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2000 | Book

Entwicklung im Dampferzeugerbau Read chapter Read first chapter

Dampferzeugung

Author: Professor Dr.-Ing. Helmut Effenberger

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

Book Series : VDI-Buch

Included in: Professional Book Archive

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About this book

Die Entwicklung im Dampferzeuger- und Feuerungsbau hat im letzten Jahrzehnt beachtliche Fortschritte erzielt. Die Flut der Einzelveröffentlichungen in Broschüren, Tagungsberichten und Fachzeitschriften zu verfolgen, ist kaum noch möglich. Aus diesem Grund ist eine zusammenfassende Darstellung wie in diesem Buch unverzichtbar. Hier werden die physikalischen Zusammenhänge und Erfahrungen aus der Praxis dargelegt. So können die komplizierten Wirkungsabläufe weiter entwickelt und in mathematische Rechenmodelle gefaßt werden. Dem Umweltschutz wird breiter Raum gewidmet, da die Verbrennung maßgeblich die Ökologie beeinflußt. Der Autor legt besonderen Wert auf anwendungsorientiertes Wissen und verbindet so Theorie und Praxis wirkungsvoll miteinander. Das Buch wendet sich an Ingenieure in der Energiewirtschaft und Kraftwerkstechnik. Es bietet eine zusammenfassende Darstellung des aktuellen Stands der Technik und kann in der Praxis hervorragend als Nachschlagewerk genutzt werden.

Table of Contents

Frontmatter
1. Entwicklung im Dampferzeugerbau
Zusammenfassung
Dampf wird entweder direkt verwendet oder in mechanische und elektrische Energie umgewandelt.
Helmut Effenberger
2. Brennstoffe
Zusammenfassung
In Dampferzeugern kommt ein breites Band von Brennstoffen zum Einsatz, die nach ihrem Aggregatzustand in feste, flüssige und gasförmige Brennstoffe unterteilt werden. Brennstoffe entwickeln durch Reaktion mit Sauerstoff Wärme. Sie bestehen vornehmlich aus Kohlenstoff und Kohlen Wasserstoff Verbindungen.
Helmut Effenberger
3. Verbrennung
Zusammenfassung
Die Verbrennung ist eine Oxydationsreaktion zwischen dem brennbaren Bestandteil des Brennstoffes und Sauerstoff, bei der Wärme freigesetzt wird, deren Träger das entstehende Rauchgas und die in ihm enthaltenen Feststoffpartikeln sind. In Analogie zur Mechanik läßt sich die Verbrennung in die
  • Statik der Verbrennung und
  • Dynamik der Verbrennung unterteilen.
Helmut Effenberger
4. Feuerungen
Zusammenfassung
Die Aufgabe einer Feuerung ist es, die im Brennstoff gebundene Energie mit hohem Wirkungsgrad freizusetzen und brennstofftypische Begleiterscheinungen wie Verschlackung, Korrosion und Erosion in ihren Auswirkungen zu mindern.
Helmut Effenberger
5. Dampferzeuger-Druckteil
Zusammenfassung
Ein Dampferzeuger besteht aus der Feuerung und dem Wärmeübertrager, die eine Einheit bilden. Die in der Feuerung entbundene Energie des Brennstoffes wird im Drucksystem an das Arbeitsmittel übertragen und aus Wasser Dampf mit vorgegebenen Parametern (Druck, Temperatur) erzeugt. Der Dampferzeuger ist ein Wärmeübertrager mit einem kompliziert gestalteten Rohrsystem, welches vom Arbeitsmittel ein- oder mehrmals durchströmt wird. Der Druckteil des Dampferzeugers umfaßt die zwischen den Absperrarmaturen (Ein- und Austritt) liegenden druckbeanspruchten Rohre, Sammler, Trommeln und Gefäße.
Helmut Effenberger
6. Luftvorwärmer
Zusammenfassung
Nach Einführung der regenerativen Speisewasservorwärmung ist die Vorwärmung der Verbrennungsluft die einzige Alternative, das Rauchgas auf eine wirtschaftliche Temperatur abzukühlen und mit Einführung der Kohlenstaubfeuerung auch eine nutzbare Verwendung für die Heißluft zu haben. Die vorgewärmte Verbrennungsluft
  • unterstützt den Zündvorgang,
  • erhöht die Brennkammertemperatur und damit das gesamte rauchgasseitige Temperaturniveau im Dampferzeuger und
  • stellt die Trocknungswärme bei der Steinkohlevermahlung bereit.
Helmut Effenberger
7. Abwärme-Dampferzeuger
Zusammenfassung
Die Schonung fossiler Primärenergieträger und die Entlastung der Umweltverschmutzung führen zu einer verstärkten Nutzung und Rückgewinnung anfallender Abwärme. Theoretisch ist Abwärmenutzung bei allen Umwandlungsprozessen, die bei höherem Temperaturniveau ablaufen, möglich. Wirtschaftlich ist sie nur dann, wenn sie möglichst kontinuierlich verfügbar ist und die Investitionskosten in einem richtigen Verhältnis zum Nutzen stehen.
Helmut Effenberger
8. Wirkungsgrad und Verluste
Zusammenfassung
Der Wirkungsgrad n eines Prozesses ist das Verhältnis von abgegebener Nutzleistung zu zugeführter Leistung. Dies gilt gleichermaßen für den Bilanzkreis elektrische Energieerzeugungsanlage „Kraftwerk“ wie auch für den Bilanzkreis thermische Energieerzeugungsanlage „Dampferzeuger“. Innerhalb der Umwandlungskette von Brennstoffenergie zu elektrischer Energie treten Verluste auf, die den einzelnen Komponenten des Prozesses zugeordnet werden. So kann der Nettowirkungsgrad eines Kraftwerksblockes aus folgenden Einzelwirkungsgraden gebildet werden:
Helmut Effenberger
9. Wärmeübertragung und Druckverlust
Zusammenfassung
Die Wärmeübertragung von einem Medium mit höherer Temperatur an eines mit tieferer Temperatur wird als bekannt vorausgesetzt bzw. auf die Fachliteratur verwiesen [9.1—9.4].
Helmut Effenberger
10. Bauteilverhalten im Betrieb
Zusammenfassung
Der Betrieb eines Dampferzeugers umfaßt:
  • die Inbetriebsetzung neu errichteter oder modernisierter Anlagen,
  • das An- und Abfahren,
  • den stationären Betrieb und
  • die Überwachung und Wartung.
Helmut Effenberger
11. Verfahren zur Emissionsminderung bei Dampferzeugern
Zusammenfassung
Energie- und Umweltpolitik sind so eng miteinander verknüpft, daß ihre Aufgaben nur im Konsens gelöst werden können.
Helmut Effenberger
12. Kombinierte Kraftwerksprozesse
Zusammenfassung
Das Dampfkraftwerk kann auf eine mehr als hundertjährige Geschichte in der Stromerzeugung zurückblicken. In dieser Zeit hat es sich mit Gas-, Öl- oder atmosphärischer Kohlenstaubfeuerung zu einer prozeßtechnisch ausgereiften Anlage entwickelt. Dabei lagen die Prioritäten zeitabhängig unterschiedlich einmal bei der Prozeßgestaltung, der Anlagengröße, dem Wirkungsgrad, der Verfügbarkeit und ab 1980 bei der Umweltbeeinflussung.
Helmut Effenberger
Backmatter
Metadata
Title
Dampferzeugung
Author
Professor Dr.-Ing. Helmut Effenberger
Copyright Year
2000
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-642-57166-4
Print ISBN
978-3-642-62964-8
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-642-57166-4