Verfahren zur Regelung von Hochdruck-Dampferzeugern. Es ist bekannt, bei Dampferzeugern mit kleinem Inhalt die Menge des dem Erzeuger zugeführten Arbeitsmittels und die Menge der zugeführten Wärme in gemeinsamer Ab hängigkeit von einer von der Leistung des Dampferzeugers beeinflussten Vorrichtung zu regeln. Es wird dabei in Abhängigkeit von der Leistung die Wärmemenge und die Menge des Arbeitsmittels so geregelt, dass ihre Mengen bei jeder Belastung des Dampf erzeugers immer im gleichen Verhältnis zu einander stehen.
Da aber die Dampferzeuger bei verschiedenen Belastungsgraden entspre chend der Veränderung der Wärmebelastung der wärmeübertragenden Flächen auch ver schiedene Wirkungsgrade aufweisen, kann die Temperatur des erzeugten Dampfes der art geregelter Dampferzeuger nicht unver änderlich gehalten werden. Diese Tempera turveränderungen verursachen in der ganzen Anlage den Betrieb sehr störende Schwan- kungen.
Auch eine Regelung, bei welcher die eine der zu regelnden Mengen durch eine mit der Leistung des Erzeugers in Zusammenhang stehende Grösse allein und die andere zu regelnde Grösse in Abhängigkeit von der Temperatur des erzeugten Dampfes allein verändert werden, kann die nachteiligen Schwankungen nicht vermeiden, da aus der völligen Trennung der beiden Regelungen labile Zustände entstehen, die dann die Ur sache von ähnlichen Schwankungen sind.
Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf ein Verfahren zur Regelung von Hoch druckdampferzeugern, bei welchen die dein Erzeuger zugeführte Arbeitsmittelmenge und die Wärmemenge in Abhängigkeit minde stens von einer Betriebsgrösse geregelt wer den und bezweckt, die erwähnten Nachteile zu vermeiden. Die Erfindung besteht darin, dass das Verhältnis der Intensität der beiden zur Regelung der Arbeitsmittelmenge und zur Regelung der Wärmemenge erteilten Impulse nach Massgabe der Dampftemperatur verändert wird.
Zur Ausführung dieses Ver fahrens kann bei einem Hochdruckdampf- erzeuger, bei welchem die dem Erzeuger zu geführte Arbeitsmittelmenge und diaWärme- inenge in Abhängigkeit mindestens von einer Betriebsgrösse geregelt werden, das Verhält nis der Intensität der beiden zur Regelung der Arbeitsmittelmenge und zur Reglung der Wärmemenge erteilten Impulse durch einen vom Dampf beeinflussten Temperatur aufnehmer verändert werden.
Ein Beispiel des Erfindungsgegenstandes ist auf der Zeichnung schematisch dar gestellt.
Dem das Rohrsystem 1 aufweisenden Dampferzeuger A wird aus einer Speise leitung 2 durch die Leitung 3 ein Arbeits mittel in flüssigem Zustand zugeführt, wel ches nach :der Verdampfung und Überhitzung durch die Leitung 4 an die in der Zeich nung nicht dargestellten Verbrauchsstellen geführt wird. Zur Beheizung des Rohr systems 1 dient ein Brenner 5, welchem in bekannter Weise durch die Leitung 6 Brenn stoff und durch die Leitung 7 Verbrennungs luft zugeführt wird. Die bei der Verbren nung entstehenden Abgase treten aus dem Innern des Erzeugers durch den Rauchgas kanal 9 aus.
In der Leitung 4 sind eine Druckauf- nc:llmervorrichtung B und eine Temperatur aufnehmervorrichtung C angeordnet, welche gemäss den. vom entwickelten Dampf auf genommenen Zustandsgrössen Impulse durch die Leitungen 12 bezw. 13 weiterleiten. Der vom Druck erteilte Impuls wirkt auf die beiden Schieber 14 und 15 der beiden Steuer vorrichtungen D bezw. E. Die Steuervor- richtung D dient zur Steuerung der Drossel vorrichtung h' für das Arbeitsmittel.
Die von der Steuervorrichtung E gesteuerte Ar beitsflüssigkeit wirkt auf den Kolben 3,6 des Servomotors G, welcher die Stellung des Drosselorganes 39 in der Brennstoffleitung 6 und des Drosselorganes 40 in der Verbren nungsluftleitung 7 festlegt. Zur Korrektur der Stellung des Drosselorganes 39 ist eine Hülse 48 vorgesehen, welche von Hand oder selbsttätig .durch einen in Abhängigkeit vom Kohlensäuregehalt der Rauchgase beeinfluss- teil Regler <I>L</I> mittelst dem Servomotor K be tätigt wird.
Der von der Temperaturauf- llehmervorrichtung C erzeugte Impuls wirkt auf die Steuervorrichtung .I, welche die Lage des Kolbens 55 im Servomotor H festlegt.
Bei einer Erhöhung des Druckes in der Dampfleitung 4, zum Beispiel bei verminder tem Dampfverbrauch, stellt die Druckauf- nehmervorrichtung B für die Steuerflüssig keit in der Leitung 12 einen erhöhten Druck ein, wodurch die beiden Schieber 14 und 15 der Steuervorrichtungen D und E entgegen dem Druck der Federn 22 und 23 angehoben werden. Der Schieber 14 öffnet dabei der durch die Öffnung 18 zugeführten Steuer flüssigkeit den Weg durch die Leitung 26 unter den Kolben 27 des Servomotors ?8.
Der Kolben 2 7 wird angehoben, so dass .durch Übertragung des Gestänges 30 der Ventil körper 3:1 der Drosselvorrichtung I' in schliessender Richtung verstellt und die Menge des dem Erzeuger zugeführten Ar beitsmittels verkleinert wird. Gleichzeitig öffnet der aufwärtsgellende Schieber 15 in der Steuervorrichtung E der im Servomotor G befindlichen, vorerst durch die Öffnung 19 zugeführten Steuerflüssigkeit den Weg durch die Leitung 35 und die Öffnungen 21 in die Ablaufleitung.
Der Kolben 36 und das Gestänge 41 werden durch die Feder 38 nunmehr angehoben, der Hebel 42 in ent sprechender Weise gedreht und durch die abwärtsgehende Bewegung der Gestänge 43 und 44 die beiden Drosselorgane 39 und 40 in schliessender Richtung verstellt. Die Zu führung von weniger Brennstoff und weniger Verbrennungsluft genügt nunmehr, um die ebenfalls in vermindertem Mass zugeführte Arbeitsmittelmenge zu verdampfen und zu überhitzen, ohne dass dabei eine übermässige Schwankung im Druck und in der Tempera tur des erzeugten Dampfes eintreten würde.
Steigt aber trotzdem die Temperatur des erzeugten Dampfes noch an, so wird das Ver- hältnis der Intensität der durch die Vorrich tung B auf die beiden Regelvorrichtungen CT und F erteilten Impulse geändert. Zu diesem Zweck stellt nun zusätzlich zu der in Ab hängigkeit vom Druck erfolgten Regelung die Temperaturaufnehmervorrichtung C in der Leitung 13 einen geringeren Druck für die Steuerflüssigkeit ein, so dass die auf den Schieber 50 der Steuervorrichtung J wir kende Feder 64 denselben.
nach unten drückt und dadurch der unter dem Kolben 55 be findlichen, zuerst aus einer Leitung durch die Öffnung 52 zugeführten Steuerflüssig- k eit der Weg durch die Leitung 49 und die Öffnung 54 in den Ablauf freigelegt: wird. Die Feder 53 drückt nunmehr den Kolben 55 und das Gestänge 56 nach unten, wodurch die Feder 22 in stärkerem Masse gespannt und die Feder 23 entlastet wird.
Der Steuer schieber 14 wird durch die gespannte Feder 22 nach abwärts verstellt und die unter dem Kolben 27 im Servomotor 28 befindliche Flüssigkeit unter der Wirkung der Feder 29 durch die Öffnung 2f0 in den Ablauf ge drückt, so dass der Durchflussquerschnitt der Drosselvorrichtung F vergrössert und dem Dampferzeuger eine erhöhte Menge an Ar beitsmittel zugeführt wird. Gleichzeitig wird durch die Entspannung der Feder 23 der Steuerschieber 15 aufwärts bewegt, der über dem Kolben 36 befindlichen Steuerflüssig keit der Weg in den Ablauf freigelegt und der Kolben 36 durch die Feder 38 an gehoben.
Diese Kolbenbewegung verstellt aber die beiden Drosselorgane 39 und 40 in schliessender Richtung, so dass die durch den Brenner 5 zugeführte Wärmemenge vermin dert wird. Die anfänglich diese Steuerbewe- gung einführende Erhöhung der Temperatur wird nun durch diese beiden Steuerverstel lungen zurückgeführt, so dass _ die Tempera tur des erzeugten Dampfes auf den normalen Wert zurücksinkt.
Ein entsprechender Re gelvorgang, jedoch mit umgekehrtem Bewe gungssinn würde bei einer Temperaturernie drigung die Brennstoffmenge vergrössern und die Merze des Arbeitsmittels verkleinern, um die Temperatur des erzeugten Dampfes wie der auf das normale Mass ansteigen zu lassen.
