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Grundlagen der Dampf und Kondensattechnologie

1. EE hA Get ISIA MIDIAN WEE A RA EE e EE EE HIT IF e TA AATE ATIT T AAN A Aen LAT TEL IAT Ce TEE EE EE EE sao AH TAT EAN DL TEL PET FINAL EE RZ KASSIERT HI LIESSEN IN N LAUT SOLLST SMS A OLITA TE GE A HE ODE DE EE PLA A 2 d FT EE EE ee Se 4 UT LE 3100 DAMIT LEGENDE SE EIE DLATE AN PA GEN MD AVAD A A A BATAN AT NAVE lt GALA AZENARIOA D ALAA IRADA HA LAA A EE 74 EEE GEN EE 7 GL ELSE Fe S EE 2 a EA GE 222 AALA EE SE GE GE GE DAAK TA A 0022 G D Z AALA ALLA RAN A LA D EEK I EE EE EE EE 2700 EE EE EE e EE EEE EEE NEE EE EE SE EE PL PERLI Fr Fe EN Fa A DE Fe N 2402702 702208 220020000200 ARE AR RAT BEI EEE AL Fr EL Fre Test FT E re er er 72 2400 Ee ES ET FL DICH DL age es ee E Tr
2. NA 2 UI A 15 ul IDN 000 001 00009 000 02 000 01 0002 000 ooz 00 0 CO De 061 001 eme q 06 DL Jdweps unuuedsyug 1q us un upag 9 Bunuuedsjug Jon s p Inyessdwe Ose 006 082 092 022 002 081 001 09 021 001 06 08 A 09 09 Dunuugdeu s p Y NI DR 001 09 0 90 0 L M CC MI VIII ET NN HOTTA N MNI NIT IT TO NNSINST 7 IN I RBS ART AR AE ART AR SO N I OC A LL TUN NIT E E GL TI EL EL 1 WI CL IR NEN IN HA ARA
3. 32 105 Dichte sun ae nee ee ee here 9 Dimensionierung 120 145 tee e ae 136 KE EE 9 EE 26 EE 72 89 EE 37 139 gt 1 Ae dee e EE EE 144 EE EE 128 EE 58 60 72 EN 10210 26 EN 10220 143 EN 128 E e ce ee 26 EN 26704 EE 56 58 65 EN 1506708 0 000 002 EN 37 DE 26 Dich be e en E 8 minderstation 119 45 10 regler membrangesteuert 110 mit 112 111 1 11 im 53 in der Kondensatleitung 83 tg een ern 37 D rchtlasstichtins es 128 74 EE Ee ie Wee e e e e 128 Einheiten 10 156 E 8 EE 9 te 106 107 Seege E g 52 39 40 41 45
4. 300 C bei 25 8 bar Gewindeausf hrung und Anschwei enden max zul 32 bar bei 300 C zul 300 C bei 32 bar SMC 32 Y WERKSTOFFE Nr Bauteil Werkstoff 15 WEE Schmiedestahl 22 8 250 Thermostatisches korrosionsbest ndiges Rau H46 se Element und Edelstahl re 5 2 1 4057 amp Justierschraube Edelstahl 1 6900 GE 1 4301 5 gt 5 1 4301 Ville 1 4057 Geh usedichtung Graphite ees edelstahlverst rkt 5 22 8 250 Schrauben M10x 30 Edelstahl use A2 70 Musst Siebhaltestopfen Schmiedestahl 22 8 250 beggen NET 1 4301 ABMESSUNGEN mm GEWICHTE kg SMC32 Gr e Ma e mm Gewicht in kg Rp DN A 1 D Rp IBWE DN seat 19 955 Mini Mes E 1 E 3 1 20 94 92 19 91
5. Joe s p s p Yon q d 09 kg Nachdampf je 100 kg Kondensat bzw Nachverdampfung in 96 5 arco Dampfdruck 5 10 20 50 bar Dampfvolumen 375 194 99 5 39 4 kg Kondensatvolumen 1 1 1 1 1 2 1 3 1 5 1 5 1 5 1 5 Dampfanteil 7 8 13 19 2 30 Gew Wasseranteil Gew 1 06 0 6 0 38 0 21 Vol 90 40 150 67 292 53 347 70 0 97 0 91 0 85 0 73 kg Dampfanteil 91 37 151 58 293 38 348 43 Wasseranteil Dampfvolumen Wasservolumen Gemischvolumen Der Dampfdruck im W rmetauscher ist variabel gew hlt Er betr gt