DE2307311B2

DE2307311B2 - Russblaeser

Info

Publication number: DE2307311B2
Application number: DE19732307311
Authority: DE
Inventors: Eugene Frank Cmcinnati Ohio Adiuton (V St.A)
Original assignee: Diamond Power Specialty Corp., Lancaster, Ohio (V.St A.)
Priority date: 1972-02-14
Filing date: 1973-02-14
Publication date: 1977-09-22
Also published as: DE2307311A1; IT970902B; FR2172182B1; SE389183B; GB1376805A; DE2307311C3; JPS496980A; FR2172182A1; CA974418A

Description

Die Erfindung betrifft einen Rußbläser mit einem länps der Verbrennungszone eines Kessels verschiebbaren Blasrohr, welches mindestens eine Düse zum Austritt des Blasmittels aufweist und über ein Zufuhrrohr mit einer Blasmittelversorgung verbunden ist, und mit einem Druckmesser zur Ermittlung des Drucks im Blasrohr.

Üblicherweise werden Thermoelemente zur Messung der Temperatur in Heizkesseln, öfen und dergleichen verwendet. Elektrische Widerstandstemperaturfühler, als RTD abgekürzt, sind weniger gebräuchlich. Das Arbeitsprinzip des RTD beruht darauf, daß der elektrische Widerstand im allgemeinen von der Temperatur abhängt und daher die Temperatur durch Messung des Widerstandes ermittelt werden kann. Hierzu muß die Temperaturabhängigkeit eines gegebenen Widerstandes zunächst einmal experimentell ermittelt werden.

Derartige Meßgeräte haben jedoch den Nachteil, daß sie im Laufe der Zeit altern und ungenau werden. Außerdem muß ein gesonderter Träger für sie bereitgestellt werden.

Die Erfindung geht von einem Rußbläser aus, wie er in der deutschen Auslegeschrift 10 04 327 beschrieben ist. Bei diesem wirkt der im inneren des Blasrohres (im folgenden auch Lanzenrohr genannt) herrschende Druck auf einen Druckschalter ein, welcher mit dem das Vorschieben und Zurückziehen des Blasrohres bewirkenden Antrieb derart verbunden ist, daß bei unzulässig starkem Druckabfall und hierdurch bedingter unzureichender Kühlung des Blasrohres dasselbe aus dem Kessel ausgefahren wird. Dieser Druckschalter dient als Sicherheitseinrichtung. Mit dem bekannten Rußbläser sind daher keinerlei Messungen möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Rußbläser der obengenannten Art so auszubilden, daß er zugleich zur Temperaturmessung, zur Messung des Wärmestromes im Kessel und gegebenenfalls zur Regelung des Kühlflüssigkeitsdurchsatzes verwendet werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß aus dem von dem Druckmesser ermittelten Blasrohrdruck und aus dem von einem Mengenmesser ermittelten Blasmitteldurchsatz die zugeordnete Temperatur in der Verbrennungszone bestimmbar ist.

Bei denj erfindungsgemäßen Rußbläser ist somit eine Messung der Temperaturverteilung bzw. der Verteilung des Wärmestromes im Kessel zugleich beim Reinigen der Kesselglieder möglich. Hierzu braucht nur der durch den Druckmesser angezeigte Druck und der durch den Mengenmesser angezeigte Blasmitteldurchsatz abgelesen zu werden.

Das Messen der Temperatur durch den erfindungsgemäßen Rußbläser erfolgt somit analog zur Arbeitsweise der oben beschriebenen Widerstandstemperaturfühler (RTD); er kann als pneumatischer Widerstandstemperaturfühlier (PRTD) bezeichnet werden, bei dem der pneumatische Widerstand einer Ausströmöffnung, nämlich der vom Blasmittel durchsetzten Düse, ebenfalls eine Funktion der Umgebungstemperatur ist.

Wird die Düse im kritischen Strömungszustand betrieben, so ergibt sich bei dem PRTD gegenüber den oben beschriebenen bekannten Meßvorrichtungen noch ein weiterer, beachtlicher Vorteil, da sich die Abhängigkeit des pneumatischen Widerstandes von der Temperatur mathematisch durch die folgende Gleichung beschreiben läßt:

55

(10

^Λ /

¹ Kühlmittel

(Gleichung 1)

wobei W = Mengenstrom des Strömungsmiltels,
P ■■- Absolutdruck des Strömungsmittels,
T_Kä,,_/!Ki,,_fi = absolute Temperatur des Strömungsmittels,
A_l)iis(, = Durchflußquerschnitt der Düse ist.

