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Einrichtung zur Einregelung des Verhältnisses Kühlmittel zu Speisewasser
bei Zwangdurchlaufkesseln Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Einregelung
des Verhältnisses Kühlmittel zu Speisewasser bei Zwangdurchlaufkesseln, die mit
einem Heißdampftemperaturregler ausgerüstet sind, der durch Kühlmittelzufuhr die
Dampftemperatur hinter einer Kühlstrecke regelt. Außerdem wird vorausgesetzt, daß
ein von der Temperatur vor der Dampfkühlung als Regelgröße beeinflußter Regler vorgesehen
ist, der auf die Speisewasserregelung des Kessels wirkt.
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Das Kühlmittel wird in Form von Dampf niedriger Temperatur oder in
Form von Wasser, sogenanntem Einspritzwasser, unmittelbar dem Heißdampfstrom zugemischt,
der anschließend in einen überhitzer eintritt.
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Es muß dafür gesorgt werden, daß einerseits entsprechend der Kessellast
immer so viel Kühlmittel zugeführt wird, daß die Dampfkühlstrecke ihre Regelfähigkeit
behält, daß aber andererseits auch nicht zu viel Kühlmittel zuströmt und dadurch
der Kesselwirkungsgrad absinkt. Fährt man nämlich beispielsweise bei einer bestimmten
Kessellast mit zu wenig Einspritzwasser, so kann man einen größeren Temperaturstoß
nach unten nicht auffangen, und die Heißdampftemperatur fällt auch dann noch, wenn
das Einspritzwasser vollständig herausgenommen wird. Wird sehr viel Einspritzwasser
zugeführt, kann zwar jedem Temperaturstoß wirksam begegnet werden, je-
doch
wird hierdurch der Kesselwirkungsgrad verringert und die den Einspritzstellen nachgeschalteten
Rohrschlangen durch Salzablagerungen übermäßig beansprucht.
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Um das Verhältnis zwischen der Kühlmittelmenge und der Speisewassermenge
in vorgegebenen Grenzen zu halten, sind bereits Verhältnisregler eingesetzt worden.
Als Meßgeber für diese Regler sind jedoch Mengenmeßvorrichtungen notwendig, welche
die Menge des zuströmenden Speisewassers und des Einspritzwassers messen. Derartige
Meßvorrichtungen sind relativ aufwendig, und eine solche Regelung arbeitete auch
wegen der unerwünschten Kopplungen bisher nicht zufriedenstellend.
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Es ist außerdem bekannt, den Druckunterschied zwischen der Einspritzstelle
der Kühlmittelmenge und einer Stelle hinter dem Speisewasserregelventil auszunutzen,
um ein bestimmtes Verhältnis Kühlmittelmenge zu Speisewassermenge zu erhalten. Hierzu
wird die Leitung für das Kühlmittel hinter dem Speisewasserregelventil abgezweigt
und über das Einspritzwasserregelventil der Kühlstelle zugeführt. Das Einspritzwasserregelventil
wird in üblicher Weise vom Heißdampftemperaturregler eingestellt. Die Stellung des
Ventils wird z. B. mit einem Stellungsgebei erfaßt und entsprechende Regelimpulse
auf den Speisewasserregler und den Brennstoffregler gegeben. Hierdurch wird erreicht
daß die Kühlmittelm.enge nach jeder Änderung durch den Heißdampftemperaturregler
wieder auf einen gewünschten Verhältniswert zur Speisewassermenge zurückgeführt
wird. Voraussetzung ist, daß das Kühlmittelregelventil eine möglichst lineare Charakteristik
zwischen der Ventilstellung und dem Öffnungsquerschnitt besitzt. Diese Charakteristik
ändert sich infolge von Korrosions-und Abnutzungserscheinungen während des Betriebes,
so daß in bestimmten Abständen eine Nachjustierung erforderlich ist.
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Die Nachteile der bekannten Einrichtungen werden mit der vorliegenden
Erfindung vermieden. Es wird nur die Anzeige von Temperaturineßgeräten verwertet,
die ohnehin an den entsprechenden Meßstellen des Kessels bereits vorhanden sind.
