DE685899C - Regelvorrichtung fuer Abgasturbogeblaese fuer die Verbrennungsluft von Dampferzeugern - Google Patents

Regelvorrichtung fuer Abgasturbogeblaese fuer die Verbrennungsluft von Dampferzeugern

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DE685899C
DE685899C DES118448D DES0118448D DE685899C DE 685899 C DE685899 C DE 685899C DE S118448 D DES118448 D DE S118448D DE S0118448 D DES0118448 D DE S0118448D DE 685899 C DE685899 C DE 685899C
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turbine
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/04Regulating fuel supply conjointly with air supply and with draught
    • F23N1/047Regulating fuel supply conjointly with air supply and with draught using mechanical means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2233/00Ventilators

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

  • Regelvorrichtung für Abgasturbogebläse für die Verbrennungsluft von Dampferzeugern Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für Abgasturbogebläse für die Verbrennungsluft von Dampferzeugern mit einer unter hohem Druck arbeitenden Feuerung. Es ist bekannt, die von einem Gebläse geförderte Verbrennungsluft durch einen regelbaren Absperrkörper ins Freie abzulassen, um das Gebläse von der Feuerungsanlage abzuschalten. Die abgeführte Druckluft geht hierbei verloren.
  • Ferner sind Sicherheitsregler für Druckdampferzeuger bekannt, die beim Überschreiten der höchstzulässigen Drehzahl der Gasturbine den Heizgasstrom von der das Gebläse antreibenden Gasturbine ins Freie ableiten. Hierbei wirkt der Sicherheitsregler als Drehzahlbegrenzer für das Turbinengebläse.
  • Nach der Erfindung ist bei einer Regelvorr richtung für Abgasturbogebläse der eingangs genannten Art von der Druckleitung eines Gebläses, das Verbrennungsluft im Überschuß liefert, eine Leitung mit einem von der den Feuerraum des Kessels zugeführten Brennstoffmenge und Luftmenge beeinflußten Absperrkörper derart nach der Abgaszuleitung der Turbine abgezweigt, daß zwecks Gleichhaltung des Brennstoff-Luft-Verhältnisses je nach der Stellung des Absperrkörpers mehr oder weniger Druckluft unter Umgehung der Brennkammer unmittelbar in die Abgasturbine gelangt. Dadurch soll erreicht werden, daß bei Änderungen der Brennstoffmenge die dem Feuerraum des Kessels zugeführte Luftmenge unmittelbar entsprechend geändert wird, so daß -die Verbrennung stets unter günstigen Bedingungen erfolgt. Dabei geht die Kraft der von dem Kessel abgeleiteten Druckluft nicht ganz verloren, da die Druckluft durch ihre Entspannung die Turbine mittreiben hilft. Außerdem setzt die der Turbine zugeführte Druckluft die Temperatur der die Turbine beaufschlagenden Gase herab. Der hierdurch erzielte Vorteil besteht in folgendem: Wenn die Luftlieferung steigt, so erhöht sich damit die -Temperatur der die Turbine beaufschlagenden Gase. Hierdurch entsteht die Neigung, die Störung des Gleichgewichts zwischen der von der Turbine abgegebenen und der zum Betrieb des Gebläses erforderlichen Leistung noch zu erhöhen. Das Kühlen der Feuerungsgase durch die der Turbine zugeführte Überschußdruckluft wirkt dem entgegen, d. h. dahin, das gestörte Gleichgewicht zwischen der Turbinen- und der Gebläseleistung wiederherzustellen.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens veranschaulicht, und zwar zeigen Fig. z einen Aufriß einer Druckfeuerungsanlage und Fig. z einen Schnitt durch die Gasturbine mit einer Kühlvorrichtung für deren Läufer. Das Gebläse i wird von der Gasturbine 2 und einer Dampfturbine oder einer beliebigen anderen Zusatzkraftmaschine 3 in Betrieb gehalten. Die durch die Leitung 4 angesaugte-` Luft wird durch die Leitung 5 dem Feuei--@ raum zugedrückt. Der flüssige Brennstoff, fließt dem Brenner 6 durch die Leitung 7 zu. Nachdem die Feuerungsgase das Rohrbündel 8 des Kessels durchsetzt haben, gelangen sie durch die Leitung 9 in die Gasturbine 2, aus der sie bei io entweichen.
  • Die Leistung der Zusatzkraftmaschine 3 ist für jede Kesselbelastung so eingeregelt, daßdas Gebläse einen geringen Luftüberschuß, z. B. einen solchen von io °/o gegenüber derjenigen Luftmenge liefert, welche zur Verbrennung -des bei dieser Kesselbelastung verbrauchten Brennstoffs ausreichend wäre: Dadurch muß eine etwas höhere Zuschußleistung zugeführt werden, als wenn nur genau diejenige Luftmenge in die Feuerung gedrückt würde, die für die Verbrennung gerade ausreicht. Tatsächlich aber sind die Betriebsrosten für die Verdichtung dieses Überschusses deswegen sehr gering, weil ein großer Teil der hierfür aufgewendeten Leistung durch die Gasturbine rückgewonnen wird.
  • Die vom Gebläse gelieferte Luft teilt sich in zwei Ströme. Der eine geht in die Luftdüsen der Brenner, bewirkt dort die Verbrennung und gelangt nach Durchsetzen des Kesselrohrbündels in die Gasturbinenzuleitung. Der andere Luftstrom gelangt durch die Zweigleitung i i unmittelbar in diese Turbinenzuleitung und mischt sich hier den von der Feuerung kommenden Gasen zu. Eine Drosselklappe oder ein beliebiger anderer Absperrkörper 12 ermöglicht, den Teil der Luftmenge, welcher durch diese Zweigleitung strömt, derart zu regeln, daß der Hauptluftstrom, der den Kessel durchsetzt, dem besten Verbrennungszustand entspricht. Die Regelung der Drosselklappe 12 o. dgl. erfolgt durch eine selbsttätig arbeitende Vorrichtung, durch die das Verhältnis zwischen Luft und Brennstoffmenge gleichgehalten wird. Hierfür können eine Reihe von Vorrichtungen zur Regelung von Strömungsverhältnislverten benutzt werden.
  • Der flüssige Brennstoff geht, bevor er zu den Brennern gelangt, durch ein Venturirohr 13, in welchem er einen dem Quadrat der Brennstoffmenge verhältnisgleichen Druckabfall erleidet. Die federnde Scheibe 14 einer Manometerkapsel 15 steht unter dem Einfluß dieses Druckunterschiedes vor bzw. im Venturirohr. Eine andere Manometerkapsel 16, die eine federnde Scheibe 17 besitzt, steht unter dem Einfluß des Luftdruckunterschiedes zwischen den beiden Stellen 18 und i9, deren eine in der Zuleitung zum Kessel liegt, während die andere an der Austrittsstelle der Feuerungsgase nach Durchsetzen des Rohrbündels 8 angeordnet ist. Dieser Druckunter-:"schied ist verhältnisgleich dem Quadrat der J%@.uftmenge. Die beiden Scheiben 14 und 17 i`nd durch eine Stange 2o miteinander v er--fGunden und so angeordnet, daß die auf sie wirkenden Kräfte einander entgegenarbeiten. Das Gleichgewicht entspricht dabei den Werten, die -den Druckunterschieden verhältnisgleich sind, d. h. der Luft- und der Brennstoffmenge. Die Bewegungen der Stange 20 werden durch eine Hebelanordnung 21, 22, 23 auf die Regeldrossel 12 übertragen. Steigt die Brennstoffmenge, so erhöht sich der Unterdruck im Venturirohr 13. Durch Einwirkung auf die Scheibe 14 bewirkt dies ein Schließen der Drossel 12. Die den Verbrennungsrauen durchströmende Luftmenge steigt somit sofort. Zugleich erhöht sich die Temperatur der Verbrennungsgase, Die Gasturbine nimmt damit eine größere Leistung auf und erhöht dementsprechend ihre Drehzahl, so daß die Luftlieferung des Gebläses steigt. Der Druckunterschied zwischen den Stellen 18 und i9 erhöht sich damit und beeinflußt die Scheibe 17. Diese sucht nun die Drossel 12 wieder so weit zu öffnen, bis das Verhältnisgleichgewicht zwischen den neuen Luft- und Brennstoffmengen hergestellt ist. Der umgekehrte Vorgang tritt bei Verminderung der Brennstoffmenge ein.
  • Die Regelvorrichtung gemäß der Erfindung arbeitet unter gleich guten Bedingungen für Betriebszustände, die oberhalb desjenigen liegen, von welchem an die Gasturbine allein den Betrieb des Gebläses übernehmen kann. Bekanntlich ist in diesen Betriebszuständen die Gaskraft zu groß, und der Maschinensatz hat das Bestreben, von sich aus einen immer mehr wachsenden Luftüberschuß zu liefern. Die Üffnungsstellung der Drossel 12 regelt sich so ein, daß der geeignete Betrag an Luftmenge, welche durch die Brennkammer streicht, immer aufrechterhalten bleibt, während der Über schuß durch die Zweigleitung i i abgeleitet wird und die die Turbine beaufschlagenden Gase kühlt. Hierdurch wird schon bis zu einem gewissen Grade die der Turbine zugeführte Leistung vermindert und infolgedessen ihre Drehzahl begrenzt.
  • Bei allen Betriebszuständen, die in der Nähe der Höchstleistung des Maschinensatzes liegen, wird das Gebläse, welches dann einen sehr starken Luftüberschuß liefert, veranlaßt, sich rascher zu drehen, als es für die Lieferung der Luftmenge erforderlich wäre, die eben ausreicht, um die größte Brennstoffmenge zu verbrennen. Hierin kann ein Übelstand liegen, wenn der Läufer, insbesondere sein Baustoff, bis an seinen Grenzwert bei Höchstbelastung beansprucht ist. In diesem Falle muß sich die Drehzahl des Maschinensatzes vermindern lassen. Hierfür braucht nur ein Regelglied vorgesehen zu werden, welches einen Druckabfall an einer beliebigen Stelle der Luft- oder der Gasströmung hervorruft, beispielsweise eine Drosselklappe in der Saug- oder Druckleitung des Gebläses, in der Beaufschlagungs- oder Auspuffleitung der Gasturbine o. dgl. Ein Teil der Gase kann auch von dem zur Turbinenbeaufschlagung 'führenden Rohr g nach dem Auspuff io hin abgezweigt, d. h. ein Teil der den Druckstutzen des Gebläses durchströmenden Luft in den Auspuff der Turbine geleitet werden. Zu diesem Zweck treibt der dargestellte Maschinensatz einen Fliehkraftregler 24 (Fig. i), der als Geschwindigkeitsbegrenzer eingeregelt ist. Die Bewegungen der Muffe 25 dieses Reglers werden durch Hebel o. dgl. 26, 27 auf einen Absperrkörper, ein Drosselglied, ein Ventil o. dgl. 28 übertragen, welches in einer Luftleitung 29 angeordnet ist, die einen Vorabzweig für den Druckstutzen des Gebläses bildet. Wenn sich die Drehzahl über einen bestimmten Wert zu steigern sucht, öffnet sich dieser Absperrkörper 28, wodurch sich die durch die Turbine strömende Gasmenge und damit deren Leistung verringert. Hierdurch wird die Drehzahl selbsttätig begrenzt. Dabei wird die so aus dem Gebläse abgezweigte Luft zur Kühlung des Gasturbinenläufers verwendet. Diese Luft teilt sich in die beiden Stutzen 30 und 31, welche in die beiden Kammern 32 und 33 der Gasturbine münden (Fig. 2). Diese Kammern stehen mit dein Auspuff in Verbindung. Damit werden die beiden Stirnseiten der Läuferscheibe 34- gekühlt, da die Luft durch die Spalte 35 und 36 streicht, die zwischen dem Ständer und dein Läufer der Turbine liegen. Diese Zufuhr frischer Luft wird um so größer, je höher die Drehzahl und infolgedessen die Kesselbelastung steigt, was besonders günstig ist, da dann auch die durch die Turbine streichenden Gase immer heißer werden.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Regelvorrichtung für Abgasturbogebläse für die Verbrennungsluft von Dampferzeugern mit einer unter hohem Druck arbeitenden Feuerung, dadurch gekennzeichnet, daß von der Druckleitung (5) eines Gebläses (i), das Druckluft im Überschuß liefert, eine Leitung (i i) mit einem von der dem Feuerraum des Kessels zugeführten Brennstoffmenge und Luftmenge beeinflußten Absperrkörper (12) derart nach der Abgaszuleitung (g) der Turbine (2) abgezweigt ist, daß zwecks Gleichhaltung des Brennstoff-Luft-Verhältnisses je nach der Stellung des Absperrkörpers (12) mehr oder weniger Druckluft unter Umgehung der Brennkammer (8) unmittelbar in die Abgasturbine (2) gelangt.
  2. 2. Regelvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für die RegelungdesAbsperrkörpers (12) zwei federnde dünne Platten (14, 17) vorgesehen sind, deren eine (14) unter dem Strömungsdruck des durch ein V enturirohr (13) fließeiden Brennstoffes steht und deren andere (17) einerseits mit der Gebläsedruckleitung (5) und anderseits mit der Austrittsstelle (ig) der Feuerungsgase aus dem Kessel in Verbindung steht.
  3. 3. Regelvorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fliehkraftregler (24) vorgesehen ist, der bei der Kesselhöchstleistung eine von dem Druckstutzen des Gebläses (i) zum. Gasturbinengehäuse (2) führende Leitung (2g) zwecks Kühlung des Turbinenläufers (34) öffnet.
DES118448D 1935-04-29 1935-05-26 Regelvorrichtung fuer Abgasturbogeblaese fuer die Verbrennungsluft von Dampferzeugern Expired DE685899C (de)

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DES118448D Expired DE685899C (de) 1935-04-29 1935-05-26 Regelvorrichtung fuer Abgasturbogeblaese fuer die Verbrennungsluft von Dampferzeugern

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DE (1) DE685899C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0062854A1 (de) * 1981-04-13 1982-10-20 Honeywell B.V. Gasbefeuerter Wasser- oder Lufterhitzer
EP0356690A1 (de) * 1988-09-01 1990-03-07 Karl Dungs GmbH & Co. Brennstoffbefeuerter Wärmeerzeuger

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0062854A1 (de) * 1981-04-13 1982-10-20 Honeywell B.V. Gasbefeuerter Wasser- oder Lufterhitzer
EP0356690A1 (de) * 1988-09-01 1990-03-07 Karl Dungs GmbH & Co. Brennstoffbefeuerter Wärmeerzeuger

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