absolut weil kein Zusatz auf berdruck hinweist zwischen 5 und 50 bar Das darunter angegebene Dampfvo lumen wird mit zunehmendem Druck kleiner es wird mehr und mehr zusammengepresst Nachdem der Dampf seine Verdampfungs Kondensationsw rme abgegeben hat haben wir vor dem Regelventil des Kondensatableiters nur Konden sat d h Wasser von Sattdampftemperatur oder einer etwas niedrigeren Temperatur wegen der Kondensatunterk hlung Zur Vereinfachung wollen wir in der folgenden Betrachtung keine Kondensatunterk hlung annehmen Hinter dem Regelventil herrscht ein absoluter Gegendruck von 1 5 bar p 0 5 bar Nach der vorangegangenen Erkl rung wird also ein Tei
6. 10 11 10 105 32 105 Sien ernennen 20 ee EE 101 24 47 Ablaufregelung 50 dampfseitige Regelung 49 116 47 geregelte be 49 kondensatseitige 116 Temperatur VON see 51 EE e Eeer e dE ns 48 EE 130 Wasser bscheiler 125 aufbereitung 21 106 SE EE Ee 10 kessel Gro raum e AER AE Ee EE 22 EEN 119 5 124 Siehe Dampftafel Werkstoffe 000 rer 26 137 138 e EE 9 2 Zeichnungssymbole 139 Zylinder rotierende 41 126 SPIRAX GmbH Reichenaustra e 210 D 78467 Konstanz Telefon 49 0 75 31 58 06 0 Telefax 49 0 75 31 58 06 22 Vertrieb de SpiraxSarco com SPIRAX SARCO GmbH Niederlassung sterreich D ckegasse 7 2 1 8 A 1220 Wien Telefon 43 0 1 6 9964 11 Telefax 43 0 1 6 9964 14 Vertrieb at SpiraxSarco com SPIRAX SARCO AG Gustav Maurer Stra e 9 CH 8702 Zollikon ZH Telefon 41 0 44 396 80 0
7. 21 22 24 EE 97 1 277 ET EE 51 in 83 kessel AUS ES ee EE 25 37 In CEET 118 e Ee 26 73 E ee 27 28 E elt EE 45 Entw sserung EE 34 35 42 EE 35 33 Btromungsgeschwundigket 29 AE ee EEN 34 menge 120 E E 97 98 99 aan here E 16 55 24 EE 16 29 91 SEELEN 14 15 EKO EE 44 125 16 46 44 a wa 11 74 146 160 SPirXarco Diagramm Auslegung von Kondensatleitungen 87 Auslegung von Sattdampfleitungen 28 ee ge ER 118 119 52 158 Nachverdampfung sure 96 Ruck 53 54
8. 9 peq Yor pydweg js ds ag EI 1 91 81 01 91 0 06 di 08 00 Dampfdruck bar absolut 28 SPira arco Kapitel 4 Die Dampfleitung F 4 3 2 Str mungsgeschwindigkeit in Sattdampfleitungen C550r g TC DENN i 1704 LAN MARATE A A T E T A A T A T SUN ERS FERH EHE SAS URN TEN T TT a ETS TTT ELLI 100 NX Sei A EOS Bei 0 6 ve 2 e N KK LINKX L SF INS EM D KN d Ni gt A 2 IK X N X ER x NW e d ei EE Ke En NN VSPAITSENIAN EN Benutzung x gt bar gt gt kg h gt DN gt m ISIN EN SEN ge NS N X gt 2 CS X G 7 CN X WEN v TI Beispiel 11 t h Dampf 11 bar 260 C str men durch Leitung DN 150 mit Geschwindigkeit 39 m s Di
9. 32 bar bei 180 C zul 300 C bei 25 8 bar Gewindeausf hrung und Anschwei enden max zul 32 bar bei 300 C max zul 300 C bei 32 bar WERKSTOFFE Nr Bauteil Werkstoff Schmiedestahl 22 8 250 Edelstahl 1 4404 1 4541 See TE E 1 4057 Schutzsieb ee 1 4301 Seegen Schmutzaeh GE 1 4301 Veen Geh usedichtung E EE edelstahlverst rkt E Schmiedestahl 22 8 250 WE Schrauben M10x 30 Edelstahl A2 70 Siebhaltestopfen Schmiedestahl 22 8 P2506 1 Kol BE E 1 4301 Wesen GE 1 4319 Distanzplatte Edelstahl ee 1 4301 ABMESSUNGEN mm GEWICHTE kg BPC32CV Gr e Ma e mm Gewicht in kg Rp DN A B Rp BWE DN an ie Me a I ee LE ER 2 9 1 20 95 190 94 64 19 37 Id rasen 3 5 1 25 95 160 94 64 23 37 4 1 BPC32YCV Gr
10. 3 7 KE 25 95 160 94 92 23 91 44 SMC32Y Gr e Ma e mm Gewicht in kg Rp DN A 1 C E F G DN 2 sisisi 1 ss 3 3 20 95 150 94 92 51 94 28 4 0 UR 9 100 94 92 91 96 28 2 0 4 7 148 SPID reg Bimetall Kondensatableiter 2 und SMC32Y Anhang 7 Datenbl tter TIS P076 10 D a EINBAU Vorzugsweise in waagrechte Rohrleitungen mit Kappe nach oben und Durchflusspfeil in Flie richtung zeigend Andere Einbaulagen sind m glich jedoch kann hierdurch die Unterk hlung unter Sattdampftemperatur geringer werden HINWEIS Das Bimetallelement kann beim Einschwei en des Ableiters in die Leitung im Ableiter verbleiben sofern ein Lichtbogenschwei verfahren gew hlt wird ERSATZTEILE Die erh ltlichen Ersatzteile sind voll ausgezeichnet Gestrichelt gezeichnete Teile werden nicht als Ersatzteile geliefert Ersatzteil leede See 2 340 schutzsieb f r SMC32 Satz a Sarnen 5 Schmutzsieb und Dichtung f r SMC32Y 1 9 5a 11 satz Geh usedichlung Satz a 3 SICK unse 7 Satz Dichtung f r Siebhaltestropfen Satz a 3 Gtock 11 Bei der Bestellung von Ersatzteilen bitte genaue Teilebe
11. Hl S LIF D N 7 7 7 N 2 D CH D 1 CO D lt CH abstand abstand bes 4 LU le E ke o Fer ATI 4 em I H I u I U for U I L 1 INC 2 xL _ ni He BE cl A IN JI Il y Gr Z Ah I cht Sa WO 7 N i NN B Bi 2 41 ZZ NNAS Service abstand Anhang 7 Datenbl tter i i i spira Thermodynamischer Kondensatableiter Serie TD 32 F TIS 2 506 D p ar co ERSATAIEILE Durchsatzkurven Die erh ltlichen Ersatzteile sind voll ausgezeichnet Gestrichelt gezeichnete Teile werden nicht als Ersatzteil geliefert 2000 Ersatzteil Nr UU 12 e 104 lt lt KT I 126 1 ILna Ventilteller A 1 Stck erh hte 3 9 5 Schmutzsieb mit DICHUNG ne 4 6 0 2 Satz 3 Stck Dichtungen 500 Isolierkappe nicht f r DN 2 an EEN T 8 400 ebe CH 0 1 5 Bei der Bestellung von Ersatzteilen bitte genaue Teilebezeichnung Typ und Gr e 5
12. 7 2 1 733 7 2 4 7 3 7 31 73 2 7 3 3 7 3 4 7 3 5 7 4 7 4 1 7 455 7 4 3 7 4 4 7 4 5 7 4 6 7 4 7 7 4 8 7 5 7 6 7 6 1 7 6 2 7 6 3 7 6 4 7 6 5 7 6 6 7 7 Die Behandlung von Dampf Dampftrockner Abzweigungen Dampfverteiler Entl ftung von Dampfleitungen Druckreduzierung Der Trocknungseffekt berhitzter Dampf W rmetauscher Der W rmetausch Der W rmedurchgangskoeffizient k Ungeregelte W rmetauscher Geregelte W rmetauscher Dampfseitige Regelung von W rmetauschern Ablaufregelung von W rmetauschern Temperatur von W rmetauschern Hei dampf Vereinfachtes Mollier Diagramm Druck im W rmetauscher Der R ckstaueffekt Entw sserung von Dampfr umen Kondensatableiter Die