Die Gleichung 1 kann nach TKOMmmei aufgelöst und durch Einsetzen einer Proportionalitätskonstanten K\ wie folgt umgeschrieben werden:

T_KMminfl =

(Gleichung 2)

Die Gleichung 2 ist die PRTD-G leichung und zeigt, . β _zur Temperaturmessung eine irgend beliebige Düse _r1j_t einem kritischen Strömungszustand verwendet werden kann, falls der Druck und der Mengenstrom durch die Düse feststellbar sind. Gleichung 2 zeigt ferner, daß zur Eichung lediglich ein einziger Betriebsunkt gemessen werden muß, um den richtigen Wert v_r Proportionalitätskonstanten K\ zu ermitteln.

Die Gleichung 2 läßt sich in der Praxis dazu verwenden, die tatsächlich vorhandenen Wärmestromfile J_n grotien Heizkesseln und Dampferzeugern zu messen, indem herkömmliche Rußbläser, d. h. Lanzenrohrdüsen von langen, längs verstellbaren Rußbläsern als PRTD verwendet werden. Die auf diese Weise erhaltenen Wärmestromprofile vermitteln ein besseres Ve-ständnis des Betriebsverhaltens des Heizkessels und erleichtern die Auslegung und Steuerung der Kesselbauteile einschließlich der Rußbläser selbst.

Um Rußbläser zur Temperaturmessung zu verwen-, j_{st es} erforderlich, den Druck im Lanzenrohr und den Kühlmittel-Mengenstrom zu ermitteln, vorzugsweie an einer Stelle außerhalb des Heizkessels. Beide Messungen lassen sich jedoch in einfacher Weise durch den Einbau von Druckfühlern durchführen, wodurch sich die Kühlmittel-Austrittstemperatur aus dem Lanzenrohr in äußerst günstiger Weise ermitteln läßt. Aus der ermittelten Temperaturerhöhung des Kühlmittels längs des Lanzenrohres und dem ermittelten Kühlmittel-Mengenstrom läßt sich das Wärmestromprofil dadurch feststellen, daß das Lanzenrohr schrittweise in der Heizzone des Heizkessels nach innen bewegt wird.

Auf diese Weise läßt sich mit einem herkömmlichen Rußbläser, der in der Heizzone eines Heizkessels verschiebbar ist, der Wärmestrom messen, ohne daß es erforderlich ist, Thermoelemente oder zusätzliche Meßfühler zu verwenden.

Der PRTD-Rußbläser vermittelt besondere Vorteile, da er billiger ist, eine längere Lebensdauer hat und zuverlässiger arbeitet als Thermoelement-Einrichtungen bei Verwendung in den hocherhitzten Zonen von

Heizkesseln. .

Um übliche Rußbläser als pneumatische Widerstands-

Temperaturluhler verwenden zu können, ist ein Druckfühler,, beispielsweise ein Druckmeßwertgeber, erforderlich, um den Druck an den Düsen des Lanzenrohres festzustellen und den Mengenstrom des Kühlmittels zu messen, wie dies weiter unten im einzelnen beschrieben wird. Der PRTD, der bereits für sich allein ein verbessertes Gerät zur Ermittlung der tatsächlichen Wärmestromprofile darstellt, hat somit den weiteren Vorteil, daß er sich an bereits bestehende Heizkessel und insbesondere an Rußbläser anpassen

Dei erfindungsgemäße, pneumatische Widerstands-Temperaturfühler kann daher aus einem längs verstellbaren, großhubigen Rußbläser mit einem Lanzenrohr, das teleskopartig über ein feststehendes Zufuhrrohr bewegbar ist, und zusätzlich aus einem in der Nähe des stromaufwärtigen Endes des Lanzenrohres angeordneten Druckmeßwertgeber und einer Durchflußmeßeinrichtung zur Bemessung des über das Lanzenrohr ausgestoßenen Strömungsmittel-Mengenstroms bestehen. . , ,-. ..,

Erfindungsgemäß wird somit ein verbessertes Gerat geschaffen, bei dem ein Rußbläser als pneumatischer Widerstands-Temperaturfühler verwendet wird.

Während des Betriebs von Rußbläsern ergeber, sich an den Lanzenrohren häufig infolge einer Fehleinschätzung des tatsächlichen Wärmestioms des Heizkessels irreparable Beschädigungen. Mit dem erfindungsgemäßen Gerät läßt sich das tatsächlich vorhandene Wärmestromprofil ermitteln, so daß sich in einfacher und sicherer Weise das Lanzemohr so auslegen läßt, daß es in dem betrachteten Anwendungsfall zufriedenstellend arbeitet.

Während des Betriebs moderner Rußbläser ist ein bestimmtes Volumen des Blasmittels zur ausreichenden ίο Reinigung der Heizkesselrohre erforderlich. Um jedoch die Lanzenrohre auf einer betriebssicheren Temperatur zu halten, ist gewöhnlich eine zusätzliche Blasmittelmenge erforderlich. Im Hinblick auf diesen Sicherheitsfaktor können jedoch die tatsächlich verwendeten is Volumenmengen verringert werden, falls sich das tatsächlich vorhandene Wärmestromprofil für eine betrachtete Verbrennungskammer ermitteln läßt. Durch die erfindungsgemäße Einrichtung ist es möglich, den Mengenstrom des Blasmittels mit hoher Genauigkeit auf einen Wert zu verringern, der der tatsächlich benötigten Kühlung des Lanzenrohres entspricht.

Durch dosierte Einspeisung eines einstellbaren Wasser-Mengenstroms in das Blasmittel läßt sich zusätzlich die Verdampfungswärme zur Kühlung der Lanzenrohre verwenden, die Reinigungswirkung verbessern und der Kühlmittelverbrauch sehr klein halten. Bisher hat jedoch die Gefährdung der Heizkesselrohre durch thermische Schockeinwirkungen Schwierigkeiten bereitet und die Anwendung dieser Wassereinspeisung jo — falls nicht unabdingbar erforderlich — ausgeschlossen. Erfindungsgemäß hingegen wird die Einsatzmöglichkeit für die Verwendung von Wasser als Mittel zur Reinigung der Heizkesselrohre und zur Verhinderung einer Überhitzung der Lanzenrohre eines Rußbläsers is verbessert.

Insgesamt wird erfindungsgemäß ein längs verstellbarer Rußbläser als Temperaturfühler oder Wärmestromfühler geschaffen. Das Lanzenrohr des Rußbläsers, das — wie üblich — zur Reinigung des Heizkessels dient, wirkt zusätzlich als Temperatur- oder Gesamtwärme-Meßwertgeber, und bei Einbau in die Verbrennungskammer eines Dampferzeugers, Heizkessels od. dgl. ist die Temperatur des Druckblasmittels oder die dem Blasmittel zugeführte Gesamtwärmemenge in Abhängigkeit von dem pneumatischen > Widerstand der Auslaßöffnung oder Düse des Lanzenrohres feststellbar. Der Fühler eignet sich zur Ermittlung des Wärmestromprofils der Verbrennungskammer bei einer Bewegung des Lanzenrohres und läßt sich in Verbindung mk so verschiedenen Steuereinrichtungen verwenden, um während des Reinigungsvorganges eine dosierte Menge unverdampften Wassers in Abhängigkeit von Änderungen des dem Blasmittel zugeführten Wärmestroms in das Blasmittel einzuspeisen.

55 Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. In der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematsiche Darstellung einer bevorzugte ten Ausführungsform der Erfindung, wobei ein langhubiger, längs verstellbarer Rußbläser einen pneumatischen Widerstands-Temperaturfühler (PRTD) bildet,

F i g. 2 eine schematische Darstellung eines Anwendungsbeispiels des in F i g. 1 gezeigten Rußbläsers als es pneumatischer Widerstands-Wärmefühler (PRQD), wobei der PRQD als Fühler für einen Regler dient, der die Menge des vom Rußbläser ausgestoßenen unverdampften Wassers begrenzt.

Der erfindungsgemäße pneumatische Widerstands-Temperaturfühler mißt die Temperatur in Abhängigkeit vom pneumatischen Widerstand eines durch eine Düse oder Austrittsöffnung strömenden Druckmittels. Vorzugsweise wird das Lanzenrohr eines herkömmlichen Rußbläsers als pneumatischer Widerstands-Temperaturfühler (PRTD) verwendet. Gemäß F i g. 1 enthält ein Dampfkessel einen inneren Teilabschnitt 10 und eine Außenwand 12. Der Dampfkesselabschnitt 10 bildet eine Heizzone, deren Wärmestromprofil gemessen werden soll. Die Außenwand 12 trägt ein Wandfutter 14, über das ein Lanzenruhr 18 eines langhubigen, längs verstellbaren Rußbläsers 20 gegenüber dem Inneren des Kessels ein- und ausfahrbar ist.

Der Rußbläser 20 ist nahe der öffnung des Wandfutters außen am Kessel angeordnet und enthält eine Trag- und Führungseinrichtung 22 mit einem I-Träger 24, der von der Kesselwand 12 nach außen verläuft. Das Lanzenrohr 18 ist mit einer oder mehreren Düsen 19 versehen, die gegenüber der Heizzone durch einen herkömmlichen Antrieb, welcher üblicherweise einen motorgetriebenen, auf einem Zufuhrrohr 28 verschiebbaren Schlitten 26 enthält, nach innen und außen verschiebbar sind.

