DD207248A1 - Verfahren und anordnung zum betrieb einer mit dem muehlensystem gekoppelten abscheider-bunker-anlage fuer einen kohlenstaubgefeuerten zuend- und/oder stuetzbrenner - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb einer mit dem Muehlensystem gekoppelten Abscheider-Bunker-Anlage fuer einen Kohlenstaubzuend- und/oder Stuetzbrenner eines kohlenstaubgefeuerten Dampferzeugers, wobei der Kohlenstaub und/oder die Abgase aufgetrocknet werden sollen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Abschneider-Bunker-Anlage und/oder die Zuendbrennanlage durch Dampf als Waermetraeger und/oder als Treibmedium steuerbar beaufschlagt wird. Zur Realisierung des Verfahrens ist der Aussenmantel der Kohlenstaub-Foerdergas-Leitung, der Abgasleitung, des Abscheiders, des Bunkers, der Brennerleitung und/oder des Zuendbrenners mit einer steuerbaren Dampfvorwaermvorrichtung verbunden und/oder in die Abgasleitung und/oder in den Zuendbrenner ein steuerbarer Dampfejektor angeordnet.

Description

J 7

Titel der Erfindung

Verfahren und Anordnung zum Betrieb einer mit dem Mühlensystem gekoppelten Abscheider-Bunker-Anlage für einen kohlenstaubgefeuerten Zünd- und/oder Stützbrenner

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Betrieb einer mit dem Mühlensystem gekoppelten Abscheider-Bunker-Anlage für einen kohlenstaubgefeuerten Zünd- und/oder Stützbrenner eines kohlenstaubgefeuerten Dampferzeugers

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, Kohlenstaub vor seiner Eingabe in das Mühlensystem über vorgeheizte Wirbelschichtbunker zu trocknen. Diese Lösung hat den Nachteil, daß ein großer technischer Aufwand zur Steuerung des Wirbelbettes im Bunker notwendig ist, um die Trocknung und die Wirbelschicht aufrechtzuerhalten. Diese Lösung würde außerdem eine Auftrocknung des gesamten Kohlenstaubes vor Mühle erfordern, so daß weiterhin ein hoher Aufwand an Fremdwärme notwendig ist. Für Kohlenstaubzünd- und/ oder Stützbrenneranlagen ist aber nur die Auftrocknung des Teilstromes, welcher in der Abscheider-Bunker-Anlage der Kohlenstaubzünd- und/oder Stützbrenneranlage benötigt wird, erforderlich (DD-PS 67 770).

Zum ölarmen oder -losen Anfahren einer Kohlenstaubfeuerung für Dampferzeuger ist es bekannt

- zündfähigen Kohlenstaub zu gewinnen und im Anfahr- und Teillas tprozeß damit Stützfeuer zu betreiben (DD-PS 120 533,

1äJÄIt1982*98476l

141 249» 76 762, 42 500, 35 689? DE-OS 28 16 733, 28 06 363? DE-BS 926 024, 923 213, 746 929);

- kleine ölhilfsbr@nn®r und kleine Kohlenstaubstützbrenner su betreiben (DD-PS 119 461)$

- rostgefeuerte Stütsf@uer zu betreiben (DD-PS 127 937)·

für die Herstellung eines zündfähigen Kohlenstaubes zur Realisierung der bekannten Lösungen sind erhebliche Aufwendungen ia anlagen- und verfahrenstechnischer Hinsicht erforderlich und führen auch nur zu befriedigenden Teillösungen, so daß bisher von einer Anwendung abgesehen wurde* Da jedoch mit der Vergrößerung der Kraftwerksleistung und den inoner ballastreicheren Rohbraunkohlen der Heizölbedarf auch bei ölarmer Anfahr— weise sehr groß geworden ist, ist eine für bestehende und Neubau-Kraftwerke anwendbare Lösung erforderlich. Zur Einsparung von Stützfeuer im Teillastbetrieb ist es bekannt, den Kohlenstaub im Kohlenstaub-Hauptbrenner su konzentrieren (DD-PS 14 249)· Obwohl diese Löeung für den Teillastbetrieb' erfolgversprechend erscheint, ist jedoch ein Anfahrbetrieb in keiner Weise realisierbar«

Es ist weiterhin bekannt» daß aus der Kohlenstaubleitung nach dem Mühlensystem ein Kohlenstaub-Fördergas-Gemisoh abgezogen, über Abscheider der Kohlenstaub abgeschieden und in Zwischenbunkern gebunkert wird und dieser Kohlenstaub über eine Zünd~ Staubleitung an den Kohlenstaubzündbrennern eingeblasen wird. Dabei wird einmal das Abgas aus dem Abscheider über ein Verbindungsleitung zur Rauchgasrücksaugung des Mühlensystems mit Hilfe des Unterdruckes vor der Mühle abgesaugt (F 23 C/225 183)» im anderen Falle wird das Abgas mit Hilfe eines zusätzlichen Lüfters abgesaugt (WP F 23 k/228 315/6). Im ersten Falle ist die Leistung des Abscheiders beschränkt durch die Saugleistung der Ventilatormühle, wobei die Brennstoffbelastung der Ventilatormühle durGh das zusätzliche Ansaugen der kalten Abgase aus dem Abscheider vermindert wird. Im zweiten Fall ist ein zusätzlicher Lüfter für große Fördervolumina notwendig« In beiden Fällen besteht der Kachteil, daß der im Zyklon abgeschiedene Kohlenstaub in seiner Qualität von der Brennstoff-

-J-

belastung des Mühlensystems abhängig ist* So wird der Kohlenstaub bei hoher Belastung des Mühlensystems nur gering aufgetrocknet und gröber ausgemahlen sein, als dies bei Teillast des Mühlensystems der Fall ist. Im Bunker wird somit in Abhängigkeit von der Mühlenlast Kohlenstaub mit unterschiedlicher Qualität im Auftrocknungszustand und im Körnungszustand für die Kohlenstaubaündhrenner angeobten. Dies führt zu unterschiedlicher Zündstabilität des Kohlenstaubzündbrenners und kann bei schlechter Kohlequalität zum ^erlöschen der Koh~ lenstaubzündbrennerflamme führen*

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist, ohne zusätzliche Lüfterleistung eine große Menge an Kohlenstaub-Fördergas-Gemisch zum Abscheider zu sichern und die Abscheideleistung an Kohlenstaub zum Bunker zu erhöhen bei gleichzeitiger Sicherung einer konstanten Kohlenstaubqualität hinsichtlich Feuchtegehalt, ohne daß dabei kaltes Abgas in das Mühlensystem gelangt und dessen Brennstoffbelastung dadurch verringert werden muß«

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Kohlenstaub-Förder gas-Gemisch, den Kohlenstaub und/oder die Abgase des Abscheider-Bunker-Systems bei gleichzeitiger Leistungssteigerung und geringem Aufwand aufzutrocknen·

Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß die Abscheider-Bunker-Anlage und/oder die Zündbrenneranlage durch Dampf als Wärmeträger und/oder Dampf als Treibmedium steuerbar beaufschlagt wird.

Zur Durchführung des Verfahrens ist der Außenmantel der Kohlenstaub-Fördergas~Leitung, der Abgasleitung, des Abscheiders, des Bunkers, der Brennerleitung und/oder des Zündbrenners mit einer steuerbaren Dampfvorwärmvorrichtung verbunden und/oder in die Abgasleitung und/oder in den Zündbrenner ein steuerbarer Dampfe^ektor angeordnet«

0 0

Ausführ ungsb θ isp IeI

An Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert* Die Seichnungen zeigern

Fig. 1s die Absch©ider-Bunker~Anlage zur Gewinnung von Kohlenstaub für den Zündbrenner mit einem gesteuerten Dampfejektor in der Abgasleitung!