Betriebsbedingungen Vor berlegungen Sollen wir ein normales Ventil verwenden Spezialventile und Lochblenden Kondensatableiter Luft in Kondensatableitern Systeme von Kondensatableitern Mechanische Schwimmer Kondensatableiter Thermische Kondensatableiter Thermodynamische Kondensatableiter Starre Kondensatableiter Blenden Ableiter Labyrinth Ableiter Aktiver Kondensatableiter Pump Kondensatableiter Die Auswahl des richtigen Kondensatableiters Wahl der Kondensatableiterart Wahl der Kondensatableiterleistung Der berdruck vor dem Kondensatableiter berdruck hinter dem Kondensatableiter Kondensatanfall Die Temperatur vor dem Kondensatableiter Beispiele Prospektangaben Unvermeidliche Ersch tterungen Inst
13. I 1 1 E EZE I 1 70 Were I l 1 U 1 1 2 345 10 2028 A SO Ve em geg ERES Er E Se Ee EE BEE EE Fa Lo E EH pes A Q Q Q CO Q Q Q Q Q Q 3 OD 3 Da st er CN g OG d REES A AT Zem E 4 Wi ei d Ve lt N 3 DEE N NN N 6 d A D 9 Gi ges ge Jesuspuoy DURCHSTZLEISTUNG Die im Diagramm gezeigten Durchsatzleistungen beziehen sich auf Hei kondensat bei Sattdampftemperatur Siedekondensat f r den Dauerbetrieb W hrend des Anfahrvorganges f llt unterk hltes Kondensat an so dass der automatische Entl fter ge ffnet ist und somit f r den Anfahrzustand zus tzliche Durchsatzkapazit t wie folgt zur Verf gung steht Zus tzlicher Durchsatz in kg h w hrend des Anfahrvorganges er E ee VD ee BE De 00 2000 2250 3000 900 E 2900 1300 1900 2550 ET 1080 460 Durchsatz EI
14. 1 106 Entw sserung Sammel a see EEN ee r ge Eh eg 78 unter Vakuum EE 76 Prschutterfunsen ag rie EN NEE ie deeg 75 EH 79 TE 132 130 Flansch 144 verbindungen 128 EE 36 Formeln 47 120 156 Frischdamipf 97 e EE 92 G 136 Gewicht spezifisches 9 2 e 132 H ER be d area A0 EE EE 18 15 40 EELER EE dee 112 tee EE 91 124 Inbetriebnahme 129 Inspektion 130 AN NEE e ENEE 20 32 92 103 K e GE 47 48 118 119 E EE 41 Kessel Siehe Kesselspeisewasser Spelsepumpe 21 SPEISEWASSET 21 24 5 21 Kondensat 55 56 130 Abstand vom 75 AK ie ee d 67 E DEEN 68 1
15. ON AON HE NNN MIN WEINI SINA VIER MANN WANN WANN AL NNN AT VI NNN LI NUNUA ANS NI N JN NA WANN NI GER GEILE NR BERN A VW NIT EE NENNEN ERSTEN EN E NN NENNEN NNN NON KANN NIK NN INN TEEN THANN Te a en 5 1 001 07 DE Ol Differenzdruck kPa m WS 007 00 00 09 DE Ol GU 0 Differenzdruck m WS bar 0 Ol Go CU LO 400 600 100 Differenzdruck bar arco 119 Kapitel 11 Planung Bau Inbetriebnahme Wartung Fehlersuche 11 Planung Bau Inbetriebnahme Wartung Fehlersuche Die Erfahrung zeigt noch so gute Ger te n tzen nicht viel wenn bereits bei der Planung und dem Bau einer Anlage srunds tzliche Fehler gemacht wurden Die meisten Fehler treten bei der Inbetriebnahme bereits auf aber dauerhaft verl sslicher Betrieb mit wenig Sch den und geringen Still standszeiten ist nur bei entsprechender Wartung m glich Viele Hinweise haben wir bereits in de
