DE4321619A1

DE4321619A1 - Verfahren zum Anfahren von Kraftwerksanlagen nach einem totalen Ausfall der Dampferzeugung

Info

Publication number: DE4321619A1
Application number: DE19934321619
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Von Prof Dr Woedtke; Guenter Erkenberg; Andreas Dipl Ing Mengel
Original assignee: VEAG Vereinigte Energiewerke AG
Current assignee: VEAG Vereinigte Energiewerke AG
Priority date: 1993-06-25
Filing date: 1993-06-25
Publication date: 1995-01-19
Anticipated expiration: 2013-06-26
Also published as: DE4321619C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anfahren von Kraftwerksanlagen nach einem totalen Ausfall der Dampferzeugung, insbesondere eines Dampfkessels nach dem Zwangsdurchlaufprinzip mit überlagertem Umlauf.

Bekannt ist es, bei 500 MW-Blöcken mit 815 t/h-Dampfkesseln zum Anfahren Hilfsdampf für die Speisewasseraufwärmung sowie für die Evakuierung und Stopfbuchsdampfversorgung am Turbosatz zu verwenden. Dabei sind die Speisewasserpumpen für einen Heißwasserbetrieb ausgelegt.

Die Inbetriebnahme des Blockes erfolgt mit einem Dampfkessel bzw. durch Parallelstart zweier Dampfkessel, wobei in der Regel ein Dampfkessel für den Blockstart verwendet wird. Vor dem Zünden des Dampfkessels mit Heizölbrennern muß am Turbosatz im Maschinenkondensator ein Vakuum vorhanden sein, d. h. die Evakuierung mit Kühlwasser system, Stopfbuchsbedampfung und Dampfstrahlluftsauger ist in Betrieb. Das Vakuum ist erforderlich, um eine entsprechende Dampfbeaufschlagung des Maschinenkondensators durch die Entwässerungssysteme und die Niederdruckumleitstation zu gewährleisten.

Es ergibt sich über die gesamte Startphase eine Abhängigkeit von anderen Dampferzeugern.

Bekannt ist eine Anordnung zum Anfahren der in zwei Strängen ausgeführten Hauptdampfleitungen eines Dampfkessels (DD 2 93 873).

Dabei wird in Blockkraftwerken aus dem kalten Zustand bei einer Einbindung der Hauptdampfschieber einschließlich der dazugehörigen Armaturenanfahrgruppe mit den vorgeschalteten Reduzierstationen am Anfang der Hauptdampfleitung am Ende der Hauptdampfleitungen diese über eine mit Absperrarmaturen versehene Verbindungsleitung miteinander verbunden, wobei hinter jeder Verbindungsleitung in jede Hauptdampfleitung ein zusätzlicher Hauptdampfschieber eingesetzt ist.

Diese Lösung ist nur relevant für Kaltstartvorgänge an Dampfkessel mit entsprechender Rohrleitungsschaltung und für Hilfsdampferzeugung mit Zündölfeuerung nicht von Bedeutung.

Weiterhin bekannt ist ein Verfahren zur Beeinflussung der Dampfaustrittstemperatur während des Betriebes mit Umwälzkreislauf bei einem Zwangsdurchlauf-Dampferzeuger mit beim Anfahren und Teillast einen Teil der Heizflächen überlagerten Umwälzkreislauf mit Trenngefäß und Wärmetauscher (DE-AS 19 15 583).

Hierbei wird bei einem konstanten Verhältnis von Brennstoff zum Arbeitsmittel am Verdampfereintritt die Eintrittsenthalpie des Arbeitsmittels in die Verdampferheizflächen durch Kühlung des umgewälzten Arbeitsmittels so verändert, daß die erzeugte Dampfmenge verkleinert und damit die Dampfaustrittstemperatur aus dem Dampferzeuger angehoben wird.

Fernerhin bekannt ist ein Verfahren zum trockenen An- und Abfahren von Zwangsdurchlaufkesseln, wobei die Wandrohre während des An- und Abfahrens durch das mit Naturumlauf zirkulierende Arbeitsmittel gekühlt wird und in dem während des An- und Abfahrens mit Naturumlauf betriebenen Rohrsystem ein Sammler mit Einbauten vorgesehen ist (DE-OS 15 51 057).

