1. Überblick Das Trockenabschreckkoksprojekt der Jinan Iron and Steel Group Corporation (im Folgenden: Jinan Steel) war ein nationales Energiespar-Demonstrationsprojekt im Rahmen des Neunten Fünfjahresplans. Es wurde im März 1999 fertiggestellt und in Betrieb genommen. Die Dampfturbine (Nennleistung 6000 kW) wurde am 28. Juli 2000 offiziell ans Stromnetz angeschlossen. Das Trockenabschreckkoksprojekt umfasst im Wesentlichen vier Prozesse: ein Abschrecksystem, ein Kreislaufsystem, ein Dampf-Wasser-Kraftwerk und eine Entstaubungsanlage. Prozessablauf: Der Koksofen-Schubwagen befördert glühenden Koks mit einer Temperatur von ca. 1000 °C in den Koksofen. Im Trockenabschreckofen wird der Koks im Gegenstrom mit einem 180 °C heißen Inertgas (Stickstoff) von unten erwärmt und auf unter 250 °C abgekühlt, bevor er über die Koksaustragsvorrichtung abgeführt wird. Nach dem Wärmeaustausch mit dem glühenden Koks erreicht das Stickstoffgas eine Temperatur von ca. 800 °C und gelangt über einen Primärentstauber in den Kessel. Dort tauscht es erneut Wärme mit dem Kesselwasser aus, wodurch die Temperatur auf unter 180 °C sinkt. Nach der sekundären Entstaubung wird es mittels eines Umwälzventilators zur Wiederverwendung in den Trockenabschreckofen zurückgeführt. Das erhitzte Kesselwasser erzeugt Hochtemperatur-Hochdruckdampf (5,4 MPa, 450 °C), der zur Stromerzeugung an die Gegendruckturbine geleitet wird. Der Gegendruckdampf mit einem Druck von 0,9–1,2 MPa wird anschließend in das Niederdruckdampfnetz der Jinan Iron and Steel Group eingespeist und sowohl für die Produktion als auch für den Eigenbedarf genutzt. Der Nenndampfvolumenstrom des Trockenabschreckkessels beträgt 2 × 35 t/h, der Nenndruck 5,4 MPa. Die Nennleistung der Trockenabschreckanlage beträgt 6000 kW. Die aktuellen Betriebsbedingungen sind jedoch wie folgt: Durchflussrate 20–30 t/h, Druck 4,6 MPa und eine durchschnittliche tägliche Stromerzeugung von ca. 45.000 kWh im Jahr 2000, was weniger als der Hälfte der Nennleistung entspricht. Die Betriebskapazität des Trockenlöschkraftwerks wird bei Weitem nicht ausgeschöpft. Der Gegendruck schwankt, und ungeplante Wartungsarbeiten treten häufig auf, was zu Störungen der Trockenlöschproduktion und des Trockenlöschkraftwerks führt. 2 Analyse der Ursachen für die geringe Stromerzeugung. Als Reaktion auf das Problem der geringen Stromerzeugung nach Inbetriebnahme des Trockenlösch-Koksturbinengenerators ergaben Untersuchungen, Analysen und Demonstrationen, dass die folgenden Faktoren die weitere Verbesserung der Stromerzeugung einschränken: (1) Unzureichende Aufmerksamkeit. Das Trockenlöschsystem ist nicht in die Steuerung des gesamten Produktionsprozesses und in die tägliche Bewertung einbezogen. (2) Unvollständiges Managementsystem. Die Trockenabschreckanlage von Jinan Iron and Steel ist die dritte ihrer Art im Land und verfügt über kaum Erfahrungswerte. Verschiedene Managementsysteme sind unvollständig und mangelhaft. (3) Konstruktionsmängel. Aufgrund von Konstruktionsmängeln weist die Trockenabschreckanlage Prozess- und Gerätefehler auf, und das Generatoraggregat erzeugt selbst unter optimalen Betriebsbedingungen keinen Strom. (4) Unzureichender Anlagenbetrieb. Die Trockenabschrecktechnologie von Jinan Iron and Steel ist fortschrittlich. Es handelt sich um die erste Anlage im Land mit einem Lokalisierungsgrad von über 90 %. Aufgrund der neuen Technologie, der neuen Ausrüstung und des neuen Personals bestehen jedoch einige Unzulänglichkeiten im Anlagenbetrieb. 