Download - Hitachi Power Europe GmbH
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Festbrennstoff-Feuerungssysteme und Komponenten
- Seite 2 und 3: Über Hitachi Power Europe Von der
- Seite 4 und 5: Feuerungssysteme und Komponenten Wi
- Seite 6 und 7: Feuerraum Feuerung mit Steinkohlens
- Seite 8 und 9: Mühlenzuteiler Gurtförderer Auch
- Seite 10 und 11: Mahlanlagen Exzellente Ergebnisse I
- Seite 12 und 13: Mahlanlagen Geringer Energiebedarf
- Seite 14 und 15: Kohlenstaubbrenner Optimale Verbren
- Seite 16 und 17: Kohlenstaubbrenner DST-Brenner ® A
- Seite 18 und 19: M M M M M M M M M M M M Kohlenstaub
- Seite 20 und 21: Nachbrennrost Höhere Wirkungsgrade
- Seite 22 und 23: Weitere Entaschung HPE bietet ein b
- Seite 24: © Hitachi Power Europe GmbH / 02.2
Festbrennstoff-Feuerungssysteme<br />
und Komponenten
Über <strong>Hitachi</strong> <strong>Power</strong> <strong>Europe</strong><br />
Von der Kohle zum Strom<br />
d<br />
b<br />
f<br />
c<br />
e<br />
a<br />
Stromerzeugung in einem typischen Kohlekraftwerk<br />
Inhalt<br />
<strong>Hitachi</strong> <strong>Power</strong> <strong>Europe</strong> 2<br />
Auswahlkriterien 5<br />
Feuerraum 6<br />
Mühlenzuteiler 8<br />
Mahlanlagen 10<br />
Kohlestaubbrenner 14<br />
Nachbrennrost 20<br />
Entaschung 21<br />
Ersatzteilservice 23<br />
A Vor dem Einblasen in den Feuerraum wird die Rohkohle in Kohlemühlen staubfein zerkleinert.<br />
B Durch die Verbrennung des Kohlenstaubs im Feuerraum des Dampferzeugers entstehen Rauchgase<br />
mit Temperaturen bis zu 1.450 °C. Die freigesetzte Wärme wird genutzt, um Wasserdampf mit hohem<br />
Druck und hoher Temperatur zu erzeugen.<br />
C Der Wasserdampf wird in eine Turbine geleitet, strömt auf die Schaufelräder und versetzt die Turbinenwelle<br />
in Bewegung. Ein angeschlossener Generator erzeugt daraus elektrischen Strom.<br />
D Die Stickstoffoxide im Rauchgas reagieren in der DeNO x -Anlage mithilfe von Katalysatoren,<br />
es entsteht Stickstoff und Wasserdampf.<br />
E Aschepartikel bleiben im Elektrofilter an elektrisch geladenen Flächen haften, werden abgeklopft<br />
und aus dem Rauchgas entfernt.<br />
F In der Rauchgasentschwefelungsanlage (REA) binden Kalkmilch oder Kalksteinmehlsuspension das<br />
Schwefeldioxid aus dem Rauchgas. Als Endprodukt entsteht Gips.<br />
2
Technologieführer mit exzellenten Referenzen<br />
Ob als Anlagenbauer oder als Lieferant von Kernkomponenten: Bei fossil befeuerten Kraftwerken<br />
gehört die <strong>Hitachi</strong> <strong>Power</strong> <strong>Europe</strong> <strong>GmbH</strong> (HPE) zu den Technologie- und Marktführern.<br />
Das Unternehmen – eine Tochtergesellschaft von <strong>Hitachi</strong>, Ltd. – hat seinen Sitz in Duisburg.<br />
Die HPE plant und baut nicht nur Kraftwerke, sondern liefert auch alle Kernkomponenten –<br />
wie etwa Großdampferzeuger, Umwelt technik, Turbinen und Mahl anlagen. Dabei setzt die<br />
HPE auf eine Jahrzehnte lange Erfahrung, auf umfang reiche Refer enzen und das heraus -<br />
ragende Know-how ihrer Mitarbeiter.<br />
Innerhalb des <strong>Hitachi</strong>-Konzerns ist die HPE verantwortlich für die Märkte in Europa, Indien,<br />
Russland (inkl. Weißrussland) und Afrika.<br />
<strong>Hitachi</strong> <strong>Power</strong> <strong>Europe</strong> <strong>GmbH</strong>, Duisburg<br />
Babcock Fertigungszentrum <strong>GmbH</strong>, Oberhausen<br />
BGR Boilers Private Ltd., Chennai<br />
Donges SteelTec <strong>GmbH</strong>, Darmstadt<br />
1 2<br />
6<br />
4<br />
7<br />
<strong>Hitachi</strong> <strong>Power</strong> Africa (Pty) Ltd., Johannesburg<br />
<strong>Hitachi</strong> <strong>Power</strong> <strong>Europe</strong> Service <strong>GmbH</strong>, Duisburg<br />
Meeraner Dampfkesselbau <strong>GmbH</strong>, Meerane<br />
3<br />
5<br />
Festbrennstoff-Feuerungssysteme 3
Feuerungssysteme und Komponenten<br />
Wirtschaftlichkeit sichern, Ressourcen schonen<br />
Als eines der führenden Unternehmen im Kraftwerksbau weltweit, verfügt <strong>Hitachi</strong> <strong>Power</strong><br />
<strong>Europe</strong> über hoch entwickelte Feuerungssysteme, die in ihrer Gesamtheit oder als einzelne<br />
