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Verfahren und Vorrichtung zum selbsttätigen Regeln der Gasedauer bei
Wassergasanlagen mit Wechselbetrieb Bei der Erzeugung von Wassergas muß die Dauer
des Gasens dem Wärrnezustand des Generators angepaßt werden. Wird zu viel Dampf
zugeführt, so sinkt der Heizwert des erzeugten Gases, während Dainpfinangel die
Gasausbeute verringert, nebstdem können auch infolge Überhitzung der Schlacke Betriebsstörungen
veranlaßt werden.
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Um bei automatischer Bedienung die erforderliche Beziehung zwischen
Wärmezustand des Generators und Dampfmenge herzustellen, hat man die Periode des
Blasens und Gasens von der Zeit allein abhängig gemacht. Dabei ist übersehen worden,
daß die im Verlauf des Betriebes steigende Verschlackung den Widerstand des Generators
vergrößert und daß diese Widerstandsäußerung -auf die Zufuhr des Windes in weit
höherem Maße von Einfluß ist als auf die Dampfzufuhr. Der Winddruck ist schwächer
als der Dampfdruck, und es ist daher ohne weiteres einleuchtend, daß Widerstandsschwankungen
von roo mm Wassersäule, wie sie im praktischen Fall leicht vorkommen können, die
Menge des in den Generator gelangenden Windes erlieblich herabsetzen, auf die eingeführte
Dampfmenge aber beinahe ohne Einfluß sind. Die Regelung der Betriebsperioden nach
der Zeit allein wird daher zur Folge haben, daß der Generator mit dem Fortschreiten
der Verschlackung immer weniger heiß geblasen, durch das Gasen aber stets in gleichem
Maße gekühlt wird, so daß der Wärmezustand schließlich so weit sinken kann, daß
ein regelrechter Betrieb nicht mehr aufrechtzuerhalten ist. Durch die Einstellung
der Zeitperiode des Gasens auf einen Mittelwert in der Weise, daß die Dampfzufuhr
bei frisch geschlacktem Generator zu gering ist und gegen Betriebsschluß das Erfordernis
übersteigt, werden die Mängel nur während eines kurzen Zeitraumes im Mittel der
Betriebsperiode beseitigt: zu Beginn und am Schluß wird die Gasausbeute bzw. der
Heizwert wesentlich geringer sein, als es bei vollkommen korrekter Betriebsführung
erreichbar wäre.
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Nach anderen Methoden wird die selbsttätige Umstellung der Perioden
von der Temperatur des Gases, der Abgase oder irgendeines Punktes im Generator abhängig
gemacht, doch sind auch auf diesem Wege keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielt
worden, weil die äußeren Umstände, die sich der Beeinflussung entziehen, wie z.
B. die atmosphärischen Verhältnisse, die Feuchtigkeit des Kokses, die Feuchtigkeit
und der Bitumengehalt etwa vergaster Kohle, die Korngröße des Materials usw., unberücksichtigt
bleiben müssen.
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Beim Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wie dies bereits
bekannt ist, die Gasedauer in Abhängigkeit von der Temperatur eines von den Heißblasegasen
beheizten, zur Dampferzeugung dienenden Wärmespeichers
geregelt.
Während aber beim bekannten Verfahren die Zeitperioden des Gasens konstant, die
Zeitperioden des Blasens wechselnd sind, wird bei Verfahren gemäß der Erfindung
die Dauer der Gasperioden jeweilig vom Wärmezustand des Generators abhängig gemacht,
indem bei konstanter Dauer der Blaseperioden das Gasen dann abgestellt wird, wenn
die Temperatur des Wärmespeichers auf ein vorbestimmtes Maß gesunken ist. Auf diese
Weise steht die erzeugte Dampfmenge in der für das Optimum des Wirkungsgrades erforderlichen
Beziehung zum Wärmezustand des Generators, indem in der Periode des Gasens nur so
viel Dampf in den Generator eingeleitet wird, als die während der Periode des Blasens
in den Wärmespeicher gebrachte Wärmemenge erzeugen kann.
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Die Endtemperatur des Verdampfers wird man vorteilhaft so wählen,
daß in jeder Periode nahezu die gesamte aufgespeicherte Wärmemenge zur Dampferzeugung
verbraucht wird, d. h. man wird den Verdampfer in jeder Periode des Gasens vollständig
oder beinahe vollständig abkühlen, was sich auch deshalb empfiehlt, weil dann der
Einsatz des Wärmespeichers vor übermäßiger Erhitzung geschützt ist. Diese vollständige
Abkühlung ist dann erreicht, wenn der Wärmespeicher das eingeführte Wasser nicht
mehr verdampft, sondern unverdampft ablaufen läßt, und es ist somit durch Abmessung
des unverdampft abfließenden Wassers ein überaus einfaches Mittel gegeben, den Temperaturzustand
des Regenerators zu bestimmen. Man wird die Umstellung vom Gasen auf das Blasen
immer dann vornehmen, wenn die Menge des in ein Sammelgefäß ablaufenden Wassers
ein vorbestimmtes Maß erreicht hat, und hierauf jeweils durch gleiche Zeitperioden
blasen. Die Umstellung kann leicht auch selbstwirkend gemacht werden, indem man
das Sammelgefäß auf das Stellwerk der Umschaltorgane einwirken läßt.
