DE102011078203A1

DE102011078203A1 - Zusatzölbefeuerung zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks

Info

Publication number: DE102011078203A1
Application number: DE201110078203
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Wiesenmüller
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2011-06-28
Filing date: 2011-06-28
Publication date: 2013-01-03
Also published as: WO2013000733A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1), welches bei einem An- und/oder Abfahren des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) zusätzlich zu einer Kohlebefeuerung (10) mit Öl befeuert wird (20), sowie eine zur Durchführung des Verfahrens ausgebildete Vorrichtung. Gemäß der Erfindung wird bei einer Leistungsanforderung (71) an das kohlebefeuerte Dampfkraftwerk (1) außerhalb des An- und/oder Abfahrens des kohlebefeuerte Dampfkraftwerks (1) dieses auch hier zusätzlich zu der Kohlebefeuerung (10) mit dem Öl befeuert (20, 50–55).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks sowie eine zur Durchführung des Verfahrens ausgebildete Vorrichtung.
Dampfkraftwerke sind weithin bekannt, beispielsweise aus http://de.wikipedia.org/wiki/Dampfkraftwerk (erhältlich am 13.05.2011).
Ein Dampfkraftwerk ist eine Bauart eines Kraftwerks zur Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen, bei der eine thermische Energie von Wasserdampf in einer Dampfturbine in Bewegungsenergie umgesetzt und weiter in einem Generator in elektrische Energie umgewandelt wird.
Bei einem solchen Dampfkraftwerk wird der zum Betrieb der Dampfturbine notwendige Wasserdampf zunächst in einem Dampfkessel aus in der Regel zuvor gereinigtem und aufbereitetem (Speise-)Wasser erzeugt. Durch weiteres Erwärmen des Dampfes in einem Überhitzer nehmen Temperatur und spezifisches Volumen des Dampfes zu.
Vom Dampfkessel aus strömt der Dampf über Rohrleitungen in die Dampfturbine, wo er einen Teil seiner zuvor aufgenommenen Energie als Bewegungsenergie an die Turbine abgibt. An die Turbine ist ein Generator angekoppelt, der mechanische Leistung in elektrische Leistung umwandelt.
Danach strömt der entspannte und abgekühlte Dampf in den Kondensator, wo er durch Wärmeübertragung an die Umgebung kondensiert und sich als flüssiges Wasser sammelt.
Über Kondensatpumpen und Vorwärmern hindurch wird das Wasser in einen Speisewasserbehälter zwischengespeichert und dann über eine Speisepumpe erneut dem Dampfkessel zugeführt, womit ein Kreislauf geschlossen wird.
Man unterscheidet verschiedene Dampfkraftwerksarten, wie beispielsweise Kohlekraftwerke, Ölkraftwerke, Gas-und-Dampf-Kombikraftwerke (GuD-Kraftwerke).
Ein Kohlekraftwerk ist eine spezielle Form des Dampfkraftwerkes, bei welchem Kohle als hauptsächlicher Brennstoff zur Dampferzeugung verwendet wird. Man kennt solche kohlebefeuerten Kraftwerke für Braunkohle wie auch für Steinkohle.
In einem solchen Kohlekraftwerk wird entsprechend beschriebener allgemeiner Kreislauf eines Dampfkraftwerkes zuerst in einer Kohlemühle Braun- oder Steinkohle gemahlen und getrocknet. Dieses wird dann in einen Brennerraum einer Staubfeuerung eingeblasen und dort vollständig verbrannt. Dadurch frei werdende Wärme wird von einem Wasserrohrkessel aufgenommen und wandelt das eingespeiste (Speise-)Wasser in Wasserdampf um.
Der Wasserdampf strömt über Rohrleitungen zur Dampfturbine, in der er einen Teil seiner Energie durch Entspannung als Bewegungsenergie an die Turbine abgibt. Durch den an die Turbine gekoppelten Generator wird die mechanische Leistung dann in elektrische Leistung umwandelt, welche als elektrischer Strom in ein Stromnetz eingespeist wird.
In der Regel unterhalb der Turbine ist der Kondensator angeordnet, in dem der Dampf – nach Entspannung in der Turbine – den größten Teil seiner Wärme an das Kühlwasser überträgt. Während dieses Vorganges verflüssigt sich der Dampf durch Kondensation.
Die Speisewasserpumpe fördert das entstandene flüssige Wasser als Speisewasser erneut in den Wasserrohrkessel, womit der Kreislauf geschlossen ist.
Sämtliche in einem Dampfkraftwerk bzw. Kohlekraftwerk anfallenden Informationen, wie beispielsweise Messwerte, Prozess- oder Zustandsdaten, werden in einer Leitwarte angezeigt und dort, meist in einer zentralen Recheneinheit, ausgewertet, wobei Betriebszustände einzelner Kraftwerkskomponenten angezeigt, ausgewertet, kontrolliert, gesteuert und/oder geregelt werden.
Über Steuerorgane kann ein Kraftwerkspersonal in einen Betriebsablauf des Kohlekraftwerks eingreifen, beispielsweise durch Öffnen oder Schließen einer Armatur oder eines Ventils oder auch durch eine Veränderung einer zugeführten Brennstoffmenge.
Zentraler Bestandteil einer solchen Leitwarte ist ein Leitrechner, auf welchem eine Blockführung, eine zentrale Kontroll- bzw. Steuer- und/oder Regeleinheit, implementiert ist, mittels welcher eine Kontrolle, eine Steuerung und/oder eine Regelung des Dampf- bzw. Kohlekraftwerks durchführt werden kann.
In einem deregulierten Strommarkt gewinnen ein flexibler Lastbetrieb von Kraftwerken und Einrichtungen zur Frequenzregelung in Stromnetzen für den Kraftwerksbetrieb immer mehr an Bedeutung.
Hinsichtlich der Frequenzregelung in Stromnetzen unterscheidet man verschiedene Arten der Frequenzregelung, beispielsweise eine Primärregelung und eine Sekundärregelung mit oder ohne sogenanntem Totband.
Da elektrische Energie auf dem Weg vom Erzeuger zum Verbraucher nicht gespeichert werden kann, muss Stromerzeugung und Stromverbrauch in jedem Augenblick im Stromnetz im Gleichgewicht stehen, d.h. es muss genau so viel elektrische Energie erzeugt werden, wie verbraucht wird. Die Frequenz der elektrischen Energie ist dabei eine integrierende Regelgröße und nimmt einen Netzfrequenznennwert an, solange sich Stromerzeugung und Stromverbrauch im Gleichgewicht befinden. Drehzahlen der an einem Stromnetz angeschlossenen Kraftwerksgeneratoren sind mit dieser Netzfrequenz synchronisiert.
