EP2423465A2 - Method for operating a steam turbine power plant and device for generating steam - Google Patents
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- EP2423465A2 EP2423465A2 EP10005879A EP10005879A EP2423465A2 EP 2423465 A2 EP2423465 A2 EP 2423465A2 EP 10005879 A EP10005879 A EP 10005879A EP 10005879 A EP10005879 A EP 10005879A EP 2423465 A2 EP2423465 A2 EP 2423465A2
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- vapor
- air preheater
- flue gas
- steam
- combustion air
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K17/00—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
- F01K17/06—Returning energy of steam, in exchanged form, to process, e.g. use of exhaust steam for drying solid fuel or plant
Definitions
- the invention relates to a method for operating a steam turbine power plant with a lignite-fired steam generator, in which the brown coal is first subjected to indirect drying in a fluidized bed dryer, wherein the fluidized bed dryer is at least partially heated with steam from the water-steam cycle of the steam generator.
- a method of the type mentioned is, for example, from DE 103 19 477 A1 known.
- the invention further relates to a device for producing steam, comprising at least one dryer for predrying lignite wet brown coal, at least one lignite fired steam boiler, at least one steam generator downstream steam turbine, at least one feedwater supply to the steam generator, a device for feedwater preheating and at least one air preheater for the combustion air.
- the burning of lignite is so special in that the lignite wet lignite contains up to 65% water, which in comparison to the generation of electricity from coal higher specific CO 2 emissions arise in the production of electricity from lignite.
- a significant increase in the efficiency can be achieved, whereby the specific CO 2 emission is reduced.
- the lignite brown coal has a water content of 45 to 65%, which is reduced by drying to about 10 to 25%.
- WTA process fluidized-bed drying with internal waste heat utilization
- the efficiency of a lignite power plant can be about 4 up to 5 percentage points over conventional lignite-fired power plant technology.
- pre-ground raw lignite is introduced into the stationary fluidized bed of a dryer which operates at a slight overpressure.
- heating coils are arranged, the heating steam condenses at a temperature level of about 130 ° C.
- the leaked from the raw lignite coal during drying in the fluidized bed drying plant water is slightly superheated and vapor before as a separate stream, which is referred to as vapors.
- Part of the vapor is returned to the dryer via a blower to fluidize the fluidized bed.
- the invention is therefore based on the object with respect to a method and a device of the type mentioned with respect. To improve the energetic use of the resulting in the drying of the vapor.
- the object is initially achieved by a method for operating a steam turbine power plant with a lignite-fired steam generator, in which the brown coal is first subjected to indirect drying in a fluidized bed dryer, wherein the fluidized bed dryer at least partially heated with steam from the water-steam cycle of the steam generator is, wherein the method according to the invention is characterized in that the energy of the resulting from the drying of lignite vapor is at least partially used for preheating the combustion air.
- the procedure of the invention has the advantage that the amount of heat that has been coupled into the combustion air, no longer needs to be decoupled from the flue gas via the windward. It is thus shifted a certain amount of heat from a low to a higher temperature level, which is then made available to the water-steam cycle.
- Luvo in the context of the invention is not necessarily to be understood as a regenerative heat exchanger, but this may for example also be a flue gas heated Luvo.
- the windward additional heat from the already partially cooled by means of the windward flow of flue gas is abandoned.
- the heat from the flue gas behind the air preheater can be coupled out by means of a heat transfer medium, for example by means of water.
- At least one partial stream of the vapor after being drawn off from the fluidized-bed dryer is compressed in a vapor compressor and fed to at least one condensation heat exchanger. So, in addition, the free Expected condensation heat of the vapor used.
- the compression increases the temperature level at which the vapors condense, thus a higher air preheating can be achieved. In this case, such amounts of energy can be coupled into the combustion air, that under certain circumstances a decoupling of heat from the flue gas for the purpose of combustion air preheating is completely unnecessary.
- a partial flow of the flue gas is branched off in front of the air preheater and used to preheat the boiler feed water, with the bridging of the air preheater.
