HALM, Alexander (Hauptstrasse 2, Hohenwarthe, 39291, DE)
CONRADS, Hans, Georg (Wallmodenstrasse 60, Hannover, 30625, DE)
HALM, Alexander (Hauptstrasse 2, Hohenwarthe, 39291, DE)
Patentansprüche
1. Einrichtung zur Steuerung des Brennstoff- Luft-Verhältnisses bei der Verbrennung gemahlener Kohle in einer Kohlekraftwerksfeuerungsanlage, die Mittel zur pneu- matischen Förderung der gemahlenen Kohle zu den Brennern der Kohlekraftwerksfeuerungsanlage sowie Mittel zur Zuführung der Verbrennungsluft zu den Brennern (13) bzw. in den Feuerungsraum (12) der Kohlekraftwerksfeuerungsanlage aufweist, wobei in Strömungsrichtung der Luft mindestens nachfolgende Einrichtungen angeordnet sind, ein Frischlüfter (3) zum Ansaugen von Frischluft aus der Umgebung, ein Mühlenlüfter (4) zur Förderung eines Teiles der angesaugten Frischluft als Tragluft zur Beladung mit gemahlener Kohle, ein Regenerativ-Luftvorwärmer (5) zur Vorwärmung der angesaugten Frischluft und eines Teiles der Tragluft unter Nutzung der Rauchgaswärme der Kohlekraftwerksfeuerungsanlage, wobei eine Speichermas- se des Regenerativ-Luftvorwärmers (5) abwechselnd zunächst vom heißen
Rauchgas erwärmt und nachfolgend von der Frischluft bzw. eines Teiles der Tragluft abgekühlt wird, eine Luftmengensteuereinrichtung zu Steuerung der in den Feuerungsraum (12) eingeleiteten Verbrennungsluftmenge, eine Luftmengensteuereinrichtung zur Steuerung der für die pneumatische Förderung der gemah- lenen Kohle zu verwendenden Tragluftmenge sowie Messeinrichtungen (10, 17, 18) zur Messung der in den Feuerungsraum (12) eingeleiteten Verbrennungsluftmenge und der zur pneumatischen Förderung der gemahlenen Kohle zu verwendenden Tragluftmenge und eine Einrichtung (8, 11) zur dosierten Zuführung einer vorgewählten Menge an gemahlener Kohle zu den Brennern (13), dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbrennungsluftmengenmessung (17, 18) eine triboelektrische Effekte an zwei in den Verbrennungsluftstrom, in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft hintereinander angeordneten Sensoren auswertende Korrelationsmesseinrichtung vorgesehen ist, wobei die Sensoren in dem die Verbrennungsluft führenden Kanalsystem in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft nach dem Regenerativ - Luftvorwärmer (5) angeordnet sind und dass in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft vor den Sensoren der Korrelationsmesseinrichtung mindestens eine Einrichtung (2) zum dosierten Eintrag feinkörniger Partikel in den Luftstrom angeordnet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zurTragluftmengenmessung (10) eine triboelektrische Effekte an zwei in den Tragluftstrom, in Strömungsrichtung der Tragluft hintereinander angeordneten Senso- ren auswertende Korrelationsmesseinrichtung vorgesehen ist, wobei die Sensoren in dem die Tragluft führenden Kanalsystem in Strömungsrichtung der Tragluft nach dem Regenerativ- Luftvorwärmer (5) angeordnet sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (2) zum dosierten Eintrag feinkörniger Partikel in den Luftstrom vor dem Frischlüfter (3) angeordnet ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (2) zum dosierten Eintrag feinkörniger Partikel in den Luftstrom ein Staubinjektor ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Staubinjektor zum Eintrag von Filter- oder Flugasche in den Luftstrom ausgebildet ist.
6. Einrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren zur Sensierung triboelektrischer Effekte im Bereich einer Kanalverengung oder einer Kanalbiegung eines Luftkanales angeordnet sind.
7. Einrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren zur Sensierung triboelektrischer Effekte im Verbrennungsluftstrom vor der Stelleinrichtung (19, 29) zur Steuerung der Verbrennungsluftmenge und im Tragluftstrom vor dem Eintrag der gemahlenen Kohle in den Tragluftstrom ange ¬ ordnet sind.