Kommt es zu einem bestimmten Zeitpunkt zu einem Erzeugungsdefizit im Stromnetz, so wird dieses Defizit zunächst durch eine in Schwungmassen von rotierenden Maschinen (Turbinen, Generatoren) enthaltene Energie gedeckt. Die Maschinen werden dadurch abgebremst, wodurch deren Drehzahl und damit die (Netz-)Frequenz weiter sinken.
Wird diesem Absinken der Netzfrequenz nicht durch geeignete Leistungs- bzw. Frequenzregelung in Stromnetz entgegengewirkt, würde dies zum Netzzusammenbruch führen.
Innerhalb des sogenannten Totbandes im Bereich kleiner Frequenzabweichungen von bis zu +/–0.07–0.1 Hz erfolgen im Normalfall keinerlei Regeleingriffe. Möglich ist in diesem Bereich lediglich eine verzögerte langsame Gegensteuerung zur Kompensation bleibender Abweichungen zwischen Erzeugung und Verbrauch.
Größere Frequenzabweichungen im Bereich von 0.1–3.0 Hz, beispielsweise hervorgerufen durch Kraftwerksausfälle und Schwankungen im Stromverbrauch, werden durch die Primärregelung auf die an der Primärregelung beteiligten Kraftwerke im gesamten Stromnetz aufgeteilt. Diese stellen dafür eine sogenannte Primärregelreserve, also eine Leistungsreserve, zur Verfügung, welche von den beteiligten Kraftwerken automatisch an das Stromnetz abgegeben wird, um dadurch das Ungleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch innerhalb von Sekunden durch Regelung der Erzeugung auszugleichen.
Die Primärregelung dient damit der Stabilisierung der Netzfrequenz bei möglichst kleiner Abweichung, jedoch auf einem von einem vorgegebenen Netzfrequenznennwert abweichenden Niveau.
Die sich an die Primärregelung anschließende Sekundärregelung hat die Aufgabe, das Gleichgewicht zwischen den Stromerzeugern und -verbrauchern im Stromnetz wieder herzustellen und dadurch die Netzfrequenz wieder auf den vorgegebenen Netzfrequenznennwert, z. B. 50 Hz, zurückzuführen und das Gleichgewicht zwischen den Stromerzeugern und -verbrauchern im Stromnetz wieder herzustellen.
Die an der Sekundärregelung beteiligten Kraftwerke stellen hierzu eine Sekundärregelreserve zur Verfügung, um die Netzfrequenz wieder auf den Netzfrequenznennwert zurückzuführen und das Gleichgewicht im Stromnetz wieder herzustellen.
Wohingegen die Anforderung der Primärregelreserve und die Abgabe der Primärregelreserve in das Stromnetz automatisch durch die Regeleinrichtungen der an der Primärregelung beteiligten Kraftwerke erfolgt (das Stromnetz als solches bzw. die Frequenzänderung im Stromnetz (er-)fordert die Primärregelreserve), wird die Sekundärregelung durch einen übergeordneten Netzregler im Stromnetz bei den an der Sekundärregelung beteiligten Kraftwerken angefordert – und dann auf diese Anforderung von den Kraftwerken in das Stromnetz abgegeben.
Zum Teil ist die Bereitstellung von Frequenz- bzw. Sekundär- und/oder Primärregelreserve für die Kraftwerke in – durch nationale Vorschriften – bestimmtem Umfang verpflichtend; von den Kraftwerken zur Verfügung gestellte Regelreserven werden den Kraftwerken in der Regel als spezielle Netzdienstleistungen vergütet.
Selbst für große moderne Wärmekraftanlagen mit überkritischen Dampferzeugern, welche üblicherweise in einem Grundlastbetrieb fahren, kann eine Teilnahme an der Frequenzregelung oder einem Nicht-Grundlastbetrieb wirtschaftlich attraktiv sein. Auch wird mit einem Ausbau von regenerativen Energien (Windenergie) eine Verschärfung von Anforderungen an eine Regelfähigkeit selbst großer Kraftwerkseinheiten erwartet.
Kohlegefeuerte Kraftwerke werden in der Regel mit einem Hilfsbrennstoff, üblicherweise Öl bzw. Leichtöl angefahren, da ein stabiler Betrieb mit Kohle erst oberhalb einer bestimmten Feuerungsleistung möglich ist. Nach einer Anfahrphase wird der vergleichsweise teure Hilfsbrennstoff Leichtöl dann durch den vergleichsweise billigen Normalbrennstoff Kohle ersetzt. Der Normalbetrieb des Kraftwerks erfolgt dann nur mit Kohlebefeuerung.
Zufeuerung von Leichtöl ist möglich, wird aber außerhalb des Anfahrens eines Kohlekraftwerks nur beim Abfahren des Kohlekraftwerks (Stabilisierung des Herunterfahrens des Kohlekraftwerks) oder – außerhalb des An-/Abfahrens – nur noch bei bestimmten Störfällen des Kohlekraftwerks selbst verwendet, um das Kesselfeuer gegebenenfalls zu stabilisieren und dadurch einen Kesseltrip zu verhindern.
Ferner ist bekannt, dass eine, beispielsweise im Falle einer Frequenzregelung erforderliche, Leistungssteigerung eines Kohlekraftwerks aus einem beliebigen Leistungspunkt heraus wesentlich länger dauert („Leistungsträgheit“), als beispielsweise bei Pumpspeicher- oder Gaskraftwerken, bei denen die Leistung bei Bedarf im Sekundenbereich abgerufen werden kann.
Ein Grund für diese „Leistungsträgheit“ bei Kohlekraftwerken ist eine „thermische Trägheit“ des Brennstoffs Kohle. D.h., eine Änderung der Kohlebefeuerung führt erst nach einer längeren Verzögerung, d.h. nach einer Verzögerung in einem Minutenbereich, zu einer Leistungsänderung des Kohlekraftwerks (Änderung einer Wirkleistung des Kohlekraftwerks oder einer ausgekoppelten Wärmeleistung (Prozessdampf)), was in erster Linie an einem zeitaufwendigen Vorgang einer Kohlezufuhr und -zerkleinerung liegt. Leistungen und auch Leistungserhöhungen, wie im Falle von Regelreserven, können so nur zeitverzögert in die entsprechenden Strom- bzw. Verteilnetze abgegeben werden.
