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Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9 zur Trocknung von biogenem Festbrennstoff, insbesondere Holz mit hohem Feuchtegehalt zur Brennstoffversorgung eines Dampfkraftwerks.
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Kraftwerke mit Befeuerung durch Feststoffe, wie Holz, Kohle und ähnlichen Brennstoffen, können effektiver betrieben werden, wenn der Brennstoff wenig Feuchtigkeit enthält. Biogene Brennstoffe haben überwiegend einen hohen Feuchtigkeitsgehalt. Die Verbrennung von biogenen Brennstoffen erfordert daher in der Regel eine Vortrocknung, um hohe Feuchtewerte von z. B. 50% bei Frischholz auf Werte um 10% zu verringern, bevor diese der Feuerung zugeführt werden. Dadurch lassen sich gegenüber der Zufuhr ungetrockneten Holzes bis zu 20% Brennstoffkosten einsparen.
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Die Brennstofftrocknung kann zwar auf einfache Weise auch durch Trockenlagerung erreicht werden, jedoch ist dies bei einem großen Kraftwerk mit elektrischen Leistungen von über 10 MW unwirtschaftlich und logistisch schwer zu handhaben. Daher erfolgt eine Brennstofftrocknung in der Regel über eine aktive Lufttrocknung, bei der der Brennstoff in einem Trocknungsbett entweder mit aufgeheizter oder mehr oder weniger trockener Luft durchströmt wird. Die Luft kann nur Feuchtigkeit bis zum einem bestimmten Sättigungsgrad aufnehmen, der von der Lufttemperatur und der vorhandenen Luftfeuchtigkeit abhängt. Die erforderlichen Trocknungszeiten können daher erheblich sein.
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In einigen Fällen steht zwar ein Überschuss an Wärme aus vorhandenen Heiz- oder Kraftwerkeinrichtungen zur Verfügung, der zur Brennstofftrocknung verwendet werden kann. In der Regel ist die Trocknung jedoch mit erheblichen Kosten verbunden, so dass es gewünscht ist, einen Teil der zur Trocknung aufgebrachten Wärmeenergie, z. B. durch Rückgewinnung von Verdampfungswärme, zurückzugewinnen und dann an andere Verbraucher zu überführen, wobei dafür aber nur eine relativ niedrige Temperatur zur Verfügung steht.
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Aus der
EP744012B1 ist ein Verfahren zum Trocknen von Holz durch Zirkulieren von Heißluft um und durch einen oder mehrere Holzstapel bekannt, die chargenweise behandelt werden. Dabei wird das Holz zunächst auf eine Starttemperatur zum Trocknen erwärmt, dann die tatsächliche Trocknung durchgeführt und danach wieder befeuchtet, um durch die Trocknung sich ergebende Risse und Spannungen zu vermeiden. Die Befeuchtung erfolgt durch während der Erwärmungsphase zugeführten gesättigten Wasserdampf, der an kälteren Holzflächen kondensiert.
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Bei der Verwendung von Holz als Brennstoff ist eine Wiederbefeuchtung aber kontraproduktiv.
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Bei einer aus der
EP1118828A1 bekannten Holztrocknungsanlage wird Holz in einem Behandlungsraum ebenfalls chargenweise erwärmt. Die dabei entstehenden Gase werden außerhalb des Behandlungsraums verbrannt und dienen zur Beheizung des Behandlungsraums oder werden alternativ über einen Kondensator geleitet, um wertvolle Extrakte aus den entstandenen Gasen zurückgewinnen zu können.
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Aus der
WO2012075518A1 ist ein weiteres Verfahren zur Holztrocknung bekannt, bei dem feuchtes Holz in einer Vortrocknungskammer mit einer erwärmten, über einen Kreuzstromwärmetauscher angesaugten Zuluft erwärmt wird. In einer Haupttrocknungskammer wird das Holz dann mit einer im Kreislauf über ein Heizregister geführten Umluft beaufschlagt, aus der ein Teilstrom als Abluft ausgeschieden und durch Zuluft ersetzt wird, die in dem Kreuzstromwärmetauscher erwärmt wird, um so eine Wärmerückgewinnung zu erreichen.
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Es ist auch bekannt, Holz chargenweise durch Dampf zu trocknen. Allerdings passiert es dabei leicht, dass bei der Trocknung durch Leckagen oder fehlende Isolierung Kältepunkte vorhanden sind, an denen der Dampf kondensiert und damit die Restfeuchte im Holz wieder angehoben wird. Zwar lässt sich dabei durch Verwendung eines Kondensators ein relativ großer Anteil der eingesetzten Wärme wieder zurückgewinnen, aber es stehen selten geeignete Wärmeabnehmer zur Verfügung.
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Ein weiteres Problem ergibt sich bei der Holztrocknung, wenn diese bis auf geringe Feuchtewerte durchgeführt wird, dass in entsprechenden Lagerbehältern oder Silos aufgrund exothermer Vorgänge Vorkehrungen gegen Selbstentzündung getroffen werden müssen, wie z. B. durch eine Inertisierung mit neutralen Gasen.
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Bei einem Dampfkraftwerk mit Zufuhr von fossilen oder biogenen Brennstoffen wird die durch die Verbrennung erzeugte thermische Energie in einer Dampfturbine in elektrische Energie überführt. Aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf eines derartigen Kraftwerks werden dabei zur Erreichung eines hohen Wirkungsgrades der Energieumwandlung einige Volumenteile über verschiedene Wärmetauscher geführt, um z. B. eine Vorwärmung des Speisewassers vorzunehmen. Hierzu wird an einer geeigneten Stelle der Turbine Dampf ausgekoppelt und in einem Wärmetauscher kondensiert. Auch kann ein Teil der Kondensatorabwärme der Hauptkondensatleitung verwendet werden, um weitere Wärmeabnehmer zu versorgen.
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Zur Vortrocknung von Brennstoffen ist es auch bekannt, Abwärme eines Kraftwerks zu verwenden, die über einen aufgeheizten Luftstrom durch den Brennstoff geführt wird. Ein erhebliches Problem liegt auch hier darin, dass der getrocknete Brennstoff mit Stickstoff oder anderen inerten Gasen inertisiert werden muss, um die Brandgefahr durch Selbstzündung im Brennstoffbunker oder auf dem Transportweg zu verhindern.
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Es ist auch bekannt, den insbesondere bei der Trocknung von biogenen Brennstoffen mit hohem Feuchtegehalt entstehenden Brüden, ein Luft-Dampf-Gemisch, entweder an die Atmosphäre abzugeben oder aber in ökonomischer Weise zur Energierückgewinnung zu verwenden, z. B. zur Erzeugung von Warm-/Heizwasser, wobei die eingesetzten Wärmetauscher den besonderen Eigenschaften des Brüden angepasst sein müssen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Trocknung von biogenem Festbrennstoff, insbesondere Holzhackschnitzel, anzugeben, bei dem bzw. bei der sowohl eine hohe Trocknungsleistung erreichbar ist als auch eine ökonomische Wärmerückgewinnung möglich ist.
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Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Einrichtung in einem Biomassekraftwerk derart einzusetzen, dass der Gesamtwirkungsgrad des Kraftwerks verbessert wird und sich die Betriebskosten des Kraftwerks stark verringern lassen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie eine Einrichtung nach Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Brennstoff im kontinuierlichen Durchlaufverfahren durch eine Trocknungskammer geführt, in der ein erhitzter Luftstrom umläuft, der den zu trocknenden Festbrennstoff so stark erhitzt, dass aus dem Festbrennstoff austretende Feuchte überhitzt wird und damit das Holz getrocknet wird. Der Luftstrom vermischt sich dabei mit dem aus dem Festbrennstoff austretenden Dampf und bildet den Brüden, das Luft-Dampf-Gemisch. Überschüssiger Brüden wird in einem Kondensator auskondensiert.
