WO2013037561A1 - Verfahren zum betrieb einer feuerungsanlage eines kohlegefeuerten kraftwerks - Google Patents

Verfahren zum betrieb einer feuerungsanlage eines kohlegefeuerten kraftwerks Download PDF

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WO2013037561A1
WO2013037561A1 PCT/EP2012/065115 EP2012065115W WO2013037561A1 WO 2013037561 A1 WO2013037561 A1 WO 2013037561A1 EP 2012065115 W EP2012065115 W EP 2012065115W WO 2013037561 A1 WO2013037561 A1 WO 2013037561A1
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WO
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coal
power plant
power
fed
mode
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/065115
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English (en)
French (fr)
Inventor
Torsten Buddenberg
Christian Bergins
Original Assignee
Hitachi Power Europe Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C1/00—Combustion apparatus specially adapted for combustion of two or more kinds of fuel simultaneously or alternately, at least one kind of fuel being either a fluid fuel or a solid fuel suspended in a carrier gas or air

Definitions

  • the invention is directed to a method for operating a furnace of a coal-fired power plant, in particular hard coal power plant, which furnace comprises a equipped with pulverized coal burners whose pulverized coal burner is part of at least one coal mill with downstream coal dust bin comprehensive indirect firing.
  • Coal-fired power plants are provided with the disadvantage that they can not be arbitrarily turned on and off and up and down in terms of their output power.
  • the power of steam power plants and especially the coal-fired steam generator can not be changed arbitrarily strong and fast.
  • in order to avoid excessive system wear minimum operating andinstilistandzeit must be complied with.
  • Lignite power plants about 40%.
  • minimum standstill times for coal-fired power plants of approximately two hours and lignite-fired power plants of approximately eight hours and minimum operating times are usually included
  • the pulverized coal burners of the firing plant can be driven up and down immediately, the amount of surplus fuel still being produced by the mill or the missing amount of fuel being stored in the pulverized coal bunker or being removed from the coal dust stock provided thereby.
  • the problem also arises in this case in that the power plant must be operated with a minimum load in order to be able to keep it operationally connected to the grid.
  • the operation of a power plant with minimum load means that even a minimum load corresponding amount of steam and / or amount of electricity is generated without this is removed from the network or other consumers. This problem is addressed by the present invention.
  • the invention has for its object to provide a solution that makes it possible to flexibilize the operation of a coal-fired power plant and to increase the net efficiency when kept ready coal power plant.
  • this object is achieved in that the furnace is temporarily operated during its operating time in a standby mode in which it is operated in a minimum load range or minimum load range of the steam generator and thereby generated, not connected to the ans power plant Power fed or fed energy for processing required for the operation of the power plant Roh TM or supplies, in particular for operating the at least one coal mill, used and / or in at least one, preferably integrated into the power plant stored and / or used in the context of cogeneration.
  • the invention is therefore based on the basic idea of making a coal-fired power plant more flexible with respect to its operating possibilities by virtue of the fact that the firing plant is / are equipped with indirect firing. This makes it possible to adapt the pulverized coal burners of the combustion plant of the power plant relatively quickly to the conditions corresponding to the current power or load request.
  • the firing system in the temporary operating time of the stand-by mode with a firing rate of 5% to 20%, preferably 7.5% to 15%, in particular 10%, their maximum firing capacity or their electrical
  • a particularly preferred use for the generated during operation of the coal power plant in the stand-by mode energy is that fed with the generated during the temporary operating time of the stand-by mode, not connected to the power plant power grid or energy to be fed in the form of electric power is operated at least one coal mill.
  • the power plant can be advantageously operated so that during an eight-hour operating time in stand-by odus during the night time, the entire coal needs ground and the coal dust bunker (s) is supplied, the daily requirement during a normal sixteen-hour operation of the power plant in normal operation is needed.
  • the invention therefore also provides that the temporary operating time of the stand-by mode and the grinding capacity of the at least one coal mill are matched to one another such that they are not connected to the power plant generated during the temporary operating time of the stand-by mode Power fed or fed energy in the form of electricity that operated at least one coal mill and, preferably during the temporary operating time of the stand-by mode, at least, in particular approximately, a daily requirement of required for a design operation of the furnace coal quantity and ground the Kohlemühle downstream coal dust bunker is supplied.
  • the energy generated during the temporary operating time of the stand-by mode in the form of water vapor can be stored alternatively or in parallel with the current use provided according to the invention. Therefore, the invention also provides that during the temporary operating time of the stand-by mode in the form of water vapor generated, not required for the generation of electric power or energy used in one or more heat storage, in particular steam storage, salt storage, concrete storage and / or hot water storage is transferred.
