DeutschesFachbuch.de : Dampferzeugung Von Helmut Effenberger

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Inhaltsverzeichnis
1 Entwicklung im Dampferzeugerbau. 1
1.1 Aufgaben. 1
1.2 Bauarten. 2
1.2.1 Großwasserraumkessel. 6
1.2.2 Wasserrohrdampferzeuger. 9
1.3 Einordnung in das Kraftwerk. 14
2 Brennstoffe. 20
2.1 Feste Brennstoffe. 20
2.1.1 Entstehung und Kennzeichnung. 20
2.1.1.1 Torf, Braunkohle, Steinkohle. 20
2.1.1.2 Sonstige Brennstoffe, Abfallstoffe. 28
2.1.2 Charakterisierung elementarer Brennstoffeigenschaften. 30
2.1.2.1 Aschegehalt. 30
2.1.2.2 Wassergehalt. 35
2.1.2.3 Schwefelgehalt. 36
2.1.2.4 Stickstoffgehalt. 37
2.1.2.5 Brenn- und Heizwert. 38
2.1.2.6 Physikalische Eigenschaften. 39
2.2 Flüssige Brennstoffe. 41
2.2.1 Charakterisierung elementarer Brennstoffeigenschaften. 43
2.2.2 Physikalische Eigenschaften. 43
2.3 Gasförmige Brennstoffe. 44
2.3.1 Physikalische Eigenschaften. 46
3 Verbrennung. 50
3.1 Statik der Verbrennung. 50
3.1.1 Brennstoffkenngrößen. 52
3.1.2 Vollkommene Verbrennung. 54
3.1.2.1 Verbrennungsluftmenge. 54
3.1.2.2 Rauchgasmenge. 55
3.1.3 Unvollkommene Verbrennung. 57
3.1.4 Statistische Verbrennungsrechnung. 59
3.1.5 Stoffwerte des Rauchgases. 60
3.2 Dynamik der Verbrennung. 69
3.2.1 Reaktionskinetik. 71
3.2.1.1 Homogene Reaktion. 71
3.2.1.2 Heterogene Reaktion. 72
3.2.2 Verbrennung in der Schicht. 78
3.2.2.1 Trocknung. 79
3.2.2.2 Zündung. 81
3.2.2.3 Heterogene und homogene Verbrennungsreaktion in und über der Schicht. 83
3.2.3 Verbrennung in der Wirbelschicht. 84
3.2.3.1 Strömung. 85
3.2.3.1.1 Stationäre Wirbelschicht. 86
3.2.3.1.2 Zirkulierende Wirbelschicht. 96
3.2.3.2 Wärmeübergang. 105
3.2.3.2.1 Wärmeübergang Fluid zu Partikeln. 105
3.2.3.2.2 Wärmeübergang Wirbelschicht zu Heizfläche. 107
3.2.3.3 Verbrennung. 114
3.2.4 Verbrennung im Flugstrom. 120
3.2.4.1 Pyrolyse und Zündung. 121
3.2.4.2 Koksabbrand. 131
3.2.4.3 Abbrandverlauf. 138
3.2.4.4 Mathematische Flammenmodellierung. 141
3.3 NOx-Bildungsmechanismus. 145
3.3.1 Brennstoff-NO. 147
3.3.2 Thermisches NO. 148
3.3.3 Prompt-NO. 149
3.3.4 Einflußgrößen auf die NOx-Bildung. 149
3.3.4.1 Flammentemperatur. 150
3.3.4.2 Sauerstoffangebot. 150
3.3.4.3 Verweilzeit. 151
3.3.4.4 Brennstoff. 152
3.3.5 Maßnahmen zur Senkung der NOx-Emission. 153
4 Feuerungen. 155
4.1 Charakterisierung der Feuerung. 156
4.1.1 Strömungstechnik. 156
4.1.2 Wärmetechnik. 157
4.1.3 Reaktionstechnik. 160
4.2 Gasfeuerungen. 160
4.2.1 Brennkammer. 161
4.2.2 Gasbrenner. 164
4.2.3 Gasversorgungsanlage. 171
4.3Ölfeuerungen. 173
4.3.1 Brennkammer. 173
4.3.2Ölbrenner. 178
4.3.2.1 Druckzerstäuber. 181
4.3.2.2 Injektionszerstäuber. 183
4.3.2.3 Rotationszerstäuber. 186
