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Verfahren und Einrichtungen zur Regelung der Temperatur von überhitztem
Dampf. Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Regelung der Temperatur von überhitzteiu Dampf. Man hat schon verschiedene Wege
eingeschlagen, um den mit der Stärke des Feuers oder der Dampfentnahme leicht schwankenden
Überhitzungsgrad zu regeln.
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Die verschiedenen Verfahren gipfeln darin, daß entweder der Überhitzer
durch handbewegte Klappen oder Schieber mehr oder weniger von dem Heizgasstrom aus-
oder abgeschaltet wird, oder aber der überhitzte Dampf wird später gekühlt. Letzteres
kann wieder dadurch geschehen, daß der Heißdampf durch Kühlwasser geleitet oder
aber in die Heißdampfleitung entsprechend der Temperatur Wasser eingespritzt wird.
Auch ist vorgeschlagen worden, aus dein Kessel verschieden nassen Dampf zu entnehmen
und dadurch den Überhitzungsgrad zu beeinflussen.
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Die Nachteile dieser Verfahren bestehen meistens darin, daß die zu
regelnden Teile in den heißen Feuergasen verbrennen .und sich verbiegen, oder daß
dieser oder jener Teil des Überhitzers bzw. der Regelungseinrichtung durch Kesselsteinniederschläge
verunreinigt wird, wodurch die Kühlung oder die dauernde Wirkung der Regelungseinrichtung
in Frage gestellt wird. Auch besteht die Gefahr, daß .das Wasser mit in die Nutzdampfleitung
zur Maschine gerissen wird durch unrichtige Regelung oder undichte Rohrleitungen.
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Die Erfindung besteht an erster Stelle in einem Verfahren, das sich
dadurch kennzeichnet, daß man beim Überschreiten der zulässigen Höchsttemperatur
durch Einblasen von Dampfstrahlen in die Überhitzeranlage die Temperatur beeinflußt,
indem man durch dieses Mittel die Menge der sonst die Überhitzerrohre berührenden
Feuergase verringert oder die Feuergase nur auf einen Teil der Überhitzerrohre beschränkt
oder beides zugleich bewirkt.
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Die erste Maßnahme des allgemeinen Gedankens läßt sich in einfachster
Weise in der Art zur Ausführung bringen, daß ein Teil der Heizgase durch einen Dampfstrahl,
unter Umgehung des Überhitzers in den hinter dem Überhitzer liegenden Zugkanal gesaugt
wird. Zu diesem Zweck wird der Rauchkanal vor und hinter dem Überhitzer durch eine
besondere Öffnung im Gewölbe geschlossen. Diese Öffnung als solche .ist für den
Durchgang der Gase so geringfügig, daß sie erst in Verbindung mit dem Dampfstrahl
eine nennenswerte Menge Heizgase dem Überhitzer entzieht.
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Durch die Stärke der, Absau:gung hat man es in der Hand, die den Überhitzer
durchströmende Gasmenge zu regeln.
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Diese Umgehungsöffnung ist an sich .zur ÜLerhitzerregelung bekannt
in Form einer fast den Querschnitt des Kanals entsprechenden Öffnung, die durch
eine Klappe oder Schieber mehr oder weniger verschlossen gehalten werden, je nach
dem Grade der zu erzielenden Überhitzung. Die Eisenteile dieser Organe verziehen
sich aber bald durch. die hohen Temperaturen und machen die Einstellung unmöglich.
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Die zweite Maßnahme des allgemeinen Gedankens, die ganzen Heizgase
durch den Überhitzer zu führen, sie aber nur auf einen Teil oder Gruppe der Rohre
einwirken zu lassen, wird dadurch bewirkt, daß der Dampfstrahl die Heizgase von
den zu schützenden
Überhitzerrohren fortbläst o_ler einen Schleier
zwischen den Heizgasen und den Überhitzerrohren bildet. Die Heizgase werden auf
einen kleineren Kanalquerschnitt beschränkt, erfahren dadurch einen erhöhten Reibungswiderstand,
wodurch der Zug und damit die Überhitzung nachläßt. Die mittels Dampfstrahles oder
Schleier gekühlten Rohre führen einen nässeren, während die den gesamten Feuergasen
ausgesetzten Rohre besonders heißen Dampf liefern. Beide Arten von Dampf mischen
sich in der Überhitzerkammer und .der Dampfleitung. Durch die Zahl und die Stärke
der Dampfstrahlen hat man es in der Hand, das richtige Mischungsverhältnis der beiden
Dampfarten zu erzielen. Hierbei ist zu beachten, daß der den Gesamtfeuergasen ausgesetzte
Teil des Überhitzers eine etwas höhere Temperatur erreicht, als wenn die Gasmenge
sich auf den gesamten Überhitzer verteilen könnte.
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Diese Mehrüberhitzung des Dampfes ist al-er geringer als wie dessen
Minderül:erhitzung in den von den Dampfstrahlen abgeschirmten Überhitzerteilen,
so daß bei einer Mischung beider Dampfströme die Dampftemperatur sich niedriger
einstellt, als -wenn keine Überhitzerteile von den Feuergasen abgeschirmt worden-
wären.
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Durch die Richtung der einzuführenden Dampfstrahlen hat man es .in
der Hand, bei ruhender Dampfentnahme durch Rückstau der Heizgase die Verbrennung
zu erschweren und damit das Ausglühen des Überhitzers zu verhindern.
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Die Dampfstrahlen können auch so geführt werden, daß der Überhitzer
abgeschirmt und gleichzeitig die Heizgase durch dieselben oder durch weitere Dampfstrahlen
in den Kanal hinter dem Überhitzer abgeführt werden. Hierdurch kann die Dampfentwicklung
im Kesselteil ungehemmt ihren Fortgang nehmen' und der Überhitzer bleibt vor dem
Ausglühen gleichwohl geschützt. Diese Gefahr tritt sonst fast stets bei In- und
Außerbetriebsetzung -von Kesseln ein.
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Die Zeichnung stellt als beispielsweise Ausführungsform einen eingemauerten
Kessel dar, der durchschnitten und der obere Teil zwecks Freilegung des Überhitzers
mit- den Rauchkanälen fortgenommen ist.
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Die Feuerung -wird von den Türen a., & aus b.-dient und die Feuergase
bestreichen zunächst einen Teil des Kessels, um in dem Kanal b an der vorderen Stirnwand
hoch zu steigen, das Gewölbe c, cr mit der vorderen Stirnwand d zu überstreichen,
um hinter dem Gewölbe in eine Fortsetzung e des Rauchkanals zu fallen, zur Beheizung
der übrigen Kesselteile (vgl. Hauptpfeil an der Mauerwerkseite). Über den Gewölbebögen
c, cl ist der Überhitzer angeordnet, dessen Rohre f, g an die Naßdampf- und die
Heißdampfkammer g bzw. h angeschlossen sind.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird die sonst als Wechselklappe ausgebildete
Wand d fest ausgeführt und mit einer oder mehreren öfnungen i versehen ist, die
ebenfalls eine. Abführung der Feuergase vor dem Überhitzer erlauben, wenn auch .in.
ganz geringem Umfange, solange nicht die Abführung der Feuergase durch diese Öffnungen
durch eine Dampfdüse k .gefördert wird, welche mit der düsenartig ausgestalteten
Öffnung i. eine Saugeinrichtung bildet. Durch,die verringerte Feuergasmenge geht
die Überhitzertemperatur entsprechend der Stärke des Dampfstrahles zurück.
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Die Regelung der Überhitzerternperatur kann noch in der Weise abgeändert
«-erden, daß an Stelle der kleinen Öffnungen i in der Wand d solche in größerem
Ausmaße angebracht sind, die aber durch einen Dampfstrahl, z. B. quer zur Öffnung
gerichtet, für die Heizgase während des normalen Betriebes geschlossen gehalten
werden. Wenn die Heißdampftemperatur überschritten -wird, wird der Sperrdampf allmählich
verringert, so daß die Heizgase durch die größere öffnung i den Überhitzer teilweise
umgehen.