- the object underlying the invention is further achieved by a device for generating steam, comprising at least one dryer for predrying lignite wet lignite, at least one fired with the pre-dried lignite steam boiler, at least one steam generator downstream steam turbine, at least one feedwater supply to the steam generator, at least a device for feedwater preheating and at least one air preheater for the combustion air, wherein the device according to the invention is characterized in that the air preheater in the fresh air supply at least one heat exchanger is connected upstream, which is connected to the vapor outlet of the dryer.
- the dryer is designed as a fluidized bed dryer.
- the dryer does not necessarily have to be formed as a fluidized bed dryer, but drying can also take place in other indirectly heated reactors in which high-energy vapors / swaths obtained.
- the guided to the air preheater flue gas line is provided with a branch bypassing the air preheater, which is connected to the feedwater preheating.
- At least one further flue gas cooler may be provided, which cooperates with the combustion air supply in front of the air preheater.
- At least one vapor compressor is provided, which is connected upstream of at least one condensation heat exchanger in the combustion air supply in front of the air preheater.
- the air preheater is expediently designed as a regenerative air preheater.
- the reference numeral 4 designates the steam generator of the steam turbine power plant.
- the steam generator 4 is designed as a lignite-fired boiler. In this water is evaporated in a known manner and expanded in a downstream steam turbine 5.
- the steam turbine 5 comprises a high-pressure part, a medium-pressure part and a low-pressure part, which are not designated more precisely in the process diagram.
- the steam turbine 5 drives a generator 6, which in turn feeds electrical energy into a power grid.
- the steam turbine 5 is followed by a condenser 7, in which the low-pressure steam is condensed.
- the condensate is returned to the steam generator 4.
- the steam generator 4 is charged with dry lignite as fuel, which was subjected to indirect drying in a fluidized bed dryer 8.
- the fluidized-bed dryer 8 is heated with steam from the low-pressure part of the steam turbine 5.
- Part of the resulting in the drying of brown coal vapor 1 is first dedusted in a dust collector 9 and fed back to the fluidized bed dryer 8 with a fan 10 as a fluidizing agent. Further partial streams of the vapor 1 are, as will be described below, used to preheat the combustion air 2.
- the combustion air 2 is supplied in a known manner to a regenerative air preheater 11, in which the combustion air is preheated in countercurrent with the flue gas 3.
- a partial flow of the flue gas 3 is passed over a bypass line 12 to the air preheater 11.
- This first passes through a first high-pressure air bypass economizer 13 (HD-Lubeco) and then via a low-pressure air bypass economizer 14 (ND Lubeco), which are connected in series with respect to the flue gas stream 3.
- the heat content of the flue gas 3 is coupled via the HD Lubeco 13 in the high pressure part of the feedwater circuit, the remaining heat of the flue gas is coupled in the next stage in the low pressure part of the boiler feedwater cycle.
- a further flue gas cooler 15 is provided, which emits its heat load via a water / air preheater 16 provided in the combustion air supply.
- the flue gas cooler 15 and the water / air preheater 16 communicate with each other via water as the heat transfer medium in a closed circuit.
- the combustion air 2 passes in the process variant 1 according to FIG. 1 at a temperature of about 10 ° C in a Brüdenluftvor Anlagenr 17, where it is heated to about 95 ° C.
- the Brüden Kunststoffvor Anlagenr 17 is acted upon by a partial flow of the vapor 1 from the fluidized bed dryer 8.
- the vapor / air preheater 17 is downstream of the water / air preheater 16, viewed in the flow direction of the combustion air 2, in which the combustion air 2 can be raised to a temperature of about 140 ° C.
- the combustion air 2 then flows through the regenerative air preheater 11, where it is heated in countercurrent with the about 360 ° C hot flue gas to about 330 ° C.
- a first partial stream of the vapor 1 is fed to the vapor air preheater 17, this is upstream of the condensation heat exchanger 19 in the flow direction of the combustion air 2.
- the energy of the vapor 1 is coupled in several stages in the combustion air 2, wherein in the condensation heat exchanger 19 in addition a further part of the released heat of condensation of the vapor 1 is used.
