WO2013000733A1 - Vorrichtung und verfahren für zusatzölbefeuerung zur sofortigen, schnellen und temporären leistungssteigerung eines kohlebefeuerten dampfkraftwerks - Google Patents

Vorrichtung und verfahren für zusatzölbefeuerung zur sofortigen, schnellen und temporären leistungssteigerung eines kohlebefeuerten dampfkraftwerks Download PDF

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WO2013000733A1 PCT/EP2012/061401 EP2012061401W WO2013000733A1 WO 2013000733 A1 WO2013000733 A1 WO 2013000733A1 EP 2012061401 W EP2012061401 W EP 2012061401W WO 2013000733 A1 WO2013000733 A1 WO 2013000733A1
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power plant
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fired
steam power
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Wolfgang WIESENMÜLLER
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • F22B35/00—Control systems for steam boilers
    • F22B35/18—Applications of computers to steam boiler control

Definitions

  • the invention relates to a method for the immediate, rapid and temporary increase in output of a coal-fired steam power plant and to a device designed to carry out the method.
  • a steam power plant is one type of power plant for Stro ⁇ merzeugung is from fossil fuels, in which implemented a thermal energy of steam in a steam turbine in motion ⁇ energy and further converted into a generator into electrical energy.
  • the steam required for operating the steam turbine is first generated in a steam ⁇ boiler from previously cleaned and prepared (food) water.
  • a steam ⁇ boiler from previously cleaned and prepared (food) water.
  • the temperature and specific volume of the steam increase.
  • the steam flows via pipelines into the steam turbine, where it delivers part of its previously absorbed energy as kinetic energy to the turbine.
  • Turbine is coupled a generator, the mechanical Leis ⁇ processing into electrical power.
  • the expanded and cooled vapor flows into the condenser where it condenses by heat transfer to the environment and collects as liquid water.
  • condensate pumps and preheaters through the water is temporarily stored in a feedwater tank and then fed via a feed pump to the boiler again, making a circuit is closed.
  • a coal-fired power plant is a special form of steam power plant in which coal is used as the main fuel for steam generation.
  • Such coal-fired power plants are known for lignite as well as hard coal.
  • In such a coal power plant in accordance with ⁇ ner-described general circulation of a steam power plant is first ground in a coal mill brown or black coal and dried. This is then blown into a burner room of a dust firing and completely burned there. This released heat is absorbed by a water tube boiler and converts the fed (feed) water into water vapor.
  • the water vapor flows via pipelines to the steam turbine, where it releases a part of its energy by relaxation as kinetic energy to the turbine.
  • the mechanical power is then converted into electrical power, which is fed as electrical power in a power grid.
  • the condenser being arranged ⁇ , in which the steam - after expansion in the turbine - the largest part of its heat transfer to the cooling water. During this process, the vapor liquefies by condensation.
  • the feed water pump promotes the resulting liquid water as feed water again in the water tube boiler, whereby the circuit is closed. All applicable in a steam power plant or coal power plant information, such as measured values, process ⁇ or state data is displayed in a control room, where, usually, evaluated in a central processing unit, wherein operation states of individual power plant components displayed, analyzed, monitored, controlled, and / or regulated.
  • a power plant operator can intervene in a Be ⁇ operating sequence of the coal power plant, for example by opening or closing a valve or a valve or by changing a supplied amount of fuel.
  • a central component of such a control room is a control computer, on which a block management, a central control or regulating and / or regulating unit, is implemented, by means of which a control, a control and / or a regulation of the steam or coal power plant can be performed.
  • frequency control in power grids, a distinction is made between different types of frequency control, for example a primary control and a secondary control with or without a so-called dead band.
  • Fluctuations in power consumption are distributed through the primary control system to the power plants involved in primary control throughout the power grid. For this, they provide a so-called primary control reserve, ie a power reserve, which is automatically supplied by the participating power plants to the power grid in order to compensate for the imbalance between generation and consumption within seconds by regulating the generation.
  • the primary control thus serves to stabilize the mains frequency with as small a deviation as possible, but at a level deviating from a predetermined nominal power frequency value.
  • the adjoining the primary control secondary control has the task to restore the balance between the Stromerzeu ⁇ like and consumers in the power grid and thus the network frequency back to the predetermined power frequency nominal value, z. B. 50 Hz, and restore the Gleichge ⁇ weight between the generators and consumers in the power grid again.
  • the power plants involved in the secondary control provide a secondary control reserve in order to restore the grid frequency to the nominal grid frequency and restore the balance in the grid.
  • the Secondary control requested by a parent network controller in the power grid at the power plants involved in the secondary control - and then submitted to this request from the power plants in the power grid.
  • Coal-fired power plants are usually equipped with one
  • Auxiliary fuel usually approached oil or light oil, since a stable operation with coal is possible only above a certain firing ⁇ performance .
  • the comparatively expensive auxiliary fuel light oil is then replaced by the comparatively cheap normal fuel Koh ⁇ le.
  • the normal operation of the power plant is then only with coal fired. Coaling of light oil is possible, but is used outside of the startup of a coal power plant only when driving off the coal ⁇ power plant (stabilization of the shutdown of the coal ⁇ power plant) or - outside the arrival / departure - only in certain incidents of coal power plant itself to the to stabilize boiler furnace and, where appropriate, as to prevent ⁇ through a boiler trip.
  • Network and structure of power generation units - by their nature require higher power gradients and / or frequency control reserves of power plants as grid connection conditions for their grids. For example, a British grid code requires a 10% increase in performance within 10 seconds.
  • the invention has for its object to provide a method and an apparatus, which make it possible to power line side demanded, immediate and fast cultivgra ⁇ served with a coal-fired steam power plant to drive. Also, one in the power grid abbred or delivered ⁇ ne, increased power during a predetermined period of time in the coal-fired steam power plant can be maintained.
  • coal-fired power plant hereafter referred to as coal-fired power plant or coal-fired power plant - as well as a device for immediate, rapid and temporary power increase of a coal-fired power plant with the features according to the respective independent claim solved.
  • the apparatus for the immediate, rapid and temporary increase in output of a coal-fired steam power plant comprises a steam boiler, a coal-fired plant and an oil-fired plant, wherein in the boiler there ⁇ zuzhoubarer feed water by coal heating using the coal burning plant and / or ⁇ lbefeu- tion using the ⁇ lbefeuerungsstrom is heatable.
  • this data processing means is set up in such a way that the coal-burning plant and the oil-burning plant can be controlled so that firing with oil is carried out when the coal-fired steam power plant starts and / or stops in addition to the coal-fired steaming and if there is a power requirement for the coal-fired steam power plant proceedings of the coal-fired steam power plant the kohlebefeuer ⁇ te steam power plant is fired also in addition to the coal-fired with oil out of the arrival and / or waste.
  • immediate in this context means that the increase in power essentially begins to take effect without delay after the request for generators of the coal-fired power station.
  • Fast is to be understood in the context ⁇ sem so that the increase in power is established in a short time, which means that a large positive power gradient can be driven.
  • Tempoary should be understood to mean that the performance is not reduced immediately after building up to a requested level, but is kept substantially constant over a certain period of time before being withdrawn.
  • the invention provides that for the startup and shutdown of the plant and for incidents - in addition to or in addition to the normal firing with coal - used oil firing, for example, with light oil, even outside the arrival / departure on power-side power requirement, such in a frequency control or secondary (here the request is made by a network controller) and / or primary control (here the request is made automatically depending on the size of a grid frequency deviation) is used as additional firing to the coal firing.
  • a frequency control or secondary here the request is made by a network controller
  • / or primary control here the request is made automatically depending on the size of a grid frequency deviation
  • an existing firing of a coal-fired power plant is not only used for startup and shutdown and disturbances of the coal power plant, but is also selectively used during normal operation of the coal power plant to ⁇ additional measure to the available frequency control reserve of the power plant to increase.
  • the device is particularly suitable for carrying out the method according to the invention or one of its developments explained below.
  • the invention proves to be considerably advantageous in many respects.
  • the invention has great economic advantages, but it allows for a coal power plant a higher allocatable control reserve, in particular Sekundärregelre ⁇ serve, which can be marketed by a coal power plant operator with a correspondingly higher profit.
  • the power gradients that can be realized by the invention can be estimated via VDI / VDE guideline 3508.
  • VDI / VDE guideline 3508 For continuous steam generators fueled with brown or hard coal, dead times of 30 to 200 seconds and power change gradients in sliding pressure of 3 to 6% nominal power / min are mentioned there.
  • dead times of 5 to 10 seconds and change in power gradient in sliding pressure of 6 to 12% rated power / min are mentioned. If, according to the invention, oil fires are used as a firing even in coal-fired plants, then the dead times can be reduced by about a factor of 5 to
  • the invention and / or any further development described can also be realized by a computer program product which has a storage medium on which a computer program is stored which carries out the invention and / or the further development.
  • the power requirement within the scope of a frequency control or secondary and / or primary control of the coal-fired steam power plant is required or requested, in particular requested by a network controller.
  • an increase in performance in the range of 2-15% of a rated power, particularly preferably in the range of 2-10% of the rated power, can be requested.
  • This power increase is - depending on the type of required frequency control - especially in a time range of 10-600 s, especially preferably in the range of 30- 600 s to build.
