DE2412804C3 - Einrichtung für Dampfmengen- und Dampfdruck-Regelung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs. Eine derartige Einrichtung ist aus DT-OS 19 27 509 bekannt.

Chemische Großanlagen weisen Hochdruckdampferzeuger, Gegendruckdampfturbinen für Kompressoren, Pumpen oder Generatoren und Mitteldruckdampfverbraucher in Form von Prozeßanlagen auf. Der Hochdruckdampf wird zur Gewinnung von Antriebsenergie in den Gegendruckdampfturbinen auf einen bestimmten Druck entspannt und dann als Mitteldruckdampf in Prozeßanlagen geführt. Der Dampfturbinenteil wird in der Rege! derart über Druckregler gesteuert, daß jederzeit im Mitteldruckdampfnetz der Solldruck ansteht.

Während die Einrichtung nach DT-OS 19 27 509 eine ausreichende Dampfversorgung in einem Dampfturbinenverbundbetrieb mh Hochdruck- und Mitteldruckdampfturbinen noch gewährleistet, vermag sie z. B. den Anforderungen; die an ein Steuersystem für den Umschaltvorgang in einer chemischen Großanlage mit integriertem Dampfsystem gestellt werden, nicht zu genügen. Bei dem geringen Apparate-Volumen führt ein kurzzeitiger Dampfmangel zu abruptem Druckverlust und damit zum Schnellschluß der gesamten Anlage und zu Oberhitzungen an den außen befeuerten Rohren der Spaltanlage.

Es liegt die Aufgabe vor, eine Einrichtung zu schaffen, durch die sichergestellt ist, daß auch kurz: nach öffnen des Regelventiils die gewünschte Dampfmenge für das Mitteldruckdampfnetz zur Verfügung steht.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs angegebenen Art erfindungsgennäß durch die Kombination der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Der hierdurch erzielte technische Fortschritt besteht darin, daß durch die erfindungsgemäße Einrichtung sichergestellt ist, daß auch unmittelbar nach einem Ausfall der Dampfturbinen genau die erforderliche Dampfmenge in das Mitteldruckdampfnetz geliefert wüd, ohne daß es zu Pulsationen, d. h. zu Druck- und Mengenschwankungen, kommt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand des Schaltschemas näher erläutert. Nach dem Schaltschema strömt der Dampf aus der Hochdruckdampfleitung 1 über die Dampfturbine 2 in die Mitteldruckdampfleitung 3, um von hier aus den weiteren Verbrauchern zugeleitet und als Prozeßdampf eingesetzt zu werden. In der Frischdampfleitung 4 zur Dampfturbine befindet sich eine Durchflußmeßeinrichtung 5 und das Schnelischlußventil 6 der Dampfturbine 2. Parallel zur Dampfturbine ist noch die Umgehungsleitung 7 mit dem Regelventil 8 vorhanden. Über diese Leitung erfolgt im Bedarfsfall die Umleitung der Soll-Dampfmenge von der Hochdruckuampfleitung 1 auf die Mitteldruckdampfleitung 3. Diese Soll-Dampfmenge ist wertmäßig gleich der über die Frischdampfleitung 4 und die Dampfturbine 2 strömenden Dampfmenge. Im Bereitschaftszustand ist das Regelventil 8 geschlossen infolge der auf den Zuhalte-Antrieb 9 wirkenden Kraft gesteuert vom Schnellschlußsteuerkreis 12. Die auf den Zuhalte-Antrieb 9 des Regelventils 8 wirkende Kraft ist größer als die auf den Sitell-Antrieb 10 wirkende Kraft und somit wird über den einseitig feststehenden Stellhebel 11 die Ventilspindel auf ihrem Sitz gehalten. Der vom Schnellschlußsteuerkreis 12 her wirkende Stellimpuls hat über die Impulsleitung 13 im Umschaltventil 14 den Kolben so verschoben, daß der Druck der Hilfsenergie Z aus Leitung 15 auf den Zuhalte-Antrieb 9 im Regelventil wirksam wird. Die auf den Stell-Antrieb 10 wirkende Kraft erhält ihren Ist-Wert von der Durchflußmeßeinrichtung 5 mit entsprechender Umwandlung und Leitung über das Radizierrelais 16, das Multiplizierrelais 17 und das Umschaltventil 18. Im Bereitschaftszustand ist der Kolben im Umschaltventil 18 durch einen Stellimpuls vom Schnellschlußsteuerkreis 12 her über Impulsleitung 13 so verschoben, daß der Steuerimpuls von der Durchflußmeßeinrichtung 5 her über die Leitung 19 auf den Stell-Antrieb IO des Regelventils 8 geführt wird. Der Wert dieses Steuerimpulses bewirkt an der Feder im Stell-Antrieb 10 eine proportionale Vorspannung. An die Mitteldruckdampfleitung 3 ist der Drucktransmitter 20 mit dem Druckregler 21 angeschlossen. Der Druckregler 21 hat die Anschlüsse 22,23,

