PL23452B1 - Sposób pokrywania wahan obciazenia w silowniach parowych. - Google Patents

Description

Na podstawie przeprowadzonych ba¬ dan stwierdzono, ze sprawnosc termodyna¬ miczna rj turbiny parowej jest zalezna, od tak zwanego „wspólczynnika objetosciowe- go" i: H = tj0 — 6 . £ (1) W równaniu tern rj0 oznacza termody¬ namiczna sprawnosc turbiny parowej o nieskonczenie wielkim ciezarze D kg/sek przeplywajacej w jednostce czasu pary.Wspólczynnik objetosciowy jest okre¬ slony równaniem: gdzie px oznacza cisnienie poczatkowe, p2 — cisnienie koncowe, H0 — adjabatycz- ny spadek cieplika, D —¦ waga przeplywa¬ jacej w jednostce czasu pary, mierzona w kg/sek.W przypadku rozprezenia sie pary az do osiagniecia prózni cisnienie koncowe p2 jest niewspólmiernie male w stosunku do plf tak iz równanie (2) w uproszczonej po¬ staci przybiera postac nastepujaca: £ = ¦ Pi D.H0 (3) A zatem i = Pi — p-i D.Hn (2) i) — lo — b Pi D.H0 (4)Wspólczynnik b nie jest wprawdzie sta¬ ly, jednakze zmienia sie w zaleznosci od f w tak niewielkich granicach, ze praktycz¬ nie moze b^c przyjety "jalfó staly.%Z równani! (4) wynilia, ze sprawnosc turbiny zalezy od trzech wielkosci, a mia¬ nowicie od cisnienia poczatkowego p1$ cie¬ zaru przeplywajacej w jednostce czasu pary i od adjabatycznego spadku cieplika lub tez, jezeli porównywa sie dwie turbi¬ ny o jednakowym spadku cieplika, to sprawnosc zalezec bedzie ód cisnienia po¬ czatkowego px i od ciezaru przeplywaja¬ cej pary na jednostke czasu.Podane ponizej; teoretyczne rozwazania oparte sa na zalozeniu, ze wszystkie zja¬ wiska odbywaja sie w obszarze pary prze¬ grzanej, gdzie para zachowuje sie jako gaz idealny. W rzeczywistosci proces siega równiez do obszaru pary nasyconej. U- wzglednienie wystepujacych przytem czyn¬ ników! doprowadziloby do bardzo zawilych form (matematycznych, a zreszta byloby zbyteczne, gdyz wynik jakosciowy pozo¬ stalby bez zmian, uwzglednienie bowiem nasycenia pary mogloby zmienic tylko ilo¬ sciowe wyniki.Ogólne równanie pary jest nastepujace: p .v= R.T (5) gdzie v oznacza objetosc wlasciwa w m3/kg, R — stala gazowa i T — tempera¬ ture bezwzgledna.V Podstawiajac — zamiast v, gdzie V jest iloscia pary w m3/sek, zamiast równa¬ nia (5) otrzymuje sie p.V = D.R.T a przy T = const. p . V = const . D (6) (7) wstawiajac te wartosc do równania (3) o- trzymuje sie e = Const V.H0 a przy stalym spadku cieplika (8) 4 = const oraz ¦^ = ^o — b. const (9) (10) Z równania (10) wynika, ze sprawnosc turbiny przy stalej temperaturze wloto¬ wej i stalym spadku cieplika jest funkcja tylko ilosci pary na sekunde V m3/sek.Normalne silownie, zlozone z kotlów i turbiny, sa pedzone w ten sposób, ze u- trzymuje sie praktycznie stale cisnienie i stala temperature pary, a wiec i staly spa¬ dek cieplika przy wszelkich obciazeniach.Zmiany obciazenia przy idealnej w zaloze¬ niu regulacji pary na wlocie moga byc wy¬ równywane tylko przez zmiane ilosci pa¬ ry V na sekunde, a tern samem i sprawnosc termodynamiczna turbiny zmieniac sie be¬ dzie wówczas wraz z obciazeniem, jak wy¬ nika z równania (10).W odróznieniu od znanego sposobu po¬ krywania wahan obciazenia w silowniach parowych sposób wedlug wynalazku po¬ lega na tern, ze cisnienie pary i jej objetosc wlasciwa jest regulowana w zaleznosci od wahan obciazenia turbi¬ ny parowej, tak ze objetosc przeplywa¬ jacej na sekunde pary pozostaje zasadni¬ czo stala. Przy takim sposobie pokrywania obciazen, kiedy ilosc przeplywajacej w jednostce czasu pary jest wielkoscia stala, otrzymuje sie zamiast równan (9) i (10) dwa dalsze równania: £- const const = const (ii) 6.const , yj =Y]0 = const. (12) constSposób wedlug wynalazku polega wiec na tern, ze zapomoca specjalnej regulacji kotlów utrzymuje sie „wspólczynnik obje¬ tosciowy" turbiny na zasadniczo stalym poziomie przy wszelkich obciazeniach, wo¬ bec czego turbina pracuje przy wszelkich obciazeniach z zasadniczo stala sprawno¬ scia termodynamiczna.W jaki sposób powinno zmieniac sie ci¬ snienie pary przy zmianach obciazenia turbiny, w celu osiagniecia stalej objeto¬ sci przeplywajacej w jednostce czasu pa¬ ry, wynika z rozwazan nastepujacych.Wedlug równania (6) D = !