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Verfahren zur regelnden Beeinflussung zweier in eine gemeinsame Verbraucbsleitung
strömenden Gase nach Druck und Heizwert.
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In den Patentschriften 2976I9 und 309926 (.Kl. 42) ist eine Regeleinrichtung
beschrieben, mit welcher ein Gas auf einen bestimmten Druck eingeregelt werden kann.
Die große Feinfühligkeit und Genauigkeit dieses Reglers ermöglicht die Anwendung
desselben auch für schwierigere Aufgaben als zur einfachen Druckregelung.
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Eine solche Aufgabe ist die Mischung zweier Gase, wie sie in der
Praxis oft in Frage kommt, wenn ein Gas von gutem Heizwert mit einem Gase von schlechtem
Heizwert gemischt werden soll. So wendet man oft die Zusetzung von hochwertigem
Koksofengas zu minderwertigem Hochofengas an, um letzteres auf einen bestimmten
Heizwert zu U bringen. Die sehr schwankenden Drucke <1er beiden Gase machen nun
eine besondere Regeleinrichtung notwendig, welche imstande ist, die beiden Mischgase
sowohl nach Druck als auch nach Heizwert bzw. nach einer verlangten Temperatur zu
regeln. Das Schema nach Abb. I stellt eine Mischgasanlage dar.
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Die Hochofenleitung 2 und die Koksofenleitung 3 enden in der Mischgasleitung
I. Das Hochofengas hat etwa 1 oooW. E., das Koksofengas etwa 4 oooW. E., während
in der Mischgasleitung ein Heizwert von 2 oooW. E. verlangt wird.
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Die Ausgestaltung der Regeleinrichtung kann naturgemäß sehr vielgestaltig
sein, je nach dem Anforderungen gestellt werden und Betriebsverhältnisse vorliegen.
Nachstehend soll ein Beispiel näher erläutert werden.
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Der Verbrauchsleitung I (Abb. I) wird durch die Leitung 2 Hochofengas
und durch die Leitung 3 Koksofengas zugeführt. In dem Raum 4 werden beide Gase gemischt
In der Leitung 2 und 3 sind je eine Drosselklappe 6 und 7 eingebaut, die nach Patent
309926 von einem Regler gesteuert werden. Die Beeinflussung der Regler geschieht
von dem Kontaktwerk8 und 9 aus, derart, daS von den Klappen ein konstanter Druck
von beispielsweise 50 mm W. S. gehalten wird.
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Da nun der Gasdruck vor den Drosselklappen6 und 7 sehr großen Schwankungen
unterworfen ist, kann mit diesen Drosselklappen allein ein bestimmtes Mischungsverhältnis
der beiden Gase nicht hergestelllt werden. Z. B. kann es vorkommen, daß der Vordruck
in der Hochofengasleitung 2 wesentlich größer ist als der Vordruck in der Koksofengasleitung
3, so daß in der Hauptsache die Hochofengasleitung die Speisung der Verbrauchsleitung
I zu übernehmen hätte. Dadurch würde natürlich das gewünschte Mischungsverhältnis
und dementsprechend auch der Heizwert verschoben. Um nun trotz dieser schwankenden
Verhältnisse in der Leitung I einen gleichmäßigen Heizwert zu erhalten, ist in dem
kaum 4 die segmentartige Drosselklappe 5 eingebaut. Auch diese Drosselkiappe wird
von einem Regler nach Patent 309926 gesteuert. Das steuernde Kontaktwerk, welches
die Verstellung dieser Drosselklappe bewirkt, wird jedoch hier nicht vom Gasdruck,
sondern vom Heizwert beeinflußt.
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In der Patentschrift 309926 ist in Abb. 2 das Kontaktwerk, welches
den Regler beeinflußt, gezeichnet. Da isn vorliegenden Falle nicht der Druck, sondern
der Heizwert wirksam ist, so würde die in der Patentschrift 309926 in Abb. 2 gezeichnete
Zunge (26) etwa durch den Zeiger eines Galvanometers vertreten werden, welcher den
Heizwert des betreffenden Gases in Verbindung mit einem Junkerschen Kalorimeter
anzeigt. Das Kalorimeter IO wird im vorliegenden Falle durch die Leitung Iol mit
der Mischgasleitung verbunden. Das Anzeigeinstrument des Kalorimeters ist in bekannter
Weise mit einem Minimal- und Maximalkontakt versehen. Soll beispielsweise der Heizwert
in der Mischgtasleitung I auf 2 ooo Kalorien gehalten werden, so würde der Minimalkontakt
etwa bei 1990 und der Maximalkontakt etwa bei 2 OIO W.E. vorgesehen werden. Bei
Erreichung eines dieser beiden Endwerte wird der Regler so gesteuert, daß die Klappe
eine bestimmte
Stellung einnehmen muß. Wenn also beispielsweise
der Heizwert sinkt, so tritt der Minimalkontakt in Tätigkeit. Der Regler steuert
dann die Drosselklappe 5 so, daß der Querschnitt der Hochofengasleitung verringert
wird. Dadurch fällt auch der Druck in der Leitung I, und der Regler in der Hochofengasleitung
öffnet die Klappe 7, um den eingestellten Druck wiederherzustellen. So wird die
dem Raum 4 zuströmende Koksofengasmenge größer werden und der Heizwert steigen.
