Für die Zuführung von Trockendampf an Dampf-basierten Prozessen gibt es zwei wichtige Anhaltspunkte. Der Erste ist die Produktion des Trockendampfs mit der richtigen Ausführung durch den Dampferzeuger und der Zweite ist das Separieren des, durch die Kondensation erzeugten Kondensats vom Dampf, mit der richtigen Einbaukonstruktion vor Eintritt in den Prozess.

Bei der Festlegung der Betriebsdrücke von Dampfkesseln sollte ein Druck, der erheblich höher ist, als der höchstzulässige Betriebsdruck des Prozesses, bestimmt werden. Der Dampfkessel kann keinen Trockendampf erzeugen, wenn er mit weniger als 20 % des Drucks, für das er konstruiert wurde, betrieben wird.

Die trockene Dampfproduktion ist direkt verbunden mit dem Betriebsdruck, der nicht verringert wird. In den Betrieben mit Peak-Traktion muss die Kapazität des Dampferzeugers entsprechend gewählt werden. Wenn die Kapazität des gewählten Dampferzeugers nicht ausreicht, können Druckverluste zustande kommen und, unabhängig von Ausführung des Dampferzeugers, Wassermitrisse ausgelöst werden.

Die Aussage, dass die Peak-Traktion aufgrund von Reservebestand im Dampfkesseln keinen Druckabfall verursachen und den Druck im Dampferzeuger, aufgrund fehlender Dampfreserve erniedrigen und einen wässrigen Dampf erzeugen wird, kann aus den Gründen, die wir in unserem Artikel “Sind in den Peak-Dampf-Traktionen Scotch-Kesseln oder Dampferzeuger besser?” erläutert haben, nicht vollständig getroffen werden.

Wenn der erzeugte Trockendampf aufgrund von Strahlungsverlusten in ein Kondensat umgewandelt wird, sollte die Dampfleitung für die Dampftrennung auf eine Neigung von 1/70 eingestellt, einen Kondensatableiter in die Leitung und am Ende der Leitung implementiert und Separatoren in den Prozesseingängen platziert werden.

Darüber hinaus können Partikeln, die aus der Installation eingeschleppt werden, schwebend durch den Dampf in den Prozessen gelangen. Es kann mehrere Wochen, manchmal auch Monate dauern, mögliche Schweißgräte, vor allem in neu installierten Anlagen, zu beseitigen. Daher sollten am  Dampfeintritt aller Prozesse, Schmutzfänger mit einer Maschenweite von 100 eingebaut und in bestimmten Zeitabständen gereinigt werden.

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Die Dampferzeuger sind im Verglich zu den Dampfkesseln auf dem Markt, als Systeme mit relativ geringer Kapazität, die für eine sehr schnelle Dampferzeugung sorgen, bekannt. Dies trifft zwar zu, aber Dampferzeuger können auch als kleine Versionen von Wasserrohrkesseln mit hohen Drücken und Kapazitäten betrachtet werden. Damit ein Dampferzeuger als Dampferzeuger benannt werden kann, muss er über ein Wasserleitung-Design verfügen. Die Konstruktion mit einer Wasservolumen-Reserve und einem Rauchrohr-Design wird als Scotch-Dampfkessel benannt.

Während Dampfkesseln Dämpfe in einer Zeitspanne von 30-90 Minuten erzeugen können, sind Dampferzeuger in der Lage, den Dampf mit dem gewünschten Druck in 3-5 Minuten zu erzeugen. Deshalb bieten Dampferzeuger die Möglichkeit, bei jedem Start ernsthafte Einsparungen zu erzielen.

Dampferzeuger verfügen über ein Wasservolumen von ca. 1/10 der Dampfkessel. Sogar nicht in einem Gehäuse, indem Wasser gelagert wird, sondern selbst im Rohr drinnen. Daher ist das Risiko der Explosion eines Dampferzeugers gleich Null. Aus diesem Grund ist der Einsatz neben den Wohnbereichen faktisch und rechtlich angemessen.

Dampferzeuger produzieren bei Bedarf so viel Dampf wie nötig. Daher sollte mit einer sehr guten Automatisierung eine Synchronisation zwischen dem Wasserversorgungs- und dem Verbrennungssystem gewährleistet werden. Ansonsten wird die Produktion von wässrigen Dampf oder Heißdampf in Frage kommen.

Da die Dampferzeuger keine Wasservolume-Reserven besitzen, sind sie auch nicht tief oder oberflächlich zu bluffen. Dies bietet einen wichtigen Vorteil, hinsichtlich der Entstehung von weniger Verlust gegenüber Dampfkesseln.

Dampferzeuger werden in der Regel im Bereich von 100 – 4.000 kg/h hergestellt. Die Firma Jenesis hat jedoch mit dem HUB-System die Kapazitätsgrenze aufgehoben und kann unbegrenzte Heizräume einrichten.

Vor allem in den letzten 10 Jahren wurden die schwachen Stellen von Dampferzeuger, deren Modelle als Ergebnis der Untersuchungen von Jenesis Froschung&Entwicklung serienmäßig produziert wurden, gestärkt und mit der Produktion von reibungslosen, hocheffizienten und kostengünstigen Systemen mit überlegenen Eigenschaften begonnen.

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Dampferzeuger verfügen im Vergleich zu Flammenrauchrohr-Design über ein Wasservolumen von nur ein Zehntel davon. Dieses Wasservolumen im Dampferzeuger wird nicht außerhalb der Wärmeübertragungsleitungen gelagert. Es bewegt sich in den Wasserleitungen. Dadurch wird das Risiko einer Dampferzeuger-Explosion auf Null gesetzt.

In den letzten Jahren hat die Kontinuität des Betriebes an Bedeutung gewonnen und die Bedeutung der Sicherheit am Arbeitsplatz und der menschlichen Gesundheit stetig zugenommen. Die Auswirkungen einer Explosion können vielseitig sein. Es ergeben sowohl materielle, als auch spirituelle Auswirkungen auf Menschen und Unternehmen, die Leben lang ihre Spuren hinterlassen würden.

Dampferzeuger werden bevorzugt, vor allem aus den Gründen wie z.Bsp. insbesondere die Kosten für die Errichtung eines von der Anlage getrennten Heizraums, das Anliegen über effiziente Nutzung des Werksgeländes, Sicherheit am Arbeitsplatz,  menschliche Gesundheit und Sicherheit, niedrige Betriebskosten.   

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Um korrosive Gase wie Sauerstoff und Kohlendioxid in dem in die Dampferzeuger beförderter Wasser zu entsorgen, ist es notwendig, das Speisewasser zu erwärmen. Kohlendioxid wird bei 65 °C vollständig vom Wasser abgebaut, während Sauerstoff bei 102 °C vollständig zersetzt wird. In einigen Betrieben steigt die Temperatur des Kondensatsammeltanks automatisch bis zu 85-90 °C, so dass ein Entgaser-System nicht anwendbar ist und die geringe Restmenge an Sauerstoff im Wasser wird aufgrund von Investition und Betriebskosten, ohne Entgaser-System, nur durch Dosierung von Sauerstofffänger-Chemikalien entsorgt und die Korrosion somit vorgebeugt. 