16. 1 NAAL OIA L L des Ger tes angeben WARTUNG Vor Beginn jeder Wartungsarbeit darauf achten da Zu und AbfluR abgesperrt sind und das Ger t drucklos und abgek hlt ist Stets alle Dichtfl chen sorgf ltig s ubern und nur neue Dichtungen verwenden Kappe mit einem Schraubenschl ssel l sen Neuen Ventilteller mit der Rille zum Sitz zeigend einlegen Ist der Ventilsitz nur leicht verschlissen kann er durch einfaches L ppen wieder plangeschliffen werden Ist der Sitz st rker verschlissen mu er zun chst plangeschliffen und anschlie end gel ppt werden wobei der Materialabtrag 0 25 mm nicht berschreiten sollte Das Kappengewinde leicht mit einem Hochtemperatur Schmiermittel einreiben und Kappe anziehen Der Schmutzf nger sollte periodisch auf Verschmutzung hin gepr ft werden Siebhaltestopfen mittels Schraubenschl ssel l sen Sieb herausnehmen und reinigen oder ersetzen Dichtung durch neue ersetzen Gewinde des Siebhaltestopfens leicht mit Hochtemperatur Schmiermittel einreiben und Stopfen anziehen SCHL SSELWEITEN UND ANZIEHMOMENTE Benennung Gr e Schl sselweite Anziehmoment BNISLG EE 150 Nm DN 15 SUN 200 DN 20 WA E 200 HE Eege de 275 5 alle DN N nee 190 Nm EINSTUFUNG NACH DRUCKGERATERICHTLINIE 97 23 EG Amwendung nur f r Wasserdampf dessen Kondensat
17. 81 T EE 78 Ee een Siehe Kondensatableiter Thermodynamische EE e E EE re ac 9 13 Sch EE 9 116 vor 72 Thermalol EE 24 Topfschwimmer Siehe Kondensatableiter TRD 25 Trockenzylinder 41 ee ER 125 Tro cknungselfekt ee 46 U berdruck hinter dem Kondensatableiter 71 vor dem Kopndensatabhleter 70 A e e eher rer euer 126 10 V KE EE 76 Ventil Manueller 56 110 117 130 Sicherheils z Noen AE rear 115 10 11 136 25 136 Dampfkessel 25 73 W Nee a ee ee 13 Lo Lu We e EN E here 47 48 10 SE nee Ce 10 11 SEENEN Ee e SE EE 8 ESON NEE 9 47 e E EEN 47 ef er EC EE 24 ele 17 162 SPIrX arco
18. t t dennoch die ben tigte Leistung erh lt 6 3 Ungeregelte W rmetauscher Sie wissen dass der Dampf ein viel gr eres Volumen ein nimmt als das Kondensat Wenn 1 Liter Dampf bei p 5 bar kondensiert entsteht nur ein Teel ffel voll Kondensat Spal te 7 der Dampftafel Bei 5 bar ist das Volumen des Dampfes rund 0 32 0 001 320mal gr er als das Volumen der glei chen Gewichtsmenge Kondensat Durch die Kondensation des Dampfes entsteht also im Dampfraum ein Loch in das sofort Dampf nachstr mt Das ist ja einer der Vorteile des Dampfes dass er nicht gepumpt werden muss sondern freiwillig dorthin str mt wo er ben tigt wird Die Erkl rung mit dem Loch ist nicht w rtlich gemeint Dampf ist ja sehr beweglich sowie Dampf kondensiert ver ringert sich der Druck an der Kondensationsstelle etwas und neuer Dampf str mt nach Wird dieses Nachstr men nicht durch zu kleine Zuleitungen oder enge Querschnitte des Dampfraums behindert dann sinkt der Druck im Kon