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Einrichtung zum Regeln des Betriebes von Dampferzeugern mit Überdruckfeuerung
Das Hauptpatent betrifft ein Regelverfahren für Dampferzeuger mit üb-erdruckfeuerung,
bei dem der Druck in der Brennkammer durch einen Verdichter aufrechterhalten und
der Verdichter durch eine Gasturbine untersftzt, durch einen Zusatzmotor angetrieben
wird, der i. B. vom Druck des Dampferzeugers beeinflußt wird. Dieser Zusatzmotor
regelt auch den Dampferzeuger und zwingt 'dem Verdichter eine bestimmte Drehzahl
auf, wobei gleichzeitig der Brennstoffzirfluß entsprechendeingestellt wird. Bei
Dampferzeugern entspricht jeder Belastung nicht nur eine hestimmte, zur Verbrennung
des Brennstoffes nötige Luftmenge, sondern auch ein bestimmter Druck. Druck und
Liefermenge sind aber bei Turboverdiehtern an deren feste Drehzahlen gebunden. Man
kann somit die Belastung der Feuerung bzw. den Dampferzeuger dadurch regeln, daß
man dem Hilfgmotor und damit der-Ladegruppe -eine bestimmte Drehzahl aufzwingt,
und zwar unabhängig von der Leistung, die im betreffenden Augenblick vom Hilfsmotor
verlangt wird. Dieser Hilfsmotor muß jedoch besondere Eigenschaften aufweisen, damit
er sich unabhängig von der abzugebenden Leistung auf beliebige Drehzahl einstellen
läßt. Geeignet ist -hierfür erfindungsgemäß die Dampfturbine, wenn sie mit einem
Regler versehen wird, der sich in weiten Grenzen auf beliebige Drehzahlen einstellen
läßt. Die Regelung der Dampfturbine erfolgt in üblicher Weise dadurch, daß durch
den Regler mehr oder weniger Dampf zugelassen wird, jedoch mit der Besonderheit,
daß die Drehzahl, um welche der Regler spielt, nicht steht, sondern veränderlich
ist und jeweils die Drehzahl des Verdichters ist, die er der jeweiligen Kesselbelastung
entsprechend haben muß. Der Regler (Geschwindigkeitsregler) der Dampfturbirnü ist
selbst beeinfluß.t von dem Druckregler des Dampferzeugers, der gleichzeitig mit
der Einwirkung auf die Regelung der Dampfturbine die 'Regelung der Brennstoffmenge
besorgt.
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In Fig. i ist eine Anlage mit der .erfindungsgemäßen Einrichtung nach
dem ur-.sprünglichen_.Verfahren dargestellt. Es ist i
ein druckgefeuerter
Dampferzeuger,. z. B. ein Veloskessel, 2 der überhitzer, 3 der@Dalupfabscheider.
Die Brennluft wird durch den Verdichter ;., der Brennstoff durch die Pumpe 5-geliefert.
Der Verdichter ist durch eine (-s. turbine 6 angetrieben, deren Treibmittel c?icaus
dem überhitzer 2 austretenden Heizgas: selbst sind.
