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Verfahren zum Betreiben eines Zwangsdurchlaufdampferzeugers - Dokument DE3243578C2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE3243578C2 15.10.1992
Titel Verfahren zum Betreiben eines Zwangsdurchlaufdampferzeugers
Anmelder Deutsche Babcock Werke AG, 4200 Oberhausen, DE
Erfinder Killinger, Gotthard, 4030 Ratingen, DE
DE-Anmeldedatum 25.11.1982
DE-Aktenzeichen 3243578
Offenlegungstag 30.05.1984
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 15.10.1992
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.10.1992
IPC-Hauptklasse F22B 35/00

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln eines Zwangsdurchlaufdampferzeugers mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.

Bei einem bekannten Zwangsdurchlaufdampferzeuger (DE-OS 21 18 028) wird die spezifische Ist-Enthalpie des schwach überhitzten Dampfes fortlaufend ermittelt und dieser Wert als Hilfsgröße zur Regelung des Kessels verwendet. Dieses Verfahren wird bei einem mehrsträngigen Zwangsdurchlaufdampferzeuger dahingehend abgewandelt (DE-OS 24 21 003), daß der Ist-Druck an einer Stelle eines einzigen Stranges und die Ist-Temperatur an den betreffenden Stellen eines jeden Stranges gemessen wird. Bei einem anderen Zwangsdurchlaufdampferzeuger (CH-PS 3 90 946) erfolgt die Regelung dadurch, daß eine Teilmenge des Arbeitsmittels aus dem Dampferzeuger entnommen und auf einen vorbestimmten unterkritischen Druck entspannt wird. An dem dabei entstehenden Dampf-Flüssigkeits-Gemisch wird eine für die im Dampferzeuger aufgenommene Wärme charakteristische Größe ermittelt. Diese Größe beeinflußt die Speisewasser- und/ oder die Brennstoffzufuhr. Alle diese Zwangsdurchlaufdampferzeuger arbeiten ohne Teillastumwälzung.

An Zwangsdurchlaufdampferzeuger mit Teillastumwälzung wird die Forderung gestellt, daß der Lastpunkt, an dem die zusätzliche Umwälzung eingeschaltet wird, ohne Verweilzeit an dem Umwälzpunkt durchfahren werden muß. Eine solche Forderung ist nur durch hochqualifiziertes Personal zu erfüllen, wenn das Umschalten am Umwälzpunkt von Hand durchgeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dessen Hilfe es möglich ist, bei einem Zwangsdurchlaufdampferzeuger den Umschaltpunkt von dem reinen Zwangsdurchlaufprinzip in den Umwälzbetrieb automatisch zu durchfahren.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand des Patentanspruches 2.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bei Lastabsenkung im Zwangsdurchlaufbetrieb die maximale Grenzkurve gezielt angefahren, um dann durch gezielte Änderung des Last-Speisewasser-Verhältnisses den gewünschten Umschaltpunkt, der durch den Wasseranfall einer vorgegebenen Größe in der Anfahrflasche gekennzeichnet ist, zu erreichen. Nach Vorliegen des Einschaltkriteriums der Zwangsdurchlaufmindestlast wird die Umwälzpumpe automatisch eingeschaltet. Auf diese Weise wird ein automatisches Durchfahren des Umschaltpunktes ermöglicht.

Das in der Anfahrflasche anfallende Wasser wird in Abhängigkeit von dem Dampfmassenstrom oder der Turbinenleistung mit Hilfe der automatisch einsetzenden Umwälzregelung nach Einschalten der Umwälzpumpe abgezogen. Wegen des begrenzten Volumens der Anfahrflasche wird in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung nach Unterschreiten des Umschaltpunktes zunächst durch den eingeschalteten Umlauf aus der Anfahrflasche ein den Wassereintrittsstrom übersteigender vorbestimmter Wassermassenstrom so lange entnommen, bis nach Erreichen eines bestimmten Wasserstandes in der Anfahrflasche der Wasserumlaufstrom über einen Niveauregler geregelt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Schaltschema eines Zwangsdurchlaufdampferzeugers und

Fig. 2 ein h-p Diagramm.

Der dargestellte Zwangsdurchlaufdampferzeuger besteht aus einem Economiser 1, einem Verdampfer 2 und mehreren Überhitzern 3. Zwischen dem ersten und dem zweiten sowie zwischen dem zweiten und dem dritten Überhitzer ist je ein Einspritzkühler 6 vorgesehen. Das Speisewasser wird dem Economiser 1 durch eine Speisewasserpumpe 4 über eine Speisewasserleitung 5 zugeführt, in der neben anderen Aggregaten ein Durchflußmesser 7 angeordnet ist. Zwischen dem Verdampfer 2 und der ersten Stufe des Überhitzers 3 ist ein Abscheider 8 vorgesehen. Im Nebenschluß zu dem Abscheider 8 liegt eine Anfahrflasche 9, die über eine Leitung 10 mit der Wasserseite des Abscheiders 8 und über eine Leitung 11 mit der Dampfseite des Abscheiders 8 verbunden ist.

An den Wasserablauf der Anfahrflasche 9 ist eine Umwälzleitung 12 angeschlossen, die mit der Speisewasserleitung 5 verbunden ist. In der Umwälzleitung 12 sind eine Umwälzpumpe 3, ein Durchflußmesser 14 und ein Regelventil 15 vorgesehen. Die Anfahrflasche 9 ist weiterhin mit einem Niveauregler 17 und mit einer absperrbaren Ablaufleitung 16 versehen.

Zwischen der ersten und der zweiten Stufe des ersten Überhitzers 3 ist eine Meßstelle 18 vorgesehen, durch die die Temperatur und der Druck des schwach überhitzten Dampfes gemessen werden. Durch diese Messung wird die Temperatur in Abhängigkeit vom Druck bzw. die Enthalpie des Dampfes fortlaufend ermittelt.

Das Meßergebnis wird als Meßwert 19 einem ersten Vergleicher 20 zugeführt. In dem Vergleicher 20 wird der Meßwert 20 mit einem Sollwert 21 verglichen, auf dessen Bildung später eingegangen wird. Aus dem Vergleich ergibt sich ein Signal 22, das einem zweiten Vergleicher 23 zugeführt wird. Dieses Signal 22 verändert in dem zweiten Vergleicher 23 das Verhältnis zwischen einem Mengensignal 24 von dem Durchflußmesser 7 in der Speisewasserleitung 5 und einem vorgegebenen Lastsignal 25. Eine Abweichung wird an der Speisewasserpumpe 4 wirksam.

Der genannte Sollwert 21 wird im normalen Fahrbetrieb des Zwangsdurchlaufdampferzeugers von einem Fahrbereichssollwert 26 über eine Minimum-Auswahl 27 vorgegeben. Der Fahrbereichssollwert 26 wird in einem Differenzbildner 28 aus den Meßwerten gebildet, die von je einer vor und hinter dem Einspritzkühler 6 vorgesehenen Temperaturmeßstelle 29, 30 gemessen werden. Der Einspritzkühler 6 wird mit so viel Einspritzwasser beaufschlagt, daß eine bestimmte Differenz zwischen der Temperatur vor und hinter dem Einspritzkühler besteht. Übersteigt der Fahrbereichssollwert 26 einen Wert 31, der über einen Funktionsgeber 32 in Abhängigkeit von der Last (Lastsignal 25) vorgegeben ist, so wird der Wert 31 über die Minimum- Auswahl 27 führend und bildet das Signal 21.