Die Temperaturwerte wirken in geeigneter Weise auf ebenfalls bereits vorhandene
Regler ein. Gemäß der Erfindung stellt ein vom Regler für die Endtemperatur des
Dampfes verstellter Sollwertgeber zugleich den Sollwert des Heißdampftemperaturreglers
und um einen festen oder einstellbaren Differenzbetrag höher den Sollwert des Reglers
für die Temperatur vor der Dampfkühlung ein. Der zuletzt genannte Regler gibt bei
Temperaturabweichungen seine Impulse auf den Speisewasserregler und verstellt beispielsweise
den Sollwert dieses Reglers.
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Für eine andere Aufgabe, nämlich die Einstellung einer bestimmten
Dampftemperatur hinter der Abscheideflasche bei einem Zwangdurchlaufkessel mit Salzabscheideflasche
ist es bekannt, einen Temperaturregler für die Temperatur hinter der Abscheideflasche
vorzusehen und mit diesem Regler den Abfluß aus der Abscheideflasche und den Speisewasserrealer
zu
beeinflussen. Der Temperaturfühler des Reglers, der die Temperatur hinter der Abscheideflasche
re-elt, liec, unmittelbar vor der Einspritzstelle. --t Außerdem ist ein Temperaturregler
für den Dampf an, Kesselende vorgesehen, der mit seinem Stellorgan die Dampfkühlung
so einstellt, daß die Dampftemperatur am Kesselende auf dem vorgegebenen Sollwert
bleibt. Die Sollwerte der beiden Regler stehen in keincr festen Beziehung zueinander
und sind unabhängig.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll an Hand der Zeichnung kurz
erläutert werden. Der Speisewasserregier 1, der seine Meßimpulse von nicht
dargestellten Meßgebern, beispielsweise für die Dampfmenge und die Speisewassennenge
erhält, stellt mit seinem Stellmotor 2 das Regelventil 3 für die Speisewasserzufuhr
ein. Das Speisewasser tritt in den Kessel 8 ein, wird im Rohrsystem
9 erhitzt und im Rohrsystern 10 verdampft. Der überhitzte Dampf gelangt
über die Kühlstelle 4 in den Nachüberhitzer 7.
An der Stelle 4 wird durch
die Leitung 5 Einspritzwasser für die Dampfkühlung zugeführt, dessen Menge
durch das Ventil 6 einstellbar ist.
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Hinter der Einspritzstelle 4 ist der Endüberhitzer 7
angeordnet.
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Die Endtemperatur des Dampfes wird von dem Temperaturfühler
11 gemessen. Dieser Temperaturmeßwert gelangt über den Meßumformer 12 zum
Regler 13 für die Endtemperatur des Dampfes. Der Sollwert dieses Reglers
kann vom Sollwertgeber 14 eingestellt werden. Das Stellglied des Reglers
13
stellt den Sollwertgeber 15 des Reglers 16 und gemäß der
Erfindung um einen festen oder gesondert einstellbaren Differenzbetrag höher, den
Sollwertgeber 17 für den'Regler 20 der Temperatur vor der Dampfkühlung ein.
Der Regler 16 stellt in bekannter Weise mit seinem Stellmotor 18 das
Ventil 6 in der Zuleitung 5 für das Einspritzwasser so ein, daß die
mit dem Temperaturfühler 19 gemessene Dampftemperatur hinter der Einspritzstelle
4 den vorgegebenen Wert erreicht. Der Sollwertgeber 17 verstellt den Sollwert
des Reglers 20. Dieser Regler überwacht mit seinem Temperaturfühler 21 die Temperatur
vor der Dampfkühlstelle 4 und wirkt mit seinem Stellglied auf den Sollwertsteller
22 des Speisewasserreglers. Im stabilen Zustand des Kessels und der Regeleinrichtung
unterscheidet sich die Temperatur des Temperaturfühlers 19 von der des Temperaturfühlers
21 um den gewählten Differenzbetrag, beispielsweise 20 oder 50' C.
Auch nach Laststößen wird diese Temperaturdifferenz immer wieder eingeregelt. Ändert
sich die Temperatur des Temperaturfühlers 21, so verstellt der Regler 20 den Sollwertgeber
22 in der einen oder der anderen Richtung und erhöht oder verringert den Sollwert
des Speisewasserreglers 1. Die Speisewasserzufuhr wird hierdurch so beeinflußt,
daß die Temperatur am Fühler den vorgegebenen Wert wieder erreicht.
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Sind mehrere Dampfkühlstellen vorhanden, so kann bei jeder Dampfkühlstelle
die Temperatur vor und hinter der Dampfkühlstelle im angegebenen Sinne auf einen
festen Differenzwert eingeregelt werden.