Physikalische Modellierung einer Kohlemühle im Kontext der Regelleistungsbereitstellung

Produktbeschreibung

In der vorliegenden Arbeit wird der Einfluss der Kohlemühle auf das Lastwechselverhalten des steinkohlebefeuerten Dampfkraftprozesses untersucht. Dazu wird ein physikalisches Modell einer Steinkohlemühle entwickelt, verifziert und mit Betriebsmessdaten validiert. Das validierte Mühlenmodell wird mit einem umfassenden Modell eines Steinkohlekraftwerks gekoppelt. Anschließend werden die Mühlensteuergrößen Primärluftmassenstrom, Sichterdrehzahl und Mahlwalzendruck in verschiedenen Szenarien geregelt und übersteuert. Als Grundlage aller Szenarien dient stets das Präqualifkationsverfahren zur Bereitstellung von Sekundärregelleistung, der sogenannte Doppelhöckertest. Die Bewertung der verschiedenen Regelungskonzepte erfolgt anhand der bereitgestellten elektrischen Nettoleistung des Gesamtprozesses.

Inhaltsverzeichnis
Abkürzungs‐ und Symbolverzeichnis ……………………………… VII
1 Einleitung ………………………………………………………………… 1
1.1 Motivation …………………………………………………………….. 2
1.2 Vorgehensweise …………………………………………………….. 3
2 Stand der Technik ……………………………………………………. 5
2.1 Kohlemühlen ………………………………………………………… 5
2.2 Modellierung von Kohlemühlen ……………………………… 8
3 Modellbildung ………………………………………………………… 11
3.1 Mahlen ………………………………………………………………… 12
3.2 Transport …………………………………………………………….. 24
3.3 Sichten ………………………………………………………………… 28
3.4 Trocknen ……………………………………………………………. 30
3.5 Modellierung der Gasphase ………………………………….. 32
4 Bewertung der Modellgüte ……………………………………… 34
4.1 Verifizierung ……………………………………………………….  34
4.2 Validierung …………………………………………………………. 38
4.3 Sensitivitätsrechnungen ………………………………………. 49
5 Einfluss der Mühlendynamik auf den Gesamtprozess … 53
5.1 Beschreibung des Kraftwerksmodells …………………….. 53
5.2 Bereitstellung von Systemdienstleistungen ……………. 60
5.3 Das Referenzszenario …………………………………………. 62
5.4 Variation der Mühlensteuergrößen ………………………. 72
5.5 Potenzial der Kohlemühle …………………………………… 86
6 Zusammenfassung ………………………………………………. 103
Anhang ………………………………………………………………….. 106
Literatur ………………………………………………………………… 113

Keywords: Systemsimulation, physikalische Modellierung, Dynamik, Kohlemühle, Steinkohle, Dampfkraftprozess, Sekundärregelleistung, Doppelhöcker, Modelica, Flexibilisierung,