FI58556C - Foerfarande foer paoverkan av utgaongstemperaturen hos en aonga som genomstroemmar en beroeringsvaermeyta i en aonggenerator - Google Patents

Description

r£5F»1 Γβΐ ««KUULAJTUfJULIlAieU C Q C C Ζ JSTa lBJ (11' UTLAGGN I NQSSKMPT o o i) 5 6

Vs^^/ (51) Kv.ik.Va3 P 22 G 5/20, P 22 B 35/00 SUOMI—FINLAND (21) A*·"*"·®·»*»* 752559 12.09.T5 vr,/ (23) Alknpttv&—GlMgtraadag 12.09.75 (41) Tulkit (ulkMol—kllvlt offmllg id. 03.76 )· r«ki«terlhallltu· (44) NllKMMpNwn,.

Patent och rwgittentyrdNn ' Aiwekm uttagtf och utUkrifcon pubMctnd 31.10.80 (32)(33)(31) ^W«ttr «tuonwu-t^M prlortuc 17.09.Ik

Sveitsi-Schweiz(CH) 12628/7^ (71) Gebruder Sulzer'Aktiengesellschaft, Winterthur, Sveitsi-Schveiz(CH) (72) Fritz Läubli, Winterthur, Sveitsi-Schweiz(CH) (7*0 0y Kolster Ah (54) Menetelmä, jolla voidaan vaikuttaa höyrynkehittimen kosketus- 1. konvektiokuumennuspinnan läpi virtaavan höyryn poistolämpötilaan - Förfarande för p&verkan av utgängstemperaturen hos en Inga som genomströmmar en beröringsvärmeyta i en Inggenerator

Keksinnön kohteena on menetelmä, jolla voidaan vaikuttaa höyrynkehittimen kosketuskuumennuspinnan läpi virtaavan höyryn poistolämpötilaan käyttämällä kosketuskuumennuspintaan hetkellisesti sisäänvirtaavan höyryn määrää vastaavaa ensimmäistä mitta-signaalia sekä ohjaamalla kosketuskuumennuspinnan poistolämpötilaan vaikuttavaa säätöelintä ottamalla huomioon tämä signaali, jolloin tämä säätöelin ei muuta höyrynkehittimeen hetkellisesti polttoaine-puolella syötettyä lämpövirtaa eikä hetkellisesti kosketuskuumennuspintaan virtaavan mitatun höyryn määrää.

US-patenttijulkaisun 3 040 719 kuvioista 4 ja 5 tunnetaan menetelmä, jonka mukaan kosketuksen kautta esiylikuumentimelle tarjottu lämmön määrä määrätään mittaamalla savukaasun paineenlasku ylikuumeniimen yli ja kertomalla tämä lämmön määrän signaali esiyli-kuumentimen sisääntulossa mitatulla savukaasun lämpötilasignaalilla. Kertomalla saatua signaalia verrataan höyrynkehittimesta poistuvaa 2 58556 höyrymäärää vastaavaan mittasignaaliin ja vertailusignaalia käytetään säätöelinten ohjaamiseen, jotka on sovitettu läppinä esiyli-kuumentimen ohittavaan savukaasuohituskanavaan ja savukaasun kier-rätysjohtoon ja joiden käyttö vaikuttaa kosketusylikuumentimesta poistuvan höyryn lämpötilaan. Tämän US-patenttijulkaisun kuvion 1 mukaan mitataan kosketusylikuumentimeen tulevan höyryn määrä ja tämän ylikuumentimen ottama lämpömäärä saadaan kertomalla ylikuu-mentimesta virtaavan savukaasun määrää edustava signaali sellaisella signaalilla, joka vastaa savukaasun lämpötilaeroa ylikuumen-timen syötön ja poiston välillä. Kummankin menetelmän pohjana on staattinen tarkkailu, joka vaikuttaa siten, että polttoainemäärän hyppäyksenomaisen lisäyksen sattuessa, on seurauksena toisaalta siitä johtuva tuorehöyrymäärän kasvu voimakkaasti viivästyneenä ja toisaalta syntyy myös kosketusylikuumentimella aikaansaatu, lämmön määrän signaali lämpötilanmittauksen vast, lämpötilanerotuksen mittauksen vuoksi suuresti viivästyneenä ja vaikuttaa kaasuläppiin.

