DE851705C

DE851705C - Process for regulating gas heaters and gas heaters for executing the process

Info

Publication number: DE851705C
Application number: DES2186D
Authority: DE
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1944-06-23
Filing date: 1944-07-14
Publication date: 1952-10-06

Description

Verfahren zur Regelung von Gaserhitzern und Gaserhitzer zflr Ausführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur unabhängigen Regelung der Temperatur des erhitzten Gases und der Temperatur des Verbrennungsgases von Gaserhitzern sowie auf einen Gaserhitzer zur Ausführung dieses Verfahrens.Procedure for regulating gas heaters and gas heaters for execution of the method The invention relates to a method for independent regulation the temperature of the heated gas and the temperature of the combustion gas from Gas heaters as well as a gas heater to carry out this process.

Das Verfahren der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß außer der Regelung der Wärmezufuhr durch den Brennstoff in Abhängigkeit von der Temperatur der Verbrennungsgase auch noch eine in Abhängigkeit von der Temperatur des erhitzte Gases geregelte Teilmenge des zu erhitzenden Gases um mindestens einen Teil der Wärmeaustauschfläche umgeführt wird. Der Gaserhitzer nach der Erfindung ist durch eine von den Verbrennungsgasen beeinflußte Temperaturmeßvorrichtung, durch welche die Brennstoffmenge geregelt wird, und einen durch das erhitzte Gas beeinflußten Temperaturimpulsgeber gekennzeichnet, welcher eine die Heizfläche umströmende Teilmenge des zu erhitzenden Gases regelt.The method of the invention is characterized in that besides the regulation of the heat supply by the fuel as a function of the temperature the combustion gases also have a function of the temperature of the heated one Gas regulated subset of the gas to be heated by at least part of the Heat exchange surface is bypassed. The gas heater according to the invention is through a temperature measuring device influenced by the combustion gases, by which the amount of fuel is controlled, and one influenced by the heated gas Temperature pulse generator, which is a partial amount flowing around the heating surface of the gas to be heated.

Die Regelvorrichtung zur Einstellung des Brennstoffes und zur Einstellung der Umgehungsmenge werden zweckmäßig mit einer nachgiebigen Rückführvorrichtung ausgerüstet, welche den Sollwert der einzuregelnden Temperatur ohne bleibende Ungleichförmigkeit einstellt. Mittels einer zusätzlichen Impulsgabevorrichtung kann das die Brennstoffmenge regelnde Organ zusätzlich in Abhängigkeit vom Druck der Verbrennungsluft beeinflußt werden.The control device for setting the fuel and for setting of the bypassed quantity are expedient with a flexible return device equipped, which adjusts the setpoint of the temperature to be regulated without permanent non-uniformity adjusts. By means of an additional Pulse generator can the organ regulating the amount of fuel additionally depending on the pressure of the Combustion air can be influenced.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

Fig. i zeigt einen Gaserhitzer zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung; Fig. 2 stellt die Brennstoffregeleinrichtung und Fig.3 die Regeleinrichtung für die umgeführte Gasmenge dar.Fig. I shows a gas heater for carrying out the method according to the invention; Fig. 2 shows the fuel control device and Fig. 3 the control device for the amount of gas circulated.

Dem in Fig. i dargestellten Gaserhitzer wird durch die Leitung i Brennstoff und durch die Leitung 2 Verbrennungsluft zugeführt; das Verbrennungsgas strömt durch die Leitung 3 zu nicht gezeichneten Verbrauchsstellen. Das. zu erhitzende Gas wird dem Gaserhitzer durch eine Leitung 4 zugeführt, während das erhitzte Gas durch die Leitung 5 zu nicht dargestellten Verbrauchsstellen gelangt.The gas heater shown in Fig. I is fueled through line i and supplied through line 2 for combustion air; the combustion gas flows through line 3 to consumption points not shown. That. gas to be heated is fed to the gas heater through a line 4, while the heated gas through the Line 5 reaches consumption points, not shown.

Der Brennstoff wird durch den Brenner ia zerstäubt und mit der Verbrennungsluft gemischt in den Brennraum 6 eingeführt, in welchem .die Verbrennung vor sich geht. Das Verbrennungsgas strömt aus dem Brennraum durch die Wärmeaustatisc'hrohre 7 in die Sammelkammer 8 und wird aus dieser in die Leitung 3 abgeleitet. .The fuel is generally atomized by the burner and with the combustion air mixed introduced into the combustion chamber 6, in which the combustion takes place. The combustion gas flows out of the combustion chamber through the heat exchanger tubes 7 in the collecting chamber 8 and is derived therefrom into the line 3. .

