DE4013484C2 - Verfahren und Anlage zur Minderung von Schadgasemissionen bei Wärmekraftwerken - Google Patents
Verfahren und Anlage zur Minderung von Schadgasemissionen bei WärmekraftwerkenInfo
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- DE4013484C2 DE4013484C2 DE4013484A DE4013484A DE4013484C2 DE 4013484 C2 DE4013484 C2 DE 4013484C2 DE 4013484 A DE4013484 A DE 4013484A DE 4013484 A DE4013484 A DE 4013484A DE 4013484 C2 DE4013484 C2 DE 4013484C2
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Description
Die Erfindung betrift ein Verfahren und eine Anlage zur Minderung von
Schadgasemissionen bei Wärmekraftwerken mit einer Feuerung, einem
regenerativen, rotierenden Luftvorwärmer und mit einer Abgas-Reinigungsanlage,
wobei Sektoren des Luftvorwärmers fortlaufend und wechselweise mit
anzuwärmender Verbrennungsluft bzw. mit abzukühlendem Rauchgas beaufschlagt
werden, und wobei partiell zwischen den Teilbereichen Leckagegas abgesaugt und
der Verbrennungsluft an der Kaltseite des Luftvorwärmers beigemischt wird.
Ein Verfahren dieser Art dieser Art ist durch die DE 28 46 356 A1 bekanntgeworden.
Es genügt jedoch nicht den hohen Ansprüchen an die geforderte
Schwefel-Restemission. Denn nach der am 01. 07. 1983 in Kraft getretenen
Großfeuerungsanlagenverordnung (GFAVO) zum Bundesemissionsschutzgesetz wird
gefordert, daß Wärmekraftwerke nur noch Schwefelemissionsgrade (SEG) von
höchstens 15% im Rauchgasstrom aufweisen. Diese Forderungen gelten seit dem 01.
07. 1988 auch für Altanlagen. Deshalb ist nach dem Inkrafttreten der
Großfeuerungsanlagenverordnung auch bei Altanlagen versucht worden, die hiernach
geforderten SO2 -Grenzwerte einerseits durch konstruktive Änderungen sowie
andererseits durch verfahrenstechnische Änderungen zu erreichen. So wurde in der
Rauchgasentschwefelungsalage (SRA) durch Erhöhung der Pumpleistung und der
Anzahl der Waschdüsen das Flüssigkeits/Gas-Verhältnis (VG-Verhältnis) vergrößert.
Auch die Verweilzeit der Gase in der Rauchgasentschwefelungsanlage wurde duch
größere Behältervolumina verlängert. Darüber hinaus wurde aber auch der
Rauchgasmengenstrom über eine Minderung des Bypass-Gasstromes durch die
Rauchgasentschwefelungsanlage erhöht, und zwar etwa um 3,5%. Schließlich
gelangte in der Rauchgasentschwefelungsanlage als Einsatzstoff reiner Kalkstein mit
höherer Reaktivität zum Einsatz. Mit allen diesen Maßnahmen konnte jedoch die
geforderte Schwefel-Restemission von nur 15% noch nicht erreicht werden.
Aus der DE-PS 9 73 548 ist zur Verbesserung der Abdichtung zwischen den Sektoren
des Luftvorwärmers zwar eine kontrollierte Absaugung zwischen zwei Sektoren des
Luftvorwärmers bekannt, wobei das abgesaugte Gas wieder der Kaltluft vor dem
Luftvorwärmer beigemischt wird, jedoch reichen auch diese Maßnahmen zur
einschneidenden Begrenzung der Schwefel-Restemission nicht aus.
Weitere Maßnahmen sehen daher vor, in die Rauchgasentschwefelungsanlage
wirksamere Naßfilmkontakte einzubauen, mit deren Hilfe der Abscheidegrad bei
Vollast auf 97% verbessert werden kann. Es wurde auch noch versucht, den
Rauchgasstrom über den Bypass der Rauchgasentschwefelungsanlage zu minimieren
und dadurch einen Schwefelemissionsgrad von = oder < 15% zu erreichen. Zu
diesem Zweck wurde einerseits versucht, durch feuerungstechnische Optimierung die
Rauchgasmenge zu senken und andererseits wurde die
Rauchgasentschwefelungsanlage mit nochmals erhöhten Rauchgasmengenströmen
beaufschlagt. Hierbei stieß man jedoch an verfahrenstechnische Grenzen. Mit den
geschilderten Maßnahmen konnten nämlich lediglich Schwefelemissionsgrade
zwischen 16 und 17% erreicht werden, was bei dem betroffenen Wärmekraftwerk
einer SO2-Konzentration von etwa 300 mg/m3 im Reingas am Kamin entsprach.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verfahrens- und anlagentechnische
Maßnahmen anzugeben, mit denen bzw. durch welche sich der nach der
Großfeuerungsanlagenverordnung (GFAVO) vorgeschriebene Grenzwert von 15% für
die Schwefel-Restemission erreichen, oder sogar noch unterschreiten läßt.
