Fallstudie: Staubfiltration in einem Kohlekraftwerkskessel
Einführung
Kohlekraftwerke erzeugen bei der Verbrennung erhebliche Mengen an Staub. Bei der Verbrennung von Kohle in Kesseln zur Dampf- und Stromerzeugung gelangen feine Partikel wie Flugasche in den Rauchgasstrom. Werden diese Partikel nicht ordnungsgemäß abgeschieden, können sie schwere Umweltverschmutzungen verursachen, nachgeschaltete Anlagen beschädigen und Emissionsvorschriften verletzen.
Zur Kontrolle der Feinstaubemissionen verwenden die meisten Kohlekraftwerke
Schlauchfilteranlagen mit Hochleistungsfiltersäcken. Diese Filtersäcke fangen feine Aschepartikel auf, bevor das Rauchgas durch den Schornstein abgeleitet wird.
Diese Fallstudie beschreibt ein Kohlekraftwerk, das seine Staubabscheideeffizienz durch die Installation
von INDRO-Staubabscheider-Filtersäcken verbesserte, die speziell für Umgebungen mit hohen Temperaturen und hoher Staubbelastung entwickelt wurden.
Hintergrund des Kraftwerks
Die Anlage ist ein
300-MW-Kohlekraftwerk, das im kontinuierlichen Stromerzeugungszyklus arbeitet. Das Kraftwerk verbrennt Kohlenstaub in großen Kesseln, um Hochdruckdampf zu erzeugen, der Turbinen zur Stromerzeugung antreibt.
Bei der Verbrennung entstehen große Mengen an Rauchgas, das Flugaschepartikel enthält. Diese Partikel müssen entfernt werden, bevor das Gas den Schornstein verlässt, um die Umweltauflagen zu erfüllen.
Vor der Modernisierung des Filtersystems traten im Werk mehrere Probleme auf:
- Hohe Feinstaubemissionswerte
- Häufige Ausfälle des Filterbeutels
- Übermäßiger Druckabfall im Filterhaus
- Erhöhte Wartungs- und Ersatzkosten
Zur Verbesserung der Staubbekämpfungsleistung ersetzte das Werk seine bestehenden Filtersäcke durch
hochtemperaturbeständige Filtersäcke der Firma INDRO .
Konfiguration des Staubabsaugungssystems
Das Kraftwerk betreibt einen
Impulsstrahl-Schlauchfilter , eines der am weitesten verbreiteten Staubabscheidungssysteme in Kohlekraftwerken.
Funktionsprinzip
- Staubbeladenes Rauchgas gelangt in die Filterkammer.
- Gas strömt durch die Filterbeutel.
- Staubpartikel werden an der Außenfläche der Filterbeutel aufgefangen.
- Saubere Luft strömt durch das Gewebe und verlässt das System.
- Durch regelmäßige Impulsstrahl-Luftreinigung wird der angesammelte Staub aus den Beuteln entfernt.
Die gesammelte Flugasche fällt in Trichter am Boden des Staubabscheiders und wird zur Entsorgung oder Wiederverwendung transportiert.
INDRO Staubabscheider-Filterbeutel-Spezifikationen
Um einen zuverlässigen Betrieb unter Bedingungen hoher Temperaturen und starker Staubbelastung zu gewährleisten, wurden die folgenden Filterbeutelspezifikationen von INDRO ausgewählt.
Technische Parameter des Filterbeutels
| Parameter |
Spezifikation |
| Filterbeuteltyp |
Pulse Jet Schlauchfilterbeutel |
| Durchmesser |
160 mm |
| Länge |
6000 mm |
| Material |
PPS (Polyphenylensulfid) Nadelfilz |
| Stoffgewicht |
550 g/m² |
| Temperaturbeständigkeit |
Kontinuierlich 190 °C |
| Mikronfiltrationsbereich |
1–10 Mikrometer |
| Oberflächenbehandlung |
PTFE-Membranbeschichtung |
| Top Style |
Schnappband |
| Unterteil |
Doppelt gefalteter Boden |
Der
160 mm × 6000 mm PPS-Filtersack wird aufgrund seiner hohen Filtrationseffizienz und seiner starken mechanischen Belastbarkeit häufig in großen industriellen Staubabscheidern eingesetzt.
Warum PPS-Filterbeutel ausgewählt wurden
Die Staubfiltration in Kohlekraftwerkskesseln erfordert Filtermaterialien, die in der Lage sind, rauen Betriebsbedingungen standzuhalten, darunter hohe Temperaturen, saure Gase und abrasive Flugaschepartikel.
PPS (Polyphenylensulfid)-Nadelfilz wurde gewählt, weil er für Anwendungen in Kraftwerken mehrere Vorteile bietet.
Hohe Temperaturbeständigkeit
PPS-Filtersäcke können bei Temperaturen bis zu
190°C kontinuierlich betrieben werden und eignen sich daher für die Rauchgasfiltration in Kohlekraftwerken.