  • a particular form of energy storage according to the embodiment of the invention is that generated during the temporary operating time of the stand-by mode, not required to generate electricity or in the power plant connected to the power grid to be fed energy stored by a pumped storage in a water compressed air storage becomes.
  • the energy generated during standby mode in the operation time in the context of a combined heat and power system.
  • the invention therefore further provides that during the temporary operating time of the stand-by mode generated, not required to generate electricity or in the power plant connected to the power grid to be fed energy is used as part of a combined heat and power.
  • the indirect firing with biomass and / or natural gas is acted as an additive, whereby the invention finally also distinguished.
  • the natural gas and / or the biomass advantageously in particular downstream of the coal dust bunker (s) in the coal dust burners
  • the single FIGURE shows a schematic representation of a flow diagram of a steam generator 1 with a connected, conventional steam rice barrel 11 comprehensive
  • the furnace of the steam generator 1 comprises an indirect furnace, the coal mills 2 with the coal mills 2 downstream coal bunker 3, leading from which pulverized coal fuel lines 4 to the pulverized coal burners 5 of the steam generator 1. Furthermore, in the figure shown highlighted a gypsum preparation plant 6, a water treatment plant 7, and a heat storage system 8, which taps in the turbine of the power plant by means of a line 9 steam for storage or for feeding to Mühlentraggas or by tapped by the generator 10 current a water Compressed air storage drives.
  • the present invention relates to the retrofitting of modern hard coal power plants to meet the more flexible requirements of today's energy market, i. H . the fluctuating power demand through the connected network.
  • such a power plant has or is such a power plant switched to indirect firing.
  • This is expected to reduce firing capacity to approximately 10%, which would mean that a power plant such as the Walsum coal-fired power plant with a net efficiency in the range of 38-46% would have a reduction in firing capacity of approximately 10% 158 MW equivalent of fuel would be fired. Since this is associated with a reduction in efficiency, which in the range of the operating point of the Stand- By-mode can expect an efficiency of only about 30%, this would correspond to the generation of a maximum electric power of about 47 MW.
  • the design of the grinding of the indirect firing is such that during this temporary operating time of the power plant or the furnace in the Stand TM By mode, the grinding of the total amount of a daily requirement for fuel takes place.
  • the load distributor assigned to the power plant calls up 70% on average over 16 hours with an efficiency of 43% and does not demand power in 8 hours, with a minimum load of 10% firing capacity
  • the fuel requirement is about 1430 t / d as coal demand of the power plant.
  • a grinding capacity of about 190 t / h should be kept available in order to ensure a certain flexibility with regard to grinding performance.
  • This 17 MW power or energy can, for example, by diverting the steam from the turbine (see line 9) in a heat storage, for example, steam storage, salt storage, concrete storage,
  • Hot water storage or similar can be used. This stored in the form of heat energy power is then available in normal operation for preheating the power plant or the firing system. The energy required for preheating must then no longer be taken as steam from the turbine during startup / start-up of the power plant. Furthermore, a Pum spieherung in a small water / compressed air storage for the minute reserve of the power plant is a conceivable option for the use of the power or energy still available. For example, such a compressed-air accumulator requires a tube field of approximately 300 m ⁇ 300 m and could deliver 200 MW as average power for a period of approximately 30 minutes.
  • Latent heat generation water / gravel storage

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Betrieb einer Feuerungsanlage eines kohlegefeuerten Kraftwerks, insbesondere Steinkohlekraftwerks, welche Feuerungsanlage einen mit Kohlenstaubbrennern ausgestatteten Dampferzeuger umfasst, dessen Kohlenstaubbrenner Bestandteil einer mindestens eine Kohlemühle mit nachgeschaltetem Kohlenstaubbunker umfassenden indirekten Feuerung sind, soll eine Lösung geschaffen werden, die es ermöglicht, den Betrieb eines Kohlekraftwerks zu flexibilisieren und bei betriebsbereit gehaltenem Kohlekraftwerk den Nettowirkungsgrad zu erhöhen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Feuerungsanlage temporär während ihrer Betriebszeit in einem Stand-By-Modus betrieben wird, in welchem sie in einem Mindestlastbereich oder Minimallastbereich des Dampferzeugers betrieben wird und dabei erzeugte, nicht in das ans Kraftwerk angeschlossene Stromnetz eingespeiste oder einzuspeisende Energie zur Aufbereitung von für den Betrieb des Kraftwerks benötigten Roh- oder Betriebsstoffen, insbesondere zum Betrieb der mindestens einen Kohlemühle, verwendet und/oder in mindestens einer, vorzugsweise ins Kraftwerk integrierten, Anlage gespeichert und/oder im Rahmen einer Kraft-Wärme-Kopplung genutzt wird.

