DE1576872C - Einrichtung fur die Speisewasserregelung von Zwangdurchlaufkesseln im unteren Teil lastbereich - 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 möglieh zu vermeiden. Im unteren Teillastbereich wird der Differenzdruck oder der Vordruck am Schwach-Iast-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 Maximalwert-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 F i g. 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 ß-Achsc und wird durch den Sollwert p,,,,·,, definiert. Dei zweite Teil d der Sollwertgruizkurve wird durch den leistungsabhängigen Wert p_milt/Q_p der einzelnen Pumpen bestimmt. Außerdem sind verschiedene Q/H-Kmven /Z₁... η_Ί einer Speisepumpe eingezeichnet, wobei die Parameter die Pumpendrehzahlen η sind.

In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Anordnung dargestellt. Im Schwachlastbereich wird der Speisewasserdurchfluß Q_s„ durch den Verdampfer V mit dem Regler 5 auf den am Sollwertsteller <2„„„ 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_SI, und seiner Führungsgröße 3 positiv ist. (Die Umschalter 7 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 J_p vorgegebenen Wert geregelt.

Damit der Pumpendruck 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/?_mJn/ß„₁/_{II ni} als Eingang. Die Pumpendurchflüsse Q_pl, Q_l>n und Q»m werden hinter den einzelnen Pumpen I, II und III gemessen. Der Maximalwert e dieser Größen wird ausgev/ählt und mit dem Pumpendruck p„ verglichen. Die so gebildete Regelabweichung des Absolutdruckes g = (ρ_ρ — 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 des Differenzdruckes h als die kleinere an den Führungsregler 8 für die Turbopumpen-Drehzahlregelung und an die Halblastpumpenregler 9 weitergeben. Erreicht bei Verminderung der Leistung der Pumpendruck p„ den festen oder pumpenleistungsabhängigen Grenzwert c oder d, so wird die Regelabweichung des Absolutdruckes g Null bzw. negativ gegenüber der Regelabweichung des Differenzdruckes /1, und es wird der Pumpendruck p_p mit dem Maximalwert e geregelt.

Steigt die Kesselleistung P wieder an, so wird die Regelung des Pumpendrucks p„ wieder in eine Differenzdruckregelung übergehen. Wird die Mindestkesselleistung für den Bensonbetrieb von 40% des Nennwertes erreicht, so ist die bisher positive Regelabweichung / des Speisewasserdruckflußreglers 1 infolge der Steigerung der Führungsgröße 3 Null oder negativ. Da nunmehr die Regelabweichung s des Verdampfer-Mindestdurchflußreglers 5 positiv wird, wird dieser das Schwachlastventil 4 ganz schließen. Steigt die Kessclleistung P weiter an, z.B. über 50% des Endwertes, so ist eine Drosselung bei einem Kessel mit einem einstriingigen Verdampfer V nicht mehr sinnvoll. Abhängig vom Erreichen der Kesselleistung

P>50% erfolgt automatisch die Betätigung der Umschalter 7.

Sie stehen dann auf der gestrichelt gezeichneten Stellung. Zum bisherigen Speisewasserdurchflußregler 1 wird die Regelabweichung / des Speisewasserdurchflußreglers ab- und eine Eingangsgröße U_konst aufgeschaltet, die ein völliges Öffnen des Speisewasserstellventils 2 bewirkt. Durch eine entsprechende Wahl der Größe dieser Eingangsgröße U_konsl 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 Gleichlaufmeßschaltung 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„/Qpm) 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 (h) 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