Fig. 2s die Abscheider-Bunker-Anlage mit gesteuerter Dampf-yorwäpmevorriehttmg und Dampfejektor in der Gesamtanlage.

Die Steuerung der Abscheideleistung und -qualität für den zu gewinnenden Kohlenstaub erfolgt mit dem Dampfejektor 15 in der Abgasleitung 13 (Fig* 1)·

Der Kohlenstaubhauptbrenner 2 mündet in die Brennkammer 1· Der Kohlenstaubhauptbranner wird über die Kohlenstaubkanäle 3.1I 3,2 mit von der Mühle gefördertem Kohlenstaub-Pördergas-Gemisch gespeist» Mittels der Klappe 4 wird der Ansaugkanal 5 verschlossen, welcher in den Abscheider 6 mündet. Dieser wird über den Schieber 7 vom Bunker 8 getrennte Aus dem Bunker gelangt bei geöffnetem Schieber 12 Kohlenstaub über die Abzugsvorrichtung 9 und die Brennerleitung 10 zum Kohlenstaubzündbrenner 11· Der Abgaskanal 13 aus dem Abscheider führt auf kürzestem Wege wieder in den Kohlenstaubkanal 3·2 und wird mit Klappe 14 geöffnet· Diese kurze Leitung wird dadurch möglich, daß durch den Dampfejektor 15, welcher sich ohne wei~ tere Leitungsänderung in den Abgaskanal einpaßt, die Abgas-Absaugung übernommen wird. Der Dampfejektor 15 wird über die Dampfleitungen 16; 17 sowie das Steuerventil 18 und das Absperrventil 19 mit der Dampfsammeischiene 20 verbunden. Der Bunker 8 ist mit einer Bunkerstandanseige 21 ausgerüstet, welche mit dem Regler 22 und dem Steuerventil 18 über die Steuerleitung 23 verbunden ist·

Die Wirkungsweise ist dabei folgendes Soll Kohlenstaub im Bunker 8 zum Betrieb des Zündbrenners 11 gebunkert werden und die Mühle ist in Betrieb, so werden die Ventile 19$ 18 sowie die Klappen 4; 14 geöffnet. Danach wird der Schieber 7 geöffnet.

Aus der Sammelschiene 20 strömt Dampf über die Leitung 1?f 16 zum Ejektor 15» welcher mittels Treibdampf den im Abgaskanal 13 notwendigen Unterdruck erzeugt, damit über den Ansaugkanal 5 aus dem Kohlenstaubkanal 3·2 Fördergas-Staub-Gemisch in den Abscheider 6 gefördert, der Staub abgeschieden» im Bunker gebunkert und das Abgas über den Abgaskanal 13 in den Kohlenstaubkanal 3»2 zurück und zum Brenner 2 gefördert wird. DadurGh wird das Abgas soweit vorgewärmt» daß die Zündung des Peinstaubes im Abgas gewährleistet ist. Bei in Betrieb befindlicher Abzugseinrichtung 9 und geöffnetem Schieber 12 wird das Kohlenstaub-Luft-Gemisch über die Brennerleitung 10 zum Kohlenstaubzündbrenner 11 gefördert und dort gezündet»

Bei Unterschreitung des Bunkerfüllstandes wird über die Bunkerstandsanzeige 21 mittels Signal über die Steuerleitung 23 und den Regler 22 das Steuerventi 18 weiter geöffnet, und der am Dampfejektor 15 erhöhte Unterdruck führt zu einer Erhöhung der Fördergas-Staub-Absaugung aus dem Kohlenstaubkanal 3*2 und einer erhöhten Abführung der Abgase über die Klappe 14 zum Hauptbrenner 2·

Es ist aber auch möglich, daß analog zur Anordnung des Dampfejektors 15 ein weiterer Dampfejektor im Ansaugkanal 5 angeordnet ist. Dieser wird einzeln oder mit dem Dampfejektor 15 parallel betrieben.

