DE19627626A1

DE19627626A1 - Dewatering process for brown coal for use in a power station boiler

Info

Publication number: DE19627626A1
Application number: DE1996127626
Authority: DE
Inventors: Karl Prof Dr Strauss
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-07-09
Filing date: 1996-07-09
Publication date: 1998-01-15

Abstract

In a process to reduce its water content, a bed of granulated brown coal (22) is subjected to a surface pressure below the maximum pressure used in the process, and is heated by condensing steam. The steam flow is then turned off, and the pressure is raised to a surface pressure of at least 20 MPa, and high enough to express water from the coal. The expressed water is used to preheat incoming brown coal prior to the first stage of the process. The steam used is obtained as a side stream of the steam fed to a power station turbine (1), and is fed either to the brown coal (22) or to a vessel containing expressed water to heat it further.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung des Wassergehaltes von wasserhaltiger, körniger Braunkohle unter Einwirkung von thermischer Energie und Druck auf das beetmäßig flächig verteilte Material.The invention relates to a method for reducing the water content of watery, granular brown coal under the influence of thermal Energy and pressure on the bed-like material.

Ein derartiges Verfahren ist in der Patentanmeldung PCT/EP95/03814 be schrieben. Es läuft darauf hinaus, daßSuch a method is described in patent application PCT / EP95 / 03814 wrote. It boils down to that

a) the brown coal a mechanically applied initial surface pressure suspended below the maximum occurring in the process Surface pressure is and at which the lignite thermal energy is supplied by water vapor, which condenses the brown coal warmed,
b) and then the surface pressure without further steam supply is increased far to at least 2.0 MPa, that in the heated Water contained in lignite is pressed out,
c) wherein before the supply of water vapor, the brown coal by Ab heat is preheated and as a waste heat source in the process an earlier run of hot water pressed out of the brown coal is used.

Die sich bei diesem Verfahren ergebenden erheblichen verfahrenstechnischen und energetischen Vorteile sind in der genannten Patentanmeldung dargelegt. Diese Vorteile lassen sich vor allem bei der Verbrennung von Braunkohle in Kraftwerken ausnutzen, in denen zur Verstromung von Braunkohle Turbi nen durch einen Wasserdampfstrom angetrieben werden.The considerable process engineering that results from this process and energetic advantages are set out in the aforementioned patent application. These advantages can be seen especially when burning lignite in power plants where turbi is used to generate electricity from lignite NEN are driven by a stream of water vapor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den für das eingangs geschilderte Verfahren erforderlichen Wasserdampf in der Weise zur Verfügung zu stellen, daß der Wirkungsgrad des Kraftwerksprozesses möglichst hoch wird und sich die Betriebsbedingungen für das Kraftwerk günstig gestalten. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß der Wasserdampf durch Ab zweigung eines Wasserdampfanteils aus einem Turbinen eines Kraftwerkes antreibenden Dampfstrom gewonnen wird, wobei der Wasserdampfanteil wahlweise der Braunkohle oder einem Behälter für das aus der Braunkohle ausgepreßte Heißwasser zu dessen weiterer Erwärmung zugeführt wird.The invention has for its object that for the above Process required water vapor in the manner available ensure that the efficiency of the power plant process is as high as possible and the operating conditions for the power plant are favorable. According to the invention, this is done in that the water vapor from Ab Branch of a water vapor component from a turbine of a power plant driving steam stream is obtained, the water vapor content either the brown coal or a container for that from the brown coal Squeezed hot water is fed to its further heating.

Durch die Abzweigung des Wasserdampfanteils aus dem die Turbinen des Kraftwerks antreibenden Dampfstrom ergibt sich eine günstige Quelle für den zur Erwärmung der Braunkohle erforderlichen Wasserdampfanteil, wodurch die für den Betrieb des Kraftwerkes erforderliche Erzeugung des Dampf stromes nur unwesentlich belastet wird, nämlich etwa in einer Größenord nung von 5%. Dabei wird der Effekt ausgenutzt, daß es sich bei dem Wasserdampfanteil um Wasserdampf handelt, der bereits durch den Antrieb der durchströmten Turbinen Energie abgegeben hat. Weiterhin läßt sich durch die wahlweise Zuführung des Wasserdampfanteils zu der Braunkohle zwecks Erhöhung von deren Temperatur oder zu dem Behälter für die Erwärmung des aus der Braunkohle ausgepreßten Heißwassers die Strömung des Wasserdampfanteils praktisch konstant halten, womit eine sonst mögliche stoßweise bzw. ungleichmäßige Anzapfung des Dampfstromes für den An trieb der Turbinen vermieden wird. By branching off the water vapor from which the turbines of the Power plant driving steam flow results in a favorable source for the required to heat the brown coal water vapor content, whereby the generation of steam required for the operation of the power plant current is only insignificantly burdened, namely about one order of magnitude of 5%. The effect is exploited that the Water vapor share is water vapor that is already generated by the drive the turbines through which it has given off energy. Furthermore, through the optional supply of the water vapor portion to the brown coal to raise their temperature or to the container for the Heating the hot water squeezed out of the lignite the current of the water vapor content practically constant, making an otherwise possible intermittent or uneven tapping of the steam flow for the on drive of the turbines is avoided.