Description

Verfahren zum Betrieb einer Feuerungsanlage eines kohlegefeuerten Kraftwerks
Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Feuerungsanlage eines kohlegefeuerten Kraftwerks, insbesondere Steinkohlekraftwerks , welche Feuerungsanlage einen mit Kohlenstaubbrennern ausgestatteten Dampferzeuger umfasst, dessen Kohlenstaubbrenner Bestandteil einer mindestens eine Kohlemühle mit nachgeschaltetem Kohlenstaubbunker umfassenden indirekten Feuerung sind.
Kohlekraftwerke sind mit dem Nachteil versehen, dass sie nicht beliebig an- und abschaltbar und in Bezug auf ihre abgegebene Leistung herauf und herunter fahrbar sind . Die Leistung von Dampfkraftwerken und insbesondere die der kohlebefeuerten Dampferzeuger kann nicht beliebig stark und schnell geändert werden. Zudem müssen zur Vermeidung eines überhöhten Anlagenverschleißes Mindestbetriebs- und Mindeststilistandzeit eingehalten werden. Sollen Kraftwerke beispielsweise als sogenannte „heiße Reserve" für ein unmittelbares Wiederanfahren zu Stromerzeugung betriebsbereit am Netz verbleiben, so müssen diese im permanenten Betrieb mit ihrer Mindestleistung oder Minimallast bereitstehen. Gleiches gilt auch für den Fall, dass man Kraftwerke im täglichen Betrieb flexibilisieren möchte, beispielsweise derart, dass während der stromnachf ageintensiven Tageszeiten Strom ins Netz eingespeist wird, zur Nachtzeit das Kraftwerk j edoch i einen „Ruhezustand" zurückgefahren wird. Der Betrieb des Dampferzeugers oder des Kraftwerkes mit Minimallast ist unter anderem deshalb notwendig, damit im Feuerungsraum des Dampferzeugers die Temperaturen nicht so weit absinken, dass die für die Kohlezündung notwendige Betriebstemperatur erst wieder nach stundenlangem Aufheizen erreicht wird. So betragen die Anfahrtszeiten für einen sogenannten „Heißstart" nach weniger als 8 Stunden Stillstand derzeit dennoch ca. zwei Stunden, für einen sogenannten „Warmstart" nach weniger als 48 Stunden Stillstand circa fünf Stunden und für einen sogenannten „Kaltstart" nach weniger als 72 Stunden Stillstand circa acht Stunden. Um zumindest einen „Heißstart" zu ermöglichen, muss ein solches Kraftwerk daher im permanenten Betrieb mit seiner Mindestleistung in Betrieb gehalten werden. Die Mindestleistung beträgt bei Steinkohlekraftwerken circa 38 % und bei
Braunkohlekraftwerken circa 40 %. Zudem sind üblicherweise Mindeststillstandzeiten bei Steinkohlekraftwerken von ca. zwei Stunden und bei Braunkohlenkraftwerken von circa acht Stunden sowie Mindestbetriebszeiten bei
Steinkohlenkraftwerken von circa vier Stunden und bei Braunkohlenkraftwerken von circa sechs Stunden einzuhalten. Einher gehen diese Betriebszeiten in Mindestleistung mit Wirkungsgradverlusten in Höhe von circa 5 %. Außerdem ist bei Kohlekraftwerken zu beachten, dass ein Wiederanfahren nur mit einer Leistungsänderung von circa 3-5 % pro Minute derzeit möglich ist.
