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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Absperrung der Primärluftleitung
stromaufwärts
einer Kohlemahlanlage einer mit wenigstens einer Kohlemahlanlage
betriebenen Feuerungsanlage für
Reparatur- oder Wartungsarbeiten an der Kohlemahlanlage der im Betrieb
befindlichen Feuerungsanlage und ein Verfahren zum Betreiben mit
der Vorrichtung.
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Vorrichtungen
und Verfahren zum Betreiben einer mit wenigstens einer Kohlemahlanlage
betriebenen Feuerungsanlage sind bekannt. So wird beispielsweise
in Schriftstück „Kraftwerkstechnik
zur Nutzung fossiler, regenerativer und nuklearer Energiequellen" von Karl Strauß, Springer-Verlag,
1994, eine derartige Vorrichtung bzw. ein derartiges Verfahren aufgezeigt.
Aus Kapitel „4.3.2.2
Staubfeuerungen" des
vorgenannten Schriftstückes
kann die detaillierte Betriebsweise einer mit wenigstens einer Kohlemahlanlage
betriebenen Feuerungsanlage entnommen werden, wobei das aufgezeigte
Schemabild eine Kohlemahlanlage mit dazugehörigen Zu- und Ableitungen von
Primärluft,
Rohkohle, Kohlenstaub etc. aufzeigt. Demnach wird die für die Verfeuerung
in der Feuerungsanlage benötigte
Kohle in wenigstens einer Kohlemahlanlage zu Kohlenstaub gemahlen und
getrocknet. Für
die Trocknung der Kohle in der Mühle
sowie für
die Verbrennung des Kohlenstaubes in der Feuerungsanlage wird vorgewärmte Luft
bzw. Primärluft
bereitgestellt, die durch Wärmetausch
von angesaugter Frischluft mit dem aus der Verbrennung der Kohle
in der Feuerungsanlage entstandenen heißen Abgas bzw. Rauchgas in
einem Luftvorwärmer (Luvo)
generiert wird. Dabei wird ein Grossteil der angesaugten Frischluft
durch den Luftvorwärmer
geleitet und dabei erwärmt
und der verbliebene Teil der angesaugten Frischluft wird stromaufwärts des
Luftvorwärmers
abgezweigt und ungewärmt,
d. h. als Kaltluft, stromabwärts
des Luftvorwärmers
dem erwärmten
Teil der Frisch- bzw. Primärluft
wieder zugemischt. Damit die Kohlemahlanlage mit Primärluft eines
bestimmten Temperaturbereiches beaufschlagt wird, kann die Primärlufttemperatur über die
Zumischung einer bestimmten Menge von kalter Primärluft in
die heiße
Primärluft
durch entsprechendes Verstellen der Regelklappen in den Zuleitungen
der erwärmten
und der kalten Primärluft
eingestellt werden. Die erwärmte
bzw. heiße
Primärluft,
die wie oben schon erwähnt,
zur Trocknung des gemahlenen Kohlenstaubes herangezogen wird, fungiert
innerhalb der Mühle
bzw. Kohlemahlanlage und stromabwärts der Mühle bis zu den Kohlestaubbrennern
der Feuerungsanlage hin auch als Tragluft, da sie die Kohlestaubpartikel
in der Schwebe mitführt
bzw. mitträgt.
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Da
der Betrieb mit Kohlenstaub innerhalb einer Feuerungsanlage bzw.