-^-— Niech np. praca turbiny odbywa sie przy stalej temperaturze; zakladajac wiec, ze w tern równaniu wartosci V, R i T sa stale, otrzymuje sie równanie D = const .p (13) Ze wzoru na moc turbiny L = D.ri.H0 (14) wynika We wzorach tych D oznacza ciezar pa¬ ry w kg/sek, L — moc maszyny, H0 — ad- jabatyczny spadek cieplika i r\ — wspól¬ czynnik sprawnosci termodynamicznej.Wstawiajac równanie (13) do równania (15) otrzymuje sie przy uwzglednieniu równania (12) p = const .L (16) Z równania tego wynika, ze przy stalej temperaturze cisnienie pary powinno byc zmieniane wprost proporcjonalnie do wa¬ han obciazenia turbiny, aby objetosc pary V, przeplywajacej w jednostce czasu, po¬ zostala stala.O ile jednak nie utrzymuje sie stalej temperatury pary, to z równan (6) i (15) mozna latwo obliczyc zmiany cisnienia pa¬ ry jakie sa konieczne przy zmianach ob¬ ciazenia turbiny, azeby zapewnic stalosc objetosci pary na sekunde.Sposób pokrywania wahan obciazenia wedlug wynalazku ma doniosle znaczenie w gospodarce silowni, gdyz o ile dotych¬ czas we wszystkich znanych urzadzeniach najkorzystniejsze zuzycie pary w turbinie bylo mozliwe tylko w bardzo ciasnych granicach obciazenia, a w obie strony od tego zakresu konieczne bylo znaczne pod¬ wyzszanie zuzycia pary, to przy pracy tur¬ biny sposobem wedlug wynalazku krzywa sprawnosci jest linja prosta, tak iz zarów¬ no przy obciazeniach malych, jak i przy przeciazeniach jednostkowe zuzycie pary jest jednakowo korzystne.Sposób pracy turbiny wedlug wynalaz¬ ku wymaga równiez zastosowania innej re¬ gulacji, odmiennej od dotychczas stosowa¬ nych.Zaklada sie, ze turbina jest obliczona tak, iz przy 35 at i 450°C pracuje z najlep¬ sza próznia i najlepsza sprawnoscia ogól¬ na, a wówczas przy okreslonym ciezarze pary posiada okreslona moc. Niech teraz obciazenie wzrosnie gwaltownie, np. cztero¬ krotnie. Takie szczytowe obciazenie moze byc pokryte tylko wtedy, jezeli kociol mo¬ ze dostarczyc znaczna ilosc energji w po¬ staci pary. Jezeli przy stosowaniu sposo¬ bu wedlug wynalazku cisnienie w kotle wzrosnie do 160 at, a temperatura pozo¬ staje ta sama, t. j. 450°^ wówczas wlasci¬ wa objetosc pary zmniejsza sie z 0,095 m3/kg na 0,018 m3/icg; oznacza to Jednak, ze ilosc pary, przeplywajaca przez ten ko¬ ciol, wzrosla pieciokrotnie, jednakze szyb¬ kosc pary w kotle i w turbinie, z jednym tylko wyjatkiem, o którym bedzie mowa nizej, wzrasta stosunkowo nieznacznie. Za¬ klada sie oczywiscie, ze ilosc ciepla, odpo¬ wiadajaca zwiekszonej ilosci pary, moze byc wytworzona w palenisku i przekazana ukladowi kotlów. Jest to jednak zabieg latwy do opanowania. A zatem dostoso¬ wanie cisnienia i objetosci wlasciwej pary — 3 —do obciazenia turbiny sprowadza sie do tego, ze dzieki malejacej objetosci wlasci¬ wej paryt w miare wzrostu cisnienia, przez turbine przeplywa tern wiekszy ciezar pa¬ ry, im wieksze jest cisnienie w kotle. Stad powstaje jednak warunek, wymagajacy za¬ stosowania nowego sposobu regulacji przy¬ laczonej do kotla turbiny, polegajacy na tern, ze regulator turbiny, jezeli turbina jest zaopatrzona w taki regulator, ma za zadanie tylko wyrównywanie wahan mocy turbiny, nie wyrównywanych zapomoca ko¬ tla. Sporzadzajac wykres obciazenia w za¬ leznosci od czasu jako prosta wznoszaca sie i zaznaczajac schematycznie polozenia narzadu regulacyjnego, otrzymuje sie przy róznych obciazeniach staly przeswit zawo¬ ru w calym zakresie obciazenia, w przeci¬ wienstwie do wykresów znanych sposobów regulacji. 