DE859383C

DE859383C - Einrichtung zum Messen und/oder Regeln der Heizwirkung eines Brennstoffstromes, insbesondere eines Gas- oder Gasgemischstromes

Info

Publication number: DE859383C
Application number: DEA13474D
Authority: DE
Inventors: Guido Wuensch
Original assignee: Askania Werke AG
Current assignee: Askania Werke AG
Priority date: 1951-06-06
Filing date: 1951-06-07
Publication date: 1952-12-15

Description

Einrichtung zum Messen und/oder Regeln der Heizwirkung eines Brennstoffstromes, insbesondere eines Gas- oder Gasgemischstromes Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Messen und/oder Regeln der Heizwirkung eines Brennstoffstromes, insbesondere eines Gas- oder Gasgemischstromes.
Insbesondere in der Gastechnik spielen die Kontrollmöglichkeit und die Konstanthaltung des einem Ofen oder Gerät zugeführten Energiestromes (Wärmefluß) eine wichtige Rolle, da von diesen Überwachungen die Wirtschaftlichkeit der Anlagen abhängst.
Die einer Brennerdüse von bestimmtem Ouerschnitt zufließende Gesamtzahl der Wärmeeinheiten (Energiestrom) ist bekanntlich durch den Quotienten gegeben, wobei H der Heizwert, y die Wichte des Gases bzw. Gasgemisches undP der vor der Brennerdüse gemessene Gasdruck ist.
Es sind schon die verschiedensten Regeleinrichtungen vorgeschlagen worden, um diesen Wärmefluß unabhängig von den ihn beeinflussenden Faktoren, wie beispielsweise Heizwertschwankungen und Dichteänderungen des Gases, konstant zu halten und zu kontrollieren, wobei man sich an die Gasverbrauchsleitung angeschlossener kalorimeterartiger Vorrichtungen mit Prüfbrennern hediente. Alle Vorschläge haben jedoch bisher diese Aufgabe nur unvollkommen zu. lösen vermocht. Ein Hauptmangel besteht bei den meisten Einrichtungen durchweg darin, daß die kalorimeterartige Vorrichtung viel zu träge arbeitet, wodurch eine Verzögerung in die Regelanlage hineinkommt.
Ein anderer Nachteil besteht beispielsweise darin, daß der Temperaturfühler der kalorimeterartigen Vorrichtung unmittelbar das Stellglied (Drosselorgan) in der Hauptspeiseleitung steuert.
Zur Verstellung dieser Stellglieder wird aber Zeit benötigt, denn zwischen Stellglied tllld Aleßeinrichtung liegt notgedrungen eine Strecke, die eine zeitliche Verzögerung bedingt. Dadurch unterliegt der Temperaturfühler der kalorimeterartigen Vorrichtung Temperaturschwankungen. Um ein Schwingungsaufschaukelung zu verhindern, mull, man die Stellgeschwindigkeit noch mehr herabsetzen. Hat aber. wie dies meistens der Fall ist, die kalorimeterartige Vorrichtung eine große ÄVärmeträgheit. so ergibt sich hieraus eine weitere Verzögern ng, die deshalb von entscheidender Bedeutung ist, weil sie nicht nur selbst in Erscheinung tritt, sondern auch eine weitere Verlangsamung des Stellgliedes erfordert.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorschläge besteht schließlich darin. daß der am Meßwerk gegebene Regelimpuls seinem Wesen nach eine in diesem Zusammenhang uninteressante physikalische Größe darstellt und außerdem vielfach in einer für die Steuerung des Stellgliedes technisch unbequemem Form. z. ß. als Temperaturwert, vorliegt.
Die Erfinduna schlägt demgegenüber eine Einrichtung vor, mit der die eingangs erwähnte Aufgabe unter Vermeidung der obigen Nachteile gelöst wird. Die neue Nieß- undloder Regeleinrichtung macht ebenfalls von einer an die Brennstoffverbrauchsleitung angeschlossenen kalorimeterartigen Vorrichtung mit Prüfbrenner Gebrauch-. wobei als Temperaturfühler dieser Vorrichtung ein Ausdehnungskörper benutzt wird.
Gemäß der Erfindung stellt die kalorimeterartige Vorrichtung einen in sich geschlossenen. vollständigen Regelkreis mit eigenem, in der Teilstromzuführungsleitung angeordnetem. vom Ausdehnungskörper gesteuertem Stellglied (Drosselorgan) dar. Das vom Ausdehnungskörper gesteuerte Drosselorgan regelt durch Variierung des Gasdrucks vor der Pröfbrennerdüse bei konstantem Kühlmittel, vorzugsweise Luftstrom, den Ausdehnungskörper auf konstante Temperatur. Der Gasdruck vor der Prüfbrennerdüse dient als NIeß-und/oder Steuerimpuls für das Stellglied (Drosselorgan) des Hauptregelkreises. Es ist also

H ~ const.