Diese auf diese Weise von Kohlekraftwerken fahrbaren Leistungsrampen bzw. Leistungsgradienten sind zwar moderat; dennoch können Netzanschlussbedingungen von derzeit in Deutschland gültigen Transmission Codes (Mindestanforderung) mit beispielsweise einer geforderten Sekundärregelreserve von 2 % Leistungsänderung pro Minute über einen Zeitraum von 5 Minuten erfüllt werden.
Gelänge es, eine höhere Sekundärregelreserve bei einem Kohlekraftwerk bereitzustellen als nach den nationalen Vorschriften mindestens erforderlich, könnte diese von einem Kohlekraftwerksbetreiber mit entsprechend höherem Gewinn vermarktet werden.
Darüber hinaus gibt es Länder, welche – je nach Größe des Netzes und Struktur von Stromerzeugungseinheiten – von Haus aus höhere Leistungsgradienten bzw. Frequenzregelreserven von Kraftwerken als Netzanschlussbedingungen für ihre Netze fordern. Beispielsweise fordert ein britischer Grid Code eine 10 % Leistungssteigerung innerhalb von 10 Sekunden.
Zur Beschleunigung von Leistungsänderungen im Rahmen der Frequenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung bei Kohlekraftwerken ist es bekannt („Flexible Load Operation and Frequency Support for Steam Turbine Power Plants", Wichtmann et al., VGB PowerTech 7/2007, Seiten 49–55), schnell wirkende Zusatzmaßnahmen einzusetzen, welche auf die Nutzung von im Prozessmedium des kohlebefeuerten Kraftwerks, d.h. im Speisewasser bzw. Wasserdampf, enthaltener Energie beruhen, wie Drosselung von Hochdruck-Turbinenregelventile, Überlasteinleitung zur Hochdruckteilturbine, Kondensatstau, speisewasserseitige Umgehung von Hochdruckvorwärmern sowie Androsselung der Anzapfdampfleitungen zu den Hochdruckvorwärmern.
Dieser Prozessmedium immanente Energiespeicher ist allerdings begrenzt, so dass auch die dadurch zur Verfügung stellbare Regelreserve begrenzt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welche es ermöglichen, stromnetzseitig geforderte, sofortige und schnelle Leistungsgradienten auch mit einem kohlebefeuerten Dampfkraftwerk zu fahren. Auch soll eine in das Stromnetz abgebare bzw. abgegebene, erhöhte Leistung während eines vorgebbaren Zeitraums bei dem kohlebefeuerten Dampfkraftwerks gehalten werden können.
Die Aufgabe wird durch das Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks – im Folgenden auch nur kurz kohlebefeuertes Kraftwerk bzw. Kohlekraftwerk – sowie durch eine Vorrichtung zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Kraftwerks mit den Merkmalen gemäß dem jeweiligen unabhängigen Patentanspruch gelöst.
Bei dem Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks, welches bei einem An- und/oder Abfahren des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks zusätzlich zu einer Kohlebefeuerung mit Öl befeuert wird, wird bei einer Leistungsanforderung an das kohlebefeuerte Dampfkraftwerk außerhalb des An- und/oder Abfahrens des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks das kohlebefeuerte Dampfkraftwerk zusätzlich zu der Kohlebefeuerung auch mit dem Öl befeuert.
Die Vorrichtung zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks weist einen Dampfkessel, eine Kohlebefeuerungsanlage und eine Ölbefeuerungsanlage auf, wobei in dem Dampfkessel dorthin zuführbares Speisewasser mittels einer Kohlebefeuerung unter Verwendung der Kohlebefeuerungsanlage und/oder einer Ölbefeuerung unter Verwendung der Ölbefeuerungsanlage erhitzbar ist.
Weiter weist die Vorrichtung zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks ein Datenverarbeitungsmittel, wie eine programmierte Recheneinheit, insbesondere als Bestandteil einer Blockführung des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks, auf.
Dieses Datenverarbeitungsmittel ist erfindungsgemäß derart eingerichtet, dass die Kohlebefeuerungsanlage und die Ölbefeuerungsanlage derart steuerbar sind, dass bei einem An- und/oder Abfahren des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks zusätzlich zu der Kohlebefeuerung die Befeuerung mit Öl durchgeführt wird und dass bei einer Leistungsanforderung an das kohlebefeuerte Dampfkraftwerk außerhalb des An- und/oder Abfahrens des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks das kohlebefeuerte Dampfkraftwerk auch hier zusätzlich zu der Kohlebefeuerung mit Öl befeuert wird.
Unter dem Begriff "sofortig" ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass die Steigerung der Leistung im Wesentlichen zeitverzugslos nach Anforderung an Generatoren des Kohlekraftwerks wirksam einzusetzen beginnt. "Schnell" ist in diesem Zusammenhang so zu verstehen, dass sich die Steigerung der Leistung in kurzer Zeit einstellt, d.h. dass ein großer positiver Leistungsgradient gefahren werden kann. "Temporär" soll so verstanden werden, dass die Leistung nach Aufbau auf ein angefordertes Niveau nicht sofort wieder zurückgefahren, sondern vor einem Zurücknehmen über einen gewissen Zeitraum im Wesentlichen konstant gehalten wird.
Dabei sei weiter bei der Erfindung unter der „Leistungsanforderung“ an das kohlebefeuerte Dampfkraftwerk außerhalb des An- und/oder Abfahrens eine seitens eines Stromnetzes geforderte Leistung und/oder Leistungsänderung, wie sie im Rahmen einer Frequenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung gefordert wird bzw. erforderlich ist, verstanden.
Vereinfacht ausgedrückt sieht die Erfindung vor, dass die für das An- und Abfahren der Anlage sowie für Störfälle – neben bzw. zusätzlich zu der Normalbefeuerung mit Kohle – genutzte Ölbefeuerung, beispielsweise mit Leichtöl, auch außerhalb des An-/Abfahrens auf stromnetzseitiger Leistungsanforderung, wie bei einer Frequenzregelung bzw. Sekundär-(hier erfolgt die Anforderung durch einen Netzregler) und/oder Primärregelung (hier erfolgt die Anforderung automatisch in Abhängigkeit von der Größe einer Netzfrequenzabweichung), als Zusatzbefeuerung zu der Kohlebefeuerung genutzt wird.
Hierdurch lässt sich ohne die sonst üblichen zeitlichen Verzüge bei alleiniger Kohlebefeuerung aufgrund der Kohlezufuhr und -zerkleinerung kurzfristig mehr Wasser- bzw. Frischdampf erzeugen.
Die dadurch bewirkbare rasche Änderung des Frischdampfmassenstroms, der durch eine Turbine strömt, führt zu einer entsprechend schnellen, gezielten Leistungsänderung bzw. Leistungssteigerung, die für die Frequenzregelung, insbesondere die Sekundärregelung eingesetzt werden kann.