Zusätzlich zu ihrer normalen Aufgabe, das Reinigungsmittel gegen die Wärmeaustauschflächen auszustoßen, werden die Lanzenrohrdüsen 19 als pneumatischer Widerstands-Temperaturfühler verwendet, wobei der Druck im Lanzenrohr ermittelt wird. Zu diesem Zweck enthält das Lanzenrohr 18 eine Anzapfung 38 und ein Druckmeßwertgeber 40 ist über eine Leitung 42 mit dem Lanzenrohr verbunden. Vorzugsweise liegt zwischen der Anzapfung 38 und dem Druckmeßwertgeber 40 ein Zwischenbehälter 46, um Schwingungsneigungen des Drucksignals auszuschalten. Die Leitung kann ferner ein Absperrventil 44 enthalten, durch das die Leitung abgesperrt werden kann, wenn die Einrichtung lediglich für den üblichen Rußblasvorgang verwendet wird und Temperaturprofile nicht benötigt werden. Der Druckmeßwertgeber 40 muß kein Präzisions-Meßinstrument sein, sollte jedoch ein gutes Auflösungsvermögen und eine gute Anzeigebeständigkeit, d. h. im Bereich zwischen 0,1 und 0,2%, haben.

Eine Blasmittelzufuhrleitung 32 ist an ein Tellerventil 30 angeschlossen, das nahe dem stromaufwärtigen Ende des Zufuhrrohres 28 angeordnet ist, wobei die Leitung 32 einen Durchflußmesser 52 geeigneter Bauart enthält, beispielsweise eine Lochplatte 51, die zwischen zwei zueinander passenden, mit einer Durchflußöffnung versehenen Flanschen 54 liegt. Auf gegenüberliegenden Seiten der Lochplatte 51 ist jeder der Flansche 54 mit einer Anzapfung versehen, die an einen Differenzdruckmeßwertgeber, beispielsweise ein U-Rohr oder Manometer 58, angeschlossen sind. Das Manometer 58 ergibt eine Anzeige der Druckdifferenz an der Platte 51. Der Durchflußmesser 52 enthält ferner einen Temperaturfühler, der ein Thermometer 61 in einer Thermometeranzapfung 60 sein kann, sowie einen Fühler zur Ermittlung des statischen Drucks, beispielsweise den Druckmeßwertgeber 62. Bei Ermittlung des Drucks in dem Lanzenrohr 18 und des Mengenstroms des Kühlmittels läßt sich der Rußbläser 20 als PRTD verwenden.

Wie bereits oben erwähnt, beruht das Grundprinzip eines PRTD auf der Gleichung 2:

¹ Kühlmittel — ^Λ yy 1 ·

Um die Gleichung 2 an den oben beschriebenen PRTD anzupassen, läßt sie sich wie folgt umschreiben:

Zunächst

A_DÜSC!x\ + 2a(T_prtll + 460) (Gleichung 3)
und

PDüse = (P/, + 14,7)-/IP₁₁ (Gleichung 4)
ergibt durch Einsetzung in Gleichung 2

46O)H(P₁₁

^K

Kühlmittel

₁₁)T _

1/(P₁ +

g. γ _(T

14,7)/IP₁

K = (TKflhta.Dü.,0 + 460)

ist) gsch.

(T₁ + 460)
1/(P₁ + 14,7), !PT

₄₆₀₎

IP —

'' * Reibung ~~

(1 + 2a(T_KMm._Dasc + 46O))(P₁₁ + 14,7

fesch.

AP₁, — ,1 P_Rl.|(,_un(, + /I PBeschle.

/IP₁,)

isti

2gDit°Küh!m.(l44

(Gleichung 6)

(Gleichung 7)

(Gleichung 8)
(Gleichung 9)

K_t

G =

(P, + 14,7)/IP,
(T, + 460)

(Gleichung 10)

S 0,02, (Gleichung 11)

/ο ~ nrm Γ (P,, + 14,7) (530° R) Ί

K Km_n, = υ,υ/5 L ₍,4,7 p_Sia)(r_Kailll + 46O)J

(Gleichung 12)

»ibt sich

= 0,647-10

K-²OJj_nJP₁ + 14,7) IP₁(T₁ + 460) + {ΤκαΜη,. + 460) _ν _L

(P,7+ 14,7) (T₁ + 460)

(Gleichung 13) _L JL 2. (Gleichung 14)

Unter Verwendung der Gleichungen 10, 12 und 14 erhält man

"³ · [ /uSK? 4⁺60) (P,! Γ»4,7)]

IP₈^₁₉. = 0,1294 10-Aus den Gleichungen 5, 7, 13 und 15 folgt daher

T_prul = (T_Kühlm.Düse +460)·

/so. gsch.

