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Dampfkraftanlage mit Gegendruckmaschinen Bei Dampfkraftanlagen mit
Abda.mpfverwertung, insbesondere bei Energieerzeugung durch auf Leistung geregelte
Gegendruckmaschinen, werden bekanntlich zur Sicherung des Gegendrucknetzes Sicherheitsventile
in der Niederdruckleitung angeordnet. Überschreitet die Dampfabgabe der Gegendruckmaschine
den Dampfverbrauch im Niederdrucknetz, so wird durch die Sicherheitsventile die
überschüssige Dampfmenge abgeblasen, da sonst die Dampfspannung im Gegendrucknetz
unzulässig ansteigen würde, was eine Gefährdung der Rohrleitung und der angeschlossenen
Arbeitsmaschinen zur Folge hätte.
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Durch Anordnung von Sicherheitsventilen in der bisher bekannten Ausführung
läßt sich die gewünschte Sicherung von Gegendruckleitungen ohne weiteres erreichen;
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doch entstehen beim Ansprechen der Ventile zusätzliche Dampfverluste,
weil der sich einstellende Gegendruck in Abhängigkeit von der abzublasenden Dampfmenge
steht. Bei vollkommen geschlossenem Sicherheitsventil lastet auf dem Ventilkegel
eine Kraft, die sich aus der Dampfspannung im Gegendrucknetz und der Fläche des
Ventilkegels ergibt. öffnet jedoch das Ventil, so vermindert sich der auf den Ventilkegel
wirkende Druck in Abhängigkeit vom Ventilhub, da auf den Kegel nicht mehr der in
der Rohrleitung herrschende Druck wirkt, sondern die Dampfspannung des bereits.
expandierten Abbla.sdampfes. Durch die am Rande des Ventilkegels auftretenden Turbulenzerscheinungen
findet eine Kraftverteilung auf das Ventil. statt, der Größe nach einer Parabel
entsprechend, deren Verlauf mit zunehmendem Ventilhub flacher wird.
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Ist ein Sicherheitsventil in einer Gegendruckleitung z. B: auf 3,5
atü eingestellt, so beginnt es bei geringer überschreitung dieser Dampfspannung
zu öffnen. Es. ist jedoch erst dann vollkommen geöffnet, wenn der Dampfdruck in
der Rohrleitung etwa 4,5 atü erreicht hat. Eine derartige Drucksteigerung im Netz
bedeutet keine Gefahr für die Rohrleitung und Verbraucher, da dieselben meist für
das Eineinhalb- bis Zweifache der normalen Dampfspannung gebaut werden. Hingegen
wird die Abblasmenge, falls Gegendruckmaschinen vorhanden sind, durch diese Drucksteigerung
wesentlich vergrößert.
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Arbeitet beispielsweise eine Brikettpresse in einem Braunkohlenwerk
mit einer Frischdampfspannung von r o atü und einem Gegendruck von 3,5 atü,
so tritt bei Erhöhung des Gegendruckes auf 4,5 atü während der Abblasezeit der Sicherheitswelle
ein Mehrdatnpfverbrauch der Presse um etwa 170,10
auf, entsprechend dem verringerten
Wärmegefälle.
Es wird somit bei Anordnung gewöhnlicher Sicherheitsventile
außer der überschüssigen Dampfmenge eine zusätzliche Dampfmenge verloren, die durch
erhöhte Dampfabgabe der Gegendruckmaschinen abgeblasen werden muß.