  • the additional power may then be maintained for a further period of time in the range of at least 5-50 minutes, especially for a period of 5-30 minutes.
  • the invention can be used efficiently.
  • the return of the coal-fired power plant to the original range can occur in a time range of 10 to 600 s, in particular in the range of 30 to 600 s.
  • "normal" coal firing is raised to the power demand also, in particular by ei ⁇ ne increase of a coal supply and / or an increase of a coal comminution. That is, parallel to the additional oil firing is also the sluggish coal firing followed.
  • a setpoint for a thermal boiler output is determined, which is divided into a pro-rated setpoint for coal firing and a pro-rated setpoint for oil firing, wherein under Ver ⁇ application of the desired value for the coal-fired and the target value for the oil firing ⁇ controls the coal-fired or oil fired, regulated and / or controlled.
  • a coal feed in particular a coal mass flow, controls an oil feed, in particular an oil mass flow, and / or a feedwater feed, in particular a feedwater mass flow and / or controlled.
  • Boiler models with different time constants in particular a time constant for oil and a time constant for coal used. These time constants describe a time behavior of the coal firing or a time behavior of the oil firing.
  • the rapid power increase is used for a required in the context of frequency control and secondary and / or primary control power increase of the coal-fired steam power plant .
  • the requested performance increase can be in a time range of 10-600 s, particularly preferably in the range of 30-600 s, move.
  • the requested additional power may then be in the range of over a period of time at least 5-50 min, especially during a period of 15-30 min held.
  • the invention may be provided quenzregelung or at a frequency secondary and / or primary control of the coal-fired steam power plant, in addition to a power ⁇ increase of the coal-fired steam power plant by utilizing an energy contained in a process medium of the coal-fired steam power plant, in particular in addition to a reduction of a High-pressure turbine control valve, Studentslastein ⁇ line to a high-pressure turbine part, a condensate accumulation, a feedwater side bypass a Hochyakvor Suiters and / or throttling a tapping steam line to the high pressure preheater to use.
  • This can be coordinated additive or as a replenishment unused thermal storage with other measures such as condensate backup or Su ⁇ alteration of throttling a high-pressure turbine control valve example, take the form of an additional performance boost.
  • the inventive solution provides in this case he ⁇ complement to other measures for frequency regulation and secondary and / or primary control.
  • An increase in the frequency or secondary and / or primary control reserve of a power plant on the one hand creates a competitive advantage for the Provider of the power plant.
  • this increases the Ge ⁇ profit of the operator, who can thus offer and sell more frequency or secondary and / or primary control reserve.
  • this can improve access to markets with correspondingly extreme grid connection conditions.
  • a coal-fired steam power plant has at least one steam boiler, a coal-burning plant and an oil-burning plant as well as a block guide.
  • the block guide is set up to carry out the invention or one of its developments or has the invention or its developments.
  • an embodiment of the invention is Darge ⁇ provides, which will be explained in more detail below.
  • FIG. 3 shows a diagram with power curves of the coal-fired power plant according to the exemplary embodiment of the invention in the case of a power demand according to a frequency control or secondary and / or primary control.
  • Exemplary embodiment additional oil firing for the immediate, rapid and temporary increase in output of a coal-fired steam power plant (coal power plant) 1 (FIGS. 1 to 3).
  • released heat is from a water tube boiler 40, briefly steam boiler or boiler, recorded, and converts fed (feed) water in water vapor.
  • the steam or live steam 41 flows via a pipeline system 43 to a steam turbine 42, in which it delivers a portion of its energy to the turbine 42 by relaxation as kinetic energy.
  • the mechanical power is then converted into electrical power, which is fed as electric power into a power grid 45.
  • a condenser 46 is arranged below the turbine 42, in which the steam - after relaxation in the turbine 42 - transmits most of its heat to the cooling water 47. During this process, the vapor liquefies by condensation.
  • a feedwater pump delivers the resulting liquid What ⁇ ser as feed water back into the boiler 40, whereby the circuit is closed.
  • Operating states of individual power plant components are displayed, evaluated, controlled, controlled and / or regulated there.
  • About control organs can intervene there by a control console driver in the operation of the coal power plant - and thereby driven the system - be.
  • the central component of the host computer is the block guide 61, which travels as a central control or control and / or Re ⁇ gelorgan the power plant.
  • 1 1 shows a schematic overview of this control / control plan 60 of the coal power plant 1, after which the block guide 61 drives the coal power plant 1.
  • FIG. 2 the
  • Block guide 61 of the coal power plant 1 shown in more detail.
  • the coal power plant 1 described here provides an additional oil firing 20, 50-55 for the immediate, rapid and temporary increase in output of the coal power plant 1.
  • Corresponding modifications 50 and 51-55, which are necessary in the coal-fired power plant 1 in the control / regulation plan 60 (FIG. 1) as well as in the block guidance (FIG. 2), are shown in FIGS. 1 and 2 by borders 51, 52 , 53, 54, 55 marked with ⁇ represents Darge.
  • control and regulation of the coal power plant 1 is carried out as usual.
  • FIG 2 shows the un ⁇ ter Kunststoffungsart 10, 20 - in determining the respective setpoints - to be taken into account. This is achieved by using plant models or boiler models for determining these setpoints 72, 73
  • the power plant 1 is able by the - for normal coal firing 10 - additional oil firing 20, which is otherwise used only when starting and / or shutdown of the coal power plant 1 or internal equipment accidents, to meet the demanded, additional power requirement quickly.
  • the thermally fast oil firing 20 results in avoiding otherwise usual delays in coal firing 10 due to coal feed and comminution.
  • the block guide 61 determines, based on the requested additional power from the frequency control 71, corresponding setpoint values for the coal heating 72, the oil fired 73 and the feed water 74 and a setpoint value for the turbine power 75.
  • Steam generator controls 78 determined according to mass flows for the coal firing 10, the oil firing 20 and the Senatewas ⁇ ser 30, which are supplied to the steam generator 40 for Dampferzeu ⁇ supply.
  • the additional oil firing 20, 50 - 55 of the coal-fired power plant 1 complements the other measures for the frequency control or secondary and / or primary control 71.
  • the power plant output P 101 is split between a performance from the normal PK 102 coal firing system and a power from the PO 103 oil additive firing system.
  • An increase in power is usually triggered by a mains frequency drop of, for example, 0.1-3.0 Hz, in particular 0.5-1.0 Hz.
  • the network or the network operator / network controller now demands a fast additional power, which, based on the individual power plant, usually lies in the range of 2-15% of the nominal power, in particular in the range of 2-10% of the nominal power.
  • the increase in power has to - depending on the type of the required frequency control - over a period of 5 to 600 seconds, particularly preferably in a period of 10-600 s up ⁇ builds 121 and must - depending on the type of the required frequency control - during a further period of time in the range of 5-50 min, in particular during a time ⁇ space of 5-30 minutes are held 122.
  • the time at which the additional power in the sense of a frequency control 121 is requested or retrieved, is referred to in FIG 3 as the time of the beginning of addi ⁇ chen power requirement 105.
  • the coal power 1 increases its capacity according to the demand of the network, which power increase / increase is completed at the time point 106 (time of reaching the additional power demand).
  • the steam turbine power begins to increase and the additional requested power input becomes available as shown in FIG.
  • it would be possible to effect the increase in performance solely by increasing the coal firing so that both the increase in output 121 and the maintenance of the increased output 122 can be achieved. It turns out, however, that due to the thermal inertia of coal firing, the increase in power due to the increase in coal firing is too slow and thus unsuitable or "hits the limits".
  • the power of the coal ⁇ power plant 1 - by increased boiler output or steam production - immediately increased at the time of the start of the additional power requirement 105.
  • the additional power input through the oil supplementary firing is readily available and essentially covers the require ⁇ conclusions of frequency control phase 121 - and in some cases the phase 122 - from.
  • the additional oil firing or its power input reaches its maximum at time 106.
  • their power input follows with a certain time delay that of the additional oil firing and, at time 107, reaches the additional line required by the system.
  • the increased coal firing may later be reduced again between times 108 and 109, so that at time 109 the coal power plant has returned to its original capacity.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1), welches bei einem An- und/oder Abfahren des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) zusätzlich zu einer Kohlebefeuerung (10) mit Öl befeuert wird (20), sowie eine zur Durchführung des Verfahrens ausgebildete Vorrichtung. Gemäß der Erfindung wird bei einer Leistungsanforderung (71) an das kohlebefeuerte Dampfkraftwerk (1) außerhalb des An- und/oder Abfahrens des kohlebefeuerte Dampfkraftwerks (1) dieses auch hier zusätzlich zu der Kohlebefeuerung (10) mit dem Öl befeuert (20, 50 - 55).

Description

Beschreibung
VORRICHTUNG UND VERFAHREN FÜR ZUSATZOLBEFEUERUNG ZUR SOFORTIGEN,
SCHNELLEN UND TEMPORÄREN LEISTUNGSSTEIGERUNG EINES KOHLEBEFEUERTEN DAMPFKRAFTWERKS
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks sowie eine zur Durchführung des Verfahrens ausgebildete Vorrichtung.
Dampfkraftwerke sind weithin bekannt, beispielsweise aus http://de.wikipedia.org/wiki/Dampfkraftwerk (erhältlich am 13.05.2011) . Ein Dampfkraftwerk ist eine Bauart eines Kraftwerks zur Stro¬ merzeugung aus fossilen Brennstoffen, bei der eine thermische Energie von Wasserdampf in einer Dampfturbine in Bewegungs¬ energie umgesetzt und weiter in einem Generator in elektrische Energie umgewandelt wird.
Bei einem solchen Dampfkraftwerk wird der zum Betrieb der Dampfturbine notwendige Wasserdampf zunächst in einem Dampf¬ kessel aus in der Regel zuvor gereinigtem und aufbereitetem (Speise-) Wasser erzeugt. Durch weiteres Erwärmen des Dampfes in einem Überhitzer nehmen Temperatur und spezifisches Volumen des Dampfes zu.
Vom Dampfkessel aus strömt der Dampf über Rohrleitungen in die Dampfturbine, wo er einen Teil seiner zuvor aufgenommenen Energie als Bewegungsenergie an die Turbine abgibt. An die
Turbine ist ein Generator angekoppelt, der mechanische Leis¬ tung in elektrische Leistung umwandelt.
Danach strömt der entspannte und abgekühlte Dampf in den Kon- densator, wo er durch Wärmeübertragung an die Umgebung kondensiert und sich als flüssiges Wasser sammelt. Über Kondensatpumpen und Vorwärmern hindurch wird das Wasser in einen Speisewasserbehälter zwischengespeichert und dann über eine Speisepumpe erneut dem Dampfkessel zugeführt, womit ein Kreislauf geschlossen wird.
Man unterscheidet verschiedene Dampfkraftwerksarten, wie bei¬ spielsweise Kohlekraftwerke, Ölkraftwerke, Gas-und-Dampf- Kombikraftwerke (GuD-Kraftwerke) . Ein Kohlekraftwerk ist eine spezielle Form des Dampfkraftwerkes, bei welchem Kohle als hauptsächlicher Brennstoff zur Dampferzeugung verwendet wird. Man kennt solche kohlebefeuerten Kraftwerke für Braunkohle wie auch für Steinkohle. In einem solchen Kohlekraftwerk wird entsprechend beschriebe¬ ner allgemeiner Kreislauf eines Dampfkraftwerkes zuerst in einer Kohlemühle Braun- oder Steinkohle gemahlen und getrocknet. Dieses wird dann in einen Brennerraum einer Staubfeuerung eingeblasen und dort vollständig verbrannt. Dadurch frei werdende Wärme wird von einem Wasserrohrkessel aufgenommen und wandelt das eingespeiste ( Speise- ) Wasser in Wasserdampf um.
Der Wasserdampf strömt über Rohrleitungen zur Dampfturbine, in der er einen Teil seiner Energie durch Entspannung als Bewegungsenergie an die Turbine abgibt. Durch den an die Turbi¬ ne gekoppelten Generator wird die mechanische Leistung dann in elektrische Leistung umwandelt, welche als elektrischer Strom in ein Stromnetz eingespeist wird.
In der Regel unterhalb der Turbine ist der Kondensator ange¬ ordnet, in dem der Dampf - nach Entspannung in der Turbine - den größten Teil seiner Wärme an das Kühlwasser überträgt. Während dieses Vorganges verflüssigt sich der Dampf durch Kondensation. Die Speisewasserpumpe fördert das entstandene flüssige Wasser als Speisewasser erneut in den Wasserrohrkessel, womit der Kreislauf geschlossen ist. Sämtliche in einem Dampfkraftwerk bzw. Kohlekraftwerk anfallenden Informationen, wie beispielsweise Messwerte, Prozess¬ oder Zustandsdaten, werden in einer Leitwarte angezeigt und dort, meist in einer zentralen Recheneinheit, ausgewertet, wobei Betriebszustände einzelner Kraftwerkskomponenten ange- zeigt, ausgewertet, kontrolliert, gesteuert und/oder geregelt werden .
Über Steuerorgane kann ein Kraftwerkspersonal in einen Be¬ triebsablauf des Kohlekraftwerks eingreifen, beispielsweise durch Öffnen oder Schließen einer Armatur oder eines Ventils oder auch durch eine Veränderung einer zugeführten Brennstoffmenge .
Zentraler Bestandteil einer solchen Leitwarte ist ein Leit- rechner, auf welchem eine Blockführung, eine zentrale Kontroll- bzw. Steuer- und/oder Regeleinheit, implementiert ist, mittels welcher eine Kontrolle, eine Steuerung und/oder eine Regelung des Dampf- bzw. Kohlekraftwerks durchführt werden kann .
In einem deregulierten Strommarkt gewinnen ein flexibler Lastbetrieb von Kraftwerken und Einrichtungen zur Frequenzregelung in Stromnetzen für den Kraftwerksbetrieb immer mehr an Bedeutung .
Hinsichtlich der Frequenzregelung in Stromnetzen unterscheidet man verschiedene Arten der Frequenzregelung, beispielsweise eine Primärregelung und eine Sekundärregelung mit oder ohne sogenanntem Totband.
Da elektrische Energie auf dem Weg vom Erzeuger zum Verbrau¬ cher nicht gespeichert werden kann, muss Stromerzeugung und Stromverbrauch in jedem Augenblick im Stromnetz im Gleichge- wicht stehen, d.h. es muss genau so viel elektrische Energie erzeugt werden, wie verbraucht wird. Die Frequenz der elekt¬ rischen Energie ist dabei eine integrierende Regelgröße und nimmt einen Netzfrequenznennwert an, solange sich Stromerzeu- gung und Stromverbrauch im Gleichgewicht befinden. Drehzahlen der an einem Stromnetz angeschlossenen Kraftwerksgeneratoren sind mit dieser Netzfrequenz synchronisiert.
Kommt es zu einem bestimmten Zeitpunkt zu einem Erzeugungsde- fizit im Stromnetz, so wird dieses Defizit zunächst durch ei¬ ne in Schwungmassen von rotierenden Maschinen (Turbinen, Generatoren) enthaltene Energie gedeckt. Die Maschinen werden dadurch abgebremst, wodurch deren Drehzahl und damit die (Netz- ) Frequenz weiter sinken.
Wird diesem Absinken der Netzfrequenz nicht durch geeignete Leistungs- bzw. Frequenzregelung in Stromnetz entgegengewirkt, würde dies zum Netzzusammenbruch führen. Innerhalb des sogenannten Totbandes im Bereich kleiner Fre¬ quenzabweichungen von bis zu +/- 0.07-0.1 Hz erfolgen im Normalfall keinerlei Regeleingriffe. Möglich ist in diesem Bereich lediglich eine verzögerte langsame Gegensteuerung zur Kompensation bleibender Abweichungen zwischen Erzeugung und Verbrauch.
Größere Frequenzabweichungen im Bereich von 0.1-3.0 Hz, beispielsweise hervorgerufen durch Kraftwerksausfälle und
Schwankungen im Stromverbrauch, werden durch die Primärrege- lung auf die an der Primärregelung beteiligten Kraftwerke im gesamten Stromnetz aufgeteilt. Diese stellen dafür eine sogenannte Primärregelreserve, also eine Leistungsreserve, zur Verfügung, welche von den beteiligten Kraftwerken automatisch an das Stromnetz abgegeben wird, um dadurch das Ungleichge- wicht zwischen Erzeugung und Verbrauch innerhalb von Sekunden durch Regelung der Erzeugung auszugleichen. Die Primärregelung dient damit der Stabilisierung der Netz- frequenz bei möglichst kleiner Abweichung, jedoch auf einem von einem vorgegebenen Netzfrequenznennwert abweichenden Ni- veau .
Die sich an die Primärregelung anschließende Sekundärregelung hat die Aufgabe, das Gleichgewicht zwischen den Stromerzeu¬ gern und -Verbrauchern im Stromnetz wieder herzustellen und dadurch die Netzfrequenz wieder auf den vorgegebenen Netzfrequenznennwert, z. B. 50 Hz, zurückzuführen und das Gleichge¬ wicht zwischen den Stromerzeugern und -Verbrauchern im Stromnetz wieder herzustellen.
Die an der Sekundärregelung beteiligten Kraftwerke stellen hierzu eine Sekundärregelreserve zur Verfügung, um die Netz¬ frequenz wieder auf den Netzfrequenznennwert zurückzuführen und das Gleichgewicht im Stromnetz wieder herzustellen.
Wohingegen die Anforderung der Primärregelreserve und die Ab¬ gabe der Primärregelreserve in das Stromnetz automatisch durch die Regeleinrichtungen der an der Primärregelung beteiligten Kraftwerke erfolgt (das Stromnetz als solches bzw. die Frequenzänderung im Stromnetz (er-) fordert die Primärregelre¬ serve) , wird die Sekundärregelung durch einen übergeordneten Netzregler im Stromnetz bei den an der Sekundärregelung beteiligten Kraftwerken angefordert - und dann auf diese Anforderung von den Kraftwerken in das Stromnetz abgegeben.
Zum Teil ist die Bereitstellung von Frequenz- bzw. Sekundär- und/oder Primärregelreserve für die Kraftwerke in - durch na¬ tionale Vorschriften - bestimmtem Umfang verpflichtend; von den Kraftwerken zur Verfügung gestellte Regelreserven werden den Kraftwerken in der Regel als spezielle Netzdienstleistungen vergütet.
