-
Speisewasserregler für Dampfkessel. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Regelung des Wasserstandes in Dampfkesseln.
-
Die Regelung der Speisewasserzufuhr bei Dampfkesseln erfolgt fast
ausnahmslos in der Weise, daß ein möglichst gleichbleibender Wasserstand innegehalten
wird, gleichgültig, wie hoch die Belastung des Kessels und der Dampfdruck im Kessel
sind. Die Überlegung zeigt nun, daß eine solche Regelung nur so lange günstig ist,
als annähernd gleichbleibende Betriebsverhältnisse vorliegen. Handelt es sich dagegen
um Dampfkesselanlagen mit stark schwankender Belastung, so stellt die in dieser
Weise erfolgende Regelung der Speisewasserzufuhr hohe Anforderungen an die Anpassung
der Wärmezufuhr zu den. Kesseln, d. h. sie bedingt, daß bei plötzlich auftretender
starker Dampfentnahme auch die Wärmeentwicklung im Kessel in entsprechendem Maße
plötzlich ansteigt und umgekehrt. Andernfalls- ergeben sich unerwünscht starke Druckschwankungen.
Bei plötzlicher Steigerung der Dampfentnahme beginnt der Druck zu fallen; zugleich
setzt aber auch zufolge der üblichen selbsttätigen Regelung, um das Sinken des Wasserstandes
hintanzuhalten, eine gesteigerte Speisung des Kessels ein, die naturgemäß ein weiteres
Fallen des Drucks mit sich bringt, wenn nicht zugleich auch eine entsprechend gesteigerte
Wärmezufuhr stattfindet, was sich aber praktisch kaum verwirklichen läßt, abgesehen
davon, daß die Wirkung verstärkter Beheizung sich erst verspätet fühlbar machen
würde. Das gleiche gilt für den Fall der plötzlichen Verringerung der Dampfentnahme;
da in diesem Falle die Wärmeentwicklung gleichfalls nicht entsprechend plötzlich
geändert werden kann, so muß eine unerwünschte Drucksteigerung und Abblasen der
Sicherheitsventile usw. eintreten.
-
Es sind nun bereits Anordnungen zur Einregelung des Wasserstandes
in Dampfkesseln mit schwankender Belastung bekannt geworden, bei denen der Wasserstand
innerhalb gegebener Grenzen je nach der Rost- oder Dampfleitung des Kessels oder
der Kesselbelastung auf veränderlicher Höhe gehalten wird.
Gegenüber
jenen bekannten Anordnungen besteht das Hauptmerkmal der Erfindung darin, daß der
normale Wasserstand, auf welchen der Regler einspielen soll, selbsttätig höher verlegt
wird, wenn der Druck im Kessel steigt, und tiefer, wenn cler Druck im Kessel sinkt.
-
Maßgebend für die Einregelung des Wasserstandes ist also der Druck,
der eine selbsttätige Rückkehr des Wasserstandes in die mittlere Lage bewirkt, wenn
der Gleichgewichtszustand zwischen Wärmezufuhr oder Dampferzeugung einerseits und
Dampfentnahme andererseits wieder hergestellt ist.
-
Tritt also eine plötzliche starke Belastung des Kessels ein, so wird
der für die Regelung maßgebende Wasserstand selbsttätig niedriger verlegt, so daß
eine sonst erforderliche NTachspe.isung und damit ein noch stärkeres Abfallen des
Kesseldrucks zunächst hintangehalten ist. Während nun allmählich die Wärmezufuhr
gesteigert wird, tritt eine allmähliche Erhöhung des Kesseldrucks ein; gleichzeitig
mit dieser findet aber eine allmähliche Höherlegung des sich einspielenden Wasserstandes
statt, d. h. es wird bei gesteigerter Wärmezufuhr allmählich so lange nachgespeist,
bis die ursprünglichen Verhältnisse wieder erreicht sind. Das Umgekehrte gilt bei
plötzlicher Abnahme der Belastung.
-
Der Erfindungsgegenstand kann aber auch in der Weise angewendet werden,
daß vor zu bestimmten Zeiten zu erwartenden starken Änderungen der Belastung die
Wärmezufuhr entsprechend erhöht oder verringert wird; entsprechend der hierdurch
auftretenden Druckzu- oder -abnahme wird gleichzeitig der einzuregelnde Wasserspiegel
höher oder tiefer gelegt. Sinkt also beispielsweise erfahrungsgemäß zu einer gewissen
Zeit (Mittagspause) die Dampfentnahme auf den halben Betrag, so claß also der Kessel
während dieser Zeit etwa nur die halbe Feuerungsinenge benötigt, so kann man diese
unerwünschte Ungleichmäßigkeit der Feuertingszufuhr dadurch mildern, daß man eine
etwa gleiche Zeit vor der Belastungsabnahme die Feuerungszufuhr auf etwa drei Viertel
der Menge herabsetzt. Da dann die Dampfentwicklung dem Bedarf zunächst nicht genügt,
so sinkt der Kesseldruck, und dementsprechend wird der einzuregelnde Wasserspiegel
allmählich tiefer gelegt, bis ein Beharrungszustand eintritt; sobald nun die geringere
Dampfentnahme einsetzt, überwiegt die Dampfentwicklung den Bedarf, und es tritt
eine allmähliche Rückkehr zu dem anfänglichen Betriebszustand ein. Auf diese Weise
wird ohne plötzliche starke Änderung der Wärmezufuhr zufolge des vorangehenden Absenkens
des Kesseldrucks und des Nachspeisens des Kessels während der Zeit der den Bedarf
überwiegenden Wärmezufuhr eine zu heftige Drucksteigerung und ein Abblasen der Sicherheitsventile
verhütet.
