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Dampfkraftanlage mit gleichmäßiger Dampferzeugung und zugeordneter
Trocknungsanlage Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Erzeugung von Wasserdampf
aus Brüdenabwärme in der Weise vorzunehmen, daß der Wärmeinhalt der z. B. in Braunkohletrocknern
entwickelten Brüdendämpfe zunächst an in reichlichen Mengen in die Brüdenableitungen
eingespritztes Wasser übertragen wird, das hierauf einem Verdampfer als Heizmittel
zugeführt wird. In diesem erfolgt die Dampfbildung beispielsweise durch die an sich
gleichfalls bekannte Verdampfung eines Teils des im Kreislauf durch den Wärmeaustauscher
und den Verdampfer geführten Wassers. Der erzeugte Wasserdampf wird, nachdem er
durch Dampfstrahlgebläse oder Turboverdichter auf höheren Druck und höhere Temperatur
gebracht worden ist, wieder zur Beheizung derselben oder einer ähnlichen Vorrichtung
verwendet, in der die Brüdett entstehen.
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Es ist weiter vorgeschlagen worden, bei Dampfkraftanlagen Verbraucher
geringerer Dringlichkeit bei starkem Verbrauch zu drosseln oder abzuschalten. Bei
Verbindung von Kraftmaschinen und Trockenanlagen sind aber letztere stets Verbraucher
geringerer Dringlichkeit. Es ist daher auch schon vorgeschlagen worden, bei Dampfanlagen
mit Trocknungsanlagen diese in Abhängigkeit vom Frischdampfdruck mit Dampf zu versorgen,
um die Kesselanlagen mit gleicher Belastung und daher mit gutem Wirkungsgrad zu
betreiben. Der Gegenstand der Erfindung besteht nun darin, daß einer Dampfkraftanlage
mit gleichmäßig belastetem Kessel Kraftmaschinen und eine Trocknungsanlage mit der
bekannten Brüdenverwertungsanlage zugeordnet ist, bei der die Kraftmaschine entsprechend
ihrer benötigten Leistung Dampf erhalte und die Trocknungsanlage mit dem 'verbleibenden
Rest der erzeugten Dampfmenge 'beliefert wird. Diese Dampfmenge wird aber der Trocknungsanlage
nicht unmittelbar zugeführt, sondern sie dient dazu, entweder mit dem vollen Frischdampfdruck
oder mit gedrosseltem Druck die Brüdendämpfe in einem Strahlapparat zu verdichten.
Dieser 'verdichtete Dampf wird dann der Trocknungsanlage als Heizdampf zugeführt.
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Die Vorteile der Erfindung ergeben sich klar aus folgender Betrachtung
Der Frischdampf, der zur Verdichtung des aus der Brüdenwärme abziehenden Niederdruckdampfes,
z. B. mittels Dampfstrahlgebläses, zur Verfügung steht, expandiert in den Strahlvorrichtungen
bis auf den im Heizsystem der Trockner herrschenden Druck. Der Energieverlust, den
der Frischdampf bei der Verdichtungsarbeit erfährt, ist also gleich der Druckdifferenz
zwischen seinem Anfangsdruck und dem Druck im Heizsystem der Trockner multipliziert
mit dem für den Betrieb des Verdichters zur Verfügung stehenden Dampfgewicht. Diese
Energiemenge wird dazu verbraucht, um den \ iederdruckdampf aus
der
Brüdenv erwer tungsanlage auf den im Heizsystem der Trockner herrschenden Druck
zu bringen. Wird nun beispielsweise die Belastung der Energieerzeugungsanlage so
groß, daß, für den Trockenbetrieb nur noch der normalen Dampfmenge zur Verfügung
stehen, so sinkt 'der Druck im Heizsystem der Trockner mehr oder weniger selbsttätig
z. B. von 1, 5 atü auf o, 5 atü. Demgemäß braucht also der aus der Brüdenabwärme
erzeugte Niederdruckdampf, dessen Spannung erfahrungsgemäß bei ungefähr
0,7 atü absolut liegt, jetzt nicht mehr so hoch verdichtet zu werden, so
daß die geringere Frischdampfmenge für die geringere Verdichtungsleistung ausreicht,
auch wenn dieselbe oder selbst eine größere Menge Niederdruckdampf wie bei normaler
Belastung auf den niedrigeren, in der Heizung der Trockner herrschenden Druck verdichtet
werden soll. Die geringere Frischdampfmenge, die bei hoher Belastung der Energieerzeugungsanlage
für die Trocknungsanlage zur Verfügung steht, erfährt also durch die Brüdenverwertungsanlage
einen erheblichen Ausgleich, so daß der Durchsatz der Trockner bei weitem nicht
in demselben Maße schwankt wie die Frischdampfzufuhr.
