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Regeleinrichtung von auf einer Welle angeordneten Verbrennungs-und Dampfturbinenanlagen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung von auf einer Welle angeordneten Verbrennungs-und Dampfturbinenanlagen.
Die unterschiedlichen Produktionsanlagen der chemischen Industrie, der Hüttenwerke u. dgl. brauchen zu ihrem Betrieb Druckluft, welche bei ihrem Durchgang durch diese Anlagen in Form von auf eine beträchtlich hohe Temperatur erhitzten, oder mit verbrennbaren Substanzen angereicherten Abgasen ausgepufft wird. Solche Anlagen kann man mit Vorteil mit einer Verbrennungsturbine kombinieren, deren Kompressor die Druckluft liefert und deren Turbine mit heissen Abgasen von diesen Anlagen angetrieben wird bzw. bei der die mit verbrennbaren Substanzen angereicherten Abgase in der Brennkammer verbrannt werden. Die Turbine treibt den Kompressor an und gibt die überschüssige Leistung an einen elektrischen Generator ab.
Oft wird auch Industriedampf gebraucht und dann kann man solche Anlagen noch um eine Dampfturbine erweitern, welche auf einer Welle mit der Verbrennungsturbine angeordnet ist und als Anlaufmotor beim Anlauf der ganzen Anlage arbeitet.
Bekannt sind auch Dampf-Gas-Turbinenanlagen mit einem Kessel und zwei Gasturbinenaggregaten. Zur Steuerung und Sicherung der Maschinengruppen sind bei diesen Anlagen Regeleinrichtungen mit zwei Drehzahlgrenzreglern vorgesehen, von denen jeder seine besondere Maschinengruppe hat.
Die Erfindung bezieht sich dagegen auf eine Regeleinrichtung von auf einer Welle angeordneten Verbrennungs-und Dampfturbinenanlagen, welche ein Aggregat zum Generatorantrieb und zur Lieferung von Pressluft in eine technologische Einrichtung umfasst, bei der nur ein Geschwindigkeitsregler einen primären druckübertragenden Druckölkreis zur Druckwandlerbetätigung der einzelnen Regelstrecken bildet.
Das Wesen der Erfindung bei einer solchen Regeleinrichtung liegt nun darin, dass zum Zwecke der gemeinsamen Betätigung des Verbrennungssystems und der Dampfturbine in der Rohrleitung des primären druckübertragenden Druckölkreises drei Druckwandler so parallelgeschaltet sind, dass der erste Druckwandler den Druck eines ersten sekundären druckübertragenden Druckölkreises zur Betätigung eines Luftüberlaufventils, ein zweiter Druckwandler den Druck eines zweiten sekundären druckübertragenden Druckölkreises zur Betätigung eines Brennstoffregelventils und ein dritter Druckwandler den Druck des dritten sekundären druckübertragenden Druckölkreises, zur Betätigung eines Dampfregelventils erzeugt.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles, welches in der Zeichnung in Form eines schematischen Schaltbildes dargestellt ist, näher erläutert.
Die Anlage besteht aus einer Turbine --1--, einem Kompressor--2--, einer Gegendruck-Dampfturbine--3--, einem Generator--4--und einer Anlauf-Brennkammer --5--. Der Ausgang des Kompressors--2--ist von einer technologischen Einrichtung--6-durch einen Schieber--7--getrennt. Die Luftzufuhr in die Anlauf-Brennkammer--5--wird durch einen fernbedienbaren Schieber --8-- geregelt. In einer Umgebungsleitung des Schiebers
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- ist ein Überlaufventil-9-angeordnet. Das Regelsystem ist hydraulisch ausgeführt und arbeitet nach dem Prinzip eines druckübertragenden Druckölkreises.
Es ist mit Drucköl versorgt, welches durch eine Pumpe -10-- über eine Blende --11-- zu einem Geschwindigkeitsregler --12-- und zu drei Druckwandlern-13, 14 und 15-über eine Blende--19-zu einem Brennstoff-Anlaufventil --21-- und über eine Blende-22-zu einem Abgastemperaturregler --23, 24-- vor der Turbine-l-und zum Überlaufventil --9-- geliefert wird.
Die Regeleinrichtung arbeitet in folgender Weise :
Der Geschwindigkeitsregler --12-- erzeugt hinter der Blende --11-- den primären druckübertragenden Druckölkreis --1--, welcher die Druckwandler-13, 14 und 15-regelt. Der
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Beim Anfahren des Aggregats ist der Druck des primären druckübertragenden Druckölkreises - dem Druck des durch die Pumpe --10-- gelieferten Regelöls gleich und das Brennstoff-Regelventil --21-- wird durch die Druckänderung des zweiten sekundären druckübertragenden Druckölkreises --111-- durch die Umstellung des Druckreglers--14--geregelt. Bei der Übernahme der Maschinenregelung durch den Geschwindigkeitsregler --12-- beginnt der erste
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--III und IV--und dadurch auch das Brennstoffregelventil--21--und Dampfregelventil--18-zu betätigen.
Der dritte Druckwandler --15-- ist so eingestellt, dass bei der Nenn-Drehzahl des mit der Anlauf-Brennkammer--5--beim voll geöffneten Schieber--8--und beim voll geschlossenen Schieber--7--arbeitenden Aggregates das Dampfregelventil--18--geschlossen oder nur für kleine Mengen von Kühldampf ein wenig geöffnet ist. Der erste Druckwandler --13-- ist dabei in die das Schliessen des Überlaufventils --9-- zulassende Stellung umgestellt.
Durch die öffnung des Schiebers --7-- beginnt ein Teil der Luft vom Ausgang des Kompressors --2-- in die technologische Einrichtung --6-- zu strömen und durch allmähliches Schliessen des Schiebers --8-- wird diese Luftmenge grösser. Die technologische Einrichtung-6wird in Betrieb gesetzt und die daraus strömenden Abgase werden im Austrittsteil der Anlauf-Brennkammer --5-- mit den aus dieser Kammer austretenden Abgasen bzw. nach dem Abstellen des Brennstoffzuflusses mit der Luft gemischt, welcher Brennstoff über das Brennstoffregelventil--21--zugeführt wird.
Sobald die Soll-Luftmenge in der technologischen Einrichtung --6-- erreicht und die Brennstoffzufuhr in die Brennkammer --5-- geschlossen wird, wird der Geschwindigkeitsregler in die Lage umgestellt, in der er die maximale Drehzahl bei plötzlichem
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druckübertragenden Druckölkreises --I-- den dritten Druckwandler-15--, so dass dieser den Druck des dritten sekundären druckübertragenden Druckölkreises--IV--herabsetzt und damit den Abschluss des Zuflusses in die Dampfturbine --3-- durch das Dampfregelventil--18--bewirkt und der erste Druckwandler-13-den Druck des ersten sekundären druckübertragenden Druckölkreises --II-- auf den Wert vermindert, bei dem das überlaufventil --9-- eine solche Luftmenge überströmen lässt,
welche die Abgastemperatur vor der Turbine--l--zum Zwecke der Konstanthaltung der Drehzahl des ganzen Aggregates auf konstanten Wert einstellt. Diese gegenseitige
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