Kurz gesagt, eine vorhandene Ölfeuerung eines kohlebefeuerten Kraftwerks wird nicht nur zum An- und Abfahren und bei Störungen des Kohlekraftwerks eingesetzt, sondern wird gezielt auch während eines Normalbetriebs des Kohlekraftwerks als zusätzliche Maßnahme genutzt, um die zur Verfügung stellbare Frequenzregelreserve des Kraftwerks zu erhöhen.
Die Vorrichtung ist insbesondere geeignet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer dessen nachfolgend erläuterten Weiterbildungen.
Die Erfindung erweist sich in zahlreicher Hinsicht erheblich vorteilhaft.
So werden bei der Erfindung bereits vorhandene Kohlekraftwerkskomponenten und deren grundlegende Funktionalitäten, wie die Anlage zur Kohle- und Ölbefeuerung bzw. die Kohle- und Ölbefeuerung, weiter genutzt. Erfindungsseitig bedingte Änderungen liegen weitgehend im verfahrenstechnischen, d.h. im steuer- bzw. regeltechnischen, Bereich, und können damit ohne größeren zeitlichen, technischen und auch wirtschaftlichen Aufwand bei einem Kohlekraftwerk umgesetzt werden.
Weiterhin weist die Erfindung große wirtschaftliche Vorteile auf, ermöglicht sie doch für ein Kohlekraftwerk eine höhere bereitstellbare Regelreserve, insbesondere Sekundärregelreserve, welche von einem Kohlekraftwerksbetreiber mit entsprechend höherem Gewinn vermarktet werden kann.
Auch Netzzugangsbarrieren sind durch die Erfindung einfacher erfüllbar, werden doch durch die Erfindung höhere Leistungsgradienten bzw. Frequenzregelreserven bei Kohlekraftwerken als entsprechend national geforderte Netzanschlussbedingungen möglich bzw. erfüllbar.
Die durch die Erfindung realisierbaren Leistungsgradienten lassen sich über die VDI/VDE-Richtlinie 3508 abschätzen. Für Durchlaufdampferzeuger, die mit Braun- oder Steinkohle befeuert werden, werden dort Totzeiten von 30 bis 200 Sekunden und Leistungsänderungsgradienten im Gleitdruck von 3 bis 6 % Nennleistung/min genannt. Für Durchlaufdampferzeuger, die mit Öl befeuert werden, werden hingegen Totzeiten von 5 bis 10 Sekunden und Leistungsänderungsgradienten im Gleitdruck von 6 bis 12 % Nennleistung/min genannt. Nutzt man erfindungsgemäß also Ölfeuer als Zufeuerung auch bei kohlegefeuerten Anlagen, so lassen sich damit die Totzeiten um etwa den Faktor 5 bis 40 verringern und – in Abhängigkeit von der verfügbaren Kapazität der Ölfeuerung – Leistungsänderungsgradienten etwa um den Faktor 2 bis 4 erhöhen.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen. Die beschriebenen Weiterbildungen beziehen sich sowohl auf das Verfahren als auch auf die Vorrichtung.
Die Erfindung und die beschriebenen Weiterbildungen können sowohl in Software als auch in Hardware, beispielsweise unter Verwendung einer speziellen elektrischen Schaltung, realisiert werden.
Ferner ist eine Realisierung der Erfindung oder einer beschriebenen Weiterbildung möglich durch ein computerlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm gespeichert ist, welches die Erfindung oder die Weiterbildung ausführt.
Auch können die Erfindung und/oder jede beschriebene Weiterbildung durch ein Computerprogrammerzeugnis realisiert sein, welches ein Speichermedium aufweist, auf welchem ein Computerprogramm gespeichert ist, welches die Erfindung und/oder die Weiterbildung ausführt.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Leistungsanforderung im Rahmen einer Frequenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks erforderlich ist oder angefordert, insbesondere durch einen Netzregler angefordert, wird.
So kann insbesondere eine Leistungssteigerung im Bereich von 2–15 % einer Nennleistung, insbesondere bevorzugt im Bereich von 2–10 % der Nennleistung, angefordert werden.
Diese Leistungssteigerung ist – abhängig von der Art der geforderten Frequenzregelung – insbesondere in einem Zeitbereich von 10–600 s, insbesondere bevorzugt im Bereich von 30–600 s, aufzubauen. Die zusätzliche Leistung kann dann während eines weiteren Zeitraumes im Bereich von wenigstens 5–50 min, insbesondere während eines Zeitraumes von 5–30 min gehalten werden.
Gerade bei derartigen Leistungsgradienten bzw. Fahrzeiten für Zusatzleistungen ist die Erfindung effizient einsetzbar. Das Zurückfahren des Kohlekraftwerks in den ursprünglichen Leistungsbereich kann in einem Zeitbereich von 10–600 s, insbesondere im Bereich von 30–600 s, geschehen.
Häufig wird dabei die Leistungssteigerung durch einen Netzfrequenzabfall in der Größenordnung von 0.1–3.0 Hz, insbesondere von 0.5–1.0 Hz ausgelöst bzw. notwendig.
Auch kann nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung vorgesehen sein, dass auf die Leistungsanforderung auch die „normale“ Kohlebefeuerung erhöht wird, insbesondere durch eine Erhöhung einer Kohlezufuhr und/oder eine Erhöhung einer Kohlezerkleinerung. Das heißt, parallel zu der zusätzlichen Ölbefeuerung wird auch die träge Kohlebefeuerung nachgefahren.
Weiterhin kann hier vorgesehen sein, dass in dem Maße, wie eine durch die erhöhte Kohlebefeuerung erzeugte Dampferzeugungsleistung erhöht wird, eine durch die zusätzliche Ölbefeuerung erzeugte Dampferzeugungsleistung verringert wird.
Anders ausgedrückt, in dem Maße, wie sich – auf die Leistungsanforderung hin – auch die Kohlefeuerung erhöht, kann die zusätzliche Ölfeuerleistung wieder zurückgefahren werden, insbesondere wieder zu einem späteren Zeitpunkt auf Null zurückgefahren werden. Die Ölfeuerung kann dann zu diesem späteren Zeitpunkt wieder von der Kohlefeuerung abgelöst sein und steht damit für eine abermalige schnelle Leistungssteigerung wieder zur Verfügung.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass im Rahmen einer regel- und/oder steuerungstechnischen Ausführung der Erfindung ein Sollwert für eine thermische Kesselleistung ermittelt wird, welcher in einen anteiligen Sollwert für die Kohlebefeuerung und einen anteiligen Sollwert für die Ölbefeuerung aufgeteilt wird, wobei unter Verwendung des Sollwerts für die Kohlebefeuerung und des Sollwerts für die Ölbefeuerung die Kohlebefeuerung bzw. die Ölbefeuerung kontrolliert, geregelt und/oder gesteuert wird.
Weiter kann hier vorgesehen sein, dass bei der Kontrolle, Regelung und/oder Steuerung der Kohlebefeuerung und der Ölbefeuerung eine Kohlezufuhr, insbesondere ein Kohlemassenstrom, eine Ölzufuhr, insbesondere ein Ölmassenstrom, und/oder eine Speisewasserzufuhr, insbesondere ein Speisewassermassenstrom, kontrolliert, geregelt und/oder gesteuert wird.
Bevorzugt werden bei der Ermittlung der Sollwerte Anlagen- bzw. Kesselmodelle mit unterschiedlichen Zeitkonstanten, insbesondere eine Zeitkonstante für Öl und eine Zeitkonstante für Kohle, verwendet. Diese Zeitkonstanten beschreiben dabei ein Zeitverhalten der Kohlebefeuerung bzw. ein Zeitverhalten der Ölbefeuerung.
D.h., dazu ist es erforderlich, in der Blockführung nicht nur, wie bisher üblich, einen Sollwert für die thermische Kesselleistung zu ermitteln, sondern diesen Sollwert auch in einen Anteil Sollwert Kohlefeuer und einen Anteil Sollwert Ölfeuer aufzuteilen. Je nach Netzanforderung sind diese Anteile dann entsprechend anzupassen. Dabei ist das unterschiedliche Zeitverhalten der beiden Feuerungsarten mit zu berücksichtigen. Dies gelingt dadurch, dass für bei der Ermittlung dieser Sollwerte Anlagen- bzw. Kesselmodelle mit unterschiedlichen Zeitkonstanten verwendet werden.
Auch kann vorgesehen sein, die Erfindung bei einer Frequenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks einzusetzen, wobei die schnelle Leistungssteigerung für eine im Rahmen der Frequenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung erforderlichen oder angeforderten Leistungssteigerung des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks verwendet wird.
Die angeforderte Leistungssteigerung kann sich dabei in einem Zeitbereich von 10–600 s, insbesondere bevorzugt im Bereich von 30–600 s, bewegen. Die angeforderte, zusätzliche Leistung kann dann während eines weiteren Zeitraumes im Bereich von wenigstens 5–50 min, insbesondere während eines Zeitraumes von 15–30 min gehalten werden.
Ferner kann vorgesehen sein, die Erfindung bei einer Frequenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks zusätzlich zu einer Leistungssteigerung des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks durch Nutzung einer in einem Prozessmedium des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks enthaltenen Energie, insbesondere zusätzlich zu einer Drosselung eines Hochdruck-Turbinenregelventils, Überlasteinleitung zu einer Hochdruckteilturbine, einem Kondensatstau, einer speisewasserseitigen Umgehung eines Hochdruckvorwärmers und/oder einer Androsselung einer Anzapfdampfleitung zu dem Hochdruckvorwärmer, einzusetzen. Dies kann beispielsweise in Form einer zusätzlichen Leistungssteigerung additiv oder in Form einer Wiederauffüllung genutzter thermischer Speicher koordiniert mit anderen Maßnahmen wie Kondensatstau oder Änderung der Androsselung eines Hochdruck-Turbinenregelventils erfolgen.
D.h., die erfinderische Lösung stellt in diesem Fall eine Ergänzung zu anderen Maßnahmen für die Frequenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung dar. Eine Erhöhung der Frequenz- bzw. Sekundär- und /oder Primärregelreserve eines Kraftwerks schafft einerseits einen Wettbewerbsvorteil für den Anbieter des Kraftwerks. Andererseits erhöht dies den Gewinn des Betreibers, der damit mehr Frequenz- bzw. Sekundär- und/oder Primärregelreserve anbieten und verkaufen kann. Zudem kann dadurch der Zugang zu Märkten mit entsprechend extremen Netzanschlussbedingungen verbessert/ermöglicht werden.
Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung weist ein kohlebefeuertes Dampfkraftwerk zumindest einen Dampfkessel, eine Kohlebefeuerungsanlage und eine Ölbefeuerungsanlage sowie eine Blockführung auf. Die Blockführung ist dabei zur Durchführung der Erfindung oder eine ihrer Weiterbildungen eingerichtet oder weist die Erfindung oder ihrer Weiterbildungen auf.
In Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, welches im Weiteren näher erläutert wird.
Es zeigen
1 einen Regel-/Steuerplan eines Kohlekraftwerks gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine Übersicht über eine Blockführung bei dem Kohlekraftwerk gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
3 ein Diagramm mit Leistungskurven des Kohlekraftwerks gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung bei einer Leistungsanforderung gemäß einer Frequenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung.
Ausführungsbeispiel: Zusatzölbefeuerung zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (Kohlekraftwerk) 1 (1 bis 3).
Bei diesem kohlebefeuerten Dampfkraftwerk 1, kurz im Folgenden nur Kohlekraftwerk, wird nach einer üblichen Kohlebefeuerung 10 in einer Kohlemühle Braun- oder Steinkohle gemahlen und getrocknet. Dieses wird dann in einen Brennerraum einer Staubfeuerung eingeblasen und dort vollständig verbrannt. Zusätzlich zu dieser Kohlebefeuerung 10 sieht das Kohlekraftwerk eine Ölbefeuerung 20 mit Leichtöl vor, welche parallel zu der Kohlebefeuerung 10 wie nachfolgend beschrieben eingesetzt werden kann. Dazu wird das Leichtöl ebenfalls in einen Brenner eingespritzt und dort verbrannt.
Dadurch, d.h. durch bei den Feuerungen, frei werdende Wärme wird von einem Wasserrohrkessel 40, kurz Dampfkessel oder nur Kessel, aufgenommen und wandelt eingespeistes (Speise-)Wasser in Wasserdampf um.
Der Wasserdampf bzw. Frischdampf 41 strömt über ein Rohrleitungssystem 43 zu einer Dampfturbine 42, in der er einen Teil seiner Energie durch Entspannung als Bewegungsenergie an die Turbine 42 abgibt.
Durch den an die Turbine 42 gekoppelten Generator 44 wird die mechanische Leistung dann in elektrische Leistung umwandelt, welche als elektrischer Strom in ein Stromnetz eingespeist wird 45.
