DE498793C

DE498793C - Process for the automatic regulation of steam generation

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Publication number: DE498793C
Application number: DEC35100D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1924-07-08
Filing date: 1924-07-08
Publication date: 1930-05-28

Description

Verfahren zur selbsttätigen Regelung der Dampferzeugung Bekan#nt ist bei Kesselanlagen die Regelung der Dampferzeugung durch Regelung der Wasserspeisung zur Kessel- oder Speicheranlage, doch ist die Höhe der auf ,diese Weise zu deckenden Spitzen begrenzt, außerdem deren Dauer durch die Größe des Speicherraumes für das Speisewasser, als ,velcher vornehmlich auch der Kesselspeiseraum selbst dient. Die Änderung der Feuerleistung in Anlagen mit Dampfspeichern bei Erreichung des höchsten und des niedrigsten Speicherdruckes ist bekannt. Diese Änderung soll nur bei vollem Lade- oder Erschöpfungszustand des Speichers eintreten, während betriebsmäßig Spitzen jeder Höhe allein durch den Speicher abgedeckt werden. Um dagegen bei Anlagen mit Speisewasserspeicherung Spitzen von größerer Höhe abzudecken, als die Spitzenebgabe durch Gleichdruckspeicherung bei den jeweils vorliegenden Temperaturverhältnissen des Speisewassers gestattet, ist es erforderlich, die Feuerleistung zu verändern. Die selbsttätige Regelung der Feuerleistung an sich durch den Dampfbedarf oder den Kesseldruck ist bekannt.Process for automatic control of steam generation is known in the case of boiler systems, the regulation of steam generation by regulating the water supply to the boiler or storage system, but the amount is to be covered in this way Peaks are limited, and their duration is limited by the size of the storage space for the Feed water, which is also primarily used by the boiler feed room itself. the Change in the combustion output in systems with steam storage tanks when the highest is reached and the lowest accumulator pressure is known. This change should only be made when the Charge or exhaustion of the memory occur during operational peaks any height can be covered by the memory alone. To contrast with systems with Feed water storage to cover peaks of greater height than the peak delivery through storage of equal pressure at the prevailing temperature conditions of the feed water, it is necessary to change the combustion output. The automatic regulation of the fire output per se through the steam requirement or the Boiler pressure is known.

Gemäß der Erfindung soll eine Vereinigung der beiden bekannten Regelverfahren einerseits mit Hilfe der Regelung der Speisewasserspeicheru,ng und andererseits durch die Beeinflussung der Feuerung dadurch erfolgen, daß beim Abweichen von der normalen Leistung des Kessels oder dem normalen Druck zunächst der Ausgleich mittels der Speisewasserregler und erst wenn diese Regelung infolge zu großen die Gren-zen der Speisewasserspeicherung übersteigenden Bedarfs nicht genügt, durch den von dem Speise#,v,a3serregler eingerückten Regler der Feuerleistung erfolgt, z. B. wenn die durch Speisewas,serspeicherung erreichibare erhöhte Leistung für den Bedarf zu klein, die verringerte züi groß ist. Durch dieses Verfahren wird erreicht, daß Eingriffe in die Feuerung, die stets eine schlechtere Brennstoffausnutz,ung mit sich bringen, nur dann gemacht zu werden brauchen, wenn die Speisewasserspeicherung allein, die verlustlos betätigt werden kann, nicht mehr ausreicht, daß also einerseits der Ausgleich verlustlos durch Speisewassierspeicherung erfolgt, andererseits auch Spitzen großer Höhe abgedeckt werden können.According to the invention, a combination of the two known control methods on the one hand with the help of the regulation of the feedwater storage and on the other hand by influencing the furnace in that when deviating from the normal performance of the boiler or normal pressure, first of all the compensation by means of the feed water controller and only when this control is too large the limits of the feed water storage is not sufficient, by the Feed #, v, a3serregeler engaged regulator of the combustion output takes place, z. B. if the increased output for demand that can be achieved through feed water storage too small, the reduced is too large. This method achieves that Interventions in the furnace, which always result in poor fuel efficiency bring out only need to be made when the feed water storage alone that can be actuated without loss is no longer sufficient, so that on the one hand the compensation takes place without loss through feedwater storage, on the other hand as well Tips of great height can be covered.