3 Verbesserungsmaßnahmen 3.1 Erhöhte Aufmerksamkeit. Das Trockenabschrecksystem wird in die Kontrolle des gesamten Produktionsprozesses einbezogen und in die tägliche Bewertung aufgenommen, um die normale Produktion, Stromerzeugung und Dampferzeugung des Systems sicherzustellen. Um die Faktoren zu beheben, die eine weitere Verbesserung der Stromerzeugungskapazität von Trockenlösch-Dampfturbinengeneratoren behindern, wurde eine Arbeitsgruppe eingerichtet. Diese analysierte die Ursachen, formulierte Abhilfemaßnahmen und setzte diese schrittweise um. Überschüssiger Dampf wurde über eine 325-mm-Rohrleitung in das Hauptdampfnetz zurückgeführt. Für diesen Dampf wurde ein separater Dampfsammler installiert, der die externe Versorgung sicherstellte. Dadurch wurden Angebot und Nachfrage nach Gegendruckdampf ausgeglichen und das Problem des hohen Gegendrucks, der die Stromerzeugung beeinträchtigte, vollständig gelöst. Gleichzeitig wurden die Produktionskosten gesenkt. 3.2 Verbesserung des Managements: Basierend auf dem aktuellen Betriebszustand der Trockenlöschung wurden eine Reihe von Regeln, Vorschriften und Bewertungsmethoden entwickelt und verbessert. Ein Betriebsmanagementsystem für die Trockenlöschung, eine Bewertungsmethode für Trockenlösch-Generatoren, ein Kommunikationssystem für den dampf-elektrischen Betrieb der Trockenlöschung, relevante Vorschriften für den netzgekoppelten Betrieb von Dampfturbinengeneratoren sowie ein System für die geplante Instandhaltung der Trockenlöschung wurden formuliert und strikt umgesetzt. Diese Systeme gewährleisteten, dass Produktionsorganisation, Prozesssteuerung, Anlagenmanagement, sicherer Betrieb und Arbeitsabläufe der Trockenlöschkraftwerke regelkonform abliefen und somit eine solide Grundlage für den stabilen und effizienten Betrieb des Trockenlöschkraftwerksystems bildeten. 3.2.1 Bewertung der Trockenlöschgeneratoren: Basierend auf dem Betriebszustand der Trockenlöschgeneratoren und zur Maximierung der Wirkleistung unter den gegebenen Bedingungen wurde folgende Bewertungsmethode festgelegt: Tägliche Stromerzeugungsvorgabe: 46.000 kWh; Tägliche tatsächliche Stromerzeugung: Q (ohne geplante Wartungsstillstände). Daraus ergibt sich: Bei Q < 46.000 kWh: Lohnminderung = (46.000 - Q) × 0,1 Yuan. Bei Q > 46.000 kWh: Lohnerhöhung = (Q - 46.000) × 0,1 Yuan. Die Bewertung erfolgt monatlich. Die Ergebnisse der Zielerreichung des Vormonats sowie die Vorschläge zu Belohnungen/Strafen sind jeweils bis zum 5. des Monats einzureichen. 3.2.2 Geplantes Wartungsmanagement für die Trockenabschreckung Um die bisherige unstrukturierte und willkürliche Wartung zu vermeiden und eine regelmäßige Instandhaltung zu gewährleisten, wurde ein geplantes Wartungsmanagementsystem für die Trockenabschreckung eingeführt. Die monatliche Wartung umfasst 24 Stunden, die vierteljährliche 72 Stunden und die jährliche 20–30 Tage. Die Wartung des Trockenabschreckkokses wurde schrittweise in das System der Jinan Iron and Steel Group integriert, wodurch ungeplante Ausfallzeiten reduziert wurden. 3.3 Stärkung der technischen Transformation 3.3.1 Stärkung der prozesstechnologischen Transformation (1) Korrektur von Abweichungen. Durch die Anpassung der Öffnungsgröße des zentralen Luftkanals der zentralen Luftkappe des Trockenabschreckofens und des Fundaments der zentralen Luftkappe wurde die Mittelabweichung der zentralen Luftkappe korrigiert. Das Material der zentralen Luftkappe wurde von herkömmlichem 16Mn-Stahlblech auf Edelstahl umgestellt, wodurch die Luftverteilung im Trockenabschreckofen gleichmäßiger wird und die Menge an sporadischem Rotkoks reduziert wird. (2) Korrektur der Materialentmischung. Durch die Anpassung des Hubs des Koksaustragslüfterventils an beiden Enden des Trockenabschreckofens wurde die Materialentmischung im Trockenabschreckofen weitgehend behoben. Dies führte zu einer vollständigeren Koksabschreckung und einer effektiven Verbesserung der thermischen Energieausnutzung. (3) Stickstoffbefüllung: Im Koksaustragsbereich des Trockenabschreckofens wurden Stickstoffbefüllungsstellen installiert. Durch die Stickstoffzugabe wurde die Emission von giftigem Kohlenmonoxid reduziert und die Koksabschreckwirkung verbessert. 3.3.2 Optimierung der Anlagenmodernisierung: (1) Umrüstung des Umwälzventilators: (1) Das Stahlgestell wurde ersetzt und das Fundament mit Beton verstärkt. Der Rotor wurde ausgetauscht, wodurch das Problem der Vibrationen des Umwälzventilators weitgehend behoben wurde. (2) Der Frequenzumrichter wurde modifiziert. Gleichrichterbrücke, Thyristor, Wechselrichterbrücke, Kondensator usw. wurden ersetzt, wodurch das Problem der häufigen Auslösungen des Frequenzumrichters behoben wurde. (3) Das Stahlseil des Hebesystems wurde modifiziert. (4) Das Stahlseil des Hebesystems wurde von rechtsgängig auf linksgängig umgestellt, wodurch das Verdrehen während des Hebevorgangs behoben wurde. (5) Das Koksabfuhrband wurde modifiziert. Es wurde von einem Standardband auf ein hochtemperaturbeständiges und verschleißfestes E-Band umgestellt, was die Lebensdauer des Bandes verlängerte und die Produktionseffizienz der Trockenhärtung verbesserte. (6) Der Elektroraum des Hebesystems wurde umgebaut. Da er sich in der Nähe der Wärmequelle befindet, schlecht abgedichtet ist und hohen Temperaturen, Staub und Vibrationen ausgesetzt ist, was zu einer hohen Ausfallrate der elektrischen Ausrüstung des Hebesystems führte, wurde der Elektroraum im Zuge der Überholung der Trockenhärtungsanlage verlegt und umgebaut. Zudem wurde eine Fehleranzeige für die elektrische Ausrüstung des Hebesystems installiert, wodurch die Ausfallrate deutlich reduziert wurde. (7) Der Entstaubungsventilator und der Staubabscheider wurden modifiziert. Technische Modernisierungen wurden an Anlagen wie Umweltentstaubungsventilatoren und Nass-Mehrrohr-Entstaubern durchgeführt, um den Betrieb der Trockenabschreckanlage zu stabilisieren. 3.4 Stärkung der betrieblichen Weiterbildung: Es wurde ein Zertifizierungssystem eingeführt, und die Bediener in verschiedenen Positionen wurden regelmäßig zu betrieblichen Schulungen eingeladen. Sie wurden angewiesen, die Betriebsabläufe sorgfältig zu studieren, die Bedeutung standardisierter Sicherheitsabläufe vollumfänglich zu verstehen, ihre Fachkenntnisse zu verbessern, Fehlbedienungen vorzubeugen und den sicheren und reibungslosen Betrieb der Trockenabschreckanlage zu gewährleisten. 4 Fazit: Die Umsetzung der oben genannten Maßnahmen verbesserte die Wirkleistung des Generators effektiv. Der Betrieb hat gezeigt, dass die Trockenabschreckanlage eine ausgeglichene und stabile Produktion mit einer durchschnittlichen täglichen Stromerzeugung von 57.000 kWh und einer durchschnittlichen täglichen Dampfproduktion von 925 Tonnen erreicht. Die durchschnittliche tägliche Stromerzeugung stieg im Vergleich zu 2000 um 11.516 kWh; die durchschnittliche tägliche Dampfproduktion stieg um 145 Tonnen. Ausgehend von einem tatsächlichen Jahresbetrieb der Trockenlöschgeneratoreinheit von 330 Tagen könnten die jährlichen Stromerzeugungserträge 9,405 Millionen Yuan und die jährlichen Dampferzeugungserträge 24,42 Millionen Yuan erreichen.