Verfahren zur Regelung der Speisung von Dampferzeugern. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Regelung der Speisung von Dampferzeugern. Das Verfahren besteht darin, dass ein in Abhängigkeit von der Bela stung geregelter grösserer Teil von Speise flüssigkeit über einen Verdampfungsvorwär mer mindestens zum Teil verdampft in einen Sammelbehälter geführt und ein kleinerer, in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstande in diesem Sammelbehälter geregelter Teil der Speiseflüssigkeit unter Umgehung des Ver dampfungsvorwärmers gleichfalls dem Sam- melbehälter zugeführt wird.
Bei Dampferzeugern mit Sammelbehäl ter, dessen Speisung über ein beheiztes Rohr system erfolgt, ist es bekanntlich schwierig, mit den üblichen Speisewasserregulierungen den Wasserstand im Sammelbehälter inner halb vorgeschriebener Grenzen zu halten, falls im beheizten Rohrsystem Dampfbil dung auftritt, wie dies beispielsweise beim Verdampfungsekonomiser der Fall ist. Mit den regeltechnischen Massnahmen der vor liegenden Erfindung lassen sich diese Schwierigkeiten vermeiden.
Das Verfahren ist an Hand der in den Fig. 1 bis 4 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
Die in Fig. 1 gezeigte Dampferzeuger anlage ist mit einer Speisepumpe 1 ausgerü stet, welche die Speiseflüssigkeit vorerst in den Vorwärmer 2 fördert. Der Vorwärmer 2 ist über die Leitung 3 mit einem Ventil gehäuse 4 und über die Leitung 5 mit dem Ventilgehäuse 6 verbunden. Das Ventil gehäuse 4 ist mittels der eine Mengenmess- stelle 8, beispielsweise eine Messblende, auf weisenden Leitung 7 an den Verdampfungs vorwärmer 9 angeschlossen, von welchem die Leitung 10 zu dem als Ausdampfgefäss 11 ausgebildeten Sammelbehälter geführt ist. Vom Ventilgehäuse 6 führt die Wasserlei tung 12 zum Ausdampfgefäss 11.
Dieses ist an den Röhrenverdampfer 13 angeschlossen, der von einem Wärmespender, beispielsweise heissen Rauchgasen, beheizt wird. Im Röh renverdampfer 13 wird mit Hilfe der Um wälzpumpe 13a im Zwangumlauf oder unter Weglassung der Pumpe im natürli chen Umlauf die im Ausdampfgefäss 11 sich sammelnde Speiseflüssigkeit llb verdampft und in den Dampfraum lla geleitet.
Das Ausdampfgefäss 11 weist einen Ab lauf 15 auf, durch den die erforderliche Ab- schlämmung der mit der Speiseflüssigkeit eingeführten Salze erfolgt und überschüssige Speiseflüssigkeit abgeführt wird.
Vom Dampfraum lla des Ausdampf- gefässes 11 führt die Leitung 16 in den Überhitzer 17, an welchen die mit einer Mengenmessstelle 18 ausgerüstete Dampflei tung 19 zu einer oder mehreren Verbrauchs stellen führt.
Zwecks Regelung der durch die Leitung 7 in,den Verdampfungsvorwärmer 9 einzuspei senden Menge ist das Ventilgehäuse 4 mit einem Ventil 20 versehen, das an den Servo- motorkolben 21 angeschlossen ist. Der Kol- bei 21 ist im Zylinder 22 angeordnet, in welchem die gegen den Kolben 21 drückende Feder 23 untergebracht ist. Die Drucköl leitung 24 verbindet den Arbeitsraum 22a des Zylinders 22 mit dem Steuerschieber gehäuse 25. An dieses ist die Zufuhrleituug 26 und die Ablaufleitung 27 für Drucköl angeschlossen. Im Gehäuse 25 ist ein Steuerschieber 28 gelagert, der auf beiden Seiten mit Stangen 29 verlängert ist. Diese Stangen 29 sind an den Membranen 30 bzw.
32 der Druckdifferenzfühler 31 bzw. 33 befestigt. Am Ende der obern Stange 29 ist ein Faltenbalg 39 befestig, der gegen die feste Wand 38 abgestützt ist. Der Falten balg 39 ist über die Leitung 40 mit dem Dampfraum lla des Ausdampfgefässes 11 in Verbindung gebracht. Das Ende der zum Druckdifferenzfühler 33 herausraagenden Stange 29 ist auf die Felder 41 abgestützt, deren Spannung mittels einer Schraube 42 eingestellt werden kann. Die auf beiden Sei ten der Membranen 30 bzw. 32 befindlichen Druckräume 34, 34a bzw. 35, 35a sind über die Messleitungen 36, 36a bzw. 37, 37a vor und hinter der Mengenmessstelle 8 (Drossel stelle) bzw. 18 an die Leitung 7 bzw. 19 angeschlossen.
