DE1286050B

DE1286050B - Regeleinrichtung fuer Dampfkraftanlagen mit Zwangdurchlaufkessel

Info

Publication number: DE1286050B
Application number: DES63740A
Authority: DE
Inventors: Halle; Dipl-Ing Kurt
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1959-07-03
Filing date: 1959-07-03
Publication date: 1969-01-02
Also published as: US3089308A; GB946406A; CH378907A; BE592074R

Description

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Die Erfindung betrifft eine Regelung von Dampf- geht von der Überlegung aus, die Wassereinspritzung kraftanlagen mit Zwangdurchlaufkessel. Bei solchen durch Überwachung der jeweiligen Einspritzwasser-Anlagen ist es im Bestreben, die Leistung der Kraft- mengen dazu heranzuziehen, daß die Verdampfungsmaschine mit der Leistung des Dampferzeugers und zone des Durchlaufkessels analog zur Einregelung umgekehrt miteinander in Übereinstimmung zu 5 des Wasserstandes beim Trommelkessel eingeregelt bringen, bereits bekannt, die Kesselregelung der wird. Die Erfindung besteht darin, daß das Verhältnis Turbinenregelung zu unterstellen. Bei einer hydrau- der Einspritzwassermenge zur Speisewassermenge als lischen Drehzahlregelung der Turbine wird dabei Korrekturgröße der Speisewasserzufuhr herangezogen der Regelöldruck auch zur Kesselregelung mit ver- wird, da dieses Verhältnis eine Meßgröße für die Lage wendet. Es ist weiter bekannt, Lastkommandos gleich- io des Verdampfungsendpunktes darstellt und vergleichzeitig parallel sowohl auf die Turbinenregelung als bar ist mit dem Wasserstand eines Trommelkessels. auch auf die Kesselregelung zu geben, wobei in Die Regeleinrichtung nach der Erfindung sieht also

gleicher Weise elektrische Einflüsse oder eine Hand- zwei Vergleichseinrichtungen vor, von denen in der verstellung bzw. ein Programm wirksam gemacht einen die eingespeiste Wassermenge mit der Dampfwerden können. 15 menge verglichen wird, während die andere Ver-Bei den bekannten Regeleinrichtungen dieser oder gleichseinrichtung das Verhältnis der Einspritzmenge ähnlicher Art ist es weiterhin bekannt geworden, zur zugeführten Speisewassermenge überwacht. Zur die Kesselregelung in feuerungsseitige Maßnahmen Bildung der für den Mengenvergleich benötigten Meß- und in regeltechnische Einrichtungen für den Durch- werte verfährt man im allgemeinen derart, daß man lauf des Arbeitsmittels zu unterteilen und für alle 20 Mengenmeßblenden im wasserführenden und im diese zu regelnden Größen, denen sich noch weitere dampfführenden Kesselteil vorsieht und auf diese unterordnen, einen Kessellastgeber vorzusehen und Weise ständig den Durchsatz des flüssigen und des diesen wiederum einem Kessellastregler zu unter- dampfförmigen Arbeitsmittels erfassen kann. Abgestellen. Bei einem kohlebeheizten Kessel werden also sehen davon, daß Mengenmeßblenden vielfach als vom Kessellastgeber aus Steuerimpulse für das 25 unerwünscht angesehen werden, weil sie einen zusätz-Speisewasser, für die Kohle und für die Verbrennungs- liehen Druckverlust hervorrufen, entstehen aber insluft abgegeben. besondere bei der Durchsatzmengenmessung im Bei der Regeleinrichtung nach der Erfindung wird dampfführenden Teil vielfach Schwierigkeiten in der ebenfalls von dieser bekannten Maßnahme Gebrauch Herleitung eines exakten Meßwertes. Diese Schwieriggemacht, die Beheizung einerseits und den Arbeite- 30 keiten werden immer größer, je höher die Druck- und mittelfluß andererseits getrennt voneinander zu regeln. Temperaturwerte des verdampften Arbeitsmittels Weiterhin wird von der ebenfalls bekannten Maß- werden. Vielfach ist es notwendig, Korrekturgrößen nähme Gebrauch gemacht, die Frischdampftempe- dem Meßwert aufzudrücken, um unter den verschierarur dadurch zu korrigieren und zu regeln, daß denen Betriebsbedingungen auftretende Meßfehler zu flüssiges Arbeitsmittel an einer oder mehreren Stellen 35 eliminieren oder gering zu halten. Trotzdem läßt es eingespritzt wird. sich vielfach nicht vermeiden, daß bei Änderungen des Bei getrennter Regelung der Beheizung z. B. des Dampfzustandes Fehlmessungen entstehen, die dann Brennstoffes und der Luft einerseits und des Arbeits- beim Vergleich der flüssigen und dampfförmigen mittels andererseits, ist es weiterhin bereits bekannt Durchsatzmenge zu fehlerhaften Regelkommandos geworden, Mittel vorzusehen, um die Zufuhr des zu 40 führen können.

