DE102011016022A1

DE102011016022A1 - Mill drying device

Info

Publication number: DE102011016022A1
Application number: DE201110016022
Authority: DE
Inventors: Andreas Schmidt; Andreas Klein; Gerhard Ruff
Original assignee: Steag Energy Services GmbH; Steag Power Saar GmbH; EnBW Energie Baden Wuerttemberg AG
Current assignee: Steag Energy Services GmbH
Priority date: 2011-04-04
Filing date: 2011-04-04
Publication date: 2012-10-04
Also published as: EP2508800A2; EP2508800A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Mahltrocknung für einen mit gemahlener Steinkohle zu befeuernden Dampferzeuger eines Kraftwerks, mit einer der Kohlemühle (4) vorgeschalteten Einrichtung (9cknenden und zu dem Dampferzeuger transportierenden Luftstroms, die einen Wärme aus den Verbrennungsgasen des Dampferzeugers oder/und entspanntem Turbinendampf auskoppelnden Wärmetauscher (10–12) zur Erwärmung des Luftstroms aufweist. Erfindungsgemäß umfasst die der Kohlemühle (4) vorgeschaltete Einrichtung (9) ferner eine dem Luftstrom (17) zusätzlich Wärme zuführende Brennereinrichtung (14).The invention relates to a device for mill drying for a steam generator of a power plant to be fired with ground hard coal, with a device (9cknenden upstream of the coal mill (4) and transporting it to the steam generator, which uncouples heat from the combustion gases of the steam generator and / or relaxed turbine steam According to the invention, the device (9) upstream of the coal mill (4) further comprises a burner device (14) which additionally supplies heat to the air flow (17).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Mahltrocknung für einen mit gemahlener Steinkohle zu befeuernden Dampferzeuger eines Kraftwerks, mit einer der Kohlemühle vorgeschalteten Einrichtung zur Erzeugung eines die gemahlene Steinkohle trocknenden und zu dem Dampferzeuger transportierenden Luftstroms, die einen Wärme aus den Verbrennungsgasen des Dampferzeugers oder/und entspanntem Turbinendampf auskoppelnden Wärmetauscher zur Erwärmung des Luftstroms aufweist.The invention relates to a device for grinding drying for a ground coal to be fired steam generator of a power plant, with a coal mill upstream device for producing a milled hard coal and transporting to the steam generator air stream, the heat from the combustion gases of the steam generator and / or relaxed Turbine steam decoupling heat exchanger for heating the air flow has.

Der im Rahmen der Mahltrocknung erzeugte, durch die Kohlemühle tretende Luftstrom höherer Temperatur trocknet die gemahlene Steinkohle und transportiert sie von der Kohlemühle zum Brenner des Dampferzeugers. Je nach Feuchtegehalt der Kohle ist eine bestimmte Mindesttemperatur im Luftstrom erforderlich, um die Kohle ausreichend trocknen und dadurch die gemahlene Kohledurchsatzmenge transportieren zu können.The produced during the grinding drying, passing through the coal mill air flow higher temperature dries the ground coal and transported it from the coal mill to the burner of the steam generator. Depending on the moisture content of the coal, a certain minimum temperature in the air stream is required in order to sufficiently dry the coal and thereby be able to transport the ground coal throughput.

In der Regel sind die Vorwärmeinrichtungen in den Steinkohlekraftwerken entsprechend einem bestimmten Feuchtegehaltsbereich dimensioniert, der sich bei langfristiger Verwendung von Kohle aus denselben Lagerstätten kaum ändert.In general, the preheaters in the coal-fired power plants are dimensioned according to a certain moisture content range, which hardly changes with long-term use of coal from the same deposits.

