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Speiseregelvorrichtung für Röhrendampferzeuger Die Erfindung bezieht
sich auf eine Speiseregelvorrichtung für Röhrendampferzeuger, bei denen zum Regeln
der Dampftemperatur durch einen Temperaturaufnehmer die Menge der dem Rohrsystem'
zuzuführenden Speiseflüssigkeit und eine zusätzlich im - weiteren Verlauf des Rohrsystems
zuzuführende Menge Arbeitsmittel verändert werden. Sie besteht darin, daß die Rückführung
der Regelvorrichtung für die Speiseflüssigkeit nachgiebig und die Rückführung der
Regelvorrichtung für die zusätzliche Menge Arbeitsmittel starr ausgebildet ist,
zum Zweck, Änderungen der Dampftemperatur durch die rasch wirkende Veränderung der
zusätzlichen Regelvorrichtung ohne Verzögerung auszugleichen, diese Regelung aber
darauffolgend gleichzeitig mit dem Rückv erstellen der Regelvorrichtung für zusätzliches
Arbeitsmittel auf die Regelung der Speiseflüssigkeitsmenge zu übertragen.
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Zwei Beispiele für die Anwendung des Erfindungsgegenstandes sind auf
der Zeichnung schematisch dargestellt.
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Fig. i stellt einen Dampferzeuger dar, bei welchem neben einer Hauptspeisepumpe
eine weitere Pumpe für das zusätzliche Arbeitsmittel vorgesehen ist.
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Fig. 2 zeigt einen Dampferzeuger, bei welchem die Hauptmenge der Speiseflüssigkeit
und das zusätzliche Arbeitsmittel durch eine gemeinsame Pumpe gefördert werden.
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Die Speisepumpe i fördert die Speiseflüssigkeit aus dem Behälter 2
in das Rohrsystem 3 des Dampferzeugers, welches von einer Feuerungsanlage 4 beheizt
wirrt. Der erzeugte Dampf wird durch die Leitung 5 zu den Verbrauchsstellen geleitet.
Zu Regelungszwecken ist außerdem eine weitere Pumpe 6 vorgesehen, welche eine gewisse
Menge zusätzlichen Arbeitsmittels an der Stelle 7 in das Rohrsystem 3 einführt.
Die Fördermengen der beiden Pumpen i und 6 werden durch einen Temperaturaufnehmer
8 mittels der. Steuervorrichtungen 9, 1o und i i und der Servomotoren 12 und 13
verändert.
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Steigt die Temperatur des Dampfes, so dehnt sich der Temperaturaufnehmer
8 aus und verstellt den Hebel der Steuervorrichtung 9 in die gestrichelt eingezeichnete
Läge. Der Steuerdruck in der Leitung 14 wird erhöht und sowohl der Steuerschieber
15 in der Steuervorrichtung io als auch der Steuerschieber 16 in der Steuervorrichtung
i i entgegen dem Druck der Federn 17 und 18 bzw. i9 angehoben. Zunächst kann aus
der Leitung 2o eine unter Druck stehende Steuerflüssigkeit in die Leitung 21 und
unter den Kolben 22 des Servomotors 12 gelangen, so daß dieser angehoben und die
Kurbelwelle der durch den Motor 23 mittels des Geschwindigkeitswechselgetriebes
24 angetriebenen Pumpe i schneller gedreht und die Fördermenge der Pumpe vergrößert
wird. In gleicher Weise tritt auch aus der Leitung 25 Steuerflüssigkeit durch die
Leitung 26 unter den Kolben 27 des Servomotors 13, so daß die durch
den Motor 28 angetriebene
Pumpe 6 bei Verstellung des Geschwindigkeitswechselgetriebes
29 auf eine größere Fördermenge eingestellt wird. Die erhöhten :Mengen an Speiseflüssigkeit
und Arbeitsmittel führen die anfängliche Temperaturerhöhung wieder auf ihren Ausgangswert
zurück.
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Nach der Erfindung ist an der Regelvorrichtung io, 12 für die Speiseflüssigkeit
eine nachgiebig wirkende Rückführungsvorrichtung 30, 35 angeordnet, während an der
Regelvorrichtung 11, 13 für das zusätzliche Arbeitsmittel eine starre Rückführung
31 vorgesehen ist. Bei einer Temperaturerhöhung spannt der Hebel 3o die Feder 17,
während die Feder 18 gleichzeitig entspannt wird. Die erhöhte Spannung der Feder
17 führt den anfänglich aufwärts bewegten Steuerschieber 15 wieder in rückführendem
Sinn nach unten, so »daß der Zufluß von Steuerflüssigkeit aus der Leitung 20 unter
den Kolben 22 vermindert oder unterbrochen und damit dessen Regelbewegung verlangsamt
oder unterbunden wird.