Selbst für große moderne Wärmekraftanlagen mit überkritischen Dampferzeugern, welche üblicherweise in einem Grundlastbe¬ trieb fahren, kann eine Teilnahme an der Frequenzregelung oder einem Nicht-Grundlastbetrieb wirtschaftlich attraktiv sein. Auch wird mit einem Ausbau von regenerativen Energien (Windenergie) eine Verschärfung von Anforderungen an eine Regelfähigkeit selbst großer Kraftwerkseinheiten erwartet.
Kohlegefeuerte Kraftwerke werden in der Regel mit einem
Hilfsbrennstoff, üblicherweise Öl bzw. Leichtöl angefahren, da ein stabiler Betrieb mit Kohle erst oberhalb einer be¬ stimmten Feuerungsleistung möglich ist. Nach einer Anfahrpha- se wird der vergleichsweise teure Hilfsbrennstoff Leichtöl dann durch den vergleichsweise billigen Normalbrennstoff Koh¬ le ersetzt. Der Normalbetrieb des Kraftwerks erfolgt dann nur mit Kohlebefeuerung. Zufeuerung von Leichtöl ist möglich, wird aber außerhalb des Anfahrens eines Kohlekraftwerks nur beim Abfahren des Kohle¬ kraftwerks (Stabilisierung des Herunterfahrens des Kohle¬ kraftwerks) oder - außerhalb des An-/Abfahrens - nur noch bei bestimmten Störfällen des Kohlekraftwerks selbst verwendet, um das Kesselfeuer gegebenenfalls zu stabilisieren und da¬ durch einen Kesseltrip zu verhindern.
Ferner ist bekannt, dass eine, beispielsweise im Falle einer Frequenzregelung erforderliche, Leistungssteigerung eines Kohlekraftwerks aus einem beliebigen Leistungspunkt heraus wesentlich länger dauert („Leistungsträgheit"), als bei¬ spielsweise bei Pumpspeicher- oder Gaskraftwerken, bei denen die Leistung bei Bedarf im Sekundenbereich abgerufen werden kann .
Ein Grund für diese „Leistungsträgheit" bei Kohlekraftwerken ist eine „thermische Trägheit" des Brennstoffs Kohle. D.h., eine Änderung der Kohlebefeuerung führt erst nach einer längeren Verzögerung, d.h. nach einer Verzögerung in einem Minu- tenbereich, zu einer Leistungsänderung des Kohlekraftwerks (Änderung einer Wirkleistung des Kohlekraftwerks oder einer ausgekoppelten Wärmeleistung (Prozessdampf) ) , was in erster Linie an einem zeitaufwendigen Vorgang einer Kohlezufuhr und -Zerkleinerung liegt. Leistungen und auch Leistungserhöhungen, wie im Falle von Regelreserven, können so nur zeitverzögert in die entsprechenden Strom- bzw. Verteilnetze abgegeben werden .
Diese auf diese Weise von Kohlekraftwerken fahrbaren Leistungsrampen bzw. Leistungsgradienten sind zwar moderat; dennoch können Netzanschlussbedingungen von derzeit in Deutschland gültigen Transmission Codes (Mindestanforderung) mit beispielsweise einer geforderten Sekundärregelreserve von 2 % Leistungsänderung pro Minute über einen Zeitraum von 5 Minuten erfüllt werden.
Gelänge es, eine höhere Sekundärregelreserve bei einem Kohle- kraftwerk bereitzustellen als nach den nationalen Vorschriften mindestens erforderlich, könnte diese von einem Kohle¬ kraftwerksbetreiber mit entsprechend höherem Gewinn vermarktet werden. Darüber hinaus gibt es Länder, welche - je nach Größe des
Netzes und Struktur von Stromerzeugungseinheiten - von Haus aus höhere Leistungsgradienten bzw. Frequenzregelreserven von Kraftwerken als Netzanschlussbedingungen für ihre Netze fordern. Beispielsweise fordert ein britischer Grid Code eine 10 % Leistungssteigerung innerhalb von 10 Sekunden.
Zur Beschleunigung von Leistungsänderungen im Rahmen der Frequenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung bei Koh- lekraftwerken ist es bekannt („Flexible Load Operation and Frequency Support for Steam Turbine Power Plants", Wichtmann et al., VGB PowerTech 7/2007, Seiten 49 - 55), schnell wirkende Zusatzmaßnahmen einzusetzen, welche auf die Nutzung von im Prozessmedium des kohlebefeuerten Kraftwerks, d.h. im Speisewasser bzw. Wasserdampf, enthaltener Energie beruhen, wie Drosselung von Hochdruck-Turbinenregelventile, Überlast¬ einleitung zur Hochdruckteilturbine, Kondensatstau, speise- wasserseitige Umgehung von Hochdruckvorwärmern sowie Andros- selung der Anzapfdampfleitungen zu den Hochdruckvorwärmern. Dieser Prozessmedium immanente Energiespeicher ist allerdings begrenzt, so dass auch die dadurch zur Verfügung stellbare Regelreserve begrenzt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welche es ermöglichen, strom- netzseitig geforderte, sofortige und schnelle Leistungsgra¬ dienten auch mit einem kohlebefeuerten Dampfkraftwerk zu fah- ren. Auch soll eine in das Stromnetz abgebare bzw. abgegebe¬ ne, erhöhte Leistung während eines vorgebbaren Zeitraums bei dem kohlebefeuerten Dampfkraftwerks gehalten werden können.
Die Aufgabe wird durch das Verfahren zur sofortigen, schnel- len und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks - im Folgenden auch nur kurz kohlebefeuertes Kraftwerk bzw. Kohlekraftwerk - sowie durch eine Vorrichtung zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Kraftwerks mit den Merkmalen gemäß dem jeweiligen unabhängigen Patentanspruch gelöst.
Bei dem Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks, welches bei einem An- und/oder Abfahren des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks zusätzlich zu einer Kohlebefeuerung mit Öl befeuert wird, wird bei einer Leistungsanforderung an das kohlebefeuerte Dampfkraftwerk außerhalb des An- und/oder Ab¬ fahrens des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks das kohlebefeuer¬ te Dampfkraftwerk zusätzlich zu der Kohlebefeuerung auch mit dem Öl befeuert.
Die Vorrichtung zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks weist einen Dampfkessel, eine Kohlebefeuerungsanlage und eine Ölbefeuerungsanlage auf, wobei in dem Dampfkessel dorthin zu¬ führbares Speisewasser mittels einer Kohlebefeuerung unter Verwendung der Kohlebefeuerungsanlage und/oder einer Ölbefeu- erung unter Verwendung der Ölbefeuerungsanlage erhitzbar ist. Weiter weist die Vorrichtung zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks ein Datenverarbeitungsmittel, wie eine program- mierte Recheneinheit, insbesondere als Bestandteil einer Blockführung des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks, auf.
Dieses Datenverarbeitungsmittel ist erfindungsgemäß derart eingerichtet, dass die Kohlebefeuerungsanlage und die Ölbe- feuerungsanlage derart steuerbar sind, dass bei einem An- und/oder Abfahren des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks zusätzlich zu der Kohlebefeuerung die Befeuerung mit Öl durchgeführt wird und dass bei einer Leistungsanforderung an das kohlebefeuerte Dampfkraftwerk außerhalb des An- und/oder Ab- fahrens des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks das kohlebefeuer¬ te Dampfkraftwerk auch hier zusätzlich zu der Kohlebefeuerung mit Öl befeuert wird.
Unter dem Begriff "sofortig" ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass die Steigerung der Leistung im Wesentlichen zeitverzugslos nach Anforderung an Generatoren des Kohlekraftwerks wirksam einzusetzen beginnt. "Schnell" ist in die¬ sem Zusammenhang so zu verstehen, dass sich die Steigerung der Leistung in kurzer Zeit einstellt, d.h. dass ein großer positiver Leistungsgradient gefahren werden kann. "Temporär" soll so verstanden werden, dass die Leistung nach Aufbau auf ein angefordertes Niveau nicht sofort wieder zurückgefahren, sondern vor einem Zurücknehmen über einen gewissen Zeitraum im Wesentlichen konstant gehalten wird.
Dabei sei weiter bei der Erfindung unter der „Leistungsanforderung" an das kohlebefeuerte Dampfkraftwerk außerhalb des An- und/oder Abfahrens eine seitens eines Stromnetzes gefor¬ derte Leistung und/oder Leistungsänderung, wie sie im Rahmen einer Frequenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung gefordert wird bzw. erforderlich ist, verstanden. Vereinfacht ausgedrückt sieht die Erfindung vor, dass die für das An- und Abfahren der Anlage sowie für Störfälle - neben bzw. zusätzlich zu der Normalbefeuerung mit Kohle - genutzte Ölbefeuerung, beispielsweise mit Leichtöl, auch außerhalb des An-/Abfahrens auf stromnetzseitiger Leistungsanforderung, wie bei einer Frequenzregelung bzw. Sekundär- (hier erfolgt die Anforderung durch einen Netzregler) und/oder Primärregelung (hier erfolgt die Anforderung automatisch in Abhängigkeit von der Größe einer Netzfrequenzabweichung) , als Zusatzbefeuerung zu der Kohlebefeuerung genutzt wird.
