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Regelvorrichtung zum Betriebe von Gaserzeugern Die Erfindung betrifft
eine Regelvorrichtung zum Betrieb von Gaserzeugern. Bekanntlich erfordert der Betrieb
eines Gaserzeugers im Hinblick auf die Verschlackung besondere Wartung, um seine
Leistung in etwa auf gleichmäßiger Höhe zu halten.
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Man hat sich bisher damit begnügt, eine beginnende Verschlackung unter
Anwendung von Differenzdruckmessern anzuzeigen. Hierbei wurde bereits berücksichtigt,
daß der Gaserzeugerwiderstand, d. h. der Widerstand des Brennstoftbettes, allein
kein sicherer Maßstab für die Beurteilung des Verschlackungsgrades sein kann, da
der Widerstand des Gaserzeugers auch von dessen Belastung abhängig ist. Die Belastung
des Gaserzeugers ist aber von der Windmenge abzuleiten. So hat man Anzeigegeräte
entwickelt, bei denen der Gaserzeugerwiderstand als Differenzdruck zwischen Gas-
und Windleitung und die Windmenge als Differenzdruck vor und hinter einer Blende
in der Windleitung angezeigt und gegenübergestellt werden. Solange sich das Verhältnis
von Gaserzeugerbelastung und Windmenge im Betrieb nicht ändert, arbeitet der Gaserzeuger
richtig, d. h. ohne Verschlackung. Da die beiden zu messenden Differenzdrücke -
absolut gesehen - stets ungleich sind und der Gaserzeugerwiderstand darüber hinaus
auch noch von der Beschaffenheit des jeweiligen Brennstoffes abhängig ist, können
bei den bekannten Geräten die Differenzdruckmesser so abgeglichen werden, daß ihre
Angaben übereinstimmen. Eine Abweichung des Differenzdruckverhältnisses, bezogen
auf einen jeweiligen, dem Charakter des
Brennstoffes entsprechenden
Normalwert, ist dann ein Anhalt für die Verschlackung des Gaserzeugers.
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Unter Anwendung des vorbeschriebenen Prinzips zur Anzeige des Verschlackungsgrades
eines Gaserzeugers wird gemäß der Erfindung eine Regelvorrichtung vorgeschlagen,
bei der das Anzeigegerät, welches die Änderung des Verhältnisses der Differenzdrücke
von Windmenge und Gaserzeugerwiderstand gegenüber einem wahlweise einstellbaren
Normalwert anzeigt, mit einer Vorrichtung zur Betätigung des Stellzeuges zur Einleitung
von schlackenbrechenden Maßnahmen verbunden ist. Hierdurch wird der Betrieb eines
Gaserzeugers weitgehend selbsttätig gestaltet. Auch ist die Einleitung von schlackenbrechenden
Maßnahmen unabhängig von der Aufmerksamkeit eines Bedienungsmannes und erfolgt stets
rechtzeitig.
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Der Erfindungsgedanke ist auf verschiedene Weise durchführbar. Drei
der Möglichkeiten sind in der Zeichnung schematisch dargestellt, wobei als schlackenbrechende
Maßnahme eine Zurücknahme der Windmenge gewählt wurde.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i ist das Brennstoffbett mit
a, die Vergasungsmittelzuleitung mit b und die in dieser angeordnete Meßblende mit
c bezeichnet. Der Differenzdruck zwischen Ein- und Austritt des Brennstoffbettes
a wird mit einem Differenzdruckmesser d gemessen, während der Differenzdruck der
Meßblende c auf einen weiteren Differenzdruckmesser e wirkt. Die beiden Differenzdruckmesser
d und e sind derartig gegeneinandergeschaltet, daß die Differenzdrücke
beim Normalzustand des Gaserzeugers, d. h. also, wenn derselbe keinerlei Verschlackung
zeigt und daher das Differenzdruckverhältnis konstant bleibt, einander aufheben,
so daß in dem System vollkommener Kräfteausgleich besteht. Das geschieht z. B. dadurch,
daß, wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, die Impulsgeber (Membranen, Steuerkolben,
Ringwagen od. dgl.) beider Differenzdruckmesser durch eine Stange f miteinander
gekoppelt sind, derart, daß zunehmende und abnehmende Differenzdrücke jeweils entgegengesetzt
wirken.
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Jede Belastungsänderung in dem Gaserzeuger ergibt wohl eine Veränderung
der absoluten Differenzdrücke in beiden Meßgeräten, jedoch bleibt das Verhältnis
der Differenzdrücke gleich. Infolgedessen bleibt auch das System bei wechselnder
Last und gleichem Zustand des Gaserzeugers in Ruhe, da die wechselnden Drücke einander
aufheben, so daß auch ein an die Verbindungsstange f der beiden Differenzdruckmesser
angelenkter Zeiger g nicht verstellt wird. Erst wenn das Brennstoffbett durch Verschlackung
oder Verstopfung einen höheren Widerstand hat und damit der Durchlässigkeitsfaktor
des Brennstoffbettes größer wird, erfolgt eine Bewegung der Verbindungsstange
f der beiden Differenzdruckmesser e und d
nach dem ersteren hin, da
der Differenzdruck an dem Meßgerät d im Vergleich zum Differenzdruck an dem Meßgerät
e größer wird. Die Bewegung der Verbindungsstange f hat eine entsprechende Verstellung
des Zeigers g zur Folge, wodurch selbsttätig schlackenbrechende Maßnahmen eingeleitet
werden.