0 ile wiec wedlug znanych spo¬ sobów doplyw czynnika roboczego do tur¬ biny jest okreslony polozeniem zaworu wlotowego, to przy pracy turbiny sposobem wedlug wynalazku polozenie zaworu niema zadnego znaczenia lub najwyzej ma bardzo maly wplyw na doplyw czynnika robocze¬ go i sluzy do wyrównywania malych wa¬ han mocy, które wskutek bezwladnosci u- kladu kotlów nie moga byc zrównowazo¬ ne przez same kotly. Narzad regulacyjny wiec jakgdyby waha sie dokola pewnego polozenia sredniego o niewielkie wartosci, nie opanowywujac, jak dotychczas, calego zakresu obciazen.Wykres, uwidoczniony na rysunku, przedstawia przebieg obciazenia podczas pracy zespolu, który w wielu przypadkach okazal sie szczególnie korzystny, a miano¬ wicie przy zastosowaniu sposobu wedlug wynalazku tylko powyzej okreslonego ob¬ ciazenia zasadniczego, zaznaczonego na wykresie pozioma prosta G. Kociol i silnik sa tak obliczone, ze przy tern obciazeniu zasadniczem posiadaja najlepsza spraw¬ nosc. Zwlaszcza przy ustalaniu danych trzeba miec na wzgledzie, aby dla stanu pary, ustalonego dla obciazenia zasadni¬ czego, wilgotnosc w ostatnim stopniu tur¬ biny nie przekroczyla dopuszczalnej war¬ tosci, o ile nie jest stosowane przegrzewa¬ nie posrednie. Zdolnosc przepustowa tur¬ biny przy takim stanie pary wlotowej na¬ lezy tak obliczyc, aby zawory wlotowe przy sterowaniu zapomoca dysz albo za¬ wór dlawiacy nie byly jeszcze calkowicie otwarte, by mogly uskuteczniac wyrówny¬ wanie malych wzrostów obciazenia. Jezeli wówczas obciazenie turbiny spadnie po¬ nizej obciazenia zasadniczego, wówczas kociol pracuje nadal tak, ze stan pary zachowuje wartosci obciazenia zasadni¬ czego, przyczem oczywiscie zmniejsza sie odpowiednio doplyw wody i ciepla, nato¬ miast turbina jest regulowana w zwykly sposób zapomoca swych narzadów regula¬ cyjnych. Te zakresy regulacji sa zaznaczo¬ ne na wykresie, przedstawionym na ry¬ sunku zapomoca kreskowania w kratke.Regulacja silowni moze byc przedsie¬ wzieta wedlug róznych zasad. Jezeli w re¬ gulowanej turbinie chodzi np. o automa¬ tycznie pracujacy zespól albo zespól o sta¬ lej czestotliwosci, wówczas pierwotny im¬ puls regulacyjny moze byc pobierany od liczby obrotów silnika albo od czestotliwo¬ sci pradu elektrycznego. Jednakze impuls liczby obrotów lub czestotliwosci dziala w wielu przypadkach za pózno lub niedo¬ kladnie. Wówczas pozadane jest impuls re¬ gulacyjny pobierac z wytworzonej energji maszyny elektrycznej wzglednie od innej wartosci obciazenia. Wskutek takiej regu¬ lacji oraz ze wzgledu na okolicznosc, jak juz wspomniano wyzej, ze objetosc wlasci¬ wa pary zmienia sie bardzo znacznie, szyb¬ kosc pary w parowej czesci kotla, prze- grzewaczu, przewodach i w turbinie pozo¬ staje w przyblizeniu stala, natomiast szyb¬ kosc wody w kotle i szybkosc pary w skra¬ placzu wzrasta, poza tern wzrasta równiez, jak juz zaznaczono, szybkosc pary w o- statnich stopniach turbiny. — 4 —Ponizej sa opisane dwa sposoby regu¬ lacji, które sa szczególnie korzystne. Juz nadmieniono, ze zawór regulacyjny turbi¬ ny ma za zadanie wyrównywanie malych wahan obciazenia, które nie zostaja wy¬ równane natychmiast zapomoca kotla. Za¬ wór regulacyjny nie jest wiec normalnie calkowicie otwarty, lecz dopuszcza nie¬ wielkie zwiekszenie przeswitu wlotowego turbiny. Wskutek tego przed zaworem u- stala sie normalnie wieksze cisnienie, niz za zaworem. Takie zwiekszone cisnienie przed zaworem przedstawia pewien zapas energji, tak iz, w razie zjawienia sie im¬ pulsu dodatkowego obciazenia, otwarcie zaworu regulacyjnego zapewnia przez krótki czas zwiekszony doplyw energji.Oczywiscie, nie wystarcza to do calkowi¬ tego pokrycia zwiekszonej mocy, wobec czego w tym celu stosuje sie impuls mocy, zalezny bezposrednio od zmiany obciaze¬ nia, np. impuls pobrany z przyrzadu mier¬ niczego mocy pradnicy, dzialajacy na pali¬ wo, powietrze lub wode. Czy zmienia sie jednoczesnie doplyw powietrza, czy tez regulacja powietrza w palenisku dziala jako regulacja wtórna, np. w zaleznosci od temperatury pary lub przyrzadu mier¬ niczego na C02, zalezy to od warunków pracy kotla. Dzialanie regulacji paleniska zalezy od pojemnosci cieplnej kotla, a mianowicie pojemnosc cieplna, przy wzra¬ sta jacem obciazeniu, dziala opózniajaco, bowiem i czesci konstrukcyjne kotla mu¬ sza byc równiez ogrzane do wyzszej tem¬ peratury. Wplyw ten mozna jednak wy¬ równac, jezeli doplyw ciepla ustali sie w nadmiarze, t. j. jezeli