4.3.3Ölversorgungsanlage. 187
4.4 Rostfeuerungen. 190
4.4.1 Wanderrost. 192
4.4.2 Schürrost. 197
4.4.3 Brennstoffaufgabe. 200
4.4.4 Brennkammer. 201
4.4.5 Betriebsverhalten. 202
4.4.6 Kennwerte. 204
4.5 Wirbelschichtfeuerungen. 205
4.5.1 Stationäre Wirbelschichtfeuerung. 207
4.5.1.1 Verfahrens- und apparatetechnische Aspekte. 207
4.5.1.2 Betriebsanlagen und Erfahrungen. 231
4.5.2 Zirkulierende Wirbelschichtfeuerung. 216
4.5.2.1 Allgemeine verfahrenstechnische Aspekte. 216
4.5.2.2 Verfahren, Betriebsanlagen und Erfahrungen. 222
4.5.2.2.1 EVT-Verfahren. 222
4.5.2.2.2 Lurgi-Verfahren. 231
4.5.2.2.3 Babcock-CIRCOFLUID-Verfahren. 233
4.5.2.2.4 Steinmüller- und Thyssen-Verfahren. 239
4.5.3 Druck-Wirbelschichtfeuerung. 240
4.5.4 Umweltschutz bei Wirbelschichtfeuerungen. 247
4.5.4.1 SO 2-Emission. 248
4.5.4.2 NOx-Emission. 251
4.5.4.3 CO-Emission. 254
4.5.4.4 Halogenwasserstoff-Emission. 254
4.5.4.5 Feste Rückstände und Verwertungsmöglichkeiten. 255
4.6 Staubfeuerungen. 257
4.6.1 Kohlenstaubmahlanlage. 258
4.6.1.1 Direkte Einblasung. 258
4.6.1.2 Staubzwischenbunkerung. 261
4.6.1.3 Sicherheitstechnische Anforderungen. 262
4.6.2 Kohlenstaubmühlen. 264
4.6.2.1 Schläger- und Schlagradmühlen. 266
4.6.2.2 Wälzmühle. 275
4.6.2.3 Rohrmühle. 279
4.6.2.4 Mühlenbetrieb. 282
4.6.2.4.1 Mahlfeinheit, Sichtung, Arbeitsbedarf. 282
4.6.2.4.2 Trocknung. 293
4.6.2.4.3 Teillast, Kohledurchsatz, Zustandsänderungen. 299
4.6.2.4.4 Verschleiß.302
4.6.2.4.5 Mühlenantrieb. 305
4.6.3 Staubfeuerungsbauarten. 308
4.6.3.1 Staubfeuerung mit trockenem Ascheabzug. 308
4.6.3.2 Staubfeuerung mit flüssigem Ascheabzug. 322
4.6.3.3 Brennkammer und Staubzuführung. 329
4.6.4 Kohlenstaubbrenner. 336
4.6.4.1 Anforderungen. 337
4.6.4.2 Bauarten. 339
4.6.4.3 Strömungsfeld. 345
4.6.4.4 Brennerauslegung. 350
4.6.5 Primärentstickung. 357
4.7 Thermische Reststoffbehandlungsanlagen. 369
4.7.1 Gesetzesvorschriften. 370
4.7.2 Abfallstoffe. 372
4.7.3 Thermische Verfahren. 375
4.7.3.1 Verbrennungssysteme. 378
4.7.3.2 Pyrolyse-Verbrennungs-Systeme. 399
4.7.3.3 Vergasungssysteme. 403
4.7.3.4 Verbrennung von Klärschlamm, Industrierückstände und Sonderabfall. 408
4.7.4 Betriebserfahrungen. 418
4.8 Brennkammerdimensionierung. 425
4.8.1 Problemstellung. 425
4.8.2 Kenngrößen. 427
4.8.3 Wärmeübertragung und Brennkammertemperatur. 430
4.8.4 Wärmestromdichte. 436
4.8.5 Mathematische Brennkammermodelle. 437
5 Dampferzeuger-Druckteil. 440
5.1 Gesetzliche Bestimmungen. 443
5.2 Speisewasserqualität. 445
5.3 Naturumlauf-Dampferzeuger. 448
5.3.1 Prinzip. 448
5.3.2 Zweiphasenströmung. 450
5.3.3 Siedekrise, Wärmeübertragung und Druckverlust der Zweiphasenströmung. 454
5.3.4 Naturumlaufströmung. 461