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Die beiden ungleich gespannten Federn 17 und 18 üben jedoch zusammen
eine resultierende, nach aufwärts gerichtete Kraft auf den Hebel 30 aus,
welche bestrebt ist, den Drehpunkt 32 nach oben zu verschieben. Der durch das Gestänge
33 mit dem Lager des Drehpunktes 32 verbundene Kolben 34 verdrängt dabei auf seiner
oberen Seite die im Zvlinder 35 enthaltene Flüssigkeit, welche durch die einstellbare
Drosselvorrichtung 36 auf die untere Seite des Kolbens 34 strömt. Gleichzeitig wird
die Feder 18 mehr gespannt, während sich die Feder 17 entspannt.
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Die Entspannung der Feder 17 bewirkt ein wiederholtes, Anheben des
Schlebers 15, so daß der Kolben 22 des Servomotors 12 so lange angehoben bleibt,
bis die dabei stattfindende Steigerung der Speiseflüssigkeitsmenge ein Zurückführen
der Dampftemperatur am Austritt aus dem Rohrsvstem 3 auf den einzustellenden Ausgangswert
bewirkt hat. Ist dieser erreicht, dann wird die Steuervorrichtung 9 wieder in ihre
Mittellage zurückverstellt, so daß auch der Steuerdruck in der Leitung 14 wieder
auf seine mittlere, der Beharrungslage entsprechende Höhe zurückgeführt wird.
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Der von unten auf den Steuerschieber 15 wirkende normale Steuerdruck
hält den beiden Federn 17 und 18 dann das Gleichgewicht, wenn die durch den Regelvorgang
bewirkten Spannungsveränderungen sich unter dem Kolben ausgeglichen haben und der
Steuerschieber 15 in seiner Mittellage steht, in der weder eine Verbindung der Leitung
21 mit der Zuleitung 2o noch mit der Ableitung 38 vorhanden ist. Der Servomotorkolben
22 kommt dann in der den jeweiligen Betriebsverhältnissen entsprechenden Beharrungslage
zum Stillstand.
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Die Bewegung des Kolbens 27 der Steuervorrichtung 11, 13 für das zusätzliche
Arbeitsmittel wird durch den Hebel 31 unmittelbar auf die Feder i9 übertragen.
- Der Drehpunkt 37 ist starr angeordnet und kann somit durch Kräfte, welche auf
den Hebel 31 wirken, nicht verstellt werden. Die erhöhte Spannung der Feder i9 während
der Regelung führt den Steuerschieber 16 in seine Mittellage zurück, so daß der
Kolben 27 zum Stillstand kommt.
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Sobald die Dampftemperatur wieder ihren ursprünglichen Beständigkeitswert
erreicht hat und der Steuerdruck in der Leitung 14 auf seinen üblichen Wert zurückverstellt
ist, sinkt der Steuerschieber 16 weiter; die anfänglich unter den Kolben 27 geführte
Steuerflüssigkeit gelangt nunmehr durch die Leitung 26 in den Ablauf 39, bis bei
der mittleren Lage des Kolbens 27 eine mittlere Spannung der Feder i9 dem ursprünglichen
Ausgangswert des Steuerdruckes in der Leitung 14 wieder entspricht. Die Regelvorrichtung
11, 13 für das zusätzliche Arbeitsmittel wird demnach entgegen der Regelvorrichtung
io, 12 für die Speiseflüssigkeit nach jedem Regelvorgang bei erreichtem Beharrungszustand
wieder in ihre Mittellage zurückverstellt, um für einen nächsten Regelvorgang in
Bereitschaft zu stehen.
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Ein entsprechender Regelvorgang spielt sich bei einer Erniedrigung
der Damptemperatur ab, wobei durch Erniedrigung des Steuerdruckes in der Leitung
14 die beiden Steuerschieber 15 und 16 nach unten fallen und der unter den Kolben
22 und 27 befindlichen Steuerflüssigkeit den Austritt in die Ablaufleitungen 38
bzw. 39 freilegen. Die dabei nach unten sinkenden Servomotorkolben verkleinern die
Fördermengen der Pumpen i und 6, wobei die Dampftemperatur wieder auf ihren Ausgangswert
angehoben wird.