Hierdurch lässt sich ohne die sonst üblichen zeitlichen Verzüge bei alleiniger Kohlebefeuerung aufgrund der Kohlezufuhr und -Zerkleinerung kurzfristig mehr Wasser- bzw. Frischdampf erzeugen.
Die dadurch bewirkbare rasche Änderung des Frischdampfmassen- stroms, der durch eine Turbine strömt, führt zu einer ent¬ sprechend schnellen, gezielten Leistungsänderung bzw. Leis- tungssteigerung, die für die Frequenzregelung, insbesondere die Sekundärregelung eingesetzt werden kann.
Kurz gesagt, eine vorhandene Olfeuerung eines kohlebefeuerten Kraftwerks wird nicht nur zum An- und Abfahren und bei Stö- rungen des Kohlekraftwerks eingesetzt, sondern wird gezielt auch während eines Normalbetriebs des Kohlekraftwerks als zu¬ sätzliche Maßnahme genutzt, um die zur Verfügung stellbare Frequenzregelreserve des Kraftwerks zu erhöhen. Die Vorrichtung ist insbesondere geeignet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer dessen nachfolgend erläuterten Weiterbildungen.
Die Erfindung erweist sich in zahlreicher Hinsicht erheblich vorteilhaft.
So werden bei der Erfindung bereits vorhandene Kohlekraft¬ werkskomponenten und deren grundlegende Funktionalitäten, wie die Anlage zur Kohle- und Ölbefeuerung bzw. die Kohle- und Ölbefeuerung, weiter genutzt. Erfindungsseitig bedingte Ände¬ rungen liegen weitgehend im verfahrenstechnischen, d.h. im Steuer- bzw. regeltechnischen, Bereich, und können damit ohne größeren zeitlichen, technischen und auch wirtschaftlichen Aufwand bei einem Kohlekraftwerk umgesetzt werden.
Weiterhin weist die Erfindung große wirtschaftliche Vorteile auf, ermöglicht sie doch für ein Kohlekraftwerk eine höhere bereitstellbare Regelreserve, insbesondere Sekundärregelre¬ serve, welche von einem Kohlekraftwerksbetreiber mit entsprechend höherem Gewinn vermarktet werden kann.
Auch Netzzugangsbarrieren sind durch die Erfindung einfacher erfüllbar, werden doch durch die Erfindung höhere Leistungsgradienten bzw. Frequenzregelreserven bei Kohlekraftwerken als entsprechend national geforderte Netzanschlussbedingungen möglich bzw. erfüllbar. Die durch die Erfindung realisierbaren Leistungsgradienten lassen sich über die VDI /VDE-Richtlinie 3508 abschätzen. Für Durchlaufdampferzeuger, die mit Braun- oder Steinkohle befeuert werden, werden dort Totzeiten von 30 bis 200 Sekunden und Leistungsänderungsgradienten im Gleitdruck von 3 bis 6 % Nennleistung/min genannt. Für Durchlaufdampferzeuger, die mit Öl befeuert werden, werden hingegen Totzeiten von 5 bis 10 Sekunden und Leistungsänderungsgradienten im Gleitdruck von 6 bis 12 % Nennleistung/min genannt. Nutzt man erfindungsgemäß also Ölfeuer als Zufeuerung auch bei kohlegefeuerten Anlagen, so lassen sich damit die Totzeiten um etwa den Faktor 5 bis
40 verringern und - in Abhängigkeit von der verfügbaren Kapazität der Ölfeuerung - Leistungsänderungsgradienten etwa um den Faktor 2 bis 4 erhöhen. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen. Die beschriebenen Weiterbildungen beziehen sich sowohl auf das Verfahren als auch auf die Vorrichtung. Die Erfindung und die beschriebenen Weiterbildungen können sowohl in Software als auch in Hardware, beispielsweise unter Verwendung einer speziellen elektrischen Schaltung, reali- siert werden.
Ferner ist eine Realisierung der Erfindung oder einer beschriebenen Weiterbildung möglich durch ein computerlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm gespeichert ist, welches die Erfindung oder die Weiterbildung ausführt.
Auch können die Erfindung und/oder jede beschriebene Weiterbildung durch ein Computerprogrammerzeugnis realisiert sein, welches ein Speichermedium aufweist, auf welchem ein Compu- terprogramm gespeichert ist, welches die Erfindung und/oder die Weiterbildung ausführt.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Leistungsanforderung im Rahmen einer Frequenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks erforderlich ist oder angefordert, insbesondere durch einen Netzregler angefordert, wird.
So kann insbesondere eine Leistungssteigerung im Bereich von 2-15 % einer Nennleistung, insbesondere bevorzugt im Bereich von 2-10 % der Nennleistung, angefordert werden.
Diese Leistungssteigerung ist - abhängig von der Art der geforderten Frequenzregelung - insbesondere in einem Zeitbe- reich von 10-600 s, insbesondere bevorzugt im Bereich von 30- 600 s, aufzubauen. Die zusätzliche Leistung kann dann während eines weiteren Zeitraumes im Bereich von wenigstens 5-50 min, insbesondere während eines Zeitraumes von 5-30 min gehalten werden .
Gerade bei derartigen Leistungsgradienten bzw. Fahrzeiten für Zusatzleistungen ist die Erfindung effizient einsetzbar. Das Zurückfahren des Kohlekraftwerks in den ursprünglichen Leis- tungsbereich kann in einem Zeitbereich von 10 - 600 s, insbesondere im Bereich von 30 - 600 s, geschehen.
Häufig wird dabei die Leistungssteigerung durch einen Netz- frequenzabfall in der Größenordnung von 0.1 - 3.0 Hz, insbe¬ sondere von 0.5 - 1.0 Hz ausgelöst bzw. notwendig.
Auch kann nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung vorgesehen sein, dass auf die Leistungsanforderung auch die „normale" Kohlebefeuerung erhöht wird, insbesondere durch ei¬ ne Erhöhung einer Kohlezufuhr und/oder eine Erhöhung einer Kohlezerkleinerung. Das heißt, parallel zu der zusätzlichen Ölbefeuerung wird auch die träge Kohlebefeuerung nachgefahren .
Weiterhin kann hier vorgesehen sein, dass in dem Maße, wie eine durch die erhöhte Kohlebefeuerung erzeugte Dampferzeu¬ gungsleistung erhöht wird, eine durch die zusätzliche Ölbe¬ feuerung erzeugte Dampferzeugungsleistung verringert wird.
Anders ausgedrückt, in dem Maße, wie sich - auf die Leis¬ tungsanforderung hin - auch die Kohlefeuerung erhöht, kann die zusätzliche Ölfeuerleistung wieder zurückgefahren werden, insbesondere wieder zu einem späteren Zeitpunkt auf Null zu- rückgefahren werden. Die Ölfeuerung kann dann zu diesem späteren Zeitpunkt wieder von der Kohlefeuerung abgelöst sein und steht damit für eine abermalige schnelle Leistungssteige¬ rung wieder zur Verfügung. In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass im Rahmen einer regel- und/oder steuerungstechnischen Ausführung der Erfindung ein Sollwert für eine thermische Kesselleistung ermittelt wird, welcher in einen anteiligen Sollwert für die Kohlebefeuerung und einen anteiligen Soll- wert für die Ölbefeuerung aufgeteilt wird, wobei unter Ver¬ wendung des Sollwerts für die Kohlebefeuerung und des Soll¬ werts für die Ölbefeuerung die Kohlebefeuerung bzw. die Ölbefeuerung kontrolliert, geregelt und/oder gesteuert wird. Weiter kann hier vorgesehen sein, dass bei der Kontrolle, Regelung und/oder Steuerung der Kohlebefeuerung und der Ölbe- feuerung eine Kohlezufuhr, insbesondere ein Kohlemassenstrom, eine Ölzufuhr, insbesondere ein Ölmassenstrom, und/oder eine Speisewasserzufuhr, insbesondere ein Speisewassermassenstrom, kontrolliert, geregelt und/oder gesteuert wird.
Bevorzugt werden bei der Ermittlung der Sollwerte Anlagenbzw. Kesselmodelle mit unterschiedlichen Zeitkonstanten, insbesondere eine Zeitkonstante für Öl und eine Zeitkonstante für Kohle, verwendet. Diese Zeitkonstanten beschreiben dabei ein Zeitverhalten der Kohlebefeuerung bzw. ein Zeitverhalten der Ölbefeuerung .
D.h., dazu ist es erforderlich, in der Blockführung nicht nur, wie bisher üblich, einen Sollwert für die thermische Kesselleistung zu ermitteln, sondern diesen Sollwert auch in einen Anteil Sollwert Kohlefeuer und einen Anteil Sollwert Ölfeuer aufzuteilen. Je nach Netzanforderung sind diese Anteile dann entsprechend anzupassen. Dabei ist das unter¬ schiedliche Zeitverhalten der beiden Feuerungsarten mit zu berücksichtigen. Dies gelingt dadurch, dass für bei der Ermittlung dieser Sollwerte Anlagen- bzw. Kesselmodelle mit unterschiedlichen Zeitkonstanten verwendet werden.
