DE19643570A1 - Verfahren zum Betrieb einer Niedertemperatur-Verbrennungs-Anlage, insbesondere einer mit einer Dampfturbine gekoppelten Müllverbrennungsanlage - Google Patents

Verfahren zum Betrieb einer Niedertemperatur-Verbrennungs-Anlage, insbesondere einer mit einer Dampfturbine gekoppelten Müllverbrennungsanlage

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DE19643570A1
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Kurt Dipl Ing Stroeer
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Vattenfall Europe Generation AG and Co KG
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VEAG Vereinigte Energiewerke AG
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    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Betrieb einer Niedertemperatur-Verbrennungs-Anlage, insbe­ sondere einer mit einer Dampfturbine gekoppelten Müllverbrennungsanlage.
Insbesondere bei der Müllverbrennung werden aggressive Rauchgase erzeugt, deren Korrosionsverhalten bei hohen Tem­ peraturen zum Schutz des Rohrsystems für die Dampferzeugung eine Begrenzung der Rauchgastemperatur auf 500°C erfordert. Dadurch läßt sich jedoch lediglich Dampf mit einer Tempera­ tur bis 400°C erzeugen und in einer Dampfturbine nutzen. Da­ mit wird jedoch nur ein geringer Turbinen-Wirkungsgrad erreicht.
Zur Erhöhung des Turbinen-Wirkungsgrades ist eine höhere Dampftemperatur erforderlich, die durch einen in der Dampfleitung zur Dampfturbine eingebundenen separat gefeuer­ ten Überhitzer erreichbar ist (VGB-Kraftwerkstechnik 76, (1996) Heft 4, S. 324 bis 326).
Dazu ist jedoch ein erheblicher anlagentechnischer, techno­ logischer und energieintensiver Aufwand erforderlich.
Es ist auch bekannt, den Dampf niedriger Temperatur in einen Zwischenüberhitzer der Dampfturbine (DE 30 44 991) oder in ein Dampfsystem eines weiteren Dampfkessels (DE 14 26 890) einzuspeisen. Auch hier sind die o.g. erheblichen zusätzli­ chen Aufwendungen erforderlich.
Es ist weiterhin bekannt, das Abgas der Gasturbine eines Kombikraftwerkes für den Pyrolysereaktor einer Abfal­ lentsorgungsanlage zu nutzen und den in der Hochtemperatur- Brennkammer der Abfallentsorgungsanlage erzeugten Dampf zu­ rück in das Dampfsystem des Kombikraftwerkes zu speisen (DE 44 40 984 ). Diese Anlagenkopplung setzt jedoch voraus, daß mit der Hochtemperatur-Brennkammer keine Elektroenergie er­ zeugt wird. Eine Anwendung für das vorliegende Problem ist nicht möglich, da lediglich eine Dampfmengenerhöhung, aber keine Erhöhung der Dampftemperatur nach Wärmetauscher er­ reicht wird.
In den auf eine bestimmte Dampfmenge ausgelegten Dampfturbi­ nenprozeß wird diese erhöhte Dampfmenge nicht benötigt. Die rauchgasseitige Kopplung einer Müllverbrennungsanlage mit einem Dampfkessel (DE 44 42 136) führt zwar zu einer Verbesserung des Wirkungsgrades des Dampfkessels, setzt je­ doch voraus, daß aus der Müllverbrennung direkt keine Dampf­ turbine betrieben wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Temperatur des in der Müllverbrennungsanlage erzeugten Dampfes mit geringem Aufwand zu erhöhen und so den Wirkungsgrad der mit der Müll­ verbrennungsanlage gekoppelten Dampfturbine zu verbessern. Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß durch das Abgas einer Hochtemperatur-Reaktor-Anlage, insbesondere der Gasturbine eines Kombikraftwerkes, vor Abhitzekessel ein in der Dampfleitung vor Dampfturbine der Niedertemperatur- Ver­ brennungs-Anlage eingebundenen Wärmetauscher steuerbar be­ aufschlagt wird.
Zur Realisierung ist erfindungsgemäß in die Abgasleitung ei­ ner Hochtemperatur-Reaktor-Anlage, insbesondere der Gastur­ bine eines Kombikraftwerkes, eine mit einer steuerbaren Stelleinrichtung versehene Verbindungsleitung eingebunden, die mit einem in der Dampfleitung der Niedertemperatur-Ver­ brennungs-Anlage, insbesondere der Müllverbrennungsanlage, angeordneten Wärmetauscher verbunden ist. An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläu­ tert. Die Zeichnung zeigt das Anlagenschema der Kopplung der Müllverbrennungsanlage mit dem Kombi-Kraftwerk.
Die Müllverbrennungsanlage besteht aus dem Kessel 1 mit Dampferzeugungssystem 2 und Dampfleitung 3 und der mit die­ ser verbundenen Dampfturbine 4. Das Kombi-Kraftwerk besteht aus dem Verbrennungsreaktor 5 mit der Gasturbine 6, der mit steuerbarer Stelleinrichtung 8 versehenen Abgaslei­ tung 7 und dem mit dieser verbundenen Abhitzekessel 9. Das Dampfsystem 10 des Abhitzekessels 9 ist mit der Dampfturbine 11 verbunden. In die Abgasleitung 7 ist die mit der steuer­ baren Stelleinrichtung 12 versehene Verbindungsleitung 13 eingebunden und mit dem in der Dampfleitung 3 angeordneten Wärmetauscher 14 verbunden.
Die Wirkungsweise ist folgende:
Dem Verbrennungsreaktor 5 wird Brennstoff 15, z. B. Brenn­ gas, Öl oder Rohbraunkohle, zugeführt und mit der über die Verdichter 25 eingebrachten Verbrennungsluft 16 verbrannt. Die Brenngase 17 werden in der Gasturbine 6 entspannt, so daß das Abgas 18 mit einer Temperatur von mind. 600°C dem Abhitzekessel 9 zugeführt, dort im Dampfsystem 10 Dampf 19 erzeugt und auf die Dampfturbine 11 gefahren.
Der im Dampfsystem 2 des Kessels 1 durch Verbrennung des Mülls 21 erzeugte Dampf 20 mit einer Temperatur von ca. 400°C wird der Dampfturbine 4 zugeführt.
Zur Erhöhung der Temperatur des Dampfes 20 wird die Stel­ leinrichtung 12 geöffnet und die Stelleinrichtung 8 entspre­ chend geschlossen bzw. gedrosselt, die erforderliche Menge an Abgas 24 in die Verbindungsleitung 13 geleitet und damit dem Wärmetauscher 14 beaufschlagt. Das Abgas 22 wird dem Ab­ gas 23 nach Abhitzekessel 9 zugeführt.
Dadurch wird der Dampf 20 aus dem Dampfsystem 2 auf eine Temperatur von größer 500°C gebracht.
Der auf diese Temperatur gebrachte Dampf 20 weist die Quali­ tät von Frischdampf auf und führt so zu einer Verbesserung des Wirkungsgrades der Dampfturbine 4.
Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erreicht:
  • 1. Kombination eines Gasturbinen-Kombiprozesses mit einer Müllverbrennungsanlage.
  • 2. Erzielung notwendiger Frischdampftemperaturen.
  • 3. Steuerung der Leistung des Müllverbrennungsprozesses.
  • 4. Der Dampfturbinenbetrieb kann auch bei gedrosselter Müllver­ brennung durch Öffnen der Stelleinrichtung aufrechterhalten werden.
  • 5. Der Dampfturbinenbetrieb kann auch bei gedrosselter Müllver­ brennung durch Erhöhung der Gasmenge aus dem Verbrennungsre­ aktor aufrechterhalten werden.
Bezugszeichenliste
1
Kessel
2
Dampferzeugersystem
3
Dampfleitung
4
Dampfturbine
5
Verbrennungsreaktor
6
Gasturbine
7
Abgasleitung
8
Stelleinrichtung
9
Abhitzekessel
10
Dampfsystem
11
Dampfturbine
12
Stelleinrichtung
13
Verbindungsleitung
14
Wärmetauscher
15
Brennstoff
16
Verbrennungsluft
17
Brenngas
18
Abgas
19
Dampf
20
Dampf
21
Müll
22
Abgas
23
Abgas
24
Abgas
25
Verdichter

Claims (2)

1. Verfahren zum Betrieb einer Niedertemperatur-Verbren­ nungs-Anlage, insbesondere einer mit einer Dampfturbine ge­ koppelten Müllverbrennungsanlage, gekennzeichnet dadurch, daß durch das Abgas einer Hochtemperatur-Reaktor-Anlage, insbesondere der Gasturbine eines Kombikraftwerkes, vor Ab­ hitzekessel ein in der Dampfleitung vor Dampfturbine der Niedertemperatur-Verbrennungs-Anlage eingebundenen Wärmetau­ scher steuerbar beaufschlagt wird.
2. Anordnung zum Betrieb einer Niedertemperatur-Verbren­ nungs-Anlage, insbesondere einer mit einer Dampfturbine ge­ koppelten Müllverbrennungsanlage, gekennzeichnet dadurch, daß in die Abgasleitung einer Hochtemperatur-Reaktor-Anlage, insbesondere der Gasturbine eines Kombikraftwerkes, eine mit einer steuerbaren Stelleinrichtung versehene Verbindungslei­ tung eingebunden ist, die mit einem in der Dampfleitung der Niedertemperatur-Verbrennungs-Anlage, insbesondere der Müll­ verbrennungsanlage, angeordneten Wärmetauscher verbunden ist.
DE1996143570 1996-10-11 1996-10-11 Verfahren zum Betrieb einer Niedertemperatur-Verbrennungs-Anlage, insbesondere einer mit einer Dampfturbine gekoppelten Müllverbrennungsanlage Withdrawn DE19643570A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1077312A1 (de) * 1999-08-17 2001-02-21 Ansaldo Voelund A/S Verfahren und Vorrichtung zur Dampferzeugung zum Antreiben einer Dampfturbine, mittels Energie aus mindestens zwei unterschiedlichen Verbrennungsverfahren mit unterschiedlichen Arbeitstemperaturen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1077312A1 (de) * 1999-08-17 2001-02-21 Ansaldo Voelund A/S Verfahren und Vorrichtung zur Dampferzeugung zum Antreiben einer Dampfturbine, mittels Energie aus mindestens zwei unterschiedlichen Verbrennungsverfahren mit unterschiedlichen Arbeitstemperaturen

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