DE102010038291B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Einregelung eines gewünschten Betriebspunktes einer Mahltrocknungsanlage - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Einregelung eines gewünschten Betriebspunktes einer Mahltrocknungsanlage Download PDF

Info

Publication number
DE102010038291B4
DE102010038291B4 DE102010038291.4A DE102010038291A DE102010038291B4 DE 102010038291 B4 DE102010038291 B4 DE 102010038291B4 DE 102010038291 A DE102010038291 A DE 102010038291A DE 102010038291 B4 DE102010038291 B4 DE 102010038291B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mill
volume flow
delivery volume
operating point
flow rate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102010038291.4A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102010038291A1 (de
Inventor
Tieu Le Van
Thomas Krause
Werner Bischoff
Detlef Melchert
Dietmar Gocht
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Europe GmbH
Original Assignee
Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH filed Critical Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH
Priority to DE102010038291.4A priority Critical patent/DE102010038291B4/de
Publication of DE102010038291A1 publication Critical patent/DE102010038291A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102010038291B4 publication Critical patent/DE102010038291B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C25/00Control arrangements specially adapted for crushing or disintegrating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/02Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with horizontal rotor shaft
    • B02C13/06Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with horizontal rotor shaft with beaters rigidly connected to the rotor
    • B02C13/08Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with horizontal rotor shaft with beaters rigidly connected to the rotor and acting as a fan
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23KFEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K1/00Preparation of lump or pulverulent fuel in readiness for delivery to combustion apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23KFEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K2201/00Pretreatment of solid fuel
    • F23K2201/10Pulverizing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)

Abstract

Verfahren zur Regelung und Einstellung eines gewünschten Betriebspunktes (74) einer als vorzugsweise selbstansaugende, mindestens einen Schlagrotor (5, 20) aufweisende und einem kohlebefeuerten Dampferzeuger (1, 54) zugeordnete Einblasemühle (2) ausgebildeten Mahltrocknungsanlage bei der Kohlemahlung, wobei der mit Kohlenstaub beaufschlagte Fördervolumenstrom (12) ermittelt und durch Verstellung der Mühlendrehzahl (ω) auf einen den gewünschten Betriebspunkt (74) darstellenden Wert eingeregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Fördervolumenstrom (12) variierbar auf einen in einem zulässigen Wertebereich (70) liegenden Betriebspunkt (74) eingeregelt und in diesem Wertebereich (70) gehalten wird, wobei der Wertebereich (70) zwischen einer ersten Grenzlinie (66), die den maximalen Fördervolumenstrom (12) in Abhängigkeit von der relativen Last der Mühle (2) angibt, und einer zweiten Grenzlinie (68), die den minimalen Fördervolumenstrom (12) in Abhängigkeit von der relativen Last der Mühle (2) angibt, liegt, und wobei bei Überschreiten des Fördervolumenstroms (12) der ersten Grenzlinie (66) die Mühlendrehzahl reduziert und bei Unterschreiten der zweiten Grenzlinie (68) die Mühlendrehzahl (ω) erhöht wird.