doprowadza sie wie¬ cej paliwa i powietrza, niz to jest koniecz¬ ne dla danego stanu, odpowiadajacego zwiekszonemu cisnieniu. Doplyw ciepla, wiekszy niz potrzebuje tego dany stan u- stalony, ujawnia sie po osiagnieciu tego stanu, jako wzrost temperatury pary. Tem¬ peratura pary moze byc obnizona do swej wymaganej wartosci znowu w ten sposób, ze sie oddzialywa impulsem temperatury na przebieg doplywu paliwa i powietrza.Do sposobu pokrywania wahan obciazenia nalezy równiez dostosowywanie cisnienia do nowego stanu ustalonego. Gdyby bylo mozliwe osiagniecie warunków idealnych, to kazdemu obciazeniu turbiny odpowia¬ daloby odpowiednie cisnienie w kotle.Praktycznie jednak jest niemozliwe stwo¬ rzenie zupelnej zgodnosci obciazenia z cisnieniem w kotle. Majac jednak re¬ gulator cisnienia, którego pozadana war¬ tosc jest wyregulowana w zaleznosci od obciazenia, mozna z takim regu¬ latorem korekcyjnym wyregulowac war¬ tosc cisnienia odpowiednio do obciaze¬ nia w razie pojawienia sie odchylen. Re¬ gulator cisnienia moze przytem oddzialy¬ wac na doplyw wody, natomiast wywola¬ ne przez to wahania temperatury zostaja wyrównane zapomoca wspomnianego juz wyzej regulatora temperatury. W kazdym razie mozna byloby zastosowac regulator cisnienia, który oddzialywalby jednocze¬ snie na doplyw wody.Jezeli istnieja trudnosci pobierania z regulatora mocy impulsów regulacyjnych, oddzialywajacych na paliwo, wode i po¬ wietrze, mozna postepowac równiez w ten sposób, ze cala regulacje przerzuca sie na regulator cisnienia, a w zaleznosci od mo¬ cy nastawia sie tylko pozadana wartosc regulatora cisnienia, impulsy regulatora zas oddzialywaja wprost na wode, paliwo i powietrze. Aby uniknac bezposredniego oddzialywania regulacji kotla przy nie¬ znacznych wahaniach cisnienia, t. j, waha¬ niach, które moglyby byc wyrównane juz same przez sie przez wspomniana rezerwe cisnienia, badz tez wahaniach, które trwa¬ ja tylko krótko, wskazane jest stosowac regulator, np. regulator mocy lub regula¬ tor cisnienia, nieczynny wewnatrz okreslo¬ nego zakresu wahan, nadajac mu np. w pewnym zakresie jalowy ruch, tak aby tyl- — 5 —ko wahania mocy, przekraczajace okreslo¬ na wartosc, mogly wywolac regulacje.Jak wyjasniono wyzej, przed narza¬ dem regulacyjnym ustala sie normalnie wyzsze cisnienie anizeli za nim, dopóki ze stanu ustalonego nie zostanie calkowicie otwarty ten narzad. Taka róznica cisnien pozostaje przy wszystkich obciazeniach w przyblizeniu stala, jezeli zalozyc, ze tem¬ peratura pary jest utrzymywana na stalym poziomie "zapomoca osobnego regulatora temperatury. Jezeli obciazenie turbiny wzrasta, to zawór otwiera sie wiecej i róz¬ nica cisnien maleje. Te zmiane róznicy ci¬ snien mozna wyzyskac jako impuls regula¬ cyjny do regulacji wody zasilajacej, pali¬ wa i powietrza spalania. Róznica cisnien moze byc pobierana przed lub za tarcza zaporowa, umieszczona w przewodzie pa¬ rowym. W tym przypadku róznica cisnien wzrasta, gdy wzrasta obciazenie turbiny.Dzialanie impulsu jest jednak takie samo, jak w przypadku pobierania róznicy ci¬ snien w narzadzie regulacyjnym turbiny.Turbiny wytwarzajace energje musza byc normalnie wykonane jako maszyny kondensacyjne. Biorac pod uwage wymie¬ niony wyzej przyklad, wedlug którego moc turbiny powinna wzrosnac czterokrot¬ nie, a potrzebna ilosc pary wobec nie¬ uniknionych strat powinna wzrosnac pie¬ ciokrotnie, wynika, ze budowa skraplacza przedstawia pewna trudnosc, poniewaz musi on pracowac przy zmieniajacych sie znacznie ilosciach pary. Dostosowanie skraplacza do najwyzszego mozliwego ob¬ ciazenia silnika byloby nieekonomiczne, gdyz wówczas pelne wyzyskanie skrapla¬ cza mialoby miejsce zaledwie podczas nie¬ wielu godzin ruchu dziennie. Wobec tego wskazane jest obliczyc skraplacz nie na najwyzsze obciazenie, lecz na obciazenie najdogodniejsze w ten sposób, aby przy tern najkorzystniejszem obciazeniu skra¬ placz byl obliczony z nadmiarem dla po¬ wolnego przeplywu wody chlodzacej, wy¬ kazujac bardzo duza próznie. Przy szczy¬ towych obciazeniach mozna