Mit der Ablösung einheimischer Steinkohle durch Importkohle wird es zunehmend erforderlich, Kohle mit höheren Feuchtegehalten zu verfeuern. Bei höherem Feuchtgehalt nicht angepasster Dimensionierung der Vorwärmeinrichtung kommt es infolge unzureichender Trocknung u. a. durch eine daraus resultierende Verminderung der möglichen Kohledurchsatzmengen zu einer Verringerung der maximalen Kraftwerksleistung.With the replacement of indigenous hard coal by imported coal, it is increasingly necessary to burn coal with higher moisture contents. At higher moisture content unsuited dimensioning of the preheater occurs due to insufficient drying u. a. by a consequent reduction of the possible coal flow rates to a reduction of the maximum power plant output.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zur Mahltrocknung zu schaffen, die bei geringem Bauaufwand die Verarbeitung von Steinkohle in einem großen Feuchtegehaltsbereich ermöglicht.The invention has for its object to provide a new device of the type mentioned for grinding drying, which allows the processing of hard coal in a large moisture content range with low construction costs.

Die diese Aufgabe lösende Vorrichtung zur Mahltrocknung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die der Kohlemühle vorgeschalteten Einrichtung ferner eine dem Luftstrom zusätzlich Wärme zuführende Brennereinrichtung umfasst.The apparatus for grinding drying according to the invention which achieves this object is characterized in that the device preceding the coal mill further comprises a burner device which additionally supplies heat to the air flow.

Vorteilhaft lässt sich eine solche Brennereinrichtung leicht in eine bestehende Mahltrocknungsanlage integrieren. Die Brennereinrichtung kann bei Bedarf flexibel in dem jeweils erforderlichen Umfang ergänzend genutzt werden.Advantageously, such a burner device can be easily integrated into an existing mill drying plant. If necessary, the burner device can be used flexibly to the extent required in each case.

Während es möglich wäre, die Brennereinrichtung in Strömungsrichtung vor den Wärmetauschern zu installieren, ist sie in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zwischen der Kohlemühle und den ggf. bereits vorhandenen Wärmetauschern angeordnet.While it would be possible to install the burner device in the flow direction in front of the heat exchangers, it is arranged in a preferred embodiment of the invention between the coal mill and the possibly existing heat exchangers.

Die Brennereinrichtung ist zweckmäßig im Abstand zu der Kohlemühle angeordnet, um eine gleichmäßige Temperaturverteilung über den Kanalquerschnitt zu erzielen und eine Entzündung der gemahlenen Kohle im Bereich der Kohlemühle auszuschließen.The burner device is expediently arranged at a distance from the coal mill in order to achieve a uniform temperature distribution over the channel cross-section and to preclude ignition of the ground coal in the coal mill area.

Die Brennereinrichtung kann vor oder hinter der Einmündung eines die Wärmetauscher umgehenden Bypasskanals für Kaltluft angeordnet sein.The burner device may be arranged in front of or behind the junction of a bypass duct for cold air bypassing the heat exchanger.

Während es möglich wäre, die Brennereinrichtung getrennt von dem Luftstrom anzuordnen und in den Luftstrom ein durch die Brennereinrichtung erzeugtes heißes Gas einzuführen, ist in einer bevorzugten Ausführungsform die Brennereinrichtung zur Erzeugung einer Brennerflamme direkt in dem Luftstrom vorgesehen.While it would be possible to locate the burner means separate from the airflow and introduce into the airflow a hot gas produced by the burner means, in a preferred embodiment the burner means is provided for generating a burner flame directly in the airflow.

Vorzugsweise ist die Brennereinrichtung derart ausgebildet, dass sie für eine über den Strömungsquerschnitt homogene Erwärmung des Luftstroms sorgt, wobei die Brennereinrichtung zweckmäßig über den Strömungsquerschnitt verteilt eine Vielzahl von Brennerflammen erzeugt. Es ließe sich aber auch ein Kanalbrenner mit einer Einzelflamme verwenden, insbesondere dann, wenn in Strömungsrichtung hinter dem Brenner geeignete Mischer, wie z. B. Lochbleche, zur Homogenisierung der Temperatur angeordnet werden.Preferably, the burner device is designed such that it ensures homogeneous heating of the air stream over the flow cross section, wherein the burner device expediently generates a multiplicity of burner flames distributed over the flow cross section. However, it would also be possible to use a duct burner with a single flame, in particular if, downstream of the burner, suitable mixers, such as, for example, are used in the flow direction. As perforated plates, are arranged for homogenization of the temperature.

