Die Regelung von Dampfanlagen

I. Das Übertragungsverhalten der Elemente der Regelungen.- 1. Übersicht über die Regelaufgaben in Dampfanlagen.- 2. Das Übertragungsverhalten der Regelstrecke bei der Regelung von Schüttgutströmen.- 2.1 Übertragungsverhalten von Zumeßeinrichtungen.- 2.1.1 Regelung durch Veränderung der Transportgeschwindigkeit.- 2.1.2 Regelung durch Veränderung der Füllung.- 2.2 Übertragungsverhalten von Transporteinrichtungen.- 2.2.1 Transport mit konstanter Geschwindigkeit.- 2.2.2 Transport mit veränderlicher Geschwindigkeit.- Literatur zu Kap. 2.- 3. Das Übertragungsverhalten der Regelstrecke bei der Regelung von Flüssigkeits- und Gasströmen.- 3.1 Inkompressible Strömungsmittel.- 3.1.1 Herleitung der Gleichungen der Elemente der Regelstrecke.- 3.1.2 Durchflußregelung.- 3.1.3 Druckregelung.- 3.2 Kompressible Strömungsmittel.- 3.2.1 Herleitung der Gleichungen der Elemente der Regelstrecke.- 3.2.2 Beispiele.- Literatur zu Kap. 3.- 4. Das Übertragungsverhalten der Regelstrecke bei Flüssigkeitsstandregelung.- 4.1 Flüssigkeitsstandregelung bei homogener Füllung.- 4.2 Flüssigkeitsstandregelung bei inhomogener Füllung.- 4.2.1 Herleitung der Grundgleichungen.- 4.2.2 Beispiele.- Literatur zu Kap. 4.- 5. Das Übertragungsverhalten der Regelstrecke bei Konzentrationsregelung.- 5.1 Herleitung der Grundgleichungen.- 5.2 Übertragungsverhalten von Systemen mit reinem Transportcharakter bzw. vollständiger Durchmischung.- 5.2.1 Systeme mit reinem Transportcharakter.- 5.2.2 Systeme mit vollständiger Durchmischung.- 5.3 Übertragungsverhalten zusammengesetzter Systeme.- 5.4 Beispiele.- Literatur zu Kap. 5.- 6. Das Übertragungsverhalten der Feuerungseinrichtungen.- 6.1 Grundlagen der Beeinflussung der Feuerungsleistung.- 6.2 Luftstromregelung.- 6.3 Brennerfeuerungen.- 6.3.1 Gasfeuerung.- 6.3.2 Ölfeuerung.- 6.3.3 Staubfeuerung.- a) Staubfeuerungen mit Regeleingriff auf den Staubzuteiler.- b) Staubfeuerungen mit Regeleingriff auf den Rohkohlezuteiler.- 6.4 Rostfeuerungen.- 6.4.1 Statisches Verhalten von Wanderrosten.- 6.4.2 Dynamisches Verhalten von Wanderrosten.- Literatur zu Kap. 6.- 7. Das Übertragungsverhalten der Wärmeübertragungssysteme des Dampferzeugers.- 7.1 Dynamik der Wärmeübertragung an die Heizflächen.- 7.1.1 Grundgleichungen bei Berücksichtigung der Rückwirkung der Heizflächentemperaturen.- 7.1.2 Berechnung der Wärmeübertragung unter Vernachlässigung der Rückwirkung der Heizflächentemperaturen.- 7.1.3 Der Einfluß des lastabhängigen Energieinhaltes des Dampferzeugers.- 7.2 Dynamisches Verhalten von Verdampfersystemen.- 7.2.1 Herleitung der Grundgleichungen — Behandlung des stationären Falles.- 7.2.2 Graphisch-rechnerische Behandlung nichtstationärer Fälle — Übergangsfunktionen.- a) Verhalten bei Schrittstörung des Wasserzustromes.- b) Verhalten bei Schrittstörung der Beheizung.- c) Verhalten bei schrittweiser Verlagerung des Punktes des Verdampfungsbeginnes.- 7.2.3 Analytische Bestimmung der Übergangsfunktionen.- a) Wandernder Verdampfungsendpunkt.- b) Fester Verdampferheizflächenendpunkt.- Zusammenstellung der Gebrauchsformeln.- 7.2.4 Näherungsbeziehungen für das Übertragungsverhalten von Durchlaufverdampfern.- 7.3 Dynamisches Verhalten von Vorwärmer- und Überhitzersystemen.- 7.3.1 Herleitung der Differentialgleichungen.- 7.3.2 Berechnung des Frequenzganges.- 7.3.3 Bestimmung der Übergangsfunktionen.- 7.3.4 Anwendung auf praktische Systeme.- 7.4 Dynamisches Verhalten der Heizflächensysteme bei Lastschwankungen.- 7.4.1 Berechnung der virtuellen Dampferzeugung.- a) Trommelkessel.- b) Zwangsdurchlaufkessel.- 7.4.2 Bestimmung des Speicherverhaltens.- 7.4.3 Der Einfluß des inneren Druckabfalles des Kessels.- Literatur zu Kap. 7.- 8. Das Übertragungsverhalten der Kraftmaschinen im Verband mit der Anlage.- 8.1 Grundgleichungen der Maschinenregelung.- 8.2 Das Übertragungsverhalten von Kondensationsmaschinen ohne Zwischenüberhitzung.- 8.3 Das Übertragungsverhalten von Maschinengruppen mit Zwischenüberhitzung.- 8.4 Gegendruck- und Entnahmemaschinengruppen.- Literatur zu Kap. 8.- 9. Das Übertragungsverhalten der Regeleinrichtungen in Dampfanlagen.- 9.1 Meßorgane.- 9.1.1 Meßorgane für Druck, Druckdifferenz und Flüssigkeitsstand.- 9.1.2 Meßorgane für Temperatur.- 9.1.3 Meßorgane für Konzentration.- 9.2 Regler und Stellmotoren.- 9.3 Stellorgane.- Literatur zu Kap. 9.- II. Schaltung und Dynamik der Regelungen in Dampfanlagen.- 10. Regelung des Arbeitsmittelinhaltes von Kesseln und wärmetechnischen Apparaten.- 10.1 Regelung des Arbeitsmittelinhaltes mit dem Flüssigkeitsstand als Regelgröße.- 10.1.1 Systeme mit homogener Füllung.- 10.1.2 Systeme mit inhomogener Füllung.- 10.2 Regelung des Arbeitsmittelinhaltes mit anderen Regelgrößen als dem Flüssigkeitsstand.- 10.2.1 Dampfnässe als Regelgröße.- 10.2.2 Andere Regelgrößen.- Literatur zu Kap. 10.- 11. Regelung der Arbeitsmitteltemperatur.- 11.1 Mittel zur Beeinflussung der Temperatur.- 11.1.1 Beimischung.- 11.1.2 Oberflächenkühlung.- 11.1.3 Beeinflussung der Wärmeaufnahme.- 11.2 Schaltung und Dynamik von Temperaturregelungen.- 11.2.1 Temperaturregelung unbeheizter Systeme.- a) Temperaturregelung in Gaskanälen.- b) Temperaturregelung in Warmwassernetzerí.- c) Temperaturregelung in Dampfnetzen.- 11.2.2 Temperaturregelung beheizter Systeme — Überhitzertemperaturregelung.- a) Einspritzregelung.- b) Überhitzertemperaturregelung mit Oberflächenkühlern.- c) Überhitzertemperaturregelung unter Beeinflussung der Wärmeaufnahme.- d) Temperaturregelung von Zwischenüberhitzern.- Literatur zu Kap. 11.- 12. Regelung des Arbeitsmitteldruckes im Zusammenhang mit dem Arbeitsmittelstrom.- 12.1 Regelung des Arbeitsmitteldruckes durch direkte Beeinflussung des Arbeitsmittelstromes.- 12.1.1 Druck- und Durchflußregelung von Luft, Brenn- und Rauchgas.- a) Regelung des Verbrennungsluftstromes.- b) Regelung des Brennkammerdruckes bzw. des Rauchgasstromes.- c) Regelung des Brenngasstromes.- 12.1.2 Druck- und Durchflußregelung von Wasser und flüssigen Brennstoffen.- a) Druck- und Durchflußregelung von Wasser.- b) Druck- und Durchflußregelung von Brennöl.- 12.1.3 Druck- und Durchflußregelung von Dampf.- a) Druckregelung von Dampfnetzen.- b) Druckhalteregelung an Dampferzeugern Vordruckregelung.- c) Druckregelung in Speichern und Mischvorwärmern.- 12.1.4 Druckminderung durch Drosselung.- 12.2 Regelung des Dampfdruckes durch Beeinflussung der Beheizung.- 12.2.1 Grundsätzliche Arbeitsweise.- 12.2.2 Einfluß der Feuerungseigenschaften.- a) Verstellen des Luft- und Rauchgasstromes.- b) Verstellen des Brennstoffstromes.- 12.2.3 Einfluß des veränderlichen Energieinhaltes des Kessels.- a) Lastabhängige Speicherung.- b) Druckabhängige Speicherung.- 12.2.4 Blockschema der Regelstrecke, Regelschaltungen.- 12.2.5 Regelschaltungen bei Anlagen mit Speichern.- Literatur zu Kap. 12.- 13. Regelung der Verbrennung.- 13.1 Kriterien der Verbrennungsgüte.- 13.1.1 Indirekte Kontrolle der Verbrennung.- 13.1.2 Direkte Kontrolle der Verbrennung.- 13.2 Grundschaltungen der Verbrennungsregelung.- 13.2.1 Regelschaltungen mit indirekter Verbrennungskontrolle.- a) Regelung auf konstantes Brennstoff-Luft-Verhältnis.- b) Regelung auf konstantes Dampf-Luft-Verhältnis.- c) Regelung auf konstantes Wärmestrom-Luftstrom-Verhältnis.- 13.2.2 Regelschaltungen mit direkter Verbrennungskontrolle.- 13.3 Auswahl der Regelschaltung im Zusammenhang mit der Feuerungsart.- 13.3.1 Gas- und Ölfeuerungen.- 13.3.2 Kohlenstaubfeuerungen mit Staubbunker.- 13.3.3 Kohlenstaubfeuerungen mit Einblasemühlen.- 13.3.4 Zyklonfeuerungen.- 13.3.5 Rostfeuerungen.- 13.4 Dynamik der Verbrennungsregelung.- Literatur zu Kap. 13.- 14. Regelung der Leistung.- 14.1 Regelaufgabe.- 14.2 Grundschaltungen der Leistungsregelung.- 14.2.1 Möglichkeiten der primären Leistungsregelung.- 14.2.2 Grundschaltungen bei gesteuerter oder primär geregelter Dampferzeugerleistung.- 14.2.3 Grundschaltungen bei primär geregeltem Energiestrom durch das Zwischenglied.- 14.2.4 Primäre Regelung der Anlageleistung.- 14.3 Gesichtspunkte bei der Wahl der Regelschaltung.- 14.3.1 Zusammenhang zwischen Regelschaltung und Regeleigenschaften.- 14.3.2 Einfluß der dynamischen Eigenschaften der Regelstrecke.- 14.3.3 Einfluß besonderer Speicher.- 14.3.4 Zusammenhang zwischen Regelschaltung und Betriebsart.- Literatur zu Kap. 14.- 15. Die Regelung ganzer Dampfanlagen.- 15.1 Grundsätzliches zum Aufbau der Gesamtregelschaltung.- 15.2 Beispiele von Gesamtregelschaltungen.- Literatur zu Kap. 15.- 16. Allgemeine Gesichtspunkte bei der Planung der Regelung von Dampfanlagen.- 16.1 Der menschliche Faktor.- 16.2 Technische und wirtschaftliche Faktoren.- 16.3 Die Bestimmung der wirtschaftlichsten Regelung.- 16.4 Grenzen der Regelgüte — Gewährleistungen.- 16.5 Ausblick.- Literatur zu Kap. 16.