densationsbereich nur wenig unter den Dampfdruck in der Leitung Da mit dem Druck des kondensierenden Dampfes seine Temperatur fest verbunden ist ist auch die Temperatur im Dampfraum etwa konstant Wie steht es aber mit der Temperatur des beheizten Stoffes Mit einem der blichen elektrischen Raumheizger te k nnen Sie ein kleines Zimmer schnell erw rmen stellen Sie das gleiche Ger t aber in einen gro en Saal dann ist sein Ein fluss un
19. 5 3 142 SBS arco 2 Wege Ventil Allgemein Absperrventil Kugelhahn Absperrhahn allgemein Absperrkegelhahn R ckschlagventil Eckventil Allgemein Absperr Eckventil Eck Kugelhan Eck Absperrhahn Eck Absperrkegelhahn R DR DAR DX DA 2 044 7 3 Wege Ventil Allgemein 3 Wege Absperrventil 3 Wege Kugekhahn 3 Wege Absperrhahn 3 Wege Absperrkegelhahn 4 Wege Ventil Allgemein 4 Wege Absperrventil gesperrter Durchfluss 4 Wege Absperrventil freier Durchfluss 4 Wege Absperrventil freier Durchfluss A4 150 in Normwanddicke nach DIN EN 10220 Nennweite LI Z 06 08 10 1 5 20 253 32 40 50 65 80 100 125 150 200 250 300 350 400 500 Rohrgewinde 114 1 210 Durchmesser innen 13 6 17 3 22 3 28 5 31 2 43 1 54 5 70 3 82 5 1393 206 5 260 4 309 7 339 6 388 8 486 Wandst rke 1 6 1 8 1 8 2 0 2 3 2 6 2 6 2 6 2 9 2 9 3 2 3 6 4 0 4 5 6 3 6 3 8 0 8 8 11 Durchmesser au en mm 10 2 13 5 17 2 26 9 33 7 42 4 48 3 60 3 76 1 88 9 114 3 139 7 168 3 219 1 273 323 9 355 6 406 4 508 Anhang 4 Rohre in Normwanddicke 2 Querschnitt innen O u 0 385 0 77 1 45 2 35 3 90 6 38 10 88 14 59 23 31 38 80 53 5 90 1 136 0 199 3 334 9 532 9 753 906 1188 1855 Inhalt 1 m 0
20. Beh lterw nde EHER EE f r Luftgeschwin E oder Rohre GE 2 digkeit v m s EE Gro Korrekturfaktor CITT WU TU II CEGEDEL EE 2 1 EHHA HE H HEEE Ann UCI HEEN 1 CEET CTT E GE BE 4 EE BEL ES KEE CH FH d Sr dee GE ET GE E E SES EE GEES EE EE EE 0 4 EEN Sc cheibenrippenrohr EEE HERR HH HH HH IDEE FH BEE SE DES EE EC GE EE SEET EE e ER EEE HERREN GELEET GEES TITTEN HH HH HH HH GEHEIT o1 e CT 10 20 30 40 50 60 Kapitel 4 Die Dampfleitung 4 6 Die Kondensation in Dampfleitungen Wird eine Dampfleitung in Betrieb genommen so erw rmt der einstr mende Dampf die Leitung und kondensiert da bei Deshalb entsteht beim Anfahren einer Dampfleitung zun chst verh ltnism ig viel Kondensat In einer Leitung DN 100 je Meter Leitungsl nge etwa 0 5 kg Konden sat innerhalb z B 15 Minuten Aufheizzeit an wenn sie mit Dampf von 190 C beschickt wird Wenn der Vorgang 1 Stunde in diesem Ausma andauern w rde fielen demnach 2 kg Kondensat pro Meter an 50 kg in einer 25 m langen Lei tung Man sagt deshalb die Kondensationsgeschwindig keit betr gt w hrend der ersten 15 Minuten 2