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Bei der zweiten Art der Regelung, die der Einfachheit halber an der
gleichen Anlage -veranschaulicht ist, wird die den Überhitzer bestreichende Heizgasmenge
nicht beeinflußt, vielmehr sind an geeigneter Stelle,des Mauerwerks, hier an den
Stellen l und an Dampfstrahldüsen n. und o so angebracht, daß sie die Heizgase
von einem Teil der Übenhitzerrohre fortblasen können. Werden die Düsen n und o mit
Dampf gespeist, so werden die Heizgase von dem linken Teil der Überhitzerrohre ferngehalten,
müssen auf der rechten Seite des überhitzers entweder mit erhöhter Geschwindigkeit
diesen durchströmen, so daß hier wohl die Überhitzung noch weiter steigt, aber keineswegs
im Verhältnis, -wie sie in den mit Dampfstrahlen geschützten Überhitzerrohren unter
der Normaltemperatur zurückbleibt, so daß sich in der Kammer h heißerer und kälterer
Dampf mischen, so daß sich eine mittlere Temperatur ergibt.
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Durch die Richtung, mit welcher der Dampf aus den Düsen iz und o ausströmt,
kann auch die Zuggeschwindigkeit .der Heizgase verändert und dadurch die Höhe der
Überhitzung bereits beeinflußt werden.
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Man hat wohl schon durch einzuführende Dampfbläser Ruß von den Überhitzerrohren
entfernt, und zwar meistens wenn der Kessel außer Betrieb ist. Diese Maßnahme hat
aber keinerlei Beziehung zur Regelung der Überhitzertemperatur,
während
die letzterwähnte Regelung das teilweise Abblasen des Rußes mit besorgt.
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Auch die Verwendung von Dampfbläsern oder Strahldüsen bei den Feuerungen
selbst zum Zwecke, die Verbrennungsluft in größerem Maßstabe zuzuführen oder zu
regeln, steht mit der Verwendung von Dampfstrahlen zur Heißdampftemperaturregelung
in keinerlei Beziehung.
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Die Auslösung der Regelungseinrichtung soll selbsttätig durch die
Überschreitung der zulässigen Heißdampftemperatur selbst erfolgen. Zu diesem Zweck
ist an der Überhitzeraustrittskammer ein Ouecksilberthermometer mit eingeschmolzenen
Kontakten angebracht. Diese Kontakte tahren durch eine elektrische Leitung zu einem
Elektromagneten o. dgl., der ein Ventil je nach dem Stande der Ouecksilbersäule
mehr oder weniger öffnet.
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Wenn man nicht vermeiden müßte, die Feuergase abzukühlen, könnte man
zur Regelung auch Druckluft gebrauchen statt Dampf, aber da hierdurch auch die hinter
dem Überhitzer liegenden dampferzeugenden Kesselteile mitgekühlt werden, so wird
man zweckmäßig überhitzten Dampf für die Strahldüsen verwenden.
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Die Strahldüsen wird man so im Mauerwerk anordnen, daß sie nicht durch
die Feuergase selbst bestrichen werden, vielmehr -,verden hierfür Gehäuse aus Gußeisen
.in Vorschlag gebracht, die an der den Feuergasen zugekehrten Seite m.it einer Anzahl
von Strahldüsen versehen sind (vgl. Abb.2).
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Zur Herstellung -des Gewölbes c, cl werden vielfach Hohlgußträger
'in Dreieckforrn verwendet. !Gemäß der Erfindung kann der Hohlraum dieser Gewölbeträger
als Verteilungskasten mehrerer hier anzuschließender Strahldüsen verwendet -,verden,
namentlich der vorderste Träger würde sich hierzu in günstigster Weise eignen.