DE675762C

DE675762C - Control method for the operation of pipe steam generators with forced flow of the working medium, carried out using a temperature pulse

Info

Publication number: DE675762C
Application number: DES116188D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Martin Eule
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1934-11-24
Filing date: 1934-11-24
Publication date: 1939-05-17

Description

Unter Anwendung eines Temperaturimpulses ausgeübtes Regelverfahren zum Betrieb von Röhrendampferzeugern mit Zwangdurchlauf des Arbeitsmittels Bei Zwangstromröhrendampferzeugern muß man, wenn bei BelastungsÜnderungen der Zustand des erzeugten Dampfes unverändert bleiben soll, Arbeitsmittel- und Brennstoffzufuhr so verändern, daß ein bestimmtes Verhältnis dieser beiden Betriebsmittel zueinander angenähert ,aufrechterhalten bleibt. Dieser Forderung genügen auch die beiden bisher in erster Linie zurAnwendung gelangenden Regelverfahren. Bei dem einen wird grundsätzlich die Zufuhr des Arbeitsmittels und des Brennstoffes gleichzeitig je nach der geforderten Leistung herauf- oder heruntergeregelt, wobei zur sicheren Einregelung der Dampftemperatur von .dieser noch ein Berichtigungsimpuls entnommen wird, der zusätzlich auf die Brennstoffzufuhr einwirkt. Bei dem anderen Verfahren werden Arbeitsmittel und Brennstoff nicht gleichzeitig, sondern nacheinander verändert, und zwar wird zunächst die Arbeitsmittelzuführ auf den erforderlichen neuen Wert eingestellt. und dann die Brennstoffzufuhr durch einen von der Temperatur des, erzeugten Dampfes abgeleiteten Impuls eingeregelt. Bei beiden Regelverfahren spielt also immer die sichere und wirksame Entnahme eines Temperaturimpulses von dem erzeugten Dampf eine wichtige Rolle. Zur Entnahme dieses Temperaturimpulses kamen bisher nur zwei Stellen der Heizfläche des Dampferzeugers in Frage, nämlich in erster Linie der überhitzer, da.-neben aber auch der Vorwärmer. Die Impulsentnahme von diesen Heizflächenteilen befriedigt aber nicht vollauf. Ein von dem überhitz-er abgenommener Impuls kommt in der Regel zu spät. Die diesem Impuls unterstellte Regelung eilt also verhältnismäßig stärk- nach. Die Impulsableitung vom Vorwärmer dagegen erfolgt so vorzeitig, daß am Ende des Diampferzeugers wieder noch starke Zustandsänderungen auftreten können. Man hat auch schon vorgeschlagen, gleichzeitig vom überhitzer und vom Vorwärmer Impulse abzuleiten und diese Impulse gleichzeitig für die Regelung heranzuziehen. Da aber aus dem vorher angegebenen Grunde der eine Impuls immer zu früh, * der andere immer zu spät kommt, so kann eine Regelung, bei welcher gleichzeitig dem einen wie dem anderen Impuls ein Einfluß eingeräumt ist, ebenfalls nicht zu einem brauchbaren Ergebnis .führen. Von dem Heizflächenteil, der zwischen dem Vorwärmer und dem überhitzer liegt, also von der Verdampfungsheiz-$äche des Dampferzeugers, kann man keine Temperaturimpulse entnehmen, da :die Temperatur des Arbeitsmittels während des Verdampfungsvorganges nahezu unverändert bleibt.Control method performed using a temperature pulse for the operation of tubular steam generators with forced flow of the working medium you have to if the state of the generated steam remains unchanged when the load changes should remain, change work equipment and fuel supply so that a certain Ratio of these two resources approximated to one another, maintained remain. So far, the two have primarily met this requirement for use applicable control procedure. One of them is basically the supply of the working medium and the fuel at the same time, depending on the required performance regulated down, whereby for the safe regulation of the steam temperature of .this a correction pulse is taken, which is also applied to the fuel supply acts. In the other method, the work equipment and fuel are not used at the same time, but changed one after the other, namely first the supply of work equipment set the required new value. and then the fuel supply through one controlled by the temperature of the generated steam derived pulse. By both The control method always plays the safe and effective extraction of a temperature pulse of the steam generated plays an important role. To take this temperature pulse So far, only two places on the heating surface of the steam generator came into question, namely first and foremost the superheater, as well as the preheater. The impulse extraction but not entirely satisfactory from these heating surface parts. One of the overheats the impulse picked up usually comes too late. The regulation subject to this impulse so hurries relatively strong behind. The impulse discharge from the preheater, on the other hand takes place so prematurely that at the end of the steam generator there are still strong changes in state may occur. It has already been suggested that the superheater should be used at the same time and to derive impulses from the preheater and these impulses for the control at the same time to use. But since, for the reason given above, the one impulse always closes early, * the other person always comes too late, so there can be a regulation with which at the same time one as well as the other impulse is allowed to have an influence, neither is it a usable result. From the part of the heating surface between the preheater and the superheater lies, i.e. from the evaporation heating surface of the Steam generator, no temperature pulses can be obtained because: the temperature of the Working medium remains almost unchanged during the evaporation process.