1 P H

1y

Der vor der Prüfbrennerdüse gemessenen Gasdruck ist dann H Da bekanntlich der Quotient die sog.
@y Wobhezahl darstellt, kann diese somit dem Steuerimpuls P entnommen und angezeigt werden. Der Wobbezahl kommt in der Gastechnik deshalb Bedeutung als MePJwert zu, weil sie bekanntlich bei konstantem Druck die Wärmezufuhr je Zeiteinheit wiedergibt.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in stark schematisierter Darstellung.
Mit I bzw. 2 sind eine Hochofen- bzw. Koksgas führende Spei seleitung bezeichnet. Beide Leitungen münden in die Verbrauchsleitung 3. An letztere ist über die Zweigleitung 4 eine kalorimeterartige Vorrichtung angeschlossen, die als Temperaturfühler ein oder mehrere parallel und/oder hintereinandergeschaltete Drähte 5 besitzt. Durch deren Längenänderung wird über ein Gestänge 6 unmittelbar ein in der Leitung 4 liegendes Drosselorgan 7 verstellt. Letzteres variiert somit den Gasdruck vor den Brennerdüsen 8. Ein Gebläse 9 liefert einen konstanten! Luftstrom. Zur Eliminierung etwaiger Schwankungen der Luftstromanfangstemperatur kann man in den Weg des Luftstromes einen Bimetallstreifen legen. der auf die Einspannstelle des Temperaturfühlers korrigierend einwirkt, was jedoch nicht weiter dargestellt ist.
Die kalorimeterartige Vorrichtung steflt somit einen selbständigen, in sic'h geschlossenen Regelkreis dar, in welchem die Temperatur des Ausdehnungskörpers 5 durch Variierung des Gasdruckes vor den Brennerdüsen 8 mittels des Drosselorgans 7 auf einen konstanten Wert geregelt wird.
Den Brennerdüsen fließt somit ein gleichbleibender Energiestrom zu. Der Gasdruck vor den Brennerdüsen dient als Impuls für die Steuerung einer in der Speiseleitung 2 liegenden Drosselklappe 10. Der Druckwert vor den Brennerdüsen wird zunächst mittels des pneumatischen Strahlrohrverstärkers II verstärkt. Er steuert den Verhältnisschieber I2 eines vorhandenen hydraulischen Strahlrohrgemischreglers I3, der mit seinen beiden Seiten an die in den Speiseleitungen I und 2 angeordneten Stauränder 14, 15 iiber die Leitungen I6, I7 angeschlossen ist. Der Gemischregler I3 verstellt mit Hilfe des Servomotors IS die Drosselklappe 10.
Der Gasdruck vor den Brennerdüsen kann selbstverständlich gleichzeitig mit Hilfe eines entsprechenden Anzeige- bzw. Registriergerätes - angezeigt bzw. registriert werden.

Claims

P A N T E N T A N S P R Ü C H E: 1. Einrichtung zum Messen und/oder Regeln der Heizwirkung eines Brennstoffstromes, insbesondere eines Gas- oder Gasgemischstromes, mit Hilfe einer an die Brennstoffverbrauchsleitung angeschlossenen kalorimeterartigen Vorrichtung mit Prüfbrenner und Ausdehnungskörper als Temperaturfühler, dadurch geliennzeichnet, daß die kalorimeterartige Vorrichtung einen in sich geschlossenen vollständigen Regelkreis mit eigenem, in der Teilstromzuführungsleitung. angeordnetem, vom Ausdehnungskörper gesteuertem Stellglied (Drosselorgan) darstellt. in welchem durch Variierung des Gas- druckes vor dem Prüfbrenner bei konstantem Kühlmittel, vorzugsweise Luftstrom, der Ausdehnungskörper auf konstante Temperatur geregelt wird, und daß der Gasdruck vor der Prüfbrennerdüse als Meß- und/oder Steuerimpuls für das Stellglied (3Drosselorgan) des Hauptregelkreises dient.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Temperaturfühler ein oder mehrere parallel und/oder hintereinandergespannte Drähte dienen, durch deren Längenänderung das Stellglied (Drosselorgan) vorzugsweise unmittelbar gesteuert wird.
3. Einrichtung nach Anspruch I und 2, gekennzeichnet durch einen im Luftstrom angeordneten Bimetallstreifen, der bei Änderungen der Luftstromanfangstemperatur auf die Einspannstelle des Temperaturfühlers einwirkt.
4. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der M-eß- und/oder Steuerimpuls vorzugsweise pneumatisch oder hydraulisch verstärkt wird.
5. Einrichtung nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerverhältnie sie der kalorimeterartigen Vorrichtung in bezug auf Strömung und Wärmeträgheit denen des an die Verbrauchsleitung angeschlossenen Ofens bzw. Gerätes modellmäßig weitestgehend entsprechen.