DE1576872B2 - Einrichtung für die Speisewasserregelung von Zwangdurchlaufkesseln im unteren Teillastbereich - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für die Speisewasserregelung von Dampfkesseln, vorzugsweise Zwangdurchlaufkesseln, im unteren Teillastbereich mit einem Schwachlast-Stellventil, an dem der Differenzdruck oder der Vordruck durch Ändern der Pumpendrehzahlen eingeregelt wird.

Bei der Speisewasserregelung von Dampfkesseln ist es bekannt, im unteren Teillastbereich den Speisewasserdurchfluß über ein Schwachlast-Stellventil zu regeln, das parallel zum eigentlichen Speisewasser- ίο regelventil im Hauptstrang angeordnet ist. Im normalen Betrieb, z. B. oberhalb von 30 oder 50% der Nennlast wird dann die Regelung durch Änderung der Drehzahl der Speisepumpen vorgenommen, um Drosselverluste an den Regelventilen soweit als mög-Hch zu vermeiden. Im unteren Teillastbereich wird der Differenzdruck oder der Vordruck am Schwachlast-Stellventil mit Hilfe der Pumpendrehzahl auf einen vorgegebenen Sollwert geregelt, damit das Stellventil in einem günstigen Stellbereich verbleibt und die Drosselverluste klein gehalten werden. Das Ventil hat dann auch kleinere Stellwege zurückzulegen, so daß der Verschleiß geringer wird.

Bei dieser Art der Regelung muß beachtet werden, daß der Pumpendruck einen bestimmten unteren Grenzwert nicht unterschreitet, weil sonst infolge der Axialdruckentlastung an der Pumpe Schäden auftreten können. Es ist wohl bekannt, die Pumpen mit Schutzeinrichtungen zu versehen, die abschalten, wenn von der Pumpe ein zu geringer Druck gefordert wird. Das Ansprechen der Schutzeinrichtung führt jedoch zur Abschaltung des Blocks und damit zu einer tiefgreifenden Störung des Kraftwerkbetriebes.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugründe, das Unterschreiten eines Grenzbereiches für den Pumpendruck zu verhindern, ohne daß die Pumpenschutzeinrichtung anspricht. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß für den Pumpendruck ein unterer Grenzwert entsprechend einer Grenzkurve mit einem lastunabhängigen und einem lastabhängigen Sollwert dadurch festgelegt ist, daß dem Eingang eines Maximalwert-Auswahlgerätes ein fester Sollwert und für jede angeschlossene Pumpe ein entsprechend dem Pumpendurchfluß ansteigender Sollwert eingegeben ist, daß der Ausgang des Maxim al wert-Auswahlgerätes mit dem Istdruck der Pumpen vor dem Schwachlast-Stellventil in Differenz geschaltet ist und der Ausgang der Differenzschaltung sowie der Differenzdruck bzw. der Vordruck am Schwachlast-Stellventil über ein Minimalauswahlgerät an die Pumpendrehzahlregler bzw. deren Gleichlaufschaltung angeschlossen ist.

Die Erfindung wird an Hand der Fig. 1 und 2, einem Ausführungsbeispiel und einem Diagramm, näher erläutert.

In Fig. 1 sind in einem Diagramm die Grenzkurve α für z. B. eine der Speisepumpen und die vorgebbaren Sollwertkurven c und d für den Pumpenmindestdruck aufgezeichnet. Die beiden Koordinaten sind Pumpenleistung Q und Förderhöhe H. Der schraffierte Bereich, der von der Grenzkurve α eingeschlossen wird, ist der Bereich, in dem die Pumpen nicht betrieben werden dürfen. Die vorgegebene Sollwertgrenzkurve ist in zwei Teile c und d zerlegt. Der Teilbereich c liegt parallel zur Q-Achse und wird durch den Sollwert p_min definiert. Der zweite Teil d der SoHwertgrenzkurve wird durch den leistungsabhängigen Wert PmiJQp der einzelnen Pumpen bestimmt. Außerdem sind verschiedene Q/H-Kurven H₁... H₇ einer Speisepumpe eingezeichnet, wobei die Parameter die Pumpendrehzahlen η sind.

In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Anordnung dargestellt. Im Schwachlastbereich wird der Speisewasserdurchfluß Q_sp durch den Verdampfer V mit dem Regler 5 auf den am Sollwertsteller Q_min eingestellten Wert konstant gehalten. Das dazugehörige Stellglied ist das Schwachlastventil 4. Ist die Verdampfung im Verdampfer V geringer, als es dem mit dem Regler 5 eingeregelten Speisewasserstrom entspricht, so wird der Speisewasserdurchflußregler 1 das Speisewasser-Stellventil 2 in Schließstellung halten, da die Regelabweichung / zwischen dem Speisewasserdurchfluß Q_sp und seiner Führungsgröße 3 positiv ist. (Die Umschalter? stehen in der gezeichneten Position. Die Gesamtleistung der Pumpen ist kleiner als 50%.) Mit den Speisepumpen I, II, III, von denen z. B. die Pumpen I und II Elektrohalblastpumpen und die Speisepumpe III eine Turbovollastpumpe sein können, wird über die Führungsregler 8 für die Turbopumpen-Drehzahlregelung und die Halblastpumpenregler 9 der Differenzdruck an den Speisewasserventilen 2 und 4 auf den am Sollwertsteller A₁₁ vorgegebenen Wert geregelt.