8. Verfahren zur Steuerung des Brennstoff-Luft-Verhältnisses bei der Verbrennung gemahlener Kohle in einer Kohlekraftwerksfeuerungsanlage, die Mittel zur Zuführung der gemahlenen Kohle zu den Brennern (13) der Kohlekraftwerksfeuerungsanlage sowie Mittel zur Zuführung der Verbrennungsluft zu den Bren- nern (12) bzw. in den Feuerungsraum (12) der Kohlekraftwerksfeuerungsanlage gemäß den Ansprüchen 1 bis 7 aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsluftmengenmessung und dieTragluftmengenmessung auf der Grundlage der Auswertung triboelektrischer Effekte an in Strömungsrichtung der Luft hintereinander im Luftstrom angeordneten Sensoren nach der Korrelationsmessmethode erfolgt und in den Luftstrom vor den Sensoren zwischen 0,1 mg bis 10 mg, bevorzugt zwischen 0,5 mg bis 2 mg, feinkörnige Partikel je m 3 Luft mit einem Partikeldurchmesserzwischen 20 μm bis 200 μm, bevorzugt zwischen 60 μm bis 90 μm, eingetragen werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragluftmengenmessung auf der Grundlage der Auswertung triboelektrischer Effekte an in Strömungsrichtung der Luft hintereinander im Luftstrom angeordne- ten Sensoren nach der Korrelationsmessmethode erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in den Luftstrom zwischen 0,1 mg bis 10 mg, bevorzugt zwischen 0,5 mg bis 2 mg, Filter- oder Flugasche je m 3 Luft eingetragen wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Eintrag feinkörniger Partikel in den Luftstrom nur während der Anfahrphase der Kohlekraftwerksfeuerungsanlage erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass der Eintrag feinkörniger Partikel in den Luftstrom erfolgt, wenn kein Eintrag gemahlener Kohle in die Tragluft erfolgt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass der Eintrag feinkörniger Partikel in den Luftstrom periodisch mit einer Periodendauer zwischen 100 ms bis 60 s erfolgt. |
Einrichtung und Verfahren zur Steuerung des Brennstoff-Luft-Verhältnisses bei der Verbrennung gemahlener Kohle in einer Kohlekraftwerksfeuerungsanlage
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung des Brennstoff-Luft-Verhältnis- ses bei der Verbrennung gemahlener Kohle in einer Kohlekraftwerksfeuerungsanlage, die Mittel zur pneumatischen Förderung der gemahlenen Kohle zu den Brennern der Kohlekraftwerksfeuerungsanlage sowie Mittel zur Zuführung von Verbrennungsluft zu den Brennern bzw. in den Feuerungsraum der Kohlekraftwerksfeuerungsanlage aufweist, wobei die Kraftwerksfeuerungsanlage in Strömungsrichtung der Luft mindestens nachfolgende Einrichtungen aufweist:
Einen Frischlüfter zum Ansaugen von Frischluft aus der Umgebung, einen Mühlenlüfter zur Förderung eines Teiles der angesaugten Frischluft als Tragluft zur Beladung mit gemahlener Kohle, einen Regenerativ-Luftvorwärmer zur Vorwärmung der angesaugten Frischluft und eines Teiles der Tragluft unter Nutzung der Rauchgaswärme der Kohlekraftwerksfeuerungsanlage, wobei eine Speichermasse des Regenerativ- Luftvorwärmers, meist glatte oder gewellte Bleche, abwechselnd vom heißen Rauchgas aufgeheizt und anschließend von der Frischluft bzw. der Tragluft abgekühlt wird, eine Luftmengensteuereinrichtung zur Steuerung der in den Feuerungsraum eingeleiteten Verbrennungsluftmenge, eine Luftmengensteuereinrich- tung zur Steuerung der für die pneumatische Förderung der gemahlenen Kohle zu verwendenden Tragluft sowie Messeinrichtungen zur Messung der in den Kohle- kraftwerksfeuerungsraum eingeleiteten Verbrennungsluftmenge und eine Einrichtung zur dosierten Zuführung einer vorgewählten Menge an gemahlener Kohle zu den Brennern. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Steuerung des Brennstoff-Luft- Verhältnisses bei der Verbrennung gemahlener Kohle in einer Kohlekraftwerksfeuerungsanlage, die mindestens die vorstehend aufgeführten Merkmale aufweist.