Keksinnön tehtävänä on sitävastoin parantaa edellämainittua menetelmää dynaamisen käyttäytymisen osalta.

Tämä tehtävä ratkaistaan keksinnönmukaisesti siten, että savukaasun ylikuumeniimeen aiheuttamaa häiriötä edeltävän signaalin aikaansaamiseksi hetkellisesti höyrynkehittimeen polttoainepuolella syötettyä lämpövirtaa vastaavaa toista signaalia verrataan hetkellistä höyryn määrää vastaavaan ensimmäiseen signaaliin ja että tätä näin muodostunutta vertaussignaalia käytetään säätöelimen ohjaamiseen.

Siitä johtuen, että muodostetaan hetkellisesti höyrynkehit-timeen polttoainepuolella syötettyä lämpövirtaa vastaava signaali -joka ei vastaa US-patenttijulkaisun 3 OHO 719 mukaisten menetelmien lämmön määrän signaaleja eikä myöskään ole ekvivalenttinen näiden signaalien kanssa - ja että höyryn määrän mittasignaalilla vaikutetaan vertailusignaalin muodostumiseen, jota sitten käytetään säätö-elimen ohjaamiseen, saavutetaan dynaamiselta kannalta tuntuvia etuja tunnettuihin menetelmiin nähden.

Jo oletetun hyppäyksenomaisen polttoainemäärän kasvun tai tämän muutoksen ekvivalentin signaalin ilmenemisestä seuraa vaikutus säätöelimeen. Keksinnön mukainen vertailusignaali ennakoi siis polttoainemäärän muutoksesta johtuvaa kosketuskuumennuspinnan poisto-lämpötilan häiriötä, joten säätöelintä siirretään jo ennenkuin polttoainemäärän muutos vaikuttaa savukaasuvirran välityksellä koske-tuskuumennuspintaan. Vaikutettaessa poistolämpötilaan syöttöventiilin 3 58556 välityksellä, kasvaa siis sen aukon poikkileikkaus välittömästi polttoaineen syötön kasvaessa ja tämä vaikutus palautuu myöhemmin vähitellen. Uusi menetelmä toimii myös höyrynkehittimen suurten kuormanmuutosten yhteydessä edullisesti, koska höyryn lämpötilan poikkeamat voidaan kosketuskuumennuspintojen poistokohdissa pitää pienempinä niin, joten kosketuskuumennuspintojen taakse kytketyt rakennusosat eivät joudu alttiiksi liian korkeille lämpötiloille tai lämpötilanmuutosnopeuksille.

Jos höyryn lämpötilaa säädellään kosketuskuumennuspinnan ulostuloaukon kohdalla, on keksinnön yhden suoritusmuodon mukaan edullista ohjata säätöelintä lisäksi säätimellä kosketuskuumennus-pinnasta poistuvan höyryn poistolämpötilan perusteella.

Seuraavassa selostetaan lähemmin keksinnön erästä rakenne- 1. suoritusesimerkkiä viittaamalla piirrokseen, jossa nähdään kaavio keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseen käytettävästä laitteistosta.

