Sicherheitseinrichtung für Dampfkesselanlagen mit mindestens einem
zusatzbelasteten Sicherheitsventil auf der Dampftrommel und einem weiteren am Überhitzer
Ältere Dampfkesselanlagen haben eine Kesseltrommel, deren Sicherheitsventile insgesamt
die größte erzeugte Dampfmenge abblasen können. Es hat sich aber als zweckmäßiger
erwiesen, einen Teil des Dampfes immer zuerst am Überhitzeraustritt als Heißdampf
abzublasen, um den Überhitzer auch bei ausfallender Dampfentnahme durch den nachströmenden
Dampf zu kühlen. Ein weiterer Grund hierfür ist, daß Sicherheitsventile außerdem
durch Heißdampf weniger angegriffen werden. Es kommt also darauf an, daß das Sicherheitsventil
hinter dem Überhitzer zuerst abbläst und bereits voll geöffnet ist, wenn das Sicherheitsventil
auf der Kesseltrommel mit dem Abblasen beginnt. Bei Druckabsenkung soll die umgekehrte
Reihenfolge eingehalten werden. Im äußersten Fall muß das Trommelventil gleichzeitig
mit dem überhitzerventil schließen.Safety device for steam boiler systems with at least one
Additional loaded safety valve on the steam drum and another on the superheater
Older steam boiler systems have a boiler drum, their safety valves as a whole
can blow off the largest amount of generated steam. But it has proven to be more useful
It has been proven that part of the steam is always first at the superheater outlet as superheated steam
to blow off the superheater even if there is no steam extraction by the incoming
Steam to cool. Another reason for this is that safety valves also
are less likely to be attacked by superheated steam. So it depends on the safety valve
behind the superheater blows off first and is already fully open when the safety valve
starts blowing off on the boiler drum. When the pressure drops, the reverse should be done
Order are respected. In the extreme case, the spool valve must be simultaneous
close with the superheater valve.
Bisher wurden am überhitzeraustrittt Sicherheitsventile vorgesehen,
die durch eine geeignete Steuerung ausreichende Gewähr für die genaue Einhaltung
des Ansprechbeginns bieten sollten. Auf der Kesseltrommel wurden. dazu, insbesondere
in Industriedampfanlagen mittlerer Leistung, aus Gründen der Kostenersparnis einfachere
Sicherheitsventile mit Federbelastung vorgesehen, die .aber meistens eine gewisse
Streuung im Abblasedruck zeigten und erst nach einem größeren Druckabfall schließen.
Es kam daher oft vor, daß das federbelastete Sicherheitsventil auf der Trommel noch
stark bläst, wenn das gesteuerte Sicherheitsventil am Überhitzeraustritt schon wieder
geschlossen ist. Als Abhilfe wurde der Abblasedruck für den Sattdampfteil, also
der Konzessionsdruck, entsprechend höher gelegt. Beim Abblasen der Trommelsicherheitsventile
wurden dann sofort größere Dampfmengen in den Anfahrkondensator gegeben, um den
Dampfdruck schneller zu senken und Schäden am überhitzer zu vermeiden. Mit dem größeren
Abstand des Konzessionsdruckes vom Betriebsdruck war aber nur eine geringere Ausnutzung
der Anlage möglich.So far, safety valves have been provided on the superheater outlet,
the adequate guarantee for exact compliance through suitable control
the start of the response should provide. On the boiler drum were. about this, in particular
in industrial steam systems of medium performance, simpler ones for reasons of cost savings
Safety valves provided with spring loading, but mostly a certain
Showed scatter in the blow-off pressure and only close after a larger pressure drop.
It therefore often happened that the spring-loaded safety valve on the drum was still
blows heavily when the controlled safety valve at the superheater outlet is already back
closed is. As a remedy, the blow-off pressure for the saturated steam part, so
the concession pressure, correspondingly higher. When blowing off the drum safety valves
were then immediately given larger amounts of steam in the start-up condenser to the
Reduce steam pressure faster and avoid damage to the superheater. With the bigger one
However, the difference between the concession pressure and the operating pressure was only marginally exploited
of the system possible.
Um dieseUnzulänglichkeiten zuvermeiden, schlägt die Erfindung vor,
daß die Sicherheitsventile gemeinsam steuerbar sind. Vorteilhaft erfolgt dabei die
Steuerung durch Druckluft. Am zweckmäßigsten sind die Sicherheitsventile federbelastet,
wobei die Federkraft des Sicherheitsventils für den Überhitzer etwas tiefer liegt.
Sie rechtzeitig zum Abblasen zu bringen, geschieht durch .automatisches Ablassen
der Druckluft aus dem Zylinder. Nach Absenkung des Dampfdruckes wird sie wieder
selbsttätig zugegeben. Zur Einhaltung der Reihenfolge des Abblasens wird die Federkraft
des Heißdampfsicherheitsventiles etwas tiefer eingestellt als die unter dem Ventilteller
beim Abblasedruck wirksame Dampfkraft. Es bläst dann das Sicherheitsventil .schon
ab, wenn über dem Druckluftkolben noch ein geringer Luftdruck, z. B. 0,75 atü, steht.
Die Federkraft am Sattdampfsicherheitsventil entspricht der vollen Dampfkraft untef
dem Ventilteller beim Konzessionsdruck. Das Sattdampfventil bläst also ab, wenn
die Druckluft über dem Kolben bis auf atmosphärischen Druck abgelassen ist. Bei
Druckabfall im Dampfkessel wird die Druckluft wieder beiden Sicherheitsventilen
zugegeben. Dabei entstehen ausreichende Schließkräfte, die beide Sicherheitsventile
gleichzeitig schließen lassen.In order to avoid these inadequacies, the invention proposes
that the safety valves can be controlled together. Advantageously, the
Control by compressed air. The most practical safety valves are spring-loaded,
whereby the spring force of the safety valve for the superheater is slightly lower.
To get it to blow off in time, is done by automatic draining
the compressed air from the cylinder. After lowering the steam pressure, it becomes again
automatically admitted. The spring force is used to maintain the order in which it is blown off
of the superheated steam safety valve is set a little lower than the one under the valve disc
effective steam force at the blow-off pressure. The safety valve will then blow
from when there is still a low air pressure above the air piston, e.g. B. 0.75 atm.
The spring force on the saturated steam safety valve corresponds to the full steam force untef
the valve disc at concession printing. The saturated steam valve blows off when
the compressed air above the piston has been released to atmospheric pressure. at
If the pressure drops in the steam boiler, the compressed air will return to both safety valves
admitted. This creates sufficient closing forces for both safety valves
let them close at the same time.
Vorteilhaft können die Druckluftzylinder auch unterschiedlich ausgelegt
werden. Das überhitzerventil erhält beispielsweise einen Stufenkolben bekannter
Bauart und das Sattdampfventil einen einfachen Kolben ohne dauernd anstehende Hubluft.The compressed air cylinders can also advantageously be designed differently
will. The superheater valve receives, for example, a stepped piston known
Design and the saturated steam valve a simple piston without constantly pending lifting air.
In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Dampfkesselanlage und Fig.2 eine Steuerkurve,
aus der das Verhältnis zwischen Zusatzbelastung und Dampfdruck ersichtlich ist.In the drawing, the invention is shown schematically in one embodiment
shown. It shows Fig. 1 a steam boiler system and Fig. 2 a control curve,
from which the relationship between additional load and vapor pressure can be seen.
Die Kesseltrommel l trägt ein Sicherheitsventil 2, das neben der Feder
3 zusätzlich durch einen Druckluftkolben in einem Zylinder 4 belastet ist. Ein weiteres
am Austritt des überhitzers 5 angeordnetes Sicherheitsventil 6 ist ebenfalls mit
einer Feder 7 belastet und hat gleichermaßen eine Drucklufteinrichtung
(Kolben)
8 zur zusätzlichen Belastung. Beide Sicherheitsventile sind durch eine Druckluftleitung
9
verbunden, deren Verlängerung an ein gemeinsames, als Druckschalter dienendes
Steuergerät 10 angeschlossen ist. Dem Steuergerät 10 wird der Dampfdruck als Impuls
durch eine von der Kesseltrommel 1 abgehende Leitung 11 mitgeteilt. Eine Leitung
12 entnimmt aus dem allgemeinen Druckluftnetz 13 der Anlage das Arbeitsmedium zum
Dichtdrücken der Sicherheitsventile 2 und 6. Vom, Druckluftnetz 13 kann eine Leitung
abgezweigt sein, durch die unter dem Kolben 8, der in diesem Falle als Stufenkolben.
