DE2445525A1

DE2445525A1 - Verfahren zum beeinflussen der austrittstemperatur des eine beruehrungsheizflaeche eines dampferzeugers durchstroemenden dampfes

Info

Publication number: DE2445525A1
Application number: DE19742445525
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl Ing Laeubli
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1974-09-17
Filing date: 1974-09-24
Publication date: 1976-04-01
Also published as: DE2445525B2; SE7509985L; DE2445525C3; FR2285510B1; IT1042344B; US4031863A; SE404958B; BE833414A; CA1022816A; JPS5844162B2; JPS5155801A; FI58556B; ES440729A1; GB1521126A; FR2285510A1; NL7413768A; FI752559A; CH582851A5; FI58556C

Description

P.4834/St/un

Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft, Winterthur/Schweiz

Verfahren zum Beeinflussen der Austrittstemperatur des eine Berührungsheizfläche eines Dampferzeugers durchströmenden Dampfes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beeinflussen der Austrittstemperatur des eine. Berührungsheizfläche eines Dampferzeugers durchströmenden Dampfes.

Bei Dampferzeugern ist es meistens nötig, die Austrittstemperatur des Dampfes aus einer Berührungsheizfläche zu regeln, wobei vorzugsweise Wassereinspritzung angewendet wird. Beim Betrieb des Dampferzeugers mit Gleitdruck oder bei abrupten Laständerungen können, insbesondere wenn der Dampferzeuger ein Zwanglaufdampferzeuger ist, Schwierigkeiten auftreten, indem die Dampfaus.trittstemperatur am Zwischenüberhitzer, nicht gut in den engen Grenzen gehalten werden kann, die erst einen Betrieb mit hohen Temperaturen, die einen hohen V/irkungsgrad ergeben, gestatten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, durch das die Austrittstempera-

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tür des Dampfes an einer Berührungsheizfläche im Sinne geringerer Abweichungen von ihrem Sollwert beeinflusst wird, um einen hohen Betriebswirkungsgrad zu erreichen, ohne dass die der Berührungsheizfläche nachgeschalteten Bauteile zu hoher Temperatur oder zu hohen Temperaturänderungsgeschwindigkeiten ausgesetzt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass aus einein ersten Messignal, das der Menge des momentan dem Dampferzeuger brennstoffseitig zugeführten Wärmestromes entspricht, und aus einem zweiten Messignal, das der Menge des die Berührungsheizfläche momentan durchströmenden Dampfes entspricht, durch Subtraktion oder Division ein Vergleichssignal gebildet wird und dass mit diesem Vergieichssignal ein die Austrittstemperatur der Berührungsheizfläche beeinflussendes Stellorgan gesteuert wird. Durch die erfindungsgemässe Bildung des Vergleichssignals und dessen Aufschaltung ergibt sich der Vorteil, dass bei starken Laständerungen die Ausschläge der Austrittstemperatur des Dampfes kleiner gehalten werden, so dass die nachgeschalteten Bauteile nicht mehr zu hohen Temperaturen oder zu hohen Temperaturänderungsgeschwindigkeiten ausgesetzt sind. Falls die Austritts temperatur zusätzlich geregelt wird, ist es zweckmässig, das erfindungsgemässe Vergleichssignal dem der Regelung unterstehenden Stellorgan oder auch dem dieses Stellorgan beeinflussenden Regler zusätzlich aufzuschalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch

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BAD ORIGINAL

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eine Anlage zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung zeigt.

Aus einem Speisewasserbehälter 1 wird mittels einer Speisewasserpumpe 2 Speisewasser über eine Speiseleitung 3 einem Dampferzeuger 6 zugeführt, der z. B. als Zwangdurchlaufdampferzeuger ausgebildet ist. In der Speiseleitung 3 sind ein Speiseventil 4 und zwei dampfbeheizte Hochdruckvorwärmer 5 angeordnet. Das Speiseventil 4 wird in bekannter, nicht näher dargestellter Weise gesteuert. Der 'im Dampferzeuger 6 entstehende Dampf gelangt über einen mindestens teilweise als Berührungsheizfläche ausgebildeten Ueberhitzer 7 in eine Frischdampfleitung 8, die mit einer Hochdruckdampfturbine 11 verbunden ist. In der Frischdampfleitung 8 ist eine Messstelle 9 für die Frischdampfmenge und ein Turbineneintrittsventil 10 angeordnet. Der in der Hochdruckturbine 11 teilweise entspannte Dampf strömt über einen in zwei hintereinander geschaltete Abschnitte 15, 17 unterteilten Zwisehenüberhitzer zu einer Niederdruckdampfturbine 20. Der Zwischenüberhitzer 15, 17 bildet eine Berührungsheizfläche des Dampferzeugers 6. Der Austritt der Niederdruckturbine 20 ist mit einem Kondensator 22 verbunden, an dem sich eine Kondensatleitung 23 anschliesst, die eine Kondensatpumpe 24 und zwei dampfbeheizte Uiederdruckvorwärmer 25 aufweist und zum Speisewasserbehälter 1 führt. Zwischen der Speisepumpe 2 und dem Speiseventil 4 zweigt von der Speiseleitung 3 eine Einspritzwasserleitung 30 ab, die über ein Einspritzventil 31 zu einer zwischen den Abschnitten 15 und 17 des Z-wischenüberhitzers angeordneten Einspritzstelle 16 führt.

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Mittels einer Brennstoffpumpe 41 wird dem Dampferzeuger 6 über eine Brennstoffleitung 40 Brennöl zugeführt. In der Leitung 40 ist eine Messblende 42 für die Brennölmenge vorgesehen. Mit der Messblende 42 ist ein Messorgan 45 verbunden, dessen Ausgangssignal als .IsWert einem Brennstoffregler 46 zugeführt wird. Dieser Regler 46 erhält über eine Signalleitung 47 ein Sollwertsignal für die Brennstoffmenge. Das aus den beiden Signalen im Regler 46 gebildete Stellsignal wird der Brennstoffpumpe 41 zugeführt.

Die zur Verbrennung des Brennöls notwendige Luft wird mittels eines Gebläses 51 über eine Leitung 50 dem Dampferzeuger 6 zugeführt. In der Leitung 50 ist eine Messblende 52 für die Luftmenge vorgesehen. An die Messblehde 52 ist ein Messorgan 55 angeschlossen, dessen Ausgangssignal als Istwert einem Luftregler

56 zugeführt wird. Dieser Regler erhält über eine Signalleitung

57 einen Sollwert für die Luftmenge. Das aus diesen beiden Signalen im Regler 56 gebildete Stellsignal wird dein Gebläse 51 zugeführt.

Die Signalleitungen 47 und 57 für die Sollwertsignale für Brennstoffmenge bzw. Luftmenge sind an einen Lastgeber 60 angeschlossen, der eingangsseitig mit einem an der Frischdampfleitung 8 angeschlossenen Messgerät 62 für den Frischdampfdruck und mit dem Ausgang eines Leistungsreglers 63 verbunden ist. Der Leistungsregler 63 erhält als Istwert die elektrische Leistung eines Generators 6 5, der von den Turbinen 11 und 20 angetrieben wird.

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Ausserdem wird dem Leistungsregler 63 über eine Signalleitung ein Sollwert für die elektrische Leistung zugeführt. Das Turbineneintrittsventil 10 wird von einem an die Welle der Hochdruckturbine 11 angeschlossenen Tachometer 68 über einen Regler 69 gesteuert.

In bekannter Weise wird das Einspritzventil 31 von einem Regler .70 gesteuert, dem als Istwert das Ausgangssignal eines am Zwischenüberhitzerabschnitt 17 angeordneten Temperaturfühlers 71 zugeführt wird. Ueber eine Signalleitung 7 2 erhält der Regler 70 einen Sollwert für die Temperatur. Aussei* dem Temperaturfühler 71 können dem Regler 70 noch weitere Temperatursignale aufgeschaltet sein, z. B. eines am Eintritt des Zwischenüberhitzerabschnitts 15 angeschlossenen Temperaturfühlers 75, eines am Ausgang des Zwischenüberhitzerabschnittes 15 angeschlossenen Temperaturfühlers 76 und/oder eines am Eintritt des zweiten Zwischenüberhitzerabschnitts 17 angeschlossenen Temperaturfühlers 77.

Erfindungsgemäss.wird dem Einspritzventil 31, das ein die Austrittstemperatur des Zwischenüberhitzers 15·, 17 beeinflussendes Stellorgan ist, ein Vergleichssignal aufgeschaltet, das über eine Signalleitung 85 einem Additionspunkt 86 zugeführt wird. Das Vergleichssignal wird durch Subtraktion zweier Messignale in einem Vergleichspunkt 81 gebildet. Das erste Messignal, das der Menge des momentan dem Dampferzeuger 6 insgesamt zugeführten Wärmestromes entspricht, stammt vom Messgerät 45 für die Brennstoffmenge und wird über eine Signalleitung 80 dem Vergleichs-

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punkt 81 zugeführt. Das zweite Messignal, das der Menge des die Berührungsheizfläche 15, 17 momentan durchströmenden Dampfes entspricht, stammt von der Mengenmessstelle 9 in der Frischdampf ·- leitung 8 und wird mit Hilfe eines Messorgans 82 gebildet und über eine Signalleitung 83 dem Vergleichspunkt 81 zugeführt. Das im Vergleichspunkt 81 gebildete Differenzsignal wird im Additionspunkt 86 dem vom Regler 70 kommenden Stellsignal überlagert.

Der in der Zeichnung dargestellte Dampferzeuger wird nach dem Gleitdruckverfahren betrieben. Im Lastgeber 60 wird ein von der momentanen Last abhängiger Sollwert für den Frischdampfdruck gebildet, wobei in mindestens einem vorbestimmten Druckbereich dieser Sollwert mit der Last etwa linear ansteigt. Arbeitet der Dampferzeuger in diesem vorbestimmten Lastbereich .und wird der Sollwert für die elektrische Leistung (in der Signalleitung 66) erhöht, so muss der Dampferzeuger auf ein höheres Druckniveau gebracht werden. Dies geschieht dadurch, dass das Feuer und die Speisewassermenge vorübergehend über die der neuen Last entsprechenden stationären Werte hinaus erhöht werden, während der Frischdampfstrom verzögert auf die neue erhöhte Leistung ansteigt. Am Vergleichspunkt 81 stellt sich somit als Differenz der beiden Messignale ein positives Signal ein, das über die Signalleitung 85 vorübergehend die Einspritzwassermenge vergrössert. Es hat sich gezeigt, dass durch eine solche vorübergehende Vergrösserung der Einspritzwassermenge ein übermässig grosser Ausschlag der Austrittstemperatur des Zwischenüberhitzerabschnitts 17 vermieden wird·.

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In der Signalleitung 85 ist ein Multiplikationsorgan 90 angeordnet, dem über einen Funktionsgenerator 91 ein lastabhängiges Signal zugeführt wird. Der Funktionsgenerator 91 erhält ein Lastsignal über eine Signalleitung 92 vom Lastgeber 60. Der Funktionsgenerator 91 ist derart ausgebildet, dass in den Lastbereichen, in denen von der insgesamt frei werdenden Brennstoffwärne ein grösserer Anteil an den Zwischenüberhitzer 15, 17 abgegeben wird, das Vergleichssignal dem Einspritzventil 31 stärker aufgeschaltet ist als in den Lastbereichen, in denen dieser Anteil kleiner ist.

Abweichend von dem gezeichneten Beispiel kann das Multiplikationsorgan 90 auch in einer der beiden Signalleitungen 80 und 83, vorzugsweise jedoch in der Signalleitung 80, angeordnet sein.

An Stelle der Brennstoffmenge kann für die Bildung des ersten Messignals auch die Luftmenge in der Leitung 50 verwendet werden.

Das zweite Messignal,' das der Menge des die Berührungsheizfläche momentan durchströmenden Dampfes entspricht und im gezeichneten Beispiel durch Messen der Frischdampfmenge gebildet wird, ist für das erfindungsgemässe Verfahren verwendbar, wenn zwischen der Messstelle 9 und dem Zwischenüberhitzer 15, 17 keine erhebliche Dampfentnahme stattfindet. Somit kann die üblicherweise in der Frischdampfleitung befindliche Mengenmess stelle für das erfindungsgemässe Verfahren verwendet werden. Befindet sich zwischen dieser Messstelle und dem Zwischenüberhitzer eine Dampf-

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entnahmestelle, so müsste die Messstelle für das zweite Messsignal im Bereich des Zwischenüberhitzers 15, 17 angeordnet sein. Anstelle der Danipfmenge eignen sich zur Bildung des zweiten Messsignals auch der arbeitsmittelseitige Druckabfall an der Berührungsheizfläche j die Dampfturbinenleistung oder auch der Dampfdruck unmittelbar hinter dem Turbineneintrittsventil 10.

Anstellle der Einspritzwassermenge kommt als Stellgrösse auch der Luftüberschuss in Frage, d. h., dass das Vergleichssignal auch am Gebläse 51 zur Wirkung gebracht werden kann. Arbeitet der Dampferzeuger mit Rauchgasumwälzung, so kann als von dem Vergleichssigrial beeinflusste Stellgrösse auch die Rauchgasumwälzmenge verwendet werden. Ist der Dampferzeuger mit Schwenkbrennern versehen, so kann als von dem Vergleichssignal beeinflusste Stellgrösse auch die Neigung der Schwenkbrenner verwendet werden.

Anstatt durch Subtraktion kann das Vergleichssignal auch durch Division des ersten und des zweiten Messignals gebildet werden.

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Claims

Patentansprüche

TV/er fahren zum Beeinflussen der Austrittstemperatur des eine Berührungsheizfläche eines Dampferzeugers durchströmenden Dampfes, dadurch gekennzeichnet, dass aus einem ersten Messignal," das der Menge des momentan dem Dampferzeuger brennstoffseitig zugeführten Wärmeströmes entspricht, und aus einem zweiten Messignal, das der Menge des die Berühruiigsheizfläche momentan durchströmenden Dampfes entspricht, durch Subtraktion oder Division ein Vergleichssignal gebildet wird und dass mit diesem Vergleichssignal ein die Austrittstemperatur der Berührungsheizfläche beeinflussendes Stellorgan gesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Messignal durch Messen der dem Dampferzeuger zuströmenden Brennstoffmenge gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das

Stellorgan zusätzlich über einen Regler von der Austrittstempe-

Vi

ratur des die Berührungsheizfläche verlassenden Dampfes gesteuert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Stellorgan eine im Bereich der Berührungsheizfläche zugeführte Einspritzwassermenge eingestellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergleichssignal, bevor es auf das Stellorgan

.ty
einwirkt, zusätzlich lastabhängig beeinflusst wird.

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/O
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet_? dass die Beeinflussung des Vergleichssignales durch Multiplikation mit einen lastabhängigen Signal geschieht.
7» Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die • Beeinflussung des Vergleichssignals durch Multiplikation des ersten Messignals mit einem lastabhängigen Signal geschieht.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche "1 bis 7, wobei aus den beiden Messignalen ein Differenzsignal gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Differenzbildung mindestens eines der beiden Messignale mit einem Faktor derart multipliziert v/ird, dass im stationären Betrieb die Differenz zu Null wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Beeinflussung der Dampfaustrittstemperatur eines Zwisehenüberhitzers eines im Gleitdruck betriebenen Dampferzeugers angewendet wird.

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