DD232074A1

DD232074A1 - Verfahren zur temperatursicherung von heisswassernetzen

Info

Publication number: DD232074A1
Application number: DD26543084A
Authority: DD
Inventors: Erich Gundermann; Heinz Hofmann; Klaus Leonhardt
Original assignee: Inst Energieversorung
Priority date: 1984-07-19
Filing date: 1984-07-19
Publication date: 1986-01-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperatursicherung von Heisswassernetzen mit Heisswassererzeugern auf der Basis fester Brennstoffe bei Einhaltung der in den HWE zulaessigen Lastaenderungsgeschwindigkeiten. Sie hat das Ziel, bei einem ploetzlichen Abschalten von Waermeaufnehmern, die einen bedeutenden Anteil am Gesamtleistungsbedarf des Versorgungssystems haben, die Erzeugeranlage und das Primaernetz vor den Folgen eines unzulaessigen Temperaturanstieges zu schuetzen. Erfindungsgemaess wird dazu der Gradient der Aenderung des Heiznetzwasserdurchsatzes an der Umwaelzpumpe fuer die Steuerung der Waermezufuhr vom Erzeuger in das Primaernetz genutzt.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperatursicherung von Heißwassernetzen mit Heißwassererzeugern (HWE) auf der Basis fester Brennstoffe bei Einhaltung der in den HWE zulässigen Laständerungsgeschwindigkeiten.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

An die vorhandenen Wärmeverteilungsnetze ist eine Vielzahl von Abnehmeranlagen angeschlossen. Der Anteil jedes Abnehmers am Gesamtleistungsbedarf des Systems ist im allgemeinen so gering (< 1 %), daß havariebedingte Abschaltungen einzelner oder auch mehrerer Abnehmer durch die Leistungsregelung der HWE bei Einhaltung zulässiger

Laständerungsgeschwindigkeiten und ohne Überschreitung der zulässigen Vorlauftemperatur kompensiert werden können. Öl-und gasgefeuerte HWE sind sehr gut regelfähig und verfügen aufgrund kleiner Speichermassen über eine geringe Nachwärmeentwicklung. Zusätzliche Temperatursicherungen sind in diesen Systemen nicht vorgesehen. Beim Einsatz direkt eingebundener HWE auf der Basis fester Brennstoffe wird durch die Nachwärmeentwicklung im Feuerraum die Regelung schwieriger, wenn bei großen Fernwärmesystemen mit dem plötzlichen Ausfall eines Abnehmers mit beträchtlichem Wärmeleistungsanteil ein wesentliches Leistungsüberangebot seitens der Erzeugeranlage besteht. Aus diesem Grund sind Maßnahmen zur Temperatursicherung nötig. Bisher sind solche nur für nachgeschaltete Sekundärnetze bekannt; für Primärnetze und Erzeugeranlagen sind Möglichkeiten zur Drucksicherung (Behälter, Überströmleitung) bekannt. Schaltungen für den Schutz von Wärmeerzeugeranlagen vor Überschreiten vorgegebener maximalerTemperaturen beschränken sich auf die Sicherung der Wandtemperaturen der Brennkammerrohre von Dampferzeugern (DE 3242968 A1). Erfolgt die Wärmebereitstellung durch Dampferzeuger, ist infolge der indirekten Wärmeübertragung die Temperatursicherung des Heizwassernetzes durch die interne Drucksicherung des Dampferzeugers über Sicherheitsventile und durch die kompensierende Speicherwirkung der Kesseltrommel weitgehend gewährleistet.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, bei einem plötzlichen Abschalten von Wärmeabnehmern, die einen bedeutenden Anteil am Gesamtleistungsbedarf des Versorgungssystems haben, die Erzeugeraniage und das Primärnetz vor den Folgen eines unzulässigen Temperaturanstieges zu schützen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Gradienten der Änderung des Heiznetzwasserdurchsatzes an der Umwälzpumpe für die Steuerung der Wärmezufuhr vom Erzeuger in das Primärnetzzu nutzen.

Erfindungsgemäß wird bei Ausfall eines bedeutenden Wärmeabnehmers und damit verbundener schlagartiger Absenkung des Mengendurchsatzes die Änderung des Mengendurchsatzes pro Zeiteinheit an der Umwälzpumpe registriert. Bei Überschreitung eines vorgegebenen netzspezifischen Grenzwertes der Durchsatzmengenänderung erfolgt die Außerbetriebnahme der Brennstoffzufuhr und die Abspeisung von Netzwasserzu hoher Temperatur in einem Speicherbehälter bei gleichzeitiger Zuspeisung von ausgekühltem Wasser aus dem gleichen Behälter nach dem Verdrängungs-Speicher-Prinzip. Die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann je nach technischer Ausstattung automatisch, ggf. rechnergesteuert oder mit herkömmlicher MSR-Technik erfolgen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt eine mögliche -Schaltungsanordnung für das erfindungsgemäße Verfahren zur Begrenzung der Heiznetzwasservorlauftemperatur und der Einhaltung des zulässigen Laständerungsgradienten bei der Einbindung von Heißwassererzeugern in das Wärmeverteilungsnetz. Von der Netzwasserumwälzpumpe 1 wird über ein Rechenglied die Sollwertüberschreitung des Änderungsgradienten der Heißwassermenge als Führungsgröße für die Steuerung der Brennstoffzufuhr 2 genutzt. Entsprechend der einzuhaltenden Laständerungsgeschwindigkeit und der Nachwärmeentwicklung bei Unterbrechung der Brennstoffzufuhr wird ein Heißwasserteilstrom mittels der Armatur 3 über die Abströmleitung 4 in die Behälter 5 gespeist; eine entsprechende Wassermenge mit Rücklauftemperatur wird über die Verbindungsleitung 6 übereine Druckreduzierung in den Rücklauf gedrückt. Über ein Rechenglied wird der Temperaturänderungsgradient und/oder die Temperaturdifferenz zwischen maximal zulässiger Heiznetzvorlauftemperatur und Heißwassertemperaturvorder Armatur erfaßt, und vorErreichen derfürdas Heiznetz zulässigen maximalen Temperatur öffnet das Stellventil in der Beimischleitung 7, wobei die Beimischmenge durch die Differenz von Übertemperatur zu zulässiger Maximaltemperatur bestimmt wird.

Ein Zurückspeisen des Heiznetzwassers mit höherer Temperatur aus den Behältern erfolgt, indem überdas Ventil 8 und Eindrosseln des Ventiles9 ein Teilstrom mit Rücklauftemperatur das Heiznetzwasser mit höhererTemperatur über die Leitung 10 aus den Behältern drückt. Anstelle dieser Anordnung kann auch eine spezielle Rückförderpumpe eingesetzt werden.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zur Temperatursicherung von Heißwassernetzen mit Heißwassererzeugern auf der Basis fester Brennstoffe bei Einhaltung der für Heißwassererzeuger zulässigen Laständerungsgeschwindigkeiten, gekennzeichnet dadurch, daß die mengenmäßige Änderung des Heißwassers pro Zeiteinheit als Gradient an der Umwälzpumpe registriert wird und bei Überschreitung eines vorgegebenen fernwärmenetzspezifischen Grenzwertes der Durchsatzmengenänderung infolge eines schlagartigen Absenkens des Mengendurchsatzes sofort die Außerbetriebnahme der Brennstoffzufuhr und eine Abspeisung von Netzwasser zu hoher Temperatur bei gleichzeitiger Zuspeisung von ausgekühltem Wasser nach dem Verdrängungsspeicherprinzip erfolgen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß bei Überschreitung eines zulässigen Gradienten der Netzwasservorlauftemperatur und unter Berücksichtigung der maximal zulässigen Netzwasservorlauftemperatur durch eine Regelarmatur ein der zu erwartenden Übertemperatur äquivalenter Mengenstrom aus dem Vorlauf abgeführt und gleichzeitig ein entsprechender Mengenstrom aus dem Rücklauf in den Vorlauf zugespeist wird.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

