DE3044991A1 - Coal plus refuse burning power station - has refuse-fired boiler steam fed into coal-fired boiler system after high-pressure turbine, before reheater - Google Patents
Coal plus refuse burning power station - has refuse-fired boiler steam fed into coal-fired boiler system after high-pressure turbine, before reheaterInfo
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Abstract
Description
Kraftwerk für Brennstoff-Müllverbrennung, insbesonderePower plant for fuel waste incineration, in particular
Steinkohlen-Müllverbrennung mit Einspeisung des Müllkesseldampfes in die kalte Zwischenüberhitzerleitung eines Turbosatzes Die Erfindung betrifft ein Kraftwerk mit Brennstoff-tlüllverbrennung, insbesondere Steinkohlen-Müllverbrennung, mit einem Hauptkessel mit Brennstoffeuerung, einem dem Hauptkessel nachgeschalteten Dampfturbosatz bestehend aus einer Hochdruckturbine und mindestens einer der Hochdruckturbine nachgeschalteten Turbine niederen Drucks und mit einer Müllfeueruny, deren freiwerdende Wärme beim Betrieb des Turbosatzes ausgenutzt wird.Hard coal waste incineration with feeding in of waste boiler steam into the cold reheater line of a turbo set The invention relates to a power plant with fuel incineration, especially hard coal waste incineration, with a main boiler with fuel control, one downstream of the main boiler Steam turbine set consisting of a high pressure turbine and at least one of the high pressure turbine downstream turbine of low pressure and with a garbage fire, which becomes free Heat is used in the operation of the turbo set.
Aus der Zeitschrift "Brennstoff-Wärme-Kraft", Bd. 14 (1962) Nr. 5, Aufsatz: Müllkraftwerk München ist ein Kraftwerk der vorstehend genannten Art bekannt, bei dem ein Benson-Kessel mit getrennten Feuerräumen für Müll und Kohlenstaub und gemeinsamen Rauchgasabzug vorgesehen ist. Die durch die Verbrennung des Mülls freiwerdende Wärme dient der Vorwärmung des Speisewassers für den mit Steinkohle geheizten llauptkessel. Das Müllkraftwerk hat ein ungünstigeres Lastverhalten bei Laständerung.From the magazine "fuel-heat-power", vol. 14 (1962) no. 5, Essay: Munich waste power plant is a known power plant of the type mentioned above, in which a Benson boiler with separate combustion chambers for garbage and coal dust and common smoke outlet is provided. The one released by the incineration of the garbage Heat is used to preheat the feed water for the coal-fired main boiler. The waste power plant has a less favorable load behavior when the load changes.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftwerk der vorstehend genannten Art zu schaffen, das trotz Kopplung von Müllverbrennung und Normalkraftwerk ein Fahren der beiden Teile nach unabhängigen Fahrplänen gestattet.It is the object of the present invention to provide a power plant of the above to create the type mentioned, despite the coupling of waste incineration and normal power plant driving of the two parts is permitted according to independent timetables.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Müllkessel dampfseitig mit dem Einlaß eines zwischen der Hochdruckturbine und der Turbine niederen Drucks liegenden Zwischenüberhitzers verbunden ist.This object is achieved in that the waste boiler is on the steam side with the inlet of a low pressure between the high pressure turbine and the turbine lying reheater is connected.
Unabhängig von der Feuerung des Hauptkessels kann der Müllkessel bei einer Temperatur gefahren werden, bei dem die durch die Verbrennungsgase des Mülls hervorgerufenen Korrosionen am Kessel so niedrig wie möglich gehalten werden, so daß der Kessel eine lange Standzeit besitzt.Regardless of the firing of the main boiler, the waste boiler can with a temperature at which the waste gases from the combustion gases caused corrosion on the boiler are kept as low as possible, so that the boiler has a long service life.
