EP3004570A2 - Verfahren zur rückgewinnung von prozessabwässern einer fossil befeuerten dampfkraftwerksanlage sowie fossil befeuerte dampfkraftwerksanlage - Google Patents

Verfahren zur rückgewinnung von prozessabwässern einer fossil befeuerten dampfkraftwerksanlage sowie fossil befeuerte dampfkraftwerksanlage

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Publication number
EP3004570A2
EP3004570A2 EP14758816.4A EP14758816A EP3004570A2 EP 3004570 A2 EP3004570 A2 EP 3004570A2 EP 14758816 A EP14758816 A EP 14758816A EP 3004570 A2 EP3004570 A2 EP 3004570A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
water
flue gas
steam
fossil
cooling tower
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14758816.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ute AMSLINGER
Anke SÖLLNER
Wolfgang Glück
Peter Widmann
Werner Spies
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP3004570A2 publication Critical patent/EP3004570A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/005—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for the working fluid being steam, created by combustion of hydrogen with oxygen
    • 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
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/048—Purification of waste water by evaporation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/04—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled condensation heat from one cycle heating the fluid in another cycle
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    • F01K9/00—Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines
    • F01K9/003—Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines condenser cooling circuits

Definitions

  • the present invention relates to a steam power plant withmém and flue gas cleaning plant, and a wastewater treatment plant for process wastewater and in particular the recovery of process water.
  • the invention further relates to a method for operating a steam power plant with cooling tower and flue gas cleaning system.
  • a steam power plant essentially comprises a fired boiler, a steam turbine, a water-steam cycle, a condenser, a cooling tower and a flue gas purification plant.
  • deionized water is used, which is produced in a demineralization plant using ion exchange resins.
  • the deionized water is vaporized in the steam generator and sent to the steam turbine where it is depressurized.
  • the released during relaxation energy is transmitted via a wave to the generator.
  • the expanded steam is then fed to a condenser and the liquid phase condenses.
  • an evacuation system is connected to the condenser which generates a vacuum when the steam power plant starts up in the condenser and maintains it during operation.
  • the vacuum increases steam turbine efficiency and removes non-condensable gases from the liquid stream.
  • the impurities and additives include, in particular, ammonia, calcium, magnesium, sodium, potassium, chlorides, nitrates, sulfates (sulfuric acid) and silica.
  • the working medium contaminated by impurities or additives must be discharged as process wastewater from the water-steam cycle, since the impurities are in direct opposition to reuse as a working medium in the water-steam cycle.
  • Ammonia serves as an alkalizing agent for conditioning the feedwater.
  • the addition of ammonia makes it possible to increase the pH of the working medium, which reduces the relative corrosion rate of the feedwater. Since the distribution coefficient of ammonia in liquids and steam differs, locally significantly increased ammonia concentrations can occur in system parts with evaporation and condensation processes.
  • Process wastewater accumulates at various points in the steam power plant. A large part of contaminated water is obtained in the form of blowdown from the boiler drums in the evacuation system. When starting up and shutting down, shortages (due to dosing of working medium) and multiple stocks (due to discharge of working medium) of the working medium must be compensated. Furthermore, process waste water is produced by taking water samples and leaks in the water-steam cycle. Due to the aforementioned loss of water, the water-steam cycle must be continuous with demineralized water
  • Dewatering for example, during operation from longer closed pipelines, in which condensate has accumulated. For this purpose, the relevant pipes are opened briefly and thus dewatered. In doing so, water is lost to the water cycle, which is recirculated by additional water (deionized water). must be led. Dewatering also occurs particularly frequently when starting and stopping the steam power plant, since, for example, when the steam power plant is shut down, the steam in the water cycle gradually condenses and the resulting liquid water must not stand in the plant components, in particular in the heating surfaces. When driving off, more water is dewatered from the water cycle than is refilled until no more water is added at the end.
  • the process wastewater from the water-steam cycle is returned, depending on the quality, back into the water-steam cycle, discharged into the cooling tower or the industrial wastewater system.
  • An exemplary state-of-the-art fossil-fueled steam power plant with 2x1050 MW, a natural draft cooling tower and a wet limestone flue gas cleaning plant, produces up to 100,000 tons of process wastewater per year during basic load operation, which has to be discharged into public waters. Almost half of this is accounted for by the cooling tower.
  • the object of the invention is therefore to specify a steam power plant in which the total water consumption of a steam power plant is minimized, the pollutant capacity in the remaining wastewater, in particular the wastewater of the flue gas cleaning plant, and the consumption of demineralized / demineralized water is minimized.
  • the object of the invention is also to provide a method for operating a steam power plant, in which the total water consumption is minimized.
  • the fossil-fueled steam power plant includes a water-steam circuit, a cooling water circuit, a cooling tower and a flue gas cleaning system.
  • a fossil-fired steam generator, a steam turbine, and a capacitor are connected in the cooling water circuit.
  • a cooling tower and the condenser are interconnected in such a way that relaxed steam from the water-steam cycle in the condenser can be condensed by heat exchange with the cooling water circuit.
  • the flue gas from the fossil-fueled steam generator can be cleaned, eg by carbon dioxide (C0 2 ).
  • a process water can be supplied to the flue gas purification plant, and a process waste water can be diverted from it.
  • the flue gas cleaning system is connected to the cooling water circuit in such a way that the process water required for the flue gas cleaning can be removed from the cooling water circuit.
  • the flue gas cleaning plant is connected to a wastewater treatment plant comprising an evaporator for the discharge of process wastewater.
  • a purified process waste water can be generated by the wastewater treatment plant.
  • the invention is based on the consideration, on the one hand to use water from the cooling water circuit for flue gas cleaning, and on the other hand to clean the contaminated by the flue gas cleaning process wastewater by evaporation in Ab- water treatment plant, so that a clean process wastewater is produced.
  • the raw water demand of the steam power plant can be reduced by the amount of additional water required by the flue gas cleaning system.
  • Lower water consumption or optimized water treatment can also reduce chemical consumption, making the plant's environmental footprint more resource-efficient.
  • the distillate is of high purity and can be reused in the power plant. It is possible to introduce the distillate into the raw water tank or into the permeate tank of the demineralization plant. The heavily polluted wastewater from the flue gas cleaning is completely processed by the evaporation. The raw water requirement and the wastewater volume of the power plant are thus reduced.
  • the flue gas cleaning system is connected to the cooling water circuit after the cooling tower such that cooling tower drainage water is used as process water for the flue gas cleaning.
  • Cooling tower sewage is wastewater that is a major requirement in a power plant with a cooling tower as contaminated process water and is therefore always available. This reduces the total amount of wastewater, as the process water in the flue gas cleaning system is additionally thickened.
  • the thickening can also be considered disadvantageous depending on local guidelines and specifications or requirements, since the process wastewater in the flue gas cleaning plant is repeatedly thickened.
  • the salt and heavy metal load and the pollutant input through the flue gas cleaning in the process wastewater can be very high.
  • An improved and preferred embodiment of the fossil-fired steam power plant therefore proposes to supply the flue gas cleaning plant with a process water which is connected from the cooling water circuit upstream of the cooling tower and upstream of a cooling tower additional water treatment plant.
  • This process water has not yet been processed in the cooling tower auxiliary water treatment plant and is therefore untreated.
  • the advantage here is that the water is simply thickened in the flue gas cleaning system and therefore limits for chloride, sulfate and heavy metals can be easily complied with.
  • the additional chloride entry into the process waste water by precipitation with FeC13 in the cooling tower auxiliary water treatment is eliminated. Because the
  • Cooling tower slurry is not used here, this can be thickened higher.
  • the additional amount of water for the cooling tower is reduced because less is slurried. This reduces the water consumption of the steam power plant.
  • the required purity of the gypsum produced during operation of the steam power plant in the cooling water circuit is not used here, this can be thickened higher.
  • the additional amount of water for the cooling tower is reduced because less is slurried. This reduces the water consumption of the steam power plant.
  • the flue gas purification system is connected to the cooling water circuit in front of the cooling tower with a cooling tower auxiliary water treatment plant, so that a prepared for use in the cooling tower cooling tower water can be used as process water for flue gas cleaning.
  • a prepared for use in the cooling tower cooling tower water can be used as process water for flue gas cleaning.
  • treated coolant additive water is used as process water This is simply thickened, which makes it easier to comply with limits.
  • precipitation with FeC13 inridgetumzusatzwassers the chloride content of the water is slightly increased. Since the cooling tower slurry is no longer used, it can be thickened. This reduces the amount of makeup water added to the cooling tower as it is less likely to drain. This reduces the water consumption of the power plant. This measure may also be necessary if the total volume of waste water discharged into the forerunner is fixed.
  • the waste water treatment plant is connected to a full desalination plant connected in the water-steam cycle.
  • a purified process waste water from the wastewater treatment plant in the demineralizer can be introduced.
  • the purified process wastewater contributes to make-up in the water-steam cycle, whereby on the one hand raw water is saved for make-up, and on the other hand, the demineralizer is relieved because less deionized water (deionized) must be generated.
  • the wastewater treatment plant is connected to a cooling tower auxiliary water treatment plant connected to the cooling water circuit.
  • a purified process wastewater from the wastewater treatment plant can be introduced into the cooling tower auxiliary wastewater treatment plant.
  • the wastewater treatment plant is still connected to the condensate purification plant, the evacuation system and the sampling for the introduction of contaminated process wastewater from the water-steam cycle in the wastewater treatment plant. All process wastewater from the condensate treatment plant is returned to the water-steam cycle via the wastewater treatment plant. The process wastewater that is produced when starting up for boiler flushing is thereby regained. As boiler flushing is done with deionized water, the quality of the rejected process waste water is good.
  • the auxiliary boiler is also fed with deionized water, which is why the quality of the process waste water (blowdown) is high.
  • deionized water In the process wastewater of the auxiliary boiler, increased ion concentrations and contamination by iron particles are to be expected.
  • the demineralized plant Due to the recirculation of the condensate produced by evaporation in the wastewater treatment plant to the full demineralization plant, the demineralized plant has to process up to 75,200 tons per year of less deionized water in the exemplified steam power plant. Of this, approximately 15,000 tonnes per year are attributable to the recoverable process wastewater from boiler flushing and the startup, approx. 4,300 tonnes per year to the recoverable sludge from the
  • Auxiliary boilers up to 6,000 tons per year of process waste water from the sampling, and about 50,000 tons per year on recovery from the condenser.
  • the traceable in the water-steam cycle streams have minor impurities (eg iron particles and ammonia).
  • these flows must therefore be cleaned via the condensate purification system. This can be done by feeding into the standpipe of the condenser before the condensate cleaning system.
  • the maximum operating temperature of the ion exchangers in the condensate cleaning system must be observed.
  • the recirculated streams may need to be cooled first. The service life of the condensate cleaning system is reduced by the higher ion load.
  • the process-oriented object of the invention is solved by the features of claim 8.
  • the method of operating a fossil-fired steam power plant includes a steam power plant having a water-steam cycle, a cooling water circuit, a flue gas purification plant, and a cooling tower. In the water-steam cycle, a fossil-fired steam generator, a steam turbine, and a capacitor is connected, wherein in the
  • the flue gas purification system is supplied with a cooling tower blow-off water as process water, which is taken from the cooling water circuit to the cooling tower.
  • the flue gas purification system is supplied with a untreated cooling tower water to be treated as process water, which is supplied to the cooling flue water. Water cycle in front of the cooling tower and before a Kuhlturmzusatzwasseraufleungsstrom is removed.
  • the flue gas purification system is supplied to a prepared cooling tower water as process water, which is taken from the cooling water circuit upstream of the cooling tower of a cooling tower auxiliary water treatment plant.
  • the purified process waste water is passed from the wastewater treatment plant in a connected in the water-steam circuit desalination plant.
  • the purified process wastewater from the wastewater treatment plant is fed into a cooling tower auxiliary water treatment plant connected in the cooling water circuit.
  • the process in the wastewater treatment plant still contaminated from the water-steam cycle process wastewater from the condensate purification system, the evacuation system and the sampling initiated.
  • FIG. 2 shows a first embodiment of the fossil-fired steam power plant according to the invention with the use ofdeturmabschlemmigan as process water for
  • Flue gas cleaning a second embodiment of the fossil-fired steam power plant according to the invention with use of untreated cooling tower water as process water for flue gas cleaning
  • a third embodiment of the invention fossil-fired steam power plant with use of treated cooling tower water as process water for flue gas cleaning a fossil-fired steam power plant with cooling tower and flue gas cleaning system with process wastewater recovery.
  • 1 shows schematically a fossil-fired steam power plant 1 with cooling tower 7 and flue gas cleaning system 8 according to the prior art.
  • the fossil-fired steam power plant 1 comprises a largely closed water-steam circuit 2 and an open cooling water circuit 6.
  • water from the tower auxiliary water treatment plant 16 is deionized in a de-digestion plant 19 using ion exchange resins.
  • a contaminated process waste water 26 resulting from reverse osmosis is conducted back into the public waters via a receiving water 27.
  • a demineralized 28 formed in the demineralizer 19 is supplied to the water-steam circuit 2.
  • the deionized water 28 is evaporated in a fossil-fired steam generator 3.
  • the formed steam is expanded in a steam turbine, not shown. Subsequently, the expanded steam is condensed in a condenser.
  • the water-steam circuit 2 includes an evacuation system 21.
  • the condensate is fed to a condensate purification system 20 and subjected to mechanical cleaning.
  • a sampling 22 is seen before, can be removed through the water samples from the water-steam Kreislaus 2 continuously. Some of the water samples are mixed with chemicals.
  • the process wastewater 23 from the condensate cleaning system 20 is particularly heavily contaminated and must be supplied to an external Ent supply.
  • the heavily contaminated process wastewater 23 from the evacuation system 21, the heavily contaminated samples from the sampling 22, and the heavy contaminated process effluents 23 from the scavenging of the steam generator 3 when starting the steam generator 3 are returned to the raw water tank 24.
  • the slightly contaminated process effluents 30 from the auxiliary steam generator 29 and the condensate formed during startup in the condenser 5 are conducted into the cooling tower 7. Not shown is the return of clean condensate from the condenser 5 in the steam generator. 3
  • the cleaned in the cooling tower addition water treatment plant 16 water is passed into the condensate capacitor 5, and there guided with the expanded steam in indi rect heat exchange.
  • the steam condenses and the water in the cooling water circuit 6 heats up.
  • the warmer te water from the cooling water circuit is led to the cooling tower 7, wherein it is sprayed, and by evaporation and convection with the air, gives off heat to the ambient air.
  • the cooling tower 7 leaves a cooled down cooling water, which is discharged via the receiving water 27 into the public waters.
