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Regelvorrichtung für Anlagen mit mindestens zwei Dampferzeugern Die
Erfindung bezieht sich auf eine Regelvorrichtung für Anlagen mit mindestens zwei
Dampferzeugern, durch welche die allen Dampferzeugern zugeführte Gesarntspeisemenge
in Abhängigkeit vom Druckabfall in der Speiseleitung des Dampferzeugers mit der
größten Belastung geregelt wird und jede Einzelspeisemenge nicht nur mittels eines
von der Speiseflüssigkeit zuerst durchflossenen Druckregelorgans, sondern auch mittels
eines nachfolgenden Mengenregelorgans eingestellt werden kann.
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Es sind Dampferzeugeranlagen bekannt, bei denen die Gesamtspeisemenge
in Abhängigkeit vom Druckabfall in der Speiseleitung des Dampferzeugers mit :der
größten Belastung geregelt wird. Hierzu sind an den Mengenregelorgan.en der zu den
ein-. zelnen Kesseln führenden Einzelspeiseleitungen Druckdifferenzmeßvorrichtungen
vorgesehen, welche mit einem von der Gresamtspei,semenge durchflossenen Regelorgan
verbunden sind. Mittels einer Steuereinrichtung wird dafür gesorgt, daß dieses von
der Gesamtspeisemenge durchströmte Regelorgan nur von derjenigen Druckdifferenzmeßvorriehtung
beeinflußt wird, an welcher sich gerade der größte Druckabfall einstellt.
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Würden außer dieser bekannten Regeleinrichtung in der Dampferzeugeranlage
weiter noch an sich ebenfalls bekannte Organe verwendet, welche den Druckabfall
an den einzelnen Regelorganen konstant halten, so müßten diese Druckdifferenzregelorgane
vor den Mengenregelorganen in den Einzelspeiseleitungen angeordnet sein. Sie würden
an den Mengenregelorganen einen gleichbleibenden Druckabfall einstellen. Wenn aber
an den beiden Mengenregelorganen
ein gleichbleibender Druckabfall
eingestellt ist, könnte (kein Regelimpuls für das Regelorgan für .die Gesamtspeisemen@ge
mehr entnommen werden. Diese Kombination würde also eine überbestimmte Regelung
ergeben und könnte einen stabilen Betrieb nicht einhalten.
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Zur Verhütung des geschilderten Nachteils wird nach der Erfindung
zwischen den Druck- und den Mengenregelorganen einerseits und dem Regelorgan für
die Gesamtspeisemenge andererseits eine Steuervorrichtung angeordnet, durch welche
in Abhängiakeit vom Druckunterschied im Mengenregelorgan des stärkst belasteten
Dampferzeugers die Gesamtmenge der Speiseflüssigkeit eingestellt und das Druckregelorgan
dieses Dämpferzeugers vollständig geöffnet wird, während die D@ruckregelorgane der
übrigen Dampferzeuger in Abhängigkeit vom Druckabfall an den ihnen zugeordneten
Mengenregelorganen eingestellt werden.
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Die Steuervorrichtung sorgt dafür, daß nur das Druckregelorgan des
höchstbelasteten Dampferzeugers vollständig geöffnet wird, so,daß der alsdann an
dem zugehörigen Mengenregelorgan entstehende veränderliche Druckabfall zur Regelung
der Gesamtspeisemenge herangezogen werden kann. Hierdurch wird eine llbereinstimmung
der Regelung vermieden.
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Durch die Drosselung .der Speiseflüssigkeit an den Regelorganen wird
ein geringer Teil der durch die Speisepumpe dem Speisewasser zugeführten Druckenergie
in Wärme umgesetzt. Das Maß dieser Energieumsetzung ist gering, weil sie hauptsächlich
erst bei Teillasten mit kleinen Speisemengen auftritt. Die umgesetzte Wärme geht
nicht verloren, sie wird mit der Speiseflüssigkeit in den Dampferzeugelr eingeführt
und trägt !hier zur Erwärmung und Verdampfung bei.
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Ein Beispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung vereinfacht
dargestellt.