verdampfenden Arbeitsmittels mit den durch die Um trotzdem diesen Mengenvergleich unter Umjeweiligen Belastungszustände bedingten benötigten gehung dieser Schwierigkeiten herbeiführen zu Dampfmengen in Übereinstimmung zu bringen. Zur können, läßt sich das Dampfflußsignal auch durch Regelung der Arbeitsmittelmengen ist dabei z. B. eine ein anderes diesem äquivalenten Signal ersetzen. Vergleichseinrichtung vorgesehen, der einerseits Meß- 45 Demgemäß können durch Herleitung eines oder werte entsprechend der zu verdampfenden Mengen mehrerer Lastenflußsignale die Dampfmengenwerte und andererseits von den verdampften Mengen her- indirekt nachgebildet werden. Dies bedeutet, daß beigeleitete Meßwerte zugeführt werden. Auf diese spielsweise als Lasteinfluß für die Feuerleistung oder Weise gelingt es, die Speisewasserzufuhr mit der das Speisewasser oder für beides der Turbinensteuerjeweils benötigten Dampfmenge in Einklang zu 50 Öldruck oder ein anderes Kriterium der Turbinenbringen, leistung herangezogen wird. So können z. B. die Stel-Hiervon geht die Erfindung aus. Der Erfindung lung derTurbinenfrischdampfVentile oder die Stellung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Regelung zu ver- eines entsprechenden Teiles der Turbinensteuerung bessern. Es ist nämlich bei einem Zwangdurchlauf- oder auch die jeweilige elektrische Leistung zur Herkessel mit gewissen Schwierigkeiten verbunden, die 55 leitung geeigneter Meßsignale dienen. Meßsignale richtig zu erfassen und der Regeleinrich- An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher tung so zuzuführen, daß diese eine eindeutige Be- erläutert werden. Die Figur zeigt ein Ausführungsstimmung der zuzuführenden Speisewassermenge beispiel in seinen für die Erfindung wesentlichen angibt. Im Gegensatz zu einem Trommelkessel, bei Teilen in stark vereinfachter schematischer Dardem sich in der Kesseltrommel ein Wasserstand aus- 60 stellung.

bildet, liegt die Umwandlungszone beim Zwang- Das Arbeitsmittel tritt über die Leitung 1 in das

durchlaufkessel nicht an einer genau definierten Stelle, Kesselsystem ein und wird durch die Kesselspeisesondern wandert in Abhängigkeit der Belastung inner- pumpe 2 durch die einzelnen Heizflächen gefördert, halb eines größeren Bereiches im Rohrsystem. Dar- Hinter dem Speisewasserregelventil 3 befindet sich über hinaus wird die Regelung durch die Wasserein- 65 eine Meßblende 4, mit der der Speisewasserfluß W spritzung erschwert, und zwar um so mehr, je größer erfaßt wird. Mit 5, 6 und 7 sind Vorwärmer und Verdie jeweiligen Einspritzmengen sind. dampferheizflächen bezeichnet. Ein Vorüberhitzer

Hier setzt nun die Erfindung ein. Die Erfindung ist mit 8 und ein Endüberhitzer mit 9 bezeichnet.

Hinter der Speisepumpe 2 ist die Einspritzleitung 10 abgezweigt, wobei eine Meßblende 11 die Einspritzwassermenge JE erfaßt. Das Einspritzregelventil 12 für die Einspritzstelle 13 untersteht einem Regler 14, der ein Temperatursignal von der Temperaturmeßstelle Γ1 erhält. Eine zweite Temperaturmeßstelle T 2 beeinflußt über einen Regler 15 den Einspritzregler 14 zusätzlich.

Über die Frischdampfleitung 16 wird der Hochdruckteil 17 der Dampfturbine gespeist. Über einen Zwischenüberhitzer 18 gelangt der Dampf zum Niederdruckteil 19 der Turbine. Der Turbinenkondensator ist mit 20, der Generator mit 21 bezeichnet.

Die Kesselregelung ist einem Lastgeber 22 unterstellt, der über den Signalweg 23 die Arbeitsmittelzufuhr beeinflußt. Getrennt hiervon erfolgt über die Signalwege 24 α und 24 b für Verbrennungsluft und Brennstoff die Regelung der Feuerleistung, die sich, wie durch die Pfeile 25 versinnbildlicht ist, auf die Vorwärmung, Verdampfung und Überhitzung des Arbeitsmittels auswirkt. Die Regelung der zugeführten Speisewassermenge wird dabei mit der verdampften Arbeitsmittelmenge in Einklang gebracht. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine Dampfmessung, die etwa in der Frischdampfleitung vorgenommen werden könnte, ersetzt durch indirekte Nachbildung eines äquivalenten Meßwertes, der von einem geeigneten Lasteinfluß hergeleitet wird.

Als Lasteinfluß kann beispielsweise, wie durch die Impulslinie 26 angedeutet, der Turbinensteueröldruck Ö des ölhydraulischen Turbinenreglers 27 herangezogen werden. Es ist auch die Stellung der Turbinensteuerorgane, d. h. des Einlaßventils 28 der Hochdruckturbine 17 und des Einlaßventils 29 der Niederdruckturbine 19 geeignet, über die Signallinie 30 einen Lasteinfluß über das Steuerorgan 31 weiterzuleiten. Unter anderem ist es auch möglich, die elektrische Leistung als Lasteinflußsignal heranzuziehen. So wird vom Generator 21 über die Signallinie 32 die jeweilige Leistung N über einen geeigneten Meßwertumformer 33 weitergeleitet.

Längs der Signallinie 34 wird das Lastsignal zum Lastgeber 22 geleitet und stellt damit eine den Dampfmengenwerten äquivalente Größe dar. Diese Werte gelangen über die Signallinie 23 zur Vergleichsanordnung 35. Das über die Signallinie 23 übertragene Signal D entspricht also der Dampfleistung und wird in der Vergleichsanordnung 35 mit der entsprechenden Größe für die Wassermenge W verglichen, die über die Signallinie 36 von der Mengenmeßblende 4 hergeleitet wird. Über die Einflußlinie 37 wird demgemäß die Speisewasserzufuhr durch Beeinflussung der Kesselspeisepumpe 2 bzw. des Speisewasserregelventils 3 so geregelt, daß die Zufuhr des zu verdampfenden Arbeitsmittels mit den durch die jeweiligen Belastungszustände bedingten benötigten Dampfmengen übereinstimmt.

Die Vergleichsanordnung 35, die den eigentlichen Speisewasserregler beinhaltet, wird nun noch mit einer Korrekturgröße beeinflußt. Die Vergleichsanordnung 38 dient dazu, das Verhältnis der Einspritzwassermenge E zur Speisewassermenge W zu bestimmen. Eine Signalleitung 39 übermittelt Werte der Speisewassermengen, die durch die Meßblende 4 erfaßt sind. Entsprechende Einspritzwassermengen-Werte gelangen von der Meßstelle 11 über die Signallinie 40 ebenfalls zur Vergleichsanordnung 38. Von hier aus wird ein Korrektursignal über die Linie 41 dem Speisewasserregler 35 aufgegeben.

Da bei Festdruckbetrieb der Dampfdruck die Feuerleistung entsprechend dem jeweiligen Dampf-

ao bedarf bestimmt, wird die Feuerleistung die bestimmende Größe für das Arbeitsmittel. Die E/W-V&rhältnisregelung arbeitet daher auf das Speisewasser, nicht aber auf die Feuerung, so daß so das Wasser der Feuerleistung und damit der Dampferzeugung angepaßt wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Regeleinrichtung für Dampfkraftanlagen mit Zwangdurchlaufkessel, bei der die Frischdampftemperatur durch Einspritzen flüssigen Arbeitsmittels geregelt wird und unter getrennter Regelung der Beheizung einerseits und des Arbeitsmittels andererseits Mittel vorgesehen sind, um die Zufuhr des zu verdampfenden Arbeitsmittels mit den durch die jeweiligen Belastungszustände bedingten benötigten Dampfmengen in Übereinstimmung zu bringen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Einspritzwassermenge (E) zur Speisewassermenge (W) als Korrekturgröße der Speisewasserzufuhr herangezogen ist.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Herleitung eines oder mehrerer Lasteinflußsignale die Dampfmengenwerte indirekt nachgebildet werden.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Lasteinfluß für die Feuerleistung und/oder das Speisewasser der Turbinen-Steueröldruck bzw. die Stellung der Turbinensteuerorgane, die elektrische Leistung od. dgl. herangezogen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen