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Gravimetrische Kohledosierung

Gravimetrische Kohledosierung optimiert den Kesselbetrieb von Kohlekraftwerken

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Wie die gravimetrische Kohlezuteilung funktioniert

Gravimetrische Kohlezuteiler messen die Beladung des Förderers auf einer Wägebrücke (ähnlich einer Bandwaage). Schwankungen in der Beladung gleichen sie durch entsprechende Anpassung der Fördergeschwindigkeit aus. Die Elektronik des Kohlezuteilers errechnet basierend auf Fördermengen-Sollwert und der gemessenen Bandbeladung [kg/m] die benötigte Bandgeschwindigkeit, um den eingestellten Sollwert zu erreichen, und regelt den Antrieb des Kohlezuteilers entsprechend. Ändert sich das Schüttgewicht, wird dies unverzüglich vom gravimetrischen Kohlezuteiler über die Änderung der Bandbeladung erkannt und die Bandgeschwindigkeit angepasst, um dem Kessel die angeforderte Brennstoffmenge zur Verfügung zu stellen. Gravimetrische Kohlezuteiler dosieren Kohle mit einer Genauigkeit von ± 0,5 Prozent der jeweiligen Fördermenge.

Kohlen mit unterschiedlicher Schüttdichte

Das Schüttgewicht und die Fließeigenschaften der Kohle werden u.a. von der Körnung, der Feuchte und dem Ascheanteil beeinflusst. Die unten stehende Abbildung zeigt die Abhängigkeit des Schüttgewichts von der Feuchte am Beispiel dreier unterschiedlicher Kohlensorten. Neben der Tatsache, dass sich keine proportionale Abhängigkeit zwischen Feuchte und Schüttdichte erkennen lässt, kann man auch feststellen, dass die Schüttdichte unterschiedlicher Kohlen bei gleicher Feuchte sich um mehr als 20 Prozent unterscheiden kann. Ein volumetrischer Kohlezuteiler, der auf einen Massengutstrom von 50 Tonnen/Stunde eingestellt ist, liefert bei einer um 20 Prozent höheren Schüttdichte einen um zehn Tonnen/Stunde erhöhten Kohleeintrag pro Kohlemühle in den Kessel.

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Bei einem gravimetrischen Kohlezuteiler hingegen wird der Anstieg des Schüttgewichts unverzüglich durch die integrierte Wägebrücke gemessen und die Bandgeschwindigkeit entsprechend reduziert. Somit wird sicher gestellt, dass zu jedem Zeitpunkt der voreingestellte Massengutstrom von 50 Tonnen/Stunde mit einer Genauigkeit von ± 0,5 Prozent eingehalten wird. Gerade der aktuelle Trend zum Einsatz von Importkohle verschärft diese Problematik, da die Kohlen, je nach Herkunft, häufig stark unterschiedliche Schüttdichten aufweisen.

Zuverlässiger Austrag aus dem Kohlesilo

Für die Lagerung von Kohle werden rechteckige sowie runde Bunker eingesetzt. In deutschen und in einigen europäischen Kraftwerken findet man hauptsächlich keilförmige Bunkerausläufe. In den USA und in Asien hingegen werden vorwiegend konische Bunkerausläufe eingesetzt.

Für beide Ausführungen sind Einlauftrich- ter von 900 Millimeter Durchmesser bzw. 900 Millimeter Trichterbreite verfügbar. Sie bieten somit auch für den Einsatz von Importkohlen mit stark unterschiedlichen Fließverhalten genügend Reserven für einen zuverlässigen Austrag der Kohle aus dem Kohlebunker. Um zu gewährleisten, dass die Kohle über die gesamte Länge des rechteckigen Bunkerauslaufs gleichmäßig abgezogen wird, ist darauf zu achten, dass ein Längen-/Breiten-Verhältnis von 3:1 nicht überschritten wird.

Zusätzlich ist der Einlauftrichter so zu gestalten, dass sein Volumen in Förderrichtung des Kohlezuteilers progressiv zunimmt, damit auch Kohle aus dem vorderen Trichterbereich abgezogen werden kann. Bei einem Längen-/Breiten-Verhältnis, das größer als 3:1 ist, oder beim Einsatz eines Einlauftrichters mit parallelen Seitenwänden besteht die Gefahr, dass Kohle nur im hinteren Teil des Einlaufs in den Zuteiler fließt, das gesamte Volumen des Einlauftrichters einnimmt und dadurch keine Kohle aus dem vorderen Trichterbe- reich ausgetragen werden kann. Neben dem Risiko der Zeitverfestigung besteht vor allem auch das Risiko der Selbstentzündung der Kohle in dem nicht fließenden Bunkerbereich.

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