Description

  • Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Regelung und Einstellung eines gewünschten Betriebspunktes einer als vorzugsweise selbstansaugende, mindestens einen Schlagrotor aufweisende und einem kohlebefeuerten Dampferzeuger zugeordnete Einblasemühle ausgebildeten Mahltrocknungsanlage bei der Kohlemahlung, wobei der mit Kohlenstaub beaufschlagte Fördervolumenstrom ermittelt und durch Verstellung der Mühlendrehzahl auf einen den gewünschten Betriebspunkt darstellenden Wert eingeregelt wird.
  • Weiterhin richtet sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Einstellung und Einregelung eines gewünschten Betriebspunktes einer als vorzugsweise selbstansaugende, mindestens einen Schlagrotor aufweisende und einem kohlebefeuerten Dampferzeuger zugeordnete Einblasemühle ausgebildeten Mahltrocknungsanlage bei der Kohlemahlung, wobei die Vorrichtung eine Regeleinrichtung, einen Regler und eine Informationseinrichtung aufweist, mittels welcher der mit Kohlenstaub beaufschlagte Fördervolumenstrom dadurch ermittelbar und durch Verstellung der Mühlendrehzahl auf den gewünschten Betriebspunkt einregelbar ist, dass die Informationseinrichtung ein von einem den Fördervolumenstrom oder den Druck eines Gasvolumenstroms detektierenden Messsensor erhaltenes Messsignal in ein den jeweils aktuellen Fördervolumenstrom repräsentierendes Ausgangssignal umwandelt und der Regeleinrichtung zuführt, die das erhaltene Signal bewertet und in Abhängigkeit vom Ergebnis der Bewertung dem die Mühlendrehzahl regelnden Regler ein Drehzahlsteuerungssignal zuführt.
  • Derartige Mahltrocknungsanlagen werden zur Beschickung von kohlebefeuerten Großdampferzeugern betrieben und in der Nähe des jeweils zugeordneten Dampferzeugers angeordnet. Als Mahltrocknungsanlagen oder Kohlenmühlen sind beispielsweise sogenannte Schlagradmühlen bekannt, die ein Schlagrad oder einen Schlagrotor mit radial angeordneten Schaufeln aufweisen. Das Schlagrad wird drehend angetrieben, wobei es wie ein Radialgebläse wirkt. Auf seiner Saugseite wird es mit einem Gemisch aus stückiger Kohle und Rauchgasen beaufschlagt. Durch Prallvorgänge der Kohle mit den Schlagplatten oder -schaufeln des Schlagrades wird die Kohle zerkleinert und mit einem sich aufgrund des Wassergehaltes der vermahlenen Kohle bildenden Rauchgas-Brüden-Gemisch als Fördervolumenstrom aus der Schlagradmühle bzw. generell aus der Mahltrocknungsanlage ausgetragen. Als Trägergas für den erzeugten Kohlestaub und zur Trocknung der Kohle wird aus dem Dampferzeuger rückgeführtes Rauchgas verwendet. Um die Temperaturen innerhalb der Mahltrocknungsanlage auf einem zulässigen Niveau zu halten, wird dem bis zum 1000°C heißen, rückgeführten Rauchgas vor Eintritt in die Mahltrocknungsanlage ein Temperiermittel, beispielsweise Luft, Wasser oder Kaltgas, zugemischt. Da ausgangsseitig der Mahltrocknungsanlage der mit Kohlenstaub beladene Fördervolumenstrom in der Regel unmittelbar den Brennern des Dampferzeugers zugeführt wird, ist es notwendig, den darin transportierten Kohlemassenstrom derart einzustellen, dass die im Dampferzeuger gewünschten Verhältnisse eingestellt sind.
  • Aus der DE 101 00 331 A1 sind daher auch schon ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art bekannt, mittels welcher eine präzise Steuerung oder Regelung des Betriebs einer als Schlagradmühle ausgebildeten Mahltrocknungsanlage ermöglicht wird. Hierbei wird zur Regelung der Mühle über verschiedene Messpunkte, insbesondere Temperaturmessstellen, der der Mahltrocknungsanlage zugeführte Rauchgasmassenstrom ermittelt und zur Regelung der Mühle bzw. der Mahltrocknungsanlage verwendet. In Abhängigkeit von dem ermittelten Rauchgasstrom oder Rauchgasmassenstrom oder dem daraus ermittelten und dazu ins Verhältnis gesetzten von der Mühle abgegebenen Fördermassenstrom am Mühlenausgang, der sich aus der Summe von Rauchgasstrom, Kohlestrom, Wasserdampfstrom und Falschluft bestimmt, wird der Betriebspunkt der Mühle oder Mahltrocknungsanlage in einem stabilen Arbeitsbereich gehalten. Dazu ist es aber notwendig, in dem Falle, dass der ausgangsseitige Fördermassenstrom einen Maximalwert überschreitet, auf eine Handsteuerung, und damit eine vom Bedienungspersonal gefahrene Mühlensteuerung umzuschalten, oder durch einen Handgriff auf eine neue Regelkurve umzuschalten.
  • Da zudem bei derartigen Mühlen oder Mahltrocknungsanlagen die Gefahr einer sogenannten „Versackung”, also einer Einlagerung von zumindest teilweise gemahlenem Aufgabematerial, hier Kohle, in der Mühle besteht, werden derartige Mahltrocknungsanlagen häufig und insbesondere bei im Handbetrieb gefahrenen Mahltrocknungsanlagen mit einer höheren Drehzahl betrieben, als dies zur Erreichung des gewünschten Fördermassenstromes und der Vermeidung der sogenannten „Versackung” der Mühle notwendig wäre. Dies führt zu einem höheren Verschleiß und einem erhöhten Energieverbrauch der Mühle. Kommt es andererseits tatsächlich zur „Versackung”, so kann dies einen Mühlenausfall oder einen Ausfall der Mahltrocknungsanlage, im schlimmsten Fall sogar einen Mühlenbrand zur Folge haben.
  • Die DE 10 2007 062 820 A1 offenbart ein Mühlenregelungssystem mit einer Mühlenregelungsvorrichtung, die eingerichtet ist, mindestens eine Mühlenkenngröße auf Basis einer zugehörigen Sollgröße zu regeln. Das Mühlenregelungssystem umfasst hierbei eine Fuzzy-Regelungsvorrichtung, die mit der Mühlenregelungsvorrichtung verbunden ist und die eingerichtet ist, die Sollgröße der zu regelnden Mühlenkenngröße bei Abweichung eines Mühlenbetriebsparameters von einem vorbestimmten Normbereich solange zu verstellen, bis der vorbestimmte Normbereich wieder erreicht ist. Hierbei wird selbst bei wechselnden Betriebsbedingungen automatisiert ein optimierter Mühlenbetrieb bereitgestellt und insbesondere ein das sogenannte „Mühlenrumpeln” bei einer Wälzmühle vermeidender Mühlenbetrieb sichergestellt.
  • Hinzu kommt, wie dies auch schon in der DE 101 00 331 A1 erläutert ist, dass sich mit zunehmendem Verschleiß des Schlagrotors oder Schlagrads einer Schlagradmühle das Verhältnis zwischen dem Druckaufbau in der Mühle und dem Fördervolumen verändert, was zur Folge hat, dass sich die für die Aufrechterhaltung eines ausreichenden Fördermassestroms in Abhängigkeit von dem zugeführten Kohlemassestrom benötigte Mühlendrehzahl verschleißbedingt verschiebt. Um eine solche Schlagradmühle oder Mahltrocknungsanlage stets in einem geeigneten Arbeitsbereich zwischen dem Bereich einer einen unnötig hohen Verschleiß des Schlagrotors bewirkenden Mühlendrehzahl und einem Bereich erhöhter Versackungsgefahr als äußeren Grenzen mit ihrem Betriebspunkt betreiben zu können, geht daher beim Einstellen des gewünschten Betriebspunktes immer auch das Wissen des die Mühle fahrenden Betriebspersonals und dessen subjektive Wahrnehmung mit ein. Mit seinem Erfahrungswissen korrigiert das Betriebspersonal die Steuer- oder Regelparameter der Steuerung und/oder die Mühlendrehzahl. Dieses Wissen umfasst insbesondere das Wissen um die aktuelle Mühlenlast, d. h. den aktuell zugeführten Kohlemassenstrom der Mühle, welche Mühlenlast sich aus dem aktuellen Zustrom an Kohle und der aktuellen Drehzahl der Zuteilervorrichtung üblicherweise ergibt. Weiterhin gehen aber zusätzlich auch Parameter wie die Temperatur im Bereich des Mühleneinlasses und/oder der Rauchgasrücksaugung und die Klappenstellung von Heißluftklappen ein.
  • Im Kraftwerksbetrieb werden derartige Mahltrocknungsanlagen, wobei es sich insbesondere um solche zur Mahltrocknung von Braunkohle, sogenannte Braunkohlemühlen, handelt, daher verfahrenstechnisch nicht immer optimal betrieben. Aufgrund der bestehenden Versackungsgefahr (Einspeichern von Kohlestaub in der Mühle) werden derartige Mühlen sehr oft mit einer unnötig hohen Mühlendrehzahl gefahren. Die Folgen sind ein hoher Energieverbrauch und ein hoher Verschleiß der Schlagwerkzeuge (Schlagrotor), was hohe Instandhaltungskosten und hohe Betriebskosten der Mahltrocknungsanlage zur Folge hat. Zudem kann es bei instabilem Mühlenbetrieb zur Einspeicherung von Kohle im Spiralgehäuse einer solchen Mühle kommen, so dass die Mühle zu versacken droht. In diesem Zustand besteht die Gefahr, dass die Mühle bei einem Lastwechsel, Schalthandlungen oder geänderten Brennstoffparametern jederzeit ausfallen kann. Darüber hinaus besteht sogar die Gefahr eines Mühlenbrandes, wenn in der Mühle Kohle bis zum Schlagrotor eingelagert wird. In jedem Falle werden bei einem solchen Betriebszustand die Bauteile der Mühle außergewöhnlich hoch belastet, was zu einer Verkürzung der Lebensdauer führt.
