WO2007096189A2 - Verfahren zum optimierten betrieb eines luftvorwärmers und luftvorwärmer - Google Patents

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WO2007096189A2
WO2007096189A2 PCT/EP2007/001599 EP2007001599W WO2007096189A2 WO 2007096189 A2 WO2007096189 A2 WO 2007096189A2 EP 2007001599 W EP2007001599 W EP 2007001599W WO 2007096189 A2 WO2007096189 A2 WO 2007096189A2
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temperature
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heating plates
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Manfred Gietz
Volker SCHÜLE
Berthold Faller
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Alstom Technology Ltd.
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D19/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium
    • F28D19/04—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium using rigid bodies, e.g. mounted on a movable carrier
    • F28D19/041—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium using rigid bodies, e.g. mounted on a movable carrier with axial flow through the intermediate heat-transfer medium
    • F28D19/042—Rotors; Assemblies of heat absorbing masses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L15/00—Heating of air supplied for combustion
    • F23L15/02—Arrangements of regenerators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F28F27/006—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus specially adapted for regenerative heat-exchange apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2221/00—Pretreatment or prehandling
    • F23N2221/08—Preheating the air
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Definitions

  • Regenerative air preheaters have been known for decades and have proven themselves in practice. Particularly advantageous is the so-called Ljungström air preheater with a rotor having one or more layers of heating plates.
  • the heated air usually flows in countercurrent to the cooled flue gases through a housing with at least one air inlet, at least one air outlet, at least one flue gas inlet and at least one flue gas outlet.
  • the heat transport from the flue gas to the air via the heating plates of the rotor.
  • the invention is not limited to certain types of regenerative air preheater, but can be used successfully, for example, also in Bisektor-, Trisektor- and concentric air preheaters with multiple air inlets and outlets and several flue gas inlets and outlets.
  • the temperature of the heating plates varies with otherwise identical operating conditions with each revolution of the rotor. As long as the hot plates are flowed around by the hot flue gas, the temperature increases. Subsequently, the heating plates are flowed around by the cooler air and give off heat to the air. As a result, the temperature of the heating plates decreases again.
  • the temperature profile of a point of the heating plates with a sawtooth or a wavy line is comparable.
  • the frequency of this wavy line depends on the rotational speed of the rotor.
  • the amplitude of this Wavy line depends on the rotor speed, the
  • the properties of the heating plates such as heat transfer coefficient, heat storage capacity on the amplitude of the temperature fluctuations.
  • the location within the rotor has a significant influence on the position and amplitude of the wave-shaped
  • an air preheater In order to prevent constituents of the flue gases from condensing or accumulating on the heating plates, an air preheater should always be operated in such a way that condensation of the flue gases does not occur at any point on the rotor. This means that the heating plates at no time and at any location of the rotor below a minimum temperature T m i n , which depends, inter alia, on the water, SO 3 and dust content of the flue gases.
  • the invention has for its object to provide a method for operating an air preheater, with the help of which it can be ensured that the minimum temperature of the heating plates in all operating conditions and at all locations of the rotor is not exceeded and at the same time the maximum heat transfer from the flue gas to the Air is reached.
  • This object is achieved by a method for operating a regenerative air preheater, with a rotor, with at least one flue gas inlet, with at least one flue gas outlet, with at least one air inlet and at least one air outlet, in which
  • the method according to the invention operates as a function of the most important parameters, changing operating conditions can also be taken into account with the method according to the invention and thus the air preheater can always be kept at the optimum operating point.
  • Power plant control are usually present anyway and usually requires the control already existing flaps, the cost of performing the method according to the invention are relatively low and are amortized by the savings in fuel costs of the power plant in the shortest possible time.
  • the determination of the minimum temperature of the heating plates can be determined by measurements of the temperatures actually occurring at the heating plate during operation. It is particularly advantageous if these temperatures are determined by measurements at different operating conditions and these measured temperatures are stored in a map. On the basis of the measured temperatures stored in the map, a control unit can determine the actual minimum temperatures of the heating plate by means of the current values of the temperatures and mass flows of the flue gas and the air by reading the temperatures stored in the map and control the operation of the air preheater accordingly. This makes it possible to carry out the control of the air preheater on the basis of actually measured values on the one hand. On the other hand, no measuring technology is needed on the rotor during operation of the air preheater. As a result, the process is very safe, inexpensive and yet accurate.
  • the minimum temperature of the heating plates with the aid of a computer model, for example by a finite element calculation of the temperatures in the air preheater, but in particular on the heating plates of the rotor.
  • the minimum temperatures calculated with the aid of the computer model can be calculated at different operating conditions and for the temperatures calculated in this way to be stored in a characteristic field.
  • the temperatures stored in the map can, as already mentioned, be used to control the temperature and / or the mass flow of the air at the air inlet.
  • a renewed FEM calculation may be performed with each change in operating conditions and the air preheater be controlled according to the calculation results.
  • control device for controlling an air preheater in that it is suitable for carrying out the method according to one of the preceding claims.
  • an air preheater with means for detecting temperature and mass flow of the air at the air inlet and temperature and mass flow of the flue gas at the flue gas inlet, characterized in that it comprises a control unit, and that the control unit according to one of the methods of the claims 1 to 13 works.
  • An improved variant of an air preheater according to the invention provides that it comprises means for detecting of the temperature and / or mass flow of the air at the air outlet and / or for detecting the flue gas outlet has.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a regenerative air preheater in section
  • FIG. 2 is a plan view of a rotor of a regenerative air preheater
  • FIG. 3 shows the time profile of the temperatures of a heating plate
  • FIG. 4 shows the most important temperatures occurring during operation of the air preheater as a function of the heating plate height of the rotor
  • Figure 5 is a circuit diagram of two operating according to the invention regenerative air preheater with hot air return and cold air bypass.
  • FIG. 1 shows a side view of a regenerative air preheater with a housing 1 shown in section shown.
  • a rotor 3 is rotatably mounted in the housing 1.
  • the rotor 3 can be rotated via not shown drives in rotation.
  • the rotation of the rotor 3 is indicated in Figure 1 by an arrow 5.
  • the left half of the housing 1 is traversed by flue gas (RG) in the direction of the arrows.
  • the flue gas enters a flue gas inlet 7 in the air preheater and leaves it at a flue gas outlet 9.
  • the flue gas flows through the part of the rotor 3 located in the left part of the housing 1.
  • the rotor 3 has two layers of heating plates.
  • the so-called hot layer 11 is arranged in the upper part of the rotor 3.
  • the so-called cold layer 13 is arranged in the underlying part of the so-called cold layer 13 .
  • the hot layer 11 and the cold layer 13 differ with respect to their material, their surface coating and geometry and are optimally adapted to the respective prevailing conditions.
  • an air inlet 15 and an air outlet 17 are arranged on the right in Figure 1 side of the air preheater.