- the air compared to the method accordingly FIG. 1 be preheated to a higher temperature.
- the downstream in the flue gas flow flue gas cooler 20 may also couple the decoupled from the flue gas heat quantity in the boiler feed water.
- this downstream can be a cooling tower 22, which serves primarily to cool the condensate from the condenser 7.
- a flue gas inlet from the flue gas desulfurization 21 take place.
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Abstract
Description
Verfahren zum Betrieb eines Dampfturbinenkraftwerks sowie Einrichtung zur Erzeugung von DampfMethod for operating a steam turbine power plant and device for generating steam
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Dampfturbinenkraftwerks mit einem mit Braunkohle befeuerten Dampferzeuger, bei welchem die Braunkohle zunächst einer indirekten Trocknung in einem Wirbelschichttrockner unterzogen wird, wobei der Wirbelschichttrockner zumindest teilweise mit Dampf aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf des Dampferzeugers beheizt wird.The invention relates to a method for operating a steam turbine power plant with a lignite-fired steam generator, in which the brown coal is first subjected to indirect drying in a fluidized bed dryer, wherein the fluidized bed dryer is at least partially heated with steam from the water-steam cycle of the steam generator.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Einrichtung zur Erzeugung von Dampf, umfassend wenigstens einen Trockner zur Vortrocknung grubenfeuchter Braunkohle, wenigstens einen mit der Braunkohle befeuerten Dampfkessel, wenigstens eine dem Dampferzeuger nachgeschaltete Dampfturbine, wenigstens eine Speisewasserzuführung zu dem Dampferzeuger, eine Einrichtung zur Speisewasservorwärmung sowie wenigstens einen Luftvorwärmer für die Verbrennungsluft.The invention further relates to a device for producing steam, comprising at least one dryer for predrying lignite wet brown coal, at least one lignite fired steam boiler, at least one steam generator downstream steam turbine, at least one feedwater supply to the steam generator, a device for feedwater preheating and at least one air preheater for the combustion air.
Bekanntlich ist die Verbrennung von Braunkohle insoweit besonders, als dass die grubenfeuchte Braunkohle bis zu 65 % Wasser enthält, woraus im Vergleich zur Stormerzeugung aus Steinkohle höhere spezifische CO2-Emissionen bei der Gewinnung von Strom aus Braunkohle entstehen. Durch entsprechende Trocknung der Braunkohle vor der Verfeuerung in den Dampferzeuger eines Kraftwerks kann eine deutliche Erhöhung des Wirkungsgrades erzielt werden, wodurch die spezifische CO2-Emission verringert wird.As is well known, the burning of lignite is so special in that the lignite wet lignite contains up to 65% water, which in comparison to the generation of electricity from coal higher specific CO 2 emissions arise in the production of electricity from lignite. By appropriate drying of the lignite before burning in the steam generator of a power plant, a significant increase in the efficiency can be achieved, whereby the specific CO 2 emission is reduced.
Die grubenfeuchte Braunkohle hat etwa einen Wassergehalt von 45 bis 65 %, der durch Trocknung auf etwa 10 bis 25 % verringert wird. Als besonders wirkungsvolles Trocknungsverfahren hat sich das sog. WTA-Verfahren (Wirbelschichttrocknung mit interner Abwärmenutzung) erwiesen. Mit einem solchen Trocknungsverfahren, welches beispielsweise aus der
In der
Mit einer solchen Anordnung bzw. einer solchen Verfahrensweise ist eine stärkere energetische Nutzung des aus dem Trockner austretenden Brüdens möglich, so dass insgesamt der Wirkungsgrad des Kraftwerks gesteigert wird und die Emissionen gesenkt werden.With such an arrangement or such a procedure, a stronger energetic use of emerging from the dryer vapor is possible, so that the overall efficiency of the power plant is increased and the emissions are reduced.
