DE1526178C - - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für einen Dampferzeuger mit einer Mehrzahl unmittelbar einblasender Kohlcnstaubmühlen.

Bei sojchen Anlagen, wie sie z. B. aus der britisehen Patentschrift 495 038 bekannt sind, wird die Trocknungs- und Förderluft der Kohlenstaubmühlen durch Mischen eines heißen und eines kalten Luftstroms gewonnen. Dabei erhält der heiße Teilluftstrom seine Wärme in einem Lufterhitzer von einem Teilstrom der Verbrennungsgase des Dampferzeugers und die Kalt- und Heißluftzufuhr zu jeder Mühle wird im Sinne der Aufrechterhaltung einer konstanten Staub-Luft-Gemischmenge mit einer bestimmten Temperatur geregelt. '

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer solchen bekannten Ausführung einerseits die Austrittstemperatur der Rauchgase so niedrig wie möglich zu halten, andererseits Korrosionsprobleme durch auskondensierende Säure zu vermeiden, d. h. unter Berücksichtigung des kalten Endes des Dampferzeugers dessen Wirtschaftlichkeit so weit wie möglich zu erhöhen.

Ausgehend von der bekannten Ausführung löst die Erfindung diese Aufgabe dadurch, daß die jeder Mühle zuströmende Kaltluftmenge gemessen, die Mühle mit der kleinsten Kaltluftmenge ausgewählt, die ihr zuströmende Kaltluftmenge mit einem Sollwert verglichen und die Menge des kleineren Teilstromes der Verbrennungsgase so geregelt wird, daß die dadurch bedingte Temperaturänderung des den Primärlufterhitzer durchströmenden Primärluftteilstroms im Sinne der Aufrechterhaltung der der ausgewählten Mühle zuströmenden Kaltluftmenge auf einem kleinstmöglichen Sollwert wirkt.

Zum besseren Verständnis wird die Erfindung an Hand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Regeleinrichtung mit einem mit Dampf betriebenen Lufterhitzer zum Schutz des kalten Endes des Primärlufterhitzers,

F i g. 2 eine ähnliche schematische Darstellung, bei der ein Luftnebenschluß zum Schutz des kalten Endes des Primärlufterhitzers verwendet wird und

F i g. 3 eine weitere ähnliche schematische Darstellung, bei der der Schutz des kalten Endes des Primärlufterhitzers durch Regelung der Kaltluftmenge bewirkt wird.

In der Darstellung der Fig. 1 erfolgt die Luftzufuhr durch ein Gebläse 2. Ein Teil der von dem Gebläse 2 gelieferten Luft strömt über den Sekundärlufterhitzer 3 als Sekundärluft zur Brennkammer 4. Diese Luft unterhalt die Verbrennung des Brennstoffs durch die Brenner 5, und die Verbrennungsprodukte strömen über die Abgasleitung 7 ab. In dieser Abgasleitung 7 ist ein Sekundärlufterhitzer 3 angeordnet, der die Verbrennungsgase kühlt, ehe sie durch die Abgasleitung 8 abströmen. Außerdem ist ein Primärlufterhitzer 9 vorgesehen, dem ein Abgas-Teilstrom über die Leitung 10, geregelt durch die Klappe 12, zugeführt wird.

Von dem durch das Gebläse 2 gelieferten Luftstrom wird ein Teilstrom (Primärluft) durch die Luftleitung 13 geführt und der Druck dieses Teilstroms durch ein Zusatzgebläse 14 erhöht. Ein Primärluftteilstrom strömt über den Primärlufterhitzer 9 in die Heißluftleitung 15, während der Rest an dem Lufterhitzer vorbei durch die Kaltluftleitüng 17 strömt.

