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Dampfanlage mit ein-oder mehrstufiger Anzapfmaschine.
In Gegendruckkraftmaschinen expandiert bekanntlich der Dampf unter Arbeitsleistung bis auf den im Niederdrucknetz gewünschten Druck. Übersteigt der Kraftdampfverbrauch den Dampfverbrauch im Niederdrucknetz, so erzeugt man die fehlende Kraft in einer Kondensationsmaschine oder man wählt eine Anzapfmaschine, in deren Kondensationsteil die fehlende Kraft erzeugt wird. Im umgekehrten Falle entnimmt man die im Niederdrucknetz fehlende Dampfmenge mittels eines Reduzierventils od. dgl. dem Kessel oder einer andern Dampfquelle.
Die Wirkungsweise einer solchen Maschine sei an Hand der Fig. 1 und 2 kurz erläutert.
Die Frischdampfzufuhr zu dem Hochdruckteil H der Maschine wird geregelt durch den Druckregler D, der beispielsweise vom Druck in der Niederdruckleituug N derart betätigt wird, dass das Einlassventil oder die Dampfzufuhr mit zunehmendem Druck in der Leitung N mehr und mehr abgedrosselt wird und umgekehrt. Ausserdem ist ein Grenzregler B vorgesehen, der jedoch im allgemeinen nicht zur Wirkung kommt.
Die Dampfzufuhr zum Kondensationsteil C wird von dem Geschwindigkeitsregler Z beherrscht.
In Fig. 2, deren Abszisse den Dampfweg durch die Maschine darstellt und deren Ordinaten die Dampfmengen darstellen, bezeichnet H diejenige Dampfmenge, die den Hochdruckteil H der Maschine in Fig. 1 durchfliesst, C die Menge, die durch den Kondensationsteil C hindurchgeht.
Die Menge des Anzapfdampfes ist durch die Strecke A = Il-C gegeben. Bei sinkender Leistung schliesst der Geschwindigkeitsregler Z die Dampfzufuhr zum Kondensationsteil C mehr und mehr ab. Daraus ergibt sich eine grössere Anzapfdampfmenge, der Druck in N steigt, wodurch das Reduzierventil vor dem Hochdruckteil so weit geschlossen wird, bis die Mengendifferenz H-C wieder dem Bedarf an Anzapfdampf entpricht.
Es soll nun der besondere Fall näher erläutert werden, in welchem der Dampfverbrauch der Niederdruckverbraucher T'grösser ist als die maximale Dampfmenge H max., die durch den Hoehdruckteil-S der Maschine hindurchströmen kann. So lange die der erforderlichen Maschinenleistung entsprechende Dampfmenge kleiner ist als diese Menge H max., ist die Zufuhr zum Niederdruckventil C geschlossen, die Zufuhr zum Hochdruckteil H wird von dem Begrenzungsregler B gesteuert, während das Reduzierventil RV durch die an die Frischdampf- leitung F angeschlossene Leitung L die fehlende Dampfmenge dem Kessel K entnimmt und den Verbrauchern zuführt.
Steigt nunmehr die erforderliche Leistung der Maschine, so öffnet zunächst der Begrenzungsregler B ganz, dann beginnt der Geschwindigkeitsregler Z zu öffnen, so dass Dampf in den Kondensatorteil C eintritt und dort Arbeit leistet. Dadurch wird die aus der Maschine den Verbrauchern zugeführte Anzapfmenge gleichzeitig verkleinert, so dass der Rest durch weitere Öffnung des Reduzierventils RY zugesetzt wird.
Die Steuerung einer solchen Maschine arbeitet also in der Weise, dass die Maschine, unter vollkommener Abschaltung des Kondensatorteiles C, als reine Gegendruckmaschine arbeitend, die maximale Dampfmenge H max. des Hochdruckteiles den Verbrauchern zuführen kann, während bei dann steigender Belastung unter Verkleinerung der Anzapfmenge und
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Arbeitsleistung im Kondensatorteil C die Maschine in der Lage ist, in beiden Teilen die volle Leistung zu erzeugen wobei, wenn kein Speicher vorgesehen ist, der Druck im Kessel gegebenenfalls schwanken kann.