Der Steuerung des Brennstoff-Luft-Verhältnisses bei der Verbrennung gemahlener Kohle in Kohlekraftwerksfeuerungsanlagen kommt zur Erreichung einer im Wesentlichen vollständigen Verbrennung des zugeführten Brennstoffes bzw. zur Einhaltung einer vorgegebenen Stöchiometrie des Verbrennungsprozesses und damit zur Erreichung eines hohen energetischen Wirkungsgrades sowie zur Einhaltung niedriger Emissionswerte eine besondere Bedeutung zu. Feuerungsanlagen in Kohlekraftwer- ken weisen daher neben geeigneten Einrichtungen zur dosierten Zuführung einer entsprechend der abgeforderten Last vorgewählten Brennstoffmenge zu den Brennern Steuereinrichtungen auf, mit denen die den Brennern bzw. dem Feuerungsraum zugeführte Verbrennungsluftmenge in Abhängigkeit von der zugeführten
Brennstoffmenge gesteuert wird. Dazu sind Messeinrichtungen erforderlich, mittels derer die in den Feuerungsraum eingeleitete Verbrennungsluftmenge möglichst exakt messtechnisch erfasst werden kann. Beides ist notwendig, um lastabhängig den Verbrennungsprozess optimal zu regeln, wobei die Brennstoffmenge entspre- chend der abgeforderten Last vorgewählt wird und die Verbrennungsluftmenge zur Erzielung einer vorbestimmten Stöchiometrie der Verbrennung gesteuert wird. In der Praxis sind sowohl Kohlekraftwerksfeuerungsanlagen anzutreffen, bei denen jedem einzelnen Brenner oder einer Gruppe von Brennern eine vorgewählte Menge an gemahlener Kohle zugeführt wird und entsprechend dieser vorgewählten Menge an gemahlener Kohle die diesem Brenner oder dieser Gruppe von Brennern zugeführte Verbrennungsluftmenge zur Erzielung einer vorbestimmten Stöchiometrie der Verbrennung gesteuert wird, als auch Feuerungsanlagen, bei denen lediglich die Gesamtmenge der allen Brennern eines Kessels zugeführten Menge an gemahlener Kohle vorgewählt wird und entsprechend auch nur die insgesamt allen Brennern dieses Kessels bzw. dem Kessel insgesamt zugeführte Verbrennungsluftmenge gesteuert wird.
In jedem Fall ist es notwendig, die Verbrennungsluftmenge entweder bezogen auf einen einzelnen Brenner oder auf eine Gruppe von Brennern oder auf alle Brenner eines Kessels bzw. den Kessel insgesamt messtechnisch zu erfassen, um die entsprechende/n Steuerung/en der Verbrennungsluftmenge zu realisieren und so den Verbrennungsprozess zu regeln.
Weiterhin wird bei Kraftwerksfeuerungsanlagen mit pneumatischer Förderung der gemahlenen Kohle zu den Brennern die Tragluftmenge für den pneumatischen Kohletransport gesteuert. Auch diese Steuerung erfordert eine messtechnische Erfassung der Tragluftmenge.