Auch kann vorgesehen sein, die Erfindung bei einer Frequenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks einzusetzen, wobei die schnelle Leistungssteigerung für eine im Rahmen der Frequenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung erforderlichen oder angeforderten Leistungssteigerung des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks verwendet wird. Die angeforderte Leistungssteigerung kann sich dabei in einem Zeitbereich von 10-600 s, insbesondere bevorzugt im Bereich von 30-600 s, bewegen. Die angeforderte, zusätzliche Leistung kann dann während eines weiteren Zeitraumes im Bereich von wenigstens 5-50 min, insbesondere während eines Zeitraumes von 15-30 min gehalten werden.
Ferner kann vorgesehen sein, die Erfindung bei einer Fre- quenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks zusätzlich zu einer Leistungs¬ steigerung des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks durch Nutzung einer in einem Prozessmedium des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks enthaltenen Energie, insbesondere zusätzlich zu einer Drosselung eines Hochdruck-Turbinenregelventils , Überlastein¬ leitung zu einer Hochdruckteilturbine, einem Kondensatstau, einer speisewasserseitigen Umgehung eines Hochdruckvorwärmers und/oder einer Androsselung einer Anzapfdampfleitung zu dem Hochdruckvorwärmer, einzusetzen. Dies kann beispielsweise in Form einer zusätzlichen Leistungssteigerung additiv oder in Form einer Wiederauffüllung genutzter thermischer Speicher koordiniert mit anderen Maßnahmen wie Kondensatstau oder Än¬ derung der Androsselung eines Hochdruck-Turbinenregelventils erfolgen .
D.h., die erfinderische Lösung stellt in diesem Fall eine Er¬ gänzung zu anderen Maßnahmen für die Frequenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung dar. Eine Erhöhung der Frequenz- bzw. Sekundär- und /oder Primärregelreserve eines Kraftwerks schafft einerseits einen Wettbewerbsvorteil für den Anbieter des Kraftwerks. Andererseits erhöht dies den Ge¬ winn des Betreibers, der damit mehr Frequenz- bzw. Sekundär- und/oder Primärregelreserve anbieten und verkaufen kann. Zudem kann dadurch der Zugang zu Märkten mit entsprechend ex- tremen Netzanschlussbedingungen verbessert/ermöglicht werden.
Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung weist ein kohlebefeuertes Dampfkraftwerk zumindest einen Dampfkessel, eine Kohlebefeuerungsanlage und eine Ölbefeuerungsanlage sowie ei- ne Blockführung auf. Die Blockführung ist dabei zur Durchführung der Erfindung oder eine ihrer Weiterbildungen eingerichtet oder weist die Erfindung oder ihrer Weiterbildungen auf. In Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darge¬ stellt, welches im Weiteren näher erläutert wird.
Es zeigen
FIG 1 einen Regel-/Steuerplan eines Kohlekraftwerks gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
FIG 2 eine Übersicht über eine Blockführung bei dem Kohle- kraftwerk gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfin¬ dung,
FIG 3 ein Diagramm mit Leistungskurven des Kohlekraftwerks gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung bei einer Leistungsanforderung gemäß einer Frequenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung.
Ausführungsbeispiel: Zusatzölbefeuerung zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebe- feuerten Dampfkraftwerks (Kohlekraftwerk) 1 (Figuren 1 bis 3) .
Bei diesem kohlebefeuerten Dampfkraftwerk 1, kurz im Folgenden nur Kohlekraftwerk, wird nach einer üblichen Kohlebefeue- rung 10 in einer Kohlemühle Braun- oder Steinkohle gemahlen und getrocknet. Dieses wird dann in einen Brennerraum einer Staubfeuerung eingeblasen und dort vollständig verbrannt. Zu¬ sätzlich zu dieser Kohlebefeuerung 10 sieht das Kohlekraftwerk eine Ölbefeuerung 20 mit Leichtöl vor, welche parallel zu der Kohlebefeuerung 10 wie nachfolgend beschrieben eingesetzt werden kann. Dazu wird das Leichtöl ebenfalls in einen Brenner eingespritzt und dort verbrannt.
Dadurch, d.h. durch bei den Feuerungen, frei werdende Wärme wird von einem Wasserrohrkessel 40, kurz Dampfkessel oder nur Kessel, aufgenommen und wandelt eingespeistes ( Speise- ) Wasser in Wasserdampf um. Der Wasserdampf bzw. Frischdampf 41 strömt über ein Rohrleitungssystem 43 zu einer Dampfturbine 42, in der er einen Teil seiner Energie durch Entspannung als Bewegungsenergie an die Turbine 42 abgibt.
Durch den an die Turbine 42 gekoppelten Generator 44 wird die mechanische Leistung dann in elektrische Leistung umwandelt, welche als elektrischer Strom in ein Stromnetz eingespeist wird 45.
Unterhalb der Turbine 42 ist ein Kondensator 46 angeordnet, in dem der Dampf - nach Entspannung in der Turbine 42 - den größten Teil seiner Wärme an das Kühlwasser überträgt 47. Während dieses Vorganges verflüssigt sich der Dampf durch Kondensation.
Eine Speisewasserpumpe fördert das entstandene flüssige Was¬ ser als Speisewasser erneut in den Dampfkessel 40, womit der Kreislauf geschlossen ist.
Sämtliche in dem Kohlekraftwerk 1 anfallenden Informationen, wie beispielsweise Messwerte, Prozess- oder Zustandsdaten, werden in einer Leitwarte angezeigt und dort in einem Zent¬ ralrechner - als die zentrale Kontroll-/Steuer/-Regeleinheit der Anlage - nach einem zentralen Kontroll-/Steuer/-Regelplan 60 verarbeitet.
Betriebszustände einzelner Kraftwerkskomponenten werden dort angezeigt, ausgewertet, kontrolliert, gesteuert und/oder ge- regelt. Über Steuerorgane kann dort von einem Leitstandsfahrer in den Betriebsablauf des Kohlekraftwerks eingegriffen - und dadurch die Anlage gefahren - werden.
Zentraler Bestandteil des Leitrechners ist die Blockführung 61, welche als zentrales Kontroll- bzw. Steuer- und/oder Re¬ gelorgan das Kraftwerk 1 fährt. FIG 1 zeigt in einer schematischen Übersicht diesen Regel- /Steuerplan 60 des Kohlekraftwerks 1, nach welchem die Blockführung 61 das Kohlekraftwerk 1 fährt. In FIG 2 ist die
Blockführung 61 des Kohlekraftwerks 1 näher dargestellt.
Abweichend von bisher üblichen Kohlekraftwerken sieht das hier beschriebene Kohlekraftwerk 1 eine Zusatzölbefeuerung 20, 50 - 55 zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung des Kohlekraftwerks 1 vor. Entsprechende Mo- difikationen 50 bzw. 51 - 55, welche bei dem Kohlekraftwerk 1 dazu im Steuer-/Regelplan 60 (FIG 1) sowie in der Blockführung (FIG 2) notwendig sind, sind in den FIGen 1 und 2 durch Umrandungen 51, 52, 53, 54, 55 entsprechend markiert darge¬ stellt .
Darüber hinaus gehend erfolgt die Kontrolle, Steuerung und Regelung des Kohlekraftwerks 1 wie üblich.
Entsprechend diesen Modifikationen wird - wie die FIGen 1 und 2 zeigen - in der Blockführung 61 nicht, wie bisher üblich, nur ein Sollwert für die thermische Kesselleistung ermittelt, sondern dieser Sollwert in einen Sollwert (für die) Kohlefeu¬ erung 72 und einen Sollwert (für die) Ölfeuerung 73 aufgeteilt.
Je nach Netzanforderung 71 (Normalbetrieb, Leistungsanforde¬ rung aus Frequenzregelung) sind diese Anteile dann entspre¬ chend anzupassen 50 - 55. Dabei ist wie FIG 2 zeigt das un¬ terschiedliche Zeitverhalten 81, 82 der beiden Feuerungsarten 10, 20 - bei der Ermittlung der jeweiligen Sollwerte - mit zu berücksichtigen. Dies gelingt dadurch, dass für bei der Ermittlung dieser Sollwerte 72, 73 Anlagen- bzw. Kesselmodelle
80 mit unterschiedlichen Zeitkonstanten, einer Zeitkonstanten
81 für die Kohlefeuerung 10, 82 und einer Zeitkonstante 81 für die Ölbefeuerung 20, 83, verwendet werden.
Im Normalbetrieb wird - wie die Figuren 1 und 2 zeigen - das Kohlekraftwerk 1 nach einem vorgegebenen Leistungssollwert MWel 70 - wie üblich - bei reiner Kohlebefeuerung 10 im
Gleitdruck 77 gefahren.
Dazu ermittelt die Blockführung 61 basierend auf der Leis- tungswertvorgabe MWel 70 entsprechende Sollwerte für die Koh¬ lebefeuerung 72, die Ölbefeuerung 73 und das Speisewasser 74, wobei allerdings der Sollwert für die Olfeuerung 73 im
Normalbetrieb Null ist, sowie einen Sollwert für die Turbi¬ nenleistung 75 (53, 54, 55).
