DE569692C - Regeleinrichtung fuer Kraft- und Waermeanlagen - Google Patents

Regeleinrichtung fuer Kraft- und Waermeanlagen

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DE569692C DEK108895D DEK0108895D DE569692C DE 569692 C DE569692 C DE 569692C DE K108895 D DEK108895 D DE K108895D DE K0108895 D DEK0108895 D DE K0108895D DE 569692 C DE569692 C DE 569692C
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02Controlling, e.g. stopping or starting

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

  • Regeleinrichtung für Kraft- und Wärmeanlagen Die vorliegende Erfindung betrifft eine neuartige Regeleinrichtung, die insbesondere für Irraft- und Wärmeanlagen mit wechselnder Belastung und mit zwei Gruppen von Energieerzeugern bestimmt ist, von denen die eine, für schnelle Belastungsänderungen weniger geeignete Gruppe in der Hauptsache die Grundlast, die andere, für schnelle Belastungsänderungen besser geeignete Gruppe in der Hauptsache die Spitzenlast übernimmt. Bei den bekannten Einrichtungen ähnlicher Art wird lediglich ein Belastungsausgleich der einen Gruppe durch die andere angestrebt, wobei die für die Grundlast bestimmten Energieerzeuger möglichst gleichbleibend belastet werden, während die andere Gruppe von Energieerzeugern die Belastungsschwankungen ausgleicht durch Abgabe der Spitzenleistungen, unter Umständen auch durch Aufnahme der jeweils überschüssigen Energiemengen oder durch wechselweise Abgabe und Aufnahme. Dieser Belastungsausgleich geht innerhalb des ganzen Leistungsbereiches der ausgleichenden Energieerzeuger ohne Beeinflussung der auszugleichenden Energieerzeuger vor sich. Erst wenn die Grenzen des Leistungsbereiches der ausgleichenden Energieerzeuger erreicht werden, wirken die darüber hinausgehenden Belastungsänderungen plötzlich ungedämpft auf die auszugleichenden Energieerzeuger. Auch wenn die Dauer der abzugebenden Ausgleichleistung der ausgleichenden Energieerzeuger beschränkt ist, z. B. durch Erschöpfung eines Energiespeichers, tritt eine solche plötzliche Belastungsänderung der auszugleichenden Energieerzeuger ein, und zwar um die volle zuvor von den ausgleichenden Energieerzeugern abgegebene (oder aufgenommene) Ausgleichleistung. Diese Nachteile lassen sich bei den bekannten Einrichtungen nur dadurch vermeiden, daß der Leistungsbereich der ausgleichenden Energieerzeuger sehr groß gewählt wird und, falls diese Energieerzeuger von Energiespeichern abhängig sind, auch sehr große Speicher vorgesehen werden. Infolgedessen wird der durch die angestrebte Wirkungsgradverbesserung erzielte Gewinn durch den Kapitaldienst der hohen Anlagekosten aufgezehrt.
  • Die vorliegende Erfindung vermeidet alle diese Nachteile. Sie ermöglicht, die angestrebte Wirkungsgradverbesserung mit einer wesentlich kleineren Ausgleichleistung zu erzielen und im Falle der Anwendung von Energiespeichern mit bedeutend kleinerer Speicherfähigkeit auszukommen. Die Erfindung besteht darin, daß der in der Hauptsache für die Spitzenlast bestimmte Energieerzeuger zunächst zum Ausgleich der Abweichungen zwischen Leistungslieferung und Leistungsbedarf herangezogen wird und etwa gleichzeitig einen Regelimpuls auf den in der Hauptsache für die Grundlast bestimmten Energieerzeuger derart ausübt, daß durch dessen langsamer erfolgende Leistungsänderung die Leistung des ersten (puffernden) Energieerzeugers ständig auf einen bestimmten Mittelwertsbereich zurückgeführt wird. Im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen für Belastungsausgleich wird durch die Erfindung eine neuartige Wirkung erzielt, die am deutlichsten mit Leistungspufferung bezeichnet wird. Durch die Leistungspufferung wird kein völliger Belastungsausgleich der abzupuffernden Energieerzeuger erreicht. Die Leistung dieser Energieerzeuger folgt ständig den Schwankungen der Gesamtbelastung, wobei jedoch die Schnelligkeit der Belastungsänderungen durch die Leistungspufferung stark vermindert ist. Es hat sich gezeigt, daß durch diesen teilweisen Ausgleich mittels der Leistungspufferung eine ebenso große Wirkungsgradverbesserung erreicht wird wie durch den vollständigen Belastungsausgleich mittels der bekannten Einrichtungen, ohne daß die hierfür benötigten teueren Anlagen erforderlich werden.
