DE19616901A1

DE19616901A1 - Verfahren zum Betrieb einer Kohlenstaub-Ventilatormühle für einen kohlenstaubgefeuerten Dampfkessel

Info

Publication number: DE19616901A1
Application number: DE1996116901
Authority: DE
Inventors: Udo Dipl Ing Gade
Original assignee: VEAG Vereinigte Energiewerke AG
Current assignee: GE Vernova GmbH
Priority date: 1996-04-22
Filing date: 1996-04-22
Publication date: 1997-10-23
Anticipated expiration: 2016-04-23
Also published as: DE19616901C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Koh lenstaub-Ventilatormühle für einen kohlenstaubgefeuerten Dampfkessel.

Es ist bekannt, daß in Mahlanlagen die Austrittstemperatur des Mahlgut-Trägergas-Gemisches in Abhängigkeit der zugeführ ten Warm- bzw. Kaltluft geregelt wird (DE 29 21 896).

Die Austrittstemperatur kann auch mit Hilfe von weiteren Re gelkreisen, die Druckverhältnisse an der Mühle bzw. Füllstän de in den vorgelagerten Bunkern berücksichtigen, geregelt werden (DE 30 24 021). Hier werden dazu separate Gebläse bzw. Klappen verwendet.

Bei beiden Verfahren wird der Fördergasstrom durch zusätzli che Luftzufuhr so beeinflußt, daß die Sichtertemperatur über einen bestimmten Betriebsbereich innerhalb eines vorgegebenen Bereiches gehalten werden kann. Diese zusätzliche Luftzufuhr steht aber im Widerspruch zu einer möglichst emissionsarmen Fahrweise der Feuerung.

Die Verfahren sind ausschließlich darauf gerichtet, die Mahl anlage sicher zu betreiben und das Mahlgut in der erforderli chen Qualität bereitzustellen (DD 2 81 469).

Technologisch bedingte große Änderungsgeschwindigkeiten des Mahlgutmassenstromes sowie Möglichkeiten zu ihrer Beherr schung werden ebenfalls nur über die Luftfahrweise berück sichtigt (DE 29 21 896). Die davon abgeleitete praktizierte Betriebsweise mit konstanter Mühlendrehzahl hat bei der Erhö hung der zugeförderten Kohlemenge ein Absinken der Nachmüh lensichter-Temperatur zur Folge. Der in den Rauchgasrück saugkanal eingeleitete Heißluftstrom wird verringert.

Damit wird der durch das Schlagrad über den Rauchgasrücksaug kanal angesaugte Rauchgasstrom erhöht. Bei einer Verringerung der zugeführten Kohlemenge am Rohkohleeintritt steigt die Nachmühlentemperatur. Der in den Rauchgasrücksaugkanal ein geleitete Heißluftstrom wird vergrößert. Da das Schlagrad mit konstanter Drehzahl läuft, sinkt der über den Rauchgasrücksau gekanal angesaugte Rauchgasstrom. Die Temperatur der Heißluft ist geringer als die Temperatur der angesaugten Rauchgase. Die Nachmühlensichter-Temperatur sinkt wieder, so daß diese Temperatur in dem zulässigen Bereich gehalten werden kann. Der Sauerstoffanteil im Rauchgasstrom steigt aber an. Dieser Anstieg ist nachteilig für eine emissionsarme Verbrennung. Bei stärkeren Teillastabsenkungen kann der Nachmühlensichter-Temperaturanstieg nicht mehr durch eine weitere Erhöhung der Heißluftmenge ausgeglichen werden. In den Rauchgasrücksaugka nal wird daher Kaltluft eingeleitet. Bei einer weiteren Erhö hung der Nachmühlensichter-Temperatur wird der Antrieb der Mühle und damit die Rohkohlezufuhr am Rohkohleeintritt abge schaltet. D. h. bei größeren Laständerungen des Blockes sind Mühlen zu- oder abzuschalten bzw. bei konstanter Mühlenanzahl ist nur ein kleinerer Bereich für Laständerungen möglich.

Die Drehzahlverstellung einer Mühle über eine Strömungskupp lung zum Erleichtern des Hochfahrens der Mühle sichert keine angepaßte Fahrweise (DD 1 54 734), da die Drehzahl für den Dauer- und Abfahrbetrieb konstant gehalten werden muß und so die bereits beschriebenen Nachteile wiederum eintreten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, in möglichst allen Betriebssituationen die Sichtertemperatur in einem zu lässigen Bereich zu halten, ohne zusätzliche Heiß- bzw. Kaltluft einsetzen zu müssen. Das Totzeitverhalten der Mahl anlage soll gleichzeitig verbessert werden.