Die beschriebene Lösung ist auf einen Naturumlauf ausgerichtet. Eine Umrüstung der bestehenden Kesselanlagen auf Grund der installierten Umwälzeinrichtung kommt nicht in Betracht. Die 815 t/h-Dampfkessel werden ständig mit überlagertem Umlauf betrieben, so daß die Umwälzmenge im Teillastbereich größer als die Einspeisemenge ist. Eine ausreichende Durchströmung ist nicht gegeben.

Ebenfalls bekannt ist ein Verfahren zum Anfahren von Dampferzeugern, deren Verdampfer zumindestens teilweise ausgasdicht verschweißten Rohrwänden bestehen, die im Normalbetrieb im Zwangsdurchlauf geschaltet sind und hinter dem Verdampf er einen Abscheider zum trockenen Anfahren des Überhitzers aufweisen (DE-OS 17 51 965).

Die beim Anfahren im Verdampfer aufgenommene Wärme wird noch vor dem Abscheider zumindestens teilweise zur Aufwärmung des Speisewassers benutzt.

Hier ist ein zusätzliches Vorwärmen erforderlich. Es entsteht ein großer Regelaufwand bei Teilstromabzweigung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kraftwerksanlagen nach einem totalen Ausfall ohne Hilfsdampf mit den vorhandenen Dampfkesseln anzufahren.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine Hilfsdampferzeugung über Zündölfeuerung realisiert, der Dampfkessel anstelle einer an sich bekannten Fülleitung zwischen einem zum Niederdrucksystem gehörigen Sperrwassersystem und einer zum Hochdrucksystem gehörigen Speisewasserleitung eine Maschinenkondensateinspeiseleitung eingesetzt und eine Direkteinspeisung von Maschinenkondensat aus dem Niederdrucksystem in das Hochdrucksystem realisiert oder der Speisewasserbehälter und die Elektrospeisepumpe mit Kaltwasser betrieben wird, wobei der Turbosatz sowie der Maschinenkondensator nicht evakuiert, damit einerseits eine Speisewasservorwärmung sowie Entgasung im Speisewasserbehälter und gleichzeitig andererseits eine Evakuierung am Turbosatz durchgeführt wird, so daß eine normale Speisung des/der Dampfkessel und damit eine normale Inbetriebnahme des/der Dampfkessel erreicht wird.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erreicht:

- Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf in Betrieb befindliche Anlagenteile, insbesondere nicht auf die Bereitstellung von Hilfsdampf, angewiesen.
- Kein separater Hilfsdampferzeuger erforderlich.
- Es kann eine direkte Einspeisung von Maschinenkondensat aus dem Niederdrucksystem in das Hochdrucksystem erfolgen.
- Nach einer stabilen Hilfsdampferzeugung für die Speisewasservorwärmung und Entgasung sowie die Realisierung der Evakuierung am Turbosatz ist eine gleitende Übernahme der Dampfkesselspeisung mittels Elektrospeisepumpe gegeben.
- Der Speisewasserbehälter und die Elektrospeisepumpen werden für Hilfsdampferzeugung mit Kaltwasser betrieben.
- Der Turbosatz sowie der Maschinenkondensator brauchen für die reine Hilfsdampferzeugung mittels Zündölfeuerung nicht evakuiert werden.

Anhand zweier Ausführungsbeispiele soll nachstehend die Erfindung näher erläutert werden, wobei sich die Beispiele an einem 815 t/h-Dampfkessel eines 500 MW-Blockes orientieren. Dabei zeigt:

Variante 1 - eine Kaltwasserspeisung
Variante 2 - eine Maschinenkondensatspeisung

Variante 1

Die Schaltung wird entsprechend Fig. 1 vorbereitet. Die Systeme Speisewasserbehälter 21, Speisepumpe 25, Speisewasserdruckleitung 27; 27.1; 27.2 sowie der Economiser 1, der Verdampfer 2, der Überhitzer 3, die Frischdampfleitung 4, der Separator 5 und die Umwälzpumpe 6 werden drucklos gemacht und für die Kaltwasserfüllung vorbereitet. Die Turbospeisepumpe 24 wird abgesperrt. Der Speisewasserbehälter 21 wird mit Deionat über die Einspeisung 17 und die Maschinenkondensatpumpe 16 gefüllt.

Nach entsprechender Umstellung der Elektrospeisepumpe 25 auf Kaltwasserfahrweise wird der Dampfkessel mit der Elektrospeisepumpe 25 gefüllt. Die Aktivitäten vor dem Zünden des Dampfkessels sind analog denen des Normalanfahrens.

Der Dampfkessel wird mittels Heizölbrenner gezündet, wobei Heizöl verwendet wird, welches nicht vorzuwärmen ist. Steht kein leichtes Heizöl zur Verfügung, sind entsprechende elektrische Vorwärmer vorgesehen. Nach entsprechender Erhöhung der Feuerleistung der Heizölbrenner erfolgt die Dampfableitung über die Hochdruckumleitstation 7 in Umgehung des Hochdruckteiles 8 in das Zwischendampfsystem 12. Die Niederdruckreduzierstation 13 bleibt geschlossen und das Mittel- 9 sowie das Niederdruckteil 10 werden nicht beaufschlagt. Der Generator 11 ist vom Netz getrennt.

Die einzelnen Entwässerungen am Dampfkessel und den Rohrleitungen werden so gestellt, daß eine Beaufschlagung des Maschinenkondensators 15 verhindert wird. Am Dampfkessel erfolgt eine Parametersteigerung des Frischdampfes auf P = 20-25 bar, T = 300-350°C und des Zwischendampfes auf P = 15 bar, T = 300°C.

Sind diese Parameter erreicht, wird über die Reduzierstation 14 eine Bedampfung des 9-bar-Netzes 29 vorgenommen.

Bei der Variante 1 erfolgt die Speisung mit kaltem Speisewasser, deshalb ist nur eine Bedampfung eines anderen Speisewassersystem, Nachbardampfkessel und Nachbarblock möglich.

Zur Stabilisierung des 9-bar-Netzes 29 ist eine Dampfleistung von 40-80 t/h notwendig. Diese Menge ist durch die Einspeisung 17 nachzuspeisen. Eine entsprechende Auslegung bis ca. 150 t/h ist zu gewährleisten. Da eine ständige Kaltwasserfahrweise vorgesehen ist und keine Entgasung des Speisewassers erfolgt, ist eine entsprechende Dosierung 18 durch Hydrazin vorzusehen.

Durch die stabile Hilfsdampfproduktion des Dampfkessels kann jetzt ein anderer Dampfkessel im Block bzw. in einem anderen Block normal entsprechend Bedienvorschrift angefahren werden. Ist die Eigendampferzeugung des zweiten Dampfkessels ausreichend bzw. ist der Block mit einem Dampfkessel stabil am Netz, wird der erste Dampfkessel wieder außer Betrieb genommen und für ein Normalanfahren vorbereitet.

Variante 2

Die Schaltung wird entsprechend Fig. 2 vorbereitet.

Die Systeme Speisewasserbehälter 21, Speisepumpe 25, Speisewasserdruckleitung 27; 27.1; 27.2 sowie der Economiser 1, der Verdampfer 2, der Überhitzer 3, die Frischdampfleitung 4, der Separator 5 und die Umwälzpumpe 6 werden nicht entleert. Das HD-System am Dampfkessel wird auf einen Druck P < 20 bar entspannt. Die Speisung des Dampfkessels erfolgt mittels Maschinenkondensatpumpe 16 über die Leitung 22 in die Strangleitungen 22.1; 22.2 sowie in die Speisewasserdruckleitung 27.1; 27.2. Über das Regelventil 23 wird der erforderliche Massenstrom eingestellt. Ist der Dampfkessel gefüllt, erfolgen die Inbetriebnahmeaktivitäten analog Normalanfahren.

Der Dampfkessel wird mittels Heizölbrenner gezündet.