Kohlenstaubfeuerungsanlage gewisse Gefahren birgt, sieht die Vorschrift TRD
413 (Technische Regeln für
Dampfkessel) bzw. die Europäische
Norm EN 12952, Teil 9 bestimmte Sicherheitsmaßnahmen vor. Dies kann beispielsweise
der Druckschrift „Explosionsschutzmaßnahmen für Kohlenstaubfeuerungen
in Kraftwerken" von
F. Arens-Fischer,
VGB Kraftwerkstechnik 72 (1992), Heft 6 entnommen werden. Darin
wird auf Bild 1 und deren dazugehörige Beschreibung erläutert, dass gewisse
Forderungen der TRD 413 dazu führen,
Sicherheits-Schnellschlussklappen in die Tragluft- bzw. Mühlen(primär)luftleitung
einzubauen. Diese Sicherheits-Schnellschlussklappen unterbrechen
innerhalb einer Sicherheitszeit die Kohlenstaubzufuhr in den Feuerraum,
da sie die Zufuhr der Tragluft bzw. Primärluft zur Mühle unterbinden und somit keine
Luft mehr durch die Kohlenmahlanlage in Richtung Kohlenstaubbrenner
bzw. Feuerraum strömt,
die den Kohlenstaub tragen könnte. Üblicherweise
werden diese Sicherheits-Schnellschlussklappen bzw. Sicherheitsklappen
als Schwenkklappen ausgebildet, die mittels Pneumatik-, Hydraulik-
oder Elektroantrieben geöffnet
und mittels Federn oder Gewichte geschlossen werden (sogenannte
Sicherheitsstellung). Um die Leckage der Sicherheits-Schnellschlussklappen
gering zu halten sind üblicherweise
Lamellendichtungen eingesetzt und zur Vermeidung von Verschleiß am Klappenflügel der
Sicherheitsklappe werden diese in Kanaltaschen geführt.
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Die
TRD 413 sieht ferner vor, zu Reparatur- und Wartungszwecken vor
und nach der Kohlemahlanlage Absperreinrichtungen vorzusehen, wenn
bei Betrieb der Kohlenstaubfeuerungsanlage bzw. der Kesselanlage
an der Kohlemahlanlage gearbeitet werden soll. Zur Absperrung vor
der Kohlemahlanlage, d. h. in Strömungsrichtung der Primärluft gesehen stromaufwärts der
Kohlemahlanlage, wird die vorhandene Schnellschluss- bzw. Sicherheitsklappe
als Absperrklappe benutzt, um nicht noch eine zweite Klappe vor
der Kohlemahlanlage installieren zu müssen. Es hat sich dabei jedoch
gezeigt, dass trotz des hochwertigen und aufwändigen Dichtungssystems in der
Sicherheitsklappe heiße
Primärluft
als Leckluft die Sicherheitsklappe passiert und in die Kohlemahlanlage
strömt.
Durch das Einströmen
von heißer
Primärluft
in die Kohlemahlanlage ist jedoch ein sicheres Arbeiten in der Kohlemahlanlage
zum Zwecke einer Reparatur oder Wartung nicht gegeben. Als Abhilfe
muss man große
Deckel an der Primärluftleitung oder
Türen an
der Kohlemahlanlage öffnen,
um die Temperaturen in der Kohlemahlanlage für das Reparatur- bzw. Wartungspersonal
erträglich
zu halten. Dies erfordert einen zusätzlichen und zeitraubenden Montageaufwand,
wobei die Arbeitsbedingungen in der Kohlemahlanlage unter Umständen nicht
wesentlich verbessert werden.
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Beim
Bau der neuesten Kraftwerksgeneration (> 800 MW elektrisch) werden neue, sehr
groß dimensionierte
Kohlemahlanlagen für
die Feuerungsanlagen bzw. Kohlenstaubfeuerungsanlagen der Kraftwerke
erforderlich, die zwangsläufig
größer dimensionierte
Primärluftleitungen
und Sicherheits- bzw. Absperrklappen bedingen. Dabei hat sich gezeigt,
dass das Eigengewicht der vergrößerten Konstruktion
der als Schwenkklappe ausgebildeten Sicherheitsklappe nicht linear,
sondern progressiv zunimmt. Dasselbe gilt für die Zunahme des erforderlichen
Drehmomentes für
die Betätigung
der Schwenkklappe durch den pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen
Antrieb, da beim Öffnen
der Schwenkklappe der Gegendruck überwunden werden muss, der
durch die an der Schwenkklappe anstehende Primärluft entsteht. Eine vergrößerte Schwenkklappe
zieht somit durch ihre vergrößerte Fläche einen
größeren Gegendruck
der Primärluft nach
sich und somit ein wesentlich ansteigendes erforderliches Drehmoment
für die
Betätigung
der Schwenkklappe. Dies bedingt gegenüber den bisher üblichen
bzw. eingesetzten Sicherheitsklappen überproportional anwachsende
Kosten für
die Herstellung bzw. den Zukauf der Sicherheitsklappe und für die benötigten Komponenten
wie zuvorderst den Stellantrieb für die Sicherheitsklappe.