Die Hauptteilmenge des zu erhitzenden Gases wird aus der Leitung 4 durch die Leitung 9 dem einen Ende des die Wärmeaustauschrohre 7 umgebenden Raumes io zugeführt, und eine andere, regelbare Teilmenge durch die Umgehungsleitung 11 an einer Stelle 12 in den Raum io eingeführt, an welcher die durch die. Leitung .9 zugeführte Hauptmenge zum Teil schon erhitzt ist. Das erhitzte Gas wird am anderen Ende des Raumes io entnommen und in die Leitung 5 abgeführt.The main part of the gas to be heated is fed from the line 4 through the line 9 to one end of the space surrounding the heat exchange tubes 7, and another, controllable part is introduced through the bypass line 11 at a point 12 into the space io, where the through the. Line .9 the main amount supplied is already partially heated. The heated gas is withdrawn from the other end of the room and discharged into line 5.

Zur Regelung der Brennstoffmenge ist ein Regelorgan 13 in die Brennstoffleitung eingeschaltet, welches durch den Servomotor 14 und zusätzlich durch die Druckmeßdose 15 gesteuert wird. Der Servomotor 14 steht durch Vermittlung der Impulsleitung 16 und des Impulsgebers 17 unter ,dem Einfluß des Temperaturmeßgerätes 18.To regulate the amount of fuel, there is a regulating element 13 in the fuel line switched on, which by the servo motor 14 and additionally by the pressure cell 15 is controlled. The servomotor 14 is stopped through the intermediary of the pulse line 16 and the pulse generator 17 under the influence of the temperature measuring device 18.

In den von der Leitung 4 abzweigenden Leitungen 9 und i i sind die Regelorgane i9 bzw. 20 angeordnet, die durch den Servomotor 21 gesteuert werden. Dieser Servomotor wird über die Impulsleitung 22 und den Impulsgeber 23 durch das Temperaturmeßgerät 24 beeinflußt. Durch die beschriebene Regelvorrichtung wird nicht nur die Wärmezufuhr zum Gaserhitzer durch den Brennstoff in Abhängigkeit von der Temperatur des Verbrennungsgases, sondern auch die umgeführte Teilmenge des zu erhitzenden Gases in Abhängigkeit von der Temperatur des erhitzten Gases geregelt.In the lines 9 and i i branching off from line 4, the Control organs i9 and 20, which are controlled by the servomotor 21, are arranged. This servomotor is via the pulse line 22 and the pulse generator 23 by the Temperature measuring device 24 influenced. By the control device described is not only the heat supply to the gas heater by the fuel depending on the Temperature of the combustion gas, but also the diverted portion of the amount to be heated Gas regulated depending on the temperature of the heated gas.

Die Regelvorrichtung für die Brennstoffmenge (Fig. 2) besitzt als Temperaturmeßgerät 18 eine metallische Stange, welche unter dem Einfluß von Temperaturveränderungen meßbare Längenänderungen erfährt. Diese Längenänderungen werden über das Hebelwerk 25 auf den Steuerschieber 26 des Impulsgebers übertragen. Dieser Schieber steuert den,Zufluß vonDruckmitteln aus derLeitung 26a in den Hilfsservomotor 27 und den Abfluß von Flüssigkeit aus diesem. Servomotor in die Ablaufleitung 28.The control device for the amount of fuel (Fig. 2) has as Temperaturmeßgerät 18 a metallic rod, which under the influence of temperature changes experiences measurable changes in length. These changes in length are made via the lever mechanism 25 transferred to the control slide 26 of the pulse generator. This slider controls the, influx of pressure medium from the line 26a into the auxiliary servo motor 27 and the Outflow of liquid from this. Servomotor in the drain line 28.

Der Kolben 29 des Servomotors 27 .steht einerseits über die Stange 30 mix der Schleppvorrich-. tung 31 und andererseits über die Feder 32 mit dem Steuerschieber 33 in Verbindung. Der Kolben 34 der Schleppvorrichtung trennt zwei Zylinderräume voneinander, die über eine miteinerDrosselstelle 35 versehene Leitung 36 verbunden sind. Der Schieber 33 steuert die Zufuhr eines Druckmittels aus der Leitung 37 in den Steuerrauch 39 des Schiebergehäuses 40 und die Abfuhr aus diesem Steuerraum in die Leitung 38. Die Steuerimpulse des beschriebenen Impulsgebers werden durch die Steuerleitung 16 dem Servomotor 14 übermittelt.The piston 29 of the servo motor 27. Is on the one hand over the rod 30 mix of the towing device. device 31 and on the other hand via the spring 32 with the control slide 33 in connection. The piston 34 of the towing device separates two cylinder spaces from one another, which are connected via a line 36 provided with a throttle point 35. The slide 33 controls the supply of a pressure medium from the line 37 into the control smoke 39 of the slide housing 40 and the discharge from this control chamber into the line 38.