  • Neben den sich aufgrund des Verschleißzustandes einer solchen Mühle oder Mahltrocknungsanlage ergebenden verfahrenstechnischen Einflüssen führen auch sich ändernde Brennstoffparameter des in der Mahltrocknungsanlage zu behandelnden Materials, insbesondere ist hier Braunkohle vorgesehen, dazu, dass während des Betriebs ein zunächst als „optimal” gefundener und eingeregelter Betriebspunkt nachgeregelt werden muss.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die es ermöglicht, bei einer einem kohlebefeuerten Dampferzeuger zugeordneten Mahltrocknungsanlage mit Schlagrotor den Betriebspunkt in Abhängigkeit von ihrem Verschleißzustand, insbesondere vollautomatisch, ohne Eingriff durch das Bedienungspersonal einzuregeln.
  • Bei einem Verfahren der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Fördervolumenstrom variierbar auf einen in einem zulässigen Wertebereich liegenden Betriebspunkt eingeregelt und in diesem Wertebereich gehalten wird, wobei der Wertebereich zwischen einer ersten Grenzlinie, die den maximalen Fördervolumenstrom in Abhängigkeit von der relativen Last der Mühle angibt, und einer zweiten Grenzlinie, die den minimalen Fördervolumenstrom in Abhängigkeit von der relativen Last der Mühle angibt, liegt, und wobei bei Überschreiten des Fördervolumenstroms der ersten Grenzlinie die Mühlendrehzahl reduziert und bei Unterschreiten der zweiten Grenzlinie die Mühlendrehzahl erhöht wird.
  • Bei einer Vorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vorrichtung eingerichtet ist, eine Drehzahlsteuerung oder Drehzahlregelung derart auszuführen, dass der Betriebspunkt des Fördervolumenstroms variierbar in einem zulässigen Wertebereich liegt und in diesem Wertebereich gehalten wird, wobei der Wertebereich zwischen einer ersten Grenzlinie, die den maximalen Fördervolumenstrom in Abhängigkeit von der relativen Last der Mühle angibt, und einer zweiten Grenzlinie, die den minimalen Fördervolumenstrom in Abhängigkeit von der relativen Last der Mühle angibt, liegt, und wobei bei Überschreiten des Fördervolumenstroms der ersten Grenzlinie die Mühlendrehzahl reduziert und bei Unterschreiten der zweiten Grenzlinie die Mühlendrehzahl erhöht wird.
  • Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist also vorgesehen, dass das Fördervolumen, d. h. der Fördervolumenstrom, der Mühle bzw. der Mahltrocknungsanlage ermittel und zur Steuerung des Betriebspunktes der Mühle zu jedem Betriebszeitpunkt verwendet wird. Bei einer solchen Regelung ist es nicht mehr notwendig, dass eine Betriebsperson oder Betriebspersonal von Hand zu irgendeinem Zeitpunkt in die Regelung eingreift. Vielmehr kann die Regelung der Mühle vollautomatisch durchgeführt werden, wobei die Einregelung der Mühle auf einen jeweiligen optimalen Betriebspunkt erfolgen kann. Hierbei werden der Fördervolumenstrom und der damit verbundene optimierte Betriebspunkt so bemessen, dass die Mühlenstabilität (keine Versackung) gewährleistet ist und der bei der Mahlung erhaltene Kohlenstaub immer aus der Spirale, d. h. dem Mahlraum der Mühle, ausgetragen wird. Hierbei werden der optimale Fördervolumenstrom und der optimale Betriebspunkt in Abhängigkeit von den Eigenschaften der jeweils zulässigerweise eingesetzten Kohle des zulässigen Kohlebandes und dem jeweiligen Verschleißzustand der Mühle ermittelt, festgelegt und eingeregelt. Berücksichtigung finden hier die Gesichtspunkte einer maximalen Mühlenstabilität, die Vermeidung von Mühlenversackung und/oder Mühlenbrand; eines minimalen Energieverbrauches der Mühle, der durch die Nutzung des Fördervolumenstroms als Regelgröße und dadurch verbundene optimierte Mühlendrehzahl und optimierte Fördermenge erreicht wird; eines minimalen Verschleißes der Schlagwerkzeuge der Mühle; einer maximalen Lebensdauer der tragenden Bauteile der Mühle und einer optimierten Feuerung der von der Mühle versorgten Brenner des zugeordneten Dampferzeugers im Hinblick auf eine Minimierung des Heißluftbedarfes in den Brennern.
  • Durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise und die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es möglich, eine Mühle mit maximaler Mühlenstabilität, d. h. unter Vermeidung einer so genannten Mühlenversackung und unter Vermeidung eines Mühlenbrandes zu betreiben. Mit der Erfindung wird weiterhin ein gegenüber dem Stand der Technik geringerer Energieverbrauch sowie eine Verschleißminimierung der Schlagwerkzeuge (Schlagrotor, Schlägergruppe) sowie der tragenden Bauteile mit der Folge einer verlängerten Standzeit der Mühle erreicht. Die Erfindung ermöglicht die Umsetzung einer optimalen Feuerung mit konstanten Austrittsgeschwindigkeiten an den Brennern über den gesamten Regel- und Lastbereich der Brenner, die an eine Mühle gemäß der Erfindung angeschlossen sind. Ebenso wie es sich mit einer erfindungsgemäß betriebenen Mühle ein kontrolliert geregelter Volumenstrom für den Regelbereich des angeschlossenen Kessels erreichen, was es ermöglicht, mit stabilen Flammen geringe NOx-Werte zu stabilisieren. Ebenso vermeidet die erfindungsgemäße Verfahrensweise das Auftreten von Rückzündungen an den Brennern sowie die Ablagerung von Kohlenstaub in den Staubleitungen. Sowohl das Verfahren als auch die Vorrichtung finden also Verwendung bei Kraftwerken mit einem kohlebefeuerten Dampferzeuger.
  • Die erfindungsgemäß vorgesehene Regelung setzt voraus, dass der Fördervolumenstrom der Mahltrocknungsanlage oder Mühle bekannt ist. Dieser kann direkt oder indirekt ermittelt werden. Da es bekannte Methoden gibt, um das Fördervolumen und damit den Fördervolumenstrom einer Mühle oder Mahltrocknungsanlage in einer staubbeladenen Strömung unmittelbar und permanent zu messen, sieht die Erfindung in weiterer Ausgestaltung vor, dass der Fördervolumenstrom unmittelbar durch Messung ermittelt wird. Eine vorteilhafte Messmöglichkeit besteht gemäß Weiterbildung der Erfindung dabei darin, dass der Fördervolumenstrom in Förderrichtung hinter dem Mahlraum der Mühle gemessen wird. Die Möglichkeit, das Fördervolumen nach der Mühle oder auch nach dem Sichter direkt zu messen, besteht mittels einschlägig bekannter, für einen solchen Anwendungsfalls vorgesehener Messsensoren. Dies kann, was die Erfindung ebenfalls vorsieht, derart erfolgen, dass der Fördervolumenstrom in von der Mühle abgehenden Staubleitungen gemessen wird. Diese Staubleitungen führen unmittelbar zu den angeschlossenen Brennern und eröffnen damit die Möglichkeit, exakt den den Brennern zugeführten Kohlenmassenstrom zu ermitteln.
  • Neben dieser direkten Möglichkeit den Fördervolumenstrom zu messen und zu ermitteln, bestehen die indirekten Methoden darin, zunächst einen Parameter zu ermitteln, der sich proportional zum Fördervolumenstrom verhält und aus welchem sich der jeweils aktuelle Fördervolumenstrom errechnen lässt. Die Erfindung zeichnet sich daher weiterhin dadurch aus, dass der Fördervolumenstrom mittelbar durch Messung des Wertes eines zum Fördervolumenstrom proportionalen Parameters und daraus abgeleiteter Berechnung des Fördervolumenstroms ermittelt wird.
  • Eine erste Möglichkeit der indirekte Ermittlung des Fördervolumens besteht dabei darin, dass das von der Mahltrocknungsanlage bzw. der Mühle angesaugte Gasvolumen, das heißt insbesondere das im vom zugeordneten Dampferzeuger zur Mühle führenden sogenannten Rauchgasrücksaugeschacht geförderte Gasvolumen, zu messen. Mittels bekannter Messsensoren kann das Rauchgasvolumen und der Rauchgasvolumenstrom im Rücksaugeschacht permanent gemessen werden. Der (Mühlen-)Fördervolumenstrom kann dann indirekt unter Einbeziehung der ebenfalls gemessenen Temperatur im Sichter der Mühle, des von der Mühle angesaugten Rauchgasvolumens und der diesem Rauchgasvolumen zugehörigen Temperatur errechnet werden.
  • Es ist aber auch möglich, den vor, hinter oder in der Mühle herrschenden Druck zu messen und daraus mit Hilfe der Bernoulli-Gleichung den Fördervolumenstrom zu berechnen. Die vorstehend bezeichneten Drücke haben sich als proportional zum Fördervolumenstrom erwiesen und sind daher zur Ermittlung des Fördervolumenstroms im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Mühlenregelung und Steuerung geeignet. Die Erfindung sieht daher weiterhin vor, dass als proportionaler Parameter in Förderrichtung vor dem Mahlraum der Einblasemühle der zugeführte Gasvolumenstrom oder dessen Druck gemessen wird.
  • Hierbei kann es sich um die Messung in einem der Mühle oder Mahltrocknungsanlage zugeordneten Rauchgasrücksaugeschacht handeln, so dass die Erfindung weiterhin vorsieht, dass in einem Rauchgasrücksaugeschacht der Mühle der angesaugte Gasvolumenstrom oder dessen Druck gemessen wird.
  • Wie bereits erwähnt, wird das Fördervolumen oder der Fördervolumenstrom der Mühle, insbesondere Einblasemühle, durch eine Korrelation zwischen dem Fördervolumenstrom und den Druckverhältnissen in der Mühle bzw. der Mahltrocknungsanlage berechnet. Aus Messungen ist es bekannt, dass eine Korrelation zwischen der gewünschten Mühlenstabilität, d. h. der Verhinderung der sogenannten Versackung der Mühle, dem Fördervolumen oder Fördervolumenstrom der Mühle, dem absoluten Druck im Mahlraum oder der Spirale der Mühle sowie dem Druckaufbau, d. h. den Druckverhältnissen vor und hinter der Mühle besteht. Für die erfindungsgemäße Mühlenregelung auf Basis des Fördervolumenstromes ist es daher ausreichend, entweder den absoluten Druck vor der Mühle oder den absoluten Druck nach der Mühle oder den relativen Druck, d. h. die Druckdifferenz zwischen einem an einer Messstelle vor der Mühle ermittelten Druck und einem an einer Messstelle nach der Mühle ermittelten Druck, oder den absoluten Druck in der Spirale oder dem Mahlraum der Mühle zu messen.
  • Die Erfindung zeichnet sich daher weiterhin dadurch aus, dass als proportionaler Parameter in Förderrichtung hinter dem Mahlraum der Mühle im Fördervolumenstrom der Druck gemessen wird.
  • Ebenso sieht die Erfindung vor, dass als proportionaler Parameter die Differenz zwischen dem in Förderrichtung vor dem Mahlraum gemessenen Druck und dem in Förderrichtung hinter dem Mahlraum gemessenen Druck ermittelt wird.
  • Eine weitere Möglichkeit besteht gemäß Ausgestaltung der Erfindung darin, dass der Druck des Gasvolumenstroms im Mahlraum der Einblasemühle gemessen wird.
  • Einen für diese Druckmessung besonders geeigneten Ort stellt der Ringspalt zwischen Schaufelrad und Mühlengehäuse einer Einblasemühle dar. Die Erfindung schlägt daher weiterhin vor, dass die Druckmessung im Spalt zwischen der lagerseitigen Außenfläche des Schlagrotors und dem Mühlengehäuse durchgeführt wird.
  • Da sich mit der erfindungsgemäßen Mühlenregelung insbesondere eine automatische Regelung realisieren lässt, bietet es sich an, hierbei bisher beim Bedienungspersonal vorhandenes „Fachwissen” sowie die Abhängigkeiten der verschiedenen einflussnehmenden Parameter in eine „wenn-dann”-Fuzzy-Logik einzubringen und abzuspeichern und die Einregelung des Fördervolumenstroms auf den jeweiligen Betriebspunkt mittels eines Fuzzy-Reglers zu realisieren. Die Erfindung zeichnet sich daher weiterhin dadurch aus, dass die Einregelung des gewünschten Betriebspunktes mittels einer Fuzzy-Logik durchgeführt wird.
  • Von besonderem Vorteil ist es gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung, wenn das Verfahren bei Schlägermühlen, Schlagradmühlen und/oder Gebläseschlägermühlen, insbesondere bei der Mahlung von Braunkohle, angewendet wird.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich in Ausgestaltung und Weiterbildung zunächst dadurch aus, dass der Messsensor in Förderrichtung vor einem Mahlraum und/oder hinter dem Mahlraum und/oder in dem Mahlraum der Einblasemühle angeordnet ist.
  • Schließlich zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung noch dadurch aus, dass die Regeleinrichtung eine Fuzzy-Logik umfasst, insbesondere als Fuzzy-Regler ausgebildet ist.
  • Wenn das Einstellen des gewünschten Betriebspunktes des Fördervolumenstroms mittels Fuzzy-Logik erfolgt, werden in jedem Schritt der Steuerung und/oder Regelung mittels Fuzzy-Logik drei Teilschritte durchgeführt: die Fuzzyfizierung, die Inferenz und am Schluss die Defuzzyfizierung. Bevorzugt handelt es sich um eine Fuzzy-Regelung. Die Fuzzy-Regelung weist eine als nichtlinearer Kennfeld- oder Zustandsregler ausgebildete Regeleinrichtung ohne innere Dynamik auf. Diese Regeleinrichtung bietet hohe Transparenz bei gleichzeitiger Flexibilität. Daher eignet sie sich sehr gut dafür, Anwenderwissen (hier das Wissen des Betriebspersonals der Mühleneinrichtung) in einem Regler umzusetzen ohne dabei ein kompliziertes Systemmodell erstellen zu müssen. Mittels der Fuzzy-Logik kann die Mühle daher so gesteuert und/oder geregelt werden, dass die Auswirkungen der verschleißbedingten geometrischen Veränderungen des Mahlwerkes auf den Fördervolumenstrom und den entstehenden Staubaustrag innerhalb von technisch vorgegebenen Grenzen korrigiert werden. Die Regelungskurven eines herkömmlichen Reglers müssten aufgrund des voranschreitenden Verschleißes korrigiert werden. Eine solche Korrektur erfolgt bei einer Fuzzy-Logik systembedingt „von selbst”, da die Fuzzy-Logik nicht auf Basis von linearen Zusammenhängen sondern auf Basis von „unscharfen Mengen” regelt, denen sie definierte Größen zuordnen kann.
  • Allgemein kann es sich bei dem zum Fördervolumenstrom proportionalen Parameter um jeden zum Fördervolumenstrom des Gases proportionalen Parameter einschließlich des Fördervolumenstroms selber handeln. Insbesondere sind jedoch der Druck als Parameter und ein zur Messung des Drucks des Gases ausgebildeter Messsensor vorgesehen.
  • Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Dies zeigt in
  • 1: in schematischer Schnittdarstellung die Anordnung einer als Gebläseschlägermühle ausgebildeten Einblasemühle,
  • 2: eine als Schlägerradmühle ausgebildete Einblasemühle in schematischer Darstellung,
  • 3: eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes aus der 2 im Bereich des Ausganges des Mahlraumes,
  • 4: eine schematische Darstellung des Regelkreises einer einer Einblasemühle zugeordneten Vorrichtung zur Einstellung und Einregelung eines gewünschten Betriebspunktes,
  • 5: einen Betriebsbereich einer Einblasemühle mit eingeregeltem Betriebspunkt,
  • 6: den Betriebsbereich eines zum Fördervolumenstrom proportionalen Parameters und in
  • 7: in schematischer Darstellung einen mit einem Fuzzy-Regler ausgestatteten Regelkreis einer Einblasemühle.
  • Die 1 zeigt eine einem kohlebefeuerten Dampferzeuger 1, 54 zugeordnete Einblasemühle 2, die als Gebläseschlägermühle 3 ausgebildet ist. Im Mahlraum 4 der Gebläseschlägermühle 3 sind ein Schlagrad oder Schlagrotor 5 und eine Schlägergruppe 6 rotierbar angeordnet. In den Mühleneinlauf 7 mündet ein vom Dampferzeuger 1, 54 ausgehender Rauchgasrücksaugeschacht 56 ein, durch welchen Rauchgas als Traggas in die Einblasemühle 2 gefördert wird. Über einen Zuteiler 52 und eine damit in Verbindung stehende Leitung 53 wird die zu mahlende Rohkohle in Rauchgasströmungsrichtung vor dem Mühleneinlauf 7 dem Rücksaugeschacht 56 zugeführt. In Strömungsrichtung hinter der Einmündungsstelle 55, wo die Leitung 53 in den Rauchgasrücksaugeschacht 56 einmündet, mündet eine Zudosierstelle 57 eines Temperiermittels, wobei es sich um Luft, Wasser, ein gekühltes Gas oder Ähnliches handeln kann, ebenfalls in den Rauchgasrücksaugeschacht 56 ein. Zur Zuführung des Temperiermittels ist eine weitere Leitung 59 vorgesehen.
  • Am Mühlenauslauf 8, an welchem das Mahlgut und das Traggas und damit der Fördervolumenstrom aus der Mahlkammer 4 der Einblasemühle 2 austritt, ist eine Kohlenstaubleitung 9 angeschlossen, die sich zu den Brennern 51 des Dampferzeugers 1, 54 verzweigt und diesem den gemahlenen Kohlenstaub zufördert. Diese Gesamtdarstellung zeigt somit eine Mahltrocknungsanlage, deren Kernstück die Einblasemühle 2 ist.
  • Zur Ermittlung des Fördervolumenstromes können bei einer solchen Mahltrocknungsanlage verschiedene Messstellen zur Ermittlung des jeweiligen Fördervolumenstromes an dieser Messstelle und/oder eines zum Fördervolumenstrom proportionalen und/oder korrespondierenden Parameters ausgebildet werden. Hierbei ist es möglich im Messbereich 101 „vor der Mühle”, d. h. in Förderrichtung vor dem Mahlraum 4, 22 der Einblasemühle 2, den zugeführten Gasvolumenstrom als Fördervolumentstrom zu messen. Auch ist es möglich, an dieser Stelle die Temperatur des zugeführten Gastromes, insbesondere Rauchgases, zu ermitteln. Ebenso kann in diesem Bereich über einen geeigneten Messsensor der Druck „vor der Mühle” ermittelt und aus diesem dann der Fördervolumenstrom berechnet werden.
