KW21 II

FORSCHUNGSINITIATIVE KRAFTWERKE DES 21. JAHRHUNDERTS

BW W 26 DE DE Reduktion von Verschlackungstendenzen in Abhängigkeit von Betriebsparametern und Brennstoff an den Strahlungsheizflächen moderner Kraftwerke

Arbeitsfeld:

Die Verschlackung von Heizflächen stört den Betrieb moderner Kohlekraftwerke. Verantwortlich für diese sind die mineralischen Bestandteile der Kohlen, die beim Verbrennungsprozess partiell auch zu schmelzflüssigen Phasen umgewandelt werden. Diese können bei Kontakt mit den Heizflächen an diesen haften und als Konsequenz den Wärmedurchgang auf die Wasser-Dampfseite stark verringern. Ein besseres Verständnis der chemischen und physikalischen Umwandlungsmechanismen, die der Kohlestaub beim Transport durch den Brennraum und während des Abbrandes erfährt, ist das wesentliche Ziel dieses Projekts. Aus diesem besseren Verständnis heraus soll der Betrieb der Kraftwerke optimiert werden, d. h. die Anlagenverfügbarkeit gesteigert und der Wirkungsgrad erhöht werden.
Grundlage sind dabei mineralogische Untersuchungen von einigen repräsentativen und nach Abstimmung mit dem Kraftwerksbetreiber ausgewählten Brennstoffen vor und nach dem Verbrennungsprozess sowohl im Labor- und Technikumsmaßstab als auch in Großkraftwerken. Mit modernen Methoden der Feststoffanalytik (RFA, SEM-EDX/WDX, XRD und CCSEM) sollen die Mineralphasenverteilungen von Kohleasche, Flugstaub- und auch Depositionsproben bestimmt werden. Aufbauend auf diesen experimentellen Erkenntnissen wird ein Depositionsmodell entwickelt, welches dann in einen vorliegenden Quellcode (AIOLOS) integriert wird. Mit Hilfe dieser Software soll durch Parametervariationen (z.B. Kohleart und Luftführung/Brennereinstellung) der Kraftwerksbetrieb hinsichtlich der Reduktion von Verschlackungen - speziell an den Strahlungsheizflächen im Feuerraum bei Rauchgastemperaturen >1000 °C - optimiert werden.