21. Falsch Die ngstlichen w hlen diese Anordnung zur Sicherheit die Unerfahrenen dann wenn die Anlage nicht wunschge m funktioniert z B wenn einige Ableiter defekt sind Was halten Sie davon Die berschrift verr t Ihnen schon dass eine solche Anordnung die Schwierigkeiten nicht ver ringert sondern stets vergr ert Warum Ob die nach den W rmetauschern eingebauten Kondensat ableiter einwandfrei arbeiten oder ob einzelne Ger te defekt sind und Frischdampf durchlassen In jedem Falle hat die Sammelleitung ein gr eres Dampfvolumen zu transportie ren als das Kondensatvolumen ausmacht Seltene Ausnah me wenn die Ableiter Kondensat unter 100 C ableiten oder der Druck in der Kondensatleitung ungew hnlich hoch ist Wenn n mlich sehr hei es Kondensat durch den Ableiter str mt entsteht durch den Druckabfall nach dem Ableiter wieder Dampf aus einem Teil des Kondensats Mit dieser sogenannten Nachverdampfung werden wir uns in Kap 8 1 noch ausf hrlicher befassen m ssen Zu dem Konden satableiter am Ende der Sammelleitung str mt also Dampf und Kondensat Da ein braver Ableiter aber keinen Dampf durchl sst wird der Nachdampf bzw von defekten Ableitern durchgelassener Frischdampf in der Sammelleitung gestaut Der Druck in der Sammelleitung steigt an und die Entw s serung einzelner oder aller W rmetauscher wird behindert Nur in dem Ma e wie der Nachdampf durch den W rmever lust der Sammell
22. Jetzt liegt die Dampftemperatur h her als die S ttigungstemperatur sie folgt nicht mehr der Sattdampfkurve Auf den ersten Blick m chte man annehmen dass berhitz ter Dampf besser ist als Sattdampf weil er sicher trocken ist und mehr W rme enth lt als der Sattdampf In manchen F llen ist das richtig Zur Beheizung mit Dampf eignet sich Sattdampf jedoch meistens viel besser wie wir sp ter Ka pitel 6 sehen werden Solange wir guten Betriebsdampf vor uns haben bei dem Wassergehalt oder berhitzung gering sind k nnen wir bedenkenlos die Werte der Dampftafel f r unsere Rechnungen benutzen Nur bei st rkerer berhit zung oder sehr nassem Dampf m ssen wir Berichtigungen vornehmen um Fehler zu vermeiden Im n chsten Abschnitt werden wir uns mit dem Dampf be fassen nachdem er den Kessel verlassen hat Es wird dann in der Hauptsache um die Kondensation des Dampfes und die Verwendung der Dampfw rme in der Praxis gehen Im ersten Teil dieses Kapitels vermittelten wir einen ber blick ber die physikalischen Grundlagen von Dampf Nun kommen wir zu der Frage Was tun mit dem Dampf Der Dampf den wir hergestellt haben ist ein W rmespeicher Wir wollen nun sehen was passiert wenn wir den Dampf f r uns arbeiten lassen 1 9 Kondensation des Dampfes Temperatur Dampf Sattdampf kann W rme nur abgeben indem er kondensiert Halten Sie Ihren Finger kurz in den Dampfstrom der aus einem Topf mit kochendem Wasser auf
