CH341510A - Verfahren zur Regelung eines Zwangdurchlaufdampferzeugers und Zwangdurchlaufdampferzeuger zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents

Description

  Verfahren zur Regelung eines     Zwangdurchlaufdampferzeugers          und        Zwangdurchlaufdampferzeuger    zum     Durchführen    des Verfahrens    Eine Erfindung des vorliegenden Patentes betrifft  ein Verfahren zur Regelung eines     Zwangdurchlauf-          dampferzeugers    mit mindestens einer Verdampfer  heizfläche und mindestens einer     überhitzerheizfläche     sowie mit einem zwischen beiden Heizflächen an  geordneten     Flüssigkeitsabscheider.    Eine andere Er  findung     betrifft    einen     Zwangsdurchlaufdampferzeuger     zum Durchführen des Verfahrens.  



  Es ist bekannt, bei einem     Zwangdurchlaufdampf-          erzeuger    mit mehreren parallelen     Verdampferrohren     am Austritt eines dieser Rohre einen Thermostaten  vorzusehen, der die Temperatur des Arbeitsmittels  misst und entsprechend dem     Messergebnis    die Speise  menge     einregelt.    Das mit dem Thermostaten ver  sehene Rohr wird dabei leicht überhitzt gefahren, im  Gegensatz zu den übrigen parallelen Rohren, die am  Austritt - also vor dem     Flüssigkeitsabscheider    - im  allgemeinen     Nassdampf    führen.

   Einer Temperatur  änderung am Austritt des leicht überhitzt gefahrenen  Rohres entspricht somit eine     Feuchtigkeitsänderung     des Arbeitsmittels in den übrigen parallelen Rohren.  Durch diese Speiseregelung soll die Dampffeuchtig  keit vor dem     Flüssigkeitsabscheider    konstant gehal  ten werden.  



  Diese Regelung hat aber den Nachteil, dass für  sie der Zustand des Arbeitsmittels in einem einzelnen,  den Thermostaten aufweisenden     Verdampferrohr     massgebend ist und daher     Änderungen    in der Wärme  aufnahme der übrigen parallelen Rohre unberück  sichtigt bleiben. Zudem muss das leicht überhitzt ge  fahrene Rohr von Zeit zu Zeit gespült werden, um  die sich am Ende der     Verdampfungszone    ablagernden       Salze    zu entfernen.

   Die     Salze    verändern ausserdem den       Durchflusswiderstand    und können auch dadurch die  Regelung nachteilig beeinflussen.     Eine    weitere  Schwierigkeit besteht schliesslich     darin,    dass die Ver-         dampfungstemperatur    lastabhängig ist, so dass bei  Regelung auf konstante Temperatur eine Verschie  bung der     Verdampfungszone    im Rohr eintreten       würde.    Man sieht deshalb eine lastabhängige     Tempe-          ratursollwertverstelleinrichtung    vor, die aber wegen  ihres beträchtlichen Aufwandes die Regelung ver  teuert;

   sie     bedarf    überdies der Kontrolle und bildet  eine     zusätzliche    Quelle für Störungen.  



  Durch das erfindungsgemässe Verfahren werden  alle diese Nachteile beseitigt.  



  Das Verfahren nach der Erfindung ist dadurch  gekennzeichnet, dass man die Menge des in den  Dampferzeuger eingespeisten     Arbeitsmittels    in Ab  hängigkeit vom Verhältnis der abgeschlämmten Flüs  sigkeitsmenge zu der Menge des mindestens durch  einen Teil des Dampferzeugers hindurchgeführten Ar  beitsmittels einstellt.  