Zusätzlich erlaubt die Trennung in Hauptkessel und gesonderten Müllkessel, daß bei Ausfall des steinkohlegefeuerten Kraftwerksblockes etwaige in dem Kraftwerk mit Dampf zu versorgenden Verbraucher, wie ein Industriedampfverbrauchernetz und ein Fernwärmeverbrauchernetz, weiter versorgt werden können. Reicht hierzu die Wärmeerzeugung des mindestens einen oder weiterer Müllkessel nicht aus, kann es zweckmäßig sein, den oder die Müllkessel mit einer zusätzlichen Feuerung zu versehen, insbesondere einer Gasfeuerung.In addition, the separation into the main boiler and separate waste boiler allows that in the event of failure of the coal-fired power plant unit, any in the power plant consumers to be supplied with steam, such as an industrial steam consumer network and a district heating consumer network, can continue to be supplied. The heat generation is sufficient for this of at least one or more garbage collectors does not run out, it may be useful to to provide the garbage boiler (s) with additional firing, in particular a gas furnace.
Auch ist es möglich dem oder den Müllkesseln einen Hilfskessels parallel zu schalten, vorzugsweise ebenfalls mit Gasfeuerung, der einerseits den notwendigen Hilfsdampf beim Anfahren der Gesamtanlage und andererseits bei Ausfall des Hauptkessels zusammen mit den Müllkesseln für eine ausreichende Wärmeerzeugung für die Verbraucher Sorge trägt. Für die Zusatzfeuerungen der Müllkessel und die Feuerung des Hilfskessels können auch öl, Kohle, Kohlenstaub verwendet werden.It is also possible to have an auxiliary boiler in parallel with the garbage boiler (s) to switch, preferably also with gas firing, on the one hand the necessary Auxiliary steam when starting up the entire system and, on the other hand, when the main boiler fails together with the garbage boilers for sufficient heat generation for the consumers Cares. For the additional firing of the garbage boiler and the firing of the auxiliary boiler oil, coal, coal dust can also be used.
Durch die Trennung der Müllverbrennung von der Kohleverfeuerung im Hauptkessel und die Einspeisung des Müllkesseldampfes in die kalte Zwischenüberhitzerleitung können bei Auslegung des Kraftwerkes für Stromerzeugung und Wärmeerzeugung die entsprechenden Erzeugungsfahrpläne praktisch unabhängig voneinander erfüllt werden. Dabei ist es von besonderem Vorteil, daß der Müllkesseldampf praktisch mit konstanter Leistung erzeugt werden kann, was für den Betrieb einer Müllverbrennungsanlage optimal ist.By separating waste incineration from coal combustion in Main boiler and the feed of waste boiler steam into the cold reheater line when designing the power plant for power generation and heat generation, the corresponding Generation schedules can be fulfilled practically independently of one another. It is there Of particular advantage is that the waste boiler steam has practically constant power can be generated, which is optimal for the operation of a waste incineration plant.
Weitere Unteransprüche betreffend vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung.Further subclaims relating to advantageous embodiments of the Invention.
Die Erfindung soll anhand der beigefügten Figuren genauer beschrieben werden. Es zeigt: Fig. 1 Die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftwerks als Heizkraftwerk mit ohle-Müllverbrennung ohne Absperrorgane und Meßinstrumente mit zugeordneten egelangaben.The invention is to be described in more detail with reference to the accompanying figures will. It shows: Fig. 1 The preferred embodiment of the invention Power plant as a thermal power plant with ohle waste incineration without shut-off devices and measuring instruments with associated rules.
und Fig. 2 einen Teilschaltplan mit Absperrorganen, Meßinstrumenten und Regelgeräten zur Erläuterung einer weiterbevorzugten dampfseitigen Verbindung zwischen Müllkessel, Hauptkessel und zwei Dampfverbrauchern in Form eines Industriedampfnetzes und eines Fernwärmenetzes.and FIG. 2 shows a partial circuit diagram with shut-off devices and measuring instruments and control devices to explain a further preferred steam-side connection between garbage boiler, main boiler and two steam consumers in the form of an industrial steam network and a district heating network.