Nahezu ausschließlich erfolgt in Kohlekraftwerksfeuerungsanlagen die Luftmengenmessung unter Anwendung von Druckmesssonden mittels Differenzdruckmessung. Dazu werden jeweils in das die Verbrennungsluft führende Rohr- bzw. Kanalsystem sowie in das die Tragluft führende Rohr- bzw. Kanalsystem Druckmesssonden instal- liert. Anhand der gemessenen Drücke kann die Strömungsgeschwindigkeit in den Kanälen bestimmt und unter Einbeziehung der Kanalgeometrie die jeweilig Luftmenge ermittelt werden. Bevorzugt befinden sich die Druckmesssonden nicht direkt im Kanalquerschnitt, sondern sind über sogenannte Impulsleitungen mit den die Luft führenden Kanälen verbunden. Zur Verbesserung des energetischen Wirkungsgrades einer Kraftwerksfeuerungsanlage ist es üblich, die Frischluft vorzuwärmen, indem eine Speichermasse, meist glatte oder gewellte Bleche, eines Regenerativ- Luftvorwärmers abwechselnd zunächst vom heißen Rauchgas erwärmt und nachfolgend von der Frischluft
abgekühlt wird, so dass eine Wärmeübertragung vom Rauchgas auf die Frischluft erfolgt. Verbunden hiermit ist der Eintrag von Flugaschepartikeln in die Frischluft. Beim Betrieb einer Kraftwerksfeuerungsanlage führt dies regelmäßig zur Verschmutzung der Druckmesssonden bzw. der Impulsleitungen. Kontinuierliche Reinigungs- und Wartungsarbeiten sind die Folge. Problematisch ist, dass der Grad der Verschmutzung der Druckmesssonden nicht eindeutig anhand der gemessenen Differenzdrücke bestimmt werden kann und die Messergebnisse daher bei fortschreitendem Betrieb mit einem erheblichen Fehlerrisiko behaftet sind. Ein nur mit hohem Aufwand feststellbares Driften der Luftmengenmessung ist die Folge. Letzt- lieh führt dieses zu einer ungenauen Steuerung des Brennstoff-Luft-Verhältnisses, verbunden mit einem verschlechterten Wirkungsgrad und erhöhten Schadstoffemissionen.
Ziel der Erfindung sind eine Einrichtung und ein Verfahren zur Steuerung des Brenn- stoff-Luft-Verhältnisses bei der Verbrennung gemahlener Kohle in einer Kohlekraft- werksfeuerungsanlage, die sich durch eine hohe Zuverlässigkeit bei geringem Wartungsaufwand auszeichnen. Dazu besteht die Aufgabe der Entwicklung einer driftfreien Luftmengenmessung in Kohlekraftwerksfeuerungsanlagen.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel mit einer Einrichtung gemäß dem 1. Patentanspruch sowie einem Verfahren gemäß dem 8. Patentanspruch erreicht. In den auf den 1. Patentanspruch bezogenen Ansprüchen 2 bis 7 sind vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung beschrieben, in den auf den 8. Patentanspruch bezogenen Ansprüchen 9 bis 13 vorteilhafte Ausgestaltungen des erfin- dungsgemäßen Verfahrens.
Eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Steuerung des Brennstoff- Luft-Verhältnisses bei der Verbrennung gemahlener Kohle in einer Kohlekraftwerksfeuerungsanla- ge, die Mittel zur pneumatischen Förderung der gemahlenen Kohle zu den Brennern der Kohlekraftwerksfeuerungsanlage sowie Mittel zur Zuführung der Verbrennungsluft zu den Brennern bzw. in den Feuerungsraum der Kohlekraftwerksfeuerungsanlage aufweist, wobei in Strömungsrichtung der Luft mindestens nachfolgende Einrichtungen angeordnet sind, ein Frischlüfter zum Ansaugen von Frischluft aus der Umgebung, ein Mühlenlüfter zur Förderung eines Teiles der angesaugten Frischluft als Tragluft zur Kohlemühle, ein Regenerativ-Luftvorwärmer zur Vorwärmung der angesaugten Frischluft und eines Teiles der Tragluft unter Nutzung der Rauchgaswärme der Feuerungsanlage, wobei eine Speichermasse des Regenerativ- Luftvorwärmers abwechselnd
zunächst vom heißen Rauchgas erwärmt und nachfolgend von der Frischluft bzw. eines Teiles der Tragluft abgekühlt wird, eine Luftmengensteuereinrichtung zu Steuerung der in den Feuerungsraum eingeleiteten Verbrennungsluftmenge, eine Luftmengensteuereinrichtung zur Steuerung der für die pneumatische Förderung der gemahlenen Kohle zu verwendenden Tragluftmenge sowie Messeinrichtungen zur Messung der in den Feuerungsraum eingeleiteten Verbrennungsluftmenge und der zur pneumatischen Förderung der gemahlenen Kohle zu verwendenden Tragluftmenge und eine Einrichtung zur dosierten Zuführung einer vorgewählten Menge an gemahlener Kohle zu den Brennern ist durch charakterisiert, dass die Verbrennungs- luftmengenmessung mittels einer triboelektrische Effekte auswertenden Korrelationsmesseinrichtung erfolgt. Dazu sind in dem die Verbrennungsluft führenden Kanalsystem in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft nach dem Regenerativ - Luftvorwärmer mindestens zwei hintereinander positionierte Sensoren zur Sensie- rung triboelektrischer Effekte angeordnet, die mit der Korrelationsmesseinrichtung in Verbindung stehen, und in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft vor den Sensoren der Korrelationsmesseinrichtung ist mindestens eine Einrichtung zum dosierten Eintrag feinkörniger Partikel in den Luftstrom angeordnet. Die Einrichtung zum dosierten Eintrag feinkörniger Partikel in den Luftstrom kann bevorzugt vor dem Frischlüfter angeordnet sein. Möglich ist jedoch auch eine Anodnung der Einrichtung zum dosierten Eintrag feinkörniger Partikel in den Luftstrom zwischen dem Frischlüfter und dem Regenerativ-Luftvorwärmer oder auch nach dem Regenerativ-Luftvor- wärmer, jedoch in jedem Fall vor den Sensoren der Korrelationsmesseinrichtung. Die Einrichtung zum dosierten Eintrag feinkörniger Partikel in den Luftstrom ist dabei so dimensioniert, das ein Eintrag von 0,1 mg bis 10 mg, bevorzugt zwischen 0,5 mg bis 2 mg, feinkörnige Partikel je m 3 Luft in den Luftstrom erfolgt. Dabei kann eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Einrichtung zum dosierten Eintrag feinkörniger Partikel in den Luftstrom vorgesehen sein, die einen kontinuierlich und/oder einen diskontinuierlichen, periodischen Betrieb der Einrichtung zum dosierten Eintrag feinkörniger Partikel in den Luftstrom ermöglicht. Bevorzugt erfolgt auch die Tragluftmengenmessung mittels einer triboelektrische Effekte auswertenden Korrelationsmesseinrichtung. Dazu sind in dem die Tragluft führenden Kanalsystem, in Strömungsrichtung der Tragluft nach dem Regenerativ - Luftvorwärmer mindestens zwei hintereinander positionierte Sensoren zur Sensie- rung triboelektrischer Effekte angeordnet, die mit der Korrelationsmesseinrichtung in Verbindung stehen
Die Einrichtung zum dosierten Eintrag feinkörniger Partikel in den Luftstrom ist bevorzung als Staubinjektor ausgebildet, wobei als feinkörniger Partikel bevorzug Filter- oder Flugasche in den Luftstrom eingetragen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch charakterisiert, dass die Verbren- nungsluftmengenmessung und bevorzugt auch die Tragluftmengenmessung auf der Grundlage der Auswertung triboelektrischer Effekte an in Strömungsrichtung der Luft hintereinander im Luftstrom angeordneten Sensoren nach der Korrelationsmes- smethode erfolgt und dass in den Luftstrom vor den Sensoren zwischen 0, 1 mg bis 10 mg, bevorzugt zwischen 0,5 mg bis 2 mg, feinkörnige Partikel je m 3 Luft mit einem Partikeldurchmesser zwischen 20 μm bis 200 μm, bevorzugt zwischen 60 μm bis 90 μm, eingetragen werden. Es wurde gefunden, dass der Eintrag von 0,1 mg bis10 mg, bevorzugt zwischen 0,5 mg bis 2 mg, feinkörniger Partikel mit vorstehend genannten Partikeldurchmessern je m 3 Luft für eine Messung ausreichend ist. Dabei wird bevorzugt Filter- oder Flugasche eingetragen.
