Bauteil 5: Dampferzeuger (Kessel)

In diesem Thema

Bauteil 5: Dampferzeuger (Kessel)

Vorgaben

Leitungsanschlüsse
1	Speisewassereintritt
2	Frischdampfaustritt (HD)
3	Zwischenüberhitzereintritt (ZÜ)
4	Zwischenüberhitzeraustritt (ZÜ)
5	Nutzwärme, bereitgestellt durch ein angeschlossenes Bauteil 21
6	Hochdruckeinspritzung (ohne Drosselung)
7	Zwischenüberhitzereinspritzung (ohne Drosselung)
8	Entwässerung / Abschlämmung

Allgemeines Vorgabewerte Kennlinien Verwendete Physik Bauteilform Beispiel

Allgemeines

Bauteil 5 dient zur bilanzmäßigen Abbildung der Wasser-/Dampfseite eines Dampferzeugers. Es wird verwendet, wenn auf eine detaillierte Modellierung der einzelnen Kesselheizflächen verzichtet werden kann. Für eine detaillierte Modellierung können in einfachen Fällen die Bauteile 26 bzw. 61 (Eco/Verdampfer/Überhitzer) verwendet werden. Wenn ein Strahlungsaustausch mit anderen Heizflächen berücksichtigt werden soll, müssen die detaillierten Kesselbauteile aus dem EbsBoiler-Modul (Bauteile 88 bis 91) verwendet werden, die auch die Kesselgeometrie abbilden.

Bauteil 5 kann zusammen mit dem Bauteil 21 (Feuerraum) verwendet werden, um auch die Rauchgasseite abzubilden. Die Kopplung geschieht über einen Regler mit Hilfe der Logikausgänge: Bauteil 5 liefert am Anschluss 5 die von der Wasser-/ Dampf-Seite benötigte Wärmezufuhr, während Bauteil 21 am Anschluss 3 die von der Feuerung gelieferte Erzeugungswärme ausweist.

Bauteil 5 kann sowohl den Abschnitt der Frischdampf-Produktion als auch einen Zwischenüberhitzungsabschnitt modellieren, der oft verwendet wird, um einen Zwischenüberhitzer abzubilden. Für beide Stränge kann eine Einspritzung berücksichtigt werden. Für die Hochdruck-Einspritzung wird die Einspritzmenge relativ zur Speisewassermenge im Vorgabewert M6M1 eingegeben. Für die ZÜ-Einspritzung wird dagegen eine Kennlinie CM7M1 verwendet, in der die ZÜ-Einspritzmenge relativ zur Speisewassermenge in Abhängigkeit der Speisewassermenge eingetragen werden kann. Alternativ können die Einspritzmengen auch extern vorgegeben werden, z.B. mit einer Messstelle (Bauteil 46) oder einem Startwert (Bauteil 33).

Auch die Abschlämmung kann wahlweise über einen Vorgabewert (relativ zur Speisewassermenge) oder extern vorgegeben werden.

ACHTUNG:

Bei der Modellierung von Einspritzungen und Abschlämmungen ist darauf zu achten, diese mit dem übrigen Kreislauf zu vernetzen, da ansonsten eine Massenbilanzverletzung auftritt.

T2, P2 und T4 konnten nur alle gemeinsam entweder durch Vorgabewerte oder von außen vorgegeben werden. Es gibt neue Auswahlmöglichkeiten für FSPEC (ab Release 10), um auch ein oder zwei dieser Größen umzuschalten.

Bei Einstellung des Frischdampfdrucks im Bauteil wird der Auslegungsdruck als Vorgabewert P2N eingetragen und der Teillastdruck in der Gleitdruck-Kennlinie CP2.

Bei Einstellung der Frischdampf- und der Überhitzertemperatur im Bauteil wird der entsprechende Wert jedoch in allen Lastfällen verwendet.

