CH367836A - Verfahren zum Regeln der Speisemenge eines Zwangdurchlaufdampferzeugers und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

  Verfahren zum Regeln der Speisemenge eines     Zwangdurchlaufdampferzeugers     und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens    Das Patent bezieht sich auf ein Verfahren zum  Regeln der Speisemenge eines     Zwangdurchlaufdampf-          erzeugers,    wobei die Speisemenge von mindestens  einem im Bereich des verdampfenden Arbeitsmittels  abgeleiteten     Temperaturregelsignal    beeinflusst wird.  



  Bei einem solchen Verfahren wird das Tempera  turregelsignal am Ende eines     Verdampferrohrstranges     abgeleitet, der gegenüber den übrigen, parallel ge  schalteten Rohrsträngen etwas überhitzt gefahren  wird, so dass das Temperatursignal ein Mass für die  Feuchtigkeit des Arbeitsmittels in den übrigen Strän  gen bildet.

   Da bei     Laständerungen    des Dampferzeu  gers sich auch der Druck im     Verdampferteil    oder vor  dem     Flüssigkeitsabscheider    ändert, muss die Tem  peratur am Ende des leicht überhitzt gefahrenen  Rohrstranges bei verschiedenen Lastzuständen unter  schiedliche Werte annehmen, damit eine konstante,  mittlere Feuchtigkeit beim     Eintritt    in den     Abscheider     erzielt wird. Es ist daher üblich, den Sollwert für das       Temperaturregelsignal    lastabhängig zu steuern.

   Das  Herstellen einer dafür geeigneten Steuervorrichtung  erfordert genaue Vorausberechnungen der verschie  denen Drucke vor dem     Abscheider    bei den jeweiligen  Lastzuständen, wobei jedoch verschiedene, im prak  tischen Betrieb auftretende und die Temperaturmes  sung wesentlich     beeinflussende    Umstände nicht er  fasst werden, z. B. die Verschmutzung der Wärme  übertragungsflächen.  



  Demgegenüber besteht das erfindungsgemässe Ver  fahren darin, dass der Sollwert des Temperaturregel  signals durch ein die     Dampffeuchtigkeit    abbildendes  Signal beeinflusst wird. Ein solches, die Dampffeuch  tigkeit abbildendes Signal stellt z. B. das Verhältnis  von     Abschlämmenge    zu eingespeister Arbeitsmittel  menge dar.

   Das erfindungsgemässe Verfahren hat ge  genüber dem bekannten wesentliche Vorteile, die    darin bestehen, dass eine Vorrichtung zum lastabhän  gigen Steuern des     Temperatursollwertes        entfallen     kann, oder - wenn eine solche Vorrichtung beibehal  ten wird - bei der Vorausberechnung an den Grad  der Genauigkeit nicht mehr so hohe     Anforderungen     wie bisher gestellt zu werden brauchen, und dass auch  bei     einer    Verschmutzung der     Wärmeübertragungs-          flächen    oder bei einer Verlagerung des Feuers der  Sollwert des     Temperaturregelsignals    beeinflusst wird,  so dass ein störungsfreierer und gleichmässigerer Be  trieb als bisher möglich ist.

   Wenn weiterhin     eine     Steuervorrichtung für den     Temperatursollwert    beibe  halten wird, wobei dann wesentlich geringere Anfor  derungen als bisher an die Genauigkeit der Steuer  scheibe gestellt werden können, werden etwaige Un  genauigkeiten bei der     Sollwertverstellung    durch die       Beeinflussung    des die Dampffeuchtigkeit     abbildenden     Signals     ausgeglichen    werden.  



  Das Patent bezieht sich ferner auf eine Einrich  tung zum Durchführen des Verfahrens bei einem       Zwangdurchlaufdampferzeuger    mit einem     Speisemen-          genregelorgan,    einem hinter dem     Verdampferteil    an  geordneten     Flüssigkeitsabscheider    und einem Regel  kreis, der ein     Temperaturmessgerät,    einen von diesem  Messgerät     beeinflussten    Regler und     ein    durch diesen  Regler     einstellbares,    auf das     Speisemengenregelorgan          wirkendes        Stellorgan    aufweist.

   Die     Einrichtung    ist  erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass ein       Arbeitsmittehnengengeber,    ein     Abschlämmengengeber     und ein von diesen beiden Gebern beeinflusstes Inte  grationsorgan vorgesehen sind und dass der Aus  gang des Integrationsorgans mit dem     Sollwerteingang     des Reglers verbunden ist.  



  Ein Ausführungsbeispiel der     erfindungsgemässen          Einrichtung    zur Ausübung des ebenfalls     erfändungs-          gemässen        Verfahrens    ist anhand der     Zeichnung        in    der      Beschreibung erläutert. Die Zeichnung zeigt in sche  matischer Darstellung eine Einrichtung zum Regeln  der Speisemenge eines Dampferzeugers, der nach dem       Zwangdurchlaufprinzip    betrieben wird.

   Mit 1 ist eine  Speisepumpe bezeichnet, mit 2 ein     Druckdifferenz-          regelventil,    mit 3 ein Speiseventil, mit 4 ein     Econo-          miser,    mit 5 ein     Verdampferteil,    mit 6 ein     Flüssig-          keitsabscheider,    mit 7 eine     Messblende,    mit 8 ein       Überhitzerteil    und mit 40 eine die eben aufgezähl  ten Teile miteinander verbindende Leitung, durch  die das     Arbeitsmittel    in Pfeilrichtung strömt.

   Die Lei  tung 40     führt,    in Strömungsrichtung gesehen, hinter  dem     überhitzerteil    8 zu nicht dargestellten Dampf  verbrauchern, z. B. einer Turbine, die einen elektri  schen Generator antreibt. Am Ende des Verdampfer  teiles 5 ist ein     Temperaturmessgerät    9 .vorgesehen,  das z. B. als Multithermostat ausgebildet ist. Von dem       Temperaturmessgerät    9 führt eine Signalleitung 41  zu     einem    Regler 10, der Proportional- und     Integral-          Charakter    hat und der über eine Signalleitung 42 mit  dem     Stellorgan    19 des Speiseventils 3 verbunden ist.  



  In Strömungsrichtung des Arbeitsmittels gesehen  vor und hinter dem Speiseventil 3 sind     Messleitungen     eines     Druckdifferenzmessgerätes    20 angeschlossen,  von dem eine Signalleitung 25 zu einem Regler 21  mit     Proportional-    und     Integral-Charakter    führt. Die  ser     Regler    21 ist über eine Leitung 26 mit dem       Stellorgan    des     Druckdifferenzregelventils    2 verbun  den, das somit über den Regler 21 stets so verstellt  wird, dass der Druckabfall im Speiseventil 3 konstant  bleibt.

   Mit dem     Druckdifferenzregelventil    2 ist ein  dessen     Ventilhub        abgreifendes    Organ 22 verbunden,  von dem eine Signalleitung zu einem Regler 23 mit       Proportional-Charakter    führt. Dieser Regler 23 wie  derum ist mit dem Motor 24 der Speisepumpe 1  verbunden. Die Anordnung des Organs 22 und des       Reglers    23 hat den Zweck, dass bei geringen Speise  mengen nicht mehr das     Druckdifferenzregelventil    2       verändert    wird, sondern die Fördermenge der Pumpe  1     verringert    wird, um keine unnötigen Drosselverluste  in dem Ventil 2 hervorzurufen.  



  An dem     Abscheider    6 ist ein auf das Flüssigkeits  niveau ansprechender Geber 11 angebracht, von dem  eine Signalleitung zu einem Regler 12 mit     Propor-          tional-Charakter        führt.    Der Regler 12 ist über     ein          Stellorgan    mit     einem    Ventil 13 verbunden, das in  einer die im     Abscheider    6 angesammelte Flüssigkeit  abführenden Leitung 43 angeordnet ist.  



  Mit der     Messblende    7 ist ein     Druckdifferenzmess-          gerät    14 verbunden, das Signale über eine Leitung  44 auf einen     Funktionsumformer    15 gibt. Der     Funk-          tionsumformer    15 ist derart ausgebildet, dass er das       Druckdifferenzsignal    vom Messgerät 14     radiziert,    so  dass ein der Dampfmenge entsprechendes Mengen  signal entsteht, das dann nach einer bestimmten  Funktion so umgewandelt und einem Integrations  organ 16 zugeführt wird, dass es als Sollwert für die  durch das Ventil 13     abgeführte    Flüssigkeitsmenge  dient.

   Das     Integrationsorgan    16 ist zu diesem Zweck    über eine Signalleitung 45 mit dem das Ventil 13  beeinflussenden     Proportionalregler    12 verbunden. Das  Verhältnis von abgeführter Flüssigkeitsmenge zu  Dampfmenge kann eine beliebige Funktion der Last  sein, es braucht also nicht über den ganzen Last  bereich konstant zu sein.

   Eine Signalleitung 46 führt  von dem Integrationsorgan 16 zu dem     Sollwertein-          gang    47 des Reglers 10 in dem das     ,Speiseventil    3  beeinflussenden     Temperaturregelkreis.    Von dem       Druckdifferenzmessgerät    14 führt eine Leitung 48  über ein     Radizierorgan    17 zu einem     Proportional-          regler    18, von dem eine Signalleitung 49 zu dem       Stellorgan    19 des Speiseventils 3 führt.  



  Die beschriebene Anlage arbeitet wie folgt: Das  Arbeitsmittel wird mittels der Speisepumpe 1 durch  das     Druckdifferenzregelventil    2, das Speiseventil 3  dem     Economiser    4 und dem     Verdampferteil    5 zu  geführt, wo das Arbeitsmittel vorgewärmt bzw. zu  seinem grössten Teil verdampft wird. Das so entstan  dene Gemisch aus Dampf und     flüssigem    Arbeits  mittel gelangt in den     Abscheider    6, in dem sich die       unverdampfte    Flüssigkeit vom Dampf trennt, der  dann über die     Messblende    7 nach dem     überhitzerteil     8 strömt und von dort nach den nichtgezeichneten  Verbrauchsstellen.