Im. Ausdampfgefäss 11 ist der Schwim mer 43 angeordnet, welcher mit der Gleit- stange 44 verbunden ist. Die Gleitstange 44 ist dampfidicht zum Ausdampfgefäss 11 herausgeführt und gelenkig an ein Ende des einarmigen Schwenkhebels 45 ange schlossen. Das andere Ende des Hebels 45 ist mittels der Gelenkstange 45a an einem Fix punkt 45b gelenkig befestigt. Am Hebel 45 ist ferner die Regelstange 46 angelenkt und mit dem Hebel 48 gelenkig verbunden. Das eine Ende des Hebels 48 ist an den Ventil körper 47 und das andere Ende an den Ven tilkörper 49 des Abschlämmventils 50 ange schlossen. Der Ventilkörper 49 wird mittels der Feder 51 in die Schliesslage gedrückt. Das Abschlämmventil 50 ist in die Ablauf leitung 15, 15a eingeschaltet.
Von der Lei tung 15 führt eine mit einem Bypassventil 52 ausgerüstete Umgehungsleitung 53 in dan Ablauf 15a.
Die Einstellung der Ventile 20, 47 ist derart aufeinander abgestimmt, dass bei Normalbelastung des Dampferzeugers der grössere Teil der eingeführten Speiseflüssig keit, z. B. 80 bis 90 %, durch den Ver dampfungsvorwärmer 9 und ein kleinerer Teil, beispielsweise 20 bis 10%, durch die Wasserleitung 12 in das Ausdampfgefäss 11 gelangt, wobei im Verdampfungsvorwärmer 9 mindestens ein Teil, beispielsweise ca. 10 % , für Mitteldruckkessel und für Hochdruck- Dampferzeuger ca. 90% der in diesen gelei teten Speiseflüssigkeit verdampft wird, wäh rend der noch in flüssigem Zustande befind liche Rest in das Ausdampfgefäss 11 gelangt und sich in diesem aus dem Dampf abschei det.
Im Ausdampfgefäss 11 wird der Was serinhalt innert bestimmter Grenzen mit Hilfe des auf das Ventil 47 wirkenden Schwimmers 43 konstant gehalten. Der Soll wert der an der Mengenmessstelle 8 jeweilen erforderlichen Druckdifferenz, welche ein direktes Mass für die pro Zeiteinheit in den Verdampfungsvorwärmer 9 eingeleitete Speiseflüssigkeit darstellt, wird erstens in Abhängigkeit von der durch die Leitung.19 abströmenden Verbrauchs,dampfmenge und ferner zusätzlich in Abhängigkeit des im Dampfraum llb herrschenden Druckes ein bestellt.
Statt die Einstellung zusätzlich von dem im Dampfraum llb herrschenden Druck ,abhängen zu lassen, kann hiefür eine- andere Zustandsgrösse des Dampferzeugers., z. B. die Feuerungsintensität, herangezogen wer den. Hierzu kann der Brennraum z. B. mit einem Messstrang ausgerüstet sein, durch wel chen eine unveränderliche Arbeitsmittel menge durchströmt.
Die Austrittstemperatur aus diesem Messstrang ergibt dann ein Mass für die Intenisität :der Feuerung. Es wäre auch möglich, mehrere Zustandsgrössen zusätzlich für diese Einstellung heranzu ziehen.
Tritt nun ein Laststoss auf der Ver- brauchsseite auf, so wird die durch die Mengenmessstelle 18 strömende Dampfmenge ansteigen, wodurch die Druckdifferenz in den Messleitungen 37, 37a ebenfalls grösser wird. Zufolge des zwischen den Druckräu men 35 und 35a gleichfalls grösser wer denden Druckunterschiedes bewegt sich die Membrane 32 mit der an ihr befestigten Stange 29 und dem Kolbenschieber 28 ent gegen der Wirkung der Feder 41 nach abwärts und verbindet den Arbeitsrauen 22a mit dem Ablauf 27 des Drucköls. Die Fe der 23 kann daher expandieren und das Ven til 20 stärker öffnen, so dass mehr Speise flüssigkeit in den Verdampfungsvorwärmer 9 gelangt.
Dadurch vergrössert sich die Druckdifferenz in der Mengenmessstelle 8, die sich über die Messleitungen 36, 36a in die Druckräume 34, 34a überträgt. Unter der Wirkung der vergrösserten Druckdifferenz auf die Membrane 30 bewegt sich dieselbe gegen den Druckraum 34 und überträgt diese Bewegung auf den Steuerschieber 28. Der Ölabfluss aus dem Arbeitsraum 22a wird dadurch vermindert und kommt dann zum Stillstand, wenn der von der Mengen- messstelle 18 verlangte Sollwert der Druck differenz in der Mengenmessstelle 8 erreicht worden ist.