  • the flow direction of the air, which enters the air preheater at the air inlet 15 and leaves it at the air outlet 17, is opposite to the flow direction of the flue gas.
  • axial and Radialabdichtplatten 19 are provided between the left part of the housing 1 and the right part of the housing 1.
  • FIG. 2 shows a top view of the rotor 3 from FIG. 1 and schematically the radial sealing plate 19. From this plan view it follows that the rotor 3 is composed of different sectors with partitions (tangential walls) (without reference numerals). In these segments, the heating plates are packed in containers (not shown). If, for example, the heating element marked "X" now rotates into the left-hand part of the air preheater starting after the radial seal, the flue-gas stream present there flows around it and heats it up. This process continues until the end of the gas sector. For then the segment X leaves the left part of the air preheater, rotates under the seal 19 and enters the right part of the air preheater. There is the now heated hot plate of the cool air flows around and gives off heat to the air. This process continues until the end of the air sector is reached.
  • the temperature profile at a location of the heating plate is qualitatively plotted against the angle of rotation of the rotor. At a rotation angle of approximately 180 °, the heating plate leaves the part through which flue gas flows and enters the part of the air preheater through which cool air flows.
  • the temperature of the heating plate is marked with T ⁇ e in FIG. As can be seen from FIG. 3, the temperature T k e of the heating plate changes between two
  • Limit temperatures namely a maximum temperature THe, max and a minimum temperature THe, min, back and forth.
  • the temporal mean value of the temperature T ⁇ e of the heating plate is indicated in FIG. 3 by THe, m.
  • the maximum temperature TH e , m a ⁇ reaches the heating plate at a rotation angle of about 180 °, while it reaches its minimum temperature after a rotation angle of about 0 ° or 360 °.
  • Air inlet 15 by changing one of the mentioned variables, for example by raising the air inlet temperature T L , e, the minimum temperature of the heating elements Tue, min can be raised.
  • an air preheater In order to prevent contamination of the air preheater and the resulting pressure loss and a resulting failure of the power plant block, an air preheater must be operated so that flue gas side a minimum temperature T m i n of the heating elements, especially at the cold position of the heating plates, not for a long time becomes.
  • the minimum temperature T min is determined inter alia by the flue gas composition.
  • the minimum temperature T min can be calculated with knowledge of the flue gas composition.
  • Mass flow m RC of the flue gas, the air inlet temperature T L , e and the mass flow m Lufl the air to ensure safe operation of the air preheater usually the air preheater is operated so that the minimum temperature THe, min of the heating plates is significantly higher than the minimum temperature mentioned above in which the flue gas condenses or solid components of the flue gas adhere to the heating plates.
  • the Schublech Waste H is also plotted in Figure 1. Its origin begins at the upper edge of the rotor 3, where the hot flue gas for the first time on the rotor 3 occurs.
  • the Schublech Fly is plotted on the X-axis and, as in the rotor of Figure 1, divided into a hot layer 11 and a cold layer 13.
  • the uppermost line in the diagram according to FIG. 4 is the flue gas temperature TR G , while the lowest temperature is the temperature Tmft of the air.
  • both the flue gas temperature T RG and the air temperature Tmft change as it flows through the rotor 3.
  • Between the upper limit T RG and the lower limit Tmft are the temperatures of the heating plates. This can be clearly seen from the mean heating plate temperature T H E, m in FIG.
  • FIG. 4 also shows the maximum temperatures THE, max and T H E, min of the heating plates. Between these temperatures, the actual temperature of a heating plate of the rotor 3 moves back and forth during operation.
  • a minimum temperature T m i n which is for example at slightly less than about 100 ° C, registered. This temperature must not fall below any part of the rotor 3 at any time. Higher temperatures are not critical and therefore require no special attention.
  • the curve minimum temperature THE, min- the heating plates is THE, mm at almost 300 ° Celsius and thus significantly higher than the minimum temperature T m j. n .
  • the temperature TH decreases. A discontinuity results in the transition from the hot layer 11 to the cold layer 13, which can be explained by the changed heat transfer properties of the two layers 11 and 13.
  • T min Minimum temperature T min at the transition to the hot layer 11 on the cold layer 13 again, and then fall again.
  • H 1,250 mm, that is to say at the lower end of the rotor 3 in FIG. 1, the temperatures T HE , mm and T min intersect. This means that the air preheater is operated optimally. On the one hand, as much heat is transferred from the flue gas to the air as possible, and at the same time, the minimum temperature T m m of the heating plates does not fall below at any place at any time.
  • the determination of the actual temperatures occurring at the heating plates, in particular the minimum temperature THE, mm depending on the location and the operating variables TRG, M RG I T Lu ft and ⁇ h Luß can be determined for example by measurements of
  • the air preheater is now operated in such a way that the temperature THE of the heating plates always lies above the minimum temperature T m i n .
  • the air preheater can be operated so that a constant distance of, for example, 5 Kelvin from the minimum temperature T m i n is maintained.
  • One or more of the following parameters can be used to control the air preheater:
  • the proportion of the intake air drawn in and the intake air drawn in can be varied. By increasing the proportion of the internal air, the temperature rises Tmft, e arn air inlet 15.
  • the temperature Tmtt.e be increased at the air inlet 15 by a portion of the already preheated air from the air outlet 17 back to the air inlet 15 is returned (so-called hot air return).
  • air bypass some of the air can be diverted at the air inlet and bypassed by the air preheater (so-called air bypass).
  • FIG. 5 shows a block diagram of two air preheaters 21 operating according to the method of the invention. Since in the block diagram the usual symbols used for components of power plants, a detailed description of all symbols and components is omitted. Only the most important components and lines, which are of particular importance for the invention, are explained below.
  • the air preheater 21 are supplied by a boiler, not shown, with flue gas RG.
  • the flue gas RG arrives after leaving the air preheater 21 in the flue gas cleaning system (not shown).
  • the air preheater 21 In countercurrent to the flue gas RG the air preheater 21 is traversed by air. The preheated by the air preheater 21 air is then fed to the boiler, not shown, or used for drying coal.
  • the air supplied to the air preheaters 21 may originate from an outside air intake 23 or an inside air intake 25, with which air is drawn from the boiler house.
  • the temperature of the air at the entrance to the air preheaters 21 can be controlled within limits.
  • Another possibility of raising the air temperature at the air inlet of the air preheater 21 is to divert a portion of the preheated air at Luftaustri-tt 17 and returned to the air inlet 15. The required line is marked as hot air return 27.
  • Another way to influence the operating parameters of the air preheater 21, is to divert a portion of the air in front of the air inlet 15 and bypass the air preheaters 21 in the bypass. This bypass is provided with the reference numeral 29 in FIG. From the block diagram shown in Figure 5 shows that a variety of ways to increase the air inlet temperature Tmf t , e and to reduce the mass flow rh Lufl through the air preheater 21 consists.
  • THB-KSm (T air , e + f * (T RG , e + ⁇ T Le )) / (1 + f)
  • THB-KSm (T L runs, e + l, 97 * (T RG, e + 8K)) / (2, 97)

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Luftvorwärmers (21) vorgeschlagen, mit dessen Hilfe die Wärmeübertragungsleistung erhöht werden kann, ohne dass Kondensationserscheinungen auf der kalten Seite des Rotors oder Ascheablagerungen an den Heizblechen zu befürchten sind.

Description

Titel : Verfahren zum optimierten Betrieb eines Luftvorwärmers und Luftvorwärmer
Beschreibung
Regenerative Luftvorwärmer sind seit Jahrzehnten bekannt und haben sich in der Praxis bewährt. Besonders vorteilhaft ist der so genannte Ljungström-Luftvorwärmer mit einem Rotor, der eine oder mehrere Lagen von Heizblechen aufweist. Bei Luftvorwärmern strömt die aufzuwärmende Luft üblicherweise im Gegenstrom zu den abzukühlenden Rauchgasen durch ein Gehäuse mit mindestens einem Lufteintritt, mindestens einem Luftaustritt, mindestens einem Rauchgaseintritt und mindestens einem Rauchgasaustritt. Der Wärmetransport vom Rauchgas auf die Luft erfolgt über die Heizbleche des Rotors. Die Erfindung ist nicht auf bestimmte Bauarten von regenerativer Luftvorwärmer beschränkt, sondern kann beispielsweise auch bei Bisektor-, Trisektor- und konzentrischen Luftvorwärmern mit mehreren Lufteintritten und -austritten sowie mehreren Rauchgaseintritten und -austritten erfolgreich eingesetzt werden.
Naturgemäß schwankt die Temperatur der Heizbleche bei sonst gleichen Betriebsbedingungen mit jeder Umdrehung des Rotors. Solange die Heizbleche vom heißen Rauchgas umströmt werden, nimmt die Temperatur zu. Im Anschluss daran werden die Heizbleche von der kühleren Luft umströmt und geben Wärme an die Luft ab. Dadurch sinkt die Temperatur der Heizbleche wieder .
Somit ist der Temperaturverlauf eines Punktes der Heizbleche mit einem Sägezahnprofil oder einer Wellenlinie vergleichbar. Die Frequenz dieser Wellenlinie hängt von der Drehgeschwindigkeit des Rotors ab. Die Amplitude dieser Wellenlinie hängt von der Rotordrehzahl, der
Eintrittstemperatur und Massenstrom des Rauchgases sowie der Eintrittstemperatur und Massenstrom der Luft ab.
Selbstverständlich haben auch die Eigenschaften der Heizbleche, wie Wärmeübergangskoeffizient, Wärmespeicherkapazität Einfluss auf die Amplitude der Temperaturschwankungen .
Der Ort innerhalb des Rotors hat einen wesentlichen Einfluss auf Lage und Amplitude der wellenförmigen
Temperaturschwankungen. An einem Rotorende, dem Eintritt des Rauchgases bzw. Austritt der Luft, auch heiße Seite genannt, befindet sich die höchste Heizblechtemperatur. Am anderen Ende, dem Austritt des Rauchgases bzw. Eintritt der Luft, auch kalte Seite genannt, tritt die niedrigste Heizblechtemperatur auf. Da am kalten Ende zwischen Luft und Rauchgas die größere Temperaturdifferenz herrscht, ist dort die Temperaturamplitude am größten.
Dieser Zusammenhang ist aus Figur 4 ersichtlich.
Um zu verhindern, dass Bestandteile der Rauchgase an den Heizblechen kondensieren oder sich anlagern, sollte ein Luftvorwärmer stets so betrieben werden, dass an keinem Punkt des Rotors Kondensation der Rauchgase auftritt. Dies bedeutet, dass die Heizbleche zu keinem Zeitpunkt und an keinem Ort des Rotors eine Mindesttemperatur Tmin, die unter anderem vom Wasser-, SO3- und Staubgehalt der Rauchgase abhängt, unterschreiten.
Um dies zu gewährleisten, wird bei Luftvorwärmern heutzutage die Eintrittstemperatur der Luft mittels Dampfluvo oder Heißluftrezirkulation oft stärker angehoben als unbedingt erforderlich ist und/oder der Massenstrom der durch den Luftvorwärmer strömenden Luft kleiner als nötig gehalten (mit Luft-Bypass) . Dadurch wird die Leistungsfähigkeit des Luftvorwärmers nicht voll ausgeschöpft, was sich negativ auf den Gesamtwirkungsgrad des Kraftwerks auswirkt und infolgedessen die Wirtschaftlichkeit des Kraftwerks verringert .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Luftvorwärmers bereitzustellen, mit dessen Hilfe einerseits gewährleistet werden kann, dass die Mindesttemperatur der Heizbleche in allen Betriebszuständen und an allen Orten des Rotors nicht unterschritten wird und gleichzeitig die maximal mögliche Wärmeübertragung vom Rauchgas auf die Luft erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Betreiben eines regenerativen Luftvorwärmers, mit einem Rotor, mit mindestens einem Rauchgaseintritt, mit mindestens einem Rauchgasaustritt, mit mindestens einem Lufteintritt und mit mindestens einem Luftaustritt, gelöst, bei dem
1. die Temperatur und
2. der Massenstrom der Luft am Lufteintritt erfasst wird, bei dem
3. die Temperatur und
4. der Massenstrom des Rauchgases am Rauchgaseintritt erfasst wird, bei dem
5. die bei diesen Parametern auftretende Minimaltemperatur der Heizbleche ermittelt und so gesteuert wird, dass eine vorgegebene Mindesttemperatur nicht unterschritten wird.
Wenn zum Beispiel bei einem Bisektor-Luftvorwärmer ein Lufteintritt und ein Rauchsgaseintritt vorhanden sind, reicht es aus, wenn insgesamt zwei Eintrittstemperaturen und zwei Massenströme erfasst werden. Dadurch ist es möglich, einerseits die Korrosion der Heizbleche aufgrund von kondensierten Rauchgasbestandteilen und das Ablagern von festen Rauchgasbestandteilen auf den Heizblechen sicher zu verhindern und gleichzeitig die Wärmeübertragung vom Rauchgas auf die Luft zu optimieren.
Da das erfindungsgemäße Verfahren in Abhängigkeit der wichtigsten Parameter arbeitet, können auch wechselnde Betriebsbedingungen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren berücksichtigt werden und somit der Luftvorwärmer stets im optimalen Betriebspunkt gehalten werden.
Da das erfindungsgemäße Verfahren lediglich die Kenntnis von Temperaturen und Massenströmen , , die in der
Kraftwerkssteuerung normalerweise ohnehin vorhanden sind und die Steuerung meist schon vorhandener Klappen erfordert, sind die Kosten für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens relativ gering und werden durch die Einsparungen bei den Brennstoffkosten des Kraftwerks in kürzester Zeit amortisiert .
