DE3729387C1

DE3729387C1 - Method for cold starting a steam generator

Info

Publication number: DE3729387C1
Application number: DE3729387A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Schmoch
Original assignee: Deutsche Babcock Werke AG
Current assignee: Deutsche Babcock Werke Energie und Umwelttechnik AG
Priority date: 1987-09-03
Filing date: 1987-09-03
Publication date: 1988-09-22

Abstract

For cold starting a steam generator, air that has been preheated in a steam-heated air heater is supplied to said generator on the flue-gas side, while the regenerative air heater is at first not running. The regenerative air heater is only put into operation when the temperatures of the storage masses on the air and flue gas sides of the regenerative air heater have approached one another to a degree that precludes any jamming of the storage masses.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kaltstart eines Dampferzeugers mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.The invention relates to a method for cold starting a steam generator with the features of the preamble of claim 1.

Um beim Anfahren eines Dampferzeugers Schäden an den verschiedenen Anlageteilen, insbesondere eine Verpuffung zu vermeiden, ist als automatische Sicherungseinrichtung eine sogenannte Kesselverriegelung vorgesehen. In diese Kesselverriegelung ist der rauchgasbeheizte Regenerativ-Luftvorwärmer mit relativ bewegten Speichermassen eingeschlossen. Dabei ist zwingend vorgeschrieben, daß der Regenerativ-Luftvorwärmer unmittelbar nach Öffnung der Luft- und Rauchgaswege in Betrieb zu setzen ist (Jahrbuch der Dampferzeugungstechnik, 1. Ausgabe, 1970, Vulkan-Verlag, Seite 128- 133; R. Dolezal, Dampferzeugung, Springer-Verlag 1985, Seite 280). Dadurch wird ein Verklemmen der drehenden Teile des Regenerativ-Luftvorwärmers auf Grund von temperaturbedingten Dehnungsunterschieden ausgeschlossen.In order to damage the various when starting a steam generator Parts of the system, especially to avoid deflagration, is to be avoided automatic safety device a so-called boiler lock intended. The flue gas heated is in this boiler lock Regenerative air preheater with relatively moving storage masses locked in. It is mandatory that the Regenerative air preheater immediately after opening the air and Flue gas ducts must be put into operation (yearbook of Steam generation technology, 1st edition, 1970, Vulkan-Verlag, page 128- 133; R. Dolezal, steam generation, Springer-Verlag 1985, page 280). This will jam the rotating parts of the Regenerative air preheater due to temperature-related Elongation differences excluded.

Es zeigte sich, daß die Temperatur der die Luftseite des Regenerativ-Luftvorwärmers verlassenden Luft nur zögernd ansteigt, wenn während des Anfahrvorganges der in Betrieb befindliche Regenerativ-Luftvorwärmer mit Luft beaufschlagt wird, die in dem mit Dampf beheizten Luftvorwärmer vorgewärmt ist. Es steht somit bei diesem Anfahrvorgang keine ausreichend vorgewärmte Luft zur Verfügung, um bei einer elektrischen Zündeinrichtung mit schwerem Heizöl anzufahren. Dadurch sind Zusatzeinrichtungen für leichtes Heizöl oder Gas erforderlich. Ist dem Rauchgasszug vor dem Regenerativ-Luftvorwärmer eine Anlage zur katalytischen Verminderung des Stickoxidgehaltes vorgeschaltet, so muß diese Anlage zur Vorbeugung gegen übermäßige Verschmutzung auf ein höheres Temperaturniveau vorgewärmt werden, was durch vorgewärmte Luft geschehen kann.It was found that the temperature of the air side of the Air leaving the regenerative air preheater increases only slowly, if the one in operation during the start-up process Regenerative air preheater is pressurized with air in the with Steam heated air preheater is preheated. It stands with this Starting process does not provide enough preheated air to to start with an electrical ignition device with heavy heating oil. This makes additional devices for light heating oil or gas required. Is the flue gas duct in front of the regenerative air preheater a plant for the catalytic reduction of the nitrogen oxide content upstream, this system must prevent excessive Pollution can be preheated to a higher temperature level can happen through preheated air.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Anfahrvorgang zu straffen und Energie für den Anfahrvorgang einzusparen.The invention has for its object to tighten the starting process and save energy for the start-up process.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved according to the invention in a generic method solved by the characterizing features of claim 1.

