DE4418342A1 - Verfahren zum Betrieb eines mit einem trocknungsbedürftigen Brennstoff befeuerten Kraftwerkes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines mit einem trocknungsbedürftigen Brennstoff, insbes. mit Braunkohle, befeuerten Kraftwerkes, welches zumindest einen Kraftwerkskessel einen Konvektionszug mit Anschluß an den Kraftwerkskessel, zumindest eine Mühle mit Brenn­ stoffzuführung für den trocknungsbedürftigen Brennstoff und zumindest eine Dampfturbine aufweist, - wobei beim Mahlen eine Mahltrocknung mit Abgaswärme durchgeführt wird.

Bei dem bekannten Verfahren, von dem die Erfindung aus­ geht (DE 42 03 713.1 A1), wird der Brennstoff in der Mühle mit einem Trocknungsgasstrom getrocknet, der hinter dem Konvektionszug abgeführt und mit einer Temperatur von 300 bis 400°C, vorzugsweise von etwa 350°C, in die Mühle eingeführt wird. Der aus der Mühle austretende Trocknungsbrüdenstrom wird über einen Abscheider geführt, das den Abscheider verlassende Brüdengas wird von dem Restbrennstoff getrennt und über eine Rauchgasent­ schwefelungsanlage ins Freie abgeführt. Der getrocknete Brennstoff sowie der Restbrennstoff werden mit rezirkuliertem Rauchgas den Brennern zugeleitet. Dem Kraftwerkskessel wird Verbrennungsluft zugeführt, die mit Abdampf oder Anzapfdampf der Dampfturbinenanlage vorge­ wärmt und dazu über einen Dampf/Luft-Vorwärmer geführt ist. Die bekannten Maßnahmen haben sich bewährt, sind jedoch verbesserungsfähig in bezug auf Flexibilität bei Anpassung des Verfahrens an unterschiedliche Betriebsbe­ dingungen, beispielsweise an unterschiedliche Brenn­ stoffe, sowie in bezug auf die Führung der Trocknungsbrüden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines mit einem trocknungsbedürftigen Brenn­ stoff befeuerten Kraftwerkes, bei dem eine Mahltrocknung mit Abgaswärme stattfindet, anzugeben, welches flexibel eine Anpassung an unterschiedliche Betriebsbedingungen, insbes. an unterschiedliche Brennstoffe, zuläßt und bei dem eine unmittelbare thermische Nutzung der in den Trocknungsbrüden enthaltenen, aus dem Brennstoff ausge­ triebenen Gasbestandteile zuläßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines mit einem trocknungsbe­ dürftigen Brennstoff, insbes. mit Braunkohle, befeuerten Kraftwerkes, welches zumindest einen Kraftwerkskessel, einen Konvektionszug im Anschluß an den Kraftwerkskessel, zumindest eine Mühle mit Brennstoffzuführung für den trocknungsbedürftigen Brennstoff und zumindest eine Dampfturbine aufweist, - mit den folgenden Verfahrens­ schritten

• a) der aus dem Konvektionszug mit Konvektionszug­ austrittstemperatur austretende Kesselabgasstrom wird mit Hilfe eines Wärmetauschers auf eine Entstaubungstemperatur abgekühlt und über eine Entstaubungsanlage geführt,
• b) ein Teilstrom des Kesselabgasstromes wird hinter der Entstaubungsanlage aus dem Kesselabgasstrom als Trocknungsgasstrom für den zu trocknenden Brennstoff abgezweigt, über den Wärmetauscher geführt und im Wärmeaustausch mit dem Kessel­ abgasstrom auf Trocknungstemperatur aufgeheizt,
• c) der auf Trocknungstemperatur aufgeheizte Trocknungsgasstrom wird in die Mühle eingeführt, nach Maßgabe der Trocknungswärme abgekühlt und als mit dem getrockneten Brennstoff beladener Trocknungsbrüdenstrom aus der Mühle abgezogen,

wobei zumindest eine Teilmenge des getrockneten Brenn­ stoffes mit Trocknungsbrüden in den Feuerraum des Kraft­ werkskessels eingeführt wird. Diese Verfahrensweise kann im einzelnen so geführt werden, daß der gesamte Trocknungsbrüdenstrom über einen Abscheider geführt wird und der abgeschiedene Brennstoff mit Luft und/oder Trocknungsbrüden in den Feuerraum des Kraftwerkes einge­ führt wird. Diese Verfahrensweise kann aber auch so durchgeführt werden, daß ein Teilstrom des Trocknungs­ brüdenstromes über einen Abscheider geführt sowie der abgeschiedene Brennstoff mit Luft und/oder Trocknungs­ brüden in den Feuerraum eingeführt wird und wobei der verbleibende Teilstrom mit dem mitgeführten Brennstoff unmittelbar in den Feuerraum des Kraftwerkskessels einge­ führt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt in bezug auf die Temperaturen, die für die einzelnen Verfahrensschritte wesentlich sind, eine Anpassung mit großer Bandbreite. Es empfiehlt sich im allgemeinen, den gesamten Kesselabgasstrom mit einer Konvektionszugaustritts­ temperatur von 350°C bis 400°C abzuziehen und auf eine Entstaubungstemperatur von 160 bis 180°C abzukühlen. Das Trocknungsgas für die Kohle wird im Wärmeaustausch mit dem Kesselabgas auf eine Trocknungstemperatur von 310 bis 320°C aufgeheizt und bei der Trocknung auf 130 bis 140°C abgekühlt. Überschüssige Trocknungsbrüden können mit dem hinter der Entstaubungsanlage aus dem Kesselabgasstrom abgezogenen Teilstrom vermischt und insoweit im Kreislauf geführt werden. - Es versteht sich, daß eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit den kraftwerksüblichen Aggregaten, Gebläsen, Armaturen, Steuer- und Regeleinrichtungen ausgerüstet ist, die nach Maßgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens ohne weiteres einrichtbar sind.

Die Erfindung arbeitet im Vergleich mit den bekannten Maßnahmen mit einem besonderen Gaskreislauf für die Trocknung der trocknungsbedürftigen Brennstoffe, der aus einem Teilstrom des Kesselabgasstromes gespeist wird. Der Gaskreislauf erlaubt mit den üblichen Aggregaten, Armaturen sowie Steuerungs- und Regelmaßnahmen eine An­ passung der Mengenströme und Temperaturen an die Betriebsverhältnisse, zum Beispiel an unterschiedliche Brennstoffarten. Die Trocknungsbrüden werden in die Feuerung des Kraftwerkskessels eingeführt. Dadurch können bei schnellentgasenden Brennstoffen bereits in der Mühle bei niedrigen Trocknungstemperaturen ausgetriebene Gas­ bestandteile in der Feuerung thermisch zersetzt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt im Gegensatz zu den bekannten Maßnahmen die Abscheidung des Flugstaubes nicht mehr bei der Konvektionszug­ austrittstemperatur, sondern bei der wesentlich niedrigeren Entstaubungstemperatur. Folglich kann die Entstaubungsanlage kleiner gebaut werden, der Flugstaub bedarf nicht mehr der weiteren Kühlung. Von besonderem Vorteil ist die Tatsache, daß Brennstoff und Luft in den Brennern sehr genau abgestimmt werden können und daß auch eine gleichmäßige Verteilung des Brennstoffs auf den Kesselumfang unschwer verwirklicht werden kann. Das Abgas kann nach der Entstaubungsanlage weiter abgekühlt werden, zum Beispiel zu Temperaturen von 90 bis 100°C. Die hier gewonnene Wärme läßt sich für die Luftvorwärmung einsetzen. Es versteht sich, daß auch bei dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren die Verbrennungsluft mit Abdampf oder Anzapfdampf der Dampfturbinenanlage vorgewärmt und dazu über einen Dampf/Luft-Vorwärmer geführt werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung aus­ führlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Dar­ stellung

Fig. 1 eine Ausführungsform eines Kraftwerkes, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betreibbar ist,

Fig. 2 eine andere Ausführungsform eines solchen Kraft­ werkes.

Das in den Figuren schematisch angedeutete Kraftwerk besitzt zumindest einen Kraftwerkskessel 1, einen Konvektionszug 2 im Anschluß an den Kraftwerkskessel 1, zumindest eine Mühle 3 mit Brennstoffzuführung 4 für den trocknungsbedürftigen Brennstoff und zumindest eine Dampfturbine 5.

Der aus dem austretende 2 mit Konvektionszugaustritts­ temperatur austretende Kesselabgasstrom 6 wird mit Hilfe eines Wärmetauschers 7 auf eine Entstaubungstemperatur abgekühlt und über eine Entstaubungsanlage 8 geführt. Ein Teilstrom des Kesselabgasstromes 6 wird hinter der Ent­ staubungsanlage 8 aus dem Kesselabgasstrom als Trock­ nungsgasstrom 9 für den zu trocknenden Brennstoff abge­ zweigt. Er wird über den schon erwähnten Wärmetauscher 7 geführt und im Wärmeaustausch mit dem Kesselabgasstrom 6 auf Trocknungstemperatur aufgeheizt.

