DE4215735A1

DE4215735A1 - Current generating system using steam boiler fired by preheated fuel - includes steam turbine with exhaust steam line leading from turbine used to heat fuel drier

Info

Publication number: DE4215735A1
Application number: DE19924215735
Authority: DE
Inventors: Bruno Fechner; Heinz Prof Dr Hoelter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-05-13
Filing date: 1992-05-13
Publication date: 1993-11-18

Abstract

The exhaust steam line (7,8,9) is connected to a drying unit (4), in which the fuel is acted upon with heat from the exhaust steam, before it is supplied to the steam boiler. The steam boiler (1) is designed as a fluidised bed boiler. The drying unit (4) is designed as a fluidised bed drier. A milling plant (5) is arranged in the exhaust steam line to be driven by the exhaust steam. The predried fuel is crushed in the milling plant before being supplied to the steam boiler. ADVANTAGE - Comparatively damp fuel can be processed with satisfactory degree of efficiency.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Strom erzeugung aus einem Brennstoff mit einem Dampfkessel, in dem der Brennstoff verbrannt wird, einer Dampfturbine, der der im Dampfkessel erzeugte Dampf zugeführt wird und die zur Erzeugung elektrischer Energie mit einer Generator stufe gekoppelt ist, und einer Abdampfleitung, durch die der Abdampf aus der Dampfturbine abgeführt wird, bzw. auf ein Verfahren zur Stromerzeugung aus einem Brennstoff, bei dem der Brennstoff verbrannt und der bei der Verbrennung entstehende Dampf über eine mit einer Generatorstufe ge koppelte Dampfturbine geführt wird.The invention relates to a device for electricity generation from a fuel with a steam boiler, in where the fuel is burned, a steam turbine, the the steam generated in the boiler is supplied and the to generate electrical energy with a generator stage is coupled, and an exhaust line through which the exhaust steam is removed from the steam turbine, or on a method of generating electricity from a fuel, at which burned the fuel and which burned generated steam via a ge with a generator stage coupled steam turbine is guided.

Es hat sich herausgestellt, daß der Wirkungsgrad bei der Ausnutzung des Energieinhalts des Brennstoffs im Falle der gattungsgemäßen Vorrichtung bzw. des gattungsgemäßen Ver fahrens dann vergleichsweise gering ist, wenn es sich bei dem Brennstoff um einen vergleichsweise feuchten Brenn stoff, z. B. Klärschlamm, Biomasse, aufbereiteten Müll, Braunkohle etc. handelt.It has been found that the efficiency in Utilization of the energy content of the fuel in the case of Generic device or the generic Ver driving is comparatively low if it is the fuel around a comparatively moist burner fabric, e.g. B. sewage sludge, biomass, processed waste, Brown coal etc.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungs gemäße Vorrichtung bzw. das gattungsgemäße Verfahren zur Stromerzeugung aus einem Brennstoff derart weiterzubilden, daß mit ihrer bzw. seiner Hilfe auch ein vergleichsweise feuchter Brennstoff mit einem befriedigenden Wirkungsgrad verarbeitet werden kann.The invention is based, the genus according device or the generic method for To further develop electricity generation from a fuel in such a way that with her or his help a comparatively moist fuel with a satisfactory efficiency can be processed.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung zur Strom erzeugung aus einem Brennstoff erfindungsgemäß dadurch ge löst, daß die Abdampfableitung an eine Trocknereinrichtung angeschlossen ist, in der der Brennstoff vor seiner Zufuhr in den Dampfkessel mit der Abdampfwärme beaufschlagbar ist; hinsichtlich des Verfahrens zur Stromerzeugung aus einem Brennstoff ergibt sich die Lösung dadurch, daß der Brenn stoff vor seiner Verbrennung mit der im Abdampf der Dampf turbine enthaltenen Wärmeenergie beaufschlagt wird. Erfin dungsgemäß wird somit der Abdampf der Dampfturbine bzw. des Stromerzeugers genutzt, um den vergleichsweise feuchten Brennstoff zu trocknen, bevor er dann dem Dampfkessel nahe zu wasserfrei zugeführt wird. Hierdurch ergibt sich bei dem Betrieb der Vorrichtung zur Stromerzeugung bzw. bei der Durchführung des Verfahrens zur Stromerzeugung ein erheb lich höherer Wirkungsgrad. Der Wirkungsgrad bei der Aus nutzung des Energieinhalts des Brennstoffs erhöht sich um ca. 10%. This task is related to the device for electricity generation from a fuel according to the invention thereby ge triggers that the evaporation discharge to a dryer is connected in which the fuel before its supply the heat of exhaust steam can be applied to the steam boiler; regarding the process of generating electricity from a Fuel is the solution that the Brenn substance before its combustion with that in the steam Turbine contained thermal energy is applied. Erfin According to the steam of the steam turbine or the generator used to keep the comparatively moist Dry the fuel before it is close to the boiler is supplied too anhydrous. This results in the Operation of the device for power generation or at Implementation of the process for electricity generation a significant Lich higher efficiency. The efficiency when off use of the energy content of the fuel increases by about 10%.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung zur Stromerzeugung ergibt sich, wenn der Dampfkessel als Wirbelschichtkessel und/oder die Trocknereinrichtung als Wirbelschichtrockner ausgebildet ist bzw. sind.A particularly advantageous embodiment of the device for power generation results when the steam boiler as Fluidized bed boiler and / or the drying device as Fluid bed dryer is or are designed.

