DE679782C - Verfahren zur Erzielung groesster Wirtschaftlichkeit in Kraftanlagen mit mehreren Einheiten - Google Patents

Description

• Verfahren zur Erzielung größter Wirtschaftlichkeit in Kraftanlagen mit mehreren Einheiten Bei Kraftmaschinen ist der spezifische Verbrauch (benötigte Menge Dampf, Treiböl oder Wasser, bezogen auf eine Pferdestärke oder ein Kilowatt) nicht unerheblich von der Ausführungsart der Maschine und auch ihrer Größe abhängig. Bekanntlich haben große Einheiten einen niedrigeren spezifischen Verbrauch als Maschinen kleiner Leistung. Dieses günstige Verhalten weist aber die große Maschine nur dann auf, wenn sie erheblich belastet ist; bei schwacher Ausnutzung kann sie einer vollbelasteten kleinen Einheit gegenüber unterlegen' sein. Auch Maschinen gleicher Größe weisen insofern einen Unterschied auf, als sich Maschinen neuerer Bauart wegen der im Laufe der Jahre erzielten technischen Fortschritte günstiger verhalten als Maschinen mit weiter zurückliegendem Baujahr. Es ist daher in Kraftanlagen nicht ohne weiteres zu übersehen, wie viele und welche Einheiten herangezogen werden müssen und wie die Last auf sie verteilt werden soll, wenn jeweils höchste Wirtschaftlichkeit gefordert wird.
• Die Erfindung soll dazu dienen, die zweckmäßigste Auswahl der Einheiten und ihre Belastung zur Erzielung geringsten Gesamtverbrauches zu regeln. .Sie betrifft also ein Verfahren zur Erzielung größter Wirtschaftlichkeit in Kraftanlagen mit mehreren Einheiten. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der heranzuziehenden Einheiten und ihrer Belastung ein elektrisches Kraftwerksmodell benutzt wird, das die Gesamtnutzlast durch einen Summenstrom, die Teilnutzlasten der einzelnen Einheiten durch die einzelnen Komponenten des Summenstromes und die den einzelnen Teilnutzlasten entsprechenden, den einzelnen Einheiten zuzuführenden Leistungen (Kraftstoffmengen) durch elektrische Größen (Spannung, Strom) abbildet, die summiert und einem die insgesamt zuzuführende Leistung. (Kraftstoffmenge) anzeigenden Meßgerät zu=#` geführt werden.
• Das Verfahren ist weiterhin gekennzeichnet durch ein Vorgehen in zweierlei Hinsicht: a) Vorausbestimmung der günstigsten Zusammenarbeit und Lastverteilung sowie des zugehörigen Verbrauchs. Da der Verbrauch einer jeden Maschine in Abhängigkeit von der auferlegten Last als bekannt anzusehen ist, besteht zwar, die Möglichkeit, durch rechnerische Verfahren die einzusetzenden Einheiten und ihre günstigste Belastung zu finden. Bei einer größeren Zahl verschiedenartiger Einheiten ist aber dieser Weg so verwickelt und unübersichtlich, daß praktisch mit seiner Anwendung' nicht gerechnet werden kann. Gemäß der Erfindung wird daher zur Lösung der genannten Aufgabe das elektrische Modell benutzt, das beispielsweise die nachfolgend beschriebene Ausführung haben kann.
• Gemäß der Zeichnung sind vier Einheiten zugrunde gelegt. Jeder Einheit entspricht ein Stromzweig, bestehend aus einem regelbaren Widerstand r1 bis r4 und einem Stromzeiger L1 bis L4, dessen Ausschlag verhältnisgleich die Nutzlast der betreffenden Einheit -darstellen soll. Die genannten Stromzweige liegen in Parallelschaltung an Querschienen, die den Sammelschienen entsprechen. Von einer geeigneten Stromquelle aus, im Bild mit -j- und - bezeichnet, wird über den Widerstand R Strom zugeführt, der der Gesamtlast Lg entspreche. Die Gesamtlast Lg kann durch den Widerstand R eingestellt werden; sie spaltet sich -auf in die Teillasten L1 bis L". deren Größe beliebig mit Hilfe der Widerstände r1 bis r4 eingestellt werden kann. Die letztgenannten Widerstände r1 bis r4 sollen klein sein gegenüber dem Widerstand R, so daß die Gesamtlast bei Verstellung eines der Widerstände r1 bis r¢ praktisch unverändert bleibt und sich nur hinsichtlich ihrer Aufteilung ändert. Wenn also z. B. durch Verstellung des Widerstandes r1 die zugehörige Belastung Li zurückgeht, so belasten sich gleichzeitig die anderen Einheiten um den erforderlichen Betrag mehr. Mit den Stromanzeigern L1 bis L4 sind Geräte TJi bis V4 verbunden, die für jede Einheit den zur betreffenden Teillast gehörigen Verbrauch angeben und eine ihm entsprechende elektrische Größe (Spannung oder Strom) zur Verfügung stellen sollen. Aus diesen Größen ist dann mit bekannten Mitteln durch Summenbildung der Gesamtverbrauch Vg festzustellen und sichtbar zu machen, wie in der Zeichnung schematisch angedeutet ist.
• Das Modell wird folgendermaßen benutzt: Bei eingestellter Gesamtlast Lg wird beispielsweise mit Hilfe des Widerstandes r1 der Anteil der ersten Einheit geändert; sinkt dann der am Summeninstrument ablesbare Gesamtverbrauch Vg, so bewegt man sich in der Optimumsrichtung. Ein Anwachsen des angezeigten Gesamtverbrauchs läßt sofort ein falsches Vorgehen erkennen. Schließlich kommt man zu einer Einstellung, bei der eine weitere Änderung des Widerstandes r1 keinen erkennbaren Einfluß mehr auf den Gesamtverbrauch 1g hat. Man ist dann nahe am Optimum. In der gleichen Weise wird auch bei den anderen Einheiten vorgegangen. Dabei wird es sich öfters ergeben, daß gewisse Einheiten überhaupt auszuscheiden sind. Durch mehrmalige Wiederholung ist mit beliebiger Genauigkeit die günstigste Aufteilung der Gesamtlast Lg und der ihr entsprechende Gesamtverbrauch Vg zu finden.
• Denkt man sich die Belastung eines Kraftwerkes von Stufe zu Stufe immer zweiter gesteigert, so sind, wenn jeweils größte Wirtschaftlichkeit verlangt wird, jeder Stufe ganz bestimmte Einheiten mit einem gewissen Belastungsgrad zugeordnet. Beim Übergang auf eine andere Stufe wären dann in vielen Fällen andere Einheiten oder eine andere Aufteilung zu wählen. Dabei ist zu beachten, daß in einem Kraftwerk hinsichtlich der zur Verfügung stehenden Maschinen sehr wechselnde Verhältnisse vorliegen, weil der Reihe nach verschiedene Maschinen entweder zur Überholung aus dem Betrieb gezogen werden oder in Bereitschaft stehen müssen. Die Betriebsführung würde daher viel zu sehr erschwert werden, wenn man versuchen wollte, in jedem einzelnen. Fall den Forderungen nach größter Wirtschaftlichkeit voll zu entsprechen.
• Einen wesentlichen Teil der Erfindung bildet daher b) die fortlaufende Überwachung des Gesamtverbrauches, um festzustellen, wie nahe an dem Optimum gearbeitet wird. Ist die noch erzielbare Einsparung nur gering, so wird man sich mit der bereits bestehenden Belastung der Einheiten zufrieden geben, andernfalls muß eingegriffen werden. Es könnte beispielsweise so vorgegangen werden, daß die Anzeigen zweier Geräte miteinander verglichen werden, von denen das eine den nach irgendeinem Verfahren ermittelten Mindestverbrauch in Abhängigkeit von der Gesamtlast Lg anzeigt, während in dem zweiten Gerät in Abhängigkeit von der Gesamtlast der tatsächliche Verbrauch sichtbar gemacht wird. Hierzu werden die Kraftmaschinen mit Anordnungen versehen, die die Kraftstoffzufuhr elektrisch abbilden, so daß, wie bei dem beschriebenen Modell angenommen, der Verbrauch einer Einheit in. Gestalt einer elektrischen Größe gegeben ist. Die Summenbildung kann dann mittels bekannter Einrichtungen erfolgen. Die beiden genannten Geräte für die Anzeige des tatsächlichen und des günstigsten Gesamtverbrauches können auch zu einem einzigen Gerät mit zwei Zeigern vereinigt werden, so daß die Abweichung vom Optimum unmittelbar durch die Abweichung der Zeigerstellungen gegeben ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Erzielung größter Wirtschaftlichkeit in Kraftanlagen mit mehreren Einheiten, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der heranzuziehenden Einheiten und ihrer Belastung ein elektrisches Kraftwerksmodell benutzt wird, das die Gesamtnutzlast durch einen Summenstrom, die Teilnutzlasten der einzelnen Einheiten durch die einzelnen Komponenten des Summenstromes und die den einzelnen Teilnutzlasten entsprechenden, den einzelnen Einheiten zuzuführenden Leistungen (Kraftstoffmengen) durch elektrische Größen (Spannung, Strom) abbildet, die summiert und einem die insgesamt zuzuführende Leistung (Kraftstoffmenge) anzeigenden Meßgerät zugeführt werden. z. Kraftwerksmodell nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Einstellung der Gesamtnutzlast der Krafterzeugungsanlage dienender regelbarer Widerstand (R) mit einem die Gesamtnutzlast (L,) anzeigenden Strommesser und mit der Parallelschaltung von so vielen im Verhältnis zu dem Widerstand (R) kleinen regelbaren Widerständen (r1, r2...), als im Betrieb befindliche Einheiten vorhanden sind und deren Teilströme den Teilnutzlasten (L1, L,. . .) entsprechen und von mit diesen Widerständen in Reihe geschalteten Strommessern gemessen werden, in Reihe geschaltet ist, und daß die die Teilnutzlasten (L1, L? . . . ) messenden Strommesser mit Gebern gekuppelt sind, die jeweils die der nutzbaren Teillast einer Einheit entsprechende .zuzuführende Leistung (V1, V2... ) in Form einer elektrischen Größe (Spannung, Strom) abbilden und einem Summenmeßgerät zur Anzeige der insgesamt zuzuführenden Leistung (V,) zuführen. 3. Verfahren zur Benutzung des Kraftwerksmodells nach Anspruch a, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Regelwiderstandes (R)- die jeweils geforderte Gesamtnutzlast des Kraftwerkes eingestellt wird, und daß nacheinander je einer der regelbaren Widerstände (r1, r2 . . . ) so verändert wird, daß der Ausschlag des Summenmeßgeräts zur Anzeige der insgesamt zuzuführenden Leistung dauernd einem Mindestwert zustrebt. 4. Verfahren zur Benutzung des Kraftwerksmodells nach Anspruch?" dadurch gekennzeichnet, daß die tatsächliche, insgesamt zugeführte Leistung (Kraftstoffmenge) und die der möglichen günstigsten Betriebsweise entsprechende insgesamt zuzuführende Leistung (Kraftstoffmenge) festgestellt, beim Lastverteiler angezeigt und miteinander verglichen werden, und daß bei größerer Abweichung der ermittelten Meßwerte voneinander eine günstigere Belastung der einzelnen Kraftwerkseinheiten vorgenommen wird.