Alternativ ist es möglich, die Energie des Brüdens zur Speisewasservorwärmung zu nutzen. Diese Verfahrensvariante ist beispielsweise in der
Die Vorwärmung des Speisewassers im Wasser-Dampf-Kreislauf erlaubt allerdings keine vollständige Nutzung der Brüdenwärme, da das Speisewasser keine ausreichend große Wärmesenke darstellt. In der
Auch bei dieser Variante der energetischen Nutzung des Brüdens wird ein Teil des Wärmeinhalts des Brüdens nicht optimal genutzt.Even with this variant of the energetic use of the vapor part of the heat content of the vapor is not optimally used.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Einrichtung der eingangs genannten Art bzgl. der energetischen Nutzung des bei der Trocknung anfallenden Brüdens zu verbessern.The invention is therefore based on the object with respect to a method and a device of the type mentioned with respect. To improve the energetic use of the resulting in the drying of the vapor.
Die Aufgabe wird zunächst gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb eines Dampfturbinenkraftwerks mit einem mit Braunkohle befeuerten Dampferzeuger, bei welchem die Braunkohle zunächst einer indirekten Trocknung in einem Wirbelschichttrockner unterzogen wird, wobei der Wirbelschichttrockner zumindest teilweise mit Dampf aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf des Dampferzeugers beheizt wird, wobei sich das Verfahren gemäß der Erfindung dadurch auszeichnet, dass die Energie des aus der Trocknung der Braunkohle anfallenden Brüdens zumindest teilweise zur Vorwärmung der Verbrennungsluft verwendet wird.The object is initially achieved by a method for operating a steam turbine power plant with a lignite-fired steam generator, in which the brown coal is first subjected to indirect drying in a fluidized bed dryer, wherein the fluidized bed dryer at least partially heated with steam from the water-steam cycle of the steam generator is, wherein the method according to the invention is characterized in that the energy of the resulting from the drying of lignite vapor is at least partially used for preheating the combustion air.
Es ist grundsätzlich Praxis, die Temperatur der Verbrennungsluft mit einer regenerativen Luftvorwärmung auf ein höheres Niveau zu heben, und zwar im Hinblick auf die Carnotisierung des Kraftwerksprozesses. Es ist jedenfalls sinnvoll und wünschenswert, so viel Wärme in die Verbrennungsluft einzukoppeln, dass die Lufttemperatur vor Brennkammereintritt der Rauchgastemperatur hinter dem Economizer abzüglich Grädigkeit etwa entspricht. Da jedoch ein klassischer regenerativer Luftvorwärmer - nachstehend der Einfachheit halber als Luvo bezeichnet - eine große untere Grädigkeit aufweist und somit große Exergieverluste erzeugt, ist es sinnvoll und zweckmäßig, die dem Luvo zugeführte Frischluft mittels eines Wärmetauschers vorzuwärmen. Wenn im folgenden Text mit Bezug auf die Teile des Dampfturbinenkraftwerks von "hinter" oder "vor" die Rede ist, bezieht sich diese Angabe immer auf die Strömungsrichtung des in dem jeweiligen Verfahrenszweig zu betrachtenden Stoffstoms.It is basically practice to raise the temperature of the combustion air to a higher level with a regenerative air preheat, with a view to the carnotization of the power plant process. In any case, it makes sense and is desirable to couple so much heat into the combustion air that the air temperature before combustion chamber inlet corresponds approximately to the flue gas temperature downstream of the economizer minus gravitational factor. However, since a classic regenerative air preheater - hereinafter referred to simply as Luvo - has a large lower Graderigkeit and thus generates large Exergieverluste, it is useful and expedient to preheat the fresh air supplied to the Luvo means of a heat exchanger. If in the following text with reference to the parts of the steam turbine power plant of "behind" or "before" the speech, this statement always refers to the flow direction of the considered in the respective process branch material.
Für eine solche Vorwärmung der Verbrennungsluft wird üblicherweise nach dem Stand der Technik Energie entweder in Form von Niedertemperaturwärme aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf oder aus dem den Luvo verlassenden Rauchgasstrom entnommen.For such a preheating of the combustion air is usually from the prior art energy either in the form of low-temperature heat taken from the water-steam cycle or from the flue gas leaving the luff.