Vorgabewerte

P2N	Frischdampf-Druck (nominal)
T2	Frischdampftemperatur
T4	Zwischendruck (ZÜ)-Austrittstemperatur
DP12N	HD-Druckverlust (zwischen Anschluss 1 und 2) (nominal)
DP34N	Zwischenüberhitzer-Druckverlust (zwischen Anschluss 3 und 4) (nominal)
M6M1	Massenstromverhältnis der HD-Einspritzung (immer relativ zu M1)
M8M1	Massenstromverhältnis der Abschlämmung relativ zu M1 (im Design-Fall relativ zu M1, in Teillast relativ zu M1N) Wenn der Spezifikationswert M8M1 auf -999 gesetzt wird, erwartet das Programm eine Vorgabe des Abschlämmassenstroms mittels Bauteil 1 (Randwert), Bauteil 33 (Startwert) oder Bauteil 46 (Kontrollmessstelle).
DPECON	Economiser Druckverlust (nominal) Dieser Wert dient zur Ermittlung des Druckniveaus der Abschlämmung
FSPEC	Schalter für Vorgaben Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: T2 wie spezifiziert, P2 durch P2N, T4 wie spezifiziert, =1: T2,P2,T4 durch Bauteil 33, =2: P2 von außen gegeben, T2 und T4 intern, =3: T2 von außen gegeben, P2 und T4 intern, =4: T4 von außen gegeben, P2 und T2 intern, =5: P2 und T2 von außen gegeben, T4 intern, =6: P2 und T4 von außen gegeben, T2 intern, =7: T2 und T4 von außen gegeben, P2 intern,
FVOL	Teillast-Druckabfall (nur für ZÜ) Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: nur Massenstrom abhängig (Näherung für inkompressible Fluide) =1: abhängig von Massen- und Volumenstrom =2: konstant (gleich Nominalwert) =3: ermittelt aus Kennlinie CDP34
FMODE	Schalter für Berechnungsmodus =0: GLOBAL =1: Lokale Teillast =-1: Lokale Auslegung
FINJ	Behandlung von Einspritzungen und Abschlämmungsströmen Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: M6, M7 und M8 durch interne Vorgabe gegeben =1: M6, M7 und M8 von außen gegeben
M1N	Speisewasser-Massenstrom (nominal)
V1N	Spezifisches Volumen am Speisewassereintritt
M3N	Massenstrom Zwischenüberhitzung (nominal)
V3N	Spezifisches Volumen am ZÜ-Eintritt (nominal)

Die blau markierten Identifikationswerte sind Referenzwerte für den Teillastmodus. Diese Werte werden in den jeweiligen Gleichungen als Ist-Teillastwerte verwendet. Handelt es sich bei diesen Identifikationswerten um Strömungsdaten, stammen diese Werte oft von angeschlossenen Leitungen oder berechneten Werten.

Generell sind alle sichtbaren Eingaben erforderlich. Häufig werden jedoch Standardwerte zur Verfügung gestellt.

Für weitere Informationen über die Farbe der Eingabefelder und ihre Beschreibungen siehe Komponenten bearbeiten\Vorgabewerte

Für weitere Informationen über Auslegung vs. Teillast und Nominalwerte siehe Allgemeines\Nominalwerte übernehmen

Kennlinien

Kennlinien CPD12, CPD34: Die Standard-Kennlinien haben konstant den Wert 1.0. Eine Berechnung aufgrund physikalischer Gesetze dürfte in den meisten Fällen genauer sein als eine Default-Kennlinie. Insbesondere kann eine Abhängigkeit vom Volumenstrom bei der Kennlinie gar nicht berücksichtigt werden. Und den Dampf als inkompressibles Fluid anzusehen, dürfte eine ziemlich grobe Näherung darstellen.

Kennlinie 1 CP2: HD-Gleitdruckkennlinie P2/P2N = f(M1/M1N)

X-Achse      1        M1/M1N                 1. Punkt
                  2        M1/M1N                 2. Punkt
                    .
                  N        M1/M1N              letzter Punkt

Y-Achse      1        P2/P2N                  1. Punkt
                    2        P2/P2N                   2. Punkt
                    .
                    N        P2/P2N                    letzter Punkt

Kennlinie 2 CDP12: HD-Druckverlust DP12/DP12N = f(M1/M1N)

X-Achse     1        M1/M1N                 1. Punkt
                    2        M1/M1N                 2. Punkt
                    .
                    N        M1/M1N                letzter Punkt

Y-Achse      1         DP12/DP12N           1. Punkt
                    2         DP12/DP12N           2. Punkt
                    .
                    N        DP12/DP12N          letzter Punkt

Kennlinie 3 CDP34: ZÜ-Druckverlust DP34/DP34N= f(M3/M3N)

X-Achse      1        M3/M3N                 1. Punkt
                    2        M3/M3N                 2. Punkt
                    .
                    N        M3/M3N                letzter Punkt

Y-Achse      1         DP34/DP34N         1. Punkt
                    2         DP34/DP34N         2. Punkt
                    .
                    N        DP34/DP34N         letzter Punkt

Kennlinie 4 CM7M1: ZÜ-Einspritzung M7/M1 = f(M1/M1N)

X-Achse      1        M1/M1N                 1. Punkt
                    2        M1/M1N                 2. Punkt
                    .
                    N        M1/M1N                letzter Punkt

Y-Achse      1         M7/M1                  1. Punkt
                    2         M7/M1                  2. Punkt
                    .
                    N        M7/M1                   letzter Punkt

Verwendete Physik

Gleichungen

Alle Betriebsfälle

M1R = M1/M1N

(wenn GLOBAL = Nennlast, dann M1R= 1.0)

Wenn FSPEC=0, 3, 4 oder 7:

P2 = f(M1R) * P2N (3)

(aus der Kennlinie)

Andernfalls wird P2 von außen gegeben.

Wenn FSPEC=0, 2, 4 oder 6:

H2 = f(P2, T2) (4)

Andernfalls wird H2 von außen gegeben.

M2 = M1 + M6 - M8 (7)

Q2 = M2 * H2

M4 = M3 + M7 (8)

M3R = M3 / M3N

Wenn FVOL = 0, dann F = (M3R**2)

Wenn FVOL = 1, dann F = (M3R**2 *(V3/V3N)

(Wenn GLOBAL= Nennlast, dann F = 1.0)

DP34 = DP34N * F

P4 = P3 - DP34 (2)

Wenn FSPEC=0, 2, 3 oder 5:

H4 = f(P4,T4) (5)

Andernfalls wird T4 von außen gegeben.

Q4 = M4 * H4

H5 = (M2*Q2 + M4*H4 - M1*H1 - M3*H3 - M6*H6 - M7*H7)/M5 (6)

Wenn FINJ=0:

M6 = M6M1 * M1 (9)

(M7/M2) = f(M1R) (aus Kennlinie)

M7 = M1*(M7/M1) (10)

M8 = M1N*M8M1 (13)

DPHP = f(M1R) * DP12N

(aus Kennlinien)

P1 = P2 + DPHP (1)

P8 = P1 - DPECON * M1R*M1R (11)

H8 = Hs(P8) (12)

Ergebnisse

Relativer Massenstrom Speisewasser	M1/M1N
Relativer Massenstrom Zwischenüberhitzung	M3/M3N
Relativer Frischdampfdruck	P2/P2N
Relativer Frischdampfdruckverlust	DP12/DP12N
Relativer Zwischenüberhitzerdruckverlust	DP34/DP34N

Bauteilform

Form 1

Form 2

Beispiel

Klicken Sie hier>> Bauteil 5 Demo << um ein Beispiel zu laden.

Siehe auch

Dampferzeuger

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