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Vo rrichtung zur selbsttätigen Regelung der Brennstog- und der Speisewasserzufuh'.
bei Dampfkesseln in Abhängigkeit von der Kesselbelastung E s ist bekannt,
zur Regelung der Fetierung bzw. der Speisewasserzufuhr von Dampfkesseln einen Meßwert
für die Belastung aus dem natürlichen Druckabfall innerhalb eines Teiles des Kesselsystems,
beispielsweise innerhalb des Überhitzers abzuleiten. Dazu ist es erforderlich, daß
der Druck am Anfang dieser Druckabfallmeßstrecke gleichbleibend gehalten #T wird
und daß der auf einen bestimmten Dampfzustand bezogene Strömungswiderstand der Meßstrecke,
unveränderlich ist. Es treten jedoch Fälle auf, bei denen der Strömungswiderstand
der Meßstrecke nicht unveränderlich gehalten werden kann. Beispielsweise ist manchmal
gleichlaufend zum Überhitzer ein regelbarer Nebenschluß geschaltet, durch den zwecks
Dampftemperaturregelung ein veränderlicher Teil des Dampfes geleitet wird. In solchem
Fallewird, wenn man von besonderen Kunst& tungen absieht, der Strömungswiderstanc
mit Nebenschluß ausgerüsteten Überhiabhängig sein von der Stellung des deut hitzernebenschluß
beherrschenden Venti Ähnliche Verhältnisse liegen vor, wen die Meßstrecke oder gleichlaufend
zu ihi Abströmventil angeordnet und dieses einem den Druck am Anfang der Meßstr
haltenden Druckregler gesteuert wird.
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In allen solchen Fällen ist der als lastungsmeßwert abgenommene Druckal
an der Meßstrecke kein eindeutiges Maß die Belastung, d. h. für die abströmi
Dampfmenge.
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Der Erfindung gemäß steht aus di( Grunde bei Einschaltun- des veränderlii
Strömungswiderstandes in oder gleichlau zu dein als Meßstrecke dienenden K*
systemteil
der Belastungsregler zusätzlich unter dein Einfluß des an dein Strömungswiderstand
selbst auftretenden Druckabfalles, der derart auf die Steuereinrichtung des Belastungsreglers
einwirkt, daß bei Belastungsänderungen die durch den zusätzlich#ii Ströinungswiderstand
hervorgerufene E'inwirkung auf den Steuerivert des Belastungsreglers aufgehoben
wird. Besondere Verhältnisse treten auf, wenn der Druck am Anfang der Meßstrecke
durch einen Druckhalteregler dadurch gleichbleibend gehalten wird, daß der Druckhalteregler
ein in der Danipfleitung liegendes Abströniventil steuert. Grundsätz-]ich könnte
man dann nämlich den Endpunkt der Meßstrecke, dessen Druckschwankungen zur Regelung
benutzt werden sollen, ent-Nveder vor oder hinter das Abströniventil verlegen.
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Im ersteren Falle würde (las #M)striiinventil außerhall) der Meßstrecke
liegen, und die durch dieses AbstrÖniventil verursachten #Viderstandsänderungen
brauchten nicht im .Sinne der Erfindung zur Berichtigung des Druckabfalls inn-erhalb
der Meßstrecke licrangezogen zu werden.
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Der Druckabfall an der vor dein Abströniventil liegenden hIeßstrecke
ist zwar bei dieser Schaltung ein Maß für die durch die Meßstrecke strömende Danipfnienge,
die aber infolge des der Meßstrecke nachgeschalteten Abströniventils allein von
der Darnpferzeugung im Kessel, nicht aber von den sich erst hinter (lern Abströniventil
auswirkenden Dampfverbrauchsverhältnissen beeinflußt ist.
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Im zweiten Falle, "\-enn also die Druckschwankungen am l#'Inde der
Ä.,Ießstrecke hinter dem Abströniventil abgenommen werden, d. li. wenn das
Abströniventil innerhalb der Meßstrecke liegt, ist der Druckabfall innerhalb der
'.L\Ießstreck-e unmittelbar auch von den Danipfverbrauchsverhältnissen im Dampfleitungsnetz
abhängig. Der so gemessene Druckabfall muß jedoch im Sinne der Erfindung durch den
jeweiligen am Abströniventil herrschenden zusätzlichen Druckabfall berichtigt werden.