Tritt eine Änderung des Druckes im Aus dampfgefäss 11 auf, beispielsweise hervor gerufen durch eine Änderung des Dampfver brauches oder der Feuerleistung, so wird diese über die Leitung 40 auf den Falten balg 39 übertragen. Beispielsweise wird bei einer Druckabsenkung die vom Faltenbalg 39 auf den Steuerschieber 28 ausgeübte Kraft vermindert, so dass der Steuerschieber 28 den Arbeitsraum 22a mit dem Ablauf 27 verbindet. Der Servomotorkolben 21 bewegt das Ventil 20 in Öffnungsrichtung, so dass mehr Speiseflüssigkeit in den Verdampfungs vorwärmer 9 gefördert wird.
Diese Ver grösserung der Speisemenge erfolgt so lange, his die dadurch in der Mengenmessstelle 8 hervorgerufene erhöhte Druckdifferenz über die Membrane 30 den Steuerschieber 28 wie der in die Mittellage zurückgeführt hat.
Durch diese Massnahme wird erreicht, dass bei niedrigem Kesseldruck eine verhältnis- mässig grössereSpeisewassermenge durch den Verdampfungsrvorwärmer 9 geleitet wird. In dieser Weise wird die zufolge der grösseren Dampfentnahme notwendige grössere Wasser menge in den Dampferzeuger eingespeist.
Im allgemeinen ist das Verhältnis der im Verdampfungsvorwärmer 9 erzeugten Dampfmenge zur gesamten Dampfleistung des Dampferzeugers von der Belastung abhängig. Daraus folgt, dass der Wasser inhalt im Verdampfungsvorwärmer 9 sich ebenfalls mit dem Belastungszustand des Dampferzeugers ändert. Daher wird bei einer Änderung des Belastungszustandes vorübergehend eine bestimmte Wassermenge aus dem Verdampfungsvorwärmer 9 ent weder durch die Leitung 10 in das Aus dampfgefäss 11 ausgestossen, oder es wird eine bestimmte Wassermenge im Verdamp fungsvorwärmer 9 akkumuliert.
Die durch die Leitung 10 in das Ausdampfgefäss 11 gelangende Wassermenge weicht daher während einer gewissen Zeit von dem dem jeweiligen Belastungszustand des Dampf erzeugers entsprechenden Beharrungswert ab. Dadurch würden sich Schwankungen des Wasserstandes llb im Ausdampfgefäss 11 ergeben, wenn diese nicht durch die Wir kung des Wasserständreglers 43, 45, 47 ausgeglichen würden.
Gelangt beispielsweise eine grössere als dem jeweiligen Beharrungs- wert entsprechende Wassermenge durch die Leitung 10 in das Au & dampfgefäss 11, so steigt der Wasserinhalt 11b. Dies bewirkt ein Steigen des Schwimmers 43, was eine Verschiebung der Regelstange 46 nach auf wärts zur Folge hat. Die Feder 51 hält das Ventil 49 geschlossen, so.dass der Drehpunkt des Hebels 48 aim. Ventil 49 liegt.
Die Ver schiebung der Regelstange 46 nach auf wärts hat dadurch eine Bewegung des Ven tils 47 in der -Schliessrichtung zur Folge, so dass die durch die Leitung 12 in Üas Aus dampfgefäss 11_ eingespeiste Menge kleiner wird.
Sollte bei völlig geschlossenem Ventil 47 eine über dem momentanen Beharrungswert liegende Wassermenge noch durch die Lei- tung 10 in das Ausdampfgefäss 11 gelangen, so steigt der Schwimmer 43 an und schiebt die Stange 46 nach aufwärts. Der Drehpunkt des Hebels 48 hat sich auf das Ventil 47 ver lagert, so dass nun entgegen der Wirkung der Feder 51 das Ventil 49 gehoben wird, wodurch die überschüssige Speiseflüssigkeit aus dem Augdampfgefäss 11 über die Leitung 15 in den Ablauf 15a gelangt und damit ein Überspeisen des Kessels vermieden wird. Gleichzeitig werden die im Ausdampfgefäss 11 angesammelten Salze abgeschlämmt.
Eine solche Abschlämmung kann ferner jederzeit durch Öffnendes Handventils 52 vorgenom men werden, in welchem Falle Speiseflüssig keit über die Leitungen 15 und 53 in den Ablauf 15a gelangt. Die in dieser Weise abgeführte Speisewassermenge wird infolge Sinkens des Schwimmers 43 durch vermehr tes Öffnen des Ventils 47 über die Leitung 12 ersetzt.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Dampf erzeugeranlage ist die Speisepumpe 1 über die Leitung 54 an ein erstes Ventilgehäuse 55 und über die Leitung 56 an ein zweites Ventilgehäuse 57- angeschlossen. Vom Ge häuse 57 führt die Leitung 58 zum Aus- dämpfgefäss 59. Die Regelstange 60 des im Gehäuse 57 angeordneten Ventils 61 ist am einarmigen Hebel 62 angelenkt, dessen eines Ende am ortsfesten Zapfen 63 gelagert und dessen anderes Ende mit dem im Ausdampf gefäss 59 angeordneten Schwimmer 64 gelenkig verbunden ist.