Gemäß dem Wärmeschaltplan des iieizkraftwerks mit Kohle-lüllverbrennung nach Fig. 1 führt ein vorzugsweise mit Steinkohlestaub gefeuerter Hauptkessel 1 von seinem überhitzer über eine Dampfleitung 2 einer Hochdruckturbine 3 eines Turbosatzes Dampf (z.B. 190 bar/5300) zu. Der Abdampf der Hochdruckturbine 2 wird über eine Zwischenüberhitzerleitung 4a einem Zwischenüberhitzer 4 zugeführt und in diesem erhitzt und danach einer Turbine 5 niederen Drucks zugeführt, die zusammen mit der Hochdruckturbine 3 einen Generator 6 antreibt (anstelle der einen Turbine 5 niederen Drucks können selbstverständlich auch eine gesonderte MD-Turbine und eine dieser nachgeschaltete ND-Turbine vorgesehen sein).According to the thermal circuit diagram of the iieizkraftwerk with coal waste incineration According to FIG. 1, a main boiler 1, preferably fired with hard coal dust, leads from its superheater via a steam line 2 of a high pressure turbine 3 of a turbo set Steam (e.g. 190 bar / 5300) added. The exhaust steam from the high-pressure turbine 2 is via a Reheater line 4a fed to a reheater 4 and in this heated and then fed to a turbine 5 of low pressure, which together with the High-pressure turbine 3 drives a generator 6 (instead of a turbine 5 lower Pressure can of course also be a separate MD turbine and one of these downstream LP turbine may be provided).
Bei der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform des Kraftwerks sind zwei Müllkessel 7 vorgesehen, die von ihren über hitzern über eine Leitung 8 dem Zwischenüberhitzer 4 ihren Frischdampf zuführen, der kälter ist als der Frischdampf des Hauptkessel und unter einem geringeren Druck steht (z.B.In the embodiment of the power plant shown in FIG. 1 two garbage boiler 7 provided, which of their overheat via a line 8 to the Feed reheater 4 their live steam, which is colder than the live steam of the main boiler and is under a lower pressure (e.g.
50 bar/3200). Ein Industriedampfverbrauchernetz 10 ist mit einer Anzapfleitung 11 der Turbine 5 über eine Leitung 11a verbunden. Zur instelung der Temperatur des in das Industriedampfverbrauchernetz 10 eingespeisten Dampfes liegt zwischen der Turbine 5 und dem Verbrauchernetz 10 ein Einspritzkühler 11a'. Der Verbindungspunkt 9 ist mit der Anzapfleitung 11 und der Leitung 11a über Leitungen 12 und 13 verbunden und steht über die Leitung 12 und eine Leitung 14 mit einer Wärmeaustauscherbaugruppe 15 für die Übergabe von Wärme in ein Fernwärmenetz t7 in Verbindung.50 bar / 3200). An industrial steam consumer network 10 has a tap 11 of the turbine 5 is connected via a line 11a. To instel the temperature of the in the industrial steam consumer network 10 is fed steam between the Turbine 5 and the consumer network 10 an injection cooler 11a '. The connection point 9 is connected to the tap line 11 and the line 11a via lines 12 and 13 and is via line 12 and line 14 with a heat exchanger assembly 15 for the transfer of heat to a district heating network t7.
Von der Turbine 5 führt weiterhin eine Anzapfleitung 16 mit einem niedrigeren Druck als in der Anzapfleitung 11 ebenfalls zur Wärmeaustauscherbaugruppe 15. Zur Abfuhr der Wärme aus den Müllkesseln 7 bei Blockstillstand und fehlender Wärmeabnahme durch die Netze 1o und 17, z.B. im Sommer, ist zwischen der Leitung 12 und der Kondensatorleitung des Turbosatzes eine schaltbare Leitung 12a gelegt. Gffs. kann zusätzlich ein Hilfskondensator zur Aufnahme der Abwärme vorgesehen sein.From the turbine 5, a bleed line 16 continues with a lower pressure than in the bleed line 11 also to the heat exchanger assembly 15. To remove the heat from the waste boiler 7 when the block is at a standstill or if it is missing Heat consumption through networks 1o and 17, e.g. in summer, is between the line 12 and the condenser line of the turbine generator set a switchable line 12a. Gffs. An auxiliary capacitor can also be provided to absorb the waste heat.
In der Fig. 1 ist die Strömungsrichtung des Heizwassers im Fernwärmenetz 17 durch Pfeile gekennzeichnet. Das Heizwasser durchströmt zunächst einen mit der Anzapfleitung 16 verbundenen Wärmeaustauscher 18 und danach einen mit der Leitung 14 verbundenen Wärmeaustauscher 19. Zur Wärmeaustauscherbaugruppe 15 gehört eine Verbindungsleitung 15a zwischen der Leitung 14 und der Anzapfleitung 16. Neben dem Wärmeaustauscher 18, der von der Anzapfleitung 16 gespeist wird, kann mindestens ein weiterer, stromaufwärts des Wärmeaustauschers 18 angeordneter Wärmeaustauscher vorgesehen sein, der von einer Anzapfleitung der Turbine 5 gespeist wird, die einen niedrigeren Heizdampfdruck als die Anzapfleitung 16 besitzt.In Fig. 1 is the direction of flow of the heating water in the district heating network 17 indicated by arrows. The heating water flows through first a heat exchanger 18 connected to the bleed line 16 and then one heat exchanger 19 connected to line 14. To heat exchanger assembly 15 includes a connecting line 15a between the line 14 and the tap line 16. In addition to the heat exchanger 18, which is fed by the bleeding line 16, can at least one further heat exchanger arranged upstream of the heat exchanger 18 be provided, which is fed by a tap line of the turbine 5, the one lower heating steam pressure than the bleeding line 16 has.
(Vgl. Fig. 2) In der Speisewasserleitung 20 des Hauptkessels 1 liegen von einem der Turbine 5 nachgeschalteten Kondensator 21 aus gesehen ein Niederdruckwärmer 22, der über eine Zweigleitung 16' der Anzapfleitung 16 gespeist wird und deren Heizdampfkondensat mittels einer Pumpe 23 in die Speisewasserleitung gefördert wird, ein Warmspeicher 24, der über eine Anzapfleitung 25 mit etwas höherem Druck als die Anzapfleitung 16 erwärmt wird, eine Speisewasserpumpe 26 und ein Hochdruckvorwärmer 27.(See Fig. 2) In the feed water line 20 of the main boiler 1 are A low-pressure heater as seen from a condenser 21 connected downstream of the turbine 5 22, which is fed via a branch line 16 'of the tap line 16 and their Heating steam condensate is conveyed into the feed water line by means of a pump 23, a hot storage 24, which is via a tap line 25 with slightly higher pressure than the bleed line 16 is heated, a feed water pump 26 and a high pressure preheater 27
Die Turbine 5 wird durch die Anzapfleitung 25 derart angezapft, daß über eine mit der Anzapfleitung 25 verbundene Zweigleitung 25' eine Speisepumpenantriebsturbine 28 angetrieben werden kann. Der Abdampf der Antriebsturbine 28 wird in einem Kondensator 29 kondensiert. Zwischen der Anzapfleitung 25 und der mit dem Verbindungspunkt 9 verbundenen Leitung 12 liegt eine Leitung 25a, die ein Erwärmen des Warmspeichers 24 ermöglicht, wenn der aus llauptkessel 1 und Turbinen 3,5 bestehende Block still steht (alleiniger Müllkesselbetrieb.The turbine 5 is tapped through the tap line 25 in such a way that A feed pump drive turbine via a branch line 25 'connected to the bleed line 25 28 can be driven. The exhaust steam from the drive turbine 28 is condensed in a condenser 29. Between the tap 25 and the with the connection point 9 connected line 12 is a line 25a, which is a The warm storage tank 24 is heated when the main boiler 1 and turbines 3.5 existing block is at a standstill (sole waste boiler operation.
Das Kondensat der Kondensatoren 21 und 29 wird über Pumpen 30 bzw. 31 in die Speisewasserleitung 20 eingespeist. Das Kondensat vom Wärmeaustauscher 18 wird in Strömungsrichtung des Speisewassers gesehen vor dem Vorwärmer 22 in die Leitung 20 eingespeist, während das Kondensat von rVärmeaustauscher 19 direkt in den Warmspeicher 24 eingespeist wird.The condensate of the capacitors 21 and 29 is pumped 30 resp. 31 fed into the feedwater line 20. The condensate from the heat exchanger 18 is seen in the flow direction of the feed water upstream of the preheater 22 in the Line 20 fed in, while the condensate from rVärmeaustauscher 19 directly into the hot storage 24 is fed.
Der Hochdruckvorwärmer 27 wird von einer lknzapfleitung 32 der Hochdruckturbine 3 versorgt, die mit der Zwischenüberhitzerleitung verbunden ist. Das anfallende Kondensat läuft über die Leitung 33 in den Warmspeicher ab.The high-pressure preheater 27 is supplied by a tap line 32 of the high-pressure turbine 3, which is connected to the reheater line. The accruing Condensate drains into the hot storage tank via line 33.
Den beiden Müllkesseln 7 ist bei der bevorzugten Ausführungsform ein Hilfskessel 34 parallel geschaltet, da die beiden Müllkessel 7 die für die beiden Netze 10 und 17 erforderlichen Dampfmengen nicht alleine erzeugen können. Selbstverständlich ist dies eine Auslegungsfrage. Weiterhin ist es möglich, daß ein weiterer Müllkessel 7 parallel geschaltet wird, um bei Stillsetzen eines der Müllkessel das Kraftwerk mit zwei tüllkesseln weiterfahren zu können. Die Müllkessel 7 und der Hilfskessel 34 werden über Speisewasserpumpen 35 mit Speisewasser aus dem Warmspeicher 24 versorgt. Die Müllkessel 7 sind mit einer Gaszusatzfeuerung von 100 -° versehen, um auch bei fehlender oder nicht ausreichender Wärmeerzeucsung durch Müllverbrennung und den llauptkessel 1 die beiden Verbrauchernetze speisen zu können. Als Zusatzfeuerung ist vorzugsweise eine Gasfeuerung vorgesehen, die auch die bevorzugte Feuerung des Hilfskessels 34 ist.The two garbage boilers 7 is one in the preferred embodiment Auxiliary boiler 34 connected in parallel, since the two garbage boilers 7 for the two Networks 10 and 17 cannot generate the required amounts of steam alone. Of course is this a matter of interpretation. It is also possible that another garbage can 7 is connected in parallel to the power plant when one of the garbage boilers is shut down to be able to continue driving with two tulle kettles. The garbage boiler 7 and the auxiliary boiler 34 are fed via feed water pumps 35 with feed water from the hot storage tank 24 supplied. The garbage boilers 7 are provided with an additional gas firing of 100 - °, even if there is no or insufficient heat generation through waste incineration and the main boiler 1 to feed the two consumer networks. As additional firing a gas furnace is preferably provided, which is also the preferred furnace of the Auxiliary boiler 34 is.
In der Fig. 2 sind für die Absperrorgane, die "Icßinstrumente und die Charakterisierung der Regelungen die Symbole aus der DIN 2481 verwendet worden. In der Fig. 2 finden sich Druckfühler 36 und Temperaturfühler 37, sowie Absperrschieber 38, Druck und Massenstrom reyelnde Ventile 39 und Rückschlagorgane 40. In der Leitung 14 ist dem Regelventil 39 ein Einspritzkühler 41 mit vorgeschaltetem Reyelventil 42 nachgeschaltet.In Fig. 2 are for the shut-off devices, the "Icßinstrumenten and the characterization of the regulations the symbols from DIN 2481 have been used. In Fig. 2 there are pressure sensors 36 and temperature sensors 37, as well as gate valves 38, pressure and mass flow reyeling valves 39 and non-return elements 40. In the line 14, the control valve 39 is an injection cooler 41 with an upstream Reyel valve 42 downstream.
Die Stellgeräte der Regelkreise sind nicht darcjestellt. Das ZeichenObedeutet ein Öffnen bei Zunahme der Regelgröße, zein Öffnen bei Zunahme der Regelgröße und C) ein Öffnen bei Absinken der Regelgröße unter einen vorgegebenen Wert.The actuators of the control loops are not shown. The sign O means an opening when the controlled variable increases, zein opening when the controlled variable increases and C) opening when the controlled variable falls below a specified value.
Hinsichtlich der Zusammenschaltung der einzelnen Komponenten wird ausdrücklich auf die Fig. 1 und 2 verwiesen.With regard to the interconnection of the individual components expressly referred to FIGS. 1 and 2.
Wie aus der Fig. 2 ablesbar ist, erfolgt bei Vollast des aus Kessel 1 und Turbosatz 3,5 bestehenden Blocks die Entnahme von Dampf zur Versorgung des Industriedampfverbrauchernetzes 1o aus der Anzapfleitung 11. Reicht der Anzapfdruck bei sinkender Last für die Industriedampfversorgung nicht mehr aus, so wird die Dampfentnahme aus der Leitung 11 beendet und die Versorgung von Punkt 9 über die Leitungen 12 und 13 übernommen. Bei Stillstand des Blockes erfolgt eine alleinige Dampfzufuhr über Leitung 8 von den Müllkesseln 7 und dem Hilfskessel 34 (in der Fig. 2 ist der Einfachheit halber nur ein Müllkessel 7 dargestellt.As can be seen from FIG. 2, the boiler takes place at full load 1 and turbo set 3.5 existing blocks allow the extraction of steam to supply the Industrial steam consumer network 1o from the bleed line 11. Is the bleed pressure sufficient when the load for the industrial steam supply drops, the Steam withdrawal from line 11 ended and the supply of point 9 via the Lines 12 and 13 taken over. If the block comes to a standstill, a single one takes place Steam supply via line 8 from the garbage boilers 7 and the auxiliary boiler 34 (in the For the sake of simplicity, only one garbage boiler 7 is shown in FIG.
Der Wärmeaustauscher 18 wird bei Vollast des Blockes von der Anzapfleitung 16 beaufschlagt. Bei Teillast des Blockes wird die Dampfzufuhr über die Anzapfleitung 16 verringert und es erfolgt gleichzeitig eine Dampfzufuhr über die Leitung 14 zur Stützung der erforderlichen Fernwärmetemperatur, d.h.The heat exchanger 18 is removed from the tap line when the block is at full load 16 applied. When the block is under partial load, the steam is supplied via the tapping line 16 is reduced and there is at the same time a supply of steam via line 14 to Support of the required district heating temperature, i.e.
eine Zufuhr von Kesseldampf aus Leitung 8 und von Dampf aus der Zwischenüberhitzerleitung 4a. Bei Stillstand des Blockes ist der Schieber 38 geschlossen und es erfolgt eine Beaufschlagung des Wärmeaustauschers 19 über die Leitung 3 und eine Eeaufschlagung des Wärmeaustauschers 18 aus derselben Leitung über die sich öffnende Leitung 15a.a supply of boiler steam from line 8 and of steam from the reheater line 4a. When the block comes to a standstill, the slide 38 is closed and a Acting on the heat exchanger 19 via the line 3 and a charging of the heat exchanger 18 from the same line via the opening line 15a.
Über das Ventil in Leitung 25a ist auch bei Stillstand des Blockes eine Vorwärmung des Speisewassers für die nlüllkessel 7 und den Hilfskessel 34 gewährleistet.The valve in line 25a is also available when the block is at a standstill a preheating of the feed water for the nlüllkessel 7 and the auxiliary boiler 34 is guaranteed.
Es soll nochmals darauf hingewiesen werden, daß auch bei Nichtvorhandensein von Wärmeverbrauchern in Form des Industriedampfverbrauchernetzes 10 und des Fernwärmenetzes 17 der Zuführung des Müllkesseldampfes über die Leitung 8 in die kalte Zwischenüberhitzerleitung 4a allein erfinderische Bedeutung zukommt, da hierdurch die Gestaltung der Lastfahrpläne von Müllverbrennung und Hauptkessel unabhängig von einander vorgenommen werden kann. In diesem Falle braucht kein Hilfskessel vorgesehen zu sein.It should be pointed out again that even if it is not available of heat consumers in the form of the industrial steam consumer network 10 and the district heating network 17 the supply of waste boiler steam via line 8 into the cold reheater line 4a is of only inventive importance, since it allows the design of the load timetables of waste incineration and the main boiler can be carried out independently of each other. In this case, no auxiliary boiler needs to be provided.
Je nach Auslegung der Anlage können in der Speisewasserleitung noch weitere Hochdruck- und/oder Niederdruckvorwärmer eingeschaltet sein, die mit weiteren Anzapfleitungen des Turobsatzes verbunden sind.Depending on the design of the system, in the feed water line further high-pressure and / or low-pressure preheaters must be switched on, those with further Tapping lines of the turobet are connected.
Claims (6)
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