Die beschriebene Steuerung arbeitet also in allen vorkommenden Fällen einwandfrei.
Eine grosse Anzahl von Maschinen ist jedoch nicht in der beschriebenen Weise gesteuert, sondern, wie in Fig. 3 dargestellt, in der Weise, dass die Frischdampfzufuhr zum Hochdruckteil H durch einen Geschwindigkeitsregler Z beherrscht wird, während in der Dampfzufuhr zum Kondensatorteil C ein vom Druck an der Anzapfstelle, d. d. vom Druck der Niederdruckleitung JV beeinflusstes Überströmventil UV eingebaut ist. In dem oben beschriebenen Belastungsfall arbeitet eine solche Steuerung nun wesentlich anders. Wir nehmen wieder an, dass im Niederdrucknetz mehr Dampf verbraucht wird als der Schluckfähigkeit des Hochdruckteiles der Maschine entspricht.
Die Zufuhr zum Kondensationsteil C ist durch das Überströmventil ür geschlossen, die Frischdampfzufuhr wird vom Geschwindigkeitsregler Z beherrscht, das Reduzierventil Je setzt die fehlende Dampfmenge zu. Steigt nun auch hier die erforderliche Leistung der Maschine, so öffnet der Geschwindigkeitsregler Z ganz. Das Überströmventil try bleibt jedoch geschlossen, so dass bei noch weiter steigendem Leistungsbedarf nicht die Möglichkeit besteht, den Kondensatorteil C zur Arbeitsleistung auszunutzen.
Würde man dagegen die Regelung so einstellen, dass das Überströmventil ÜV schon öffnet, bevor der Hoehdruckteil voll beaufschlagt ist, so würde man zwar den Kondersatorteil zur Arbeitsleistung heranziehen können, man hätte aber dafür den andern Nachteil in Kauf zu nehmen, dass die Maschine niemals im reinen Gegendruckbetrieb die Maximaldampfmenge H max. des Hochdruckteiles Hunter völliger Abschaltung des Niederdruckteiles C den Verbrauchern F zuführen kann.
Dieser Nachteil macht sich ganz besonders bemerkbar, wenn in die Leitung L ein Ruthsspeicher eingeschaltet ist, da in dem beschriebenen Fall die fehlende Dampfmenge aus diesem Speicher zugesetzt werden sollte. Es ist bei einer solchen Anlage sehr leicht möglich, dass, wenn bei allmählich steigender Produktion sowohl der Kraftbedarf als auch der Bedarf an Anzapfdampf vergrössert wird, die Maschine infolge ihrer Steuerung nicht mehr ausreichend ist, obgleich eine nach Fig. 1 gesteuerte Maschine von sonst gleichen Abmessungen im Zusammenarbeiten mit dem Ruthsspeicher noch vollkommen genügen würde.
Der Umbau der Steuerung ist aber, sofern er überhaupt möglich ist, stets mit grossen Kosten verbunden und erfordert ein Ausserbetriebsetzen der Maschine für längere Zeit, was in vielen Fällen nicht angängig ist.
Die vorliegende Erfindung zeigt einen Weg, wie bei Vorhandensein einer nach Fig. 3 gesteuerten Anzapfmaschine die Betriebsweise einer nach Fig. 1 gesteuerten Maschine erreicht werden kann, ohne dass an der Maschine selbst eine Änderung getroffen werden müsste. Die Erfindung besteht darin, dass ein von einer mit der Leistung der Maschine veränderlichen Grösse beeinflusstes Organ ausserhalb der Maschine so angeordnet ist, dass es, nachdem die Frischdampfzufuhr zum Hochdruckteil der Maschine ganz geöffnet ist, bei weiterem Ansteigen der erforderlichen Leistung die Anzapfdampfmenge verringert.
Als ein solches Organ kann nach Fig. 4 beispielsweise ein von der Geschwindigkeit der Maschine geregeltes Ventil X dienen, das in die von der Maschine zu den Niederdruckverbrauchern führende Anzapfleitung eingeschaltet wird und das bei sinkender Umdrehungszahl der Maschine-nachdem der Frischdampfregler ganz geöffnet hat-zu schliessen anfängt.
Der Geschwindigkeitsregler kann dabei in einem Fliehkraftregler bestehen, der entweder durch mechanische Übertragung von der Welle der Maschine in Umdrehung versetzt wird oder der durch einen kleinen Elektromotor betrieben wird, der so geschaltet ist, dass seine Tourenzahl sich entsprechend der Tourenzahl des Generators G ändert. Es ist weiterhin möglich, durch einen solchen, beispielsweise mit dem Generator in Phase geschalteten Motor eine Pumpe zu betreiben, deren Förderhöhe sich mit der Umdrehungszahl ändert, so dass man dadurch einen veränderlichen Druck erzeugen kann, der direkt oder indirekt zur Einstellung des Ventils benutzt wird. Eine besonders zweckmässige Lösung ergibt sich, wenn man durch den Elektromotor eine Zahnradpumpe betreibt, deren Fördermenge von der Umdrehungszahl abhängig ist.
Führt man die von der Pumpe geförderte Menge durch ein einstellbares Drosselorgan, so schwankt ebenfalls der Druck vor dem Drosselorgan mit der Umdrehungszahl, so dass man ihn beispielsweise auf die Membran eines Druckreglers od. dgl. wirken lassen kann.
Wird der aus der Maschine entnommene Anzapfdampf mehreren Verbrauchern zugeführt, so kann natürlich das Begrenzungsorgan auch in die zu nur einem dieser Verbraucher führende Leitung eingeschaltet werden. Man würde damit den Vorteil erzielen, dass der Anzapfdampf den andern Verbrauchern ohne Drosselung zufliesst. Eine solche Anordnung zeigt Fig. 5. Hier ist das Begrenzungsorgan beispielsweise in die zu einem Wärmespeicher führende Abzweigleitung eingebaut.
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Im übrigen unterscheidet sich die Fig. 5 dargestellte Einrichtung von den vorherigen Figuren auch noch dadurch, dass ein drittes Dampfnetz E vorgesehen ist, dessen Verbraucher im Bedarfsfall ihren Dampf aus dem Speicher entnehmen, und dass das Kondensat der Maschine in an sich bekannter Weise dem Speicher S zugeführt wird, um mit Hilfe der Pumpe P in den Kessel eingespeist zu werden, so dass der Speicher gleichzeitig als Speisewasserspeicher arbeitet. Der Verbraucher E kann dabei auch ganz fortfallen. Das in der Speicherladeleitung sitzende Überströmventil irV1 ist gemäss Fig. 5 in Abhängigkeit vom Druck in der Frischdampfleitung F gesteuert.
Ebenso wie bei einer zweistufigen Anzapfmaschine kann die Erfindung auch bei mehrstufigen Maschinen Anwendung finden, wobei die Begrenzungsorgane an einer oder mehreren Anzapfstellen angebracht werden. Sind mehrere solcher Organe vorhanden und ist gleichzeitig ein Ruthsspeieher vorgesehen, so wird man zweckmässig die Reihenfolge des Schliessens dieser Organe so einrichten, dass das in die zum Speicherentladenetz führende Leitung eingebaute Ventil bei sinkender Drehzahl zuerst schliesst, so dass die verminderte Anzapfmenge durch Speicherdampf ergänzt werden kann. Das Begrenzungsorgan gemäss der Erfindung kann mit ändern vorhandenen Ventilen zu einem Kombinationsventil vereinigt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
EMI3.1
durch Geschwindigkeitsregler geregelt wird und deren Anzapfdruck oder Anzapfdrücke durch Überströmventile konstant gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch eine mit der Leistung veränderliche Grösse mittelbar betätigtes Steuerorgan die Anzapfmenge vermindert, sobald trotz voll geöffneter Frischdampfzufuhr die abzugebende Leistung der Maschine durch den Hochdruckteil allein nicht gedeckt werden kann.