Bei der Brennereinrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine mit Gas oder Öl, insbesondere Erdgas oder/und Heizöl, betriebene Einrichtung.The burner device is preferably a device operated with gas or oil, in particular natural gas and / or fuel oil.

Die Brennstoffmenge kann zur Regelung der Luftstromtemperatur variierbar sein.The amount of fuel can be varied to control the air flow temperature.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der beiliegenden, sich auf eines dieser Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:The invention will be explained below with reference to embodiments and the accompanying, relating to one of these embodiments drawings. Show it:

1 eine Vorrichtung nach der Erfindung in schematischer Darstellung, und 1 a device according to the invention in a schematic representation, and

2 eine in der Vorrichtung von 1 erfindungsgemäß verwendete Brennereinrichtung. 2 one in the device of 1 Burner device used in the invention.

Ein Brenner 1 eines (im übrigen nicht gezeigten) Dampferzeugers eines Steinkohle verfeuernden Kraftwerks steht in Verbindung mit einem Primärluftkanal 2 und einem Sekundärluftkanal 3. Der Primärluftkanal 2 leitet in den Brenner 1 einen Luftstrom, der in einer Kohlemühle 4 die aufgegebene Steinkohle trocknet und die gemahlene Steinkohle transportiert. Der Sekundärluftkanal 3 führt dem Brenner 1, d. h. der Feuerung des Dampferzeugers lediglich die zusätzlich erforderliche Verbrennungsluft zu.A burner 1 a (not shown otherwise) steam generator of a hard coal-burning power plant is in communication with a primary air duct 2 and a secondary air channel 3 , The primary air channel 2 leads into the burner 1 a stream of air in a coal mill 4 The abandoned hard coal dries and transports the ground coal. The secondary air channel 3 leads the burner 1 , ie the firing of the steam generator only the additional required combustion air.

Ein Gebläse 5 erzeugt einen Ausgangsluftstrom, der sich bei 6 auf den Primärluftkanal 2 und den Sekundärluftkanal 3 verteilt. Der gegenüber dem Teilstrom im Sekundärluftkanal 3 geringere Teilstrom im Primärluftkanal 2 gelangt über eine Luftklappe 7 und ein weiteres Gebläse 8 in eine Vorwärmeinrichtung 9, der Teilstrom im Sekundärluftkanal 3 wird der Vorwärmeinrichtung 9 unmittelbar zugeführt. Ein dem Gebläse 8 entsprechendes Gebläse könnte auch direkt Umgebungsluft ansaugen.A fan 5 generates an outlet airflow that occurs at 6 on the primary air channel 2 and the secondary air channel 3 distributed. The opposite the partial flow in the secondary air duct 3 lower partial flow in the primary air duct 2 passes through an air damper 7 and another blower 8th in a preheating device 9 , the partial flow in the secondary air duct 3 becomes the preheater 9 fed directly. A the blower 8th corresponding blower could also directly suck in ambient air.

Die Vorwärmeinrichtung 9 umfasst Wärmetauscher 10 und 11, die Restwärme aus den Kraftwerksturbinen austretenden Dampfes auf die Luftströme im Primärluftkanal 2 und Sekundärluftkanal 3 übertragen. Die Vorwärmeinrichtung 9 umfasst ferner Wärmetauschereinrichtungen 12, welche aus Verbrennungsgasen 13 des Dampferzeugers ausgekoppelte Wärme zur weiteren Vorwärmung der Luftströme in den Kanälen 2, 3 nutzen.The preheating device 9 includes heat exchangers 10 and 11 , the residual heat from the power plant turbines exiting steam on the air streams in the primary air duct 2 and secondary air duct 3 transfer. The preheating device 9 further includes heat exchanger means 12 derived from combustion gases 13 the steam generator decoupled heat to further preheat the air flows in the channels 2 . 3 use.

Im Primärluftkanal 2 ist zur weiteren Wärmezuführung zusätzlich eine Brennereinrichtung 14 vorgesehen, die zwischen den Wärmetauschereinrichtungen 12 und der Kohlemühle 4 im Abstand von der Kohlemühle angeordnet und weiter unten näher beschrieben ist. Ein vor der Vorwärmeinrichtung 9 abzweigender Bypasskanal 25 für Kaltluft mit einer Luftregelklappe 15 mündet in Strömungsrichtung vor der Brennereinrichtung 14 wieder in den Primärluftkanal 2 ein. Wie durch eine Strichlinie 26 angedeutet ist, könnte die Einmündung in Strömungsrichtung auch hinter der Brennereinrichtung 14 vorgesehen sein.In the primary air channel 2 is for further heat supply additionally a burner device 14 provided between the heat exchanger devices 12 and the coal mill 4 arranged at a distance from the coal mill and described in more detail below. One in front of the preheating device 9 branching bypass channel 25 for cold air with an air control flap 15 opens in the flow direction in front of the burner device 14 back into the primary air channel 2 one. Like a dashed line 26 is hinted, the confluence in the flow direction could also behind the burner device 14 be provided.

Zwischen Brennereinrichtung 14 und der Wärmetauschereinrichtung 12 ist im Primärluftkanal 2 eine Heißluftregelklappe 16 vorgesehen. Ein Absperrschieber vor der Kohlemühle 4, die sog. Mühlenschnellschlussklappe, ist nicht gezeigt.Between burner device 14 and the heat exchanger device 12 is in the primary air channel 2 a hot air control flap 16 intended. A gate valve in front of the coal mill 4 , the so-called. Mühlenschnellschlussklappe is not shown.

2 zeigt einen die Brennereinrichtung 14 umfassenden Abschnitt des Primärluftkanals 2, durch den ein durch die Wärmetauschereinrichtung 10, 12 bereits erwärmter, durch einen Pfeil 17 angedeuteter Luftstrom fließt. In den Primärluftkanal 2 ragen senkrecht zur Kanalachse 18 mehrere Brennerrohre 19 mit Brennerdüsen 20 hinein, so dass über den Querschnitt des Primärluftkanals 2 verteilt eine Vielzahl von Brennerflammen 21 gebildet ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel strömt gemäß Pfeil 22 in die Brennerrohre 19 ein Brenngas, insbesondere Erdgas. 2 shows a burner device 14 comprehensive section of the primary air channel 2 through which a through the heat exchanger device 10 . 12 already warmed up, by an arrow 17 indicated air flow flows. Into the primary air channel 2 protrude perpendicular to the channel axis 18 several burner tubes 19 with burner nozzles 20 into it, so over the cross section of the primary air channel 2 distributes a variety of burner flames 21 is formed. In the embodiment shown flows according to arrow 22 in the burner tubes 19 a fuel gas, especially natural gas.

Eine der Brennereinrichtung 14 nachgeschaltete Venturidüse 24 misst die durch den Primärluftkanal 2 fließende Luftmenge.One of the burner device 14 downstream Venturi nozzle 24 measures those through the primary air channel 2 flowing air.

Im Kraftwerksbetrieb sorgt die Vorwärmeinrichtung 9 für eine effiziente Verbrennung der gemahlenen Steinkohle im Brenner 1 des Dampferzeugers. Dem durch die Heißluftregelklappe 16 regelbaren Luftstrom im Primärluftkanal 2 kommt insbesondere die Funktion zu, die gemahlene Kohle zu trocknen und von der Kohlemühle 4 zum Brenner 1 zu transportieren.In power plant operation, the preheating device provides 9 for an efficient combustion of the ground coal in the burner 1 of the steam generator. The through the hot air control flap 16 adjustable air flow in the primary air duct 2 In particular, the function is to dry the ground coal and the coal mill 4 to the burner 1 to transport.

Ob der Luftstrom dieser Funktion gerecht werden kann, hängt bei gegebenem Feuchtegehalt der Steinkohle wesentlich von seiner Temperatur ab. Mit zunehmendem Feuchtegehalt der Steinkohle erhöht sich die erforderliche Luftstromtemperatur.Whether the air flow can do justice to this function depends significantly on its temperature for a given moisture content of the hard coal. As the moisture content of the coal increases, the required airflow temperature increases.

Solange der Feuchtegehalt der Steinkohle und die im Primärluftkanal zu transportierende Luft- und Kohlemenge so gering sind, dass die Wärmetauschereinrichtungen 10, 12 zur Erzeugung der erforderlichen Luftstromtemperatur im Primärluftkanal 2 ausreichen, kann die Brennereinrichtung 14 außer Betrieb bleiben.As long as the moisture content of the coal and the air and coal to be transported in the primary air duct are so small that the heat exchanger devices 10 . 12 for generating the required airflow temperature in the primary air duct 2 can be enough, the burner device 14 stay out of service.

Wenn, selbst bei geschlossener Luftklappe 15 die erforderliche Luftstromtemperatur nicht mehr erreicht wird, lässt sich die erforderliche Luftstromtemperatur durch Zuschaltung der Brennereinrichtung 14 einregeln, wobei je nach Feuchtegehalt und Kohledurchsatzmenge zum Erreichen der erforderlichen Luftstromtemperatur eine mehr oder weniger große Gas- oder Ölmenge zu verbrennen ist. Die Regelung der Temperatur des Luftstroms kann also über die Brennstoffzufuhr zur Brennereinrichtung 14 erfolgen.If, even with the air damper closed 15 the required air flow temperature is no longer reached, the required air flow temperature can be achieved by connecting the burner device 14 adjust, depending on the moisture content and coal flow rate to achieve the required air flow temperature is a more or less large amount of gas or oil to burn. The regulation of the temperature of the air flow can therefore via the fuel supply to the burner device 14 respectively.

Claims

Apparatus for grinding drying for a steam generator of a power plant to be fired with ground coal, with a coal mill ( 4 ) upstream device ( 9 ) for producing an air stream drying the ground hard coal and transporting it to the steam generator, the heat exchanging heat from the combustion gases of the steam generator or / and from relaxed turbine steam ( 10 - 12 ) for heating the air stream ( 17 ), characterized in that the coal mill ( 4 ) upstream device ( 9 ) further a the air flow ( 17 ) additionally heat-supplying burner device ( 14 ).

Apparatus according to claim 1, characterized in that the burner device ( 14 ) between the coal mill ( 4 ) and the heat exchanger device ( 9 ) is arranged.

Apparatus according to claim 2, characterized in that the burner device ( 14 ) at a distance to the coal mill ( 4 ) is arranged.

Device according to one of claims 2 or 3, characterized in that the burner device ( 14 ) in the flow direction in front of or behind the junction of one of the heat exchanger devices ( 10 - 12 ) bridging bypass channel ( 25 ) is arranged.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the burner device for generating a hot air supplying the air flow of hot gas, in particular for generating a burner flame ( 21 ) is provided directly in the air flow.

Apparatus according to claim 5, characterized in that the burner device ( 14 ) is designed for homogeneous heating of the air flow.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the burner device ( 14 ) for producing a multiplicity of burner flames distributed over the flow cross section (US Pat. 21 ) or a single flame is provided.

Apparatus according to claim 7, characterized in that the individual flame is a mixer, for. B. perforated plate, is followed by the homogenization of the temperature.

Device according to one of claims 5 to 8, characterized in that the burner device ( 14 ) is intended for the combustion of gas and / or oil.

Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the burner device ( 14 ) Means for homogenizing the air flow, in particular a perforated plate ( 23 ), upstream.

Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that means for regulating the temperature of the coal mill ( 4 ) passing through the air stream in the burner apparatus ( 14 ) are provided burned amount of fuel.