  • the cooling tower auxiliary water treatment plant 16 is also
  • the process water 9 contaminated in the flue gas purification system 8 by the introduction of flue gas residues is likewise discharged into the receiving water 27 as process waste water 10.
  • FIGS. 2 to 4 each show embodiments of the invention according to the invention, each having a raw water tank 24, a cooling tower auxiliary water treatment plant 16, a cooling tower 7, a flue gas purification plant 8, a wastewater treatment plant 13 comprising an evaporator 12, and a receiving water 27.
  • the raw water tank 24 raw water 25 is supplied from a public body of water, and stored in it. From the raw water tank 24, the raw water 25 is then passed into the cooling tower auxiliary water treatment plant 16, and processed in this. The treated water is subsequently passed through the cooling water circuit 6 with the expanded steam in the condenser in the heat exchange, which is not shown here in detail. The thereby warming cooling water is then fed to the cooling tower 7. The cooling tower leaves a cooled downdeturmabschlemmigan, which is discharged into the receiving water 27. 2 shows an embodiment of the invention according to the invention, wherein the flue gas cleaning plant 8 is supplied with the cooling tower blowdown water as process water 9, which is taken from the cooling water circuit 6 after the cooling tower 7.
  • the polluted process wastewater 10 leaving the flue gas purification plant 8 is fed to the wastewater treatment plant 13.
  • the remainingdeturmabschlämmigan from the cooling tower 7 is passed into the receiving water 27.
  • 3 shows a preferred embodiment of the invention, wherein the flue gas cleaning system 8 is fed to be treated untreated cooling tower water 17 as process water 9, which is taken from the cooling water circuit 6 before the cooling tower 7 and before a cooling tower auxiliary water treatment plant 16.
  • FIG 4 shows a further alternative embodiment of the invention, wherein the flue gas cleaning system 8 is fed a prepared cooling tower water 18 as process water 9, which is taken from the cooling water circuit 6 before the cooling tower 7 a cooling tower auxiliary water treatment plant 16.
  • FIG. 5 shows a fossil-fired steam power plant 1 with cooling tower 7 and flue gas cleaning plant 8 with process wastewater recovery.
  • a wastewater treatment plant 13 is provided in addition to the contaminated process wastewater from the cooling water circuit 11 and the heavily contaminated process waste water from the water-steam cycle 23rd be cleaned up.
  • the wastewater treatment plant 13 the contaminated process wastewater 10 is supplied from the flue gas cleaning system 8.
  • the wastewater treatment plant 13 the heavily contaminated process wastewater 23 from the water-steam cycle 2 from the condensate cleaning system 20, from the evacuation system 21, the sampling 22, and incurred during startup of the steam generator 3, heavily contaminated process effluents 23 from the rinsing of the steam generator - Gers 3 supplied.
  • a separate wastewater stream of the wastewater treatment plant 13 continue the slightly contaminated process effluents 30 from the water-steam cycle 2 and the condensate formed during startup in the condenser 5 fed. Not shown is the return of clean condensate from the condenser 5 in the steam generator. 3
  • the polluted process effluents are evaporated, whereby a condensate 32 and a solid 31 are formed.
  • the condensate 32 is returned either back to the cooling tower additional water treatment plant 16 or the demineralizer 19 depending on the requirement or mode of operation.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer fossil befeuerten Dampfkraftwerksanlage (1) und eine fossil befeuerte Dampfkraftwerksanlage (1) mit einem Wasser-Dampf-Kreislauf (2), einen Kühlwasserkreislauf (6), einer Rauchgasreinigungsanlage (8) und einem Kühlturm (7). In den Wasser-DampfKreislauf (2) sind ein fossil befeuerter Dampferzeuger (3), eine Dampfturbine (4), und einem Kondensator (5) geschaltet. In dem Kühlwasserkreislauf (6) sind ein Kühlturm (7) und der Kondensator (5) derart verschaltet, dass entspannter Dampf aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf (2) im Kondensator (5) durch Wärmetausch mit dem Kühlwasserkreislauf kondensierbar ist. In der Rauchgasreinigungsanlage (8) wird das Rauchgas aus dem fossil befeuerten Dampferzeuger (3) gereinigt, wozu der Rauchgasreinigungsanlage (8) ein Prozesswasser (9), zugeführt wird. Die Rauchgasreinigungsanlage (8) verlässt ein Prozessabwasser (10). Erfindungsgemäß ist die Rauchgasreinigungsanlage (8) dabei derart mit dem Kühlwasserkreislauf (6) verbunden, dass das für die Rauchgasreinigungsanlage (8) benötigte Prozesswasser dem Kühlwasserkreislauf (6) entnehmbar ist. Zudem ist die Rauchgasreinigungsanlage (8) zur Ausleitung von verunreinigtem Prozessabwasser (11) mit einer einen Verdampfer (12) umfassenden Abwasseraufbereitungsanlage (13) verbunden, durch die ein gereinigtes Prozessabwasser (14) erzeugbar ist.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Rückgewinnung von Prozessabwässern einer fossil befeuerten Dampfkraftwerksanlage sowie fossil befeuerte
Dampfkraftwerksanlage
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dampfkraftwerksanlage mit Kühltürm und Rauchgasreinigungsanlage, sowie einer Abwasseraufbereitungsanlage für Prozessabwasser und insbesondere die Wiedergewinnung von Prozesswasser. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb einer Dampfkraftwerksanlage mit Kühlturm und Rauchgasreinigungsanlage.
Dampfkraftwerksanlagen (DKW) dienen der Erzeugung elektri- scher Energie. Eine Dampfkraftwerksanlage umfasst im Wesentlichen einen befeuerten Kessel, eine Dampfturbine einen Wasser-Dampf-Kreislauf einen Kondensator, einen Kühlturm sowie eine Rauchgasreinigungsanlage. Als Arbeitsmedium im Wasser-Dampf-Kreislauf in Dampfkraftwerksanlagen wird deionisiertes Wasser verwendet, welches in einer Vollentsalzungsanlage unter Verwendung von Ionenaustauscherharzen erzeugt wird. Das deionisierte Wasser wird in dem Dampferzeuger verdampft und in die Dampfturbine geleitet, wo es entspannt wird. Die bei der Entspannung frei werdende Energie wird über eine Welle auf den Generator übertragen. Der entspannte Dampf wird anschließend einem Kondensator zugeführt, und die flüssige Phase kondensiert. Zur Unterstützung des Kondensationsprozesses ist an den Kondensator ein Evakuierungssystem angeschossen, welches beim Anfahren der Dampfkraftwerksanlage in dem Kondensator ein Vakuum erzeugt, und dieses während des Betriebs aufrecht hält. Durch das Vakuum wird der Dampfturbinenwirkungsgrad erhöht und nicht kondensierbare Gase aus dem Flüssigkeitsstrom entfernt.
Während des Energieerzeugungsprozesses können dem Arbeitsmedium verschiedene Verunreinigungen eingetragen werden. Zudem werden dem Arbeitsmedium zur Konditionierung oder Reinigung verschiedene Stoffe zugesetzt. Zu den Verunreinigungen und Zusatzstoffen zählen insbesondere Ammoniak, Kalzium, Magnesium, Natrium, Kalium, Chloride, Nitrate, Sulfate (Schwefelsäure) und Siliciumdioxid . Das durch Verunreinigungen oder Zu- satzstoffe verunreinigte Arbeitsmedium muss als Prozessabwasser aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf ausgeleitet werden, da die Verunreinigungen einer direkten Wiederverwendung als Arbeitsmedium im Wasser-Dampf-Kreislauf entgegen stehen. Ammoniak dient als Alkalisierungsmittel zur Konditionierung des Speisewassers. Durch die Zugabe von Ammoniak ist eine Erhöhung des pH-Werts des Arbeitsmediums erzielbar, wodurch die relative Korrosionsrate des Speisewassers gesenkt wird. Da der Verteilungskoeffizient von Ammoniak in Flüssigkeiten und Dampf unterschiedlich ist, können in Systemteilen mit Ver- dampfungs- und Kondensationsprozessen lokal deutlich erhöhte Ammoniakkonzentrationen auftreten .
