Die Ausarbeitung der Thesis beschäftigt sich mit den Verschlackungsmechanismen des kohlegefeuerten Kraftwerksblock eines in Bremen ansässigen lokalen Energeiversorgers am Standtort Hastedt in Bremen. Um die Verschlackungsintensität zu beeinflussen soll ein Feuerungs-Optimierungs-System (FOS) eingeführt werden welches aufgrund von nicht optimal eingestellten Parametern wie Kohlenstaubverteilung, Temperaturverlauf im Kesselbrennraum und Ausmahlung der Kohlemühlen nicht schlackeminimierend eingesetzt werden kann.
Zur Evaluierung der Parameter werden Messungen der Kohlenstaubverteilung, der Kohlenstaubausmahlung vorgenommen und mittels eines Strahlungspyrometers ein Temperaturprofil des Feuerungsraumes des Kraftwerksblocks 15 erstellt.
Die Ergebnisse der Messungen und Analysen genannter Parameter zeigen, dass im Kraftwerksblock in Hastedt eine Schieflage im Temperaturprofil der Kesselfeuerung vorherrscht und die Temperaturen über den Ascheerweichungstemperaturen liegen. Dieses wird verursacht durch einen starken Verschleiß der Kohlenstaubverteiler, welches eine Ungleichverteilung des Brennstoffs hervorruft. Dies wird vom FOS nicht berücksichtigt. Regelmäßige Beprobung der Kohlenstaubverteilung und stetige Kontrolle des Temperaturprofils werden in Zukunft helfen das FOS im Einsatz gegen die Schlacke zu verbessern.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung und Zielsetzung
2. Naturwissenschaftliche Grundlagen
2.1 Kohle
2.1.1 Eigenschaften der Kohle
2.1.2 Kohleanalyse
2.1.3 Bezugszustände
2.1.4 Kohleverbrennung
2.2 Asche
2.2.1 Ascheschmelzverhalten
2.3 Schlacke
2.3.1 Definition und Bildung von Schlacke
2.3.2 Auswirkungen von Schlackenbildung
3. Technische Grundlagen des KW Hastedt Block 15
3.1 Kohleverbrennung im Kraftwerk Hastedt Block 15
3.1.1 Kohlemühlen
3.1.2 Tangentialfeuerung
3.1.3 Trockenentaschung
4. FOS Feuerungs- Optimierungs- System
4.1 Grundlagen des FOS
4.2 Schwächen des FOS
5. Messungen
5.1 Versuchsaufbau 1 Temperaturmessung
5.1.1 Durchführung der Temperaturmessung
5.1.2 Probleme bei der Durchführung der Messungen
5.1.3 Ermittelte Messwerte
5.2 Versuchsaufbau 2 Kohlenstaubbeprobung
5.2.1 Kohlenstaubprobenentnahme
5.2.2 Siebanalyse und Kohlenstaubverteilung
5.3.1 Ergebnisse der Siebanalysen
5.3.2 Ergebnisse der Kohlenstaubverteilung
5.3.3 Kohlemühlenparameter
6. Diskussion der Messungen
6.1 Feuerraumtemperaturen
6.2 Kohlenstaubverteilung und Siebanalyse
7.Zusammenfassung
8. Ausblick/ Weitere Optimierungsmöglichkeiten
Zielsetzung & Themen
Diese Bachelor-Thesis untersucht die Verschlackungsmechanismen im kohlegefeuerten Kraftwerksblock 15 in Bremen, um durch eine verbesserte Feuerungsoptimierung den Wirkungsgrad zu steigern und die Energieausbeute zu maximieren. Ziel ist es, den Einfluss von Parametern wie der Kohlenstaubverteilung und der Feuerraumtemperatur auf die Schlackenbildung zu verstehen und das bestehende Feuerungs-Optimierungssystem (FOS) durch fundierte Messungen und Analysen zu präzisieren.
- Verschlackungsphänomene in kohlegefeuerten Dampferzeugern
- Technische Grundlagen der Feuerung und Kohleaufbereitung
- Methodische Messung von Temperaturprofilen und Kohlenstaubverteilung
- Evaluierung des Feuerungs-Optimierungssystems (FOS)
- Verschleißanalyse der Kohlenstaubverteiler (CE-Verteiler)
Auszug aus dem Buch
2.1.4 Kohleverbrennung
Als Kohleverbrennung bezeichnet man eine bei hoher Temperatur und unter Wärmeabgabe schnell verlaufende chemische Reaktion. Diese Reaktion findet zwischen Brennstoff und Sauerstoff statt und ist somit eine Oxidation. Die Reaktion zwischen Brennstoff und Sauerstoff findet besonders intensiv oberhalb bestimmter Temperaturen statt.