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Im
Gegensatz zu den Vorschriften TRD 413 und EN 12952, Teil 9 sieht
die amerikanische Vorschrift NFPA 8503 Standard for Pulverized Fuel
Systems vor, die für
Notfallsituationen benötigte
Schnellschlussklappe zum Absperren des Primär- bzw. Tragluftstromes nicht
stromaufwärts
der Kohlemahlanlage, sondern sie stromabwärts der Kohlemahlanlage anzuordnen.
Für den
Fall einer notwendigen Reparatur oder Wartung an einer Kohlemahlanlage sieht
diese Vorschrift Absperrklappen stromaufwärts der Kohlemahlanlage vor.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass je nach Ausführung der Absperrklappen diese mehr
oder weniger dicht sind und deshalb Leckageluft durch die Absperrklappen
strömen
kann und weiter in die Kohlemahlanlage gelangt. Ein sicheres Warten
oder Reparieren innerhalb der Kohlemahlanlage ist dann nicht mehr
gegeben.
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Aufgabe
der Erfindung ist es nun, eine Vorrichtung zum Betreiben einer mit
wenigstens einer Kohlemahlanlage betriebenen Feuerungsanlage zu schaffen,
die die vorgenannten Nachteile vermeidet. Insbesondere ist es Aufgabe
der Erfindung, eine Vorrichtung zum Betreiben einer mit wenigstens
einer Kohlemahlanlage betriebenen Feuerungsanlage zu schaffen, die
eine kostengünstige
Absperrklappe in Strömungsrichtung
der Primärluft
gesehen stromaufwärts
der Kohlemahlanlage aufweist und die das Eindringen von heißer Primärluft in
die Kohlemahlanlage verhindert und somit ein sicheres Arbeiten zu
Reparatur- oder Wartungszwecken innerhalb der Kohlemahlanlage bei
laufendem Betrieb der Feuerungsanlage ermöglicht. Es ist des weiteren
eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer mit
wenigstens einer Kohlemahlanlage betriebenen Feuerungsanlage vorzuschlagen.
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Die
vorstehend genannte Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung durch
die Gesamtheit der Merkmale des Patentanspruches 1 und hinsichtlich des
Verfahrens durch die Gesamtheit der Merkmale des Patentanspruches
8 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu
entnehmen.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung wird eine
Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer mit wenigstens
einer Kohlemahlanlage betriebenen Feuerungsanlage geschaffen, die
bzw. das die nachfolgenden Vorteile aufweist:
- – Absperrklappe
innerhalb der Primärluftleitung stromaufwärts der
Kohlemahlanlage mit zentrisch gelagerter Tandemklappe, dadurch vereinfachte Ausführung der
Absperrklappe und geringerer Drehmomentbedarf zur Klappenbetätigung;
dies erlaubt den Einsatz von kleineren Klappenstellantrieben und
somit Nutzung von preiswerteren Antriebskomponenten,
- – Verhinderung
der Leckage von Primärluft
an der Absperrklappe in Richtung der Kohlemahlanlage durch kontrollierte
Ableitung der Leckageluft durch eine Druckentlastungsleitung in
die Atmosphäre,
- – Sichere
Wartung bzw. Reparatur innerhalb der durch die Absperrklappe abgesperrte
Kohlemahlanlage während
des Betriebes der Feuerungsanlage,
- – Das
bisherige Klappenkonzept mit Absperr- bzw. Sicherheitsklappe und
den zwei Regelklappen in der kalten und heißen Primärluftleitung erfährt eine
bessere Ausnutzung.
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Eine
vorteilhafte Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass die Betätigung der
Absperrklappe und die der Druckentlastungsklappe mit einer Klappenbetätigungseinrichtung
mechanisch miteinander gekoppelt ist. Damit kann auf einfache Weise
sichergestellt werden, dass bei Betätigung der Absperrklappe gleichzeitig
die Druckentlastungsklappe betätigt
wird. Damit kann ein zweiter Stellantrieb für die Druckentlastungsklappe
sowie aufwändige
Leittechnik zur Steuerung dieses zweiten Stellantriebes entfallen.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung werden die Dichtleisten
der Absperrklappe entweder an dem Tandemflügel oder am Gehäuse der
Absperrklappe angeordnet. Damit kann die Ausbildung der Dichtleisten
den konstruktiven Gegebenheiten der Absperrklappe optimal angepasst
werden.
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In
vorteilhafter Ausbildung der Erfindung werden die Dichtleisten der
ersten Regelklappe entweder am Klappenflügel oder am Gehäuse der
ersten Regelklappe angeordnet. Damit kann die Ausbildung der Dichtleisten
wie vorhin auch den konstruktiven Gegebenheiten der ersten Regelklappe
optimal angepasst werden.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausbildung sieht vor, dass die in Strömungsrichtung
der Primärluft
gesehen stromabwärts
der Kohlemahlanlage angeordnete und mit der Kohlemahlanlage verbundenen Kohlenstaubleitung
mit einer Absperreinrichtung ausgebildet ist. Dadurch kann bei geschlossener
Absperreinrichtung in der Kohlenstaubleitung eine Rückströmung von
Rauchgasen aus dem Feuerraum durch die Kohlenstaubleitung in Richtung
der Kohlemahlanlage vermieden werden.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Absperrklappe
als Sicherheits-Schnellschlussklappe
ausgebildet. Durch diese Maßnahme
können mittels
der einen Klappe zwei Funktionen erfüllt werden, zum einen das Absperren
für den
Reparatur- und/oder
Wartungsfall innerhalb der Kohlemahlanlage und zum anderen die Schnellschlussfunktion
für Notfallsituationen.
Für diesen
Zweck ist die Absperrklappe mit entsprechenden Federn oder Gegengewichten
ausgebildet, die im Notfall die Absperrklappe sehr schnell schließen. Außerdem ist
der Stellantrieb der Absperrklappe regelungsseitig derart verknüpft, dass
er im Betriebsfall die Klappe aufmacht bzw. aufhält und im Notfall den Auf-Zustand
unterbricht und somit die Federn oder die Gegengewichte auf die
Absperrklappe zum Schließen
einwirken können.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass die
in Strömungsrichtung
der Primärluft
gesehen stromabwärts
der Kohlemahlanlage angeordnete und mit der Kohlemahlanlage verbundenen
Kohlenstaubleitung mit einem Schnellschlussschieber ausgebildet
ist, um in einer Notfallsituation den Kohlenstaubstrom von der Kohlemahlanlage
in Richtung der Kohlenstaubbrenner in kürzester Zeit zu unterbrechen.
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In
zweckmäßiger Weise
wird die zweite Regelklappe erst dann geöffnet, wenn die Absperrklappe
in Zu-Stellung ist. Dadurch wird vermieden, dass ein größerer Primärluftstrom
vor dem Schließen
der Absperrklappe in die Kohlemahlanlage gelangt.
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Nachstehend
sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung an Hand der Zeichnung und der Beschreibung näher erläutert.
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Es
zeigt:
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1 schematisch
dargestellt eine Vorrichtung zur Absperrung der Primärluftleitung
stromaufwärts
einer Kohlemahlanlage einer mit wenigstens einer Kohlemahlanlage
betriebenen Feuerungsanlage, wobei die Sicherheits-Schnellschlussklappe
in Strömungsrichtung
der Primärluft
gesehen stromaufwärts
der Kohlemahlanlage angeordnet ist,
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2 wie 1,
jedoch Sicherheits-Schnellschlussklappe in Strömungsrichtung der Primärluft gesehen
stromabwärts
der Kohlemahlanlage angeordnet.