Die Erfindung sei an einem Ausführungsbeispiel und anhand des in der Zeichnung dargestellten Schemas erläutert.The invention is based on an embodiment and on the basis of the Drawing shown schematics explained.

Ein Dampferzeuger weist einen Feuerraum 1 auf, der in einen Rauchgaszug 2 übergeht. In dem Rauchgaszug 2 liegen Nachschaltheizflächen und gegebenenfalls eine Anlage 13 zur katalytischen Verminderung des Stickoxidgehaltes des Rauchgases. An den dargestellten Rauchgaszug 2 kann sich ein weiterer Rauchgaszug anschließen.A steam generator has a combustion chamber 1 which merges into a flue gas duct 2 . In the flue gas duct 2 there are secondary heating surfaces and optionally a system 13 for the catalytic reduction of the nitrogen oxide content of the flue gas. Another flue gas flue can follow the flue gas flue 2 shown.

Im stationären Zustand wird der Feuerraum 1 über Brenner insbesondere mit schwerem Heizöl oder Kohlenstaub befeuert. Ist eine Anlage 13 zur katalytischen Verminderung des Stickoxidgehaltes vorgesehen, so ist die Erfindung auch dann anwendbar, wenn ein anderer Brennstoff wie leichtes Heizöl oder Gas zum Einsatz kommt.In the stationary state, the combustion chamber 1 is fired by burners in particular with heavy fuel oil or coal dust. If a system 13 is provided for the catalytic reduction of the nitrogen oxide content, the invention can also be used if another fuel such as light heating oil or gas is used.

Zur Verbrennung des Brennstoffes wird dem Feuerraum 1 über eine Luftleitung 3 vorgewärmte Luft zugeführt. Im stationären Betrieb geschieht die Vorwärmung der Luft in einem mit Rauchgas beheizten Regenerativ-Luftvorwärmer 4, der mit Luftstutzen 5, 6 und Rauchgasstutzen 7, 8 versehen ist. Der eingangsseitig liegende Luftstutzen 5 des Regenerativ-Luftvorwärmers 4 ist mit einem Gebläse 9, und der austrittsseitig liegende Luftstutzen 6 ist mit der zu dem Feuerraum 1 führenden Luftleitung 3 verbunden. Der eintrittsseitige Rauchgasstutzen 8 ist über eine Rauchgasleitung 10 an den Rauchgaszug 2 angeschlossen. Der austrittsseitige Rauchgasstutzen 7 ist mit einem Kamin verbunden. Von dem austrittsseitigen Rauchgasstutzen 7 kann eine absperrbare Rezirkulationsleitung 11 zu der Saugseite des Gebläses 9 geführt sein.For combustion of the fuel, preheated air is supplied to the combustion chamber 1 via an air line 3 . In stationary operation, the air is preheated in a regenerative air preheater 4 heated with flue gas, which is provided with air connectors 5 , 6 and flue gas connectors 7 , 8 . The air nozzle 5 on the inlet side of the regenerative air preheater 4 is connected to a blower 9 , and the air nozzle 6 on the outlet side is connected to the air line 3 leading to the combustion chamber 1 . The inlet-side flue gas connector 8 is connected to the flue gas duct 2 via a flue gas line 10 . The outlet-side flue gas connector 7 is connected to a chimney. From the exit-side flue gas stub 7 a closable recirculation line 11 can be guided to the suction side of the blower. 9

Der Regenerativ-Luftvorwärmer enthält Speichermassen, die relativ zu den Luftstutzen 5, 6 und den Rauchgasstutzen 7, 8 rotieren. Der Regenerativ-Luftvorwärmer 4 kann feststehende Stutzen 5, 6, 7, 8 und einen die Speichermassen aufnehmenden Rotor oder rotierende Stutzen 5, 6, 7, 8 und einen feststehenden, die Speichermassen enthaltenen Kern aufweisen. Zwischen dem Gebläse 9 und dem eintrittsseitigen Luftstutzen 5 ist ein mit Dampf beheizter Luftvorwärmer 12 angeordnet. The regenerative air preheater contains storage masses which rotate relative to the air connections 5 , 6 and the flue gas connections 7 , 8 . The regenerative air preheater 4 can have fixed connecting pieces 5 , 6 , 7 , 8 and a rotor receiving the storage masses or rotating connecting pieces 5 , 6 , 7 , 8 and a fixed core containing the storage masses. A steam-heated air preheater 12 is arranged between the fan 9 and the air connector 5 on the inlet side.

