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Dampfanlage mit mehreren, zu einer Batterie zusammengefaßten Kesseln
und Verbrauchern verschiedenen Druckbedarfs Bei Dampfanlagen, die zahlreiche verschiedenartige
Verbraucher mit Dampf versorgen, ist es in der Regel üblich, zum gegenseitigen Ausgleich
des Dampfverbrauchs alle Verbraucher von einer einzigen gemeinsamen TIauptdampfleitung
aus zu versorgen. Bei Anlagen, in denen Kessel, die für verschiedenen Druck geeignet
sind, betrieben werden, werden häufig Hochdruckverbraucher, insbesondere Kraftmaschinen,
von besonderen Hochdruckkesseln, Niederdruckverbraucher von Niederdruckkesseln versorgt.
Besteht zwischen den beiden Arten von Verbrauchern ein Ausgleich, so wird in der
Regel eine Verbindungsleitung mit einem Druckminderventil vorgesehen, das Dampf
von den Kesseln mit höherem Druck zu denen mit niedrigerem Druck unter gleichzeitiger
Druckminderung hinzutreten läßt. Es sind auch Anordnungen vorgeschlagen worden,
bei denen die Druckminderung statt durch ein Druckminderventil durch eine Kraftmaschine
vorgenommen wird, wodurch die Drosselverluste, die sonst im Druckminderventil auftreten,
in nutzbringende mechanische Energie umgesetzt werden. Bei diesen Anordnungen übt
jedoch schwankender Druck in den Niederdruckkesseln einen gleichzeitigen unerwünschten
Einfluß auf die Hochdruckverbraucher aus, sei es, daß der Druck in den Hochdruckkesseln
durch das Druckminderventil in Abhängigkeit von dem Druck in den Niederdruckkesseln
mitschwankt, bei erhöhtem Dampfverbrauch also abnimmt, sei es, daß der Gegendruck
der die Druckminderung vornehmenden Kraftmaschinen wechselt und dadurch der Dampfverbrauch
der Kraftmaschine schwankt.
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Steigt der Dampfverbrauch irgendwelcher Verbraucher, so sinkt der
Druck auch in den Hochdruckkesseln. Hierdurch nimmt der Dampfbedarf auch der Kraftmaschinen,
die konstant arbeiten, zu und es setzen Schwierigkeiten noch in höherem Maße ein,
als es bei getrennt arbeitenden Anlagen der Fall wäre.
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Es ist ferner bekannt, in Dampfkesselanlagen mit Wärmespeichern eine
Schaltung zu wählen, bei der der Dampfüberschuß der Dampferzeuger dem Wärmespeicher
durch ein Überströmventil zugeführt wird mit dem Zweck, den Druck der Kessel und
deren Dampferzeugung konstant zu halten. Bei dieser Anordnung bleibt jedoch die
in allen Kesseln, insbesondere in Großwasserraumkesseln an und für sich vorhandene
Speicherungsfähigkeit zur Hergabe von Schwankungen völlig unausgenutzt.
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Die Erfindung bezweckt, in einer Dampfanlage mit mehreren, zu einer
Batterie zusammengefaßten Kesseln gleichen Druckes ohne große Anlagekosten eine
schwankende Dampfabgabe bei gleichmäßiger Feuerführung zu gestatten unter weitgehendster
Ausnutzung der vorhandenen Kesselspeicherungsfähigkeit
und unter
Vermeidung einer unerwünschten Rückwirkung auf die Hochdruckverbraucher.
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Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß eine Trennung der Verbraucher
in solche stattfindet, die einen konstanten Druck benötigen (Gruppe A) und solche,
die einen schwankenden Druck zulassen (Gruppe B). Diese Trennung wird bis zu den
Kesseln durchgeführt; ein Teil der Kessel wird auf Gruppe A und ein anderer auf
Gruppe B geschaltet, wobei an der Trennstelle beider Netze ein überströmventil vorgesehen
wird, durch das der Überschuß des - Netzes der Gruppe A an das Netz der Gruppe B
unter Konstanthaltung des Druckes in Gruppe A übertreten kann, während der Druck
in Kesselgruppe B zwecks Ausnutzung der Kesselspeicherungsfähigkeit in weiten Grenzen
schwankend gehalten wird.
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In den Zeichnungen ist in der Abb. i eine Anlage mit zwei festen Gruppen
von Kesseln dargestellt, in Abb. 2 eine Anlage, bei der die Kessel beliebig auf
die eine oder die andere Gruppe geschaltet werden können.
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In Abb. i besteht die Gruppe A aus den Kesseln 25 und der mit diesen
durch die Dampfleitung 3 verbundenen Kraftmaschine 5, während die Gruppe B sich
aus den Kesseln i und den an die Dampfleitung 2 angeschlossenen Verbrauchern zusammensetzt.
Als diese Verbraucher sind in der Zeichnung vorgesehen ein Dampfspeicher 8, der
Dampf von der Leitung 6 erhält und durch die Leitung io an den Betrieb abgibt, sowie
ein Heißwasserbehälter 13, dessen Wasser durch die Anwärmedüse 14 mit dem Dampf
von der Leitung i i erwärmt und durch die Leitung 15 den Heißwasserverbrauchern
im Betrieb zugeführt wird. Zur Füllung des Behälters wird Kondensat verwandt, das
von der Maschine 5 durch die Leitung 2,4 zugeführt wird.
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Durch das Überströmventil 26 kann Dampfüberschuß der Kessel 25 (Gruppe
A) an die Kessel i und somit an die Gruppe B gelangen.
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Die Kraftmaschine 5 soll nun mit möglichst hohem Druck, also dem Kesseldruck,
und mit annähernd konstantem Druck betrieben werden. Der Druck in den Kesseln der
Gruppe A muß also konstant gehalten werden, und zwar unabhängig von S chwankungen
im Dampfverbrauch, die durch Schwankungen in der Belastung der Kraftmaschine hervorgerufen
werden können. Man wird deshalb den Kesseln 25 so viel dampferzeugende Heizfläche
geben, daß der Höchstbedarf der Maschine 5 gedeckt werden kann. Hat Maschine 5 einen
geringeren Bedarf, so tritt Dampfüberschuß in der Gruppe A auf, der eine Drucksteigerung
der Kessel 25 zur Folge hat. Hierdurch wird das auf einen gewissen Normaldruck eingestellte
Überströmventil26 geöffnet, und der Dampfüberschuß kann zur Leitung 2 und damit
zur Gruppe B der Anlage übertreten.
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In der Gruppe B befinden sich Dampfverbraucher, die entweder, wie
die AnwärmedÜse 14., nur einen sehr geringen Dampfdruck benötigen oder die, wie
der Dampfspeicher 8 und die an die Leitung io angeschlossenen Verbrauchsstellen,
einen schwankenden Dampfdruck vertragen.
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Demgemäß werden die Kessel der Gruppe B so gefeuert, daß sie den mittleren
Dampfbedarf der Gruppe B decken. Treten Schwankungen im Dampfbedarf auf, so wird
der Kesselinhalt als Speicher benutzt, und es wird der Druck in den Kesseln in gleichem
Sinne schwanken wie in einem mit Wasser gefüllten Dampfspeicher. Die Schwankungen
im Dampfbedarf können durch schwankenden Verbrauch oder auch dadurch in der Gruppe
B auftreten, daß durch das Überströmventil 26 ungleichmäßig Dampf von der Gruppe
A an die Gruppe B abgegeben wird.
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Die Speicherfähigkeit der Kessel von Gruppe B wird sich nach deren
Wasserinhalt richten. Man wird daher zweckmäßig Großwasserraumkessel auf die Gruppe
B schalten, und zwar, um eine große Speicherfähigkeit zu erzielen, möglichst viele
Kessel der Gruppe B zuweisen, dagegen nur so viele wie unbedingt notwendig der Gruppe
A.
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Um die Anzahl der Kessel, die der einen oder der anderen Gruppe zugeteilt
werden, einem wechselnden Bedarf anzupassen, kann man jeden Kessel mit beiden Netzen
verbinden, wie dies in Abb. 2 gezeigt ist.
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Es sind hier eine Reihe gleichartiger Kessel dargestellt. Jeder dieser
Kessel ist mit der Leitung 3 (und somit der Gruppe A) durch eine Leitung 29 verbunden
und mit der Leitung 2 (somit der Gruppe B) durch eine Leitung 27. Die Leitung 27
ist durch das Ventil 28, die Leitung 29 durch das Ventil 30 absperrbar. Durch öffnen
des einen Ventils und Schließen des anderen kann nunmehr jeder Kessel zu jeder Gruppe
geschaltet werden.
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Bei gleichmäßigem Betriebe wird es genügen, wenn diese Umschaltung
einmalig von Hand vorgenommen wird.
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Bei Betrieben mit starken Belastungsschwankungen der zu Gruppe A gehörigen
Verbrauchsstellen wird man aber, um stets die Speicherfähigkeit einer möglichst
großen Zahl von Kesseln auszunutzen, eine Vorrichtung benötigen, die die Umschaltung
der Kessel, die in der Gruppe A nicht unbedingt erforderlich sind, auf die Gruppe
B besorgt.
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Die Umschaltung des Kessels kann beispielsweise dann erfolgen, wenn
die in der Gruppe A überschüssige Dampfmenge, die
zur Gruppe B überströmt,
größer ist als die von einem Kessel der Gruppe A erzeugte Dampfmenge. In diesem
Fall soll das Ventil 31 durch die Leitung 32 die beiden Ventile 28 und
30 eines Kessels der Gruppe A derart beeinflussen, daß das Ventil
30 geschlossen und 28 geöffnet wird, so daß der Kessel nicht, wie vorher,
mit der Leitung 3 und der Gruppe A, sondern nunmehr mit der Leitung 2 und mit der
Gruppe B verbunden ist. Die Beeinflussung der Umschaltvorrichtung kann dadurch erfolgen,
daß mit dem Ventil 31 ein Dampfmesser verbunden ist, der bei Cberschreitung einer
gewissen Dampfmenge durch die Leitung 32 die beiden in entgegengesetztem Sinne miteinander
zwangsläufig verbundenen Ventile 28 und 30 steuert.
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Die Umschaltung kann auch durch eine Vorrichtung erfolgen, die bei
Überschreitung eines gewissen Höchstdruckes in Gruppe A durch Einwirkung auf die
Ventile 28 und 30 einen Kessel oder mehrere nacheinander auf Gruppe B schaltet und
bei Unterschreitung eines gewissen Mindestdrucks dieselben auf Gruppe A wieder zurückschaltet.
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Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Kesselspeicherungsfähigkeit
nach Möglichkeit ausgenutzt wird und dadurch die Anordnung von großen und teuren
Dampfspeichern entweder vollkommen entbehrlich wird oder aber solche Speicher %vesentlich
kleiner und daher billiger hergestellt werden können.