  • Außer der Vermeidung der erwähnten Nachteile werden durch die Erfindung eine Reihe weiterer Vorteile erzielt. Einer der wichtigsten besteht darin, daß bei Erweiterung bestehender Anlagen durch neue, für schnelle Belastungsänderungen besser geeignete Energieerzeuger ermöglicht wird, diese neuen, infolge der technischen Fortschritte mit besserem Wirkungsgrad arbeitenden Energieerzeuger unbeschadet ihrer Pufferwirkung zu einem größeren Teil der gesamten Energielieferung heranzuziehen, als nur dem Inhalt der Belastungsspitzen entspricht. Hierdurch werden in vielen Fällen die gesamten Energieerzeugungskosten erheblich vermindert. Durch die ständige Zurückführung der Leistung des puffernden Energieerzeugers auf einen bestimmten Mittelwertsbereich wird erreicht, .daß auch bei den verschiedensten Gesamtbelastungen immer wieder die volle Ausgleichleistung des puffernden Energieerzeugers sowohl bei Belastungszunahme als auch bei Belastungsabnahme zur Verfügung steht.
  • Da bei der Annäherung an bestimmte Höchst- oder Tiefstwerte der Gesamtbelastung oder der Belastung der abzupuffernden Energieerzeuger die Ausgleichleistung des puffernden Energieerzeugers vorwiegend nur noch in einer Richtung in bezug auf Belastungsabnahme oder -zunahme erforderlich ist und da ferner die günstigste Belastungsaufteilung auf die beiden Gruppen von Energieerzeugern mit der Gesamtbelastung wechselt, wird weiterhin erfindungsgemäß die Lage des anzusteuernden Mittelwertsbereiches abhängig gemacht von der Leistung eines oder mehrerer der abzupuffernden Energieerzeuger oder von .der Gesamtbelastung der Anlage. Normalerweise erfolgt die Veränderung der Lage des Mittelw ertsbereiches gleichsinnig mit der Belastung, kann aber in besonderen Fällen auch entgegengesetzt erfolgen, wenn beispielsweise anfallende Abfallenergie möglichst vollständig ausgenutzt werden soll.
  • Bei Anlagen, bei denen der Zeitpunkt eines starken Belastungsanstiegs oder -abfalls vorher bekannt ist, wird mit Vorteil die Lage des anzusteuernden Mittelwertsbereiches auch von der Zeit abhängig gemacht, indem z. B. zu den Zeiten, wo erfahrungsgemäß ein starker Belastungsanstieg oder -abfall beginnt, der Mittelwertsbereich tiefer bzw. höher verlegt wird.
  • Die Regeleinrichtung, die die Belastung in der angegebenen Weise auf die beiden Gruppen von Energieerzeugern verteilt, kann aus an sich bekannten Reglern zusammengestellt werden, die geeignet sind, die Leistung eines Energieerzeugers in Abhängigkeit von einer steuernden Meßgröße mit einstellbarer Regelgeschwindigkeit, sogenannter Schlußzeit, und einstellbärer Zuordnung zwischen steuernder Meßgröße und Leistung des Energieerzeugers zu regeln. Die nächstliegende Lösung besteht darin, den puffernden Energieerzeuger mit einer Leistungsregelung in Abhängigkeit von den Abweichungen von Leistungslieferung und Leistungsbedarf, z. B. in Abhängigkeit vom Dampfdruck eines Dampfnetzes mit schwankender Dampfentnahme, zu versehen und gleichzeitig die abzupuffernden Energieerzeuger mit einer ähnlichen Leistungsregelung in Abhängigkeit von der Leistung des puffernden Energieerzeugers auszurüsten. Eine anpassungsfähigere Regelung und einfachere Ausführung der Regeleinrichtungen ergibt sich jedoch, wenn die Leistungsregler beider Gruppen von Energieerzeugern von der gleichen steuernden Meßgröße so beeinflußt werden, daß diese Meßgröße, durch die Leistung des puffernden Energieerzeugers innerhalb des Mittelwertsbereiches seiner Leistung konstant oder nahezu konstant gehalten, jenseits der Grenzen des lvlittelwertsbereiches jedoch Veränderungen unterworfen wird, die ihrerseits die Veränderung der Leistung der abzupuffernden Energieerzeuger in die Wege leiten.