Eine weitere erhebliche Verbesserung des Verbrennungsvor gangs im Dampfkessel ist erreichbar, wenn in der Abdampf ableitung ein Mahlwerk angeordnet ist, das durch den Ab dampf angetrieben wird und mittels dem der von der Trockner einrichtung zum Dampfkessel geförderte vorgetrocknete Brenn stoff zerkleinerbar ist.Another significant improvement in the combustion process gangs in the steam boiler is accessible when in the steam derivative a grinder is arranged by the Ab steam is driven and by means of that of the dryer device for the pre-dried kiln conveyed to the steam boiler material can be shredded.

Zur Erzielung der gleichen Vorteile muß im Falle des er findungsgemäßen Verfahrens der Brennstoff vor seiner Ver brennung und nach seiner Beaufschlagung mit der im Abdampf der Dampfturbine enthaltenen Wärmeenergie mittels eines Mahlwerks zerkleinert werden, das durch den Abdampf der Dampfturbine angetrieben wird.To achieve the same benefits in the case of the inventive method of fuel before its Ver burning and after its exposure to that in the exhaust steam the steam turbine contained thermal energy by means of a Grinder are crushed by the evaporation of the Steam turbine is driven.

Es ist auch möglich, den Brennstoff während seiner Zer kleinerung im Mahlwerk, die nach seiner Trocknung mit Abdampf stattfindet, erneut mit dem inerten Abdampf zu beaufschlagen. Hierzu ist ein Mahlraum des Mahlwerks an die Abdampfleitung angeschlossen. Die Mahlung im Mahl werk kann so eingestellt werden, daß eine für die Ver feuerung des Brennstoffs in Industriefeuerungen, z. B. in der Hütten- und in der Zementindustrie, ausreichende Feinheit des nach erneuter Trocknung gewonnenen festen Brennstoffs vorliegt. Der so gewonnene Brennstoff kann aber auch im Dampfkessel eingesetzt werden. In jedem Fall ist der gemahlene, feste Brennstoff als blasfähiges Fertig produkt verwendbar.It is also possible to use the fuel during its Zer reduction in the grinder that after drying with Evaporation takes place, again with the inert evaporation to act upon. For this there is a grinding chamber of the grinder connected to the steam line. The grinding in the meal work can be set so that one for the Ver Firing the fuel in industrial furnaces, e.g. B. in the metallurgical and cement industries, sufficient Fineness of the solid obtained after drying again Fuel is present. The fuel obtained in this way can but can also be used in steam boilers. In any case is the ground, solid fuel as a blowable product product usable.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungs beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläu tert, in der schematisch die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zur Stromerzeugung aus einem Brennstoff dargestellt ist.In the following the invention is based on an embodiment example with reference to the drawing, in more detail tert, in the schematic of the device according to the invention or the inventive method for power generation a fuel is shown.

In einem zur Dampferzeugung vorgesehenen Dampfkessel 1, der vorzugsweise als Wirbelschichtkessel ausgebildet ist, wird ein Brennstoff verbrannt. Der hierbei entstehende Dampf wird aus dem Dampfkessel 1 durch eine Dampfleitung 6 zu einer Dampfturbine 2 geleitet. Die Dampfturbine 2 wird durch den Dampf betrieben und ist zur Erzeugung elek trischer Energie mit einer Generatorstufe 3 gekoppelt, an deren Ausgangsseite elektrische Energie in ein nicht dar gestelltes elektrisches Netz eingespeist wird. Von der Dampfturbine 2 gerät der Abdampf der Dampfturbine 2 in einen Zweig 7 einer Abdampfableitung, an dessen Ende eine Trocknereinrichtung 4 vorgesehen ist. In die Trocknerein richtung 4 wird in einer in der Figur nicht dargestellten Weise ein vergleichsweise feuchter Brennstoff eingeführt. Dieser vergleichsweise feuchte Brennstoff wird innerhalb der Trocknereinrichtung 4, die vorzugsweise als Wirbel schichttrockner ausgebildet ist, mit der Wärme beaufschlagt, die im aus dem Zweig 7 stammenden Abdampf enthalten ist. Aus der Trocknereinrichtung 4 gerät der Abdampf durch einen Zweig 8 der Abdampfableitung 7, 8, 9 an die Antriebsseite eines Mahlwerks 5 und treibt dieses Mahlwerk 5 an, bevor er das Mahlwerk 5 durch einen Abgang 9 der Abdampfableitung 7, 8, 9 verläßt. In der Abdampfableitung 7, 8, 9 können Einrichtungen vorgesehen werden, mittels denen der Schad stoffgehalt des Abdampfs reduziert wird.In a steam boiler 1 provided for steam generation, which is preferably designed as a fluidized bed boiler, a fuel is burned. The steam generated in this way is passed from the steam boiler 1 through a steam line 6 to a steam turbine 2 . The steam turbine 2 is operated by the steam and is coupled to generate electrical energy with a generator stage 3 , on the output side of which electrical energy is fed into an electrical network (not shown). Is from the steam turbine 2, the exhaust steam of the steam turbine 2 enters a branch 7 of a Abdampfableitung at the end of a drier device 4 is provided. In the dryer 4 a comparatively moist fuel is introduced in a manner not shown in the figure. This comparatively moist fuel is acted upon within the dryer device 4 , which is preferably designed as a fluidized bed dryer, with the heat contained in the exhaust steam originating from the branch 7 . From the dryer device 4, the exhaust steam passes through a branch 8 of the exhaust steam discharge 7 , 8 , 9 to the drive side of a grinder 5 and drives this grinder 5 before it leaves the grinder 5 through an outlet 9 of the exhaust steam discharge 7 , 8 , 9 . In the exhaust steam discharge line 7 , 8 , 9 , devices can be provided by means of which the pollutant content of the exhaust steam is reduced.

Der in der Trocknereinrichtung 4 mit dem Wärmeinhalt des Abdampfs beaufschlagte Brennstoff gerät - nunmehr nahezu wasserfrei - durch einen Leitungszweig 10 einer Brennstoff zufuhrleitung 10, 11 zur Arbeitsseite des Mahlwerks 5 und wird dort zerkleinert, bevor er durch einen Leitungszweig 11 der Brennstoffzufuhrleitung in vorgetrockneter und zer kleinerter Form dem Dampfkessel 1 zugeführt wird.The fuel charged with the heat content of the exhaust steam in the dryer device 4 - now almost water-free - through a line branch 10 of a fuel supply line 10 , 11 to the working side of the grinder 5 and is crushed there before it is pre-dried and broken down through a line branch 11 of the fuel supply line smaller form is supplied to the steam boiler 1 .

Innerhalb der Trocknereinrichtung 4 kann der Brennstoff direkt oder indirekt mit dem Abdampf beaufschlagt werden, wobei eine indirekte Beaufschlagung des Brennstoffs in der Trocknereinrichtung 4 zu bevorzugen ist.Inside the dryer device 4 , the exhaust steam can be applied directly or indirectly to the fuel, an indirect application of the fuel in the dryer device 4 being preferred.

Als Brennstoff lassen sich beispielsweise Klärschlamm, Biomasse, aufbereiteter Müll, Braunkohle etc. besonders vorteilhaft in der beschriebenen Vorrichtung bzw. bei dem beschriebenen Verfahren einsetzen.Sewage sludge, for example, Biomass, processed waste, lignite etc. especially advantageous in the described device or at use the procedure described.

Der Ausnutzungsgrad des Energieinhalts des Brennstoffs läßt sich somit um ca. 10% verbessern im Vergleich zu der Vorgehensweise, bei der der vergleichsweise feuchte Brennstoff unmittelbar in den Dampfkessel 1 eingegeben wird.The degree of utilization of the energy content of the fuel can thus be improved by approximately 10% compared to the procedure in which the comparatively moist fuel is fed directly into the steam boiler 1 .

Das Mahlwerk 5 kann vorteilhaft als Schnipselmühle aus gebildet sein.The grinder 5 can advantageously be formed as a chip mill.

Ein im einzelnen nicht dargestellter Mahlraum des Mahl werks 5 ist mittels eines Abdampfleitungszweigs 12 an die Dampfturbine 2 angeschlossen. Während des Mahlvorgangs wird somit der Brennstoff erneut mit inertem Abdampf beauf schlagt. Inert hat hierbei die Bedeutung, daß der Sauerstoff gehalt der beim Mahlvorgang herrschenden Atmosphäre herab gesetzt wird. Der so behandelte Brennstoff kann so fein ge mahlen werden und so weitgehend getrocknet werden, daß er als blasfertiges Fertigprodukt sowohl für die Verfeuerung im Dampfkessel 1 als auch in den Feuerungsanlagen verschiedener Industriebetriebe, z. B. Hüttenwerke, Zementwerke etc., einge setzt werden kann.A grinding chamber of the grinding plant 5 , not shown in detail, is connected to the steam turbine 2 by means of an exhaust steam line branch 12 . During the grinding process, the fuel is again subjected to inert exhaust steam. Inert has the meaning that the oxygen content of the atmosphere prevailing during the grinding process is reduced. The fuel treated in this way can be ground so finely and can be largely dried so that it is a ready-to-use finished product both for firing in the steam boiler 1 and in the firing systems of various industrial companies, for. B. metallurgical plants, cement plants, etc., can be set.

Im letztgenannten Fall ist das vorstehend beschriebene Verfahren bzw. die vorstehend beschriebene Vorrichtung als kombiniertes Verfahren bzw. kombinierte Vorrichtung zur Energieerzeugung und zur Herstellung von Industriebrenn stoffen aus vergleichsweise feuchten, thermisch nutzbaren Reststoffen einsetzbar.In the latter case, this is the one described above Method or the device described above as a combined process or combined device for energy production and for the production of industrial fuel fabrics from comparatively moist, thermally usable Residual materials can be used.

Claims

1. Apparatus for generating electricity from a fuel, with a steam boiler ( 1 ) in which the fuel is burned ver, a steam turbine ( 2 ) to which the steam generated in the steam boiler is supplied and which is used to generate electrical energy with a generator stage ( 3 ) is coupled, and an exhaust steam line ( 7 , 8 , 9 ) through which the exhaust steam is discharged from the steam turbine ( 2 ), characterized in that the exhaust steam line ( 7 , 8 , 9 ) is connected to a dryer device ( 4 ) , in which the fuel can be subjected to the heat of exhaust steam before it is fed into the steam boiler ( 1 ).

2. Device according to claim 1, wherein the steam boiler ( 1 ) is designed as a fluidized bed boiler.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, wherein the drying device ( 4 ) is designed as a fluidized bed dryer.

4. Device according to one of claims 1-3, in which in the exhaust steam discharge line ( 7 , 8 , 9 ) a grinder ( 5 ) is arranged, which is driven by the exhaust steam and by means of which from the dryer device ( 4 ) to the steam boiler ( 1 ) promoted pre-dried fuel comminuted nerbar.

5. The device according to claim 4, wherein a grinding chamber of the grinder ( 5 ) by means of an exhaust line ( 12 ) to the exhaust line ( 7 , 8 , 9 ) can be connected.

6. Process for electricity generation from a fuel, at which burned the fuel and which burned generated steam via a ge with a generator stage coupled steam turbine is guided, characterized in that that the fuel before its combustion with the Ab Steam of the steam turbine contains heat energy is struck.

7. The method of claim 6, wherein the fuel before its combustion and after its exposure to the thermal energy contained in the steam turbine exhaust is crushed by a grinder by the Ab steam of the steam turbine is driven.

8. The method of claim 7, wherein the fuel at its crushing in the grinder again with inert waste steam is applied to the steam turbine.