Die Erfindung zielt dabei darauf ab, durch verfahrens- und anlagentechnische
Maßnahmen in dem zwischen dem Dampferzeuger und der Gasreinigungsanlage
arbeitenden Anlagenbereich die zu behandelnden Rauchgasmengen zu verringern.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Sektoren des Regenerators gegeneinander abgedichtet sind und das Leckagegas aus
dem Dichtungsbereich kontrolliert abgesaugt wird. Bekanntlich erfolgt in
Regenerativ-Luftvorwärmern durch den Frischluftübertritt eine Erhöhung der
Rauchgsmenge. Dabei gelten Werte solcher Spaltluftverluste bis zu etwa 5% der
Gesamtrauchmenge noch als normal. Bei einem Gesamtrauchgasstrom von etwa 620
kg/s und einem Leckagegasanteil von etwa 3% ergibt, sich demnach eine
Leckagemenge von etwa 20 kg/s. Wird nun dieser Leckagegasanteil
erfindungsgemäß abgesaugt, dann tritt bei gleichbleibender Belastung der
Rauchgasentschwefelungsanlage eine unmittelbare Entlastung des unentschwefelten
Bypasses um den entsprechenden Wert, hier also um 3% ein.
Rein rechnerisch ergibt sich damit, daß bei einem Abscheidegrad der
Rauchgasentschwefelungsanlage von 97% der nach der Großfeuerungs
anlagenverordnung geforderte Grenzwert von 15% sogar unterschritten werden kann.
Besonders vorteilhaft läßt sich die erfindungsgemäße Verfahrensart anwenden, wenn
die Kaltluft als ein Primärluftstrom und ein Sekundärluftstrom zugeführt und dabei das
Leckagegas in den Sekundärluftstrom eingeleitet wird. Es kann sich darüberhinaus als
vorteilhaft erweisen, daß der Primärluftstrom vom Sekundärluftstrom eingeschlossen
und dabei unter einem höheren Druck als dieser gehalten wird. Damit ist erreicht, daß
Primärluftleckagen vornehmlich zur Sekundärluft übergehen und - wenn überhaupt -
nur zu einem ganz geringen Teil in das Rauchgas gelangen.
Bei einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens ist dem
Kessel bzw. Dampferzeuger ein Regenerativ-Luftvorwärmer
zugeordnet, der eine stationäre Regenerativkammer mit
einer Rauchgas-Zuführungshaube und einer Rauchgas-Ab
führungshaube sowie drehbare Zu- und Abführungshauben
für die Verbrennungsluft aufweist, die durch ihre Dre
hung den Gas- und Luftwechsel in der Regenerativkammer
steuern, wobei einerseits zwischen den Zu- und Abfüh
rungshauben und den Stirnflächen der Regenerativkammer
sowie andererseits zwischen den Zu-und Abführungshauben
und den zugehörigen, feststehenden Anschlußkanälen
Dichtleistensysteme angeordnet sind.
Erfindungsgemäß zeichnet sich dabei diese Anlage dadurch
aus, daß an die Dichtleistensysteme jeweils Leckluft
kammern anschließen, die mit der Saugseite eines Ab
saugegebläses in Verbindung stehen.
Hierdurch läßt sich eine Belastung der Rauchgasseite des
Luftvorwärmers mit dem Leckluftanteil auf einfache Art
und Weise vermeiden und folglich die die nachgeordnete
Rauchgasentschwefelungsanlage beaufschlagende Rauchgas
menge entsprechend reduzieren.
Ein wesentliches erfindungsgemäßes Weiterbildungsmerkmal
liegt auch darin, daß die Druckseite des Absaugegebläses
an die Luftzuführseite des Regenerativ-Luftvorwärmers
angeschlossen ist, weil die Leckluft mit einer relativ
hohen Temperatur anfällt und dadurch zu einer Aufheizung
der dem Regenerativ-Luftvorwärmer zuströmenden Kaltluft
beiträgt.