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Ausgehend von der E, rkenntnis dieses Unterschiedes
- zwischen der Meßwertabnahme -vor und hinter dein Abströmventil wird bei
Anordnung eines Druckhaltereglers, welcher den Druck am Anfang der Meßstrecke durch
Steuerung des Abströmventils auf gleicher Höhe hält, der als Belastungswert dienende
Dampfdruck für die Brennstoff- bzw. Feuerungsregelung in der Strömungsrichtung gesehen
hinter dem AbstrÖmventil, ein auf die Speisewasserregelurig als Dampfmengenmeßwert
einwirkender Dampfdruck vor dem Abströmventil von der Meßstrecke abgenommen. Auf
diese Weise wird erreicht, daß die Feuerung von-den Dampfverbrauchsverhältnissen
im Leitungsnetz beeinflußt und bei größer werdendem Dampfbedarf sofort nachgesteuert
wird, während die Spelsewasserregelung Z5
nach Maß-,abe der tatsächlich voni
Kessel erz# zeugten Danipfinenge erfolgt. Mit anderen t' b
Worten: Die Brennstoffmenge
wird vergrijßert, wenn sich durch Abfallen des Druckes hinter dein Abströniventil
ein vergrößerter Danipfverbrauch bemerkbar macht, während die Speisewasser7ufuhr
erst später vergrößert wird, wenn sich die Vermehrung der Brennstoffmenge durch
verstärkte Darnpfabgabe bereits auswirkt.
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Aus der Berichtigung des Belastungsnießb t' wertes gemäß der l#'.rfilidulig
ergibt sich die Notwendi-keit. den Brennstoffre-ler mit dem t> L, hinter (fein Abströniventil
abgenommenen Danipfdruck als lielastungsnießwert und außerdem mit dem Driickabfall
über dein Abströrnventil als Bericlitigiiii,#,#s#%,c17t 7u beaufschlagen.
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ist es min für ein einwandfreies V)eiten des Reglers erforderlich,
Gleichgewicht 7wischen Belastungs- und Brennstoffinengen herzustellen. Daraus ergibt
sich die Schwierigkeit, den Brennstoffregler mit drei INIeßwerten gleichzeitig zu
beaufschlagen. Diese Schwierigkeit kann in verhältnismäßi- einfacher NVeise dann
überwunden werden, wenn zwischen ein vom Druckabfall am Abströraventil beaufschlagtes
Differenzdrucksvstern und den Brennstoffregler -in an . ;ich bekannter Druckwandler
geschal-Let wird, der den 1)rv.c1,zal)f#tll in einen verhältnisgleichen Meßdruck
umwandelt und der gegen den Belastungswert geschaltet ist.
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Die Erfindung ist.iiii folg nden unter Bezugnahine auf (las in der
Z(-iciiiitiii#, dargestellte Ausführungsbeispiel im einzelnen näher erlautert.
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Die Abbildung stellt eine kegelvorrichtung für einen Durchlaufkessel
dar, dessen Röhrensystem i über ein regelbares Ventil:2 aus der Speisewasserleitung
3 gespeist wird. Die Verstellung des Speiseventils 2 erfolgt unter Verinittlung
eines Hilfstnotors 4 durch einen z# _#, auf den einerseits ein an Strahlrohrregler
einem Staurand 6 in der Speisewasserleitung 3 gemessener Wassermengenwert
über ein Differenzdr'LiclsYstem 7, andererseits über ein Drucksystem
8 und eine Meßdruckleitung io die am Überhitzerausgangg auftretenden Druckänderungen
und der an der Meßstelle ii herrschende Druck mittelbar, dargestellt durch ein Gegengewicht,
wirken. Am Überhitzereingang bei i i ist eine Meßdruckleitung 12 angeschlossen,
die zu einem Drucksystern 13 eines Druckhaltereglers 14 geführt ist. Der
Druckhalteregler 14 steuert unter - Vermittlung eines Hilfsmotors
15 ein in die Dampfverbrauchsleitung
16 eingeschaltetes
Abströmvelltil 17 in der Weise, daß der Druck an der Meßstelle ii einen durch eine
Reglereinstellfeder i4# eingestellten gleichbleibenden Wert behält. Druckschwankungen
an der Meßstelle-9 sind daher ein Maß für den Druck--ibfall zwischen den Meßstellen
i i und 9, d. h. für die durch den Überhitzer strömende Dampfmenge, der in
oben beschriebener Weise durch den Regler 5 die Speisewassermenge verhältnisgleich
nachgesteuert wird.
