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Dampfkesselanlage mit Rauchgasvorwärmer und einem zwischen Kessel
und Vorwärmer eingeschalteten Speisewasserspeicher Die Erfindung bezieht sich auf
Dampfkesselanlagen, bei denen das Speisewasser in Rauchgasvorwärmern erhitzt wird
und bei denen zwischen Vorw ärmer und Kessel ein Speicher eingeschaltet ist, dem
außer Speisewasser für den Kessel auch Dampf vorzugsweise zur Unterstützung der
Kessel entnommen wird.
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Derartige Anlagen besitzen den Nachteil, daß die Wassertemperatur
im Speicher und damit die Temperatur des Kesselspeisewassers sinkt, wenn dem Speicher
zur Unterstützung der Dampfleistung der Kessel Dampf entnommen wird, d. h. also
gerade während solcher Zeiträume, in denen die Speisung der Kessel mit kälterem
Wasser besonders unerwünscht ist. Es ist der Zweck der vorliegenden Erfindung, diesen
Nachteil zu beseitigen, und dieser Zweck wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch
erreicht, daß einem Sinken der Speicherwassertemperatur bei Dampfentnahme aus dem
Speicher dadurch entgegengewirkt wird, daß der Vorwärmer während der Zeit der Dampfentnahme
aus dem Speicher ganz oder teilweise mit Wasser aus dem Speicher gespeist wird.
Dabei kann gleichzeitig die Kaltspeisung des Vorwärmers vermindert werden. Es kann
aber auch die angestrebte Wirkung dadurch herbeigeführt «-erden, daß die Wassergeschwindigkeit
im Vor«-ärmer geändert wird. In beiden Fällen wird das Wasser im Vorwärmer stärker
erwärmt und dadurch einem Sinken der Wassertemperatur des Speichers entgegengearbeitet.
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Die Regelung der Wasserzufuhr zum Vorwärmer erfolgt in der Weise,
daß bei sinkender Speicherwassertemperatur die Wasserzufuhr aus dem Speicher vermehrt
wird und umgekehrt.
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Wird der Speicher nicht nur durch heißes Wasser aus dem Vorwärmer
aufgeladen, sondern zusätzlich oder auch allein mittels Wärme, die anderen Ouellen
entstammt (Überschußdampf, heißes Wasser o.dgl.), so kann weiterhin erfindungsgemäß
einem Ansteigen der Temperatur im Speicher über ein unerwünschtes Maß hinaus dadurch
vorgebeugt werden, _ daß die Austrittstemperatur des aus dem Rauchgasvorwärmer kommendenWassers
entsprechend niedrig gehalten wird oder aber dadurch, daß dem Speicher gegebenenfalls
außer Wasser aus dem Rauchgasvorwärmer auch unmittelbar kaltes Wasser zum Binden
dieser Wärmemengen zugeführt wird.
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Die Einschaltung des Speichers zwischen Vorwärmer und Kessel kann
in verschiedener Weise erfolgen. So kann z. B. -das ganze durch den Vorwärmer strömende
Wasser in den Speicher geleitet und der Kessel aus dem Speicher gespeist werden,
oder der Kessel wird unmittelbar aus dem Vorwärmer gespeist,
und
in den Speicher wird das vom Kessel nicht aufgenommene Vorwärmerwasser übergeführt.
Auch kann der Kessel, wenn beispielsweise der Dampfbedarf der Anlage besonders klein
ist, unmittelbar mit kaltem Wasser beschickt werden.
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Zum Niederschlagen plötzlich anfallender größerer Mengen überschüssiger
Wärme lediglich durch Rauchgasvorwärmerwasser sind sehr beträchtliche Wassermengen
und infolgedessen sehr große Pumpen erforderlich. In diesen Fällen wird der Speicher
zweckmäßig zusätzlich auch unmittelbar mit kaltem Wasser beschickt. Diese unmittelbare
Speisung mit kaltem Wasser hat nöch den Vorteil, daß sie sich sehr schnell auswirkt,
während sich eine Änderung der Wassertemperatur hinter dem Vorwärmer infolge des
langen Strömungsweges des Wassers durch den Vorwärmer nicht so rasch erzielen läßt.
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Um die Leistung der Pumpe, die das kalte Wasser durch den Rauchgasvorwärmer
hindurch in den Kessel hineindrückt, nicht so oft ändern zu müssen, ist es vorteilhaft,
dauernd einen Wasserumlauf zwischen Vorwärmer und Speicher aufrechtzuerhalten, wodurch
z. A beim Aussetzen der Kaltspeisung des Vorwärmers auch gleichzeitig dessen Verbrennung
vorgebeugt wird. Die Regelung der Wasserzufuhr zum Vorwärmer wird dadurch sehr vereinfacht
und kann beispielsweise bei ständig laufender Pumpe durch ein einfaches Wechselventil
geschehen, welches den Vorwärmer einerseits mit der Kaltwasserleitung und andererseits
mit dem Speicher verbindet.
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Die Niederschlagung von Überschußdampf im Speicher kann durch Einleitung
des Dampfes in den Wasser- oder Dampf rau;n des Speichers erfolgen. In letzterem
Falle wird das Niederschlagwasser in bekannter Weise fein verteilt in den Dampfraum
des Speichers eingespritzt.
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Durch die zeitweilige Verminderung der Kaltwasserzufuhr zum Vorwärmer
wird die Ausnutzung der Kesselabgase verschlechtert. Dieser Nachteil wird aber mehr
als ausgeglichen durch die Vorteile, welche durch die gleichmäßige Belastung der
Kesselanlage bestehen. Die zeitweise unausgenutzte .Wärme der Kesselabgase kann
zweckmäßig zur Vorwärmung der Verbrennungsluft oder zu anderen Zwecken verwendet
werden.
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Um eine Dampfbildung im Vorwärmer bei eintretendem Druckabfall im
Speicher zu vermeiden, ist es zweckmäßig, in die Leitung zwischen Vorwärmer und
Speicher eine Stauvorrichtung (z. B. Überströmventil) einzuschalten, die den Druck
im Vorwärmer auf Speicherhöchstdruck oder höher hält.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgedanke in einer beispielsweisen
Ausführungsform veranschaulicht. Der Vorwärmer E wird mit Hilfe der Pumpe P:, mit
kaltem Wasser durch die Leitung L, gespeist. Das vorgewärmte Wasser gelangt durch
die Leitung L2, in die ein Überströmventil A eingeschaltet ist, in den Speicher
S. Die Saugleitung der Pumpe Pl ist durch Leitung L, mit dem Speicher verbunden,
so daß dem Vorwärmer auch Wasser aus dem Speicher zugeführt werden kann. Außerdem
kann kaltes Wasser durch die Leitung L, unmittelbar in den Speicher eingeführt werden.
Der Kessel D wird gleichmäßig beheizt und gibt eine annähernd gleichmäßige Dampfmenge
ab. Dementsprechend -ist auch die Speisung des Kessels durch die Leitung L., aus
dem Speicher S eine annähernd konstante. An den Kessel D ist ein Hochdrucknetz
H
und ein N iederdrucknetz N angeschlossen. In der Verbindungsleitung der
beiden Netze ist ein Überströmventil U eingeschaltet, welches den überschüssigen
Hochdruckdampf in das N iederdrucknetz und, soweit der Überschußdampf unmittelbar
von den Niedei-druckverbrauchern aufgenommen wird, in den Speicher einströmen läßt.
In der Kaltwasserleitung L1 und in der Speicherwasserleitung L3 sind Ventile V,
und V2 angeordnet, welche von der Temperatur des Speicherwassers und von der Austrittstemperatur
des Vorwärmerwassers gesteuert werden und mechanisch verbunden oder als Wechselventil
ausgeführt sein können.
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Die Betriebsweise der Anlage ist folgende: Es sei angenommen, daß
eine Temperatur im Speicherwasser von beispielsweise zao° nicht unterschritten werden
soll. Wird nun dem Speicher, dessen Wasserinhalt diese Temperatur haben möge, Dampf
zur Unterstützung der Kessel entnommen, so wird einer Temperatursenkung im Speicher
dadurch entgegengewirkt, daß infolge des eintretenden kleinen Temperaturabfalles
im Speicher, der durch die Dampfentnahme hervorgerufen wird, das Ventil L'1 etwas
mehr geschlossen und das Ventil V2 etwas mehr geöffnet wird. Es strömt also bei
dem gezeichneten Ausführungsbeispiel mehr heißes Wasser aus dem Speicher und weniger
kaltes Wasser dem Vorwärmer zu, wodurch sich die Wassertemperatur am Ende des Vorwärmers
erhöht und die fehlende Wärme im Speicher ersetzt wird.
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Wird dem Speicher durch das Überströmventil LT hindurch Überschußdampf
zugeführt, so kann einem Steigen der Temperatur des Speicherwassers über eine bestimmte
Grenze hinaus durch umgekehrte Betätigung der Ventile VZ und V, entgegengewirkt
werden, und diese Wirkung kann gegebenenfalls durch unmittelbare Einführung von
kaltem Wasser in den Speicher durch das Ventil P3 hindurch unterstützt werden, falls
das Vorwärmer-
<<: a.sser infolge des geringeren Temperaturunterschiedes
nicht in der Lage ist, die eintretenden Dampfmengen allein zu bewältigen.