Ein weiteres Problem besteht bei Kohlekraftwerken darin, dass bei einem Wiederanfahren zunächst die Kohlemahlung wieder in ihrer Leistung angehoben werden muss, um die für eine erhöhte Last der Feuerungsanlage benötigte Brennstoffmenge zur Verfügung zu stellen. Um diesbezüglich eine höhere Flexibilität im Abruf der zu erbringenden Leistung zu ermöglichen, ist daher im Stand der Technik, beispielsweise in der DE 31 47 083 AI oder der WO 2010/115396 AI, vorgeschlagen worden, Kohlekraftwerke mit einer indirekten Feuerung auszustatten. Dies bedeutet, dass zwischen Kohlemühle und Feuerraum eines Dampferzeugers ein Kohlenstaubbunker angeordnet ist, in welchem eine größere Menge an Kohlenstaub bevorratet wird. Wenn es dann zu Leistungsschwankungen kommt, so können die Kohlemühlen langsam herunter oder langsam herauf gefahren werden, um an den aktuellen Brennstoffbedarf der Feuerungsanlage angepasst zu werden. Die Kohlenstaubbrenner der Feuerungsanlage hingegen können unmittelbar herauf und herunter gefahren werden, wobei die je nach Lage von der Mühle noch erzeugte Überschussbrennstoffmenge oder die fehlende Brennstoffmenge in den Kohlenstaubbunker eingelagert oder aus dem dadurch bereitgestellten Kohlenstaubvorrat entnommen wird, Dennoch stellt sich auch in diesem Fall die Problematik, dass das Kraftwerk mit einer Mindestlast betrieben werden muss, um es betriebsbereit am Netz halten zu können. Das Betreiben eines Kraftwerkes mit Minimallast bedeutet, dass auch eine der Mindestlast entsprechende Wasserdampfmenge und/oder Strommenge erzeugt wird, ohne dass diese vom Netz oder anderen Verbrauchern abgenommen wird. Dieser Problematik widmet sich die vorliegende Erfindung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die es ermöglicht, den Betrieb eines Kohlekraftwerks zu flexibilisieren und bei betriebsbereit gehaltenem Kohlekraftwerk den Nettowirkungsgrad zu erhöhen.
Bei einem gattungsgemäßen Verfahren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Feuerungsanlage temporär während ihrer Betriebszeit in einem Stand-By-Modus betrieben wird, in welchem sie in einem Mindestlastbereich oder Minimallastbereich des Dampferzeugers betrieben wird und dabei erzeugte, nicht in das ans Kraftwerk angeschlossene Stromnetz eingespeiste oder einzuspeisende Energie zur Aufbereitung von für den Betrieb des Kraftwerks benötigten Roh™ oder Betriebsstoffen, insbesondere zum Betrieb der mindestens einen Kohlemühle, verwendet und/oder in mindestens einer, vorzugsweise ins Kraftwerk integrierten, Anlage gespeichert und/oder im Rahmen einer Kraft-Wärme-Kopplung genutzt wird.
Der Erfindung liegt also der Grundgedanke zugrunde, ein Kohlekraftwerk hinsichtlich seiner Betriebsmöglichkeiten dadurch zu flexibilisieren, dass die Feuerungsanlage mit einer indirekten Feuerung ausgestattet ist/wird. Dies ermöglicht es, die Kohlenstaubbrenner der Feuerungsanlage des Kraftwerkes relativ kurzfristig den der aktuellen Leistungs - oder Lastabfrage entsprechenden Bedingungen anzupassen. Weiterhin wird aber zudem vorgeschlagen, die bei dem während "Ruhephasen" , in welchen die Feuerungsanlage in einem Stand- By-Modus betrieben wird, immer noch notwendigen Betrieb des Kohlekraftwerks im Minimallastbereich entstehende Energie - insbesondere in Form von erzeugtem elektrischem Strom und/oder Wasserdampf - derart zu nutzen, dass Prozesse, die sonst parallel zum Normalbetrieb des Kraftwerkes durchgeführt werden, in diese „Ruhephase" des Stand-by-Modus verlegt werden. Insbesondere handelt es sich hierbei um die Aufbereitung von Roh™ und/oder Betriebsstoffen, die dann nach ihrer Aufbereitung gelagert werden und später dem Kraftwerk in seinem Normalbetrieb wieder zur Verfügung gestellt werden (können). Es ist aber auch möglich, die im Minimallastbereich erzeugte Energie in einer, vorzugsweise kraftwerksintegrierten, Anlage zu speichern oder im Rahmen einer Kraft-Wärme-Kopplung zu nutzen. Insgesamt lässt sich durch diese Fahrweise einer Feuerungsanlage eines Kohlekraftwerkes eine Nettowirkungsgradverbesserung in Volllast von circa 0,5 % erreichen. Beispielsweise lässt sich die zwischengespeicherte Energie bei einem Wiederanf hren des
Kraftwerkes auf Normalbetrieb nutzen, um hier eine höhere Geschwindigkeit der Leistungsänderung in %/min als die üblichen 3-4 %/min zu erreichen, indem beispielsweise die in Form von Wärmeenergie gespeichert Energie beim Anfahren, beispielsweise an Niederdruckvorwärmern, zur Verfügung gestellt und dadurch Anzapfdampf eingespart wird.