Dies wird durch die Kombination folgender Merkmale erreicht:

a) Eine Nachmühlensichter-Temperatur für das Kohlenstaub-För dergas-Gemisch wird in Abhängigkeit vom Zünd- und Abbrand verhalten des Brennstoffes in einem zulässigen Bereich als Sollwert eingestellt.
b) Bei Abweichungen vom Sollwert wird zuerst eine Heißluft klappe im Heißluftkanal zur Förderung einer Heißluftmenge in die rückgesaugten Rauchgase verstellt.
c) Bei einer erneuten Abweichung vom Sollwert wird eine Dreh zahlverstellung des Antriebs der Mühle zur Verringerung der Rauchgasmenge eingeleitet
d) Bei Erreichen des minimalen Drehzahlverstellbereiches und bei einer weiteren Abweichung vom Sollwert wird eine Klap pe im Fördergas-Rückführ-Kanal zur Förderung einer stau barmen Fördergasmenge in die Mahlkammer verstellt.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die dazugehörige Zeichnung zeigt das Anlagen- und Steuerschema der Kohlenstaub-Ventilatormühle.

Die Kohlenstaubmühle weist das Schlagrad 1, die Mahlkammer 2, den Austragkanal 3, den Sichter 4 mit den Einbauten 5, den Kohlenstaubkanal 6 und den Grießrücklauftrichter 7 auf. Der Grießrücklauftrichter 7 weist die Grießrücklaufschräge 8, den Grießrücklauf eintritt 9 und den in der Mahlkammer 2 eingebun denen Grießrücklaufkanal 10 auf. In dem der Grießrücklauf schräge 8 gegenüberliegenden oberen Bereich 11 des Grieß rücklauftrichters 7 ist die Öffnung 12 angeordnet. Die Öff nung 12 ist über den die Klappe 13 aufweisenden Fördergas-Rücklaufkanal 14 in die Mahlkammer 2 eingebunden. In die Mahlkammer 2 ist der Ansaugkanal 42 eingebunden. In den An saugkanal 42 ist der Kohlefallschacht 35 und der Rauchgas rücksaugkanal 15 eingebunden. In den Rauchgasrücksaugkanal 15 ist der Heißluftkanal 16 mit Klappe 17 eingebunden. In den Ansaugkanal 42 ist der Kaltluftkanal 40 mit Klappe 41 einge bunden. Das Schlagrad 1 weist den drehzahlverstellbaren An trieb 18 auf. Im Kohlenstaubkanal 6 ist die Temperaturmeß stelle 20 angeordnet und über die Meßleitung 21 mit dem Steu ergerät 22 verbunden. Der Antrieb 23 für die Klappe 13 im Kanal 14 ist über die Steuerleitung 24 und der Antrieb 25 für die Klappe 17 im Heißluftkanal 16 über die Steuerleitung 26 mit dem Steuergerät 22 verbunden. Der Antrieb 34 der Klappe 41 ist über die Steuerleitung 43 mit dem Steuergerät 22 ver bunden. Auf das Steuergerät 22 ist der Temperatursollwert 44 aufgeschaltet.

Die Wirkungsweise ist folgende:
Der Temperaturmeßwert 32 der Nachmühlensichter-Temperatur an der Temperaturmeßstelle 20 im Sichter 4 wird durch die Müh lendrehzahl, die Stellung der Klappe 17 im Heißluftkanal 16 und die Stellung der Klappe 13 im Fördergas-Rückführ-Kanal 14 beeinflußt. Im Voll-Lastzustand der Mühle, d. h. über den Kohlefallschacht 35 wird die maximal mögliche Menge an Kohle 37 eingebracht, sind die Klappen 17; 13 geschlossen.

Die Mühlendrehzahl ist konstant auf einen Wert eingestellt, der durch die Qualität der Kohle 37 bestimmt wird.