Bei einem Kaltstart wird bei stillstehendem Regenerativ-Luftvorwärmer 4 über die Feuerungseinrichtung dem Dampferzeuger Luft zugeführt, die in dem mit Dampf beheizten Luftvorwärmer 12 vorgewärmt wird. Die Luft erwärmt unter Wärmeabgabe nacheinander die Speichermassen des Regenerativ-Luftvorwärmers auf der Luftseite, den Feuerraum 1 und den Rauchgaszug 2. Soll verfahrensbedingt ein höheres Temperaturniveau durch die Vorwärmung über den Luftvorwärmer 12 erreicht werden, so kann die Aufwärmung dadurch effektiver gestaltet werden, daß die angewärmte Luft von dem austrittsseitigen Rauchgasstutzen 7 über die Rezirkulationsleitung 13 wieder vor dem mit Dampf beheizten Luftvorwärmer 12 zugeführt wird. Sobald sich die Temperaturen der Speichermassen auf der durch die Luftstutzen 5, 6 vorgegebenen Luftseite und auf der durch die Rauchgasstutzen 7, 8 vorgegebenen Rauchgasseite des Regenerativ-Luftvorwärmers 4 bis auf eine Temperaturdifferenz angeglichen haben, bei der ein Verklemmen der Speichermassen durch Verziehen nicht mehr auftreten kann, wird der Regenerativ-Luftvorwärmer 4 in Betrieb genommen. Danach wird die Zündung des Brennstoffes im Feuerraum 1 bewirkt. Welche Temperaturdifferenz noch zulässig ist, um ein Verklemmen zu vermeiden, ist durch die konstruktive Ausbildung des Regenerativ-Luftvorwärmers 4 vorgegeben. Die zulässige Temperaturdifferenz kann zum Beispiel durch Vergleichsmessungen der Lufttemperaturen in dem Luftstutzen 6 und dem Rauchgasstutzen 8 überwacht werden.In the event of a cold start, with the regenerative air preheater 4 at a standstill, air is supplied to the steam generator via the firing device, which air is preheated in the air preheater 12 heated with steam. The air heats up the storage masses of the regenerative air preheater on the air side, the combustion chamber 1 and the flue gas duct 2 in succession while releasing heat. If, due to the process, a higher temperature level is to be achieved by preheating via the air preheater 12 , the heating can be made more effective by supplying the heated air from the flue gas outlet 7 on the outlet side via the recirculation line 13 before the air preheater 12 heated with steam. As soon as the temperatures of the storage masses on the air side specified by the air sockets 5 , 6 and on the flue gas connections 7 , 8 specified by the regenerative air preheater 4 have adjusted to a temperature difference at which jamming of the storage masses no longer occurs due to warping can, the regenerative air preheater 4 is put into operation. Then the ignition of the fuel in the combustion chamber 1 is effected. The constructive design of the regenerative air preheater 4 specifies which temperature difference is still permissible in order to avoid jamming. The permissible temperature difference can be monitored, for example, by comparative measurements of the air temperatures in the air connector 6 and the flue gas connector 8 .

Um die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verbundenen Vorteile aufzuzeigen, sei angenommen, die in dem mit Dampf beheizten Luftvorwärmer 12 vorgewärmte Luft werde über den in Betrieb befindlichen Regenerativ-Luftvorwärmer 4 dem Feuerraum 1 zugeführt. Die vorgewärmte Luft tritt durch den Luftstutzen 5 auf der Luftseite in den Regenerativ-Luftvorwärmer 4 ein und erwärmt zunächst die Speichermasse des Regenerativ-Luftvorwärmers 4, wobei sich die Luft abkühlt. Beim Durchströmen des zunächst noch kalten Dampferzeugers kühlt sich die Luft weiter ab und tritt mit dieser Temperatur durch den Rauchgasstutzen 8 auf der Rauchgasseite in den rotierenden Regenerativ-Luftvorwärmer ein. Da die Speichermassen des Regenerativ-Luftvorwärmers 4 bereits auf der Luftseite durch die vorgewärmte Luft aufgewärmt wurden, nimmt nun die abgekühlte Luft wieder Wärme aus den Speichermassen auf, wodurch sich diese abkühlen und durch die auf der Luftseite eintretende, vorgewärmte Luft wieder aufgeheizt werden. Damit geht der überwiegende Teil der von dem mit Dampf betriebenen Luftvorwärmer 12 aufgebrachten Wärme verloren und das Anwärmen des Feuerraumes 1 und des Rauchgaszuges 2 des Dampferzeugers nimmt eine verhältnismäßig lange Zeit in Anspruch. Steht jedoch gemäß der Erfindung der Regenerativ-Luftvorwärmer 4 während der Anwärmphase fest, so wird im Regenerativ-Luftvorwärmer 4 keine Wärme ausgetauscht und die Wärme kann vollständig zur Aufwärmung des Dampferzeugers verwendet werden.In order to demonstrate the advantages associated with the method according to the invention, it is assumed that the air preheated in the steam-heated air preheater 12 is fed to the combustion chamber 1 via the regenerative air preheater 4 in operation. The preheated air enters the regenerative air preheater 4 through the air nozzle 5 on the air side and first heats the storage mass of the regenerative air preheater 4 , the air cooling down. When flowing through the initially still cold steam generator, the air cools down further and enters the rotating regenerative air preheater at this temperature through the flue gas connector 8 on the flue gas side. Since the storage masses of the regenerative air preheater 4 have already been warmed up on the air side by the preheated air, the cooled air now absorbs heat again from the storage masses, as a result of which they cool down and are heated up again by the preheated air entering on the air side. The majority of the heat applied by the steam-operated air preheater 12 is thus lost and the heating of the combustion chamber 1 and the flue gas duct 2 of the steam generator takes a relatively long time. However, according to the invention, the regenerative air preheater 4 is stationary during the warming-up phase, so no heat is exchanged in the regenerative air preheater 4 and the heat can be used completely to heat the steam generator.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Anwärmphase beim Kaltstart verkürzt und die dabei auftretenden Energieverluste können gesenkt werden. Zum elektrischen Zünden von schwerem Heizöl steht sofort vorgewärmte Luft zur Verfügung, wodurch auf Gaszündbrenner verzichtet werden kann. Eine im Rauchgaspfad vor dem Regenerativ-Luftvorwärmer liegende Anlage zur katalytischen Verminderung des Stickoxidgehaltes kann vor der Inbetriebnahme auf eine erhöhte Temperatur gebracht werden. Die nicht emaillierten und damit korrosionsempfindlichen Bleche der Speichermassen des Regenerativ-Luftvorwärmers gelangen schneller über den Säuretaupunkt und verschmutzen daher weniger. Die Erfindung kann daher mit Vorteil eingesetzt werden zur Vorwärmung einer Anlage zur katalytischen Verminderung des Stickoxidgehaltes, die innerhalb einer Dampferzeugeranlage rauchgasseitig einem Regenerativ-Luftvorwärmer vorgeschaltet ist und/oder zum Kaltstart eines mit schwerem Heizöl oder Kohlenstaub befeuerten Dampferzeugers.By means of the method according to the invention, the heating phase during Cold start is shortened and the energy losses that occur can be lowered. For the electrical ignition of heavy heating oil instantly preheated air is available, causing gas pilot burners can be dispensed with. One in the flue gas path in front of the Regenerative air preheater system for catalytic The nitrogen oxide content can be reduced before commissioning brought to an elevated temperature. The not enamelled and thus corrosion-sensitive sheets of the storage masses of the Regenerative air preheaters reach the acid dew point faster and therefore pollute less. The invention can therefore be advantageous are used to preheat a catalytic system Reduction of the nitrogen oxide content within a Steam generator system on the flue gas side of a regenerative air preheater is connected upstream and / or to cold start one with heavy heating oil or coal dust fired steam generator.

Claims

1. A method for cold starting a steam generator which is equipped with a regenerative air preheater containing an air side, a flue gas side and relatively moving storage masses and with a steam heated air preheater, characterized in that when the regenerative air preheater is at a standstill the steam generator is heated on the flue gas side with steam Air preheater is supplied with preheated air and that the regenerative air preheater is only put into operation when the temperatures of its storage masses on the air side and the flue gas side have adjusted to an amount excluding jamming of the storage masses.

2. The method according to claim 1, characterized in that at stationary regenerative air preheater on its flue gas side leaving air to the steam-heated air preheater is returned.