Prozessabwässer fallen an verschiedenen Stellen im Dampf- kraftwerk an. Ein großer Teil an verunreinigtem Wasser fällt in Form der Absalzung aus den Kesseltrommeln im Evakuierungssystem an. Beim An- und Abfahren müssen Fehlbestände (durch Nachspeisen von Arbeitsmedium) und Mehrbestände (durch Ablassen von Arbeitsmedium) des Arbeitsmediums ausgeglichen wer- den. Des Weiteren entstehen Prozessabwässer durch die Entnahme von Wasserproben und Leckagen im Wasser-Dampf-Kreislauf . Aufgrund oben genannter Wasserverluste muss der Wasser- Dampfkreislauf kontinuierlich mit vollentsalztem Wasser
(Deionat) nachgespeist werden. Durch Rückspül- und Regenera- tionsprozesse in der Vollentsalzungsanlage und Kondensatreinigung fallen ebenfalls Prozessabwässer an.
Weitere Prozessabwässer entstehen durch Entwässerungen. Entwässert wird beispielsweise bei laufendem Betrieb aus länger geschlossenen Rohrleitungen, in denen sich Kondensat angesammelt hat. Dazu werden die betreffenden Rohrleitungen kurz geöffnet und damit entwässert. Dabei geht dem Wasserkreislauf Wasser verloren, das durch Zusatzwasser (Deionat) , wieder zu- geführt werden muss. Entwässerungen fallen auch besonders vermehrt beim An- und Abfahren der Dampfkraftwerksanlage an, da beispielsweise beim Abfahren der Dampfkraftwerksanlage der im Wasserkreislauf befindliche Dampf nach und nach konden- siert und das so anfallende Flüssigwasser nicht in den Anlagenteilen, insbesondere in den Heizflächen, stehen darf. Beim Abfahren wird aus dem Wasserkreislauf mehr Wasser entwässert als nachgefüllt wird, bis am Ende kein Wasser mehr nachgefüllt wird.
Nach aktuellem Stand der Technik werden die Prozessabwässer aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf je nach Qualität wieder in den Wasser-Dampf-Kreislauf zurückgeleitet, in den Kühlturm oder das Industrieabwassersystem abgeleitet.
Weitere stark verunreinigte Prozessabwässer entstehen durch die Rauchgasreinigungsanlage, wobei durch die Rauchgasentschwefelung bei kohlebefeuerten Dampfkraftwerken große Mengen an Prozessabwasser mit hoher Schadstofffrächt anfallen. Bei Dampfkraftwerken mit Kühlturm entsteht jedoch der größte Teil an Prozessabwasser in Form von Abschlämmungen aus dem Kühl- turm (Kühlturm-Abschlämmung) im offenen Kühlwasserkreislauf. Bisher werden die Kühlturmabschlämmungen in öffentliche Gewässer über einen Vorfluter ausgeleitet.
Ein beispielhaftes fossil befeuertes Dampfkraftwerk nach dem Stand der Technik, mit 2x1050 MW, einem Naturzug-Kühlturm und einer nassen Kalkstein-Rauchgasreinigungsanlage, diese produziert dabei im Grundlastbetrieb bis zu 100.000 Tonnen Pro- zessabwasser pro Jahr, welches in öffentliche Gewässer ausgeleitet werden muss. Davon entfällt knapp die Hälfte auf den Kühltürm .
Aufgrund immer strenger werdender Umweltgesetze, und für Län- der in denen Wasserknappheit herrscht, gewinnt die Reduktion des Wasserverbrauchs und somit die Wiederverwendung von Ab- und Prozesswässern innerhalb des Wasser-Dampf-Kreislaufs zunehmend an Bedeutung. Insbesondere die Richtlinien für die Ausleitung von Abwässern in öffentliche Gewässer werden immer strenger. Daher sollte der Wasserverbrauch einer Dampfkraftwerksanlage soweit wie möglich reduziert werden. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Dampfkraftwerksanlage anzugeben, bei dem der Gesamtwasserverbrauch einer Dampfkraftanlage minimiert ist, die Schadstofffrächt im verbleibenden Abwasser, insbesondere des Abwassers der Rauchgasreinigungsanlage, und der Verbrauch an vollentsalztem/deioni - sierten Wasser minimiert ist. Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, ein Verfahren zum Betrieb einer Dampfkraftwerksanlage anzugeben, bei der der Gesamtwasserverbrauch minimiert ist . Die auf eine Vorrichtung gerichtete Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch die Merkmale in Anspruch 1.
Die fossil befeuerte Dampfkraftwerksanlage umfasst dabei einen Wasser-Dampf-Kreislauf , einen Kühlwasserkreislauf, einen Kühlturm und eine Rauchgasreinigungsanlage. In den Kühlwasserkreislauf sind ein fossil befeuerter Dampferzeuger, eine Dampfturbine, und ein Kondensator geschaltet. In den Kühlwasserkreislauf, sind ein Kühlturm und der Kondensator derart miteinander verschaltet, dass entspannter Dampf aus dem Was- ser-Dampf-Kreislauf im Kondensator durch Wärmetausch mit dem Kühlwasserkreislauf kondensierbar ist. In der Rauchgasreinigungsanlage ist das Rauchgas aus dem fossil befeuerten Dampferzeuger reinigbar, z.B. von Kohlendioxid (C02) . Dazu ist der Rauchgasreinigungsanlage ein Prozesswasser zuführbar, und aus ihr ein Prozessabwasser ausleitbar. Erfindungsgemäß ist dabei die Rauchgasreinigungsanlage derart mit dem Kühlwasserkreislauf verbunden, dass das für die Rauchgasreinigung benötigte Prozesswasser dem Kühlwasserkreislauf entnehmbar ist. Zudem ist die Rauchgasreinigungsanlage zur Ausleitung von Prozess- abwasser mit einer einen Verdampfer umfassenden Abwasseraufbereitungsanlage verbunden. Durch die Abwasseraufbereitungsanlage ist ein gereinigtes Prozessabwasser erzeugbar. Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, einerseits Wasser aus dem Kühlwasserkreislauf für die Rauchgasreinigung zu verwenden, und andererseits das durch die Rauchgasreinigung verunreinigte Prozessabwasser durch Verdampfung in Ab- Wasseraufbereitungsanlage zu reinigen, sodass ein sauberes Prozessabwasser entsteht. Dadurch kann der Rohwasserbedarf des Dampfkraftwerks um den Betrag des Zusatzwasserbedarfs der Rauchgasreinigungsanlage gesenkt werden. Durch einen geringeren Wasserbedarf oder eine optimierte Wasseraufbereitung kann auch der Chemikalienverbrauch gesenkt werden, wodurch die Umweltbilanz des Kraftwerks ressourcenschonender gestaltet werden kann. Für das Eindampfen der Abwässer der Raugasentschwefelung gibt es verschiedene Technologien. Durch Verdampfung und Kristallisation werden theoretisch alle gelösten Inhaltsstoffe aus dem Abwasser entfernt. Diese Inhaltsstoffe können anschließend als Feststoff entsorgt werden. Das Destillat ist von hochreiner Qualität und kann im Kraftwerk wiederverwendet werden. Möglich ist eine Einleitung des Destillats in den Rohwassertank oder in den Permeattank der Vollentsalzungsanlage. Die stark schadstoffbelasteten Abwässer der Rauchgasreinigung werden durch die Verdampfung vollständig aufberei- tet . Der Rohwasserbedarf und die Abwassermenge des Kraftwerks werden somit gesenkt.
Bei einer entsprechenden Ausführungsform der fossil befeuerten Dampfkraftwerksanlage ist die Rauchgasreinigungsanlage mit dem Kühlwasserkreislauf nach dem Kühlturm derart verbunden, dass Kühlturmabschlämmwasser als Prozesswasser für die Rauchgasreinigung nutzbar ist. Kühlturmabschlämmung ist Abwasser, das in einem Kraftwerk mit Kühltürm in großem Maße als verunreinigtes Prozesswasser zwingend anfällt und somit immer zur Verfügung steht. Dadurch verringert sich die Gesamtabwassermenge, da das Prozesswasser in der Rauchgasreinigungsanlage zusätzlich eingedickt wird. Die Eindickung kann jedoch je nach lokalen Richtlinien und Vorgaben bzw. Voraussetzungen auch nachteilig gesehen werden, da das Prozessabwasser in der Rauchgasreinigungsanlage mehrfach eingedickt wird. Die Salz- und Schwermetallfracht sowie der Schadstoffeintrag durch die Rauchgasreinigung in das Prozessabwasser kann dabei sehr hoch werden. Eine verbesserte und bevorzugte Ausführungsform der fossil befeuerten Dampfkraftwerksanlage schlägt deswegen vor, der Rauchgasreinigungsanlage ein Prozesswasser zuzuführen, welches aus dem Kühlwasserkreislauf vor dem Kühlturm und vor einer Kühlturm- zusatzwasseraufbereitungsanlage verbunden ist. Dieses Prozesswasser wurde noch nicht in der Kühlturmzusatzwasseraufbe- reitungsanlage aufbereitet und ist somit unbehandelt. Von Vorteil ist dabei, dass das Wasser in der Rauchgasreinigungsanlage jeweils nur einfach eingedickt wird und deshalb Grenzwerte für Chlorid, Sulfat und Schwermetalle leichter eingehalten werden können. Des Weiteren entfällt der zusätzliche Chlorideintrag in das Prozessabwasser durch die Fällung mit FeC13 in der Kühlturmzusatzwasseraufbereitung. Da die
Kühlturmabschlämmung hierbei nicht weiterverwendet wird, kann diese höher eingedickt werden. Die Zusatzwassermenge für den Kühlturm verringert sich, da weniger abgeschlämmt wird. Dadurch wird der Wasserverbrauch des Dampfkraftwerks gesenkt. Abhängig von der geforderten Reinheit des im Betrieb der Dampfkraftwerks im Kühlwasserkreislauf anfallenden Gips
(Gipsreinheit/Weißheitsgrad) und der Rohwasserqualität müssen allerdings eventuell Feststoffe aus dem unbehandelten Kühl- turmzusatzwasser, z.B. durch ein Absetzbecken entfernt wer- den.
Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform der fossil befeuerten Dampfkraftwerksanlage ist die Rauchgasreinigungsanlage mit dem Kühlwasserkreislauf vor dem Kühlturm mit einer Kühlturmzusatzwasseraufbereitungsanlage verbunden, so dass ein für die Verwendung im Kühltürm aufbereitetes Kühlturmwas- ser als Prozesswasser für die Rauchgasreinigung nutzbar ist. Wird behandeltes Kühltumzusatzwasser als Prozesswasser ver- wendet, wird dieses nur einfach eingedickt, wodurch Grenzwerte leichter eingehalten werden können. Durch die Fällung mit FeC13 im Kühltumzusatzwassers wird der Chloridgehalt des Wassers leicht erhöht. Da die Kühlturmabschlämmung nicht weiter- verwendet wird, kann diese höher eingedickt werden. Dadurch verringert sich die Zusatzwassermenge für den Kühlturm, da weniger abgeschlämmt wird. Dadurch wird der Wasserverbrauch des Kraftwerks gesenkt . Diese Maßnahme kann auch notwendig sein, wenn die Gesamtabgabemenge von Abwasser in den Vorflu- ter festgelegt ist.
Bei einer Weiterentwicklung der Ausführungsform der fossil befeuerten Dampfkraftwerksanlage ist die Abwasseraufbereitungsanlage mit einer in den Wasser-Dampf-Kreislauf geschal- teten Vollentsalzungsanlage verbunden. Dadurch ist ein gereinigtes Prozessabwasser aus der Abwasseraufbereitungsanlage in die Vollentsalzungsanlage einleitbar. Somit trägt das gereinigte Prozessabwasser zur Nachspeisung im Wasser-Dampf-Kreislauf bei, wodurch einerseits Rohwasser zur Nachspeisung ein- gespart wird, und andererseits die Vollentsalzungsanlage entlastet wird, da weniger deionisiertes Wasser (Deionat) erzeugt werden muss.
Bei einer dazu alternativen Weiterentwicklung der Ausfüh- rungsform der fossil befeuerten Dampfkraftwerksanlage ist die Abwasseraufbereitungsanlage mit einer in den Kühlwasserkreislauf geschalteten Kühlturmzusatzwasseraufbereitungsanlage verbunden. Dadurch ist ein gereinigtes Prozessabwasser aus der Abwasseraufbereitungsanlage in die Kühlturmzusatzwasse- raufbereitungsanlage einleitbar.
Vorteilhafterweise ist die Abwasseraufbereitungsanlage weiterhin noch mit der Kondensatreinigungsanlage, dem Evakuierungssystem und der Probenentnahme zur Einleitung von verun- reinigten Prozessabwässern aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf in die Abwasseraufbereitungsanlage verbunden. Es werden die gesamten Prozessabwässer aus der Kondensatreinigungsanlage über die Abwasseraufbereitungsanlage in den Wasser-Dampf-Kreislauf zurückgeführt. Die Prozessabwässer die beim Anfahren zur Kesselspülung anfallen, werden dadurch zu- rückgewonnen. Da die Kesselspülung mit Deionat erfolgt, ist die Qualität der verworfenen Prozessabwässer gut.
Der Hilfskessel wird ebenfalls mit Deionat gespeist, weshalb die Qualität des Prozessabwassers (Abschlämmung) hoch ist. In dem Prozessabwasser des Hilfskessels ist mit erhöhten Io- nen-Konzentrationen und Verunreinigungen durch Eisenpartikel zu rechnen.