Eine Verringerung der zugeführten Menge an Kohle 37 führt infolge der konstanten Menge rückgesaugter Rauchgase 38 zum Anstieg der Nachmühlentemperatur, so daß über die Temperatur meßstelle 20 der geänderte Temperaturmeßwert 32 zum Steuerge rät 22 gelangt und mit dem Temperatursollwert 44 verglichen wird. Dadurch wird im Steuergerät 22 das Steuersignal 46 er zeugt und auf den Antrieb 25 der Klappe 17 gegeben, so daß diese so weit öffnet, daß die Menge an zugeführter Heißluft 31 so lange erhöht wird, bis die Abweichung des Temperatur sollwertes 44 infolge der verringerten Ansaugmenge an rückge saugten Rauchgasen 38 ausgeglichen wird.

Eine weitere Absenkung der zugeführten Menge an Kohle 37 führt erneut zur Erhöhung der Nachmühlensichter-Temperatur und damit zu einer Sollwertabweichung. Da die Klappe 17 voll ständig geöffnet ist, hat das Steuersignal 36 auf den Antrieb 18 der Kohlenstaubmühle zur Folge, daß die Drehzahl des Schlagrades 1 verringert wird. Damit wird der Strom des ange saugten Rauchgases 38 verringert. Die Nachmühlensichter-Tem peratur verringert sich, so daß erneut eine Abweichung vom Temperatursollwert 44 eintritt. Im Steuergerät 22 wird das Signal 46 erzeugt, so daß der Antrieb 25 beaufschlagt und die Klappe 17 geschlossen wird. Die Zuführung von Heißluft 31 wird gedrosselt und die Nachmühlensichter-Temperatur erhöht sich, so daß die Sollwertabweichung ausgeglichen wird. Wird die Kohlenstaubmühle bereits mit minimaler Mühlendrehzahl gefahren, die Zufuhr an Kohle 37 wird weiter verringert und die Klappe 17 ist bereits geöffnet, so verursacht dies eine erneute Temperaturänderung und damit eine Abweichung vom Tem peratursollwert 44, so daß das Steuersignal 45 erzeugt, der Antrieb 23 beaufschlagt und die Klappe 13 geöffnet wird. Da durch wird das staubarme Fördergas 29 auf die Saugseite der Mühle geleitet und damit die Menge des angesaugten Rauchgases 38 erneut verringert. Damit wird wieder eine ausreichende Kühlung auch in diesem Lastbereich gewährleistet.

Der Vorteil dieser Fahrweise besteht darin, daß über einen großen Mühllastbereich die Nachmühlensichter-Temperatur in nerhalb der Sollwertgrenzen gehalten werden kann. Dieses Ziel wird auch noch ohne zusätzliche Zufuhr von Kaltluft 39 zum Kohlenstaub-Fördergas-Gemisch 27 erreicht. D. h. durch diese Fahrweise ist es möglich, den gesamten Dampferzeuger über einen wesentlich größeren Lastbereich mit gleichbleibender Mühlenanzahl zu betreiben, ohne daß bei Laststeigerungen Müh len zugeschaltet werden müssen. Die mögliche Laständerungsge schwindigkeit des Blockes wird damit über größere Lastberei che gewährleistet. Das Emissionsverhalten der Feuerung wird positiv beeinflußt, da nur soviel Sauerstoff (Kaltluft 39) über die Mühle in den Dampferzeuger transportiert wird, wie zwingend erforderlich ist, um das spezifische Kohle-Rauchgas-Verhältnis immer entsprechend der Auslegung zu fahren.

Bei Lastwechseln des Blockes, die einen bestimmten Lastbe reich übersteigen, wird das Kesselleistungssignal 19 direkt auf den Antrieb 18 der Mühle geleitet. Damit wird erreicht, daß die Mühlendrehzahländerung zeitgleich mit der Änderung der Kohlezufuhr erfolgt. Das spezifische Kohlenstaub-Rauch gas-Verhältnis wird weitgehend konstant gehalten. Die Nachmühlensichter-Temperatur ebenfalls. Sie braucht nicht über einen Ausgleich der Sollwertabweichung nachgefahren zu werden.

Das Anfahren einer Mühle erfolgt so, daß die Mühle zunächst auf eine deutlich unter dem Betriebsdrehzahlbereich liegende "Parkdrehzahl" gefahren wird. Das Merkmal dieser Drehzahl besteht darin, daß der angesaugte Volumenstrom des Rauchgases 38 gerade so groß ist, um die gesamte Mühle einschließlich der Temperaturmeßstelle 20 und den Kohlenstaubkanal 6 auf Betriebstemperatur zu erwärmen. Der Vorgang des Anwärmens kann damit zeitlich von der unmittelbaren Mühleninbetriebnah me entkoppelt werden, d. h. sobald ausreichendes Zündfeuer in der Brennkammer des Dampferzeugers vorhanden ist, können die Mühlen auf die Parkdrehzahl gefahren werden und von dort ohne Verzögerungen auf Betriebsdrehzahl hochgefahren und mit Kohle beaufschlagt werden. Damit kann der Hochfahrprozeß des Bloc kes wesentlich beschleunigt werden.

Beim Anfahren werden die Mühlen zunächst maximal entlastet. Danach befindet sich die Mühle im unteren Rand des Betriebs drehzahlbereiches. Die Klappe 17 im Heißluftkanal 16 und die Klappe 13 im Fördergas-Rückführ-Kanal 14 ist geöffnet. Die Zufuhr der Kohle 37 wird abgeschaltet und die Mühlendrehzahl mit maximal möglichen Gradienten auf eine Drehzahl unterhalb der Parkdrehzahl abgebremst, so daß keine Förderung von Rauchgas 38 durch das Schlagrad erfolgt. Durch dieses Abbremsen wird vermieden, daß heiße Rauchgase 38 vom Schlagrad 1 angesaugt werden, ohne daß eine Kühlung durch die zu mahlende Kohle 37 erfolgt. Eine zeitweise thermische Überlastung, vor allem des Schlagrades 1 kann so weitgehend vermieden werden.

Bezugszeichenliste

1 Schlagrad
2 Mahlkammer
3 Austragkanal
4 Sichter
5 Einbauten
6 Kohlenstaubkanal
7 Grießrücklauftrichter
8 Grießrücklaufschräge
9 Grießrücklaufeintritt
10 Grießrücklaufkanal
11 oberer Bereich
12 Öffnung
13 Klappe
14 Fördergas-Rückführ-Kanal
15 Rauchgasrücksaugkanal
16 Heißluftkanal
17 Klappe
18 Antrieb
19 Kesselleistungssignal
20 Temperaturmeßstelle
21 Meßleitung
22 Steuergerät
23 Antrieb
24 Steuerleitung
25 Antrieb
26 Steuerleitung
27 Kohlenstaub-Fördergas-Gemisch
28 Grieß
29 staubarmes Fördergas
30 Kohle-Rauchgas-Gemisch
31 Heißluft
32 Temperaturmeßwert
33 Steuersignal
34 Antrieb
35 Kohlefallschacht
36 Steuersignal
37 Kohle
38 Rauchgas
39 Kaltluft
40 Kaltluftkanal
41 Klappe
42 Ansaugkanal
43 Steuerleitung
44 Temperatursollwert
45 Steuersignal
46 Steuersignal

Claims

1. Verfahren zum Betrieb einer Kohlenstaub-Ventilatormühle für einen kohlenstaubgefeuerten Dampfkessel, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Eine Nachmühlensichter-Temperatur für das Kohlenstaub-För dergas-Gemisch (27) wird in Abhängigkeit vom Zünd- und Abbrandverhalten des Brennstoffes in einem zulässigen Be reich als Sollwert (44) eingestellt.
b) Bei Abweichungen vom Sollwert (44) wird zuerst eine Heiß luftklappe (17) im Heißluftkanal (16) zur Förderung einer Heißluftmenge (31) in die rückgesaugten Rauchgase (38) verstellt.
c) Bei einer erneuten Abweichung vom Sollwert (44) wird eine Drehzahlverstellung des Antriebs (18) der Mühle zur Ver ringerung der Rauchgasmenge (38) eingeleitet
d) Bei Erreichen des minimalen Drehzahlverstellbereiches und bei einer weiteren Abweichung vom Sollwert (44) wird eine Klappe (13) im Fördergas-Rückführ-Kanal (14) zur Förderung einer staubarmen Fördergasmenge (29) in die Mahlkammer (2) verstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß im Anfahrbetrieb der Mühle die Drehzahlverstellung des An triebes (18) auf eine deutlich unterhalb des Betriebsdreh zahlbereiches liegende Parkdrehzahl eingeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß im Abfahrbetrieb der Mühle die Drehzahlverstellung des An triebes (18) mit maximalen Gradienten auf eine unterhalb der Parkdrehzahl liegende Drehzahl eingeleitet wird.