Helmut Effenberger. Dampferzeugung. Mit 516 Abbildungen. Springer

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1 Helmut Effenberger Dampferzeugung Mit 516 Abbildungen Springer

2 1 Entwicklung im Dampferzeugerbau Aufgaben Bauarten Großwasserraumkessel Wasserrohrdampferzeuger Einordnung in das Kraftwerk 14 2 Brennstoffe Feste Brennstoffe Entstehung und Kennzeichnung Torf, Braunkohle, Steinkohle Sonstige Brennstoffe, Abfallstoffe Charakterisierung elementarer Brennstoffeigenschaften Aschegehalt Wassergehalt Schwefelgehalt Stickstoffgehalt Brenn- und Heizwert Physikalische Eigenschaften Flüssige Brennstoffe Charakterisierung elementarer Brennstoffeigenschaften Physikalische Eigenschaften Gasförmige Brennstoffe Physikalische Eigenschaften 46 3 Verbrennung Statik der Verbrennung Brennstoffkenngrößen Vollkommene Verbrennung ~ Verbrennungsluftmenge Rauchgasmenge Unvollkommene Verbrennung Statistische Verbrennungsrechnung Stoffwerte des Rauchgases Dynamik der Verbrennung Reaktionskinetik,. 71

3 VIII Homogene Reaktion Heterogene Reaktion Verbrennung in der Schicht Trocknung Zündung Heterogene und homogene Verbrennungsreaktion in und über der Schicht Verbrennung in der Wirbelschicht Strömung Stationäre Wirbelschicht Zirkulierende Wirbelschicht Wärmeübergang Wärmeübergang Fluid zu Partikeln Wärmeübergang Wirbelschicht zu Heizfläche Verbrennung Verbrennung im Flugstrom Pyrolyse und Zündung Koksabbrand Abbrandverlauf Mathematische Flammenmodellierung NOx-Bildungsmechanismus Brennstoff-NO Thermisches NO Prompt-NO Einflußgrößen auf die NO x -Bildung Flammentemperatur Sauerstoffangebot Verweilzeit Brennstoff Maßnahmen zur Senkung der NO x -Emission Feuerungen Charakterisierung der Feuerung Strömungstechnik Wärmetechnik Reaktionstechnik Gasfeuerungen Brennkammer Gasbrenner..._^ Gasversorgungsanlage Ölfeuerungen Brennkammer Ölbrenner Druckzerstäuber Injektionszerstäuber * 183

4 IX Rotationszerstäuber Ölversorgungsanlage Rostfeuerungen Wanderrost Schürrost Brennstoffaufgabe Brennkammer Betriebsverhalten Kennwerte Wirbelschichtfeuerungen Stationäre Wirbelschichtfeuerung Verfahrens- und apparatetechnische Aspekte Betriebsanlagen und Erfahrungen Zirkulierende Wirbelschichtfeuerung Allgemeine verfahrenstechnische Aspekte Verfahren, Betriebsanlagen und Erfahrungen EVT-Verfahren Lurgi-Verfahren Babcock-CIRCOFLUID-Verfahren Steinmüller-und Thyssen-Verfahren Druck-Wirbelschichtfeuerung Umweltschutz bei Wirbelschichtfeuerungen SO 2 -Emission NO x -Emission CO-Emission Halogenwasserstoff-Emission Feste Rückstände und Verwertungsmöglichkeiten Staubfeuerungen Kohlenstaubmahlanlage Direkte Einblasung Staubzwischenbunkerung Sicherheitstechnische Anforderungen Kohlenstaubmühlen Schläger- und Schlagradmühlen Wälzmühle Rohrmühle Mühlenbetrieb Mahlfeinheit, Sichtung, Arbeitsbedarf Trocknung.. / Teillast, Kohledurchsatz, Zustandsänderungen Verschleiß Mühlenantrieb Staubfeuerungsbauarten Staubfeuerung mit trockenem Ascheabzug Staubfeuerungjmit flüssigem Ascheabzug Brennkammer und Staubzuführung 329

5 X Kohlenstaubbrenner Anforderungen Bauarten Strömungsfeld Brennerauslegung Primärentstickung Thermische Reststoffbehandlungsanlagen Gesetzesvorschriften Abfallstoffe Thermische Verfahren Verbrennungssysteme Pyrolyse-Verbrennungs-Systeme Vergasungssysteme Verbrennung von Klärschlamm, Industrierückstände und Sonderabfall Betriebserfahrungen Brennkammerdimensionierung Problemstellung Kenngrößen Wärmeübertragung und Brennkammertemperatur Wärmestromdichte Mathematische Brennkammermodelle Dampferzeuger-Druckteil Gesetzliche Bestimmungen Speisewasserqualität Naturumlauf-Dampferzeuger Prinzip Zweiphasenströmung Siedekrise, Wärmeübertragung und Druckverlust der Zweiphasenströmung Naturumläufströmung Zuverlässigkeit der Umlaufströmung Dampferzeuger mit Naturumlauf Betriebsverhalten Zwangumlauf-Dampferzeuger Prinzip Umlaufströmung Dampferzeuger mit Zwangumlauf Betriebsverhalten. ^, Zwangdurchlauf-Dampferzeuger Durchlauf Strömung Druckverlust Strömungsstabilität Siedekrise, Wärmeübertragung Durchlauf Verdampfer-Ausführungen * 513

6 XI Zwangdurchlauf-Dampferzeuger mit variablem Verdampfungsendpunkt Prinzip Ausgeführte Dampferzeuger Betriebsverhalten Zwangdurchlauf-Dampferzeuger mit festem Verdampfungsendpunkt Prinzip Ausgeführte Dampferzeuger Betriebsverhalten Überhitzer Strahlungsüberhitzer Konvektionsüberhitzer Überhitzeranordnung Überhitzerauslegung Betriebsverhalten Dampftemperatur-Regelung Anforderungen, dynamisches Verhalten Regelungsverfahren Speisewasservorwärmer Bauarten Betriebsverhalten Luftvorwärmer Rekuperativ-Luftvorwärmer Regenerativ-Luftvorwärmer Betriebsverhalten Abwärme-Dampferzeuger Bauarten Auslegung Ausgeführte Anlagen Wirkungsgrad und Verluste Bedeutung des Wirkungsgrades Dampferzeuger-Wirkungsgrad Einzelverluste Wirkungsgradmessung Wärmeübertragung lind Druckverlust Wärmeübertragung in der Brennkammer Gasstrahlung Festkörperstrahlung Berechnung der Brennkammer Wärmeübertragung im Schottraum 634

7 XII 9.3 Wärmeübertragung in Konvektionsheizflächen Wärmeübertragung bei erzwungener Strömung durch Rohre Wärmeübertragung bei erzwungener Strömung um Rohre und Rohrbündel Gasstrahlung Wärmeübertragung in Regeneratoren Wärmeübertragung an Rippenrohren Berechnung der Heizfläche Druckverlust Druckverlust bei der Strömung durch Rohre und Kanäle Druckverlust bei der Strömung quer zu Rohrbündeln Bauteilverhalten im Betrieb Einsatzweise und Manövrierfähigkeit Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit Bauteilbeanspruchung Verschlackung und Verschmutzung der Heizflächen Untersuchungsmethoden Mechanismus der Ansatzbildung Gegenmaßnahmen Heizflächen-Reinigungsverfahren Reinigungsverfahren während des Betriebes Reinigungsverfahren bei Stillstand Abtragverschleiß Theoretische Grundlagen Verschleißerscheinungsformen Verschleißbekämpfung Verfahren zur Emissionsminderung bei Dampferzeugern Emissionen Gesetzliche Regelungen Grenzwerte Emissionskontrolle Feststoffabscheidung Mechanische Abscheider Grundlagen Technische Anlagen Betriebsverhalten Filternde Abscheider Grundlagen Textile Filtermaterialien Technische Anlagen Elektrische Abscheider Grundlagen Technische Anlagen % Betriebsverhalten. 742

8 XIII 11.3 Schadgasabscheidung Rauchgasentschwefelung Naßverfahren Absorptionsprinzip Technische Anlagen Betriebserfahrungen Halbtrockenverfahren Trockenverfahren Rauchgasentstickung Selektive katalytische Reduktion Selektive nichtkatalytische Reduktion Kombinierte Kraftwerksprozesse Energieerzeugung und Umwelt Kraftwerksprozesse Gas- und Dampfturbinen-Prozeß Gas- und Dampfturbinenprozeß mit Zusatzfeuerung (Kombiprozeß) Gas- und Dampfturbinenprozeß mit wasser-/dampfseitiger Kopplung (Verbundprozeß) Gas- und Dampfturbinenprozeß bei Kohleeinsatz Gas- und Dampfturbinenprozeß mit integrierter Kohlevergasung Prozesse mit Druckvollvergasung Prozesse mit Druckteilvergasung Gas- und Dampfturbinenprozeß mit integrierter Kohleverbrennung Prozesse mit Druckwirbelschichtfeuerung Prozesse mit Druckkohlenstaubfeuerung Prozeßvergleich 792 Literatur 794 Sachverzeichnis 846 Inserentenverzeichnis. 853