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Hier sei noch darauf hingewiesen, daß die Spannung des aus der Brüdenabwärmeerzeugten
Niederdruckdampfes nicht oder kaum durch Temperaturänderungen in der Heizung der
Trockner beeinflußt wird, da sie sich im wesentlichen nach der Menge der nicht kondensierbaren
Gase richtet, die in den Brüden enthalten sind. Sie bleibt also im wesentlichen
dieselbe, sowohl wenn die Heizung der Trockner mit hohem als auch wenn sie mit niederem
Druck arbeiten.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Änderungen
des Dampfdrucks in der Heizung der Trockner sich mit den Änderungen des für die
Trockner zur Verfügung stehenden Dampfes selbsttätig einstellen. Denn die Heizungen
haben bei höherem Druck des Heizdampfes eine höhere und bei niederem Druck eine
geringere Kondensationswirkung entsprechend dem veränderten Temperaturgefälle zwischen
Heizraum und zu trocknendem Gut. Es muß also bei Schwankungen im Verbrauch der vom
Kraftwerk zu leistenden Energie lediglich die Umdrehung der Trockner geändert werden,
damit das Trockengut stets mit derselben Restfeuchtigkeit den Trockner verläßt,
und es müssen ferner die Verdichter für den Niederdruckdampf und der Betrieb derselben
den veränderten $etriebsverhältnissen angepaßt werden, was im übrigen auch mittels
bekannter Umschalt- und Regelungsvorrichtungen selbsttätig geschehen kann.
| Die Erfindung ist anwendbar, sowpUumenn |
der Druck als auch wenn die Menge der für das Gebläse der Brüdenverwertung bereitzustellenden
Dampfmenge oder wenn beide schwanken.
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An Hand der beiden Abb. i und 2 soll im folgenden Erfindungsgedanke
näher erläutert werden.
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In Abb. i ist i die Kesselanlage, aus der der Dampf durch die Leitung
2 der Anlage 3 zur Erzeugung mechanischer oder elektrischer Energie und durch die
Leitung ¢ der Trocknungsanlage zugeleitet wird. Diese besteht aus der Strahlvorrichtung
5 und der Trockentrommel 6, dem Wärmeaustauscher 7 und dem Verdampfer B. Die Brüdendämpfe
strömen aus der Trockentrommel durch die Leitung 9 in den Wärmeaustauscher und werden
aus diesem durch das Gebläse i o abgesaugt. Der Wärmeaustauscher ist mit dem Verdampfer
durch die Leitungen i i und 12 verbunden, durch die das im Kreislauf geführte Wasser
fließt, das im Wärmeaustauscher die Brüdenwärme aufnimmt und im Verdampfer die aufgenommene
Wärme zur Erzeugung von Dampf niederer Spannung wieder abgibt. Für die Führung des
Wassers im Kreislauf ist an einer beliebigen Stelle dieser Leitungen die Fördervorrichtung
13 vorgesehen. Aus dem Verdampfer wird der Dampf durch die Leitungen 1¢, 15, 16
dem Dampfstrahlgebläse 5 einerseits und der Niedertruckturbine 17 anderseits zugeführt.
18 ist der Kondensator der Niederdruckturbine.
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Aus der gleichmäßig belasteten Kesselanlage i wird der Dampf in der
jeweils benötigten Menge der Energie- und Kräfterzeugungsanlage 3 zugeführt. Da
die Dampferzeugung in der Zeiteinheit nach Möglichkeit dieselbe sein soll und der
Dampfverbrauch der Energieerzeugungsanlage infolge der wechselnden Betriebsverhältnisse
in beliebigen Grenzen schwanken kann, so stehen bei dieser Ausführungsform der Erfindung
für die Trockenanlage zwar stets der gleiche Dampfdruck, aber nicht immer die gleichen
Mengen Dampf zur Verfügung. So werden z. B. in den Nachstunden stets erheblich größere
Dampfmengen für die Trockaung bereitgestellt werden können als am Tage.
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Kann für das Dampfstrahlgebläse 5 viel Dampf bereitgestellt werden,
so wird gemäß der Erfindung der Heizraum des Trockners 6 mit hohem Dampfdruck betrieben.