Um eine Verbrennung der Kohle zu erreichen, muss diese vorher getrocknet werden. Die Trocknung ist eine notwendige Vorraussetzung für die nachfolgende Entgasung und Verbrennung. Erst nach der Trocknung kann durch weitere Wärmeaufnahme eine Zündtemperatur, erreicht werden. Entsprechend ZELKOWSKI lässt sich der Verbrennungsprozess in verschiedene Stufen unterteilen (vgl. Abb. 2.3).
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung und Zielsetzung: Einführung in die Problematik der Verschlackung in Kraftwerksblöcken und Definition der Zielsetzung der Arbeit bezüglich der Optimierung des FOS.
2. Naturwissenschaftliche Grundlagen: Erläuterung der chemischen und physikalischen Eigenschaften von Kohle, Asche und Schlacke sowie der Mechanismen ihrer Entstehung.
3. Technische Grundlagen des KW Hastedt Block 15: Beschreibung der Anlagentechnik, insbesondere der Kohlemühlen, der Tangentialfeuerung und der Trockenentaschung.
4. FOS Feuerungs- Optimierungs- System: Vorstellung des bestehenden Feuerungs-Optimierungssystems sowie Analyse seiner Schwächen in der praktischen Anwendung.
5. Messungen: Dokumentation der durchgeführten Versuchsaufbauten zur Temperaturerfassung und Kohlenstaubbeprobung sowie Darstellung der Ergebnisse.
6. Diskussion der Messungen: Interpretation der Messdaten und Analyse der Diskrepanzen zwischen dem FOS-Modell und den tatsächlichen Anlagenzuständen.
7.Zusammenfassung: Fazit der Ergebnisse und der Notwendigkeit stetiger Anlagenkontrolle für einen optimierten Verbrennungsprozess.
8. Ausblick/ Weitere Optimierungsmöglichkeiten: Vorschläge für zukünftige Optimierungsmaßnahmen wie kontinuierliche Temperaturüberwachung und verbesserte Probenentnahmerichtlinien.
Schlüsselwörter
Verschlackung, Kraftwerksblock 15, Kohleverbrennung, Feuerungsoptimierung, FOS, Kohlenstaubverteilung, Feuerraumtemperatur, CE-Verteiler, Wirkungsgrad, Ascheschmelzverhalten, Kraftwerkstechnik, Brennstoffanalyse, Mahlfeinheit, Asche, Hastedt
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Thesis befasst sich mit der Analyse und Beurteilung von Verschlackungsmechanismen in einem spezifischen kohlegefeuerten Kraftwerksblock, um die Feuerführung zu optimieren.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Felder umfassen die Naturwissenschaften der Kohleverbrennung, die Anlagentechnik des Kraftwerks Hastedt, das Feuerungs-Optimierungssystem (FOS) sowie die experimentelle Erfassung von Verbrennungsparametern.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Hauptziel ist die Untersuchung der Ursachen von Verschlackung, um den Wirkungsgrad des Kraftwerksblocks durch eine bessere Integration des FOS in den laufenden Prozess zu steigern.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es werden empirische Methoden angewandt, darunter die Messung von Temperaturprofilen mittels Strahlungspyrometer sowie die gravimetrische Kohlenstaubbeprobung und Siebanalyse nach DIN-Normen.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die theoretischen Grundlagen der Kohle- und Ascheeigenschaften, die technische Beschreibung des Kessels und die detaillierte Auswertung der Messungen an Mühlen und Brennkammer.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die wichtigsten Schlagworte sind Verschlackung, Feuerungsoptimierung (FOS), Kohlenstaubverteilung, Kraftwerksblock 15 und Wirkungsgrad.
Warum funktioniert das bestehende FOS nicht optimal?
Das System arbeitet mit idealisierten Anlagenparametern, während in der Realität Verschleißerscheinungen an den CE-Verteilern und schwankende Kohlequalitäten zu Abweichungen im Temperaturprofil führen.
Welchen Einfluss haben die CE-Verteiler auf die Schlackenbildung?
Verschleiß an diesen Verteilern führt zu einer ungleichmäßigen Kohlenstaubverteilung, was lokale Überhitzungen in der Brennkammer verursacht, die über den Ascheerweichungstemperaturen liegen und so die Schlackenbildung begünstigen.
- Citation du texte
- Lars Mohr (Auteur), 2009, Beurteilung von Verschlackungsmechanismen des Kohlekraftwerk Block 15 der swb Erzeugung als Grundlage zur Wirkungsgradoptimierung, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/262315
