Zusammenhang zwischen dem Kondensationssystem einer Abwärmekraftwerksturbine und einer Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe in einem Zementwerk

Betriebsprozess des Turbinenkondensationssystems in der Abwärmestromerzeugung eines Zementwerks

Prozess der Stromerzeugung aus der Abwärme eines Zementofens:

Hochtemperiertes Rauchgas aus dem Zementofen → Abhitzekessel → Hochdruckdampf → Dampfturbine → Kondensator → Kondensat → Kesselkreislauf

Detaillierter Prozessablauf: Hochtemperiertes Rauchgas, das im Zementofen-Vorwärmer (PH) und Klinkerkühler (AQC) entsteht, tritt in den Abhitzekessel ein. Die Wärme im Rauchgas erhitzt das Speisewasser; sobald dieses den Siedepunkt erreicht, verdampft es. Der Hochtemperatur-Hochdruckdampf strömt in die Turbine, wo er die Schaufeln und den Generator zur Stromerzeugung antreibt. Nach mehrstufiger Expansion sinken Dampfdruck und -temperatur, wodurch Niederdruck-Abdampf entsteht. Ein Kondensator am Turbinenaustritt kondensiert den Dampf zu Wasser, das anschließend in den Kessel zurückgeführt wird.

Warum benötigt ein Kondensator eine Vakuumpumpe?

1. Der Wirkungsgrad einer Turbine hängt direkt vom Kondensator ab. Nähert sich der Abgasdruck der Turbine dem normalen Atmosphärendruck, verringert sich der Raum für die Dampfausdehnung, was die Turbinenleistung und die Stromerzeugung reduziert. Der Kondensator muss daher unter Unterdruck gehalten werden. Je höher das Vakuum, desto höher der Turbinenwirkungsgrad.
2. Turbine und Kondensator sind nicht vollständig abgedichtet. Luft kann durch Flansche, Ventile und Dichtungselemente eindringen. Überschüssige Luft verringert die Wärmeübertragungseffizienz, erhöht den Gegendruck in der Turbine und zerstört das Vakuum.
3. Die in den Kondensator einströmenden Gase enthalten neben Luft auch andere, nicht kondensierbare Gase. Diese Gase lassen sich nicht verflüssigen; werden sie nicht entfernt, lagern sie sich an den Oberflächen der Wärmetauscherrohre ab, wodurch die Dampfkondensationseffizienz und folglich die Stromerzeugungseffizienz sinkt.
4. Beim Anfahren muss schnell ein Vakuum erzeugt werden. Der Kondensator steht anfänglich unter Atmosphärendruck, und die Vakuumpumpe muss zunächst ihren Innendruck auf ein niedriges Druckniveau reduzieren, bevor die Turbine gestartet werden kann.
5. Vakuumsystemkonfiguration für die Abwärmestromerzeugung in Zementwerken

Vakuumsystemkonfiguration für die Abwärmestromerzeugung in Zementwerken

Um ein stabiles Kondensatorvakuum zu gewährleisten und die planmäßige Wartung der Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen zu ermöglichen, werden zwei Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen parallel empfohlen, wobei eine in Betrieb und die andere als Reserve dient. Zur Aufrechterhaltung des Vakuums wurde für den Kunden ein komplettes zentrales Vakuumsystem entwickelt.

Wichtigste Vorteile:

1. Automatischer Start/Stopp: Die Vakuumpumpen werden je nach Vakuumniveau automatisch gestartet, gestoppt und ihre Drehzahl durch eine variable Frequenzregelung gesteuert.
2. Stabiles Vakuum: Ein Zielvakuumbereich kann eingestellt und entsprechend den tatsächlichen Betriebsbedingungen angepasst werden.
3. Unbeaufsichtigter Betrieb: Das gesamte System kann ohne manuelle Eingriffe automatisch gesteuert werden, und das Vakuumsystem kann bei einem Stromausfall automatisch isoliert werden.

Abschluss

Die Zementindustrie ist typischerweise energieintensiv, und die Klinkerproduktion erzeugt große Mengen an Hochtemperatur-Rauchgas. Die direkte Ableitung verschwendet nicht nur Energie, sondern erhöht auch die Umweltbelastung. Daher hat sich die Wärmerückgewinnung aus Zementöfen zur Stromerzeugung (WHRPG) zu einer wichtigen Technologie zur Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung in großen Zementwerken weltweit entwickelt. FORYOU Vacuum Pump hat auch für Zementwerke in anderen Ländern maßgeschneiderte Vakuumlösungen entwickelt. Kontaktieren Sie FORYOU Vacuum Pump für Ihre individuelle Vakuumlösung.