Als Kennzeichen, daß trotz Betätigung der Speiseregelung die Kesselleistung dem Bedarf nicht mehr entspricht, dient der Kesseldruck, der auch zur Ingangsetzung der Speiseregelung angewandt wird.As a sign that the boiler output despite actuation of the feed control no longer corresponds to demand, the boiler pressure is used, which is also used to start up the feed regulation is applied.

Es wird daher bei steigendem Druck in ,erster Linlie die Wasserspeisung verstärkt und erst bei über eine gewisse Grenze hinaus steigendem Druck eine Dämpfung der Feuerleistung einsetzen mussen, während bei fallendem Druck in erster Linie die Wasserzufuhr verringert oder abgestellt und erst bei weiterem Absinken die Feuerführung verstärkt werden soll.Therefore, when the pressure rises, it becomes the water supply in the first place amplified and damping only when the pressure rises above a certain limit the fire output must start, while primarily when the pressure drops the water supply is reduced or switched off and the fire control only when it drops further should be strengthened.

Die Durchführung dieser Regelung läßt sich dadurch ermöglichen, daß der die Wasserspeisung beeinflussende Druckgehier innerhalb bestimmter Grenzen ausschließlich die Speisewasserzufuhr-regelt und bei Überschreitung dieser Grenzen an Anschläge stößt, die dann den Feuerleistungsregler auslösen, oder aber dadurch, daß die Wasserzufuhr und die Feuerleistung von je einem besonderen Druckgeber geregelt werden, wobei der erstere empfindlicher ist als der zweite.The implementation of this regulation can be made possible by the fact that the pressure area influencing the water supply exclusively regulates the feed water supply within certain limits and, when these limits are exceeded, it hits stops which then trigger the fire output regulator, or by the fact that the water supply and the fire output of each a special pressure transducer, the former being more sensitive than the second.

Reichen die zur Verfügung stehenden Speicherräume für das Kesselspeisewasser zur Deckung von Spitzen der Dauer nach .nicht aus, so macht sich dies bei Wärmemangel mit einem Sinken des Wasserstandes im Dampfkessel und gegebenenfalls auch in einem Speisewasserspeicher bei Wärmeüberschuß mit einem Steigen des Wasserstandes 'bemerkbar. Demzufolge soll ebenfalls die Feuerung verstärkt wer-den, wenn der Wasserstand unter ein bestimmtes Maß sinkt, und abgeschwächt werden, wenn er über ein bestimmtes Maß steigt.Are the available storage spaces sufficient for the boiler feed water to cover peaks in terms of duration with a drop in the water level in the steam boiler and possibly also in one Feed water storage tank with excess heat with a rise in the water level 'noticeable. Accordingly, the firing should also be increased when the water level falls below a certain level will decrease, and be weakened when it is above a certain level increases.

