DE631446C

DE631446C - Automatic combustion controller

Info

Publication number: DE631446C
Application number: DEA51098D
Authority: DE
Inventors: Theodor Stein
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1927-05-29
Filing date: 1927-05-29
Publication date: 1936-06-20

Description

Selbsttätig arbeitender Feuerungsregler Die bisher bekannte selbsttätige Regelung von Feuerungsanlagen geschieht in der Weise, daß die Geschwindigkeit der Brennstofförderung in Abhängigkeit einer Betriebsgröße (Belastung, Dampfdruck -o. dgl.) stetig verändert wird. Bei Kesseln., die z. B. mit Kohlenstaubfeuerungen ausgerüstet sind, wird in der Regel die Antriebsgeschwindigkeit, also die Drehzahl des Antriebsmotors, geregelt, Die Regelung von mehreren Feuerungsanlagen geschieht im allgemeinen parallel, weshalb dann bei kleinen Belastungen bis auf sehr niedrige Drehzahlen herabgeregelt werden muß. Bei Gleichstrommoteren ist eine weitgehende Drehzahlregelung möglich, während Drehstrommotoren sich nun bei besonderer Ausführung und auch dann nur innerhalb gewisser nahe aneinanderliegender Grenzen regeln lassen. Die Erweiterung dieser Grenzen bedingt die Anschaffung von größeren und teueren Motoren. Man kann auch zur Umwandlung des Drehstromes in Gleichstrom einen Leonard-Maschinensatz verwenden und dann an Stelle der Drehstrommotoren Gleichstrommotoren einbauen. Diese Lösung bietet zwar große Vorteile, erfordert aber noch höhere Anschaffungskosten. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, durch feinstufige Veränderung der Übersetzung, beispielsweise durch Verschiebung des Riemens, auf kegelförmigen Reibrädern eine feinstufige Veränderung der Brennstoffmenge zu erzielen.Automatic combustion controller The previously known automatic Control of combustion systems is done in such a way that the speed of the Fuel delivery as a function of a company size (load, vapor pressure -o. Like.) is constantly changing. In boilers. B. equipped with pulverized coal furnaces are, as a rule, the drive speed, i.e. the speed of the drive motor, regulated, the regulation of several combustion systems is generally done in parallel, which is why it is then regulated down to very low speeds for small loads must become. With DC motors, extensive speed control is possible, while three-phase motors are now in a special design and then only within to regulate certain closely spaced boundaries. The extension of this Limits require the purchase of larger and more expensive engines. One can also Use a Leonard machine set to convert the three-phase current into direct current and then install DC motors in place of the three-phase motors. This solution offers great advantages, but requires even higher acquisition costs. It is has also already been proposed, through fine-grained changes to the translation, for example by shifting the belt, on conical friction wheels a to achieve a finely graded change in the amount of fuel.

Bei den geschilderten Regelungsarten kann sich die Regelung auch auf die Verbrennung ungünstig auswirken; denn bei Kohlenstaubfeuerungen kann bei sehr kleinen Brennstoffmengen ein zu großer Luftüberschuß auftreten. Die Verluste vergrößern sich dadurch, die Feuerraumtemperatur fällt, und schließlich kann die Flamme abreißen.In the case of the types of regulation described, the regulation can also apply to adversely affect the combustion; because with pulverized coal firing can be very Too much excess air occurs with small amounts of fuel. Increase the losses as a result, the furnace temperature falls, and ultimately the flame can break down.

Es ist ferner eine Kohlenstaubfeuerung bekannt, bei welcher die Kohlenstaubbrenner einzeln zu- und abschaltbar sind, und bei der außerdem die Regelbarkeit der Wechselstromantriebsmotoren der Brennstoffzuteiler herangezogen wird. Die Zu- und Abschaltung der Kohlenstaubbrenner und die Regelung der Antriebsmotoren erfolgen hierbei je nach Bedarf durch die Bedienungsmannschaft von Hand.It is also known a pulverized coal furnace in which the pulverized coal burners can be switched on and off individually, and also the controllability of the AC drive motors the fuel rail is used. The switching on and off of the pulverized coal burners and the control of the drive motors is done by the operating team as required by hand.