  Der     Zwangdurchlaufdampferzeuger    zum     Durch-          führen    des Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine       Messvorrichtung    für die Menge des mindestens     einen     Teil des Dampferzeugers durchströmenden Arbeits  mittels, eine     Messvorrichtung    für die Menge der aus  dem     Abscheider        abgeschlämmten    Flüssigkeit sowie  durch einen von den     Messwerten    beider     Mengenmess-          vorrichtungen    beeinflussten Verhältnisregler,

   der in  Wirkungsverbindung mit einem Regelorgan steht und  bei zunehmendem     Verhältnis    von     Arbeitsmittelmenge     zu abgeschlämmter Flüssigkeitsmenge die Speise  menge vergrössert und umgekehrt bei abnehmendem  Verhältnis von     Arbeitsmittelmenge    zu abgeschlämm  ter Flüssigkeitsmenge die Speisemenge verringert, bis  ein bestimmtes vorgegebenes     Sollwertverhältnis    der  beiden Mengenanteile erreicht ist.  



  Im folgenden     wird    das Verfahren nach der Er  findung anhand der Zeichnung beispielsweise er  läutert.      Die Zeichnung zeigt schematisch einen Zwang  durchlaufdampferzeuger 1 mit einer ersten und einer  zweiten     Verdampferheizfläche    15 bzw. 2, einem       Flüssigkeitsabscheider    3, einer     überhitzerheizfläche    4  und einer Speisepumpe 5. Zwischen der Speise  pumpe 5 und der ersten     Verdampferheizfläche    15 des  Dampferzeugers 1 sind drei dampfbeheizte Speise  flüssigkeitsvorwärmer 16 vorgesehen.

   Wie ersichtlich,  ist der     Flüssigkeitsabscheider    3 zwischen der zweiten       Verdampferheizfläche    2 und der     überhitzerheizflä-          che    4 angeordnet. Das Arbeitsmittel strömt durch  einen Eintrittsstutzen 6 in den     Flüssigkeitsabschei-          der    3, in dem der     Sattdampf    von noch flüssigem  Arbeitsmittel getrennt     wird.    Der     Sattdampf    verlässt  den     Abscheider    3 durch einen Austrittsstutzen 7, um  anschliessend in die     Überhitzerheizfläche    4 zu gelan  gen.

   Die abzuschlämmende Flüssigkeit wird durch  eine Leitung 8     abgeführt.    Zwischen dem Austritts  stutzen 7 und der     Überhitzerheizfläche    4 ist eine       Mengenmessvorrichtung    9 für das die     überhitzer-          heizfläche    4 des Dampferzeugers 1 durchströmende  Arbeitsmittel angeordnet und in der Leitung 8 eine       Mengenmessvorrichtung    10 für die     Abschlämmenge.     



  Statt der     vorbeschriebenen        Mengenmessvorrich-          tung    9 für das Arbeitsmittel kann eine solche 9'  zwischen dem - in Umlaufrichtung gesehen - letz  ten     Speiseflüssigkeitsvorwärmer    16 und der ersten       Verdampferheizfläche    15 angeordnet     sein.    In diesem  Fall misst sie die Menge des eingespeisten Arbeits  mittels, wogegen im ersten     Fall    die aus dem Flüssig  keitsabscheider 3 abströmende     Sattdampfmenge    ge  messen wird.  



  Um die erforderliche Regelgenauigkeit einzuhal  ten, ist es notwendig, das Flüssigkeitsniveau     im        Ab-          scheider    3 innerhalb enger Grenzen konstant zu hal  ten, und die hierfür vorgesehene Niveauregelung muss  ein stabiles, aperiodisches Verhalten     aufweisen,    um  die Mengenmessung nicht zu beunruhigen. Diese Vor  aussetzung wird     mit    einem an sich bekannten Niveau  regler 11 erreicht.  



  Jede der     Mengenmessvorrichtungen    9     bzw.    9'  und 10 misst bei dem dargestellten Beispiel mittels  an den betreffenden Stellen eingebauten Blenden eine  Druckdifferenz, die von einem Empfänger jeweils     in     einen     Regelöldruck    umgewandelt wird. Die     Regel-          öldrücke    beider     Mengenmessvorrichtungen    9, 10 bzw.

    9', 10 werden einem     Verhältnisregler    12 zugeleitet,  der die Drücke miteinander derart vergleicht, dass  kein Impuls an einen die Drehzahl der Speisepumpe 5  beeinflussenden Regler 13 weitergeht, solange     Ab-          schlämmenge    und     Sattdampfmenge    bzw.     eingespeiste          Arbeitsmittehnenge    in einem ganz bestimmten, vor  gegebenen Verhältnis zueinander stehen. Der Ver  hältnisregler 12 kann beispielsweise nach dem Prinzip  der hydraulischen Waage oder nach dem Prinzip der       Wheatstoneschen    Brücke arbeiten.  



  Sobald Abweichungen vom     vorbestimmten    Men  genverhältnis auftreten, gibt der Verhältnisregler 12  einen entsprechenden Impuls an den Regler 13 wei  ter, der die Drehzahl der Speisepumpe 5 so verändert,    dass bei zunehmendem Verhältnis von Arbeitsmittel  menge zu abgeschlämmter     Flüssigkeitsmenge    die  Speisemenge vergrössert und umgekehrt bei abneh  mendem Verhältnis von     Arbeitsmittelmenge    zu ab  geschlämmter     Flüssigkeitsmenge    die Speisemenge  verringert wird, bis ein bestimmtes vorgegebenes Soll  wertverhältnis der beiden Mengenanteile erreicht ist.

    In weichem Verhältnis die abgeschlämmte Flüssig  keitsmenge zur     Arbeitsmittelmenge    steht, richtet sich  nach der Ausbildung des Dampferzeugers und ge  gebenenfalls nach der Last. Für das lastabhängige  Verändern des     Verhältnissollwertes    von abge  schlämmter Flüssigkeitsmenge zu     Arbeitsmittelmenge     kann der Dampferzeuger mit einer nach Massgabe der  Last gesteuerten     Sollwertverstelleinrichtung    versehen  sein, die mit     Grösserwerden    der Last den Sollwert  des Verhältnisses von     Arbeitsmittelmenge    zu     ab-          geschlämmter    Flüssigkeitsmenge vergrössert.  



  Auf diese Weise wird nach dem erfindungsgemä  ssen Verfahren die effektive, mittlere Dampffeuchtig  keit am     Verdampferaustritt    geregelt, und zwar un  abhängig von etwaigen Unterschieden in der     Behei-          zung    der parallelen     Verdampferrohre;    solche Unter  schiede können zum Beispiel durch Verstellen der  Feuerung eintreten.

   Denn einem bestimmten Ver  hältnis von     Abschlämmenge    zur     Sattdampfmenge     bzw. zur Menge des eingespeisten Arbeitsmittels ent  spricht eindeutig eine bestimmte relative mittlere  Dampffeuchtigkeit des Arbeitsmittels am Austritt  aller parallelen     Verdampferrohre    vor dem     Wasser-          abscheider.     



  Im Gegensatz zu bekannten Regelverfahren er  möglicht das Verfahren nach der Erfindung daher  beispielsweise, sämtliche     Verdampferrohre    nass zu  fahren, was den Vorteil hat, dass Salzablagerungen  innerhalb dieser Rohrgruppe mit Sicherheit vermie  den werden.  



  Man könnte zwar anstelle der     Abschlämmengen-          messung    mittels der     Messvorrichtung    10 beispielsweise  den Regelöldruck des Niveaureglers 11 als Ver  gleichswert mit der     Arbeitsmittelmengenmessung    her  anziehen oder auch die     Spindelstellung    des     Ab-          schlämmventils    14. Als Nachteil solcher Massnahmen  ergibt sich aber in der Praxis, dass wegen unvermeid  licher Abnützung des     Abschlämmventils    14 ein häu  figes Abweichen des Vergleichswertes und damit der  Regelung vom Sollwert eintreten würde; eine laufende  Korrektur der Regelung zum Ausgleich der Ab  weichungen wäre die Folge.