  • Der puffernde Energieerzeuger kann mit dem Energienetz der abzupuffernden Energieerzeuger unmittelbar oder auch auf dem Wege über andere Energienetze mittelbar verbunden sein. Im zweiten Falle werden die Pufferleistungen in bekannter Weise durch Regelorgane, z. B. überström- oder Nachströmventile, auf das Energienetz, auf das die Belastungsschwankungen sich auswirken, übertragen.
  • In der Zeichnung wird die Erfindung durch die Abb. i bis i i veranschaulicht. Die Abb. i bis 6 sind Diagramme, die die Arbeitsweise einiger Arten der Leistungspufferung darstellen.
  • Die Abb.7 stellt schematisch die Anordnung eines Anzeigeinstrumentes für die Leistungspufferung dar.
  • Die Abb. 8 bis i i stellen einige Ausführungsformen der Erfindung schematisch dar. In Abb. i sind längs der Abszisse i die Zeitwerte, längs der Ordinate 2 die Leistungen aufgetragen. Linienzug 3 entspricht der Gesamtleistung des puffernden Energieerzeugers und der abzupuffernden Energieerzeuger zusammen, Linienzug 4 der Leistung der abzupuffernden Energieerzeuger. Der gleichbleibendeAbstand zwischen dem Linienzug3 und dem punktierten Linienzug 5 entspricht dem Leistungsbereich des puffernden Energieerzeugers. Der Linienzug 6 würde der bei Vorhandensein nur einer Spitzendeckungsanlage erforderlichen Leistung der abzupuffernden Energieerzeuger entsprechen. Der strichpunktierte Linienzug 7 deutet eine der möglichen Abweichungen vom Linienzug an. Die wechselweise abhängige Regelung des puffernden Energieerzeugers und der abzupuffernden Energieerzeuger erfolgt bei dem Beispiel nach Abb. i so, daß die Leistung des puffernden Energieerzeugers stets den mittleren 5o Prozent seines Leistungsbereiches zustrebt. Infolgedessen ist einerseits trotz der heftigen Schwankungen der Gesamtbelastung die Leistung der abzupuffernden Energieerzeuger nur sehr flach verlaufenden allmählichen Veränderungen unterworfen, andererseits wird dem puffernden Energieerzeuger ein erheblich größerer Anteil an der gesamten Energielieferung zugewiesen als bei einfacher Spitzendeckung; die schraffierte Fläche entspricht dieser Mehrlieferung. Auch werden nicht wie bei einfacher Spitzendeckung öfters plötzliche schroffe Belastungsänderungen der für solche Belastungsänderungen ungeeigneten abzupuffernden Energieerzeuger erforderlich. Weiterhin muß bei der Regelung gemäß vorliegender Erfindung die Leistungsverteilung zwischen dem puffernden Energieerzeuger und den abzupuffernden Energieerzeugern keineswegs genau dem Linienzug q. folgen. Es sind vielmehr im Bereich zwischen den Linienzügen 5 und 3 bzw. der Höchstleistung der abzupuffernden Energieerzeuger beliebige Veränderungen zulässig, die z. B. durch Störungen an einem der abzupuffernden Energieerzeuger eintreten können. Der Linienzug 7 ist ein Beispiel für eine solche Abweichung, die ohne weiteres durch die Pufferung aufgenommen wird. Die Betriebsführung der abzupuffernden Energieerzeuger kann daher weitgehend Rücksicht nehmen auf die Einhaltung des besten Wirkungsgrades. Gleichzeitig wird aber auch der puffernde Energieerzeuger trotz seiner Ausgleichtätigkeit so gut ausgenutzt, daß der Vorteil seiner niedrigen Erzeugungskosten weitgehend zur Geltung kommt, also in bezug auf die Gesamterzeugungskosten das wirtschaftliche Optimum erreicht wird.