Chemische Beständigkeit
Bei der Kohleverbrennung entstehen saure Gase wie
SO₂ und SO₃ . PPS-Fasern bieten eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber diesen Chemikalien und verhindern so den Materialabbau.
Ausgezeichnete Filtrationseffizienz
Die Nadelfilzstruktur in Kombination mit einer
PTFE-Membran-Oberflächenbehandlung verbessert die Staubabscheidungseffizienz und ermöglicht die Entfernung extrem feiner Flugaschepartikel.
Lange Lebensdauer
PPS-Filtersäcke gewährleisten auch bei starker Staubbelastung eine gleichbleibende Leistung und reduzieren so die Häufigkeit des Filterwechsels.
Installation und Betrieb
Die INDRO-Filtersäcke wurden im Rahmen einer planmäßigen Wartungsabschaltung in den Impulsstrahl-Schlauchfilter der Anlage eingebaut.
Installationsprozess
- Entfernung verschlissener Filtersäcke und Inspektion der Filterkorbe
- Reinigung der Filterkammern
- Installation neuer 160 mm × 6000 mm PPS-Filterbeutel
- Inspektion des Impulsstrahlreinigungssystems
- Systemneustart und Leistungsüberwachung
Eine fachgerechte Installation gewährleistet, dass die Filtersäcke fest mit dem Schlauchfilterrohrboden verbunden und von den Filterkörben ordnungsgemäß gestützt werden.
Leistungsergebnisse
Nach der Umstellung auf INDRO PPS-Filtersäcke wurden im Kraftwerk mehrere signifikante Verbesserungen festgestellt.
Verbesserte Staubabsaugungseffizienz
Die mit PTFE-Membran beschichteten PPS-Filterbeutel erreichten eine Filtrationseffizienz von
über 99,9 % und fingen so effektiv feine Flugaschepartikel ab.
Reduzierte Emissionen
Die Feinstaubemissionen aus dem Schornstein wurden auf
unter 20 mg/Nm³ reduziert und erfüllen damit die umweltrechtlichen Vorschriften.
Geringerer Druckabfall
Die optimierte Filtersackstruktur verbesserte den Luftstrom und verringerte den Druckverlust im gesamten Filtersystem, wodurch die Gesamteffizienz des Systems gesteigert wurde.
Verlängerte Filterbeutellebensdauer
Die neuen Filtersäcke wiesen eine Lebensdauer von
über 24 Monaten auf, deutlich länger als die zuvor installierten Filtermedien.
Wirtschaftliche Vorteile
Die Installation der INDRO-Filtersäcke brachte dem Kraftwerk messbare wirtschaftliche Vorteile.
Reduzierte Wartungskosten
Längere Lebensdauer der Filterbeutel reduziert die Häufigkeit des Austauschs und den Wartungsaufwand.
Geringerer Energieverbrauch
Der geringere Druckabfall im Staubabscheider reduzierte den Stromverbrauch des Lüfters.
Verbesserte Anlagenzuverlässigkeit
Eine stabile Staubabscheidung reduzierte ungeplante Stillstände und verbesserte die Betriebsstabilität der Anlage.
Typische Filterbeutel-Spezifikationen für Kohlekraftwerke
Auf Grundlage dieses Beispiels und ähnlicher Installationen werden üblicherweise die folgenden Filtersackspezifikationen für die Staubfiltration von Kohlekesseln empfohlen.
| Parameter |
Empfohlene Spezifikation |
| Durchmesser |
130–160 mm |
| Länge |
4000–8000 mm |
| Material |
PPS-Nadelfilz |
| Oberflächenbehandlung |
PTFE-Membran |
| Temperaturbeständigkeit |
Bis zu 190 °C |
| Filtrationseffizienz |
>99,9 % |
Für Anlagen mit extrem hohen Temperaturen können auch Materialien wie
P84 oder Glasfaserfiltersäcke verwendet werden.
Abschluss
Die Staubfiltration ist eine entscheidende Umwelt- und Betriebsvoraussetzung für Kohlekraftwerke. Effiziente Schlauchfilteranlagen mit Hochleistungsfiltersäcken gewährleisten, dass schädliche Flugaschepartikel abgeschieden werden, bevor das Rauchgas in die Atmosphäre gelangt.
In dieser Fallstudie verbesserte die Installation von
INDRO PPS Nadelfilzfiltersäcken (160 mm × 6000 mm) die Staubabscheideeffizienz deutlich, reduzierte die Emissionen und verlängerte die Filterlebensdauer in einem Kohlekraftwerk.
Dank ihrer hohen Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen, chemischer Korrosion und abrasiven Partikeln bieten die INDRO-Staubabscheider-Filtersäcke eine zuverlässige und kostengünstige Lösung für die industrielle Staubfiltration in Kraftwerken.