przez zwiek¬ szenie szybkosci wody chlodzacej zwiek¬ szyc szybkosc pobierania ciepla z pary, dostosowywujac przebieg skraplania do zjwiekszonych ilosci pary. Jednak takie zwiekszenie szybkosci wody nie wystarcza do przywrócenia tych samych warunków skraplania, co i przy obciazeniu najko¬ rzystniejszem. Jednak w stosunku do tur¬ biny jest to pozadane, gdyz wskutek wzro¬ stu cisnienia w skraplaczu objetosc wlasci¬ wa pary w ostatnich stopniach turbiny zmniejsza sie, wydzielanie sie skroplin zo¬ staje utrudnione oraz zmniejszaja sie stra¬ ty wylotowe, wobec czego pogorszenie sprawnosci przebiegu skraplania zostaje w znacznej mierze wynagrodzone zmniej¬ szeniem strat wylotowych. Przy wzroscie ilosci pary powstaja równiez straty cisnie¬ nia w kotle parowym, lecz okolicznosc ta nie ma praktycznego znaczenia, istnieje bo¬ wiem dostateczna rezerwa cisnienia, dzie¬ ki której strata w przewodzie moze byc wyrównana przez zwiekszenie cisnienia wlotu ponad cisnienie uzytkowe. Regulacja pompy tlokowej nie nastrecza zadnych trudnosci. Pompy wirowe powinny byc od¬ powiednio obliczone, co jest jednak latwe, i wówczas wystarczy tylko zmiana liczby obrotów, w celu osiagniecia pozadanych wartosci wydatku.W silowniach wedlug wynalazku prze¬ puszcza sie przez turbine zmienne ciezary pary o zmiennej objetosci wlasciwej, któ¬ ra to okolicznosc powoduje powstawanie jeszcze innych zagadnien w odniesieniu do konstrukcji oraz dzialania turbin. Jak wiadomo, w turbinach o najwiekszej mocy ostatnie stopnie lopatek turbiny nastrecza¬ ja znaczne trudnosci konstrukcyjne, gdyz przepuszczanie duzych ciezarów pary na sekunde przez lopatki wymaga nadania tym lopatkom znacznej dlugosci. Jak juz nadmieniono wyzej, byloby zupelnie niee¬ konomicznie konstruowac turbiny w tym — 6 —przypadku na najwyzsze mozliwe obciaze¬ nie. Najdogodniejsze obciazenie, na które turbina powinna byc obliczona, wymaga tylko takiej ilosci pary, która wynosi za¬ ledwie ulamek najwiekszej ilosci pary. W ostatnich stopniach turbiny musi wiec byc uzyskana pewna zaleznosc, polegajaca na tern, ze cala najwieksza ilosc pary zostaje przepuszczona przez przeswity lopatek, jednak strata wylotowa nie jest tak duza, aby otrzymana praca turbiny byla zupel¬ nie nieekonomiczna. Trudnosci stad wy¬ nikajace mozna zlagodzic przedewszyst- kiem dwoma sposobami, a mianowicie, al¬ bo zaporaoca tak zwanego sposobu regene¬ racyjnego, wedlug którego z turbiny od¬ galezia sie pewna ilosc pary, która wyzy¬ skuje sie do podgrzewania wody zasilaja¬ cej, odciazajac w ten sposób ostatnie stop¬ nie turbiny, lub tez, co wlasnie jest naj¬ korzystniejsze przy stosowaniu sposobu wedlug wynalazku, przez zastosowanie turbiny pomocniczej, potrzebnej do nape¬ du maszyn pomocniczych, przylaczonej do odpowiedniego stopnia turbiny glównej.Turbiny pomocnicze sa potrzebne przede- wszystkiem do napedu zasilajacej pompy obiegowej kotla, pompy do skroplin, pom¬ py wody chlodzacej do skraplacza, urza¬ dzenia do przenoszenia paliwa i wentyla¬ torów do wytwarzania podwiewu w pale¬ nisku i ciagu ssacego. W celu uproszczenia urzadzenia nalezy miec na wzgledzie, aby te pomocnicze maszyny byly w miare moznosci napedzane wspólnym silnikiem, wobec czego stosuje sie znane turbiny po¬ mocnicze. Czy wówczas stosuje sie mecha¬ niczne sprzegniecie turbiny pomocniczej z turbina glówna lub tez, ze wzgledu na miejsce, turbine pomocnicza sprzega sie z pradnica pomocnicza, a maszyny pomocni¬ cze napedza sie elektrycznie, albo tez sto¬ suje sie naped mieszany, polegajacy na tern, ze pewna czesc maszyn pomocniczych sprzega sie bezposrednio z turbina po¬ mocnicza, a druga czesc za posrednictwem pradnicy napedza sie elektrycznie, nalezy rozstrzygnac w kazdym poszczególnym przypadku oddzielnie, obierajac najodpo¬ wiedniejsze rozwiazanie. W kazdym razie nalezy uwazac jako najkorzystniejsze o- statnie rozwiazanie. Z wlasciwosci sposobu wedlug wynalazku wynika, ze napedy pomocnicze powinny równiez pracowac ze zmienna charakterystyka. Dla uproszcze¬ nia zaklada sie