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Eine erfindungsgemäße Einrichtung enthält einen Festbrennstoff-Bunker, aus dem der feuchte Festbrennstoff kontinuierlich ausgetragen und über eine Förderstrecke durch eine Trocknungskammer geführt wird und diese dann zur Abgabe in einen Zwischenspeicher verlässt. Die Förderstrecke ist dabei etagenweise mit jeweils endseitigen Fallstufen ausgebildet, wobei die einzelnen Etagen Rohrleitungen enthalten, durch die Heißdampf geleitet wird. Dieser heizt die zwischen den Rohrleitungen durchströmende Luft bzw. den Brüden, auf, der wiederum beim weiteren Durchströmen durch den Festbrennstoff dessen Aufheizung bewirkt. Der Brüden wird dabei über den Dampf in den Rohrleitungen so stark erhitzt, dass die aus dem Festbrennstoff in jeder Etage austretende Feuchte überhitzt wird, was zu einer wirksamen Trocknung des Festbrennstoffs führt. Der überschüssige Teil des Umlaufbrüden wird aus dem Luft-Dampf-Gemisch ausgekoppelt und zu einem Brüdenkondensator überführt, wo er kondensiert wird. Die dabei gewonnene Wärmeenergie wird an verschiedene Wärmeverbraucher abgeben.
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Die Erfindung lässt sich daher mit großem Vorteil in einem Biomassekraftwerk mit einer Dampfturbine zur Erzeugung elektrischer Energie und einem Wasser-Dampf-Kreislauf mit einem Kondensator zur Dampfrückkühlung verwenden. Der in den Rohrleitungen der Trocknungskammer zur Aufheizung des Luft-Dampf-Gemisches (Brüden) strömende Heißdampf wird dabei aus einer ersten Anzapfung der Turbine, vorzugsweise einer Anzapfung für einen Niederdruck-Kondensat-Vorwärmer, gewonnen und nach Durchlaufen der Trocknungskammer als Kondensat in die Hauptkondensatstrecke vor dem Niederdruck-Kondensat-Vorwärmer wieder eingespeist.
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Der Kühlkreislauf des Brüdenkondensators wird dabei vorzugsweise aus der Hauptkondensatstrecke hinter der Hauptkondensat-Pumpe des Abdampfkondensators der Turbine gespeist.
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In vorteilhafter Weise lässt sich die Brüdenkondensationswärme dazu verwenden, das Hauptkondensat beispielhaft vor dem ersten Niederdruckvorwärmer wieder einzuspeisen, um die Hauptkondensat-Temperatur vor dem ersten Niederdruckvorwärmer anzuheben. Die höhere Hauptkondensat-Eintrittstemperatur vor dem ersten Niederdruckvorwärmer ermöglicht eine Reduzierung der Dampfmenge aus der ersten Anzapfung der Turbine. Hierdurch wird der Dampfmassenstrom in der Turbine hinter der ersten Anzapfung bis zum Abdampfteil der Turbine erhöht und damit die Turbinenleistung gesteigert. Bei einer Gesamtbetrachtung wird die Trocknungswärme für die Holztrocknung in diesem bevorzugten Fall aus dem Turbinenabschnitt zwischen der ersten Anzapfung und der zweiten Anzapfung entnommen. Die Trocknungswärme kann alternativ auch aus einem anderen Turbinenabschnitt zwischen zwei Anzapfungen entnommen werden.
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Ein Überhang an Brüdenwärme kann auch für die Vorwärmung der Verbrennungsluft für die Brennkammer genutzt werden. Dieser Luftwärmeanteil ersetzt in gleicher Größenordnung den Brennstoffbedarf.
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Der Brennstoff wird bei der Trocknung aufgeheizt. Sofern der getrocknete Brennstoff unmittelbar nach der Trocknung mit der zugeführten Brüdenwärme der Verbrennung zugeführt wird, ersetzt dieser Wärmeanteil ebenfalls in gleiche Größenordnung einen Teil des Brennstoffbedarfs.
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Sofern ein weiterer Brüdenwärmeüberschuss besteht, kann dieser Überschuss vorzugsweise zur Vortrocknung und Aufheizung des Brennstoffs im Brennstoffbunker genutzt werden.
