Steinkohlemühlen
Step Forward – Optimierung von Steinkohlemühlen
Step Forward – Das Programm für einen sicheren und flexiblen Mühlenbetrieb – In drei Schritten zur optimierten Steinkohlemühle. Mit dem von heat and power engineering für Steinkohlemühlen entwickelten Optimierungsprogramm Step Forward wird die Betriebssicherheit im Mahlprozess erhöht und der Lastbetrieb flexibilisiert.
Erster Schritt: Bestandsaufnahme
- Auf welche Parameter wurden die Mühlen ausgelegt?
- Unter welchen Rahmenbedingungen werden sie heute betrieben?
- Welche Anforderungen stellen sich in der Zukunft?
Diese Fragen stehen am Anfang einer Bestandsaufnahme.
Anschließend werden vorhandene Betriebsdaten ausgewertet und von heat and power engineering Messungen durchgeführt. Die gewonnenen Informationen dienen einer Schwachstellenanalyse der Kohlenaufbereitung. Anhand dieser wird ein standortspezifisches Optimierungsprogramm erstellt.
Das Optimierungsprogramm Step Forward enthält die Schwerpunkte Erhöhung der Betriebssicherheit und Flexibilisierung des Fahrbetriebs.
Zweiter Schritt: Erhöhung der Betriebssicherheit
Höchste Priorität bei Step Forward hat die Vermeidung kritischer Betriebssituationen. Diese treten immer dann auf, wenn sich Kohle auf heißen Oberflächen ablagert. Mit Step Forward wird konstruktiv verhindert, dass Kohle nach Betriebsstörungen in den Tragluftkanal gelangt. Bei Not-Abschaltungen wird die in der Mühle verbliebene Kohle automatisch geräumt und über das Pyritsystem entsorgt. Die Brandlast wird reduziert, das Freimelden der Mühlen entfällt und das händische Räumen vermieden. Dadurch erhöht sich der Brandschutz, die Betriebsmannschaft wird entlastet und die Verfügbarkeit gesteigert.
Im Tagesgeschäft unbeachtet bleibt vielfach die Fallschachtvorwärmung. Der geringe Automatisierungsgrad und in dessen Folge die beschränkte Möglichkeit der Überwachung in Kombination mit mangelnder Wartung führen zu einer übermäßig hohen Wärmebelastung am Zuteiler. Diese ist ursächlich für Zuteilerbrände. Neben der Gefährdung der Betriebssicherheit sind kostspielige Schäden an der Anlage, Nichtverfügbarkeit und Lasteinschränkung die Folge der Brandereignisse. Eine Optimierung mit Step Forward führt dazu, dass künftig in allen Betriebspunkten eine optimale Vorwärmung eingestellt wird.
Brandereignisse sind im Steinkohlemühlenbetrieb nicht vollständig auszuschließen. Deshalb gehört zu einem guten Sicherheitskonzept neben dem passiven Brand- und Explosionsschutz eine frühzeitige Detektion der Brandentstehung.
Die Auslegung der Steinkohleblöcke erfolgte auf den Grund- und Mittellastbetrieb. Der Umbau der Erzeugungskapazitäten hin zu fluktuierender Wind- und Solarkraft erfordert häufigere An- und Abfahrten, längere Stillstandzeiten, längere Fahrten in Mindestlast und dies alles bei höheren Lastgradienten. Kontrollen vor Ort wurden über die Jahre reduziert, so dass Brandereignisse häufig erst in einem fortgeschrittenen Stadium entdeckt werden. Step Forward setzt entsprechende Messtechnik zur Erkennung von Temperaturabweichungen oder Brandgasen gezielt im Mühlennahbereich ein, um teure Brandschäden zu vermeiden.
Wird ein Mühlenbrand entdeckt, stellt die Brandbekämpfung die nächste Herausforderung dar. Bei der Auslegung der Löschdampfsysteme wurden Lufteinträge häufig nicht berücksichtigt. Viele Systeme wurden zudem nicht auf die aktuellen Betriebsbedingungen, wie Durchsatzerhöhung und Absenkung der Dampfparameter im Hilfsdampfsystem, angepasst. Infolgedessen ist in vielen Fällen eine Inertisierung der Kohlemühlen nicht möglich. Step Forward ertüchtigt die Mühleninertisierung.
Dritter Schritt: Optimierung des Fahrbetriebs
Moderne Feuerungen und die Dynamisierung des Blockbetriebs erhöhen die Anforderungen an den Mahlprozess. Dieser muss in Bezug auf Durchsatz, Ausmahlung, geringere Mühlenmindestlast und Bereitstellung von Regelleistung ertüchtigt werden.
Step Forward setzt zu diesem Zweck auf die Mahldruckregelung, die Verbesserung der Mühlenvorwärmung und der Tragluftführung.
Speziell für Blöcke im Mittellastbetrieb gilt, dass Kostenreduktionspotenziale insbesondere bei der Verbesserung des Anfahrprozesses und bei der Absenkung der Mindestlast zu finden sind. Durch Verringerung des Stützfeuerbetriebs amortisiert sich Step Forward schon nach kurzer Zeit.
Die in Step Forward entwickelten Maßnahmen sind mit geringem Investitionsbudget umzusetzen.
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