DE427930C - Verfahren zum Regeln von Speisewasserpumpen - Google Patents

Verfahren zum Regeln von Speisewasserpumpen

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DE427930C
DE427930C DES67794D DES0067794D DE427930C DE 427930 C DE427930 C DE 427930C DE S67794 D DES67794 D DE S67794D DE S0067794 D DES0067794 D DE S0067794D DE 427930 C DE427930 C DE 427930C
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pressure
pump
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feed water
boiler
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Expired
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DES67794D
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Siemens Schuckertwerke AG
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Siemens Schuckertwerke AG
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22DPREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
    • F22D1/00Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters
    • F22D1/32Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters arranged to be heated by steam, e.g. bled from turbines
    • F22D1/325Schematic arrangements or control devices therefor

Description

  • Verfahren zum Regeln von Speisewasserpumpen. Speisevorrichtungen für Dampfkessel, bei denen das durch den Entnahmedampf einer Kraftmaschine vorgewärmte Speisewasser durch eine Vorwärmerpumpe gefördert wird, arbeiten einwandfrei, solange die Kraftmaschine gleichmäßig belastet ist. Treten jedoch Schwankungen in der Leistungsentnahme ein, so ergeben sich dadurch Störungen, daß sich der Druck der Pumpe nicht v erhältnisgleich mit dein Drück in den Entnahmestufen ändert.
  • Die Verhältnisse seien an Hand der Abb. i der Zeichnung näher erläutert: Der Dampf aus dem Kessel i speist über die Leitung :2 die Turbine 3, die zum Antrieb eines Generators dient. Die Turbine ist an vier Stufen 4, 5, G, 7 angezapft. Der Dampf aus der niedrigsten Stufe 7 ist unmittelbar in den Speisewasserbehälter 8 geleitet, während der Entnahmedampf aus den drei höheren Druckstufen einer Vorwärmerpumpe 9 zugeführt wird, die der Motor io antreibt. Das vorgewärmte Speisewasser wird in den Warmwasserspeicher i i gefördert, aus dem es durch ein weiteres Pumpenaggregat 12 in den Kessel i gedrückt wird.
  • Mit der Änderung der Belastung ändert sich auch der Druck pd in den Entnahmeleitungen 4 bis 7, und zwar, wie aus dem Schaubild Abb. -2 zu erkennen ist, annähernd im geradlinigen Verhältnis. Da die Menge des abgezapften Dampfes Qd (durch die strichpunktierte Linie dargestellt) sich ähnlich ändert, so läßt sich durch entsprechende Kupphing die Speisewassermenge proportional der Dampfmenge regeln. In der Pumpe ändert sich nun aber der Druck nicht geradlinig mit der Fördermenge, sondern folgt der bekannten Pumpencharakteristik (Abb. 3). Die gestrichelte Linie zeigt den Druckverlauf p" in der Pumpe in Abhängigkeit von der Fördermenge Qu, bei einer bestimmten Drehzahl. Die in das Schaubild eingetragene ausgezogene Gerade bedeutet den Druckverlauf Pd der Anzapfstufen bei zunehmender Belastung. Bei konstanter Belastung arbeitet die Pumpe z. B. im Punkte A. Der Anzapfdruck und der Pumpendruck sind gleich, so daß ein Betrieb möglich ist. Bei sich ändernder Belastung ändert sich nun aber auch der Anzapfdruck, indem er steigt oder fällt. Bei sinkendem Dampfdruck würde der Druck der Pumpe 'überwiegen, und es kann sogar Wasser in die Turbine eintreten, wenn kein Rückschlagv entil eingebaut ist.
  • Ein reibungsloser Betrieb wird durch die Anordnung nach der Erfindung erreicht, bei der sich Druck und Fördermenge der Pumpe durch Drossel- und Drehzahlregelung selbsttätig der Belastung anpaßt.
  • Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist in die Frischdampfleitung a ein Ventil 13 eingebaut, das in Abhängigkeit von den Druckschwankungen, die sich mit den Belastungsänderungen einstellen, gleichzeitig die Speisewassermenge und die Abzapfmenge regelt, ersteres durch ein Ventil 14 in der Druckleitung der Speisepumpe 9, letzteres durch die Ventile 15, 16, 17 und 18 in den Entnahmestufen 4 bis 7. Gleichzeitig wird die Drehzahl der Pumpe 9 durch ein Regelorgan 19, z. B. in der Anzapfdruckstufe 4, w elches die Drehzahl des Antriebsmotors beeiriflußt, in Abhängigkeit von dem Druck geregelt.
  • Die Wirkungsweise dieser Anordnung ergibt sich aus dem Schaubild, Abb. 4., in dem n, iai, it.= die Kennlinien der Pumpe für verschiedene Drehzahlen darstellen. Soll die Belastung von einem Zustand A auf den Zustand B gesteigert werden, so wird sich der Regelvorgang folgendermaßen abspielen. Entsprechend dem durch die höhere Belastung bedingten höheren Druck in der Anzapfstufe 4 wird die Drehzahl durch das Regelorgan i9 erhöht auf die Drehzahl aal, welche durch den dem neuen Belastungszustand entsprechenden Punkt B geht. Druck und Fördermenge ändern sich jedoch finit der Drehzahl nach den punktierten Kurven, so daß zunächst der dem Punkt C entsprechende Zustand erreicht wird. Um nun zu dein Zustand B zu gelangen, muß die Fördermenge noch geändert werden, was durch Beeinflussung der Ventile in der Druckleitung 14 und den Anzapfleitüngen 15 bis 18 geschieht.
  • Der Vorgang wird sich in der Regel nicht wie beschrieben in zwei getrennten Abschnitten vollziehen, sondern beide Regelvorgänge werden gleichzeitig nebeneinander verlaufen und eine stetige Resultierende von A nach B ergeben.
  • Die Drehzahl der Pumpe kann auch in Abhängigkeit von dem Druckunterschied zwischen dem Anzapfdruck und dem Gegendruck der entsprechenden Pumpenstufe beeinflußt werden. Diese Anordnung ist in der Abb. i durch die punktierten Linien zwischen dem die Drehzahl des Motors beeinflussenden Regelorgan ig und der obersten Pumpenstufe angedeutet. Die Drehzahl schwankt so lange, bis sich der gewünschte Druckunterschied eingestellt hat. Unter Umständen kann der zu erzielende Druckunterschied durch irgendeine Betriebsgröße selbsttätig geändert werden.
  • Bei der Ausführungsform nach der Abb. 5 wird das Speisewasser in besonderen Behältern 2o, 21, 22 z. B. durch Abzapfdampf aus den verschiedenen Stufen der Turbine vorgewärmt. Es wird aus der ersten Druckstufe der Pumpe 9 in den Vorwärrner 2o geführt, kommt von dort in die nächste Druckstufe der Pumpe 9 zurück, um in den zweiten Vorwärmer 21 gedrückt zu werden usf. Die Regelung erfolgt in gleicher Weise wie beschrieben, indem das Organ 13 je nach dem in der Frischdampfleitung herrschenden Druck die Durchtrittsöffnungen für Wasser 14 und Dampf 1,4 bis 18 steuert.
  • In beiden Fällen kann das Speisewasser, bevor es in den Kessel tritt, einem Speicher i i zugeführt werden. Entsprechend dem finit wechselnder Belastung schwankenden Anzapfdruck ändert sich auch der Druck im Speicher, und es ergibt sich ein wechselndes Druckgefälle zwischen dem Speicher und dem Kessel.
  • Wird das Wasser aus dein Speicher mit einer Kreiselpumpe in den Kessel gefördert, so muß diese entsprechend dein größten auftretenden Druckunterschied zwischen Kessel und Speicher gewählt werden. Das führt jedoch zu einem unnötigen Energieaufwand, da der von der Pumpe ständig erzeugte Höchstdruck nur selten voll ausgenutzt wird.
  • Man könnte diese Nachteile dadurch umgehen, daß man an Stelle von Kreiselpumpen Kolbenpumpen verwendet, die sich von selbst jeder Druckhöhe ohne Energieverschwendung anpassen.
  • Man kann aber auch den Betrieb von Kreiselpumpen wirtschaftlich -estalten, wenn man ihre Drehzahl so regelt, daß sie immer der erforderlichen Druckhöhe entspricht. Der Erfindung gemäß wird die Punipe in Abhängigkeit vom Kesseldruck oder von dem Unterschied zwischen Kessel- und Speicherdruck geregelt.