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Die Förderstrecke enthält vorzugsweise eine bandförmige Schubvorrichtung mit Schubbalken, die den Festbrennstoff mit wechselnder horizontaler Förderrichtung über die einzelnen übereinander liegenden Etagen befördert, die insbesondere aus parallel zueinander angeordneten beheizten Rohren bestehen, durch die der zur Aufheizung und Trocknung des Festbrennstoffs verwendete Dampfstrom aus der ersten Anzapfung der Turbine strömt.
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Der aus der Turbine entnommene Heißdampf hat eine Temperatur von vorzugsweise 130–150°C, so dass der in der Trocknungskammer damit aufzuheizenden Umluft-Brüden ebenfalls eine nahezu entsprechende Temperatur erhält.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer Trocknungseinrichtung bei Verwendung in einem Biomassekraftwerk,
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2 eine Aufsicht auf eine Etage der Trocknungseinrichtung,
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3 einen Querschnitt durch eine Etage der Trocknungseinrichtung,
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4 eine Seitenansicht einer Etage, und
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5 ein H-t-Diagramm.
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1 zeigt schematisch eine Turbine 14 eines Biomassekraftwerks, in dem Festbrennstoff, wie Holzhackschnitzel oder andere biogene Brennstoffe als Heizstoff verwendet werden. Unter dem Begriff Festbrennstoff sind allgemein solche Stoffe zu verstehen, die trotz hohem Feuchtegehalt brennbare Substanz enthalten. Der in dem Kessel des Biomassekraftwerks erzeugte Dampf wird der Turbine 14 mit hohem Druck und hoher Temperatur zugeführt, und treibt einen nicht dargestellten Generator zur Erzeugung elektrischer Energie an. An der Ausgangsstufe der Turbine wird der Dampf über einen Kondensator 29 abgekühlt und kondensiert. In der an den Kondensator 29 anschließenden Hauptkondensatleitung 33 der Turbine 14 liegen eine Hauptkondensatpumpe 40 und ferner zwei Niederdruckvorwärmer 12 und 16, denen Dampf aus den Anzapfungen 26 bzw. 32 der Turbine 14 zugeführt wird. Über die erste Anzapfleitung 13 und den ersten Abgriff 27 der Leitungsverbindung zwischen erster Anzapfung 26 und zweitem Niederdruckvorwärmer 16 wird Heißdampf mit einer Temperatur von etwa 140°C und 4 bar ausgekoppelt und an die Trocknungskammer 1 überführt.
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In der Trocknungskammer 1 läuft der von dem Abgriff 27 über die Leitungsverbindung 30 geführte Heißdampf durch ein Rohrschlangensystem, das beheizte Böden 2 bildet, über die der Festbrennstoff geführt wird. Die beheizten Böden 2 sind etagenartig übereinander aufgebaut und enthalten jeweils eine Vorschubeinrichtung 17 zur Vorwärtsbewegung des Brennstoffs 3 über die einzelnen Etagen 5. Die Heizschlangen der beheizten Böden 2 weisen einen Abstand zueinander auf, durch die im Kreislauf durch die Trocknungskammer 1 geführte Luft bzw. der Brüden hindurchtreten kann. Beim Durchlauf des Festbrennstoffs durch die Trocknungskammer 1 wird dieser über die Etagen 5 gefördert und dabei gleichzeitig durch die Luft- bzw. Brüdenströmung so aufgeheizt, dass das Wasser aus dem Brennstoff verdampft. Der dabei in jeder Etage entstehende Dampf dringt durch die Öffnungen 4 des jeweils darüber liegenden Bodens, wird dabei überhitzt und heizt damit die nächste Brennstoffschicht auf dem darüber liegenden Boden auf. Dabei wird wiederum das Wasser im Brennstoff verdampft. Dieser Vorgang wiederholt sich in allen Etagen.
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Nachdem der von dem Abgriff 27 der Trocknungskammer 1 zugeführte Heißdampf die Heizschlangen der Trocknungskammer 1 durchlaufen hat, wird er in die Hauptkondensatleitung 33 der Turbine 14 zwischen dem ersten Niederdruckvorwärmer 12 und dem zweiten Niederdruckvorwärmer 16 am Kondensateintritt 28 eingespeist. Zur Ableitung von entstandenem Kondensat ist in der Rücklaufstrecke 31 des Heizkreislaufs ein Kondensatableiter 25 angeordnet.
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Der zu trocknende Festbrennstoff wird mit einer Vorschubeeinrichtung 17 über die beheizten Böden 2 vom Brennstoffbunker 18 bis zum Austritt 19 der Trocknungskammer etagenweise vorgeschoben. Am Ende einer jeden Etage fällt der Festbrennstoff auf die Vorschubeeinrichtung der darunter liegenden Etage und fällt schließlich in den Zwischenspeicher 20. Der in den Zwischenspeicher 20 eingetretene trockene Festbrennstoff kann dann unmittelbar der Feuerungsanlage des Kessels zwecks Dampferzeugung für die Turbine zugeführt werden.
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Die Luft- bzw. Brüdenströmung durch die Trocknungskammer erfolgt im Umlauf mittels eines Brüdengebläses 6.
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Der bei der Trocknung entstehende Brüden wird über ein Brüdengebläse 8 auf den Brüdenkondensator 7 geleitet, in dem er auskondensiert wird. Die Kühlung des Brüdenkondensators 7 erfolgt über den Kondensatkreislauf 9, der von einem zweiten Abgriff 34 der Hauptkondensatleitung 33 hinter der Hauptkondensatpumpe 40 gespeist wird. Hierzu ist eine Kondensatumwälzpumpe 10 vorgesehen.
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Ein Teil der im Kondensatkreislauf entstehenden Brüdenkondensationswärme wird
- 1) vorzugsweise direkt vor dem ersten Niederdruckvorwärmer 12 in die Hauptkondensatleitung 33 eingespeist und steigert so die Temperatur des Hauptkondensators vor dem ersten Niederdruckvorwärmer 12. Der Dampfbedarf des ersten Niederdruckvorwärmers 12 aus der zweiten Anzapfung 32 wird dadurch verringert. Der nicht mehr benötigte Dampf aus der Anzapfung 32 erzeugt in der Turbine 14 Strom.
- 2) Die überschüssige Brüdenwärme lässt sich ferner über Wärmetauscher 11 zurückgewinnen, die vorzugsweise zur Aufheizung der Verbrennungsluft und z. B. zur Aufheizung von Zusatzwasser für das Biomassekraftwerk, zur Aufheizung von Gebäudeeinrichtungen oder weiterer Vorrichtungen, die Wärme benötigen, verwendet werden können.
- 3) Sofern noch ein weiterer Überschuss an Brüdenwärme besteht, kann diese Wärme zum Vortrocknen des Brennstoffs im Brennstoffbunker 18 mittels eines Luftvorwärmetauschers 22 verwendet werden, dem ein Luftgebläse 21, Rohrleitungen 23 und mehrere Heißluftverteiler 24 im Brennstoffbunker 18 zugeordnet sind, so dass der Dampfbedarf zur Trocknung des Festbrennstoffs gesenkt wird.
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Es ist von Vorteil, wenn in der Trocknungskammer ein geringer Unterdruck herrscht, der über das Brüdengebläse 8 erzeugt wird, das eine Dampfströmung zum Brüdenkondensator unterstützt.
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Da das Turbinenkondensat zur Kühlung des Brüdenkondensators 7 vor dem ersten Niederdruckvorwärmer 12 der Hauptkondensatstrecke 33 entnommen und auf 90°C–95°C aufgeheizt auch wieder vor dem ersten Niederdruckvorwärmer 12 eingespeist wird, reduziert die höhere Kondensateintrittstemperatur den Dampfbedarf des ersten Niederdruckvorwärmers 12 aus der zweiten Anzapfung 32 der Dampfturbine 14.
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Die zur Aufheizung der Böden 2 benötigte Dampfmenge wird bereits der ersten Anzapfung 26 entnommen, so dass der für die Trocknung erforderliche Wärmedampf nur aus dem entsprechenden Turbinenabschnitt entnommen wird.
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Da der Dampf aus der ersten Anzapfung 26 mit etwa 140°C abgeleitet wird, beträgt die Temperatur der Beheizung aller übereinander angeordneten Böden rund 140°C und liegt damit rund 40°C über der aus dem Brennstoff austretenden Brüdendampftemperatur von 100°C bei 1 bar. Damit ergibt sich, dass die Brüdendampftemperatur bei der Trocknung über 100°C liegt und beim Eintritt in die jeweils nächste Trocknungsstufe trocken ist und bleibt.
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Die vom Brüdenkondensator 7 abgegebene Wärme wird vorzugsweise in der Reihenfolge der oben genannten Schritte 1, 2 und 3 abgegeben. In Stufe 3 reduziert sich entsprechend der Wärmebedarf des Brennstoffs durch die extern in den Bunker der Trockenkammer eingebrachte Wärme.
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Durch die erfindungsgemäße Einrichtung kann auch die Aufheizung der gesamten Verbrennungsluft, des Zusatzwassers, der Wärmebedarf für den Betrieb der Kraftwerkheizung für das Kraftwerk nebst Bürogebäude durch die vom Brüdenkondensator abgegebene Wärme gedeckt werden und kann die Dampfmengen ersetzen, die anderenfalls aus der Dampfturbine entnommen werden müssten.
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2 zeigt eine Aufsicht auf einen beheizten Boden 2 der Trocknungskammer 1. Der Boden ist aus mehreren nebeneinander über einen Spalt 38 beabstandeten Rohren 37 gebildet. Auf den Böden lässt sich der Festbrennstoff mittels der Schubbalken 36 vorwärts bewegen. Die Schubbalken können entweder repetierend bewegt werden, wobei in der Vorwärtsbewegung der Festbrennstoff an den senkrechten Flanken der keilförmigen Form der Schubbalken vorgeschoben wird, während die Schubbalken in der Rückwärtsbewegung durch ihre keilförmige Ausbildung dem Festbrennstoff unterlaufen. Alternativ können die Schubbalken auf jeder Etage als umlaufende Kettenförderer ausgebildet sein.
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3 zeigt einen Querschnitt durch einen beheizten Boden, der aus parallelen Rohren 37 gebildet ist, auf dem der Schubbalken 36 läuft. Um zu vermeiden, dass sich der Spalt 38 zwischen den Rohren zusetzt, enthält der Schubbalken unterseitige zwischen den Rohren 37 laufende Finger 35 zum Freimachen der Spalte, durch die die Luftströmung zur Trocknung des geförderten Festbrennstoffs frei strömen soll.
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4 zeigt eine Seitenansicht der auf den Rohren 37 laufenden Vorschubeinrichtung. Hier sind die Schubbalken an einer Förderkette 39 befestigt und werden damit gemeinsam bewegt.
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5 zeigt ein H-t-Diagramm, in dem die erreichbare Enthalpie in kJ/kg Festbrennstoff gegenüber der Temperatur aufgetragen ist. Es zeig sich ein erheblicher Enthalpiegewinn durch die Beheizung des Brennstoffs bei 4 bar und 140°C gegenüber der Dampftemperatur von 100°C bei 1 bar, wenn der Brüdendampf in den überheizten Zustand eintritt.
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Gegenüber dem Brennstoffbedarf, wenn der Brennkammer des Kessels Feuchtbrennstoff zugeführt wird, können mit der erfindungsgemäßen Brennstofftrocknung daher eine bedeutende Brennstoffmenge und damit ein Großteil der Brennstoffkosten eingespart werden.
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In einer simulierten Beispielrechnung konnte nachgewiesen werden, dass die eingesparten Brennstoffkosten rund 20% erreichen.
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Obgleich die Dampfentnahme für den Wärmebedarf aus der ersten Anzapfung 26 die elektrische Leistung der Turbine verringert, wird diese Reduktion durch den Wärmeeintrag in das Kondensat der Hauptkondensatstrecke 33 vor dem zweiten Niederdruckvorwärmer 16 begrenzt. Der genannte Bruttovorteil von 20% wird daher nur auf etwa 17% verringert, wenn die Brennstoffkosten ohne das erfindungsgemäße Verfahren mit den Kosten bei Verwendung der durch die Erfindung angegebenen Brennstofftrocknung verglichen werden.
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In einem errechneten Beispiel wurde eine Feuerungsleistung eines Kraftwerks mit 83 MW zugrunde gelegt, wobei als Brennstoff Frischholz mit einem Wassergehalt von 50% angesetzt wurde. Bei einem jährlichen Holzbedarf von etwa 320.000 t war mit Brennstoffkosten in Höhe von etwa 16 Millionen EUR/Jahr zu rechnen. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Trocknungseinrichtung konnte der Brennstoffbedarf und dessen Kosten um etwa 20% verringert werden. Durch die Dampfentnahme an der ersten Anzapfung 26 der Dampfturbine und Wärmenutzung des Brüden wird der Gesamtvorteil um etwa 400.000 EUR/pro Jahr verringert, so dass ein bereinigter Gesamtvorteil von insgesamt um 17%, und damit rund 2,7 Millionen EUR/Jahr für ein erfindungsgemäßes Biomassekraftwerk erzielt werden kann.
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Der durch das erfindungsgemäße Verfahren reduzierte Biomassebedarf bei gleicher elektrischer Stromerzeugung hat außerdem den Vorteil, dass eine deutlich geringere Aschemenge erzeugt wird und dies die Umwelt entlastet. Diese Entsorgungskosten sind bei der vorgenannten Berechnung noch nicht berücksichtigt. Außerdem ist die Abgasmenge reduziert, die über den Kamin abgeleitet werden muss. Es konnte festgestellt werden, dass die Abgasmenge um rund 30% verringert werden konnte.
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Da die Trocknungsluft in der Trocknungsanlage durch die beheizten Böden stark überhitzt ist, wird verhindert, dass Brüdendampf sich im Brennstoff wieder abkühlt und kondensiert. Eine Brandgefahr durch Selbstzündung ist damit ausgeschlossen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Trocknungskammer
- 2
- beheizte Böden
- 3
- Brennstoff / Brennstoffschicht
- 4
- Öffnungen im beheizten Boden
- 5
- Etagen
- 6
- Umluftgebläse
- 7
- Brüdenkondensator
- 8
- Brüdengebläse
- 9
- Kondensatkreislauf
- 10
- Kondensatumwälzpumpe
- 11
- Wärmetauscher
- 12
- erster Niederdruckvorwärmer
- 13
- erste Anzapfleitung
- 14
- Dampfturbine
- 15
- zweite Anzapfleitung
- 16
- zweiter Niederdruckvorwärmer
- 17
- Vorschubeinrichtung
- 18
- Brennstoffbunker
- 19
- Austritt der Trocknungskammer
- 20
- Schacht bzw. Zwischenspeicher
- 21
- Luftgebläse
- 22
- Luftvorwärmetauscher
- 23
- Luftleitungen
- 24
- Heißluftverteiler
- 25
- Kondensatableiter
- 26
- erste Anzapfung
- 27
- erster Abgriff
- 28
- Kondensateintritt
- 29
- Kondensator
- 30
- Leitungsverbindung
- 31
- Rücklauf
- 32
- zweite Anzapfung
- 33
- Hauptkondensatstrecke
- 34
- zweiter Abgriff
- 35
- Finger
- 36
- Schubbalken
- 37
- Rohrleitung
- 38
- Spalt
- 39
- Förderkette
- 40
- Hauptkondensatpumpe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 744012 B1 [0005]
- EP 1118828 A1 [0007]
- WO 2012075518 A1 [0008]