  • In Abb. 2 haben die Zahlen i bis 5 die gleiche Bedeutung wie in Abb. i. Der Linienzug 8 entspricht einer bestimmten gleichbleibenden Aufteilung der Gesamtbelastung. Es ist bei dieser Abbildung eine Regelung zugrunde gelegt, bei welcher der anzusteuernde Mittelwert der Belastung des puffernden Energieerzeugers sich gleichsinnig verändert mit der Belastung der abzupuffernden Energieerzeuger oder der Gesamtbelastung. Würde die Regelung des puffernden Energieerzeugers und die der abzupuffernden Energieerzeuger abweichend von der vorliegenden Erfindung ohne die beschriebene Rückführung auf den Mittelwertsbereich erfolgen, so würde kein Ausgleich erfolgen, sondern lediglich eine feststehende Belastungsverteilung z. B. entsprechend Linienzug B. Die abzupuffernden Energieerzeuger würden allen plötzlichen Schwankungen der Gesamtbelastung ausgesetzt sein. Durch die Erfindung werden jedoch die Belastungsschwankungen vorwiegend von dem puffernden Energieerzeuger aufgenommen. Die Belastungskurve der abzupuffernden Energieerzeuger verläuft infolgedessen wesentlich flacher und ohne schroffe Belastungsveränderungen; etwa entsprechend dem Linienzug q.. Dazu kommt, daß dieser Linienzug keine unbedingt vorgeschriebene Belastungskurve darstellt, deren Nichteinhaltung schädliche Veränderungen im Energieinhalt des oder der Energienetze hervorruft; die Belastung der abzupuffernden Energieerzeuger kann vielmehr in dem weiten Spielraum zwischen den Linienzügen 3 und 5 um den Linienzug q. herum pendeln, je nachdem es Wirkungsgrad und Betriebsumstände erfordern.
  • Abb. 3 und q. sind zwei zusammengehörige Diagramme, die den regeltechnischen Zusammenhang zwischen den Leistungen des puffernden Energieerzeugers und der abzupuffernden Energieerzeuger zeigen. Längs den Ordinaten 9 sind die Werte der steuernden Meßgröße, längs der Abszisse io die Leistung des puffernden Energieerzeugers und längs der Abszisse i i die Leistung der abzupuffernden Energieerzeuger aufgetragen. Die Linienzüge 12 und 13 stellen den Zusammenhang zwischen steuernder Meßgröße und Leistungen dar. Die Regelung des puffernden Energieerzeugers erfolgt so, daß er auf einem Mittelwertsbereich seiner Leistung, der der horizontalen Strecke entspricht und gemäß'Linienzug 1q. auch verschoben werden kann, die Meßgröße konstant hält, beiderseits des Mittelwertsbereiches jedoch Veränderungen der Meßgröße bedingt, die ihrerseits eine Veränderung der Leistung der abzupuffernden Energieerzeuger einleiten, da gemäß Linienzug 13 jeder Wert der Meßgröße einem andern Wert der Leistung der abzupuffernden Energieerzeuger zugeordnet ist. Linienzug 13 hat eine geringere Neigung als die schrägen Enden des Linienzuges 12 bzw. 1q.. Diese Regelung entspricht der in ihren Auswirkungen in Abb. i dargestellten.