Durch die Rückführung des in der Abwasseraufbereitungsanlage durch Verdampfung entstehenden Kondensats in die Vollentsal- zungsanlage, muss bei dem beispielhaft benannten Dampfkraftwerk bis zu 75.200 Tonnen pro Jahr weniger Deionat durch die Vollentsalzungsanlage aufbereitet werden. Davon entfallen ca. 15.000 Tonnen pro Jahr auf die wieder gewinnbaren Prozessabwässer aus der Kesselspülung und das Anfahren, ca. 4.300 Ton- nen pro Jahr auf die wieder gewinnbaren Abschlämmungen des
Hilfskessels, bis zu 6.000 Tonnen pro Jahr an Prozessabwasser der Probenentnahme, und ca. 50.000 Tonnen pro Jahr auf die Wiedergewinnung vom Kondensator. Die in den Wasser-Dampf-Kreislauf rückführbaren Ströme weisen geringfügige Verunreinigungen (z.B. Eisenpartikel und Ammoniak) auf. Vor der Rückführung in den Wasser-Dampf-Kreislauf müssen diese Ströme deshalb über die Kondensatreinigungs- anlage gereinigt werden. Dies kann durch Einspeisung in das Standrohr des Kondensators vor der Kondensatreinigungsanlage erfolgen. Bei der Rückführung vor die Kondensatreinigungsanlage ist die maximale Betriebstemperatur der Ionentauscher in der Kondensatreinigungsanlage zu beachten. Die rückgeführten Ströme müssen unter Umständen erst gekühlt werden. Die Standzeit der Kondensatreinigungsanlage wird durch die höhere Ionenbelastung verringert. Die Menge an Deionat, die durch die Vollentsalzungsanlage bereitgestellt werden muss wird geringer, da weniger Zusatzwasser benötigt wird. Die auf ein Verfahren gerichtete Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 8. Das Verfahren zum Betrieb einer fossil befeuerten Dampfkraftwerksanlage, umfasst eine Dampfkraftwerksanlage mit einem Wasser-Dampf-Kreislauf , einen Kühlwasserkreislauf, einer Rauchgasreinigungsanlage und einem Kühltürm. In den Wasser- Dampf-Kreislauf ist ein fossil befeuerter Dampferzeuger, eine Dampfturbine, und ein Kondensator geschaltet, wobei in dem
Dampferzeuger ein Dampf erzeugt wird, in der Dampfturbine der Dampf entspannt und in den Kondensator geleitet wird. In dem Kühlwasserkreislauf sind ein Kühlturm und der Kondensator derart miteinander verschaltet, dass der entspannte Dampf aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf im Kondensator durch Wärmetausch mit dem Kühlwasserkreislauf kondensiert wird. In der Rauchgasreinigungsanlage wird Rauchgas aus dem fossil befeuerten Dampferzeuger gereinigt . Das für die Rauchgasreinigungsanlage benötigte Prozesswasser wird dabei dem Kühlwasserkreislauf entnommen. Dieses wird durch die Rauchgasreinigung verunreinigt, wobei ein verunreinigtes Prozessabwasser gebildet wird. Das verunreinigte Prozessabwasser wird einer einen Verdampfer umfassenden Abwasseraufbereitungsanlage zugeführt, in dem durch verdampfen ein gereinigtes Prozessabwasser gebildet wird.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen den Vorteilen der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Bei einer entsprechenden Ausführungsform des Verfahrens wird der Rauchgasreinigungsanlage ein Kühlturmabschlämmwasser als Prozesswasser zugeführt, welches dem Kühlwasserkreislauf nach dem Kühltürm entnommen wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Rauchgasreinigungsanlage ein aufzubereitendes unbehandeltes Kühlturmwasser als Prozesswasser zugeführt, welches dem Kühl- Wasserkreislauf vor dem Kühlturm und vor einer Kuhlturmzusatzwasseraufbereitungsanlage entnommen wird.
Bei einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens wird der Rauchgasreinigungsanlage ein auf ereitetes Kühlturmwasser als Prozesswasser zugeführt, welches dem Kühlwasserkreislauf vor dem Kühlturm einer Kühlturmzusatzwasseraufbereitungsanlage entnommen wird. Bei einer Weiterentwicklung des Verfahrens wird das gereinigtes Prozessabwasser aus der Abwasseraufbereitungsanlage in eine in den Wasser-Dampf-Kreislauf geschaltete Vollentsalzungsanlage geleitet. Bei einer alternativen Weiterentwicklung des Verfahrens wird das gereinigtes Prozessabwasser aus der Abwasseraufbereitungsanlage in eine in den Kühlwasserkreislauf geschaltete Kühlturmzusatzwasseraufbereitungsanlage geleitet . Bei einer weiteren Weiterentwicklung des Verfahrens werden in die Abwasseraufbereitungsanlage weiterhin noch aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf verunreinigte Prozessabwässer aus der Kondensatreinigungsanlage, aus dem Evakuierungssystem und der Probenentnahme eingeleitet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Figuren näher erläutert. Darin zeigen:
FIG 1 eine fossil befeuerte Dampfkraftwerksanlage
Kühlturm und Rauchgasreinigungsanlage nach Stand der Technik,
FIG 2 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen fossil befeuerten Dampfkraftwerksanlage mit Nutzung von Kühlturmabschlämmwasser als Prozesswasser für
Rauchgasreinigung, eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen fossil befeuerten Dampfkraftwerksanlage mit Nutzung von unbehandeltem Kühlturmwasser als Prozesswasser für die Rauchgasreinigung, eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen fossil befeuerten Dampfkraftwerksanlage mit Nutzung von behandeltem Kühlturmwasser als Prozesswasser für die Rauchgasreinigung eine fossil befeuerte Dampfkraftwerksanlage mit Kühlturm und Rauchgasreinigungsanlage mit Prozessabwasserrückgewinnung . FIG 1 zeigt schematisch eine fossil befeuerte Dampfkraftwerksanlage 1 mit Kühlturm 7 und Rauchgasreinigungsanlage 8 nach dem Stand der Technik. Die fossil befeuerte Dampfkraft- werksanlage 1 umfasst einen weitgehend geschlossenen Wasser- Dampf-Kreislauf 2 und einen offenen Kühlwasserkreislauf 6.
Einem Rohwassertank 24 wird Rohwasser 25, beispielsweise aus einem öffentlichen Gewässer, zugeführt und zwischengespeichert. Aus dem Rohwassertank 24 wird das Rohwasser 25 in eine Kühlturmzusatzwasseraufbereitungsanlage 16 gefördert. In der Kühlturmzusatzwasseraufbereitungsanlage 16 wird das Rohwasser 25 gefiltert und gereinigt.
Für den Wasser-Dampf-Kreislauf 2 wird Wasser aus der Kühl- turmzusatzwasseraufbereitungsanlage 16 in einer Vollentsal- zungsanlage 19 unter Verwendung von Ionenaustauscherharzen deionisiert. Ein durch Umkehrosmose entstehendes verunreinigtes Prozessabwasser 26 wird über einen Vorfluter 27 zurück in das öffentliche Gewässer geleitet. Ein in der Vollentsalzungsanlage 19 gebildetes Deionat 28 wird dem Wasser-Dampf- Kreislauf 2 zugeführt. In dem Wasser-Dampf-Kreislauf 2 wird das Deionat 28 in einem fossil befeuerten Dampferzeuger 3 verdampft. Der gebildete Dampf wird in einer nicht näher dargestellten Dampfturbine entspannt. Anschließend wird der entspannte Dampf in einem Kondensator kondensiert. Zur Unterstützung des Kondensationsprozesses um fasst der Wasser-Dampf-Kreislauf 2 ein Evakuierungssystem 21 Das Kondensat wird einer Kondensatreinigungsanlage 20 zuge- führt, und einer mechanischen Reinigung unterzogen. Um die Wasserqualität im Betrieb der Dampfkraftwerksanlage 1 fortlaufend überprüfen zu können, ist eine Probenentnahme 22 vor gesehen, durch die fortlaufend Wasserproben aus dem Wasser- Dampf-Kreislaus 2 entnommen werden können. Ein Teil der Was- serproben wird dabei mit Chemikalien versetzt.
Aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf 2 werden leicht verunreinigte Prozessabwässer 30 und schwer verunreinigte Prozessabwässer 23 ausgeleitet.
Das Prozessabwasser 23 aus der Kondensatreinigungsanlage 20 ist besonders stark verunreinigt und muss einer externen Ent sorgung zugeführt werden. Die stark verunreinigten Prozessab wässer 23 aus dem Evakuierungssystem 21, die stark verunrei- nigten Proben aus der Probenentnahme 22, und die beim Anfahren des Dampferzeugers 3 anfallenden, schwer verunreinigten Prozessabwässer 23 aus der Spülung des Dampferzeugers 3 werden zurück in den Rohwassertank 24 geleitet. Die leicht verunreinigten Prozessabwässer 30 aus dem Hilfsdampferzeuger 29 und das beim Anfahren im Kondensator 5 gebildete Kondensat werden in den Kühlturm 7 geleitet. Nicht dargestellt ist die Rückführung von sauberem Kondensat aus dem Kondensator 5 in den Dampferzeuger 3.
Für den Kühlwasserkreislauf 6 wird das in der Kühlturmzusatz Wasseraufbereitungsanlage 16 gereinigte Wasser in den Konden sator 5 geleitet, und dort mit dem entspannten Dampf im indi rekten Wärmetausch geführt. Dabei kondensiert der Dampf und das Wasser im Kühlwasserkreislauf 6 erwärmt sich. Das erwärm te Wasser aus dem Kühlwasserkreislauf wird dem Kühlturm 7 zu geführt, worin es versprüht wird, und durch Verdunstung und Konvektion mit der Luft, Wärme an die Umgebungsluft abgibt. Den Kühlturm 7 verlässt ein herab gekühltes Kühlwasser, welches über den Vorfluter 27 in das öffentliche Gewässer entlassen wird. Der Kühlturmzusatzwasseraufbereitungsanlage 16 wird zudem
Prozesswasser 9 für die Rauchgasreinigungsanlage 8 entnommen. Das in der Rauchgasreinigungsanlage 8 durch den Eintrag von Rauchgasrückständen verunreinigte Prozesswasser 9 wird als Prozessabwasser 10 ebenfalls in den Vorfluter 27 entlassen.
Die Figuren 2 bis 4 zeigen jeweils erfindungsgemäße Ausführungsformen der Erfindung mit jeweils einem Rohwassertank 24, einer Kühlturmzusatzwasseraufbereitungsanlage 16, einem Kühl- turm 7, einer Rauchgasreinigungsanlage 8, einer einen Ver- dampfer 12 umfassenden Abwasseraufbereitungsanlage 13, und einen Vorfluter 27.
Dem Rohwassertank 24 wird jeweils Rohwasser 25 aus einem öffentlichen Gewässer zugeführt, und in ihm gespeichert. Aus dem Rohwassertank 24 wird das Rohwasser 25 dann in die Kühlturmzusatzwasseraufbereitungsanlage 16 geleitet, und in dieser aufbereitet. Das aufbereitete Wasser wird im Folgenden über den Kühlwasserkreislauf 6 mit dem entspannten Dampf im Kondensator im Wärmetausch geführt, was hier jedoch nicht nä- her dargestellt ist. Das sich dadurch erwärmende Kühlwasser wird danach dem Kühlturm 7 zugeführt. Den Kühlturm verlässt ein herab gekühltes Kühlturmabschlämmwasser, welches in den Vorfluter 27 entlassen wird. FIG 2 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Erfindung, wobei der Rauchgasreinigungsanlage 8 das Kühlturmabschlämmwasser als Prozesswasser 9 zugeführt wird, welches dem Kühlwasserkreislauf 6 nach dem Kühlturm 7 entnommen wird. Das die Rauchgasreinigungsanlage 8 verlassende, verunreinigte Prozessabwasser 10 wird der Abwasseraufbereitungsanlage 13 zugeführt. Das verbleibende Kühlturmabschlämmwasser aus dem Kühlturm 7 wird in den Vorfluter 27 geleitet. FIG 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, wobei der Rauchgasreinigungsanlage 8 ein aufzubereitendes unbehandeltes Kühlturmwasser 17 als Prozesswasser 9 zugeführt wird, welches dem Kühlwasserkreislauf 6 vor dem Kühlturm 7 und vor einer Kühlturmzusatzwasseraufbereitungsanlage 16 entnommen wird.
FIG 4 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform der Erfindung, wobei der Rauchgasreinigungsanlage 8 ein aufbereite- tes Kühlturmwasser 18 als Prozesswasser 9 zugeführt wird, welches dem Kühlwasserkreislauf 6 vor dem Kühlturm 7 einer Kühlturmzusatzwasseraufbereitungsanlage 16 entnommen wird.
FIG 5 zeigt eine fossil befeuerte Dampfkraftwerksanlage 1 mit Kühlturm 7 und Rauchgasreinigungsanlage 8 mit Prozessabwasserrückgewinnung .
Im Unterschied zu der fossil befeuerten Dampfkraftwerksanlage 1, nach dem Stand der Technik in FIG 1, ist hier eine Abwas- Seraufbereitungsanlage 13 vorgesehen, in die neben den verunreinigten Prozessabwässern aus dem Kühlwasserkreislauf 11 auch die schwer verunreinigten Prozessabwässer aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf 23 aufgereinigt werden. So wird der Abwasseraufbereitungsanlage 13 das verunreinigte Prozessabwasser 10 aus der Rauchgasreinigungsanlage 8 zugeführt .
Weiterhin werden der Abwasseraufbereitungsanlage 13 die schwer verunreinigten Prozessabwässer 23 aus dem Wasser- Dampf-Kreislauf 2 aus der Kondensatreinigungsanlage 20, aus dem Evakuierungssystem 21, der Probenentnahme 22, und die beim Anfahren des Dampferzeugers 3 anfallenden, schwer verunreinigten Prozessabwässer 23 aus der Spülung des Dampferzeu- gers 3 zugeführt. In einem getrennten Abwasserstrom werden der Abwasseraufbereitungsanlage 13 weiterhin die leicht verunreinigten Prozessabwässer 30 aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf 2 und das beim Anfahren im Kondensator 5 gebildete Kondensat zugeführt. Nicht dargestellt ist die Rückführung von sauberem Kondensat aus dem Kondensator 5 in den Dampferzeuger 3.
In der Abwasseraufbereitungsanlage 13 werden die verunreinig- ten Prozessabwässer verdampft, wobei ein Kondensat 32 und ein Feststoff 31 gebildet werden. Das Kondensat 32 wird je nach Anforderung oder Betriebsweise entweder zurück in die Kühl- turmzusatzwasseraufbereitungsanlage 16 oder die Vollentsalzungsanlage 19 zurückgeführt.

Claims

Patentansprüche
1. Fossil befeuerte Dampfkraftwerksanlage (1), umfassend
einen Wasser-Dampf-Kreislauf (2), in den ein fossil be- feuerter Dampferzeuger (3), eine Dampfturbine (4), und ein Kondensator (5) geschaltet sind,
mit einem Kühlwasserkreislauf (6), in den ein Kühlturm (7) und der Kondensator (5) verschaltet sind, wobei entspannter Dampf aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf (2) im Kondensator (5) durch Wärmetausch mit dem Kühlwasserkreislauf kondensierbar ist, und
eine Rauchgasreinigungsanlage (8) , in der Rauchgas aus dem fossil befeuerten Dampferzeuger (3) reinigbar ist, wobei der Rauchgasreinigungsanlage (8) ein Prozesswasser zuführbar (9) , und aus ihr ein Prozessabwasser (10) aus- leitbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rauchgasreinigungsanlage (8) mit dem Kühlwasserkreislauf (6) verbunden ist, sodass das für die Rauch- gasreinigungsanlage (8) benötigte Prozesswasser dem
Kühlwasserkreislauf (6) entnehmbar ist, und
die Rauchgasreinigungsanlage (8) zur Ausleitung von verunreinigtem Prozessabwasser (11) mit einer einen Verdampfer (12) umfassenden Abwasseraufbereitungsanlage (13) verbunden ist, durch die ein gereinigtes Prozessabwasser (14) erzeugbar ist.
2. Fossil befeuerte Dampfkraftwerksanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauchgasreinigungsanlage (8) mit dem Kühlwasserkreislauf (6) nach dem Kühlturm (7) verbunden ist, so dass Kühlturmabschlämmwasser (15) als Prozesswasser für die Rauchgasreinigungsanlage (8) nutzbar ist.
3. Fossil befeuerte Dampfkraftwerksanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauchgasreinigungsanlage
(8) mit dem Kühlwasserkreislauf (6) vor dem Kühlturm (7) und vor einer Kühlturmzusatzwasseraufbereitungsanlage (16) verbunden ist, so dass ein für die Verwendung im Kühlturm (7) aufzubereitendes unbehandeltes Kühlturmwasser (17) als Prozesswasser für die Rauchgasreinigungsanlage (8) nutzbar ist.
4. Fossil befeuerte Dampfkraftwerksanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauchgasreinigungsanlage
(8) mit dem Kühlwasserkreislauf (6) vor dem Kühlturm (7) mit einer Kühlturmzusatzwasseraufbereitungsanlage (16) verbunden ist, so dass ein für die Verwendung im Kühlturm (7) aufbereitetes Kühlturmwasser (18) als Prozesswasser für die Rauchgas- reinigungsanlage (8) nutzbar ist.
5. Fossil befeuerte Dampfkraftwerksanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwasseraufbereitungsanlage (8) mit einer in den Wasser-Dampf- Kreislauf (2) geschalteten Vollentsalzungsanlage (19) verbunden ist, so dass ein gereinigtes Prozessabwasser (14) aus der Abwasseraufbereitungsanlage (13) in die Vollentsalzungsanlage (19) leitbar ist.
6. Fossil befeuerte Dampfkraftwerksanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwasseraufbereitungsanlage (13) mit einer in den Kühlwasserkreislauf (6) geschalteten Kühlturmzusatzwasseraufbereitungsanlage (16) verbunden ist, sodass ein gereinigtes Prozessabwasser (14) aus der Abwasseraufbereitungsanlage (13) in die Kühlturmzusatzwasseraufbereitungsanlage (16) leitbar ist.
7. Fossil befeuerte Dampfkraftwerksanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in die Abwas- seraufbereitungsanlage (13) weiterhin noch mit der Kondensatreinigungsanlage (21) , dem Evakuierungssystem (21) und der Probenentnahme (22) zur Einleitung von verunreinigten Prozessabwässer (23) aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf (2) in die Abwasseraufbereitungsanlage (13) verbunden ist.
8. Verfahren zum Betrieb einer fossil befeuerten Dampfkraftwerksanlage (1) , umfassend einen Wasser-Dampf-Kreislauf (2), in den ein fossil befeuerter Dampferzeuger (3), eine Dampfturbine (4), und einen Kondensator (5) geschaltet sind, wobei in dem Dampferzeuger (3) ein Dampf erzeugt wird, in der Dampf- turbine (4) der Dampf entspannt, und in den Kondensator
(5) geleitet wird,
mit einem Kühlwasserkreislauf (6), in den ein Kühlturm (7) und der Kondensator (5) geschaltet sind, wobei der entspannte Dampf aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf (2) im Kondensator (5) durch Wärmetausch mit dem Kühlwasserkreislauf (6) kondensiert wird, und
eine Rauchgasreinigungsanlage (8) , in der Rauchgas aus dem fossil befeuerten Dampferzeuger (3) gereinigt wird, wobei
- dass das für die Rauchgasreinigungsanlage (8) benötigte
Prozesswasser dem Kühlwasserkreislauf (6) entnommen wird, welches durch die Rauchgasreinigung verunreinigt wird, wobei ein verunreinigtes Prozessabwasser (11) gebildet wird, und
- das verunreinigte Prozessabwasser einer einen Verdampfer
(12) umfassenden Abwasseraufbereitungsanlage (13) zugeführt wird, in dem durch Verdampfen ein gereinigtes Prozessabwasser (14) gebildet wird.
9. Verfahren zum Betrieb einer fossil befeuerten Dampfkraftwerksanlage (1) nach Anspruch 8, wobei der Rauchgasreinigungsanlage (8) ein Kühlturmabschlämmwasser (15) als Prozesswasser zugeführt wird, welches dem Kühlwasserkreislauf (6) nach dem Kühltürm (7) entnommen wird.
10. Verfahren zum Betrieb einer fossil befeuerten Dampfkraftwerksanlage (1) nach Anspruch 8, wobei der Rauchgasreinigungsanlage (8) ein aufzubereitendes unbehandeltes Kühlturm- wasser (17) als Prozesswasser zugeführt wird, welches dem Kühlwasserkreislauf (6) vor dem Kühlturm (7) und vor einer
Kühlturmzusatzwasseraufbereitungsanlage (16) entnommen wird.
11. Verfahren zum Betrieb einer fossil befeuerten Dampfkraftwerksanlage (1) nach Anspruch 8, wobei der Rauchgasreinigungsanlage (8) ein aufbereitetes Kühlturmwasser (18) als Prozesswasser zugeführt wird, welches dem Kühlwasserkreislauf (6) vor dem Kühltürm (7) einer Kühlturmzusatzwasseraufberei - tungsanlage (16) entnommen wird.
12. Verfahren zum Betrieb einer fossil befeuerten Dampfkraftwerksanlage (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das gereinigte Prozessabwasser (14) aus der Abwasseraufbereitungsanlage (13) in eine in den Wasser-Dampf-Kreislauf (2) geschalteten Vollentsalzungsanlage (19) geleitet wird.
13. Verfahren zum Betrieb einer fossil befeuerten Dampfkraft- Werksanlage (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das gereinigte Prozessabwasser (13) aus der Abwasseraufbereitungsanlage (13) in eine in den Kühlwasserkreislauf (6) geschaltete Kühlturmzusatzwasseraufbereitungsanlage (16) geleitet wird.
14. Verfahren zum Betrieb einer fossil befeuerten Dampfkraftwerksanlage (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei in die Abwasseraufbereitungsanlage (13) weiterhin noch aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf (2) verunreinigte Prozessabwässer (23) aus der Kondensatreinigungsanlage (20) , aus dem Evakuierungs- system (21) und der Probenentnahme (22) eingeleitet werden.
EP14758816.4A 2013-08-30 2014-08-21 Verfahren zur rückgewinnung von prozessabwässern einer fossil befeuerten dampfkraftwerksanlage sowie fossil befeuerte dampfkraftwerksanlage Withdrawn EP3004570A2 (de)

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