Bevorzugt erfolgt der Eintrag der feinkörnigen Partikel in den Luftstrom nur während der Anfahrphase der Kohlekraftwerksfeuerungsanlage, d.h. während der Vorbelüf- tungs- und öl- oder Gasfeuerungsphase. Nach Zündung der Kohlenstaubverbrennung wird über den Regenerativ-Luftvorwärmer eine für die Bewirkung ausreichender triboelektrischer Effekte an den Sensoren ausreichende Menge an Aschepartikeln in den Frisch- bzw. Tragluftstrom eingetragen, so dass die Luftmengenmessung nach der Korrelationsmessmethode ohne zusätzlichen Partikeleintrag erfolgen kann. Es hat sich sogar gezeigt, dass ein periodischer Eintrag feinkörniger Partikel mit einer Periodendauer von 100 ms bis 60 s mit einem Eintrag von 0, 1 mg bis10 mg feinkörniger Partikel je m 3 Luft während der Anfahrphase für eine sichere Messung ausreichend ist. Die erfindungsgemäße Einrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ermögli- chen eine weitgehend störungs- und wartungsfreie Steuerung des Brennstoff-Luft- Verhältnisses bei der Verbrennung gemahlener Kohle in einer Kohlekraftwerksfeuerungsanlage, ohne dass das aus dem Stand der Technik bekannte Problem der Drift der Luftmengenmessung auftritt. Die Erfindung ermöglicht aufgrund der hohen Langzeitkonstanz der Genauigkeit der Luftmengenmessung eine deutlich verbes- serte Steuerung des Brennstoff-Luft-Verhältnisses.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in
Figur 1 : ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Kohlekraftwerksfeuerungsanlage und in
Figur 2: den zeitlichen Verlauf einer Luftmengenmessung in einer Kraftwerksfeuerungsanlage.
Das in Figur 1 gezeigte vereinfachte Blockschaltbild einer Kohlekraftwerksfeue- rungsanlage zeigt beginnend mit dem Ansaugen der Frischluft eine Frischluftklappe 1 , eine Einrichtung 2 zum dosierten Eintrag feinkörniger Partikel in den Frischluftstrom und einen Frischlüfter 3. Nach dem Frischlüfter 3 wird von der angesaugten Frischluft die Tragluft abgezweigt. Diese wird durch einen Mühlenlüfter 4 weitergefördert und zwar zu einem Teil zu einem Regenerativ-Luftvorwärmer 5. Im Regenerativ- Luftvorwärmer 5 wird im stationären Betrieb der Kohlekraftwerksfeuerungsanlage ein Teil der Tragluft erwärmt. Ein anderer Teil der Tragluft wird kalt weitergeführt. Beide Teile der Tragluft werden über die Heißluftklappe 6 sowie die Kaltluftklappe 7 dosiert zusammengeführt, und zwar zu solchen Mengenanteilen, dass die Temperatur des Tragluft-Kohle-Gemisches nach der Beladung mit feingemahlener Kohle innerhalb vorgewählter Grenzwerte liegt. Die Temperatur der Tragluft wird durch die hinter der Kohlemühle 8 angeordnete Temperaturmesseinrichtung 9 erfasst. Vor der Kohlemühle sind die Sensoren derTragluftmengenmesseinrichtung 10 angeordnet. Diese Sensoren sind als paarweise in Strömungsrichtung der Tragluft hintereinander angeordnete, in den Tragluftstrom ragende Messstäbe ausgeführt. DieTragluftmen- genmesseinrichtung 10 ist als Korrelationsmesseinrichtung ausgeführt, die die von den in der Tragluft geführten Partikeln an den Messstäben bewirkten triboelektri- schen Effekte auswertet und so die Strömungsgeschwindigkeit der Tragluft misst. Anhand der Querschnittsfläche des die Tragluft führenden Rohres im Bereich der angeordneten Messstäbe sowie der Temperatur der Tragluft und des statischen Druckes der Tragluft im Bereich der angeordneten Messstäbe wird die Tragluftmenge bestimmt.