  • Die Abb. 5 und 6 stellen zwei den Abb. 3 und q. entsprechende Diagramme für eine andere Regelungsart dar. Die Zahlen g bis i i haben die gleiche Bedeutung wie in Abb. 3 und 4.. Die Leistung des puffernden Energieerzeugers hängt gemäß Linienzug 15 von der steuernden Meßgröße ab, die Leistung der abzupuffernden Energieerzeuger gemäß Linienzug 16 oder 17. Die Neigung des Linienzuges 15 ist stärker als die der schrägen Strecken des Linienzuges 16 bzw. 17. Auch hier wird in einem Mittelwertsbereich der steuernden Meßgröße, der der vertikalen Strecke der Linienzüge 16 bzw. 17 entspricht und nach oben und unten etwas verschoben werden kann, und damit auch in einem Mittelwertsbereich der Leistung des puffernden Energieerzeugers die steuernde Meßgröße nur durch diesen konstant gehalten, soweit man von den sehr geringen, für die Steuerung erforderlichen Änderungen absieht. Erst wenn die Leistung des puffernden- Energieerzeugers über diesen Mittelwertsbereich hinausgeht, wird die Leistung der abzupuffernden Energieerzeuger entsprechend dem flacheren Verlauf der Linienzüge 16 bzw. 17 mit geringerer Ungleichförmigkeit, aber langsamer, also mit größerer Schlußzeit verändert, so daß die Leistung des puffernden Energieerzeugers ständig auf den Mittelwertsbereich zurückgeführt wird. Durch die Verschiebung des Mittelwertsbereiches in bezug auf die steuernde Meßgröße nach oben oder unten kann die Lage des Mittelwertsbereiches von der Belastung der abzupuffernden Energieerzeuger, einiger derselben oder von der Gesamtbelastung abhängig gemacht werden, was auch selbsttätig bewirkt werden kann. Der Mittelwertsbereich kann auch auf einen Mittelw ertspunkt zusammenschrumpfen. Ferner kann die Lage des Mittelwertsbereiches zweckmäßig auch abhängig gemacht werden von der Zeit, indem z. B. zu den Zeiten, wo erfahrungsgemäß ein starker Belastungsanstieg oder -abfall beginnt, der Mittelwertsbereich in bezug auf die Leistung des puffernden Energieerzeugers tiefer bzw. höher verlegt wird. Dadurch werden die Belastungsänderungen der abzupuffernden Energieerzeuger noch langsamer, da ihr Beginn vorverlegt wird.
  • In Abb. 7 ist die Anordnung .eines Anzeigeinstrumentes dargestellt, das dem Bedienungspersonal stets einen eindeutigen überblick über die Belastungszusammenhänge im Sinne dieser Erfindung und die augenblicklich stattfindenden Regelvorgänge gibt oder auch bei Handhabung einiger Energieerzeuger Anweisungen über die zur Herbeiführung der Belastungsverteilung erforderliche Maßnahme. Von zwei nebeneinander befindlichen Anzeigeskalen i8 und ig, die nicht gleich groß zu sein brauchen, wird auf der einen, z. B. 18, die Leistung des puffernden Energieerzeugers angezeigt, auf der anderen die Leistung des abzupuffernden Energieerzeugers oder die Gesamtleistung. Die Skaleneinteilungen und zugehörigen Leistungsmeßsysteme sind so gewählt, daß die Mittelwerte oder Mittelwertsbereiche der Leistung des puffernden Energieerzeugers jeweils neben, im dargestellten Beispiel also über den zugeordneten Werten der anderen Leistungsanzeige liegen. Die Abweichung der beiden Zeiger 2o und 21 voneinander zeigt also die Abweichung der Belastung des puffernden Energieerzeugers von dem Mittelwert, auf den sie jeweils zurückgeführt werden soll. Im Falle eines Mittelwertsbereiches kann ein toter Gang in diese Diff erenzanzeige z. B. dadurch eingeschaltet werden, daß der Zeiger 21 zu einem der Größe des Mittelwertsbereiches entsprechenden Streifen 22 verbreitert wird, hinter dem das Ende 23 des Zeigers 2o, das zweckmäßig eine auffallende Farbe erhält, spielt. Erst wenn die Leistung des puffernden Energieerzeugers die Grenzen des von der Gesamtbelastung oder der Belastung der abzupuffernden Energieerzeuger abhängigen Mittelwertsbereiches überschreitet, wird das Zeigerende 23 und somit die anzuzeigende Differenz sichtbar. Die Leistung des puffernden Energieerzeugers kann auch als Differenz zwischen der Gesamtleistung und der Leistung des abzupuffernden Energieerzeugers oder durch eine von der Leistung des puffernderi Energieerzeugers abhängige Meßgröße angezeigt werden. Besonders zweckmäßig wird hilfsweise als von der Leistung des puffernden Energieerzeugers abhängige Meßgröße die den puffernden Energieerzeuger steuernde Meßgröße benutzt. Es würden dann über der Skala 18 zwei Zeiger übereinander spielen, deren Abweichung voneinander die Richtung angäbe, in der sich die Leistung des pnfternden Energieerzeugers verändern wird. Diese Instrumentanordnung gibt also einerseits ein klares Bild von der jeweiligen Belastungsverteilung und den augenblicklichen und bevorstehenden Regelvorgängen, anderseits gibt sie an, wie die Leistung etwaiger handbedienter Energieerzeuger zu verändern ist.
