DE1177170B

DE1177170B - Einrichtung zur Regelung eines Zwangdurchlauf-Dampferzeugers

Info

Publication number: DE1177170B
Application number: DES60054A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr-Ing Rupprec Michel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1958-09-27
Filing date: 1958-09-27
Publication date: 1964-09-03

Description

Einrichtung zur Regelung eines Zwangdurchlauf-Dampferzeugers Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung für einen Zwangdurchlauf-Dampferzeuger, bei dem, zusätzlich zu einer Wassereinspritzstelle im Überhitzer oder für sich allein, eine Wassereinspritzung in den Verdampfer vorgesehen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einwandfreie Regelung der Heißdampftemperatur eines Zwangdurchlaufkessels auch dann mit Sicherheit zu bewerkstelligen, wenn der zugeführte Brennstoff hinsichtlich seines Heizwertes größeren Schwankungen unterworfen ist.
Bei den gebräuchlichen Zwangdurchlaufkesseln erfolgt die Korrektur oder Regelung der Heißdampftemperatur vielfach durch Wassereinspritzen in den Überhitzer. Bei hohen Heißdampftemperaturen ist es weiterhin bekannt, zwei hintereinander liegende Einspritzstellen im überhitzer vorzusehen. Eine solche Wassereinspritzung zur Temperaturregelung dient vornehmlich dazu, einerseits laufend auftretende Heizwertschwankungen des Brennstoffes auszugleichen und um andererseits bei rasch auftretenden Laständerungen korrigierend einzugreifen. Die Größe der Wassereinspritzung wird im allgemeinen auf 5% im Mittelwert begrenzt, wobei als Höchstwert nur etwa 10% der dem Kessel zugeführten Wassermenge in Betracht kommt. Bereits bei dieser Einspritzung muß die eigentliche überhitzerheizfiäche wesentlich vergrößert werden, so daß der Kessel dadurch teurer wird. Da der Heizwert des Brennstoffes jedoch wesentlich größeren Schwankungen unterworfen ist, die durch die Wassereinspritzung allein nicht voll korrigiert werden können, ist es vielfach notwendig, abhängig von der Größe der Einspritzmenge einen Korrekturimpuls auf die zuzuführende Kohlenmenge zu geben, weil anderenfalls die Einspritzregelventile in die untere oder obere Grenzlage laufen würden.
Bei allen diesen bekannten Regelungen wird die Temperatur am Kesselausgang gemessen und die Einspritzung von dieser Temperatur aus beeinflußt. Es ist weiterhin bekannt, zusätzlich zu einer Temperaturmeßstelle am Kesselausgang oder an Stelle derselben auch im Verdampfer- bzw. Überhitzerbereich des Durchlaufsystems Temperaturfühler vorzusehen, von wo aus die Größe der Einspritzmenge beeinflußt wird. Dabei ist es auch bekannt, eine Vorwärmung des eingespritzten flüssigen Arbeitsmittels vorzunehmen.
Auch bei der Einrichtung nach der Erfindung wird von einer Einspritzung Gebrauch gemacht, bei der das einzuspritzende Arbeitsmittel vorgewärmt wird, wobei die Einspritzleitung als Heizfläche ausgebildet ist. Während aber bei den bekannten Einrichtungen stets die im Durchlaufsystem selbst hinter der Einspritzstelle vorhandene Temperatur die Einspritzmenge beeinflußt, besteht die Erfindung darin, daß ein die Temperatur des aus der Einspritzleitungs-Heizfläche austretenden Einspritzwassers messender oder die Differenz der Wassertemperaturen am Austritt und Eintritt der Heizfläche messender Geber oder deren mehr vorgesehen sind, welche zur Verstellung des Sollwertes bei der Regelung der in den Verdampfer einzuspitzenden Wassermenge dienen.
Bei einer Wassereinspritzung in den Verdampfer herrscht in der hinter der Einspritzstelle liegenden Verdampferstrecke noch Sattdampftemperatur. Es gibt keine Möglichkeit, den Wassergehalt des dort strömenden Dampfes zu messen, und ein in diesem Gebiet abgenommener Temperaturimpuls gibt nicht immer richtige Werte zur Beeinflussung der Einspritzmenge. Erst die Messung der Aufwärmung in der als Heizfläche ausgebildeten Einspritzleitung ermöglicht eine exakte Temperaturregelung.
Die Einspritzstelle wird zweckmäßig an einen solchen Ort im Verdampfer gelegt, an dem das Wasser zu etwa 50 bis 60% verdampft ist. Diese Einspritzstelle kann so ausgelegt werden, daß eine kleinste Einspritzmenge von 10% und eine maximale Menge von 30% des insgesamt dem Dampferzeuger zugeführten Wasserstromes zu bewältigen ist. Durch diese gegenüber den bisher bekannten Kesseln wesentlich größere Einspritzmenge wird erreicht, daß alle vorkommenden Heizwertschwankungen ausgeglichen werden können, ohne daß der Überhitzer vergrößert werden muß. Wenn zusätzlich eine Einspritzung in den überhitzer verbleiben soll, so kann diese für einen kleineren Mittelwert von etwa 3% des insgesamt dem Dampferzeuger zugeführten Wasserstromes ausgelegt werden. Die als Heizfläche ausgebildete Einspritzleitung kann insbesondere durch Aufteilung auf mehrere Parallelstränge so groß bemessen werden, daß eine mittlere Einspritzwassermenge sich beim Durchströmen durch diese Heizfläche um etwa 50° C erwärmt. Ein von einer Nebenheizfläche hergeleiteter Temperaturimpuls kann noch als korrigierende Einflußgröße für den Regler der Verdampfereinspritzung herangezogen werden.
An Hand der Zeichnung soll der Erfindungsgegenstand näher erläutert werden. Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel in seinen für die Erfindung wesentlichen Teilen in stark vereinfachter schematischer Darstellung.
Die in den Kessel eingespeiste Wassermenge beträgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel 80% der Gesamtdampfleistung des Kessels und wird in an sich bekannter Weise von einem Speisewassermengenregler aus über das Ventil 1. oder mit der Drehzahl der Speisewasserpumpe gesteuert. Der Kessel ist mit 4, die Speisewasserpumpe mit 5 und der Speisewassermengenregler mit 6 bezeichnet. Vor der Mengenmeßblende 7 zweigt die Einspritzleitung 8 ab. Durch das Ventil 2 wird im Mittel eine Menge von etwa 17% eingespeist, während durch das Ventil 3 im Mittel eine Menge von 3% durchtritt.
Die durch das Ventil 2 gesteuerte Menge fließt durch einige Parallelstränge 9 hindurch, die im Feuerraum zwischen zwei dort befindlichen Verdampferregistern angeordnet sind, so daß sie der gleichen Beheizung ausgesetzt sind wie die Verdampferregister selbst. Bei steigendem Heizwert des Brennstoffes wird die Aufwärmung des Einspritzwassers ein Maß für die Beheizungsintensität des Feuerraumes sein und kann demzufolge zur Steuerung des Ventils 2 benutzt werden. Durch einen an der Stelle 10 abgenommenen Temperaturimpuls kann der Sollwert des Reglers 11 verstellt werden. Weiterhin kann der Sollwert des Reglers 11 von der Einspritzmenge in den überhitzer beeinflußt werden. Dies ist vorteilhaft, um die in den Überhitzer einzuspritzende Menge auf ein Mindestmaß zu begrenzen.
Gegebenenfalls können zusätzliche Maßnahmen getroffen werden, um dafür zu sorgen, daß die Einspritzmenge nicht unter ein gewisses Maß absinkt, damit nicht die Gefahr eines Verbrennens für das beheizte Einspritzrohr besteht. Weiterhin ist nach der Erfindung die Verwendung einer Nebenheizfläche' vorgesehen, von der in an sich bekannter Weise ein Temperaturimpuls gewonnen wird. Während aber bei den üblichen Regelungen die Einspritzstelle maßgebend in Abhängigkeit der Temperatur der Nebenheizfläche gesteuert wird, kommt bei der Regeleinrichtung nach der Erfindung diesem Temperaturimpuls, der von der Nebenheizfläche hergeleitet wird, nur die Eigenschaft eines Korrektureinflusses zu. Die Nebenheizfläche, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit 13 bezeichnet ist, enthält eine Abnahmestelle 14 zur Gewinnung eines Temperaturimpulses 15 für den Regler 11.
Da die über das Ventil 2 fließende Menge sich bei Heizwertschwankungen, die sich im Feuerraum zuerst bemerkbar machen, sehr schnell den neuen Verhältnissen anpaßt, wird die mit der Blende 12 gemessene Gesamteinspritzwassermenge ein geeigneter und schnell wirkender Impuls sein, um auf die Brennstoffmenge berichtigend einzugreifen. Diese Korrektur der Brennstoffzufuhr, die bisher notwendig war, um die Einspritzwassermenge in den Überhitzer zu begrenzen, dient hier dazu, eine möglichst gleichbleibende Dampftemperatur zu erzeugen.

Claims

Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Regelung eines Zwangdurchlauf-Dampferzeugers, bei dem, zusätzlich zu einer Wassereinspritzstelle im überhitzer oder für sich allein, die Einspritzung von Wasser in den Verdampfer vorgesehen ist, wobei dieses Einspritzwasser mittels der als Heizfläche ausgebildeten Einspritzleitung im Dampferzeuger vorgewärmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des aus der Einspritzleitungs-Heizfläche (9) austretenden Einspritzwassers messende oder die Differenz der Wassertemperaturen am Austritt und Eintritt der Heizfläche (9) messende Geber vorgesehen sind, welche zur Verstellung des Sollwertes bei der Regelung der in den Verdampfer einzuspritzenden Wassermenge dienen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzung im Verdampfer für eine mittlere Einspritzmenge von etwa 10°/o und eine maximale Einspritzmenge von etwa 30°/o des insgesamt dem Dampferzeuger zugeführten Wasserstromes ausgelegt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzung in den Überhitzer für einen Mittelwert von etwa 311/o des insgesamt dem Dampferzeuger zugeführten Wasserstromes ausgelegt ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die als Heizfläche (9) ausgebildete Einspritzleitung so groß, insbesondere durch Aufteilung auf mehrere Parallelstränge, bemessen ist, daß eine Aufwärmung des Einspritzwassers um etwa 50° C erfolgt.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einer Nebenheizfläche hergeleiteter Temperaturimpuls als korrigierende Einflußgröße für den Regler (11) der Verdampfer-Einspritzung herangezogen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschriften Nr. 151 763, 154 297, 166 318, 170 356.