  • Ein weiteres Mittel, die Pumpe voll auszunutzen, bestellt darin, daß man den Drucktinterschied zwischen Speicher und Kessel, der von der Pumpe zu überwinden ist, konstant hält, z. B. dadurch, daß man den Drurk im Speicher konstant hält. Hierzu kann man eine Zusatzpumpe verwenden, die die Druckunterschiede zwischen Vorwärmerpumpe und Speicher ausgleicht. Diese Zusatzpumpe ändert in Abhängigkeit von dein Druck in der Druckleitung der Vorwärmerpumpe ihre Drehzahl so, daß sie den Speicherdruck konstant hält. Die Anordnung ist in einer Ausführungsform in der Abb. 6 veranschaulicht. Die Bezugszeichen entsprechen denen in der Abb. i. Der Erfindung gemäß ist zwischen der Vorwärmerpumpe 9 und dem Speicher i i die Zusatzpumpe 23 angeordnet, deren Drehzahl in Abhängigkeit von dein Druck der Pumpe 9 geregelt wird. Die Abhängigkeit ist durch die punktierte Linie 24 angedeutet.
  • Der Speicherdruck kann aber auch dadurch ständig auf gleicher Höhe gehalten werden. daß inan die Stufenzahl der Vorwärmerpumpe durch einige Laufräder vergrößert. jede zusätzliche Druckstufe führt zu einem Austrittsstutzen, und man kann je nach dem erforderlichen Druck-mit dem Anschluß der Stutzen an die Speiseleitung wechseln.
  • Die Pumpe ist in einem Ausführungsbeispiel in den Abb. 7 und 8 schematisch dargestellt. Die Pumpe trägt in der Abb.7 einige zusätzliche Laufräder 25, 26, 27, die Druckstufen mit den Austrittsstutzen 31, 32 und 33 ergeben. Bei Vollast läuft die Pumpe mit ihrer normalen Drehzahl, und das Wasser tritt aus dem ersten Anschlußstutzen 31 aus. Die übrigen Zusatzlaufräder laufen leer; der dadurch hervorgerufene Verlust ist unbedeutend. Mit sinkender Belastung sinkt auch der Anzapfdruck und damit auch der Druck der Pumpe, wie durch die punktierte Abhängigkeitslinie 28 angedeutet ist. Sinkt er unter ein gewisses 'Mindestmaß, so wird der Wasseraustritt an den Anschlußstutzen der nächst höheren Druckstufe 32 verlegt, bei weitereiii Sinken an den dritten 33. Im Bedarfsfalle kann die Zahl der zusätzlichen Druckstufen vergrößert werden. Die hinzugeschalteten Laufräder erhöhen den Druck des vorgewärmten Speisewassers auf den gewünschten Druck ini Speicher.
  • Der Wechsel im Anschluß der verschiedenen Druckstutzen an die Leitung erfolgt selbsttätig. Die Regelvorrichtung ist in der Abb. 8 schematisch dargestellt. In jedem der Druckstutzen 31, 32, 33 sitzen zwei durch Federn oder Gewichte belastete Ventile 34. Die beiden Ventile jedes Stutzens sind verschieden belastet, z. B. öffnet sich das eine bei 15, das andere bei 17 Atm. Nimmt der Druck in der ersten Leitung bis zum Schließen des _Alindestdruckventils ab, so wird durch die Wirkung des entsprechend bemessenen nächsten Schaufelrades im folgenden Druckstutzen ein höherer Druck erreicht. Reicht dieser noch nicht aus, so wird der Austritt an den Stutzen 33 verlegt.
  • Steigt der Druck über das durch das Höchstdruckventil begrenzte 'Maß, also im vorliegenden Falle über 17 Atni., so wird das Höchstdruckventil durch den Wasserdruck entgegen der Ventilbelastung geschlossen und der Austritt an den Stutzen der nächst niedrigen Druckstufe verlegt usw.
  • Die Wirkungsweise der Regelanordnung ergibt sich besonders deutlich aus dem Schaubild der Abb. 9, die die Kennlinien der einzelnen Laufräder darsiellt. Der Austritt am Stutzen i erfolgt, wenn die Pumpe in dem obersten, mit ausgezogenen Strichen schraffiertem Felde arbeitet. Siükt der Anzapfdruck und damit die Pumpenarbeit in das zweite, strichpunktierte Feld, so wird durch die Verlegung des Austritts auf die nächsthöhere Druckstufe die Kennlinie in das höhere Feld in der Pfeilrichtung gehoben. Bei weiterem Sinken in das gestrichelte Feld lieben die neu eingeschalteten Laufräder die Kennlinie in das oberste Feld.
  • Die Erfindung gibt durch die gesonderte Beeinflussung von Druck und Fördermenge der Vorwärmerpumpe die 'Möglichkeit, die Speisewasserpumpe selbsttätig der Belastung so anzupassen, daß bei gleichmäßiger Feuerführung der Druck im Kessel annähernd auf gleicher Höhe gehalten wird.

Claims (1)

  1. PATENT-ANSPRICFIE: i. Verfahren zum Regeln von Speisewasserpumpen, in denen das Speisewasser durch den Entnahmedampf einer Kraftmaschine vorgewärmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Druck und Fördermenge der Pumpen durch Drossel- und Drehzahlregelung in Abhängigkeit von der Kesselleistung geändert werden. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Anspruch i, gekennzeichnet durch ein Steuerorgan (i3), das in Abhängigkeit von der Belastung die Speisewassermenge und die Anzapfdampfmenge regelt. 3. Einrichtung nach den Ansprüchen i und 2, gekennzeichnet durch ein Steuerorgan (i9), das in Abhängigkeit von dem Druck des Entnahmedampfes die Drehzahl der Pumpe (9) regelt. .j. Einrichtung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Pumpe (9) in Abhängigkeit von dein Druckunterschied zwischen dem Anzapfdruck und dem Gegendruck in der entsprechenden Pumpenstufe geregelt wird. 5. Verfahren nach dem Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Pumpe, ,welche das Wasser aus dein Speicher in den Kessel fördert, in Abhängigkeit von dem Druckunterschied zwischen Kessel und Speicher geregelt wird. 6. Verfahren nach dem Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckunterschied zwischen Kessel und Speicher konstant gehalten wird. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Zusatzpumpe zur Vorwärmerpumpe, deren Drehzahl in Abhängigkeit von dem Druck der Vorwärinerpumpe so geregelt wird, daß sie den Druckunterschied zwischen Vorwärmerpumpe und Speicher überbrückt. B. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Stufenpumpe, deren Druckleitung in Abhängigkeit von dein Enddruck der Pumpe mit verschiedenen Druckstufen verbunden werden kann.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004062363A1 (de) * 2004-12-13 2006-06-14 Alfred Kärcher Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Heißdampf für Reinigungs- oder Dekontaminationszwecke

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004062363A1 (de) * 2004-12-13 2006-06-14 Alfred Kärcher Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Heißdampf für Reinigungs- oder Dekontaminationszwecke
DE102004062363B4 (de) * 2004-12-13 2010-06-10 Kärcher Futuretech GmbH Vorrichtung zum Erzeugen von Heißdampf und Heißwasser für Reinigungs- oder Dekontaminationszwecke

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