Um in diesem Falle eine allmähliche und damit mit geringeren Verlusten verbundene Änderung der Feuerung herbeizuführen, kann der Höhengeber so geformt sein, daß bereits bei Annäherung an die Wasserstandsgreneen die Regelung langsam einsetzt. Dies läßt sich beispielsweise durch längliche oder birnenförmige Schwimmer o. dgl. ermöglichen. , Es werden nun auch Einrichtungen angewandt, die bei der Regelung der Walsserspeisung eine Sicherheit gegen Über- und Unterschreiten der zulässigen Wasserstands-,grenzen daidurch schaffen, daß in der Nähe des höchsten Wusserstandes die Speisung abgestellt, in der Nähe des niedrigsten Wasserstandes geöffnet wird, unabhängig davon, wie der Druckzustand des Dampfkessels es verlangt. Diese aus Sicherheitsgründen getroffenen Maßnahmen stellen naturgemäß eine Störung des Regelvorganges dar und bewirken daher eine Änderung des Kesseldruckes derart, daß bei höchstem Wasserstand ,der Kesseldruck über das normale Maß steigt, bei niedrigstem Wasserstand unter das nor-.male Maß fallen wird. Es genügt daher, wenn die Regelung der Feuerführung ausschließlich vom Druck und nicht vom Wasserstand beeinflußt wird, da auch bei längerer Dauer der unnormalen Perioden eine Änderung des Druckes über das normale Maß von selbst eintritt und hiernach dann die Regelung der Peuerleistung ausgelöst wird.In order to bring about a gradual change in the firing system, which is associated with lower losses, the height transmitter can be shaped in such a way that regulation begins slowly as soon as the water level is approached. This can be made possible, for example, by elongated or pear-shaped floats or the like. It will now also be applied facilities that security against over and under the permissible water level limits in the regulation of Walsserspeisung, daidurch create that shut down the power supply near the highest Wusserstandes, opens in the vicinity of the lowest water level, regardless of how the pressure of the steam boiler demands it. These measures taken for safety reasons naturally disrupt the control process and therefore cause a change in the boiler pressure in such a way that at the highest water level, the boiler pressure rises above the normal level, and at the lowest water level it falls below the normal level. It is therefore sufficient if the control of the fire control is influenced exclusively by the pressure and not by the water level, since even if the abnormal periods last longer, a change in pressure above the normal level occurs by itself and the control of the fire output is then triggered.

Diese Regelung der Feuerung an, sich kann auf die verschiedensten allgemein bekannten Arten erfolgen, z. B. durch Verstellung des Zugschiebers für einen oder mehrere Kessel, durch vermehrte Zuführung von Unterwind, bei Wanderrosten durch schnellere Rostbewegung oder vermehrte Schichtstärke, bei Wurf- und Staubfeuerungen durch vermehrte Brenn-stoffzufu-hr. Entsprechend der Art der Feuerregelung muß dann der Regler ausgebildet sein, der vom Druck beeinflußt wird.This regulation of the furnace can be applied to the most varied well-known types take place, e.g. B. by adjusting the slide valve for one or more boilers, due to increased supply of under wind, with traveling grids through faster grate movement or increased layer thickness, with litter and dust firing through increased fuel supply. According to the type of fire regulation must then the regulator be designed, which is influenced by the pressure.

In den beiliegenden Zeichnungen ist ein Auisführungsbeispiel mit den dazugehörigen Diagrammen dargestellt, und zwar zeigen Abb. i ein Schema einer Anlage, Abb. 2 die Veränderung des Dampfverbrauchs und der Peuerung, Abb- 3 den Inhalt des Speicherraumes, Abb. 4 Kurven, der Regelungscharakteristik, Aibb. 5 eine schematische Darstellung des Reglers.The accompanying drawings show an exemplary embodiment with the associated diagrams, namely Fig. 1 shows a scheme of a system, Fig. 2 shows the change in steam consumption and tarnishing , Fig. 3 shows the content of the storage space, Fig. 4 curves, the control characteristics , Aibb. 5 is a schematic representation of the controller.