Der aus der Brüdenw.ärme erzeugte Niederdruckdampf, der von dem Dampfstrahlgebläse
5 aus dem Verdampfer 8 angesaugt wird, muß also auf den verhältnismäßig hohen Druck
im Heizsystem der Trockner verdichtet werden. Das Dampfstrahlgebläse arbeitet demnach
in der Weise, daß es eine verhältnismäßig geringe Niederdruckdampfmenge auf
einen
verhältnismäßig hohen Gegendruck verdichtet. Wird die Energieerzeugungsanlage 3
dagegen stark belastet, so steht für das Dampfstrahlgebläse 5 ein entsprechend geringeres
Dampfgewicht zur Verfügung. Der Heizraum des Trockners arbeitet nunmehr mit einem
geringeren Dampfdruck. Da nun auch der Niederdruck-dampf aus dem Verdampfer 8 nicht
mehr so hoch verdichtet zu werden braucht, ist das Dampfstrahlgebläse 5 trotz der
verringerten Betriebsdampfmenge noch in der Lage, dieselbe oder bei starker Druckerniedrigung
im Heizsystem der Trockner auch noch eine größere Niederdruckdampfmenge zu verdichten
als bei normalem Betrieb. Es werden also auch durch das neue Verfahren die Einflüsse
der Schwankungen der für die Trockenanlage zur Verfügung stehenden Frischdampfmenge
auf den Durchsatz der Trockner bis zu einem gewissen Grade ausgeglichen.
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In Abb. 2 ist t die Kesselanlage und 2 die Dampfleitung zur Hochdruckgegendruckturbine
36, die im Verein mit der Niederdruckturbine 17 die erforderliche mechanische und
elektrische Energie erzeugt. Der Dampf für die Brikettpresse i 9 wird einer bestimmten
Stufe der Turbine durch die Leitung 2o entnommen, so daß also die Pressen stets
mit gleichem Druck und gleicher Dampfmenge arbeiten. Die Leitung 21, die dem Dampfstrahlgebläse
33 die erforderliche Dampfmenge zuführt, kann, je nachdem die Turbine 36 höher oder
geringer belastet werden muß, an eine niedere oder höhere Druckstufe dieser Turbine
angeschlossen werden. Der Abdampf der Pressen i 9 wird durch eine Leitung 22 dem
Trockner 23 zugeführt. Aus diesem Trockner sowie aus dem Trockner 24, der mittels
Dampfstrahlgebläses 33 betrieben wird, strömen die Brüden durch die Leitungen 25
und 26 in den Wärmeaustauscher 27 ab. 28 und 29 sind die Leitungen, 3o die Fördereinrichtung
für den Wasserkreislauf durch den Wärmeaustauscher 27 und den Verdampfer 3i. Die
nicht kondensierten Brüden werden aus dem Wärmeaustauscher mit Gebläse 32 abgezogen.
Der Verdampfer 3 i ist mit dem Gebläse 33 und der Turbine 17 durch die Leitungen
3 ¢ und 3 5 verbunden.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung steht dem Dampfstrahlgebläse
33 zwar stets dieselbe Dampfmenge, aber entsprechend der höheren oder geringeren
Belastung der Turbine 36 mit niederer oder höherer Spannung zur Verfügung. Im ersten
Falle arbeitet gemäß der Erfindung auch der Trockner 24. mit höherem Dampfdruck,
und es muß das Dampfstrahlgebläse den Niederdruckdampf aus dem Verdampfer 3 i auf
diesen höheren Druck verdichten. In der Zeit, in der für das Gebläse 33 Dampf von
geringerer Spannung zur Verfügung steht, arbeitet auch der Trockner 24. mit niedrigerem
Druck, und es wird die Verdichtungsarbeit, die der Betriebsdampf des Strahlgebläses
zu leisten hat, entsprechend geringer. Es liegen also die Verhältnisse genau wie
im ersten Falle, was sich im übrigen auch daraus ergibt, daß die Leistung der Strahlvorrichtung
abhängig ist von dem Betriebsdampfgewicht und dem Druckabfall, den der Betriebsdampf
im Strahlapparat erleidet, und daß das Produkt aus diesen beiden Faktoren sich bei
Änderungen der Belastung der Energieerzeugungsanlage in der gleichen Weise ändert,
wie im ersten Ausführungsbeispiel.