DE714273C - Verfahren und Anordnung zur UEberwachung der Feuerfuehrung bei Dampfkesseln - Google Patents

Description

• Verfahren und Anordnung zur Überwachung der Feuerführung bei Dampfkesseln Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung der Feuerführung bei Dampfkesseln, dessen Besonderheit darin besteht, daß die Regelung der Feuerführung, d. h. -die Einstellung der Luftmenge und /oder der Brennstoffmenge, entsprechend dem genauen Wirkungsgrad vorgenommen wird.
• Zur Bestimmung des Wirkungsgrades eines Kessels war es bisher üblich, lang dauernde Kesselversuche durchzuführen, die eine sorgfältige Vorbereitung erforderten und deren Dauer in der Hauptsache dadurch bedingt war, daß die durch Wägung und kalorimetrische Versuche festgestellten Werte für die zugeführte Brennstoffenergie den wirklichen Werten möglichst genau entsprechen mußten. Eine besondere. Sch-,vierigkeit dieser Kesselversuche lag abgesehen von ihrer langen Dauer darin, daß man die Belastung des Kessels konstant halten mußte, um jeglichen Einfluß der Wärmekapazität der Anlage auszuschalten.
• Eine unmittelbare Feststellung des Abgasverlustes durch Ermittlung der Rauchgaswärme fand bei den Kesselversuchen. in der Regel nicht statt.
• Wenn die Kesselversuche von geübtem Personal mit peinlicher Sorgfalt durchgeführt wurden, so konnte man die ermittelten Werte für den Wirkungsgrad als richtig und zuverlässig ansehen. Immerhin lieferte ein Kesselversuch lediglich den Wirkungsgrad bei einer ganz bestimmten Kesselbelastung und einem bestimmten Luftüberschuß. Um den Wirkungsgrad bei anderen Kesselbelastungen oder anderem Luftüberschuß kennen zu lernen, wäre es erforderlich, entsprechend viele Kesselversuche durchzuführen. Mit Rücksicht auf die lange Dauer eines einzigen Kesselversuchs hat man in der Praxis von dieser weitgehenden und genaueren Untersuchung der Wirkungsgradverhältnisse notgedrungen abgesehen, womit man zugleich auf die Feststellung der optimalen Verhältnisse verzichtete.
• Die bisher aus praktischen Gründen unmögliche Regelung der Feuerführung nach dem Wirkungsgrad wird erfindungsgemäß durch eine neuartige Ermittlung des genauen Wirkungsgrades verwirklicht. Diese Ermittlung erfolgt durch Messung der Rauchgaswärine E1 und der Dampferzeugungsw-ärme E_ nach der Beziehung ,wobei a den als praktisch konstant anzunehmenden prozentualen Gesamtverlust an Brennstoffenergie durch Leitung, Strahlung, ?,sehe, Schlacke und Ruß darstellt.
• In sinngemäß gleicher Weise kann die Regelung der Feuerführung nach dem Abgasverlust erfolgen, der seinerseits nach der Beziehung au, den gleichen Meßgrößen ermittelt, t\"el'-den kann.
• Die Richtigkeit der vorgenannten Beziehungen ergibt sich auf folgender Überlegung: Bei den Gleichungen 2 und 3 bedeutet E die Brennstoffenergie.
• Aus der Gleichung z läßt sich ableiten Da nach den Gleichungen 2 und 3 gleich ist, so besteht für 17 auch die vorweg oben angegebene Beziehung

  In 1-leicher Weise läßt sich aus den Gleichtt::-

  geil 1 bis 3 der oben angegebene Wert

  allleisen.

  Der rillt Q. bezeichnete prozentuale G_samt-

  verlust schwankt hei den verschiedenen Kes-

  seltypen zwischen d. und 6 °/o und kann für

  einen bestimmten Kessel ziemlich genau im

  voraus bestimmt werden. Man kann deshalb

  davon ausgehen, daß der Gesamtverlust bei

  den verschiedenen Belastungen des Kessels

  :;onstallt ist.

  Bei der Ermittlung von 17 und L-, spielt di°

  Brennstoffenergie keine Rolle, da jegliche

  \lessunn der Brennstoffenergie o,l(--r sc@il=_

  Heizwertes unterbleibt. Von Einfluß auf die

  Richtigkeit der zu ermittelnden Werte können

  lediglich Fehler bei der Feststellung der

  Danipferzeugtuigsenergie F., und der Rattch-

  gaswä rine F_1 sein. Bei diesen Feststellungen

  handelt es ;ich aber ausschließlich uni ein-

  fache Messungen. für welche genaue Instru-

  mente zur Verfügung stehen.

  Abgesehen davon, daß die Brennstoft-

  unergie keine Rolle spielt und ihre Messung

  unterbleiben -kann. hat auch die Wärmekapa-

  zität der Anlage keinen Einfluß auf da#

  Meßergebnis, weil eine Veränderung der

  Wärmekapazität der Anlage gleichbedeutend

  ist niit einer Erhöhung oder Erniedrigung

  der Brennstoffenergie. Es ist deshalb gleich-

  gültig, ob die Wärmekapazität des Kessels

  sich während der Ermittlung ändert oder

  nicht.

  Da es sich bei der Messung der Rauchga@-

  wa.rnie, d. h. des Produktes aus Rauchgas-

  menge und einer Teinperaturdiferenz um diu

  Feststellung einer Energie handelt, kann die

  Messung aus dein Kessel heraus in den Ab-

  gaskanal oder Schornstein verlegt werden, da

  nach der Verbrennung einströmende Falsch-

  luft die Wärmeenergie des Rauchgases nicht

  ändert. Es wird wohl die Rauchgasmenge

  vergrößert, dafür aber im gleichen Verhältnis

  die Rauchgastemperatur verringert. Diese

  Messung hat daher den großen Vorteil, da1-l

  Falschluft die Genauigkeit der Messung nick'

  beeinflußt.

  Da der Wärmeinhalt des gesättigten

  Dampfes sich sehr wenig mit dem Dampf-

  druck ändert und die Änderung des Wärme-

  inhalts i des überhitzten Dampfes bei Dampf-

  temperaturänderungen durch die ungefähr

  gleich großen entgegengesetzten Meßfehler

  eines Differenzdruckdamptmengenniessers aus-

  geglichen werden. wenn keine Temperatur-

  berichtigungen vor:enoininen werden,

  kann man für den Wärmeinhalt i einen kon-

  stanten Wert i. einführen und sich auf die

  Messung der Dampfmenge D mit Hilfe eine

  Differenzdruckmessers ohne Temperaturbe-

  richtigung beschränken.

