DE528914C

DE528914C - Arrangement for the mechanical fire control of steam boilers

Info

Publication number: DE528914C
Application number: DES91001D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinz Rabe
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1929-04-06
Filing date: 1929-04-06
Publication date: 1932-09-23

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 23. SEPTEMBER 1932ISSUED ON SEPTEMBER 23, 1932

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 24 m GRUPPECLASS 24 m GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. April 1929 abPatented in the German Empire on April 6, 1929

Dampfkessel, die nur einen kleinen Wasserinhalt besitzen oder lediglich aus einem beheizten Rohrsystem bestehen, haben nur geringe Speicherfähigkeit. Es muß also annähernd die gleiche Dampfmenge erzeugt werden, die in Form von Speisewasser dem Kessel zugeführt wird. Soll der erzeugte Dampf beim Verlassen des Kessels von bestimmtem Zustand sein, beispielsweise von einer bestimmten Temperatur, so muß dem Kessel eine gewisse Wärmemenge zugeführt werden. Sie wird durch den zugeführten Brennstoff geliefert, der bei Luftüberschuß verbrennt. Nimmt man an, daß flüssiger, gas- oder staubförmiger Brennstoff in den Feuerungsraum eingeblasen wird und der Heizwert des Brennstoffes praktisch konstant bleibt, und setzt man ferner voraus, daß die für die vollständige Verbrennung erforderliehe Luftmenge bekannt ist, so kann man die Fördervorrichtungen für Brennstoff und Luft so miteinander verbinden, daß ein bestimmtes Verhältnis zwischen zugeführter Brennstoff- und Luftmenge ständig aufrechterhalten bleibt. Bei nur aus einem beheizten Rohrsystem bestehenden Kesseln muß auch die zugeführte Speisewassermenge in Abhängigkeit von der Belastung geregelt werden. Es ist deshalb zweckmäßig, auch die Speisewasserpumpe an die Verbindung der Fördervorrichtungen für Brennstoff und Verbrennungsluft anzuschließen. Dadurch wird erreicht, daß _# bei wechselnder Belastung des Kessels ständig Dampf von dem gewünschten Zustand geliefert wird.Steam boilers that have only a small amount of water or only consist of a heated pipe system have little storage capacity. It must therefore be generated approximately the same amount of steam that is fed to the boiler in the form of feed water. If the steam generated is to be of a certain condition when it leaves the boiler, for example a certain temperature, a certain amount of heat must be supplied to the boiler. It is supplied by the fuel supplied, which burns when there is excess air. If one assumes that liquid, gaseous or dusty fuel is blown into the furnace and the calorific value of the fuel remains practically constant, and one also assumes that the amount of air required for complete combustion is known, then one can use the fuel delivery devices and connect air to one another in such a way that a certain ratio between the amount of fuel supplied and the amount of air is constantly maintained. In the case of boilers consisting of only one heated pipe system, the amount of feed water supplied must also be regulated as a function of the load. It is therefore advisable to also connect the feed water pump to the connection of the delivery devices for fuel and combustion air. This ensures that _# steam is constantly supplied from the desired state when the load on the boiler changes.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bereits verschiedene Anordnungen vorgeschlagen worden. So hat man beispielsweise einen aus Motor und Generator bestehenden Maschinensatz verwendet und den Vorschaltwiderstand des Motors in Abhängigkeit vom Dampfdruck verstellt. Die Leistungsschwankungen werden auf den Generator und die an diesen angeschlossenen Fördervorrichtungen für den Brennstoff und die Verbrennungsluft übertragen. Various arrangements have already been proposed to solve this problem been. For example, you have a machine set consisting of a motor and a generator is used and the series resistance of the motor is adjusted depending on the steam pressure. The fluctuations in performance will be transferred to the generator and the conveyor devices connected to it for the fuel and the combustion air.

Demgegenüber wird gemäß der Erfindung eine Synchronisierungseinrichtung verwendet, durch die die Verstellmotoren der Regelglieder für die Brennstoff- und Luftfördervorrichtung, gegebenenfalls auch der Speisewasserpumpe, zu einem synchronen Lauf mit einer durch den auslösenden Impuls (Druck-, Temperatur- oder Mengenimpuls) eingeschalteten Steuermaschine gezwungen werden.In contrast, a synchronization device is used according to the invention, through which the adjusting motors of the control elements for the fuel and air delivery device, possibly also the feed water pump, to a synchronous run with a triggered impulse (pressure, Temperature or quantity pulse) switched on control machine.

Dieser Erfindungsgedanke läßt sich beispielsweise so ausführen, daß man eine Verteilerwelle, die verschiedene Kontaktstücke besitzt, mit der Steuermaschine verbindet. An diese werden die einzelnen Wicklungen der Verstellmotoren angeschlossen. Man erhält bei entsprechender Anordnung der Kontakt-This concept of the invention can be carried out, for example, that a distributor shaft, which has various contact pieces, connects to the control machine. The individual windings of the Variable motors connected. With an appropriate arrangement of the contact

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Dipl.-Ing. Heins Rabe in Berlin-Wilmersdorf.Dipl.-Ing. Hein's raven in Berlin-Wilmersdorf.

stücke ein Drehfeld in den Verstellmotoren und damit einen unbedingten Synchronismus. Der Regelweg ist dann durch die Übersetzung im einzelnen genau zu bestimmen. Gewisse Eigenschaften des Brennstoffes (ungleiche Beschaffenheit, schwankender Heizwert) oder wechselnde Betriebszustände, wie z. B. Kesselverschmutzungen, machen es notwendig, daß das einmal eingestellte Verhältxo nis zwischen Speisewasser, Brennstoff und Verbrennungsluft durch Korrekturimpulse ver-· ändert werden kann. Die Verwendung derartiger Korrekturimpulse ist bei Verbrennungsreglern an sich bekannt. Diese können t5 beispielsweise von der Veränderung des CO₂-Gehaltes der Rauchgase oder von der Dampftemperatur, wenn der Hauptimpuls ein Mengenimpuls war, gegeben werden. Um eine derartige Änderungsmöglichkeit bei der vorgeschlagenen Regelanordnung zu erreichen, sind gemäß der Erfindung die von. der Steuermaschine abhängigen Verstellmotoren mit normalen Zusatzmotoren vereinigt, auf die der Korrekturimpuls einwirkt. Es können ?-5 entweder der gesteuerte und der Zusatzmotor auf der gleichen Welle sitzen, oder beide können durch eine ausrückbare Kupplung miteinander verbunden sein. Im letzten Falle wird der gesteuerte Motor abgekuppelt, wenn der Zusatzmotor eingeschaltet wird. Man kann auch eine elektrische Kupplung der beiden Motoren vorsehen; auch in diesem Falle wird der gesteuerte Motor bei der Einschaltung des Zusatzmotors ausgeschaltet. Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1 die Regelanordnung ohne Zusatzmotor, während Abb. 2 die Regelanordnung mit einem Zusatzmotor zeigt, der mit dem Verstellmotor für die Speisewasserfördereinrichtung vereinigt ist. 1 ist der Feuerraum eines aus den parallel geschalteten Rohrsträngen 2, 3 und 4 bestehenden Dampfkessels, die den Strahlungsraum 1 schraubenlinienförmig durchziehen. Das Speisewasser wird durch die Pumpe 5 aus dem Speisewasserbehälter 6 in den Verteiler 7 gefördert, an den die Parallelstränge 2,3 und 4 an-· geschlossen sind. Der erzeugte Dampf wird von dem Dampf sammler 8 aus dem Überhitzer 9 zugeführt, und durch' die Leitung 10 gelangt der überhitzte Dampf zu den Verbrauchern. Das vorliegende Beispiel ist für eine Kohlenstaubfeuerung gedacht. Der Kohlenstaub befindet sich in dem Bunker 11; er wird durch eine Schnecke 12 aus diesem entnommen und durch die von dem Gebläse 13 geförderte Luft in den Strahlungsraum ι eingeblasen. Die Anlage besitzt also drei Antriebsmotoren: 20 für die Schnecke zur Brennstofförderung, 21 für das Gebläse und 22 für die Speisewasserpumpe. Gemäß der Erfindung ist eine Steuermaschine 15 vorhanden, die ihrerseits in Abhängigkeit von einem an der Stelle 16 der Dampfleitung ι ο entnommenen Impuls gesteuert wird. Mit dem Steuermotor 15 ist eine Verteilerwelle 17 verbunden, auf der in bestimmten Abständen Kontaktstücke vorgesehen sind. An die einzelnen Abteilungen der Verteilerwelle sind die .Wicklungen der drei Verstellmotoren 18, 19 und 23 angeschlossen, die beispielsweise über Schneckenräder die Schalthebel der Nebenschlußregler 24, 25 und 26 für die Hauptmotoren 20, 2Ij; 22 verstellen. Die Stromzuführung zur Verteilerwelle 17 erfolgt durch die Leitung 27. Der Strom wird von der Verteilerwelle 17 aus durch je drei verschiedene Leitungen auf die Verstellmotoren übertragen. pieces a rotating field in the variable speed motors and thus an unconditional synchronism. The control path is then to be precisely determined in detail by the translation. Certain properties of the fuel (uneven quality, fluctuating calorific value) or changing operating conditions, such as B. boiler soiling makes it necessary that the once set ratio between feed water, fuel and combustion air can be changed by means of correction pulses. The use of such correction pulses is known per se in combustion regulators. These can be given t5, for example, from the change in the CO ₂ content of the flue gases or from the steam temperature if the main impulse was a quantity impulse. In order to achieve such a possibility of changing the proposed control arrangement, according to the invention are those of. the control engine-dependent adjusting motors are combined with normal additional motors on which the correction pulse acts. Either the controlled motor and the auxiliary motor can sit on the same shaft, or both can be connected to one another by a disengageable coupling. In the latter case, the controlled motor is disconnected when the additional motor is switched on. It is also possible to provide an electrical coupling for the two motors; in this case, too, the controlled motor is switched off when the additional motor is switched on. An embodiment of the inventive concept is shown in the drawing, namely Fig. 1 shows the control arrangement without an additional motor, while Fig. 2 shows the control arrangement with an additional motor which is combined with the adjusting motor for the feedwater pumping device. 1 is the combustion chamber of a steam boiler consisting of the pipe strings 2, 3 and 4 connected in parallel, which run through the radiation chamber 1 in a helical manner. The feed water is conveyed by the pump 5 from the feed water tank 6 into the distributor 7, to which the parallel lines 2, 3 and 4 are connected. The steam generated is supplied from the steam collector 8 from the superheater 9, and through 'the line 10, the superheated steam reaches the consumers. The present example is intended for a pulverized coal furnace. The coal dust is in the bunker 11; it is removed therefrom by a screw 12 and blown into the radiation space ι by the air conveyed by the fan 13. The system has three drive motors: 20 for the screw for fuel delivery, 21 for the fan and 22 for the feed water pump. According to the invention, there is a control machine 15, which in turn is controlled as a function of a pulse taken at point 16 of the steam line ι ο. With the control motor 15, a distributor shaft 17 is connected, on which contact pieces are provided at certain intervals. The .Wicklungen of the three adjusting motors 18, 19 and 23 are connected to the individual departments of the distributor shaft, for example via worm gears, the switching levers of the shunt regulators 24, 25 and 26 for the main motors 20, 2Ij; 22 adjust. Power is supplied to the distributor shaft 17 through the line 27. The current is transmitted from the distributor shaft 17 through three different lines each to the adjusting motors.

