DE102006020117A1

DE102006020117A1 - Dampferzeugungsanlage

Info

Publication number: DE102006020117A1
Application number: DE200610020117
Authority: DE
Inventors: Alois Vogl
Original assignee: Steag Saar Energie AG
Current assignee: Iqony Energies De GmbH
Priority date: 2006-05-02
Filing date: 2006-05-02
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2026-05-03
Also published as: DE102006020117B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dampferzeugungsanlage, insbesondere zur Erzeugung von Heizdampf, mit einem Hauptkessel (1), der z. B. mit Biomasse oder daraus gewonnenem Biogas beheizt wird, und mit einem Reservekessel (5), der vorzugsweise mit fossilem Brennstoff beheizt wird. Erfindungsgemäß ist eine Dampf verwendende Heizeinrichtung vorgesehen, welche zwecks schneller Inbetriebnahme des Reservekessels (5) das Wasser im Reservekessel auf einer gegenüber der Umgebungstemperatur erhöhten Ausgangstemperatur für den Anfahrprozess hält. In einer Ausführungsform umfasst die Heizeinrichtung eine Leitung (3) zum Zuführen des Dampfes aus dem Hauptkessel (1) als Heizdampf in den Dampfraum (6) des Reservekessels (5).

Description

Die Erfindung betrifft eine Dampferzeugungsanlage, insbesondere zur Erzeugung von Heizdampf, mit einem Hauptkessel und einem Reservekessel.
Dampferzeugungsanlagen solcher Art, die einen z.B. mit Biomasse beheizten Hauptkessel aufweisen, benötigen einen oder mehrere, vorzugsweise mit Gas oder Öl beheizte Reservekessel, um Ausfälle oder Engpässe der Dampferzeugung durch den Hauptkessel ausgleichen zu können. Zwecks schneller Inbetriebnahme wird der Reservekessel ständig unter Verbrauch von fossilem Brennstoff auf einem gegenüber der Umgebungstemperatur erhöhten, an die Betriebstemperatur angenäherten Temperaturwert gehalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue, effizienter betreibbare Dampferzeugungsanlage der eingangs erwähnten Art zu schaffen.
Die diese Aufgabe lösende Dampferzeugungsanlage nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine gesonderte, Dampf als Heizdampf verwendende Heizeinrichtung, welche das Wasser im Reservekessel auf einer gegenüber der Umgebungstemperatur erhöhten Temperatur hält.
Vorteilhaft kann fossiler Brennstoff eingespart und zur Warmhaltung des Reservekessels z.B. Dampf aus dem Hauptkessel zugeführt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Heizeinrichtung eine Leitung zum Zuführen des Dampfes direkt in den Reservekessel oder/und in ein Wärme an den Reservekessel übertragendes Heizelement auf.
Insbesondere kann die genannte Leitung in den Dampfraum des Reservekessels einmünden, wo Wärme vom Dampf in das im Reservekessel befindliche Wasser übergeht.
Zur Förderung der Wärmeübertragung ist zweckmäßig eine das Wasser im Reservekessel umwälzende Einrichtung vorgesehen.
Diese Umwälzeinrichtung kann eine außerhalb des Reservekessels angeordnete Umwälzpumpe umfassen, die an eine Wasser aus dem Reservekessel abführende Leitung und eine das Wasser in den Dampfraum des Reservekessels zurückführende Leitung angeschlossen ist.
Vorteilhaft können zur Umwälzung in einer Dampferzeugungsanlage bereits vorhandene Leitungen genutzt werden, indem die das Wasser abführende Leitung einen Abschnitt einer Abschlammleitung des Reservekessels und die das Wasser zurückführende Leitung einen Abschnitt eine Speisewasserzuführungsleitung des Reservekessels umfasst. Durch Sperrventile in der Abschlammleitung und der Speisewasserzuführungsleitung lassen sich während der Umwälzung die betreffenden Leitungsabschnitte gegen die übrigen Teile dieser Leitungen absperren.
Der o.g. Wärmetauscher kann Bestandteil eines die Umwälzpumpe aufweisenden Umwälzkreislaufs sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen, welche in den beiliegenden 1 und 2 schematisch dargestellt sind, weiter erläutert.
An einen mit Biomasse befeuerten Hauptkessel 1 einer Anlage zur Erzeugung von Heizdampf ist eine Leitung 2 angeschlossen, welche den erzeugten Heizdampf (nicht gezeigten) Verbrauchern zuführt. Von der Leitung 2 zweigt hinter einem Ventil 21 eine Leitung 3 ab, in welcher ein weiteres Ventil 4 vorgesehen ist und welche in einen Dampfraum 6 eines mit fossilem Brennstoff zu befeuernden Reservekessels 5 einmündet.
Ebenfalls in den Dampfraum 6 des Reservekessels 5 mündet eine Leitung 7 ein, in welcher ein Ventil 8 und eine Pumpe 9 angeordnet ist und welche der Zuführung von Speisewasser in den Reservekessel 5 aus einem Behälter 10 dient. Eine weitere in den Kessel einmündende Leitung 11 bildet eine Abschlammleitung und führt über ein Ventil 12 zu einem Abschlammaufnahmebehälter 13.
Von der Abschlammleitung 11 zweigt eine in die Speisezuführungsleitung 7 einmündende Leitung 14 ab, in welcher zwischen Leitungsabschnitten 16 und 17 eine Pumpe 15 angeordnet ist. In Förderrichtung hinter der Pumpe 15 ist im Abschnitt der Leitung 14 ein Rückschlagventil 18 vorgesehen.
Beim Betrieb der in 1 gezeigten Dampferzeugungsanlage wird die Temperatur im Reservekessel 5 auf einem gegenüber der Umgebungstemperatur angehobenen Wert von z.B. 104°C gehalten. So erreicht der Reservekessel im Bedarfsfall schnell die erforderliche Betriebstemperatur bzw. Dampferzeugungsleistung.
Die Warmhaltung des Wassers im Reservekessel 5 erfolgt durch Dampf aus dem Hauptkessel 1, welcher bei geöffnetem Ventil 4 über die Leitung 3 in den Dampfraum 6 des Reservekessels 5 eingeleitet wird. Der eingeleitete Dampf gibt Wärme ab, welche vom Dampfraum 6 in das im Reservekessel 5 befindliche Wasser übergeht. Der Wärmeübergang zwischen dem Dampfraum und dem Wasser wird durch Umwälzung des Wassers mit Hilfe der Pumpe 15 gefördert, welche Wasser über den Leitungsabschnitt 16 ansaugt und über den Leitungsabschnitt 17 in den Dampfraum des Reservekessels 5 zurückführt. Während dieses Umwälzungsvorgangs sind die Ventile 8 und 12 geschlossen.
Gegenüber einer Warmhaltung des Reservekessels durch Benutzung seiner Befeuerungseinrichtung wird fossiler Brennstoff eingespart.
Die Temperatur im Reservekessel 5 wird durch einen Temperaturfühler fortlaufend erfasst. Der Temperaturfühler (nicht gezeigt) ist Bestandteil eines Reglers, welcher die Pumpe 15 und ggf. das Ventil 4 in Zeitabständen derart ansteuert, dass die Temperatur im Kessel auf dem gewünschten Wert gehalten wird.
Im Betriebfall liefert der Reservekessel 5 bei ggf. geschlossenem Ventil 21 über die Leitung 3 Heizdampf an die Verbraucher.
Bei dem Ausführungsbeispiel von 2 sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit der selben Bezugszahl wie bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel bezeichnet, wobei der betreffenden Bezugszahl der Buchstabe a beigefügt ist.
Das Ausführungsbeispiel von 2 unterscheidet sich von dem vorangehenden Ausführungsbeispiel dadurch, dass von einem Hauptkessel 1a über eine Leitung 3a zugeführter Dampf nicht dem Dampfraum eines Reservekessels 5a sondern einem außerhalb des Reservekessels angeordneten Wärmetauscher 20 zugeführt wird. Der zugeführte Dampf kondensiert nicht im Reservekessel 5a sondern in einem Kondensatbehälter 19.
Der Wärmetauscher 20 ist Bestandteil eines Umwälzkreislaufs mit einer Umwälzpumpe 15a. Durch Wärmeübertragung im Wärmetauscher 20 während der Umwälzung wird das Wasser im Reservekessel auf einer erhöhten Temperatur gehalten.

Claims

Dampferzeugungsanlage, insbesondere zur Erzeugung von Heizdampf, mit einem Hauptkessel (1) und einem Reservekessel (5), gekennzeichnet durch eine Dampf als Heizdampf verwendende Heizeinrichtung, welche das Wasser im Reservekessel (5) ständig auf einer gegenüber der Umgebungstemperatur erhöhten Temperatur hält.
Dampferzeugungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung eine Leitung (3, 3a) zum Zuführen des Dampfes direkt in den Reservekessel (5) oder/und in einen Wärme an den Reservekessel (5a) übertragenden Wärmetauscher (20) aufweist.
Dampferzeugungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (3) in den Dampfraum (6) des Reservekessels (5) mündet.
Dampferzeugungsanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Umwälzung des Wassers im Reservekessel (5) vorgesehen ist.
Dampferzeugungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwälzeinrichtung eine innerhalb oder außerhalb des Reservekessels (5) angeordnete Umwälzpumpe (15) umfasst.
Dampferzeugungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwälzpumpe (15) an eine Wasser aus dem Reservekessel (5) abführende Leitung (11, 16) und eine das Wasser in den Dampfraum (6) des Reservekessels (5) zurückführende Leitung (7, 17) angeschlossen ist.
Dampferzeugungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die das Wasser abführende Leitung (11, 16) einen Abschnitt einer Abschlammleitung (11) des Reservekessels (5) und die das Wasser zurückführende Leitung (7, 17) einen Abschnitt einer Speisewasserzuführungsleitung (7) des Reservekessels (5) umfasst.
Dampferzeugungsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (20) Bestandteil eines die Umwälzpumpe (15a) aufweisenden Umwälzkreislaufs ist.
Dampferzeugungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung zur Beschickung mit Dampf aus dem Hauptkessel (1) vorgesehen ist.
Dampferzeugungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkessel (1) zur Beheizung mit Biomasse oder/und aus Biomasse gewonnenem Gas vorgesehen ist.