   Diese Nachteile treten  bei der Mengenmessung mittels     Messblende    nicht auf.  



  Der Regler 13 ist     vorteilhaft    als     Proportional-          Integral-Regler    ausgebildet. Es kann auch ein anderer  Regler, insbesondere ein     Proportional-Integral-Diffe-          rentialregler    verwendet werden, welcher beispiels  weise zweckmässig sein kann, um ein eventuelles  Integralverhalten des     Flüssigkeitsabscheiders    zu kom  pensieren.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Regelung eines Zwangdurchlauf- dampferzeugers mit mindestens einer Verdampfer- heizfläche und mindestens einer überhitzerheizfläche sowie mit einem zwischen beiden Heizflächen an geordneten Flüssigkeitsabscheider, dadurch gekenn zeichnet, dass man die Menge des in den Dampf erzeuger eingespeisten Arbeitsmittels in Abhängig keit vom Verhältnis der abgeschlämmten Flüssigkeits menge zu der Menge des mindestens durch einen Teil des Dampferzeugers hindurchgeführten Arbeitsmittels einstellt. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass man die Menge des in den Dampf erzeuger eingespeisten Arbeitsmittels in Abhängigkeit vom Verhältnis der abgeschlämmten Flüssigkeits menge zur Sattdampfmenge einstellt. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass man die Menge des in den Dampf erzeuger eingespeisten Arbeitsmittels in Abhängigkeit vom Verhältnis der abgeschlämmten Flüssigkeits menge zur eingespeisten Arbeitsmittelmenge einstellt. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass man den Verhältnissollwert von abgeschlämmter Flüssigkeitsmenge zu Arbeitsmittel menge lastabhängig verändert.

   PATENTANSPRUCH Il Zwangdurchlaufdampferzeuger zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeich net durch eine Messvorrichtung für die Menge des mindestens einen Teil des Dampferzeugers durch strömenden Arbeitsmittels, eine Messvorrichtung für die Menge der aus dem Abscheider abgeschlämmten Flüssigkeit sowie durch einen von den Messwerten beider Mengenmessvorrichtungen beeinflussten Ver hältnisregler,

   der in Wirkungsverbindung mit einem Regelorgan steht und bei zunehmendem Verhältnis von Arbeitsmittelmenge zu abgeschlämmter Flüssig keitsmenge die Speisemenge vergrössert und um gekehrt bei abnehmendem Verhältnis von Arbeits- mittelmenge zu abgeschlämmter Flüssigkeitsmenge die Speisemenge verringert, bis ein bestimmtes vor gegebenes Sollwertverhältnis der beiden Mengen anteile erreicht ist.

   UNTERANSPRÜCHE 4. Zwangdurchlaufdampferzeuger nach Patent anspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- vorrichtung für die Menge des mindestens einen Teil des Dampferzeugers durchströmenden Arbeitsmittels zwischen dem - in Umlaufrichtung des Arbeits mittels gesehen - letzten dampfbeheizten Speise vorwärmer und der ersten Verdampferheizfläche des mehrere solche aufweisenden Dampferzeugers an geordnet ist.

   5. Zwangdurchlaufdampferzeuger nach Patent anspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- vorrichtung für die Menge des mindestens einen Teil des Dampferzeugers durchströmenden Arbeitsmittels zwischen dem Flüssigkeitsabscheider und der über- hitzerheizfläche des Dampferzeugers angeordnet ist.

   6. Zwangdurchlaufdampferzeuger nach Patent anspruch II, gekennzeichnet durch eine nach Mass gabe der Last gesteuerte Sollwertverstelleinrichtung für das Verhältnis von abgeschlämmter Flüssigkeits menge zu Arbeitsmittelmenge.