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1 stellt
eine schematische Darstellung der Vorrichtung dar, wobei sich die
Darstellung im Wesentlichen auf eine Kohlemahlanlage 1 mit
deren dazugehörigen
Zu- und Ableitungen 3, 4, 17, 18 einer nicht
näher dargestellten
Feuerungsanlage 20 beschränkt. Die Feuerungsanlage 20 kann
beispielsweise Teil eines nicht dargestellten Kraftwerkes zur Erzeugung
von Strom sein und weist wenigstens eine, in den häufigsten
Fällen
zwei bis vier Kohlemahlanlagen 1 auf, die normalerweise
alle in Betrieb sind. Im Betrieb wird der Kohlemahlanlage 1 durch
eine Kohlezuführungsleitung 17 ungemahlene
Kohle zugeführt,
die Kohle in der Kohlemahlanlage 1 zerkleinert und dabei
mittels heißer
Primärluft,
die durch die erste Primärluftleitung 3 herangeführt wird,
weitestgehend getrocknet. Der Kohlenstaub wird von der heißen Primärluft, die
gleichzeitig als Tragluft fungiert, über eine Kohlenstaubleitung 18 dem
oder den Kohlenstaubbrenner(n) 19 zugeführt, mittels dem bzw. denen
der Kohlenstaub im Beisein der Primärluft und ferner zugeführter Sekundärluft (nicht
dargestellt) in einem nicht näher
dargestellten Feuerraum der Feuerungsanlage 20 verbrannt
wird.
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Zur
Einhaltung eines bestimmten Temperaturbereiches innerhalb der Kohlemahlanlage 1 weisen
die Zuführungsleitungen
der heißen
und der kalten Primärluft,
d. h. die erste und die zweite Primärluftleitung 3, 4 jeweils
eine Regelklappe 7 und 8 auf. Die kalte Primärluft wird
an der Mischstelle 5, die in Strömungsrichtung der Primärluft gesehen
stromabwärts
der Regelklappen 7, 8 und stromaufwärts der Kohlemahlanlage 1 liegt,
der heißen
Primärluft
zugemischt. D. h., dass die die kalte Primärluft führende zweite Primärluftleitung 4 an
der Mischstelle 5 in die die heiße Primärluft führende erste Primärluftleitung 3 einmündet. In
Strömungsrichtung
der Primärluft weist
die Vorrichtung zwischen der Mischstelle 5 und der Kohlemahlanlage 1 eine
Absperrklappe 2 auf, die den Primär- bzw. Tragluftstrom in Richtung
der Kohlemahlanlage 1 bei notwendig werdenden Reparatur- oder
Wartungsarbeiten an der bzw. innerhalb der Kohlemahlanlage 1 absperrt
und somit den Kohlenstaubstrom zum Kohlenstaubbrenner 19 unterbindet, da
ohne Tragluft keine Kohlepartikel mehr zum Kohlenstaubbrenner 19 gelangen
können.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Absperrung der ersten Primärluftleitung 3 stromaufwärts einer
Kohlemahlanlage 1, die gegenüber der Vorrichtung gemäß dem Stand
der Technik keine Primärluft-Leckage
innerhalb der Absperrklappe 2 in Richtung der Kohlemahlanlage 1 zulässt, weist
eine Absperrklappe 2 auf, die mit einem zentrisch gelagerten
Tandemflügel 10 und
einer mit der Außenatmosphäre verbundenen
und eine Druckentlastungsklappe 9 aufweisenden Druckentlastungsleitung 6 ausgebildet
ist. Ferner weisen sowohl die Absperrklappe 2 wie auch
die erste Regelklappe 7 Dichtleisten 13, 14 auf.
Diese können
entweder direkt auf den Tandem- bzw. Klappenflügel 10, 15 oder
am Klappengehäuse der
Klappen 2, 7 angebracht sein.
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Die
beiden voneinander beabstandeten Flügel des Tandemflügels 10 bilden
zwischen den Flügeln
einen Hohlraum 12. Die Druckentlastungsleitung 6 ist
derart an der Absperrklappe 2 angeordnet, dass die Druckentlastungsleitung 6 im
geschlossenen Zustand der Absperrklappe 2 bzw. des Tandemflügels 10 mit
dessen Hohlraum 12 in Verbindung steht bzw. mit diesem
kommuniziert und somit im Hohlraum 12 vorhandene Leckage-Primärluft über die
Druckentlastungsleitung 6 und die geöffnete Druckentlastungsklappe 9 in
die Atmosphäre
entweichen kann. Die Druckentlastungsklappe 9 der Druckentlastungsleitung 6 ist
vorzugsweise mittels einer mechanischen Klappenbetätigungseinrichtung 16 mit der
Absperrklappe 2 gekoppelt. Die Kopplung der beiden Klappen 2, 9 ist
dermaßen
ausgebildet, dass beim Schließen
der Absperrklappe 2 bzw. des Tandemflügels 10 gleichzeitig
die Druckentlastungsklappe 9 geöffnet wird bzw. beim Öffnen der
Absperrklappe 2 die Druckentlastungsklappe 9 geschlossen
wird. Anstelle der mechanischen Klappenbetätigungseinrichtung 16 kann
die Druckentlastungsklappe 9 auch mit einem nicht dargestellten
eigenen pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Antrieb betätigt werden.
Bei der Benutzung eines eigenen Antriebes für die Druckentlastungsklappe 9 muss
sichergestellt sein, dass, wie oben beschrieben, die Druckentlastungsklappe 9 geöffnet ist
bei geschlossener Absperrklappe 2 und umgekehrt. Dies kann
beispielsweise durch regel- und leittechnische Einrichtungen erzielt
werden.
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Durch
die zentrisch angeordnete Welle 11 des Tandemflügels 10 ergibt
sich gegenüber
einer außermittig
bzw. einseitig gelagerten Schwenkklappe ein wesentlich kleineres
erforderliches Drehmoment zum Betätigen des Tandemflügels 10,
da nicht der gesamte Klappenflächendruck
durch die anstehende Primärluft
beim Öffnen
des Tandemflügels 10 durch den
Stellantrieb 21 überwunden
werden muss. Damit einher geht der Einsatz eines wesentlich kleineren und
kostengünstigeren
Stellantriebes 21, der pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch
angetrieben werden kann. Mit zentrisch angeordneter Welle 11 ist gemeint,
dass die Betätigungswelle 11 über die
Länge des
Tandemflügels 10 gesehen
mittig am Tandemflügel 10 angeordnet
ist, wobei die Welle 11 innerhalb der beiden Flügel, d.
h. im Hohlraum 12 oder außerhalb der beiden Flügel des
Tandemflügels 10 liegen kann.
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Beim
normalen Betrieb der Feuerungsanlage 20 sind die Absperrklappen 2 aller
in Betrieb befindlichen Kohlemahlanlagen 1 offen und die
beiden Regelklappen 7, 8 der jeweiligen Kohlemahlanlage 1 sind
mittels nicht näher
dargestellter, handelsüblicher Regelantriebe
derart eingestellt, dass die Kohlemahlanlage 1 mit einer
Mischung aus heißer
und kalter Primärluft
beaufschlagt wird, deren Temperatur innerhalb eines vorgegebenen
Bereiches liegt. Im Falle einer erforderlichen Wartung oder Reparatur
an einer der Kohlemahlanlagen 1 der Feuerungsanlage 20 wird
bei weiter in Betrieb befindlicher Feuerungsanlage 20 als
erster Verfahrensschritt die Absperrklappe 2 stromaufwärts der
zu wartenden bzw. zu reparierenden Kohlemahlanlage 1 geschlossen
und gleichzeitig die Druckentlastungsklappe 9 innerhalb
der Druckentlastungsleitung 6 geöffnet. Als nächster Verfahrensschritt
wird die erste Regelklappe 7 geschlossen, so dass die Zufuhr
von heißer
Primärluft
zur Kohlemahlanlage 1 unterbunden ist. Anschließend wird
die zweite Regelklappe 8 geöffnet, so dass kalte Primärluft durch
die zweite Primärluftleitung 4 und über die
Mischstelle 5 in die erste Primärluftleitung 3 gelangt,
in der die kalte Primärluft
gegen die geschlossenen Klappen 2 und 7 als Sperrluft
ansteht. Da die kalte Primärluft
einen geringfügig
höheren Druck
aufweist als die heiße
Primärluft
(Druckverluste infolge des Luftvorwärmer-Durchtrittes) kann die kalte
Primärluft
die heiße
Primärluft
an der ersten Regelklappe 7 sicher absperren, da eine eventuelle
Leckage durch die heiße
Primärluft
an dieser Regelklappe 7 durch den höheren Gegendruck der kalten Primärluft verhindert
wird. An der Absperrklappe 2 wird eine Leckage der als
Sperrluft eingesetzten kalten Primärluft in Richtung der Kohlemahlanlage 1 insofern
unterbunden, da durch den ersten Flügel des Tandemflügels 10 durchtretende
kalte Primärluft
im Hohlraum 12 zwischen den beiden Flügel des Tandemflügels 10 gesammelt
und über
die mit dem Hohlraum 12 verbundene Druckentlastungsleitung 6 in die
Atmosphäre
abgeleitet wird. Eine Leckage der kalten Primärluft in Richtung der Kohlemahlanlage 1 wird
damit unterbunden und somit ein sicheres Arbeiten innerhalb der
Kohlemahlanlage 1 zum Zwecke der Wartung oder Reparatur
ermöglicht.
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Die
Absperrklappe 2 kann, um beispielsweise den Vorschriften
der TRD 413 bzw. EN 12952, Teil 9 nachzukommen, als Sicherheits-Schnellschlussklappe
ausgebildet sein wie in 1 dargestellt. In Notfallsituationen
wird dann der Primärluftstrom
innerhalb der Primärluftleitung 3 in
Richtung der Kohlemahlanlage 1 in kürzester Zeit abgesperrt, indem
der Tandemflügel 10 mittels
Federkraft oder Gegengewichten in kürzester Zeit bzw. einer Sicherheitszeit
in Zu-Stellung gebracht und somit der Kohlenstaubstrom zum Kohlenstaubbrenner 19 unterbunden
wird. Nach der Notfallsituation kann die Sicherheits-Schnellschlussklappe
durch den Stellantrieb 21 wieder in Auf-Stellung gebracht
werden. Um den Schnellschluss zu erzielen ist die Absperrklappe 2 mit
entsprechenden Federn bzw. Gegengewichten ausgestattet und der Stellantrieb 21 entsprechend
regelungstechnisch geschaltet, dass er im Notfall aus seiner Auf-Stellung
abschaltet. Durch die Kombination die Absperrklappe 2 gleichzeitig
als Sicherheits-Schnellschlussklappe
auszubilden wird die Anordnung einer zweiten Klappe nicht mehr erforderlich.
Die Vorrichtung wird insgesamt kostengünstiger.
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Als
weiterer Verfahrensschritt und als zusätzliche Absicherung für Reparatur-
und Wartungsarbeiten an der Kohlemahlanlage 1 kann die
Absperreinrichtung 22 geschlossen werden, die in der Kohlenstaubleitung 18 zwischen
Kohlemahlanlage 1 und Kohlenstaubbrenner 19 angeordnet
ist. Bei geschlossener Absperreinrichtung 22 wird verhindert,
dass eventuell Feuerraumgase aus dem Feuerraum der im Betrieb befindlichen
Feuerungsanlage 20 rückwärts durch
die Kohlenstaubleitung 18 in Richtung der Kohlemahlanlage 1 strömen.
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Eine
erforderlich werdende Reparatur bzw. Wartung an einer abgesperrten
Kohlemahlanlage 1 erfolgt dabei bei in Betrieb befindlicher
Feuerungsanlage 20, d. h. bei in Betrieb befindlicher weiterer
Kohlemahlanlagen 1 der Feuerungsanlage 20 oder,
falls nur eine Kohlemahlanlage 1 vorhanden ist, bei in
Betrieb befindlichem Öl-
bzw. Gasstützbrenner. 1 zeigt
schematisch den Zustand der Vorrichtung in Bezug auf die Klappenstellungen
der Klappen 2, 7, 8, 9, 22,
wie er sich während
der Reparatur bzw. Wartung darstellt.
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2 zeigt
eine Anordnung eines Schnellschlussschiebers 23 in Strömungsrichtung
des Primärluftstromes
gesehen stromabwärts
der Kohlemahlanlage 1, d. h. in der Kohlenstaubleitung 18 zwischen
Kohlemahlanlage 1 und Kohlestaubbrennern 19, wie
sie die amerikanische Vorschrift NFPA 8503, Standard for Pulverized
Fuel Systems fordert. Die Anordnung gemäß 2 ist bis
auf die Schnellschlusseinrichtung 23 mit der Anordnung
der 1 identisch und die für 1 beschriebenen
Verfahrensschritte hinsichtlich einer Absperrung für Reparatur-
oder Wartungsarbeiten innerhalb der Kohlemahlanlage 1 gelten
auch hier. Im Reparatur- oder Wartungsfall einer Kohlemahlanlage 1 wird,
wie bei der Anordnung gemäß 1 beschrieben,
die Absperrklappe 2 geschlossen und dabei gleichzeitig
die Druckentlastungsklappe 9 geöffnet, anschließend die erste
Regelklappe 7 geschlossen und anschließend die zweite Regelklappe 8 geöffnet. Zur
Absperrung zwischen Kohlemahlanlage 1 und Kohlenstaubbrenner 19 kann
anschließend
eine Absperreinrichtung 22 geschlossen werden, die entweder
manuell oder mit einem Stellantrieb 25 betätigt werden
kann. Der Schnellschlussschieber 23 ist mit einem Stellantrieb 24 ausgestattet,
der pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch angetrieben werden
kann. Bei Notfallsituationen wird durch schnelles Schließen des
Schnellschlussschiebers 23 der Kohlenstaubstrom in Richtung
Kohlenstaubbrenner 19 bzw. Feuerraum unterbunden.
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Die
einzelnen Verfahrensschritte erfolgen in zeitlicher Abfolge gesehen
entweder unmittelbar anschließend
an den vorausgehenden Verfahrensschritt oder innerhalb einer Zeitspanne
von wenigen Sekunden. Ausnahme bilden die Verfahrensschritte, die
gleichzeitig ausgeführt
werden. Der anschließende
Verfahrensschritt nach dem Schließen der Absperrklappe 2 und
dem gleichzeitigen Öffnen
der Druckentlastungsklappe 9, d. h. das Schließen der ersten
Regelklappe 7, kann beispielsweise eingeleitet werden,
sobald die Absperrklappe 2 den Zustand der „Auf-Stellung" verlassen hat und
in den Zustand der „Zu-Stellung" übergeht. Durch diese Maßnahme wird
eine sehr schnelle zeitliche Abfolge der beiden Verfahrensschritte
erwirkt. Das anschließende Öffnen der
zweiten Regelklappe 8 kann davon abhängig gemacht werden, ob die
Absperrklappe 2 bereits die „Zu-Stellung" erreicht hat. In
diesem Fall wird erst dann kalte Primärluft, die als Sperrluft dient,
in Richtung der Absperrklappe 2 geleitet, wenn die Absperrklappe 2 zu
ist und die Druckentlastungsklappe 9 zum Ableiten der Sperrluft
offen ist. Die jeweiligen Auf- bzw. Zu-Stellungen der verschiedenen
Absperreinrichtungen bzw. -klappen 2, 7, 8, 9, 22, 23 können durch
nicht dargestellte Messfühler,
Endschalter oder dgl. angezeigt werden.
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- 1
- Kohlemahlanlage
- 2
- Absperrklappe
- 3
- Erste
Primärluftleitung
- 4
- Zweite
Primärluftleitung
- 5
- Mischstelle
- 6
- Druckentlastungsleitung
- 7
- Erste
Regelklappe
- 8
- Zweite
Regelklappe
- 9
- Druckentlastungsklappe
- 10
- Tandemflügel
- 11
- Welle
- 12
- Hohlraum
- 13
- Dichtleisten
- 14
- Dichtleisten
- 15
- Klappenflügel
- 16
- Klappenbetätigungseinrichtung
- 17
- Kohlezuführungsleitung
- 18
- Kohlenstaubleitung
- 19
- Kohlenstaubbrenner
- 20
- Feuerungsanlage
- 21
- Stellantrieb
Absperrklappe
- 22
- Absperreinrichtung
- 23
- Schnellschlussschieber
- 24
- Stellantrieb
Schnellschlussschieber
- 25
- Stellantrieb
Absperreinrichtung