najpierw, ze miedzy waha¬ niami odciazenia turbiny i praca napedów pomocniczych istnieje zaleznosc linjowa, to znaczy, ze wzrostowi mocy turbiny o o- kreslony procent odpowiada dokladnie ta¬ ki sam wzrost mocy napedów pomocni¬ czych. Jezeli turbine pomocnicza wlaczyc do danego stopnia turbiny glównej, wów¬ czas w miejscu pobierania pary, w mysl znanych zasad doswiadczalnych, cisnienie wlotowe turbiny pomocniczej zmienia sie równoczesnie z cisnieniem w turbinie glów¬ nej. Im wiecej wiec jest obciazona turbina glówna, tern wieksze staje sie cisnienie w miejscu pobierania, tern wieksze staje sie cisnienie wlotowe turbiny pomocniczej i tern wieksza jest wydawana przez nia moc, a zatem ustala sie do pewnego stopnia au¬ tomatycznie linjowa zaleznosc napedu po¬ mocniczego od turbiny glównej. W elek¬ trycznych napedach zachodzi okolicznosc nastepujaca: jezeli turbina pomocnicza na¬ pedza pradnice, która nie jest wyregulo¬ wana na stale napiecie przez oddzialywa¬ nie na wzbudzanie, to praktycznie napie¬ cie na pradnicy zmienia sie liniij owo w funk¬ cji liczby obrotów. W tym samym jednak stosunku zmienia sie równiez czestotli¬ wosc. Otóz moc silnika elektrycznego jest zalezna od pradu w wirniku i natezenia po¬ la magnetycznego. Jednak pole magnetycz¬ ne pozostaje praktycznie stale, poniewaz liczba obrotów i czestotliwosc zmieniaja sie praktycznie w jednakowym stopniu, a poniewaz moment jest staly, wiec i prad w wirniku pozostaje staly. A zatem silni¬ ki, przylaczone do pradnicy, pracuja prak- — 7 —tycznie przy stalem natezenia pradu, ale zmienilem napieciu i zmiennej liczbie ob¬ rotów. W ten sposób otrzymuje sie funkcjo¬ nalnie zupelna zgodnosc z ruchem silow¬ ni. Nalezy jednakze uwzglednic w kaz¬ dymi razie, ze limjowa zaleznosc napedów pomocniczych od obciazenia turbiny glów¬ nej zachodzi nie we wszystkich przypad¬ kach. W takich maszynach pomocniczych potrzebna jest regulacja dodatkowa, a wiec np. elektryczne silniki wykonywa sie jako silnflui regulacyjne lub tez, w celu wprowadzenia poprawek, do przewodu pa¬ rowego wlacza sie mechaniczne narzady regulacyjne w postaci przepustoic, zawo¬ rów i t d.W przeciwienstwie do szybkosci pary w kotle, która wedhig powyzszych rozwa¬ zan pozostaje zasadniczo stala, szybkosc wody w przewodach wodnych zmienia sie i to w ten sposób, ze kiedy maleje obcia¬ zenie, to i szybkosc wody zmniejsza sie.Zmniejszenie szybkosci wody wyrazal sie wedlug znanych zasad zmniejszeniem o- siagalnego przeniesienia ciepla. Istnieje mozliwosc przegrzania rur przy malych szybkosciach wody i malem obciazeniu, poniewaz dzialanie chlodnicze opóznia sie.Jezeli wynikaja stad jakie trudnosci, to mozna je usunac w ten sposób, ze kociol zasila sie woda, np, przy róznych tempera¬ turach, tern nizszych, im nizsze jest obcia¬ zenie. W ten sposób zmniejszenie szybko¬ sci przyplywu zostaje w znacznym stop¬ niu wyrównane zwiekszeniem spadku tem¬ peratur, tak iz niebezpieczenstwo uszko¬ dzenia rur przestaje byc grozne.Jezeli wykonanie kotla i maszyn po- mooiiiiiczych na bardzo duze obciazenie szczytowe przysparza znaczne trudnosci, mozna je podzielic tak, aby przy wiekszych obciazeniach byly przylaczane dodatkowe zespoly, pedzone wówczas przy zmiennej charakterystyce, a równiez przy pojedyn¬ czych kotlach mozna zwiekszyc liczbe ma¬ szyn pomocniczych, jezeli jedna tylko ma¬ szyna nie wystarcza do pokrywania zapo¬ trzebowania mocy, wzglednie przetlacza¬ nia odpowiednich czynników.Co do silników elektrycznych, napedza¬ nych zapomoca luribiny, nalezy miec na wzgledzie, ze pradnica pracuje bardzo niekorzystnie, gdyz do normalnego obcia¬ zenia jest zaduza, a wiec sprawnosc jej jest zbyt mala, Takim niekorzystnym wa¬ runkom pracy pradnicy mozna jednak za¬ pobiec w ten sposób, ze chlodzenie prad¬ nicy zmienia sie w zaleznosci od jej1 obcia¬ zenia. Pradnice nalezy tak obliczyc, aby przy najkorzystniejszem obciazeniu turbi¬ na pracowala z najwieksza sprawnoscia o- gólna. Jezeli teraz zespól zostanie wiecej obciazony, to przylacza sie dodatkowe chlodzenie, które