DE4418342C2

DE4418342C2 - Verfahren zum Betrieb eines mit einem trocknungsbedürftigen Brennstoff befeuerten Kraftwerkes

Info

Publication number: DE4418342C2
Application number: DE4418342A
Authority: DE
Inventors: Ralf Dr Ing Heitmueller
Original assignee: RWE Energie AG
Current assignee: RWE Energie AG
Priority date: 1994-05-26
Filing date: 1994-05-26
Publication date: 1997-11-13
Anticipated expiration: 2014-05-27
Also published as: GR950100162A; ES2122868B1; ES2122868A1; GR1002751B; DE4418342A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines mit einem trocknungsbedürftigen Brennstoff, insbesondere mit Braunkohle, befeuerten Kraftwerkes, welches zumindest einen Kraftwerkskessel einen Konvektionszug im Anschluß an den Kraftwerkskessel, zumindest eine Mühle mit Brennstoffzufüh rung für den trocknungsbedürftigen Brennstoff und zumindest eine Dampfturbine aufweist, wobei beim Mahlen eine Mahl trocknung mit Abgaswärme durchgeführt wird.

Bei dem bekannten Verfahren, von dem die Erfindung ausgeht (DE 42 03 713.1 A1), wird der Brennstoff in der Mühle mit einem Trocknungsgasstrom getrocknet, der hinter dem Konvek tionszug 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 ver lassende Brüdengas wird von dem Restbrennstoff getrennt und über eine Rauchgasentschwefelungsanlage ins Freie abgeführt. Der getrocknete Brennstoff sowie der Restbrennstoff werden mit rezirkuliertem Rauchgas den Brennern zugeleitet. Dem Kraftwerkskessel wird Verbrennungsluft zugeführt, die mit Ab dampf oder Anzapfdampf der Dampfturbinenanlage vorgewärmt und dazu über einen Dampf/Luft-Vorwärmer geführt ist. Die bekann ten Maßnahmen haben sich bewährt, sind jedoch verbesserungs fähig in bezug auf Flexibilität bei Anpassung des Verfahrens an unterschiedliche Betriebsbedingungen, beispielsweise an unterschiedliche Brennstoffe, sowie in bezug auf die Führung der Trocknungsbrüden.

Aus DE-AS 11 02 332 ist im übrigen ein Verfahren zum Be treiben einer Mahltrocknungsanlage für eine Zyklonfeuerung in Verbindung mit der Abgasentstaubung des befeuerten Dampfer zeugers bekannt. Auch im Rahmen dieser bekannten Maßnahmen wird mit einem separaten Trocknungskreislauf gearbeitet, der eine Mühle sowie Abscheider aufweist. Das bekannte Verfahren zeichnet sich jedoch durch den Nachteil aus, daß die Regelung des Trocknungsprozesses aufwendig und kompliziert ist, da im Vergleich zu dem erfindungsgemäßen Verfahren eine schlechtere Trennung zwischen den Rauchgasen und dem Trocknungskreislauf verwirklicht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines mit einem trocknungsbedürftigen Brennstoff be feuerten Kraftwerkes, bei dem eine Mahltrocknung mit Abgas wärme stattfindet, anzugeben, welches flexibel eine Anpassung an unterschiedliche Betriebsbedingungen, insbesondere an unterschiedliche Brennstoffe, zuläßt und bei dem eine un mittelbare thermische Nutzung der in den Trocknungsbrüden enthaltenen, aus dem Brennstoff ausgetriebenen Gasbestand teile zuläßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines mit einem trocknungsbedürftigen Brennstoff, insbesondere mit Braunkohle, befeuerten Kraft werkes, welches zumindest einen Kraftwerkskessel, einen Kon vektionszug im Anschluß an den Kraftwerkskessel, zumindest eine Mühle mit Brennstoffzuführung für den trocknungsbedürf tigen Brennstoff und zumindest eine Dampfturbine aufweist, wobei

a) der aus dem Konvektionszug mit Konvektionszugaustrittstem peratur austretende Kesselabgasstrom mit Hilfe eines Wär metauschers auf eine Entstaubungstemperatur abgekühlt und über eine Entstaubungsanlage geführt wird,
b) ein in einem Trocknungsgaskreislauf geführter Trocknungs gasstrom für den zu trocknenden Brennstoff über den Wärme tauscher geführt, im Wärmeaustausch mit dem Kesselab gasstrom auf Trocknungstemperatur aufgeheizt, in die Mühle eingeführt und dort durch Trocknen des Brennstoffs abge kühlt und mit dem getrockneten Brennstoff beladen aus der Mühle abgezogen und über einen Abscheider dem Wärme tauscher wieder zugeführt wird,
c) der getrocknete Brennstoff aus dem Abscheider abgezogen und in den Feuerraum des Kraftwerkskessels eingeführt wird,
d) ein aus dem Kesselabgasstrom hinter der Entstaubungsanlage abgezweigter erster Teilstrom dem Trocknungsgaskreislauf zugeführt sowie ein zweiter Teilstrom aus dem Trocknungs gaskreislauf abgezogen und dem Feuerraum des Kraftwerks kessels zugeführt wird.