Wächst der Heizwert dagegen über den Wert des Maximalkontaktes, wird umgekehrt die
Klappe 5 die Koksofengasleitung 3 mehr oder weniger abschließen, so daß die dem
Raum 4 zuströmende Hochofengasmenge größer wird. Auf diese Weise wird in der Mischgasleitung
I stets ein gleichbleibender Heizwert erreicht.
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Statt über das Kontaktgalvanometer könnte die Beeinflussung der Motoren
auch direkt durch den Heizwert erfolgen, indem die Mischgasflamme einen Widerstand,
welcher die Tourenzahl eines der beiden Reglermotoren ändert, mittelbar oder unmittelbar
beeinflußt. Bei steigendem Heizwert würde der betreffende Widerstand erhöht, bei
fallendem Heizwert entsprechend erniedrigt.
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Es könnte der Fall eintreten, daß der Vordruck In der Leitung 2 oder
3 weit unter den eingestellten Regeldruck sinkt, vielleicht sogar ganz ausbleibt.
Die Drosselklappe 6 würde dann von dem steuernden Regler ganz geöffnet werden, und
es ergäbe sich die Mögleichkeit, dag Koksofengas in die Hochofenleitung eintritt.
Diesen Vorgang würde zwar der Heizwertmesser nach einiger Zeit unterbinden, indem
er die Drosselklappe 5 ganz schließt, weil ja der Heizwert bedeutend ansteigt. Es
würde aber immerhin eine gewisse Zeit vergehen, bis sich das Kalorimeter auf den
neuen Heizwert eingestellt hat. Infolgedessen ist noch eine andere, bereits im Zusatzpatent
309926 beschriebene Sicherheitsvorrichtung vorgesehen.
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Diese Sicherheitsvorrichtung besteht aus den Umschaltschwimmern 11
und I2, welche, abhängig vom Vordruck, die Regler 6 oder 7 entgegengesetzt der normalen
Regelweise steuern, beim Ausbleiben des Gasdruckes also die offen stehenden Drosselklappen
6 und 7 völlig schließen. Zweckmäßig ist es, den Querschnitt der beiden Zuleitungen
2 und 3 dem verschiiedenen Heizwert der beiden Gase anzupassen. In Abb. 3 bedeutet
I3 den Querschnitt der Hochofengasleitung und 14 den der Koksofengasleitung.
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Anstatt das Mischungsverhältnis der beiden Gase durch die Reglerklappe
5 zu verändern, ist es auch möglich, von dem Kalorilueter Io unmittelbar die beiden
Druckregler 6 und 7 etwa derart zu beeinflussen, daß das zum Regler 6 oder 7 gehörige
Kontaktwerk auf einen andern sollmäß igen Betriebs druck eingestellt wird.
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Wenn z. B. der Heizwert sinkt, so veranlaßt das Kalorimeter 10 eine
Erhöhung des Druckes in der Koksofenleitung, indem das Kontaktwerk zum Regler 7
den sollmäßigen Betriebsdruck durch eine unten noch näher beschriebene Anordnung
in Verbindung mit dem Kalorimeter erhöht. Dadurch steigt der Druck in dem Mischraum
4, und der auf einen niedrigeren Druck eingèstellte Regler 6 schließt, wodurch das
Koksofengas überwiegt.
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Das hat ein Steigen des Heizwertes zur Folge.
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Die Verstellung des sollmäßigen Betriebsdruckes geschieht beispielsweise
dadurch, daß ein von dem Zeiger des Kalorimeteranzeige instrumentes einzuschaltender
kleiner Motor die Stellung der in der Patentschrift 309926 gezeichneten Kontakte
24 und 25 zur Zunge 26 verändert, wodurch der Druckschwimmer 36 stets eine andere
Stellung einnehmen muß.
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Abb. 2 zeigt eine einfachere Ausführung der Regelvorrichtung. Anstatt
in die Hochdfengasleitung und in die Koksofengasleitung je einen Druckregler einzubauen,
wird ein solcher nur in derMischgasleitung vorgesehen.
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In Abb. 2 bedeutet 15 die Mischgasleitung, 16 und I7 die je von einem
Regler gesteuerten Drosselklappen. Das Kontaktwerk I8 steuert die Klappe I6 nach
Druck, während das Kalorimeter I9 die Klappe 17 nach Heizwert steuert.