Bewährt hat sich nach der Erfindung weiterhin, daß der
Regenerativ-Luftvorwärmer als Zweistrom-Luftvorwärmer
ausgeführt ist, bei dem der Sekundärstrom den Primär
luftstrom umschließt. Dabei sollte die Druckseite des
Absaugegebläses in die Sekundärluftzuführung des Re
generativ-Luftvorwärmers einmünden. Diese kann in be
sonders vorteilhafter Weise als Gegenstrom-Luftvorwärmer
betrieben werden.
Ohne Absaugung würde die heiße Leckluft aufgrund ihres
Wärmeinhalts den Abgasverlust erhöhen. Die Rückführung
in die Kaltluft bedeutet andererseits einen beachtlichen
Energiegewinn.
Die Zu- und Abführungshauben für die Verbrennungsluft
werden gegen die stationäre Regenerativkammer und die
feststehenden Anschlußkanäle jeweils durch federnd
angeordnete Schleifplatten abgedichtet.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend
näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 in schematisch vereinfachter Prinzipdarstel
lung ein Wärmekraftwerk mit Dampferzeuger,
Luftvorwärmer und Rauchgasentschwefelungs
anlage in einer Auslegung zur Minderung von
Schadgasemissionen und/oder zur Verbesserung
des Leistungswirkungsgrades,
Fig. 2 ein Schaubild zur Verdeutlichung der mit der
Anlage nach Fig. 1 erzielbaren Verbesserung
des Schwefelemissionsgrades,
Fig. 3 in größerem Maßstab sowie in ausführlicher
Schnittdarstellung den in Fig. 1 mit III
gekennzeichneten Bereich, die
Fig. 4
bis
Fig. 7 in größerem Maßstab die in Fig. 3 mit IV bis
VII gekennzeichneten Teilbereiche,
Fig. 8 schematisch vereinfacht den die Verbesserung
des Schwefelemissionsgrades bewirkenden Be
reich der Anlage nach Fig. 1, die
Fig. 9
und
Fig. 10 zwei verschiedene Ansichten einer automa
tischen Stelleinrichtung für die Dichtleisten
zwischen der stationären Regenerativkammer
sowie den drehbaren Zu- und Abführungshauben
des Regenerativ-Luftvorwärmers,
Fig. 11 ein Schaubild des durch die Stelleinrichtung
nach den Fig. 9 und 10 erreichbaren Leckagen-
Niveaus,
Fig. 12 als Schaubild die prozentuale Zusammensetzung
des Luft- und Gasanteils bei steigendem Dif
ferenzdruck im Bereich der Absaugung und
Fig. 13 ein Schaubild, welches die durch die Lecka
ge-Absaugung zurückgeführten Wärmemengen
erkennen läßt.
In Fig. 1 der Zeichnung ist die Gesamtanlage eines
Wärmekraftwerkes dargestellt, welches als Hauptkompo
nenten einen Dampferzeuger oder Kessel 1, einen Luft
vorwärmer 2 sowie eine Gasreinigungsanlage, nämlich eine
Rauchgasentschwefelungsanlage 3 umfaßt.
Im Bereich zwischen dem Luftvorwärmer 2 und der Rauch
gasentschwefelungsanlage 3 ist darüber hinaus noch ein
Elektrofilter 4 und ein Saugzug 5 eingebaut.
Der Dampferzeuger oder Kessel 1 ist mit einer Feuerung 6
ausgestattet, welche von einer Kohlenmühle 7 mit Koh
lenstaub beliefert wird.
Der Luftvorwärmer 2 ist als Zweistrom-Luftvorwärmer
ausgelegt, der mit Primärluft 8 und Sekundärluft 9 von
einem gemeinsamen Frischluftgebläse 10 beaufschlagt
wird.
Die Primärluft 8 wird zusätzlich noch von einem Müh
lenluftgebläse 11 beaufschlagt.
Die Primärluft 8 geht vor ihrem Eintritt in den Luft
vorwärmer 2 noch durch einen Dampf-Luftvorwärmer 12,
während die Sekundärluft 9 vor ihrem Eintritt in den
Luftvorwärmer 2 noch einen Dampf-Luftvorwärmer 12a
durchsetzt.