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Ein Schema dieser Einrichtung ist auf der Zeichnung dargestellt, i
ist der Verdampfer, der auf den Generator 2 unmittelbar aufgesetzt ist und Eiseneinlagen
3 enthält, welche während des Blasens von den aus dem Generator aufsteigenden Gasen
bestrichen und dadurch erhitzt werden. Durch eine Leitung q., die mittels eines
Ventils 5 absperrbar ist, ziehen die Gase ab. In der Decke des Verdampfers befinden
sich die Düsen 6 für das einzuspritzende Wasser und im Boden Rinnen 7, die unverdampft
gebliebenes Wasser auffangen. An die Sammelrinne 8 ist ein U-förmig abgebogenes
Rohr 9 angeschlossen, das in einen offenen Behälter io mündet., dessen Boden eine
kleine Öffnung i i besitzt. Der Behälter ist an einem Seil 12 o. dgl. aufgehängt,
das über Rollen 13 geführt ist und am freien Ende Gewichte 1q. trägt. 15 ist ein
am Seil befestigter Anschlag, der zur Betätigung von elektrischen Schaltern 16 und
17 dient, mittels welcher ein Motor eingerückt werden kann, der eine hydraulische
Steuerung betätigt. Von der Steuerung führt eine Leitung 18 zum Ventil 5, eine Leitung
i9 zum Windventil 2o und eine Leitung 2 i zum Gasventil 22. Sämtliche Ventile sind
durch Gewichte belastet und kehren daher selbsttätig in die Schließstellung zurück.
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In der dargestellten Lage sind das Ventil 5 zur Ableitung der Blasegase
und das Windventil 20 geschlossen; das Gasventil 22 steht offen. Das durch die Düsen
6 eingespritzte Wasser wird im Verdampfer verdampft und strömt in den Generator,
wo die Wassergaserzeugung vor sich geht. Sobald der EinsatT des Verdampfers entsprechend
abgekühlt ist, sammelt sich unverdampft gebliebenes Wasser in den Rinnen 7 und 8
und gelangt durch das Rohr 9 in den Behälter i o. Ein Teil des in den Behälter io
einfließenden Wassers rinnt ständig durch die Bodenöffnung i i ab, doch füllt sich
der Behälter dennoch allmählich, weil die Bodenöffnung i i sehr klein und die zufließende
Menge größer als die abfließende ist. Ist das Niveau des Wassers auf entsprechende
Höhe gestiegen, so senkt sich der Behälter i o, während das Gewicht 1:I bzw. der
Anschlag 15 steigt, der den Schalter 17
betätigt und dadurch den Steuerapparat
umstellt. Die Ventile 5 und 20 werden nun geöffnet, das Ventil 22 wird geschlossen,
und die Leitung, welche die Düsen 6 versorgt, wird abgesperrt. Es setzt nun die
Periode des Blasens ein, während welcher durch das Ventil 2o Luft eingeblasen wird.
Die heißen Gase streichen durch den Generator aufwärts, durchströmen den Verdampfer
und ziehen schließlich durch das Ventil 5 ab. Die Blaseperiode dauert so lange,
bis sich der Wasserinhalt des Behälters io durch die Bodenöffnung i i entleert hat.
Ist dies geschehen, so wird der Behälter io durch das niedersinkende Gewicht 1q.
gehoben und durch den Anschlag 15 der Schalter 16 eingerückt, der den Steuerapparat
wieder einstellt.
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Die Reibungswiderstände des Seilzuges und die Trägheitswiderstände
werden so bemessen, daß der Behälter io das Gewicht 14 erst heben kann, wenn sich
eine bestimmte Wassermenge angesammelt hat; andererseits kann der Behälter infolge
dieser Widerstände durch die Gewichte 14 erst gehoben werden, wenn sich der Behälter
io entleert hat. Da der Behälter io sinkt, sobald sich eine bestimmte Wassermenge
angesammelt hat, so ist die Gewähr geboten, daß der Verdampfer
am
Ende der Gaseperiode immer auf die gleiche Temperatur abgekühlt ist. Die angesammelte
Wassermenge strömt aus der Bodenöffnung in einer bestimmten Zeit aus, wodurch die
Periode des Blasens immer gleichbleibt. Die Periode des Gasens ist abhängig vom
Wärmezustand des Verdampfers, denn es wird sich der Sammelbehälter früher oder später
mit Wasser gefüllt haben, je nachdem die Temperatur des Verdampfers, die er am Ende
des Blasens erreicht hatte, tiefer oder höher war. Die Periode des Blasens ist hingegen
immer gleich lang, weil der Behälter i o stets mit der gleichen Menge Wasser gefüllt
wird, die durch die Bodenöffnung i r ausfließt. Der Behälter io mit der Bodenöffnung
i i wirkt somit in ähnlicher Art wie eine Sanduhr.