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Regelvorrichtung für mit Zwangdurchlauf arbeitende Röhrendampferzeuger
Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für den Betrieb von mit Zwangdu@rchlauf
arbeitenden Röhrendampferzeugern zum Festhalten der Umwandlungszone an der für diese
vorgesehenen Stelle des Rohrsystems.
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Es ist eine Regelvorrichtung dieser Art bekannt, bei welcher an einer
für die Umwandlungsizone vorgesehenen Stelle ein Temperatur- und ein Druckaufnehmer
angeordnet werden, um. Druck- und Temperaturimpuls gegeneinander zu schalten.
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Bei, dieser bekannten Regelung ist der Steuerimlpuls von der Höhe
des an der Impulsentnahrnestelle herrschenden Druckes unabhängig. Wenn z. B. an
dieser Stelle der Druck (steigt, so steigt auch die den TeTn.-peraturaufnehmer beeinflussende
Temperatur, so daß die beiden gegeneinander geschalteten Impulse um das gleiche
Maß wachsen und demzufolge nach wie vor im Gleichgewicht bleiben. Eine Drucksteigerung
hat also keinen, Einfluß auf die Speisewasser- oder Brennstoffzufuhr. Außerdem ist
der Betrieb eines mit Zwangdurchlauf arbeitenden Röhrendampferzeugers erfahrungsgemäß
ohne einen Druckhalteregler nicht möglich. Infolgedessen wird ein nach der bekannten
Regelung arbeitender Dampferzeuger außer dem vom Temperaturaufnehmer und Druckaufnehmer
gesteuerten Regler noch einen zusätzlichen Druckhalteregler in der Verbr_ auchsdampfleitung
benötigen.
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Dies soll der Erfindung gemäß dadurch vermileden werden, daß der Druckaufnehmer
an einen Druckhalteregler angeschlossen wird, während der Temperaturaufnehmer einen
Speiseregler und gegebenenfalls auch einen Feuerwngsregler beeinflußt und dabei
auf .einen solchen Wert eingestellt i"st, der um. so größer als die dem erzwungenen
Sattdaxnpfdruck entsprechende Temperatur. ist, je ;größer der Abstand der
für die Umwändlungszane vorgesehenen Stelle von dem Temperatur.aufnehmer ist.
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. Es ist klar, daß auf diese Weise Druckschwankungen die Speiseregelung
oder die
Feuerungsregelung beeinflussen. Weiter wird der für denn
Betrieb eines Zwangdurchlaufdampferzeugers notwendige Druckhalteregler sogleich
für die Regelung bezüglich der Lage der Umwand'lungszone herangezogen und dadurch
-die ganze Anlage vereinfacht. Im übrigen wird erfahrungsgemäß die Entnahme einesDampfinengenimpulses
beträchtlich durch die Druckhalteregelumg vereinfacht. Ein Dampfmengenimpuls ist
aber für die Speiseregelung gleichzeitig in Abhängigkeit von der Belastung des Dampferzeugers
durchaus erwünscht.
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Wenn der Abstand zwischen der für die Umwandlungszone vorgesehenen
Stelle und dem Temperaturaufnehmer Null ist, wenn also der Temperaturaufnehmer im
Naßdampfgebiet liegt, so kann sich die Umwandlwngszone im Rohrsystem um ihre
eigene Länge verlagern. Der Temperaturaufnehmer spricht dann nämlich nur in. den
beiden Fällen an, in welchem einmal die Umwandlungszone so weit zurückgeht, daß
der Temperaturaufnehmer ins H,eißdamp)fgebiet kommt, und das .andere Mal die Umwandlungszone
so weit vordringt, daß der Temperaturaufnehmer vom umverdampften Wasser berührt
wird.
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Diese beschränkte Verlagerungsmöglichkeit der Umwandlungszone kann,
der Erfindung gemäß dadurch unterbunden werden, daß der Temperaturaufnehmer auf
einen solchen Wert eingestellt wird, daß er in an sich bekannter Weise im Heißdampfgebiet
liegt. In diesem Falle verursacht die geringste Verlagerung der Umwandlungsz:one
bereits eine Äniderung der am Temperaturaufnehmer herrschenden Heißd;ampfternperatur,
denn wenn z. B. die Umwandlungszone nach dem Ausgang des Dampferzeugers zu wandert,
.wird die Heizstrecke zwischen der Umwandlungszone und ,dem Temperaturaufnehmer
verkürzt und demgemäß die Wärmezufuhr auf dieser Strecke vermindert. Ebenso wirkt
sich der geringste Rückgang der Umwandlungszone in einem Steigen der Temperatur
an dem Temperaturaufnehmer aus, so daß also die Regelung nicht erst beim Erreichen
eines bestimmten Grenzwertes hinsichtlich der Lage der Umwandlungszone anspricht.
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Der B:etriebeines Zwangdurchlaufdampferzeug.ers erfordert im allgemeinen
eine Speiseregelung nicht nur im Sinne .einer Gleichhaltung der Temperatur an der
Meßstelle des Rohrsystems, sondern auch im Sinne der Belastung des Dampferzeugers.
