DE3140387A1

DE3140387A1 - "verfahren und anlage zur waermeversorgung mehrerer waermeverbraucher aus einer primaerdampfquelle, beispielsweise einem ferndampfnetz"

Info

Publication number: DE3140387A1
Application number: DE19813140387
Authority: DE
Inventors: Helmut 7100 Heilbronn Bälz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-10-10
Filing date: 1981-10-10
Publication date: 1983-04-28

Description

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Helmut Balz, Koepffstraße 5, 7100 Heilbronn

Verfahren und Anlage zur Wärmeversorgung mehrerer Wärmeverbraucher aus einer Primärdampfquelle, beispielsweise einem Ferndampfnetz

Die Erfindung betrifft in Verfahren zur Wärmeversorgung mehrerer Wärmeverbraucher aus einer Primärdampfquelle, beispielsweise einem Ferndampfnetz, bei dem wenigstens ein erster Wärmeverbraucher mit Dampf unmittelbar aus der Primärdampfquelle beheizt und dessen Kondensat in einem Gefäß gesammelt und sodann über eine Kondensatsammelleitung wieder zurückgeführt werden sowie eine zur Durchführung dieses Verfahrens eingerichtete Anlage zur Wärmeversorgung mehrerer Wärmeverbraucher aus einer Primärdampfquelle, beispielsweise einem Ferndampfnetz, mit wenigstens einem mit Dampf unmittelbar aus der Primärdampfquelle beheizten ersten Wärmeverbraucher, der kondensatseitig über eine Kondensatleitung an ein Kondensatsammelgefäß angeschlossen ist, mit dem eine Kondensat rückführende KondensatSammelleitung in Verbindung steht.

Bei der Wärmeversorgung von insbesondere industriellen Wärmeverbrauchern aus einem Ferndampfnetz oder von einem Dampfkesselhaus aus gibt es Wärmeverbraucher, beispielsweise in Gestalt von dampfbeheizten Pressen, die unmittelbar mit dem unter 8 bis 12 bar Überdruck stehenden Hochdruckdampf aus der Primärdampfquelle mit Temperaturen etwa über 180° C versorgt werden. Häufig sind aber gemeinsam mit diesen Wärmeverbrauchern noch weitere Wärmeverbraucher vorhanden, die mit einem Wärme-

träger niedrigerer Temperatur beheizt werden müssen. Für eine solche Beheizung mit niedrigeren Temperaturen, etwa in der Größenordnung von 130/110/140 oder 90° C CWarmwasserbereitung) ist Dampf als Wärmeträger in der Regel nicht brauchbar. Es müssen deshalb für diese Wärmeverbraucher zusätzliche Wärmetauscher vorgesehen werden, die es gestatten, das verwendete Sekundär-Wärmeträgermedium auf die jeweils gewünschte niedrigere Temperatur zu erwärmen. Dies erfordert einen zusätzlichen Aufwand; außerdem ist die Wärmeausnutzung bei den unmittelbar aus der Primärdampfquelle gespeisten erstgenannten Wärmeverbrauchern beschränkt, weil das anfallende Kondensat noch eine verhältnismäßig große Wärmemenge enthält.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Weg zu weisen, der es gestattet, die Wärmeversorgung mehrerer Wärmeverbraucher, von denen wenigstens einer mit Hochdruckdampf unmittelbar aus der Primärdampfquelle und zumindest ein anderer mit einem Wärmeträger niedriger Temperatur beheizt wird, bei geringem apparativem Aufwand wirtschaftlicher zu gestalten.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß derart vorgegangen, daß das Kondensat der unmittelbar aus der Primärdampfquelle beheizten ersten Wärmeverbraucher in dem geschlossenen Sammelgefäß ausdampfen lassen und dabei unter einem vorbestimmten Dampfdruck sowie auf einer vorbestimmten (im Vergleich zu der Dampftemperatur niedrigeren) Temperatur gehalten wird, und daß aus dem Kondensatsammelgefäß wenigstens ein zweiter Wärmeverbraucher mit Heißwasser und/oder Dampf versorgt wird. Dabei kann das Kondensat in dem Kondensatsammeigefäß durch Dampfzufuhr aus der Primärdampfquelle beheizt werden, wobei in dem Kondensatsammeigefäß zweckmäßiger-

weise ein vorbestimmtes Kondensatniveau eingeregelt wird.