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Hinter dem Abströmventil 17 ist an die Verbrauchsdampfleitung
16 an der Meßstelle ig eine weitere Meßdruckleitung ig angeschlossen, die zu einem
Drucksystem:2o eines Brennstoffreglers 21 geführt ist. Der Brcnnstoffregler 21 steuert
unter Vermittlung eines Hilfsmotors:22 und eines Regelwiderstandes ,2:2' die Geschwindigkeit
eines Brennstoffförderinotors --,3 in bekannter Weise. Die Brennstoffmenge
wird in ebenfalls bekannter Weise durch den in der Leitung 24 übertragcnen Druck
eines mit dein Fördermotor 2-3
gekuppelten Druckerzeugers:25 gemessen und
im Sinne einer Rückführung durch das Meinbransystem:26 auf den Breiiiistoffregler-,i
zur Einwirkung gebracht.
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Durch den Regler 21 wird demnach did Brennstoffmenge nach dem Druckabfall
all der Meßstrecke 11-18 gesteuert. Durch zwei zu beiden Seiten des Abströniventils
17 all die Verbrauchsdanipfleitung 16 angeschlossene Meßdruckleitungen:27,
28 wird der am Abströmventil 17 auftretende zusätzliche Druckabfall abgenommen
und auf ein Differenzdrucks3,ste11129 geleitet. Ein Strahlrohrdruckwandler 3o all
-sich bekannter Bauart erzeugt einen dem Differenzdruck i ' m System
:39 verhältnisgleichen Meßdruck in der Leitung 3 1. Dieser Meß:druck
wird als Berichtigungswert äuf das Membransystem.26 des Brennstoffreglers 21 zur
Einwirkung gebracht. Die Wirkungsweise der beschriebenen Regelvorrichtung ist folgende:
Sinkt infolge anwachsenden Dampfverbrauches der Druck in der Leitung 16, so wird
das Abströmventil 17 schließen, um den Druck all der Meßstelle i i gleichbleibend
zu halten. An der Meßstelle 9 wird deshalb zunächst der belastungsbedingte
Druckabfall in der Leitung 16 nicht spürbar, wohl aber an der Meßstelle 18. Der
Druckabfall an der Meßstrecke 11-18 wird aber nicht allein durch den vergrößerten
Dampfbedarf, z. B. durch Öffnen eines Verbraticherventils, größer, sondern auch
infolge des vergrößerten Wideretandes an dem sich schließenden Abströmventil
17. Die durch das Abströmventil 17 bedingte Widerstandsänderung der Meßstrecke
11-18 wirddurchdenMeßdruck31 berichtigt, so daß auf den Brennstoffregler:2i ein
Belastungsmeßwert wirkt, der sonst entst wenn das Abströmventil keine Widerst# änderung
der Meßstrecke 11-18 verurs; würde. Während also an der Meßst noch kein Druckabfall
bemerkbar ist, durch den Regler2i die Brennstoffn nachgesteuert, und zwar durch
den D
al)f all all der Meßstrecke i i -18, der durcl Druckabfall am
Abströlliventil 17 beric wird. Infolge der verniehrten Brenn' inenge wird mehr Dampf
im Kessel i erz Da der Druck an der Meßstelle i i durcl Regler 14 gehalten wird,
muß sich das strömventil 17 öffnen, um den niehrerzei Dampf abzulassen. jetzt
wird auch ar 1vIeßstelle 9 der Druck absinken und da# wird der Speisewasserregler
5 der gröf Dampfmenge entsprechend mehr Speisew; einregeln.
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Würde man dieselben Meßwerte, die den Brennstoffregler 21 wirken,
sintig( auch auf den Speisewasserregler .5 einwi lassen, so würde bei einem
Druckabfall ai Meßstelle 18, also bei größerem Dampfbe zugleich inehr Brennstoff
und mehr W. eingesteuert. Es würde infolgedessen Dampf erzeugung im Kessel langsamer
ste. als wenn zunächst bei gleichbleibender # sung nur die Brennstoffzufuhr vergri
wird. Durch die beschriebene Vorrich ist es also möglich, schnell veränderli Belastungen
besser zu folgen.
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Würde man andererseits auf den Br stoffregler 2 1 genau so wie auf
den Sp wasserregler 5 den Belastungsmeßwert der Meßstelle 9 schalten,
so würde der Br stoffregler:2i nur während der sehr ku Wirkdauer des Druckhaltereglers
14 beLc Belastungsänderung ansprechen und die folge Belastungsänderungen erforderl
Nachsteuerung der Feuerung -%vürde irr. wieder durch das Ansprechen des Druckli#
reglers 14 unterbunden werden.