Unter allen Bedingungen schwankt die Temperatur des Speisewassers zwischen 80-105 °C. Während die Förderpumpen Hochdruckwasser in die Dampferzeuger abführen, bildet sich auf der Saugseite innerhalb der Pumpe ein Vakuum. Kavitation tritt als Folge der Verdunstung und der damit verbundene räumliche Ausdehnung, aufgrund hoher Speisewassertemperatur unter Vakuumbedingungen auf.

Insofern ist es nicht richtig, heißes Kondensat durch ein kaltes zu ersetzen, um die Kavitationsbildung zu verhindern und die Temperatur des Kondensattanks zu verringern, da sowohl Energieverlust als auch zusätzliche Wasseraufbereitungskosten durch die Entsorgung von Wasser hoher Qualität, sowie die Korrosionsbildung zustande kommen können.

Aus diesem Grund sollte versucht werden, durch Anheben von Kondensattank oder Entgaser, einen statischen Druck an den Eingängen der Speisewasserpumpe zu erzeugen. Beispielsweise sollte ein Entgaser, der bei 105 °C betrieben werden kann, in Entfernung von mindestens 5 m von der Pumpe, eingebaut werden.

Wenn der Kondensattank oder Entgaser nicht hoch angehoben werden kann,  kann eine preislich oft günstigere Umwälzpumpe zwischen dem Tank und der Pumpe platziert werden, um eine lange Lebensdauer der Speisewasserpumpe zu gewährleisten.

Die Umwälzpumpen fördern das hoch erwärmte Speisewasser aus Kondensattank oder Entgaser zu den Hauptzufuhrpumpen und verhindern durch Erzeugung von positivem Druck am Pumpeneingang, das Eintreten von Kavitation.

Zur Auswahl gibt es auch Modelle von Hubkolben-Speisewasserpumpen mit Kühlmanteln, die im Dampferzeuger zum Einsatz kommen. Um mögliche Beschädigung der inneren Struktur der Kolbenpumpe durch das Heißwasser, das in die Pumpe gefördert wird, zu vermeiden, zirkuliert kaltes Wasser im Kühlmantel, der sich außerhalb des Gehäuses befindet. Somit wird die Pumpe geschützt.

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Es gibt zwei wichtige Faktoren, die die Leistungsfähigkeit der Dampfproduktion beeinflussen: die Verbrennungs- und die Wärmeübertragungseffizienz.

Für hohe Verbrennungseffizienz ist der Auswahl der Brenner von großer Bedeutung. In den heutigen Technologien reicht selbst die proportionale Auswahl des Brenners nicht mehr aus. Unter den proportionalen Modellen gibt es neben den mechanischen und elektronischen Proportionalmodellen auch umweltfreundliche Produkte, die Low NOx genannt werden, sowie Klassifikationen, die als Klasse I-II-III-IV-V definiert sind und die Verbrennungseffizienz angeben. Darüber hinaus benötigen Sie für eine hochertragreiche Verbrennung einen Brenner, der nicht an der Grenze entsprechend der Dampfkapazität ausgewählt ist. Die Verbrennungseinstellungen der Brenner sollten nach Gasdruck und Wetterbedingungen erfolgen. Aber auch innerhalb von Stunden können sich diese Werte ändern, so dass auch die Verbrennungseinstellungen sich verstellen. Daher wird empfohlen, Trimmsysteme zu verwenden, die die Verbrennungseinstellungen kontinuierlich an die Sauerstoffmenge im Schornstein anpassen können, um die Kontinuität des idealen Verbrennungswertes zu gewährleisten.

Andererseits ist es sehr wichtig, die vom Brenner erzeugte Energie durch Wärmeübertragungsrohre ins Wasser zu übertragen. Betrachtet man die Kapazität der Dampferzeuger in kg/h, so ist auch die Wärmeübertragungsfläche in m²zu beachten. Denn die vom Brenner erzeugte Energie kann durch unzureichende Rohre, ohne ins Wasser geleitet zu werden, aus dem Schornstein geschleudert werden. Die Möglichkeit der Entnahme von 40 kg/h Dampf zu je 1 m² macht es zu einem idealen Dampferzeuger für Gaskraftstoff. Bei Dampferzeugern mit geringerer Wärmeübertragungsfläche sinkt einerseits die Effizienz, andererseits wird wässriger Dampf produziert. Beispielsweise sollte ein Dampferzeuger mit einer Kapazität von 5.000 kg/h keine Wärmeübertragungsfläche von weniger als 5.000 x 40 = 125 m² haben.

Die besessenen Übergänge des Dampferzeugers sind ebenfalls ein wichtiger Faktor. Ein idealer Dampferzeuger sollte 3 Übergänge haben. Der Wirkungsgrad ist geringer bei einem Dampferzeuger, der mit Einzel- oder 2 Durchgängen ausgelegt ist. In diesem Fall werden die Betriebskosten enorm steigen, die eine Menge Sachschaden anrichten können.

Außerdem sorgt das Speisewassersystem des Dampferzeugers mit einer proportionalen Steuerung für geringe Peakwerte des Brenners und trägt zur Erzeugung von besserer Dampfqualität bei. Darüber hinaus bietet die frequenzgesteuerte Auswahl der Speisewasserpumpe auch Einsparungen der Energiekosten.   

Auch die Rauchgastemperatur bei einem Dampferzeuger kann im Bereich von 200-350 °C liegen. Deshalb ist es wichtig, die hohe Energiemenge im Rauchgas zurückzugewinnen. Die Economiser-Systeme, in denen wir Rauchgasenergie auf das Medium Wasser übertragen können, und die Rekuperator-Systeme, in denen wir die Energie in die Luft übertragen können, sollten ein unveränderlicher Teil des Dampferzeugers sein. Wenn wir die Energie aus dem Rauchgas einspeisen, entspricht jeder Senkung der Temperatur um 20 °C einen Gewinn von etwa 1%, hinsichtlich der Effizienz des Dampferzeugers. Beispielsweise, wenn wir die Rauchgastemperatur des Dampferzeugers von 240 °C auf 120 °C senken, erzielen wir eine Einsparung von 120/20= 6 %.

Dampferzeuger sind mit keine Abschlämmung versehen und wenn Sie über einen Dampferzeuger mit Flammenrauchrohr verfügen, ist es auch möglich, Energieverluste wiederzugewinnen, die durch gründliche oder oberflächliche Abschlämmung verursacht wurden. Dank den Entspannungsdampf-Rückgewinnungssystemen, die am Austritt des Oberflächen-Abschlämmungssystems eingebaut werden, kann Energie gewonnen und das kalte Abschlämmungswasser in den Abfluss geleitet werden.

In den Betrieben, die Entgaser verwenden, wird zusammen mit den korrosiven Gasen, die aus dem Lüftungsventil austreten, etwas Dampf in die Luft geleitet.  Es ist auch möglich, die Energie dieses unkontrolliert eingetretenen Dampfes zurückzugewinnen. Dank solcher Wärmetauscher, die aus spezialem Material gefertigt sind und eine sehr hohe Korrosionsbeständigkeit aufweisen, können durch Rückgewinnung des entsorgten Dampfes, Einsparungen erzielt werden.