Syöttövesisäiliöstä 1 syöttövesi johdetaan syöttövesipumpulla 2 syöttöjohtoa 3 pitkin höyrynkehittimeen 6, joka on esim. suoravir-taus- 1. pakkosyöttöhöyrytin. Syöttöjohtoon 3 on järjestetty syöttö-venttiili 4 ja kaksi höyrylämmitteistä suurpaine-esilämmitintä 5. Syöttöventtiili 4 ohjataan jo ennestään tunnetulla tavalla, jota ei siis selosteta tässä lähemmin. Höyrynkehittimessä 6 syntyvä höyry menee ainakin osittain kosketuskuumennuspintana muodostetun ylikuu-mentimen 7 kautta tuorehöyryjohtoon 8, joka on liitetty suurpaine-höyryturpiiniin 11. Tuorehöyryjohtoon 8 on järjestetty tuorehöyryn mittauskohta 9 ja turpiinin tuloventtiili 10. Suurpaineturpiinissa 11 osittain paineeltaan laskenut höyry virtaa sitten kahteen peräkkäiseen osastoon 15, 17 jaetun väliylikuumentimen kautta pienpaine-höyryturpiiniin 20. Väliylikuumennin 15, 17 muodostaa tällöin höyrynkehittimen 6 yhden kosketuskuumennuspinnan. Pienpaineturpiinin 20 poistokohta on yhdistetty lauhduttimeen 22, johon kuuluu lauhde-johto 23. Siinä on lauhdepumppu 24 ja kaksi höyrylämmitteistä pien-pair*esilämmitintä 25 ja se johtaa syöttövesisäiliöön 1. Syöttö-pumpun 2 ja syöttöventtiilin 4 välissä syöttöjohdosta 3 haarautuu suihke- 1. syöttövesijohto 30, joka menee suihkuventtiilin 31 kautta väliylikuumentimen osastojen 15 ja 17 väliin järjestettyyn suihkutuskontaan 16.

Polttoainepumpulla 41 höyrynkehittimeen 6 syötetään polttoöljyä polttoainejohtoa 40 pitkin. Johtoon 40 on järjestetty polttoöljyn mittauslaite 42. Siihen on yhdistetty mittauselin 45, jonka » 58556 lähtösignaali syötetään polttoaineensäätimeen 46 tosiarvona. Tämä säädin 46 saa signaalijohtoa 47 pitkin polttoainemäärän teoreettista arvoa osoittavan signaalin. Säätimessä 46 molemmista signaaleista muodostunut säätösignaali syötetään sitten polttoainepumppuun 41.

Polttoöljyn palamiseen tarvittava ilma syötetään puhaltimella 51 johtoa 50 pitkin höyrynkehittimeen 6. Johdossa 50 on ilmamäärän mittauslaite 52. Siihen (52) on yhdistetty mittauselin 55, jonka lähtösignaali syötetään tosiarvona ilmansäätimeen 56. Tämä säädin saa signaalijohtoa 57 pitkin ilmamäärän teoreettista arvoa osoittavan signaalin. Näistä molemmista signaaleista säätimessä 56 muodostunut säätösignaali syötetään sitten puhaltimeen 51.

Signaalijohdot 47 ja 57 -polttoaine- ja vastaavasti ilmamäärän teoreettisen arvon ilmaiseville signaaleille - on yhdistetty kuormituslähettimeen 60, joka on puolestaan liitetty tulopuolella tuorehöyryjohtoon 8 yhdistettyyn mittauslaitteeseen 62, joka ilmaisee tuorehöyryn paineen, sekä tehonsäätimen 63 ulosmenokohtaan. Tehon-säädin 63 saa tosiarvona generaattorin 65 sähkötehon. Generaattorin käyttövoimana ovat turpiinit 11 ja 20.

Lisäksi tehosäättimeen 63 syötetään signaalijohtoa 66 pitkin sähkötehon teoreettinen arvo. Turpiinin tuloventtiilin 10 ohjaus tapahtuu suurpaineturpiinin 11 akseliin yhdistetystä takometristä 68 säätimellä 69.

Säädin 70 ohjaa suihkutusventtiiliä 31 jo ennestään tunnetulla tavalla. Säätimeen 70 syötetään tosiarvona väliylikuumenninosas-toon 17 järjestetyn lämpötilanilmaisimen (termostaatin) 71 lähtö-signaali. Säädin 70 saa signaalijohdolla 72 lämpötilan teoreettisen arvon. Termostaatin 71 lisäksi säätimeen 70 voidaan kytkeä vielä muitakin lämpötilasignaaleja, esim. lämpötilasignaali väliylikuumen-ninosaston 15 sisääntuloon kytketystä termostaatista 75, väliylikuu-menninosaston 15 ulosmenoon kytketystä termostaatista 76 ja/tai toisen väliylikuumenninosaston 17 sisääntuloon kytketystä termostaatista 77.