5.3.5 Zuverlässigkeit der Umlaufströmung. 474
5.3.6 Dampferzeuger mit Naturumlauf. 477
5.3.7 Betriebsverhalten. 486
5.4 Zwangumlauf-Dampferzeuger. 490
5.4.1 Prinzip. 490
5.4.2 Umlaufströmung. 491
5.4.3 Dampferzeuger mit Zwangumlauf. 496
5.4.4 Betriebsverhalten. 499
5.5 Zwangdurchlauf-Dampferzeuger. 501
5.5.1 Durchlaufströmung. 501
5.5.1.1 Druckverlust. 502
5.5.1.2 Strömungsstabilität. 506
5.5.1.3 Siedekrise, Wärmeübertragung. 510
5.5.2 Durchlaufverdampfer-Ausführungen. 513
5.5.3 Zwangdurchlauf-Dampferzeuger mit variablem Verdampfungsendpunkt. 521
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Sachverzeichnis
17. BImSchV 370
A
Abbrandverlauf 138
Abbrandzeit 119, 135
- von Öltröpfchen 175
Abfallbrennstoff
- flüssiger 42
Abfallwirtschaft 369
Abgasverlust 619
Abgaswärmenutzung 620
Abnahmeversuch 623
Abscheideflasche 544
Abscheidegrad 738
Abscheidergehäuse 740
Abscheidezyklone 531
Abschlämmenge 489
Absorptionsgrad 625
Abtragverschleiß 699, 707
Abwärme- bzw. Abhitzekessel 598
Abwärmedampferzeuger 599
Additivverfahren 757
adiabate Verbrennungstemperatur 157, 431
Adsorption
- an Metallverbindungen 757
- an porösen Stoffen 756
Ammoniakverfahren 748
Anfahren 670
Anfahrtechnologie 569
Ansatzbildung 685, 691
Anströmboden 93
Arbeitsdruck 441
Arbeitsmittel 443
Arbeitsverfügbarkeit 662
Archimedes-Zahl 88
Asche-Schmelzdiagramm 684
Aschegehalt 30
Ascheoxidanalyse 30
Ascherückführung 249
Ascheschmelzverhalten 32, 322, 683
Auftrieb 466
Aussetzbetrieb 660
Axial-Multizyklon 731
B
Badewannenkurve 666
Beladungsdichte 216
Belastungsganglinie 658
Benson-Dampferzeuger 513
Benson-Übergangsheizfläche 538
Beranek-Zahl 88
berippte Rohre 603
Betriebsdruck 441
Betriebskosten 424
Bettaschevermahlung 224
Biegeradius 580
Biflux-Verfahren 577
Biogas 44
Biomasse 28
Blasenaufstiegsgeschwindigkeit 92
Blasendurchmesser 92
Blasenmechanismus 91
Blasenströmung 450
Blasreinigungsverfahren 693
Boltzmann-Kriterium 430
Braunkohle 21
Brennerauslegung 350
Brennergürtel-Flächenbelastung 159, 427
Brennkammer 201, 309
- -austrittstemperatur 157, 434
- -dimensionierung 425
- -endtemperatur 430
- -querschnittsbelastung 159, 427
- -volumenbelastung 159, 427
Brennstoff-NO 37, 147
- -Bildung 146
Brennstoff 20
- -aufgabevorrichtung 200
- flüssiger 41
- -kenngrößen 52
- -massestrom 15
- -stufung 152, 368
Brennwert 38, 43
Brennzeit 137
Brüdenfeuerung 334
Brüdentrennung 260
Bundesimmissionsschutzgesetz 716
Burnout 455
C
Ca/S-Verhältnis 250
Carnot-Prozeß 768
Charakterisierung der Feuerung 156
chemische Reaktion 76, 132
Chlorwasserstoffkorrosion 421
CIRCOFLUID-Verfahren 233
Clausius-Rankine-Prozeß 767
CO-Emission 254
CO 2-Emissionsfaktor C 765
D
Dampferzeuger 1
- -bauarten 2
- -wirkungsgrad 614 f.
Dampfgeschwindigkeit 565
Dampfkessel 444
- -verordnung 443
Dampfluvo 596
Dampfmasseanteil 510
Dampfmassestrom 16, 441
Dampfraumbelastung 488
dampfseitige Temperaturregelung 576
Dampftemperatur-Regelung 570
Deckenfeuerung 333
Denox-Anlage 760
Desaktivierung 761
Dichte 39, 43, 46, 61
dichtgeschweißte Rohrwand 315
dickwandige Bauteile 672
Differenzenmodelle 438
Diffusionskoeffizient 76, 133
Diffusionsreaktion 133
Dioxin-/Furan-Bildung 379
direkte Feuerung 281
direkte Methode 623
direkte Staubeinblasung 258
Doppel-Super-Omega-Rohre 534
Doppelalkaliverfahren 748
Drall-Stufen-Brenner 357
Drallbrenner 165, 333, 342, 344, 352
Drallzahl 352, 354
Drehrohrblaser 695
Drehrohrfeuerung 416
Drosselblende 508
Drosseleinsätze 497
Druckabsenkungsgeschwindigkeit 477
Druckausgleichsammler 509
Druckkohlenstaubfeuerung 791
Druckluftabreinigung 734
Druckschwingungen 161
Druckstaubfeuerung 789
Drucksystem 440
Druckteilvergasung 778, 788
Druckverlust 87, 98, 460, 467, 470, 491, 502, 653
Druckvollvergasung 778
Druckwirbelschicht 111
- -feuerung 241, 789
Druckzahl 271
Druckzerstäuber 181
Dryout 455
Durchschlagspannung 739
Düsenboden 213
E
Einbindegrad 327
Einrohrdampferzeuger 501
Einschmelzverfahren 397
Einspritzkühler 576
Einwellenanlage 772
Eisenbrand 596
elektrisch geregelter Antrieb 307
elektrische Entstauber 735
elektrischer Eigenbedarf 18
elektrischer Staubwiderstand 739
Elektroabscheider 742
Elementaranalyse 24
Elementarzusammensetzung 22
Eluierbarkeit 257
Emission 247, 716
Emissionsgrad 435, 625, 632
- der Flamme 633
Emissionskontrolle 719
Emissionsmeßgeräte 723
Empfindlichkeitsfaktoren 506
Entflammung 262
Entschwefelungsgrad 249
Erdgas 44
- -reduzierstation 171
Erosionen 226
Erweichungspunkt 322
EVT-Verfahren 222
Explosion 263
Explosionsgrenzen 263
F
Fallrohre 449
Fangrinnenabscheider 240
Festbettvergaser 778
Festdruckbetrieb 535
Festkörperstrahlung 629
Feuerung 155
Feuerungs-Leistungs-Diagramm 391
Feuerungswirkungsgrad 204, 209, 615
Fick'sches Diffusionsgesetz 76
Fieldrohr 139
Flammenmodellierung 141
Flammrohr-Heizrohr-Kessel 7
Flammrohrkessel 6
Fliehkraftsichter 289
Fließbettkühler 231
Fließpunkt 322
Flugstrom-Vergasungsreaktor 407
Flugstromvergaser 778
Fluidgeschwindigkeit 85
Fouling 650
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