Der Servomotor 14 besitzt einen Kolben 41, auf den von unten die Kraft der Feder 42 und von oben der Druck des im Raum 54 befindlichen Steuermittels - wirkt. Über das Hebelwerk 43 beeinflußt der Kolben 41 das Ventil 14 des Regelorgans 13 in der Brennstoffleitung i. Eine zusätzliche Beeinflussung des Ventils 44 erfolgt durch die Druckmeßdose 15, welche durch die Leitung 45 mit der die Verbrennungsluft führenden Leitung verbunden ist.The servomotor 14 has a piston 41 on which the force is applied from below the spring 42 and from above the pressure of the control means located in space 54 - works. The piston 41 influences the valve 14 of the regulating member via the lever mechanism 43 13 in the fuel line i. The valve 44 is also influenced through the pressure cell 15, which through the line 45 with which the combustion air leading line is connected.

Zur Einstellung des Sollwertes für die einzuregelnde Temperatur des Verbrennungsgases ist eine Stellvorrichtung 46 vorgesehen, durch welche die Lage der Feder 47 und des Gelenkpunktes 56 verändert werden kann. ' Weicht die Temperatur des Verbrennungsgases nach oben vom Sollwert ab, so wird das Gelenk 48 des Temperaturmeßgerätes in + - Richtung des Pfeiles 49 verschoben. Hierbei wird der Steuerschieber 26 in --Richtung des Pfeiles 5o verstellt. Dadurch gelangt aus der Leitung 26a Druckflüssigkeit durch die Leitung 51 in den unter dem Kolben 29 befindlichen Zylinderraum. Die auf der oberen Seite dieses Kolbens verdrängte Flüssigkeit strömt durch die Leitung 52 in die Ablaufleitung 28. Der Kolben 29 wird hierbei in + -Richtung des Pfeiles 53 verschoben.To set the setpoint for the temperature to be set for the Combustion gas an adjusting device 46 is provided through which the position the spring 47 and the pivot point 56 can be changed. 'Softens the temperature of the combustion gas upwards from the setpoint value, the joint 48 of the temperature measuring device becomes moved in + - direction of arrow 49. Here, the control slide 26 in --Direction of arrow 5o adjusted. This causes hydraulic fluid to pass out of line 26a through the line 51 into the cylinder space located under the piston 29. The on Liquid displaced from the top of this piston flows through the conduit 52 into the discharge line 28. The piston 29 is here in the + direction of the arrow 53 postponed.

Durch die Verschiebung des Servomotorkolbens 29 wird die bestehende Druckspannung der Feder 32 vermindert, worauf der Steuerschieber 33 in +-Richtung des Pfeiles 53 durch die im Raum 39 befindliche Steuerflüssigkeit verdrängt wird. Es entsteht eine Verbindung zwischen der Ablaufleitung 38 und dein Steuerraum 39, so daß durch Abfuhr von Flüssigkeit der Steuerdruck im Raum 39 vermindert wird, bis die verminderte Druckbelastung auf den Schieber 33 der verminderten Druckspannung der Feder 32 in der Mittellage des Schiebers wieder Gleichgewicht hält, in welcher die Steueröffnungen der Leitungen 37 und 38 verschlossen sind.By moving the servomotor piston 29, the existing Compressive stress of the spring 32 is reduced, whereupon the control slide 33 in the + direction of arrow 53 is displaced by the control fluid located in space 39. A connection is created between the drain line 38 and your control room 39, so that the control pressure in space 39 is reduced by removing liquid, until the reduced compressive stress on the slide 33 of the reduced compressive stress the spring 32 in the central position of the slide again holds equilibrium in which the control openings of the lines 37 and 38 are closed.

