EP3306190A1 - Verfahren zur regelung eines kohlekraftwerks und kohlekraftwerk - Google Patents

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EP3306190A1
EP3306190A1 EP16193135.7A EP16193135A EP3306190A1 EP 3306190 A1 EP3306190 A1 EP 3306190A1 EP 16193135 A EP16193135 A EP 16193135A EP 3306190 A1 EP3306190 A1 EP 3306190A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coal
fuel supply
steam generator
model
power plant
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16193135.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marc-Hendrik PRABUCKI
Uwe Krüger
Henning ZINDLER
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.)
Uniper Technologies GmbH
Original Assignee
Uniper Technologies GmbH
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 Uniper Technologies GmbH filed Critical Uniper Technologies GmbH
Priority to EP16193135.7A priority Critical patent/EP3306190A1/de
Publication of EP3306190A1 publication Critical patent/EP3306190A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B35/00—Control systems for steam boilers
    • 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
    • F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling coal power plants and a coal power plant.
  • renewable energy offers advantages in terms of environmental compatibility, for example compared with fossil fuel energy
  • most renewables suffer from the disadvantage that the respective generation plants are often not freely controllable in the output they generate.
  • photovoltaic systems can provide little or no electrical power at night or in heavy cloud conditions; wind turbines can not supply any electrical power in the doldrums.
  • the electrical power generated by photovoltaic systems or wind turbines is used as fully as possible, for which they are usually completely feed into the electrical supply network.
  • the invention has for its object to provide a method for operating a coal-fired power plant and a corresponding coal-fired power plant, with which the primary and secondary control reserve over the prior art increases, but at least the reaction behavior of the power plant to regulatory requirements can be improved.
  • the invention relates to a method of controlling a coal power plant comprising a power plant block having a fuel supply comprising a coal mill for grinding coal for a pulverized coal steam generator whose generated water vapor drives a turbine for generating electrical energy by a generator connected thereto and a model based block control for adaptation the power generated by the power plant block to a predetermined setpoint using a steam generator-turbine model, the block control comprising a state control with observer for the fuel supply, the fuel supply state control corrected by detecting the coal dust mass flow between the fuel supply and the steam generator and their result in the steam generator Turbine model is taken into account.
  • the invention further relates to a coal power plant comprising a power plant block having a fuel supply comprising a coal mill for grinding coal for a pulverized coal steam generator whose generated water steam drives a turbine for generating electrical energy by a generator connected thereto, and a model-based block control for adjusting the power plant block Power to a predetermined setpoint, wherein a device for detecting the coal dust mass flow between the fuel supply and the steam generator is provided and the block control is designed for carrying out the method according to the invention.
  • the invention has recognized that the primary and secondary control reserve of a coal-fired power plant, or at least its reaction behavior or the size of the possible power jumps can be increased to regulation requirement, if the control of the power plant takes into account time-variant conditions of the power plant or the fuel supply. Changes in the fuel quality itself (eg when changing the type of coal) as well as changes due to wear, which are significant in the coal mill, are among the time-variant conditions. These are circumstances that can change during operation.
  • the invention has further recognized that a simple supplement of the known from the prior art, for example.
  • the VDI / VDE Guideline 3508 (September 2003) steam generator / turbine model to a mill model is not sufficient to achieve the said improvement.
  • the controlled system would be too long to ensure a sufficiently high quality of the model for this purpose.
  • a state regulation with observers for the fuel supply is provided, which is corrected directly by detecting the coal dust mass flow between the fuel supply and the steam generator.
  • the fuel supply is represented by a model, which is checked immediately and corrected if necessary, before the result of this model within the block control in the control of the downstream components, ie the steam generator and the turbine-generator combination, flows.
  • the preferred model for fuel supply is for power plants whose coal mill is a vertical mill with an internal classifier.
  • corresponding vertical mills for example, there are rolling or ball-ring mills in which the grinding tool runs in a circle on a horizontally arranged grinding plate, wherein either the grinding plate or the grinding tool rotates about a vertical axis.
  • a primary air stream flows upwards, which conveys ground material emerging laterally from the grinding table up to a sifter. If it has not been thrown back onto the grinding table before, at the latest through the sifter still too coarse grinding material is returned to the grinding table, where fresh ground material is also fed, while sufficiently finely ground grinding material is dispensed.
  • the grinding table of the mill is divided from the inside to the outside in at least two, preferably two to six, more preferably two to four, further preferably three rings, wherein the division of the grinding table preferably takes place in rings with equidistant spacing.
  • the latter facilitates the determination of those model parameters that can be determined from geometric relationships.
  • the coal to be ground is further divided into at least two fineness groups. It has been shown that two fineness groups are often already sufficient to create a sufficiently accurate model of coal mill, while the complexity of the model can be kept low.
  • the coal is divided into a coarse fraction and a fine fraction.
  • the motion of the coal (s) for each fineness group is mapped separately over each ring of the grinding table.
  • a separate chain of images of the rings of the grinding plate thus arises for each fineness group.
  • the coal or carbon particles which have passed through the outermost ring of the grinding table are again fed to at least one ring of the grinding table in the same fineness group.
  • This recirculation reflects the circulation within the mill through the primary air flow.
  • the at least one ring can be, for example and possibly exclusively, the innermost ring.
  • a proportionate transition from a coarser to a finer fineness group is provided between two rings of the grinding plate, wherein the untransferred fraction in the model is supplied to the outer of the two rings of the coarser fineness group.
  • At least the finest fineness group behind the outermost ring of the grinding table further provides a proportionate separation of coal, the non-separated portion reproducing the coal dust mass flow between the fuel supply and the steam generator.
  • the proportion of non-deposited coal can be determined again as a function of the primary air flow of the coal mill, which is regularly present as measured value or control parameter of the coal mill. Also, other current settings for the operation of the internal classifier may be taken into account in determining the proportion of non-deposited coal.
  • the individual rings of the grinding table in each fineness group are preferably shown as separate PT1 members.
  • PT1 members Through the use of PT1 members, it is possible to map the storage capacity of the coal mill - ie the ability to use the amount of coal circulating in the coal mill as storage.
  • PT1 members it is possible to map the storage capacity of the coal mill - ie the ability to use the amount of coal circulating in the coal mill as storage.
  • PT1 members it is possible to map the storage capacity of the coal mill - ie the ability to use the amount of coal circulating in the coal mill as storage.
  • the shares in the proportionate transition between fineness groups and / or the proportionate separation depending on the primary air flow and the variability of this storage capacity of a coal mill can be well modeled in the model.
  • the coal dust mass flow between the fuel supply and the steam generator is used for checking and possibly correcting the condition control for the fuel supply.
  • the detection of the coal dust mass flow comprises a Kalman filter for the removal of disturbances occurring during the measurement.
  • the use of a Kalman filter has the advantage over other smoothing methods (eg moving average or use of a PT1 element) that the time behavior of the measurement signal is not or only insignificantly delayed.
  • the measurement signal processed by the Kalman filter can therefore be used directly for checking and possibly correcting the state regulation for the fuel supply.
  • the use of a Kalman filter requires a modeling of the fuel supply or the milling process, which is possible, for example, by the model described above.
  • the model of the fuel supply and in particular the coal mill can be corrected so as to constantly adapt the model to changing circumstances.
  • the model can be adapted dynamically to the actual conditions, whereby a sufficiently accurate mapping of the coal mill is ensured.
  • the individual correction factors may preferably be calculated using the Riccati equation or the Ackermann method.
  • the Riccati equation is - unless the skilled person is familiar anyway - for example, in “ Control Engineering “, Jan Lunze, 5th edition, 2008, chapter 7.2.2 (pages 288-290 ).
  • the method according to Ackermann is in the article " The Design of Linear Control Systems in the State Space ", J. Ackermann in” Control Engineering “, Volume 20 (1972), No. 7, pages 297-300 disclosed.
  • the fuel supply may also include a coal feeder, which then also has to be mapped appropriately in the model of the fuel supply.
  • a coal feeder which then also has to be mapped appropriately in the model of the fuel supply.
  • the modeling of a coal feeder is relatively trivial, which is why it need not be discussed in more detail.
  • the actual power control by the block control in the method according to the invention can be configured with the aid of a steam generator-turbine model as a state control with observers, wherein the power control is checked or corrected by the actual power signal.
  • FIG. 1 is the block control 10 of a coal power plant 1 according to the invention, the block control is designed to carry out the method of the invention explained in more detail below, shown schematically.
  • the coal-fired power plant 1 comprises a fuel feed with a coal feeder 2 and a coal mill 3 designed as a vertical mill, a steam generator 4, a turbine 5 and a generator 6, all of which are connected in series.
  • the coal feeder 2 delivers coarse coal to the coal mill 3, where it is processed into coal dust.
  • the pulverized coal is used in the steam generator 4 for generating steam, with which in turn the turbine 5 is driven.
  • the turbine 5 is connected to the generator 6 such that the mechanical energy of the turbine 5 is converted into electrical energy, which in turn can be fed into the network 7.
  • coal feeder 2 is controlled via a PI controller 8 as a function of a desired power value P setpoint . Furthermore, it is known, for example from VDI / VDE guideline 3508 (September 2003), that this simple precontrol on the basis of a proportional-integral regulator 8 can be refined by a steam generator-turbine model 20.
  • the models 4 ', 5', 6 ' are continuously checked by returning the deviation of the power calculated by means of the models 4', 5 ', 6' from the power actually generated and fed into the network 7.
  • the power actually fed into the network 7 is detected via a suitable sensor 21 whose measurement result in the module 22 is compared with the power calculated via the models 4 ', 5', 6 '.
  • the difference of the two powers is the models 4 ', 5', 6 'returned, which can then be adjusted.
  • the steam generator turbine model 20 is operated differently than in the prior art with the target power P setpoint as the relevant input value, but rather with an input value, which maps the fuel supply in the form of a coal dust mass flow.
  • This value for the coal dust mass flow comes from a state control 10 with observer for the fuel supply.
  • the fuel supply observer 10 includes a model 2 'of the coal feeder 2 and a model 3' of the vertical mill coal mill 3 connected in series.
  • the model 2 'for the coal feeder 2 is supplied - analogous to the real coal feeder 2 - with an input value determined by a PI controller 8' as a function of the setpoint power P setpoint .
  • the result of the coal mill model 3 ' is a pulverized coal mass flow, which is made available to the steam generator turbine model 20 as an input variable.
  • correction values are also derived from the models 2' and 3 ', which are taken into account in a module 9 in the determination of the power correction value.
  • the calculated via the models 2 'and 3' coal dust mass flow we also additionally compared with the real coal dust mass flow between coal mill 3 and 4 steam generator to adjust in case of deviations, the state control 10 with observers for the fuel supply.
  • the real pulverized coal mass flow between coal mill 3 and steam generator 4 is detected by a suitable sensor 11 and adjusted with the model-based determined coal rod mass flow in the module 13. A possible deviation is attributed to the models 2 'and 3', which are then adjusted so that the deviations are reduced.
  • the coal dust mass flow detected by the sensor 11 varies greatly stochastically.
  • a Kalman filter 12 is provided.
  • the Kalman filter 12 has the advantage over other smoothing methods that the time response of the smoothed value is practically unchanged.
  • the state control 10 can be readily adapted to changing conditions during operation.
  • the changing circumstances may, in particular, be variations in the properties of the coal allocated by the coal feeder 2 as well as signs of wear within the coal mill 3. Both conditions mentioned have significant influence on the finally supplied to the steam generator 4 coal dust mass flow.
  • FIG. 2 a vertical mill with internal separator trained coal mill 3, as in the power plant 1 according to FIG. 1 is used in FIG. 2 outlined.
  • the associated model 3 ' which provides the quality required for the method according to the invention, will be described below with reference to FIG FIG. 3 explained.
  • the coal mill 3 in FIG. 2 it is a roll ring mill with internal classifier 34, run in the rollers 30 as a grinding tool on a horizontally arranged grinding plate 31 circular.
  • the grinding table 31 rotates thereto about a vertical axis 32.
  • a primary air stream flows upwards from a nozzle ring 33 surrounded by the grinding table 31, which conveys ground coal emerging laterally from the grinding table 31 up to a sifter 34. If it has not already failed before, at the latest by the classifier 34 still too coarse coal returned to the grinding plate 31.
  • Sufficient finely ground coal is output to the steam generator 4.
  • Coming from coal feeder 2, still to be ground coal is also centrally placed on the grinding table 31.
  • FIG. 3 is the model 3 'designed as a vertical mill coal mill 3 according to FIG. 2 shown.
  • the grinding table 31 of the coal mill 3 (cf. FIG. 2 ) divided into three equidistant rings R1, R2, R3.
  • the coal in the coal mill 3 is divided into two groups of fineness, namely a coarse fraction (G) and a fine dust fraction (F).
  • the individual proportions factors 36 can be equal to one another here. However, it is also possible that individual share factors 36 permanently have the value 0.
  • proportion factors 37 result in the sum of 1 and are in particular dependent on the primary air flow in the coal mill 3 (see. FIG. 2 ).
  • the passed portion of the coal is fed to the fine dust fraction cycle represented by the rings R1 F , R2 F , R3 F , which is similar to that of the coarse fraction.
  • recycled coal is not distributed to the rings R1 F , R2 F , R3 F , but fed exclusively to the ring R1 F
  • a proportionate separation of coal represented by the fractionations 38 resulting in the sum of 1, is provided for imaging the classifier.
  • the one part is - as described - fed to the first ring R1 F , while the other part of the coal dust mass flow between coal mill 3 and steam generator 4 and the respective models 3 ', 4' reproduces.
  • the share fractions 38 can be determined, for example, as a function of the primary air flow in the coal mill 3.
  • model 3 'coal dust mass flow is also adjusted with the coming of the Kalman filter 12 actual coal dust mass flow between coal mill 3 and steam generator 4 through the module 13. Any deviations between these two values are fed into the model 3 'in the form of correction factors 41, the correction factors being calculated using the Riccati equation or the Ackermann method.
  • the model 3 'of the coal mill 3 is adjusted directly above the actual coal dust mass flow between coal mill 3 and steam generator 4, it can change conditions such as. Change of coal or wear in the coal mill 3, directly represent, without it consuming manual readjustment of Model 3 'needs.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung von Kohlekraftwerken (1) sowie ein Kohlekraftwerk (1). Bei dem Verfahren zur Regelung eines Kohlekraftwerks (1) umfassend einen Kraftwerksblock mit einer Brennstoffzufuhr umfassend eine Kohlemühle (3) zum Mahlen von Kohle für einen kohlenstaubbefeuerten Dampferzeuger (4), dessen erzeugter Wasserdampf eine Turbine (5) zur Erzeugung elektrischer Energie durch einen damit verbundenen Generator (6) antreibt, und einer modellgestützten Blockregelung zur Anpassung der vom Kraftwerksblock erzeugten Leistung an einen vorgegebenen Sollwert (P Soll ) unter Zuhilfenahme eines Dampferzeuger-Turbinen-Modells (20), umfasst die Blockregelung eine Zustandsreglung (10) mit Beobachter für die Brennstoffzufuhr, wobei die Zustandsregelung (10) der Brennstoffzufuhr durch eine Messung des Kohlestaubmassenstrom zwischen Brennstoffzufuhr und Dampferzeuger (4) korrigiert und deren Ergebnis im Dampferzeuger-Turbinen-Modell (20) berücksichtigt wird. Das erfindungsgemäße Kraftwerk (1) ist zur Durchführung dieses Verfahrens ausgebildet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung von Kohlekraftwerken sowie ein Kohlekraftwerk.
  • Der Ausbau sogenannter erneuerbarer Energien wird weltweit vorangetrieben, wobei der Anteil dieser Energien bei der Stromerzeugung ("Ökostrom") bereits eine nicht unerhebliche Größe einnimmt. Während die erneuerbaren Energien im Hinblick auf die Umweltverträglichkeit bspw. gegenüber der Energieerzeugung aus fossilen Brennstoffen Vorteile bietet, haftet den meisten erneuerbaren Energien der Nachteil an, dass die jeweiligen Erzeugungsanlagen häufig nicht frei steuerbar in der von ihnen erzeugten Leistung sind. So können Photovoltaikanlagen bei Nacht oder bei starker Bewölkung keine oder nur geringe elektrische Leistung bereitstellen, Windenergieanlagen können bei Flaute keine elektrische Leistung liefern. Gleichzeitig besteht der Wunsch, dass bei strahlendem Sonnenschein bzw. kräftigem Wind die von Photovoltaikanlagen bzw. Windenergieanlagen erzeugte elektrische Leistung möglichst vollständig genutzt wird, wozu sie in der Regel vollständig in das elektrische Versorgungsnetz einzuspeisen ist.
  • Für das elektrische Versorgungsnetz gilt wiederum die Anforderung, dass dieses immer - also auch in der Nacht und bei Flaute - verfügbar sein soll und unmittelbar auf beliebige Schwankungen in der Leistungseinspeisung - bspw. bei böigem Wind - oder plötzlichen Veränderungen in der Leistungsabnahme reagieren kann.
  • Um den letztgenannten Anforderungen gerecht zu werden, sind weiterhin konventionelle Kraftwerke, bspw. Kohlekraftwerke, erforderlich, die zum einen Energieengpässe bei den erneuerbaren Energien ausgleichen und zum anderen auf Schwankungen in der Leistungsabnahme schnell reagieren können. Aufgrund des Ausbaus der erneuerbaren Energien steigt der Bedarf an entsprechender Primär- und Sekundärregelreserve bzw. die diesbezüglichen Anforderungen an konventionelle Kraftwerke.
  • Im Stand der Technik - bspw. aus der VDI/VDE-Richtlinie 3508 "Blockregelung von Wärmekraftwerken" (September 2003) - sind Regelungen für konventionelle Kraftwerke bekannt, mit denen eine Primär- und Sekundärregelreserve grundsätzlich bereitgestellt werden kann. Unter anderem sind modellgestützte Blockregelungen bekannt, bei denen die Steuerung der Leistungsausgabe eines Kraftwerks, die maßgeblichen über einen PI-Regler (Proportionale-Integral-Regler) für die Brennstoffzufuhr erfolgt, durch die parallele Beobachtung eines Modells aus Dampferzeuger und Turbine optimiert werden kann.
  • Allerdings können bei einer Blockregelung gemäß diesem Stand der Technik Varianzen in der Brennstoffqualität oder Verschleißerscheinungen nicht unmittelbar berücksichtigt werden, weshalb Kraftwerke mit einer entsprechenden Blockregelung regelmäßig konservativ - also auf die Annahme einer minderen Brennstoffqualität und eines mittleren Verschleiß hin - betrieben werden. Ein entsprechender konservativer Betrieb geht jedoch häufig zu Lasten der Primär- und Sekundärregelreserve, zumindest jedoch zu Lasten der Reaktionsgeschwindigkeit des Kraftwerks auf Anforderung an entsprechende Regelreserve.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Kohlekraftwerks sowie ein entsprechendes Kohlekraftwerk zu schaffen, mit dem die Primär- und Sekundärregelreserve gegenüber dem Stand der Technik erhöht, zumindest aber das Reaktionsverhalten des Kraftwerks auf Regelungsanforderungen verbessert werden kann.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß dem Hauptanspruch sowie ein Kraftwerk gemäß dem nebengeordneten Anspruch 13. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Demnach betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Regelung eines Kohlekraftwerks umfassend einen Kraftwerksblock mit einer Brennstoffzufuhr umfassend eine Kohlemühle zum Mahlen von Kohle für einen kohlenstaubbefeuerten Dampferzeuger, dessen erzeugter Wasserdampf eine Turbine zur Erzeugung elektrischer Energie durch einen damit verbundenen Generator antreibt, und einer modellgestützten Blockregelung zur Anpassung der vom Kraftwerksblock erzeugten Leistung an einen vorgegebenen Sollwert unter Zuhilfenahme eines Dampferzeuger-Turbinen-Modells, wobei die Blockregelung eine Zustandsreglung mit Beobachter für die Brennstoffzufuhr umfasst, die Zustandsregelung der Brennstoffzufuhr durch eine Erfassung des Kohlestaubmassenstrom zwischen Brennstoffzufuhr und Dampferzeuger korrigiert und deren Ergebnis im Dampferzeuger-Turbinen-Modell berücksichtigt wird.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kohlekraftwerk umfassend einen Kraftwerksblock mit einer Brennstoffzufuhr umfassend eine Kohlemühle zum Mahlen von Kohle für einen kohlenstaubbefeuerten Dampferzeuger, dessen erzeugter Wasserdampf eine Turbine zur Erzeugung elektrischer Energie durch einen damit verbundenen Generator antreibt, und einer modellgestützten Blockregelung zur Anpassung der vom Kraftwerksblock erzeugten Leistung an einen vorgegebenen Sollwert, wobei eine Vorrichtung zur Erfassung des Kohlestaubmassenstrom zwischen Brennstoffzufuhr und Dampferzeuger vorgesehen ist und die Blockregelung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
  • Die Erfindung hat erkannt, dass die Primär- und Sekundärregelreserve eines Kohlekraftwerks, zumindest aber dessen Reaktionsverhalten bzw. die Größe der möglichen Leistungssprünge auf Regelungsanforderung erhöht werden können, wenn die Regelung des Kraftwerks zeitvariante Gegebenheiten des Kraftwerks bzw. der Brennstoffzufuhr berücksichtigt. Zu den zeitvarianten Gegebenheiten gehören sowohl Veränderungen der Brennstoffqualität selbst (bspw. bei Wechsel der Kohlesorte) als auch Veränderungen aufgrund von Verschleiß, maßgeblich in der Kohlemühle. Es handelt sich also um Gegebenheiten, die sich während des laufenden Betriebs verändern können.
  • Dabei hat die Erfindung weiterhin erkannt, dass eine einfache Ergänzung des aus dem Stand der Technik, bspw. der VDI/VDE-Richtlinie 3508 (September 2003) bekannten Dampferzeuger/Turbinenmodell um ein Mühlenmodell nicht ausreicht, um die besagten Verbesserung zu erreichen. Bei einem entsprechenden erweiterten Beobachtermodell wäre nämlich die Regelstrecke zu lang, um eine für diesen Zweck ausreichend hohe Qualität des Modells sicherstellen zu können.
  • Erfindungsgemäß ist daher eine Zustandsreglung mit Beobachter für die Brennstoffzufuhr vorgesehen, die unmittelbar durch eine Erfassung des Kohlestaubmassenstroms zwischen Brennstoffzufuhr und Dampferzeuger korrigiert wird. In anderen Worten wird die Brennstoffzufuhr durch ein Modell abgebildet, welches unmittelbar überprüft und bei Bedarf korrigiert wird, bevor das Ergebnis dieses Modells innerhalb der Blockregelung in die Regelung der nachfolgenden Komponenten, also dem Dampferzeuger und der Turbinen-Generator-Kombination, einfließt.
  • Indem die Zustandsregelung für die Brennstoffzufuhr unmittelbar anhand des Kohlestaubmassenstroms überprüft und korrigiert wird, können zeitvariante Gegebenheiten wie eine Veränderung der Qualität der Kohle oder aber Verschleiß in der Kohlemühle berücksichtigt werden, wobei die nachfolgende Regelung des Dampferzeugers und der Turbine bereits auf Basis von überprüften oder korrigierten Werte für den Brennstoffstrom erfolgen kann. In der Folge kann die Regelung des Kohlekraftwerks im Hinblick auf die Bereitstellung von Primär- und Sekundärregelreserve insgesamt verbessert werden.
  • Für das erfindungsgemäße Verfahren ist ein die Brennstoffzufuhr auch im Hinblick auf zeitvariante Gegebenheiten gut abbildendes Modell - insbesondere der Kohlemühle - wichtig. Nachfolgend wird ein besonders bevorzugtes Modell für die Brennstoffzufuhr beschrieben, wobei es grundsätzlich auch noch andere geeignete Modelle, insbesondere für andere Mühlenbauarten als Vertikalmühlen, gibt.
  • Das bevorzugte Modell für die Brennstoffzufuhr ist nämlich für Kraftwerke vorgesehen, deren Kohlemühle eine Vertikalmühle mit internem Sichter ist. Bei entsprechenden Vertikalmühlen handelt es sich bspw. um Walz- oder Kugelringmühlen, bei denen das Mahlwerkzeug auf einem horizontal angeordneten Mahlteller kreisförmig entlanglaufen, wobei entweder der Mahlteller oder das Mahlwerkzeug um eine vertikale Achse rotiert. Von einem über einen den Mahlteller umgebenen Düsenring strömt ein Primärluftstrom nach oben, der seitlich vom Mahlteller austretendes Mahlgut nach oben zu einem Sichter transportiert. Wenn es nicht bereits vorher auf den Mahlteller zurückgeworfen wurde, wird spätestens durch den Sichter noch zu grobes Mahlgut wieder zentral auf den Mahlteller zurückgegeben, wo auch frisches Mahlgut aufgegeben wird, während ausreichend fein gemahlenes Mahlgut ausgegeben wird.
  • Für das Modell einer solchen Vertikalmühle ist der Mahlteller der Mühle von innen nach außen in wenigstens zwei, vorzugsweise zwei bis sechs, weiter vorzugsweise zwei bis vier, weiter vorzugsweise drei Ringe unterteilt, wobei die Unterteilung des Mahltellers vorzugsweise in Ringe mit äquidistantem Abstand erfolgt. Letzteres erleichtert die Ermittlung jener Modellparameter, die aus geometrischen Zusammenhängen bestimmt werden können.
  • Für das Modell wird weiterhin die zu mahlende Kohle in wenigstens zwei Feinheitsgruppen unterteilt. Es hat sich dabei gezeigt, dass zwei Feinheitsgruppen häufig bereits ausreichen, um ein ausreichend exaktes Modell der Kohlemühle zu schaffen, wobei gleichzeitig die Komplexität des Modells gering gehalten werden kann. Die Kohle wird dabei in eine Grobfraktion und eine Feinfraktion unterteilt.
