DE3111011A1

DE3111011A1 - Dampfkraftanlage mit dampfturbine

Info

Publication number: DE3111011A1
Application number: DE19813111011
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Ing. 1130 Wien Hejl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-03-21
Filing date: 1981-03-20
Publication date: 1982-02-18
Also published as: AT377578B; ATA152880A

Description

Dampfkraftanlage mit Dampfturbine
Die Erfindung betrifft eine Dampfkraftanlage mit Dampferzeuger (Kessel) und Dampfturbine sowie Kesselspeisewasser- und Verbrennungsluftvo rwärmung.
Bei Dampfkraftanlagen zur Erzeugung mechanischer bzw.
elektrischer Energie aus Brennstoffwärme, bei welchen zur Dampferzeugung ein Dampfkessel und zur Energieumwandlung eine Dampfturbine als Hauptaggregate vorgesehen sind, ist es bekannt, zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Anlage Vorwärmeinrichtungen für die Verbrennungsluft und das Kesselspeisewasser vorzusehen.
Es ist allgemeiner Stand der Technik, die Verbrennungsluft über eine Heizfläche oder einen Vorwärmer durch die Verbrennungsgase, d.h. die Rauchgase des Kessels vor deren Ableitung ins Freie vorzuwärmen. Hieraus ergibt sich zufolge der höheren Lufttemperatur eine erhöhte Verbrennungsqualität sowie zufolge der Abkühlung der Rauchgase eine erhöhte Wärmenutzung und Wirkungsgradverbesserung des Dampferzeugers.
Ein großer Teil des der Turbine zugeführten Dampfes wird nach seiner Expansion in einem Kondensator durch Kühlwasser kondensiert und fällt daher als relativ kaltes Kondensat an, welches (im Regelfall) vor der Rückspeisung in den Kessel durch Anzapfdampf aus der Turbine in mehreren Stufen vorgewärmt wird. Da dieser Anzapfdampf in der Turbine ebenfalls Nutzenergie er- zeugt und sich überdies durch die höhere Speisewassertemperatur vor dem Eintreten in den Kessel ein geringerer Brennstoffaufwand für die Dampferzeugung ergibt, verbessert diese regenerative Speisewasservorwärmung den Prozeßwirkungsgrad.
Bei einem normalen Dampfprozeß bedingt Jedoch diese regenerative Speisewasservorwärmung, daß die Rauchgase des Kessels nur durch Wärmeabgabe auf die kalte Verbrennungsluft auf die in Hinblick auf einen guten Kesselwirkungsgrad erforderliche Temperatur abgekühlt werden können.
Die Erfindung besteht darin, daß eine teilweise Vorwärmung der Verbrennungsluft durch Turbinenanzapfdampf ?der niedrigsten Druckstufen vorgenommen wird und die Abkühlung der Rauchgase des Dampferzeugers (Kessels) durch teilweise Vorwärmung des Kesselspeisewassers erfolgt.
Zur Verdeutlichung des Erfindungsgedankens ist in der Zeichnung die Schaltung eines Dampfkraftprozesses in der bekannten und in der erfindungsgemäßen Weise einander gegenüber gestellt.
In Fig. 1 ist die bisher übliche Schaltung eines Dampfkraftprozesses mit beispielsweise fünfstufiger Speisewasservorwärmung und Erhitzung der Verbrennungsluft durch die Rauchgase des Kessels schematisch dargestellt.
Der Dampfkessel 1 versorgt die Turbine 2 mit hochgespanntem Heißdampf, wobei die Maschine 3 angetrieben wird. Der Abdampf der Turbine 2 wird über einen Kondensator 4, eine Kondensatpumpe 5,einen Vakuumvorwärmer 6 sowie über zwei Niederdruckvorwärmer 7 und 8 einem Mischvorwärmer 9 zugeführt und von diesem über eine Pumpe 10 und den Hochdruckvorwärmer 11 dem Kessel zugeleitet. Zur Energieversorgung der Vorwärmer 6, 7, 8, 9 und 11 werden in ansteigender Druckfolge Turbinenanzapfdampfströme verwendet, wobei der diesen Strömen innewohnende Energiewert für die Vorwärmer 7 und 8 in der Zeichnung durch die Breite der grafischen Darstellung angedeutet ist.
Die erfindungsgemäße Schaltung ist in Fig. 2 dargestellt. Es wird bei der erfindungsgemäßen Lösung der Speisewasservorwärmer 8 in den Rauchgasstrom verlegt ;und' eine Teilvorwärmung der Verbrennungsluft in den dampfbeheizten zusätzlichen Verbrennungsluftvorwärmern 13, 13' vorgenommen.
Während die erfindungsgemäße Schaltung die Wärmebilanz des Dampferzeugers naturgemäß nicht verändert, ergibt sich jedoch eine Verschiebung der Anzapfdampfentnahme aus der Turbine in Richtung zu niedrigeren Druckstufen.
Die Dampfstromaufteilung ist gleichfalls durch die Strichbreitç der Anzapfdampfleitungen zu Speisewasservorwärmer 7 und Verbrennungsluftvorwärmer 13, 13' dargestellt. Der erfindungsgemäße Vorteil wird unmittelbar dadurch ersichtlich, daß nach Fig. 2 über die Turbine zufolge ihrer verbesserten Dampfausnützung eine auch höhere Energieausnützung erfolgt, ohne daß dem Dampferzeuger mehr Energie in Form von Brennstoffwärme zugeführt werden müßte.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß am kalten Ende der Heizfläche des rauchgasbeheizten Luftvorwärmers 12 Taupunktskorrosionen nicht mehr auftreten können und somit bei der Verfeuerung schwefelhaltiger Brennstoffe diese betriebsgefährdende Korrosionsart an dieser Stelle ausgeschaltet ist, zu deren Verhinderung es bisher nötig war, die Kaltluft mittels Dampf, auch Turbinenanzapfdampf, ohne den Vorteil der vollständigen Rauchgasabkühlung vorzuwärmen.
Es ist für den Gegenstand der Erfindung grundsätzlich ohne Belang, ob der rauchgasbeheizte Luftvorwärmer als regenerative Heizfläche, beispielsweise als tJungström-Luftvorwärmer, oder als rekuperative Heizfläche, z.B.
als'Röhren- oder Taschenluftvorwärmer, ausgebildet ist.
2 Figuren 3 Patentansprüche

Claims

PatentansprUche 4yDampfkraftanlage mit Dampferzeuger und Dampfturbine sowie Kesselspeisewasser- und Verbrennungsluftvorwärmung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine teilweise Vorwärmung der Verbrennungsluft durch Turbinenanzapfdampf der niedrigsten Druckstufen vorgenommen wird und die Abkühlung der Rauchgase des Dampferzeugers (Kessels) durch teilweise Vorwärmung des Kesselspeisewassers erfolgt.
2. Dampfkraftanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Niederdruckspeisewasservorwärmer (8) vom Rauchgasstrom (15) beheizt ist.

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3. Dampfkraftanlage nach Anspruch 1 oder 2, d a -d u r c h g e k e n n z ei c h n e t , daß mindestens einer der Verbrennungsluftvorwärmer (13) mit Turbinenanzapfdampf niedrigerer Druckstufen beheizt ist.