Diese Verfahrensweise kann im einzelnen so geführt werden, daß der zweite Teilstrom hinter dem Abscheider und vor Ein tritt in den Wärmetauscher aus dem Trocknungsgaskreislauf ab gezogen und zusammen mit dem abgeschiedenen, getrockneten Brennstoff in den Feuerraum des Kraftwerkskessels eingeführt wird. Diese Verfahrensweise kann aber auch so durchgeführt werden, daß der zweite Teilstrom aus dem aus der Mühle aus tretenden Trocknungsgasstrom abgezweigt sowie mit dem mitge führten Brennstoff in den Feuerraum des Kraftwerkskessels eingeführt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt in bezug auf die Tem peraturen, die für die einzelnen Verfahrensschritte wesent lich sind, eine Anpassung mit großer Bandbreite. Es empfiehlt sich im allgemeinen, den gesamten Kesselabgastrom mit einer Konvektionszugaustrittstemperatur von 350°C bis 400°C abzu ziehen und auf eine Entstaubungstemperatur von 160 bis 180°C abzukühlen sowie den im Trocknungsgaskreislauf geführten Trocknungsgasstrom auf eine Trocknungstemperatur von 310 bis 320°C aufzuheizen und bei der Trocknung auf 130 bis 140°C abzukühlen. - Es versteht sich, daß eine Anlage zur Durchfüh rung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit den kraftwerksüb lichen Aggregaten, Gebläsen, Armaturen, Steuer- und Regelein richtungen ausgerüstet ist, die nach Maßgabe des erfindungs gemäßen Verfahrens ohne weiteres einrichtbar sind.

Die Erfindung arbeitet im Vergleich mit den bekannten Maßnah men mit einem besonderen Gaskreislauf für die Trocknung der trocknungsbedürftigen Brennstoffe, der aus einem Teilstrom des Kesselabgasstromes gespeist wird. Der Gaskreislauf er laubt mit den üblichen Aggregaten, Armaturen sowie Steue rungs- und Regelmaßnahmen eine Anpassung der Mengenströme und Temperaturen an die Betriebsverhältnisse, zum Beispiel an unterschiedliche Brennstoffarten. Ein Teilstrom aus dem Trocknungsgaskreislauf wird in die Feuerung des Kraftwerks kessels eingeführt. Dadurch können bei schnellentgasenden Brennstoffen bereits in der Mühle bei niedrigen Trocknungstemperaturen ausgetriebene Gasbestandteile 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 Konvektions zugaustrittstemperatur, sondern bei der wesentlich niedrigeren Entstaubungstemperatur. Folglich kann die Ent staubungsanlage 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 ver wirklicht werden kann. Das Abgas kann nach der Entstaubungs anlage 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 erfindungsgemäßen 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 ausführlicher er läutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

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 Konvektionszug 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 die 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

1. Verfahren zum Betrieb eines mit einem trocknungsbe dürftigen Brennstoff, insbesondere mit Braunkohle, befeuerten Kraftwerkes, welches zumindest einen Kraftwerkskessel, einen Konvektionszug im Anschluß an den Kraftwerkskessel, zumindest eine Mühle mit Brennstoffzuführung für den trocknungsbe dürftigen Brennstoff und zumindest eine Dampfturbine auf weist, wobei

a) der auf dem Konvektionszug mit Konvektionszugaustrittstem peratur austretende Kesselabgasstrom mit Hilfe eines Wär metauschers auf eine Entstaubungstemperatur abgekühlt und über eine Entstaubungsanlage geführt wird,
b) ein in einem Trocknungsgaskreislauf geführter Trocknungs gasstrom für den zu trocknenden Brennstoff über den Wärme tauscher geführt, im Wärmeaustausch mit dem Kesselab gasstrom auf Trocknungstemperatur aufgeheizt, in die Mühle eingeführt und dort durch Trocknen des Brennstoffs abge kühlt und mit dem getrockneten Brennstoff beladen aus der Mühle abgezogen und über einen Abscheider dem Wärme tauscher wieder zugeführt wird,
c) der getrocknete Brennstoff aus dem Abscheider abgezogen und in den Feuerraum des Kraftwerkskessels eingeführt wird,
d) ein aus dem Kesselabgasstrom hinter der Entstaubungsanlage abgezweigter erster Teilstrom dem Trocknungsgaskreislauf abgezogen und dem Feuerraum des Kraftwerkskessels zuge führt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zweite Teilstrom hinter dem Abscheider und vor Eintritt in den Wärmetauscher aus dem Trocknungsgaskreislauf abgezogen und zusammen mit dem abgeschiedenen, getrockneten Brennstoff in den Feuerraum des Kraftwerkskessels eingeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zweite Teilstrom aus dem aus der Mühle austretenden Trocknungsgasstrom abgezweigt sowie mit dem mitgeführten Brennstoff in den Feuerraum des Kraftwerkskessels eingeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Kesselabgasstrom mit einer Konvektionszugaustrittstemperatur von 350 bis 400°C abgezogen und auf eine Entstaubungstem peratur von 160 bis 180°C abgekühlt wird, wobei der im Trocknungsgaskreislauf geführte Trocknungsgasstrom auf eine Trocknungstemperatur von 310 bis 320°C aufgeheizt und bei der Trocknung auf 130 bis 140°C abgekühlt wird.