DE2263754B2

DE2263754B2 - Zwangdurchlaufdampferzeuger mit einer einrichtung zur beeinflussung der speisewasserzufuhr

Info

Publication number: DE2263754B2
Application number: DE19722263754
Authority: DE
Inventors: Dominique Winterthur Le Febve De Vivy (Schweiz)
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1972-12-20
Filing date: 1972-12-28
Publication date: 1976-07-29
Also published as: NL161276B; SE395535B; IT1002259B; US3866026A; GB1450541A; NL161276C; CA1010678A; FR2211650A1; NL7300703A; FR2211650B1; CH559941A5; ES421628A1; BE808727A; JPS4991489A; DE2263754A1

Description

Z = O₀₀ + O₀₁X + O₀₂X¹ + O₀₃X³.

+ a„x + Ci₁₂X² +

(a

₂₀

a_2Ix

+ a_nlx + a^x² + ο,/)

wobei χ und y die Eingangsgrößen und ζ die Ausgangsgröße des Funktionsgebers sind.

3. Zwangdurchlaufdampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (12) auf den einen Eingang des Funktionsgebers (13) geschaltet ist

Die Erfindung betrifft einen Zwangdurchlaufdampferzeuger mit einer Einrichtung zur Beeinflussung der Speisewasserzufuhr in Abhängigkeit von der an einer Stelle beginnender Überhitzung ermittelten Enthalpie des Arbeitsmittels, wobei zur Bestimmung der Enthalpie ein zwei Eingänge aufweisender Funktionsgeber sowie ein Druckfühler und ein Temperaturfühler vorgesehen sind, wobei die Fühler auf den Funktionsgeber einwirken und einer der beiden Fühler auf den einen Eingang des Funktionsgebers geschaltet ist.

Ein Zwangdurchlaufdampferzeuger mit einer solchen Einrichtung ist aus der GB-PS 16 Ol 848 bekannt Bei der bekannten Einrichtung werden den beiden Eingängen des Funktionsgebers die gemessenen Werte des Druckes und der Temperatur zugeführt und aus diesen Meßwerten die Enthalpie des Dampfes ermittelt Am Ausgang des Funktionsgebers tritt ein der so ermittelten Enthalpie entsprechendes Signal aus, das zur Beeinflussung der Speisewasserzufuhr verwendet wird. Wird die Enthalpie aus den Meßwerten des Druckes und der Temperatur ermittelt, so ergeben sich Funktionen, deren Kurvenscharen stark gekrümmt sind, so daß deren Nachbildung in einem Analogrechner sehr schwierig ist Der Ermittlung der Enthalpie liegt nämlich

ίο die Kochsche Zustandsgieichung zugrunde, die in »VDI-Zeitschrift«, Heft 14, 1971, Seite 1098 in Kapitel 22 wiedergegeben ist Die Nachbildung dieser Formel erfordert einen großen gerätetechnischen Aufwand für den Funktionsgeber, weil in der Formel gebrochene Exponenten vorkommen. Wegen dieses Aufwandes wird man den vom Funktionsgeber erfaßten Enthalpiebereich im allgemeinen relativ klein wählen. Der gerätetechnische Aufwand ist selbst dann noch recht groß, wenn die Formel in Form von Polynomen

dargestellt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Einrichtung zur Beeinflussung der Speisewasserzufuhr eines Zwangdurchlaufdampferzeugers unter Zuhilfenahme der Enthalpie so zu verbessern,

daß der gerätetechnische Aufwand für die Einrichtung verringert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Funktionsgeber zur Bildung einer der Funktionen ρ = f(i, t) oder t = f(i,p) ausgestaltet ist wobei der Ausgang des Funktionsgebers und der andere der Fühler über eine Differenzschaltung mit dem Eingang eines Integrators verbunden sind, dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang des Funktionsgebers sowie mit der Einrichtung zur Beeinflussung der

Speisewasserzufuhr verbunden ist

Mit der neuen Einrichtung ergibt sich der Vorteil, daß der gerätetechnische Aufwand des Funktionsgebers wesentlich kleiner ist denn es sind einerseits eine verringerte Anzahl Analogbausteine erforderlich und andererseits sind diese Bausteine einfacher in ihrem Aufbau als in der bekannten Einrichtung. Der geringere Aufwand führt außer zur kostensenkenden Herstellung auch zu einer höheren Betriebssicherheit der Einrichtung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung einen Zwangdurchlaufdampferzeuger mit einer Einrichtung nach der

Erfindung und

F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung mit einer Schaltung für den Funktionsgeber.

Gemäß F i g. 1 besteht der Zwangdurchlaufdampferzeuger 1 aus vier hintereinander geschalteten Heizflächen, von denen — in Strömungsrichtung des Arbeitsmittels gesehen — die erste eine Economiserheizfläche 4, die zweite eine Verdampferheizfläche 5, die dritte eine Vorüberhitzerheizfläche 6 und die vierte eine Endüberhitzerheizfläche 7 bildet Die Speisewasserzufuhr zum Dampferzeuger wird mit Hilfe eines Speiseventils 2 eingestellt und zwar in Abhängigkeit von dem aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 austretenden, die Zustandsgröße Enthalpie darstellenden Signal.

Zwischen der Verdampferheizfläche 5 und der Vorüberhitzerheizfläche 6 sind ein Temperaturfühler 12 und ein Druckfühler 11 vorgesehen, die in nachstehend beschriebener Weise mit der Vorrichtung 10 zur

Bestimmung der Enthalpie verbinden sind. Diese Vorrichtung IC besteht im wesentlichen aus einem Funktionsgeber 13 und einem Integrator 14, die so geschaltet sind, daß der eine Eingang des Funktionsgebers mit dem Ausgang des Temperaturfütters 12 und der andere Eingang mit dem Ausgang des Integrators verbunden ist, wogegen der Ausgang des Funktionsgebers zu einer Vergleichsstelle 15 führt, die mit dem Ausgang des Druckfühlers 11 verbunden ist und die auf den Eingang des Integrators geschaltet ist Der Ausgang des Integrators 14 bildet außerdem den Ausgang der Vorrichtung 10, die mit dem Speiseventil 2 in Wirkverbindung steht In dem Funktionsgeber 13 wird ein Signal gebildet, das einen berechneten Wert für den Druck des Dampfes zwischen der Verdampferheizfläche 5 und der Vorüberhitzerheizfläche 6 bildet und das als Istwert mit dem vom Fühler 11 gemessenen Druck als Sollwert verglichen wird. Die aus diesem Vergleich resultierende Abweichung wird im Integrator 14 integriert woraus ein Wert für die Enthalpie entsteht der dann einerseits dem Eingang des Funktionsgebers 13 und andererseits dem Speiseventil 2 zugeführt wird.

Bei der in Fig.2 gezeigten Vorrichtung ist abweichend von F i g. 1 der Integrator mit dem Vergleichspunkt kombiniert, so daß sich ein I-Regler 14' ergibt, in dem dann der Vergleich zwischen dem vom Funktionsgeber 13 kommenden Signal und dem vom Druckfühler 11 kommenden Signal stattfindet Gemäß Fig.2 liegt der Schaltung für den Funktionsgeber t3 folgende Gleichung zugrunde:

P = «00+

+ (a_I0 + a_nt

Ia

₃₀ + a_M

a_Mr

a₁₄t⁴) · ι

α₃₄ί⁴)

+ Ia₄₀ + O₄, t -t- a^f² + a^r³ + O₄₄I⁴) · f*.

Der Punkt 45 der Schaltung bildet den einen Eingang des Funktionsgebers, dem die vom Temperaturfühler 12 kommende Meßgröße Temperatur t zugeführt wird. Der zweite Eingang des Funktionsgebers wird vom Punkt 46 gebildet, dem vom I-Regler 14' kommend die Ausgangsgröße / zugeführt wird. Den Ausgang des Funktionsgebers bildet der Punkt 47, von dem aus die berechnete Größe Druck ρ als Istwert dem I-Regler 14' zugeführt wird. Am Punkt 48 wird der Schaltung ein konstantes Signal η zugeführt, zum Beispiel in Form einer Referenzspannung.

Am Punkt 45 ist eine Kette von drei Multiplikatoren 50, 51, 52 angeschlossen. Im Multiplikator 50 wird das, Temperatursignal f mit sich selbst multipliziert so daß am Ausgang das Produkt P ansteht Dieses Produkt wird im Multiplikator 51 wiederum mit dem Temperatursignal f multipliziert, so daß das Produkt f³ entsteht. Entsprechend wird im Multiplikator 52 das Produkt f* gebildet. Von der Kette der drei Multiplikatoren 50 bis 52 zweigen vier Signalverteilleitungen 55,56,57 und 58 ab, die die Signale t, P, f³ bzw. t* führen. Parallel zu diesen vier Leitungen 55 bis 58 erstreckt sich vom Punkt 48 aus eine Signalverteilleitung 59 für das Signa! n. Von diesen fünf Verteüleitungen 55 bis 59 führen fünf Signalzweigleitungen 60 zu einem Summierglied 70. In jeder Zweigleitung 60 ist ein Signalteiler 75, beispielsweise in Form eines Potentiometers, angeordnet, der durch einen Kreis dargestellt ist Die SignalteUer 75 lassen

ίο einen fest einstellbaren Teil des in der zugehörigen Signalverteilleitung anstehenden Signals durch, jeder Kreis entspricht einem der in der obigen Gleichung enthaltenen Koeffizienten a und ist dementsprechend mit deren Indizes 00, 01 usw. bezeichnet Die über die

■ 5 fünf Zweigleitungen 60 dem Summierglied 70 zugeführten Signale entsprechen also den fünf Summanden in der ersten Zeile der obigen Gleichung.

Zur Bildung des in der zweiten Zeile der Gleichung wiedergegebenen Summanden sind von den Verteilleitungen 55 bis 59 fünf Signalzweigleitungen 61 abgezweigt die die wiederum je einen Signalteiler 75 aufweisen und zu einem Summierglied 71 führen, dessen Ausgang mit einem Multiplikator 81 verbunden ist In dem Multiplikator 81 wird der Klammerausdruck der

*5 zweiten Zeile der Gleichung mit dem Signal / multipliziert das vom Punkt 46 über eine Signalleitung 86 zugefühn wird. Das Produkt dieser Multiplikation wird über eine Signalleitung 95 dem Summierglied 70 zugeführt.

Entsprechende Anordnungen sind für die Bildung der Summanden in der dritten, vierten und fünften Zeile der Gleichung getroffen, indem je fünf je einen Signalteiler aufweisende Zweigleitungen 62,63 bzw. 64 vorgesehen sind, die zu einem Summierglied 72, 73 bzw. 74 führen.

dessen Ausgang mit einem Multiplikator 82,83 bzw. 84 verbunden ist Dem Multiplikator 82 wird ein Signal P über eine Leitung 87, dem Multiplikator 83 ein Signal P über eine Leitung 88 und dem Multiplikator 84 ein Signal j* über eine Leitung 89 zugeführt Der Ausgang dieser Multiplikatoren ist über je eine Signalleitung 95 mit dem Summierglied 70 verbunden. Die Signale P, h und /* werden ähnlich wie die Signale P bis f durch eine Kette von Multiplikatoren 90,91 und 92 gebildet die am Punkt 46 angeschlossen sind.

Mit der beschriebenen Schaltung kann mit nur zehn Multiplikatoren und fünf Summiergliedern ein zur Nachbildung der obigen Gleichung geeigneter Funktionsgeber realisiert werden.

Abweichend von der beschriebenen Ausführungsso form ist es auch möglich, dem einen Eingang der Vorrichtung 13 an Stelle der Meßgröße Temperatur die Meßgröße Druck aufzuschalten und dann die Ausgangsgröße der Vorrichtung 13 mit der Meßgröße Temperatur zu vergleichea

SS Selbstverständlich ist es auch möglich, anstatt das Ausgangssignal der Vorrichtung 10 direkt auf das Speiseventil 2 zu geben, einen Speisemengenregelkreis vorzusehen und dem Regler dieses Kreises das Ausgangssignal der Vorrichtung 10 aufzuschalten. Auch die bekannte Anordnung von Druckdifferenzregelventil und Speiseregelventil ist möglich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zwangdurchlaufdampferzeuger mit einer Einrichtung zur Beeinflussung der Spe'sewasserzufuhr - in Abhängigkeit von der an einer Stelle beginnender ν Überhitzung ermittelten Enthalpie des Arbeitsmittels, wobei zur Bestimmung der Enthalpie ein zwei Eingänge aufweisender Funktionsgeber sowie ein Druckfühler und ein Temperaturfühler vorgesehen sind, wobei die Fühler auf den Funktionsgeber einwirken und einer der beiden Fühler auf den einen Eingang des Funktionsgebers geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsgeber (13) zur Bildung einer der Funktionen ρ = f&t) oder t = fß,p) ausgestaltet ist, wobei der Ausgang des Funktionsgebers (13) und der andere der Fühler (11) über eine Differenzschaltung (15) mit dem Eingang eines Integrators (14) verbunden sind, dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang des Funktionsgebers (13) sowie mit der Einrichtung (2) zur Beeinflussung der Speisewasserzufuhr verbunden ist

2. Zwangdurchlaufdampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsgeber (13) so ausgebildet ist, daß er eine Funktion folgender Art nachbildet: