DE2620734C3

DE2620734C3 - Überwachungsanordnung für einen Durchlauf-Dampferreuger zur Ermittlung der Abweichungen zwischen der vom Speisewasser aufgenommenen und der von der Feuerung abgegebenen Wärmemenge

Info

Publication number: DE2620734C3
Application number: DE2620734A
Authority: DE
Inventors: Lothar Ing.(Grad.) 8552 Hoechstadt Stadie; Eberhard Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Wittchow
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-05-11
Filing date: 1976-05-11
Publication date: 1979-12-13
Also published as: JPS52137503A; JPS6034004B2; CH620511A5; US4074360A; DE2620734B2; DE2620734A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungsanordnung für einen Durchlauf-Dampferzeuger zur Ermittlung der Abweichungen zwischen der von Wasser und Dampf aufgenommenen und der von der Feuerung abgegebenen Wärmemenge, bei der zur Ermittlung eines zu der vom Brennstoff abgegebenen Wärmemenge angenähert proportionalen Wertes eine mindestens von der Brennstoffmenge beeinflußte erste Rechenschaltung sowie zur Ermittlung eines zu der von Wasser und Dampf aufgenommenen Wärmemenge angenähert

proportionalen Wertes eine mindestens von der Speisewassermenge beeinflußte zweite Rechenschaltung vorgesehen sind, deren Ausgänge an ein Vergleichsglied geführt sind.

Zur Dampferzeugung in Kraftwerken werden im allgemeinen Durchlaufkessel eingesetzt, bei denen um einen Brennraum Rohrschlangen herumgewickelt sind und bei denen das in den Rohrschlangen fließende Speisewasser während des Durchlaufs durch den Kessel verdampft wird.

Eine wesentliche Grundlage für den Betrieb eines derartigen Durchlaufkessels bildet die richtige Zuordnung von Feuerleistung und Speisewassermenge. Diese Zuordnung läßt sich durch die sogenannte Kenngröße »Feuer/Wasser-Verhältnis« ausdrücken. Bei dieser Beziehung ist unter dem Stichwort »Feuer« die auf Grund der Feuerleistung an Wasser und Dampf übertragene Wärmeleistung zu verstehen. Bei dem Stichwort »Wasser« ist die auf Grund der Speisewassermenge benötigte Wärmeleistung gemeint, die zum Erreichen des geforderten Frischdampf- und Zwischendampfzustandes bei Turbinen mit Zwischenüberhitzern an Wasser und Dampf übertragen werden muß.

Aus der DE-OS 21 18 028 ist es zur Regelung eines Dampferzeugers bekannt, die Enthalpie von schwach überhitztem Dampf fortlaufend zu ermitteln und als Hilfsregelgröße fürdj» Dampferzeugung zu verwenden. Außerdem ist es zur Regulierung des »Feuer/Wasser-Verhältnisses« aus der DE-OS 24 45 525 bekannt, aus zwei Meßsignalen, die der Menge des zugeführten Wärmestromes und der Menge des die Berührungsheizfläche durchströmenden Dampfes entsprechen, durch Subtraktion oder Division ein Vergleichssignal zu bilden, um hiermit die Austrittstempcratur des einen Dampferzeuger durchströmenden Dampfes zu regeln.

Bei einer derartigen Regelung des »Feuer/Wasser-Verhältnisses« muß jedoch sichergestellt sein, daß im stationären Betrieb dieses Verhältnis den Wert 1 hat.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Überwachungsanordnung anzugebe«, die Störgrößen des »Feuer/Wasser-Verhältnisses« wie z. B. Heizwertschwankungen des Brennstoffes, Verschmutzung der Heizflächen und unterschiedliche Feuerführung ausgleicht, so daß bei instationären Vorgängen eine schnelle und genaue Nachregelung dieses Verhältnisses ermöglicht wird.

Das zur Lösung dieser Aufgabe Neue besteht erfindungsgemiiß darin, daß zwischen dem Ausgang einer der beiden Rechcnschaltungcn und dem Vergleiehsglied (Dividierer) eine Korrekturschaltung eingefügt ist, daß die Korrekturschaltung ein nur im stationären Betrieb am Ausgang veränderliches Korrekturglied enthält, dessen Ausgangsgröße den von der Rechenschaltung an das Vergleichsglied (Dividierer) gegebenen Wert so beeinflußt, daß bei stationärem Betrieb des Dampferzeugers die dem Vergleichsglied zugeführten Größen auf gleiche Wärmemengen für Wärmeabgabe der Feuerung und Wärmeaufnahme von Wasser und Dampf zurückgeführt werden.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung im Prinzip dargestellt. Vorgesehen ist eine erste Rechen schaltung R 1, der als Eingangsgröße zwei verschiedene Brennstoffmengen SI und 112 beispielsweise für öl- und Kohlchci/ung sowie die dazugehörigen unteren Heizwerte der Brennstoffe Hu \ und Ilu2 zugeführt sind. Außerdem geht in diese Reihenschaltung der im Normalfall vorhandene Kesselwirkiingsgracl i/<r ein.