In Abb. i wird der Darnpfkessel i durch diie Fenerung ?, beheizt, der-en Rauchgase in den Fuchs 3 müniden. Der erzeugte Dampf gelangt durch den Überhitzer 4 zur Verbrauchsleitung 5 und den Verbrauchern 6, beispielsweise eine Turbine mit Kondensator 7. Das Kondensat wird im Speisewasserbehälter 8 gesammelt, aus dem es von der Speisepumpe 9 durch Leitung io und Regelventil. i i zur Kessel- und Speicheranlage geführt wird. Das Ventil i i wird durch einen--Regler 12 überwacht, der mittels Leitung 1-3 vom- Darnpfdruck der Anlage beeinflußt wird. Die Speicherung im vorliegenden Falle findet im Speiseraum des Kessels i selb-st statt, dessen Grenzen durch die Wasserstandsregler 14 und 15 auf die Regeleinrichtung 1:2 und den Steuerkolben 16 wirksam werden, der das Ventil i i gegen die Wirk-ung,der-Feder 17 verstellt. Ein zweiter, vom Regler 12 beeinflußter Steuerli:,alben 18 betätigt über den Seilzug ig den Rauchgasschieber2o und gestattet auf diese Weise, den Zug der Anlage einzustellen. Gleichzeitig kann über den Seilzug 21 der Regler 2:2 verstellt werden, der die Umdrehungszahl des Antriebsmotors 23 und damit die Geschwindigkeit des über das Getriebe 24 .angetriebenen Rostes 2 Überwacht.In Fig. 1, the steam boiler i is heated by the furnace ?, the flue gases flow into the fox 3. The generated steam passes through the superheater 4 to the consumption line 5 and the consumers 6, for example a turbine with a condenser 7. The condensate is collected in the feed water tank 8 , from which it is discharged from the feed pump 9 through line io and control valve. ii is led to the boiler and storage system. The valve ii is monitored by a - regulator 12, which is influenced by line 1-3 from the steam pressure of the system. The storage in the present case takes place in the dining area of the boiler i itself, the limits of which are activated by the water level regulators 14 and 15 on the control device 1: 2 and the control piston 16, which the valve ii against the action of the spring 17 adjusted. A second control line, influenced by the controller 12, actuates the flue gas slide valve 2o via the cable ig and in this way allows the system to be adjusted. At the same time, the control 2: 2 can be adjusted via the cable 21, which monitors the number of revolutions of the drive motor 23 and thus the speed of the grate 2 driven via the gearbox 24.

Gemäß dIen Diagrammen der Abbi.2- und 3 ergibt sich für einen beliebig gezeichneten Dampfverbrauch längs der Linie:25 folgender Zustand: Im Zeitraum von A-B steigt die mit 26 bezeichnete Linie der Feuerung an, da der Kessel noch nicht auf Druck: ist. Im Zeitpunkt B ist der Druck erreicht. Vom Zeitpulü"t C an, in welchem die Dampfleistung die WärmeLieferung der Feuerung übersteigt, wird der vorher geladene Speicherraum entladen, die Linie 28 der Abb. 3 fällt demgemäß ab. Im Zeitpunkt D ist der Speicher nahezu leer, ixifolgedesaen grdft der Feuerungsregler ein und verstärkt die Feuerung so lange, bis sie im Zeitpunkt E dem Dampfverbrauch entspricht. Von nun an wird der Speicher zunächst geladen, alsdann bis zum Zeitpunkt F entladen-. Bei F übersteigt die Dampfleistung die der Höhe nach durch die Linie 27 begrenzte Leistungsfähigkeit der Speisewasserspeicherung, die Feuerung wird also wieder verstärkt, bis im Zeitpunkt G der Dampfbedarf unter die Höchstleistungslinie herabsinkt. Im Zeitpunkt H ist der Dampfbedarf so tief unter die Feuerungsfinie 26 gesunken, daß trotz verstärkter Speisung, der Druck anzusteigen beginnt, infolgedessen geht U die Feuerleistung herunter.According to the diagrams in Figs. 2- and 3 , the following condition arises for any steam consumption drawn along the line: 25: In the period from AB, the line of the furnace marked 26 rises because the boiler is not yet under pressure. At time B, the pressure is reached. From the time pulse C , in which the steam output exceeds the heat supply of the furnace, the previously charged storage space is discharged, line 28 in Fig. 3 drops accordingly. At time D , the storage is almost empty, the combustion controller must be activated and intensifies the firing until it corresponds to the steam consumption at time E. From now on, the storage tank is first charged, then discharged until time F. At F, the steam output exceeds the capacity of the feed water storage system, which is limited by line 27, the firing is thus increased again until the steam demand drops below the maximum output line at time G. At time H the steam demand has sunk so deeply below the firing line 26 that the pressure begins to rise despite the increased feed, as a result of which U the firing output decreases.