Nach entsprechender Erhöhung der Feuerleistung der Heizölbrenner erfolgt die Dampfableitung über die Hochdruckumleitstation 7 in das Zwischendampfsystem 12. Die einzelnen Entwässerungen am Dampfkessel und den Rohrleitungen werden so gestellt, daß eine Beaufschlagung des Maschinenkondensators 15 verhindert wird.

Am Dampfkessel erfolgt eine Parametersteigerung des Frischdampfes auf P = 20-25 bar, T = 300-350°C, wobei der Druck von der Förderleistung der Pumpe 16 abhängig ist, und des Zwischendampfes auf P = 15 bar, T = 300°C. Sind diese Parameter erreicht, wird über die Reduzierstation 14 eine Bedampfung des 9-bar-Netzes 29 vorgenommen. Nachdem das 9-bar-Netz 29 aufgebaut ist, wird der dem Dampfkessel zugehörige Speisewasserbehälter 21 bedampft.

Durch zusätzliches Nachspeisen über das Regelventil 19 und den Niederdruckvorwärmer 20 wird der Speisewasserbehälter 21 auf Normalparameter P = 8,2 bar, T = 170°C gefahren. Die Elektrospeisepumpe 25 wird für den Betrieb vorbereitet und übernimmt nach Stabilisierung des 9-bar-Netzes 29 die Speisung des Dampfkessels über Hochdruckvorwärmer 26 und Regelventile 28. Der Dampfkessel übernimmt die Eigendampfversorgung für den Block und wird jetzt weiter in Betrieb genommen, bis der Block stabil am Netz ist.

Da der Dampfkessel die Eigendampfversorgung für den Block übernommen hat, ist eine Außerbetriebnahme nicht mehr erforderlich. Es wird der andere Dampfkessel in Betrieb genommen und so ein stabiler Blockbetrieb realisiert. In der Startphase, d. h. Maschinenkondensatspeisung, ist analog Variante 1 eine Dosierung 18 mit Hydrazin erforderlich.

Bezugszeichenliste

1 Economiser
2 Verdampfer
3 Überhitzer
4 Frischdampfleitung
5 Separator
6 Umwälzpumpe
7 Hochdruckumleitstation
8 Hochdruckteil Turbine
9 Mitteldruckteil Turbine
10 Niederdruckteil Turbine
11 Generator
12 Zwischendampfsystem
13 Niederdruckreduzierstation
14 Reduzierstation
15 Maschinenkondensator
16 Maschinenkondensatorpumpe
17 Einspeisung
18 Dosierung
19 Regelventil
20 Niederdruckvorwärmer
21 Speisewasserbehälter
22 Leitung
22.1 Strangleitung
22.2 Strangleitung
23 Regelventil
24 Turbospeisepumpe
25 Elektrospeisepumpe
26 Hochdruckvorwärmer
27 Speisewasserdruckleitung
27.1 Speisewasserdruckleitung
27.2 Speisewasserdruckleitung
28 Regelventil
29 9-bar-Netz

Claims

Verfahren zum Anfahren von Kraftwerksanlagen nach einem totalen Ausfall der Dampferzeugung, insbesondere eines Dampfkessels nach dem Zwangsdurchlaufprinzip mit überlagertem Umlauf, gekennzeichnet dadurch, daß eine Hilfsdampferzeugung über Zündölfeuerung realisiert, der Dampfkessel anstelle einer an sich bekannten Fülleitung zwischen einem zum Niederdrucksystem gehörigen Sperrwassersystem und einer zum Hochdrucksystem gehörigen Speisewasserleitung eine Maschinenkondensateinspeiseleitung eingesetzt und eine Direkteinspeisung von Maschinenkondensat aus dem Niederdrucksystem in das Hochdrucksystem realisiert oder der Speisewasserbehälter und die Elektrospeisepumpe mit Kaltwasser betrieben wird, wobei der Turbosatz sowie der Maschinenkondensator nicht evakuiert, damit einerseits eine Speisewasservorwärmung sowie Entgasung im Speisewasserbehälter und gleichzeitig andererseits eine Evakuierung am Turbosatz durchgeführt wird, so daß eine normale Speisung des/der Dampfkessel und damit eine normale Inbetriebnahme des/der Dampfkessel erreicht wird.