Die erfindungsgemäße Verfahrensweise hat den Vorzug, dass die Wärmemenge, die in die Verbrennungsluft eingekoppelt wurde, nicht mehr über den Luvo aus dem Rauchgas ausgekoppelt werden muss. Es wird also eine bestimmte Wärmemenge von einem niedrigen auf ein höheres Temperaturniveau verschoben, die dann dem Wasser-Dampf-Kreislauf zur Verfügung gestellt wird. Unter Luvo im Sinne der Erfindung ist nicht notwendigerweise ein regenerativer Wärmetauscher zu verstehen, vielmehr kann dies beispielsweise auch ein rauchgasbeheizter Luvo sein.The procedure of the invention has the advantage that the amount of heat that has been coupled into the combustion air, no longer needs to be decoupled from the flue gas via the windward. It is thus shifted a certain amount of heat from a low to a higher temperature level, which is then made available to the water-steam cycle. Luvo in the context of the invention is not necessarily to be understood as a regenerative heat exchanger, but this may for example also be a flue gas heated Luvo.
Mit der Erfindung werden daher gleichermaßen zwei Vorteile erzielt, nämlich einerseits die höhere energetische Nutzung des Brüdens durch Wärmetausch mit einer größeren Temperatursenke sowie eine Verschiebung der im Sinne einer Nutzbarkeit frei werdenden Wärmemenge auf ein höheres Temperaturniveau, welches letztendlich im Speisewasservorlauf genutzt werden kann.With the invention, therefore, two advantages are equally achieved, namely on the one hand, the higher energy use of the vapor by heat exchange with a larger temperature sink and a shift in the sense of usability released amount of heat to a higher temperature level, which can ultimately be used in the feedwater supply.
Bei einer vorteilhaften Variante der Erfindung erfolgt die Einkopplung der Energie des Brüdens in die Verbrennungsluft mit Hilfe wenigstens eines Wärmetauschers, der einem mit Rauchgas beheizten Luvo vorgeschaltet ist. Dies erfolgt insbesondere mittels eines Kondensationswärmetauschers. Bei einer weiteren Variante des Verfahrens ist vorgesehen, dass dem Luvo zusätzlich Wärme aus dem bereits teilweise mittels des Luvo abgekühlten Rauchgasstroms aufgegeben wird.In an advantageous variant of the invention, the coupling of the energy of the vapor in the combustion air by means of at least one heat exchanger, which is connected upstream of a heated with flue gas Luvo. This is done in particular by means of a condensation heat exchanger. In a further variant of the method it is provided that the windward additional heat from the already partially cooled by means of the windward flow of flue gas is abandoned.
In diesem Falle kann die Wärme aus dem Rauchgas hinter dem Luftvorwärmer mittels eines Wärmeträgermediums ausgekoppelt werden, beispielsweise mittels Wasser.In this case, the heat from the flue gas behind the air preheater can be coupled out by means of a heat transfer medium, for example by means of water.
Bei einer besonders vorteilhaften Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens ein Teilstrom des Brüdens nach Abzug aus dem Wirbelschichttrockner in einem Brüdenverdichter verdichtet und wenigstens einem Kondensationswärmetauscher zugeführt wird. So wird zusätzlich die frei werdende Kondensationswärme des Brüdens genutzt. Durch die Verdichtung erhöht sich das Temperaturniveau auf dem die Brüden kondensieren, somit kann eine höhere Luftvorwärmung erzielt werden. Dabei können solche Energiemengen in die Verbrennungsluft eingekoppelt werden, dass unter Umständen eine Auskopplung von Wärme aus dem Rauchgas zwecks Verbrennungsluftvorwärmung vollständig entbehrlich ist.In a particularly advantageous variant of the method according to the invention, it is provided that at least one partial stream of the vapor after being drawn off from the fluidized-bed dryer is compressed in a vapor compressor and fed to at least one condensation heat exchanger. So, in addition, the free Expected condensation heat of the vapor used. The compression increases the temperature level at which the vapors condense, thus a higher air preheating can be achieved. In this case, such amounts of energy can be coupled into the combustion air, that under certain circumstances a decoupling of heat from the flue gas for the purpose of combustion air preheating is completely unnecessary.