  • In Abb. 8 ist ein Ausführungsbeispiel einer Dampfkraftanlage dargestellt, die mit einer Regeleinrichtung gemäß vorliegender Erfindung ausgerüstet ist. 24. ist ein Dampferzeuger neuzeitlicher Bauart, der schnellen Belastungsschwankungen leicht zu folgen vermag; 28 sind Dampferzeuger älterer Bauart, die für schnelle Belastungsschwankungen weniger geeignet sind. Der Dampferzeuger 24 liefert Dampf in ein Hochdruckdampfnetz 25, an das eine Gegendruckmaschine 26 angeschlossen ist, die ihren Abdampf in das Dampfnetz 27 abgibt, in welches die Dampferzeuger 28 Dampf liefern. An das Dampfnetz 27 ist eine Kondensationsinaschine 29 angeschlossen. Die Dampfentnahme aus dein Dampfnetz 27 ist stark schwankend, beispielsweise infolge stark schwankender Belastung der Kraftmaschine 29. Da sich die Dampferzeuger 28 den Veränderungen der Dampfentnahme nur langsam anzupassen vermögen, entstehen Schwankungen des Dampfdruckes in dem Dampfnetz 27. Vom Druck dieses Dampfnetzes 27 wird, wie durch Einflußlinie 3o dargestellt, die Leistung des Dampferzeugers 24 geregelt. Damit sich die Änderungen seiner Leistung pufernd auf das Dampfnetz 27 auswirken können, ist vor der Kraftmaschine 26 ein wie ein überströmventil wirkendes, vom Dampfdruck des Dampfnetzes 25 gesteuertes Regelorgan 32 angeordnet. In unmittelbarer oder z. B. über die steuernde Meßgröße mittelbarer Abhängigkeit von der Leistung des Dampferzeugers 24 wird, wie durch Einflußlinie 31 dargestellt, die Leistung der Dampferzeuger -28 so geregelt, daß dadurch die Leistung des Dampferzeugers 24 in einen bestimmten Mittelwertsbereich zurückgeführt wird. Da bei einer Veränderung der durch die Maschinenanlage 26 strömenden Dampfmenge sich die von dieser Anlage erzeugte elektrische Leistung ebenfalls verändert, werden die Belastungsschwankungen der Maschine 29 durch diese elektrische Pufferleistung abgeschwächt. Die Pufferleistung des Dampferzeugers 2q. setzt sich also in diesem Falle aus der Mehr- oder Mindererzeugung von Dampf und der Mehr- oder 1linderleistung der diesen Dampf entspannenden Kraftmaschine 26 zusammen.
  • Vor der Kraftmaschine 26 kann auch ein wie ein Nachströinv entil (Reduziere entil) wirkendes, vom Dampfdruck des Netzes 27 gesteuertes Regelorgan angeordnet sein, das den Dampfdruck im Netz 27 konstant hält, so daß sich die Belastungsschwankungen auf das Hochdruckdampfnetz 25 auswirken und dort Dampfdruckschwankungen hervorrufen. Der Dampferzeuger 24 wird in diesem Fall vom Dampfdruck des Netzes 25 gesteuert. Die in Abb.8 dargestellte Schaltung und Regelung ist im allgemeinen die günstigere, da infolge der größeren Speicherfähigkeit der Niederdruckdampferzeuger 28 im Dampfnetz 27 keine so starken Dampfdruckschwankungen infolge der Belastungsschwankungen auftreten können wie im Dampfnetz 25.
