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Anordnung zur mechanischen Regelung von Dampfkesselfeuerungen Bei
der mechanischen Feuerregelung muß die Anordnung grundsätzlich so getroffen werden,
daß die Brennstoff- und Luftzufuhr der Belastung angepaßt wird. Die Belastung kann
gemessen werden erstens durch die elektrische Leistung, zweitens durch die Stellung
des Reglers der Kraftmaschine, drittens durch den Dampfverbrauch. Die Regelvorrichtung
ist so gebaut, daß jedem Belastungswert eine ganze bestimmte Brennstoff- und Luftmenge
zugeordnet ist, und zwar geschieht die Zuordnung im voraus durch den Aufbau des
Regelsystems. In dieser Vorausbestimmung liegt aber eine gewisse Unsicherheit, und
wenn die vorausbestimmten Werte sich nicht mit den wirklichen Bedarfswerten dekken,
so arbeitet die Regelung ungenau; denn es wird dann nicht erkennbar, wenn zwischen
Dampferzeugung und Dampfbedarf Differenzen eintreten. Wenn also die Brennstoff-
und Luftzufuhr in Abhängigkeit von der Leistung der Dampfverbraucher aus eingeregelt
wird, so muß dem Regelsystem eine weitere Anzeigevorrichtung hinzugefügt werden,
durch welche die nach der Belastung eingestellte Brennstoff- und Luftzufuhr bei
Abweichungen vom Sollwert korrigiert wird. Bekannt ist es, als Korrekturimpuls den
Dampfdruck im Kessel oder in einer Rohrleitung zu benutzen. Wenn die eingestellte
Brennstoff- oder Luftzufuhr nicht dem wahren Bedarf entspricht, so ändert sich der
Dampfdruck gegenüber seinem Sollwert. Diese Druckschwankung wird als Korrekturimpuls
benutzt.
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Bei Dampfkraftanlagen, die mit einem Speicher ausgerüstet sind, wird
gemäß der Erfindung dieser Korrekturimpuls vom Zustand des Speichers abgenommen,
derart, daß Schwankungen des Wasserstandes im Speicher oder Schwankungen des Speicherdrukkes
als Zusatzimpuls auf die entsprechend der Belastung eingestellte Brennstoff- und
Luftzufuhr korrigierend einwirken. Ist z. B. die Brennstoff und Luftzufuhr für die
Dampferzeugung nicht ausreichend, so wird der Fehlbetrag an Dampf dem Speicher entnommen.
Der Speicher würde immer weiter entladen werden, bis zur vollständigen Entleerung.
Dieses wird durch einen Korrekturimpuls verhindert, der eingreift, wenn der Wasserspiegel
die Neigung hat, innerhalb eines zur Korrektur verwendeten Regelbereiches abzusinken.
Es kommt hierbei nur darauf an, die Brennstoff- und Luftzufuhr um geringe Beträge
zu verändern; denn die Haupteinstellung soll von der Belastung aus erfclgen. Wenn
daher bci einer plötzlichen Et:irken Belastungszunahme die Feuerung nicht nachkommen
kann und der Wasserspiegel oder der Speicherdruck infcl-e starker Dampfentnahme
aus dem Speicher über den zur Korrektur dienenden Regelbereich hinaus absinkt, so
wird zwar der Korrekturimpuls einen Endwert erreichen und die Feuerung verstärken,
aber
es handelt sich dabei nur um einen geringen Mehrbetrag. Dieser Mehrbetrag ist sogar
erwünscht, weil es ja nötig ist, den aus dem Speicher entnommenen Dampf durch verstärktes
Feuer nachträglich wieder einzubringen.
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Das Umgekehrte gilt, wenn es sich um eine plötzlich eintretende starke
Belastungsabnahme handelt.
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Wenn man besonders bei starken kursfristigen Belastungsschwankungen
eine zu große Beunruhigung von der Feuerung fernhalten will, so ist es zweckmäßig,
in die Steuerung der Brennstoff- und Luftzufuhr ein Verzögerungsglied z. B. in Form
einer Ölbremse einzuschalten, wie es an sich bei Verbrennungsreglern bekannt ist.
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An Stelle Druck- oder Wasserstandsschwankungen im Speicher als Korrekturimpulse
zu verwenden, kann man auch eine kombinierte Anordnung vorsehen, die sowohl vom
Wasserstand als auch vom Speicherdruck beeinflußt wird. An sich ist es bei Verbrennungsreglern
bekannt, die Hauptimpulse von dem Ladezustand des Speichers abzuleiten.
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Die Zeichnung zeigt schematisch die Anordnung eines Feuerungsreglers,
bei dem der Erfindungsgegenstand zur Anwendung gekommen ist, und zwar in Abb. i
die gesamte Regelanordnung und in Abb. 2 eine Einzelheit in abgeänderter Ausführungsform.