Der im Raum 39, in der Leitung 16 und im Steuerraum 54 des Servomotors 14 verminderte Steuerdruck verursacht eine Verschiebung des Kolbens 41 in - - Richtung des Pfeiles 55 durch die Feder 42. Der vom Ventil 44 freigegebene Durchflußquerschnitt des Regelorgans 13 wird dabei verkleinert, dem Brenner strömt eine geringere Brennstoffnienge zu. Die anfänglich die Regelbewegung einleitende Abweichung der Temperatur vom Sollwert wird damit wieder behoben.The one in room 39, in line 16 and in control room 54 of the servo motor 14 reduced control pressure causes a displacement of the piston 41 in the - - direction of arrow 55 through spring 42. The flow cross section released by valve 44 of the control member 13 is reduced in size, the burner flows a smaller amount of fuel to. The deviation of the temperature from the setpoint that initially initiates the control movement will be fixed again.

Ein Überregeln und Pendeln wird mit Hilfe der Schleppkupplung 31 verhindert, welche als nachgiebige Rückführung zur Wirkung kommt und gleich zu Beginn der Regelverstellung schon anfängt, eine Rückführbewegung auszulösen. Während der Verschiebung des Servomotorkolbens 29 wird auch der Schleppkolben 34 unter Spannung der Feder 47 in + - Richtung des Pfeiles 53 verschoben. Die Gelenke 56 und 57 werden somit in der der anfänglichen Verschiebungsrichtung entgegengesetzten Richtung verschoben, so daß der Steuerschieber 26 wieder gegen seine Mittellage zurückgeschoben wird.Over-regulation and oscillation is prevented with the help of the tow coupling 31, which comes into effect as a resilient return and right at the beginning of the rule adjustment already starts to trigger a return movement. During the displacement of the servomotor piston 29 is also the drag piston 34 under tension of the spring 47 in the + - direction of the Arrow 53 moved. The joints 56 and 57 are thus in that of the initial Shift direction shifted opposite direction, so that the control slide 26 is pushed back against its central position.

Die Regelvorrichtung kommt erstzurRuhe, wenn die Feder 47 spannungslos ist und der Schieber 26 in Mittellage die Steueröffnungen der Leitungen 51 und 52 verschließt. Diese Ruhelage kann aber erst eintreten, wenn das Meßgerät 18 durch eineTemperatur beeinflußt wird, die genau dem durch die Stellvorrichtung 46 eingestellten Sollwert entspricht. Hierbei wird sich der Kolben 34 der Schleppvorrichtung im Zylinder 31 verschieben. Diese Verschiebegeschwindigkeit und damit die Rückführgeschwindigkeit richten sich nach der Größe des Drosselquerschnittes des Drosselorgans 35. Die nachgiebige Rückführung arbeitet demnach so, daß keine bleibende Abweichung vom Sollwert und somit keine bleibende Ungleichförmigkeit entsteht.The control device only comes to rest when the spring 47 is de-energized and the slide 26, in the central position, the control openings of the lines 51 and 52 locks. This rest position can only occur when the measuring device 18 through a temperature is influenced which is exactly that set by the adjusting device 46 Corresponds to the setpoint. Here, the piston 34 of the towing device is in the cylinder 31 move. This displacement speed and thus the return speed depend on the size of the throttle cross-section of the throttle member 35. The flexible Feedback works in such a way that there is no permanent deviation from the setpoint and thus there is no permanent irregularity.

Ein ähnlicher Regelvorgang jedoch mit umgekehrten Regelbewegungen stellt sich ein, wenn die Temperatur eine Abweichung vom Sollwert nach unten erfährt. Hierbei wird der Durchflußquerschnitt des Ventils 44 im Regelorgan 13 vergrößert. Die hierbei vermehrte Brennstoffmenge vermag die anfänglich die Regelbewegung einleitende Temperaturverminderung wieder zu beheben.A similar control process, but with reversed control movements occurs when the temperature experiences a downward deviation from the setpoint. Here, the flow cross-section of the valve 44 in the control element 13 is increased. The increased amount of fuel is able to initiate the control movement initially To correct the temperature reduction again.

Mittels der Stellvorrichtung 46 kann der von der Regelvorrichtung einzuhaltende Sollwert den Betriebsbedingungen entsprechend eingestellt werden. Ein Verschieben der Stellvorrichtung46 in -f- -Richtung des Pfeiles 53 ergibt eine Erhöhung des Temperatursollwertes. Der Gelenkpunkt 56 wird dann erst in einer höheren Lage die Feder 47 spannungslos halten. Dieser Lage des Gelenks 56 entspricht eine tiefere Lage des Gelenks 48, welche (lern erhöhten Temperatursollwert zugeordnet ist. Eine Verschiebung der Stellvorrichtung 46 in --Richtung des Pfeiles 53 ergibt eine Verminderung der Sollwerttemperatur.By means of the adjusting device 46, the control device The setpoint to be observed must be set according to the operating conditions. Moving the adjusting device 46 in the -f- direction of the arrow 53 results in a Increase in the temperature setpoint. The pivot point 56 is then only in a higher Position the spring 47 without tension. This position of the joint 56 corresponds to a lower position of the joint 48, which (learns assigned increased temperature setpoint is. A shift of the adjusting device 46 in the --direction of the arrow 53 results a decrease in the setpoint temperature.