ausgebildet ist, ein ständiger Druck aufrechterhalten wird.The boiler drum 1 carries a safety valve 2 which, in addition to the spring 3, is additionally loaded by a compressed air piston in a cylinder 4. Another safety valve 6 arranged at the outlet of the superheater 5 is also loaded with a spring 7 and likewise has a compressed air device (piston) 8 for additional loading. Both safety valves are connected by a compressed air line 9 , the extension of which is connected to a common control device 10 serving as a pressure switch. The control unit 10 is informed of the steam pressure as a pulse through a line 11 going out from the boiler drum 1. A line 12 takes the working medium for sealing the safety valves 2 and 6 from the general compressed air network 13 of the system. A line can be branched off from the compressed air network 13 through the under the piston 8, which in this case is a stepped piston. is designed, a constant pressure is maintained.
In dem in Fig. 2 dargestellten Koordinatensystem ist beispielsweise
eine zweckmäßige Charakteristik der Steuerung veranschaulicht. Es sind auf der Ordinate
die Belastungsluft und auf der Abszisse der Dampfdruck in. atü aufgetragen. Beginnt
nun der Auslaß der Druckluft bei 132,5 atü, dann ist bei Punkt 14 mit 132,9
atü Dampfdruck die Druckluft bis 1 atü abgebaut. Im Heißdampfsicherheitsventil6
sind bereits die öffnungs- und Schließkräfte ausgeglichen und der Abblasevorgang
wird eingeleitet. Ist am Punkt 15 der Konzessionsdruck ,am Kessel erreicht, dann
hat die Zusatzluft nur noch einen sehr geringen Druck, so daß auch das Sattdampfsicherheitsventil
2 abbläst. Bei 138 atü steht keine Druckluft mehr auf den Kolben. Die Spanne von
132,5 atü bis 138 atü stellt also den Proportionalitätsbereich der Steuerung dar,
der durch entsprechende Auslegung der Druckfühler und der Steuerglieder auch anderen
Erfordernissen angepaßt werden kann" Wenn durch aussetzende Dampfentnahme der Dampfdruck
am Überhitzeraustritt schnell steigt, kommt das Heißdampfsicherheitsventil6 auch
früher zum Ansprechen, so daß dann die Zeit der .am Überhitzer aussetzenden Dampfströmung
noch weiter verkürzt wird. Falls mehrere Sicherheitsventile angeordnet sind, kann
die Reihenfolge des Abblasens untereinander durch entsprechende Einstellung der
Federn oder durch unterschiedliche Bemessung der Druckluftkolben bestimmt werden.
Sofern Fernbetätigung gefordert wird, lä@@t sich die Schaltung so einrichten, daß
die Belastungsluft nur in der Einrichtung 8 oberhalb des Kolbens abgebaut und Druckluft
unter den gleichen Kolben zum Anheben des Ventilkörpers geführt wird.In the coordinate system shown in FIG. 2, for example, an expedient characteristic of the control is illustrated. The loading air is plotted on the ordinate and the vapor pressure in .atu on the abscissa. If the outlet of the compressed air now begins at 132.5 atmospheres, then at point 14 the compressed air is reduced to 1 atmospheres with 132.9 atmospheres steam pressure. The opening and closing forces are already balanced in the superheated steam safety valve6 and the blow-off process is initiated. If the concession pressure is reached at the boiler at point 15, the additional air has only a very low pressure, so that the saturated steam safety valve 2 also blows off. At 138 atm there is no more compressed air on the piston. The range from 132.5 atü to 138 atü thus represents the proportionality range of the control, which can also be adapted to other requirements by appropriately designing the pressure sensors and the control elements to respond, so that the time of the steam flow stopping at the superheater is shortened even further. If several safety valves are arranged, the sequence of blow-off can be determined by setting the springs accordingly or by differently dimensioning the compressed air pistons. If remote control is required, The circuit can be set up in such a way that the load air is only reduced in the device 8 above the piston and compressed air is passed under the same piston to lift the valve body.