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Die Anlage- besitzt zwei Dampferzeuger. i und 2, die eine Dampfleitung
3 gemeinsam mit Dampf beliefern. Die Speiseflüssigkeit wird diesen beiden Dampferzeugern
durch die Speisepumpen 4 und 5 über eine Leitung 6, durch die Regeleinrichtungen
7 und 8 und Tiber die Leitungen 9 und io zugeführt. Der Antrieb der Speisepumpen
erfolgt durch die Turbinen iii und r2, für die der Dampf durch die Leitungen 113
und -ir4 und .durch die Regelorgane 15 und 16 zugeführt wird, die zur Einstellung
der Gesamtspeisemengedienen.
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Die Speiseregeleinrichtungen 7 und 8 besitzen je ein erstes von einem
Regler 17 .der Dampferzeuger i und 2 eingestelltes Durchflußorgan r8 und ein nach
Maßgabe des Drudkuntersdhiedes an diesem Durchflußorgänei8 eingestelltes zweites
Durchflußorgan. i9.
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Die Regler 17 der Dampferzeuger, die beispielsweise durch die Temperatur
des Dampfes oder der Feuer- oder der Rauchgase beeinflußt sein können, erteilen
über .die Leitungen 2o Impulse auf die Servomotoren ei. Ein Zunehmen der Temperatur
vergrößert den Durchfluß,querschnitt der Organe 18, ein Abnehmen der Temperatur
vermindert den Querschnitt. Je nach dem eingestellten Durchflußquerschnitt stellt
sich an den Organen 18 ein größerer oder ein geringerer Druckunteirschied ein, der
durch die Leitungen 22 und 23 auf den Mengenmesser 24 Übertragen wird und die Membran
2-5 beeinflußt.
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Die Membran steht ihrerseits in V erbin.dung mit einem Steuerschieber
26, mit dessen Hilfe der Steuerdruck in den Leitungen 27 und 28 eingestellt wird.
Eine Erhöhung -des Druckunterschiedes in den Durchflußorganen 18 erhöht den Steuerdruck
in den Leitungen z7 und 2$, umgekehrt verursacht ein Sinken der Druckdifferenz in
den Organen -i8 auch eine Absenkung des Steuerdrucks in den Leitungen 27 und 28.
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Durch den Steuerdruck in den Leitungen 27 und 28 werden die Steuerschieber
29 beeinflußt, durch welche mittels der Servomotoren 3o eine Verkleinerung des Durchflußquerschnittes
der Durchflußorgane u9 verursacht wird, wenn der Steuerdruck in den Leitungen 127
und 28 ansteigt, und umgekehrt eine Vergrößerung des Durchflußquerschnittes hervorgerufen
wird, wenn der Steuerdruck in den Leitungen 27 und 28 sinkt. Demnach werden die
Durchflußquerschnitte der Organe 1,9 vergrößert, wenn der Druckabfall in den Organerz
18 sinkt, und umgekehrt verkleinert, wenn der Druckabfall in den Organen 18 steigt.
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An die Steuerlteitungen 27 und a8 sind außerdem die Steuerschieber
311 und 32 und ferner die Steuer-. Schieber 33 und 34 angeschlossen. Die
Steuerschieber 3,1 und P und die Steuerschieber 33 und 34. sind je hintereinandergeschaltet,
derart, daß das zu .den Servomotoren 35 und 3:6 geführte Steuermittel entweder vom
einen oder vom anderen der Steuerschieber 31, 33 oder 32, 34 geregelt wird. Die
Spannungen der Federn 38, 39:, 40 und 41 sind gegeneinander so abgestimmt, daß die
Speisepumpe 4 als Hauptpumpe und die Speisepumpe als Reservepumpe zum Einsatz kommt.
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Mit Hilfe der Servomotoren 35 und 36 wird die Belastung der Drehzuhlregler4z
und 43 in einem Maß verändert, daß die Pumpen die für die Speisung der Kessel a
und 2 notwendige Gesamtmenge liefern. Ein Steigen des Druckunterschiedes in einem
der Durchflußorgane @i8 verursacht die Verkleinerung der durch die Leiturig 6 zugeführten
Gesamtspeisemenge, ' umg$kehrt verursacht ein Fallen des Druckunterschiedes in den
Durchflußorganen 18 eine Vergrößerung der durch die Leitung ;6 den Kesseln zugeführten
Gesamtspeisemenge.
