DE4011006A1

DE4011006A1 - Verfahren zur kokstrockenkuehlung

Info

Publication number: DE4011006A1
Application number: DE4011006A
Authority: DE
Inventors: Horst Dungs; Horst Rest; Karl-Heinz Wollenhaupt; Robert Hoffmann
Original assignee: Still Otto GmbH
Current assignee: Thyssen Still Otto Anlagentechnik GmbH
Priority date: 1990-04-05
Filing date: 1990-04-05
Publication date: 1991-10-10
Also published as: KR910018521A; KR0170784B1; DE4011006C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.

Aus der DE 30 13 722 C2 ist ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt, wobei das Kühlmittelumlaufsystem zwei Dampftrommeln besitzt, die beide miteinander durch Rohrleitungen verbunden sind, und wobei das Kühlmittel in den Kühlwänden und den Dampftrommeln im Naturumlauf betrieben wird. Bei dieser Schaltung der Dampftrommel ist der Druck in beiden Dampftrommeln im wesentlichen identisch.

Beim Betrieb derartiger Anlagen mit in Hinblick auf die Elektrizitätserzeugung hohen Systemdrücken von z. B. mehr als 100 bar ergeben sich Siedetemperaturen des Kühlmittels von mehr als 300°C. Hierdurch wird die Temperaturdifferenz zwischen dem zu kühlenden Koks und den Kühlwänden erheblich verkleinert, so daß auch die aus dem Koks über die Kühlflächen abgeführten Wärmemengen geringer sind als bei den früher üblichen Dampfdrücken von ca. 15 bar.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, die aufgeführten Probleme zu beseitigen und die Wärmeübertragung auf die Kühlflächen zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale vorgesehen. Die Unteransprüche 2 bis 10 enthalten sinnvolle ergänzende Maßnahmen dazu.

Erfindungsgemäß wird also der Druck in den Kühlflächen und der zugehörigen Ausdehnungstrommel niedrig gehalten, und zwar in einem Bereich von etwa 5 bis 30 bar, vorzugsweise 10 bis 15 bar, während das übrige Abhitzesystem mit der zugehörigen zweiten Dampftrommel auf dem für die Erzeugung elektrischen Stromes günstigen sehr hohen Druck von 65 bis 120 bar, vorzugsweise ca. 100 bar, gehalten wird. Durch die Abtrennung der Kühlwände vom Hochdruckabhitzekessel besteht der Vorteil, daß die Drücke und damit die Temperaturen in den Kühlwänden frei gewählt werden können und optimal an den erforderlichen Temperaturverlauf der Koksschüttung angepaßt werden können.

Durch die größere Temperaturdifferenz zwischen abzukühlendem Koks und dem in den Kühlwänden angeordneten Kühlmedium wird die Wärmeleistung der Kühlwände wesentlich erhöht. Hierdurch kann auch die Koksaustrittstemperatur bei geringer Kühlgasumwälzmenge wesentlich gesenkt werden. Von Vorteil ist außerdem, daß das Gefahrenpotential der mit Niederdruck betriebenen Kühlwände gegenüber der Hochdruckvariante wesentlich vermindert wird.

Es ist insbesondere möglich, den für den Betrieb der Speisewasserentgasung erforderlichen niedrig gespannten Dampf direkt aus dem System der Kühlwände zu entnehmen. Eine aufwendige und teure Anzapfung der Turbine oder die Umwandlung von Hochdruckdampf kann hierdurch entfallen.

Der in der Trommel (II) erzeugte Nieder- bzw. Mitteldruckdampf kann auch nach Überhitzung direkt einer Turbine mit Seiteneinspeisung zugeführt werden.

Für größere Anlagen wird es als günstig angesehen, die in der Kühlkammer angeordneten Kühlflächen in einzelne Bereiche zu unterteilen, die an mit verschiedenen Drücken betriebene Trommeln angeschlossen sind. Zur Verringerung der Investitionskosten ist es weiterhin günstig, zur Beaufschlagung der mit verschiedenen Drücken betriebenen Trommeln nach dem Speisewasserentgaser eine mehrstufige Pumpe zu installieren, die mit den verschiedenen Anschlüssen bzw. Drücken gleichzeitig diese Trommeln speisen kann.