Der Kohlemühle 8 wird entsprechend der von der Kraftwerksfeuerungsanlage abgeforderten Last über eine Dosiereinrichtung 11 dosiert Kohle aufgegeben. Die mit gemahlener Kohle beladene Tragluft wird den in einem Feuerungsraum 12 angeord- neten Brennern 13 zugeleitet. Dies kann je nach Ausführung der Kohlekraftwerksfeuerungsanlage einzelbrennerbezogen oder brennergruppenweise oder zu allen Brennern 13 eines Feuerungsraumes 12 gemeinsam erfolgen. In Strömungsrichtung der Tragluft nach dem Regenerativ-Luftvorwärmer 5 ist eine Druckmesseinrichtung 14 zu Erfassung des statischen Druckes der Tragluft angeordnet. Außerdem sind im Tragluftstrom Sicherheitsklappen 15 angeordnet, die während der Anfahrphase der Kohlekraftwerksfeuerungsanlage, d.h. wenn keine gemahlene Kohle zu den Brennern 13 gefördert wird, geschlossen sind. Der Hauptteil der angesaugten Frischluft wird nach dem Frischlüfter 3 als Verbren-
nungsluft dem Regenerativ-Luftvorwärmer 5 zugeführt. Der statische Druck der erhitzten Verbrennungsluft wird mittels einer statischen Druckmesseinrichtung 16 erfasst. Mittels der Druckmesseinrichtungen 14 und 16 erfolgt die Steuerung des Frischlüfters 3. Die erhitzte Verbrennungsluft wird zu einem Teil direkt zu den Bren- nern 13 geleitet und zu einem anderen Teil in den Feuerungsraum 12 geführt. Beide Mengenteile der Verbrennungsluft werden durch die Verbrennungsluftmengenmess- einrichtungen 17 und 18 erfasst.
Die Verbrennungsluftmengenmesseinrichtungen 17 und 18 sind ebenso wie die Tragluftmenegenmesseinrichtung 10 als Korrelationsmesseinrichtung ausgeführt. Die Messeinrichtungen verfügen über als Messstäbe ausgeführte Sensoren, die paarweise in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft hintereinander im die Verbrennungsluft führenden Rohr- oder Kanalsystem angeordnet sind. Die in der Verbrennungsluft geführten feinkörnigen Partikel bewirken an den Messstäben tribo- elektrische Effekte, die mittels Korrelationsanalyse ausgewertet werden. Im Ergebnis der Auswertung wird die Strömungsgeschwindigkeit der Verbrennungsluft bestimmt und unter Einbeziehung der Querschnittsfläche des die Verbrennungsluft führenden Rohr- oder Kanalsystems sowie der Temperatur der Verbrennungsluft und des statischen Druckes der Verbrennungsluft im Bereich der angeordneten Messstäbe wird die Verbrennungsluftmenge ermittelt. Die Steuerung der den Brennern 13 sowie dem Feuerungsraum 12 zugeführten Verbrennungsluftmenge zur Erreichung eines für eine vorgegebene Stöchiometrie der Verbrennung erforderlichen Brennstoff-Luft-Verhältnisses bei entsprechend der von der Kraftwerksfeuerungsanlage abgeforderten Last vorbestimmter Menge an den Brennern 13 zugeführter gemahlener Kohle erfolgt mittels der Verbrennungsluft- steuerklappen 19 und 20.
Ja nach Größe bzw. Leistung der Kohlekraftwerksfeuerungsanlage können alle vorbenannten Baugruppen und Einrichtungen mehrfach vorhanden sein und parallel arbeiten. Im Sinne der übersichtlichkeit des vereinfachten Blockschaltbildes sind die Baugruppen und Einrichtungen jeweils nur einfach dargestellt. Die prinzipielle Funkti- onsweise der Kohlekraftwerksfeuerungsanlage wird, soweit es die Erfindung betrifft, davon nicht berührt.
Figur 2 zeigt den zeitlichen Verlauf der einem Brenner 13 oder einer Gruppe von Brennern 13 zugeführten Verbrennungsluftmenge während der Anfahrphase einer Kohlekraftwerksfeuerungsanlage.