+ Γ4,7)/ΙΡ,

(1 + 2a(T_mhlm._Düse + 46O))(P₁₁ + 14,7 - AP₁₁)

gsch.

(1	+	*2a(TKühlm. Düse* *gsch.*	+	46O))(P₁₁ + 14,7-	IP,,)
		κ 1/		», + 14,7) AP₁
		^Λ OJing. γ		(T. + 460Ϊ

- 460.

Es bedeutet

= Querschnittsfläche der Düse [IN²]

= (6,2 cm²),
~ spezifische Wärme des

Kühlmittels ^

F J' 40

D₁ = Innendurchmesser des Lanzenquer-

schnitts[FT.3 = (0,3048 m),
D,- _Soi,„ = Innendurchmesser der Lanzenspitze [F T.] = (0,3048 m),
D₀ = Außendurchmesser der Lanze [F T.] 45

(0,3048 m),
/ = Reibungskoeffizient des Kühlmittels im

Lanzeninneren,
Fluß = Mengenstrom des Kühlmittels

[SCFM], 50

g = Erdbeschleunigung

'i.Spi'rze

5o

(Gleichung 16)

L, = Länge oder Teillänge des der Ofentemperatur ausgesetzten Lanzenabschnitts [F T.] = (0,3048 m), P₁ = Druck stromaufwärts der Durchfluß-Öffnung [PSIG] = (0,0703 ata), AP₁ — Druckänderung an der Durchfluß-

ölihung [IN H₂O] = (2,54 cm VfS), A PBeseitig. = Druckänderung im Lanzenrohr infolge der Beschleunigung des Kühlmittels

[PSI] = f 0,0703

cm

Λ PReibung — Druckänderung im Lanzenrohr infolg« der Reibung des Kühlmittels an der Lanzenrohrwänden

G =» Mengenstromdichte im durchströmten 55 Lanzenrohrquerschnitt
Γ 0,454 kg
LTt?

ISO — Index Für Werte am ISOthermenpunkt, (>o K s= Konstante,
. = Durchflußkoeffizient K_OfJ-_ng,

_nAS?M Γ 0,454 kg I / "F Ί
= 0,45284 L _SEC |/-psTW_MlOj' "5

L = Vcrschicbcwcg der Lanze [FT.]
= (0,3048 m),

P₁, = Druck an der Lanzenrohranzapfunj

[PSIG] = (0,0703 ata), ,1P₁, = Druckänderung im Lanzenrohr

[PSl] =( 0,0703 -^
\ c

Pm™ = Druck an der Lanzenrohrdüsc

[PSIA] = (0,0703 ata), Q = Unterschied zwischen dem gcsamtci Wärmestrom durch die erhitzte Lunzi an einem beliebigen Punkt und den gesamten Wärmestrom durch die er hitztc Lanze am Isothcrmcnpunkl

iloial

lSOI

Q_

ΛΑ

durchschnittliche Wärmestromdichte außerhalb des isothermen Betriebs-

punktes -.

örtliche Wärmestromdichte, die sich durch Differenziation der Gesamtwärmebelastungen ergibt

T₁ = Temperatur an der Durchflußöffnung

[⁰F],
T Kühim. Düse = geschätzte Kühlmitteltemperatur an

gesch. _{der D}ü_Se [⁰F],

TpRTD = Kühlmitteltemperatur an der Düse

[⁰F],

WkiWiIm. ⁼ Mengenstrom des Kühlmittels
Γ 0,454 kg Ί
L SEC. J'

a = thermischer Expansionskoeffizient
der Düse
rjN_l
LlN⁰FJ-

Nachdem ein Ausdruck für T_pr,d erhalten wurde, läßt sich nunmehr das Profil der Wärmestromdichte ermitteln. Die Gleichung 17 gibt die Beziehung für die

ίο

dem strömenden Kühlmitte! zugeführte Wärme an:

δ ~

¹ prtJ

Düse

(Cp.Kühlm.) ■

(Gleichung 17)

Durch Division der Gleichung 17 durch den der Heizzone 10 ausgesetzten Flächenbereich erhält man folgende Gleichung für die Wärmestromdichte:

II D_nL

(Gleichung 18)

Indem man die Differenz zwischen den jeweiligen

Längseinstellungen der Düse (L₂-Li) innerhalb der

Heizzone 10 ermittelt, erhält man durch die Gleichung

19 die Änderung des Wärmestroms bezüglich einer

Änderung des Flächenbereichs:

IQ

₌ Q2-QI

UD₀(L₂-L₁)

(Gleichung 19)

Somit ergibt sich ein geeigneter Ausdruck für das Profil der Wärmestromdichte.

Aus der obigen Gleichung 16 ist ersichtlich, daß T_pr,d Einflüssen zweiter Ordnung, wie dem Druckabfall des Lanzenrohres und der thermischen Expansion der Düse, unterliegt. Um einen vereinfachten Ausdruck zu erhalten und derartige Einflüsse zweiter Ordnung zu eliminieren, läßt sich Tp^etwa wie folgt ausdrücken:

_LT

Wie Gleichung 20 zeigt, ist es von Bedeutung, daß äußerst genaue Werte für P_u ΔΡ\ und P_Lt sowohl bei isothermen als auch nichtisothermen. Betriebspunkten erhalten werden. Vorzugsweise werden die isothermen Werte innerhalb einer kurzen Zeitdauer der nichtisothermen Werte abgenommen, und während dieser Zeitdauer sollten die Instrumente nicht bewegt, gestoßen oder verstellt werden. Bezüglich des Wertes Pi dient der Zwischentank 46 dazu, Schwingungen des Drucksignals zu unterdrücken. Somit wird die Lesegenauigkeit verbessert. Eine genaue Untersuchung der Gleichung 20 zeigt ferner, daß die Messung von T_p„d niqht vom Absolutwert von /Ί, Δ P\ oder Pi, abhängig ist, d. h. lediglich die Relativänderungen zwischen dem isothermen und nichtisothermen Betriebspunkt sind von Bedeutung. Die Genauigkeit der Ergebnisse läßt sich verbessern, indem eine Anzahl wiederholter Messungen an jedem'Meßwertpunkt, d.h. für verschiedene Werte von L vorgenommen wird. Jeder herkömmliche, längs verstellbare Rußbläser läßt sich in einfacher Weise zu dem oben beschriebenen, sehr genauen PRTD umbauen.

Zusätzlich zur Temperaturmessung kann der Rußbläser 20 auch als Wärmefühler zu verschiedenen Regeloder Überwachungszwecken dienen. Wie bereits oben erwähnt, lüßt sich der volumetrische Mengenstrom des gasförmigen Gasmittcls auf einen Wert verringern, der die erforderliche Kühlung des Lanzcnrohrcs 18 sicherstellt, wenn das genaue Profil der Würmcstromdichte einer Verbrennungskammer bekannt ist. Durch dosierte Einspeisung unverdampften Wassers in das Blasmittel läßt sich außerdem die Vcrdampfungswiirmc des Wassers dazu verwenden, die zur Kühlung des P LT, ISO

- 460.

(Gleichung 20)

Lanzenrohres erforderliche Bläsmitlelmenge noch weiter zu verringern, und außerdem infolge der verringerten Strömungsgeschwindigkeit die Erosion der Heizkes-

selrohre herabzusetzen. Es sei darauf hingewiesen, daß die gesamte Menge unverdampften Wassers, abgesehen von einem wählbar kleinen Anteil, beispielsweise 7,5 Ipm, im Lanzenrohr verdampft werden muß, um die Gefahr eines thermischen Schocks der Heizkesselrohre zu unterbinden. Aufgrund dieser geringen Menge unverdampften Wassers ergibt sich, daß der pneumatische Strömungswiderstand der Düsen des Lanzenrohres eine Funktion der Gewichtsänderung des Mengenstroms des Gemisches und der Temperaturänderungen

ist. Gemäß Fig.2 dient der Rußbläser als pneumatischer Widerstands-Wärmefühler, (PRQD) in einer Vorrichtung zur dosierten Einspeisung von Wasser in das Blasmittel in Abhängigkeit von Änderungen des pneumatischen Widerstandes der Lanzenrohrdüsen,

wodurch die vom Rußbläser ausgestoßene Menge

unverdampften Wassers geregelt wird. Der Einfachheit

halber sind identische Bauteile in Fig. 2 mit dem

gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 1 versehen.

Gemäß Fig. 2 liegt das Tellerventil 30 am stromauf-

fto wärtigen Ende des Zufuhrrohres 28 und ist über eine Leitung 32 an eine Gas- oder Luftversorgungsleitung 76 angeschlossen. Eine Durchflußöffnung 31 liegt stromaufwärts des Ventils 30, um den Einfluß des Wärmcstroms auf den Druck zu verstärken. Zur Betricbsüber-

"s wachung der Druckleitung 76 und um die Druckversorgung auf einem im wesentlichen konstanten Wert zu halten, sind Hoch- bzw. Niederdruckschalter 78 und 80 mit der Leitung 76 verbunden. Unter der Annahme eines

im wesentlichen konstanten Versorgungsdrucks von etwa 25 :ata kann der Hochdruckschalter so eingestellt sein, daß er bei 26 ata schließt und bei 25 ata öffnet, während der Niederdruckschalter so eingestellt sein kann, daß er bei 24,9 ata schließt und bei 24 ata öffnet, so daß eine Überwachung der Druckmittelquelle erhalten wird. Eine geeignete Warneinrichtung kann an einen oder beide Druckschalter angeschlossen sein, um entweder ein Audio- oder Video-Alarmsignal zu erzeugen, durch das Druckschwankungen in der _!0 Luftversorgung angezeigt werden.

Die Wassereinspeisvorrichtung zur Abschreckung des Gasmediums enthält eine Wasserdruckleitung 82, die an eiine Druckwasserquelle angeschlossen ist, deren Druck über dem verstärkten Arbeitsdruck des Zufuhr- ,₅ rohres liegt Die Wasserdruckleitung 82 kann einen Wasserdruckschalter 84 aufweisen, der den Wasserdruck überwacht und sicherstellt, daß der Wasserdruck über dem Luftdruck liegt. Das Versorgungsrohr 28 ist über eine Wasserleitung 86 an die Wasserdruckleitung 82 angeschlossen, wobei der Anschluß an das Versorgungsrohr 28 in der Nähe einer Anzapfung 38a liegt. Die Wasserleitung 86 enthält ein Steuerventil 88, das auf ein pneumatisches Signal von einem Regler 90 anspricht, dessen Betriebsweise weiter unten beschrieben wird, in der Wasserleitung 86 befindet sich ferner ein mechanisches Ventil 92, das gleichzeitig mit dem Tellerventil 30 des Rußbläsers 20 betätigt wird, wobei das Ventil 30 in der voll eingefahrenen Lage des Lanzenrohres 18 bezüglich der Kesselwand 12 normalerweise geschlossen ist und bei einer Längsverschiebung des Lanzenrohrcs 18 ins Innere des Kessels 10 geöffnet wird.

Die Einrichtung zur dosierten Einspeisung einer geregelten Menge unverdampften Wassers in das Versorgungsrohr 28 enthält einen Druckfühler 94, der über eine Leitung % mit der Anzapfung 38a verbunden ist. Der Druckfühler 94 ist über eine Leitung 98 an eine zentrale Instrumenten-Luftversorgungsleitung angeschlossen und versorgt den Regler 90 über eine Leitung 100 in Abhängigkeit von Druckänderungen im Zufuhrrohr 28 mit einem veränderlichen Ausgangs-Steuersignal. Die Leitung 100 ist an einen Bereichswähler 102 im Regler 90 angeschlossen, wobei der Regler 90 ferner ein Vergleichselement 104, eine pneumatische Stellvorrichtung 101) und einen Differenzdruckfühler 108 enthält. Der Differenzdruckfühler 108 ermittelt den Druckabfall an einer Durchflußöffnung 111 in der Wasserleitung 86 über Leitungen UO und 113 und gibt in Abhängigkeit davon über eine Leitung 105 ein Ausgangssignal an das Vergleichselement 104. Das Vergleichselement 104 erhält ferner über eine Leitung 103 vom Bereichswähler 102 ein Signal und steuert über elektrische Leiter 112 und 114 einen nicht gezeigten Schaltkreis derart, daß ein Warnsignal erzeugt wird, falls kein Strömungsmittelstrom vorhanden ist. Das Vergleichselement 104 gibt ss ferner über eine Leitung 107 ein Ausgangssignal an die pneumatische Stellvorrichtung 106, die über eine Leitung 116 mit dem pneumatischen Steuerventil 88 gekoppelt ist, um das Ventil selektiv zu verstellen und dadurch den Mengenstrom in der Wasserleitung 86 zu regulieren.