Bei einer Verminderung des Druckes in der Dampfleitung 4, zum Beispiel bei er höhtem Dampfverbrauch, verstellen die Steuervorrichtungen D und E die Drossel vorrichtung F und die Drosselorgane 39 und 40 derart, dass eine erhöhte Menge an Speise flüssigkeit und eine erhöhte Menge an Brenn stoff und Verbrennungsluft dem Erzeuger zugeführt wird, so dass schliesslich die von den Verbrauchsstellen benötigte Dampf menge erzeugt und der Druck wieder auf seinen normalen Wert angehoben wird.
Ein damit zusammenhängendes Sinken der Temperatur bei dieser Betriebsverände rung wirkt nun auf die Steuervorrichtung J und den Servomotor H derart, dass der Kol ben 55 ansteigt und dabei die Feder 32 ent- spannt@und der Feder 23 eine erhöhte Span nung erteilt. Das dadurch bedingte Steigen des Steuerschiebers 14 und das Sinken des Steuerschiebers 15 bewirken eine Verkleine rung des Durchflussquerschnittes der Drossel vorrichtung F und eine entsprechende Ver grösserung des Durchflussquerschnittes an den beiden Drosselorganen 39 und 40.
Die dadurch eingestellte, vermehrte Zuführung von Brennstoff und Verbrennungsluft und die verminderte Zuführung von Speiseflüs sigkeit stellt das anfänglich gestörte Tempe raturgleichgewicht, dessen Störung diese Regelbewegung einleitete, wieder her. Bei einer Erhöhung der Temperatur würde in der bereits beschriebenen Weise die Wärme menge verkleinert. und die Menge des Ar beitsmittels vergrössert.
Der von der Regelvorrichtung einzu stellende und unveränderlich zu haltende Druck kann durch Verstellung des Hand rades 622, die Temperatur durch Verstellung des Handrades 63 den jeweils gewünschten Betriebsverhältnissen entsprechend eingestellt werden. Um die Beheizung auf das gün stigste Verhältnis zwischen Verbrennungs- luftmenge und Brennstoffmenge einstellen zu können, wird in Abhängigkeit von der Vorrichtung L durch Übertragung mittelst eines Servomotors K, einer Zahnwalze 72 und eines Zahnrades 70 die Länge des Ge stänges 43 und somit die Relativstellung des Drosselorganes 39 gegenüber dem Dros selorgan 40 verändert.
Dadurch wird die Beheizung selbsttätig durch den Kohlen- säuregehalt derart verstellt, dass ein für die Verbrennung günstigster Kohlensäuregehalt der Rauchgase sich ergibt.
Natürlich können für diese verschiedenen Steuervorrichtungen in geeigneter Weise Rückführvorrichtungen vorgesehen sein; wel che die Bewegungen der steuernden Vorrieh- tung nach erfolgtem Eingreifen auf die zu steuernden Organe wieder rückführen. Zur Übertragung der Impulse, Steuerbewegungen und Rückführungen können hydraulische, pneumatische oder mechanische Gestänge oder elektrische Übertragung verwendet wer den. An Stelle einer kontinuierlichen Über tragung der Impulse können diese auch stossweise auf die zu regelnden Organe übertragen werden.
Es wird dadurch im be sonderen der Vorteil erreicht, dass die Regel vorrichtungen nicht zu klemmen anfangen können.
Anstatt einer Verstellung von Drossel organen und Drosselvorrichtungen können auch -die Fördervorrichtungen in ihrer För- derleistung verstellt werden. In andern Fäl len kann es Vorteil bieten, wenn der von der Temperatur erteilte zusätzliche Regelimpuls entweder allein auf die Regelung der Speise- flüssigli:eitsmenge oder dann allein auf die Regelung der dem Erzeuger zugeführten Wärmemenge zur Veränderung des Verhält nisses der ausgeübten Impulse ausgetibt wird.
ES können auch gegebenenfalls Vor richtungen vorgesehen werden, mittelst wel chen die Grösse der Einwirkung des zusätz lichen Temperaturimpulses auf die Speise flüssigkeitsmenge und die Wärmemenge je nach den gegebenen Betriebsverhältnissen verändert werden kann. Zur Regelung der Wärmemenge kann die Verbrennungsluft- menge oder die Brennstoffmenge oder beide zusammen zusätzlich in Abhängigkeit vom Kohlensäuregehalt der Rauchgase verändert werden. Schliesslich kann die die Feuerung in Abhängigkeit von den Rauchgasen ver stellende Vorrichtung anstatt auf Grund des Kohlensäuregehaltes auch auf Grund des Gehaltes an Kohlenmonoxyd der Rauchgase verstellt werden.