Die Kühlmittelkreisläufe der Trommeln können beide oder auch einzeln im Naturumlauf betrieben werden. Ebenso ist aber auch ganz oder teilweise ein Zwangsumlauf möglich. Als günstig hat es sich erwiesen, für den An- und Abfahrbetrieb das Kühlmittel zusätzlich mit einer Pumpe umzuwälzen.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten zwei Figuren beispielsweise näher erläutert.

Nach Fig. 1 wird der in dem Niederdrucksystem erzeugte Dampf nach einer Überhitzung in einem eigenen Überhitzer (29) im Niederdruckteil der HD-Turbine (20) eingespeist und im wesentlichen zur Energieerzeugung verwendet.

Nach Fig. 2 wird das Wasser aus dem Niederdrucksystem über eine Pumpe (15) direkt in die Hochdruckdampftrommel (I) gegeben.

Der Heißkoks aus den Koksofenkammern wird über den Kokseinlaß (1) in die Vorkammer (2) und von dort in die Kühlkammer (3) der Kokstrockenkühlanlage gegeben und gelangt über den Koksauslaß (4) mit einer Temperatur von ca. 200°C aus dem System. Das Kreislaufkühlgas wird nach Verlassen des Abhitzekessels (16) über die Leitung (7) nach entsprechender Entstaubung über den Einlaß (5) mit einer Temperatur von ca. 140°C unten in die Kühlkammer geleitet und gelangt nach Durchströmen des Kokses im Gegenstrom mit einer Temperatur von ca. 950°C über die Leitung (6) wieder zum Abhitzekessel (16).

In dem Abhitzekessel (16) wird ein Hochdruckdampf von ca. 100 bar und 500°C erzeugt, der in der Turbine (20) mit dem Generator (21) zur Erzeugung elektrischen Stromes dient. Aus der Turbine werden verschiedene Kondensat- und Dampfströme abgezogen. Der kälteste Strom gelangt über den Kondensator (22) und die Pumpe (12) zum Niederdruckerwärmer (23) und von dort in den Speisewasserentgaser (10). In dem Niederdruckerwärmer (23) wird das Speisewasser mit Hilfe von mit höherer Temperatur aus der Turbine (20) abgezogenem Kondensat (30) erwärmt, das anschließend über Leitung (31) ebenfalls zum Kondensator (22) gegeben wird. Zur Speisewasserentgasung dient bei der bisherigen Fahrweise ein mit einem Druck von ca. 3 bar aus der Turbine abgezogener Dampf. Nach der Erfindung kann hierzu ebenfalls ein aus der Niederdrucktrommel (II) über den Überhitzer (29) geleiteter Dampf auf ca. 10 bar und 200°C dienen (vgl. Fig. 1).

Zum Ausgleich von Verlusten kann über Leitung (27) zusätzlich Speisewasser auf den Speisewasserentgaser (10) gegeben werden. Mit dem Pfeil (26) ist angedeutet, daß der Speisewasserentgaser (10) in der Regel über eine Entlüftungsleitung mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Aus dem Entgaser (10) wird Speisewasser mit einem Druck von 1,1 bar und ca. 108°C über eine mehrstufige Pumpe (11) den beiden Trommeln (I) und (II) zugeführt. Nach Fig. 2 sind alternativ hierzu die beiden Pumpen (13) und (14) vorgesehen.

Die Trommel (II) ist als sogenannte Ausdehnungstrommel ausgebildet und über Hin- und Rücklauf mit den in der Kokstrockenkühlung angeordneten Kühlwänden (8) verbunden. Aus der Trommel (II) wird das Kühlmedium über den Überhitzer (29) im Abhitzekessel (16) abgezogen, so daß über Leitung (25) ein überhitzter Dampf zur weiteren Verwendung zur Verfügung steht. Nach der Ausführungsform nach Fig. 2 ist vorgesehen, daß das aus der Trommel (II) abgezogene Kühlmedium mit Hilfe der Pumpe (15) auf den Druck der Hochdrucktrommel (I) gebracht und direkt eingespeist wird. Der Zulauf für die Trommel (I) erfolgt ansonsten über die Hochdruckpumpen (11) bzw. (14) und den Speisewasservorwärmer (17).

Die Trommel (I) ist über Zu- und Abführungsleitungen mit den Kühlschirmen (9) in der Kühlkammer, dem Verdampfer (18) und Überhitzer (19) im Abhitzekessel verbunden. Aus dem Überhitzer (19) gelangt dann der Hochdruckdampf über Leitung (24) direkt in die Turbine (20).

Bezugszeichenliste

(1) Kokseinlaß
(2) Vorkammer
(3) Kühlkammer
(4) Koksauslaß
(5) Kühlgaseintritt
(6) Kühlgasaustritt aus der Kühlkammer
(7) Kühlgasaustritt aus dem Abhitzekessel
(8) Kühlwände
(9) Kühlschirme
(10) Speisewasserentgaser
(11) bis (15) Pumpen
(16) Abhitzekessel
(17) Speisewasservorwärmer
(18) Verdampfer
(19), (29) Überhitzer
(20) Hochdruckturbine
(21) Generator
(22) Kondensator
(23) Niederdruckerwärmer
(24) überhitzter Hochdruckdampf
(25) überhitzter Niederdruckdampf
(26) zur Entlüftungsleitung
(27) Speisewasserzugabe
(28) Niederdruckdampf
(30), (31) Kondensat
(I) Hochdruckdampftrommel
(II) Niederdruckausdehnungstrommel

Claims

1. Verfahren zur Kokstrockenkühlung in einer geschlossenen Kühlkammer unter Rückgewinnung der fühlbaren Wärme, wobei der Koks seine Wärme teils direkt an ein durch die Kühlkammern und ein Abhitzesystem im Kreislauf geführtes Kühlgas und teils indirekt über in der Kühlkammer angeordnete Kühlflächen an ein Kühlmittel abgibt und wobei das Kühlmittelumlaufsystem mindestens zwei Ausdehnungs- bzw. Dampftrommeln besitzt, und zwar eine Trommel (I) für das Abhitzesystem und eine zweite (II) für in der Kühlkammer angeordnete Kühlflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommeln mit unterschiedlichen Dampfdrücken gefahren werden und der Druck in der zu den oder einem Teil der Kühlflächen gehörenden Trommel (II) niedriger ist als der Druck in der zum Abhitzesystem gehörenden Trommel (I).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu den Kühlflächen gehörende Trommel (II) als Heißwassererzeuger mit einem der gewünschten Kühlflächentemperatur entsprechenden Systemdruck betrieben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (II) mit einem Innendruck von ca. 5 bis 30 bar, vorzugsweise 10 bis 15 bar, betrieben wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trommel (I) Hochdruckdampf - bevorzugt wird ein Druck von 65 bis 120 bar, vorzugsweise ca. 100 bar - erzeugt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Trommel (II) erzeugte Heißwasser bzw. Siedewasser mittels einer Pumpe in die Hochdrucktrommel (I) eingespeist wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der für den Betrieb der Speisewasserentgasung erforderliche niedrig gespannte Dampf direkt aus der Niederdrucktrommel (II) entnommen wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Kühlkammer angeordneten Kühlflächen in Einzelbereiche unterteilt und an mit verschiedenen Drücken betriebene Trommeln angeschlossen sind.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser aus dem Speisewasserentgaser über eine mehrstufige Pumpe gleichzeitig in die mit verschiedenen Drücken betriebenen Trommeln (I/II) gepumpt wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Trommel (II) erzeugte Nieder- bzw. Mitteldruckdampf überhitzt und anschließend einer Turbine mit Seiteneinspeisung zugeführt wird.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelkreisläufe der Trommel (II) und/oder der Trommel (I) im Naturumlauf betrieben werden.