Der Wert 31 ergibt sich aus einer in dem Enthalpie-Druck(h - p -) Diagramm nach Fig. 2 gezeigten maximalen Begrenzungslinie 33. Die maximale Begrenzungslinie 33 ist aus wärmetechnischen Berechnungen ermittelt und gibt die maximal zulässige Enthalpie des Dampfes bzw. die Temperatur in Abhängigkeit von dem Druck bei veränderter Last wieder. Zu tieferen p-Werten hin ist der Verlauf der maximalen Begrenzungslinie 33 abgeknickt. Der Knick kann mehr oder weniger scharf ausgebildet sein. Die maximale Begrenzungslinie endet in einem Punkt 34, der dadurch charakterisiert ist, daß bei Erreichen dieses Punktes 34 gesichert Wasser im Abscheider 8 und in der Anfahrflasche 9 anfällt. Dieser Punkt 34 gibt den Umschaltpunkt vom Zwangsdurchlauf auf Zwangsdurchlauf mit Teillastumwälzung an. Die an der Meßstelle 18 gemessenen Werte ergeben eine Kurvenschar zwischen der Sättigungslinie 35 und der maximalen Begrenzungs- Linie 33.

über die beschriebene Schaltung wird der Zwangsdurchlaufdampferzeuger so geregelt, daß die Enthalpiewerte, gemessen an der Meßstelle 18, unterhalb der maximalen Begrenzungslinie 33 verbleiben und daß mit sinkender Last der abgewinkelte Verlauf der maximalen Begrenzungslinie 33 angefahren wird. Durch Weiterfahren an der maximalen Begrenzungslinie 33 wird gezielt der Punkt 34 angesteuert, an dem gesichert Wasser im Abscheider 8 und über die Leitung 10 in der Anfahrflasche 9 anfällt. Aufgrund des gesicherten Wasseranfalles in der Anfahrflasche 9 wird die Umwälzpumpe 13 nach Erreichen des Punktes 34 automatisch eingeschaltet.

Das in der Anfahrflasche 9 anfallende Wasser wird in Abhängigkeit von dem in dem ersten Vergleicher 20 gebildeten Signal 22 abgezogen. Über das Regelventil 15 in der Umwälzleitung 12 wird zunächst ein mit Hilfe eines Signals 36 gebildeter und zum Beispiel um 10 96 erhöhter Massenstrom aus der Anfahrflasche 9 über die Umwälzleitung 12 abgezogen. Damit ist der über die Leitung 10 der Anfahrflasche 9 zugeführte Massenstrom kleiner als der über die Umwälzleitung 12 gezielt abgezogene Massenstrom. Dies führt zu einer Reduzierung des Speisewasserstromes bei konstantem Verdampferstrom. Wenn der Wasserstand in der Anfahrflasche 9 bis auf einen bestimmten durch den Niveauregler 17 erfaßbaren Höhenstandmeßbereich abgesunken ist, wird ein Signal 37 aus dem Niveauregler 17 führend und steuert die Umwälzmenge.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Regeln eines Zwangsdurchlaufdampferzeugers, bei dem im schwach überhitzten Bereich die Enthalpie bzw. die Temperatur des Dampfes in Abhängigkeit von dem Druck gemessen wird, der Meßwert einem ersten Vergleicher zugeführt und mit einem über einen Funktionsgeber vorgegebenen Wert verglichen wird und das so erzeugte Signal in einem zweiten Vergleicher mit einem Mengensignal aus einer Speisewasserdurchflußmessung und einem Lastsignal verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß über den Funktionsgeber eine maximale Begrenzungskurve vorgegeben wird, die eine lastabhängige Funktion des Druckes von der Enthalpie mit einem Endpunkt darstellt, bei dessen Erreichen gesichert Wasser in den Abscheidern oder der Wasserflasche anfällt und daß bei Anwendung eines den Zwangsdurchlauf bei Unterschreiten einer bestimmten Mindestlast überlagerten Umlaufes über den zweiten Vergleicher der Umlauf zu dem Zeitpunkt eingeschaltet wird, wenn das Signal aus dem ersten Vergleicher dem genannten Endpunkt der maximalen Begrenzungslinie entspricht.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den eingeschalteten Umlauf aus der Anfahrflasche ein dem Wassereintrittsstrom übersteigender vorbestimmter Wasseraustrittsstrom solange entnommen wird, bis nach Erreichen eines bestimmten Wasserstandes in der Anfahrflasche der Wasserumlaufstrom über einen Niveauregler geregelt wird.






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