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Die Mitverstellung der einen oder anderen Membran bei verändertem
Differenzdruckverhältnis auf Grund der Koppelung über die Stange f spielt dabei
keine Rolle. Der auf der mitverstellten Membran lastende Druck bleibt derselbe.
Die schlackenbrechenden Maßnahmen, von denen eine darin besteht, däß man den Wind
stark zurücknimmt, erfolgen selbsttätig, indem man sie von den Bewegungen der Verbindungsstange
f ableitet. In der Abb. i ist dies schematisch angedeutet durch die strichpunktierte
Linie der Reglerstange h, die über einen Hebel i die drehbare Drosselklappe
k in der Windzuleitung verstellt. Die schematisch durch die strichpunktierte Stange
h dargestellte Verstellung kann in an sich bekannter Weise unmittelbar mechanisch
oder über elektrische, hydraulische oder pneumatische Mittel vorgenommen werden.
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Bei der Gestaltung der beschriebenen Vorrichtung muß berücksichtigt
werden, daß die Differenzdrücke an der Meßblende c und am Brennstoffbett a unter
Umständen recht verschieden sein können. Diesem Umstand ist bei dem Ausführungsbeispiel
nach Abb. i dadurch Rechnung getragen, daß die Impulsgeber (Membranen) verschieden
bemessen sind. Der im allgemeinen kleinere Differenzdruck der Meßblende c macht
einen größeren Membrandurchmesser erforderlich, wenn Kräfteausgleich mit dem an
der Membran des Differenzdruckmessers d wirkenden höheren Differenzdruck bestehen
soll. Da man mit der Bemessung der Impulsgeber - im vorliegenden Falle der Membranen
- die tatsächlichen Verhältnisse nur in etwa berücksichtigen kann, werden zusätzlich
Mittel für eine Feineinstellung, z. B. in Form von einstellbaren Belastungsfedern
für die Impulsgeber, vorgesehen, die in Abb. i angedeutet sind.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 sind für beide Differenzdruckmesser
gleiche Impulsgeberabmessungen gewählt. Hierbei ist das Verhältnis der Differenzdrücke
durch verschieden lange Hebelarme berücksichtigt, mit denen die Stellstangen der
Differenzdruckmesser d und e an einem bei m drehbar gelagerten Schwinghebel
n angreifen. Es ist zu erkennen, daß jede Veränderung des Verhältnisses der Differenzdrücke,
wie sie bei einer Verschlackung auftritt, genau wie bei der in Abb. i dargestellten
Anordnung, eine Verlagerung des Gestänges h zur Folge hat. Diese Verlagerung wird
analog Abb. z über eine Regeleinrichtung zur Einleitung einer schlackenbrechenden
Maßnahme verwendet. Eine Feineinstellung des Differenzdruckverhältnisses, bei dem
keine Anzeige- oder Regelbewegung stattfindet, kann auch wieder mit einstellbaren
Belastungsfedern für die Impulsgeber vorgenommen werden.
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In Abb. 3 ist eine ähnliche Anordnung wie in Abb. 2 dargestellt, bei
der jedoch die beiden Stellstangen der Differenzdruckmesser d und e im gleichen
Drehsinn auf einen zweiarmigen Hebel o wirken, dessen Schwingachse mit p bezeichnet
ist.
Bei richtiger Wahl der Lage der Schwingachse p ist bei gleichbleibendem
Verhältnis der Differenzdrücke bei veränderter Belastung des Gaserzeugers wohl eine
Bewegung des doppelarmigen Hebels o zu erwarten, jedoch bleibt die Drehachse p in
ihrer Höhenlage. Erst wenn bei einer Veränderung des Durchlässigkeitsfaktors des
Brennstoffbettes, d. h. also bei einer Verschlackung, sich das Verhältnis der Differenzdrücke
ändert, bewegt sich der doppelarmige Hebel o derart, daß auch die Drehachse p ihre
Höhenlage ändert. Diese Lagenveränderung kann ebenfalls wieder auf eine Regelvorrichtung,
z. B. eine Drosselklappe h in der Windzuführungsleitung b, übertragen werden.
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Um bei verschiedenen Brennstoffsorten den sich ändernden Durchlässigkeitsfaktoren
Rechnung tragen zu können, kann die Anordnung so gestaltet werden, daß entweder
durch Änderung der Kraft etwaiger Belastungsfedern der Impulsgeber oder durch Änderung
des Hebelverhältnisses ein anderer Normalwert des Verhältnisses der Differenzdrücke
eingestellt werden kann. Um letzteres zu ermöglichen, ist das Lager der Drehachse
p des Verbindungshebels o an diesem verstellbar angeordnet. Gegebenenfalls kann
auch durch Veränderung sowohl der Federkräfte als auch der Hebelarme des Hebels
o eine Anpassung an den Brennstoffcharakter herbeigeführt werden.
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Als schlackenbrechende Maßnahmen können angesehen werden die Drosselung
der Windmenge bei gleichbleibender Vergasungsdampfmenge oder die Vergrößerung der
Dampfmenge bei gleichbleibender Windmenge oder eine Vergrößerung der Rostdrehzahl.
Gegebenenfalls können auch sinngemäß mehrere dieser Maßnahmen gleichzeitig durch
den Regler eingeleitet werden. Bei Wassergasanlagen wäre es auch möglich, eine Verstellung
des Verhältnisses der Blase- und Gasezeiten oder der Zeiten für das Aufwärtsgasen
und das Abwärtsgasen mit den Steuergeräten durchzuführen.