Des Weiteren ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren auch bei bereits in Betrieb befindlichen Luftvorwärmern anzuwenden, so dass auch hier die erfindungsgemäßen Effizienzsteigerungen des Kraftwerkwerks realisierbar sind.
Der Betrieb des nach dem erfindungsgemäßen arbeitenden Luftvorwärmers kann noch weiter verbessert werden, indem auch die Temperatur des Rauchgases am Rauchgasaustritt und der Luft am Luftaustritt erfasst wird und diese Parameter ebenfalls bei der Ermittlung der Minimaltemperaturen der Heizbleche berücksichtigt werden.
Bei Rotoren mit mehreren Lagen von Heizblechen wird Vorteilhafterweise am Übergang zwischen jeweils zwei Heizblechlagen die Minimaltemperatur der Heizbleche ermittelt, da auch dort lokale Minima der Heizblechtemperaturen auftreten können.
Die Ermittlung der Minimaltemperatur der Heizbleche kann durch Messungen der tatsächlich am Heizblech auftretenden Temperaturen während des Betriebs ermittelt werden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn diese -Temperaturen durch Messungen bei verschiedenen Betriebsbedingungen ermittelt werden und diese gemessenen Temperaturen in einem Kennfeld abgelegt werden. Auf der Basis der in dem Kennfeld abgelegten gemessenen Temperaturen kann ein Steuergerät mit Hilfe der aktuellen Werte der Temperaturen und Massenströme des Rauchgases und der Luft durch Auslesen der im Kennfeld abgelegten Temperaturen die tatsächlichen Mindesttemperaturen der Heizblech ermitteln und den Betrieb des Luftvorwärmers entsprechend steuern. Dadurch ist es möglich, einerseits auf der Basis tatsächlich gemessener Werte die Steuerung des Luftvorwärmers vorzunehmen. Andererseits wird während des Betriebs des Luftvorwärmers keine Messtechnik am Rotor benötigt. Dadurch ist das Verfahren sehr sicher, kostengünstig und trotzdem genau.
Alternativ ist es auch möglich, die Mindesttemperatur der Heizbleche mit Hilfe eines Rechenmodells, beispielsweise durch eine Finite-Elemente-Berechnung der Temperaturen im Luftvorwärmer, insbesondere aber an den Heizblechen des Rotors, zu ermitteln. Auch hier ist es möglich, dass die mit Hilfe des Rechenmodells berechneten Mindesttemperaturen bei verschiedenen Betriebsbedingungen berechnet werden und die derart berechneten Temperaturen in einem Kennfeld abgelegt werden. Die in dem Kennfeld abgespeicherten Temperaturen können, wie bereits erwähnt, zum Steuern der Temperatur und/oder des Massenstroms der Luft am Lufteintritt benutzt werden. Alternativ kann natürlich mit jeder Änderung der Betriebsbedingungen eine erneute FEM-Berechnung durchgeführt werden und der Luftvorwärmer entsprechend den Rechenergebnissen gesteuert werden.
Es hat sich als effektiv und vorteilhaft erwiesen, wenn im Bedarfsfall die Eintrittstemperatur der Luft durch Vorwärmen mittels eines Dampfluvos oder Rückführen bereits vorgewärmter Luft vom Luftaustritt zum Lufteintritt angehoben wird. Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn bei Bedarf ein Teilstrom der vorzuwärmenden Luft im Bypass an dem Luftvorwärmer vorbeigeführt wird. Beides führt dazu, dass die im Betrieb auftretenden Minimaltemperaturen an den Heizblechen ansteigen und somit die kritische Mindesttemperatur nicht unterschritten wird. Da diese Maßnahmen zudem sehr einfach durchführbar sind und der dazu erforderliche apparative Aufbau überschaubar ist, sind diese Maßnahmen besonders geeignet, zur Steuerung eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebenen Luftvorwärmers .
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Steuergerät zur Steuerung eines Luftvorwärmers dadurch gelöst, dass es zur Durchführung der Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche geeignet ist. Entsprechendes gilt für ein Computerprogramm, das zur Durchführung der genannten Verfahren geeignet ist.
Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls bei einem Luftvorwärmer mit Einrichtungen zum Erfassen von Temperatur und Massenstrom der Luft am Lufteintritt sowie von Temperatur und Massenstrom des Rauchgases am Rauchgaseintritt dadurch gelöst, dass er ein Steuergerät aufweist, und dass das Steuergerät nach einem der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 13 arbeitet.
Eine verbesserte Variante eines erfindungsgemäßen Luftvorwärmers sieht vor, dass er Einrichtungen zum Erfassen von Temperatur- und/oder Massenstrom der Luft am Luftaustritt und/oder zum Erfassen am Rauchgasaustritt aufweist.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen genannten und beschriebenen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines regenerativen Luftvorwärmers im Schnitt,
Figur 2 eine Draufsicht auf einen Rotor eines regenerativen Luftvorwärmers,
Figur 3 den zeitlichen Verlauf der Temperaturen eines Heizblechs,
Figur 4 die wichtigsten, im Betrieb des Luftvorwärmers auftretenden Temperaturen in Abhängigkeit von der Heizblechhöhe des Rotors, und
Figur 5 ein Schaltbild zweier nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden regenerativen Luftvorwärmer mit Heißluftrückführung und Kaltluftbypass .
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Figur 1 ist ein regenerativer Luftvorwärmer in einer Seitenansicht mit einem geschnitten dargestellten Gehäuse 1 dargestellt. In dem Gehäuse 1 ist ein Rotor 3 drehbar gelagert. Der Rotor 3 kann über nicht dargestellte Antriebe in Drehung versetzt werden. Die Drehung des Rotors 3 ist in Figur 1 durch einen Pfeil 5 angedeutet.
Die linke Hälfte des Gehäuses 1 wird von Rauchgas (RG) in Richtung der Pfeile durchströmt. Das Rauchgas tritt an einem Rauchgaseintritt 7 in den Luftvorwärmer ein und verlässt diesen an einem Rauchgasaustritt 9. Auf dem Weg vom Rauchgaseintritt 7 zum Rauchgasaustritt 9 durchströmt das Rauchgas den im linken Teil des Gehäuses 1 befindlichen Teil des Rotors 3.
Der Rotor 3 weist bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel 2 Lagen von Heizblechen auf. Im oberen Teil des Rotors 3 ist die so genannte heiße Lage 11 angeordnet. In dem darunter liegenden Teil ist die so genannte kalte Lage 13 angeordnet.
Die heiße Lage 11 und die kalte Lage 13 unterscheiden sich bezüglich ihres Materials, ihrer Oberflächenbeschichtung und Geometrie und sind optimal an die jeweils herrschenden Bedingungen angepasst.
