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Anordnung zur Erzeugung von reinem Kessel-Zusatzspeisewasser in Heizkraftanlagen
Die Sicherheit des Kesselbetriebes erfordert die Verwendung von Speisewasser, das
weitgehend frei von Verunreinigungen ist.
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Wenn man auch die Verunreinigungen des Speisewassers auf chemischem
oder mechanischem Wege zu einem großen Teil entfernen kann, so ist es doch, vor
allem für Höchstdruckanlagen, zweckmäßiger, den Kessel nur mit Kondensat zu speisen,
da dieses praktisch frei von Verunreinigungen ist. Soweit die Kesselanlagen zur
Versorgung von reinen Kraftanlagen dienen, läßt sich die Speisung mit Kondensat
ohne Schwierigkeiten durchführen, da das Kondensat der Kraftmaschinen rückgewonnen
wird.
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Anders liegen jedoch die Verhältnisse bei Heizkraftanlagen, bei denen
das Kondensat völlig oder zum großen Teil verlorengeht, sei es dadurch, daß die
Dampfverbraucher den Dampf aufbrauchen, sei es, daß das Kondensat im Gegendrucknetz
verunreinigt wird und deshalb für die Kesselspeisung nicht mehr zu verwenden ist.
Bei solchen Anlagen läßt sich die Speisung des Kessels mit Kondensat nur dadurch
durchführen, daß man Rohwasser verdampft und das Destillat speist.
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Die Gewinnung der zur Kesselspeisung erforderlichen Destillatmengen
in Heizkraftanlagen mit großem Kondensatverlust erfordert große Wärmemengen. Aufgabe
der Erfindung ist es, die hierfür erforderlichen Wärmemengen in wirtschaftlicher
Weise bereitzustellen.
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Dies wird dadurch erreicht, daß zur Ver dampfung des Zusatzspeisewassers
Uberschußdampf verwendet wird, wobei der Zufluß des Rohwassers zur Verdampferanlage
in >Nbhängigkeit von der zur Verfügung stehenden Uberschußdampfmenge selbsttätig
derart geregelt wird, daß bei Verringerung der Überschußdampfmenge der Zufluß des
Rohwassers verkleinert und die Verdampfung eingeschränkt wird, und amgekehrt. Ist
der Dampfbedarf in dem Netz, an das die Verdampferanlage an geschlossen ist, groß,
so wird die Verdampfung des Zusatzspeisewassers eingeschränkt oder ganz abgestellt,
während sie bei kleinem Dampfbedarf angestellt oder verstärkt wird. Die Wärme, die
der Verdampferanlage zugeführt wird, wird dabei nach Abzug der unvermeidlichen Verluste
wieder in die Kesselanlage zurückgeführt.
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Ist die Überschußdnmpfmenge großen Schwankungen ausgesetzt, so kann
es zweckmäßig sein, wenn der Kessel selbst nicht genügende Speicherfähigkeit besitzt,
zwischen Verdampferanlage und Kesselanlage einen Speicher zwischenzuschalten, wenn
man nicht auf die Pumpen einwirken will, die das Kondensat aus dem Verdampfer oder
den Verdampferstufen nach dem Kessel fördern.
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In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Der im Kesseil 1 erzeugte Dampf wird über eine Leitun 2 einer Maschine 3 zugeführt,
die einen
elektrischen Generator 4 antreibt. Die Maschine 3 speist
ein Gegendrucknetz 5, an das nicht dargestellte Verbraucher angeschlossen sind.
Das Kondensat des diesen Verbrauchern zugeführten Dampfes geht für die Rückspeisung
in den Kessel verloren. Der Dampferzeuger I erzeugt nun so viel Dampf, daß nicht
aller Dampf im Gegendrucknetz 5 verbraucht werden kann. Es tritt vielmehr eine Überschußdampfmenge
auf, und diese wird durch die Leitung 6 der Verdampferanlage zugeführt. Die Verdampferanlage
besteht aus einer Reihe von Verdampferkörpern 8, IO, I2, denen ein Vorwärmer 14
vorgeschaltet ist. Der Heizdampf der einzelnen Vorwärmerstufen fließt durch die
Schlangen 7, 9, II und der Heizdampf des Vorwärmers I4 durch die Schlange I3. Die
Schlange 7 steht über die Leitung 6 mit dem Gegendrucknetz 5 in Verbindung, während
die übrigen Heizschlangen jeweils an den Dampfraum der vorangehenden Verdampferstufe
angeschlossen sind. Das zu veridampfende Rohwasser wird durch eine Pumpe 15 iiber
die Leistung 26 zunächst dem Vorwärmer 14 zugeführt und fließt dann den einzelnen
Verdampferkörpern zu. Dabei wird der Zufluß des Rohwassers zu den einzelnenVerdampferkörpern
gemäß der Erfindung in Abhängigkeit von der zurBeheizung verfügbarenÜbersohußdampfmenge
zugeführt. In die Zuflußleitungen zu den einzelnen Verdampferkörpern sind die Ventile
20 bis 22 eingebaut.