Mit dem vorstehend geschilderten Verfahren läßt sich vor allem die Zufüh rung des Wasserdampfanteiles abwechselnd zu der Braunkohle und zu dem Behälter gestalten, wodurch stets ein Verbraucher für den Wasserdampfantell versorgt wird. Um darüberhinaus eine weitere Vergleichmäßigung zu erzie len, kann man den Wasserdampfanteil mindestens teilweise für die Erwär mung von Speisewasser für die Dampferzeugung im Kraftwerk verwenden. In diesem Falle läßt der Wasserdampfantell zum Ausgleich von momentan geringerem Bedarf für die Aufheizung der Braunkohle bzw. des Behälters ausnutzen.Above all, the feed can be achieved with the method described above The proportion of water vapor alternating with the brown coal and the Design containers, thereby always a consumer for the water vapor coat is supplied. To further educate a more equalization len, you can at least partially the water vapor content for the heating Use feed water to generate steam in the power plant. In this case, the water vapor compensation to compensate for the moment less need for heating the brown coal or the container exploit.

Eine günstige Stelle für die Abzweigung des Wasserdampfanteiles ergibt sich dann, wenn man diese hinter eine Hochdruckturbine und vor eine Zwi schenüberhitzung des Dampfstromes legt.There is a favorable place for the branching off of the water vapor portion if you put this behind a high pressure turbine and in front of a twin superheating of the steam flow.

Um den Druck des Wasserdampfanteiles demjenigen anzupassen, der für die Zuführung zur Braunkohle bzw. zu dem Behälter erforderlich ist, wird der Wasserdampfanteil vor seiner Zuführung zur Braunkohle bzw. zu dem Behälter zweckmäßig in einer Turbine entspannt. Der Wasserdampfanteil hat dann etwa das Druckniveau, das für die Zufuhr zu der Braunkohle erforder lich ist, nämlich etwa 2 MPa.In order to adapt the pressure of the water vapor proportion to that for the Feed to lignite or to the container is required Water vapor content before it is fed to the brown coal or to the Container expediently relaxed in a turbine. The water vapor content has then the pressure level required for the supply to the brown coal Lich, namely about 2 MPa.

In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.In the figure, an embodiment of the invention is shown.

Die Figur zeigt in prinzipieller Darstellung unter Verwendung von entspre chenden Symbolen den Antrieb eines mit Braunkohle befeuerten Kraftwerks mit der Hochdruckturbine 1, den Mitteldruckturbinen 2 und der Niederdruck turbine 3, an die der Kraftwerksgenerator 4 angeschlossen ist. Gespeist werden die Turbinen 1, 2 und 3 mit aus dem befeuerten Kessel 5 bezoge nem Heißdampf, der nach Verlassen des Kessels 5 von dem Überhitzer 6 auf die erforderliche hohe Temperatur, z. B. 560°C, gebracht wird. Dem Kessel 5 sind die Vorwärmer 10, die Speisepumpe 11, der Entgaser 12 und die beiden weiteren Vorwärmer 13 vorgeschaltet. Zwischen die Hochdruck turbine 1 und die Mitteldruckturbinen 2 ist der Zwischenüberhitzer 7 ge schaltet. Von den Mitteldruckturbinen 2 wird der hier bereits weitgehend entspannte Dampf über die Leitung 8 der Niederdruckturbine 3 zugeleitet.The figure shows in principle using appropriate symbols the drive of a lignite-fired power plant with the high-pressure turbine 1 , the medium-pressure turbines 2 and the low-pressure turbine 3 , to which the power plant generator 4 is connected. Are fed the turbines 1, 2 and 3 from the fired boiler 5 nem claim related superheated steam, which after leaving the boiler of the superheater 6 to the required high temperature, eg. 5 B. 560 ° C is brought. The preheater 10 , the feed pump 11 , the degasser 12 and the two further preheaters 13 are connected upstream of the boiler 5 . Between the high pressure turbine 1 and the medium pressure turbines 2 , the reheater 7 is switched ge. From the medium-pressure turbines 2 , the steam, which has already been largely expanded here, is fed via line 8 to the low-pressure turbine 3 .

Der die Niederdruckturbine 3 durchströmende Dampf wird dem Kondensator 9 zugeführt, womit sich dort ein Niederschlag von Wasser ergibt, das über die Vorwärmer 13 dem Wasserkreislauf wieder zugeführt wird.The steam flowing through the low-pressure turbine 3 is fed to the condenser 9 , which results in a precipitation of water which is fed back into the water cycle via the preheater 13 .

Bei dieser vorstehend beschriebenen Gestaltung handelt es sich um eine übliche bekannte Anordnung der Komponenten eines Dampfkraftwerks.This design described above is a Conventional known arrangement of the components of a steam power plant.

An die Hochdruckturbine 1 ist die Abzweigung 14 angeschlossen, die zu der Entspannungsturbine 15 führt, von der ein vergleichsweise kleiner Generator 16 angetrieben wird. Mit diesem Generator wird die von der Entspannungs turbine 15 abgegebene Energie ausgenutzt. In die Abzweigung 14 ist das Ventil 28 gelegt, mit dem sich das Abzweigen des Wasserdampfanteils jeweils einstellen läßt. Von der Entspannungsturbine 15 führt die Zuleitung 17 zu den beiden Ventilen 18 und 19, von denen das Ventil 18 den Zufluß von dem über die Abzweigung 14 zugeleiteten Wasserdampfanteil durch geschaltet oder gesperrt wird. Ist das Ventil 18 geöffnet, so gelangt der mittels der Entspannungsturbine 15 entspannte Wasserdampfanteil zu dem Behälter 20, dem in der weiter unten beschriebenen Weise Heißwasser zugeführt wird, das von der Vorrichtung 21 stammt, mit der beetmäßig verteilte Braunkohle 22 in einer Plattenpresse 23 erhitzt und ausgepreßt wird. Diesbezüglich wird auf die Offenbarung in der Patentanmeldung PCT/EP95/03841 verwiesen. Die Zuführung des Wasserdampfanteiles zu dem Behälter 20 erfolgt über die Düsen 24, die unterhalb des Niveaus 25 des Heißwassers im Behälter 20 angeordnet sind. Der Wasserdampfanteil kommt somit zur Erhitzung des Heißwassers voll zur Wirkung. Das Heißwasser stammt aus der Plattenpresse 23. Es wird über die Leitung 26 beim Aus pressen des Kohlebeets 22 mit der Plattenpresse 23 gewonnen und über die Leitung 26 und die Pumpe 27 dem Behälter 20 zugeführt.The branch 14 is connected to the high-pressure turbine 1 and leads to the expansion turbine 15 , from which a comparatively small generator 16 is driven. The energy emitted by the expansion turbine 15 is used with this generator. In the branch 14 , the valve 28 is placed, with which the branching of the water vapor content can be adjusted in each case. From the expansion turbine 15 , the feed line 17 leads to the two valves 18 and 19 , of which the valve 18 is switched or blocked by the inflow of the water vapor portion supplied via the branch 14 . If the valve 18 is opened, the water vapor portion expanded by means of the expansion turbine 15 reaches the container 20 , to which hot water, which comes from the device 21, is supplied in the manner described below, with which the lignite 22 distributed in beds is heated in a plate press 23 and is squeezed out. In this regard, reference is made to the disclosure in the patent application PCT / EP95 / 03841. The water vapor portion is supplied to the container 20 via the nozzles 24 , which are arranged below the level 25 of the hot water in the container 20 . The proportion of water vapor thus comes into full effect for heating the hot water. The hot water comes from the plate press 23 . It is obtained via line 26 when pressing the coal bed 22 with the plate press 23 and fed via line 26 and pump 27 to container 20 .

Der von der Entspannungsturbine 15 gelieferte Wasserdampfanteil kann auch über das Ventil 19 direkt zur Verwendung in der Plattenpresse 23 dieser zugeführt werden, und zwar bei Öffnung des Ventils 19 über die Zuleitung 29. Der Wasserdampfanteil dient dann im Rahmen des eingangs beschriebe nen Verfahrens dazu, unter Kondensation die Braunkohle zu erwärmen.The proportion of water vapor supplied by the expansion turbine 15 can also be fed via the valve 19 directly for use in the plate press 23 , namely when the valve 19 is opened via the feed line 29 . The water vapor portion then serves, within the scope of the process described above, to heat the brown coal under condensation.

Die beiden Ventile 18 und 19 lassen sich durch eine in diesem Zusammen hang nicht interessierende, bekannte Steuerung 31 wahlweise schalten, ins besondere abwechselnd schalten, so daß stets eine bestimmte Menge des Wasserdampfanteils entweder zu dem Behälter 20 oder direkt zu der Platten presse 23 gelangt. Hierdurch wird erreicht, daß der an der Hochdruckturbine 1 abgezapfte Wasserdampfanteil stets etwa in der gleichen Menge geliefert und verbraucht wird. Dabei ist es auch natürlich möglich, im Sinne einer Vergleichmäßigung dieser Abzapfung die beiden Ventile 18 und 19 über lappend zu schalten.The two valves 18 and 19 can be switched by a not relevant in this context, known control 31 selectively, in particular switch alternately, so that always a certain amount of water vapor content either to the container 20 or directly to the plate press 23 . This ensures that the water vapor portion tapped from the high-pressure turbine 1 is always supplied and consumed in approximately the same amount. It is of course also possible to switch the two valves 18 and 19 overlapping in order to make this tap even.

Darüberhinaus ist das Ventil 30 vorgesehen, das, wie die beiden anderen Ventile 18 und 19, an die Zuleitung 17 angeschlossen ist und es gestattet, von dem Wasserdampfanteil eine bestimmte Menge abzuzweigen und einem oder mehreren der Vorwärmer 10 und 13 (siehe gestrichelte Linie) und/oder dem Entgaser 12 zuzuführen. Diese besondere Abzweigung einer entspre chenden Menge des Wasserdampfanteils kann ebenfalls dazu verwendet werden, die Abzapfung von Wasserdampfanteil an der Hochdruckturbine 1 gleichmäßig zu gestalten, insbesondere in den Fällen, in denen über die Ventile 18 und 19 nicht eine ausreichende Menge Wasserdampfanteil abge nommen werden kann.In addition, the valve 30 is provided, which, like the other two valves 18 and 19 , is connected to the supply line 17 and allows a certain amount to be branched off from the water vapor component and one or more of the preheaters 10 and 13 (see dashed line) and / or to supply the degasser 12 . This particular branch of a corre sponding amount of the water vapor content can also be used to make the bleeding of water vapor content from the high-pressure turbine 1 uniform, particularly in cases in which a sufficient amount of water vapor content cannot be removed via the valves 18 and 19 .

In der Figur ist die für die Schaltung der Ventile 18, 19 und 30 vorgesehe ne Steuerung 31 eingezeichnet, die mit einer für den jeweiligen Betrieb des Kraftwerks gestalteten Programmierung versehen ist und dementsprechend die Ventile so schaltet, daß sich ein gleichmäßiges Abzapfen von Wasserdampf anteil an der Hochdruckturbine 1 ergibt.In the figure, the control 31 for the switching of the valves 18 , 19 and 30 is shown, which is provided with a programming designed for the respective operation of the power plant and accordingly switches the valves so that a uniform bleeding of water vapor proportion the high pressure turbine 1 results.

Claims

1. Process for reducing the water content of water-containing, granular lignite under the influence of thermal energy and pressure on the material distributed over the bed,

a) in which the lignite ( 22 ) is exposed to a mechanically applied initial surface pressure which is below the maximum surface pressure occurring in the process and in which the lignite is supplied with thermal energy by water vapor (HD), which heats the lignite under condensation,
b) and then, without further steam supply, the surface pressure is increased to at least 2.0 MPa to such an extent that the water contained in the heated lignite is pressed out,
c) the lignite being preheated by waste heat before the steam (HD) is fed in and the hot water pressed out of the lignite in the process is used as the waste heat source,

characterized in that the water vapor is obtained by branching off a portion of water vapor from a turbine ( 1 ) of a power station to the driving steam stream, the water vapor portion optionally being lignite ( 22 ) or a container ( 20 ) for the hot water pressed out of the lignite for further heating is fed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the water vapor portion alternately the lignite ( 22 ) and the container ( 20 ) is performed.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Water vapor content at least partially for heating food water is used for steam generation in the power plant.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the water vapor portion is branched off behind a high-pressure turbine ( 1 ) and before an intermediate overheating ( 7 ) of the steam stream.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the water vapor portion is expanded in a turbine ( 15 ) before it is fed to the lignite or to the container.