Der abgeschiedene Kohlenstaub im Bunker 8 wird bei öffnung des Schiebers 12 über Abzugsvorrichtung 9 und die Brennerleitung 10 zum Kohlenstaubzündbrenner 11 gefördert und dort gezündet. Dabei ist der Schieber 7 mit dem Absperrventil 19 derart gekoppelt, daß der Schieber und das Absperrventil 19 nur gemeinsam geöffnet bzw. geschlossen werden können

Es ist auch möglich, den Abgaskanal 13 teilweise oder vollständig mit der Rauchgasrücksaugung 24- des Mühlensystems zu verbinden.

Die Steuerung der Staubabscheideleistung und der Staubfeuchte erfolgt mittels Treibdampf und Vorwärmung (Fig* 2).

Von der Dampfsammelschiene 20 führt eine zusätzliche Dampfleitung 26 über das Regelventil 25 sur Vorwärmung dee Kohlenstaubzündbrenners 11, Diese Leitung fördert den Dampf durch die Vorwärmvorrichtung 42 des Kohlenstaubaündbrenners und wird über die Dampfleitung 33 abgeführt« Es ist aber auch möglich, den Dampf nach der Vorwärmvorrichtung 42 über die Dampfleitung 30 und die Ventile 40? 29 zur Bjektorkammer y\ des selbstansaugenden Kohlenstaub züiadbrenners zu leiten und dort zur Ansaugung des Kohlenstaub-Luft-Gemisches über die Brennerlei» tung 10 su nutzen« Über ein Dampfverzweigung 32 kann ebenfalls Dampf über die Dampfleitung 27, die Ventile 28$ 29 zur Ejektorkammer 31 geführt werden» Ebenfalls kann Dampf von der Abzweigung 32 über das Regelventil 34 in die Dampfwendeln 35 strömen und von dort durch die Dampfleitung 36 und das Ventil 3? zum Dampfejektor 15 strömen« Die Dampfwendeln 35 umhüllen wahlweise den Abscheider 6 und/oder den Bunker 8» Vom Regler 22 geht eine weitere Steuerleitung 41 zum Regelventil 34. Von einer unteren Bunkerstandsanzeige 39 führt eine weitere Steuerleitung 38 zum Regler22.

Die Wirkungsweise ist hierbei folgendes

Soll Kohlenstaub aus der in Betrieb befindlichen Mühle über den Ansaugkanal 5 isi Abscheider 6 abgeschieden werden, so wird bei Öffnung des Ventils 19 Dampf über die Leitung 17; 16 sowie Regelventil 18 zum Dampfejektor 15 strömen und der im Abgaskanal austretende Treibdampf dort einen Unterdruck erzeu~ gen. Bei geöffneten Klappen 4; 14 wird aus dem Kohlenstaubkanal 3·2 Kohlenstaub-Fördergas-Gemisch über den Ansaugkanal 5 in den Abscheider 6 abgesaugt, der Kohlenstaub bei geöffnetem Schieber 7 im Bunker 8 abgeschieden und das Abgas über den Abgaskanal 13 und die Klappe 14 zum Brenner 2 gefördert. Ist der Bunker 8 bis zur Füllstandsanzeige 21 gefüllt, kann der Schieber 12 geöffnet werden und parallel dazu über die Dampfleitung 26 bei geöffnetem Ventil 25 der Kohlenstaubzündbrenner 11 mittels der Vorwärmvorrichtung 42 vorgewärmt werden und bei geöffnetem Ventil 29 und 40 über die Leitung 30 zur Ejektorkammer 31 strömen und dort über die Unterdruckerzeugung Kohlenstaub-Luft-Gemisch über die Brennerleitung 10 von