  • Eine andere Messstelle für die Messung und Ermittlung des Drucks „nach der Mühle”, d. h. in Förderrichtung nach dem Mahlraum 4, 22 der Einblasemühle 2, ist mit 102 bezeichnet. An dieser Stelle kann somit der Druck „nach der Mühle” ermittelt und daraus der durch die Mühle geförderte und hier aus der Mühle austretende Fördervolumenstrom errechnet werden. Zur unmittelbaren Erfassung des Fördervolumenstroms im Wegen einer direkten Methode ist es zudem möglich, im Messbereich 102 einen den Fördervolumenstrom detektierenden Messsensor anzuordnen.
  • Im Bereich „vor der Mühle” besteht der Fördervolumenstrom im Wesentlichen aus dem Traggas, welches in der Regel rückgeführtes Rauchgas ist und dem gasförmigen Volumen des gegebenenfalls zugemischten Temperiermittels sowie den sich durch Verdampfen von Wasser aus der zugeführten Kohle bildenden Wasserdampfanteilen (Brüden). Auch im Bereich „hinter der Mühle” weist der Fördervolumenstrom diese Bestandteile auf. Nicht gemessener Bestandteil des Fördervolumenstroms sind die vor der Mühle zugeführte Kohle beziehungsweise der im Bereich hinter der Mühle im Fördervolumenstrom enthaltene Kohlenstaubanteil.
  • Eine weitere Möglichkeit zur Ermittlung des Fördervolumenstroms besteht darin, die Differenz zwischen den an den Messstellen 101 und 102 ermittelten Drücken zu berechnen und auf Basis des so ermittelten Differenzdruckwertes wiederum den Fördervolumenstrom zu berechnen. Eine weitere Möglichkeit einer Druckmessung besteht darin, im Messbereich 103, d. h. im Mahlraum 4, 22, den Druck zu messen, und daraus den Fördervolumenstrom zu ermitteln.
  • Die 2 zeigt eine als Schlagradmühle 10 ausgebildete Einblasemühle 2, die einer in 4 schematisch dargestellten Feuerungsanlage zugeordnet ist, in Schnittdarstellung. Die Schlagradmühle 10 weist ein als Spiralgehäuse ausgebildetes Gehäuse 14 und einen im Gehäuse 14 mittels eines Motors 16 bezüglich einer Hauptachse 18 rotierend antreibbar gelagerter Schlagrotor 20 oder ein Schaufelrad auf. Der Innenraum des Gehäuses 14 ist der Mahlraum 22 der Mühle 2, der Schlagrotor 20 ist das Mahlwerk 24 der Mühle 2. Das Schlagrad oder der Schlagrotor 20 mit seinen umfänglich angeordneten Schlagplatten 26 oder Schaufeln wird dabei über eine entlang der Achse 18 angeordneten Schlagradwelle (nicht gezeigt) angetrieben.
  • Unterhalb des Mahlraums 22 ist ein als Kammer ausgebildeter Mühlensumpf 28 angeordnet und oberhalb des Gehäuses 14 ist ein Sichter 30 mit Sichtergehäuse 32 angeordnet, der den Mühlenauslass 34 der Mühle 2 bildet. Wellenlagerung und Motor 16 sind auf einer Seite 36 des Gehäuses 14 angeordnet, eine als Einlauf 38 ausgebildete Bestückungseinrichtung auf einer der einen Seite 36 gegenüberliegenden anderen Seite 40 des Gehäuses 14. Der Einlauf 38 dient der Bestückung der Mühle 2 mit Kohle und der Zuführung des Rauchgases als Traggas.
  • Die 2 zeigt weiterhin die schematische Darstellung einer Vorrichtung 42 zur Einstellung und Regelung der Drehzahl ω des Schlagrotors 5, 20 oder der Schlägergruppe 6 der als Schlagradmühle 10 ausgebildeten Mühle 2 auf einen gewünschten Betriebspunkt. Der Vorrichtung 42 ist Messsensor 44 zur Ermittlung des zum Fördervolumenstrom proportionalen Parameters „Druck in der Mühle” (Messbereich 103) zugeordnet. Zum Einstellen einer Drehzahl ω der Mühle 2 gibt die Vorrichtung 42 ein Ansteuersignal oder Drehzahlsteuerungssignal an den Motor 16 aus. Der Sensor 44 ist ein Sensor zur Messung des Drucks p. Dieser Messsensor 44 ist in/an dem Gehäuse 14 angeordnet, insbesondere so, dass er den Druck p in einem Ringspalt 23 zwischen der lagerseitigen, dem Motor 16 zugewandten Außenfläche des Schlagrotors 20 und dem Gehäuse 14 bzw. der Gehäuseseite 37 ermittelt. Damit wird im Ausführungsbeispiel der „absolute Druck in der Mühle” gemessen.
  • Die Einblasmühle 2 fördert beim Mahlen der insbesondere vorgesehenen Braunkohle auch einen Gasstrom in Richtung ihres Auslasses 34 und Mühlenauslaufs 8. Das Gas dieses Gasstroms ist im Wesentlichen das Rauchgas der oben genannten Feuerungsanlage. Die Vorrichtung 42 weist weiterhin eine Messeinrichtung 46 zur Messung der Temperatur T des Gases im Sichter 30 (Sichtertemperatur) auf.
  • Die 3 zeigt Details der Mühle 2 im Übergangsbereich 48 zwischen dem Mahlraum 22 und dem Auslass 34 der Mühle 2. Gut erkennbar ist die Position des Drucksensors 44 am Gehäuse 14 im Ringspalt 23 und die Form der Schlagplatten 26 zwischen dem zentralen Bereich des Mahlraums 22 und dem oberhalb des Mahlraums 22 befindlichen Auslass 34 der Mühle 2.
  • Alternativ zur Messung des Drucks p innerhalb des Mahlraums 22 (Messbereich 103) ist weiterhin eine Messung des Drucks im Bereich 101, also in Förderrichtung des Gases vor dem Mahlraum 22 und vor der Mühle 2, im Bereich 102 des Sichters 30, also in Förderrichtung des Gases hinter dem Mahlraum 22 und hinter der Mühle 2, und/oder als Druckdifferenzmessung (Messung von Δp) der Drücke in den Bereichen 101 und 102, also in Förderrichtung vor und hinter dem Mahlraum 22 oder der Mühle 2, möglich.
  • Die Vorrichtung 42 ist weiterhin dafür eingerichtet aus dem gemessenen Wert des Fördervolumenstroms oder dem Wert des als Druck p ermittelten Parameters eine Drehzahlsteuerung oder -regelung derart auszuführen, dass sie auch bei zunehmendem Verschleiß des Mahlwerks 24 die Drehzahl ω dieses Mahlwerks 24 so einstellt und einregelt, dass der gewünschte Betriebspunkt 74 des Fördervolumenstroms der Mühle 2 in Abhängigkeit von der jeweiligen Last (zugeführter Kohlemassenstrom) in einem von einem Bereich erhöhten Verschleißes (oberhalb Kurve 66) einerseits und einem Bereich erhöhter Versackungsgefahr (unterhalb Kurve 68) andererseits liegt (siehe 5).
  • 4 zeigt einen entsprechenden Regelkreis, der sich durch die aus der Feuerungsanlage 50 mit Mühle 2, Zuteiler 52, Brennkammer 54 und Rauchgasrücksaugeschacht 56 gebildete Regelstrecke und die zugeordnete von der Vorrichtung 42 gebildete Regeleinrichtung ergibt. Weiterhin zeigt die 4 einen zweiten Regelkreis zur Regelung einer Heißluftklappe 58. Dieser regelt die mittels der Messeinrichtung 46 bestimmte (Sichter-)Temperatur T auf eine von der Last beziehungsweise der Drehzahl n des Zuteilers 52 bestimmte Soll-Temperatur Ts. Der Regler 60 dieses zweiten Regelkreises ist ein herkömmlicher Regler (zum Beispiel PID-Regler).
  • Die Vorrichtung 42 weist neben einem Regler 62 auch eine Informationseinrichtung 64, 64' auf, die für eine vorgegebene Drehzahl n des Zuteilers 52 insbesondere mittels Fuzzy-Logik aus dem Fördervolumenstrom eine Drehzahl ω des Mahlwerks 24 einregelt, sodass sich der Betriebspunkt 74 der Mühle 2 stets in einem optimalen Arbeitsbereich zwischen einem Bereich erhöhten Verschleißes und einem Bereich erhöhter Versackungsgefahr befindet. Mittels der den Regler 62, die Informationseinrichtung 64, 64' und eine Regeleinrichtung 63, 63' aufweisenden Vorrichtung 42 ist der mit Kohlenstaub beaufschlagte Fördervolumenstrom ermittelbar und durch Verstellung der Mühlendrehzahl auf den gewünschten Betriebspunkt 74 einregelbar. Hierzu wandelt die Informationseinrichtung 64, 64' ein von einem den Fördervolumenstrom oder den Druck eines Gasvolumenstroms detektierenden Messsensor 44 erhaltenes Messsignal in ein den jeweils aktuellen Fördervolumenstrom repräsentierendes Ausgangssignal um und führt dieses über eine Signalleitung der Regeleinrichtung 63, 63' zu. Die Regeleinrichtung 63, 63' bewertet das erhaltene Signal und führt über eine Signalleitung in Abhängigkeit vom Ergebnis der Bewertung dem die Mühlendrehzahl ω regelnden Regler 62 ein Drehzahlsteuerungssignal zu.
  • 5 zeigt in einem Diagramm den Betriebsbereich der Einblasemühle 2 mit ausgewählten Betriebspunkten 72, 76 und einem eingeregelten Betriebspunkt 74 für den direkt durch unmittelbare Messung oder indirekt oder mittelbar durch Berechnung aus einem gemessenen, zum Fördervolumenstrom proportionalen Parameter ermittelten Fördervolumenstrom.
  • Im Diagramm ist auf der linken Seite der Fördervolumenstrom des Gases (Rauchgases oder Traggases) im Sichter 30 und auf der rechten Seite die Temperatur T dieses Gases über einer relativen Mühlenlast in % aufgetragen. Die Mühlenlast ergibt sich aus einem vorgegebenen Zustrom an stückigem Aufgabematerial (hier Kohle, genauer Braunkohle), also der Drehzahl n des Zuteilers 52.
  • Eine erste Grenzline 66 gibt den maximalen Fördervolumenstrom des Gases in Abhängigkeit von der relativen Last für den Betrieb der Mühle 2 an. Bei einem Betriebspunkt oberhalb dieser ersten Grenzlinie 66 kommt es zu erhöhtem Verschleiß der Mühle 2. Eine zweite Grenzlinie 68 gibt den minimalen Fördervolumenstrom in Abhängigkeit von der relativen Last für den Betrieb der Mühle 2 an. Bei einem Betriebspunkt unterhalb dieser zweiten Grenzlinie 68 ergibt sich eine erhöhte Gefahr der Versackung. Es ergibt sich als Betriebsbereich ein Band oder Wartebereich 70 zwischen den Grenzlinien 66, 68.
  • Es ergibt sich folgendes Regelkonzept: Liegt der Messwert des Fördervolumenstroms im Sichter 30 bei einer bestimmten Mühlenlast (beispielsweise 65% der maximalen Last) oberhalb des Bandes 70 (Punkt 72), wird die Drehzahl ω des Mahlwerks 24 reduziert, bis der Messwert wieder im Bereich des Bandes 70 liegt und den gewünschten Betriebspunkt 74 einnimmt.
  • Liegt der Messwert des Fördervolumenstroms im Sichter 30 bei einer bestimmten Mühlenlast unterhalb des Bandes 70, beispielsweise im Punkt 76, wird die Drehzahl ω des Mahlwerks 24 erhöht, bis der Messwert wieder im Bereich des Bandes 70 liegt und den gewünschter Betriebspunkt 74 einnimmt.
  • Weiterhin zeigt 5 den linearen Zusammenhang zwischen relativer Last und Temperatur T im Sichter 30 durch die Gerade 78 an. Dieser Zusammenhang wird durch den zweiten Regelkreis der 4 berücksichtigt.
  • Entsprechende Bänder und analoge Regelvorgänge ergeben sich auch bei Ermittlung des Drucks des Gases (Druckmessung) vor und/oder hinter dem Mahlraum 22 beziehungsweise im Mahlraum 22 der Mühle 2, da der Druck ein zum Fördervolumenstrom proportionaler Parameter ist.
  • Exemplarisch zeigt 6 in einem Diagramm den Betriebsbereich einer Mühle 2 mit ausgewählten Betriebspunkten. Im Diagramm ist ein absoluter Druck p (Unterdruck) im Mahlraum 22 über der Drehzahl n des Zuteilers 52 aufgetragen. Eine erste Grenzline 80 gibt den maximalen Unterdruck für den Betrieb der Mühle 2 an; eine zweite Grenzlinie 82 gibt den minimalen Unterdruck für den Betrieb einer Mühle 2 an. Es ergibt sich als Betriebsbereich ein Band oder Wertebereich 84 zwischen diesen Grenzlinien 80, 82.
  • Liegt der Messwert des absoluten Drucks p im Mahlraum bei einer bestimmten Mühlenlast oberhalb des Bandes 84 (Punkt 86), wird die (Mühlen-)Drehzahl ω erhöht, bis der Messwert wieder im Bereich des Bandes 84 liegt. Dies ist der gewünschte Betriebspunkt 88.
  • Liegt der Messwert des absoluten Drucks p im Mahlraum bei einer bestimmten Mühlenlast unterhalb des Bandes 84 (Punkt 90), wird die (Mühlen-)Drehzahl ω reduziert, bis der Messwert wieder im Bereich des Bandes 84 liegt (gewünschter Betriebspunkt 88).
  • Entsprechende Bänder und analoge Regelvorgänge ergeben sich auch bei Druckmessung vor und/oder hinter dem Mahlraum 22 (hier nicht gezeigt).
  • Die 7 zeigt eine zur 4 korrespondierende Regelkreisdarstellung, wobei die Regeleinrichtung 63 als Fuzzy-Regler 63' ausgebildet ist und die Informationseinrichtung 64 als Informationseinrichtung 64' detailliert die darin gespeicherten und/oder bewerteten und/oder ermittelten Informationen ausweist. Unterstrichen ist die Information „Fördervolumenstrom”, die erfindungsgemäß die Größe ist, die bei der Regelung in einem gewünschten Wertebereich 70 auf einem gewünschten Betriebspunkt 74 zu halten ist und mit der Regelung auch gehalten wird. Dies geschieht dadurch, dass diese Informationen in dem Fuzzy-Regler 63' verarbeitet werden und zur Einregelung des Fördervolumenstroms auf den gewünschten Betriebspunkt 74 die Führungsgröße Mühlendrehzahl (Drehzahl des Schlagrotors 5, 20) als Funktion der Last (Drehzahl des Zuteilers 52) in Abhängigkeit vom Verschleiß des Schlagrotors 5, 20 oder des gesamten Schlagwerkzeuges oder Mahlwerkzeugs 24 automatisch angepasst wird. In dem Fuzzy-Regler 63' ist das Wissen des Fachmanns hinterlegt. Dies geschieht üblicherweise in so genannten „wenn-dann”-Regeln, aus denen hervorgeht, welche Größe oder welche Parameter wie verstellt werden muss, um das gewünschte Ziel, nämlich die Einregelung des Fördervolumenstroms auf den gewünschten Betriebspunkt 74, sicherzustellen.
  • Bei einer verschlissenen Mühle ist das Kennfeld, d. h. die sich im Diagramm des über dem Fördervolumen aufgetragenen Druckaufbaus in Abhängigkeit vom Verschleiß darstellende Drehzahllinie der Mühle verändert. Während der Fördervolumenstrom unmittelbar den Verschleiß einer Mühle indexiert oder anzeigt, sind der vom Produktvolumenstrom abhängige Druckaufbau innerhalb einer Mühle und damit die Druckverhältnisse vor, hinter und in der Mühle, eine Funktion des Systemdruckverlustes (Anlagenkennlinie) und somit nur indirekt vom Verschleiß abhängig. Die Regelung und Steuerung einer Mühle über oder mittels des Fördervolumenstroms ist somit genauer und einfacher zu realisieren, als beispielsweise die Steuerung über den ermittelten Druckverlust. Die Mühlendrehzahl ω ist direkt proportional dem Fördervolumenstrom und direkt an die Zuteilerdrehzahl gekoppelt, wobei die Zuteilerdrehzahl eine Funktion der eingestellten Mühlenlast, d. h. der Versorgung der Mühle mit zu mahlender Kohle ist. Zur Sicherstellung des Transportes des Kohlenstaubes in der oder den Staubleitung(en) 9 darf der Fördervolumenstrom eine unteren Grenzwert der Last < 50% der Zuteilerdrehzahl und einer Drehzahl der Mühle von 80% nicht unterschreiten. Ein oberer Grenzwert des Fördervolumenstroms ist wegen einer unzulässigen Erhöhung der Materialtemperatur des Schlagrotors 5, 20 einzuhalten, da ansonsten eine zu große Menge an rückgesaugtem heißen Rauchgas für die Kohletrocknung in die Mühle 2, 20 eingebracht würde. Bei Verschleiß der Mühle müssen diese Grenzwerte zwar eingehalten werden, es verschiebt sich aber zwischen den Grenzwerten die lastabhängige Mühlendrehzahl hin zu höheren Mühlendrehzahlen bei niedrigerer Last. Diese Korrekturen werden derzeit durch das Wartungspersonal beziehungsweise das Bedienungspersonal durchgeführt und werden erfindungsgemäß nunmehr in der Fuzzy-Logik und dem Fuzzy-Regler 63' im Wege einer Fuzzy-Regelung automatisch durchgeführt. Hierbei werden auch weitere einflussnehmende Parameter berücksichtigt. So wirken sich Heizwertschwankungen der als Mahlgut vorgesehenen Braunkohle, deren Heizwert beispielsweise zwischen 8 und 11 MJ/kg liegt, unmittelbar auf die lastabhängig zu regelende Zuteilerdrehzahl aus. Die Drehzahl der Mühle und somit der Systemdruckverlust ändern sich spürbar. Bei der erfindungsgemäßen Regelung stellen der Lastregler zugeordnet zu einem bestimmten Heizwert des Brennstoffes eine entsprechende Zuteilerdrehzahl und die Mühle eine zur Erreichung des zugeordneten Fördervolumenstroms notwendige Mühlendrehzahl ein. Aus sicherheitstechnischen Überlegungen darf der Sauerstoffgehalt in der Kohlenstaubleitung 9 und im Sichter 30 hinter der Mühle einen Wert von < 12%Volfeucht nicht überschreiten. Besonders beim Abfahren der Mühle wird durch gezielte Klappeneingriffe (Heißluftklappe 58) auf der Heißluftseite dieser Sachverhalt berücksichtigt. Auch dies findet Berücksichtigung in der Fuzzy-Regelung.
  • Weiterhin ist die Sichtertemperatur nach verfahrenstechnischen Randbedingungen festgelegt. Auch ist unter Berücksichtigung des Zündverhaltens der zu mahlenden Kohle der zulässige Restwassergehalt zu beachten. Weiterhin ist die Sichtertemperatur auf die zulässige Materialtemperatur der Mühlenkomponenten abzustimmen. Dies umfasst einerseits die Einhaltung zulässiger Verformungsgrenzen (z. B. aufgrund Wärmedehnung), andererseits aber auch das Festigkeitsverhalten der bewegten Komponenten beispielsweise in Folge Fliehkraft. Auch dies wird in der Fuzzy-Regelung berücksichtigt. Hierbei ist die zur Regelung der Sichtertemperatur gezielt beeinflussbare Größe, die hinter dem Luftvorwärmer des Dampferzeugers 1, 54 auf der Rauchgasseite mittels des Luftvorwärmers vorgewärmte Heißluft, die den Brennern 51 als Verbrennungsluft zugeführt wird. Aufgrund des hohen Wassergehaltes der Braunkohle (beispielsweise 50–60% Wasser) wird zur Trocknung am Dampferzeugerausgang durch die Rauchgasrücksaugung mittels des Rauchgasrücksaugeschachts 56 ein beachtlicher Wärmestrom aus dem Dampferzeuger 54 ausgekoppelt. Dieser Rauchgasstrom hat eine Temperatur von ca. 1000°C und wird mit der in Strömungsrichtung hinter dem Luftvorwärmer entnommenen Heißluft mit einer Temperatur von ca. 350°C und dem beispielsweise über die Leitung 59 und die Zudosierstelle 57 zudosierten Temperiermittel, beispielsweise Kaltluft mit einer Temperatur von ca. 20°C, so gemischt, dass die Mischtemperatur vor der Mühle 2, d. h. am Mühleneinlauf 7, ausreichend ist, um die zugeführte insbesondere Braunkohlen-Menge auf den zulässigen Restwassergehalt abzutrocknen. Auch die dafür notwendigen Temperaturen und Regelungen sind in der Fuzzy-Logik hinterlegt und Bestandteil der Fuzzy-Regelung.

Claims (16)

  1. Verfahren zur Regelung und Einstellung eines gewünschten Betriebspunktes (74) einer als vorzugsweise selbstansaugende, mindestens einen Schlagrotor (5, 20) aufweisende und einem kohlebefeuerten Dampferzeuger (1, 54) zugeordnete Einblasemühle (2) ausgebildeten Mahltrocknungsanlage bei der Kohlemahlung, wobei der mit Kohlenstaub beaufschlagte Fördervolumenstrom (12) ermittelt und durch Verstellung der Mühlendrehzahl (ω) auf einen den gewünschten Betriebspunkt (74) darstellenden Wert eingeregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Fördervolumenstrom (12) variierbar auf einen in einem zulässigen Wertebereich (70) liegenden Betriebspunkt (74) eingeregelt und in diesem Wertebereich (70) gehalten wird, wobei der Wertebereich (70) zwischen einer ersten Grenzlinie (66), die den maximalen Fördervolumenstrom (12) in Abhängigkeit von der relativen Last der Mühle (2) angibt, und einer zweiten Grenzlinie (68), die den minimalen Fördervolumenstrom (12) in Abhängigkeit von der relativen Last der Mühle (2) angibt, liegt, und wobei bei Überschreiten des Fördervolumenstroms (12) der ersten Grenzlinie (66) die Mühlendrehzahl reduziert und bei Unterschreiten der zweiten Grenzlinie (68) die Mühlendrehzahl (ω) erhöht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fördervolumenstrom (12) unmittelbar durch Messung (102) ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fördervolumenstrom (12) in Förderrichtung hinter dem Mahlraum (4, 22) der Einblasemühle (2) gemessen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fördervolumenstrom (12) in von der Einblasemühle (2) abgehenden Staubleitungen (9) gemessen wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fördervolumenstrom (12) mittelbar durch Messung des Wertes eines zum Fördervolumenstrom (12) proportionalen Parameters und daraus abgeleiteter Berechnung des Fördervolumenstroms (12) ermittelt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als proportionaler Parameter in Förderrichtung vor dem Mahlraum (4, 22) der Einblasemühle (2) der zugeführte Gasvolumenstrom oder dessen Druck gemessen wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Rauchgasrücksaugeschacht (56) der Einblasemühle (2) der angesaugte Gasvolumenstrom oder dessen Druck gemessen wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als proportionaler Parameter in Förderrichtung hinter dem Mahlraum (4, 22) der Einblasemühle (2) im Fördervolumenstrom (12) der Druck gemessen wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als proportionaler Parameter die Differenz zwischen dem in Förderrichtung vor dem Mahlraum (4, 22) gemessenen Druck und dem in Förderrichtung hinter dem Mahlraum (4, 22) gemessenen Druck ermittelt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Gasvolumenstroms im Mahlraum (4, 22) der Einblasemühle (2) gemessen wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmessung im Spalt (23) zwischen der lagerseitigen Außenfläche des Schlagrotors (5, 20) und dem angrenzenden Mühlengehäuse (14, 37) durchgeführt wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einregelung des gewünschten Betriebspunktes (74) mittels einer Fuzzy-Logik durchgeführt wird.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei einer Schlägermühle, einer Schlagradmühle oder einer Gebläseschlägermühle, insbesondere bei der Mahlung von Braunkohle, angewendet wird.
  14. Vorrichtung (42) zur Einstellung und Einregelung eines gewünschten Betriebspunktes (74) einer als vorzugsweise selbst ansaugende, mindestens einen Schlagrotor (5, 20) aufweisende und einem kohlebefeuerten Dampferzeuger (1, 54) zugeordnete Einblasemühle (2) ausgebildeten Mahltrocknungsanlage bei der Kohlemahlung, wobei die Vorrichtung (42) eine Regeleinrichtung (63, 63'), einen Regler (62) und eine Informationseinrichtung (64, 64') aufweist, mittels welcher der mit Kohlenstaub beaufschlagte Fördervolumenstrom (12) dadurch ermittelbar und durch Verstellung der Mühlendrehzahl (ω) auf den gewünschten Betriebspunkt (74) einregelbar ist, dass die Informationseinrichtung (64, 64') ein von einem den Fördervolumenstrom (12) oder den Druck eines Gasvolumenstroms detektierenden Messsensor (44) erhaltenes Messsignal in ein den jeweils aktuellen Fördervolumenstrom (12) repräsentierendes Ausgangssignal umwandelt und der Regeleinrichtung (63, 63') zuführt, die das erhaltene Signal bewertet und in Abhängigkeit vom Ergebnis der Bewertung dem die Mühlendrehzahl (ω) regelnden Regler (62) ein Drehzahlsteuerungssignal zuführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (42) eingerichtet ist, eine Drehzahlsteuerung oder Drehzahlregelung derart auszuführen, dass der Betriebspunkt (74) des Fördervolumenstroms (12) variierbar in einem zulässigen Wertebereich (70) liegt und in diesem Wertebereich (70) gehalten wird, wobei der Wertebereich (70) zwischen einer ersten Grenzlinie (66), die den maximalen Fördervolumenstrom (12) in Abhängigkeit von der relativen Last der Mühle (2) angibt, und einer zweiten Grenzlinie (68), die den minimalen Fördervolumenstrom (12) in Abhängigkeit von der relativen Last der Mühle (2) angibt, liegt, und wobei bei Überschreiten des Fördervolumenstroms (12) der ersten Grenzlinie (66) die Mühlendrehzahl (ω) reduziert und bei Unterschreiten der zweiten Grenzlinie (68) die Mühlendrehzahl (ω) erhöht wird.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Messsensor (44) in Förderrichtung vor einem Mahlraum (4, 22), und/oder hinter dem Mahlraum (4, 22) und/oder in dem Mahlraum (4, 22) der Einblasemühle (2) angeordnet ist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, das die Regeleinrichtung (63, 63') eine Fuzzy-Logik umfasst, insbesondere als Fuzzy-Regler (63') ausgebildet ist.
DE102010038291.4A 2010-07-22 2010-07-22 Verfahren und Vorrichtung zur Einregelung eines gewünschten Betriebspunktes einer Mahltrocknungsanlage Expired - Fee Related DE102010038291B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010038291.4A DE102010038291B4 (de) 2010-07-22 2010-07-22 Verfahren und Vorrichtung zur Einregelung eines gewünschten Betriebspunktes einer Mahltrocknungsanlage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010038291.4A DE102010038291B4 (de) 2010-07-22 2010-07-22 Verfahren und Vorrichtung zur Einregelung eines gewünschten Betriebspunktes einer Mahltrocknungsanlage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102010038291A1 DE102010038291A1 (de) 2012-01-26
DE102010038291B4 true DE102010038291B4 (de) 2015-07-30

Family

ID=45443592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010038291.4A Expired - Fee Related DE102010038291B4 (de) 2010-07-22 2010-07-22 Verfahren und Vorrichtung zur Einregelung eines gewünschten Betriebspunktes einer Mahltrocknungsanlage

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102010038291B4 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012108539B4 (de) * 2012-09-12 2014-04-03 Hitachi Power Europe Gmbh Kohlenstaubmühle mit Biomassevermahlungsbereich

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10100331A1 (de) * 2001-01-05 2002-07-18 Alstom Power Boiler Gmbh Mahleinrichtung und -Verfahren sowie Feuerungseinrichtung
DE102007062820A1 (de) * 2007-12-21 2009-08-06 Evonik Energy Services Gmbh Mühlenregelungssystem und Verfahren zum Betreiben einer Mühle

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10100331A1 (de) * 2001-01-05 2002-07-18 Alstom Power Boiler Gmbh Mahleinrichtung und -Verfahren sowie Feuerungseinrichtung
DE102007062820A1 (de) * 2007-12-21 2009-08-06 Evonik Energy Services Gmbh Mühlenregelungssystem und Verfahren zum Betreiben einer Mühle

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010038291A1 (de) 2012-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005040519B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Vermahlung von heißem und feuchtem Rohmaterial
DE102007062820A1 (de) Mühlenregelungssystem und Verfahren zum Betreiben einer Mühle
EP0979675B1 (de) Mahlanlage und Vefahren zur Vermahlung von Rohmaterialien
EP3336467A1 (de) Anlage mit einer prozesskammer für werkstücke
DE102009028913A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Behandeln von Tabak
EP3176527B1 (de) Kalzinieranlage und verfahren zum kalzinieren
EP4182281A1 (de) Gleichstrom-gegenstrom-regenerativ-schachtofen und verfahren zum brennen von karbonatgestein
WO2008036993A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur versorgung einer verbrennungsmaschine mit konditioniertem verbrennungsgas
DE102010038291B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Einregelung eines gewünschten Betriebspunktes einer Mahltrocknungsanlage
EP3546625B1 (de) Speisevorrichtung für einer karde
EP0165429B1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Mahlanlage sowie nach diesem Verfahren arbeitende Mahlanlage
EP0402941B1 (de) Transportluftregelung
EP2025408B1 (de) Verfahren und Anordnung zur Regelung des Mahltrocknungsprozesses einer Kohlenstaub-Ventilatormühle
DE102009031429A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Mahlen von körnigem Material
DE10100331B4 (de) Mühleneinrichtung und -Verfahren sowie Feuerungseinrichtung
DE1197734B (de) Verfahren und Vorrichtung zum Regeln einer Muehle mit Luftstromsichtung
DE102011055658B3 (de) Klinkerkühler und Verfahren zum Kühlen von Klinker
EP2643637B1 (de) Verfahren zur steuerung einer verbrennung in einem verbrennungskessel
DE4228913C2 (de) Verfahren und Anordnung zur Steuerung der Nachmühlentemperatur des Kohlenstaub-Rauchgas-Gemisches an einer Kohlenstaub-Ventilatormühle eines Dampfkessels
DE102008044709A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Fördern von Verbrennungsrückständen
DE19616901C2 (de) Verfahren zum Betrieb einer Kohlenstaub-Ventilatormühle für einen kohlenstaubgefeuerten Dampfkessel
EP3108132B1 (de) Verfahren zum betreiben einer gasturbinenanlage und dieselbe
CH682921A5 (de) Vorrichtung zum pneumatischen Speisen mindestens einer Faserverarbeitungsmaschine, z.B. Karde.
DE19853925A1 (de) Verfahren zur Regelung des Mahltrocknungsprozesses einer Kohlenstaub-Ventilatormühle sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
CN109909278B (zh) 一种污染土治理设备

Legal Events

Date Code Title Description
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R082 Change of representative

Representative=s name: VIERING, JENTSCHURA & PARTNER, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: MITSUBISHI HITACHI POWER SYSTEMS EUROPE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: HITACHI POWER EUROPE GMBH, 47059 DUISBURG, DE

Effective date: 20140319

R082 Change of representative

Representative=s name: VIERING, JENTSCHURA & PARTNER PATENT- UND RECH, DE

Effective date: 20140319

Representative=s name: VIERING, JENTSCHURA & PARTNER MBB PATENT- UND , DE

Effective date: 20140319

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee