WO1992014802A1 - Verfahren zur braunkohlenaufbereitung für gas-dampf-kombiprozesse - Google Patents

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    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
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Definitions

  • the invention relates to a method for lignite processing for gas-steam combination processes of a heat generation system.
  • FIG. 1 Also known is a method for operating a gas-steam combination process (DE-OS 3907217).
  • the method is divided into two technological concepts, the concept shown in FIG. 1 including the operation of the ballast gas turbine with natural gas. This solution is trivial and has been in commercial use for years.
  • the second concept, shown in FIG. 2 includes pressure fluidized bed coal gasification of a coal part stream. Since the coal partial flow gasification is preceded by a steam fluidized bed drying and this drying is not in the energetic connection with the Combi block is standing, this must be operated with electro-intensive vapor recompression and external vapor deduster, so that this block concept has a low efficiency of 42 - 44%.
  • the technical outlay on the plant is very large, because in addition to the typical combi block equipment, a gas turbine system, intercooling of air, connecting piping and ducts, a pressure-charged fluidized bed gasification reactor with associated hot gas deduster and an electro-energy-consuming drying technology (without an energetic combination with the combi block) are required.
  • the invention has for its object to achieve a significant reduction in CO 2 emissions per unit of power by reducing the use of fossil fuels, the drying facilities for raw lignite being connected to the heat generation system in such a way that a complete energetic utilization of the vapor is realized.
  • the drying container is operated in conjunction with a pressure fluidized bed furnace, a gas turbine, a steam turbine, an air-heated steam reheater and a waste heat boiler, the drying energy of the drying container is obtained via saturated steam from the waste heat boiler of the combination process, the energy content of the vapor under medium pressure and dedusted is used to evaporate a feedwater partial stream and the gas turbine is operated with exhaust gases from the pressure fluidized-bed furnace, intermediate vapor heating with combustion air cooling is carried out by means of compressed combustion air, and the vapor condensate formed by energetic combination after its treatment for water supply of the circulatory process is used.
  • the invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.
  • Fig. 1 the raw lignite dryer with a combination block and a pressure fluidized bed combustion
  • the raw lignite 9 passes through a mill into the vapor-condensing raw fine coal preheater 8, which is followed by the dryer 1 with heating surface package 2.
  • the dry coal and an additive are passed through the dry coal additive feed system 3 into the steam boiler 4 with pressure fluidized bed combustion.
  • the steam boiler 4 is connected to the steam turbine 5, the cold rail 15 of the steam reheat is coupled to the hot rail 16 via an air-heated steam reheater 13.
  • the steam boiler 4 is also connected to the exhaust gas turbine stages 12 of a gas turbine system, which is coupled to a waste heat boiler 17.
  • the waste heat boiler 17 has the heating surface 6 for saturated steam generation, which is connected to the heating surface 2 in the dryer 1.
  • the vapors formed in the dryer 1 and in the preheater 9 are passed into a vapor-condensing saturated steam generator 7, which is connected to an ash-cooling saturated steam superheater 10.
  • the saturated steam superheater 10 is coupled on the one hand via the steam feed line 14 to the cold rail 15 of the steam turbine 5 and on the other hand to the steam boiler 4 and the ash recycling 21.
  • the air-heated steam reheater 13 is connected to the steam boiler 4 and the air compressor stages 11 of the gas turbine system.
  • the vapor condensate obtained in the saturated steam generator 7 and in the preheater 8 is cooled in the vapor condensate cooler 19 and then passed into the vapor condensate preparation 20.
  • a partial stream 18 of the cooled vapor condensate is fed to the ash recycling 21.
  • the proposal according to the invention has the advantage that the gas-steam technology with pressure fluidized bed combustion can also be operated with highly humidified lignite and a process efficiency of 47% - 48% at nominal and part load is achieved.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Braunkohlenaufbereitung für Gas-Dampf-Kombiprozesse einer Wärmeerzeugungsanlage. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine deutliche Reduzierung der CO2-Emission je Nutzleistungseinheit durch verringerten Einsatz fossiler Energieträger zu erreichen, wobei die Trocknungseinrichtungen für Rohbraunkohle so mit der Wärmeerzeugungsanlage verbunden werden, dass eine vollständige energetische Verwertung des Brüdens realisiert wird. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Trocknungsbehälter im Verbund mit einer Druck-Wirbelschicht-Feuerung, einer Gasturbine, einer Dampfturbine, eines luftbeheizten Dampf-Zwischenüberhitzers und eines Abhitzekessels betrieben wird, die Trocknungsenergie des Trocknungsbehälters über Sattdampf vom Abhitzekessel des Kombiprozesses bezogen, der Energieinhalt des unter Mitteldruck stehenden und entstaubten Brüdens zur Verdampfung eines Speisewasserteilstromes eingesetzt und die Gasturbine mit Abgasen aus der Druck-Wirbelschicht-Feuerung betrieben, mittels verdichteter Verbrennungsluft eine Dampf-Zwischenüberhitzung bei Verbrennungsluftkühlung durchgeführt und das durch energetischen Verbund entstehende Brüdenkondensat nach dessen Aufbereitung zur Wasserversorgung des Kreislaufprozesses eingesetzt wird.

Description

Verfahren zur Braunkohlenaufbereitung für Gas-Dampf-Kombiprozesse
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Braunkohlenaufbereitung für Gas-Dampf-Kombiprozesse einer Wärmeerzeugungsanlage.
Bekannt ist eine Anordnung zur Vorstrom-Rohkohletrocknung für Kondensationskraftwerke, wobei die Brüdenkondensationswärme vollständig ausgenutzt und weder eine Brüdenrückverdichtung noch eine separate elektrische Brudenentstaubung stattfindet, und die Trocknung in einem mit Membranrohrwänden als Heizflächen versehenen und mit Anzapfdampf als Reizdampf von der Hauptturbine versorgten Schüttungsschacht durchgeführt und der dabei entstandene Brüden beim Austritt in den Brüdenkanal - also beim Verlassen des Trockners - mittels dampfabreinigbarer Filterwand entstaubt wird (DD-PS 281 237). In 281 237 wird eine Brüdenenergie als Sekundärenergie vollständig nur durch Aufteilung in mehrere und qualitativ unterschiedliche Einsatzfälle genutzt, was eine aufwendige Einbindung in das Anlagengesamtkonzept bedingt. Außerdem ist diese Schaltungsanordnung ausschließlich auf einen Kraftwerksblock bezogen, der die Stromerzeugung nur im "reinen" Kondensationsbetrieb durchführt.
Weiterhin bekannt ist ein Verfahren zum Betreiben eines Gas-Dampf-Kombiprozesses (DE-OS 3907217). Das Verfahren gliedert sich in zwei technologische Konzepte, wobei das in Fig. 1 gezeigte Konzept den Betrieb der Vorschalt-Gasturbine mit Erdgas beinhaltet. Diese Lösung ist trivial und seit Jahren in kommerzieller Nutzung. Das zweite und in Fig. 2 gezeigte Konzept schließt eine Druckwirbelschicht-Kohlevergasung eines KohleteilStromes ein. Da der Kohleteilstromvergasung noch eine Dampf-Wirbelschicht-Trocknung vorgeschaltet ist und diese Trocknung nicht im energetischen Verbund mit dem Kombiblock steht, muß diese mit elektroenergieintensiver Brüdenrückverdichtung und externem Brüdenentstauber betrieben werden, so daß dieses Blockkonzept einen niedrigen Wirkungsgrad von 42 - 44 % hat. Der anlagentechnische Aufwand ist sehr groß, da neben der typischen Kombiblockausstattung zusätzlich eine Gasturbinenanlage, eine Zwischenkühlung von Luft, verbindende Rohrleitung und Kanäle, ein druckaufgeladener Wirbelschicht-Vergasungsreaktor mit zugehörigem Heißgasentstauber und eine elektroenergieverbrauchende Trocknungstechnologie (ohne energetischen Verbund mit dem Kombiblock) notwendig werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine deutliche Reduzierung der C02-Emission je Nutzleistungseinheit durch verringerten Einsatz fossiler Energieträger zu erreichen, wobei die Trocknungseinrichtungen für Rohbraunkohle so mit der Wärmeerzeugungsaniage verbunden werden, daß eine vollständige energetische Verwertung des Brüdens realisiert wird.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Trocknungsbehälter im Verbund mit einer Druck-Wirbelsσhicht-Feuerung, einer Gasturbine, einer Dampfturbine, eines luftbeheizten Dampf-Zwischenüberhitzers und eines Abhitzekessels betrieben wird, die Trocknungsenergie des Trocknungsbehälters über Sattdampf vom Abhitzekessel des Kombiprozesses bezogen, der Energieinhalt des unter Mitteldruσk stehenden und entstaubten Brüdens zur Verdampfung eines Speisewasserteilstromes eingesetzt und die Gasturbine mit Abgasen aus der Druck-Wirbelschicht-Feuerung betrieben, mittels verdichteter Verbrennungsluft eine Dampf-Zwischenüberhitzung bei Verbrennungsluftkühlung durchgeführt und das durch energetischen Verbund entstehende Brüden-Kondensat nach dessen Aufbereitung zur Wasserversorgung des Kreislaufprozesses eingesetzt wird. Anhand eines Ausführungsbeispieles soll nachstehend die Erfindung näher erläutert werden.
Dabei zeigt:
Fig. 1 - den Rohbraunkohletrockner mit einem Kombiblock und einer Druckwirbelschichtfeuerung
Die Rohbraunkohle 9 gelangt über eine Mühle in den brüdenkondensierenden Rohfeinkohle-Vorwärmer 8, dem der Trockner 1 mit Heizflächenpaket 2 nachgeordnet ist. Die Trockenkohle und ein Additiv werden über das Trockenkohle-Additiv-Eintragssystem 3 in den Dampfkessel 4 mit Druckwirbelschichtfeuerung geleitet. Der Dampfkessel 4 ist mit der Dampfturbine 5 verbunden, deren kalte Schiene 15 der Dampfzwischenüberhitzung über einen luftbeheizten DampfZwischenüberhitzer 13 mit der heißen Schiene 16 gekoppelt ist. Der Dampfkessel 4 ist weiterhin mit den Abgasturbinenstufen 12 einer Gasturbinenanlage verbunden, die mit einem Abhitzekessel 17 gekoppelt ist. Der Abhitzekessel 17 weist die Heizfläche 6 zur Sattdampferzeugung auf, die mit der Heizfläche 2 im Trockner 1 verschaltet ist. Der im Trockner 1 und im Vorwärmer 9 entstehende Brüden wird in einen brüdenkondensierenden Sattdampferzeuger 7 geleitet, der mit einem aschekühlenden Sattdampfüberhitzer 10 verbunden ist. Der Sattdampfüberhitzer 10 ist einerseits über die Dampfeinspeisungsleitung 14 mit der kalten Schiene 15 der Dampfturbine 5 und andererseits mit dem Dampfkessel 4 und der Ascheverwertung 21 gekoppelt. Der luftbeheizte Dampf-Zwischenüberhitzer 13 ist mit dem Dampfkessel 4 und den Luftverdichterstufen 11 der Gasturbinenanlage verbunden. Das im Sattdampferzeuger 7 und im Vorwärmer 8 anfallende Brüdenkondensat wird im Brüdenkondensatkühler 19 gekühlt und anschließend in die Brüdenkondensataufbereitung 20 geleitet. Ein Teilstrom 18 des gekühlten Brüdenkondensats wird der Ascheverwertung 21 zugeführt. Der erfindungsgemäße Vorschlag hat den Vorteil, daß die Gas-Dampf-Technologie mit Druck-Wirbelschicht-Feuerung auch mit hochfeuchter Braunkohle betrieben werden kann und dabei ein Prozeßwirkungsgrad von 47 % - 48 % bei Nenn- und Teillast erreicht wird.
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
1 Trockner
2 Heizflächenpaket 3 Trockenkohle-Additiv-Eintragssystem
4 Dampfkessel
5 Dampfturbine
6 Heizfläche
7 Sattdampferzeuger 8 Vorwärmer
9 Vorwärmer
10 Sattdampfüberhitzer
11 Luftverdichterstu e
12 Abgasturbinenstufe 13 DampfZwischenüberhitzer
14 Dampfeinspeisungsleitung
15 kalte Schiene
16 heiße Schiene
17 Abhitzekessel 18 Teilstrom
19 Brüdenkondensatkühler
20 Brüdenkondensataufbereitung
21 Ascheverwertung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Braunkohlenaufbereitung für Gas-Dampf-Kombiprozesse in einem indirekt erwärmten Trocknungsbehälter einer Dampferzeugungsanlage, g e k e n n z e i c h n e t d a d u r c h, daß der Trocknungsbehälter im Verbund mit einer Druck- und Wirbelschicht-Feuerung, einer Gasturbine, einer Dampfturbine, eines luftbeheizten Dampf-Zwischenüberhitzers und eines Abhitzekessels betrieben wird, die Trocknungsenergie des Trocknungsbehälters über Sattdampf vom Abhitzekessel des Kombiprozesses bezogen, der Energieinhalt des unter Mitteldruck stehenden und entstaubten Brüdens zur Verdampfung eines Speisewasserteilstromes eingesetzt und die Gasturbine mit Abgasen aus der Druck-Wirbelschicht-Feuerung betrieben, mittels verdichteter Verbrennungsluft eine
Dampf-Zwischenüberhitzung bei Verbrennungsluftkühlung durchgeführt und das durch energetischen Verbund entstehende Brüdenkondensat nach dessen Aufbereitung zur Wasserversorgung des KreislaufProzesses eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das anfallende Brüdenkondensat ohne weitere Aufbereitung als Brauchwasser in einer
Asche-/Einbindeprodukt-Verwertung zugunsten eines baustofftechnischen Einsatzes stofflich verwertet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die im energetischen Verbund erzeugte Trockenkohle in der druckaufgeladenen Wirbelschichtfeuerung des Dampfkessels mit einem Luftüberschuß im Bereich 2<2<3 verbrannt wird.
PCT/DE1992/000108 1991-02-15 1992-02-13 Verfahren zur braunkohlenaufbereitung für gas-dampf-kombiprozesse WO1992014802A1 (de)

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