Unterhalb der Turbine 42 ist ein Kondensator 46 angeordnet, in dem der Dampf – nach Entspannung in der Turbine 42 – den größten Teil seiner Wärme an das Kühlwasser überträgt 47. Während dieses Vorganges verflüssigt sich der Dampf durch Kondensation.
Eine Speisewasserpumpe fördert das entstandene flüssige Wasser als Speisewasser erneut in den Dampfkessel 40, womit der Kreislauf geschlossen ist.
Sämtliche in dem Kohlekraftwerk 1 anfallenden Informationen, wie beispielsweise Messwerte, Prozess- oder Zustandsdaten, werden in einer Leitwarte angezeigt und dort in einem Zentralrechner – als die zentrale Kontroll-/Steuer/-Regeleinheit der Anlage – nach einem zentralen Kontroll-/Steuer/-Regelplan 60 verarbeitet.
Betriebszustände einzelner Kraftwerkskomponenten werden dort angezeigt, ausgewertet, kontrolliert, gesteuert und/oder geregelt. Über Steuerorgane kann dort von einem Leitstandsfahrer in den Betriebsablauf des Kohlekraftwerks eingegriffen – und dadurch die Anlage gefahren – werden.
Zentraler Bestandteil des Leitrechners ist die Blockführung 61, welche als zentrales Kontroll- bzw. Steuer- und/oder Regelorgan das Kraftwerk 1 fährt.
1 zeigt in einer schematischen Übersicht diesen Regel-/Steuerplan 60 des Kohlekraftwerks 1, nach welchem die Blockführung 61 das Kohlekraftwerk 1 fährt. In 2 ist die Blockführung 61 des Kohlekraftwerks 1 näher dargestellt.
Abweichend von bisher üblichen Kohlekraftwerken sieht das hier beschriebene Kohlekraftwerk 1 eine Zusatzölbefeuerung 20, 50–55 zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung des Kohlekraftwerks 1 vor. Entsprechende Modifikationen 50 bzw. 51–55, welche bei dem Kohlekraftwerk 1 dazu im Steuer-/Regelplan 60 (1) sowie in der Blockführung (2) notwendig sind, sind in den 1 und 2 durch Umrandungen 51, 52, 53, 54, 55 entsprechend markiert dargestellt.
Darüber hinaus gehend erfolgt die Kontrolle, Steuerung und Regelung des Kohlekraftwerks 1 wie üblich.
Entsprechend diesen Modifikationen wird – wie die 1 und 2 zeigen – in der Blockführung 61 nicht, wie bisher üblich, nur ein Sollwert für die thermische Kesselleistung ermittelt, sondern dieser Sollwert in einen Sollwert (für die) Kohlefeuerung 72 und einen Sollwert (für die) Ölfeuerung 73 aufgeteilt.
Je nach Netzanforderung 71 (Normalbetrieb, Leistungsanforderung aus Frequenzregelung) sind diese Anteile dann entsprechend anzupassen 50–55. Dabei ist wie 2 zeigt das unterschiedliche Zeitverhalten 81, 82 der beiden Feuerungsarten 10, 20 – bei der Ermittlung der jeweiligen Sollwerte – mit zu berücksichtigen. Dies gelingt dadurch, dass für bei der Ermittlung dieser Sollwerte 72, 73 Anlagen- bzw. Kesselmodelle 80 mit unterschiedlichen Zeitkonstanten, einer Zeitkonstanten 81 für die Kohlefeuerung 10, 82 und einer Zeitkonstante 81 für die Ölbefeuerung 20, 83, verwendet werden.
Im Normalbetrieb wird – wie die 1 und 2 zeigen – das Kohlekraftwerk 1 nach einem vorgegebenen Leistungssollwert MWel 70 – wie üblich – bei reiner Kohlebefeuerung 10 im Gleitdruck 77 gefahren.
Dazu ermittelt die Blockführung 61 basierend auf der Leistungswertvorgabe MWel 70 entsprechende Sollwerte für die Kohlebefeuerung 72, die Ölbefeuerung 73 und das Speisewasser 74, wobei allerdings der Sollwert für die Ölfeuerung 73 im Normalbetrieb Null ist, sowie einen Sollwert für die Turbinenleistung 75 (53, 54, 55).
Aus den Sollwerten der Kohlebefeuerung 72, der Ölfeuerung 73 (im Normalbetrieb Null) und dem Speisewasser 74 werden mittels entsprechender Dampferzeugerregelungen 78 (Feuerungsmanagement, Speisewasserregelung) entsprechend Massenströme für die Kohlebefeuerung 10, die Ölbefeuerung 20 (im Normalbetrieb ebenfalls Null) sowie das Speisewasser 30 bestimmt (51, 52), welche dem Dampferzeuger 40 zur Dampferzeugung zugeführt werden.
Die daraus mittels der Turbine 42 und des Generators 44 erzeugbare Kraftwerksleistung wird in einem Regelkreis mit dem Turbinensollwert 75 abgeglichen und darüber mittels einer Turbinenregelung 76 die Turbine 42 geregelt.
Wird nun von dem Kohlekraftwerk 1 eine Frequenzregelung 71 (z.B. eine Sekundär-/Primärregelung), d.h. ein zusätzlicher, schnell abzurufender Leistungsbedarf, angefordert, ist das Kraftwerk 1 in der Lage, durch die – zur normalen Kohlebefeuerung 10 – zusätzliche Ölbefeuerung 20, welche sonst nur beim An- und/oder Abfahren des Kohlekraftwerks 1 oder bei Anlagen internen Störfällen eingesetzt wird, den geforderten, zusätzlichen Leistungsbedarf schnell zu decken.
Die thermisch schnelle Ölbefeuerung 20 führt dazu, dass sonst übliche zeitliche Verzüge bei der Kohlebefeuerung 10 aufgrund der Kohlezufuhr und -zerkleinerung vermieden werden.
Auch hier ermittelt nun die Blockführung 61 basierend auf der angeforderten Zusatzleistung aus der Frequenzregelung 71 entsprechende Sollwerte für die Kohlebefeuerung 72, die Ölbefeuerung 73 und das Speisewasser 74 sowie einen Sollwert für die Turbinenleistung 75.
Aus den Sollwerten der Kohlebefeuerung 72, der Ölfeuerung 73 und dem Speisewasser 74 werden mittels entsprechender Dampferzeugerregelungen 78 entsprechend Massenströme für die Kohlebefeuerung 10, die Ölbefeuerung 20 sowie das Speisewasser 30 bestimmt, welche dem Dampferzeuger 40 zur Dampferzeugung zugeführt werden.
So kann bei zusätzlicher Ölbefeuerung 20 kurzfristig mehr Frischdampf 41 erzeugt werden. Die dadurch bewirkte rasche Änderung des Dampfmassenstroms, der durch die Turbine 42 strömt, führt zu einer entsprechend schnellen, gezielten Leistungsänderung, die für Frequenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung 71 eingesetzt werden kann. Die Kraftwerksleistung wird entsprechen in dem Regelkreis mit dem Turbinensollwert 75 geregelt.
Die Ölzusatzbefeuerung 20, 50–55 des Kohlekraftwerks 1 stellt eine Ergänzung zu den übrigen Maßnahmen für die Frequenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung 71 dar.
Nutzt man wie hier realisiert also Ölfeuer als Zufeuerung auch bei kohlegefeuerten Anlagen, so lassen sich damit die Totzeiten um etwa den Faktor 5 bis 40 verringern und – in Abhängigkeit von der verfügbaren Kapazität der Ölfeuerung – Leistungsänderungsgradienten um etwa den Faktor 2 bis 4 erhöhen.
Eine Erhöhung der Frequenz- bzw. Sekundär- und /oder Primärregelreserve eines Kraftwerks schafft einerseits einen Wettbewerbsvorteil für den Anbieter des Kraftwerks. Andererseits erhöht dies den Gewinn des Betreibers, der damit mehr Frequenz- bzw. Sekundär- und/oder Primärregelreserve anbieten und verkaufen kann. Zudem kann dadurch der Zugang zu Märkten mit entsprechend extremen Netzanschlussbedingungen verbessert/ermöglicht werden.
3 zeigt schematisch eine (Gesamt-)Kraftwerksleistung P 101 des Kohlekraftwerks 1 als Funktion der Zeit t.
Die Kraftwerksleistung P 101 ist dabei auf eine Leistung aus der normalen Kohlebefeuerung PK 102 und auf eine Leistung aus der Ölzusatzbefeuerung PO 103 aufgeteilt.
Im Normalbetrieb 120 erfolgen die Dampferzeugung im Dampfkessel und die damit verbundene Leistung des Kohlekraftwerks 1 ausschließlich über die Kohlebefeuerung 10. Die Ölzusatzbefeuerung 20 im Dampfkessel 40 ist im Normalbetrieb 120 zunächst nicht in Betrieb.
Ausgelöst wird nun eine Leistungserhöhung meist durch einen Netzfrequenzabfall von beispielsweise 0.1–3.0 Hz, insbesondere von 0.5–1.0 Hz.
In dieser Situation fordert nun das Netz bzw. der Netzbetreiber/Netzregler eine schnelle Zusatzleistung, welche, bezogen auf das einzelne Kraftwerk, meist im Bereich von 2–15 % der Nennleistung, insbesondere im Bereich von 2–10 % der Nennleistung, liegt.
Die Leistungssteigerung muss dabei – abhängig von der Art der geforderten Frequenzregelung – in einem Zeitraum von 5–600 s, insbesondere bevorzugt in einem Zeitraum von 10–600 s aufgebaut werden 121, und sie muss – abhängig von der Art der geforderten Frequenzregelung – während eines weiteren Zeitraumes im Bereich von 5–50 min, insbesondere während eines Zeitraumes von 5–30 min gehalten werden 122.
Der Zeitpunkt, zu welchem die zusätzliche Leistung im Sinne einer Frequenzregelung 121 angefordert bzw. abgerufen wird, ist in der 3 als der Zeitpunkt des Beginns des zusätzlichen Leistungsbedarfs 105 bezeichnet.
Zu diesem Zeitpunkt erhöht das Kohlekraft 1 – entsprechend der Anforderung des Netzes – seine Leistung, welche Leistungserhöhung/-steigerung zum Zeitpunkt 106 (Zeitpunkt des Erreichens des zusätzlichen Leistungsbedarfs) abgeschlossen ist.
Durch Erhöhung der Dampfproduktion im Dampfkessel 40 beginnt die Dampfturbinenleistung zu steigen und der zusätzliche angeforderte Leistungseintrag wird wie in 3 dargestellt verfügbar.
Grundsätzlich wäre es möglich, die Leistungssteigerung alleine durch eine Erhöhung der Kohlebefeuerung zu bewirken, sodass sich sowohl der Leistungsanstieg 121 als auch das Halten der erhöhten Leistung 122 erfüllen lassen. Es zeigt sich aber, dass bedingt durch die thermische Trägheit der Kohlebefeuerung das Hochfahren der Leistung durch die Erhöhung der Kohlebefeuerung 10 zu langsam und damit ungeeignet ist bzw. „an Grenzen stößt“.
Überraschenderweise kann hier aber die Kombination mit der Ölzusatzfeuerung 20, welche sonst nur für das An- bzw. Abfahren des Kohlekraftwerks und für Kraftwerks immanente Störfälle (Kesseltrip) eingesetzt wird, Abhilfe schaffen.
Wie in 3 dargestellt, wird zum Zeitpunkt des Beginns des zusätzlichen Leistungsbedarfs 105 die Leistung des Kohlekraftwerks 1 – durch erhöhte Kesselleistung bzw. Dampfproduktion – sofort erhöht.
Der zusätzliche Leistungseintrag durch die Ölzusatzbefeuerung ist schnell verfügbar und deckt im Wesentlichen die Anforderungen der Frequenzregelung Phase 121 – und zum Teil auch der Phase 122 – ab. Die Ölzusatzbefeuerung bzw. deren Leistungseintrag erreicht zum Zeitpunkt 106 ihr Maximum.
Ebenfalls zum Zeitpunkt des Abrufes des zusätzlichen Leistungsbedarfs 105 wird auch Kohlebefeuerung erhöht. Deren Leistungseintrag folgt aber mit gewisser Zeitverzögerung demjenigen der Ölzusatzbefeuerung und erreicht zum Zeitpunkt 107, die von der Anlage geforderte Zusatzleitung.
Dabei kann in dem Maße, wie sich der Leistungseintrag über die Kohlebefeuerung zwischen den Zeitpunkten 105 (Zeitpunkt des Beginns der Leistungssteigerung) und 107 (Zeitpunkt des Erreichens des Leistungsbedarfs mittels Kohlebefeuerung) auf die Leistung des Kohlekraftwerks auswirkt, die zusätzliche Befeuerung mit Öl zurückgenommen werden, welche zusätzliche Ölbefeuerung ab Beginn der Leistungszurücknahme zum Zeitpunkt 106 zum Zeitpunkt 107 wieder vollständig zurückgefahren ist.
Damit lassen sich die höheren Kosten durch den teureren Brennstoff Öl in Grenzen halten. Auf dem erhöhten Leistungsniveau kann das Kraftwerk dann mit reinem Kohlefeuer für eine unbegrenzte Zeit weiterbetrieben werden.
Im Zuge der Entlastung der am Ausgleich des Leistungsdefizits des Stromnetzes beteiligten Kraftwerke kann später gegebenenfalls die erhöhte Kohlebefeuerung dann auch zwischen den Zeitpunkten 108 und 109 wieder zurückgefahren werden, so dass zum Zeitpunkt 109 das Kohlekraftwerk wieder seine ursprüngliche Leistung erreicht hat.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

http://de.wikipedia.org/wiki/Dampfkraftwerk [0002]
„Flexible Load Operation and Frequency Support for Steam Turbine Power Plants“, Wichtmann et al., VGB PowerTech 7/2007, Seiten 49–55 [0037]
VDI/VDE-Richtlinie 3508 [0056]

Claims

Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1), welches bei einem An- und/oder Abfahren des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks zusätzlich zu einer Kohlebefeuerung (10) mit Öl befeuert wird (20), dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Leistungsanforderung (71) an das kohlebefeuerte Dampfkraftwerk (1) außerhalb des An- und/oder Abfahrens des kohlebefeuerte Dampfkraftwerks das kohlebefeuerte Dampfkraftwerk zusätzlich zu der Kohlebefeuerung (10) auch mit dem Öl befeuert wird (20, 50–55).
Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsanforderung (71) an das kohlebefeuerte Dampfkraftwerk (1) außerhalb des An- und/oder Abfahrens des kohlebefeuerte Dampfkraftwerks (1) im Rahmen einer Frequenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung (71) des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) angefordert, insbesondere durch einen Netzregler angefordert, wird.
Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Leistungsanforderung (71) an das kohlebefeuerte Dampfkraftwerk (1) außerhalb des An- und/oder Abfahrens des kohlebefeuerte Dampfkraftwerks (1) die Kohlebefeuerung (10), insbesondere eine Kohlezufuhr und/oder eine Kohlezerkleinerung, erhöht wird.
Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Leistungsanforderung (71) an das kohlebefeuerte Dampfkraftwerk (1) außerhalb des An- und/oder Abfahrens des kohlebefeuerte Dampfkraftwerks (1) in dem Maße, wie eine durch die erhöhte Kohlebefeuerung (10) erzeugte Dampferzeugungsleistung erhöht wird, eine durch die zusätzliche Ölbefeuerung (20, 50–55) erzeugte Dampferzeugungsleistung verringert wird.
Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Leistungsanforderung (71) ein Sollwert für eine thermische Kesselleistung ermittelt wird, welcher in einen anteiligen Sollwert für die Kohlebefeuerung (72) und einen anteiligen Sollwert für die Ölbefeuerung (73) aufgeteilt wird, wobei unter Verwendung des Sollwerts (72) für die Kohlebefeuerung (10) und des Sollwerts (72) für die Ölbefeuerung (20, 50–55) die Kohlebefeuerung (10) bzw. die Ölbefeuerung (20, 50–55) kontrolliert, geregelt und/oder gesteuert wird.
Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) nach mindestens dem voranstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Kontrolle, Regelung und/oder Steuerung der Kohlebefeuerung (10) und der Ölbefeuerung (20, 50–55) eine Kohlezufuhr, insbesondere ein Kohlemassenstrom, eine Ölzufuhr, insbesondere ein Ölmassenstrom, und/oder eine Speisewasserzufuhr, insbesondere ein Speisewassermassenstrom, kontrolliert, geregelt und/oder gesteuert wird (78).
Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Sollwerte (72, 73, 74, 75) Anlagen- und/oder Kesselmodelle 80 mit unterschiedlichen Zeitkonstanten, insbesondere eine Zeitkonstante für Öl (83) und eine Zeitkonstante für Kohle (82), verwendet werden.
Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Öl ein Leichtöl ist.
Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, eingesetzt bei einer Frequenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks, wobei die schnelle Leistungssteigerung für eine im Rahmen der Frequenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung angeforderten Leistungssteigerung des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks eingesetzt wird.
Verfahren zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, eingesetzt bei einer Frequenzregelung bzw. Sekundär- und/oder Primärregelung (71) des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) zusätzlich zu einer Leistungssteigerung des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) durch Nutzung einer in einem Prozessmedium des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) enthaltenen Energie, insbesondere zusätzlich zu einer Drosselung eines Hochdruck-Turbinenregelventils, Überlasteinleitung zu einer Hochdruckteilturbine, einem Kondensatstau, einer speisewasserseitigen Umgehung eines Hochdruckvorwärmers und/oder einer Androsselung einer Anzapfdampfleitung zu dem Hochdruckvorwärmer.
Vorrichtung zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1), welches einen Dampfkessel (40), eine Kohlebefeuerungsanlage und eine Ölbefeuerungsanlage aufweist, wobei in dem Dampfkessel (40) dorthin zuführbares Speisewasser (30) mittels einer Kohlebefeuerung (10) unter Verwendung der Kohlebefeuerungsanlage und/oder einer Ölbefeuerung (20) unter Verwendung der Ölbefeuerungsanlage erhitzbar ist, gekennzeichnet mit einem Datenverarbeitungsmittel, insbesondere einer programmierten Recheneinheit, welches derart eingerichtet ist, dass die Kohlebefeuerungsanlage und die Ölbefeuerungsanlage derart steuerbar sind, dass – bei einem An- und/oder Abfahren des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks zusätzlich zu der Kohlebefeuerung (10) die Befeuerung mit Öl (20) durchgeführt wird und – dass bei einer Leistungsanforderung (71) an das kohlebefeuerte Dampfkraftwerk außerhalb des An- und/oder Abfahrens des kohlebefeuerte Dampfkraftwerks zusätzlich zu der Kohlebefeuerung (10) auch die Befeuerung mit Öl durchgeführt wird (20, 50–55).
Vorrichtung zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) nach mindestens dem voranstehenden Anspruch, bei der das Datenverarbeitungsmittel Bestandteil einer Blockführung (61) des kohlebefeuerten Dampfkraftwerks (1) ist.
Kohlebefeuertes Dampfkraftwerk (1) mit zumindest einem Dampfkessel (40), einer Kohlebefeuerungsanlage und eine Ölbefeuerungsanlage sowie mit einer Blockführung (61), welche eingerichtet ist zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der voranstehenden Verfahrensansprüche und/oder welche eine Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Vorrichtungsansprüche aufweist.