DE4342103A1 - Vorrichtung zum Regeln einer Strömungskupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln einer Strömungskupplung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.

Strömungskupplungen in verstellbarer und nicht verstellbarer Ausführung sind beispielsweise aus "Taschenbuch für den Maschinenbau/Dubbel" 14. Aufl. 1981, Seiten 904 bis 905 bekannt. Sie bewirken eine stufenlose Drehzahlanpassung ohne Drehmomentwandlung in Aggregaten u. a. mit Mahlwerken. Derartigen Mahlwerke können Mühlen des Gebläse- oder Gebläseschlägertyps sein ("Braunkohle, Wärme und Energie" 1971, Seiten 329 bis 338). Diese Mühlen dienen der Zerkleinerung von Braunkohle, die in dem Feuerraum eines angeschlossenen Kraftwerkskessels verfeuert wird. Sie bestehen aus einem als Gebläse wirkenden Schlag- oder Gebläserad, das in einem Mühlengehäuse umläuft und dem innerhalb des Mühlengehäuses ein mit Schlägern bestückter Rotor vorgeschaltet sein kann. Der Mühle wird die zu zerkleinernde Kohle über einen Zuteiler zugeführt. Die zugeführte Kohlemenge wird über die Drehzahl des Antriebes des Zuteilers bestimmt und hängt von der Kessellast sowie von dem Heizwert der Kohle ab. Beides kann sich im Betrieb ändern.

Das vorliegende regelungstechnische Problem liegt darin, die Drehzahl der Strömungskupplung als Funktion des Drehmoments der Strömungskupplung in jedem Betriebspunkt zwischen Teillast und Vollast konstant zu halten, weil die Mühlenbelastung, das ist das der Mühle zugeführte sich ändernde Mahlgut, das Drehmoment der Strömungskupplung beeinflußt.

Bei einer bekannten mit einer Mühle der genannten Bauart gekoppelten Strömungskupplung wurde bisher die Drehzahl der Strömungskupplung, die gleichbedeutend mit der Drehzahl der Mühle ist, lediglich mittels einer Fernverstellung durch das Bedienungspersonal von Hand der Zuteilerdrehzahl angepaßt. Dabei war wegen des sich ändernden Arbeitspunktes der Mühle ein gleichmäßiger Fluß der Kohle aus der Mühle zu dem Kessel und damit ein konstantes Verhältnis von Verbrennungsluft zu Brennstoff nur schwer zu erreichen. Ein nicht in jedem Lastpunkt abgestimmtes Verhältnis führt zu einem ungünstigen Verbrennungsablauf, der mit einer Erhöhung der Emission von NO_x verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein regelungstechnisches Konzept zu schaffen, mit dessen Hilfe es möglich ist, die Drehzahl der mit einer Pumpe versehenen Strömungskupplung von Teillast bis Vollast kontinuierlich zu regeln.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand des Patentanspruches 2.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Drehzahl der Strömungskupplung und damit die des angetriebenen Aggregats dem jeweiligen Lastzustand angepaßt. Ist das Aggregat eine Mühle der eingangs genannten Bauart, so wird die Drehzahl dieser Mühle über die erfindungsgemäße Regelstrecke und die Strömungskupplung der durch die Kessellast vorgegebenen Zuteilerdrehzahl angeglichen. Damit wird in jedem Lastpunkt des Kessels das optimale Verhältnis von Brennstoff und Verbrennungsluft eingehalten und so günstige Bedingungen zur Geringhaltung der Emission von NO_x geschaffen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung macht es möglich, zur Drehzahlregelung eines Aggregats eine Strömungskupplung von einfachem Aufbau zu verwenden und auf den Einsatz von Strömungskupplungen mit aufwendigen Verstelleinrichtungen zu verzichten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Die Zeichnung zeigt schematisch eine Strömungskupplung mit einem Regelkreis.

Ein nur schematisch dargestelltes Aggregat, im vorliegenden Fall eine Mühle 1 und zwar eine Gebläsemühle, ist durch einen Antriebsmotor 2 angetrieben. Der Mühle 1 wird Kohle über einen Zuteiler oder eine andere Dosiereinrichtung zugeführt, wobei als Maß für die Menge an zugeführter Kohle die Drehzahl des Antriebes des Zuteilers verwendet wird.

Zwischen dem Antriebsmotor 2 und der Mühle 1 ist eine Strömungskupplung 3 vorgesehen, die der Leistungsübertragung dient. Die Strömungskupplung 3 besteht in bekannter Weise aus einer Kreiselpumpe P und einer Flüssigkeitsturbine T, die beide in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind. Die Kreiselpumpe P ist mit einer zu der Mühle 1 führenden Abtriebswelle 4 und die Flüssigkeitsturbine T ist mit einer zu dem Antriebsmotor 2 führenden Antriebswelle 5 verbunden. Zwischen der Kreiselpumpe P und der Flüssigkeitsturbine T zirkuliert eine leistungsübertragende Flüssigkeit, zum Beispiel Öl. Dieses Öl wird über einen Kühler 6 geführt. In den Stauraum der Kreiselpumpe P ragt ein feststehendes Schöpfrohr 7 hinein.

Die Menge des durch die Strömungskupplung 3 zirkulierenden Öls wird dadurch geändert, daß durch eine Pumpe 8, die durch einen Motor 9 angetrieben ist, Öl zugeführt oder abgeführt wird. Dabei bewirkt eine Erhöhung der zirkulierenden Ölmenge eine Erhöhung der Drehzahl der Strömungskupplung 3.

Die Kessellast wird über den Istwert der Zuteilerdrehzahl eingestellt. Dieser Istwert wird auf einen Funktionsgeber 10 gegeben, der den Sollwert für die Drehzahl der Mühle 1 einer Reglerstruktur 11 vorgibt. Die Reglerstruktur 11 besteht aus einem PI-Regler, dem eine Triggerschaltung und ein Schaltverstärker nachgeschaltet sind. Diese Reglerstruktur 11 wirkt direkt auf den Motor 9 der Pumpe 8 ein. An der Welle der Mühle 1 ist ein Drehzahlmesser 12 angebracht, dessen Ausgang zu der Reglerstruktur 11 geführt ist. Die Reglerstruktur 11 errechnet in Abhängigkeit von der letzten Drehzahl und dem Arbeitspunkt der Mühle 1, ermittelt aus der Mühlenbeschickung und der augenblicklichen Regelabweichung, die erforderliche Stellgröße und ermittelt daraus die Grunddaten der nächstfolgenden Stellgröße. Je nach der Art der Abweichung wird dabei über einen Kraftverstärker auf den Motor 9 über einen Kraftverstärker in dem Sinne eingewirkt, daß die Pumpe 8 Öl in den Ölkreislauf der Strömungskupplung 3 fördert, oder Öl aus dem Ölkreislauf abzieht und damit die Drehzahl der Strömungskupplung 3 und der Mühle 1 der Änderung anpaßt. Ist die Drehzahlabweichung gleich Null, so ist der Motor 9 abgeschaltet, so daß kein Öl gefördert wird und die Strömungskupplung 3 mit konstanter Drehzahl umläuft.

Wenn auch die Erfindung im Zusammenhang mit einer besonderen Mühle erläutert ist, so ist sie dennoch nicht auf diesen geschilderten Anwendungsfall beschränkt. Sie kann vielmehr überall dort zum Einsatz kommen, wo eine Strömungskupplung 3 ohne besondere Verstelleinrichtungen zur Regelung einer Arbeitsmaschine dient.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Regeln der Drehzahl der Abtriebsseite einer Strömungskupplung (3) mittels einer Öl fördernden Pumpe (8) und eines Motors (9), dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang einer Reglerstruktur (11) direkt auf den Motor (9) der Pumpe (8) wirkt und daß die Pumpe (8) solange Öl in die entsprechende Richtung fördert, bis die Solldrehzahl auf der Abtriebsseite der Strömungskupplung (3) erreicht ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reglerstruktur (11) sich selbsttätig über Rechenfunktionen an das arbeitspunktabhängige, nicht lineare Streckenverhalten anpaßt.