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Dieser Dampfverlust kann dadurch behoben werden, daß man das im Gegendruckdampfnetz
vorgesehene Sicherheitsventil in an sich bekannter Weise durch eine Hilfs, maschine
in Abhängigkeit vom Druck im Gegendruckdampfnetz steuert. Wird dieses Dampfnetz
außer mit Abdampf der Gegendruckmaschine auch noch durch eine Umgehungsleitung mit
gedrosseltem Frischdampf gespeist, dann besteht die Möglichkeit, weitere Dampfmengen
zu sparen, wenn die Hilfsmaschine des Sicherheitsventils gleichzeitig unter dem
Einfluß des Drucks im Gegendruckdampfnetz und des Drucks in der Frischdampfleitung
derart gesteuert wird, daß bei steigendem Druck in der Frischdampfleitung eine Verringerung
des Gegendruckes der Kraftmaschine, bei welchem das Ventil normalerweise öffnet,
bewirkt wird. Zufolge des niedrigeren Gegendruckes erhöht sich das Druckgefälle,
welches der Gegendruckmaschine zur Verfügung steht. Die weitere Folge davon ist
eine geringere Abdampfmenge, so daß der Dampfüberschuß im Gegendruckdampfnetz schneller
behoben werden kann.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt.
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Die Frischdampfleitung wird von dem Dampfkesseln gespeist. An die'
Frischdampfleitung ist die Gegendruckmaschine b angeschlossen, deren Abdampf in
das Gegen-, druckdampfnetz gelangt. Gleichzeitig kann dieses Dampfnetz auch noch
durch eine Umgehungsleitung mit Drosselventil h gespeist werden. An dem Gegendruckdampfnetz
hängen weitere Dampfverbraucher i.
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Zur Sicherung des Gegendruckdampfnetzes ist ein gesteuertes Sicherheitsventild
vorgesehen, dessen Hilfsmaschine sowohl. einen Impuls vom Druck des Gegendruckdampfnetzes
als auch einen Impuls vom Druck der Frischdampfleitung erhält. Mit dieser Anordnung
kann die Abblasdampfmenge sehr wesentlich herabgesetzt werden, indem bei steigendem
Druck in der Frischdampfleitung eine Verringerung des Gegendruckes der Kraftmaschine,
bei welchem das Ventil normal weiter öffnen würde, bewirkt wird.
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Die Wirkungsweise der dargestellten Einrichtung - ist im einzelnen
folgende: Steigt der Druck in der Gegendruckdampfleitung infolge verringerten Dampfverbrauchs,
so schließt das Ventil h; in der Regel wird gleichzeitig auch der Kesseldruck steigen.
Um in einem solchen Betriebsfalle die Abblasdampfmenge weiter zu verringern, wird
das Ventil d in Weiterausbildung des Erfindungsvorschlages vom Hochdruckdampfnetz
so beeinflußt, daß bei ilberschreitung einer bestimmten Dampfspannung der Abblasedruck,
auf den normalerweise das Sicherheitsventil anspricht, verringert wird. Der Dampfbedarf
der Kraftmaschine b oder deren Dampfabgabe zum Gegendruckdampfnetz wird auf diese
Weise kleiner und gleichzeitig auch der Wärmeinhalt des nunmehr niedriger gespannten
Abdampfes, wodurch der Heizdampfbedarf der Verbraucher i sich erhöht. Es wird somit
bei steigendem Kesseldruck oder bei Dampfüberschuß im Gegendrucknetz durch Herabsetzung
des Gegendruckes einerseits eine gewisse Verringerung der anfallenden Dampfmenge
von der Kraftmaschine, anderseits ein etwas erhöhter Dampfverbrauch der Arbeitsmaschine
erzielt, was zur Folge hat, daß die Abblaseverluste wesentlich geringer werden.
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Erreicht der Kesseldruck den ursprünglichen Wert, dann wird das Sicherheitsventild
auf den normalen Abblasedruck eingestellt. Steigt umgekehrt der Dampfverbrauch und
sinkt infolgedessen der Frischdampfdruck, so erfolgt eine Einstellung des Sicherheitsventils
auf einen höheren Abblasedruck, was zur Folge hat, daß der Dampfverbrauch im Gegendrucknetz
bei gleichzeitiger Steigerung der Abdampfzufuhr verringert wird.