  • Bei dem bevorzugten Modell wird die Bewegung der Kohle bzw. der Kohlepartikel für jede Feinheitsgruppe getrennt über jeden Ring des Mahltellers einzeln abgebildet. In anderen Worten entsteht also für jede Feinheitsgruppe eine eigene Kette von Abbildungen der Ringe des Mahltellers. Die Kohle bzw. die Kohlepartikel, die den äußersten Ring des Mahltellers durchlaufen haben, werden wieder wenigstens einem Ring des Mahltellers in derselben Feinheitsgruppe zugeführt. Durch diese Rückführung wird die Umwälzung innerhalb der Mühle durch den Primärluftstrom abgebildet. Bei dem wenigstens einen Ring kann es sich beispielsweise und ggf. exklusiv um den innersten Ring handeln.
  • Um die Zerkleinerung der Kohle in der Mühle abzubilden, ist zwischen zwei Ringen des Mahltellers ein anteiliger Übergang von einer gröberen zu einer feineren Feinheitsgruppe vorgesehen, wobei der nicht übergegangene Anteil im Modell dem äußeren der beiden Ringe der gröberen Feinheitsgruppe zugeführt wird.
  • Zur Abbildung des Sichters ist wenigstens an der feinsten Feinheitsgruppe hinter dem äußersten Ring des Mahltellers weiterhin eine anteilige Abscheidung von Kohle vorgesehen, wobei der nicht-abgeschiedene Teil den Kohlestaubmassenstrom zwischen Brennstoffzufuhr und Dampferzeuger wiedergibt. In diesem Fall wird also nur der abgeschiedene Teil der betroffenen Feinheitsgruppe zu wenigstens einem Ring, vorzugsweise dem innersten Ring des Mahltellers eben dieser Feinheitsgruppe zurückgeführt. Der Anteil der nicht-abgeschiedenen Kohle lässt sich erneut in Abhängigkeit des Primärluftstroms der Kohlemühle, der regelmäßig als Messwert oder Steuerungsgröße der Kohlemühle vorliegt, ermitteln. Auch können andere momentane Einstellungen für den Betrieb des internen Sichters bei der Ermittlung des Anteils der nicht-abgeschiedenen Kohle berücksichtigt werden.
  • Die einzelnen Ringe des Mahltellers in jeder Feinheitsgruppe sind vorzugsweise als gesonderte PT1-Glieder abgebildet. Durch die Verwendung von PT1-Gliedern ist es möglich, die Speicherfähigkeit der Kohlemühle - also die Möglichkeit, die Menge der in der Kohlemühle zirkulierenden Kohlen als Speicher zu nutzen - abzubilden. Insbesondere in Zusammenhang mit der Ermittlung der Anteile beim anteiligen Übergang zwischen Feinheitsgruppen und/oder beim anteiligen Abscheiden in Abhängigkeit des Primärluftstroms kann auch die Variabilität dieser Speicherfähigkeit einer Kohlemühle gut im Modell abgebildet werden.
  • Für die Überprüfung und evtl. Korrektur der Zustandsregelung für die Brennstoffzufuhr wird der Kohlestaubmassenstrom zwischen Brennstoffzufuhr und Dampferzeuger herangezogen. Es sind grundsätzlich geeignete Messmethoden und Sensoren für eben diesen Kohlestaubmassenstrom bekannt. Allerdings hat sich gezeigt, dass das Messergebnis entsprechender Kohlestaubmassenstrommessungen häufig stark stochastisch schwankt. Es ist daher bevorzugt, wenn die Erfassung des Kohlestaubmassenstroms einen Kalman-Filter zur Entfernung von bei der Messung auftretenden Störungen umfasst. Die Verwendung eines Kalman-Filters bietet gegenüber anderen Glättungsverfahren (bspw. gleitender Mittelwert oder Verwendung eines PT1-Gliedes) den Vorteil, dass das Zeitverhalten des Messsignals nicht oder nur unwesentlich verzögert wird. Das durch den Kalman-Filter verarbeitete Messsignal kann also unmittelbar zur Überprüfung und eventuellen Korrektur der Zustandsregelung für die Brennstoffzufuhr genutzt werden. Die Verwendung eines Kalman-Filters erfordert dabei eine Modellierung der Brennstoffzufuhr bzw. des Mahlprozesses, die bspw. durch das oben beschriebene Modell möglich ist.
  • So kann bei einer Abweichung der Zustandsregelung für die Brennstoffzufuhr von dem gemessenen Kohlenstaubmassenstrom das Modell der Brennstoffzufuhr und insbesondere der Kohlemühle korrigiert werden, um so das Modell ständig an sich verändernde Gegebenheiten anzupassen.
  • In den Fällen, in denen eine als Vertikalmühle ausgestaltete Kohlemühle durch das oben beschriebene bevorzugte Modell abgebildet wird, ist es bevorzugt, wenn für jede Abbildung der Ringe des Mahltellers in jeder Feinheitsgruppe gesonderte Korrekturfaktoren bereitgestellt werden, die in dem Modell geeignet berücksichtigt werden. So kann das Modell dynamisch an die tatsächlichen Gegebenheiten angepasst werden, wobei eine ausreichend exakte Abbildung der Kohlemühle sichergestellt bleibt.
  • Die einzelnen Korrekturfaktoren können vorzugsweise mit Hilfe der Riccati-Gleichung oder dem Verfahren nach Ackermann berechnet werden. Die Riccati-Gleichung ist - sofern dem Fachmann nicht ohnehin geläufig - bspw. in "Regelungstechnik", Jan Lunze, 5. Auflage, 2008, Kapitel 7.2.2 (Seite 288-290) beschrieben. Das Verfahren nach Ackermann ist in dem Beitrag "Der Entwurf linearer Regelungssysteme im Zustandsraum", J. Ackermann in "Regelungstechnik", 20. Jahrgang (1972), Heft 7, Seiten 297-300 offenbart.
  • Die Brennstoffzufuhr kann neben der Kohlemühle auch noch einen Kohlezuteiler umfassen, der dann auch entsprechend im Modell der Brennstoffzufuhr abgebildet werden muss. Die Modellierung eines Kohlezuteilers ist jedoch vergleichsweise trivial, weshalb nicht näher darauf eingegangen werden muss.
  • Die eigentliche Leistungsregelung durch die Blockregelung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann unter Zuhilfenahme eines Dampferzeuger-Turbinen-Modells als Zustandsregelung mit Beobachter ausgestaltet sein, wobei die Leistungsregelung durch das tatsächliche Leistungssignal überprüft bzw. korrigiert wird.
  • Zu Erläuterung des erfindungsgemäßen Kohlekraftwerks wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.
  • Die Erfindung wird nun anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1:
    eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kohlekraftwerks mit einer Regelung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren;
    Figur 2:
    schematische Darstellung der Kohlemühle des Kohlekraftwerks aus Figur 1; und
    Figur 3:
    schematische Darstellung des Modells der Kohlemühle aus Figur 2.
  • In Figur 1 ist die Blockregelung 10 eines erfindungsgemäßen Kohlekraftwerks 1, dessen Blockregelung zur Durchführung des nachfolgend noch näher erläuterten erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist, schematisch dargestellt.
  • Das Kohlekraftwerk 1 umfasst eine Brennstoffzufuhr mit einem Kohlezuteiler 2 und einer als Vertikalmühle ausgebildete Kohlemühle 3, einen Dampferzeuger 4, eine Turbine 5 und einen Generator 6, die sämtlich in Reihe geschaltet sind. Der Kohlezuteiler 2 liefert Grobkohle an die Kohlemühle 3, wo sie zu Kohlenstaub verarbeitet wird. Der Kohlenstaub wird in den Dampferzeuger 4 zur Erzeugung von Dampf verwendet, mit dem wiederum die Turbine 5 angetrieben wird. Die Turbine 5 ist derart mit dem Generator 6 verbunden, dass die mechanische Energie der Turbine 5 in elektrische Energie gewandelt wird, welche wiederum in das Netz 7 eingespeist werden kann.
  • Auch wenn selbstverständlich die Betriebsparameter der einzelnen Komponenten 2-6 des Kraftwerks 1 während des Betriebs angepasst werden können (bspw. Speisewassermassenstrom, Verbrennungsluft, etc.), was Auswirkungen auf die erzeugte und ans Netz 7 abgegebene Leistung haben kann, erfolgt die Veränderung der Leistungsabgabe des Kohlekraftwerks 1 maßgeblich durch Anpassung der Brennstoffzufuhr und somit primär durch Ansteuerung des Kohlezuteilers 2. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in Figur 1 daher lediglich die Regelung des Kohlezuteilers 2 dargestellt, während auf eine detaillierte Darstellung der Steuer- und Regelkreise der nachfolgenden Komponenten 3-6 verzichtet wurde.
  • Es ist allgemein bekannt, dass der Kohlezuteiler 2 über einen PI-Regler 8 in Abhängigkeit eines Leistungssollwertes PSoll geregelt wird. Weiterhin ist - bspw. aus der VDI/VDE-Richtlinie 3508 (September 2003) - bekannt, dass diese einfache Vorsteuerung auf Basis eines Proportional-Integral-Reglers 8 durch ein Dampferzeuger-Turbinen-Modell 20 verfeinert werden kann.
  • In diesem Dampferzeuger-Turbinenmodell 20 sind der Dampferzeuger 4, die Turbine 5 und der Generator 6 des Kohlekraftwerks 1 durch geeignete Modelle 4', 5', 6' abgebildet, um die Prozesse in diesen Komponenten bei einer Veränderung der Sollleistung PSoll abzubilden und daraus Leistungskorrekturen für den PI-Regler abzuleiten, die helfen, das letztendliche Regelungsziel - also die Leistung PSoll - möglichst schnell, möglichst ohne Überschwingen und/oder möglichst komponentenschonend zu erreichen. Dazu werden aus den einzelnen Modellen 4', 5', 6' Korrekturwerte abgeleitet, die in einem Modul 9 zu einem Leistungskorrekturwert verknüpft und von diesem dem PI-Regler 8 zur Verfügung gestellt werden.
  • Die Modelle 4', 5', 6' werden laufend über eine Rückführung der Abweichung der durch über die Modelle 4', 5', 6' errechneten Leistung mit der tatsächlich erzeugten und ins Netz 7 eingespeisten Leistung überprüft. Dazu wird die tatsächlich ins Netz 7 eingespeiste Leistung über einen geeigneten Sensor 21 erfasst dessen Messergebnis im Modul 22 der über die Modelle 4', 5', 6' errechneten Leistung abgeglichen wird. Die Differenz der beiden Leistungen wird den Modellen 4', 5', 6' rückgeführt, die daraufhin angepasst werden können.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Kraftwerk 1 wird das Dampferzeuger-Turbinenmodell 20 anders als im Stand der Technik mit der Sollleistung PSoll als maßgeblichem Eingangswert betrieben, sondern vielmehr mit einem Eingangswert, der die Brennstoffzufuhr in Form eines Kohlenstaubmassenstroms abbildet. Dieser Wert für den Kohlenstaubmassenstrom stammt aus einer Zustandsregelung 10 mit Beobachter für die Brennstoffzufuhr.
  • Die Zustandsregelung 10 mit Beobachter für die Brennstoffzufuhr umfasst ein Modell 2' des Kohlezuteiler 2 und ein Modell 3' der als Vertikalmühle ausgebildeten Kohlemühle 3, die in Reihe geschaltet sind. Das Modell 2' für den Kohlezuteiler 2 wird dabei - analog zu dem realen Kohlezuteiler 2 - mit einem von einem PI-Regler 8' in Abhängigkeit von der Sollleistung PSoll ermittelten Eingangswert versorgt. Das Ergebnis des Kohlemühlenmodells 3' ist ein Kohlenstaubmassenstrom, der dem Dampferzeuger-Turbinenmodell 20 als Eingangsgröße zur Verfügung gestellt wird. Ähnlich wie zu den Modelle 4', 5', 6' des Dampferzeuger-Turbinenmodell 20 werden auch aus den Modellen 2' und 3' Korrekturwerte abgeleitet, die in einem Modul 9 bei der Ermittlung des Leistungskorrekturwerts berücksichtigt werden.
  • Der über die Modelle 2' und 3' ermittelte Kohlenstaubmassenstrom wir zusätzlich auch mit dem realen Kohlenstaubmassenstrom zwischen Kohlemühle 3 und Dampferzeuger 4 verglichen, um bei Abweichungen die Zustandsregelung 10 mit Beobachter für die Brennstoffzufuhr anzupassen. Dazu wird der reale Kohlenstaubmassenstrom zwischen Kohlemühle 3 und Dampferzeuger 4 von einem geeigneten Sensor 11 erfasst und mit dem modellbasiert ermittelten Kohlenstabmassenstrom in dem Modul 13 abgeglichen. Eine evtl. Abweichung wird den Modellen 2' und 3' zurückgeführt, die daraufhin so angepasst werden, dass die Abweichungen reduziert werden.