Das Augdampfgefäss 59 ist mit einer Ablaufleitung 91 versehen, in wel che das Absperrorgan 92 eingeschaltet ist, durch welche zwecks Abfuhr der mit dem Speisewasser in das Gefäss 59 eingeführten Salze von Zeit zu Zeiteine bestimmte Menge Speiseflüssigkeit 59b abgeschlämmt wird.
Vom Gehäuse 55 führt die Leitung 65. zum Verdampfungsvorwärmer 66, der über die Leitung 68 mit dem Dampfraum. 59a des Ausdampfgefässes 59 verbunden ist. An den Dampfraum 59a ist der Überbitzer 69 angeschlossen, der über die Leitung 70 mit der im Wasserteil 59b des Ausdampfgefässes 59 angeordneten Heizschlange 71 verbunden ist. Die Heizschlange 71 isst über die Leitung 72 mit dem Endüberhitzer 73 verbunden, von dem die Frischdampfleitung 74 zu den Ver brauchsstellen führt.
In die Leitung 74 ist eine Mengenmess- stelle 75 (Drosselstelle) eingeschaltet, von welcher die Messleitungen 76, 77 zum Druck differenzfühler 78 geführt sind. Im Druck differenzfühler 78 befindet sich die Mem brane 79, mit welcher der im Schieber gehäuse 80 untergebrachte Steuerschieber 81 verbunden ist. Der Steuerschieber 81 ist fer ner an die Membrane 82 angeschlossen, die sich im Druckdifferenzfühler 83 befindet. An das Schiebergehäuse 80 ist die Druck leitung 26 und die Ablaufleitung 27 für Drucköl angeschlossen. In die Leitung 65 ist eine Mengenmessstelle 67 (Drosselstelle) ein geschaltet, von welcher die Messleitungen 84, 85 abgezweigt und an den Druckdiffe renzfühler 83 angeschlossen sind.
Das Schie bergehäuse 80 ist über die Leitung 86 mit dem Servomotorzylinder 87 verbunden, in welchem der unter der Wirkung einer Feder 88 stehende Servomotorkolben 89 angeord net ist. Der Kolben 89 ist an das im Gehäuse 55 angeordnete Ventil 90 angeschlossen. Die Regelung oder Speisung mit Hilfe der beiden Ventile 61 und 90 erfolgt in gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1.
Anstatt, wie in Fig. 2 gezeigt, die Ver dampfung der im Ausdampfgefäss 59 sich ansammelnden Speiseflüssigkeit 59b mittels einer Heizschlange 71 durchzuführen, wel che mit Dampf beaufschlagt ist, der vom Gefäss 59 über den Überhitzer 69 in die Schlange 71 geleitet wird, kann das Terfah- ren gemäss der Erfindung auch an solchen Dampferzeugern zur Anwendung gelangen,
bei welchen entsprechend Fig. 3 vom End- überhitzer 91 eine Dampfleitung 92 abge zweigt und in den Wasserteil 93b des Aus dampfb fässes 93 übergeführt ist. Durch die Leitung 92 kann somit dem Überhitzer 91 eine Dampfmenge entnommen und mittels Verteildüsen 94 in den Wasserteil 93b ein geblasen werden.
Der Endüberhitzer 91 ist über die Leitung 95, in welche eine Dampf pumpe 96 eingeschaltet ist, mit dem Dampf raum 98a des Ausdampfgefässes 93 ver bunden.
Gemäss Fig. 4 könnte das erfindungs gemässe Verfahren auch an Dampferzeugern verwendet werden, bei denen die in Fig. 2 dargestellte Heizschlange 71 durch eine Heizschlange 97 ersetzt ist, die im Wasser- teil 98b eines Ausdampfgefässes 98 unterge bracht ist. Die beiden Enden der Heiz schlange 97 sind an die Heizfläche 99 ange schlossen, wobei die Umwälzpumpe 100 in den Kreislauf eingeschaltet ist. Die Ver dampfung des im Ausdampfgefäss 98 sich sammelnden Speisewassers 98b erfolgt daher mittels des genannten, im Kreislauf umge wälzten Arbeitsmittels.
Die Speisung des Gefässes 98 über die Leitung 68 und die Überhitzung des Frischdampfes im Über- hitzer 101 erfolgt in gleicher Weise wie im Beispiel nach Fig. 2.