24 und 25. Im Bereitschaftszustand ist das Balgsystem des Druckreglers 21 kräftemäßig dadurch ausgeglichen, daß der über die Leitung 23 eingestehe Soll-Wert gleich dem über die Leitung 22 vom Drucktransmitter 20 einkommenden Ist-Wert ist. Dadurch ergibt sich zwangsläufig im gegenüberliegenden Balgsystem ein Kräfteausgleich derart, daß in der Leitung 25 ein Steuerimpuls vorhanden ist, der gleich dem in der Leitung 24 ist

Wird der oben beschriebene Bereitschaftszustand dadurch abgelöst, daß eine Störung an der Dampfturbine den Schnellschlußsteuerkreis wirksam werden läßt und das Schnellschlußventil 6 plötzlich schließt, läuft folgender Umschaltvorgang ab:

Vom Schnellschlußsteuerkreis 12 her werden die Umschaltventile 14 und 18 derart gesteuert, daß ihre Stellkolben in die entgegengesetzte Lage gelangen. Im Umschaltventil 14 wird der Steuerdruck der Hilfsenergie Z zum Zuhalte-Antrieb abgesperrt, der Abfluß des auf den Zuhalte-Antrieb wirkenden Mediums frei, der Zuhalte-Antrieb damit freigegeben und die in der Stellfeder des Stell-Antriebs H) vorhandene proportionale Vorspannung öffnet das Regelventil 8 so weit, daß die Soll-Dampf menge durchströmen kann. Im Umschaltventil 18 ist gleichzeitig der Steuerweg von der Durchflußmeßeinrichtung 5 her abgesperrt worden und der Steuerimpulswert des Druckreglers 21 in der Leitung 25, dessen Wert bereits dem Mengenvoreinstellsignal entsprach, wie in der Bereitschaftsstellung oben beschrieben, auf den Stell-Antrieb 10 des Regelventils 8 geschaltet worden. Durch die erfindungsgemäße Kombination wirken vor und kurz nach dem Umschalten gleichwertige Steuerimpulse auf den Stell-Antrieb 10. Der Druckregler an der Mitteldruckdampfleitung ist nach der Umschaltung als normaler Regler im Eingriff, während das Multiplizierrelais abgetrennt ist. Das Schnellöffnungs- und Regelventil mit seinem erfindungsgemäßen Anschluß an die beiden Umschaltventile, die Mengenmeßeinrichtung und den Druckregler gewährleisten eine pulsationsfreie Umschaltung.

Das im Ausführungsbeispiel beschriebene Regelventil 8 weist einen einseitig feststehenden Stellhebel 11 auf. Wird dieser Fixpunkt so gestaltet, daß eine zeitlich begrenzte Bewegung möglich ist, d. h. eine Verschiebung in Richtung der Ventilstange, kann auch ein Anfahrbetrieb bewerkstelligt werden. Je nach den Erfordernissen strömt bei Teilbeaufschlagung der Dampfturbinen eine bestimmte Dampfmenge dann bereits über das Regelventil 8.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung für Dampf mengen- und Dampfdruckregelung in einer Umgehungsleitung von zwischen S Hochdruck- und Mitteldruekdampfleitungen geschalteten Dampfturbinen mit Dampfverbrauchern im Mitteldruckdampfnetz, wobei in der Umgehungsleitung ein schnell öffnendes Regelventil vorgesehen ist. das über zwei Steuerkreise derart gesteuert ist, daß eine vorrangige Schließkraft durch den mit dem Schnellschlußkreis der Schnellschlußventile der Dampfturbinen verbundenen ersten Steuerkreis dem Regelventil aufgegeben wird und wobei zugleich über den zweiten Steuerkreis einer Steuerfeder des Stellantriebes des Regelventils eine Vorspannkraft aufgegeben wird, die durch die Dampfmengenforderung; des Mitteldruckdampfnetzes bestimmt ist, um beim Schnellschluß der Dampfturbinen und dadurch bedingten schnellen öffnen des Regelventils die erforderliche Dampfmenge mit dem erforderlichen Dampfdruck von der Hochdruckdampfleitung über die Umgehungsleitung in die Mitteldruckdampfleitung zu leiten, gekennzeichnet durch die Kombination 2 j folgender Merkmale:

   a) bei geöffneten Schnellschlußventilen (6) ist der Druck im zweiten Steuerkreis allein von der Größe eines Dampfmengensignals abhängig, wobei die Dampf mengenmessung in den Dampfturbinen (2) vorgenommen ist;

   b) beim Schließen der Schnellschlußventile (6) ist über den Schnellschlußkreis (12) ein Umschaltventil (18) betätigbar, das der zweiten Steuerkreis von der Dampfmengenmessung (5) trennt und den zweiten Steuerkreis an einen Druckregler (21) legt;

   c) beim Fehlen einer Druckabweichung zwischen Soll- und Ist-Druck in der Mitteldruckdampfleitung (3) ist der zweite Steuerkreis so über das Umschaltventil (13) geschaltet, daß der Druck im zweiten Steuerkreis entsprechend dem kurz vor dem Umschaltvor#ang anstehenden Dampfmengensignal über eine mit einem Düsen-Prallplattensystem verbundene Druckquelle konstant gehalten ist und sich erst unter dem weiteren Einfluß einer Druckabweichung in der Mitteldruckdampfleitung (3) ändert.