Auf der in Figur 1 rechten Seite des Luftvorwärmers sind ein Lufteintritt 15 und ein Luftaustritt 17 angeordnet. Die Strömungsrichtung der Luft, die am Lufteintritt 15 in den Luftvorwärmer eintritt und ihn am Luftaustritt 17 verlässt, ist der Strömungsrichtung des Rauchgases entgegengesetzt.
Wenn die Rauchgase durch den im linken Teil von Figur 1 befindlichen Teil des Rotors 3 strömen, geben sie Wärme an die Heizbleche des Rotors 3 ab und erwärmen die heiße Lage 11 und die kalte Lage 13 der Heizbleche. Gleichzeitig kühlen sich die Rauchgase ab. Dies bedeutet, dass eine Eintrittstemperatur TRG,Θ des Rauchgases am Rauchgaseintritt 7 höher als eine Austrittstemperatur TRG,a des Rauchgases am Rauchgasaustritt 9 ist.
Wenn sich die solcherart aufgeheizten Heizbleche durch Drehung des Rotors von dem in Figur 1 linken Teil des Luftvorwärmers in den rechten Teil des Luftvorwärmers bewegen, erwärmen sie die kalte Luft und kühlen sich ab. Dies bedeutet, dass eine Eintrittstemperatur TL, e der Luft am Lufteintritt 15 niedriger ist als eine Austrittstemperatur TL, a der Luft am Luftaustritt 17.
Im Ergebnis wird mit Hilfe des Luftvorwärmers ein Teil der im Rauchgas befindlichen sensiblen Wärme auf die Luft übertragen.
Um eine Vermischung von Rauchgas und Luft zu verhindern, sind zwischen dem linken Teil des Gehäuses 1 und dem rechten Teil des Gehäuses 1 Axial- und Radialabdichtplatten 19 vorgesehen .
In Figur 2 ist eine Draufsicht auf den Rotor 3 aus Figur 1 und schematisch die Radialabdichtplatte 19 dargestellt. Aus dieser Draufsicht ergibt sich, dass der Rotor 3 aus verschiedenen Sektoren mit Trennwänden (Tangentialwänden) zusammengesetzt ist (ohne Bezugszeichen) . In diese Segmente werden die Heizbleche in Behältern (nicht dargestellt) gepackt. Wenn sich nun zum Beispiel das mit einem "X" gekennzeichnete Heizblech beginnend nach der Radialabdichtung in den linken Teil des Luftvorwärmers hineindreht, wird es von dem dort vorhandenen Rauchgasstrom umströmt und erwärmt. Dieser Prozess setzt sich fort, bis zum Ende des Gassektors. Dann nämlich verlässt das Segment X den linken Teils des Luftvorwärmers, dreht sich unter der Abdichtung 19 hindurch und tritt in den rechten Teil des Luftvorwärmers ein. Dort wird das nunmehr erhitzte Heizblech von der kühlen Luft umströmt und gibt dabei Wärme an die Luft ab. Dieser Vorgang dauert an, bis das Ende des Luftsektors erreicht ist.
In Figur 3 ist qualitativ der Temperaturverlauf an einer Stelle des Heizbleches über dem Drehwinkel des Rotors aufgetragen. Bei einem Drehwinkel von ca. 180° verlässt das Heizblech den von Rauchgas durchströmten Teil und tritt in den von kühler Luft durchströmten Teils des Luftvorwärmers ein .
Die Temperatur des Heizblechs ist in Figur 3 mit Tκe gekennzeichnet. Wie aus Figur 3 ersichtlich, wechselt die Temperatur Tκe des Heizblechs zwischen zwei
Grenztemperaturen, nämlich einer Maximaltemperatur THe,max und einer Minimaltemperatur THe,min, hin und her. Der zeitliche Mittelwert der Temperatur Tκe des Heizblechs ist in Figur 3 mit THe,m gekennzeichnet.
Die Maximaltemperatur THe,maχ erreicht das Heizblech bei einem Drehwinkel von ca. 180°, während es seine Minimaltemperatur nach einem Drehwinkel von ca. 0° bzw. 360° erreicht.
Es versteht sich von selbst, dass die tatsächlichen Werte der Maximaltemperatur THe,max und der Minimaltemperatur THe,min unter anderem von der Auslegung und dem Betriebspunkt des Luftvorwärmers abhängen. So sind beispielsweise folgende Parameter für die Temperatur Tκe des Heizblechs von
Bedeutung: Der Massenstrom mRC und die Temperatur TRG,Θ des Rauchgases am Rauchgaseintritt 7 sowie die Eintrittstemperatur TL, e und der Massenstrom mLtlfl der Luft am
Lufteintritt 15. Insbesondere kann durch Ändern einer der genannten Größen, beispielsweise durch Anheben der Lufteintrittstemperatur TL, e die minimale Temperatur der Heizelemente Tue,min angehoben werden. Um eine Verschmutzung des Luftvorwärmers und den daraus resultierenden Druckverlust sowie einen daraus resultierenden Ausfall des Kraftwerkblocks zu verhindern, muss ein Luftvorwärmer so betrieben werden, dass rauchgasseitig eine Mindesttemperatur Tmin der Heizelemente insbesondere an der kalten Lage der Heizbleche, nicht für längere Zeit unterschritten wird.
Die Mindesttemperatur Tmin wird unter anderem durch die Rauchgaszusammensetzung bestimmt. Dabei sind insbesondere die Wasser-, SO3- und der Staubgehalt sowie die
Aschezusammensetzung und hier insbesondere der Ca- und Mg- Gehalt von Bedeutung. Die Mindesttemperatur Tmin kann mit Kenntnis der Rauchgaszusammensetzung berechnet werden.
Um trotz etwaiger Schwankungen von Einflussgrößen, wie beispielsweise der Rauchgaseintrittstemperatur TRG,C des
Massenstroms mRC des Rauchgases, der Lufteintrittstemperatur TL, e und des Massenstroms mLufl der Luft einen sicheren Betrieb des Luftvorwärmers zu gewährleisten, wird üblicherweise der Luftvorwärmer so betrieben, dass die Minimaltemperatur THe,min der Heizbleche deutlich höher ist als die oben genannte Mindesttemperatur, bei der das Rauchgas kondensiert oder feste Bestandteile des Rauchgases an den Heizblechen anhaften .
Je größer der „Sicherheitsabstand" zwischen der tatsächlich am Heizblech auftretenden Minimaltemperatur THe,min und der Mindesttemperatur Tmm ist, desto mehr Wärme geht ungenutzt im Rauchgas verloren. Im Ergebnis führt dies zu einer Verringerung des Wirkungsgrads des Kraftwerksblocks und damit zu erhöhten Emissionen und Brennstoffkosten . In Figur 4 sind wesentliche und charakteristische Temperaturen, die beim Betrieb des Luftvorwärmers auftreten, über der Heizblechhöhe H aufgetragen.
Die Heizblechhöhe H ist auch in Figur 1 aufgetragen. Ihr Ursprung beginnt am oberen Rand des Rotors 3 dort, wo das heiße Rauchgas zum ersten Mal auf den Rotor 3 auftritt .
In Figur 4 ist die Heizblechhöhe auf der X-Achse aufgetragen und, wie auch bei dem Rotor gemäß Figur 1, in eine heiße Lage 11 und eine kalte Lage 13 unterteilt. Die oberste Linie in dem Diagramm gemäß Figur 4 ist die Rauchgastemperatur TRG, während die niedrigste Temperatur die Temperatur Tmft der Luft ist. Es versteht sich von selbst, dass sowohl die Rauchgastemperatur TRG als auch die Lufttemperatur Tmft sich beim Durchströmen des Rotors 3 ändern. Zwischen der oberen Grenze TRG und der unteren Grenze Tmft liegen die Temperaturen der Heizbleche. Dies lässt sich anhand der mittleren Heizblechtemperatur THE,m in Figur 4 gut erkennen.
In Figur 4 sind auch die Maximaltemperaturen THE,max und THE,min der Heizbleche eingezeichnet. Zwischen diesen Temperaturen bewegt sich die tatsächliche Temperatur eines Heizblechs des Rotors 3 während des Betriebs hin und her.
In Figur 4 ist eine Mindesttemperatur Tmin, die beispielsweise bei etwas weniger als etwa 100 ° C liegt, eingetragen. Diese Temperatur darf kein Teil des Rotors 3 zu irgendeinem Zeitpunkt unterschreiten. Höhere Temperaturen sind unkritisch und bedürfen daher keiner besonderen Aufmerksamkeit.
Von besonderer Bedeutung für den störungsfreien Betrieb des Luftvorwärmers ist der Verlauf Minimaltemperatur THE,min- der Heizbleche. Beginnend bei einer Heizblechhöhe H = 0 mm liegt die Temperatur THE,mm bei nahezu 300 ° Celsius und damit deutlich höher als die Mindesttemperatur Tmj.n. Mit zunehmender Heizblechhöhe H sinkt die Temperatur THE,mm- Eine Unstetigkeit ergibt sich beim Übergang von der heißen Lage 11 auf die kalte Lage 13, was durch die geänderten Wärmeübertragungseigenschaften der beiden Lagen 11 und 13 zu erklären ist .
Da die Wärmespeicherkapazität der kalten Lage 13 höher ist als diejenige der heißen Lage 11, steigt die
Mindesttemperatur Tmin beim Übergang auf die heiße Lage 11 auf die kalte Lage 13 wieder an, um dann erneut abzusinken. Bei H = 1.250 mm, das heißt an dem in Figur 1 unteren Ende des Rotors 3, schneiden sich die Temperaturen THE,mm und Tmin. Dies bedeutet, dass der Luftvorwärmer optimal betrieben wird. Einerseits wird nämlich so viel Wärme von dem Rauchgas auf die Luft übertragen wie möglich und gleichzeitig wird an keinem Ort und zu keinem Zeitpunkt die Mindesttemperatur Tmm von den Heizblechen unterschritten.
Sowohl der Verlauf der Temperaturen THE,maχ, THE,m und THE,mm als auch die Minimaltemperatur Tmm hängen von den Betriebsbedingungen des Luftvorwärmers ab.
Die Ermittlung der tatsächlich an den Heizblechen auftretenden Temperaturen, insbesondere der Minimaltemperatur THE,mm in Abhängigkeit vom Ort und den Betriebsgrößen TRG, MRG I TLuft und ιhLuß kann beispielsweise durch Messungen der
Heizblechtemperatur im Bereich der maximalen Heizblechhöhe H und an jedem Übergang von einer Lage 11 auf eine andere Lage 13 erfolgen. Dieses Verfahren ist jedoch für den Dauerbetrieb nicht geeignet, da die dort auftretenden hohen Temperaturen sowie der Aschegehalt der Rauchgase und deren korrosive Anteile die Lebensdauer einer solchen Messtechnik stark begrenzen . Deshalb ist es erfindungsgemäß vorgesehen, mit Hilfe eines Rechnermodells des Luftvorwärmers die Temperatur der Heizbleche zeitlich und örtlich aufgelöst zu ermitteln. Als Eingangsgrößen dieses Rechenmodells werden die meist gemessenen Prozessparameter mRG , TRG,e, wLu/, , TLuft,e verwendet.
In Abhängigkeit von den Ergebnissen des Rechenmodells wird der Luftvorwärmer nun so betrieben, dass die Temperatur THE der Heizbleche immer oberhalb der Mindesttemperatur Tmin liegt. Beispielsweise kann der Luftvorwärmer so betrieben werden, dass ein konstanter Abstand von beispielsweise 5 Kelvin von der Mindesttemperatur Tmin eingehalten wird.
Zur Steuerung des Luftvorwärmers können eine oder mehrere der folgenden Parameter benutzt werden: Es kann der Anteil der angesaugten Innenluft und der angesaugten Außenluft variiert werden. Durch eine Erhöhung des Anteils der Innenluft steigt die Temperatur Tmft,e arn Lufteintritt 15.
Des Weiteren ist es möglich, die Lufteintrittstemperatur zu erhöhen, indem dem eigentlichen Luftvorwärmer ein mit Dampf gespeister Dampfluftvorwärmer vorgeschaltet wird.
Des Weiteren kann die Temperatur Tmtt.e am Lufteintritt 15 erhöht werden, indem ein Teil der bereits vorgewärmten Luft vom Luftaustritt 17 wieder zum Lufteintritt 15 zurückgeführt wird (sog. Heißluftrückführung).
Des Weiteren kann ein Teil der Luft am Lufteintritt abgezweigt werden und im Bypass an dem Luftvorwärmer vorbeigeführt werden (sog. Luft-Bypass) .
In Figur 5 ist ein Blockschaltbild von zwei nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Luftvorwärmern 21 dargestellt. Da in dem Blockschaltbild die üblichen Symbole für Bauelemente von Kraftwerken verwendet werden, wird auf eine detaillierte Beschreibung aller Symbole und Bauelemente verzichtet. Es werden nachfolgend nur die wichtigsten Baugruppen und Leitungen, die für die Erfindung von besonderer Bedeutung sind, erläutert.
Die Luftvorwärmer 21 werden von einem nicht dargestellten Kessel mit Rauchgas RG versorgt. Das Rauchgas RG gelangt nach dem Verlassen der Luftvorwärmer 21 in die Rauchgasreinigungsanlage (nicht dargestellt) .
Im Gegenstrom zu dem Rauchgas RG werden die Luftvorwärmer 21 von Luft durchströmt. Die durch die Luftvorwärmer 21 vorgewärmte Luft wird dann dem nicht dargestellten Kessel zugeführt oder zur Kohletrocknung eingesetzt.
Die den Luftvorwärmern 21 zugeführte Luft kann von einer Außenluftansaugung 23 oder einer Innenluftansaugung 25, mit der Luft aus dem Kesselhaus angesaugt wird, stammen.
Da die Außenluft und die Innenluft verschiedene Temperaturen haben, kann durch die Wahl des Mischungsverhältnisses zwischen Innenluft und Außenluft die Temperatur der Luft am Eintritt in die Luftvorwärmer 21 in Grenzen gesteuert werden.
Eine weitere Möglichkeit der Anhebung der Lufttemperatur am Lufteintritt des Luftvorwärmers 21 besteht darin, einen Teil der vorgewärmten Luft am Luftaustri-tt 17 abzuzweigen und in den Lufteintritt 15 zurückzuführen. Die dazu erforderliche Leitung ist als Heißluftrückführung 27 gekennzeichnet. Eine weitere Möglichkeit, die Betriebsparameter der Luftvorwärmer 21 zu beeinflussen, besteht darin, einen Teil der Luft vor dem Lufteintritt 15 abzuzweigen und im Bypass an den Luftvorwärmern 21 vorbeizuführen. Dieser Bypass ist in Figur 5 mit dem Bezugszeichen 29 versehen. Aus dem in Figur 5 dargestellten Blockschaltbild ergibt sich, dass eine Vielzahl von Möglichkeiten zur Anhebung der Lufteintrittstemperatur Tmft,e und zur Verringerung des Massenstroms rhLufl durch die Luftvorwärmer 21 besteht. Deshalb ist es mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens stets möglich, die Luftvorwärmer 21 so zu betreiben, dass einerseits ein Maximum der Wärmeübertragung erreicht wird und andererseits die Temperatur THE der Heizbleche die Mindesttemperatur Tmin nicht unterschreitet.
Näherungsformel für die Ermittlung der mittleren Heizblechtemperatur THB-KSΠI auf der kalten Seite des Luftvorwärmers
THB-KSm= ( TLuft, e+ f * ( TRG, e+ ΔTLe ) ) / ( 1 + f )
wobei
T Luft, e = 37 C TRG, aus = 184 ° C
f = fα * fg
mit
f : Faktor zur Wärmeübertragung und Aufteilung der Gas- und Luftseite des Luvo
Beispielrechnung:
Wenn man folgende Werte zu Grunde legt,
ΔTLe = 8 K fα = 1,37 fg = 1,44 f = 1, 97
ergibt sich die minimale Heizblechtemperatur auf der kalten Seite
THB-KSm= (TLuft,e+l,97*(TRG,e+ 8K)) /(2, 97)
= 140°C

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines regenerativen
Luftvorwärmers (21), mit einem Rotor (3), mit mindestens einem Rauchgaseintritt (7), mit mindestens einem Rauchgasaustritt (9), mit mindestens einem Lufteintritt (15) und mit mindestens einem Luftaustritt (17), gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Erfassen der Temperatur (TLuft,e) der Luft an dem oder den Lufteintritten (15),
Erfassen der Temperatur (TRG,Θ) des Rauchgases an dem oder den Rauchgaseintritten (7),
Erfassen des Massenstrom {fnRG) des Rauchgases an dem oder den Rauchgaseintritten (7) und/oder des Massenstroms ( "1 LUfI ) der Luft an dem oder den Lufteintritten (15),
Ermitteln der Minimal-Temperatur (THE,mm) der Heizbleche (HE) in Abhängigkeit von Temperaturen (Tmft,e, TRG,Θ) und Massenströmen ( mLufl , mRG ) der Luft an dem oder den
Lufteintritten (15) und/oder des Rauchgases an dem oder den Rauchgaseintritten (7) und
Steuern der Temperatur (Tmft,e) und/oder des Massenstroms (™Luft) der Luft an dem oder den Lufteintritten (15) und/oder der Temperatur (TRG,e) und/oder des Massenstroms (rή RG) des Rauchgases an dem oder den Rauchgaseintritten (7), so dass die Minimal-Temperatur (THE,mm) der Heizbleche eine vorgegebene Mindesttemperatur (Tmin) nicht unterschreitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Temperatur (TRG,a) und Massenstrom (rή RC) des Rauchgases an dem oder den Rauchgasaustritten (9) erfasst wird, und dass die Ermittlung der Minimaltemperatur (THE,min) der Heizbleche (HE) in Abhängigkeit von Temperatur
(TRG,a) und/oder Massenstrom ( mRG ) des Rauchgases an dem oder den Rauchgasaustritten (9) erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Temperatur (Tmft,a) und Massenstrom
(™Luft) der Luft an dem oder den Luftaustritten (17) erfasst wird, und dass die Ermittlung der Minimai- Temperatur (THE,min) der Heizbleche (HE) in Abhängigkeit von Temperatur (TLuft,a) und Massenstrom {mLuß) der Luft an dem oder den Luftaustritten (17) erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Minimaltemperatur (THE,min) der Heizbleche (HE) ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Minimaltemperatur (THE,min) der Heizbleche (HE) an jedem Übergang zwischen zwei Heizblech-Lagen (11, 13) ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Minimaltemperatur (THE, min) der Heizbleche (HE) durch Messungen der tatsächlich am- Heizblech (HE) auftretenden Temperaturen (THE) ermittelt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Minimaltemperatur (THE, min) der Heizbleche (HE) durch Messungen der tatsächlich am Heizblech (HE) auftretenden Temperaturen (THE) bei verschiedenen Betriebsbedingungen ermittelt wird, und dass die gemessenen Temperaturen in einem Kennfeld abgelegt werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Minimaltemperatur (THE, min) der Heizbleche (HE) mit Hilfe eines Rechen-Modells durch Berechnen der am Heizblech (HE) auftretenden Temperaturen (THE) ermittelt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Minimaltemperatur (THE, min) der Heizbleche (HE) mit Hilfe der folgenden Näherungsformel berechnet wird.
THB-KSm= (TLuft,e+f* (TRG,e+ ΔTLe))/ (1+f)
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Minimaltemperatur (THE, min) der Heizbleche (HE) durch Berechnung der am Heizblech (HE) auftretenden Temperaturen (THE) bei verschiedenen Betriebsbedingungen berechnet wird, und dass die Temperaturen in einem Kennfeld abgelegt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Kennfeld abgespeicherten Temperaturen (THE) der Heizbleche zum Steuern der
Temperatur (Tmft.e) und/oder des Massenstroms (MLU/I) der Luft an dem oder den Lufteintritten (15) und/oder der Temperatur (TRG,e) und/oder des Massenstroms ( mRC ) des Rauchgases an dem oder den Rauchgaseintritten (7) benutzt werden.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Minimaltemperatur
(THE,min) der Heizbleche (HE) in Abhängigkeit der Rauchgaszusammensetzung, insbesondere der Wasser-, Staubgehalt - und /oder Sθ3-Konzentration und/oder der Zusammensetzung der im Rauchgas enthaltenen Asche, bestimmt wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittstemperatur (TLuft,e) der Luft durch Rückführen
(27) bereits vorgewärmter Luft vom Luftaustritt (17) zum Lufteintritt (15) angehoben wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Massenstrom (IΠL) der Luft dadurch verringert wird, dass ein Teil der Luft im Bypass (29) an dem Luftvorwärmer (21) vorbeigeführt wird.
15. Steuergerät zur Steuerung eines Luftvorwärmers (21), mit einem Rotor (3), mit mindestens einem Rauchgaseintritt (7), mit mindestens einem Rauchgasaustritt (9), mit mindestens einem Lufteintritt (17) und mit mindestens einem Luftaustritt (19), dadurch gekennzeichnet, dass es zur Durchführung der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 geeignet ist.
16. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Durchführung der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 geeignet ist.
17. Speichermedium, dadurch gekennzeichnet, dass es zum Abspeichern eines Computerprogramms nach Anspruch 16 geeignet ist.
18. Luftvorwärmer, mit einem Rotor (3), mit mindestens einem Rauchgaseintritt (7), mit mindestens einem Rauchgasaustritt (9), mit mindestens einem Lufteintritt (15) und mit mindestens einem Luftaustritt (17), mit Einrichtungen zum Erfassen von Temperatur (Tmft,e) und Massenstrom (rnLllfl) der Luft an dem oder den Lufteintritten (15) sowie von Temperatur (TRG,e)und Massenstrom ( mRC ) des Rauchgases an dem oder den
Rauchgaseintritten (7), dadurch gekennzeichnet, dass der Luftvorwärmer (21) ein Steuergerät aufweist, und dass das Steuergerät nach einem der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11 arbeitet.
19. Luftvorwärmer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass er Einrichtungen zum Erfassen von Temperatur
(TWt,e) und/oder Massenstrom {ήιLuft) der Luft an dem oder den Luftaustritten (17) sowie von Temperatur (TRG/e)und und/oder zum Erfassen von Temperatur (TRG,e) und/oder Massenstrom ( mRG ) des Rauchgases an dem oder den Rauchgasaustritten (9) aufweist.
20. Luftvorwärmer nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Heißluft-Rückführung (27) aufweist, und dass durch die Heißluft-Rückführung (27) ein Teil der vorgewärmten Luft vom Luftaustritt (17) in den Lufteintritt (15) rückführbar ist.
21. Luftvorwärmer nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Kaltluft-Umführung (29) aufweist, und dass durch die Kaltluft-Umführung (29) ein Teil der noch nicht vorgewärmten Luft im Bypass an dem Luftvorwärmer (21) vorbei vom Lufteintritt (15) in den Luftaustritt (17) geleitet werden kann.
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MX2008010794A MX2008010794A (es) 2006-02-25 2007-02-23 Metodo para operacion optimizada de un precalentador de aire y el precalentador de aire.
US12/279,448 US20090095440A1 (en) 2006-02-25 2007-02-23 Method for optimised operation of an air preheater and air preheater
AT07711659T ATE465381T1 (de) 2006-02-25 2007-02-23 Verfahren zum optimierten betrieb eines luftvorwärmers und luftvorwärmer
CA002643738A CA2643738A1 (en) 2006-02-25 2007-02-23 Method for optimised operation of an air preheater and air preheater
DE502007003507T DE502007003507D1 (de) 2006-02-25 2007-02-23 Verfahren zum optimierten betrieb eines luftvorwärmers und luftvorwärmer
DK07711659.8T DK1987307T3 (da) 2006-02-25 2007-02-23 Fremgangsmåde til optimeret drift af en luftforvarmer og luftforvarmer
PL07711659T PL1987307T3 (pl) 2006-02-25 2007-02-23 Sposób optymalizowania pracy podgrzewacza powietrza i podgrzewacz powietrza
EP07711659A EP1987307B1 (de) 2006-02-25 2007-02-23 Verfahren zum optimierten betrieb eines luftvorwärmers und luftvorwärmer
ZA2008/08327A ZA200808327B (en) 2006-02-25 2008-09-30 Method for optimised operation of an air preheater and air preheater

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109442469A (zh) * 2018-11-06 2019-03-08 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 一种火电厂空气预热器可视化状态监测装置及方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI121581B (fi) * 2009-05-08 2011-01-14 Foster Wheeler Energia Oy Lämpövoimakattila
DE102009033605B4 (de) * 2009-07-17 2011-03-31 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Simulation eines Betriebes einer technischen Anlage anhand von Zustandsgrößen
US20110303135A1 (en) * 2010-06-14 2011-12-15 Alstom Technology Ltd Regenerative air preheater design to reduce cold end fouling
US20130078583A1 (en) * 2011-09-23 2013-03-28 Yu-Po Lee Heat Recycling System for a High-Temperature Exhaust Gas
JP6593245B2 (ja) * 2016-04-18 2019-10-23 Ｊｆｅスチール株式会社 排ガス処理装置及び排ガス処理方法
CN108826348B (zh) * 2018-05-11 2019-06-21 宁夏马连富电力科技有限公司 可减少转子堵灰的受热面回转式空气预热器
CN117677797A (zh) * 2021-02-12 2024-03-08 傲华容客有限责任公司 用于空气预热器装置的温度控制系统
CN113361171B (zh) * 2021-06-11 2022-12-09 西安交通大学 基于有限差分法的回转式空气预热器积灰分层监测方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2320911A (en) * 1942-01-24 1943-06-01 Air Preheater Corrosion reduction in air preheaters
US2499358A (en) * 1948-01-22 1950-03-07 Air Preheater Corrosion control in air heaters by recirculation and by-passing
US2570859A (en) * 1948-07-19 1951-10-09 Air Preheater Air preheater control system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5148374A (en) * 1990-06-19 1992-09-15 Icc Technologies, Inc. Desiccant space conditioning control system and method
AT396516B (de) * 1991-09-12 1993-10-25 Vaillant Gmbh Vier-wege-ventil
DE4203684C2 (de) * 1992-02-08 1993-11-18 Balcke Duerr Ag Verfahren zum Aufheizen der einem Dampferzeuger eines Kraftwerks zugeführten Verbrennungsluft
DE4431156C2 (de) * 1994-09-02 1999-07-08 Steinmueller Gmbh L & C Verfahren und Anordnung zur Regelung eines kohlegefeuerten Dampferzeugers

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2320911A (en) * 1942-01-24 1943-06-01 Air Preheater Corrosion reduction in air preheaters
US2499358A (en) * 1948-01-22 1950-03-07 Air Preheater Corrosion control in air heaters by recirculation and by-passing
US2570859A (en) * 1948-07-19 1951-10-09 Air Preheater Air preheater control system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109442469A (zh) * 2018-11-06 2019-03-08 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 一种火电厂空气预热器可视化状态监测装置及方法
CN109442469B (zh) * 2018-11-06 2023-12-29 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 一种火电厂空气预热器可视化状态监测装置及方法

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