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Dampfkesselanlage mit Vorwärmung des Kesselspeisewassers Bei Speisung
von Dampfkesselanlagen war es bisher üblich, daß der Wasserdurchfluß durch die Vorwärmer
dem Wasserzufluß zu der Kesselanlage entsprach, wobei der letztere in dem Bedarf
entsprechendem Maße geregelt wurde. In Anlagen, in denen das gesamte Speisewasser
unmittelbar nach Durchströmung der Vorwärmer in die Kessel gelangt und die Speisewasserzufuhr
der Verdampfungsleistung .der Kessel gleich ist, steht auch die den Vorwärmer durchströmende
Wassermenge in einigermaßen zufriedenstellendem Verhältnis zur anfallenden Abwärmemenge.
Bei neueren Anlagen jedoch ist man .dazu übergegangen, die Dampfkesselanlage mit
Speichereinrichtungen zum Ausgleich von Schwankungen zu versehen oder mehrere Vorwärmer,
z. B. solche niedrigen Druckes, in Parallelschaltung gemeinsam auf eine die Dampfkesselanlage
versorgende Sammelleitung arbeiten zu lassen. Bei diesen Anlagen ergibt die Beeinflussung
der im Vorwärmer vorzuwärmendenSpeisewassermengen durch die die Wasserzufuhr zur
Dampfkesselanlage regelnden Organe eine äußerst ungünstige Ausnutzung der Abwärmemengen
; bei Parallelschaltung mehrerer Vorwärmer ist die Verteilung der Strömungsmengen
auf die einzelnen parallelen Vorwärmströme von Zufällen abhängig, und es ist in
keinem Falle eine Gewähr dafür gegeben, daß der Durchfluß durch die einzelnen Vorwärmer
den jeweils günstigsten Mengenverhältnissen auch nur annähernd entspricht. Es sind
Speisewasservorwärmer bekannt, bei denen ein besonderer, dem eigentlichen Vorwärmerdurchfluß
überlagerter Wasserumlauf vorgesehen ist, durch dessen Verstärkung unzulässig hohe
Temperaturen des vorgewärmten Wassers verhindert werden sollen, allerdings unter
Hinnahme eines vergrößerten Abwärmeverlustes infolge der durch den Umlauf erhöhten
Eintrittstemperatur des Speisewassers in den Vorwärmer. Durch diesen Wasserumlauf
wird aber die Wirtschaftlichkeit der Anlagen ganz erheblich verringert. Es ist ferner
bei Warmwasserh.eizungsanlagen bekannt, die Vorlaufterriperatur durch Einwirkung
auf die Strömung des Heizwassers durch die Heißwassererzeuger hindurch gemeinsam
mit einer Regelung in Abhängigkeit von der Leistung einer Kraftmaschine und von
der Außentemperatur auf bestimmte für die Heizungszwecke erwünschte Temperaturen
einzuregeln. Hierbei sind die Bedürfnisse der Warmwasserheizungsanlage maßgebend
für die je nach der Außentemperatur veränderliche Heizwassertemperatur, die bestimmend
für die Wärmeabgabe der Heizkörper in den Wohnräumen ist. In Dampfanlagen mit Verwertung
des Abdampfes zur Wasservorwärmung ist auch bekannt, die Temperatur des Wassers
dadurch konstant zu halten, daß man den Druck des Vorwärmedampfes in Abhängigkeit
von der Austrittstemperatur des Wassers regelt. Die vorzuwärmende Wassermenge bleibt
hierdurch jedoch unbeeinflußt.
Schließlich hat man bei Dampfkesselanlagen
mit Rauchgasvorwärmern die Rauchgase, also ebenfalls das Heizmittel, unter dem Einfluß
der Wassertemperatur mehr oder weniger abgelenkt, sobald die Wassertemperatur unzulässig
hoch zu steigen drohte.