Auf diese Weise ist es möglich, die Wärme des bei den unmittelbar.aus der Primärdampfquelle beheizten ersten Wärmeverbrauchern anfallenden Kondensats zu verwerten und - je nach den Erfordernissen der zweiten Wärmeverbraucher - den zweiten Wärmeverbrauchern Niederdruckoder Mitteldruck-Dampf oder -Heißwasser mit der jeweils gewünschten niedrigeren Temperatur als Wärmeträger zur Verfügung zu stellen. Das in dem Kondensatsammeigefäß gesammelte Kondensat braucht erforderlichenfalls über die Beheizung lediglich noch auf der Temperatur gehalten zu werden, die für die Beheizung der zweiten Wärmeverbraucher erforderlich ist. Demgemäß ist die mit der Beheizung zuzuführende Wärmemenge verhältnismäßig gering.

Der Rücklauf des zweiten Wärmeverbrauchers kann wieder in das Sammelgefäß zurückgespeist werden. Gleichzeitig ist es möglich, das Kondensat in dem Sammelgefäß bedarf sgemäß zu entgasen.

Das ausgekühlte Kondensat wird mit Vorteil im geschlossenen Kreislauf aus dem Kondensatsammeigefäß in die Kondensatsammelleitung eingespeist. Alternativ kann das ausgekühlte Kondensat aus dem Kondensatsammelgefäß auch über einen Entgaser in die Kondensatsammelleitung zurückgeführt werden, wobei - falls erforderlich - auch eine Druckerhöhung, beispielsweise mittels eines Strahlapparates oder mittels einer elektrischen Pumpe, vorgenommen werden kann.

Der Kondensatabfluß aus dem Kondensatsanunelgefäß in die Kondensatsammelleitung kann zweckentsprechend geregelt werden.

Die eingangs genannte,zur Durchführung dieses Verfahrens zur Wärmeversorgung mehrerer Wärmeverbraucher aus einer Primärdampfquelle eingerichtete Anlage ist gemäß weiterer Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das geschlossene, bis zu einem vorbestimmten Niveau mit Kondensat gefüllte Kondensatsammeigefäß eine von der Primärdampfquelle gespeiste Heizvorrichtung enthält und an das Kondensatsammelgefäß wenigstens ein mit Dampf und/oder Heißwasser aus dem Kondensatsammeigefäß versorgter zweiter Wärmeverbraucher angeschlossen ist, wobei das Kondensat niveau durch Beeinflussung des Kondensatabflusses aus dem Kondensatsammeigefäß geregelt und in dem Kondensatsammelgefäß durch Beeinflussung der Heizdampfzufuhr zu der Heizvorrichtung eine bestimmte Temperatur und ein bestimmter Dampfdruck aufrechterhalten sind.

Die Heizvorrichtung kann wenigstens ein in dem Kondensat untergetauchtes Dampf"Düsenregister aufweisen. Auch kann die Anordnung derart getroffen sein, daß eine Rücklaufleitung des zweiten Wärmeverbrauchers in dem Kondensatsanunelgefäß beispielsweise unterhalb der. Heizvorrichtung mündet, von wo aus das· Kondensat in die Kondensatsammelleitung zurückbefördert wird.

Die Kondensatleitung des ersten aus der Primärdampfquelle beheizten Wärmeverbrauchers mündet in dem Kondensatsammelgefäß zweckmäßigerweise in den Dampfraum oberhalb des Kondensatspiegels, womit das von dem ersten Wärmeverbraucher zugeführte Kondensat frei ausdampfen kann.

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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Die Figur zeigt eine Anlage gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung.

Aus einer Primärdampfquelle 010, die beispielsweise durch die Vorlaufleitung eines Ferndampfnetzes, eines Dampfkessels od.dgl. bestehen kann, wird Dampf mit einer Temperatur von über 180° C und einem überdruck von 8 bis 12 bar zugeführt. An die Primärdampfquelle 010 sind jeweils über ein Absperrventil 5, einen Schmutzfänger 6 und ein Regelventil 7 bzw. 7a zwei erste Wärmeverbraucher in Gestalt zweier dampfbeheizter Pressen 8, 8a angeschlossen. Die Temperaturregelung der Pressen 8, 8a erfolgt bei der Presse 8 über Steuerleitungen 9 auf pneumatischem Wege durch einen entsprechenden Regeleingriff auf das primärseitige Regelventil 7, während die andere Presse 8a eine elektropneumatische Temperaturregelung über eine zu dem Regelventil 7a führende Steuerleitung 10 aufweist. Der zugeordnete Regler ist bei 11 angedeutet. Selbstverständlich könnte die Regelung auch rein elektrisch erfolgen.

Das bei den Pressen 8, 8a anfallende Kondensat wird jeweils über Leitungen 12 einem kleinen Kondensatsammeltopf 13 zugeführt, der mit einem Niveauschalter 14 versehen ist und die Aufgabe hat, einen Dampfdurchbruch in die angeschlossene Kondensatleitung 15 zu verhindern. Der Niveauschalter 14 hält ein bestimmtes Kondensatniveau in dem Kondensatsammeltopf 13 aufrecht und nimmt erforderlichenfalls auf das Regelventil 7 bzw. 7a Eingriff.

Die Kondensatleitungen 15 der beiden unmittelbar aus der Primärdampfquelle 010 beheizten Pressen 8, 8a sind jeweils über eine ein Motorventil, Schmutzfänger und

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zwei Handabsperrventile sowie einen Rückflußverhinderer enthaltende Armatur 16, die in Abhängigkeit von dem in der Kondensatleitung 15 herrschenden Druck gesteuert ist, mit einem geschlossenen Kondensatsammelbehälter oder -gefäß 17 verbunden, der bis zu einem vorbestimmten Niveau 18 teilweise mit Kondensat 19 gefüllt gehalten ist. Von der Unterseite des Kondensatsammelbehälters 17 geht eine Kondensatrückfuhrleitung 20 ab, die bei der dargestellten Ausführungsform an die netzseitige Kordensatsammelleitung 02 angeschlossen ist. In der Kondensatrückf uhr leitung liegt ein Motorventil 21, das von einem an dem Kondensatsammelbehälter 17 vorgesehenen Niveauschalter 22 gesteuert ist und das den Kondensatabfluß aus dem Kondensatsammelbehälter 17 derart drosselt, daß das Kondensat 19 in dem Kondensatsammelbehälter 17 auf dem vorbestimmten Niveau 18 gehalten wird.

In dem Kondensatsammelbehälter 17 ist eine Heizvorrichtung in Gestalt eines in dem Kondensat 19 untergetauchten Dampf-Düsenregisters 23 angeordnet, das in der Nähe des Bodens des Kondensatsammelbehälters 17 vorgesehen ist und dessen Dampfdüsen nach oben zu zu dem Kondensatspiegel hin gerichtet sind. Das Dampf-Düsenregister 23 ist über eine Leitung 24 an die Primärdampfquelle angeschlossen. In der Leitung 24 liegt,gemeinsam mit einem Absperrventil 25 und einem Schmutzfänger 26, ein Regelventil 27 mit elektrischem Motorantrieb und Nach- · druckbegrenzung, das auf einen vorbestimmten Grenzwert eingestellt ist und über einen Regler 28 in Abhängigkeit von der durch einen Temperaturferngeber 29 übermittelten Temperatur des Kondensats 19 in dem Kondensatsammelbehälter 17 geregelt wird,

In dem Bereich unterhalb des Kondensatspiegels 18 ist an den Kondensatsammelbehälter 17 eine Vorlaufleitung

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angeschlossen, über die zwei zweite Wärmeverbraucher in Gestalt zweier bei 31 angedeuteter Pressen mit Heißwasser beheizt werden. In der Vorlaufleitung 30 liegt für jede Presse 31 ein Motor-Mischventil 32/ dem eine Druckerhöhungspumpe 33 nachgeschaltet ist. An jedes Dreiwege-Mischventil 32 ist eine Zumischleitung 34 angeschlossen, die es gestattet, ausgekühltes Rücklaufwasser zuzumischen. Die beiden Regelventile 32 sind auf pneumatischem Wege in Abhängigkeit von einer für den Wärmeverbrauch der Pressen 31 kennzeichnenden Größe,beispielsweise der Temperatur oder dem Druck hinter der jeweiligen Druckerhöhungspumpe 33 geregelt.

Die beiden Pressen 31 sind rücklaufseitig mit einer Rücklaufleitung 35 verbunden, die in der Nähe der Kondensatrückführleitung 20 an der Unterseite des Kondensatsammelbehälters 17 mündet.

Im Betrieb werden, wie erwähnt, die die ersten Wärmeverbraucher darstellenden Pressen 8, 8a unmittelbar aus der Primärdampfquelle 010 mit Dampf von einer Temperatur über ca. 180 C und mit einem Überdruck von 8 bis 12 bar beheizt. Ihr anfallendes Kondensat wird über die Leitung 15 in den Raum 36 des Kondensatsammelbehälters 17 oberhalb des Kondensatspiegels 18 eingespeist und dabei ausdampfen lassen. Die Temperatur und der Druck in dem Kondensatsammelbehälter 17 werden durch entsprechende Regelung des Regelventiles 27 und damit der Beheizung des Kondensatsairanelbehälters 17 auf einem vorbestimmten Wert gehalten, während das Kondensatniveau 18 durch Beeinflussung des in der Kondensatrückführleitung 20 liegenden Regelventiles 21 auf den vorbestimmten Wert eingeregelt wird. Über die Vorlaufleitung 30 wird den zweiten Wärmeverbrauchern in Gestalt der Pressen 31 Heißwasser von etwa 90° C zuge-

führt. Der ausgekühlte Rücklauf der Pressen 31 strömt unterhalb des Heizdüsenregisters 23 in den Kondensatsammelbehälter 17 ein; aus diesem ausgekühlten Bereich strömt über die Kondensatrückführleitung 20 soviel ausgekühltes Kondensat in die Kondensatsammelleitung 02 zurück, wie erforderlich ist/ um das Kondensatniveau 18 zu halten.

In den Kondensatsammelbehälter 17 wird über bei 40 veranschaulichte Anschlüsse das Kondensat gegebenenfalls weiterer noch vorhandener, unmittelbar aus der Primärdampfquelle 010 mit Hochdruckdampf beheizter Wärmeverbraucher in bereits beschriebener Weise eingespeist. Von dem Dampfraum 36 des KondensatSammelbehälters 17 geht außerdem eine Dampfvorlaufleitung 41 ab, die zu einem nicht weiter dargestellten, auf einer Mitteldruck-Stufe mit Dampf versorgten Wärmeverbrauch führt und es gestattet, diesen mit Niedertemperatur-Dampf von 130/ 110/140 C - um nur ein Beispiel zu nennen - zu versorgen.

Der Kondensatsammelbehälter 17 ist noch mit einer Thermo-Niveau-Entgasung 42 versehen, über die die bei der Ausdampfung des Kondensats frei werdenden Gase, wie Sauerstoff und C0~/ bedarfsgemäß entfernt werden. Gleichzeitig gibt der Niveauschalter der Thermo-Niveau-Entgasung 42 auf das Regelventil 21 ein einen Kondensat-Überschuß anzeigendes Signal ab.

Während bei der dargestellten Ausführungsform die Kondensatrückführleitung 20 unmittelbar in die netzseitige Kondensatsammelleitung 02 mündet, kann in einer in der Figur schematisch angedeuteten ersten alternativen Ausführungsform die Anordnung auch derart getroffen sein, daß an den Kondensatsammelbehälter 17 unten eine

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zu dem bei solchen Anlagen üblichen und nicht weiter dargestellten Entgaser führende Leitung 20a angeschlossen ist, die ein pneumatisches Regelventil 21a für stetige elektro-pneumatische Regelung enthält. Damit wird das Kondensat vor der Rückführung in die Kondensat Sammelleitung 02 einer Entgasung unterzogen.

Bei einer dritten, in der Figur ebenfalls schematisch, veranschaulichten alternativen Ausführungsform wird das ausgekühlte Kondensat aus dem Kondensatsammelbehälter 17 über eine an diesem ebenfalls unten angeschlossene Kondensatrückführleitung 20b unmittelbar in den nicht weiter dargestellten, die Primärdampfquelle bildenden Dampfkessel zurückgefördert. Während bei den beiden vorher besbhriebenen Ausführungsformen der Dampfdruck zur Rückförderung des Kondensats genügt, ist in diesem Falle eine in der Leitung 20b liegende elektrische Pumpe 45 vorgesehen, die über eine Leitung 46 in Abhängigkeit von dem in dem Kondensatsammelbehälter 17 herrschenden Druck gesteuert ist. Das zur Kondensatdrosselung dienende, in diesem Falle elektrische Regelventil in der Kondensatrückführleitung 20b ist bei 21b veranschaulicht.

Um eine gleichmäßige Erwärmung der Platten der beiden Pressen 31 zu gewährleisten, ist der Temperaturunterschied zwischen ihrem Vorlauf und ihrem Rücklauf verhältnismäßig klein (höchstens 1° C). In entsprechender Weise können natürlich auch andere Wärmeverbraucher aus dem Kondensatsammelbehälter 17 beheizt werden, bei denen die Kondensatauskühlung wesentlich größer ist (beispielsweise ca. 20 bis 30° C und mehr),worauf der Ordnung halber hingewiesen sei.

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Außerdem ist es denkbar, in bestimmten Fällen die Rücklaufleitung 3 5 nicht in den Kondensatsammelbehälter 17 münden zu lassen, sondern sie etwa - wie bei 50 angedeutet - unmittelbar an den Entgaser anzuschließen.

Leerseite

Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. W. Scherrmann Dr.-Ing. R. Rüger

7300 Esslingen (Neckar) Webergasse 3 Postlach 348

9.Oktober 1981 _

T e i e I ο η

PA 120 rüeh siungan 10711,355539

Tele« 07256610 smru

Telegramme PalentSt nut.? EsslingennecKar

Patentansprüche

1.)Verfahren zur Wärmeversorgung mehrerer Wärmever-

^■^ braucher aus einer Primärdampfquelle, beispielsweise einem Ferndampfnetz, bei dem wenigstens ein erster Wärmeverbraucher mit Dampf unmittelbar aus der Primärdampfquelle beheizt und dessen Kondensat in einem Gefäß gesammelt und sodann über eine Kondensatsammelleitung wieder zurückgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensat in dem geschlossenen Sammelgefäß ausdampfen lassen und dabei unter einem vorbestimmten Dampfdruck sowie auf einer vorbestimmten Temperatur gehalten wird und daß aus dem Kondensatsammelgefäß wenigstens ein zweiter Wärmeverbraucher mit Heißwasser und/oder Dampf niedrigerer Temperatur versorgt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kondensatsammelgefäß das Kondensat mehrerer mit Dampf aus der Primärdampfquelle beheizter erster Wärmeverbraucher gesammelt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensat in dem Kondensatsammelgefäß durch Dampfzufuhr aus der Primärdampfquelle beheizt wird.

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4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kondensatsarninelgefäß ein vorbestimmtes Kondensatniveau eingeregelt wird,

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücklauf des zweiten Wärmeverbrauchers wieder in das Kondensatsammelgefäß zurückgespeist wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensat in dem Kondensatsammeigefäß bedarfsgemäß entgast wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgekühlte Kondensat im geschlossenen Kreislauf aus dem Kondensatsammeigefäß in die Kondensatsammelleitung eingespeist wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgekühlte Kondensat aus dem Kondensatsammeigefäß über einen Entgaser in die Kondensatsammelleitung eingespeist wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensatabfluß aus dem Kondensatsammelgefäß in die Kondensatsammelleitung geregelt wird.

10. Anlage zur Wärmeversorgung mehrerer Wärmeverbraucher aus einer Primärdampfquelle, beispielsweise einem Ferndampfnetz, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens einem mit Dampf unmittelbar aus der Primärdampfquelle beheizten ersten Wärmeverbraucher, der kondensatseitig über eine Kondensat-

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leitung an ein Kondensatsammeigefäß angeschlossen ist/ mit dem eine Kondensat rückführende Kondensatsammelleitung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das geschlossene, bis zu einem vorbestimmten Niveau (18) mit Kondensat (19) gefüllte Kondensatsammeigefäß (17) eine von der Primärdampfquelle (010) gespeiste Heizvorrichtung (23) enthält und an das Kondensatsammeigefäß (17) wenigstens ein mit Dampf und/oder Heißwasser aus dem Kondensatsammelgefäß (17) versorgter zweiter Wärmeverbraucher (31) angeschlossen ist und daß das Kondensatniveau

(18) durch Beeinflussung des Kondensatabflusses aus dem Kondensatsammeigefäß (17) geregelt und in dem Kondensatsammeigefäß (17) durch Beeinflussung der Heizdampfzufuhr zu der Heizvorrichtung (23) eine bestimmte Temperatur und ein bestimmter DAmpfdruck aufrechterhalten sind.

11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung wenigstens ein in dem Kondensat

(19) untergetauchtes Dampf-Düsenregister (23) aufweist.

12. Anlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rücklaufleitung (35) des zweiten Wärmeverbrauchers (31) in dem Kondensatsammeigefäß (17) mündet.

13. Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatleitung (15) des. ersten Wärmeverbrauchers (8, 8a) in dem Kondensatsammeigefäß (17) in dem Dampfraum (36) oberhalb des Kondensatspiegels (18) mündet.