Eine zusätzliche Beeinflussung des Ventils 44 erfolgt durch den Druck der Verbrennungsluft. Bei erhöhtem Druck dehnt sich die Membrandose 15 aus und gibt den Durchfluß für eine größere Brennstoffmenge frei als bei niedrigerem Druck der Verbrennungsluft.The valve 44 is also influenced by the pressure the combustion air. When the pressure is increased, the diaphragm cell 15 expands and releases the flow is free for a larger amount of fuel than at a lower pressure Combustion air.

Die Regelvorrichtung für die Umführung eines Teiles des zu erhitzenden Gases (Fig. 3) besitzt die Regelorgane 19 und 20 in den Leitungen 9 und 11, welche durch das alstemperaturempfindlicheStange ausgebildete Temperaturmeßgerät 24 beeinflußt werden. Die Längenveränderungen dieses Meßstabes werden durch das Hebelwerk 58 auf den Steuerschieber 59 des Impulsgebers übertragen. Durch diesen Schieber wird die Zufuhr eines Druckmittels aus der Leitung 6o zum Hilfsservomotor 61 und die Abfuhr aus dem Servomotor in die Ablaufleitung 62 gesteuert.The control device for the bypassing of part of the gas to be heated (Fig. 3) has the control elements 19 and 20 in the lines 9 and 11, which are influenced by the temperature measuring device 24 formed as a temperature-sensitive rod. The changes in length of this measuring stick are transmitted by the lever mechanism 58 to the control slide 59 of the pulse generator. This slide controls the supply of a pressure medium from the line 6o to the auxiliary servomotor 61 and the discharge from the servomotor into the discharge line 62.

Der Kolben 63 des Servomotors steht einerseits über die Stange 64 mit der Schleppvorrichtung 65 und andererseits über die Feder 66 mit dem Steuerschieber 67 in Verbindung. Der Kolben 68 der Schleppvorrichtung trennt zwei Zylinderräume voneinander, die über eine mit einer Drosselstelle 69 versehene Leitung 70 verbunden sind. Der Steuerschieber 67 steuert die Zufuhr eines Druckmittels aus der Leitung 71 oder die Abfuhr in die Leitung 72.The piston 63 of the servomotor is connected on the one hand to the towing device 65 via the rod 64 and on the other hand to the control slide 67 via the spring 66. The piston 68 of the towing device separates two cylinder spaces from one another, which are connected via a line 70 provided with a throttle point 69. The control slide 67 controls the supply of a pressure medium from the line 71 or the discharge into the line 72.

Der Steuerraum 73 des Schiebergehäuses 74 ist durch die Steuerleitung 22 mit dem Servomotor 21 verbunden. Der Servomotor21 besitzt einen Kolben 75, an welchem sich die von oben wirkende Kraft der Feder 76 und der vors unten wirkende Druck des Steuerraumes 77 Gleichgewicht halten. Über das Hebelwerk 87 steuert der Kolben 75 die Regelorgane 19 und 20 in der Hauptleitung 9 und in der Umgehungsleitung 11.The control chamber 73 of the valve housing 74 is through the control line 22 connected to the servomotor 21. The servo motor 21 has a piston 75 on which is the force of the spring 76 acting from above and the force acting in front of below Keep the pressure of the control room 77 equilibrium. The lever controls the 87 Piston 75, the regulating elements 19 and 20 in the main line 9 and in the bypass line 11th

Zur Einstellung des Sollwertes für die einzuregelnde Temperatur des erhitzten Gases dient die Stellvorrichtung 79, mittels der die Spannung der Feder 78 verändert werden kann.To set the setpoint for the temperature to be set for the heated gas is used by the adjusting device 79, by means of which the tension of the spring 78 can be changed.

Bei einer Abweichung der Temperatur .des erhitzten Gases vom Sollwert nach oben entsteht eine Verlängerung des Stabes 24, so daß sich das Gelenk 8o in + -Richtung des Pfeiles 81 verschiebt. Hierdurch wird der Steuerschieber 59 in +-Richtung des Pfeiles 82 verschoben. Es entsteht eine Verbindung zwischen den Leitungen 6o und 83, so daß in den über dem Kolben 63 befindlichen Zylinderraum Druckflüssigkeit einströmen kann. Der Kolben 63 wird in + -Richtung des Pfeiles 85 verschoben und die hierbei im unteren Zylinderraum verdrängte Flüssigkeit durch die Leitung 84 nach der Ablaufleitung 62 abgeführt.If the temperature of the heated gas deviates from the setpoint upward there is an extension of the rod 24, so that the joint 8o in + Direction of arrow 81 shifts. This moves the control slide 59 in the + direction of arrow 82 shifted. A connection is created between the lines 6o and 83, so that in the cylinder space located above the piston 63 pressure fluid can flow in. The piston 63 is displaced in the + direction of the arrow 85 and the liquid displaced in the lower cylinder space through the line 84 discharged after the discharge line 62.

Durch die Verschiebung des Servomotorkolbens 63 wird die bestehende Druckspannung der Feder 66 vermindert und der Schieber 67 dadurch in + -Richtung des Pfeiles 85 verschoben. Hierbei entsteht eine Verbindung zwischen der Abfu'hrleitung 72 und dem Steuerraum 73. Durch Abfuhr von Steuerflüssigkeit wird der Steuerdruck im Raum 73 verrnindert, bis die hierdurch verminderte Druckbelastung auf den Schieber 67 der verminderten Druckspannung der Feder 66 in der Mittellage des Schiebers Gleichgewicht hält, wobei die Steueröffnungen der Leitungen 71 und 72 verschlossen sind.By displacing the servomotor piston 63, the existing compressive stress of the spring 66 is reduced and the slide 67 is thereby displaced in the + direction of the arrow 85. This creates a connection between the discharge line 72 and the control chamber 73. By discharging the control fluid, the control pressure in the chamber 73 is reduced until the reduced pressure load on the slide 67 maintains an equilibrium with the reduced compressive stress of the spring 66 in the middle position of the slide, wherein the control openings of the lines 71 and 72 are closed.

Der verminderte Steuerdruck im Raum 73 wird durch die Leitung 22 in den Steuerraum 77 des Servomotors 21 übertragen. Der Kolben 75 wird durch die Feder 76 in + -Richtung des Pfeiles 86 verschoben. Hierdurch werden die Regelorgane 20 und 19 so verstellt, daß der durch die Leitung 11 strömenden Umgehungsmenge ein vergrößerter Durchflußquerschnitt und der durch die Leitung g strömenden Hauptmenge ctin verkleinerter Durchflußquerschnitt zur Verfügung steht. Es wird eine größere Menge zu erhitzenden Gases um die Wärmeaustauschfläche des Gasenhitzers herumgeführt, wobei eine geringere Erhitzung entsteht und damit die anfänglich die Regelbewegung einleitende Temperaturerhöhung wieder behoben wird.The reduced control pressure in space 73 is transmitted through line 22 into control space 77 of servo motor 21. The piston 75 is displaced in the + direction of the arrow 86 by the spring 76. As a result, the regulating elements 20 and 19 are adjusted so that the bypass quantity flowing through the line 11 has an enlarged flow cross-section and the main quantity ctin flowing through the line g has a reduced flow cross-section. A larger amount of gas to be heated is led around the heat exchange surface of the gas heater, with less heating occurring and the temperature increase that initially initiating the control movement being eliminated again.

Ein überregeln und Pendeln wird mit Hilfe der Schleppkupplung 65 verhindert, welche als nachgiebige Rückführung zur Wirkung kommt und gleich zu Beginn der Regelverstellung schon eine Rückführbewegung einleitet. Während der Verschiebung des Servomotorkolbens 63 wird der Schleppkolben 68 unter Spannung der Feder 78 ebenso in + -Richtung des Pfeiles 85 verschoben. Das Gelenk 89 wird somit in der der anfänglichen Verschiebungsrichtung entgegengesetzten Richtung verschoben, so daß der Steuerschieber 59 gegen seine Mittellage zurückgeschoben wird.Overriding and swaying is prevented with the help of the tow coupling 65, which comes into effect as a resilient return and right at the beginning of the rule adjustment already initiates a return movement. During the displacement of the servomotor piston 63 is the drag piston 68 under tension of the spring 78 also in the + direction of the Arrow 85 moved. The hinge 89 is thus in that of the initial direction of displacement shifted opposite direction, so that the spool 59 against his Middle position is pushed back.