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Bei Anlagen mit Speisewasserspeicherung ist mit früheren Patenten,
auch des Erfinders selbst, schon vorgeschlagen worden, zu Zeiten .der Speicherentladung
bei abgestellter Speisung und der damit verbundenen Gefahr der Erreichung einer
unzulässig hohen Wassertemperatur im Vorwärmer eine geringe Wasserströmung durch
einen * Notauslaß neben der normalerweise den Durchfluß durch den Vorwärmer überwachenden
Regelungseinrichtung zuzulassen, wobei entweder ,ein dauernd geringer Durchfluß
oder eine Eröffnung des Notauslasses bei Erreichung einer bestimmten unzulässig
hohen Temperatur vorgesehen war.
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Die vorliegende Erfindung gibt eine Anordnung an Dampfkesselanlagen
mit Speisewasservorwärmung an, bei der die Regelung der im Vorwärmer vorzuwärmenden
Speisewassermenge unabhängig von dem unter Umständen veränderlichen Kesselbedarf
erfolgen kann. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die in den Vorwärmern
vorzuwärmende Speisewassermenge, gegebenenfalls unter Aufgabe der Übereinstimmung
mit dem jeweils augenblicklichen Wasserzufluß zum zugehörigen Teil der Kesselanlage,
durch ein Regelorgan überwacht wird, das mittels eines Thermostaten von der. Vdrwärmeraustrittstemperatur
in mehr oder weniger weiten Grenzen derart überwacht- wird, daß bei erhöhter Temperatur
die vorzuwärmende Speisenvassermenge gesteigert, bei verringerter Temperatur verringert
wird, zum Zwecke, die zum Wärmeanfall im Vorwärmer passen=de Wassermenge einzuregeln.
Diese Regelungsweise läßt eine stets günstige Durchflußmenge einhalten und ermöglicht
einmal, bei stark schwankendem Speisewasserbedarf der Kesselanlage, z. B. infolgeAusgleiches
derBelastungsschwankung mittels der Speisewasserspeicherung, denx Vorwärmer gleichmäßig
bzw. entsprechend der auf ihn entfallenden und vom Kesselspzisewasserbedarf vollständig
abweichenden Wärmemenge zu betreiben, zum, anderen wird aber auch bei mehreren parallel
geschalteten Vorwärmern ein günstiger Wirkungsgrad des einzelnen Vorwärmers in jedem
Fall gesichert, indem der Regler bei zu starkem Durchfluß, der sich in einer Verringerung
der Austrittstemperatur äußert, den Rohrleitungswiderstand des betreffenden Stranges
entsprechend vergrößert, umgekehrt bei zu geringem Durchfluß. In manchen Fällen
wird die durch die Überwachungseinrichtung eingeregelte Wassermenge nicht mit der
von der Kesselanlage benötigten Speisewassermenge übereinstimmen, besonders, wenn
letztere starken Schwankungen unterworfen ist. Um hier einen Ausgleich zu schaffen,
soll weiter erfindungsgemäß zwischen den Vorwärmern und der Dampfkesselanlage ein
Ausgleichbehälter mit schwankendem Inhalt angeordnet sein, wie er bereits früher
vorgeschlagen wurde, der den zeitweisen Wasserüberschuß aufnimmt und ihn zu anderen
Zeiten, zu denen der Bedarf größer ist als die Anlieferung. wieder abgibt. Der Inhalt
dieses Behälters kann wiederum mit zur Überwachung des Wasserdurchflusses durch
den Vorwärmer herangezogen werden, indem bei sinkendem Behälterinhalt, zusätzlich
zu der den normalen Durchfluß überwachenden Regelungseinrichtung die Durchflußmenge
vermehrt wird, umgekehrt bei steigendem Inhalt. Dies kann entweder durch eine besondere
zur normalen Regelungseinrichtung parallel geschaltete Einrichtung erfolgen oder
auch dadurch, daß die mittlere Temperatur, auf die der Thermostat den Wasserdurchfluß
einregelt, in Abhängigkeit vom Wasserinhalt des Behälters höher oder tiefer gelegt
wird, und zwar bei steigerndem Inhalt höher, bei sinkendem Inhalt tiefer. Diese
Veränderung der normalen Einstellung wirkt in de,r Weise, daß bei Einstellen auf
höheres Niveau nur weniger Wasser durch einen bestimmten Wärmeanfall ,erwärmt werden
kann, bei Einstellung auf tieferes Niveau dagegen mehr.
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Der Druck im Behälter entspricht mindestens der Temperatur des aus
dem Vorwärmer austretenden Wassers, wenn diese über ioo° liegt. Ist sie unter ioo°,
so könnte er unter Atmosphärendruck sinken, was durch Verbindung .des Behälters
mit der Außenluft verhindert werden kann.
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Die Zeichnung zeigt ein Schema der Erfindung bei einer Anordnung mit
zwischen Vorwärmer und Kessel geschaltetem Ausglaichbehälter, und zwar zeigt Abb.
i eine Anlage mit Umgehungsleitung zur Regeleinrichtung, Abb.2 eine Anlage mit Verstellung
der Normaltemperaturhöhe.
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Aus dem Speisewasserbehälter i saugt die Pumpe 2 das Wasser an und
drückt es durch den Varwärm,er 3, von wo es durch die Leitungen 32, 33 und 34 weiter
zum Verbraucher bzw. zur Dampfkesselspeisepumpe 6 und Speiseleitung 9 geführt wird.
Am Austritt des Vorwärmers befindet sich ein Thermostat :28, der das in der Leitung
33 befindliche Ventil q. derart steuert, daß es bei übernormaler Temperatur weiter
geöffnet, bei unternormaler
weiter geschlossen wird. Abgezweigt
von der Leitung 34. -ist eine Leitung 8, die in einen Behälter 7 ausmündet. In diesem
ist ein Schwimmer 29 angeordnet, der bei zu niedrigem Wasserstand im Behälter 7
ein Ventil 5 öffnet, das in der Leitung 35 parallel zur Leitung 33 und zum Ventil
.I angeordnet ist. Bei zu hohem Wasserstand soll der Behälter 7 durch die Leitung
30 sein Überschußwasser abgeben. Steht der Behälter unter Druck, so muß hierfür
das Ventil 31 vorgesehen sein, das durch den Schwimmer 29 erst bei höchstem Wasserstand
geöffnet wird.
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Die Abb. 2 zeigt eine Einrichtung, bei der durch den Schwimmer 29
der Thermostat 28 unmittelbar verstellt wird, und zwar derart, daß bei hohem Wasserstand
der Thermostat auf höhere Temperatur als normale, bei niedrigem Wasserstand auf
niedrigere Temperatur einregelt. Das Ventil 5 in der Leitung 35 kann in diesem Falle
auf eine bestimmte kleine Öffnung eingestellt bleiben, damit stets ein gewisser
Durchlauf durch den Vorwärmer erhalten bleibt und so der Thermostat stets von strömendem
Wasser beeinflußt wird.
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Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende: . Normalerweise
sei der Thermostat auf eine Temperatur von iio° eingestellt, dann wird er den Durchfluß
drosseln, je weiter die Temperatur sinkt, z. B. so. daß bei ioo° Wassertemperatur
nur mehr ein ganz geringer Durchfluß erhalten bleibt, umgekehrt wird er bei Steigerung
bis auf i2o° den Durchfluß durch volle Öffnung in sehr starkem Maße erhöhen. Steigt
nun der Wasserinhalt im Behälter 7 über den mittleren Bereich, so wird durch Einwirkung
des Schwimmers 29 auf den Thermostaten 28 dieser von der bisherigen Normaltemperatur
von iio° auf höhere, z. B. 13o° verstellt. In diesem Falle wird der mittlere Durchfluß
bei 130° Wassertemperatur sich abspielen, und es wird bei Verringerung der Temperatur
bis auf i2o° die Durchflußmenge stark gedrosselt, wie vorher bei einer Absenkung
der Temperatur bis auf ioo°. In gleicher ZVeise wirkt die Verstellung des Thermostaten
auf geringere Temperatur, z. B. auf go°, wenn der Wasserinhalt des Behälters 7 unter
den als mittleren zu betrachtenden Inhalt sinkt.