moze byc wykonane w rozmaity sposób. Mozna np. zastosowac specjalny przewietrznik, który zostaje wla¬ czony tylko przy wiekszem obciazeniu i przez odprowadzanie ciepla z pradnicy zwieksza jej zdolnosc obciazenia, lub tez dodatkowe chlodzenie wspólpracuje z tur¬ bina pomocnicza, tak ze wydajnosc chlo¬ dzenia wzrasta i opada w tym samym stop¬ niu, co i moc pradnicy. Nadaje sie tu rów¬ niez inny sposób chlodzenia, który jest ma¬ lo odpowiedni przy ruchu ciaglym, ale bar¬ dzo dogodny w niniejszym przypadku, a mianowicie chlodzenie zapomoca rozczy- nów oziebiajacych, jak np. roztworów soli.W tym przypadku trzeba postepowac w sposób nastepujacy: zapomoca malej ma¬ szyny chlodniczej nalezy podczas malego obciazenia ukladu chlodzic i gromadzic roztwór soli. Nagromadzenie roztworu so¬ li jest proste i tanie, poniewaz moze od¬ bywac sie przy cisnieniu atmosferycznem i to w postaci zasobnika warstwowego, z dolnej czesci którego odprowadza sie zim¬ ny roztwór soli, a do glównej czesci wle¬ wa sie roztwór cieply, ochladzany zapo¬ moca ukladu rur w górnej czesci zasobni¬ ka. Chlodzenie odbywa sie normalnie wo¬ da w znanych chlodnicach pierscienio- — 8 —wych, których sprawnosc moze byc zwiek¬ szona przy wiekszych obciazeniach przez zwiekszenie szybkosci powietrza i szybko¬ sci wody. Jezeli takie zwiekszenie nie wy¬ starczy, wówczas zaczyna dzialac chlodze¬ nie zapomoca roztworu. Chlodzenie takie jest ekonomiczne z tego wzgledu, ze sto¬ suje sie je tylko podczas pewnej czesci ca¬ lego okresu roboczego i wobec tego po¬ trzebna jest tylko mala, a wiec tania insta¬ lacja chlodnicza, a zatem warunki pracy ukladaja sie w tym przypadku zupelnie inaczej, niz gdyby chlodzenie roztworem mialo byc stale. Zreszta mozna byloby roz¬ dzielic pradnice na dwie maszyny, z któ¬ rych tylko jedna bylaby czynna az do o- kreslonego obciazenia, natomiast druga zostalaby wlaczona dopiero wtedy, gdy to obciazenie zostanie przekroczone. W celu zmniejszenia strat na wentylacje i tarcie, druga maszyna az do czasu wlaczenia mo¬ glaby pozostawac w spoczynku.Wykonanie paleniska nie przedlstawia zadnych trudnosci. Prawdopodobnie bylo¬ by celowe stosowac palenisko rusztowe ja¬ ko nonrnalne palenisko, a zwiekszenie wy¬ dajnosci przebiegu spalania uskuteczniac w palenisku na pyl weglowy. Do tego ce¬ lu potrzebny bylby tylko maly mlynek, który pracowalby przez caly dzien, w ce¬ lu przygotowania zapasu pylu, przeznaczo¬ nego do szczytowych obciazen.Powyzej opisano sposób wedlug wyna¬ lazku w zwiazku z zastosowaniem kotla parowego o przymusowym przeplywie pa¬ ry, gdyz kociol ten nadaje sie najlepiej do przeprowadzenia sposobu wedlug wyna¬ lazku. Mozna, oczywiscie, zastosowac ko¬ tly i innego rodzaju, jezeli przy obliczaniu tych kotlów beda uwzglednione znaczne zmiany w warunkach obciazenia kotla. Ko¬ ciol z przymusowym przeplywem pary bez komory parowej jest dogodniejszy z tego wzgledu, ze latwiejsze sa w nim do roz¬ wiazania zagadnienia wytrzymalosci, ani¬ zeli w wodnorurkowych kotlach z walcza¬ kami lub plolmienicowych kotlach walco¬ wych; PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób pokrywania wahan obciaze¬ nia w silowniach parowych a zwlaszcza w silowniach, wyposazonych w* kotly o przy¬ musowym przeplywie pary, znamienny tern, ze cisnienie robocze pary, wytwarza¬ nej w kotlach silowni, i objetosc wlasciwa pary przed wlotem silnika sa regulowane w zaleznosci od wahan obciazenia silnika parowego, tak iz doplywajaca don na se¬ kunde objetosc pary fV ni3/sek) pozostaje zasadniczo w przyblizeniu stala.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze regulacja cisnienia pary w ko¬ tlach silowni1, w celu uzyskania stalej ob¬ jetosci pary, doplywajacej do silnika pa¬ rowego na sekunde, jest uskuteczniana tylko przy obciazeniach silnika, przekra¬ czajacych okreslone obciazenie podstawo¬ we, natomiast ponizej tego obciazenia pod¬ stawowego regulacja wahan obciazenia sil¬ nika jest uskuteczniana przez zmienne ilo¬ sci pary, doprowadzane do silnika w jed¬ nostce czasu.