Während des Betriebs des Rußbläsers 20 wird der Luftdruck stromabwärts des Tellerventils 30 in der Leitung 96 abgefühlt, und dieses Signal gelangt zum Druckfühler 94. Der Druckfühler 94 erzeugt ein veränderliches Ausgangssignal, das vom ermittelten Druck abhängig ist und zum Regler 90 gelangt, welcher das Steuerventil 88 betätigt Die Anzapfung HO stromabwärts des Steuerventils 88 mißt den Mengenstrom und übecmittelt diesen Wert dem Regler 90. Dieses Rückkoppelungssignal wird mit dem veränderlichen Ausgangssignal des Druckfühlers 94 verglichen, und das Vergleichsergebnis dient zur Regulierung des Steuerventils 88. Diese gleichen Signale, d.h. das Ausgangssignal des Druckfühlers und das Rückkoppelungssignai, werden durch den Regler 90 überwacht, und falls der Unterschied zu groß ist, wird ein elektrischer Kontakt — vorzugsweise mit einer Zeitverzögerung von 15 Sekunden — geschlossen. Beim Schließen dieses Kontaktes wird der Schalttafel über die Leiter 112,114 angezeigt, daß ein Alarmzustand ^ vorhanden ist, woraufhin der Rußbläser 20 von der Schalttafel her sofort zurückgezogen wird. Fall das Tellerventil 30 in der Schließstellung versagt oder während des Betriebs des Rußbläsers normales Blasmittel verlorengeht, bewirkt der Ausfall des Eingangsdrucks am Druckfühler 94. daß das Ausgangssignal zum Regler 90 abgeschaltet wird, der daraufhin das Steuerventil 80 schließt und den Flüssigkeitsstrom unterbricht Gleichzeitig kann der Druckausfall im Zufuhrrohr 28 über eine Leitung 93 ermittelt werden, die wiederum einen Druckschalter 91 schließen kann, durch den über Leiter 97 und 99 eine geeignete, nicht gezeigte Warneinrichtung betätigt wird. Die Alarmeinrichtung enthält ferner einen Grenzschalter 95, der normalerweise geöffnet ist, wenn das Lanzenrohr 18 sich in der voll eingefahrenen Lage befindet, und sich bei einer Ausfahrbewegung des Lanzenrohres 18 schließt. Der Grenzschalter 95 verhindert eine Auslösung des Alarms, wenn der Rußbläser 20 sich im normalen, druckentlasteter Zustand befindet. Die Betriebsweise des Rußbläsers 2C wird somit vollständig überwacht, um die Lanze und die Kesselrohre ausreichend zu schützen.

Die Wasserregulierung beruht auf air Messung des momentanen Wärmestroms in das Blasmittel aufgrund des PRQD-Prinzips und auf der Steuerung des Wasserstroms in Abhängigkeit vom Wärmestrom, se daß die Menge des von den Düsen ausgestoßener unverdampften Wassers nicht den erforderlichen Wen überschreitet. Die Steuerung ist so eingestellt, daß dei Wasserstrom vom Druck im Zufuhrrohr abhängig ist der wiederum von dem dem Blasmittel zugeführter Wärmestrom abhängig ist. Außerdem wird die Menge unverdampften Wassers an den Düsen durch Verwen dung des PRQD konstant und unabhängig vor Änderungen der Heizkesselleistung und der Einschub tiefe des Lanzenrohres gehalten.

Hierzu I BIaM Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rußbläser mit einem längs der Verbrennungszone eines Kessels verschiebbaren Blasrohr, welches mindestens eine Düse zum Austritt des Blasmittels aufweist und über ein Zufuhrrohr mit einer Blasmittelversorgung verbunden ist, und mit einem Druckmesser zur Ermittlung des Druckes im Blasrohr, dadurch gekennzeichnet, daß ι ο aus dem von dem Druckmesser (40) ermittelten Blasrohrdruck und aus dem von einem Mengenmesser (52) ermittelten Blasmitteldurchsatz die zugeordnete Temperatur in der Verbrennungszone bestimmbarist. IS

2. Rußbläser nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmesser (40) bei dem dem Zufuhrrohr (28) benachbarten Ende des Blasrohres (18) angeordnet ist.

3. Rußbläser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rußbläser (20) mit einer Quelle von unter Druck stehender, verdampfbarer Flüssigkeit über ein Dosierventil (88) verbunden ist, welches durch eine Steuervorrichtung (90,94) betätigt wird, der als Eingangssignal der im Rußbläser (20) herrschende Druck zugeführt wird.

4. Rußbläser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (90, 94) einen Verstärker (94) zur Verstärkung der Schwankungen des im Rußbläser (20) herrschenden Druckes aufweist.

5. Rußbläser nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß stromab des Dosierventils (88) ein Mengenmesser (111) zum Ermitteln der dem Rußbläser (20) zugeführten Flüssigkeitsmenge vorgesehen ist, dessen Ausgangssignal der Steuervorrichtung (90,94) zugeführt wird.

6. Rußbläser nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (90, 94) einen Regler (90) aufweist, welcher ein Stellglied (106) zum Stellen des Dosierventils (88) aufweist.

7. Rußbläser nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker ein hydraulischer Verstärker (94) ist.