  Führt man ebenfalls eine konstante mittlere Speisewassertemperatur tso ein und bezeichnet man die Abweichung der Temperatur tso von der wirklichen Temperatur ts mit r. sn ist ts -- ts,, -I- z und t-lierin bedeutet s eine Konstante mit dem Wert Zur Feststellung der Dampfenergie genügt die Messung der Dampfmenge im oben angegebenen Sinne und die Messung der Abweichung der Speisewassertemperatur von einem tonstanten :Mittelwert. Da die Werte und sehr klein sind; so besteht angenähert die Beziehung: -wobei Damit wird RM . (Rt-t)' _._-@ RM # (Rto -t) # (z -I- zrc # d t). Zur Feststellung der Rauchgasenenergie genügt also die Messung der Rauchgasmenge mit Hilfe eines Differenzdruckmessers unter Vermeidung einer besonderen Temperaturberichtigung und die Messung der Rauchgastemperatur von einem konstanten _Mittelwert. Bei der Messung der Rauchgasenergie mub im Gegensatz zur Messung der Dampf--nergie der Einfluß der Temperaturänderung ierücksichtigt werden. Die . Temperaturänderung beeinflußt sowohl die Mengenmes-,;ung als auch den für die Energiemenge maßgebenden Faktor (Rt-t). Der Einfluß auf die Mengenmessung wird dadurch berücksichtigt, daß die Anzeige eines Differenzdruckmengenmessers mit dem Faktor multipliziert wird. Dabei bedeutet Rta die konstante mittlere Rauchgastemperatur, für welche clas Gerät berechnet wurde, und z1 t die Abweichung der wirklichen Rauchgastemperatur vcn Rt". Bei dem Produkt Rill # (Rt-t) hat also eine Temperaturänderung gegenüber Rt" um den Wert + d t folgenden Einfluß Führt man die für die Dampf- und Rauchgasenergie maßgebenden Temperaturfaktoren ein, so erhält man: Bezeichnet man den konstanten Faktor so ist Bezeichnet man den Wert: Damit ist die Feststellung von ji auf die Feststellung des Wertes x zurückgeführt, welcher von vier Größen, nämlich von RM, D, d t und x abhängig ist. .
• Diese vier Größen können selbständig gemessen -werden, um den Wert 27 rechnerisch oder mit Hilfe mechanischer Rechenmittel festzustellen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Wert .^r mit Hilfe an sich bekannter mechanischer oder elektrischer Produkten- und Quotientenmesser automatisch zu ermitteln und auf ein Registrierinstrument oder auch auf ein Anzeigeinstrument zu übertragen, dessen Skala zweckmäßig so unterteilt ist, daß die Anzeigewerte unmittelbar rj ergeben. Von praktisch besonderer Bedeutung ist natürlich die fortlaufende Registrierung des Kesselwirkungsgrades.
• In ähnlicher Weise wie der Wirkungsgrad kann auch der Abgasverlust des Kessels bestimmt werden, und zwar ist: Da ii und Va in einer bestimmten Beziehung zueinander stehen, so ist der jeweilige Wert von ?i gleichzeitig ein Maß für den zugehörigen Wert von ha. Man kann deshalb bei Benutzung einer automatischen Anzeige fü il sowohl der Wert x als auch den Wert bei entsprechender Unterteilung der Anzeigeskala verwenden. Diese Möglichkeit ist unter Umständen bedeutungsvoll, weil sich damit eine günstigere Skaleneinteilung ergeben kann. Das gleiche gilt sinngemäß für die Anzeige von I'a.
• Für die praktische Messung' wird man im allgemeinen von einer konstanten Speisewassertemperatur ausgehen können, zumal Schwankungen der Speisewassertemperatur das Meßergebnis nur unwesentlich beeinflussen.
• Demgemäß verbleiben bei der Formel: nur noch drei Variable, die durch Messung festgestellt «-erden müssen. Das gleiche gilt für die Messung des Abgasverlustes L'".

Claims (3)

1. PAT1-NTANSYRZ`CHr: i, Verfahren zur Überwachung der Feuerführung bei Dampfkesseln, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eins der an der Verbrennung beteiligten Medien (Brennstoff und Luft) in Abhängigkeit von dem Wirkungsgrad il oder dem Abgasverlust h" geregelt wird, die ihrerseits durch :Messung der Rauchgaswärme E, und der Dampferzeugungswärme E= nach der Beziehung bzw. ermittelt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Dampferzeu.gungswärnie E_, der Wärmeinhalt i des Dampfes durch Messung d-'-Dampfmenge mit Hilfe eines Differenzdruckmessers ohne Temperaturberichtigung unter Zugrundelegung einer konstanten mittleren Dampftemperatur bcrücksichtigt wird. ,
3. 3. Anordnung zur Anzeige oder . Registrierung des Wirkungsgrades oder des Abgasverlustes bei Dampfkesseln in Verhindung mit dem Verfahren nach An-Spruch i, dadurch gekennzeichnet, daft ;e ein Xlesser für die Rauchgasmenge (R 1! für die Differenz der Rauchgastemperatur (Rt) gegen Kesselhaustemperatur (t), für die Dampfmenge (D) und für die spezifische Dampferzeugungswärrne (i-ts j in einem Quotientenbildner zusarninengeschaltet sind, dessen Skala oder Aufzeichnungsstreifen nach der Beziehung bz@v. geeicht ist. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer für die Dampfmenge und für die spezifische Dampferzeugungswärme ersetzt sind durch einen Differenzdruckdampfinengen inesser ohne Temperaturberichtigung.