Keksinnön mukaan suihkutusventtiiliin 31, joka on väliylikuu-mentimen 15, 17 poistolämpötilaan vaikuttava säätöelin, kytketään vertailusignaali, joka syötetään signaalijohtoa 85 pitkin yhteen-laskukohtaan 86. Vertailusignaali saadaan aikaan vähentämällä kaksi mittasignaalia vertailukohdassa 81. Ensimmäinen mittasignaali, joka vastaa hetkellisesti höyrynkehittimeen 6 yhteensä syötettyä lämpö-virtaa, tulee polttoainemäärän mittauslaitteesta 45 ja siirtyy sig- 5 58556 naalijohtoa 80 pitkin vertailupisteeseen 81. Toinen mittasignaali, joka vastaa kosketuskuumennuspinnan 15, 17 läpi hetkellisesti vir-taavan höyryn määrää, tulee tuorehöyryjohdon 8 määränmittauskohdas-ta 9 , muodostuu mittauselimen 82 avulla ja syötetään sitten signaali johtoa 83 pitkin vertailupisteeseen 81. Vertailupisteessä 81 muodostunut differenssi- 1. erotussignaali sekoittuu yhteenlaskupisteessä 86 säätimestä 70 tulevaan säätösignaaliin.

Piirustuksessa esitetyn höyrynkehittimen käyttö tapahtuu ns. liukupainemenetelmän mukaan. Kuormituslähettimessä 60 syntyy hetkellisestä kuormituksesta riippuva tuorehöyrynpaineen teoreettinen arvo, jolloin ainakin yhdellä etukäteen määrätyllä painealueella tämä teoreettinen arvo nousee kuormituksen kanssa suunnilleen lineaarisesti. Jos höyrynkehitin toimii tällä etukäteen määritetyllä kuormi-tusalueella ja jos sähkötehon teoreettista arvoa (signaalijohdossa 66) lisätään, on höyrynkehitin siirrettävä korkeammalle paineta-solle. Tämä tapahtuu taas siten, että tuli ja syöttövesimäärä nostetaan tilapäisesti uutta kuormitusta vastaavia vakioarvoja suuremmaksi, kun taas tuorehöyryvirta nousee hidastettuna uuteen, lisättyyn tehoon. Vertailukohdassa 81 syntyy sen vuoksi molempien mit-tasignaalien erotuksena positiivinen signaali, joka lisää suihkutus-vesimäärää signaalijohdon 85 kautta tilapäisesti. On voitu todeta, että lisäämällä tällä tavoin tilapäisesti suihkutusvesimäärää pystytään välttämään liian auuri poikkeama väliylikuumenninosaston 17 poistolämpötilassa.

Signaalijohtoon 85 on järjestetty multiplikaattori- 1. monis-tusosa 90, johon söytetään funktiogeneraattorin 91 kuormituksesta riippuva signaali. Funktiogeneraattori 91 saa kuormitussignaalin signaalijohtoa 92 pitkin kuormituslähettimestä 60. Funktiogeneraattori 91 on konstruoitu siten, että niillä kuormitusalueilla, joissa yhdessä vapautuvasta polttoainelämmöstä suuri osa siirtyy väliyli-kuumentimeen 15, 17, vertailusignaali tulee suihkutusventtiiliin 31 voimakkaampana kuin niillä kuormitusalueilla, joissa polttoaine-lämmön osuus on pienempi.

Edellä selostetusta esimerkistä poiketen multiplikaattori - 1. monistusosa 90 voi olla järjestetty myös jompaankumpaan signaali-johtoon 80 tai 83, mieluimmin kuitenkin johtoon 80.

Polttoaineen asemesta johdossa 50 voidaan ensimmäisen mittaussignaalin synnyttämistä varten käyttää myös ilmaa.