33 7

der Abzugsvorrichtung 9 zum Kohlenstaubzündbrenner fördern. Wird über die erhöhte Dampfentnahme mittels des weiter geöffneten Ventils 23 die Ansaugung durch die Ejektorkammer erhöht und damit mehr Kohlenstaub über die Brennerleitung zum Kohlenstaubzündbrenner 11 gefördert, sinkt die Kohlemenge im Bunker 8. Wird dabei die untere Bunkerstandsanzeige 39 unterfahren? erfolgt ein Signal über die Steuerleitung 38 auf den Regler 22, welches signalisiert, daß die Staubentnahme aus dem Bunker 8 zum Brenner 11 größer ist, als die Staubzufuhr zum Bunker 8 durch Staubabscheidung im Abscheider 6. Damit wird über die Steuerleitung 4-1 ein Impuls auf das Regelventil 34 gegeben und Dampf strömt aus der Abzweigstelle 32 über das Regelventil 34 in die Dampfwendeln 35 und von dort über die Dampfleitung 36 und das Ventil 37 zum Dampfes ektor 15· Die Absaugeleistung des Dampfejektors 15 erhöht sich durch den erhöhten Treibdampfeintritt in den Abgaskanal und damit wird mehr Kohlenstaub-Fördergas-Gemisch über den Ansaugkanal 5 zum Abscheider 6 gesaugt und eine größere Staubmenge im Bunker 8 abgeschieden. Die erhöhte Staubmenge führt zu einer notwendigen erhöhten Brennstoffbelastung des Mühlensystems und die Staubfeuchte wird ansteigen. Die damit verbundene schlechtere Qualität des Kohlenstaubes im Bunker 8 wird dadurch kompensiert, daß die erhöhte Dampfmenge in den Dampfwendeln zu einer erhöhten Wärmemenge zur Vorwärmung des Abscheiders 6 führt und die geringe Auftrocknung des Staubes im Mühlensystem durch erhöhte Auftrocknung des Staübes im Abscheider 6 ausgeglichen wird. Der abgeschiedene Staub wird an den Wänden des Abscheiders 6 vor allen in dessen Trichterbereich an den Wänden nach unten gleiten und in den Bunker fallen» Dabei erfolgt durch die vorgewärmte Trichterwand eine teilweise Auftrocknung des Staubes. Wird die untere Bunkerstandsanzeige 39 wieder unterfahren, erfolgt über die Steuerleitung 38, den Regler 22 und die Steuerleitung 41 ein weiterer Impuls auf das Regelventil 34. Damit wird die Dampfmenge in der Wendel 351 die Trocknungsleistung des Staubes und außerdem die Absaugleistung am Dampfejektor weiter erhöht« Somit erfolgt über die Reglung der Dampfmenge mit Hilfe des Ventils 34 sowie über den Regler 22 und die Bunkerstandsanzeigen 21 ; 39 eine automatische Abstimmung der Abscheidemenge an Kohlenstaub.

σ —

Bs ist aber auch möglich* den Dampf aus der Sammelschiene 22 getrennt über das Ventil 25 und die Dampfleitung 26 zur Vorwärmvorrichtung 42 au leiten.und über die Dampfleitung 33 abzuführen und gleichzeitig über die Dampfleitung 17 % die Verzweigung 32 sowie die Dampfleitung 27 und die Ventile 28% 29 Treibdampf direkt zur Ejektorkammer 31 des Kohlenstaubzündbrenners 11 zu leiten»

Ss sind weitere Lösungen möglich^ in denen die Abgasabsaugung mittels Dampfejektor 15_? die Vorwärmung mittels Dampfwendel des Abscheiders 6 sowie des Bunkers 8 und die Vorwärmvorrichtung 42 bzw« die DampfVersorgung der Ejektorkammer 31 beliebig miteinander gekoppelt oder einzeln betreibbar sind» Weiterhin kann in der Brennerleitung 10 ein weiterer Dampfejektor zur Förderung des Kohlenstaub-Luft~Gemisches angeordnet und einzeln oder parallel mit der Ejektorkammer 31 betrieben werden.