Aus den Leitungen 15 und 17 wird die Luft einer Vielzahl von Kohlenstaubmühlen 18 zugeführt, indem jeweils ein Heißluftteilstrom und ein Kaltluftteilstrom gemischt und das Gemisch über eine Mischluftleitung 19 in die Kohlenstaubmühle 18 geleitet werden. Aus den Mühlen 18 strömt das Kohlenstaub-Luft-Gemisch durch die Rohre 20 den Brennern 5 zu.

Zur Bestimmung der Temperatur des Staub-Luft-Gemisches ist ein Temperaturmeßgerät 21 vorgese-

hen. Dieses Temperaturmeßgerät übermittelt einem Regler 22, der im Sinne der Aufrechterhaltüng eines Temperatursollwerts arbeitet, einen Impuls. Der Regler beeinflußt seinerseits das Stellglied 23, das durch Regulierung der Heißluftklappe 24 und der Kaltluft- S klappe 25 das Verhältnis von Heißluft zu Kaltluft so regelt, daß der Temperatursollwert am Ausgang der Kohlenstaubmühle erhalten bleibt.

In der Leitung 19 ist eine Blende 27 angeordnet und ein Druckdifferenzübertrager 28 ist zur Bestimmung des Druckabfalls des Luftstroms beim Durchströmen der Blende vorgesehen. Aus dem Druckabfall an der Blende 27 kann die jeder Mühle 18 zuströmende Luftmenge ermittelt werden. Wegen der großen Temperaturdifferenzen, die an dieser Stelle auftreten, ist ein Temperaturausgleich erforderlich. Der Übertrager 28 sendet dem Regler 29 einen Impuls, und der Regler 29 beeinflußt seinerseits das Stellglied 30, welches auf die Regelklappe 32 in der Luftleitung 19 in dem Sinne einwirkt, daß ein Sollwert der der so zugehörigen Mühle zuströmenden Luftmenge erhalten bleibt.

Der Regler 33 ermittelt die Stellung der entsprechenden Regelklappe 32 für die der Mühle 18 zuströmende Luftmenge. Ein Impuls 34, der die Stellung der Regelklappe 32 repräsentiert, wird von jeder Kohlenstaubmühle zu. dem Auswahlregler 35 gesendet. Dieser Regler wählt die Mühle aus, deren Luftklappe 32 am weitesten geöffnet ist und sendet einen die Klappenstellung anzeigenden Impuls über die Regelleitung 37 zum Regler 38. Dieser beeinflußt die Luftklappe 39, so daß die ausgewählte Luftklappe 32 in einer vorbestimmten, fast ganz geöffneten Stellung bleibt. Anstatt auf die Klappe 39 zu wirken, könnte der Regler 38 auch die Drehzahl des Zusatzgebläses 14 oder die Größe der Einlaßöffnungen beeinflussen. Diese andere Möglichkeit wäre wirksamer in bezug auf die Senkung des Energieverbrauchs des Dampfirzeugers. Die auf diese Weise arbeitende Klappe 39 kann den Luftdruck in der Zufuhrleitung 16 für die Primärluft auf einem Minimum halten, das mit der für die Kohlenstaubmühlen erforderlichen Luftmenge vereinbar ist.

Die optimale Wirtschaftlichkeit beim Betrieb des Primärlufterhitzers 9 kann erreicht werden, wenn eine maximale Menge von Primärluft durch den Primärlufterhitzer strömt und dabei ein minimaler Teilluftstrom durch die Kaltluftleitung 17 geführt wird. Demgemäß wird der Gasstrom durch den Primärlufterhitzer so geregelt, daß die Temperatur des durch die Heißluftleitung 15 strömenden Primärluft-Teilstroms für eine ausreichende Trocknung in der Mühle genügend hoch ist, jedoch nicht so hoch, daß eine übermäßige Menge von kalter Primärluft erforderlich ist. 'Vus diesem Grund wird die zu jeder Kohlenstaubnühle strömende Kaltluftmenge gemessen. Dies kann durch die Verwendung eines Mengenmessers oder durch Bestimmung der Stellung der Kaltluftklappe 25 geschehen. Demgemäß wird die Stellung der Kaltluftklappe 25 für jede Kohlenstaubmühle durch den Reg- !er 40 bestimmt. Ein diese Stellung anzeigender Regelimpuls wird durch die Regelleitung 42 zum Regler 43 gesendet. Dieser Regler wählt die Mühle mit der geringsten Kaltluftzufuhr (Klappe fast völlig geschlossen) aus und bewirkt, daß die ausgewählte Kaltluft- <lappe in einer vorgewählten Stellung bleibt, die fast geschlossen ist. Dies geschieht durch die Entsendung iines Regelimpulses über die Regelleitung 44 zum Regler 45, der auf die Regelklappe 12 für den kleineren Teilgasstrom wirkt. Dadurch wird der Teilgasstrom durch den Primärlufterhitzer 9 geregelt und in der Folge die Temperatur des heißen Primärluft-Teilstroms der Heißluftleitung 15 beeinflußt. Diese Änderung der Heißluftverhältnisse bewirkt eine Veränderung der Temperatur der die Mühle verlassenden Luft, welche durch das Temperaturmeßgerät 21 bestimmt wird, das seinerseits die Stellung der Heißluftregelklappe 24 und der Kaltluftregelklappe 25 neu einstellt. Demgemäß wird die Abgas-Teilmenge durch den Lufterhitzer 9 so geregelt, daß eine minimale Kaltluftmenge durch die Kaltluftleitung 17 strömt.

Beim Betrieb muß dieses Regelsystem natürlich auf einen bestimmten ausgewählten Lufterhitzer abgestimmt sein. Die Wirtschaftlichkeit des Systems kann am besten durch die Betrachtung verschiedener möglicher Betriebsbedingungen geprüft werden.

Zunächst sei angenommen, daß bei einer bestimmten Betriebsbedingung die Gastemperatur am Ausgang des Sekundärlufterhitzers 3 höher als am Ausgang des Primärlufterhitzers 9 ist. Es scheint, daß bei diesen Bedingungen die Wirtschaftlichkeit des Dampfkessels durch eine Erhöhung der Gasmenge durch den Primärlufterhitzer 9 erhöht werden könnte. Jedoch arbeitet der Primärlufterhitzer so, daß er die für eine bestimmte Luftmenge für die Mühlen notwendige Wärme liefert. Dieses Primärluftsystem kann deshalb keine zusätzliche Wärme bewältigen und erhält schon die gesamte Wärme, welche es braucht oder verwenden kann. Demzufolge bringt die Erfindung die optimale Wirtschaftlichkeit.

Zum Zweiten sei angenommen, daß der Sekundärlufterhitzer 3 einen Schutz seines kalten Endes erfordert, während dies bei dem Primärlufterhitzer 9 nicht der Fall ist. In solch einer Lage erschiene es wünschenswert, einen größeren Teilgastrom durch den Sekundärlufterhitzer zu führen, um die Gasausgangstemperatur zu steigern. Jedoch arbeitet der Primärlufterhitzer so, daß er die für die Trocknung in der Mühle erforderliche Wärme liefert und die Gasmenge durch den Primärlufterhitzer kann nicht verringert werden, ohne daß die Leistung der Kohlenstaubmühle und der Brenner beeinträchtigt würde. So. ist also erneut gezeigt, daß die Erfindung optimale Leistungsbedingungen hervorbringt. \

Es können ferner Bedingungen herrschen, bei denen die Temperatur am kalten Ende des Primärlufterhitzers 9 unter der Kondensationstemperatur des Schwefeltrioxids liegt. In diesem Fall wäre es wünschenswert, die Temperatur am kalten Ende dieses Lufterhitzers zu erhöhen, jedoch nur dann, wenn eine ausreichende Leistung der Kohlenstaubmühlen und der Brenner gehalten werden kann.