Insbesondere lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bestehende Kohlekraftwerke nachrüsten und flexibilisiere . Es müssen dann lediglich eine indirekte Feuerung eingebaut und die Einrichtung der Möglichkeit der vorstehend beschriebenen Energieverwendung sowie die gegebenenfalls gewünschten Speicherkapazitäten nachgerüstet werden. Der hinsichtlich einer Erhöhung des Nettowirkungsgrades beste Effekt lässt sich erreichen, wenn das Kraftwerk in der temporären Betriebszeit des Stand-By~Modus in seinem auslegungsgemäßen Minimallastbereich betrieben wird, was die Erfindung in Ausgestaltung vorsieht.
Gemäß Weiterbildung der Erfindung ist es zweckmäßig, wenn die Feuerungsanlage in der temporären Betriebszeit des Stand-By- Modus mit einer Feuerungsleistung von 5 % bis 20 %, vorzugsweise 7,5 % bis 15 %, insbesondere 10 %, ihrer maximalen Feuerungsleistung oder ihrer der elektrischen
Auslegungsleistung des jeweils angeschlossenen
Kraftwerksblocks oder der jeweils angeschlossenen Kraftwerksblöcke des Kraftwerks entsprechenden
Feuerungsleistung betrieben wird ,
Eine besonders bevorzugte Verwendung für die während des Betriebes des Kohlekraftwerkes in dem Stand-By-Modus erzeugten Energie besteht gemäß Ausgestaltung der Erfindung darin, dass mit der während der temporären Betriebszeit des Stand- By-Modus erzeugten, nicht in das ans Kraftwerk angeschlossene Stromnetz eingespeisten oder einzuspeisenden Energie in Form von elektrischem Strom die mindestens eine Kohlemühle betrieben wird. Parallel oder alternativ dazu ist es erfindungsgernäß auch möglich, dass mit der während der temporären Betriebszeit des Stand-By- odus erzeugten, nicht in das ans Kraftwerk angeschlossene Stromnetz eingespeisten oder einzuspeisenden Energie eine oder mehrere Aufbereitungsanlagen, insbesondere Gipstrocknungsanlage (n) und/oder Wasseraufbereitungsanlage (n) , betrieben werden.
Insbesondere lässt sich das Kraftwerk vorteilhaft so betreiben, dass während einer achtstündigen Betriebszeit im Stand-By- odus während der Nachtzeit der gesamte Kohlebedarf gemahlen und dem oder den Kohlestaubbunker (n) zugeführt wird, der als Tagesbedarf während eines üblichen sechzehnstündigen Betriebs des Kraftwerks im Normalbetrieb benötigt wird. Die Erfindung sieht daher auch vor, dass die temporäre Betriebszeit des Stand-By-Modus und die Mahlleistung der mindestens einen Kohlemühle derart aufeinander abgestimmt werden, dass mit der während der temporären Betriebszeit des Stand-By-Modus erzeugten, nicht in das ans Kraftwerk angeschlossene Stromnetz eingespeisten oder einzuspeisenden Energie in Form von elektrischem Strom, die mindestens eine Kohlemühle betrieben und, vorzugsweise während der temporären Betriebszeit des Stand-By-Modus, zumindest, insbesondere annähernd, ein Tagesbedarf an für einen auslegungsgemäßen Betrieb der Feuerungsanlage benötigter Kohlemenge gemahlen und dem der Kohlemühle nachgeschalteten Kohlenstaubbunker zugeführt wird.
Die während der temporären Betriebszeit des Stand-By-Modus in Form von Wasserdampf erzeugte Energie kann alternativ oder parallel zur erfindungsgemäß vorgesehenen Stromverwendung gespeichert werden. Die Erfindung sieht daher auch vor, dass während der temporären Betriebszeit des Stand-By-Modus in Form von Wasserdampf erzeugte, nicht zur Erzeugung von elektrischem Strom benötigte oder eingesetzte Energie in einen oder mehrere Wärmespeicher , insbesondere DampfSpeicher, Salzspeicher, Betonspeicher und/oder Heißwasserspeicher, überführt wird.
Eine besondere Form der Energiespeicherung besteht gemäß Ausgestaltung der Erfindung darin, dass während der temporären Betriebszeit des Stand-By-Modus erzeugte, nicht zur Erzeugung von elektrischem Strom benötigte oder in das ans Kraftwerk angeschlossene Stromnetz einzuspeisende Energie mittels einer Pumpspeicherung in einem Wasser- Druckluftspeicher gespeichert wird.
Parallel oder alternativ zu den vorstehend erwähnten Maßnahmen ist es natürlich auch möglich, die während der Betriebszeit im Stand-By-Modus erzeugte Energie im Rahmen einer Kraft-Wärme-Kopplung zu verwenden. Die Erfindung sieht daher ferner vor, dass während der temporären Betriebszeit des Stand-By-Modus erzeugte, nicht zu Erzeugung von elektrischem Strom benötigte oder in das ans Kraftwerk angeschlossene Stromnetz einzuspeisende Energie im Rahmen einer Kraft-Wärme-Kopplung verwendet wird.
Für eine Flexibilisierung und ein Anfahren der Kohlestaubbrenner einer Feuerungsanlage eines Dampferzeugers ist es zudem von Vorteil, wenn die indirekte Feuerung mit Biomasse und/oder Erdgas als Zusatzstoff beaufschlagt wird, wodurch sich die Erfindung schließlich auch auszeichnet. Hierbei kann das Erdgas und/oder die Biomasse vorteilhafter Weise insbesondere stromabwärts der oder des Kohlestaubbunker (s) in die den Kohlestaubbrennern den
Kohlestaub zuführenden Leitungen eingebracht und dem Brennstoff bzw. dem Traggas oder Transportgas zugemischt werden. Die Erfindung ist nachstehend anhand einer Figur beispielhaft näher erläutert .
Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung ein Fließbild einer einen Dampferzeuger 1 mit angeschlossenem, üblichem Wasserdampf reislauf 11 umfassenden
Kraftwerksanlage. Die Feuerungsanlage des Dampferzeugers 1 umfasst eine indirekte Feuerung, die Kohlemühlen 2 mit den Kohlemühlen 2 nachgeschaltetem Kohlebunker 3, von welchem Kohlenstaub fördernde Brennstoffleitungen 4 zu den Kohlenstaubbrennern 5 des Dampferzeugers 1 führen. Weiterhin sind in der Figur hervorgehoben dargestellt eine Gipsaufbereitungsanlage 6, eine Wasseraufbereitungsanlage 7, sowie eine Wärmespeicheranlage 8, die im Bereich der Turbinen des Kraftwerkes mittels einer Leitung 9 Dampf zur Speicherung oder zur Zuführung zum Mühlentraggas abzapft oder mittels vom Generator 10 abgegriffenem Strom einen Wasser- Druckluftspeicher antreibt. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Umrüstung moderner Steinkohlekraftwerke, um diese an die flexibilisierten Anforderungen des heutigen Energiemarktes, d. h . die schwankende Leistungsabforderung durch das angeschlossene Netz, anzupassen. Um eine solche Flexibilisierung zu erreichen, weist ein solches Kraftwerk auf oder wird ein solches Kraftwerk umgestellt auf eine indirekte Feuerung. Hierdurch ist eine Reduzierung der Feuerungsleistung auf circa 10 % zu erwarten, was für ein Kraftwerk, wie beispielsweise das Staubkohlekraftwerk Walsum mit einem Nettowirkungsgrad im Bereich von 38-46 % bedeuten würde, dass eine Reduzierung der Feuerungsleistung auf circa 10 % stattfinden würde, sodass circa 158 MW Äquivalent Brennstoff gefeuert würde. Da dies mit einer Wirkungsgradverminderung verbunden ist, die im Bereich des Betriebspunktes des Stand- By-Modus einen Wirkungsgrad von nur noch circa 30 % erwarten lässt, würde dies der Erzeugung einer maximalen elektrischen Leistung von circa 47 MW entsprechen. In diesem Falle erfolgt dann die Auslegung der Mahlung der indirekten Feuerung derart, dass während dieser temporären Betriebszeit des Kraftwerkes bzw. der Feuerungsanlage in dem Stand™By-Modus die Mahlung der Gesamtmenge eines Tagesbedarfs an Brennstoff erfolgt. Angenommen, dass der dem Kraftwerk zugeordnete Lastverteiler über 16 Stunden 70 % im Mittel bei einem Wirkungsgrad bei 43 % abruft und in 8 Stunden keine Leistung abruft, ergibt sich bei einer minimalen Last von 10 % Feuerungsleistung ein Brennstoffbedarf von circa 1430 t/d als Kohlebedarf des Kraftwerks. Um diese in acht Stunden vermählen zu können, sollte eine Mahlleistung von circa 190 t/h bereitgehalten werden, um eine gewisse Flexibilität hinsichtlich der Mahlleistung zu gewährleisten. Für diese Mahlleistung werden circa 27 MW elektrischer Energie oder elektrischer Leistung benötigt, wobei circa 8 MW auf die Mahlung an sich fallen. Damit werden von der während des temporären Betriebes mit Minimalleistung im Stand-By-Modus erzeugten elektrischen Leistung von circa 47 MW, 27 MW verbraucht, so dass weitere 20 MW dem Kohlekraftwerk zum Eigenverbrauch zur Verfügung stehen. Diese elektrische Leistung kann beispielsweise zur Durchführung von Aufbereitungsprozessen, wie zum Beispiel die Gipstrocknung und/oder die Wasseraufbereitung, während dieser Betriebszeit oder Betriebsphase des Stand-By-Modus verwendet werden. Hierfür müssen circa 3 MW bereitgestellt werden. Auch bestehende Anlagen lassen sich durch entsprechende Umbauten nachrüsten, um die Verlegung dieser Vorgänge aus den Zeiten des Normalbetriebs des Kraftwerkes in die temporäre Betriebszeit im Stand-By-Modus zu ermöglichen.
Im hier betrachteten Ausführungsbeispiel verbleiben dann weitere 17 MW Leistung, die während der temporären Betriebszeit des Stand-By-Modus einer Verwendung zugeführt werden können. Diese 17 MW Leistung oder Energie können beispielsweise durch Umleiten des Dampfes von der Turbine (vergl. Leitung 9) in einen Wärmespeicher, zum Beispiel DampfSpeicher, Salzspeicher, Betonspeicher,
Heißwasserspeicher oder ähnliche genutzt werden. Diese in Form von Wärmeenergie gespeicherte Leistung steht dann im Normalbetrieb zur Vorwärmung des Kraftwerkes bzw. der Feuerungsanlage zur Verfügung. Die zur Vorwärmung benötigte Energie muss dann nicht mehr als Dampf aus der Turbine beim Hochfahren/Anfahren des Kraftwerkes entnommen werden. Weiterhin ist auch eine Pum speieherung in einem kleinen Wasser-/DruckluftSpeicher für die Minutenreserve des Kraftwerkes eine denkbare Option für die Verwendung der noch zur Verfügung stehenden Leistung oder Energie. Ein solcher Druckiuftspeicher beansprucht beispielsweise ein Röhrenfeld von circa 300 m X 300 m und könnte für einen Zeitraum von circa 30 Minuten 200 MW als mittlere Leistung abgeben. Hiermit ließe sich eine Leistung von circa 420 MW in/für circa zwei Minuten erreichen, welche dann in der Anfahrtszeit des Kessels auf TMCR flacher ansteigt. Es sind damit dann auch alternative Anfahrweisen, zum Beispiel die sogenannte Dampfanlmation, möglich. Dadurch, dass mittels der vorstehend beschriebenen Maßnahmen im Stand-By-Modus bei Minimallastbetrieb Energie gespeichert wird und/oder Prozesse bereits durchgeführt werden, die ansonsten im Normalbetrieb stattfinden, muss diese Energie im Normalbetrieb nicht mehr für den Eigenbedarf des Kraftwerks abgezweigt werden, sodass die zu verkaufende Strommenge bzw. die ins Netz einzuspeisende Strommenge gegenüber einem üblichen Normalbetrieb höher ist. Dies heißt aber auch, dass nominal der maximal zu erreichende Wirkungsgrad des Kraftwerkes dadurch gesteigert wird. Im Fall des vorstehend aufgeführten und überschlagsmäßig berechneten Beispiels des Kraftwerks Walsums ließe sich dadurch beispielsweise die elektrische Maximalleistung in Spitzen von 725 MW (netto) um circa 8 MW auf 733 MW (netto) steigern. Dies bedeutet einen circa 0,5 % höheren Nettowirkungsgrad des mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebenen Kraftwerks .
Alternativ ist es zudem auch möglich, den im Stand-By-Modus des Kraftwerks entstehenden Restdampf zur
Latentwärmeerzeugung ( asser- /Kiesspeicher ) zur Kraft-Wärme- Kopplung zu nutzen. Dies würde es ermöglichen, auch im Winter die maximale elektrische Leistung des Kraftwerkes zur Verfügung zu stellen.
Um das Kraftwerk als Multibrennstoffkraftwerk fahren zu können, kann zudem vorgesehen sein, die indirekte Feuerung mit Biomasse und/oder Erdgas zu beaufschlagen.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Betrieb einer Feuerungsanlage eines kohlege euerten Kraftwerks, insbesondere
Steinkohlekraftwerks , welche Feuerungsanlage einen mit Kohlenstaubbrennern ausgestatteten Dampferzeuger umfasst, dessen Kohlenstaubbrenner Bestandteil einer mindestens eine Kohlemühle mit nachgeschaltetem Kohlenstaubbunker umfassenden indirekten Feuerung sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Feuerungsanlage temporär während ihrer Betriebszeit in einem Stand-By-Modus betrieben wird, in welchem sie in einem Mindestlastbereich oder Minimallastbereich des Dampferzeugers betrieben wird und dabei erzeugte, nicht in das ans Kraftwerk angeschlossene Stromnetz eingespeiste oder einzuspeisende Energie zur Aufbereitung von für den Betrieb des Kraftwerks benötigten Roh- oder Betriebsstoffen, insbesondere zum Betrieb der mindestens einen Kohlemühle, verwendet und/oder in mindestens einer, vorzugsweise ins Kraftwerk integrierten Anlage gespeichert und/oder im Rahmen einer Kraft-Wärme- Kopplung genutzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftwerk in der temporären Betriebszeit des Stand-By- Modus in seinem auslegungsgemäßen Minimallastbereich betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuerungsanlage in der temporären Betriebszeit des Stand-By-Modus mit einer Feuerungsleistung von 5 % bis 20 %, vorzugsweise 7,5 % bis 15 %, insbesondere 10 % , ihrer maximalen Feuerungsleistung oder ihrer der elektrischen Auslegungsleistung des jeweils angeschlossenen Kraftwerksblocks oder der jeweils angeschlossenen Kraftwerksblöcke des Kraftwerks entsprechenden Feuerungsleistung betrieben wird
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass mit der während der temporären Betriebszeit des Stand-By-Modus erzeugten, nicht in das ans Kraftwerk angeschlossene Stromnetz eingespeisten oder einzuspeisenden Energie in Form von elektrischem Strom die mindestens eine Kohlemühle betrieben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der während der temporären Betriebszeit des Stand-By-Modus erzeugten, nicht in das ans Kraftwerk angeschlossene Stromnetz eingespeisten oder einzuspeisenden Energie eine oder mehrere
Auf ereitungsanlagen, insbesondere Gipstrocknungsanlage (n) und/oder Wasserauf ereitungsanlage (n) , betrieben werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die temporäre Betriebszeit des Stand- By-Modus und die Mahlleistung der mindestens einen
Kohlemühle derart aufeinander abgestimmt werden, dass mit der während der temporären Betriebszeit des Stand-By-Modus erzeugten, nicht in das ans Kraftwerk angeschlossene Stromnetz eingespeisten oder einzuspeisenden Energie in Form von elektrischem Strom, die mindestens eine Kohlemühle betrieben und, vorzugsweise während der temporären Betriebszeit des Stand-By-Modus, zumindest, insbesondere annähernd, ein Tagesbedarf an für einen auslegungsgemäßen Betrieb der Feuerungsanlage benötigter Kohlemenge gemahlen und dem der Kohlemühle nachgeschalteten Kohlenstaubbunker zugeführt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der temporären Betriebszeit des Stand-By-Modus in Form von Wasserdampf erzeugte, nicht zu Erzeugung von elektrischem Strom benötigte oder eingesetzte Energie in einen oder mehrere Wärmespeicher, insbesondere DampfSpeicher, Salzspeicher, Betonspeicher und/oder Heißwasserspeicher, überführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der temporären Betriebszeit des S and-By-Modus erzeugte, nicht zu Erzeugung von elektrischem Strom benötigte oder in das ans Kraftwerk angeschlossene Stromnetz einzuspeisende Energie mittels einer Pumpspeicherung in einem Wasser-Druckluftspeicher gespeichert wird,
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der temporären Betriebszeit des Stand-By-Modus erzeugte, nicht zu Erzeugung von elektrischem Strom benötigte oder in das ans Kraftwerk angeschlossene Stromnetz einzuspeisende Energie im Rahmen einer Kraft-Wärme-Kopplung verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die indirekte Feuerung mit Biomasse und/oder Erdgas als Zusatzbrennstoff beaufschlagt wird.
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