Damit der Pumpendruck p_p durch diese Differenzdruckregelung nicht unter die Grenzkurve α gebracht wird, erhält das Maximalwert-Auswahlgerät 15 zu diesem Zweck einen festen Sollwert p_min und von den Pumpendurchflüssen abhängige Sollwerte P_mi„/Q_Pinvm als Eingang. Die Pumpendurchflüsse Q_pl, Q_pn und Quill werden hinter den einzelnen Pumpen I, II und III gemessen. Der Maximalwert e dieser Größen wire ausgewählt und mit dem Pumpendruck p_p verglichen. Die so gebildete Regelabweichung des Absolutdruckes g = (jp_p — e) wird zusammen mit der Regelabweichung des Differenzdruckes h an den Speisewasserstellventilen 2 und 4 in das Minimalwert-Auswahlgerät 6 gegeben. Ist die Grenzkurve (c, d) noch nicht erreicht, so wird die Regelabweichung des Absolutdruckes g gegenüber der Regelabweichung des Differenzdruckes h positiv sein. Das Minimalwert-Auswahlgerät 6 wird also die Regelabweichung de; Differenzdruckes h als die kleinere an den Führungsregler 8 für die Turbopumpen-Drehzahlregelung unc an die Halblastpumpenregler 9 weitergeben. Erreich bei Verminderung der Leistung der Pumpendruck P₁ den festen oder pumpenleistungsabhängigen Grenzwert c oder d, so wird die Regelabweichung de; Absolutdruckes g Null bzw. negativ gegenüber dei Regelabweichung des Differenzdruckes h, und es wire der Pumpendruck p_p mit dem Maximalwert e geregelt.

Steigt die Kesselleistung P wieder an, so wird dk Regelung des Pumpendrucks p_n wieder in eine Differenzdruckregelung übergehen. Wird die Mindest kesselleistung für den Bensonbetrieb von 40% de: Nennwertes erreicht, so ist die bisher positive Regel abweichung / des Speisewasserdruckflußreglers 1 in folge der Steigerung der Führungsgröße 3 Null ode negativ. Da nunmehr die Regelabweichung s des Ver dampfer-Mindestdurchflußreglers 5 positiv wird, win dieser das Schwachlastventil 4 ganz schließen. Steig die Kesselleistung P weiter an, z.B. über 50% de Endwertes, so ist eine Drosselung bei einem Kesse mit einem einsträngigen Verdampfer V nicht meh sinnvoll. Abhängig vom Erreichen der Kesselleistun

P>5O°/o erfolgt automatisch die Betätigung der Umschalter 7.

Sie stehen dann auf der gestrichelt gezeichneten Stellung. Zum bisherigen Speisewasserdurchflußregler 1 wird die Regelabweichung / des Speisewasserdurchfiußreglers ab- und eine Eingangsgröße U_konst aufgeschaltet, die ein völliges Öffnen des Speisewasserstellventils 2 bewirkt. Durch eine entsprechende Wahl der Größe dieser Eingangsgröße U_konst kann das Öffnen des Ventils 2 sehr langsam (schrittweise nur bei Verwendung von Schrittreglern) erfolgen. Die Führungsregler 8 und die Halblastpumpenregler 9, denen jetzt über den Umschalter 7 die Durchflußregelabweichung / direkt aufgeschaltet ist, müssen nun wegen des langsamen Öffnens des Ventils 2 keine zu großen Störungen mehr ausgleichen.

An den Reglern 8 und 9 ist eine Parameterverstellung 10 angebracht. Somit können diese Regler 8 und 9 auch den unterschiedlichen Aufgaben gerecht werden. Die Pumpen I, II und III sind parallel geschaltet. Die beiden Elektrohalblastpumpen I und II werden auf Gleichlauf gehalten, entweder durch Vergleich der Stellungen der Stellantriebe 13 oder durch Vergleich der Förderleistungen der einzelnen Pumpen. Dies geschieht mit Hilfe der Gleichlaufmeß-Schaltung 14. Die Turbo-Vollastpumpe III wird von einem Turbopumpen-Drehzahlregler 12 geregelt, mit einer Regelabweichung, die zwischen der von dem Drehzahlsollwertsteller 11 und der Drehzahl η gebildeten Differenz gebildet wird.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung für die Speisewasserregelung von Dampfkesseln, vorzugsweise Zwangdurchlaufkesseln im unteren Teillastbereich mit einem Schwachlast-Stellventil, an dem der Differenzdruck oder der Vordruck durch Ändern der Pumpendrehzahlen eingeregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß für den Pumpendruck ein unterer Grenzwert entsprechend einer Grenzkurve (a) mit einem lastunabhängigen (c) und einem lastabhängigen (d) Sollwert dadurch festgelegt ist, daß dem Eingang eines Maximalwert-Auswahlgerätes (15) ein fester Sollwert (p_min) und für jede angeschlossene Pumpe (I, II, III) ein entsprechend dem Pumpendurchfluß (Q) ansteigender Sollwert (p_min/Q,_A . .. P_mi„/Q_Pm) eingegeben ist, daß der Ausgang (e) des Maximalwertauswahlgerätes mit dem Istdruck (p„) der Pumpen vor dem Schwachlast-Stellventil (4) in Differenz geschaltet ist und der Ausgang der Differenzschaltung (g) sowie der Differenzdruck Qi) bzw. der Vordruck am Schwachlast-Stellventil (4) über ein Minimalwertauswahlgerät (6) an die Pumpendrehzahlregler (8, 9) bzw. deren Gleichlaufschaltung angeschlossen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen