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Dec 09, 2023

Abwärmerückgewinnungsanlagen in der Kohleindustrie

Zur Leseliste speichern Veröffentlicht von Angharad Lock, Digital Assistant Editor World Coal, Donnerstag, 20. April 2017, 14:46 Uhr

Obwohl es sie schon lange gibt, gibt es immer noch Missverständnisse darüber, wie Abwärmerückgewinnungsanlagen von der Kohleindustrie genutzt werden können, sagt Matthew Crewe vom Spezialisten für Abwärmerückgewinnungslösungen Green's. Selbst dort, wo reichlich Kohle vorhanden ist, besteht immer noch die Notwendigkeit, sie effizient zu nutzen und nach Möglichkeiten zu suchen, wie die bei der Verbrennung erzeugte Energie wiederverwendet werden kann.

Eine Abwärmerückgewinnungseinheit/Wärmetauscher gewinnt Wärme aus heißen Strömen zurück, also Gasen, die noch einen relativ hohen Energiegehalt enthalten. Dieses würde sonst ungenutzt in die Atmosphäre gelangen. Die häufigsten Beispiele für diese Anlagen sind die Abgase aus den Kesseln der größten Kohlekraftwerke der Welt.

Das Diagramm zeigt die Abwärmerückgewinnung mithilfe einer Economiser-Anwendung, eine Technologie, die erstmals Mitte des 19. Jahrhunderts vom Gründer von Green entwickelt wurde und im Laufe der Jahre erheblich weiterentwickelt wurde.

Die im Abgas enthaltene Abwärme wird durch folgende Geräte extrahiert:

Offensichtlich ist die Abwärmerückgewinnung mit Kapitalkosten für die Konstruktion und Herstellung des Systems verbunden, und die verschiedenen Lösungen auf dem Markt müssen im Hinblick auf ihre Erfolgsbilanz bei der Erfüllung der spezifischen Anforderungen der Kohleindustrie bewertet werden. Es lohnt sich jedoch immer, Maßnahmen zu ergreifen, um festzustellen, ob eine wertvolle Wärmequelle genutzt und nicht verschwendet werden kann.

Die meisten Kraftwerke verbrennen jedes Jahr viele Millionen Tonnen Kohle, die in verschiedenen Formen und Qualitäten vorliegen kann, von sehr schmutziger Kohle in einigen Regionen bis hin zu sehr reiner Kohle in anderen. Dies bestimmt die erzeugte Wärme sowie die Anlagen und Geräte, die zur optimalen Nutzung der Wärme erforderlich sind.

Im Kraftwerk wird die Kohle gelagert und dann pulverisiert, bevor sie im Kraftwerk verbrannt wird. Die dabei gewonnene Wärme heizt dann die Kessel. Wenn der Kessel erhitzt wird, müssen die Gase natürlich austreten. Diese Gase haben in der Regel immer noch eine sehr hohe Temperatur. Wenn die Wärme des Kessels mithilfe von Economisern erfasst und zum Erhitzen von Wasser in Rohren wiederverwendet wird, kann sie zum Vorwärmen des Speisewassers und zur Steigerung der Gesamteffizienz genutzt werden.

Während dieser Phase erzeugt die Kohle (abhängig von ihrer Qualität/Konsistenz) beim Verbrennen Asche. Art und Konsistenz hängen von der Qualität der Kohle ab. In Kombination mit der starken Hitze ist diese Asche oft stark abrasiv, was bedeutet, dass die Kessel, Brenner und Zusatzgeräte im Kraftwerk besonders robust sein müssen, um effektiv zu arbeiten und eine akzeptable Systemlebensdauer zu gewährleisten.

Um den größtmöglichen Nutzen aus der Abwärme des Kessels zu ziehen, müssen bei der Auswahl der effektivsten Economiser wesentliche Kriterien berücksichtigt werden. Dazu gehört die Sicherstellung, dass die richtigen und langlebigen Materialien verwendet werden und dass Design und Positionierung des Economisers selbst geeignet sind, die erforderliche Wärmeübertragung zu erreichen.

Eine Designlösung zur Optimierung der Wärmeübertragung ist die Verwendung von Rohren mit erweiterter Oberfläche. Dies geschieht durch das Anbringen von Rippen an den Rohren, wie unten gezeigt, ähnlich wie bei einem Heizkörper. Dadurch wird sichergestellt, dass die Wärmeübertragung in das Rohr maximiert wird, indem die Rippe zum Leiten der Wärme in das Rohr verwendet wird.

Der Einsatz der H-Rippenrohrtechnologie anstelle von Glattrohren eignet sich besonders für Kraftwerke, die eine maximale Abwärmerückgewinnung anstreben, da der Wirkungsgrad innerhalb des verfügbaren Raums deutlich gesteigert werden kann. Dies führt in der Regel zu einer Verringerung der Anzahl der Rohre, der Größe des Economisers und damit auch der benötigten Wärme der Abgase und des eingesetzten Brennstoffs.

H-Lamellenanwendungen – aufgrund ihres Designs eignen sie sich gut für Anwendungen mit leichter und starker Verschmutzung und hohem Aschegehalt, wobei die meisten modernen Stationen diese Anwendung verwenden. Tatsächlich werden unsere proprietären H-Rippenrohre aus Stahl in mehr als 70 % der britischen Kohlekraftwerke und vielen weiteren auf der ganzen Welt eingesetzt.

Aktuelle Fallstudien zu Kohlekraftwerken

Zu den Projekten gehören:

Green's entwickelt und fertigt seit 1845 Abwärmerückgewinnungssysteme und Economiser. Unsere Tradition liegt im Kohlemarkt und unser Fachwissen ist immer noch sehr gefragt, wo diese Ressource reichlich vorhanden ist und gleichzeitig das Interesse des Biomassesektors zunimmt.

Die größtmögliche Effizienz aus den genutzten Kohlereserven zu ziehen, ist in der Branche offensichtlich nach wie vor ein sehr wichtiger Faktor. Der Einsatz der Abwärmerückgewinnung trägt durch den Einsatz von Economizer-Geräten zusätzlich dazu bei.

Eingereicht vom Spezialisten für Abwärmerückgewinnungslösungen, Green's.

Lesen Sie den Artikel online unter: https://www.worldcoal.com/coal/20042017/waste-heat-recovery-units-in-the-coal-industry/

Zwei große Projekte zur Kohlenstoffabscheidung feierten kürzlich den Spatenstich im Wyoming Integrated Test Center (ITC).

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