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Dokumentenidentifikation EP0639214 13.06.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0639214
Titel VERFAHREN ZUR BRAUNKOHLENAUFBEREITUNG FÜR GAS-DAMPF-KOMBIPROZESSE
Anmelder VEAG Vereinigte Energiewerke AG, 12681 Berlin, DE
Erfinder Krödel, Bernd, Dr., D-12627 Berlin, DE
DE-Aktenzeichen 59206257
Vertragsstaaten DE
Sprache des Dokument De
EP-Anmeldetag 13.02.1992
EP-Aktenzeichen 929044436
WO-Anmeldetag 13.02.1992
PCT-Aktenzeichen DE9200108
WO-Veröffentlichungsnummer 9214802
WO-Veröffentlichungsdatum 03.09.1992
EP-Offenlegungsdatum 22.02.1995
EP date of grant 08.05.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.06.1996
IPC-Hauptklasse C10F 5/00
IPC-Nebenklasse F01K 23/06   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Braunkohlenaufbereitung für Gas-Dampf-Kombiprozesse einer Wärmeerzeugungsanlage.

Bekannt ist eine Anordnung zur Vorstrom-Rohkohletrocknung für Kondensationskraftwerke, wobei die Brüdenkondensationswärme vollständig ausgenutzt und weder eine Brüdenrückverdichtung noch eine separate elektrische Brüdenentstaubung stattfindet, und die Trocknung in einem mit Membranrohrwänden als Heizflächen versehenen und mit Anzapfdampf als Heizdampf von der Hauptturbine versorgten Schüttungsschacht durchgeführt und der dabei entstandene Brüden beim Austritt in den Brüdenkanal - also beim Verlassen des Trockners - mittels dampfabreinigbarer Filterwand entstaubt wird (DD-PS 281 237). In 281 237 wird eine Brüdenenergie als Sekundärenergie vollständig nur durch Aufteilung in mehrere und qualitativ unterschiedliche Einsatzfälle genutzt, was eine aufwendige Einbindung in das Anlagengesamtkonzept bedingt. Außerdem ist diese Schaltungsanordnung ausschließlich auf einen Kraftwerksblock bezogen, der die Stromerzeugung nur im "reinen" Kondensationsbetrieb durchführt.

Weiterhin bekannt ist ein Verfahren zum Betreiben eines Gas-Dampf-Kombiprozesses (DE-OS 39 07 217). Das Verfahren gliedert sich in zwei technologische Konzepte, wobei das in Fig. 1 gezeigte Konzept den Betrieb der Vorschalt-Gasturbine mit Erdgas beinhaltet. Diese Lösung ist trivial und seit Jahren in kommerzieller Nutzung. Das zweite und in Fig. 2 gezeigte Konzept schließt eine Druckwirbelschicht-Kohlevergasung eines Kohleteilstromes ein. Da der Kohleteilstromvergasung noch eine Dampf-Wirbelschicht-Trocknung vorgeschaltet ist und diese Trocknung nicht im energetischen Verbund mit dem Kombiblock steht, muß diese mit elektroenergieintensiver Brüdenrückverdichtung und externem Brüdenentstauber betrieben werden, so daß dieses Blockkonzept einen niedrigen Wirkungsgrad von 42 - 44 % hat. Der anlagentechnische Aufwand ist sehr groß, da neben der typischen Kombiblockausstattung zusätzlich eine Gasturbinenanlage, eine Zwischenkühlung von Luft, verbindende Rohrleitung und Kanäle, ein druckaufgeladener Wirbelschicht-Vergasungsreaktor mit zugehörigem Heißgasentstauber und eine elektroenergieverbrauchende Trocknungstechnologie (ohne energetischen Verbund mit dem Kombiblock) notwendig werden.

Des weiteren ist ein Gas-Dampf-Kombiblock mit druckaufgeladener Wirbelschichtfeuerung bekannt, in dem ein Drucktrockner wärmetechnisch integriert ist (WO 90/00219). Der im Trocknungsprozeß entstehende und unter Druck stehende Brüden wird in den Dampfkessel mit Dampfwirbelschichtfeuerung geführt, dort mit den Verbrennungsgasen der Feststoffeuerung gemischt und nach einer Abgasentstaubung der Abgasturbine zugeführt und dort entspannt, so daß der so in den Rauchgasstrom eingespritzte Brüden in der Abgasturbine eine Mehrleistung verrichtet, ohne daß proportional bei der Luftverdichtung eine Mehrleistung in Anspruch genommen werden braucht. Durch die damit einhergehende Verschiebung in der Leistungsstruktur zwischen Gas- und Dampfturbinenleistung ergibt sich nur eine geringfügige Verbesserung des Blockwirkungsgrades. Diese Schaltung gestattet keine phasenverschobene Rückgewinnung der zur Trocknung des feuchten Brennstoffes eingesetzten Trocknungsenergie.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine deutliche Reduzierung der CO&sub2;-Emission je Nutzleistungseinheit durch verringerten Einsatz fossiler Energieträger zu erreichen, wobei die Trocknungseinrichtungen für Rohbraunkohle so mit der Wärmeerzeugungsanlage verbunden werden, daß eine vollständige energetische Verwertung des Brüdens realisiert wird.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Trocknungsbehälter im Verbund mit einer Druck-Wirbelschicht-Feuerung, einer Gasturbine, einer Dampfturbine, eines luftbeheizten Dampf-Zwischenüberhitzers und eines Abhitzekessels betrieben wird, der Energieinhalt des unter Mitteldruck stehenden und entstaubten Brüdens zur Verdampfung eines Speisewasserteilstromes eingesetzt und die Gasturbine mit Abgasen aus der Druck-Wirbelschicht-Feuerung betrieben, mittels verdichteter Verbrennungsluft eine Dampf-Zwischenüberhitzung bei Verbrennungsluftkühlung durchgeführt und das durch energetischen Verbund entstehende Brüdenkondensat nach dessen Aufbereitung zur Wasserversorgung des Kreislaufprozesses eingesetzt wird.

Das anfallende Brüdenkondensat wird ohne weitere Aufbereitung als Brauchwasser in einer Asche-/Einbindeprodukt-Verwertung zugunsten eines baustofftechnischen Einsatzes stofflich verwertet. Die im energietischen Verbund erzeugte Trockenkohle wird in der druckaufgeladenen Wirbelschichtfeuerung des Dampfkessels mit einem Luftüberschuß im Bereich 2 < λ < 3 verbrannt.

Anhand eines Ausführungsbeispieles soll nachstehend die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigt:

Fig. 1 -
den Rohbraunkohletrockner mit einem Kombiblock und einer Druckwirbelschichtfeuerung Die Rohbraunkohle 9 gelangt über eine Mühle in den brüdenkondensierenden Rohfeinkohle-Vorwärmer 8, dem der Trockner 1 mit Heizflächenpaket 2 nachgeordnet ist. Die Trockenkohle und ein Additiv werden über das Trockenkohle-Additiv-Eintragssystem 3 in den Dampfkessel 4 mit Druckwirbelschichtfeuerung geleitet. Der Dampfkessel 4 ist mit der Dampfturbine 5 verbunden, deren kalte Schiene 15 der Dämpfzwischenüberhitzung über einen luftbeheizten Dampfzwischenüberhitzer 13 mit der heißen Schiene 16 gekoppelt ist. Der Dampfkessel 4 ist weiterhin mit den Abgasturbinenstufen 12 einer Gasturbinenanlage verbunden, die mit einem Abhitzekessel 17 gekoppelt ist. Der Abhitzekessel 17 weist die Heizfläche 6 zur Sattdampferzeugung auf, die mit der Heizfläche 2 im Trockner 1 verschaltet ist. Der im Trockner 1 und im Vorwärmer 9 entstehende Brüden wird in einen brüdenkondensierenden Sattdampferzeuger 7 geleitet, der mit einem aschekühlenden Sattdampfüberhitzer 10 verbunden ist. Der Sattdampfüberhitzer 10 ist einerseits über die Dampfeinspeisungsleitung 14 mit der kalten Schiene 15 der Dampfturbine 5 und andererseits mit dem Dampfkessel 4 und der Ascheverwertung 21 gekoppelt. Der luftbeheizte Dampf zwischenüberhitzer 13 ist mit dem Dampfkessel 4 und den Luftverdichterstufen 11 der Gasturbinenanlage verbunden. Das im Sattdampferzeuger 7 und im Vorwärmer 8 anfallende Brüdenkondensat wird im Brüdenkondensatkühler 19 gekühlt und anschließend in die Brüdenkondensataufbereitung 20 geleitet. Ein Teilstrom 18 des gekühlten Brüdenkondensats wird der Ascheverwertung 21 zugeführt.

Der erfindungsgemäße Vorschlag hat den Vorteil, daß die Gas-Dampf-Technologie mit Druck-Wirbelschicht-Feuerung auch mit hochfeuchter Braunkohle betrieben werden kann und dabei ein Prozeßwirkungsgrad von 47 % - 48 % bei Nenn- und Teillast sowie einer Luftüberschußzahl von 2,7 erreicht wird.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1
Trockner
2
Heizflächenpaket
3
Trockenkohle-Additiv-Eintragssystem
4
Dampfkessel
5
Dampfturbine
6
Heizfläche
7
Sattdampferzeuger
8
Vorwärmer
9
Vorwärmer
10
Sattdampfüberhitzer
11
Luftverdichterstufe
12
Abgasturbinenstufe
13
Dampfzwischenüberhitzer
14
Dampfeinspeisungsleitung
15
kalte Schiene
16
heiße Schiene
17
Abhitzekessel
18
Teilstrom
19
Brüdenkondensatkühler
20
Brüdenkondensataufbereitung
21
Ascheverwertung
22
Luftüberschußzahl
23
Prozeßwirkungsgrad


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Braunkohlenaufbereitung für Gas-Dampf-Kombiprozesse in einem indirekt erwärmten Trocknungsbehälter einer Dampferzeugungsanlage, wobei die Trocknungsenergie des Trocknungsbehälters über den Sattdampf eines mit dem Kombiprozeß gekoppelten Abhitzekessels bezogen wird,
    • gekennzeichnet dadurch,
    • daß der Trocknungsbehälter (1) im Verbund mit einer Druck-Wirbelschicht-Feuerung (4), einer Gasturbine (12), einer Dampfturbine (5), eines luftbeheizten Dampf zwischenüberhitzers (13) und eines Abhitzekessels (17) betrieben wird, der Energieinhalt des unter Mitteldruck stehenden und entstaubten Brüdens zur Verdampfung eines Speisewasserteilstromes eingesetzt und die Gasturbine (12) mit Abgasen aus der Druck-Wirbelschicht-Feuerung (4) betrieben, mittels verdichteter Verbrennungsluft eine Dampfzwischenüberhitzung bei Verbrennungsluftkühlung durchgeführt und das durch energetischen Verbund entstehende Brüdenkondensat nach dessen Aufbereitung zur Wasserversorgung des Kreislaufprozesses eingesetzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das anfallende Brüdenkondensat ohne weitere Aufbereitung als Brauchwasser in einer Asche-/Einbindeprodukt-Verwertung zugunsten eines baustofftechnischen Einsatzes stofflich verwertet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die im energetischen Verbund erzeugte Trockenkohle in der druckaufgeladenen Wirbelschichtfeuerung (4) des Dampfkessels (4) mit einem Luftüberschuß im Bereich 2 <λ< 3 verbrannt wird.
Anspruch[en]
  1. Method for processing lignite for use in combined gas/steam cycles in an indirectly heated drying oven of a steam generation plant, wherein the energy for the drying oven is provided by saturated steam from a waste heat boiler coupled to the combined gas/steam cycle,
    • characterized in that,
    • the drying oven (1) is operated in direct connection with a pressurized vortex furnace (4), a gas turbine (12), a steam turbine (5), an air-heated steam reheater (13) and a waste heat boiler (17), that the energy carried by the exhaust vapors, which are cleaned of dust and at medium pressure, is used to evaporate a portion of the feedwater flow and that the gas turbine (12) is operated using waste gases from the pressurized vortex furnace (4), that steam reheating is carried out using compressed combustion air which cools in the process and the condensate from the exhaust vapors which form in the closed energy system is treated and used to supply water to the cyclic process.
  2. Method as claimed in claim 1, characterized in that the vapor condensate yielded is, without further processing, used as service water in the processing of ash/ash retention substance to be utilized as building materials.
  3. Method as claimed in claim 1, characterized in that the dry coal obtained in the closed energy system is burned in the pressurized vortex furnace (4) of the steam boiler (4) with excess air in the range 2 < λ < 3.
Anspruch[fr]
  1. Procédé de traitement de lignite pour processus gaz-vapeur combinés, tels qu'ils se produisent dans un réservoir de séchage à chauffage indirect d'une installation de production de vapeur, l'énergie de séchage du réservoir de séchage étant fournie par la vapeur saturée d'une chaudière à chaleur perdue intégrée dans le processus combiné,

    caractérisé en ce que le réservoir de séchage (1) est exploité en combinaison avec un foyer à lit fluidisé sous pression (4), une turbine à gaz (12), une turbine à vapeur (5), un resurchauffeur à vapeur chauffé à l'air (13) et une chaudière à chaleur perdue (17), que l'énergie des buées sous pression moyenne et dépoussiérées sert à l'évaporation d'un courant partiel de l'eau d'alimentation et que la turbine à gaz (12) est alimentée en gaz d'échappement du foyer à lit fluidisé sous pression (4), qu'une resurchauffe de vapeur avec refroidissement de l'air de combustion est assurée par de l'air de combustion comprimé et que les buées condensées obtenues au cours du processus énergétique combiné, servent, après leur traitement, à l'alimentation en eau du circuit fermé.
  2. Procédé selon la revendication 1,

    caractérisé en ce que les buées condensées sont utilisées, sans autre traitement, comme eau industrielle, dans une installation de fabrication de matériaux de construction à base de cendres.
  3. Procédé selon la revendication 1,

    caractérisé en ce que le lignite sec obtenu au cours du processus énergétique combiné est brûlé dans le foyer à lit fluidisé et mis sous pression (4) de la chaudière à vapeur (4), l'excès en air étant compris entre 2 < λ < 3.






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