Ist nun außerdem, wie vielfach üblich, eine Regelung der Brennstoffzufuhr in Abhängigkeit
von der Belastung vorgesehen, so ist es vorteilhaft, mit dem vom Temperaturaufnehmer
abgeleiteten Impuls, statt unmittelbar den Speiseregler zu steuern, in einem Verhältnisregler
-einzugreifen, der das Verhältnis Speisewassermenge zur Brennstoffmenge einstellen
soll. Würde der Temperaturimpuls nur den Speisewasserregler steuern, so würde sich
daraus die Unzuträglichkeit ergeben, daß zur Gleichhaltung der Temperatur an zier
Meßstelle im Rohrsystem Schwankungen der 'Dampferzeugung notwendig sind, die nicht
im Einklang mit dem Dampfbedarf stehen.
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Die Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung
vereinfacht dargestellte Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Das Rehrsystem r eines Durchlaufdarnpferz:eugers wird .aus der Speiseleitung
2 über ein regelbares Speiseventil 3 gespeist. Das Ventil 3 wird unter Vermittlung
eines Servomotors q. durch einen Speisewasserregler 5 verstellt, der als Strahlrohrregler
bekannter Bauart ausgebildet ist. Auf den Regler 5 wirken einerseits über ein Drucksystem
6 und die Meßdruckleitung 7 die Druckschwankungen in der Verbrauchsdampfleitung
8, andererseits der an einem Staurand 9 gemessene Wassermengenimpuls über eine Dru,ckunterschiedmeßvorrichtung
i o.
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Die Druckschwankungen am Meßpunkt 17
der Dampfleitung 8 wirken
über eine Meßdruckleitung 18 und die Druchmeßverrichtung i9 auf einen Brennstoffregler
2o. Der Regler 2o verstellt mittels eines Servomotors 21 den Regelwiderstand 22
des Brennstoff-FördAermotors 23. Die Geschwindigkeit des Fördermotors 23 und damit
die geförderte Brennstoffmenge wird durch den Druck eines mit dem Fördermotor 23
gekuppelten Verdichters 24 bei 25 gemessen. Dieser Brennstoffmengenimpuls wirkt
über die Meßdruckleitung 26 und die Druckmeßvorrichtung 27 im Sänne einer Rückführung
auf den Regler 20.
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An der für die Umwandlung vorgesehenen, Stelle i i des Rohrsystems
i ist eine Meßdruckleitung 12 angeschlossen, die zu der DruckmeßvorrichtuTig 13
eines Druckhaltereglers i q. geführt ist. Der Druckhalteregle'r i q. steuert mittels
das Servomotors 15 ein in der Dampfleitung 8 liegendes Abströmventil 16 derart,
daß bei i i immer ein an der Einstellfeder 14' des Reglers 14 eingestellter Druck
gehalten wird. In geringem Abstand vom Meßpunkt i i- nach dem überhitzer 28 zu ist
in das Kesselrohr i, vorzugsweise an einem aus denn Mantel des Dampferzeugers herausgezogenen
Rohrteil 29, ein Temperaturaufnehmer 30 eingebaut. Der Einstellwert des Temperaturaufnehmers
30 wird mit dem durch die Feder 14' dargestellten Einstellwert des Dru.ckhaltereglers
i q. in der Weise abgeglichen, daß die Solltemperatur des Temperaturaufnehmers 3o
ein wenig höher liegt als die dem Druckeinstellwert i 4' entsprechende
Sattdampftemperatur.
Der Temperaturaufnehmer 30 ist in an sich bekannter und nicht näher dargestellter
Weise mit einem Strahlrohrregler 3 i zusammengebaut. Der Strahlrohrregler 31 wirkt
über die Diruckleitungen 32, 33 und einen: Servomotor 34 verstellend auf eine Kurve
3 5 ein. Die Kurve 35 verschiebt den Verhältnisschieber 20' des Brennstoffreglers
20 und beeinflußt die Brennstoffmenge in der Weisse, daß am. Temperaturaufnehmer
3o die eingestellte Solltemperatur gehalten wird.
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Die Wirkungsweisse der geschilderten Vorrichtung ist folgende. Am
Punkt i i ist gleichbleibender Druck. Am Temperaturaufnehmer 30 ist gleichbleibende
Temperatur, die wenig über der dem Druck bei i i entsprechenden Ssattdampftemperatur
liegt. Infolgedessen mulß bei 1 i Saftdampf ientsitehen und der Anfang der überhitzerstrecke
immer zwischen dem Temperaturaufnehmer und .dem Meßpunkt i i liegen.
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Für die Erfindung ist es an sich unwesentlich, durch. welche Mittels
der Druck und die Temperatur ;geregelt werden. Auch die geschilderte Anordnung .des
Brenns Stoff- und des Speisewasserreglers ist nur beispielsweise gewählt. .