   Bei konstanter Last wird die An  lage auf Grund der Temperaturmessungen des     Mess-          gerätes    9 über den     Regler    10 und das Speiseventil 3  geregelt. Das durch die Leitung 47 in den Regler 10  eingegebene     Temperatursollwertsignal    wird dabei von  dem in der Leitung 46 wirkenden, die Dampffeuch  tigkeit abbildenden Signal beeinflusst, das aus dem  Verhältnis zwischen aus dem     Abscheider    6 abgeführ  ter Flüssigkeitsmenge und der in den     überhitzerteil     8 strömenden Dampfmenge gebildet wird und bei  konstanter Last im     wesentlichen    konstant bleibt.

   Bei  grösser werdender Last des Dampferzeugers wird  auch der Druck vor dem     Abscheider    6 grösser, wo  mit sich im     Verdampferteil    eine höhere     Sattdampf-          temperatur    einstellt. Die Folge davon ist, dass mehr       unverdampfte    Flüssigkeit als vorher aus dem     Ver-          dampferteil    5 austritt und in den     Abscheider    6 ge  langt.

   Dementsprechend wird durch die Niveaurege  lung eine grössere     Flüssigkeitsmenge    über die Leitung  43 aus dem     Abscheider    6     herausgeführt,    und das  Verhältnis aus dieser Menge zu der Dampfmenge wird  kleiner. Entsprechend diesem     veränderten    Verhältnis  wird von dem Integrationsorgan 16 über die Leitung  46 und den     Sollwerteingang    47 der Temperatursoll  wert im Regler 10 so lange erhöht, bis der neuen  Last die richtige Temperatur am Ende des     Verdamp-          ferteiles    5 entspricht.

   Da infolge des     Integral-Charak-          ters    des Organs 16 die Anpassung der Solltempera  tur in Abhängigkeit von der Dampffeuchtigkeit all  mählich vor sich geht, und diese Schaltung bei plötz  lichen Laständerungen nicht schnell genug nachkom  men würde, wird an dem     Druckdifferenzmessgerät    14  über die Leitung 48 ein     Vorsignal    abgenommen,  das über den     Proportionalregler    18 und     die    Leitung  49 durch     Summierung    mit dem Ausgangssignal des  Reglers 10 sofort auf das Speiseventil 3 einwirkt.

             Bei    einer anderen     Ausführungsform    der Einrich  tung nach der Erfindung ist dem Regler 10 ausser  der     Sollwertverstellung    durch ein die Dampffeuchtig  keit abbildendes Signal eine lastabhängige     Sollwert-          verstellung    aufgeschaltet, die in der Zeichnung durch  das Bezugszeichen 30 angedeutet ist und die     ähnlich     wie das zuvor     beschriebene        Vorsignal        sofort    wirkt.  



  Für die Abnahme des     Temperaturregelsignals     ist eine Stelle massgebend, an der die Temperatur  ein Mass für die pro Mengeneinheit Wasser aufgenom  mene Wärme ist. Das     Temperaturmessgerät    braucht  dementsprechend also nicht am Ende des     Verdamp-          ferteiles    vorgesehen zu sein, sondern an einer Neben  heizfläche oder einem     überhitzer,    die bzw. der in  einem gleichartigen Temperaturbereich des Dampf  erzeugers     liegt    wie der     Verdampferteil    und somit  in der gleichen Weise wie dieser auf eine Feuerän  derung anspricht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum Regeln der Speisemenge eines Zwangdurchlaufdampferzeugers, wobei die Speise menge von mindestens einem im Bereich des ver dampfenden Arbeitsmittels abgeleiteten Temperatur regelsignal beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert des Temperaturregelsignals durch ein die Dampffeuchtigkeit abbildendes Signal beein flusst wird.

   1I. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Patentanspruch I, bei einem Zwangdurchlauf- dampferzeuger mit einem Speisemengenregelorgan, einem hinter dem Verdampferteil angeordneten Flüs- sigkeitsabscheider und einem Regelkreis, der ein Temperaturmessgerät, einen von diesem Messgerät beeinflussten Regler und ein durch diesen Regler ein stellbares, auf das Speäsemengenregelorgan wirkendes Stellorgan aufweist,

   dadurch gekennzeichnet, dass ein Arbeitsmittelmengengeber, ein Abschlämmengengeber und ein von diesen beiden Gebern beeinflusstes Inte grationsorgan vorgesehen sind und dass der Ausgang des Integrationsorgans mit dem Sollwertenngang des Reglers verbunden ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der Sollwert des Temperaturregel signals ausser von dem die Dampffeuchtigkeit abbil denden Signal von einem diesem Signal überlagerten lastabhängigen Korrektursignal beeinflusst wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Speisemenge ausser von dem hinsichtlich seines Sollwertes durch das die Dampf feuchtigkeit abbildende Signal beeinflussten Tempera- turregelsägnal von einem von der Dampfmenge abge leiteten Vorsignal beeinflusst wird. 3. Einrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsmittelmengengeber aus einem Druckdifferenzmessgerät und einem Funk tionsumformer besteht.