Der auf Trocknungstemperatur aufgeheizte Trocknungsgas­ strom 10 wird in der Mühle 3 eingeführt, kühlt sich dort nach Maßgabe der Trocknungswärme ab und verläßt die Mühle 3 als mit dem getrockneten Brennstoff beladener Trocknungsbrüdenstrom 11. Zumindest eine Teilmenge des getrockneten Brennstoffes wird mit dem Trocknungsbrüden­ strom 11 in den Feuerraum 12 des Kraftwerkskessels 1 ein­ geführt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 wird der gesamte Trocknungsbrüdenstrom 11 über einen Abscheider 13 ge­ führt. Der abgeschiedene Brennstoff wird mit Luft und/oder Trocknungsbrüden in den Feuerraum 12 des Kraft­ werkskessels 1 eingeführt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird ein Teilstrom 14 des Trocknungsbrüdenstromes 11 über einen Abscheider 15 geführt und der abgeschiedene Brennstoff wird mit Luft und/oder Trocknungsbrüden in den Feuerraum 12 eingeführt. Der verbleibende Teilstrom 16 mit dem mitgeführten Brennstoff wird unmittelbar in den Feuerraum 12 des Kraftwerkskessels 1 eingeführt.

In die Fig. 1 und 2 wurden einige Temperaturparameter eingetragen. Man erkennt, daß im Ausführungsbeispiel der Kesselabgasstrom 6 mit einer Konvektionszugaustritts­ temperatur von 350 bis 400°C abgezogen und auf eine Ent­ staubungstemperatur von 160 bis 180°C abgekühlt wird. Das Trocknungsgas wird auf eine Trocknungstemperatur von 310 bis 320°C aufgeheizt. Bei der Trocknung erfährt der Trocknungsgasstrom eine Abkühlung auf 130 bis 140°C. Mit dieser treten auch die Trocknungsbrüden aus. Überschüssige Trocknungsbrüden werden mit dem hinter der Entstaubungsanlage 8 abgezogenen Trocknungsgasstrom 9 vermischt und insoweit im Kreisstrom geführt.

Die Verbrennungsluft wird im Ausführungsbeispiel über Luftvorwärmer 17 geführt, die mit Abdampf und/oder An­ zapfdampf der Dampfturbinen 5 betrieben werden.

Claims (5)

1. Verfahren zum Betrieb eines mit einem trocknungsbe­ dürftigen Brennstoff, insbes. mit Braunkohle, befeuerten Kraftwerkes, welches zumindest einen Kraftwerkskessel, einen Konvektionszug im Anschluß an den Kraftwerkskessel, zumindest eine Mühle mit Brennstoffzuführung für den trocknungsbedürftigen Brennstoff und zumindest eine Dampfturbine aufweist, - mit den folgenden Verfahrens­ schritten:

• a) der aus dem Konvektionszug mit Konvektionszug­ austrittstemperatur austretende Kesselabgasstrom wird mit Hilfe eines Wärmetauschers auf eine Entstaubungstemperatur abgekühlt und über eine Entstaubungsanlage geführt,
• b) ein Teilstrom des Kesselabgasstromes wird hinter der Entstaubungsanlage aus dem Kesselabgasstrom als Trocknungsgasstrom für den zu trocknenden Brennstoff abgezweigt, über den Wärmetauscher geführt und im Wärmeaustausch mit dem Kessel­ abgasstrom auf Trocknungstemperatur aufgeheizt,
• c) der auf Trocknungstemperatur aufgeheizte Trocknungsgasstrom wird in die Mühle eingeführt, nach Maßgabe der Trocknungswärme abgekühlt und als mit dem getrockneten Brennstoff beladener Trocknungsbrüdenstrom aus der Mühle abgezogen, wobei zumindest eine Teilmenge des getrockneten Brenn­ stoffes mit Trocknungsbrüden in den Feuerraum des Kraft­ werkskessels eingeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der gesamte Trocknungsbrüdenstrom über einen Abscheider geführt wird und der abgeschiedene Brennstoff mit Luft und/oder Trocknungsbrüden in den Feuerraum des Kraftwerkskessels eingeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Teilstrom des Trocknungsbrüdenstroms über einen Abscheider geführt sowie der abgeschiedene Brennstoff mit Luft und/oder Trocknungsbrüden in den Feuerraum eingeführt wird und wobei der verbleibende Teilstrom mit dem mitgeführten Brennstoff unmittelbar in den Feuerraum des Kraftwerks­ kessels eingeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Kesselabgasstrom mit einer Konvektionszugaustritts­ temperatur von 350 bis 400°C abgezogen und auf eine Ent­ staubungstemperatur von 160 bis 180°C abgekühlt wird, wobei die im Kreisstrom geführten Trocknungsgase auf eine Trocknungstemperatur von 310 bis 320°C aufgeheizt und bei der Trocknung auf 130 bis 140°C abgekühlt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei überschüssige Trocknungsbrüden mit dem hinter der Ent­ staubungsanlage aus dem Kesselabgasstrom abgezogenen Teilstrom vermischt und insoweit im Kreisstrom geführt werden.