Zweckmäßigerweise wird ein Teilstrom des Rauchgases vor dem Luftvorwärmer abgezweigt und zur Vorwärmung des Kesselspeisewassers verwendet, und zwar unter Überbrückung des Luftvorwärmers.Conveniently, a partial flow of the flue gas is branched off in front of the air preheater and used to preheat the boiler feed water, with the bridging of the air preheater.
Bei einer besonders vorteilhaften Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass so viel Rauchgas vor dem Luftvorwärmer abgezweigt wird, wie dies der aus dem Brüden in die Verbrennungsluft eingekoppelten Energie entspricht.In a particularly advantageous variant of the method according to the invention it is provided that as much flue gas is diverted in front of the air preheater, as corresponds to the injected from the vapor into the combustion air energy.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Einkopplung der Energie des Brüdens in die Verbrennungsluft mehrstufig erfolgt, wobei eine Teilmenge des Brüdens in einem Brüdenverdichter verdichtet und in einem Kondensationswärmetauscher kondensiert wird.It is particularly advantageous if the coupling of the energy of the vapor into the combustion air takes place in several stages, wherein a partial amount of the vapor is compressed in a vapor compressor and condensed in a condensation heat exchanger.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Einrichtung zur Erzeugung von Dampf, umfassend wenigstens einen Trockner zur Vortrocknung grubenfeuchter Braunkohle, wenigstens einen mit der vorgetrockneten Braunkohle befeuerten Dampfkessel, wenigstens eine dem Dampferzeuger nachgeschaltete Dampfturbine, wenigstens eine Speisewasserzuführung zu dem Dampferzeuger, wenigstens eine Einrichtung zur Speisewasservorwärmung sowie wenigstens einen Luftvorwärmer für die Verbrennungsluft, wobei sich die Einrichtung gemäß der Erfindung dadurch auszeichnet, dass dem Luftvorwärmer in der Frischluftzufuhr wenigstens ein Wärmetauscher vorgeschaltet ist, der an den Brüdenabgang des Trockners angeschlossen ist.The object underlying the invention is further achieved by a device for generating steam, comprising at least one dryer for predrying lignite wet lignite, at least one fired with the pre-dried lignite steam boiler, at least one steam generator downstream steam turbine, at least one feedwater supply to the steam generator, at least a device for feedwater preheating and at least one air preheater for the combustion air, wherein the device according to the invention is characterized in that the air preheater in the fresh air supply at least one heat exchanger is connected upstream, which is connected to the vapor outlet of the dryer.
Zweckmäßigerweise ist der Trockner als Wirbelschichttrockner ausgebildet.Conveniently, the dryer is designed as a fluidized bed dryer.
Es ist für den Fachmann ersichtlich, dass der Trockner nicht notwendigerweise als Wirbelschichttrockner ausgebildet sein muss, vielmehr kann die Trocknung auch in anderen indirekt beheizten Reaktoren erfolgen, bei denen energiereicher Brüden/Schwaden anfällt.It will be apparent to those skilled in the art that the dryer does not necessarily have to be formed as a fluidized bed dryer, but drying can also take place in other indirectly heated reactors in which high-energy vapors / swaths obtained.
Bei einer vorteilhaften Variante der Einrichtung nach der Erfindung ist vorgesehen, dass die zum Luftvorwärmer geführte Rauchgasleitung mit einer den Luftvorwärmer überbrückenden Abzweigung versehen ist, die mit der Speisewasservorwärmung verbunden ist.In an advantageous variant of the device according to the invention it is provided that the guided to the air preheater flue gas line is provided with a branch bypassing the air preheater, which is connected to the feedwater preheating.
Auf diese Art und Weise kann die aus dem Trockner in die Verbrennungsluft eingekoppelte Energie vollständig in die Speisewasservorwärmung "verschoben" werden.In this way, the energy injected from the dryer into the combustion air can be completely "shifted" into the feedwater preheat.
Hinter dem Luftvorwärmer kann wenigstens ein weiterer Rauchgaskühler vorgesehen sein, der mit der Verbrennungsluftzufuhr vor dem Luftvorwärmer zusammenwirkt.Behind the air preheater, at least one further flue gas cooler may be provided, which cooperates with the combustion air supply in front of the air preheater.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Einrichtung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens ein Brüdenverdichter vorgesehen ist, der wenigstens einem Kondensationswärmetauscher in der Verbrennungsluftzufuhr vor dem Luftvorwärmer vorgeschaltet ist.According to a particularly advantageous embodiment of the device according to the invention it is provided that at least one vapor compressor is provided, which is connected upstream of at least one condensation heat exchanger in the combustion air supply in front of the air preheater.
Der Luftvorwärmer ist zweckmäßigerweise als regenerativer Luftvorwärmer ausgebildet.The air preheater is expediently designed as a regenerative air preheater.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren anhand zweier Verfahrensvarianten erläutert.The invention will be explained below with reference to the accompanying figures with reference to two variants of the method.
Es zeigen:
- Figur 1
- das Verfahrensschema einer ersten Verschaltungsvariante der Einrichtung der Erfindung, und
Figur 2- das Verfahrensschema einer zweiten Verschaltungsvariante der Einrichtung der Erfindung.
- FIG. 1
- the process scheme of a first Verschaltungsvariante the device of the invention, and
- FIG. 2
- the process scheme of a second Verschaltungsvariante the device of the invention.
In den Figuren sind Teile eines Dampfturbinenkraftwerks und deren Verschaltung schematisch dargestellt, wobei aus Vereinfachungsgründen im Wesentlichen nur die Massenströme Brüden 1, Verbrennungsluft 2 und Rauchgas 3 dargestellt sind. Der Wasser-Dampf-Kreislauf des Dampfturbinenkraftwerks ist nur teilweise und stark vereinfacht dargestellt.In the figures, parts of a steam turbine power plant and their interconnection are shown schematically, for simplification reasons, essentially only the mass flows vapor 1,
Mit dem Bezugszeichen 4 ist der Dampferzeuger des Dampfturbinenkraftwerks bezeichnet. Der Dampferzeuger 4 ist als mit Braunkohle befeuerter Kessel ausgebildet. In diesem wird in bekannter Art und Weise Wasser verdampft und in einer nachgeschalteten Dampfturbine 5 entspannt. Die Dampfturbine 5 umfasst einen Hochdruckteil, einen Mitteldruckteil und einen Niederdruckteil, die im Verfahrensschema nicht genauer bezeichnet sind. Die Dampfturbine 5 treibt einen Generator 6 an, der wiederum elektrische Energie in ein Stromnetz einspeist.The
Der Dampfturbine 5 ist ein Kondensator 7 nachgeschaltet, in dem der Niederdruckdampf kondensiert wird.The steam turbine 5 is followed by a
Mittels der Kesselspeisewasserpumpe wird das Kondensat wieder dem Dampferzeuger 4 zugeführt.By means of the boiler feed water pump, the condensate is returned to the
Der Dampferzeuger 4 wird mit Trockenbraunkohle als Brennstoff beschickt, welche in einem Wirbelschichttrockner 8 einer indirekten Trocknung unterzogen wurde. Der Wirbelschichttrockner 8 wird mit Dampf aus dem Niederdruckteil der Dampfturbine 5 beheizt. Ein Teil des bei der Trocknung der Braunkohle anfallenden Brüdens 1 wird zunächst in einem Staubabscheider 9 entstaubt und mit einem Gebläse 10 wieder dem Wirbelschichttrockner 8 als Fluidisierungsmittel zugeführt. Weitere Teilströme des Brüdens 1 werden, wie nachstehend noch beschrieben wird, zur Vorwärmung der Verbrennungsluft 2 genutzt.The
Die Verbrennungsluft 2 wird in bekannter Art und Weise einem regenerativen Luftvorwärmer 11 zugeführt, in welchem die Verbrennungsluft im Gegenstrom mit dem Rauchgas 3 vorgewärmt wird.The
Wie dies sowohl bei dem Verfahrensschema gemäß
In Strömungsrichtung hinter dem Luftvorwärmer 11 und den Economizern 13, 14 ist bei der in
Bei einer angenommenen Umgebungstemperatur von etwa 10°C gelangt die Verbrennungsluft 2 bei der Verfahrensvariante 1 gemäß
In der Praxis wird die Luftvorwärmung mit der Brüdenwärme voraussichtlich indirekt, d. h. über einen weiteren Wärmetauscher mit Wasser-Kreislauf (oder anderer Flüssigkeit) erfolgen. Grund hierfür ist, dass sowohl beim Brüden als auch bei der Luft hohe Volumenströme auftreten. Da die Wirbelschichttrocknung entfernt angeordnet ist, müssten bei direkter Luftvorwärmung über die Entfernung entsprechende Anlagen für die hohen Volumenströme vorgesehen werden. Durch die indirekte Vorwärmung können diese erheblich kleiner ausgelegt werden.In practice, the air preheating with the Brüdenwärme is expected indirectly, d. H. via another heat exchanger with water circuit (or other liquid). The reason for this is that high volume flows occur both in the vapor and in the air. Since the fluidized bed drying is located remotely, corresponding systems for the high volume flows would have to be provided for direct air preheating over the distance. By indirect preheating these can be made considerably smaller.
Bei der in
Ein erster Teilstrom des Brüdens 1 wird dem Brüdenluftvorwärmer 17 zugeführt, dieser ist in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft 2 dem Kondensationswärmetauscher 19 vorgeschaltet. Auf diese Art und Weise wird die Energie des Brüdens 1 mehrstufig in die Verbrennungsluft 2 eingekoppelt, wobei in dem Kondensationswärmetauscher 19 zusätzlich ein weiterer Teil der freiwerdenden Kondensationswärme des Brüdens 1 genutzt wird. Dadurch kann die Luft gegenüber dem Verfahren entsprechend
Bei der in
Der im Rauchgasstrom nachgeschaltete Rauchgaskühler 20 kann ebenfalls die aus dem Rauchgas ausgekoppelte Wärmemenge in das Kesselspeisewasser einkoppeln.The downstream in the flue gas flow flue gas cooler 20 may also couple the decoupled from the flue gas heat quantity in the boiler feed water.
Mit 21 ist eine Rauchgasentschwefelungsanlage bezeichnet, dieser nachgeschaltet kann ein Kühlturm 22 sein, der in erster Linie der Abkühlung des Kondensats aus dem Kondensator 7 dient. In den Kühlturm 22 kann eine Rauchgaseinleitung aus der Rauchgasentschwefelungsanlage 21 erfolgen.With 21 a flue gas desulfurization system is called, this downstream can be a
- 11
- Brüdenvapors
- 22
- Verbrennungsluftcombustion air
- 33
- Rauchgasflue gas
- 44
- Dampferzeugersteam generator
- 55
- Dampfturbinesteam turbine
- 66
- Generatorgenerator
- 77
- Kondensatorcapacitor
- 88th
- WirbelschichttrocknerFluidized bed dryer
- 99
- Staubabscheiderdust collector
- 1010
- Gebläsefan
- 1111
- Luftvorwärmer (Luvo)Air preheater (Luvo)
- 1212
- Bypassleitungbypass line
- 1313
- Hochdruck-Luftbypass-Economizer (HD-Lubeco)High pressure air bypass economizer (HD-Lubeco)
- 1414
- Niederdruck-Luftbypass-Economizer (ND-Lubeco)Low Pressure Air Bypass Economizer (ND-Lubeco)
- 1515
- RauchgaskühlerFlue gas cooler
- 1616
- Wasser/LuftvorwärmerWater / air preheater
- 1717
- BrüdenluftvorwärmerBrüdenluftvorwärmer
- 1818
- BrüdenverdichterVapor
- 1919
- BrüdenluftvorwärmerBrüdenluftvorwärmer
- 2020
- RauchgaskühlerFlue gas cooler
- 2121
- Rauchgasentschwefelungsanlageflue gas desulphurisation
- 2222
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