Die Abb. 2 stellt die Regelanordnung dar mit der Abänderung, daß die Fördereinrichtung für das Speisewasser durch von einer Meßeinrichtung ausgehende Korrekturimpulse zusätzlich beeinflußt werden kann. Zu diesem Zweck ist dem Verstellmotor 23 für den Speisewasserpumpenantrieb ein weiterer Motor 28 zugeordnet, dessen Einschaltschütze mit 29 und 30 bezeichnet sind. Um die Zeichnung nicht unübersichtlich zu machen, sind die Verbindungsleitungen zwischen den Arbeitsstromkreisen des Zusatzmotors 28 und den Arbeitskontakten der Schütze 29 und 30 sowie die Rückleitungen der Erregerstromkreise für die Verstellmotoren fortgelassen. Das Schütz 29 wird dann eingeschaltet, wenn der Schalter 33, der unter der Einwirkung eines CO₂-Messers oder eines Thermostaten steht, den unteren Kontakt berührt. Die entgegengesetzte Drehrichtung des Motors. 28 wird erreicht, wenn der Schalter 33 den oberen Kontakt berührt. Aus der Zeichnung geht hervor, daß die Schütze 29, 30 die Stromzuführung zum Verstellmotor 23 in dem Augenblick unterbrechen, wenn sie den Zusatzmotor 28 einschalten.Fig. 2 shows the control arrangement with the modification that the delivery device for the feed water can be additionally influenced by correction pulses emanating from a measuring device. For this purpose, the adjusting motor 23 for the feedwater pump drive is assigned a further motor 28, the switch-on contactors of which are denoted by 29 and 30. In order not to obscure the drawing, the connecting lines between the working circuits of the additional motor 28 and the working contacts of the contactors 29 and 30 as well as the return lines of the excitation circuits for the adjusting motors have been omitted. The contactor 29 is switched on when the switch 33, which is under the action of a CO ₂ meter or a thermostat, touches the lower contact. The opposite direction of rotation of the motor. 28 is reached when switch 33 touches the top contact. It can be seen from the drawing that the contactors 29, 30 interrupt the power supply to the adjusting motor 23 at the moment when they switch on the additional motor 28.

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for the mechanical fire control of steam boilers, marked by a synchronization device through which the adjusting motors (18, 19,23) the control elements for the fuel and air delivery device, if necessary also the feed water pump, to a synchronous run with a triggered impulse (pressure, temperature or quantity pulse) switched on control machine (15) are forced.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that with the control machine (15) a distributor shaft (17)

is connected to which the individual windings of the adjusting motors (18, 19, 23) are connected by several parallel lines.

3. Arrangement according to claim 1 and 2, taking into account correction pulses (COo content, temperature), characterized in that with the Control machine (15) controlled adjusting motors (23) normal additional motors (28) work together, which are regulated by the correction impulses.

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that both motors (23, 28) sit on the same shaft.

5. Arrangement according to claim 3, characterized in that the two motors (23,28) are connected by a disengageable clutch and that of the Control machine (15) controlled adjusting motor (23) is mechanically decoupled, when the additional motor (28) is switched on by the correction pulse.

6. Arrangement according to claim 3, characterized by an electrical coupling of the two motors (23, 28) through which the controlled adjusting motor (23) is mechanically , is switched off when the additional motor (28) by the correction pulse is switched on.

For this purpose ι sheet of drawings