Die erste Rechenschaltunj: R 1 ist nun so aufgebaut.

daß aus diesen Werten, von denen die Brennstoffmengen BI und B2 allein variabel sind, ein Ausgangswert auf der Ausgangsleitung A1 gebildet wird, der mindestens angenähert der vom Brennstoff an Wasser und Dampf des Dampferzeugers abgegebenen Wärmemenge proportional ist,

Zur Ermittlung der vom Wasser und Dampf aufgenommenen Wärmemenge ist eine zweite Rechenschaltung R2 vorgesehen, ciie als Eingangsgrößen im wesentlichen d:t Speisewassermenge G, den Dampf- in druck P, die Dampftemperatur TD, die Speisewassertemperatur TSp und die Zwischenüberhitzer-Eintritts- und -austrittstemperatur TZOE und TZüA zugeführt erhält Als Ausgangsgröße der zweiten Rechenschaltung wird auf die Ausgangsleitung /\τ ein Wert gegeben, ι ί der mindestens angenähert der vom Wasser und Dampf entnommenen Wärmemenge proportional ist.

Außerdem ist eine Schaltung zur Feststellung, ob ein stationärer oder ein instationärer Betriebszustand vorliegt, vorgesehen. Hierzu wird die Leistung des >o Dampfkessels N und der Dampfdruck P auf je ein Difierenziergiied D 3 und D 4 gegeben. Diesen Differenziergliedern sind Grenzwertmelder GX und G 2 sowie ein Oder-Glied OD1 nachgeschaltet. Damit erhält man am Ausgang des Oder-Gliedes OD1 immer y> dann ein Signal, wenn sich die Leistung des Dampferzeugers (Dampfmenge) oder der Dampfdruck um einen bestimmten Betrag pro Zeiteinheit ändert. Der Ausgang des Oder-Gliedes OD 1 ist auf ein Korrekturglied K 1 geführt und außerdem über einen Verstärker Vl mit m einem Relais R 3 verbunden. Der Kontakt des Relais R 3 ist einem Dividierer D 2 nachgeschaltet, der eingangsseitig an die Ausgangsleitungen A 1 und A 2 angeschlossen ist. Der Kontakt des Relais R 3 soll immer dann geöffnet sein, wenn kein stationärer Betriebszustand vorliegt. Die Verbindung des Odergliedes OD I mit dem Korrekturglied K I stellt sicher, daß bei geöffnetem Kontakt des Relais R 3 das Korrekturglied K 1 seinen Ausgangswert nicht verändert.

Der Dividierer D 2 dividiert die Werte auf den -to Ausgangsieiiungen A 1 und A 2 und muß im stationären Zustand am Ausgang den Wert 1 aufweisen, wenn die Rechenschallungen R I und R 2 tatsächlich die richtigen Wärmemengen des Dampferzeugers ermittelt haben. Die eingangs genannten Ungenauigkeiten, die Fehler -n bei der Ermittlung dieser Wärmemengen verursachen, haben jedoch zur Folge, daß der Ausgangswert des Dividierers D2 von dem Wert 1 abweicht. Im stationären Betriebszustand des Dampferzeugers ist über den geschlossenen Kontakt des Relais R 3 der ίο Ausgang des Dividierers D 2 deshalb an den Eingang des Korrektlirgliedes K I angeschlossen.

Dieses Korrekturglied KI vergleicht nun den Ausgangswert des Dividierers D 2 mit dem bei richtigem Arbeiten der Rechenschaltungen sich ergebenden korrekten Wert 1 und verändert seinen Ausgangswert auf der Ausgangsleitung A 3 langsam mit einer einstellbaren Zeitverzögerung auf einen Wert, der dem Ausgangswert am Dividierer D 2 entspricht. Das Korrekturglied arbeitet also als Miltelwertbildner. Dieser Wert wird in dem an die Ausgangsleitung Λ 3 und die Ausgangsleitung A 2 eingangsseitig angeschlossenen Multiplizierer M1 mit dem Ausgangswert der Rechenschaltung R 2 multipliziert. Der Ausgang des Multiplizierers M1 ist an einen Dividierer DI angeschlossen, der mit seinem zweiten Eingang mit der Ausgangsleitung A 1 verbunden ist.

Der Dividierer D1 dient hierbei als Vergleichsglied der beiden Rechenschaltungen R 1 und R 2 und liefert an seinem Ausgang die bei instationären Zuständen gewünschte Information aber das Verhältnis der von der Feuerung an Wasser und D?':pf abgegebenen Wärmemenge zu der vom Wasser aufgenommenen Wärmemenge.

Nimmt man an, daß sich durch Änderung der Brennstoffzusammensetzung oder Verschmutzung von Heizflächen eine Abweichung des Ausgangswertes der Rechenschaltung R 1 von dem korrekten Wert der von der Feuerung an Wasser und Dampf abgegebenen Wärmemenge einstellt, so wird bei stationärem Betrieb des Dampferzeugers das Korrekturglied KI den Ausgangswert der Rechenschaltung R 2 über den Multiplizierer M1 so beeinflussen, daß trotz dieser Abweichung langfristig am Ausgang des Dividierers D 1 der Wert 1 vorhanden ist.

Ergibt sich ein instationärer Betriebszustand, so wird durch das Ausgangssignal am Oderglied ODl das Korrekturglied K 1 gesperrt und ändert von diesem Zeitpunkt ab seinen Ausgangswert nicht mehr. Außerdem wird der Kontakt des Relais R 3 geöffnet, ro daß die Verbindung zwischen dem Dividierer D2 und dem Korrekturglied K 1 unterbrochen ist.

A.<n Ausgang des Dividierers D 1 erscheint damit ein Wert, der unter Eliminierung aller im vorangehenden stationären Betriebszustand aufgetretenen Ungenauigkeiten bei der Ermittlung der Wärmemengen anzeigt, um wieviel die von der Feuerung an das Wasser abgegebene Wärmemenge die von Wasser und Dampf aufgenommene Wärmemenge über- bzw. unterschreitet. Dieser Wert kann entweder zur Anzeige gebracht oder in einer automatischen Regeleinrichtung für den Dampferzeuger als Eingangsgröße Verwendung finden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Überwachungsanordnung für einen Durchlauf-Dampferzeuger zur Ermittlung der Abweichungen zwischen der von Wasser und Dampf aufgenommenen und der von der Feuerung abgegebenen Wärmemenge, bei der zur Ermittlung eines zu der vom Brennstoff abgegebenen Wärmemenge angenähert proportionalen Wertes eine mindestens von der Brennstoffmenge beeinflußte erste Rechenschaltung sowie zur Ermittlung eines zu der von Wasser und Dampf aufgenommenen Wärmemenge angenähert proportionalen Wertes eine mindestens von der Speisewassermenge beeinflußte zweite Rechenschaltung vorgesehen sind, deren Ausgänge an ein Vergleichsglied geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang einer der beiden Rechenschaltungen (R 2) und dem Vergleichsglied (Dividierer Dl) eine Korrekturschaltung (D2, #3, Kl, Mi) eingefügt ist, daß die Korrekturschaltung ein nur im stationären Betrieb am Ausgang veränderliches Korrekturglied (K 1) enthält, dessen Ausgangsgröße den von der Rechenschaltung (R 1) an das Vergleichsglied (Dividierer D1) gegebenen Wert so beeinflußt, daß bei stationärem Betrieb des Dampferzeugers die dem Vergleichsglied zugeführten Größen auf gleiche Wärmemengen für Wärmeabgabe der Feuerung und Wärmeaufnahme von Wasser und Dampf zurückgeführt werden.

2. Überwachungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung zur Ermittlung des stationären Betr.-.-bszustandes vorgesehen ist, die aus einem ar. Leistung oder Druck des Dampferzeugers angeschlossene Differenzierglied (D 3, D4) mit nachgeschaltetem Grenzwertmelder (Gl, G 2) besteht.

3. Überwachungsanordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsleitungen (A 1, A 2) der Rechenschaltungen (R 1, R 2) an einen Dividierer (D 2) angeschlossen sind, dessen Ausgang ein mittelwertbildendes Korrekturglied (K 1) beeinflußt, das an einen Multiplizierer (M X) zusammen mit dem Ausgang der Rechenschaltung (R 2), die den Nenner des »Feuer-Wasser-Verhältnisses« liefert, angeschlossen ist.

4. Überwachungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichsglied (Dividierer D 1) an die Ausgangsleitung (A 1) einer Rechenschaltung (R 1) und an den Ausgang eines Multiplizierers (M X) angeschlossen ist, dessen Eingänge von der Ausgangsleitung (A 2) der anderen Rechcnschaltung (R 2) und vom Ausgang des Korrekturgliedes (K I) belegt sind.