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Zusätzlich zu unserem Artikel “Wie kann noch produktiveren und effizienteren Dampf erzeugen?”, gibt es vier weitere wichtige Möglichkeiten, Dampfkosten zu senken: 

• Warmwasserbereitung mit JetPack-System

In den meisten Betrieben werden Heißwasser-Batterietanks oder Warmwasserkesseln verwendet, um den maximalen Kraftschluss zu erfüllen. In solchen Warmwassersystemen mit hohem Lagervolumen halten sich die hohen Strahlungsverluste über 24 Stunden an. Die Leistungsfähigkeit der in den Kesseln platzierte Wärmetauscher mit Rohren ist ebenfalls viel niedriger, im Vergleich zu den Typen mit Platten und bietet auch keine Zweckmäßigkeit hinsichtlich der Wartung und Reparatur.

Aufgrund des Risikos einer Legionellenerkrankung sollte heißes Wasser mit einer Temperatur von mindestens 65 °C gelagert werden. Dies bringt wiederum zusätzliche Betriebskosten. Stattdessen bietet der Einsatz von JetPack Heißwasser-Produktionssystemen, die keinen Warmwasserspeicher benötigen und den maximalen Kraftschluss erfüllen, die Möglichkeit, Einsparungen zu realisieren.

• Kontrolle der Wirksamkeit von Isolationen

Isolationen sind hinter den Beschichtungsblechen versteckt und ihre Aktivitäten sind unbekannt. Aus diesem Grund werden mit Wärmebildkameras die Wirksamkeit Ihrer Isolierungen untersucht und etwa erforderliche Verbesserungen ermittelt und durchgeführt. Auch die Isolierung von Rohren ohne Isolation und der Einsatz von Ventil-Ummantelung sorgen für noch mehr Einsparungen. Darüber hinaus gibt es Wärmedämmungs-Anwendungen, die wie Farben gestrichen werden können, vor allem für Stellen, an der eine Isolierung nicht möglich ist.

• Das Entspannungsdampf-Rückgewinnungssystem einrichten

Der Entspannungsdampf aus der Kondensatleitung muss nicht aus der Belüftung des Kondensattanks in die Atmosphäre abgegeben werden. Stattdessen wird vor dem Kondensattank, ein Entspannungsdampf-Rückgewinnungssystem entworfen und Kondensat vom Entspannungsdampf getrennt und somit kann heißes Wasser oder heiße Luft durch die Energie von Entspannungsdampf erzeugt werden, ohne die Energie des Kondensats beim Guss in den Kondensattank abzubauen.

• Installation eines Kondensatableiter-Kontrollsystems

Wenn die Kondensatableiter nicht ordnungsgemäß funktionieren oder geschlossen bleiben, können sie die Produktionszeit im Prozess verlängern oder, wenn sie kontinuierlich betrieben werden, zum Dampfleck führen. Selbst wenn der hochwertigste Kondensatableiter ausgewählt wurde, kann sowohl aus Montagefehlern als auch mit dem Wasserschlag oder Schmutzeinwirkung, in kurzer Zeit Undichtheit zu erkennen sein. Die Kosten für die Auslauf von Dampf oder den Produktionsverlust sind im Vergleich zu den Kosten der Kondensatableiter relativ hoch. Daher ist es sehr wichtig, Systeme einzurichten, die ständig online kontrollieren, ob Kondensatableiter ordnungsgemäß funktionieren, um mögliche Verluste zu verfolgen und zu minimieren.

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Von Jenesis Dampfsystemen hergestellte Dampferzeuger der Serie SHS und HUB aus dem Wasserrohr-Design haben im Vergleich zu den Flammenrauchrohr-Konstruktionen, ein Wasservolumen von bis zu 1/10. Außerdem das Wasser befindet sich nicht in einem festen und gelagerten Zustand, sondern in flüssiger Form außerhalb des Rohres.

Zusätzlich beträgt der standartmäßige Widerstandsdruck von Rohren bei Dampftemperaturen 250 bar. Mit Hilfe von speziellen Rohren, die die hohe Drücke standhalten können, wird nicht nur der Druck, sondern auch die Korrosionsbeständigkeit erhöht.

Serienmäßig im Bereich von 3-10 bar entwickelte Jenesis Dampferzeuger können bei Bedarf, ohne ein Risiko einzugehen, in den gewünschten Hochdrücken konstruiert werden. Aufgrund dieser Eigenschaften haben Jenesis Dampferzeuger ein Nullrisiko hinsichtlich der Ausbreitung von Explosionen.

Dank des HUB-Systems können mit Kaskadenverbundene Modulen, Dampfkesselräume ohne Kapazitätsbegrenzung eingebaut werden. In einem HUB-System können beispielsweise mit 10 Modulkaskaden-Verbindungen zu je 3 t/h, 30 t/h Kesselräume eingebaut werden. Dank der zentralen Automatisierung im HUB-System werden so viele Module wie nötig in Betrieb genommen. Je nach Arbeitszeit der Module, wird zuerst das Modul in Betrieb gesetzt, das kurz betrieben wird oder zuerst das Modul ausgeschaltet, das lange Stunden betrieben wird, sodass eine gleichwertige Alterung zwischen den Modulen gewährleistet ist.

Durch das HUB-System erzielt man je nach saisonaler oder wirtschaftlicher Situation sehr flexible Kapazitäten in den Produktionskapazitäten und etwa die Reduzierung der Betriebskosten.

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Einer der wichtigsten Faktoren, die die Effizienz der Dampferzeuger in Betrieben aufzeigen, ist die Temperatur von Rauchgas. Je höher die Rauchgastemperatur, desto geringer die Effizienz.

Es kann mehrere Gründe geben, die die Rauchgastemperatur steigern. Wir können sie in vier Hauptrubriken entschlüsseln.

• Erstens ist das Design des Dampferzeugers sehr wichtig. Bei Einzel- oder Zweiübergangsausführungen wird bereits die Rauchgastemperatur standardmäßig hoch sein. Daher empfehlen wir idealerweise die Verwendung eines Dampferzeugers in einem 3-Pass-Design. Unabhängig von der Anzahl der Übergänge ist es notwendig, über genügend Wärmeübertragungsflächen zu verfügen. Bei einer sehr allgemeinen Definition, in einem Dampferzeuger sollten bei jeder 40 m², 1.000 kg/h Dampf berechnet werden. Zum Beispiel sollte ein Dampferzeuger mit einer Kapazität von 5 t/h keine Wärmeübertragungsfläche von weniger als 5 x 40 = 200 m² Bei geringer Fläche, da die Energie des produzierten Flammrauches nicht ausreichend ins Wasser übertragen werden kann, wird aus dem Rauchabzug Energie mit hohen Temperaturen abgeführt, die zur Folge hat, dass die Effizienz sinken und der Kraftstoffverbrauch steigen wird.
• Die Verbrennungseffizienz des Brenners ist einer der Faktoren, die die Rauchgastemperatur direkt beeinflussen. Daher ist es sinnvoll, die Verbrennungseffizienz des Brenners unter ständiger Kontrolle zu halten. Um den Peak-Dampf Bedürfnissen von Betrieben voll gerecht zu werden, kann der Brenner vom Service auf reichhaltige Brennung eingestellt werden. Mit anderen Worten, ein ineffizienter, aber schneller Brenner kann aufgrund betrieblicher Anforderungen bevorzugt werden. Es ist nützlich, die Vor- und Nachteile davon im Detail zu berechnen und genauere Lösungen zu erstellen. Auf der anderen Seite, da die saisonalen Einstellungen am Brenner abhängig vom Gasdruck und den atmosphärischen Bedingungen zum Zeitpunkt der Anpassung sind, wird sich die Verbrennungsqualität verschlechtern und die Rauchgastemperatur steigern, während die Effizienz sinken wird, wenn die Wetterbedingungen oder der Gasdruck sich verändert, was sich sogar innerhalb von Stunden ändern kann. Daher ist es sinnvoll, mit Sauerstofftrimmsystemen das Brennen sofort an die Sauerstoffmenge im Rauchabzug anzupassen.
• Ein weiteres wichtiges Thema ist die Übertragung der Flammenenergie, als Folge des Brennens, ins Wasser. Da Schorfschichten, die auf den Wärmeübertragungsflächen auftreten können, die Wärmeübertragung verhindern werden, wird die Energie von Flamme und Rauch aus dem Rauchabzug in die Atmosphäre abgegeben, bevor sie ausreichend eingenommen werden. Die Bildung von Schorfschichten hängt von der Qualität des Speisewassers und seiner Kontinuität ab. Das Leitfähigkeitsniveau im Dampferzeuger, das nicht unter Kontrolle gehalten werden kann, wird ebenfalls zur Bildung von Schorfschichten führen. Es ist wichtig, dass das Speisewasser keine Härte und wenn möglich sogar niedrige Leitfähigkeit aufweist. Wenn ein Dampferzeuger mit Flammenrauchrohr zum Einsatz kommt, ist es sehr wichtig, die Abschlämmungen durch automatisierte Systeme durchzuführen.
• Wenn alles in Ordnung ist, d.h. wenn die Brennungsqualität mit Trimsystem kontinuierlich hohe Qualität aufweist, auch die Wasserqualität mit Umkehrosmose-Systemen kontinuierlich auf hohem Niveau gehalten wird, keine Schorfschichten aufgebaut sind und Sie über genügend Wärmeübertragungsfläche verfügen, wird es notwendig sein, die Energie der Hochtemperaturgase im Rauchabzug mit Economizer (Vorwärmer) wiederzuerlangen. Dank der kondensierten oder unkondensierten Rauchgas-Economizer (Vorwärmer) ist es möglich, die Leistung zwischen 5 und 8% zu erhöhen.

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Die Temperaturen des Kondensattanks sollten in Abwesenheit von Entgaseranlagen im Bereich von 80-90 °C liegen. Bei Temperaturen von 80 °C und darunter ist die Menge an gelöstem Sauerstoff im Wasser sehr hoch. Der Sauerstoff, der dadurch mit dem Wasser in das Dampfproduktionssystem gelangt, reduziert die Lebensdauer des Systems durch Korrosion. Dies ist ein ernstes Risiko mit Nebenkosten.

Obwohl es möglich ist, den Sauerstoff mit Sauerstofffänger im Kondensattank zu halten, erhöht sich die Sauerstoffmenge bei Temperaturen unter 80 °C parabolisch, so dass die Menge an Chemikalien, die zugeführt werden müssen, stark zunimmt. Einspeisung von Chemikalien in Wasserzuleitungen in der Überdosis führt in kürzerer Zeit zu zusätzlichen Kostenbelastungen, sowie zur chemischen Sättigung. Damit die Chemikalien wirksam sind, sollte gesättigtes Wasser entsorgt und durch mehr Abschlämmung frisches Wasser eingenommen werden. Da das abgelassene Wasser konditioniert und Heißwasser ist, werden die Betriebskosten dementsprechend stark steigen.  Daher sind die Werte unter 80 °C nicht zumutbar.

Bei einem ähnlichen Ansatz sind Werte über 90 °C aufgrund der Gefahr von Kavität der Förderpumpen nicht wünschenswert. Die Strahlungsverluste aus dem Kondensattank werden zunehmen und die Lebensdauer der Pumpe maßgeblich beeinflussen.

Wenn Ihr Thermometer nicht defekt ist, können die Gründe für die Steigung der Temperatur des Kondensationstanks die unten genannten 4 Faktoren sein.

• Möglicherweise führen Lecks in den Kondensatableiter dazu, dass nicht nur heißes Kondensat und Entspannungsdampf sondern auch Frischdämpfe in den Kondensattank gelangen. Kondensatableiter mit Lecks können den Betrieben schwere Verluste verursachen, während die Temperaturen des Kondensattanks ebenfalls ansteigen können, was zum Ausfall der Speisewasserpumpen führen kann. Daher sollten Kondensatleckse regelmäßig unter Kontrolle gehalten werden.
• Ein weiterer Aspekt ist, dass Mitarbeiter, die Prozesse in den Betrieben verwenden, Bypass-Leitungen von Kondensatableiter öffnen, um die Prozesszeiten zu reduzieren oder das Problem des wässrigen Dampfs zu lösen. Gerade aufgrund von falsch gewählten Kondensatableiter, die auch unzureichend funktionieren, sind sich die Mitarbeiter, die die Störungen in Prozessen auf diese Weise lösen, leider nicht bewusst, welche Schäden sie damit anrichten. Daher ist es wichtig, sicherzustellen, dass das Personal geschult ist und Kondensatableiter korrekt gewählt werden und ordnungsgemäß funktionieren.
• Je nach Ausfall des Frisch-Speisewasser-Regelsystems führt die Ausgießung des Kondensats in den Kondensattank und die manuelle Zuführung von Wasser in bestimmten Intervallen dazu,  dass die Temperatur des Kondensattanks in einem größeren Bereich freigesetzt wird. Daher muss sichergestellt werden, dass das Standprüfungssystem ordnungsgemäß funktioniert.
• Ein weiterer wichtiger Faktor ist die unzureichende Lüftung oder die Schließung des Kondensattanks. Kondensattanks müssen atmosphärisch sein. Obwohl geschlossene Kondensattanksysteme vorhanden sind, müssen alle Prozesse und Kondensatableiter in solchen Systemen entsprechend ausgelegt werden. 99 % der Betriebe sind, aufgrund der einfachen Bedienung, mit atmosphärischem Kondensatsystem ausgestattet. Aus diesem Grund wird empfohlen, den Entspannungsdampf, der von der Kondensatleitung mit dem heißen Kondensat herbeigeführt wird, zuerst vom Entspannungsdampf-Rückgewinnungssystem abzutrennen und erst danach zu bewerten. Betriebe, die dieses System nicht installieren, müssen den Entspannungsdampf aus der Kondensattank-Entlüftungsöffnung in die Luft abgeben. Daher ist der Durchmesser der Entlüftungsöffnung; so auszuwählen, dass die Möglichkeit besteht, den gesamten Entspannungsdampf abzuführen und die Ansammlung im Tank zu verhindern. Bei Kompression im Kondensattank steigen Druck und Temperatur.

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Die Wasserqualität ist bei der Dampfproduktion sehr wichtig. Es ist ein Faktor, der den gesunden Betrieb, die Effizienz und sogar die Lebensdauer des gesamten Systems bestimmt.

Beim Übergang von der Flüssigphase in die Gasphase dringen die Feststoffe im Wasser in den Dampf der Gasphase ein und sammeln sich im Restwasser, da sie den Dampferzeuger nicht verlassen können. Wenn vom Dampferzeuger Wasser verschleppt wird, werden die Verunreinigungen im Dampf durch das Wasser bis hin zu den Prozessen transportiert. Feststoffe, die durch Wassermitrisse übertragen werden, können sich an die  Wärmeübertragungsflächen anlegen, die zu Effizienzminderung oder Fehlfunktion der Kondensation führen kann.

Wenn es eine anerkannte Tatsache ist, dass selbst eine makroskopische Schorfschicht von 1 mm die Effizienz des Kessels um 8% reduzieren kann, können wir die Aussage bestätigen, dass wir über hohe Energieverlust sprechen. Aus diesem Grund müssen alle Dampferzeuger Wasser ohne Härte zuführen. Die Bildung von Kalkstein wird somit verhindert werden.

Die im Dampferzeuger zurückgelassenen Feststoffe sammeln sich ebenfalls im Laufe der Zeit an und legen sich in Wärmeübertragungsflächen an, wodurch die Effizienz reduziert wird, die zu Korrosion und thermischen Belastungen führen kann. Daher wird bei automatischen Abschlämmungssystemen versucht, das Niveau dieser Feststoffe, die die elektrische Leitfähigkeit des Wassers erhöhen, unter Kontrolle zu halten. Da jedoch durch Abschlämmung eine erhebliche Menge an Energie in den Abfluss gelangen wird, sollte entweder am Austritt des Abschlämmungssystems ein Rückgewinnungssystem installiert oder die Menge an Abschlämmung reduziert werden.

Eine Möglichkeit, die Menge an Abschlämmung zu reduzieren, ist das Umkehrosmosesystem. In einem Umkehrosmosesystem werden durch die Einnahme der Feststoffe im Speisewasser, unter Zufuhr des Wassers in sehr geringer Leitfähigkeit (5-25 ppm), die im Dampferzeuger angesammelten Feststoffe mit sehr wenig Inhalt sein und in diesem Fall wird die Menge an Abschlämmung ebenfalls minimiert.

Aus diesen Gründen steht die Verpflichtung der Wasserzufuhr mit Null-Härte im Vordergrund, aber idealerweise empfehlen wir dem Dampferzeuger eine Wasserzufuhr mit null Härte und geringer Leitfähigkeit.

Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Zersetzung gelöster Gase wie Sauerstoff und Kohlendioxid im Wasser. Da diese Gase recht hohe Korrosion aufweisen, sollten sie vor dem Einsetzen in den Dampferzeuger eliminiert werden. Es gibt zwei Möglichkeiten, dies zu tun. Die erste besteht darin, die Temperatur mit Frischdampf mittels thermischen (klassischen) Entgasern anzuheben und Gase zusammen mit etwas Dampf in die Atmosphäre abzuführen. Die andere besteht darin, die Temperaturen des Kondensattanks über 80 °C zu halten und Sauerstofffänger zu verwenden.

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Dampferzeuger sind eigentlich im Vergleich zu Flammenrauchrohrkesseln, Wasserrohrdampfkessel mit geringerer Kapazität. In beiden Ausführungen werden Brenner des gleichen Typs und der gleichen Kapazität zum Einsatz gebracht. Wenn sie richtig gestaltet sind, kann Trockendampf sowohl in den Flammenrauchrohren als auch in Wasserrohren, von hoher Qualität erzeugt werden.

Aus diesen und ähnlichen Gründen ist der erzeugte Dampf der gleiche Dampf und kann in allen Industrien verwendet werden. Dampferzeuger produzieren, unabhängig von Industrietypen, Dampf mit einem konstanten Druck und von hoher Qualität.  Unterschiedliche Prozesse oder Branchen können unterschiedliche Dampfverbrauchsgewohnheiten haben. Dies kann jedoch je nach Spitzenlast und Berechnung der Arbeits-Synchronezeit die Kapazitätsauswahl beeinflussen. Es können sowohl Flammenrauch- als auch Wasserrohrdampferzeuger eingesetzt werden.

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Wenn wir den Betriebsdruck beim Dampferzeuger herabsetzen, treten 4 wichtige Situationen auf.

• Zuerst, wenn Sie Dampferzeuger mit Wasserrohren verwenden, hat das Verringern des Drucks keinen Einfluss auf die Dampfqualität. Wenn jedoch der Betriebsdruck in den Flammenrauchrohrsystemen auf einen niedrigeren Druck von weniger als 20% des Kesseldrucks eingestellt wird, abhängig von den relativen Veränderungen des Wasserspiegels, nimmt die Produktion von wässrigem Dampf stark zu. In diesem Fall können Probleme hinsichtlich der Erosion und Korrosion, des Wasserschlags und Effizienzverlustes entstehen, die durch wässrige Dämpfe verursacht werden. Dies wird im Laufe der Zeit als unvorhersehbare oder unermessliche Probleme in den gesamten Betrieben auftreten.
• Andererseits, wird der Dampfdruck reduziert, verringert sich hingegen die Menge an zu verbrennender Brennstoff, somit auch die Energiemenge, die für Dampf abzugeben ist. Angesichts anderer negativer Faktoren, kann dieser Verfall jedoch für die Auswahl wenig aussagekräftig sein. Zum Beispiel, bei einem Dampfkessel mit einem Betriebsdruck von 10 barg (hg =781,7 kJ/kg), mit der Notwendigkeit eines Höchst-Dampfes von 6 barg in der Anlage, wird die Menge an Kraftstoff, die Sie verbrennen werden (2.781,7 – 2.763,5) / 2781,7 = 0,0066 nur um 0,6% abnehmen, wenn unter 6 barg (hg = 2763,5 kj/kg) betrieben wird.
• Das Verringern des Drucks wird auch die Temperatur senken. Beispielsweise, die Sättigungstemperatur bei einem Druck von 10 bar Druck ist 184 °C, während bei einem Druck von 6 bar auf 165 °C verringert wird. Auf diese Weise wird die Leistungsfähigkeit des Prozesses abnehmen, da auch die Temperatur des Dampfes, das zu den Prozessen zugeführt wird, abnimmt. Erinnern wir uns an die Formel, die wir bei der Wärmeübertragung als Q= U x A x lndT verwenden. Wenn Sie in dieser Formel die Temperaturdifferenz senken, übertragen Sie weniger Energie mit der Temperaturrate, da die Wärmeübertragungsfläche (A) und der Wärmeübergangskoeffizient (U) gleich bleiben. In unserem Beispiel mit 6 barg statt 10 bar Druck, wird die Temperatur um bis zu 10% (184-165) / 184 = 0.1033 fallen. Dies bedeutet, dass Ihr Prozess etwa 10 % länger dauert und Ihre Produktionskapazität um 10 % sinkt.
• Ein weiteres wichtiges Thema ist, dass, wenn die Konstruktion von Dampf- und Kondensatleitungen nach hohem Druck erfolgt, Ihre Anlagen möglicherweise nicht in der Lage sind, die erforderliche Kapazität zu tragen, wenn Sie den Druck senken. Je nach Druckminderung, sollte auch der Durchmesser des Rohres dementsprechend angepasst werden. Andernfalls steigt die Dampfgeschwindigkeit über die Grenzwerte, wodurch mehr Erosion und Widderimpulse entstehen. Sowohl die von der Hochgeschwindigkeit abhängige Druckminderung, als auch der Verlust hinsichtlich der Installation werden zunehmen.