Die Primärluft 8 beaufschlagt die Kohlenmühle 7, während
die Sekundärluft 9 zur Feuerung 6 des Dampferzeugers
oder Kessels 1 geführt wird.
Die von der Feuerung 6 des Dampferzeugers oder Kessels 1
abgehenden Rauchgase 13 beaufschlagen zunächst den
Luftvorwärmer 2, bevor sie anschließend durch den Elek
trofilter 4 und den Saugzug 5 gehen und dann vor ihrem
Eintritt in den Kamin 14 die Rauchgasentschwefelungs
anlage 3 durchströmen.
In Fig. 1 der Zeichnung ist zu sehen, daß die Rauch
gasentschwefelungsanlage 3 mit zwei parallelen Ent
schwefelungsstraßen 15a und 15b ausgestattet ist, die je
durch einen Saugzug 16a bzw. 16b beaufschlagt werden.
Darüber hinaus ist diese Rauchgasentschwefelungsanlage 3
aber auch noch mit einem Bypaß 15c versehen, den ein
bestimmter Prozent-Anteil der Rauchgase ohne eine Ent
schwefelungs-Behandlung zum Kamin hin durchströmen
können.
Die Besonderheit der in Fig. 1 der Zeichnung dargestell
ten Anlage eines Wärmekraftwerkes liegt darin, daß der
im Luftvorwärmer 2 von dessen Luftseite 9/8 zur Rauch
gasseite 13 übertretende Leckluftanteil 17 bzw. 17a, 17b
aus dem Abgasstrom kontrolliert abgesaugt werden kann,
nämlich mit Hilfe eines Absaugegebläses 18, von dem aus
er dann dem unmittelbar als Verbrennungsluft benutzten
Sekundärluftstrom 9 zugeführt werden kann.
Aus dem Schaubild nach Fig. 2 ist das Ausmaß ersicht
lich, um welches sich der Schwefelemissionsgrad des
Rauchgases mit Hilfe der erfindungsgemäß ausgelegten
Anlage nach Fig. 1 verbessern läßt. Dabei ist nicht nur
erkennbar, daß eine Leistungsteigerung der Rauchgasent
schwefelungsanlage 3 bezüglich des Rauchgasdurchsatzes
von 484 kg/s über 514 kg/s auf 540 kg/s erzielt werden
konnte, sondern daß auch eine Reduzierung der Gesamt
rauchgasmenge eingetreten ist und darüber hinaus der
Abscheidegrad der Rauchgasentschwefelungsanlage 3 von
95% auf 97% gesteigert wurde.
Als besonders bedeutsam erweist sich aber, daß mit der
Reduzierung der Gesamtrauchgasmenge eine Verminderung
des Schwefelemissionsgrades unter 15% eintritt, dieser
also den nach der Großfeuerungsanlagenverordnung ge
forderten SO2-Grenzwert merklich unterschreitet.
Schon aus Fig. 1 ist erkennbar, daß der Leckluftanteil
17 bzw. 17a, 17b an der Luft-Zuströmseite bzw. an der
Kaltseite des Luftvorwärmers 2 in den Verbrennungsluft
strom eingeführt wird. Zu sehen ist dort aber auch, daß
die Kaltluft als ein Primärluftstrom 8 und ein Sekun
därluftstrom 9 zugeführt wird und daß dabei der Leck
luftanteil 17 bzw. 17a, 17b in den Sekundärluftstrom 9
eingeleitet wird.
Die ausführliche Darstellung des Regenerativ-Luftvor
wärmers 2 nach Fig. 3 läßt nicht nur erkennen, daß der
Primärluftstrom 8 vom Sekundärluftstrom 9 eingeschlossen
wird, während er durch den Luftvorwärmer 2 strömt.
Vielmehr geht hieraus auch hervor, daß die Rauchgase 13
im Gegenstrom zur Luft 8 und 9 durch den Luftvorwärmer 2
geführt werden.
Der Regenerativ-Luftvorwärmer 2 nach Fig. 3 weist eine
stationäre Regenerativkammer 19 mit einer Rauchgas-
Zuführungshaube 20 und einer Rauchgas-Abführungshaube 21
auf. Darüber hinaus ist er noch mit drehbaren Luftzu
führungshauben 22, 23 und ebenfalls drehbaren Luftab
führunghauben 24 und 25 ausgestattet, wie das aus Fig. 3
hervorgeht. Durch die gemeinsame Drehung der Luftzu
führungshauben 22 und 23 mit den Luftabführungshauben 24
und 25 relativ zur stationären Regenerativkammer 19
innerhalb der Rauchgaszuführungshaube 20 und der Rauch
gasabführungshaube 21 wird der Gas- und Luftwechsel in
der Regenerativkammer 19 gesteuert.
Die Luftzuführungshauben 22 und 23 sind jeweils mit
einem feststehenden Anschlußkanal 26 bzw. 27 verbunden
und entsprechende feststehende Anschlußkanäle 28 und 29
sind auch den Luftabführungshauben 24 und 25 zugeordnet.
Zwischen der Stirnfläche 19a der stationären Regene
rativkammer 19 und der drehbaren Luftzuführungshaube 22
ist ein Dichtleistensystem 30 vorgesehen und ein ähn
liches Dichtleistensystem 31 befindet sich auch zwischen
dieser Stirnfläche 19a und der Luftzuführungshaube 23.
Dichtleistensysteme 32 und 33 sind aber auch zwischen
der anderen Stirnfläche 19b der Regenerativkammer 19
sowie den Luftabführungshauben 24 und 25 vorgesehen.
Deutlicher als in Fig. 3 sind die Anordnung und Aus
bildung der Dichtleistensysteme 30 und 32 sowie 31 und
33 jedoch aus den Fig. 6 und 7 ersichtlich.
Zwischen den drehbaren Luftzuführungshauben 22 und 23
sowie den zugehörigen ortsfesten Anschlußkanälen 26 und
27 befinden sich darüber hinaus besondere Halsdichtungen
34 und 35 und entsprechende Halsdichtungen 36 und 37
sind auch zwischen den Luftabführungshauben 24 und 25
sowie den zugehörigen ortsfesten Anschlußkanälen 28 und
29 vorhanden. Anordnung und Ausbildung der Halsdichtun
gen 35 und 37 gehen dabei aus den Fig. 4 und 5 deut
licher hervor als aus Fig. 3.
Sowohl die Dichtleistensysteme 31 und 33 zwischen den
Stirnflächen 19a und 19b der Regenerativkammer 19 sowie
der Luftzuführungshaube 23 und der Luftabführungshaube
25 als auch die Halsdichtungen 35 und 37 zwischen Luft
zuführungshaube 23 und Anschlußkanal 27 bzw. Luftab
führungshaube 25 und Anschlußkanal 29 stehen jeweils mit
Leckluft-Aufnahmekammern 38, 39 bzw. 40, 41 in Verbin
dung, wie das in den Fig. 4 bis 7 zu sehen ist.
Rohrleitungen 42 bzw. 43 innerhalb der Drehhauben 23 und
25 verbinden die Leckluft-Aufnahmekammern 38 und 40 bzw.
39 und 41 miteinander, wobei die Leckluft-Aufnahmekam
mern 40 und 41 wiederum mit einem Gesamtabsaugkanal 44
bzw. 45 verbunden sind, durch den die Leckluftanteile
17b und 17a vom gemeinsamen Absaugegebläse 18 (Fig. 1)
abgezogen werden.
Mit Hilfe der Dichtleistensysteme 30 bis 33 sowie der
Halsdichtungen 34 bis 37 sowie der zugehörigen Leckluft-
Aufnahmekammern 38 bis 41 ist es möglich, die zum Rauch
gas übertretenden Luft-Spaltleckagen nahezu vollständig
vom Rauchgas fernzuhalten.
Besonders in den Fig. 6 und 7 ist anhand der Dicht
leistensysteme 31 und 33 zu sehen, daß diese eine zwei
teilige Ausbildung haben, so daß zwischen ihnen ein
Absaugespalt 46 bzw. 47 gebildet ist, der in die be
nachbarte Leckluft-Absaugekammer 38 bzw. 39 einmündet.
Auch die Halsdichtungen 35 und 37 sind zweiteilig aus
geführt, so daß zwischen ihnen ein Absaugespalt 48 bzw.
49 entsteht, der den Übertritt der Leckageluft aus den
Rohrleitungen 42 bzw. 43 in den Gesamtabsaugekanal 44
bzw. 45 ermöglicht.
Die außerhalb des Luftvorwärmers 2 installierten Ein
richtungen sind in Fig. 8 der Zeichnung deutlicher zu
sehen, als in Fig. 1. Gezeigt sind dort nämlich nicht
nur die von der Heißseite und der Kaltseite des Luft
vorwärmers 2 weg führenden Gesamtabsaugekanäle 45/17a
und 44/17b, sondern auch das Absaugegebläse 18 und die
von diesem ausgehende Druckleitung zum Sekundär-Kalt
luftkanal 9 vor der Eintrittsseite in den Luftvorwärmer
2.
Den Gesamtabsaugekanälen 44 und 45 ist jeweils eine
Regel- bzw. Absperrklappe 50 bzw. 51 zugeordnet, während
das Absaugegebläse 18 mit einem Leitschaufelapparat 52
zusammenarbeitet und in der Druckleitung eine weitere
Regel- bzw. Absperrklappe 53 angeordnet ist.
Damit der Differenzdruck zwischen dem Absaugegebläse 18
sowie dem Rauchgas-Austrittskanal des Luftvorwärmers 2
gemessenund eingestellt werden kann, ist gemäß Fig. 8
auch noch eine Differenzdruck-Meßeinrichtung 54 vorge
sehen.
Bei Einhaltung einer Druckdifferenz zwischen der Absau
gung und dem Rauchgas von 0 mbar kann erreicht werden,
daß aus dem Spaltbereich nur Luft abgezogen wird. Wie
sich jedoch bei steigendem Differenzdruck der Luft- und
Gasanteil der abgesaugten Menge entwickelt sowie pro
zentual zusammensetzt, ist aus Fig. 12 der Zeichnung
ersichtlich.
Mindestens an der kalten Seite des Regenerativ-Luft
vorwärmers 2 werden besondere Verstelleinrichtungen für
die Dichtleistensysteme 30 und 31 zwischen den Luft
zuführungshauben 22 und 23 sowie der Stirnfläche 19a der
Regenerativkammer 19 vorgesehen, wie sie in den Fig. 9
und 10 zu sehen ist. Diese Verstelleinrichtung ist dabei
so ausgelegt, daß zumindest die Dichtleisten des Dicht
leistensystems 31 der Luftzuführungshaube 23 selbstätig
an die Stirnfläche 19a der Regenerativkammer 19 angelegt
werden. Der Abstand zwischen den Dichtleisten und der
Stirnfläche 19a wird dabei durch einen berührungslosen
Fühler 55 gemessen, wobei dieser Fühler einen Regler 56
beeinflußt, der wiederum auf einen Stellantrieb 58
einwirkt, um die durch einen Sollwerteinsteller 57
vorgegebene Einstellung der Dichtleisten des Dichtlei
stensystems 31 zu bewirken. Der Stellantrieb 58 ver
lagert in Abhängigkeit vom Regler 56 eine Anlaufkurve 59
für einen Betätigungskopf 60, der wiederum eine Kurven-
bzw. Nockenscheibe 61 bewegt, die auf ein Stellgestänge
62 einwirkt, das am Dichtleistensystem 31 angreift.
In Fig. 11 der Zeichnung ist zu sehen, wie mit Hilfe der
automatischen Nachjustierung der Dichtleistensysteme die
Luft-Leckagen über den gesamten Lastbereich auf niedri
gem Niveau gehalten werden können, wie das die strich
punktiert gezeichnete Kurve aufzeigt. Bei ungeregeltem
Dichtungssystem steigen hingegen die Luft-Leckagen bei
Teillast erheblich an, wie das in Bild 11 die in voll
ausgezogener Linie gezeichnete Kurve erkennen läßt.
Ursache für diese steigenden Luft-Leckagen sind dabei
die unterschiedlichen Durchbiegungen an der Stirnfläche
19b der Regenerativkammer 19 und die dadurch geöffneten
Dichtleistensysteme.
Die Leckabsaugung ist im Hinblick auf den geforderten
Entschwefelungsgrad für Blockleistungen von mehr als 90
% Nennlast erforderlich. Unter Berücksichtigung der
Energieeinsparung und der damit verbundenen Wirkungs
gradverbesserung kann dieser Vorteil auch bei nied
rigeren Lastfällen genutzt werden.
Als Einschaltkriterien für das Leckluftanteil-Absau
gegebläse 18 können festgelegt werden:
- - Blocklast < 90%
- - Leitapparat 52 geschlossen
- - Gebläsebremse geöffnet
- - Lagertemperatur < 90°C
- - Lagerschwingung < 15 mm/s
Mit der Erfüllung dieser Kriterien wird der Motor des
Absaugegebläses 18 eingeschaltet und die in der Druck
leitung desselben angeordnete Regel- bzw. Absperrklappe
53 in Öffnungsstellung gefahren. Danach geht der Leit
apparat 52 auf Regelung. Bei Blocklasten < 87% bzw. wenn
eines der vorgegebenen Kriterien nicht erfüllt ist, wird
der Motor des Absaugegebläses 18 abgeschaltet und die
Regel- bzw. Absperrklappe 53 geschlossen.
Die Absaugemenge wird automatisch mit Hilfe des Leit
apparates 52 geregelt. Der Sollwert wird dem Regler über
einen Differenzdruckgeber vorgegeben, welcher sich von
25 mbar bis + 5 mbar einstellen läßt. Gemessen wird dabei
der Differenzdruck zwischen dem Absaugegebläse 18 und
dem Rauchgas-Austrittskanal 13 des Luftvorwärmers 2.
Da die abgesaugte Leckageluft der Sekundärluft vor dem
Luftvorwärmer 2 wieder zugeführt wird, tritt in entspre
chendem Maße eine Entlastung des Frischluftgebläses 10
bezüglich der erforderlichen Gesamtluftmenge ein. Die
Entlastung des Saugzuges 5 fällt dabei ebenfalls in
entsprechender Höhe aus.
Die Temperaturen der abgesaugten Spaltleckagen können
bspw. auf der heißen Seite etwa 310°C und auf der
kalten Seite etwa 75°C betragen. Vor dem Absaugegebläse
18 stellt sich eine mittlere Temperatur von etwa 165°C
ein, und zwar bei Spaltleckagen an der heißen Seite von
7,5 kg/s und an der kalten Seite von 12,5 kg/s.
Die Druckerhöhung durch das Absaugegebläse 18 führt zu
einer Temperaturerhöhung um 5°C, so daß die vom Ab
saugegebläse 18 geförderte Leckageluft mit etwa 170°C
in den kalten Sekundärluftstrom 9 eingeführt wird.
Bei einem vollen Luftdurchsatz von bspw. 555 kg/s tritt
dann eine Temperaturerhöhung der Sekundärluft 9 um etwa
7°C ein, was einer Wärmerückgewinnung von etwa 3200
kWth entspricht. Fig. 13 der Zeichnung zeigt diese durch
die Leckage-Absaugung zurückgeführten Wärmemengen. Um
diese Wärmeleistung kann daher der dem Regenerativ-
Luftvorwärmer 2 vorgeschaltete Dampf-Luftvorwärmer 13
entlastet werden.
Im praktischen Betrieb hat sich gezeigt, daß durch den
Einbau verbreiterter Radialabdichtungen im Bereich der
Dichtleistensysteme 30 bis 33 geringfügig erhöhte Druck
verluste auf das Sekundärluft- und auf der Rauchgasseite
eintreten können. Da aber der Absaugedruck des Absauge
gebläses 18 in sehr weiten Grenzen variiert werden kann,
ist die Möglichkeit gegeben, auch bei unterschiedlichen
Abdichtungsverhältnissen im Luftvorwärmer 2 die ent
sprechenden Wirkdrücke einzustellen und die nötigen
Leckluftmengen abzusaugen.
Es hat sich gezeigt, daß eine Leckage-Luft-Absaugeein
richtung am Luftvorwärmer 2 der vorstehend erläuterten
Art eine technische und wirtschaftlich sinnvolle Er
gänzungs-Komponente zur Reduzierung des Schwefelemis
sions-Grenzwertes bei Wärmekraftwerken mit Dampferzeu
ger, Luftvorwärmer und Gasreinigungsanlage bildet und
dabei folgende Vorteile erreicht:
- - Reduzierung des Schwefelemissionsgrades um etwa 3% bei Blockvollast, nämlich von 17% auf etwa 14%.
- - Reduzierung der Rauchgas- und Firschluftmenge um die abgesaugte Leckagemenge.
- - Reduzierung des Abgasverlustes.
- - Erhöhung der Sekundärlufttemperatur vor Eintritt in den Regenerativ-Luftvorwärmer um etwa 7°C.
- - Wärmerückgewinnung und Entlastung des Dampf-Luftvor wärmers um etwa 3,2 MWth und damit
- - Erhöhung der elektrischen Leistung um etwa 1 MWel.
Claims (7)
1. Verfahren zur Minderung von Schadgasemissionen bei Wärmekraft
werken mit einer Feuerung, einem regenerativen, rotierenden
Luftvorwärmer und mit einer Abgas-Reinigungsanlage, wobei Sek
toren des Luftvorwärmers fortlaufend und wechselweise mit an
zuwärmender Verbrennungsluft bzw. mit abzukühlendem Rauchgas
beaufschlagt werden, und wobei partiell zwischen den Teilbe
reichen Leckagegas abgesaugt und der Verbrennungsluft an der
Kaltseite des Luftvorwärmers beigemischt wird, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Sektoren des Regenerators gegeneinander ab
gedichtet sind und das Leckagegas aus dem Dichtungsbereich
kontrolliert abgesaugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kaltluft als ein Primär-Luftstrom (8) und ein
Sekundär-Luftstrom (9) zugeführt und dabei den
Leckagegas (17 bzw. 17a, 17b) in den Sekundärluft
strom (9) eingeleitet wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Primär-Luftstrom (8) vom Sekundär-Luftstrom
(9) eingeschlossen und dabei unter einem höheren
Druck als dieser gehalten wird.
4. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem
oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher
der Regenerativ-Luftvor
wärmer einen stationären Regene
rator mit einer Rauchgas-Zuführungshaube und
einer Rauchgas-Abführungshaube sowie drehbare Zu- und
Abführungshauben für die Luft aufweist, die durch
ihre Drehung den Gas- und Luftwechsel ins Regene
rator steuern, wobei einerseits zwischen den
Zu- und Abführungshauben für die Luft und den Stirn
flächen der Regenerativkammer Dichtleistensysteme
sowie andererseits zwischen den Zu- und Abführungs
hauben und den zugehörigen, feststehenden Anschluß
kanälen Halsdichtungen angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß an die Dichtleistensysteme (31, 33) und die
Halsdichtungen (35, 37) jeweils Leckgaskammern (38,
39 bzw. 40, 41) anschließen, die mit der Saugseite
eines Absaugegebläses (18) in Verbindung stehen (17a,
17b bzw. 42, 44 und 43, 45).
5. Anlage nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckseite des Absaugegebläses (18) an die
Luftzufuhrseite (9) des Regenerativ-Luftvorwärmers
(2) angeschlossen ist.
6. Anlage nach einem der Ansprüche 4 und 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Regenerativ-Luftvorwärmer (2) als Zweistrom-
Luftvorwärmer ausgeführt ist, bei dem der Sekundär
luftstrom (9) den Primärluftstrom (8) umschließt.
7. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckseite des Absaugegebläses (18) in die
Sekundär-Luftzuführung (9) des Regenerativ-Luftvor
wärmers (2) einmündet.
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---|---|---|---|
DE4013484A DE4013484C2 (de) | 1989-04-27 | 1990-04-27 | Verfahren und Anlage zur Minderung von Schadgasemissionen bei Wärmekraftwerken |
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DE4013484A1 DE4013484A1 (de) | 1990-10-31 |
DE4013484C2 true DE4013484C2 (de) | 1998-04-30 |
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DE4431156C2 (de) * | 1994-09-02 | 1999-07-08 | Steinmueller Gmbh L & C | Verfahren und Anordnung zur Regelung eines kohlegefeuerten Dampferzeugers |
DE502008002958D1 (de) | 2008-10-14 | 2011-05-05 | Balcke Duerr Gmbh | Regenerativer Wärmetauscher mit neuartiger Umfangsdichtung |
PL2199724T3 (pl) | 2008-12-17 | 2013-01-31 | Balcke Duerr Gmbh | Sposób eksploatacji regeneracyjnego wymiennika ciepła i regeneracyjny wymiennik ciepła z polepszonym współczynnikiem sprawności |
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CN110440282A (zh) * | 2019-07-17 | 2019-11-12 | 华电电力科学研究院有限公司 | 管式和两分仓式回转式空气预热器组合的节能防堵型空气预热器系统及其工作方法 |
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DE2846356A1 (de) * | 1978-10-25 | 1980-05-08 | Babcock Ag | Verfahren zum betreiben einer feuerung, insbesondere fuer dampferzeuger |
JPS6488024A (en) * | 1987-09-29 | 1989-04-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Rotary regeneration type air preheater |
-
1990
- 1990-04-27 DE DE4013484A patent/DE4013484C2/de not_active Expired - Fee Related
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DE4013484A1 (de) | 1990-10-31 |
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