Toista mittaussignaalia, joka vastaa kosketuslämmityspinnan läpi hetkellisesti virtaavan höyryn määrää ja joka on po. esimerkis- β 58556 sä muodostettu mittaamalla tuorehöyrymäärä, voidaan soveltaa keksinnön mukaiseen menetelmään, jos mittauskohdan 9 ja väliylikuumenti-men 15, 17 välissä ei esiinny sanottavaa höyryn ottoa. Näin ollen normaalisti tuorehöyryjohdossa olevaa määränmittauskohtaa voidaan käyttää keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseen. Jos tämän mittauskohdan ja väliylikuumentiraen välissä on höyrynottokohta, olisi toisen mittaussignaalin mittauskohta järjestettävä väliylikuumen-timen 15, 17 kohdalle. Höyryi* asemesta toisen mittasignaalin muodostamiseen voidaan käyttää myös työvälineiden puolella tapahtuvaa paineen laskua kosketuskuumennuspinnassa, höyryturpiinin tehoa tai myös heti turpiinin sisääntuloventtiilin 10 takana esiintyvää höyryn painetta.

Suihkutusveden asemesta säätösuureena voidaan käyttää myös ilman ylimäärää, ts. että vertailusignaali saadaan toimimaan myös puhaltimessa 51. Mikäli höyrynkehitin toimii savukaasukierrätyksellä, voidaan vertailusignaalin alaisena säätösuureena käyttää myös savukaasun kierrätysmäärää. Jos höyrynkehitin on varustettu kääntöpolt-timilla, voidaan vertailusignaalin alaisena säätösuureena käyttää myös kääntöpolttimien kaltevuutta.

Vähentämisen asemesta vertailusignaali voidaan muodostaa myös jakamalla ensimmäinen ja toinen mittasignaali.

Claims (9)

1. 7 58556
2. 1. Menetelmä, jolla voidaan vaikuttaa höyrynkehittimen kosketuskuumennuspinnan läpi virtaavan höyryn poistolämpötilaan käyttämällä kosketuskuumennuspintaan hetkellisesti sisäänvirtaavan höyryn määrää vastaavaa ensimmäistä mittasignaalia sekä ohjaamalla kosketuskuumennuspinnan poistolämpötilaan vaikuttavaa säätöelintä ottamalla huomioon tämä signaali, jolloin tämä säätöelin ei muuta höyrynkehittimeen hetkellisesti polttoainepuolella syötettyä lämpövirtaa eikä hetkellisesti kosketuskuumennuspintaan virtaavan mitatun höyryn määrää, tunnettu siitä, että savukaasun ylikuumentimeen aiheuttamaa häiriötä edeltävän signaalin aikaan-samiseksi hetkellisesti höyrynkehittimeen polttoainepuolella syötettyä lämpövirtaa vastaavaa toista signaalia verrataan hetkellistä höyryn määrää vastaavaan ensimmäiseen signaaliin ja että tätä täten muodostunutta vertaussignaalia käytetään säätöelimen ohjaamiseen.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen signaali muodostetaan mittaamalla höyrynkehittimeen virtaavan polttoaineen määrä.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säätöelintä ohjataan lisäksi säätimen välityksellä kosketuskuumennuspinnasta poistuvan höyryn poistolämpötilan perusteella. H. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säätöelimellä säädetään kosketuskuumennuspinnan alueelle syötettyä syöttöveden määrää.
5. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vertailusignaaliin, ennenkuin se vaikuttaa säätöelimeen, lisäksi kohdistetaan kuormituksesta riippuva vaikutus.
6. 6. Patenttivaatimuksen S mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vertailusignaaliin kohdistuva vaikutus tapahtuu kertomalla se kuormituksesta riippuvalla signaalilla.
7. 7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vertailusignaaliin kohdistuva vaikutus tapahtuu kertomalla ensimmäinen signaali kuormituksesta riippuvalla signaalilla.
8. 8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisestä signaalista ja toisesta signaalista muodostetaan erotussignaali ja että ennen erotuksen muodostamista ainakin toinen signaaleista kerrotaan kertoimella 58556 8 niin, että stationäärisessä käytössä erotuksesta tulee nolla.
9. 9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että väliylikuumentimen höyryn poistolämpö-tilaan vaikutetaan käyttämällä liukupaineessa toimivaa höyrynkehi-tintä. ' 9 585S6