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Für den Betrieb der Steuerorgane und der Servomotoren wird aus einem
der Einfachheit halber nicht zusammenhängend gezeichneten Drucknetz _1.l ein Druckmittel
zugeführt, während das zur Regelung schon verwendete Steuermittel in ein ebenfalls
nicht zusammenhängend gezeichnetes Netz 45 abströmen kann.
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Die dargestellte Anlage arbeitet wie folgt: Es ,wird angenommen, daß
der Dampferzeuger -i auf eine geringere Belastung eingestellt sei als der Dampferzeuber
-. Das Durchflußorgan 18 des Kessels 2 stellt also einen größeren Querschnitt ein
als das Durchflußorgan,i8 des Kessels i. Infolgedessen
wird im
Durchflußorgan 18 des Kessels ein kleinerer Druckunterschied sich einstellen als
im Durchflußo@rgan 18 des Kessels,i. Der Steuerdruck in der Leitung 27 ist dann
größer als in der Leitung 28. Der Steuerschieber 31 steht deshalb so hoch, daß die
Verbindung vom Drucknetz 44. zum Gchäu,se des Steuerschiebers 32 frei ist. Der kleinere
Steuerdruck der Leitung 28 vermag den Steuerschieber 32 in der zur Regelung des
Servoinotors 35 notwendigen Lage zu halten. Die zur Speisung der Kessel i und 2
notwendige @Gesamtspeisemenge wird also nach Maßgabe des imDurch.-flußorgan 18 stärker
belasteten Kessels 2 geregelt. Eine Vergrößerung des Drudkunterschiedes vermindert
die Gesamtmenge, und eine Verkleinerung des Druckunterschiedes vergrößert die Gesamtspeisemenge.
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Die Federn 40 und 41 der Steuerschieber 33 und 34 sind hinsichtlich
der Federn 38 und 39 so wenig gespannt, daß .die Steuerdrücke in den Leitungen z7
und 28 die Steuerschieber 33 und 34
in einer oberen Lage zu halten vermögen;
dadurch wird der Kolben des Servomotors 36 in die höchste Lage gedrängt, so daß
das Regelorgan i!6 geschlossen ist. Die Turbine L2 und die Pumpe 5 kommen zunächst
(als Reservemaschine) nicht zum Einsatz. Erst wenn der Druckunterschied im Durehflußorgan
18 des Kesselst sehr weit gesuilken ist, wird auch der Schieber 34 so weit
nach unten fallen, daß eine entsprechende Regelung des Servoinotors 36 stattfindet,
so daß die Turbine IU dem Dampfkesselbetrieb entsprechend in Betrieb kommt und zusammen
mit der Pumpe 4 die notwendige Gesamtspeisemenge durch die Leitung 6 -den Kesseln
i und 2 zuführt.
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Der .Steuerdruck in der Leitung 28 genügt nicht, um den Steuerschieber
29 des Kessels 2 anzuheben. Der Servomotor 3o des Kessels 2 sinkt daher in seine
unterste Lage, so daß das Durchströmorgan i9 des Kesselst vollständig geöffnet ist.
Der größere Steuerdruck der Leitung 27 hebt jedoch den Steuerschieber 29 des Kessels
i in eine Lage, die genügt, um den Servomotor 3o des Kessels i zu regeln, so daß
die dein Kessel i zugeführte Einzelspeisemenge nach Maßgabe -des Druckunterschiedes
im Durchflußorgan i8 des Kessels i eingestellt wird. Damit ist aber auch die fier
den Kessel 2 bestimmte Einzelmenge festgelegt. Umgekehrt würde die Gesamtspeisemenge
nach Maßgabe des Druckunterschiedes im Du:rchflußorgan 1b des Kessels i und die
Einzelmenge des Kessels 2 nach Maßgabe des Druckunterschiedes im Durchflußorgan
i8 des Kessels 2 eingestellt, wenn der Kessel i eine größere Belastung als der Kessel
,2 aufweisen würde.
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Anstatt nur zwei Kessel könnten auch drei oder noch mehrere Kessel
in gleicher Weise wie die zwei Kessel der beschriebenen Anlage geregelt werden.
Die Erfindung bringt insbesondere bei ihrer Am-Wendung auf Röhrenkessel mit geringem
Flüssigkeitsinhalt, vorwiegend Röhrendurdhflußkessel, und bei der Anwendung von
Kreiselpumpen besonderen Vorteil.