Die Erfindung macht es sich zur Aufgabe, dennoch ,diesen zwischen dem Vorwärmer und,dem überhitzer liegenden Heizflächenteil für die Impulsentnahme nutzbar zu machen.The invention makes it its task, nevertheless, these between the preheater and the superheater lying part of the heating surface for the extraction of impulses to make usable.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht ganz allgemein darin, daß die Wärme- oder die Arbeitsmittelzufuhr zu einem -der die Heizeäche bildenden parallel geschalteten Rohrstränge gegenüber den anderen Strängen so eingeregelt wird, daß in diesem ausgezeichneten Strang die Vorwärmung später endet oder die Überhitzung früher beginnt als in den übrigen Strängen und daß der Temperaturimpuls von diesem Strang von einer Stelle der endenden Vorwärmung bzw. beginnenden Überhitzung abgeleitet wird.The basic idea of the invention is generally that the Heat or the supply of working medium to one of the heating surfaces forming the parallel switched pipe strings relative to the other strands is regulated so that in this excellent strand the preheating ends later or the overheating begins earlier than in the other strands and that the temperature pulse from this Strand derived from a point of ending preheating or beginning overheating will.

Soll der Impuls rechtzeitig vom überhitzten Dampf geliefert werden, so muß .der für die Impulsabgabe bestimmte Rohrstrang gegenüber den übrigen Strängen eine verminderte Arbeitsmittel- oder erhöhte Wärmezufuhr erfahren. Je nachdem, wie weit man mit der Verminderung bzw. Erhöhung der Zufuhr der beiden genannten Betriebsmittel geht, wird in .dem impulsliefernden Strang die überhitzung, an der Rohrlänge gemessen, um einentsprechendes Maß vor der- Stelle beginnender überhitzung in -den anderen Rohrsträngen liegen. Man hat es. auf diese Weise in der Hand, die von dem überhitzten Dampf abgenommenen Temperaturimpulse in hinreichendem Maße von einem Heizflächenteil abzunehmen, der üblicherweise die Verda.mpfungsheizfläche bildet. Bei der Durchführung dieses Vorschlages kommt man am einfachsten durch eine Verringerung der Arbeitsmittelzufuhr zu dem Meßstrang gegenüber den übrigen zum Ziel. Man 'hat nur nötig, in diesem Strang an geeigneter Stelle, zweckmäßig in dem Gebiet, in welchem das Arbeitsmittel noch flüssig ist, in den Strömungsweg einen entsprechend bemessenen. Widerstand einzuschalten. Je nach der Größe dieses Widerstandes wird sich dann der Punkt beginnender Überhitzung im Meßstrang gegenüber den übrigen Strängen mehr oder weniger entgegen denn Strömungssinne des Arbeitsmittels verschieben.If the impulse is to be delivered in time by the superheated steam, so the pipe string intended for the impulse output must be compared to the other strings experience a reduced supply of work equipment or increased heat supply. Depending on how far one goes with the decrease or increase of the supply of the two mentioned resources , the overheating in the pulse-supplying line is measured on the length of the pipe. by a corresponding amount before the point of overheating in the other Pipelines lie. You have it. in this way in hand from the overheated Steam removed temperature impulses to a sufficient extent from a heating surface part take off, which usually forms the Verda.mpfungsheizfläche. During execution The easiest way to get this suggestion is to reduce the supply of work equipment to the measuring line compared to the rest of the target. You only need to be in this strand in a suitable place, expediently in the area in which the work equipment is still is liquid, a correspondingly sized in the flow path. Turn on resistance. Depending on the size of this resistance, the point of starting overheating will be in the measuring line compared to the other lines more or less contrary to the flow senses move the work equipment.

Es ist bekannt, bei Zwangstromröhrendampferzeugern wenigstens einen Teil vier Heizfläche, in der -sich im üblichen Betriebe die Umwandlung von Flüssigkeit in Dampf vollzieht, als Berührungsheizfläche im Brenngasstrom anzuordnen, um zu verhüten, daß die hauptsächlich in dieser Dampferzeugungsstufe sich aus dem Arbeitsmittel ausscheidenden Salze zu Rohrverbrennungen führen. Da sich bei einer Vorverlegung des überhitzungsbeginnes auch die übrig-en Dampferzeugungsstufen mehr oder weniger nach der Dampferzeugereintrittsseite hin verschieben, wird unter Umständen die genannte Salzausscheidung@sizone beidem Meß.strang nicht mehr in der durch Berührung beheizten Heizfi;ärhe verbleiben. In der Regel ist der im Strömungssmne vor der Salzausscheidungszone liegende Teil der Heizfläche eine Strahlungsheizfl;äche. Es kann also vorkommen, daß in dem Meßstrang durch das Verschieben der einzelnen Dampferzeugungsstufen die Salzausscheidungszone in eine Strahlungs: heizflache hinüberwandert. Salzausscheidungen in einer Strahlungsheizfläche bringen dann wieder die große Gefahr einer Rohrverbrennung mit sich, die vorher dadurch vermieden worden war, daß die Salzausscheidungszone absichtlich in eine Berührungsheizfläche hineinverlegt wurde. Dieser Gefahr für .den Meßstrang kann man erfindungsgemäß auf eine einfache Weise aus dem Wege gehen, indem man in jedem der vorhandenen parallel geschalteten Stränge einen ein- und ausschaltbaren Widerstand zur Verminderung der hindurchströmenden Arbeitsmittehnenge sowie eine Temperaturmeßeinrichtung als Impulsgeber einsetzt und die Stränge, nacheinander abwechselnd, jeden für eine gewisse Zeit zur Impulsabgabe heranzieht. Dadurch erreicht man, daß, falls in dem Meßstrang eine Salzausscheidung innerhalb eines, durch Strahlung beheizten Rohrteiles auftritt, diese gefährliche Salzausscheidung immer nur während einer mehr oder weniger kurzen Zeit vor sich geht und weiterhin, daß, nachdem in dem Meßstrang wiedier die üblichen Strömungsverhältnisse hergestellt sind, etwa abgelagerte Salze durch das Wiedervorwandern der einzelnen Dampferzeugungsstufen nach dem Dampferzeugeraustritt zu mit fortgerissen oder mit fortgespült werden.It is known to have at least one in forced flow tubular steam generators Part four heating surface in which the conversion of liquid takes place in normal operations in steam takes place as a contact heating surface in the fuel gas flow in order to prevent that the main in this steam generation stage from the work equipment precipitating salts lead to pipe burns. Since when moving forward of the start of overheating, the remaining steam generation stages also more or less move towards the steam generator inlet side, the named Salt excretion @ sizone on both measuring strand no longer in the one heated by contact Heating files remain. As a rule, it is in the sea of flow in front of the salt precipitation zone the lying part of the heating surface is a radiant heating surface. So it can happen that in the measuring line by moving the individual steam generation stages Salt precipitation zone migrates over into a radiant heating surface. Salt excretions in a radiant heating surface then again bring the great risk of a pipe burn with it, which had previously been avoided by the salt precipitation zone was intentionally moved into a touch heating surface. This danger for According to the invention, the measuring line can be avoided in a simple manner, by putting one on and one in each of the existing parallel-connected strings Resistance that can be switched off to reduce the tightness of the working mid-tendon flowing through and a temperature measuring device is used as a pulse generator and the strands, one after the other alternately, pulling each one for a certain period of time to emit impulses. Achieved thereby one that, if there is a salt excretion within one in the measuring line, by radiation heated pipe part occurs, this dangerous salt excretion only ever during goes on for a more or less short time and continues that after in the measuring line as the usual flow conditions are established, for example Deposited salts due to the re-migration of the individual steam generation stages after the steam generator outlet to be carried away or washed away with.

Die andere bereits allgemeüi angegebene Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe schreibt vor, daß wenigstens einer der parallel geschalteten Rohrstränge gegenüber den anderen eine erhöhte Arbeitsmittelzufuhr oder verminderte Wärmezufuhr erfahren soll und der Temperaturimpuls von diesem ausgezeichneten Strang an der Stelle der endenden Vorwärmung abgenommen werden soll. Dieser Vorschlag läßt sich entweder dadurch verwirklichen, daß man dem Meßstrang einen größeren Durchflußquerschnitt gibt, als ihn die übrigen Stränge aufweisen, oder indem man, den Meßstrang zwar mit gleichem lichten Querschnitt ausführt, ihm aber eine geringere Länge gibt als. den übrigen Strängen. Verwirklicht man das Ziel der Erfindung auf die zuletzt angegebene Weise, so empfiehlt es sich, den verkürzten Meßstrang so zu verlegen, daß er wenigstens. angenähert die gleichen Wärmezonen durchläuft wie die :übrigen Stränge, damit die Vorgänge im Meßstrang ,gewissermaßen sein naturgetreues Abbild derjenigen in den -übrigen Strängen ergeben und sich Änderungen der Wiärmeverteilung im Dampferzeuger so auswirken, daß die Impulsentnahme an der hierfür vorgesehenen Stelle mit Sicherheit eine brauchbare Regelung ergibt. SGhReßlich kam man auch so verfahren, daß man ,den Arbeitsmitteldurchfluß jeweils in allen Strängen außer im Meßstrang drosselt. Auch hierbei bietet sich wieder die Möglichkeit, wenn alle Stränge D@rosseleiririchtungen und Temperaturmeßeinrichtungen aufweisen, die .einzelnen Stränge nacheinander abwechselnd als Meß@ stränge zu benutzen. Auch hier wird man wieder die DTosselstellen zweckmäßig dort ins die Stränge einsetzen, wo sie nach Flüssigkeit führen.The other solution already given in general is based on the invention lying task dictates that at least one of the parallel pipe strings compared to the others, an increased supply of working medium or reduced supply of heat should learn and the temperature pulse from this excellent strand on the Should be removed at the end of the preheating. This suggestion can be either realize that the measuring line has a larger flow cross-section than the other strands have, or by, the measuring strand executes with the same clear cross-section, him but a lesser one Length gives as. the remaining strands. If the object of the invention is achieved the last specified way, it is advisable to use the shortened measuring line in this way embarrassed that he at least. passes through approximately the same heat zones as the: remaining strands, thus the processes in the measuring strand, to a certain extent be true to nature Image of those in the remaining strands and changes in heat distribution in the steam generator so that the impulses are withdrawn from the intended Position with certainty results in a usable regulation. It was also nice to eat proceed that one, the working medium flow in all strands except in Measuring line throttles. Here, too, there is again the possibility if all strands D @ rosseleirrichtungen and temperature measuring devices, the .individual To use strings alternately one after the other as measuring strings. Here too you will again insert the DTosselstellen expediently into the strands where they are after Lead liquid.

Zu erwähnen ist noch, daß der Erfindung eine besondere Bedeutung zukommt für solche Dampferzeuger, die mit einem überschuß an Arbeitsmittel gespeist werden und bei denen der Dampf, bevor seine Überhitzung beginnt, in -eine Trommel einströmt, in welcher das überschußwasser von dem bis dahin entstandenen Dampf getrennt und aus dem Dampferzeuger abgeführt wird. Bei diesen Dampferzeugern bestand bisher überhaupt nicht die Möglichkeit, vor der Ausscheidetrommel einen brauchbaren Temperaturimpuls zu Regelzwecken für den Dampferzeuger abzunehmen. Will man die Erfindung auf die bezeichneten Dampferzeuger zur Anwendung bringen, so hat man in sinngemäßer übertragung des Erfindungsgedankens hierzu zwei Möglichkeiten. Die eine besteht darin, in :der beschriebenen Weise das Ende der Vorwärmung nach der Dampferzeugeraustrittsseite, d. h. nach :der Ausscheidetrommel hin zu verschieben und von der Stelle der endenden Vorwärmung den Temperaturimpuls abzuleiten. Die andere Möglichkeit besteht darin, daß man das Verhältnis der Wärmezufuhr zur Arbeitsmittelzufuhr für einen der parallel geschalteten Stränge so verändert, daß sieh in diesem Strang, bevor sein Inhalt die Ausscheidungstrommel erreicht, überhitzter Dampf bildet. Von dieser H-eizfltächenstelle der beginnenden übserhitzung kann man dann in eindeutiger Weisse wieder den erforderlichen Temperaturimpuls, für die Regelung entnehmen. Es. genügt, wenn man die Arbeitsmittel- bzw. die Wärmezufuhr für diesen Meßstrang so einregelt, daß der aus :diesein Strang in die Salzäusscheidungströmmel einströmende Dampf nur ganz schwach überhitzt. ist.It should also be mentioned that the invention is of particular importance for those steam generators that are fed with an excess of working fluid and in which the steam, before it begins to overheat, flows into a drum, in which the excess water is separated from the steam produced up to that point and is discharged from the steam generator. With these steam generators there was previously at all not the possibility of a usable temperature pulse in front of the separating drum for control purposes for the steam generator. If you want the invention on the bring designated steam generator to use, then one has in analogous transfer the idea of the invention for this purpose two possibilities. One is in: the described way the end of preheating after the steam generator outlet side, d. H. after: to move the separating drum towards and from the point of the ending Preheating to derive the temperature pulse. The other option is to that the ratio of the heat supply to the working medium supply for one of the parallel Switched strands changed so that look at this strand before its contents reaches the separation drum, superheated steam forms. From this heating surface location the beginning of overheating can then be clearly defined again as required Take temperature pulse for the control. It. is sufficient if you have the work equipment or regulates the heat supply for this measuring line in such a way that the off: this one line The steam flowing into the salt separator is only slightly superheated. is.

In allen Anwendungsfällen der Erfindung empfiehlt es sich, nebenher dem Durchflußii2derstand der Rohre gewissermaßen einen Widerstand zu überlagern, indem in jedem Rohrstrang eine ständig wirksam bleibende Drosselscheibe o. dgl. eingesetzt wird.In all cases of application of the invention, it is advisable to do it on the side to superimpose a resistance on the flow resistance of the pipes, so to speak, by having a throttle disc o. is used.

Zur Veranschaulichung der Erfindung dienen die Fig. i bis 5. Die die Heizflächen bildenden Rohre sind sinnbildlich in Form stark ausgezogener- Linien dargestellt. An ihren Enden münden die Rohre jeweils in Sammel-bzw. Verteilerflaschen. Die Strömungsrichtung des Arbeitsmittels ist durch eingezeichnete Pfeile kenntlich gemacht. Die Drosselstellen in den Rohrsträngen sind durch kurzie Querstriche über den Rohrstranglinien, die Temperaturmeßsbellen durch kleine, auf die Rohrstranglinien aufgesetzte Kreise angedeutet. Soweit die Drosselstellen ausgeschaltet bzw. die Temperaturmeßstiellen nicht für die Regelung in Benutzung sind, sind die entsprechenden Zeichen in allen Figuren gestrichelt eingetragen. In allen Figuren ist es jeweils der unterste der drei Stränge, der zur Impulsaufnahme dient. Der Impuls kann, wie es in der vorangehenden Beschreibung angegeben ist, unter Verwendung von nicht näher dargestellten Umschalteinrichtungen nacheinander von dem einen oder anderen der dargestellten Stränge entnommen werden. Die zeichnerische Darstellung, die nur drei Rohrstränge zeigt, ist nur als Beispiel zu werten, die Zahl der Stränge kann beliebig groß oder klein sein.To illustrate the invention, FIGS. I to 5 are used Pipes forming heating surfaces are symbolic in the form of strongly drawn lines shown. At their ends, the tubes open into collecting or. Distribution bottles. The direction of flow of the working medium is indicated by the arrows drawn made. The throttling points in the pipe strings are indicated by short horizontal lines the pipe string lines, the temperature measuring bells by small ones on the pipe string lines applied circles indicated. As far as the throttling points are switched off or the Temperature measuring rods that are not in use for the control are the corresponding ones Characters entered in all figures with dashed lines. It is in all figures the lowest of the three strands, which is used to pick up impulses. The impulse can be how it is indicated in the preceding description, using unspecified switching devices shown one after the other from one or the other of the shown strands are taken. The graphic representation that only three Shows pipe strings is only to be considered as an example, the number of strands can be arbitrary be big or small.

Die Fig. i und 3 zeigen die Verhältnisse für den Fall:, daß der Impuls vom überhitzten Dampf abgeleitet wird, wobei der Zeitpunkt der beginnenden Überhitzung nach der Arbeitsmitteleintrittssbelle verschoben ist.FIGS. I and 3 show the relationships for the case: that the pulse is derived from the superheated steam, the time of the onset of superheating is shifted after the work equipment inlet bell.

Die Fig. a und q. zeigen die Impulsentnahme von einer am Ende oder nahezu am Ende der Vorwärmung liegenden Impulsstelle, wobei das Ende der Vorwärmung gegenüber den anderen Strängen nach dem Dampferzeugeraustritt zu verschoben ist. Fig. 5 zeigt die Impulsentnahme bei einem Dampferzeuger, der mit überschußwasser gespeist wird und bei dem das überschußivasser in. einer in der Zeichnung deutlich erkennbaren Trommel vom Dampf geschieden wird.Figures a and q. show the pulse extraction of one at the end or impulse point lying almost at the end of the preheating, whereby the end of the preheating is shifted compared to the other strands after the steam generator outlet. Fig. 5 shows the pulse extraction in a steam generator with excess water is fed and in which the excess water is clearly shown in the drawing recognizable drum is separated from the steam.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Applying a temperature pulse Control procedure for the operation of tube steam generators with forced flow of the working medium in several parallel pipelines, characterized, -that the heat or: the Arheitsmittelzufuhr to one of the heating surface forming Pipe strings with respect to the other strands is regulated so that in this excellent Line preheating ends later or overheating starts earlier than in the remaining strands, and .that the temperature pulse from this strand from one Point of the ending preheating or beginning overheating is derived. a. Rhammer steam generator for carrying out the method according to claim r, -da.-through. characterized in that the individual tubes are switchable in such a way that they are optional can be used as a pulse train. 3. Tube steam generator according to claim z, characterized in that a resistor that can be switched on and off in each pipe string to reduce the amount of working medium flowing through and a temperature measuring device are inserted so that the strands alternate one after the other each for a certain amount of time Time for pulse delivery can be used.