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Die Einrichtung gemäß der Erfindung kann auch vorteilhaft Anwendung
finden, wenn die Speisepumpe i, wie es die Abb. 2 zeigt, nicht nur die Hauptmenge
der Speiseflüssigkeit fördert, sondern auch das an der Stelle 7 in das Rohrsystem
3 einzuführende zusätzliche Arbeitsmittel aus dem Behälter 2 in den Dampferzeuger
3. Die zur Regelung der Hauptmenge der Speiseflüssigkeit vorgesehene Vorrichtung
io, 12 verschiebt mittels des Servomotorkolbens 22 das Gelenk 42 des Hebels 43.
Das Gelenk 44 dieses Hebels wird von der Regelvorrichtung 11, 13 für das zusätzliche
Arbeitsmittel mittels des Servomotorkolbens 27 verschoben.
Bei einer
Veränderung der Temperatur führen die beiden Servomotorkolben 22 und 27, wie im
Beispiel der Fig. i, gleichgerichtete Bewegungen aus, welche mittels des Hebels-13
auf das Gestänge 4.5 und von hier auf das Getriebe 24 übertragen werden. Gleichzeitig
verstellt das am Hebel 31 angelenkte Gestänge 46 die Durchflußv orrichtung
47 im gleichen Sinn wie die Fördermenge der Speisepumpe i. Vorteilhaft wird das
Gestänge 4.5 an einen Kulissenstein q.8 angelenkt, welcher mit einer Spindel 4.9
verschoben werden kann, um das Verhältnis der von beiden Regelvorrichtungen i o,
12 und i i, 13 auf die Speisepumpe i ausgeübten Verstellungen den günstigsten
Verhältnissen anpassen zu können.
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Bei einer Temperaturerhöhung wird zugleich mit einer größeren Förderleistung
der Pumpe i auch durch öffnen der Durchflußvorrichtung q.7 eine größere Menge zusätzlichen
Arbeitsmittels eingestellt, wodurch die Temperatur des Dampfes wieder auf den einzustellenden
Wert zurückgeführt wird. Sobald der Temperaturaufnehmer 8 wieder in seine übliche
Lage gelangt ist, wird die Regelvorrichtung i i, 13 wieder in ihre Mittellage verstellt,
während die Regelvorrichtung 1o, 12 für die Speiseflüssigkeit in einer dein Betrieb
entsprechenden, von der Mittelstellung abweichenden Stellung in Beharrungszustand
gelangt. Diese Ausführung hat besonders den Vorteil, daß eine besondere Fördervorrichtung
für das zusätzliche Arbeitsmittel erspart werden kann.
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Regelvorrichtungen dieser Art eignen sich besonders für Dampferzeuger,
bei denen die Zustandsänderung des Arbeitsmittels in einem fortlaufenden Rohrsystem
erfolgt, dem die Speiseflüssigkeit am einen Ende zugeführt und der erzeugte Dampf
am anderen Ende entnommen wird. Da das Arbeitsmittel eine beträchtliche Zeit braucht,
bis es das Rohrsystem vom einen Ende bis an das andere durchströmt hat, treten bei
bekannten Regelungen große Verzögerungen auf, welche alsdann unvermeidlich zum Pendeln
führen. Durch die Zuführung von zusätzlichem Arbeitsmittel an einer im Verlauf des
Rohrsystems befindlichen Stelle 7 beim Beginn der Temperaturveränderung kann in
bekannter Weise die Zeit von der Aufnahme des Regelimpulses bis zur vollständigen
Auswirkung der Regelung so verkürzt werden, daß Schwankungen und daraus folgendes
Pendeln praktisch vermieden werden.
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Dadurch, daß nun weiterhin gemäß der Erfindung bei den vorstehend
genannten Regelvorrichtungen die Regelvorrichtung für das zusätzliche Arbeitsmittel
nach erfolgtem Regelvorgang wieder in ihre ursprüngliche Mittellage zurückverstellt
wird und die dauernde Regelveränderung allein auf die Regelvorrichtung für die Speiseflüssigkeit
übertragen wird, steht die Regelvorrichtung für das zusätzliche Arbeitsmittel sogleich
für einen neuen Regelvorgang in Bereitschaft. Um die Regelgeschwindigkeit der vom
Arbeitsmittel zum Durchströmen des Rohrsystems benötigten Zeit anpassen zu können,
sind in den Leitungen 21 und 26 Drosselvorrichtungen 4.o und 41 vorgesehen, mit
denen die Geschwindigkeit der aus der Steuermittelleitung in die Servomotoren oder
aus den Servomotoren in die Ablaufleitung strömenden Flüssigkeit eingestellt werden
kann.