Aus den Sollwerten der Kohlebefeuerung 72, der Olfeuerung 73 (im Normalbetrieb Null) und dem Speisewasser 74 werden mittels entsprechender Dampferzeugerregelungen 78 (Feuerungsmanagement, Speisewasserregelung) entsprechend Massenströme für die Kohlebefeuerung 10, die Ölbefeuerung 20 (im Normalbetrieb ebenfalls Null) sowie das Speisewasser 30 bestimmt (51, 52), welche dem Dampferzeuger 40 zur Dampferzeugung zugeführt werden . Die daraus mittels der Turbine 42 und des Generators 44 er¬ zeugbare Kraftwerksleistung wird in einem Regelkreis mit dem Turbinensollwert 75 abgeglichen und darüber mittels einer Turbinenregelung 76 die Turbine 42 geregelt. Wird nun von dem Kohlekraftwerk 1 eine Frequenzregelung 71
(z.B. eine Sekundär-/Primärregelung) , d.h. ein zusätzlicher, schnell abzurufender Leistungsbedarf, angefordert, ist das Kraftwerk 1 in der Lage, durch die - zur normalen Kohlebefeuerung 10 - zusätzliche Ölbefeuerung 20, welche sonst nur beim An- und/oder Abfahren des Kohlekraftwerks 1 oder bei Anlagen internen Störfällen eingesetzt wird, den geforderten, zusätzlichen Leistungsbedarf schnell zu decken.
Die thermisch schnelle Ölbefeuerung 20 führt dazu, dass sonst übliche zeitliche Verzüge bei der Kohlebefeuerung 10 aufgrund der Kohlezufuhr und -Zerkleinerung vermieden werden. Auch hier ermittelt nun die Blockführung 61 basierend auf der angeforderten Zusatzleistung aus der Frequenzregelung 71 entsprechende Sollwerte für die Kohlebefeuerung 72, die Ölbefeu- erung 73 und das Speisewasser 74 sowie einen Sollwert für die Turbinenleistung 75.
Aus den Sollwerten der Kohlebefeuerung 72, der Ölfeuerung 73 und dem Speisewasser 74 werden mittels entsprechender
Dampferzeugerregelungen 78 entsprechend Massenströme für die Kohlebefeuerung 10, die Ölbefeuerung 20 sowie das Speisewas¬ ser 30 bestimmt, welche dem Dampferzeuger 40 zur Dampferzeu¬ gung zugeführt werden.
So kann bei zusätzlicher Ölbefeuerung 20 kurzfristig mehr Frischdampf 41 erzeugt werden. Die dadurch bewirkte rasche Änderung des Dampfmassenstroms , der durch die Turbine 42 strömt, führt zu einer entsprechend schnellen, gezielten Leistungsänderung, die für Frequenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung 71 eingesetzt werden kann. Die Kraft- werksleistung wird entsprechen in dem Regelkreis mit dem Turbinensollwert 75 geregelt.
Die Ölzusatzbefeuerung 20, 50 - 55 des Kohlekraftwerks 1 stellt eine Ergänzung zu den übrigen Maßnahmen für die Fre- quenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung 71 dar.
Nutzt man wie hier realisiert also Ölfeuer als Zufeuerung auch bei kohlegefeuerten Anlagen, so lassen sich damit die Totzeiten um etwa den Faktor 5 bis 40 verringern und - in Ab- hängigkeit von der verfügbaren Kapazität der Ölfeuerung -
Leistungsänderungsgradienten um etwa den Faktor 2 bis 4 erhöhen .
Eine Erhöhung der Frequenz- bzw. Sekundär- und /oder Primär- regelreserve eines Kraftwerks schafft einerseits einen Wett¬ bewerbsvorteil für den Anbieter des Kraftwerks. Andererseits erhöht dies den Gewinn des Betreibers, der damit mehr Fre¬ quenz- bzw. Sekundär- und/oder Primärregelreserve anbieten und verkaufen kann. Zudem kann dadurch der Zugang zu Märkten mit entsprechend extremen Netzanschlussbedingungen verbessert/ermöglicht werden. FIG 3 zeigt schematisch eine (Gesamt- ) Kraftwerksleistung P 101 des Kohlekraftwerks 1 als Funktion der Zeit t.
Die Kraftwerksleistung P 101 ist dabei auf eine Leistung aus der normalen Kohlebefeuerung PK 102 und auf eine Leistung aus der Ölzusatzbefeuerung PO 103 aufgeteilt.
Im Normalbetrieb 120 erfolgen die Dampferzeugung im Dampfkes¬ sel und die damit verbundene Leistung des Kohlekraftwerks 1 ausschließlich über die Kohlebefeuerung 10. Die Ölzusatzbe- feuerung 20 im Dampfkessel 40 ist im Normalbetrieb 120 zu¬ nächst nicht in Betrieb.
Ausgelöst wird nun eine Leistungserhöhung meist durch einen Netzfrequenzabfall von beispielsweise 0.1-3.0 Hz, insbesonde- re von 0.5-1.0 Hz.
In dieser Situation fordert nun das Netz bzw. der Netzbetreiber/Netzregler eine schnelle Zusatzleistung, welche, bezogen auf das einzelne Kraftwerk, meist im Bereich von 2-15 % der Nennleistung, insbesondere im Bereich von 2-10 % der Nennleistung, liegt.
Die Leistungssteigerung muss dabei - abhängig von der Art der geforderten Frequenzregelung - in einem Zeitraum von 5-600 s, insbesondere bevorzugt in einem Zeitraum von 10-600 s aufge¬ baut werden 121, und sie muss - abhängig von der Art der geforderten Frequenzregelung - während eines weiteren Zeitraumes im Bereich von 5-50 min, insbesondere während eines Zeit¬ raumes von 5-30 min gehalten werden 122.
Der Zeitpunkt, zu welchem die zusätzliche Leistung im Sinne einer Frequenzregelung 121 angefordert bzw. abgerufen wird, ist in der FIG 3 als der Zeitpunkt des Beginns des zusätzli¬ chen Leistungsbedarfs 105 bezeichnet.
Zu diesem Zeitpunkt erhöht das Kohlekraft 1 - entsprechend der Anforderung des Netzes - seine Leistung, welche Leis- tungserhöhung/-steigerung zum Zeitpunkt 106 (Zeitpunkt des Erreichens des zusätzlichen Leistungsbedarfs) abgeschlossen ist . Durch Erhöhung der DampfProduktion im Dampfkessel 40 beginnt die Dampfturbinenleistung zu steigen und der zusätzliche angeforderte Leistungseintrag wird wie in FIG 3 dargestellt verfügbar . Grundsätzlich wäre es möglich, die Leistungssteigerung alleine durch eine Erhöhung der Kohlebefeuerung zu bewirken, sodass sich sowohl der Leistungsanstieg 121 als auch das Halten der erhöhten Leistung 122 erfüllen lassen. Es zeigt sich aber, dass bedingt durch die thermische Trägheit der Kohlebe- feuerung das Hochfahren der Leistung durch die Erhöhung der Kohlebefeuerung 10 zu langsam und damit ungeeignet ist bzw. „an Grenzen stößt".
Überraschenderweise kann hier aber die Kombination mit der Ölzusatzfeuerung 20, welche sonst nur für das An- bzw. Abfahren des Kohlekraftwerks und für Kraftwerks immanente Störfäl¬ le (Kesseltrip) eingesetzt wird, Abhilfe schaffen.
Wie in FIG 3 dargestellt, wird zum Zeitpunkt des Beginns des zusätzlichen Leistungsbedarfs 105 die Leistung des Kohle¬ kraftwerks 1 - durch erhöhte Kesselleistung bzw. Dampfproduktion - sofort erhöht.
Der zusätzliche Leistungseintrag durch die Ölzusatzbefeuerung ist schnell verfügbar und deckt im Wesentlichen die Anforde¬ rungen der Frequenzregelung Phase 121 - und zum Teil auch der Phase 122 - ab. Die Ölzusatzbefeuerung bzw. deren Leistungseintrag erreicht zum Zeitpunkt 106 ihr Maximum. Ebenfalls zum Zeitpunkt des Abrufes des zusätzlichen Leis¬ tungsbedarfs 105 wird auch Kohlebefeuerung erhöht. Deren Leistungseintrag folgt aber mit gewisser Zeitverzögerung dem- jenigen der Ölzusatzbefeuerung und erreicht zum Zeitpunkt 107, die von der Anlage geforderte Zusatzleitung.
Dabei kann in dem Maße, wie sich der Leistungseintrag über die Kohlebefeuerung zwischen den Zeitpunkten 105 (Zeitpunkt des Beginns der Leistungssteigerung) und 107 (Zeitpunkt des Erreichens des Leistungsbedarfs mittels Kohlebefeuerung) auf die Leistung des Kohlekraftwerks auswirkt, die zusätzliche Befeuerung mit Öl zurückgenommen werden, welche zusätzliche Olbefeuerung ab Beginn der Leistungszurücknahme zum Zeitpunkt 106 zum Zeitpunkt 107 wieder vollständig zurückgefahren ist.
Damit lassen sich die höheren Kosten durch den teureren
Brennstoff Öl in Grenzen halten. Auf dem erhöhten Leistungsniveau kann das Kraftwerk dann mit reinem Kohlefeuer für eine unbegrenzte Zeit weiterbetrieben werden.