Die Erfindung betrifft eine Anlage, um eine derartige Feuerung nicht von Hand, sondern selbsttätig regeln zu können. Die Brenner werden über Vorgelege von einem Drehstrommotor angetrieben und die Vorgelege in Abhängigkeit von der Feuerungsgröße mittels eines Kraftkolbens nacheinander aus- bzw. eingeschaltet. Dadurch wird die bekannte stufenweise Regelung bewirkt, wobei ein anderer Kraftkolben einen die Geschwindigkeit des Antriebsmotors regelnden Widerstand zur bekannten Feinregelung im Bereiche der Stufen verändert. Dabei bringt dieser- Kraftkolben in seinen Endstele: lungen den ersten Kraftkolben zur Reg@h° wirkung. -Durch die Erfindung wird es ermögl:cW3_ die bekannte Anlage mit den eine größere' Betriebssicherheit, aber einen .geringen Regelbereich besitzenden Wechselstrommotoren selbsttätig zu regeln.The invention relates to a system not to such a furnace by hand, but to be able to regulate automatically. The burners are via an intermediate transmission Driven by a three-phase motor and the reduction gear depending on the size of the furnace switched on and off one after the other by means of a power piston. This will make the causes known step-by-step control, with another power piston one the speed regulating the drive motor Resistance to the known fine control changed in the area of the steps. This brings power piston into its end stele: lungs the first power piston to regulate. -The invention makes it possible: cW3_ the well-known system with a greater 'operational reliability, but a. little AC motors having control range to be controlled automatically.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Von dem Dampferzeuger a führt eine Leitung b zu den Verbrauchern. Die Dampfmenge bzw. der Dampfdruck in der Leitung b wirkt auf einen an diese Leitung angeschlossenen Kolben c ein, der die Stellung eines Steuerschiebers d ändert. Die Ölzufuhr zum Steuerschieber erfolgt durch eine nicht dargestellte Ölpumpe (in der Pfeilrichtung). Der Steuerschieber d ist durch Ölleitungen f, g mit einem Zylinder e verbunden, wobei je nachdem, ob der Ölzufluß zu der einen oder anderen Rohrleitung freigegeben wird, eine Aufwärts- oder Abwärtsbewegung des im Zylinder e sich befindlichen Kolbens stattfindet. Dieser Kolben ist über ein Gestänge h; i mit einem Regelwiderstand h verbunden, durch welchen eine Veränderung der Drehzahl eines Drehstrommotors l bewirkt werden kann. Ferner wird die Bewegung des Gestänges k auf einen Steuerschieberin übertragen, jedoch derart, daß ein toter Gang, z. B. mittels einer in einem Schlitz sich bewegenden Kulissen, eingeschaltet ist. Durch den Steuerschieber m findet ein Zu- bzw. Abschalten von Kohlenstaubbrennern o, p .statt, was durch Einschalten der Klauenkupplungen g, g' geschieht. Die Betätigung der Klauenkupplungen erfolgt durch das Gestänge r, welches .mit dem Kolben eines an den Steuerschieber m angeschlossenen Zylinders s verbunden ist. Auf den Antriebswellen der Kohlenstaubbrenner o, p befinden sich Gebläse t, t', deren Luft in eine Leitung u gefördert wird, an die der Kolben v angeschlossen ist, der mit dem Steuerschieber d verbunden ist. Das, Wesen dieser zusätzlichen. Einrichtung besteht darin, daß über bestimmte Zeitabstände der Mittelwert für die Schwankungen der Regelgröße gebildet und die Feuerung nach diesem Mittelwert beeinflußt wird: Die Mittelwertsbildung kann auf verschiedene Weise erfolgen. In -der Leitung u befindet sich ein Luftablaßventil tv, durch welches der Einfuß -auf den Regelvorgang verändert werden kann.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. A line b leads from the steam generator a to the consumers. The amount of steam or the steam pressure in the line b acts on a piston c connected to this line, which changes the position of a control slide d. The oil is supplied to the control slide by an oil pump (not shown) (in the direction of the arrow). The control slide d is connected to a cylinder e by oil lines f, g, with an upward or downward movement of the piston located in the cylinder e depending on whether the oil flow to one or the other pipe is released. This piston is via a linkage h; i connected to a variable resistor h, by means of which a change in the speed of a three-phase motor l can be effected. Furthermore, the movement of the linkage k is transmitted to a control slide, but in such a way that a dead gear, e.g. B. is switched on by means of a moving gate in a slot. By means of the control slide m, pulverized coal burners o, p are switched on and off, which is done by switching on the claw clutches g, g '. The claw clutches are actuated by the linkage r, which is connected to the piston of a cylinder s connected to the control slide m. On the drive shafts of the pulverized coal burners o, p are fans t, t ', the air of which is conveyed into a line u to which the piston v is connected, which is connected to the control slide d. That, essence of this additional. The device consists in that the mean value for the fluctuations of the controlled variable is formed over certain time intervals and the furnace is influenced according to this mean value: The mean value formation can take place in various ways. In the line u there is an air release valve tv through which the influence on the control process can be changed.

Die Wirkungsweise der Regeleinrichtung gestaltet sich wie folgt: Bei abnehmender Belastung der Dampfverbraucher steigt der Dampfdruck in der Leitung b, wodurch eine Aufwärtsbewegung des Kolbens c eingeleitet wird. Der Öldurchflußquerschnitt zu der Leitung f wird frei--gegeben, und es findet eine Abwärtsbewe-', jung des Hebels h statt. Hierdurch verändert sieh der Widerstand k des Drehstrommotors 1, ;wodurch die Feuerung gedämpft wird, weil der den Kohlenstaubbrexmer speisende Zuteiler langsamer angetrieben wird. Gleichzeitig wird die Fördermenge der Gebläse t, t' verringert, so 'daß eine' Abnahme des Drukkes, der auf den Kolben v einwirkt, eintritt und damit der Rückführimpuls wirksam wird. Der Regelvorgang vollzieht sich so lange, bis der Steuerschieber d seine Mittelstellung eingenommen hat, was nur dann erfolgen kann, wenn der Druck der Gebläse t, t' auf den, Kraftkolbenv mit demjenigen der Dampfspannung auf den Kolben c übereinstimmt. Bei steigender Belastung erfolgt durch Steigerung der Drehzahl des Antriebsmotors l eine Erhöhung der Kohlenstaubzufuhr zum Dampferzeuger a, was wiederum durch Veränderung des Widerstandes k erzielt wird.The mode of operation of the control device is as follows: As the load on the steam consumer decreases, the steam pressure in line b increases, which initiates an upward movement of piston c. The oil flow cross-section to the line f is released and there is a downward movement of the lever h. This changes the resistance k of the three-phase motor 1, whereby the furnace is dampened because the feeder feeding the pulverized coal burner is driven more slowly. At the same time, the flow rate of the fan t, t 'is reduced, so that a' decrease in the pressure acting on the piston v occurs and the feedback pulse thus becomes effective. The control process continues until the control slide d has assumed its central position, which can only take place if the pressure of the fan t, t ' on the power piston corresponds to that of the vapor tension on piston c. When the load increases, the increase in the speed of the drive motor 1 increases the supply of coal dust to the steam generator a, which in turn is achieved by changing the resistance k.

Sollte nun diese Regelung nicht ausreichen, was bei stärkeren Dampfverbrauchsschwankungen der Fall sein wird, so wird erst bei steigender Belastung der Widerstand k vollständig ausgeschaltet, so daß der Drehstrommotor mit voller Drehzahl arbeitet, und nachdem dieser. Regelvorgang beendet ist, wird mittels der Kulissen eine Aufwärtsbewegung ,des Steuerschiebers m erfolgen, was zur Folge hat, daß durch .die Kupplung g der Zusatzkohlenstaubbrenner p eingeschaltet wird. Hierbei findet auch eine zusätzliche Luftförderung zur Rückführung durch das Gebläse l statt. Bei sinkender Belastung des Dampferzeugers wird zuerst durch Herabsetzung der Drehzahl des Drehstrommotors eine Verringerung der Kohlenstaubförderung erreicht und erst dann, wenn dieser Regelvorgang nicht ausreicht, durch Abschalten eines Kohlenstaubbrenners eine Übereinstimmung der Brennstoffzufuhr und des Dampfbedarfes herbeigeführt.If this regulation is not sufficient, what happens in the case of greater fluctuations in steam consumption will be the case, the resistance k will only be complete when the load increases switched off so that the three-phase motor works at full speed, and after this. The control process is finished, an upward movement is made by means of the scenes , the control slide m take place, which has the consequence that .the clutch g of the Additional coal dust burner p is switched on. There is also an additional Air delivery for return through the fan l instead. With decreasing load the steam generator is first activated by reducing the speed of the three-phase motor a reduction in coal dust delivery is achieved and only when this control process is not sufficient, a match by switching off a pulverized coal burner the fuel supply and the steam requirement brought about.

Es kann auch der Fall eintreten, daß beispielsweise bei dem Abschalten eines Kohlenstäubbrenners, nachdem vorher der Drehstrommotor mit .der geringstmöglichen Drehzahl gearbeitet hat, nachträglich der Motor eine erhöhte Drehzahl annimmt, so daß zwischen der periodischen Stufenschaltung mittels der Kohlenstaubbrenner- eine selbsttätige Drehzahlregelung gemäß der geforderten Brennstoffmenge erfolgt. Der- Luftdruck in der Leitungu ändert sich -entsprechend dem erfolgten Regelvorgang. Man kann daher denselben für weitere Regelungszwecke verwenden. Z. B. können in Abhängigkeit von dieser Größe die Stellung des Rauchgasschiebers oder die Förderleistung von Speisepumpen des Dampferzeugers a beeinflußt werden. Als Vorrichtungen zur Bildung des Mittelwertes brauchen selbstverständlich nicht lediglich Meßgebläse dienen; es können auch andere Einrichtungen Verwendung finden. Ferner kann zwischen dem Regler, der in Abhängigkeit von der jeweiligen Belastung des Dampferzeugers steht, und . der stufenweisen Regelung eine Vorrichtung vorgesehen werden, die bewirkt, daß die stufenweise Regelung erst nach Überschreitung eines bestimmten Grenzbereiches nach oben oder unten in Tätigkeit tritt.It can also happen that, for example, when switching off a coal dust burner, after the three-phase motor with the lowest possible Speed has worked, the motor subsequently assumes an increased speed, so that between the periodic switching by means of the pulverized coal burner one automatic speed control takes place according to the required amount of fuel. Of the- The air pressure in the line changes according to the control process that has taken place. You can therefore use the same for further control purposes. For example, in Depending on this size, the position of the flue gas valve or the delivery rate of feed pumps of the steam generator a can be influenced. As devices Of course, measuring fans are not the only thing required to form the mean value to serve; other devices can also be used. Furthermore, between the controller, which depends on the respective load on the steam generator stands, and. For the step-by-step control, a device is provided which has the effect of that the gradual regulation only after a certain limit range has been exceeded comes into action upwards or downwards.

Claims

PATENT CLAIM: Automatically working combustion controller for regulation the fuel supply to combustion systems with several fuel delivery devices, characterized in that a three-phase motor (L) drives the fuel delivery devices drives via an intermediate gear, which depends on the load on the steam generator can be switched on and off one after the other by means of a power piston (s), such that a step-by-step control is effected and that to achieve fine control in the area of these stages another power piston (e) is provided, which one the Speed of the drive motor and regulating resistance affects its End positions the first power piston (s) controlling the burner transmission for regulating action brings.