  • Im Regelfall schwankt der vom Sensor 11 erfasste Kohlenstaubmassenstrom stark stochastisch. Um das Messergebnis dennoch für den Abgleich mit dem modellbasiert ermittelten Kohlenstaubmassenstrom nutzen zu können, ist ein Kalman-Filter 12 vorgesehen. Der Kalman-Filter 12 bietet gegenüber anderen Glättungsmethoden den Vorteil, dass das Zeitverhalten des geglätteten Werts praktisch nicht verändert wird.
  • Indem die Zustandsregelung 10 mit Beobachter für die Brennstoffzufuhr unmittelbar anhand des vom Sensor 11 erfassten Kohlenstaubmassenstroms überprüft und korrigiert wird, kann die Zustandsregelung 10 im laufenden Betrieb ohne Weiteres an sich ändernde Gegebenheiten angepasst werden. Bei den sich ändernden Gegebenheiten kann es sich insbesondere um Schwankungen in den Eigenschaften der durch den Kohlezuteiler 2 zugeteilten Kohle sowie um Verschleißerscheinungen innerhalb der Kohlemühle 3 handeln. Beide genannten Gegebenheiten haben maßgeblichen Einfluss auf den letztendlich dem Dampferzeuger 4 zugeführten Kohlenstaubmassenstrom.
  • Damit die Zustandsregelung 10 mit Beobachter für die Brennstoffzufuhr diese möglichst exakt abbilden kann, sind geeignete Modelle 2' und 3' für den Kohlezuteiler 2 und die Kohlemühle 3 erforderlich. Da der letztendlich dem Dampferzeuger 4 zugeführte Kohlenstaubmassenstrom maßgeblich von den Prozessen in der als Vertikalmühle ausgebildeten Kohlemühle 4 abhängt, ist die Qualität des Modells 4' der Kohlemühle 4 von besonderer Bedeutung.
  • Zum besseren Verständnis ist zunächst eine Vertikalmühle mit internem Sichter ausgebildete Kohlemühle 3, wie sie beim Kraftwerk 1 gemäß Figur 1 verwendet wird, in Figur 2 skizziert. Das dazugehörige Modell 3', welches die für das erfindungsgemäße Verfahren erforderliche Qualität bietet, wird nachfolgend anhand der Figur 3 erläutert.
  • Bei der Kohlemühle 3 in Figur 2 handelt es sich um eine Walzringmühle mit internem Sichter 34, bei der Walzen 30 als Mahlwerkzeug auf einem horizontal angeordneten Mahlteller 31 kreisförmig entlanglaufen. Der Mahlteller 31 rotiert dazu um eine vertikale Achse 32. Von einem über einen den Mahlteller 31 umgebenen Düsenring 33 strömt ein Primärluftstrom nach oben, der seitlich vom Mahlteller 31 austretende gemahlene Kohle nach oben zu einem Sichter 34 transportiert. Wenn es nicht bereits vorher ausgefallen ist, wird spätestens durch den Sichter 34 noch zu grobe Kohle wieder zentral auf den Mahlteller 31 zurückgegeben. Ausreichend feingemahlene Kohle wird an den Dampferzeuger 4 ausgegeben. Vom Kohlezuteiler 2 kommende, noch zu mahlende Kohle wird ebenfalls zentral auf den Mahlteller 31 aufgegeben.
  • In Figur 3 ist das Modell 3' der als Vertikalmühle ausgestalteten Kohlemühle 3 gemäß Figur 2 gezeigt.
  • Zur Bildung des Modells 3' ist der Mahlteller 31 der Kohlemühle 3 (vgl. Figur 2) in drei äquidistante Ringe R1, R2, R3 eingeteilt. Außerdem wird die Kohle in der Kohlemühle 3 in zwei Feinheitsgruppen unterschieden, nämlich in eine Grobfraktion (G) und eine Feinstaubfraktion (F).
  • Die Bewegung der Kohle durch die Kohlemühle 3 wird im Modell für jede Feinheitsgruppe G, F getrennt über jeden Ring R1, R2, R3 des Mahltellers 31 getrennt dargestellt, wobei hierfür einzelne PT1-Glieder 35 vorgesehen sind, die in Figur 3 entsprechend ihrer Zuordnung zu einem Ring R1, R2, R3 sowie - als Index - zu einer Feinheitsgruppe G, F bezeichnet sind.
  • Von dem Kohlezuteiler 2 bzw. dessen Modell 2' stammende Kohle durchläuft zunächst als Grobfraktion G die Ringe R1G, R2G, R3G. Nach dem Durchlaufen des letzten Rings R3G - was mit dem seitlichen Austreten der Kohle vom Mahlteller 31 vergleichbar ist (vgl. Figur 2) - wird sie den Ringen R1G, R2G, R3G derselben Feinheitsgruppe - also der Grobfraktion G - wieder zugeführt, wobei die Zuteilung zu den einzelnen Ringen R1G, R2G, R3G mithilfe von Anteilsfaktoren 36 erfolgt, die in der Summe 1 ergeben. Beispielsweise können dabei die einzelnen Anteilsfaktoren 36 untereinander gleich sein. Es ist aber auch möglich, dass einzelne Anteilsfaktoren 36 dauerhaft den Wert 0 haben.
  • Um die tatsächliche Zerkleinerung der Kohle in der Kohlemühle 3 bzw. deren Mahlfunktion abzubilden, ist zwischen den Ringen R2G, R3G ein anteiliger Übergang von der Grobfraktion G zur Feinstaubfraktion F gemäß den Anteilsfaktoren 37 vorgesehen. Die Anteilsfaktoren 37 ergeben in der Summe 1 und sind insbesondere Abhängig von dem Primärluftstrom in der Kohlemühle 3 (vgl. Figur 2).
  • Der übergegangene Teil der Kohle wird dem Kreislauf für die Feinstaubfraktion, der durch die Ringe R1F, R2F, R3F abgebildet ist, zugeführt, der ähnlich zu demjenigen der Grobfraktion ausgebildet ist. Allerdings wird zurückgeführte Kohle nicht auf die Ringe R1F, R2F, R3F verteilt, sondern ausschließlich dem Ring R1F zugeführt
  • Hinter dem äußersten Ring R3F für die Feinstaubfraktion ist zur Abbildung des Sichters jedoch eine anteilige Abscheidung von Kohle vorgesehen, die durch die Anteilsfaktionen 38 abgebildet ist, die in der Summe 1 ergeben. Der eine Anteil wird - wie beschrieben - dem ersten Ring R1F zugeführt, während der andere Teil den Kohlestaubmassenstrom zwischen Kohlemühle 3 und Dampferzeuger 4 bzw. der jeweiligen Modelle 3', 4' wiedergibt. Die Anteilsfaktionen 38 lassen sich bspw. in Abhängigkeit des Primärluftstroms in der Kohlemühle 3 bestimmen.
  • Der gemäß Modell 3' ermittelte Kohlestaubmassenstrom wird außerdem mit dem von dem Kalman-Filter 12 stammenden tatsächlichen Kohlestaubmassenstrom zwischen Kohlemühle 3 und Dampferzeuger 4 durch das Modul 13 abgeglichen. Jedwede Abweichungen zwischen diesen beiden Werten wird in Form von Korrekturfaktoren 41 in das Modell 3' eingespeist, wobei die Korrekturfaktoren mit Hilfe der Riccati-Gleichung oder dem Verfahren nach Ackermann berechnet werden. Indem das Modell 3' der Kohlemühle 3 unmittelbar über den tatsächlichen Kohlestaubmassenstrom zwischen Kohlemühle 3 und Dampferzeuger 4 abgeglichen wird, kann es veränderte Gegebenheiten, wie bspw. Wechsel der Kohlesorte oder Verschleiß in der Kohlemühle 3, unmittelbar abbilden, ohne dass es aufwendiger manueller Nachjustierung des Modells 3' bedarf.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Regelung eines Kohlekraftwerks (1) umfassend einen Kraftwerksblock mit einer Brennstoffzufuhr umfassend eine Kohlemühle (3) zum Mahlen von Kohle für einen kohlenstaubbefeuerten Dampferzeuger (4), dessen erzeugter Wasserdampf eine Turbine (5) zur Erzeugung elektrischer Energie durch einen damit verbundenen Generator (6) antreibt, und einer modellgestützten Blockregelung zur Anpassung der vom Kraftwerksblock erzeugten Leistung an einen vorgegebenen Sollwert (PSoll) unter Zuhilfenahme eines Dampferzeuger-Turbinen-Modells (20),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Blockregelung eine Zustandsreglung (10) mit Beobachter für die Brennstoffzufuhr umfasst, wobei die Zustandsregelung (10) der Brennstoffzufuhr durch eine Erfassung des Kohlestaubmassenstrom zwischen Brennstoffzufuhr und Dampferzeuger (4) korrigiert und deren Ergebnis im Dampferzeuger-Turbinen-Modell (20) berücksichtigt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Kohlemühle (3) eine Vertikalmühle mit internem Sichter (34) ist und der Beobachter der Zustandsregelung (10) für die Brennstoffzufuhr ein Modell (3') der Kohlemühle (3) umfasst, wobei das Modell (3') die Eigenschaften aufweist:
    - der Mahlteller (31) der Kohlemühle (3) ist von innen nach außen in wenigstens zwei Ringe (R1, R2, R3) unterteilt;
    - die Kohle ist in wenigstens zwei Feinheitsgruppen (F, G) unterteilt;
    - die Bewegung der Kohle wird für jede Feinheitsgruppe (F, G) getrennt über jeden Ring (R1, R2, R3) des Mahltellers 31 einzeln abgebildet (R1G, R2G, R3G, R1F, R2F, R3F), wobei die Kohle nach Durchlaufen des äußersten Ringes (R3G, R3F) des Mahltellers wieder wenigstens einem Ring (R1G, R2G, R3G, R1F) des Mahltellers 31 in derselben Feinheitsgruppe (F, G) zugeführt wird;
    - zwischen zwei Ringen (R2G, R3G) des Mahltellers (31) ein anteiliger Übergang von einer gröberen zu einer feineren Feinheitsgruppe (G, F) vorgesehen ist, wobei der nicht übergegangene Anteil dem äußeren der beiden Ringe (R2G, R3G) der gröberen Feinheitsgruppe (G) zugeführt wird; und
    - wenigstens bei der feinsten Feinheitsgruppe (F) hinter dem äußersten Ring (R3F) des Mahltellers (31) eine anteilige Abscheidung von Kohle vorgesehen ist, wobei der nicht-abgeschiedene Teil den Kohlestaubmassenstrom zwischen Brennstoffzufuhr und Dampferzeuger (4) wiedergibt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Ringe (R1, R2, R3) des Mahltellers (31) als PT1-Glieder abgebildet sind, wobei für jede Feinheitsgruppe (F, G) ein eigenes PT1-Glied pro Ring (R1G, R2G, R3G, R1F, R2F, R3F) des Mahltellers 31 vorgesehen ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Unterteilung des Mahltellers (31) in Ringe (R1, R2, R3) mit einem äquidistanten Abstand erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Mahlteller (31) in zwei bis sechs, vorzugsweise zwei bis vier, weiter vorzugsweise in drei Ringe (R1, R2, R3) unterteilt ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Kohle in zwei Feinheitsgruppen (F, G) unterteilt sind.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Anteile (38, 39) beim anteiligen Übergang und/oder beim anteiligen Abscheiden in Abhängigkeit des Primärluftstroms ermitteln wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Erfassung des Kohlestaubmassenstroms einen Kalman-Filter (12) zur Entfernung von bei der Messung auftretenden Störungen umfasst.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Modell (3') der Kohlemühle (3) durch das Ergebnis der Messung des Kohlestaubmassenstroms korrigiert wird, wobei vorzugsweise für jede Abbildung der Ringe (R1, R2, R3) des Mahltellers (31) in jeder Feinheitsgruppe (F, G) vorzugsweise gesonderte Korrekturfaktoren (41) bereitgestellt werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Korrekturfaktoren (41) mit Hilfe der Riccati-Gleichung oder dem Verfahren nach Ackermann berechnet werden.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Brennstoffzufuhr einen Kohlezuteiler (2) umfasst.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Leistungsregelung durch die Blockregelung unter Zuhilfenahme eines Dampferzeuger-Turbinen-Modells (20) als Zustandsregelung mit Beobachter ausgestaltet ist, wobei die Leistungsregelung durch das tatsächliche Leistungssignal korrigiert wird.
  13. Kohlekraftwerk (1) umfassend einen Kraftwerksblock mit einer Brennstoffzufuhr umfassend eine Kohlemühle (3) zum Mahlen von Kohle für einen kohlenstaubbefeuerten Dampferzeuger (4), dessen erzeugter Wasserdampf eine Turbine (5) zur Erzeugung elektrischer Energie durch einen damit verbundenen Generator (6) antreibt, und einer modellgestützten Blockregelung zur Anpassung der vom Kraftwerksblock erzeugten Leistung an einen vorgegebenen Sollwert (PSoll),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Vorrichtung (11) zur Messung des Kohlestaubmassenstrom zwischen Brennstoffzufuhr und Dampferzeuger (4) vorgesehen ist und die Blockregelung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Brennstoffzufuhr einen Kohlezuteiler (2) umfasst.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Vorrichtung (21) zur Messung der ins Netz (7) eingespeisten Leistung vorgesehen ist.
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