Im Zuge der Entlastung der am Ausgleich des Leistungsdefizits des Stromnetzes beteiligten Kraftwerke kann später gegebenenfalls die erhöhte Kohlebefeuerung dann auch zwischen den Zeitpunkten 108 und 109 wieder zurückgefahren werden, so dass zum Zeitpunkt 109 das Kohlekraftwerk wieder seine ursprüngliche Leistung erreicht hat.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1), welches bei einem An- und/oder Abfahren des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks zusätzlich zu einer Kohlebefeuerung (10) mit Öl befeuert wird (20),
dadurch gekennzeichnet, dass
bei einer Leistungsanforderung (71) an das kohlebefeuerte Dampfkraftwerk (1) außerhalb des An- und/oder Abfahrens des kohlebefeuerte Dampfkraftwerks das kohlebefeuerte Dampfkraft¬ werk zusätzlich zu der Kohlebefeuerung (10) auch mit dem Öl befeuert wird (20, 50 - 55) .
2. Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Leistungsanforderung (71) an das kohlebefeuerte Dampf- kraftwerk (1) außerhalb des An- und/oder Abfahrens des kohle¬ befeuerte Dampfkraftwerks (1) im Rahmen einer Frequenzrege¬ lung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung (71) des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) angefordert, insbesondere durch einen Netzregler angefordert, wird.
3. Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei der Leistungsanforderung (71) an das kohlebefeuerte
Dampfkraftwerk (1) außerhalb des An- und/oder Abfahrens des kohlebefeuerte Dampfkraftwerks (1) die Kohlebefeuerung (10), insbesondere eine Kohlezufuhr und/oder eine Kohlezerkleine¬ rung, erhöht wird.
4. Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
bei der Leistungsanforderung (71) an das kohlebefeuerte
Dampfkraftwerk (1) außerhalb des An- und/oder Abfahrens des kohlebefeuerte Dampfkraftwerks (1) in dem Maße, wie eine durch die erhöhte Kohlebefeuerung (10) erzeugte Dampferzeu¬ gungsleistung erhöht wird, eine durch die zusätzliche Olbe¬ feuerung (20, 50 - 55) erzeugte Dampferzeugungsleistung verringert wird.
5. Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
für die Leistungsanforderung (71) ein Sollwert für eine ther- mische Kesselleistung ermittelt wird, welcher in einen antei¬ ligen Sollwert für die Kohlebefeuerung (72) und einen anteiligen Sollwert für die Olbefeuerung (73) aufgeteilt wird, wo¬ bei unter Verwendung des Sollwerts (72) für die Kohlebefeue¬ rung (10) und des Sollwerts (72) für die Olbefeuerung (20, 50 - 55) die Kohlebefeuerung (10) bzw. die Olbefeuerung (20, 50 - 55) kontrolliert, geregelt und/oder gesteuert wird.
6. Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) nach mindestens dem voranstehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei der Kontrolle, Regelung und/oder Steuerung der Kohlebefeuerung (10) und der Olbefeuerung (20, 50 - 55) eine Kohle¬ zufuhr, insbesondere ein Kohlemassenstrom, eine Ölzufuhr, insbesondere ein Ölmassenstrom, und/oder eine Speisewasserzu¬ fuhr, insbesondere ein Speisewassermassenstrom, kontrolliert, geregelt und/oder gesteuert wird (78).
7. Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leis- tungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) nach Anspruch 5 oder Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Sollwerte (72, 73, 74, 75) Anlagen- und/oder Kesselmodelle 80 mit unterschiedlichen Zeitkonstanten, insbesondere eine Zeitkonstante für Öl (83) und eine Zeitkonstante für Kohle (82), verwendet werden.
8. Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leis- tungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Öl ein Leichtöl ist.
9. Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche,
eingesetzt bei einer Frequenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks, wobei die schnelle Leistungssteigerung für eine im Rahmen der Frequenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung angeforderten Leistungssteigerung des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks ein- gesetzt wird.
10. Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche,
eingesetzt bei einer Frequenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung (71) des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) zusätzlich zu einer Leistungssteigerung des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) durch Nutzung einer in einem Prozessmedi¬ um des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) enthaltenen Ener- gie, insbesondere zusätzlich zu einer Drosselung eines Hoch- druck-Turbinenregelventils , Überlasteinleitung zu einer Hoch¬ druckteilturbine, einem Kondensatstau, einer speisewassersei- tigen Umgehung eines Hochdruckvorwärmers und/oder einer An- drosselung einer Anzapfdampfleitung zu dem Hochdruckvorwär- mer.
11. Vorrichtung zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1), welches einen Dampfkessel (40), eine Kohlebefeuerungsan¬ lage und eine Ölbefeuerungsanlage aufweist, wobei in dem Dampfkessel (40) dorthin zuführbares Speisewasser (30) mit¬ tels einer Kohlebefeuerung (10) unter Verwendung der Kohlebe- feuerungsanlage und/oder einer Ölbefeuerung (20) unter Verwendung der Ölbefeuerungsanlage erhitzbar ist,
gekennzeichnet mit
einem Datenverarbeitungsmittel, insbesondere einer program¬ mierten Recheneinheit, welches derart eingerichtet ist, dass die Kohlebefeuerungsanlage und die Ölbefeuerungsanlage derart steuerbar sind, dass
- bei einem An- und/oder Abfahren des kohlebefeuerten
Dampfkraftwerks zusätzlich zu der Kohlebefeuerung (10) die Befeuerung mit Öl (20) durchgeführt wird und
- dass bei einer Leistungsanforderung (71) an das kohlebefeuerte Dampfkraftwerk außerhalb des An- und/oder Abfahrens des kohlebefeuerte Dampfkraftwerks zusätzlich zu der Kohlebefeuerung (10) auch die Befeuerung mit Öl durchgeführt wird (20, 50 - 55) .
12. Vorrichtung zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) nach mindestens dem voranstehenden Anspruch,
bei der das Datenverarbeitungsmittel Bestandteil einer Block- führung (61) des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) ist.
13. Kohlebefeuertes Dampfkraftwerk (1) mit zumindest einem Dampfkessel (40), einer Kohlebefeuerungsanlage und eine Ölbe- feuerungsanlage sowie mit einer Blockführung (61), welche eingerichtet ist zur Durchführung des Verfahrens nach mindes¬ tens einem der voranstehenden Verfahrensansprüche und/oder welche eine Vorrichtung nach mindestens einem der voranste¬ henden Vorrichtungsansprüche aufweist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113253018A (zh) * 2021-04-20 2021-08-13 苏州西热节能环保技术有限公司 一种燃煤电厂电能平衡监测方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI20130325L (fi) * 2013-11-07 2015-05-08 Visorc Oy Energianmuunnin ja menetelmä sen käyttämiseksi

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1102368B (de) * 1959-12-02 1961-03-16 Fendel Geb Heizkessel fuer wahlweise Befeuerung mit festem oder fluessigem Brennstoff
CH365817A (de) * 1958-05-03 1962-11-30 Omnical Gmbh Wasserrohrkessel
US4069675A (en) * 1976-03-16 1978-01-24 Measurex Corporation Method of optimizing the performance of a multi-unit power
US4162686A (en) * 1977-10-17 1979-07-31 North American Manufacturing Company Industrial boiler utilizing multiple fuels and having reduced particulate emission and method of combustion
US4296711A (en) * 1979-04-10 1981-10-27 Eabvv Utvecklings Aktiebolag Heating boiler
US4393814A (en) * 1981-04-08 1983-07-19 Raymond Sievert Multi-fueled boiler

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3304292A1 (de) * 1982-10-11 1984-04-12 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Verfahren und vorrichtung zum ausregeln von netzfrequenzeinbruechen bei einem gleitdruckbetriebenen dampfkraftwerkblock
DE4321619C2 (de) * 1993-06-25 1998-07-09 Ver Energiewerke Ag Verfahren zum Anfahren von Kraftwerksanlagen nach einem totalen Ausfall der Dampferzeugung
DE19616177C2 (de) * 1996-04-12 2000-05-25 Ver Energiewerke Ag Verfahren zum Reservebetrieb eines mit einer Kohlenstaubfeuerung ausgerüsteten Kraftwerksblockes
DE19749452C2 (de) * 1997-11-10 2001-03-15 Siemens Ag Dampfkraftanlage

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH365817A (de) * 1958-05-03 1962-11-30 Omnical Gmbh Wasserrohrkessel
DE1102368B (de) * 1959-12-02 1961-03-16 Fendel Geb Heizkessel fuer wahlweise Befeuerung mit festem oder fluessigem Brennstoff
US4069675A (en) * 1976-03-16 1978-01-24 Measurex Corporation Method of optimizing the performance of a multi-unit power
US4162686A (en) * 1977-10-17 1979-07-31 North American Manufacturing Company Industrial boiler utilizing multiple fuels and having reduced particulate emission and method of combustion
US4296711A (en) * 1979-04-10 1981-10-27 Eabvv Utvecklings Aktiebolag Heating boiler
US4393814A (en) * 1981-04-08 1983-07-19 Raymond Sievert Multi-fueled boiler

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WICHTMANN ET AL.: "Flexible Load Operation and Frequency Support for Steam Turbine Power Plants", VGB POWERTECH, July 2007 (2007-07-01), pages 49 - 55

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113253018A (zh) * 2021-04-20 2021-08-13 苏州西热节能环保技术有限公司 一种燃煤电厂电能平衡监测方法

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