Zunächst erfolgt eine Vorbelüftung des Feuerungsraumes 12. Die Verbrennungsluft- steuerklappen 19 und 20 sind vollständig geöffnet, während die Sicherheitsklappen 15 in der Tragluftführung geschlossen sind. Es wird ausschließlich Verbren-
nungsluft in den Feuerungsraum 12 geleitet. Die Steuerung des Frischlüfters 3 erfolgt in Abhängigkeit des mittels der statischen Druckmesseinrichtung 16 gemessenen Druckes der Verbrennungsluft. Zunächst wird soviel Verbrennungsluft in den Feuerungsraum 12 eingeblasen, dass ein mehrfacher Austausch (mindestens 3fach) der Luftmenge im Feuerungsraum 12 stattfindet, um Brennstoffreste aus dem Feuerungsraum 12 zu entfernen und Verpuffungen zu vermeiden. Nach dem mehrfachen Austausch der Luftmenge im Feuerungsraum 12 wird Zündbereitschaft für im Feuerungsraum 12 angeordnete in Figur 1 nicht dargestellte öl- oder Gasbrenner hergestellt. Mit Beginn der Zündbereitschaft erfolgt eine Steuerung der Verbrennungsluft- menge in Abhängigkeit der für den Zündvorgang zugeführten Brennstoffmenge (öl oder Gas). über die Einrichtung 2 zum dosierten Eintrag feinkörniger Partikel in den Frischluftstrom werden je m 3 angesaugter Frischluft 2 mg Flugasche in den Frisch ¬ luftstrom eingetragen. Mittels der Verbrennungsluftmengenmesseinrichtungen 17 und 18 wird die Verbrennungsluftmenge gemessen und über die Verbrennungsluft- steuerklappen 19 und 20 die den Brennern 13 bzw. dem Feuerungsraum 12 zugeführte Verbrennungsluftmenge gesteuert. Die öl- bzw. Gasbefeuerung des Kohle- kraftwerksfeuerungsanlage wird so lange fortgesetzt, bis eine ausreichende Vorwär ¬ mung des Verbrennungsraumes 12 und des Regenerativ-Luftvorwärmers 5 erreicht ist. Während der Zeit der öl- bzw. Gasbefeuerung wird in die angesaugte Frischluft ca. 2 mg Flugasche je m 3 Frischluft eingetragen, um eine ausreichende Partikelbeladung zur Bewirkung triboelektrischer Effekte an den im Verbrennungsluftstrom angeordneten Sensoren zu bewirken und so die Luftmengenmessung nach der Korrelationsmessmethode zu ermöglichen. Mit Erreichen einer ausreichenden Vorwärmung des Feuerungsraumes 12 beginnt der Eintrag gemahlener Kohle in den Feuerungsraum 12. Dazu wird über den Mühlenlüfter 4 und öffnen der Sicherheitsklappen 15 der Tragsluftstrom gestartet und die Kohlemühle 8 dosiert mit Kohle beschickt. Die Tragluft wird mit gemahlener Kohle beladen. Die gemahlene Kohle entzündet sich an den noch im Betrieb befindlichen öl- bzw. Gasbrennern.
Mit Beginn des Kohleeintrages in den Feuerungsraum 12 und der Zündung der Kohleverbrennung wird der Eintrag feinkörniger Partikel in die angesaugte Frischluft beendet. In die Verbrennungsluft und die Tragluft wird nun über den Regenerativ- Luftvorwärmer 5 eine zur Bewirkung von triboelektrischen Effekten an den Sensor- Stäben der Luftmengenmesseinrichtungen 10, 17 und 18 ausreichende Menge an Aschepartikeln eingetragen.
Liste der Bezugszeichen
1 - Frischluftklappe
2 - Einrichtung zum dosierten Eintrag feinkörniger Partikel 3 - Frischlüfter
4 - Mühlenlüfter
5 - Regenerativ-Luftvorwärmer
6 - Heißluftklappe
7 - Kaltluftklappe 8 - Kohlemühle
9 - Temperaturmesseinrichtung
10 - Tragluftmengenmesseinrichtung
11 - Dosiereinrichtung für Kohle
12 - Feuerungsraum 13 - Brenner
14 - Druckmesseinrichtung zur Messung des statischen Druckes der Tragluft
15 - Sicherheitsklappe
16 - Druckmesseinrichtung zur Messung des statischen Druckes der
Verbrennungsluft 17 - Verbrennungsluftmengenmesseinrichtung
18 - Verbrennungsluftmengenmesseinrichtung
19 - Verbrennungsluftsteuerklappe
20 - Verbrennungsluftsteuerklappe