Die Regelvorrichtung kommt erst dann zur Ruhe, wenn die Feder 78 spannungslos ist und der Schieber 59 in Mittellage die Steueröffnungen der Leitungen 83 und 84 verschließt. Diese Ruhelage kann aber erst eintreten, wenn das Meßgerät 24 durch eine Temperatur beeinflußt wird, die genau dem eingestellten Sollwert entspricht. Die nachgiebige Rückführung,arbeitet demnach so, daß keine bleibende Abweichung vom Sollwert und somit keine bleibende Ungleichförmigkeit entsteht.The control device only comes to rest when the spring 78 is de-energized and the slide 59 is in the central position, the control openings of the lines 83 and 84 locks. This rest position can only occur when the measuring device 24 through a temperature is influenced which corresponds exactly to the setpoint value. The resilient return, therefore, works in such a way that there is no permanent deviation from the setpoint and thus no permanent irregularity occurs.

Ein ähnlicher Regelvorgang, jedoch mit umgekehrter Regelbewegung, stellt sich ein, wenn die Temperatur, welche die Meßvorrichtung 24 beeinflußt, unter den Sollwert fällt. Der Stab 24 verkürzt sich, so daß das Regelorgan 2o einen kleineren Durchflußquerschnitt, das Regelorgan i9 aber einen größeren Durchflußquerschnitt freigibt. Es wird dadurch eine vermehrte Menge des zu erhitzenden Gases über die Heizflächen des Gaserhitzers .geleitet, so daß die Endtemperatur entsprechend erhöht wird, bis der Sollwert wieder hergestellt ist.A similar control process, but with the control movement in the opposite direction, occurs when the temperature, which influences the measuring device 24, falls below the setpoint falls. The rod 24 is shortened so that the control element 2o is smaller Flow cross-section, the control element 19 but a larger flow cross-section releases. There is thereby an increased amount of the gas to be heated over the Heating surfaces of the gas heater .leitung, so that the final temperature increases accordingly until the setpoint is restored.

Mittels der Stellvorrichtung 79 kann der von der Regelvorrichtung einzuhaltende Sollwert den vorliegenden Bedingungen entsprechend angepaßt werden. Eine Verstellung der als Schraube ausgebildeten Stellvorrichtung 79 in -f- -Richtung des Pfeiles 85 verursacht eine Steigerung des Sollwertes der Temperatur. Der Gelenkpunkt 88 wird dann erst in einer tieferen Lage den spannungslosen Zustand der Feder 78 vermitteln. Dieser Lage des Gelenkpunktes 88 entspricht eine Lage des Gelenkes 8o, welche in -h -Richtung des Pfeiles 81 dem gewünschten höheren Temperatursollwert entspricht. Eine Verschiebung der Stellvorrichtung 79 in --Richtung des Pfeiles 85 senkt den Sollwert für die Temperatur.By means of the adjusting device 79, the control device The setpoint to be observed must be adapted to the prevailing conditions. Adjustment of the adjusting device 79, designed as a screw, in the -f- direction the arrow 85 causes an increase in the setpoint of the temperature. The pivot point 88 is the tension-free state of the spring 78 only in a lower position convey. This position of the hinge point 88 corresponds to a position of the joint 8o, which in -h direction of arrow 81 the desired higher temperature setpoint is equivalent to. A shift of the adjusting device 79 in the direction of the arrow 85 lowers the setpoint for the temperature.

Mit Hilfe der beschriebenen Regeleinrichtung werden die Temperatur des aus dem Gaserhitzer abgeführten Verbrennungsgases und des erhitzten Gases getrennt voneinander, jede nach besonderen Bedingungen, geregelt. Regelungsverzögerungen infolge der in den Wandungen der Wärmeaustauschflächen gespeicherten Wärme werden vermieden. Steigt beispielsweise die Temperatur des aus dem Wärmeaustauscher austretenden Verbrennungsgases über den Sollwert, so bewirkt die Regelvorrichtung eine Verminderung der Brennstoffzufuhr, wodurch die AustrittstemperaturderVerbrennungsgase augenblicklich vermindert wird. Durch die Verminderung der Brennstoffzufuhr wird die Temperatur im Feuerraum vermindert, dadurch folgt aber auch augenblicklich ein Absinken der Temperatur des Verbrennungsgases, und zwar bevor sich die Temperatur der Wärmeaustauschflächen geändert hat.With the help of the control device described, the temperature of the combustion gas discharged from the gas heater and the heated gas are separated from each other, each regulated according to special conditions. Settlement delays as a result of the heat stored in the walls of the heat exchange surfaces avoided. For example, if the temperature of the heat exchanger rises Combustion gas above the setpoint value, the control device causes a reduction the fuel supply, which means that the exit temperature of the combustion gases is instantaneous is decreased. By reducing the fuel supply, the temperature reduced in the combustion chamber, but this also results in an instantaneous drop in the Temperature of the combustion gas before the temperature of the heat exchange surfaces has changed.