-
Auf derZeichnung sind einigeAusführungsbeispiele einer Einrichtung
veranschaulicht, mit welcher das angegebene Regelungsverfahren selbsttätig ausgeführt
werden kann, d. h. die Einrichtung wirkt derart, daß sie selbsttätig den für die
Regelung maßgebenden Wasserstand höher oder tiefer legt, je nachdem der Kesseldruck
ansteigt oder sinkt.
-
In Abb. i ist mit a der Kessel, und mit b ist der Schwimmer des selbsttätigen
Speisewasserreglers, der durch eine Zugstange c und einen Drahtzug d den Zuflußhahn
e in der Speisewasserleitung fverstellt, bezeichnet. Bei einem gewissen Druck regelt
der Schwimmer b den Wasserstand auf die Höhe g ein. Steigt der Druck, so wird gemäß
der Erfindung in dein durch die Verbindungsleitung h an den Kessel angeschlossenen
Z5 linder j der Kolben i.
entgegen der Kraft einer Feder k nach außen
geschoben und die Rolle L so verstellt, daß die Verbindung zwischen Schwimmer b
und Hahn e gewissermaßen verkürzt wird. Durch diese Veränderung der zusammengehörigen
Stellungen beider Teile wird ein neuer normaler Wasserstand eingestellt. Bei fallendem
Druck arbeitet die Vorrichtung umgekehrt. Durch entsprechende Hubbegrenzungen kann
erreicht werden, daß eine Verstellung des Wasserstandes über zwei Grenzlagen hinaus
verhindert wird.
-
Abb. 2 veranschaulicht die Anwendung der Erfindung bei einem elektrischen
Speisewasserregler, dessen Bauart als bekannt vorausgesetzt wird. Der Schwimmer
b trägt eine Stange c, an deren oberem Ende ein mit der Spule n. zusammenwirkender
Eisenkern yya sitzt. Die letztere Vorrichtung dient alsRelais und wirkt so, daß
je nach der Lage des Eisenkerns in bezug auf die Spule in einem nicht dargestellten
Kreise Strom ein- oder ausgeschaltet wird, der das Speisewasserventil öffnet oder
schließt. Die Spule iz der elektromagnetischen Vorrichtung ist mittels der Stange
o an dem Kolben i aufgehängt, der wiederum unter dem Einfluß des Kesseldrucks steht;
das Gewicht des Elektromagneten und der Stange kann dabei durch irgendeine geeignete
Vorrichtung ausgeglichen werden. Wie ersichtlich, wird bei Druckänderungen die Spule
des Elektromagneten gehoben oder gesenkt und dadurch der Schwimmer gezwungen, auf
einen neuen Wasserstand einzuspielen.
-
Abb. 3 und d. zeigen in Quer- und Längsschnitt eine Ausführungsform
für einen mit Standrohr arbeitenden selbsttätigen Speisewasserregler. Die Bauart
des letzteren ist gleichfalls als bekannt vorausgesetzt; zum
Verständnis
der Vorrichtung genügt es, zu wissen, daß die Zufuhr des Speisewassers bei um so
höherem Wasserstand beginnt, je höher die untere Mündung des Standrohres P liegt,
und umgekehrt. Das Standrohr p ist durch eine nachgiebige Verbindung, z. B. durch
Schhuch q und Leitung f-, mit dem nicht dargestellten Organ verbunden, das
das Speisewasserregelventil bewegt. Im vorliegenden Falle ist das Standrohr um die
Achse s drehbar und durch den Hebelarm t mit dem vom Kesseldruck beeinflußten Kolben
i. verbunden. Bei steigendem Kesseldruck wird der Kolben entgegen der Kraft der
Feder k abwärts gedrückt, wobei er mittels des Hebels t das Standrohr nach oben
dreht, z. B. aus der gestrichelten Lage, in welcher der Wasserstand ä" eingestellt
ist, in die mit vollen Linien angegebene Lage, in welcher der @Vasserstand g' eingestellt
ist. Bei fallendem Druck erfolgt die Drehung des Standrohrs im umgekehrten Sinne.
-
Zwei weitere Ausführungsbeispiele der Einrichtung sind aus Abb. 5
ersichtlich. Ihr Weser. besteht darin, daß entweder der Schwimmer oder das Regelventil
eine zusätzliche Belastung erhält, deren Größe vom Kesseldruck abhängig ist. Der
den Druckkolben enthaltende Zylinder ist dementsprechend entweder in Verbindung
mit dem Schwimmer oder in Verbindung mit dem Regelventil anzuordnen.
-
Der Schwimmer b ist mit dem genannten Ventil e wieder durch eine Zugstange
c und einen Drahtzug d verbunden. Bei steigendem Kesseldruck übt entweder der Kolben
i im Zylinder j entgegen der Kraft einer Feder k eine zusätzliche Belastung mittels
des Drehhebels t( auf den Schwimmer aus, oder aber der Kolben i' im Zylinder j`
eine entlastende Wirkung auf den Drehhebel rf' des Regelhahnes c. Dieser zusätzlichen
Be- oder Entlastung entspricht eine größere Auftriebskraft, die der Schwimmer zu
leisten hat, d. h. der Schwimmer muß bei höherem Druck, tiefer eintauchen, der Wasserspiegel
also entsprechend steigen, bevor der Regelhahn verstellt wird.