Das Zusammenarbeiten von Speise- und Feuerungsregelung ergibt nach Abb. 4 be-#;tirnmte Regelungscharakteristika. Der Regler des Speiseventils I schwankt in empfindlicher Einstellung um den mittleren Druck pm herum, derart, daß bei verhältnismäßig kleinen Abweichungen nach unten das Speiseventil geschlossen und nach oben weit geöffnet wird. Die Feuerungsregelung II ist so eingestellt daß sie innerhalb der Drückt, bei denen das Speiseventil I arbeitet, nicht in Tätigkeit tritt, sondern erist bei Überschreiten dieses Druckes gemäß der Linie II die Feuerung dämpft, bei Unterschreiten die Feuerung verstärkt. Die Feuerungsregelung kann aber auch gemäß der gestrichelt gezeichneten, Linie III gleichmäßig arbeitend eingestellt sein, jedoch dann mit wesentlich steilerer Charalzteristik, also unempfindlicher als die Speicherungsregelung I, arbeiten.The cooperation of feed and combustion control results in Fig. 4 Known control characteristics. The regulator of the feed valve I fluctuates in a sensitive setting around the mean pressure pm, such that at relatively small deviations down the feed valve closed and up wide is opened. The combustion control II is set so that it is within the Pressures at which the feed valve I works, does not come into action, but When this pressure is exceeded, it damps the firing according to line II Falling below the firing level increases. The combustion control can also according to the dashed line III must be set to work evenly, but then with a much steeper characteristic, i.e. less sensitive than that Storage regulation I, work.

Abb. 5 zeigt scheniatisch die Ausführung eines Reglers 12. Der durch Leitung 13 zutretende Druck wird auf eine Membran 29 wirksam, die einen Hebel 3o entgegen dem einstellbaren GeWicht 31 verstellt. Das auf den Stenerkolben 16 des Sp,eiseventils wirkende Relais 3:2 wird durch den Lenker 33 vom Hebel 30 mit langem Hebelarm verstellt. Das auf den Feuerungsregler 18 wirkende Relais 34 dagegen wird durch den Lenker 35 mit kleinem Hebelarm des Hebels 30, also unernpgn!dlicher, betätigt. Zur Herbeiführung der gebrochenen Charakteristik nach II dient die Einschaltung eines toten Ganges zwischen Hebel 30 und Lenker 35 sowie die Brernsung des Lenkers 35 durch eine Reibung 36. Fig. 5 schematically shows the design of a regulator 12. The pressure entering through line 13 acts on a membrane 29 which adjusts a lever 3o against the adjustable weight 31 . The relay 3: 2 acting on the star piston 16 of the Sp, eiseventils is adjusted by the handlebar 33 from the lever 30 with a long lever arm. The relay 34 acting on the combustion controller 18, on the other hand, is actuated by the control arm 35 with a small lever arm of the lever 30, that is to say more impassively. To bring about the broken characteristic according to II, the engagement of a dead gear between lever 30 and handlebar 35 and the braking of the handlebar 35 by friction 36 are used.

Claims

PATENT CLAIMS: i. A method for automatic control, the steam generation with the help of automatic combustion and constant pressure feed water storage regulators, characterized in that if there is a deviation from the normal output of the boiler or the normal pressure, the compensation by means of the feed water regulator and only when this control as a result large B7edurfs exceeding the limits of the feed water storage is not sufficient, through the controller of the fire performance, which is engaged by the feed water regulator, z. B. if the increased power that can be achieved through feedwater storage is too small for the demand, the reduced power is too large.

2. A device for regulating the Dampfer7eugung, characterized in that in addition to the control of the controller for the feed water supply and the fire output depending on the steam pressure, the fire output controller is influenced by a high and a low water level in the boiler or memory. 3. A device for regulating the steam generation, characterized in that the feed water supply takes place through a regulator influenced by both the pressure and the highest or lowest water level, and that the firing capacity is only influenced by a regulator controlled by the pressure, but only when one major deviation from the normal appeals pressure than the feed water supply Control pressure controlled regulator.