Aus diesen Gründen empfehlen wir, den Druck aus dem Dampfgenerator nicht zu verringern, bei dem ausgelegten Druck zu betreiben, mit hohem Druck bis in den Prozessen zu drücken und mit Druckreduktionsstationen prozessnah auf den gewünschten Druck einzustellen.

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Die im Speisewasser enthaltenen ätzenden Gase wie Sauerstoff und Kohlendioxid müssen vor dem Eintritt in den Dampferzeuger eliminiert werden. Dazu gibt es zwei Möglichkeiten. Die eine Möglichkeit ist das Kondensat zu erwärmen. Das Kohlendioxid im Kondensat wird bei 65 °C und das Sauerstoff bei 102 °C vollständig aus Wasser abgebaut. Die andere Möglichkeit ist korrosive Gase durch Chemikalien festzuhalten. Die Kondensattemperatur wird automatisch auf 70-90 °C erhöht, da die Rücklaufquote vom Kondensat, bis auf mehrere Sektoren, sehr hoch ist. Aus diesem Grund wird Kohlendioxid vollständig abgebaut. Was in Betracht gezogen werden sollte, ist die Ableitung von Sauerstoff aus dem Wasser.

Bei Verwendung von thermischen oder klassischen Entgasern wird die Kondensattemperatur durch das Zuführen von Frischdampf auf 105 °C erhöht. Um Kavitationen in den Förderpumpen zu vermeiden, muss der Entgaser in einer Höhe von mindestens 5 Meter über die Pumpe angebracht werden. In diesem Fall wird zunächst ein Kesselraum mit einer Höhe von mindestens 10 Meter benötigt. Wenn die Höhe nicht ausreicht, können kompakte (moderne) Entgasersysteme eingesetzt werden.  Die wichtigsten 2 Unterschiede von diesen Systemen, die durch Zugabe von Entgaserdom zum bestehenden Kondensattank entstehen, trotz der gleichen Temperatur wie die Temperatur eines normalen Kondensattanks sind: der konstante Druck und die homogene Temperaturverteilung. In den klassischen Entgasern kann die Temperatur bis 105 °C steigen, während in kompakten Entgasern die Temperatur des Kondensats im Bereich von 85-90 °C konstant gehalten werden kann. In den klassischen Entgasern wird Sauerstoff vollständig zersetzt und mit etwas Dampf aus der Entlüftungsöffnung abgeführt, dahingegen wird die kleine Restmenge an Sauerstoff in den kompakten Entgasern oder in den Kondensattanks, die spontan auf eine Temperature von 80-90 °C ansteigen, mit den Chemikalien eingesetzt als Sauerstofffänger, neutralisiert.

Beispielsweise, der Vergleich von anfänglichen Investitions- und Betriebskosten für eine Anlage mit einem 5 t/h Dampferzeuger wird uns bei der Entscheidung für beide Anwendungen sehr hilfreich werden.

• Bei klassischen Entgasern sind die anfänglichen Investitionskosten hoch. Die Kosten für einen separaten Druckbehälter und Edelstahl-Entgaserdom variieren zwar von Unternehmen zu Unternehmen, wird jedoch zusammen mit den Ausrüstungen etwa 15.000-20.000 Euro sein. Die Betriebskosten können auch in zwei Ebenen dargestellt werden. Das eine sind die Kosten für Strahlungsverluste aus dem Umkreis und das andere sind die Kosten für den Dampf, der an dem Lüftungsventil leckt. Strahlungsverluste durch einen separaten Entgasertank müssen ebenfalls zu den Betriebskosten hinzugerechnet werden.
• Wenn wir alle Ventile auf einem Entgasertank mit einer Kapazität von 5 m³ absetzen und das heiße Wasser darin halten und wir davon ausgehen, dass die Tanktemperatur von 105 °C in einer Stunde auf nur 100 °C sinkt; berücksichtigen wir für die Berechnung:

Wenn Q = m x c x (T2-T1) = 5000 x 1 x (105-100) = 25.000 kcal/h. Erdgasmenge (25.000 kcal/h) / (8250 x 0,9) = 3,37 m3/h. und wir den Erdgas zu einem Preis von  0,25 Euro annehmen, somit 20 Stunden pro Tag und 300 Tagen pro Jahr; ergibt 3,37 x 0,25 x 20 x 300 = 5,055 Euro/Jahr.

Die Energiemenge, die jedes Jahr aus den Entgaserwänden in die Atmosphäre abgeführt wird, kann durch diese Berechnungsmethode annähernd ermittelt werden.

Wir können auch die Menge des Dampfes, die aus dem Entlütftungsventil leckt, wie folgt berechnen. Ein Entlüftungsventil mit einem Durchmesser DN25 wird verwendet und komplett manuell und annehmend offen gelassen. Die allgemeine Anwendung wird so eingestellt, dass der Dampf aus dem Ventil auf maksimum 50-100 cm hoch steigt und danach entsprechend der Luftströmung nach links oder rechts abgeleitet wird. Somit wird es möglich sein, etwas Dampf abzuleiten, während der zersetzte Sauerstoff ebenfalls abgeleitet wird.

Das DN25-Ventil variiert zwar von Hersteller zu Hersteller, aber der durchschnittliche KV-Wert liegt grundsätzlich bei 12. Wenn wir anerkennen, dass ungefähr 1/3 des Ventils geöffnet ist, können wir den ungefähren KV-Wert als 4 akzeptieren. Wenn Sie über klarere Daten verfügen, die für Ihr Unternehmen spezifisch sind, können Sie Ihre Berechnung für Ihr eigenes Unternehmen anhand der folgenden Formel genauer durchführen.

Wir wissen, dass unser klassischer Entgaser bei einem Druckniveau von 0,2 barg betrieben wird. In diesem Fall;

M = 12 x kv x P1 √ 1 – 5,67 (0,42 – χ)²           χ = (P1-P2) / P1 bar

Aus der obigen Formel ergibt sich die Möglichkeit zur Berechnung von 46 kg/h Dampfleck aus dem Ventil. Mit der Annahme der Dampfkosten von 1 Tonne als 20 Euro, mit den Betriebsstunden von 20 Stunden am Tag und 300 Tage im Jahr, ergibt sich eine Gesamtsumme von  46 / 1000 x 20 x 20 x 300 = 5.520 Euro/Jahr. In diesem Fall, zusammen mit den anfänglichen Investitionskosten für den klassischen Entgaser, werden jedes Jahr die Betriebskosten, um die Hälfte davon, steigen.

• Als zweite Alternative sollten Berechnungen für Anlagen mit Kondensattank, die bereits spontan im Bereich von 80-90 °C liegen, oder für Anlagen, die einen kompakten Entgaser verwenden, durchgeführt werden.

Wenn nur der Kondensationstank verwendet wird, entstehen keine anfänglichen Investitionskosten. Da es keine zusätzlichen Behälter geben wird, werden auch keine Strahlungsverluste im Betrieb entstehen.

Für diejenigen, die einen kompakten Entgaser verwenden, werden die anfänglichen Investitionskosten bis zu 10.000 Euro betragen. Zusätzliche Strahlungsverluste entstehen nicht, da sie auf dem vorhandenen Kondensattank im Betrieb montiert sind.

Chemische Bindung ist erforderlich, um den im Kondensat enthaltenen Sauerstoff abzubinden.

Als Ergebnis unserer Verhandlungen mit Chemieunternehmen wurde der Schluss gezogen, dass im Fall einer Dampfproduktion  von 5 t/h und einer Kondensationsrotationsrate von 80%, bei einer Kondensattanktemperatur von 85 °C, eine zusätzliche chemische Dosierung in Höhe von 0,23 Euro/h durchgeführt werden muss, um den im Kondensat zurückgebliebene Sauerstoff,  fangen zu können. Berechnet über 20 Stunden am Tag und 300 Tage im Jahr; es ergibt sich chemische Kosten von 0,23 x 20 x 300 = 1.380 Euro/Jahr.

Die oben beschriebene Berechnungsmethode und Ansätze können im privaten Bereich des Betriebes durchgeführt und zur Entscheidung gestellt werden, ob ein Entgaser zum Einsatz kommen soll.

Für nähere Informationen und Anwendungen kontaktieren Sie uns bitte telefonisch unter 0 212 595 16 56 oder per E-Mail unter der Adresse: teknik@jenesis.com.tr

Die Bestimmung der Dampfkapazität bei der Errichtung einer Fabrik ist sowohl aufgrund technischer Zwänge, als auch aufgrund unsicherer zukünftiger Bedingungen sehr schwierig. Gerade in den heutigen Zeiten pandemischer Erkrankungen, drohen den Fabriken, aufgrund der Arbeiten mit großen Kesseln, in Anlagen mit geringer Produktionskapazität, hohe Kosten, welche die Betriebe in eine schwierige Lage setzt.

In diesem Artikel werden wir die Erzeugertypen von Dampfsystemen, ihren Ansatz zur Dampf- Peak-Traktion und die Lagerung von Dampf untersuchen. Bei der Ermittlung des Dampfbedarfs von Prozessen sollte zusammen mit dem Dampf, den die Prozesse während der Inbetriebnahme verbrauchen, die eigene Wärmebelastung des Rohrnetzes und Prozesses im System berücksichtigt werden. Wenn diese zusätzlichen Belastungen in der Kapazität nicht miteinbezogen werden, muss von Anfang an akzeptiert werden, dass die Inbetriebnahmezeit etwas länger sein wird. Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass anstelle der stündlichen Nennkapazitäten, die in den Katalogen der Hersteller angegeben sind, die Zeit der Dampfaufnahme gemäß den Vorschriften der Verfahren in Betracht ziehend, die aktuellen Peak-Werte berücksichtigt werden sollten.

Bestimmung des Peak-Dampfbedarfs:

Wenn wir mit einem Beispiel fortfahren, wird das Thema leichter zu verstehen sein. So ist beispielsweise der stündliche Dampfverbrauch für einen Prozess im Herstellerkatalog mit 100 kg/h angegeben.  In der Praxis jedoch kann dieses Prozess innerhalb einer Stunde die Dampfaufnahmeperiode in 10 Minuten beenden und in den verbleibenden 50 Minuten können viele andere Anwendungen wie Ware Einnahme/Entladung, Reinigungsmittel-/Chemikalieneinspeisung, Agitation, Spülung, Abhaltung vorkommen. Am Ende einer Stunde verbraucht das Prozess 100 kg/h Dampf, in Wirklichkeit aber, um 100 kg Dampf in 10 Minuten in den Prozess zu führen, muss vorübergehend eine Dampfleitung für eine Dampfversorgung von 100 kg x 60 min / 10 min = 600 kg/h, aufgeführt werden.

Wenn jeder Dampfanlage-Prozess anhand von Katalogdaten entworfen wird, wird die erwartete Wärmezeit von Dampf im Prozess und somit auch die Prozesszeit verlängert und die tägliche Produktionskapazität verringert.

Mit einer einfachen Darstellung, in einer Fabrik mit 10 Prozessen, wie im obigen Beispiel, mit einer Prozess-Ist-Dampfverbrauch von 600 kg/h, wenn wir wieder das gleiche Beispiel heranziehen, wäre es nicht sinnvoll, eine Investition in einen Dampferzeuger mit einer Kapazität von 6.000 kg/h zu tätigen. Denn es ist unbedingt notwendig, vorherzusehen, wie viele der 10 Prozesse den 10-minütigen Dampfaufnahmeprozess überlappen werden. Auch die Szenarien für die Möglichkeit von Konflikten von Dampfaufnahmemomente dieser Prozesse sollten gut vorbereitet werden. Bei der Vorbereitung dieser Szenarien sollten die Dauer der Prozesse, die Momente der Dampftaufnahme und die Einfluss der Kollision durch gleichzeitige Verarbeitung der Prozesse von tätigen Mitarbeitern berücksichtigt werden.

In Anlagen mit vielem Peak-Dampfverbrauch ist es wichtig, einen Dampferzeuger mit Funktionen zu wählen, die auf diese Variabilität reagieren können. Die Peak-Traktion kann je nach den Eigenschaften der Prozesse einige Minuten oder 10-15 Minuten dauern. Eine Investition in einem großen Kessel für eine Peak-Traktion, die bis zu 10-15 Minuten dauern kann, zu tätigen sind mit hohen Kosten verbunden und darüber hinaus in den meisten Lebensdauer des Kessels während des Betriebs wird die Ineffizienz, die durch die Ausführung einer Kapazität verursacht wird, die weit unter der tatsächlichen Kapazität liegt, hohe Betriebskosten mit sich bringen. An dieser Stelle ist es nützlich, das Verhalten und die Eigenschaften, der in der Branche am meisten bevorzugten Scotch-Dampfkessel und Dampferzeuger in Peak-Traktion zu betrachten.

Die Verhaltensarte der Kesseltype in Peak-Traktion:

Wie bekannt, haben Scotch-Dampfkessel ein Dom-Design mit Reservedampf. Ebenso gibt es mehr Reservewasser in seinem großen Gehäuse. Dampferzeuger hat im Vergleich zu Dampfkesseln der Scotch-Typ nur einen Wasservorrat von 1/10 und besitzt auch eine geringe Menge an Dampfreserve.

Zum Beispiel, nehmen wir an, in einem Scotch-Dampfkessel mit einer Kapazität von 5 t/h, betrieben unter der Druck von 6 barg, wird je nach Marke und Design, Dampf mit einer Masse von ca. 8 m³ gelagert und verfügt gleichzeitig über ein Wasserbestand mit einer Masse von 15 m³. Unter den gleichen Bedingungen verfügt ein Dampfkessel mit echtem Wasserrohr (Dampfgenerator) über einen Dampfbestand von 0,3 m³ und Wasserbestand von 1,5 m³.

Der wesentliche Punkt hier ist, dass aufgrund von sehr geringen spezifischen Volumen des Dampfes in der Gasphase, verliert die Umwandlung volumetrische Werte in Massenwerte an Bedeutung. Die Sache ist, der spezifische Volumenwert des Dampfes bei einem Druck von 6 barg beträgt 0,272 m³/kg. Mit anderen Worten, 1 kg Dampf bei einem Druck von 6 bar umfasst ein Volumen von 0,272 m³. In diesem Fall, beträgt die Menge an Dampf, die in unserem Beispiel im Dampfkessel mit einer Kapazität von 5 t/h gelagert wird, 8 m³ / 0,272 m³/kg = 29,4 kg. Ein Dampfvorrat von ca. 30 kg ergibt 30 kg / 5000 kg x 3600 Sekunden = 21,6 Sekunden für einen Dampferzeuger mit einer Kapazität von 5 t/h. Das bedeutet, dass im Falle einer möglichen Peak-Traktion die in einem Scotch-Dampfkessel gelagerte Dampfmenge nur für bis zu 22 Sekunden ausreicht. Da die Peak-Dampf-Traktion länger als 22 Sekunden dauert, muss diesmal der Brenner mit voller Kapazität betrieben werden, um das Wasser mit einem Volumen von 15m³ im Scotch-Kessel zu erwärmen und verdampfen. Das bedeutet wiederum, dass der in der Peak-Traktion im Scotch-Dampfkessel vorkommender Druckabfall längere Zeit erfordert und auch längere Zeit benötigt, um den eingestellten Druck zu erreichen. Bei Wasserrohrdampfkesseln (Dampferzeugern) ist die Menge an Dampf, gelagert bei der Peak-Traktion, weniger und die Menge an Dampf, die aufgrund der gleichen Berechnungsmethode gelagert wird, reicht bei Peak-Traktion nicht einmal für 1 Sekunde aus. Basierend auf den Zahlen aus unserem Beispiel; der Druckabfall beginnt bis zu 21 Sekunden früher im Vergleich zu Scotch-Kesseln. Aber auch hier können wir anhand der Zahlen in unserem Beispiel sagen, dass bei einer Peak-Traktion von mehr als 22 Sekunden, sowohl in den Scotch-Type als auch Wasserrohr-Dampfkesseln eine Druckabnahme erzeugt wird.  

In diesem Fall, das 1/10 Wasservolumen in den Wasserrohrdampfkesseln (Dampfgenerator) verdeutlicht die Bedeutung, dass im Vergleich zu Scotch-Dampfkesseln 10-mal schneller und in kürze Zeit der eingestellte Druckwert erreicht wird.

Dampfansammlungs-Methoden:

Manchmal in Anlagen mit Kesseln, in denen Kesselkapazität und Peak-Traktion unzureichend ist, werden zum Zwecke der Dampflagerung, Dampf-Dome (Kuppeln) errichtet. Wenn Sie z. B. 1 Tonne Dampf lagern möchten, beträgt das benötigte Volumen für einen Druck von 6 barg; 1.000 kg x 0,272 m³/kg = 272 m³. Die Kosten für einen so voluminösen Tank würden, sowohl in der ersten Investition als auch im Betrieb, zu viel werden und es wird auch sehr schwierig sein, einen Platz zu finden.

Bei solchen Bedürfnissen, ist es besser Systeme zu entwerfen, die als wässriger Dampfspeicher bezeichnet werden und die nach dem Prinzip der Verdunstung eines Teils, des darin enthaltenen Wassers aufgrund von Druckabfall, arbeiten.

Während der Dampf mit relativ hohem Druck, zugeführt in den wässrigen Dampfspeicher, routinemäßig zum Einsatz kommt, kann durch den Druckabfall, erzeugt in Peak-Traktionsmomenten, und durch die Verdampfung  des Wassers (Dampfschwade) im Tank zusätzlicher Durchlaufdampf bei relativ niedrigem Druck kurzzeitig erzeugt werden. Je größer der Unterschied zwischen Hoch- und Tiefdruck und den Wasservolumen in den wässrigen Dampfansammlungsbehältern, desto mehr Durchlaufdampf kann erzeugt werden. Diese Methode, die wir prozessspezifisch entwickelt haben und die häufig in der EPS-Industrie eingesetzt wird, kann auch in verschiedenen Sektoren rettend wirken.

Änderung der Dampfqualität in der Peak-Traktion:

Zusammenfassend ist es nicht richtig zu sagen, dass Scotch-Typ-Kesseln genug oder zu viel Dampfreserve haben, dahingegen können wir aber ergänzen, dass die Wasserrohrdampfkesseln (Dampfgenerator) in weniger Zeit reagieren und die gewünschten Druckwerte in Peak-Traktion erreichen.

Da während der Druckabfall, der vor allem aufgrund von Dauer der Peak-Traktion entsteht, das Problem der Dampfproduktion schlechter Qualität und der wässrigen Dampfzufuhr aus dem Kessel entstehen wird, sind die Wasserrohrkesseln (Dampfgeneratoren), die durch kürzere Arbeiten bei geringerem Druck schneller den eingestellten Druck erreichen können, vorteilhafter.

Um genaue Reaktionen auf sofortige Änderungen in Dampfgeneratoren zu ermöglichen, ist es notwendig, über eine sehr gute Automatisierung und hohe Wärmeübertragungsfläche zu verfügen, um sicherzustellen, dass alle Ausrüstungen sich gegenseitig ergänzen und sofort synchronisiert werden. Bei klassischen Dampfgeneratoren, die diese Bedingungen nicht erfüllen, kann die Produktion von wässrigem Dampf, nicht nur in Peak-Traktion, sondern auch unter normalen Bedingungen erfolgen.

Wasserrohrdampfkessel mit der Möglichkeit, in flexiblen Kapazitäten zu arbeiten:

Wie oben beschrieben, ist die Bestimmung der Dampfkapazität von großer Bedeutung. Da der Dampferzeuger auch ein System ist, in dem man einmal investiert, wird in der Regel an die Zukunft denkend der Große ausgewählt. Wo die Zukunft nicht so gut läuft wie geplant, sind die Betriebskosten aufgrund des geringen Wirkungsgrades und der hohen Kosten des Großkessels hoch und führt manchmal zu mehr Betriebskosten als die anfänglichen Investitionskosten.

Im umgekehrten Fall läuft es besser als erwartet, reicht die Kesselkapazität nicht aus, sodass eine Investition in große Kesselkapazitäten erneut getätigt werden muss.

Vorzuziehen sind modulare Dampferzeugungssysteme (HUB System), die insbesondere eine flexible Dampfproduktion ermöglichen. Diese Systeme, die aus relativ kleineren Modulen bestehen, können jederzeit beliebig genutzt werden. Ebenso ist das System, dank seiner integrierten Automatisierung, in der Lage, während des Betriebs, bei Erforderlichkeit und nach Bedarf Module auszuführen und hält Module kontinuierlich auf höchstem Wirkungsgrad und bietet auch, durch Entnahme von Arbeitszeitinformationen der HUB-Automatisierung aus den Modulen, eine gleichzeitige Alterung. Ein weiterer Vorteil von Fabriken mit dieser Art von flexibler Betriebsfähigkeit ist, dass sie bei einer Änderung der Produktionskapazität aus irgendeinem Grund,  unter Erhalt der höchsten Effizienz und durch den Betrieb des Moduls bei Bedarf und Erforderlichkeit, niedrige Betriebskosten bieten.

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