DE1219495B

DE1219495B - Verfahren zum Betrieb eines Zwangdurchlaufkessels

Info

Publication number: DE1219495B
Application number: DED44563A
Authority: DE
Original assignee: DUERRWERKE AG
Current assignee: DUERRWERKE AG
Priority date: 1964-05-29
Filing date: 1964-05-29
Publication date: 1966-06-23

Description

Verfahren zum Betrieb eines Zwangdurchlaufkessels Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Zwangdurchlaufkessels mit intermittierender Speisung.
Es ist bekannt, einen Zwangdurchlaufkessel mit intermittierender Speisung zu betreiben. Durch die Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit des Wassers in den Verdampferrohren sollte die Ablösung der Dampfblasen von der Rohrwand erleichtert werden.
Dem Verfahren nach der Erfindung liegt eine andere Aufgabe zugrunde. Zwangdurchlaufdampferzeuger bestehen aus- einer- Gruppe im Durchfiuß parallelgeschalteter Rohre, welche möglichst lang bemessen werden, damit der. Druckabfall in den Rohren annähernd gleich ist und als Widerstand wirkt, der eine annähernd gleichmäßige Verteilung des Wassers auf die parallelgeschalteten Rohrstränge bewirkt. Kann die gleichmäßige Verteilung auf diese Weise nicht erzielt werden, so müssen den Rohren zusätzliche Widerstände, meist als Drosselstopfen am Rohreintritt ausgebildet, vorgeschaltet werden, oder es wird eine Umwälzpumpe eingeschaltet, welche eine größere Wassermenge durch das Rohrsystem fördert, als der Dampfleistung entspricht. In diesem Falle ist eine Trennung von Wasser und Dampf notwendig. Diese Anpassungen bedingen bauliche Maßnahmen, welche die Herstellungskosten erhöhen. Die bekannten Maßnahmen sind also darauf gerichtet, den Dampferzeuger so auszubilden, daß die gleichmäßige Verteilung des Speisewassers auf die parallelgeschalteten Rohre bei allen zulässigen Belastungen gesichert ist. Dabei wird oft durch die Feuerung schon eine untere Grenze bestimmt, bei deren Unterschreitung ein geregelter Feuerungsbetrieb nicht möglich ist. Es gibt jedoch Feuerungen, etwa C51- oder Gasfeuerungen, welche auch Betrieb bei kleinster Last ermöglichen.
Das Verfahren nach der Erfindung geht davon aus, daß durch die üblichen Maßnahmen die gleichmäßige Verteilung des Wassers auf die parallelgeschalteten Rohre des Dampferzeugers nur bis zu einer bestimmten Teillast, beispielsweise 30 % der Vollast, gesichert ist. Sie wird als Stabilitätsgrenze bezeichnet. Sinkt die Belastung unter die Stabilitätsgrenze, so ist die gleichmäßige Wasserverteilung auf die parallel geschalteten Rohrstränge nicht mehr gesichert.
Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung soll zum Zwecke der Stabilisierung bei kleinen Teillasten die an sich bekannte intermittierende Speisung in der Weise angewandt werden, daß von Vollast bis zu einer über der Stabilitätsgrenze liegenden Teillast die Speisung ununterbrochen erfolgt, unterhalb dieser Teillast dagegen in kurzzeitigen Intervallen unterbrochen wird, wobei als Speisewassermenge die der Teillast zugrunde gelegt wird. Es wird also unterhalb der Grenzteillast eine größere Speisewassermenge in kürzerer Zeit in die Rohre gespeist.
Da die Speisevorrichtungen im allgemeinen fallende Charakteristik haben, d. h. bei kleinerer Menge höheren Förderdruck ergeben, erfüllen sie die Aufgabe, nach Beendigung der Unterbrechung den zusätzlichen Beschleunigungsdruck aufzubringen, meist schon ohne besondere Maßnahmen. Das pulsierende Speisen bringt einen raschen Wechsel von Wassermenge, Speisedruck, Ausdampfung und Rohrwandtemperatur in das Rohrsystem. Die Speisedauer muß so lange bemessen sein, daß es mit wirtschaftlich tragbarem Überdruck möglich ist, das stagnierende Wasser in dem Rohrsystem zu beschleunigen und in der verfügbaren Speisedauer die benötigte Wassermenge nachzuspeisen. Die Speisepause darf nicht so lang sein, daß die Rohrwand oder der erzeugte Dampf unzulässig hohe Temperaturen annimmt. Da das Verfahren der Unterbrechung des Speisens nur bei den niedrigen Teillasten angewandt werden soll, sind etwaige Verluste an Arbeitsleistung die durch die Beschleunigung des Wassers in den Rohren oder durch Ableiten des in den Speisepausen geförderten Wassers nicht so groß, daß sie die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens in Frage stellen könnten.
Ein Beispiel soll das Verfahren erläutern: Wenn unter Vernachlässigung etwaiger Abschlämmverluste angenommen wird, daß bei der Grenzteillast der Wasserdurchsatz W in t/h der Dampferzeugung D t/h gleich ist, gelten für die Zeit tw, während der gespeist wird, und für tu, gleich der Zeit der Speiseunterbrechung: W.tW-D(tx,+tu). Für einen Dampferzeuger von 600 t/h Vollast und 30'°/o Stabilitätsgrenze soll aus Sicherheitsgründen der intermittierende Betrieb schon bei Teillast gleich 40 % der Vollast beginnen. Dann ergibt sich aus obiger Gleichung: ä für tw = 1 Sekunde und D = 60 t/h, tu = 3 Sekunden, -D = 1220 t/h, t" = 1 Sekunde, D = 180 t/h, tu = 1/a Sekunde. Dabei ist angenommen, daß das Mengendiagramm rechtwinklig ist. Praktisch werden die Abschluß- und die Eröffnungszeiten das Diagramm etwas verzerren.
Da es wichtig ist,-t" zu verändem, während t@v unverändert bleiben kann, vereinfacht dies die Anwendung des Verfahrens.
Wird das Verfahren bei unterkritischem Druck angewandt, so wandert die Restverdampfungsstrecke im Rohrsystem vor und zurück. Es wird während der Speisezeit die Überhitzungsheizfläche verkleinert und die Verdampferheizfläche vergrößert und während der Unterbrechung umgekehrt.
Bei überkritischem Druck entfällt dies wegen der fehlenden Verdampfungswärme. Temperaturschwankungen des Dampfes werden aber auftreten.
Die Schwankungen der Dampftemperatur werden gering sein, weil die Stahlmasse des Rohrsystems gegenüber diesen kurzen Zeitabschnitten einen großen ausgleichenden Akkumulator für die- Wärme darstellt. Sie werden daher für die Stahlrohre innerhalb der zulässigen Wechselbeanspruchung 1 'verbleiben. Auch die Feuerungsregelung wird auf so schnelle Schwankungen nicht ansprechen, gegebenenfalls kann sie mit einer ausreichenden Verzögerung oder Dämpfung versehen werden.
Für die Speiseunterbrechung kann der Speisedruck geändert werden. Um die dafür notwendigen Ab- sperr- - oder Regelvorrichtungen entbehrlich zu machen, kann der Speisedruck bestehenbleiben, soweit er- sich gemäß der Pumpencharakteristik nicht ändert, und die Speisewassermenge unmittelbar durch Absperren, Ableiten oder Speichern geändert werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Betreiben eines Zwangdurchlaufkessels mit intermittierender Speisung, d a -durch gekennzeichnet, daß die Speisung von Vollast bis herab zu einer oberhalb der Stabilitätsgrenze liegenden Teillast ununterbrochen erfolgt, unterhalb dieser Teillast dagegen für kurze Zeitabschnitte unterbrochen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei unterbrochener Speisung die Zeitabschnitte für das Speisen konstant gehalten und die Zeitabschnitte der Unterbrechung verändert werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 608 490.