DE4214496C2 - Verahren für den Betrieb einer Braunkohlenfeuerungsanlage und Braunkohlenfeuerungsanlage zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren für den Betrieb einer Braunkohlenfeuerungsanlage, bei dem aus einem Rauchgasstrom ein Rauchgasteilstrom zurückgesaugt wird, der rückgesaugte Teilstrom einer Gebläsemühle zugeführt wird und stromab der Rücksaugstelle für den ersten Teilstrom ein Teilstrom kälteren Rauchgases entnommen wird, der mit dem ersten Teilstrom vermischt wird.

Aus dem Vortrag "Ergebnisse Feuerungstechnischer Maßnahmen zur Senkung der NO_x-Emission an den 600-MW-Blöcken G und H des Kraftwerkes Niederaußem und Konsequenzen für Neuplanungen" gehalten auf der VGB-Konferenz - "Kraftwerk und Umwelt 1989" und dem Nachdruck des entsprechenden Vortrages, S. 114-120, insbesondere Bild 5, auf S. 116, ist es bekannt, daß von dem aufsteigenden Kesselzug des staubgefeuerten Braunkohlenkessels vor dem Konvektivteil im Feuerraum ein oder mehrere Rücksaugschächte abzweigen, durch die von einer Gebläsemühle heiße Rauchgase zur Trocknung der feuchten Rohkohle und zu deren Transport zu den Brennern angesaugt werden.

Die Gebläsemühlen werden üblicherweise so ausgelegt, daß sich bei Vollast eine bestimmte Mühleaustrittstemperatur, z. B. 130°C, einstellt. Bei Lastabsenkung steigt die rückgesaugte Menge an heißem Rauchgas bei konstanter Mühlendrehzahl wegen einer Verschiebung im Kennfeld der Gebläsemühle an. Außerdem wird der zu trocknende Kohlenmassestrom verringert, so daß weniger Verdampfungswärme für das in der Rohkohle enthaltene Wasser benötigt wird. Diese beiden Effekte führen zusammen zum Anstieg der Mühleaustrittstemperatur, die aus Gründen der Gefahr eines Mühlenbrandes oder einer Mühlenexplosion 180°C nicht übersteigen sollte.

Aus diesem Grunde ist es erforderlich, die Mühlentemperatur zu regeln. Hierfür werden bisher verschiedene Verfahren angewandt. Zum einen geschieht dies durch die Mischung von rückgesaugtem Rauchgas mit Heißluft (vgl. mittlere Darstellung von Bild 8 auf S. 117) und/oder mit kaltem Rauchgas (vgl. rechte Darstellung in Bild 8 von S. 117) und zum anderen durch Senken der Mühlendrehzahl, wenn die Mischung alleine zum Einhalten der geforderten Mühlenaustrittstemperatur nicht mehr ausreicht.

Die Mischung mit Heißluft ist dadurch begrenzt, daß ein bestimmter Sauerstoffgehalt in dem der Mühle zuzuführenden Gasstrom wegen der Zündungsgefahr des in der Mühle ermahlenen Staubes nicht überschritten werden darf. Nachteilig wirkt sich außerdem auch die erhöhte Stickoxidbildung bei einem größeren Primärluftanteil aus.

Die Rezirkulation von kaltem Rauchgas nach Luftvorwärmer und Elektrofilter bringt große Zusatzinvestitionen mit sich. Der erhöhte Volumenstrom bedingt einen größeren Luftvorwärmer, sowie einen größeren Elektrofilter. Wegen der Druckverluste ist ein zusätzliches Kaltgasgebläse erforderlich, das in der rechten Darstellung von Bild 8 auf S. 117 der einfachheithalber nicht dargestellt ist. Außerdem muß der Speisewasservorwärmer des Kessels größer ausgeführt werden, weil dem Luftvorwärmer ein größerer Rauchgasvolumenstrom bei niedrigerer Temperatur zur Verfügung gestellt wird.

Weiterhin ist aus der DE-PS 9 76 194 ein Verfahren zur Regelung der Dampftemperatur eines mit feuchtem Brennstoff befeuerten Dampferzeugers mit Dampfüberhitzer bekannt, bei dem am Ende des Kessels ein Teilstrom kälteren Rauchgases entnommen wird und auf eine Sichtermühle geführt wird. Mittels eines Brüdengebläses werden ermahlener Staub und Brüden in einen Abscheider geführt, in dem der Staub ausfällt und in einen Pufferbehälter eingetragen wird. Der Brennstaub wird mittels eines Luftstromes und nicht dargestellter Brenner in den Feuerraum eingeführt. Weiterhin ist es möglich, bei Bedarf heißere Rauchgase aus dem Feuerraum abzuziehen und mit den der Sichtermühle zugeführten kälteren Rauchgasen zu vermischen. Für die erforderlichen Druckgefälle sind somit zwei Gebläse erforderlich. Für den Transport des aus dem Pufferbehälter abgezogenen blasfertigen Staubes ist unter Druck stehende Transportluft erforderlich, die den über einen Zuteiler herangeführten Brennstaub aus der Mischdüse in den Kessel fördert.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei dem auf einfache Weise ohne hohe Investitionskosten eine sichere Temperaturregelung an der Gebläsemühle erreicht wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der kältere Rauchgasstrom über Injektorwirkung des Rücksaugstromes zurückgesaugt wird und die Saugwirkung mittels eines Regelorganes geregelt werden kann.

Bei der erfindungsgemäßen Verfahrensführung ist ein zusätzliches Rezirkulationsgebläse nicht erforderlich, da das Rezirkulationsgas von der Gebläsemühle selbst angesaugt werden kann. Die Regelung erfolgt dabei auf einfache Weise durch ein Regelorgan in der den Teilstrom kälteren Rauchgases führenden Leitung, wie z. B. Drosselklappe oder Einstellschieber.

Die Erfindung richtet sich auch auf eine Braunkohlenfeuerungsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Kessel mit einem aufsteigenden Kesselzug, dessen oberer Teil als Konvektionsteil ausgebildet ist, mit mindestens einem unterhalb des Konvektivteils mit dem Kesselzug verbundenen Rücksaugschacht, mit mindestens einer mit dem Rücksaugschacht verbundenen Gebläsemühle, der Braunkohle zuführbar ist und die austrittsseitig mit mindestens einem Brenner verbunden ist und mindestens einer mit dem Rücksaugschacht verbundenen Rauchgasrezirkulationsleitung führ die Mischung von gegenüber dem Rücksauggas kälteren Rauchgas mit dem Rücksauggas.

Erfindungsgemäß ist bei der Braunkohlenfeuerungsanlage vorgesehen, daß die Rezirkulationsleitung von dem aufsteigenden Kesselzug im Bereich des Konvektivteils oder hinter diesem abzweigt und daß in der Rezirkulationsleitung ein Regelorgan angeordnet ist.

Die Rezirkulationsleitung zweigt somit im Bereich des Konvektivteils von dem aufsteigenden Kesselzug ab, falls hier eine ausreichende Abkühlung bereits erzielt worden ist. Gegebenenfalls ist es auch denkbar, daß die Rezirkulationsleitung von einem dem aufsteigenden Kesselzug gegebenenfalls nachgeschalteten fallenden Kesselzug abzweigt. In allen Fällen muß sichergestellt sein, daß die für die Regelung der Mühlentemperatur erforderliche Gasmenge von der Gebläsemühle mit entsprechender Temperatur angesaugt werden kann.

Die Rezirkulationsleitung kann direkt mit der Mühle oder wie in Bild 8 auf S. 117 des DE-Nachdruckes dargestellt, mit dem oberen Ende des Rücksaugschachtes verbunden sein.

In diesem Falle ist in wiederum bevorzugter Weise vorgesehen, daß die Verbindungsstelle als Rücksaugkopf mit einem die Strömung des Rücksauggases ringartig umgebenden Ansaugspalt für das zu rezirkulierende Kaltgas ausgebildet ist.

Schließlich ist in bevorzugter Weise vorgesehen, daß ein Kohlefallschacht in den Rücksaugschacht einmündet und der Rücksaugkopf oberhalb der Einmündung des Kohlefallschachtes ausgebildet ist.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figur näher erläutert werden:

Der Kessel 1 der Braunkohlenfeuerungsanlage weist einen aufsteigenden Kesselzug 2 und einen daran anschließenden fallenden Kesselzug 3 auf. Der obere Teil des Kesselzuges 2 ist als Konvektivteil 4 ausgebildet, der in den Wasser- Dampf-Kreislauf des Kessels eingeschaltet ist. Dem unteren Ende des fallenden Kesselzuges 3 ist ein schematisch dargestellter Luftvorwärmer 5 nachgeschaltet, in dem kalte Verbrennungsluft 6 erwärmt wird. Die Verbrennungsluft wird dem Feuerraum 7 des Kessels zugeführt und dient dort der Verbrennung des über Brenner 8 von einer Gebläsemühle 9 zugeführten Braunkohlenstaubes. Unterhalb des Konvektivteils 4 wird aus dem aufsteigenden Zug über einen Rücksaugschacht 10 heißes Rauchgas abgeführt, um über einen Kohlefallschacht 11 in den Rücksaugschacht 10 eingeführte Rohbraunkohle zu trocknen. Der in der Mühle 9 ermahlene Braunkohlestaub wird mittels des rückgesaugten Rauchgases den Brennern 8 zugeführt. Unmittelbar hinter dem Konvektivteil 4 zweigt von dem aufsteigenden Kesselzug 2 eine Rezirkulationsleitung 12 ab, in der eine Drosselklappe 13 angeordnet ist. Der Rückfallschacht 10 besteht aus einem Anschlußabschnitt 10a und einem Fallabschnitt 10b. Zwischen dem freien Ende des Anschlußabschnitts 10a und dem Fallabschnitt ist ein Ringspalt 14 vorgesehen, der von einer Erweiterung der Rohrleitung 12 derart umgeben ist, daß durch den Unterdruck, den die Gebläsemühle 9 erzeugt, ein Rücksauggasstrom RG und ein Rezirkulationsgasstrom RZ, der den Gasstrom RG ringartig umgibt, angesaugt werden. Mittels Drosselklappe 13 erfolgt die Regelung der Temperatur des Gemisches aus heißem Rauchgas RG und warmen Rauchgas RZ in Abhängigkeit von der gewünschten Mühleaustrittstemperatur. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Braunkohlenfeuerungsanlage bzw. des Verfahrens zum Betrieb derselben gegenüber einer Rezirkulation von kaltem Rauchgas nach Luftvorwärmer sind die Einsparung eines Rezirkulationsgebläses einschließlich der damit verbundenen Betriebskosten, sowie kleinere Baugrößen des Luftvorwärmers und des Elektrofilters. Außerdem verkleinert sich der Speisewasservorwärmer erheblich.

Claims (5)

1. Verfahren für den Betrieb einer Braunkohlenfeuerungsanlage, bei dem aus einem Rauchgasstrom ein Rauchgasteilstrom zurückgesaugt wird, der rückgesaugte Teilstrom einer Gebläsemühle zugeführt wird und stromab der Rücksaugstelle für den ersten Teilstrom ein Teilstrom kälteren Rauchgases entnommen wird, der mit dem ersten Teilstrom vermischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der kältere Rauchgasstrom über Injektorwirkung des Rücksaugstromes zurückgesaugt wird und die Saugwirkung mittels eines Regelorganes geregelt werden kann.

2. Braunkohlenfeuerungsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Kessel mit einem aufsteigenden Kesselzug, dessen oberer Teil als Konvektionsteil ausgebildet ist, mit mindestens einem unterhalb des Konvektivteils mit dem Kesselzug verbundenen Rücksaugschacht, mit mindestens einer mit dem Rücksaugschacht verbundenen Gebläsemühle, der Braunkohle zuführbar ist und die austrittsseitig mit mindestens einem Brenner verbunden ist und mindestens einer mit dem Rücksaugschacht verbundenen Rauchgasrezirkulationsleitung für die Mischung von gegenüber dem Rücksauggas kälteren Rauchgas mit dem Rücksauggas, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rezirkulationsleitung (12) von dem aufsteigenden Kesselzug (2) im Bereich des Konvektivteils (4) oder hinter diesem abzweigt und daß in der Rezirkulationsleitung (12) ein Regelorgan (13) angeordnet ist.

3. Braunkohlenfeuerungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rezirkulationsleitung (12) mit dem oberen Ende (10a) des Rücksaugschachtes (10) verbunden ist.

4. Braunkohlenfeuerungsanlage nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstelle als Rücksaugkopf mit einem die Strömung des Rücksauggases (RG) ringartig umgebenden Ansaugspalt (14) für das zu rezirkulierende Kaltgas (RZ) ausgebildet ist.

5. Braunkohlenfeuerungsanlage nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kohlefallschacht (11) in den Rücksaugschacht (10) einmündet und der Rücksaugkopf oberhalb der Einmündung des Kohlefallschachtes ausgebildet ist.