Eine Möglichkeit dieses Ergebnis zu erzielen ist in Fig. 1 dargestellt. Hier mißt das Meßgerät47 die Temperatur des Teilgasstroms, der den Primärlufterhitzer 9 verläßt und sendet einen entsprechenden Impuls zum Regler 48. Das Meßgerät 49 mißt die Temperatur des in den Primärlufterhitzer 9 eintretenden Primärluft-Teilstroms und sendet einen dieser Temperatur entsprechenden Impuls zum Regler Der Regler 48 mittelt diese Temperaturen, um die mittlere Temperatur am kalten Ende des Lufterhitzers zu bestimmen und vergleicht diese mittlere Temperatur mit einem Sollwert. Ist die mittlere Temperatur unter diesem Sollwert, läuft ein Impuls über die Regelleitung 50 zum Regler 52. Dieser betätigt ein

Dampf ventil 53,das in die Heizschlangen 54 Dampf einströmen läßt. Hierdurch wird die Temperatur des in den Primärlufterhitzer 9 eintretenden Primärluft-Teilstroms erhöht und die Temperatur der den Lufterhitzer? verlassenden Luft gesteigert. Wegen der höheren Lufttemperatur wird in dem Primärlufterhitzer 9 weniger Wärme dem Gas entzogen, so daß die Gastemperatur am Ausgang des Lufterhitzers 9 ebenfalls wächst. Trotz der Tatsache, daß dem Gas weniger Wärme entzogen wird, ist die Temperatur des Primärluft-Teilstroms nun größer wegen der Dampfheizung und demgemäß würde sich der kalte Teilluftstrom vergrößern, damit die gleiche Mühlentemperatur erhalten bleibt. Wie zuvor beschrieben, wirkt diese Anlage auf die Regelklappe 12 für den Teilgasstrom und verringert ihn, um die Sollwertstellung der Kaltluftklappe 25 zu halten. Dieses System stellt sich automatisch nach, bis die mittlere Temperatur am kalten Ende des primären Lufterhitzers den Sollwert erreicht hat.

Ein anderes Verfahren für den Schutz des kalten Endes ist in F i g. 2 dargestellt Hier arbeiten die Temperaturmeßgeräte 47 und 49 wieder in Verbindung mit dem Regler 48, um die tatsächliche Temperatur am kalten Ende mit dem Sollwert zu vergleichen. Wenn die tatsächliche Temperatur unterhalb des Sollwertes liegt, läuft ein Regelimpuls über die Regelleitung 60 zum Regler 62. Dieser beeinflußt eine Luftklappe 63, die in der Nebenschlußluftleitung 64 angeordnet ist. Die Verringerung des Primärluft-Teilstroms durch den Lufterhitzer 9 vermindert die Wirtschaftlichkeit des Lufterhitzers und äußert sich in einer niedrigeren Temperatur des den Mühlen zugeführten heißen Teilluftstroms. Damit die Mühlenlufttemperatur erhalten bleibt, wird die Kaltluftklappe 25 weiter geschlossen und das zuvor beschriebene Regelsystem bewirkt eine Öffnung der Klappe 12 des primären Lüfterhitzers. Die erhöhte Teilgasströmung hebt die Gastemperatur am Ausgang des Lufterhitzers und der Regler 48 fährt fort, das System so lange zu beeinflussen, bis die Sollwerttemperatur am kalten Ende erreicht ist.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das allgemeine Regelsystem das gleiche wie das an Hand von F i g. 1 beschriebene. Die Temperaturmeßgeräte 47 und 49 bewirken wieder über den Regler 48 den Vergleich der tatsächlichen Temperatur am kalten Ende mit einem Sollwert. Ist die tatsächliche Temperatur unterhalb des Sollwertes, wird ein Regelimpuls über die Regelleitung 70 zum Regler 71 gesendet, der eine Neueinstellung der gewünschten Minimalstellung der Kaltluftklappen 25 bewirkt Ein diese gewünschte Stellung repräsentierender Impuls läuft über die Regelleitung 72 zum Regler 43. Demgemäß bewirkt der durch die Regelleitung 44 laufende Impuls eine

ao solche Einstellung der Klappe 12, daß die Kaltluftklappen 25 in der neu gewählten Stellung bleiben. Dieses Anwachsen der Kaltluftzufuhr zu den Mühlen verringert den Primärluft-Teilstrom durch den Primärlufterhitzer, so daß die Wirtschaftlichkeit des Lufterhitzers sich vermindert Demgemäß bewirkt das Regelsystem eine öffnung der Klappe 12, so daß die Gastemperatur am Ausgang des Primärlufterhitzers sich vergrößert. Der Regler 48 wirkt so lange auf diese Regelanlage, bis die mittlere Temperatur am kalten Ende den Sollwert erreicht

Es ist also ersichtlich, daß das Regelsystem so arbeitet, daß es in erster Linie für einen sicheren Betrieb der Kohlenstaubmühlen und der Verbrennung Sorge trägt. Der Schutz des kalten Endes des Primärlufterhitzers wird nur auf eine solche Weise durchgeführt, welche die Sicherheit des Dampferzeugerbetriebs nicht beeinträchtigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Regeleinrichtung für einen Dampferzeuger mit einer Mehrzahl unmittelbar einblasender Kohlenstaubmühlen, deren Trocknungs- und Forderluft (Primärluft) durch Mischen eines kalten und eines heißen Teilluftstromes gewonnen wird, wobei der heiße Teilluftstrom seine Wärme in einem Lufterhitzer von einem Teilstrom der Verbrennungsgase des Dampferzeugers erhält und die Kalt- und Heißluftzufuhr zu jeder Mühle im Sinne der Aufrechterhaltung einer konstanten Staub-Luft-Gemischmenge mit einer bestimmten Temperatur geregelt wird, dadurchgekennzeichnet, daß die jeder Mühle zuströmende Kaltluftmenge gemessen (Stellung der Kaltluftklappe 25), die Mühle mit der kleinsten Kaltluftmenge ausgewählt (Regler 40, Leitung 42, Regler 43), die ihr zuströmende Kaltluftmenge mit einem ao Sollwert verglichen und die Menge des kleineren Teilstromes (10) der Verbrennungsgase so geregelt wird (Leitung 44, Regler 45, Regelklappe 12), daß die dadurch bedingte Temperaturänderung des den Primärlufterhitzer (9) durchströmenden Primärluftteilstromes (15) im Sinne der Aufrechterhaltung der der ausgewählten Mühle zuströmenden Kaltluftmenge auf einem kleinstmöglichen Sollwert wirkt.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung des Sollwerts der der ausgewählten Mühle zuströmenden Kaltluftmenge die Temperatur (47) des kleineren Teilstromes der Verbrennungsgase nach und die Temperatur (49) des den Lufterhitzer (9) durchströmenden Primärluftteilstromes (15) vor ihrem Wärmeaustausch gemessen werden, ihr Mittelwert bestimmt (48) und in Abhängigkeit von diesem Mittelwert der Sollwert der der ausgewählten Mühle zuströmenden Kaltluftmenge in dem Sinn eingestellt wird (70,71,72,43), daß der Mittelwert aus Gastemperatur hinter (47) und Lufttemperatur vor (49) dem Primärlufterhitzer (9) erhalten bleibt.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1," dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des kleineren Teilstroms (10) der Verbrennungsgase nach (47) und die Temperatur (49) des den Lufterhitzer (9) durchströmenden Primärluftteilstroms (15) vor ihrem Wärmeaustausch gemessen werden, ihr Mittelwert bestimmt (48) und dieser gegebenenfalls durch Aufheizen (54) des den Lufterhitzer (9) durchströmenden Primärluftteilstroms (15) auf einem bestimmten Sollwert gehalten wird.

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