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Dampfkraftanlage D.äs Verfahren zum Betrieb von Dampfkraftanlagen
nach dem Hauptpatent unterscheidet sich von den bisherigen Betriebsverfahren dadurch,
daß Laständerungen der Maschine nicht so sehr durch den Regler als vielmehr durch
Änderung der Kesselbelastung ausgeglichen werden. Mit fallender Last wird der Kesseldruck
verkleinert und mit steigender Last vergrößert. Bei diesem Verfahren wird der Speisepumpe
eine ganz besonders wichtige Rolle zugewiesen, denn man kann das Verfahren praktisch
nur mit einem Röhrendampferzeuger durchführen, und dannliegt der Speisepumpe die
Aufgabe ob, die Kesselbelastung anzugleichen. Wenn als Kesselspeisepumpe eine Kolbenpumpe
verwendet wird, so ist ihre Fördermenge der Drehzahl verhältnisgleich, während bei
.der Kreiselpumpe eine Abhängigkeit von der Schaufelausbildung usw. vorliegt. Bei
beiden Pumpen jedoch ist eine Änderung der Pumpendrehzahl innerhalb weiter Grenzen
erforderlich.
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Wenn man eine solche Anlage aus mehreren Kesseln aufbaut, so ergeben
sich eigenartige Verhältnisse. Es sei der Einfachheit halber angenommen, daß nur
zwei Kessel vorhanden seien. Dann wird man diesen, um an Anlagekosten zu sparen,
:eine gemeinsame Speisepumpe zuordnen. Die übrigen Hilfsmaschinen, vor allem die
für die Feuerung erforderlichen Gebläse, wird man jedoch aufteilen und jedem Kessel
eine eigene Hilfsmaschine zuweisen. Davon, daß der Pumpen-und Gebläsebetrieb nicht
über den ganzen Lastbereich übereinstimmen und infolgedessen gewisse Hilfsmaßnahmen
getroffen werden müssen, kann im Zusammenhang mit den folgenden Erörterungen abgesehen
werden. Es sei der Einfachheit halber angenommen, daß die Betriebseigenschaften
übereinstimmen. Weiter sei vorausgesetzt, daß für die Gebläse ein elektrischer Antrieb
vorgesehen und daß der Stromerzeuger mit der Antriebsmaschine der gemeinsamen Speisepumpe
gekuppelt sei. Als Stromart sei Drehstrom verwendet. Wenn man dann eine solche Maschinenanlage
mit wechselnder Drehzahl je nach der Last der Hauptmaschine betreibt, so ändert
sich zunächst
die Pumpendrehzahl. Gleichzeitig ändert sich aber,
da sich die Schwin` ungszalil des erzeugten Drehstromes ändert, auch die Gebläsedrehzahl.
Durch Regelung der Pu!;ipenantriebsmaschine, die gewöhnlich eine Tur-_ bine sein
wird, hat man es also in der Hand. die Hilfsmaschinen herauf- und herabzuregeln.
fetzt sei der Fall besprochen, der Schwierig-. keiten bereitet. Es ist nämlich möglich,
daß einer der beiden Kessel wegen Betriebsstörung ausfällt oder daß man zur Erzielung
eines wirtschaftlichen Betriebes von einer bestimmten Last an nur den einen Kessel
fahren und den anderen stillsetzen will. Auf die Speisepumpe hat das keinen besonderen
Einfluß. Es tritt zwar eine gewisse Änderunb des Durchflußividerstandes ein. wenn
die zu erzeugende Dampfmenge nicht mehr auf zwei Kessel verteilt ist, sondern einem
einzigen Kessel zugewiesen ist, aber man kann in roher Annäherung sagen, daß die
Fördermenge der Speisepumpe sich nicht geändert hat. Das Gebläse des im Betrieb
bleibenden Kessels muß aber mit voller Drehzahl laufen, denn der Kessel ist ja jetzt
anders belastet. Nimmt man au, daß die Abschaltung des einen Kessels bei Halblast
geschehen sei, so muß jetzt der verbleibende Kessel mit Vollast arbeiten. Dez' Hilfsmaschinensatz
ist aber nach der Annahme auf die halbe Drehzahl herabgeregelt, und infolgedessen
würde auch das Gebläse nur mit der halben Drehzahl umlaufen. Das wäre ein unmöglicher
Betrieb. Man könnte sich zwar in diesem Falle damit helfen, daß man die Antriebsmotoren
der Gebläse und auch etwaige andere Hilfsmaschinen als regelbare Stromwendermotoren
ausbildet, aber das würde nicht nur zu einer außerordentlich starken Verteuerung
der Anlage führen, sondern würde auch die Bedienung sehr erschweren, da :die Regelung
derartiger Motoren verhältnismäßig umfangreiche und verwickelte Zusatzeinrichtungen
erfordert.
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Man kann nun die eben dargelegten'Schwierigkeiten ohne weiteres beseitigen,
wenn man Polumschaltung anwendet. Die Polumschaltung kann entweder an den Antriebsmotoren
oder am Stromerzeuger oder auch an beiden vorgenommen werden. Bei den Antriebsm3toren
kann sie insofern von Vorteil sein, als diese dann .als verhältnismäßig einfache
und billige Kurzschlußläufermotoren ausgebildet sein können. Demgegenüber ist der
polumschaltbare Stromerzeuger verwickelter im Aufbau und daher teurer. Die Polumschaltung
des Stromerzeugers kann jedoch sehr erhebliche betriebliche Vorteile schaffen, und
zwar dann, wenn durch die Polumschaltung eine größere Anzahl von Mohren beeinflußt
werden müßte. Dann würde man durch die Polumschaltung des Stromerzeugers allein
eine grül@ere Anzahl von Hilfsmaschinen gleichzeitig in ihrer Drehzahl beeinflussen
können.
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In diesem Zusammenhange sei darauf hingewiesen, daß sich die Pohunschaltung
auch unter Umständen im Regelbetrieb als nützlich erweisen kann, nämlich dann, wenn
bei der Verwendung von Kreiselmaschinen innerhalb sehr kleiner Drehzahlbereiche
ein starker Abfall der Leistung vorliegen würde.
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Der Plan einer gemäß der Erfindung arbeitenden Kraftanlage ist in
der Abbildung dargestellt. Zur Versorgung einer Turbine t dienen zwei Kessel 2 und
;, die an die gemeinsame Frischdampflehung 4. angeschlossen sind und von einer Berneinsamen
Speisepumpe 5 gespeist werden. Den Antrieb für diese bildet eine Turbine 6, die
ihren Dampf über die Leitung,- als Entnahmedampf aus der Maschine i erhält. Die
Turbine 6 arbeitet also wie die Hauptmaschine mit veränderlicher Leistung. Im Gegensatz
zur Speisepumpe 5, die beiden Kesseln 2 und 3 gemeinsam ist, sind für die Förderung
der Verbrennungsluft usw. getrennte Hilfsmaschinen vorgesehen. Von diesen sind die
Gebläse 8 und 9 dargestellt, für deren Antrieb Drehstrommotoren to und i i vorgesehen
sind. Diese Motoren sollen polumschaltbar sein, was durch die Polumschalter 12 und
13 angedeutet ist. Der Strom für diese Motoren wird von einem Stromerzeuger
j 5 geliefert, der ebenfalls mit der Turbine 6 gekuppelt ist und der polumschaltbar
Sein kann (Polumschalter i6). Die Kessel 2 und 3 sind wasserseitig mit Absperrventilen
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und t8 und dampfseitig mit Absperrventilen ig Lind 2o versehen.
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Wenn während des Betriebes der Anlage einer der Kessel 2 oder 3 durch
eine Betriebsstörung ausfällt oder bei stark verringerter Last abgeschaltet werden
soll, so ergibt sich folgendes: Es sei angenommen, der Kessel e werde außer Betrieb
genommen und durch die Ventile i 7 und 19 abgeschaltet. Dann wird auch das
Gebläse 8 abgeschaltet, während die Speisepumpe 5 und das Gebläse 9 weiterlaufen:
An der Fördermenge der Pumpe 5 ändert sich kaum etwas. Dagegen muß jetzt die Dampfleistung
des Kessels 3 so weit erhöht werden, daß sie die frühere Leistung der Kessel 2 und
3 zusammen. erreicht, d. h. also, das Gebläse 9 muß jetzt eine erheblich größere
Luftmenge fördern. Das könnte es zunächst nicht, denn die Drehzahl des Motors i
i ist durch die Drehzahl des Stromerzeugers 15 bestimmt. Wenn man jedoch
jetzt den Motor i i von größere auf kleinere Polzahl umschaltet, ist es möglich,
die Drehzahl des Gebläses 9 stark zu erhöhen und auf diese Weise die Leistung des
Kessels 3 auf die von der Maschine t geförderte Dampfmenge zu bringen. An Stelle
des Polumschalters 13 könnte man auch den
Polumschalter 16 bedienen,
oder ,man könnte die Polumschaltung gleichzeitig beim Motor und Stromerzeuger vornehmen.