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ist der Zusatzmotor, der den Gegentand der vorliegenden Erfindung
bildet. Er ist -erfindungsgemäß eine Dampfturbine mit einem Regler, dessen Betriebsdrehzahl
in weiten Greifzen veränderlich ist. Zur Übertragung der Regelkräfte dient in bekannter
Weise Drucköl, das von einer Pumpe 8- beliefert, durch das Druckbegrenzungsventil
9 unter einer bestimmten Spannung gehalten und durch die einstellbaren Drosselvorrichtungen
i o' und i o" sowie durch die feste Blende i o auf den für die betreffenden Hilfsapparate
geeigneten Druck herabgedrosselt wird. Die Hilfsapparate sind der Druckregler i
i, der Brennstoffregler 12 und der Regier zur Einstellung der die Betriebsdrehzahl
der Turbine verändernden Muffe 13. Ändert sich der Dampfdruck ,infolge Inderung
der Dampfentnahme, dann ändert sich auch der Druck innerlihlb des Metallbalges i-1,
so daß das ölregelventil15 unter dem Einfluß der Feder 16 mehr oder weniger geöffnet
wird. Es kann somit mehr oder weniger öl abfließen, was zur Folge hat, daßs sich
im ganzen System hinter den Blenden i o . ein anderer öldruck einstellt. Es wird
also auch der Druck auf den Kraftkolben 17 des Brennstoffreglers 12 ein anderer,
so daß die Reielnadel der Brennstoffeinspritzdüse 18 mehr oder weniger Brennstoff,
der durch die Brennstoffpumpe 5 auf hohen Druck gebracht wurde, in die Brennkammer
freigibt.
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Gleichzeitig mit der Änderung der Brennstoffinenge erfolgt aber auch
die Regelung des brennluftliefernden Verdichters t, der durch die Dampfturbine ;
auf eine besziminte Drehzahl gebracht wird. Um diese bestimmte Drehzahl zti erhalten,
wird die Muffe 13 durch den Hebel i g entsprechend verstellt, und zwar durch die
Bewegung des Kraftkolbens 21 und der Kulisse 22, die von dem gleichen Drucköl betätigt
werden, das auch den Kraftkolben i,- der Brennstoffdüse i S steuert. Damit die Brennstoff-
und Luftsenge stets in richtigem Verhältnis zueinander bleiben, ist die Kulisse
22 mit einer Kurvenbahn 23 versehen (Fig. Y), deren Verlauf durch Schräubchen 24.
den Erfordernissen an:gepaßt wird; im übrigen sei bemerkt, daß Kulissen mit verstellbarer
Kurvenbahn bei l@egeleiliriclitungen bekannt sind. Das Anheben des Kraftkolbens
21 erfolgt durch eine kräftige Feder 2o. Die Turbine wird in bekannter Weise durch
das Ventile' geregelt, '1A durch den Steuerölkreislauf nach der 1=esse'.schraute
io' mittels des raftkoll.ens ZO) geöffnet und durch die Feder 26 geschlossen wird.
Die Einstellung des zum üfnen des Ventils 28 erforderlichen öldruckes erfolgt durch
die Muffe 13, die je nach Belastung des Dampferzeugers. oder Stellung des Hebels
i g Lei ein:ei ände:en''Drehzahl des Geschwindigkeitsreglers 2; den Abfluß des SEeueröls
freizugeben oder abzuschließen beginnt, also verschiedene Betriebsdrehzahlen festlegt.
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Statt der angenähert geradlinig verlaufenden Kurvenbahn 23 (Fig. 2)
kann mit Vorteil auch eine kreisformartige Bahn verwendet werden (Fig. 3 und 4.).
Die Kurvenbahn 3o ist in diesem Fall mit den Verstellschrauben i auf einer Scheibe
befestigt, die durch die Zahnstange 32 gedreht wird. Zum Anheben der Zaluist::nge
dient ein Kraftkolben 2 1, der i -i ebel i d der Verstellung der 1@Iuffe iund 2;
i- der Geschwindigkeitsregler.
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Die Turbine ist in üblicher Weise noch mit eirein Sicherheitsregler
33 ausge_üstet. 3.1 ist das Haupteinlaßeentil, das, ebenfalls unter dein Stcueröldrtick
stehend, gleichzeitig als Schnellschiufwentil ausgebildet sein kann. AuLer Brennstoffpumpe
5 und Steuerölpumpe 8 wird vom Motor 35 noch die UmwälzpumPe 36 angetrieben, falls
der Dampferzeuger mit einem Umwälzwassersystem versehen ist. Um auch den Kesseldruck
beliebig verändern zu können, ist die Feder 16 zur Membran 1.1 durch ein Handrad
25 einstellbar.