Durch die Entwicklung sind folgende Vorteile erzielbars

1, Die Staubfeuchte des im Abscheider abgeschiedenen Staubes ist steuerbar·

2. Ohne zusätzliche Absaugevorrichtung mechanischer Art (Lüfter) kann ein Fördergas-Staub-Gemiseh aus dem Kohlenstaubkanal abgesaugt und in den gleichen Kohlenstaubkanal stromabwärts wieder eingeleitet werden.

3, Es sind kürzeste Ansaug- und Abgaskanäle zwischen Abscheider und Kohlenstaubleitung der Mühle realisierbar*

4. Die Abscheidemenge an Staub im Abscheider ist über die geforderte Staubmenge am Brenner steuerbar.

5· Die Systeme Brenner (Ansaugung von Kohlenstaub, Vorwärmung des Brenners), Auftrocknung des Kohlenstaubes im Abscheider und Förderung des Fördergas-Staub-Gemisches mit seiner Abscheidung werden über ein einheitliches Treibdampfsystem realisiert.

Claims (8)

L S b b 3 ά 7 Srfindungsanspruch

1. Verfahren zum Betrieb einer Abscheider-Bunker-Anlage zur Gewinnung von Kohlenstaub für die Zündbrenneranlage eines kohlenstaubgefeuerten Dampferzeugers, wobei aus einem Mühlensystem ein Kohlenstaub-Tördergas-Gemisch abgezweigt, Kohlenstaub im Abscheider abgeschieden und im Bunker gebunkert, wobei das Abgas in das Mühlen-Hauptbrenner-System eingebracht wird, gekennzeichnet dadurch, daß die Abscheider-Bunker-Anlage und/oder die Zündbrenneranlage durch Dampf als Wärmeträger und/oder durch Dampf als Treibmedium steuerbar beaufschlagt wird.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, wobei eine Abscheider-Bunker-Anlage über eine Kohlenstaub-Fördergas-Leitung mit dem Mühlensystem und über eine Abgasleitung mit dem Mühlen-Hauptbrenner-System und der Bunker über eine Abzweigvorrichtung und eine Brennerleitung mit einem Zündbrenner verbunden ist, gekennzeichnet dadurch, daß der Außenmantel der Kohlenstaub-Fördergas-Leitung, der Abgasleitung, des Abscheiders, des Bunkers, der Brennerleitung und/oder des Zündbrenners mit einer steuerbaren Dampfvorwärmvorrichtung verbunden und/oder in die Abgasleitung und/oder in den Zündbrenner ein steuerbarer Dampfejektor angeordnet ist.

3· Anordnung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Dampfvorwärmvorrichtung und/oder der Dampfejektor einzeln, hintereinander und/oder parallel steuerbar betrieben ist.

4-. Anordnung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Dampfvorwärmvorrichtung und/oder der Dampfejektor durch den Füllstand des Bunkers und/oder durch eine Dampfmengen-Führungsgröße gesteuert ist.

5« Anordnung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Dampfejektor und die Dampfvorwärmvorrichtung an das Dampfnetz des Dampferzeugers, der Turbine oder deren Verbindungsleitungen angeschlossen ist.

236833

6. Anordnung nach Punkt 2 und 4, gekennzeichnet dadurch₈ daß der Absperrschieber des Bunkers und das Dampfmengenventil für die Kohlenstaubförderung zum Zündbrenner gekoppelt sind.

7. Anordnung nach Punkt 2 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Absperrschieber vor dem Bunker und das Dampfmengenventil für die Abgasleitung gekoppelt sind.

8. Anordnung nach Punkt 2 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Dampfvorwärmvorrichtung durch die Menge der Kohlenstaubabscheidung und/oder durch die Menge der Igektorbeaufschlagung gesteuert ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen