DE812948C

DE812948C - Einrichtung zur UEberwachung der Feuerfuehrung eines Dampfkessels

Info

Publication number: DE812948C
Application number: DE1949P0037905
Authority: DE
Inventors: Wilhelm E Germer
Original assignee: WILHELM E GERMER WUPPERTAL-RONSDORF
Current assignee: WILHELM E GERMER WUPPERTAL-RONSDORF
Priority date: 1949-03-27
Filing date: 1949-03-27
Publication date: 1951-09-06

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 6. SEPTEMBER 1951

P 379°5 V/ 24 m D

Bei der Überwachung der Feuerführung eines Dampfkessels ist es wesentlich, daß der jeweilige Feuerungszustand rasch und in genauen Größen ermittelt und festgehalten werden kann, und daß die Möglichkeit besteht, jeden Feuerungszustand ebenso rasch und genau einzustellen. Nur unter solchen Umständen' ist es möglich, den Kessel auf einem einmal ermittelten, günstigsten Feuerungszustand zu halten bzw. auf einen günstigsten Feuerungszustand einzustellen.

Die Ermittlung eines Feuerungszustandes, für welche nur die tatsächlich durchgeführte Verbrennung als Grundlage dienen kann, nicht die zugeführte Brennstoffmenge, von welcher ja ein Teil unverbrannt verloren geht, ist bisher fast ausschließlich durch die laufende Kontrolle des CO₂-Gehaltes der Abgase durchgeführt worden. Der CO₂-Gehalt der Abgase kann ein Anhaltspunkt für eine gute Feuerführung sein, da seine Größe sowohl durch übertriebenen Luftüberschuß als auch durch unvollkommene Verbrennung beeinflußt wird. Voraussetzung ist aber dabei, daß der festgestellte Wert für den CO₂-Gehalt auch tatsächlich dem jeweiligen Durchschnittswert der gesamten Abgasmenge entspricht. Diese Voraussetzung ist praktisch aber nicht, bzw. nicht zuverlässig, gegeben, weil bei der laufenden Ermittlung des CO₂-Gehaltes jeweils nur eine winzige Abgasprobe zur Messung herangezogen wird, so daß bei der praktisch immer ungleichförmigen Zusammensetzung der Rauchgase kein zuverlässiges Bild des Feuerungszustandes erzielt wird. Es kommt hinzu, daß die CO₂-Prüfer ständig eine genaue und kostspielige Wartung durch hochqualifizierte Spezialkräfte benötigen. Die

CO₂-Überwachung als Mittel zur Kontrolle der Feuerführung hat daher in der Praxis zu vielen und starken Beanstandungen Anlaß gegeben.

Die gleichen Nachteile und Mängel bestehen bei der Benutzung des O₂-Gehalte's der Rauchgase als Mittel zur Überwachung der Feuerführung.

Eine grundlegende Verbesserung der Überwachung einer Feuerung ist mit dem Vorschlag geschaffen worden, den Wirkungsgrad μ oder den Abgasverlust V_a als Leitgröße für die Regelung der Brennstoff- oder Luftzufuhr einzusetzen. Das wurde ermöglicht durch die Darstellung des Wirkungsgrades bzw. des Abgasverlustes in den Formeln

joo — α ioo — a
!5 μ = und V_a =

weil dabei eine laufende Ermittlung, Anzeige oder

ao Registrierung der Leitgröße möglich ist. In den angegebenen Formeln bezeichnet JS₁ die Rauchgaswärme, JS₂ die Dampferzeugungswärme und α den als praktisch konstant anzusehenden prozentualen Gesamtverlust an Brennstoffenergie.

«5 Die Erfindung geht von dieser Art der Feuerungsüberwachung aus und empfiehlt eine Anordnung, welche unter Verzicht auf absolut genaue Ermittlungswerte dem praktischen Betrieb ein Hilfsmittel an Hand gibt, welches die Beurteilung des jeweiligen Feuerungszustandes erlaubt.

Die gegenüber dem Verfahren mit laufender Ermittlung von μ oder V_a wesentlich vereinfachte neue Anordnung zur Überwachung der Feuerführung eines Dampfkessels besteht aus einem mit beliebiger, ungeeichter Skala versehenen Quotientenmesser, der den Quotienten E₁ : E₂, bzw. E₂ : E₁, aus Rauchgaswärme E₁ und Dampferzeugungswärme E₂ zur Anzeige bringt.

Die Empfehlung dieser Anordnung beruht auf folgender Erwägung:

Bezeichnet man die im Feuerraum in Wärme umgesetzte Brennstoffenergie mit E, so verteilt sich diese Energie im Feuerraum auf drei Teilenergien: In die Dampferzeugungswärme oder Nutzwärme E₂, in die Abgaswärme E₁ und in die Wärmeverluste des Kessels durch Leitung und Strahlung E₃. Da die Wärmeverluste durch Leitung und Strahlung nur etwa 1 bis 2 °/o der gesamten entwickelten Wärme betragen, so werden durch die Messung der N^Tutz- und Abgaswärme 98 bis 99 % der gesamten im Feuerraum aus dem Brennstoff gewonnenen Wärme erfaßt. Bei 2 ^e/o Leitungs- und Strahlungsverlust besteht die Beziehung

0,98

Jede Änderung des Feuerungszustandes, z. B. durch Änderung der Luftmenge bei gleicher Brennstoffmenge, macht sich sowohl durch eine Änderung der Abgaswärme als auch durch eine Änderung der Nutzwärme erkennbar, da die Summe dieser beiden Energien bei Unterstellung vollkommener Verbrennung konstant ist. Eine Erhöhung der Abgaswärme durch größere Luftzufuhr bedeutet dalier eine gleich große Verringerung der Nutzwärme. Das Verhältnis der beiden bei der vollkommenen Verbrennung entstehenden Teilenergien E₁ und E₂ gibt daher ein genaues Bild für den Feuerungszustand.

Für die Beurteilung des Feuerungszustandes nach den Anzeigewerten des Quotientenmessers ist es gleichgültig, ob sich die Quotientenbildung auf die Berücksichtigung der jeweiligen Werte von JE₁ und E₂ beschränkt, oder ob das Meßgerät nach irgendeiner Gesetzmäßigkeit geeicht ist. Die Skala des Meßgerätes kann daher eine ganz beliebige Teilung erhalten; auf die Ermittlung bestimmter, gegebenenfalls für andere Zwecke verwendbarer Meßgrößen kommt es im Sinne der Erfindung nicht an.

Selbstverständlich wird es sich empfehlen, versuchsweise für verschiedene Belastungen oder Belastungsbereiche die optimalen Werte festzustellen, die der Quotientenmesser bei richtiger Feuerführung anzeigen soll, und diese Werte in einem Diagramm oder in einer Tabelle festzuhalten.

Für die Messung der Dampferzeugungswärme E₂ empfiehlt sich die Verwendung eines normalen Differenzdruck-Dampfmengenmessers ohne Temperaturberichtigung, da dieser tatsächlich die Nutzwärme genau zur Anzeige bringt. Die Energie* · messung ist dabei durch eine einfache Mengenmessung ersetzt.

Für die Messung der Abgaswärme wird eine Rauchgasmeßdüse oder -meßblende mit Rauchgasmengenmesser und außerdem ein Rauchgas- und ein Luftthermometer vorgesehen. Die Schaltung des für die erfindungsgemäße Überwachung benötigten Quotientenmessers ist an sich bekannt.

Bei Kesseln mit stark schwankendem Dampfdruck kann es leicht vorkommen, daß der Dampfmengenmesser die Dampf menge und damit'auch die Nutzwärme nur mit größeren Fehlern anzeigt. Um solche Fehler bei der Messung der Nutzwärme berücksichtigen zu können, empfiehlt die Erfindung in ihrer weiteren Ausbildung, in die Schaltung des Quotientenbildners einen regelbaren Widerstand einzufügen. Dieser Widerstand bewirkt eine entsprechende Änderung des Meßspulenstroms. Die Einfügung des Widerstandes kann von Hand erfolgen, wobei es sich empfiehlt, einen von Hand zu betätigenden Drehwiderstand vorzusehen, bei dem der zum abgelesenen Dampfdruck zugehörige Widerstandswert nach einer Skala eingestellt wird. Statt eines von Hand betätigten-Widerstandes kann die erfindungsgemäße Anordnung auch durch ~ die Anbringung eines Manometers mit Widerstandsfernsender ergänzt sein, welches den Druckschwankungseinfluß selbsttätig berücksichtigt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Einrichtung zur Überwachung der Feuer- iao führung eines Dampfkessels durch Messung der. Rauchgaswärme (E₁) und der Dampferzeugungs-¹ wärme (E₂), gekennzeichnet durch einen mti beliebiger, ungeeichter Skala versehenen; Qup^j tientenmesser, der den Quotienten JS₁ : JS₂, bzw· 1*5 JS₂ : JS₁, anzeigt.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für die Erfassung der Nutzwärme E₂ in an sich bekannter Weise ein Differenzdruck-Dampfmengenmesser ohne Temperaturberichtigung vorgesehen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Berücksichtigung der bei Dampfdruckschwankungen auftretenden Fehler bei der Messung der Nutzwärme E₂ in die Schaltung des Quotientenmessers ein regelbarer Widerstand eingefügt ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Anbringung eines Manometers mit Widerstandsfernsender zur selbsttätigen Berücksichtigung des Druckschwankungseinflusses.

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