  • In Abb. 9 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, worin auch die abzupuffernden Energieerzeuger nur mittelbar über ein anderes Energienetz mit dem Energienetz verbunden sind, in welchem die Belastungsschwankungen auftreten. Die Zahlen 24 bis 32 haben die gleiche Bedeutung wie in Abb. B. Die Belastungsschwankungen entstehen duch Dampfverbrauchsschwankungen in dem Niederdruckdampfnetz 33, an das z. B. Kocher 34 und sonstige Dampfverbraucher angeschlossen sind. Die Leistung des puffernden Dampferzeugers 24 wird in Abhängigkeit von den Dampf druckschwankungen des Netzes 33 geregelt, wie durch Einflußlinie 39 angedeutet ist. In Abhängigkeit von der Leistung des Dampferzeugers 24 wird, wie durch Einflußlinie 31 angedeutet ist, die Leistung der abzupuffernden Dampferzeuger 28 verändert. Entsprechend diesen Veränderungen öffnet das CTberströmventil 37, das gemäß Einflußlinie 40 vom Dampfdruck des Mittel.druckdampfnetzes 27 gesteuert wird, weiter oder weniger weit und läßt mehr oder weniger Dampf in das Niederdruckdampfnetz 3.3 überströmen, bis die vom Druck in diesem Dampfnetz abhängige Leistung des Dampferzeugers 24 wieder in den Mittelwertsbereich zurückgeführt ist.
  • In Abb. ro ist eine der Anlage nach Abb. 8 entsprechende Dampfanlage dargestellt, bei welcher mit denn puffernden Dampferzeuger 24. ein Gleichdruckheißwasserspeicher 41 bekannter Art zwecks Vergrößerung der Pufferleistung parallel arbeitet. Die Zahlen 24. bis 32 haben die gleiche Bedeutung wie in Abb.8. Der Dampfraum des Heißwasserspeichers 41 ist an das Dampfnetz 27 angeschlossen. Eine Pumpe q.2 fördert aus einem Sammelbehälter 43 in diesen Dampfraum kaltes Wasser, das sich unter Aufnahme von Dampf erwärmt. Diese Wasserzufuhr wird durch das Ventil.4q. überwacht, das bei steigendem Dampfdruck im Netz 27 öffnet, wie durch Einflußlinie .45 angedeutet wird. Durch eine Pumpe 46 wird heißes Wasser aus dem Speicher 41 entnommen und dem Kessel 24. oder anderer Verwendung zugeführt. Beispielsweise durch einen Schwimmer 47 wird der Ladungszustand des Speichers 41 überwacht und in Abhängigkeit hiervon, wie durch Einflußlinie 48 angedeutet, die Lage des anzusteuernden Mittelwertsbereiches des puffernden Dampferzeugers 24 verändert, und zwar im Sinne steigender Belastung bei abnehmender Ladung des Speichers. Auf diese Weise wird erreicht, daß jederzeit eine möglichst große Ausgleichsspeicherfähigkeit des Speichers zur Unterstützung der Pufferleistung des Dampferzeugers 24 zur Verfügung steht.
  • Von besonderem Wert ist diese Regelung, wenn der Speicher dem puffernden Energieerzeuger vor- oder nachgeschaltet ist und die Leistungsmöglichkeit des Energieerzeugers ganz oder teilweise vom Ladungszustand des Speichers abhängig ist.
  • In Abb. i i ist ein solcher Fall dargestellt. Die Zahlen 27 bis 31 haben die gleiche Bedeutung wie in Abb.8. Die Kraftmaschine 29 treibt einen Drehstromerzeuger 49, der ein Drehstromnetz 5o beliefert, dessen Belastungen starke Schwankungen aufweist. Die Kessel 28, das Dampfnetz 27, die Maschine 29 und der Drehstromerzeuger 49 stellen ein Dampfkraftwerk dar, dessen Kessel für die Aufnahme schneller Belastungsschwankungen wenig geeignet sind. Außer von diesem Dampfkraftwerk wird das Stromnetz 5o auch von einem Wasserkraftwerk beliefert, dessen Wasserturbine 51 mit Stromerzeuger 53 den puffernden Energieerzeuger bildet. Die Wasserzufuhr zur Wasserturbine 51 und damit deren Leistung wird durch ein Regelorgan 56 in Abhängigkeit von auftretendem Leistungsmangel oder Leistungsüberschuß im Stromnetz 5o geregelt, was durch Einflußlinie 30 angedeutet ist. In Abhängigkeit von der Leistung der Turbine 51 oder von der diese steuernden Meßgröße wird die Leistung der Dampferzeuger a8 und durch Vermittlung des Regelventils 52 auch die Leistung der Dampfkraftmaschine 29 und des Stromerzeugers 43 so beeinflußt, daß durch diese Leistungsänderung die Leistung der Wasserturbine 51 in einen bestimmten Mittelwertsbereich zurückgeführt wird. Dies ist durch die Einflußlinie 31 angedeutet. In dem dargestellten Falle ist die Stärke des Wasserzuflusses 54 zur Wasserkraftanlage -so gering, daß sie nur für eine dem Mittelwertsbereich entsprechende Leistung der Wasserturbine ausreicht, nicht aber für die zur Pufferung erforderlichen Höchstleistungen. Es ist deshalb in bekannter Weise der Wasserturbine 51 ein Wasserspeicher 55 vorgeschaltet. Die Füllung dieses Speichers 55 wird durch eine Meßeinrichtung 57 überwacht. In Abhängigkeit von dieser Füllung wird die Lage des anzusteuernden Mittelwertsbereiches der Belastung der Wasserturbine 51 verändert, und zwar im Sinne steigender Belastung bei steigender Füllung des Speichers. Auf diese Weise wird erreicht, daß jederzeit die volle Pufferleistung der Wasserkraftanlage verfügbar ist trotz des verhältnismäßig schwachen Wasserzuflusses.
  • In allen vorgenannten Beispielen kann an Stelle eines einzigen puffernden Energieerzeugers auch eine Gruppe solcher Energieerzeuger treten, die einzeln, in Gruppen oder insgesamt wie ein einzelner geregelt werden können. Das auszugleichende Energienetz kann dem puffernden Energieerzeuger unmittelbar oder mittelbar nach- oder vorgeschaltet sein, auch können mehrere auszugleichende Energienetze vorhanden sein, die durch an sich bekannte Regeleinrichtungen verbunden sind.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Regeleinrichtung für Kraft- und Wärmeanlagen mit wechselnder Belastung und mit zwei Gruppen von Energieerzeugern, von denen die eine, für schnelle Belastungsänderungen weniger geeignete Gruppe in der Hauptsache die Grundlast, die andere, für schnelle Belastungsänderungen besser geeignete Gruppe in der Hauptsache die Spitzenlast übernimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Hauptsache für die Spitzenlast bestimmte Energieerzeuger (24 in Abb. 8 bis io, 51 bis §8 in Abb. i i) zunächst zum Ausgleich der Abweichungen zwischen Leistungslieferung und Leistungsbedarf herangezogen wird und etwa gleichzeitig einen Regelimpuls auf den in der Hauptsache für die Grundlast bestimmten Energieerzeuger (28) derart ausübt, daß durch dessen langsamer erfolgende Leistungsänderung die Leistung des ersten (puffernden) Energieerzeugers (24, 51 bis 58) ständig auf einen bestimmten Mittelwertsbereich zurückgeführt wird.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des anzusteuernden Mittelwertsbereiches abhängig gemacht wird von der Leistung eines oder mehrerer der abzupuffernden Energieerzeuger (28) oder von der Gesamtleistung der Anlage, so daß sie sich z. B. gleichsinnig mit dieser Leistung oder umgekehrt verändert.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des anzusteuernden Mittelwertsbereiches auch abhängig gemacht wird von der Zeit, indem z. B. zu den Zeiten, wo erfahrungsgemäß ein starker Belastungsanstieg oder -abfall beginnt, der Mittelwertsbereich tiefer oder höher verlegt wird.
  4. 4.. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Regelung des pufternden Energieerzeugers (24, 51 bis 58) steuernde Meßgröße durch die Leistung dieses Energieerzeugers innerhalb des Mittelwertsbereiches seiner Leistung konstant oder nahezu konstant gehalten, jenseits der Grenzen des M_ittelwertsbereiches jedoch Veränderungen unterworfen wird, die ihrerseits die Veränderung der Leistung der abzupuffernden Energieerzeuger (28) in die Wege leiten.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch i bis 4, bei der mit dem puffernden Energieerzeuger (2q., 51 bis 58) ein Ausgleichspeicher (4.1, 55) zusammenarbeitet, dadurch ge-. kennzeichnet, daß die Lage des anzusteuernden Mittelwertsbereiches der Leistung des puffernden Energieerzeugers (24, 51) abhängig gemacht wird vom Ladungszustand des Speichers (4 .1, 55).
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