Forschungsbericht 2014
Stützfeuerung für Trockenbraunkohle - Teilprojekt: Energetische und technische Bewertung des Kraftwerksprozesses bei Teillastfahrweise auf Basis von Simulationsrechnungen
In diesem Verbundprojekt werden die Entwicklung eines für den dauerhaften Betrieb geeigneten Stützfeuerungssystems auf Basis von Trockenbraunkohle (TBK), die Planung und Errichtung eines Prototyps, dessen Integration in einen bestehenden braunkohlebefeuerten Kraftwerksblock, sowie die Überprüfung der Funktionalität einschließlich substantieller Belastungstests beabsichtigt. Übergeordnetes Ziel des Vorhabens ist es, die Lastflexibilität bestehender Kraftwerke zu steigern und deren Betrieb zu optimieren. Der Betrieb bei reduzierten Teillasten führt dazu, dass einige Komponenten des Kraftwerksprozesses außerhalb des normalen Betriebsbereiches arbeiten. Um den Betrieb des umzurüstenden Kraftwerkblocks bei reduzierten Teillasten sicherzustellen und frühzeitig etwaige Betriebsprobleme zu identifizieren werden vom Institut für Energietechnik projektbegleitende Simulationsrechnungen durchgeführt. Sämtliche Komponenten werden mithilfe numerischer Simulationstools abgebildet und eine detaillierte energetische und technische Bewertung des Kraftwerksprozesses vorgenommen, bevor die Optimierung des Gesamtprozesses weiter untersucht wird. Nach der Modellierung des Istzustandes und Modellvalidierung in enger Zusammenarbeit mit dem Industriepartner werden die erstellten Modelle auf die neuen Randbedingungen, die aus der Reduzierung der technischen Mindestlast folgen, angepasst und erweitert. Mithilfe dieses Gesamtprozessmodells wird der Einfluss der reduzierten Kraftwerkslast auf die Performance und den Betrieb des Braunkohleblocks im Kraftwerk Jänschwalde im Mono- bzw. Duo-Anordnung untersucht. Durch die somit im Vorfeld der Installation der Prototypanlage möglichen Prozesssimulationen könnten bereits Probleme und möglicherweise notwendige Anpassungen für die Auslegung und den Betrieb erkannt werden, um diese dann gezielt zu beeinflussen. Im Laufe des Projekts hat sich eine weitere interessante Fragestellung in Bezug auf die Teillastfahrweise von braunkohlebefeuerten Kraftwerken ergeben: Bei Teillastfahrweise erfahren die Verdampferheizflächen eine ungleichmäßige Beheizung, was dazu führt, dass das Arbeitsmedium nicht mehr gleichmäßig auf alle Verdampferrohre verteilt wird. Dies wiederum bewirkt eine Temperaturschieflage am Verdampferaustritt. Um mögliche Abhilfemaßnahmen erarbeiten zu können, ist das Projekt daher um die Betrachtung dieser Schieflagen erweitert worden. Basierend auf CFD-Simulationen des Dampferzeugers kann eine Bewertung geeigneter Maßnahmen vorgenommen werden. Stichworte
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