3. Sposób wedlt^g zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze kotly parowe silowni przy wzrastajacem obciazeniu silnika sa zasila¬ ne woda o wyzszej temperaturze, a przy malejacem obciazeniu silnika — woda o nizszej temperaturze.

4. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tern, ze podczas normalnej pracy silowni, w przypadku ustalenia sie stanu równowagi pomiedzy dostarczaniem i za¬ potrzebowaniem pary silowni, cisnienie pa¬ ry przed wlotem silnika zostaje powiek¬ szone o pewna okreslona wartosc zapomo¬ ca zaworu dlawiacego, umieszczonego przed silnikiem, w celu utworzenia rezer¬ wy cisnienia do pokrywania niewielkich wahan obciazenia silowni.

5. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna- — 9 —mienmy tern, ze prócz regulacji pracy ko¬ tlów silowni na niezmienna objetosc pary na sekunde, pobieranej przez silnik przy zmientnem cisnienia, stosuje sie dodatkowo regulacje mocy samego silnika przez zmia¬ ne doplywa don pary w celu wyrównania wahan obciazenia, które nie zostaja wy¬ równane wskutek bezwladnosci ukladu ko¬ tlowego* *6; Sposób wedlug zastrz, 1, w zasto¬ sowaniu do silowni, wyposazonej przynaj¬ mniej w 'jedna turbine pomocnicza, przy¬ laczona do jednego ze stopni turbiny glównej., znamienny tern, ze równiez i do turbiny pomocnicze] jest doprowadzana zasadniczo stala objetosc pary wlotowej na sekunde, dzieki czemu ta pomocnicza turbina posiada zmienna liczbe obrotów, aby zachowany zostal stan równowagi po¬ miedzy doprowadzona energia pary i ob¬ ciazeniem silnika, 7. Sposób wedlug zastrz, 1 i 6, w za¬ stosowaniu do zespolu pomocniczego, skla¬ dajacego sie z turbiny pomocniczej ii prad¬ nicy elektrycznej do zaopatrywania w prad pewnej liczby napedzanych elektrycznie maszyn pomocniczych, znamienny tern, ze pradnicy nadaje sie zmienne napiecie lub czestotliwosc odpowiednio do liczby jej obrotów, wskutek czego maszyny pomoc¬ nicze, przylaczone do tej pradnicy, biegna równiez ze zmienna liczba obrotów odpo¬ wiednio do chwilowej wartosci * napiecia lub czestotliwosci. 8. Sposób wedlug zastrz- 1, 6 i 7, zna¬ mienny tem, ze stosuje sie dwie turbiny pomocnicze, z których jedna pracuje az do obciazenia zasadniczego, druga zas powy¬ zej obciazenia zasadniczego, przyczem ta ostatnia jest napedzana przy zmiennej licz¬ bie obrotów. 9. Sposób wedlug zastrz. 8, znamien¬ ny tem, ze przebieg zmian mocy maszyny pomocniczej, biegnacej przy zmiennej licz¬ bie obrotów, fest dostosowywany do prze¬ biegu zmian mocy maszyny glównej, z za¬ stosowaniem dodatkowej regulacji zapo- moca osobnych narzadów regulacyjnych. 10. Sposób wedlug zastrz. 1, 5, 6 i 7, znamienny tem, ze moc wentylatora, slu¬ zacego do chlodzenia prajdtnicy, jest zmie¬ niana odpowiednio do zmian mocy maszy¬ ny glównej, sprzegajac tem wentylator badz bezposrednio z turbina pomocnicza, badz tez elektrycznie z pradnica pomoc¬ nicza. 11. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tem, ze impuls regulacyjny do oddzia¬ lywania na przebieg regulacji kotlów si¬ lowni jest pobierany z róznicy cisnien przed i za zaworem* dlawiacym silnika pa¬ rowego lub tez z róznicy cisnien, panuja¬ cych przy tarczy zaporowej, umieszczonej w przewodzie doplywowym pary, 12. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tem, ze oprócz glównego impulsu regulacyjnego, oddzialywajajcego na prze¬ bieg regulacji kotlów silowni w zaleznosci od warunków pracy silnika parowego (np. liczby jego obrotów lub obciazenia), po¬ bierany jest jeszcze jeden lub kilka do¬ datkowych impulsów, zaleznych od tempe¬ ratury pary lub1 jej cisnienia, albo od tych dwóch czynników lacznie, lub tez wreszcie zaleznych od zawartosci bezwodnika we¬ glowego (C02) w spalinach kotlowych si¬ lowni. 13. Sposób wedlug zastrz. 1 i 12, zna¬ mienny tem, ze regulator, sluzacy do re¬ gulacji cisnienia silowni, jest nastawiany W) zaleznosci od obciazenia maszyny glów¬ nej. Siemens - Schuckertwerke Aktiengesellschaft Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 23452. Tk<*) t)ruk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL