiligen Verhältnissen angepaßt werden. Man hat es dadurch in der Hand, zu
verhindern, daß die bei stoßartiger Wärmezufuhr plötzlich in der Leitung 3 anfallende
Dampfmenge zu einer unerwünschten Erhöhung des Wasserstandes in der Kesseltrommel
1 führt.
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Es sind noch andere Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung
denkbar. Es wäre z. B. möglich, den Nachlaufmotor 12 nicht direkt in die Diagonale
der Brückenschaltung 13 einzuschalten, sondern ein verzögert schaltendes Relais,
insbesondere Drehspulrelais, das seinerseits einen die Widerstände 7 und 14 verstellenden
Nachlaufmotor in der einen oder anderen Drehrichtung zum Laufen bringt. In diesem
Fall kann die Verzögerungszeit durch Änderung der Schaltzeiten des Relais beeinflußt
werden.