An die vorhandenen Wärmeverteilungsnetze ist eine Vielzahl von Abnehmeranlagen angeschlossen. Der Anteil jedes^ Abnehmers am Gesamtleistungsbedarf des Systems ist im allgemeinen so gering (< 1 %), daß havariebedingte Abschaltungen einzelner oder auch mehrerer Abnehmer durch die Leistungsregelung der HWE bei Einhaltung zulässiger Laständerungsgeschwindigkeiten und ohne Überschreitung der zulässigen Vorlauftemperatur kompensiert werden können. Öl- und gasgefeuerte HWE sind sehr gut regelfähig und verfugen aufgrund kleiner Speichermassen über eine geringe Nachwärmeentwicklung. Zusätzliche Temperatursicherungen sind in diesen Systemen nicht vorgesehen. Beim Einsatz direkt eingebundener HWE auf der Basis fester Brennstoffe wird durch die Nachwärmeentwicklung im Feuerraum die Regelung schwieriger, wenn bei großen Fernwärmesystemen mit dem plötzlichen Ausfall eines Abnehmers mit beträchtlichem Wärmeleistungsanteil ein wesentliches Leistungsüberangebot seitens der Erzeugeranlage besteht. Aus diesem Grund sind Maßnahmen zur Temperatursicherung nötig. Bisher sind solche nur für nachgeschaltete Sekundärnetze bekannt; für Primärnetze und Erzeugeranlagen sind Möglichkeiten zur Drucksicherung (Behälter, Überstromleitung) bekannt. Schaltungen für den Schutz von Wärmeerzeugeranlagen vor Überschreiten vorgegebener maximaler Temperaturen beschränken sich auf die Sicherung der Wandtemperaturen der Brennkammerrohre von Dampferzeugern (DE 3242968 A1). Erfolgt die Wärmebereitstellung durch Dampferzeuger, ist infolge der indirekten Wärmeübertragung die Temperatursicherung des Heizwassernetzes durch die interne Drucksicherung des Dampferzeugers über Sicherheitsventile und durch die kompensierende Speicherwirkung der Kesseltrommel weitgehend gewährleistet.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, bei einem plötzlichen Abschalten von Wärmeabnehmern, die einen bedeutenden Anteil am Gesamtleistungsbedarf des Versorgungssystems haben, die Erzeugeranlage und das Primärnetz vor den Folgen eines unzulässigen Temperaturanstieges zu schützen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Gradienten der Änderung des Heiznetzwasserdurchsatzes an der Umwälzpumpe für die Steuerung der Wärmezufuhr vom Erzeuger in das Primärnetz zu nutzen. Erfindungsgemäß wird bei Ausfall eines bedeutenden Wärmeabnehmers und damit verbundener schlagartiger Absenkung des Mengendurchsatzes die Änderung des Mengendurchsatzes pro Zeiteinheit an der Umwälzpumpe registriert. Bei Überschreitung eines vorgegebenen netzspezifischen Grenzwertes der Durchsatzmengenänderung erfolgt die Außerbetriebnahme der Brennstoffzufuhr und die Abspeisung von Netzwasser zu hoher Temperatur in einem Speicherbehälter bei gleichzeitiger Zuspeisung von ausgekühltem Wasser aus dem gleichen Behälter nach dem Verdrängungs-Speicher-Prinzip. Die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann je nach technischer Ausstattung automatisch, ggf. rechnergesteuert oder mit herkömmlicher MSR-Technik erfolgen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt eine mögliche Schaltungsanordnung für das erfindungsgemäße Verfahren zur Begrenzung der Heiznetzwasservorlauftemperatur und der Einhaltung des zulässigen Laständerungsgradienten bei der Einbindung von Heißwassererzeugern in das Wärmeverteilungsnetz. Von der Netzwasserumwälzpumpe 1 wird über ein Rechenglied die Sollwertüberschreitung des Änderungsgradienten der Heißwassermenge als Führungsgröße für die Steuerung der Brennstoffzufuhr 2 genutzt. Entsprechend der einzuhaltenden Laständerungsgeschwindigkeit und der Nachwärmeentwicklung bei Unterbrechung der Brennstoffzufuhr wird ein Heißwasserteilstrom mittels der Armatur 3 über die Abströmleitung 4 in die Behälter 5 gespeist; eine entsprechende Wassermenge mit Rücklauftemperatur wird über die Verbindungsleitung 6 über eine Druckreduzierung in den Rücklauf gedrückt. Über ein Rechenglied wird der Temperaturänderungsgradient und/oder die Temperaturdifferenz zwischen maximal zulässiger Heiznetzvorlauftemperatur und Heißwassertemperaturvorder Armatur erfaßt, und vorErreichenderfürdas Heiznetz zulässigen maximalen Temperatur öffnet das Stellventil in der Beimischleitung 7, wobei die Beimischmenge durch die Differenz von Übertemperatur zu zulässiger Maximaltemperatur bestimmt wird. Ein Zurückspeisen des Heiznetzwassers mit höherer Temperatur aus den Behältern erfolgt, indem über das Ventil 8 und Eindrosseln des Ventiles9 ein Teilstrom mit Rücklauftemperatur das Heiznetzwasser mit höherer Temperatur über die Leitung 10 aus den Behältern drückt. Anstelle dieser Anordnung kann auch eine spezielle Rückförderpumpe eingesetzt werden.