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Das Ventil 20 wird in Abhängigkeit vom Druck in der Leitung 6 gesteuert,
während die Ventile 21 und 22 vom Druck des in ! den Verdampfern erzeugten Dampfes
gesteuert werden, wie es die Impulslinien 23, 24 und 25 andeuten. Pumpen I6 bis
19 führen das Kondensat aus den einzelnen Heizschlangen ab.
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Die Regelung der Pumpen ist für die Erfindung nicht von Bedeutung.
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DerRegelvorgang verläuft folgendermaßen: Ist Uberschußldampf im Netz
5 vorhanden, so steigt in ihm Ider Dampfdruck an, und zwar wird der Druckanstieg
um so größer, je größer die zur Verfügung stehende über schußdampfmenge ist. In
Abhängigkeit von dem erhöhten Druck im Netz 5 bzw. der Leitung 6 wird zunächst das
Ventil 20 weiter geöffnet. Da infolge der erhöhten Verdampfung auch der Druck in
der Verbindungsleitung zwischen dem Verdampferkörper 8 und der Schlangeg ansteigt,
so öffnet sich auch das Ventil 21 und läßt eine größere Wassermenge in den Verdampfer
IO einströmen. Infolge des hierin auftretenden Druckanstieges wird schließlich auch
das Ventil 22 geöffnet Steigt der Dampfbedarf im Gegendrucknetz 5 an, so sinkt entsprechend
der Druck in ihm, und die Ventile 20 bis 22 werden demgemäß weiter geschlossen oder
überhaupt geschlossen.
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Die Impulslinie 27 deutet die Abhängigkeit der Pumpenleistung von
der sich ändernden Menge des zu verdampfenden Wassers an.
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Je nach der Stufenzahl des Verdampfers ergibt sich eine im Verhältnis
zur aufgewendeten Dampfmenge vielfache Destillatmenge, so daß sich diese mit der
Anzahl der Verdampferstufen sprungweise ändert. Man kann die Destillatmenge bei
gegebener Stufenzahl aber verringern, indem man den primären Dampf zum Teil in die
erste, zum Teil in die zweite Verdampferstufe usw. eintreten läßt. Wird z. B. bei
Zufluß von Ikg Dampf in der Zeiteinheit das Ventil 28 so weit geöffnet, daß t12
kg Dampf hindurchtreten kann und in der Schlange g kondensiert, slo fließt auch
durch die Schlange 7 nur V2 kg, und es wird im Verdampfer 8 nur etwa 1/2 kg Dampf
erzeugt, dieser Dampf fließt mit dem t/2kg Frischdampf, der durch das Ventil 28
hinzugetreten ist, durch die Schlange 9, so daß diese, wie vorher, von etwa I kg
Dampf gespeist wird. Die Gesamtkondensatmenge hat sich also um das halbe Kilogramm
vermindert, das weniger durch die Schlange 7 fließt.
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PTENTANSPRÜCHE: I. Anordnung zur Erzeugung von reinem Kessel-Zusatzspeisewasser
in Heizkraftanlagen, bei der das zum Ersatz der verlorengegangenen Kondensatmengen
erforderliche Speisewasser durch überschuß dampf verdampft wird, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zufluß des Rohwassers zur Verdampferanlage in Abhängigkeit vom Druck oder
von der Menge des zur Verfügung g stehenden Uberschußdampfes selbsttätig derart
geregelt wird, daß bei Verringerung der fJberschußdampfmenge der Zufluß des Rohwassers
verkleinert und die Verdampfung eingeschränkt wird, und umgekehrt.