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Ein Dampferzeuger 1 speist die aus Hochdruckteil e und Niederdruckteil
3 bestehende Kraftmaschine. die einen Generator 4 antreibt. Die Dampfzufuhr zum
Hochdruckteil 2 wird durch ein fiberströmventil5 gesteuert, während zur Einregelung
des Maschinensatzes auf die verlangte Leistung ein Geschwindigkeitsregler 6 vor
dem Niederdruckteil 3 dient. Parallel zu den Maschinenteilen 2 und 3 ist ein bekannter
Gefällespeicher 7 geschaltet, dem Dampf durch eine Ladeleitung 8 zuströmen und durch
eine Entladeleitung 9 entnommen werden kann. Ein Oberströmventil 1o steuert die
Speicherladung, ein Druckminderventil 11 die Speicherentladung.
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Es sei angenommen, der Kessel i sei mit einer Kohlenstaubfeuerung
ausgerüstet und das Kohlenstaub-Luft-Gemisch werde durch eine Leitung 12 zugeführt.
Die Feuerregelung ist nur ganz schematisch angedeutet, und zwar ist angenommen,
daß ein Schieber 13 in der Kohlenstaubleitung 12 zur Mengenregelung dient. Der Schieber
13 wird durch einen Kraftkolben 1 4. verstellt, und zwar in Abhängigkeit von der
Belastung des Generators 4, wie es durch die Linie 15 angedeutet ist. Ein Elektromagnet
16 wirkt auf einen Anker 17, der je nach der Stromstärke des Generators 4, die im
wesentlichen als dessen Belastung entsprechend angesehen werden kann, mehr oder
weniger in das Innere der Spule 16 hineingezogen wird. Steigt z. B. die Belastung
des Generators 4 an, so wird der Kern 17 nach oben in die Spule hineingewogen und
verstellt dadurch, daß der Drehpunkt 18 zunächst als fest anzusehen ist, den Steuerkolben
t g aufwärts, so daß Drucköl durch die Leitung 2o in den Raum 21 oberhalb des Kolbens
14 eindringen kann. Dieser bewegt sich abwärts und öffnet den Schieber 13 weiter,
so daß mehr Dampf erzeugt wird.
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Bei einer Vergrößerung der Menge - des Kohlenstaub-Luft-Gemisches
steigt auch die Druckdifferenz an einer Sauscheibe 22 an, die in der Leitung 12
eingebaut ist. Der Mengenimpuls dient als Rückführimpuls, und zwar über eine Membran
23, die unter den Drücken vor und hinter der Stauscheibe steht. War der Kern 17
aufwärts bewegt worden, so erhöht sich infolge der vergrößerten Gemischmenge in
der Leitung 12 die Druckdifferenz an der Stauscheibe 22, und diese vergrößerte Druckdifferenz
biegt die Membran 23 abwärts durch, so daß der Steuerkolben 1g wieder in seine Decklage
zurückgeführt wird.
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Zur Korrektur der in Abhängigkeit von der Belastung der Maschine 4
vor sich gehenden Feuerregelung dient ein Schwimmer 24, der den Wasserstand im Speicher
7 überwacht. Reicht nämlich die durch die eben beschriebene Regelung eingestellte
Brennstoffmenge nicht aus, um die der Belastung der Maschine ¢ entsprechende Dampfmenge
zu erzeugen, so wird in Abhängigkeit von dem Dampfdruck in der Leitung zwischen
Hochdruckstufe und Niederdruckstufe das Ventil i i geöffnet, und es wird Dampf aus
dem Speicher entnommen. Die Dampfentnahme äußert sich in einem Absinken des Wasserstandes.
Da jetzt der Drehpunkt 25 als fest anzusehen ist, so ruft die Abwärtsbewegung des
Schwimmers 24 eine erneute Aufwärtsbewegung des Steuerkolbens 1g hervor, und diese
Korrekturbewegung vergrößert die Wärmezufuhr' zum Kessel, so daß die Annäherung
der Feuerleistung an den Dampfbedarf werter durchgeführt wird.
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Die Bewegung des Schwimmers 24 ist durch Anschläge 26' und 26 begrenzt.
Erreicht der Schwimmer 24 den Sitz 26, ohne daß die hierdurch hervorgerufene Korrektur
der Feuerregelung zur Deckung des Dampfbedarfes ausreicht, so wirkt der Speicher
weiterhin wie ein normaler Gefällespeicher, während er im anderen Falle gewissermaßen
nur die Anlaufzeit der Feuerregelung zu. überbrücken hat.
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Um kurzfristige Schwankungen des Speicherinhaltes nicht auf die Feuerregefung
einwirken zu lassen, ist der Kraftkolben 14 mit einem Bremskolben 28 einer b`lbremse
27 verbunden.
Die Größe der Bremswirkung kann in bekannter Weise
durch eine Stellschraube 29 eingestellt werden.
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In der Abb. z ist eine Abänderung der Anordnung nach Abb. i dargestellt,
und zwar verfolgt hier die Korrektur der Feuerregelang durch die Glieder 16, 17,
i9 durch ein druckempfindliches Steuerglied 3o, das durch eine Leitung 31 unter
der Wirkung des Speicherdruckes steht. Die Wirkungsweise dieser Anordnungen ist
sinngemäß die gleiche wie die des bei der Ausführungsform nach Abb. i verwendeten
Schwimmers.