Komponenten für nahezu sämtliche Qualitäten fossiler Brennstoffe angewandt werden<br />
können.<br />
Projekt Land Kunde MW Brennstoff Auftragseingang<br />
Niederaußem Deutschland RWE Energie AG 1 x 1,012 Braunkohle 1995<br />
Boxberg Q Deutschland VEAG 1 x 907 Braunkohle 1995<br />
Elbistan B Türkei TEAS 4 x 360 Braunkohle 1998<br />
Dezhou 5 / 6 China CNTIC 2 x 660 Anthrazit 1998<br />
Hamborn Deutschland RWE Energie AG 1 x 260 Hochofengas 1999<br />
Iskenderun Türkei Siemens / STEAG 2 x 660 Steinkohle 2000<br />
Neurath F & G Deutschland RWE Rheinbraun AG 2 x 1.100 Braunkohle 2003<br />
Baosteel China Baoshan Iron & Steel Co. Ltd 1 x 350 Hochofengas, Koksofengas, Schweröl 2005<br />
Boxberg R Deutschland Vattenfall <strong>Europe</strong> 1 x 670 Braunkohle 2005<br />
Walsum 10 Deutschland Evonik 1 x 790 Steinkohle 2006<br />
Moorburg A / B Deutschland Vattenfall <strong>Europe</strong> 2 x 820 Steinkohle 2006<br />
Datteln Deutschland E.ON Kraftwerke 1 x 1.100 Steinkohle 2006<br />
Gent Belgien Electrabel 1 x 300 Hochofengas 2006<br />
Medupi Südafrika Eskom 6 x 790 Steinkohle 2007<br />
Maasvlakte Niederlande E.ON Kraftwerke 1 x 1.100 Steinkohle 2008<br />
Wilhelmshaven Deutschland Electrabel 1 x 750 Steinkohle 2008<br />
Kusile Südafrika Eskom 6 x 790 Steinkohle 2008<br />
Rotterdam Niederlande Electrabel 1 x 790 Steinkohle 2008<br />
Maja Indien NTPC 2 x 660 Steinkohle 2012<br />
Solapur Indien NTPC 2 x 660 Steinkohle 2012<br />
Raghunathpur Indien NTPC 2 x 660 Steinkohle 2012<br />
Kozienice Polen Enea 1 x 1.000 Steinkohle 2012<br />
Auswahl Dampferzeugeraufträge seit 1995<br />
HPE entwickelt Lösungen für Energieversorger und Industrie, die so flexibel sind wie die<br />
Anforderungen unserer Kunden. Dies lässt sich besonders an den vielfältigen Referenzen<br />
(siehe Tabelle) ablesen. Dabei werden von HPE hohe Wirtschaftlichkeit im Betrieb und die<br />
Schonung von Ressourcen und Umwelt als Verpflichtung und Herausforderung schon bei der<br />
Planung und Herstellung neuer Großdampf erzeuger vorausgesetzt. Diese Merkmale gelten<br />
auch bei der Modernisierung und Verbesserung bestehender Kraftwerksanlagen und deren<br />
Komponenten wie zum Beispiel Mahl anlagen und Brennern.<br />
Bestmögliche Qualität ist für HPE, als zertifiziertes DIN ISO 9001-Unternehmen, eine Selbstverständlichkeit.<br />
4
Auf die Auswahl kommt es an<br />
Die Planung und Konstruktion von Feuerungssystemen hängt wesentlich vom<br />
verwendeten Brennstoff ab und muss individuell zugeschnitten sein. Dies erfordert von<br />
unseren Planern überdurchschnittliche Leistungen.<br />
Zeitgemäße Feuerungssysteme sind weithin bekannt. Aber man benötigt ein erhebliches<br />
Know-how und viel Erfahrung in der Konzeption der Anlagen und in speziellen Abläufen. Eine<br />
wesentliche Rolle spielen dabei die Brennstoffeigenschaften wie Heizwert, Wasser- und<br />
Aschegehalt, flüchtige Bestandteile und Mahlbarkeit der Kohlen.<br />
Fortschrittliche Feuerungssysteme mit gestuftem Verbrennungsablauf senken die Emissionen<br />
und erfordern auf Grundlage gültiger Normen und der Gesetz gebung einen hohen Aufwand<br />
bei Konstruktion und Materialauswahl. Dies gilt gleicher Maßen für die Auswahl und Bauweise<br />
einzelner Feuerungskom po nenten.<br />
Tangentialfeuerung<br />
Schmelzfeuerung<br />
Zyklonfeuerung<br />
U/Doppel-U-Feuerung<br />
Steinkohle<br />
Trockenfeuerung<br />
Normal flüchtige Kohle<br />
Nieder flüchtige Kohle<br />
Frontfeuerung<br />
Doppel-Frontfeuerung<br />
Gegenfeuerung<br />
Eckenfeuerung<br />
Doppel-Frontfeuerung<br />
Gegenfeuerung<br />
Braunkohle<br />
Trockenfeuerung<br />
Direktfeuerung<br />
Direktfeuerung<br />
mit Brüdentrennung<br />
Direktfeuerung<br />
mit Brüdenrückführung<br />
Biomasse<br />
Trockenfeuerung<br />
Direktfeuerung<br />
Indirekte Feuerung<br />
Festbrennstoff-Feuerungssysteme 5
Feuerraum<br />
Feuerung mit Steinkohlenstaub<br />
Die wesentlichen Merkmale dieser<br />
Feuerungssysteme:<br />
■■<br />
Gleichmäßige Wärmefreisetzung<br />
■■<br />
Niedrige Stickoxidemission bei nahezu<br />
vollständigem Brennstoffumsatz<br />
■■<br />
Sauerstoffreiche Rauchgasatmosphäre<br />
in unmittelbarer Nähe zu den Kesselrohrwänden<br />
Fossil befeuerte Kraftwerke erleben weltweit einen großen Boom. Gerade der Brennstoff<br />
Steinkohle bietet ein großes Einsatzspektrum bei der Energiewandlung.<br />
Die Entscheidung, ein Feuerungssystem mit trockener Brennkammerentaschung oder als<br />
Schmelzkammer auszubilden, war in der Vergangenheit hauptsächlich von den Beschaffenheiten<br />
der Brennstoffe abhängig. Der Anteil flüchtiger Bestandteile sowie der Aschegehalt und<br />
die chemische Zu sammensetzung der Asche waren stets von ausschlaggebender Bedeutung.<br />
Mit Einführung innovativer DS ® -Brenner ging eine verbesserte Verbrennungs technik einher,<br />
wodurch der Entscheidungsprozess vereinfacht wurde. Moderne Dampferzeuger werden<br />
heute in der Regel kostengünstig und mit hoher Effizienz ausschließlich als Kesselanlagen mit<br />
trockenem Ascheabzug konzipiert. Dies gilt – unabhängig von den Brennstoffeinflüssen – für<br />
nahezu das gesamte Brennstoffband von hoch flüchtiger Steinkohle bis hin zum Anthrazit.<br />
Die lineare Ausrichtung als Front-, Doppel front- oder Gegenfeuerung mit vertikal versetzten<br />
Brennerebenen hat sich über viele Jahre als das am besten geeignete System für Steinkohlestaubfeuerungen<br />
erwiesen.<br />
Durch die klare Zuordnung von Mühlen- und Brennerebenen können die sehr komplexen<br />
Systeme übersichtlich gestaltet und angeordnet werden. Dies schafft ein hohes Maß an Zugänglichkeit<br />
und Wartungsfreundlichkeit.<br />
CAD-Modell des Großdampferzeugers<br />
Datteln 4<br />
■■<br />
1 x 1.100 MWel / 1 x 2.939 t/h<br />
■■<br />
Benson ® Dampferzeuger<br />
■■<br />
Steinkohle<br />
■■<br />
Dampfparameter:<br />
HD: 600 °C / 305 bar;<br />
ZÜ: 620 °C / 78 bar<br />
■■<br />
Inbetriebsetzung: 2011<br />
■■<br />
Lieferumfang:<br />
Großdampferzeuger inklusive aller<br />
zu gehöriger Komponenten, Engineering,<br />
Errichtung und Inbetriebsetzung<br />
6
Feuerung mit Braunkohlenstaub<br />
Verbrennungsanlagen für mit Braunkohle betriebene Dampferzeuger können entweder als<br />
direkte Systeme für den Einsatz von Rohbraunkohle oder als kombinierte Systeme mit<br />
roher und vorgetrockneter Braunkohle in demselben Feuerraum angelegt werden.<br />
Mit dem neuen HPE-Braunkohle-Drall brenner (RS ® -Brenner) ist eine Brüdentrennung auch<br />
bei sehr ballastreichen Braunkohlen nicht erforderlich.<br />
Die hervorragende Zündstabilität der RS ® -Brenner ermöglicht eine neuartige Anordnung der<br />
Brenner an der Brennkammer, beispielsweise in Form einer Allwand feuerung. Die Allwandfeuerung<br />
verbindet die Vorteile einer Linearfeuer ung mit denen einer Tangentialfeuerung. Beim<br />
Einsatz von RS ® -Brennern ist es allein durch feuerungstechnische Maßnahmen möglich,<br />
den NO x -Grenzwert von 200 mg / m 3 zu unterschreiten. Aufwändige mehrfache Luftstufungskonzepte<br />
zur Einhaltung der NO x -Grenz werte können dadurch entfallen.<br />
Durch das stabile Zündverhalten der RS ® -Brenner wird das Teillastverfahren von Braunkohlefeuerungen<br />
deutlich verbessert. Die überstöchiometrische Betriebsweise dieser Brenner hat<br />
positive Aus wirkungen auf das Verschmutzungs- und Verschlackungsverhalten auch bei<br />
kritischen Brennstoffen und bietet einen optimalen Schutz für die Verdampfer rohrwände<br />
gegen korrosive Rauchgasprodukte.<br />
Zukünftig werden vornehmlich Kessel anlagen für den Einsatz von Trockenbraunkohlenstaub<br />
mit Zwischenspei cherung geplant.<br />
CAD-Modell des Großdampferzeugers<br />
Boxberg R<br />
■■<br />
1 x 670 MWel / 1 x 1.710 t/h<br />
■■<br />
Benson ® Dampferzeuger<br />
■■<br />
Braunkohle<br />
■■<br />
Dampfparameter:<br />
HD: 600 °C / 315 bar;<br />
ZÜ: 610 °C / 72 bar<br />
■■<br />
Inbetriebsetzung: 2010 / 2011<br />
■■<br />
Lieferumfang:<br />
Großdampferzeuger inklusive aller<br />
zu gehöriger Komponenten, Engineering,<br />
Errichtung und Inbetriebsetzung<br />
Festbrennstoff-Feuerungssysteme 7
Mühlenzuteiler<br />
Gurtförderer<br />
Auch bei extremen Anforderungen zuverlässig<br />
Die Mühlenzuteiler, als Bunkerabzugsorgan ausgeführt, versorgen die Mahlanlagen entsprechend<br />
den Kessellastanforderungen gleichmäßig dosiert mit Rohkohle.<br />
Die von <strong>Hitachi</strong> <strong>Power</strong> <strong>Europe</strong> konstruierten Mühlenzuteiler arbeiten auch bei extremen<br />
Anforderungen zuverlässig und betriebssicher.<br />
Entsprechend der geforderten Brennstoffmenge, den Auslegungsrichtlinien (u. a. DIN EN<br />
12952-9, NFPA 85 F) und Kunden anforderungen (etwa volume trische oder gravimetrische<br />
Mengenmess ung) ermitteln die erfahrenen HPE-Mitarbeiter den optimalen Zuteiler.<br />
Weitere Auswahlfaktoren sind die verschiedenen Schüttguteigenschaften, wie das Fließ- und<br />
Erosionsverhalten der Kohle.<br />
Die Gurtgeschwindigkeit wird durch die Fördermenge bestimmt. Dem Gehäuse wird Spülluft<br />
zugefügt, um die Bildung von Kondensat und damit Korrosion zu verhindern.<br />
8
In Steinkohleblöcken werden Gurtförderer zum Abzug der Rohkohle aus dem Bunker eingesetzt.<br />
In Braunkohleanlagen werden Trogkettenförderer – in Verbindung mit Gurtbandförderern<br />
– zum Abzug der Rohkohle aus dem Bunker verwendet.<br />
Gurtförderer<br />
Der Gurtförderer mit einem Wellkantengurt sorgt für hohe Leistungen und garantiert einen<br />
gleichmäßigen Bunker abzug und eine intervallfreie Beschickung der Mühle, auch bei geringen<br />
Fördergeschwindigkeiten. Die Konstruktion dieser Bauart ermöglicht volume trische und gravimetrische<br />
Mengenmess ungen und Fördermengen bis zu 120 t/h. Fördergut, das auf den Boden<br />
des Zuteilers fällt, wird durch die mitlaufende Räumerkette zum Kohlefallschacht befördert.<br />
Rohkohle<br />
d<br />
a<br />
g<br />
A Schichthöhen schieber<br />
B Gurtantriebs station<br />
b<br />
h<br />
c<br />
C Gurtspannstation<br />
D Wellkantengurt<br />
E Räumerkette<br />
F Unterbandtragrolle<br />
e<br />
f<br />
G Bunker absperr schieber<br />
H Bandwaage (optional)<br />
Trogkettenförderer<br />
Trogkettenförderer sind für kleinere Fördermengen bis etwa 40 t/h ausgelegt. In besonderen<br />
Fällen ist eine Erhöhung bis 70 t/h möglich. Der Abzug des Brennstoffes erfolgt entgegengesetzt<br />
der Förderrichtung. Das Prinzip des Trogkettenförderers ermöglicht zum einen eine kompakte<br />
Bauweise mit geringem Abstand zwischen Bunker abzug und Abwurf des Förderers. Zum anderen<br />
lassen sich auch große Ab stände zwischen Aufgabe und Abwurf des Materials verwirklichen.<br />
Rohkohle<br />
e<br />
a<br />
d<br />
b<br />
c<br />
A Schichthöhen begrenzer<br />
B Antriebs station<br />
C Spannstation<br />
D Gabellaschen kette<br />
E Bunker ab sperr schieber<br />
Festbrennstoff-Feuerungssysteme 9
Mahlanlagen<br />
Exzellente Ergebnisse<br />
In den Mühlen wird die Kohle getrocknet, zerkleinert und anschließend dem Staubleitungssystem<br />
mit den zugehörigen Brennern gleichmäßig zugeführt. Heißluft oder Rauchgas<br />
übernehmen die Trocknung und den Transport des Kohlenstaubes bis in den Feuerraum.<br />
MPS ® -Mühle<br />
Walzenschüsselmühle Typ MPS ®<br />
Die Walzenschüsselmühle Bauart MPS ® von <strong>Hitachi</strong> <strong>Power</strong> <strong>Europe</strong> mahlt und trocknet Steinkohlen<br />
sowie schwer mahlbare Braunkohlen mit geringem Wassergehalt zu Kohlenstaub und<br />
verteilt diesen gleichmäßig über das Staubleitungssystem auf die Brenner.<br />
Es werden Mühlen der verschiedenen Baugrößen für Durchsatzleistungen von 10 t/h bis<br />
200 t/h geliefert. Ständige Wei ter entwicklungen und Verbesserungen führen zu exzellenten<br />
a<br />
b<br />
Zerkleinerungs ergebnissen mit hohen Feinheitsgraden mit weltweiten<br />
Rohkohlen. Nicht zuletzt haben die guten Betriebseigenschaften und<br />
niedrigen Energieanforderungen zum Erfolg beigetragen.<br />
c<br />
e<br />
g<br />
f<br />
d<br />
A Lamellen sichter<br />
B Sichterantrieb<br />
C Mahlwalzen<br />
E Mahl schüssel<br />
F Getriebe<br />
G Motor<br />
D Hydro pneumatik<br />
10
Lange Lebensdauer<br />
RKD-Mühle<br />
Rohrkugelmühle Typ RKD<br />
Die RKD-Rohrkugelmühle von <strong>Hitachi</strong> <strong>Power</strong> <strong>Europe</strong> mahlt und trocknet schwer mahlbare<br />
Stein kohlen (beson ders bei niederflüchtigen Kohlen wie z. B. Magerkohle und An thrazit).<br />
Dieser Anlagentyp bewältigt bis etwa 150 t/h Kohle. Je nach Größe und Platzverhältnissen<br />
kann die Rohr kugel mühle mit Trommel oder Hals la gerung sowohl ein- oder doppelflutig ausgeführt<br />
werden.<br />
a<br />
g<br />
b<br />
d<br />
e<br />
c<br />
f<br />
A Lamellensichter<br />
B Grieß rücklauf<br />
C Halslager<br />
D Antriebs zahnkranz<br />
E Mahlkugelfüllung<br />
F Zuführ schnecke<br />
G Sichtersteig leitung<br />
Festbrennstoff-Feuerungssysteme 11
Mahlanlagen<br />
Geringer Energiebedarf<br />
Ein hoher Wassergehalt und große Durchsatzmengen machen die Vermahlung von Braunkohlen<br />
zu einer besonderen Herausforderung. <strong>Hitachi</strong> <strong>Power</strong> <strong>Europe</strong> hat auch in diesem<br />
Segment die passenden Produkte.<br />
DGS ® -Mühle<br />
Distributor-Gebläse-Schläger-Mühle Typ DGS ®<br />
Für die Trocknung und Vermahlung von Rohbraunkohle und Braunkohlen mit hohem Wassergehalt<br />
liefert HPE DGS ® -Mühlen verschiedener Baugrößen bis zu einem Durchsatz von 180 t/h.<br />
Bei der DGS ® -Technik wird die Rohkohle mit den Rauchgasen zunächst über einen Schlägerteil<br />
zur Vorzerkleinerung in das Schlagrad eingebracht. Dies ermöglicht eine sehr gute Luft- und<br />
Staubverteilung in das Schlagrad. In der Regel ist die Mahlung bei der<br />
DGS ® -Mühle so in tensiv, dass ausreichende Mahlfeinheiten in einem<br />
a<br />
Durchgang erreicht werden – ohne einen nachträglichen Sichter<br />
c<br />
f g<br />
b<br />
g<br />
d<br />
ein zusetzen. Dies steigert die Druckbilanz und senkt den Energiebedarf.<br />
Die DGS ® -Mühle hat sich besonders bei schwer zu<br />
verarbeitender Braunkohle bewährt, was zu ihrer erheblichen<br />
Haltbarkeit und den unnachgiebigen Eigenschaften führt.<br />
e<br />
A Rauchgas schieber<br />
B Einlassgehäuse<br />
C Welle mit Schläger<br />
D Schlagrad<br />
E Kupplung<br />
F Motor<br />
G Lager<br />
12
Einfache Wartung<br />
NV-Mühle<br />
Nasskohlen-Ventilator-Mühle Typ NV<br />
Die NV-Mühlen mit Durchsatzleistungen von 10 t/h bis zu 140 t/h werden zur Vermahlung von<br />
Braunkohlen mit hohen Wassergehalten zur direkten Einblasung des Brennstoffes in den<br />
Feuerraum eingesetzt.<br />
Die Rohbraunkohle wird mit den Rauchgasen zur Zerkleinerung in das Schlag rad, das wie ein<br />
a<br />
e<br />
Gebläserad mit Schlagplatten wirkt, eingebracht. Durch den Einbau<br />
von Umlenksichtern wird die Brennstoffeinheit für die Verbrennung<br />
sichergestellt.<br />
f<br />
g<br />
NV-Mühlen stellen sich als High-Tech-Aggregat dar, das<br />
die aktuellen Anforderungen hinsichtlich Verfügbarkeit und<br />
b<br />
Kosten weltweit in exzellenter Weise erfüllt.<br />
c<br />
d<br />
A Schiebergehäuse<br />
B Mahl kammertür<br />
C Mahl kammer<br />
D Schlagrad<br />
E Umlenk sichter<br />
F Doppellager<br />
G Motor<br />
Festbrennstoff-Feuerungssysteme 13
Kohlenstaubbrenner<br />
Optimale Verbrennung<br />
Wie lassen sich NO x -Emissionen mindern und gleichzeitig möglichst unterschiedliche<br />
Brennstoffe beherrschen Solche Fragen bestimmen heute die Konzeption von Kohlenstaubfeuerungen<br />
und -brennern.<br />
DS ® -Brenner<br />
300<br />
1.800<br />
1.667 1.697<br />
260<br />
1.607<br />
1.487<br />
1.600<br />
250<br />
1.303<br />
1.400<br />
200<br />
1.095 1.119 1.135 1.165<br />
1.200<br />
184<br />
144<br />
859<br />
1.000<br />
150<br />
879 9591.031 787<br />
138<br />
120 120<br />
800<br />
643<br />
120<br />
100<br />
88<br />
600<br />
383<br />
80<br />
72 72<br />
64<br />
46<br />
60 400<br />
263<br />
50<br />
8 9 9 129<br />
175<br />
20<br />
24<br />
16 30 30<br />
200<br />
8 1 0<br />
0 0 0<br />
0 0<br />
1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015<br />
n Gesamtzahl n Jahr der Inbetriebnahme<br />
Eingeführt wurden die DS ® -Brenner Anfang der 90er Jahre und seitdem kontinuierlich weiterentwickelt.<br />
Die Hauptaufgabe des Brenners besteht darin, den Brennstoff so zu behandeln,<br />
daß die Partikel für die nachfolgende Pyrolyse und den Zündungsvorgang aufbereitet werden.<br />
Es ist die eigentliche Zündung und deren Verlauf, die die besonderen Eigenschaften dieser<br />
Brennerausführung darlegen. Zündung = Pyrolyse + Oxydation<br />
Mit ihrer konzentrischen Auslegung und in allen Abschnitten gewirbelten Strömungen findet<br />
diese Brennerausführung ihr Anwendungsgebiet hauptsächlich in direkten Feuerungssystemen,<br />
in denen alle Sorten an staubförmigen Brennstoffen eingesetzt werden.<br />
Betriebliche Erfahrungen aus über 1.100 Anwendungen werden in dieser DS ® -Brennerkonzeption<br />
mit aufgenommen.<br />
Kohlenstaub<br />
Kernluft<br />
Sekundärluft<br />
Tertiärluft<br />
Einstellbare<br />
Dralleinrichtungen<br />
Brenn stoffdüse<br />
Zünder<br />
14
Bei einem Regelbereich von 1: 3.5 stehen DS ® -Brenner mit thermischen Leistungen zwischen<br />
20 und 100 MW für direktbetriebene Verbrennungssysteme zur Verfügung.<br />
Brennstoffe<br />
Brennerklassen (thermische Leistung MW)<br />
20 40 60 80 100<br />
Braunkohle* x x x<br />
Fettkohle x x x x<br />
Steinkohle x x x x x<br />
Anthrazit x x x<br />
Biomasse (Verfeuerung mit Kohle) x x x x<br />
Biomasse (unabhängig) x x<br />
* Betrieb der Mahlanlage auf Luftbasis<br />
Windbox-Anordnung anhand der DS ® -Brenner-Konstruktion<br />
Obwohl grundsätzlich für Steinkohle entwickelt, stehen derartige Brenner jetzt für alle<br />
Kohlenstoff führenden Festbrennstoffe wie Anthrazit, Fettkohle, Braunkohle und Biomasse<br />
aus verschiedenen Strukturen zur Verfügung. Geeignet ist der DS ® -Brenner für Anwendungen<br />
mit einzelner Luftsteuerung und auch beim Einsatz in den gebräuchlichen Windboxen.<br />
Festbrennstoff-Feuerungssysteme 15
Kohlenstaubbrenner<br />
DST-Brenner ®<br />
Auf der Basis der DS ® -Brennerkonzeption wurde der DST-Brenner ® für den Einsatz in<br />
indirekten Feuerungssystemen entwickelt.<br />
Kerngas<br />
Öllanze<br />
Sekundärgas<br />
Kohlenstaub<br />
Tertiärgas<br />
Dralleinrichtung<br />
Brennstoffdüse<br />
Diese Brennerausführung ist ideal für vorgetrocknete staubförmige Brennstoffe wie Anthrazit,<br />
Stein- und Fettkohle, Braunkohle, Torf, verschiedene Arten von Biomasse und andere Kohlenstoff<br />
führende staubförmige Brennstoffe – entweder einzeln oder in Kombinationen eingesetzt.<br />
Die Staubbeschickung bewegt sich zwischen 0,5 bis 15 kg Brennstoff / kg Medium.<br />
Der Einsatz der DST-Brenner ® erfolgt entweder für den atmosphärischen Betrieb oder in unter<br />
Druck stehenden Systemen mit einer Luft- und / oder Oxyfuelatmosphäre.<br />
Als Transportmedium für den Brennstoff kann Luft, Schutzgas und Rauchgas mit oder ohne<br />
Sauerstoffbereicherung eingesetzt werden.<br />
DST-Brenner ® können mit einer Lastabsenkungszahl bis 1:17 betrieben werden. Daher ist der<br />
Betrieb des Kessels von der niedrigsten Inbetriebnahmelast bis zu einer vollständigen Last<br />
bei einer unbegrenzten Lastansprechzahl möglich.<br />
Bei thermischen Leistungen von 20 bis 60 MW stehen DST-Brenner ® für alle Arten von vorgetrockneten<br />
staubförmigen Brennstoffen, die in indirekten Feuerungssystemen eingesetzt<br />
werden, zur Verfügung.<br />
Brennstoffe<br />
(vorgetrocknet & als Fertigstaub)<br />
Brennerklassen (thermische Leistung MW)<br />
20 40 60<br />
Braunkohle x x x<br />
Fettkohle x x x<br />
Steinkohle x x x<br />
Anthrazit x x x<br />
Biomasse (unabhängig) x x x<br />
16
DS ® -Brenner direkt (links)<br />
DST-Brenner ® indirekt (rechts)<br />
Vergleich der beiden Brennersysteme<br />
5<br />
Kohle / Primärluft Verhältnis [kg/kg]<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
Brennerregelbereich (wie geprüft)<br />
Indirektes Feuerungssystem, DST-Brenner ®<br />
Indirektes Feuerungssystem, DST-Brenner ®<br />
Direktes Feuerungssystem, DS ® -Brenner<br />
Mindestlastbereich<br />
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45<br />
Brennerleistung [MW]<br />
Die großen Herausforderungen für Stromerzeugung in der Zukunft liegen bei der Energiespeicherung<br />
und Anlagenflexibilität.<br />
Mit einem DST-Brenner ® -Regelbereich von 1:17 werden Kohlefeuerungen bestens darauf<br />
vorbereitet, die sich ergebenden betrieblichen Forderungen zu erfüllen.<br />
Festbrennstoff-Feuerungssysteme 17
M<br />
M<br />
M<br />
M<br />
M<br />
M<br />
M<br />
M<br />
M<br />
M<br />
M<br />
M<br />
Kohlenstaubbrenner<br />
DST-Brenner ®<br />
Kombiniertes Feuerungsystem<br />
M<br />
M<br />
100 %<br />
75 %<br />
M 20 M 40 M 30 M 10<br />
50 %<br />
M M M M<br />
M<br />
25 %<br />
Flexibler Lastbereich<br />
0 %<br />
Was von der Energieerzeugung jetzt und in der Zukunft verlangt wird ist Flexibilität. Die Entwicklung<br />
des DST-Brenners ® führt zu einem wachsenden Interesse an flexiblen Ausführungen<br />
mit indirekten Feuerungsysstemen.<br />
Dieses System bietet viele Vorteile, wie zum Beispiel:<br />
■■Niedrigere Investitions- und Betriebskosten<br />
■■Unabhängigkeit des Mühlen- und Kesselbetriebes<br />
■■Großer Lastbereich mit sämtlichen Brennern in Betrieb<br />
■■Schnelles Ansprechen bei der Forderung eines hohen Lastwechsels<br />
■■Kesselbetrieb ohne zusätzlichen Brennstoff (Öl/ Gas) – auch bei der Inbetriebnahme<br />
■■Genaue Definition der Brenner-Luftverhältnisse. Dadurch bleibt der Brenner-Luftüberschuss<br />
unter 10 %<br />
Das mit den Vorteilen der direkten und indirekten Systeme kombinierte Feuerungssystem<br />
liefert die konsequente Antwort auf die faszinierenden Fragen betreffend die Art und Weise<br />
wie Kohlekraftwerke die zukünftigen Herausforderungen meistern werden.<br />
18
RS ® Brenner<br />
70 160<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
4<br />
4<br />
4<br />
0<br />
10<br />
6<br />
10<br />
0<br />
16<br />
6<br />
16<br />
48<br />
64<br />
76 76<br />
12<br />
100 100 100 100 100 100 100<br />
0<br />
0 0 0 0 0 0 0 0<br />
1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010<br />
24<br />
n Gesamtzahl<br />
124<br />
24<br />
124<br />
n Jahr der Inbetriebnahme<br />
142<br />
18<br />
2012<br />
140<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
RS ® Brenner<br />
Aufträge seit 1994<br />
Die umfangreichen Ergebnisse aus der Entwicklung der DS ® - Brennertechnologie (Flammenbeständigkeit,<br />
Zündung und Luftstufung im Brennernahbereich) stehen auch der Braunkohle-<br />
Feuerungstechnik zur Verfügung.<br />
Entwickelt wurde der RS ® -Brenner für Braunkohle. Im Gegensatz zum konventionellen<br />
Strahlbrenner, erlaubt der RS ® -Brenner die Steuerung der Brennstoff- und Luftmischung und<br />
Flammenausbreitung im Brennernahbereich.<br />
Sekundärluft<br />
Strahlenschutzrohr<br />
Kohlenstaub<br />
Kühlluft<br />
Sekundärluftabweiskehle<br />
Staubswirler<br />
Festbrennstoff-Feuerungssysteme 19
Nachbrennrost<br />
Höhere Wirkungsgrade<br />
Bei Braunkohlen- bzw. torfbefeuerten Anlagen mit einem hohen Anteil von Xylit oder<br />
Faserstoffen im Brennstoff kann der Anteil von Unverbranntem in der Kesseltrich terasche<br />
sehr hoch sein. Dies mindert den Feuerwirkungsgrad.<br />
Schematische Darstellung<br />
eines Nachbrennrostes<br />
a<br />
Asche<br />
n b c<br />
f<br />
d<br />
e<br />
A Kessel-Feuerraumtrichter<br />
B Blockumbauung mit Ausmauerung<br />
C Wassertassen abdichtung<br />
g<br />
D Feststehende Rosttragstangen<br />
E Rostwagen<br />
F Rostbelag<br />
G Hydraulik zum Rostwagen und<br />
Aschefallklappe<br />
H Aschetrichter<br />
i<br />
h<br />
k<br />
l<br />
I Kühl- und Verbrennungsluft<br />
j<br />
J Aschefallklappe<br />
K Aschefallschacht<br />
m<br />
L Absperrschieber zum Aschefallschacht<br />
M Entascher<br />
N Monitoring system<br />
Der Nachbrennrost sorgt bei optimierter Auslegung dafür, dass der Ausbrand in der Trichterasche<br />
bis über 80 % ver be s sert wird. Das erhöht den Gesamtwirkungs grad der Kesselanlage<br />
wesentlich. Durch die Nachverbrennung wird außerdem der relativ kalte Kesseltrichter<br />
be heizt, was zu einer gleichmäßigeren Temperaturverteilung im Feuerraum führt.<br />
20
Entaschung<br />
Hochbeständig und langlebig<br />
Entaschungsanlagen gehören seit langem zum Produktions- und Lieferumfang von HPE.<br />
Dies gilt sowohl für den Abzug der Brennkammerasche als auch für den Aschetransport,<br />
der bei der Luvo- und E-Filterentaschung anfällt.<br />
Nassentascher<br />
Aufgaben der Kratzer-Nassentascher:<br />
■■<br />
Luftabschluss zum Kesseltrichter<br />
■■<br />
Kühlung der Asche<br />
■■<br />
Aschetransport<br />
■■<br />
Einlass zur Feuerraumbefahrung<br />
Kratzer-Nassentascher für steinkohlebefeuerte Systeme<br />
e<br />
c<br />
a<br />
b<br />
i f<br />
h<br />
1 Brennkammerasche<br />
i<br />
f<br />
k g j k d k g<br />
Kratzer-Nassentascher für braunkohlebefeuerte Systeme<br />
c<br />
a<br />
k g j k d k g<br />
k<br />
e<br />
h<br />
2 Übergangsschurre mit Eintauchstück<br />
3 Kompensator<br />
4 Kratzer-Nassentascher<br />
5 Antriebsstation geregelt<br />
6 Spannstation<br />
7 Umlenkrollen<br />
8 Abwurfrost<br />
9 Kühlwassereinlauf<br />
J Überlauf<br />
K Verfahrschienen<br />
Förderrichtung<br />
➞➞<br />
Festbrennstoff-Feuerungssysteme 21
Weitere Entaschung<br />
HPE bietet ein breit gefächertes Angebot im Bereich der Aschebehandlungssysteme. Diese<br />
Systeme werden bei der Feuerraumentaschung und bei der Entaschung aller nachgelagerten<br />
Asche-Ansammlungen verwendet.<br />
Unsere Systeme bieten viele Vorteile: Sie sind hochbeständig, die Verschleißteile sind langlebig,<br />
der Energiebedarf sowie die Betriebs- und Instandhaltungskosten sind niedrig.<br />
Bei Großdampf erzeugern mit Kohle staubfeuerung für Stein- und Braunkohle bietet HPE die<br />
gesamte Bandbreite an: von Planung, über Fertigung und Montage, bis zur Inbetrieb nahme<br />
der kompletten Asche-Entsor gungssysteme, inkl usive der an schließenden Verlade systeme<br />
für LKW-, Bahn- oder Schiffstransport.<br />
Entaschungskomponenten<br />
Unsere weiteren<br />
Entaschungssysteme<br />
■■Aschesilos und Entwässer ungsbunker<br />
■■Einstrangkettenförderer<br />
■■Plattenband-Nassentascher<br />
■■Förderschnecken<br />
■■Ein- und Zweiwalzenbrecher<br />
■■Hammerbrecher<br />
■■Zellenradschleusen<br />
■■Einfach- und Doppelpendel klappen<br />
■■Absperrschieber<br />
■■Düsenförderer<br />
■■Becherwerke<br />
■■Spülrinnen<br />
■■Trocken-mechanische<br />
Entaschungsanlagen<br />
■■Hydraulische Entaschungsanlagen<br />
■■Pneumatische Entaschungsanlagen<br />
■■Mühlenentsorgungsanlagen<br />
■■Rückkühlanlagen für<br />
Nassentascherüberlaufwasser<br />
22
Ersatzteilservice<br />
Als Planer und Hersteller von Originalteilen ist <strong>Hitachi</strong> <strong>Power</strong> <strong>Europe</strong> der ideale Partner bei<br />
Modernisierungen und Ersatzteilbedarf.<br />
Durch die langjährige Erfahrung bei der Planung und Lieferung von Großdampf erzeugern mit<br />
allen wesentlichen Kom ponenten bieten die HPE-Experten sachkundige und kundengerechte<br />
Lö sungen bei Anlagenausführung und -betrieb. Mit optimierten Anlagen lassen sich Leistung<br />
und Verfügbarkeit erhöhen, sowie ein möglichst wirtschaftlicher Betrieb erreichen. HPE ist ein<br />
kompetenter und flexibler Partner für die Bereiche Prozesstechnik, Anlagenoptimierung,<br />
Messtechnik, Anlagenuntersuchung, Komponenteneinbau und Inbetriebnahme. Gleichzeitig<br />
unterstützen wir unsere Kunden in der künftigen Gestaltung ihrer Anlagen. Dies gilt sowohl in<br />
technischer Hinsicht (Planung, Ausführung und Optimierung) als auch für Wirtschaftlichkeitsberechnungen.<br />
Zuteiler Mühlen Brenner Entascher<br />
Gurte Schleißteile Staubleitungskrümmer Ketten<br />
Ketten Auskleidungen Staubleitungen Kratzeisen<br />
Antriebe Düsenringe Prallbleche Schleißplatten<br />
Lager Wellendichtungen Gehäuse Antriebe<br />
Schieber Spiralförderer Verstelleinrichtungen<br />
Bandwaagen Schlägerteile Lager<br />
Schneller Service<br />
durch einen<br />
kompetenten Partner<br />
Fertigung aus einer Hand<br />
Als Anteilseigner der Babcock Fertigungszentrum<br />
<strong>GmbH</strong> in Oberhausen,<br />
stehen wir in engstem<br />
Kontakt mit unseren Partnern.<br />
Dadurch können wir Ihre Anfragen<br />
schnell und flexibel bearbeiten<br />
und Ihnen verlässliche Lösungen<br />
anbieten. Mehr dazu:<br />
www.bfz-ob.de<br />
Kompensatoren<br />
Getriebe<br />
Antriebe<br />
Service Hotline: 0203.8038-2550<br />
Service Fax: 0203.8038-612550<br />
E-Mail: spareparts@hitachi-power.com<br />
Festbrennstoff-Feuerungssysteme 23
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Schifferstraße 80<br />
47059 Duisburg<br />
Tel. 0203.8038-0<br />
Fax 0203.8038-1809<br />
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www.hitachi-power.com