Ebenso wird auch bei einem überschreiten des Sollwertes der Temperatur des zu erhitzenden Gases sofort eine vermehrte Menge durch die Umgehungsleitung um die Wärmeaustauschflächen herumgeleitet. Dadurch wird die Wärmeaufnahme der gesamten Gasmenge vermindert, trotzdem die Temperatur der Wärmeaustauschflächen sich noch nicht' geändert hat.Likewise, if the setpoint is exceeded, the temperature of the gas to be heated immediately through the bypass line routed around the heat exchange surfaces. This will reduce the heat absorption of the entire The amount of gas is reduced, despite the fact that the temperature of the heat exchange surfaces is still higher not 'has changed.

Anstatt die Sollwerte von Hand einzustellen, können sie auch selbsttätig in Abhängigkeit von Betriebsgrößen einer mit dem Gaserhitzer zusammenhängenden Anlage eingestellt werden. Muß der Sollwert nicht ohne bleibenden Ungleichförmigkeitsgrad eingehalten werden, kann vielmehr die Temperatur innerhalb einer Ungleic'hförmigkeitsgrenze schwanken, so können die Regelvorrichtungen auch mit starren Rückführungsvorrichtungen ausgerüstet werden.Instead of setting the setpoints manually, you can also set them automatically depending on the operating parameters of a system connected to the gas heater can be set. Does not have to be the setpoint without a permanent degree of nonuniformity can be maintained, the temperature can rather be within an inequality limit fluctuate, the control devices can also have rigid feedback devices be equipped.

Gaserhitzer der beschriebenen Art eignen sich besonders zur Erhitzung ,der Luft in Gasturbinenanlagen. Es kann dann dem Brenner 1° durch die Leitung 2 und dem Raum io durch die Leitung 4 aus einer gemeinsamen Leitung verdichtete Luft zugeführt werden. Die erhitzte Luft dient z. B. zur Beaufschlagung der die Verdichter treibenden Turbine, während das Verbrennungsgas die Nutzleistungsturbinetreibt. DieTemperatur dererhitzten Luft und die Temperatur des Verbrennungsgases können dann unabhängig voneinander nach den durch den Betrieb gegebenen Bedingungen eingehalten werden. Die zusätzliche Beeinflussung des Brennstoffregelorgans 13 durch die Druckmeßdose 15 erfolgt zweckmäßig in Abhängigkeit vom Druck der Verbrennungsluft.Gas heaters of the type described are particularly suitable for heating , the air in gas turbine systems. It can then pass the burner 1 ° through line 2 and the room io by the line 4 from a common line compressed air are fed. The heated air is used for. B. to act on the the compressor driving turbine while the combustion gas drives the power turbine. The temperature of the heated air and the temperature of the combustion gas can be then adhered to independently of one another according to the conditions given by the operation will. The additional influence of the fuel control element 13 by the pressure cell 15 expediently takes place as a function of the pressure of the combustion air.

Claims

PATENT CLAIMS: i. A method for the independent control of the temperature of the heated gas and the temperature of the combustion gas from gas heaters, characterized in that, in addition to controlling the heat supply by the fuel as a function of the temperature of the combustion gases, also a subset of the controlled as a function of the temperature of the heated gas To be heated.Gas is bypassed around at least part of the heat exchange surface.

2. Gas heater for carrying out the method according to claim i, characterized by one of the Combustion gases influenced temperature measuring device, through which the amount of fuel is regulated, and a temperature pulse generator influenced by the heated gas, which regulates a portion of the gas to be heated flowing around the heating surface.

3. Gas heater according to claim 2, characterized in that the control devices for setting the fuel and for setting the amount bypassed with a compliant feedback device are equipped, which the setpoint of the to be regulated Set temperature without permanent irregularity.

4. Gas heater according to claim 2, characterized by an additional pulse generator, which controls the amount of fuel regulating organ is also influenced depending on the pressure of the combustion air.