23. d TEE GER SS N NEN SS ae mE K SUN IN V iiA TENE RA E ee A AA WITT NINS DN A 44 LU echt JW y RI N ZZ UN SIN UN SENTA L 1 1 N IN 1 AH AHHA D PAA al arm an ir CN EST 4 174 CT IN TI N ERTL STIER CEV lI ARNT M Rp N A AUT KI SE DCL E S EE 0 7 LL EL CL LEI LEI CL 1 NN NS MNNM INKL DI ID ET geet e deep Ge EE de SS LE s Beet eet e Bee IT AKTE ET ANRT SSES SR E SE DV SERA RR OS N A RES ES RR 77117 AI COUCHE Jee AA AN AOA E SANN 1
24. Der Faktor 3600 rechnet die Leistung pro Sekunde auf pro Stunde um m 3600 Ah Sie k nnen sich die Berechnung der Dampfmenge mit der folgenden Faustformel die problemlos bis 13 bar Dampf dr cke einsetzbar ist noch einfacher machen 1 kW entspricht ca 1 8 kg h Dampf 120 Prf arco F r die weitere Planung empfehlen wir folgende Vorgehens weise 1 Auflistung aller Verbraucher 2 Bewertung der Verbrauchsdaten mit Gleichzeitigsfakto ren nicht alle Verbraucher brauchen in der Praxis zur gleichen Zeit Dampf das ist mit Gleichzeitigkeit gemeint 3 Summierung der bewerteten Leistungsdaten 4 berschl gige Berechnung der Energieverluste z B 10 5 Bei Anlagen bei denen Dampf an die Umwelt verloren geht z B Luftbefeuchtung oder Sterilisation werden die Dampfverluste ermittelt 6 Leistungsreserve festlegen z B 10 7 Summierung aller Leistungsdaten 11 1 2 Dimensionierung Die Ermittlung der notwendigen Leistung f r den Dampf erzeuger und die Dimensionierung der Hauptdampfleitung erfolgt mit Hilfe des Ergebnisses aus 11 1 1 Die Dimensionierung der einzelnen Dampfleitungen die zu den Verbrauchern f hren erfolgt mit den Leistungsdaten der Verbraucher Diese Leistungsdaten dienen ebenfalls dazu die Regelventile und die Kondensatableiter zu dimensionie ren Hinweise auf die Auslegung dieser Armaturen finden Sie in Kapitel 7 4 Kondensatableiter und in Kapitel 10 4 Regelventile Schmutzf
25. In unserer einfachen bersicht des Mollier Diagramms k n nen Sie diese Ermittlungskurve erkennen Wir haben dabei ein Beispiel f r die Ermittlung der berhitzung eingetragen Dampf mit einem Trockengrad von 98 wird von 8 auf 2 bar reduziert Ergebnis Die Temperatur nach der Reduzierung betr gt ca 130 C Dampf bei 2 bar hat jedoch laut Wasserdampftafel nur eine Temperatur von 120 C Die berhitzung betr gt also 130 120 C 10 H tte vor der Druckreduzierung Dampf mit einem Trocken grad von 97 vorgelegen w rde nach der Druckreduzierung berhaupt keine berhitzung mehr auftreten Allein diese Betrachtung zeigt schon wie relativ die Frage der berhit zung nach Druckreduzierungen zu betrachten ist Selbst im Fall dass tats chlich die berechnete berhitzung von 10 K vorl ge reicht bereits ein relativ kurzes St ck schlecht isolierter Rohrleitung aus um die berhitzung voll st ndig abzubauen In der Praxis gibt es in den meisten F l len daher keinen Anlass sich wegen diesen geringen ber hitzungen Sorgen zu machen 6 9 Druck im W rmetauscher In Kapitel 6 3 hatten wir gesagt dass im Dampfraum des un geregelten W rmetauschers etwa der gleiche Druck herrscht wie in der Dampfzuleitung Wie wir in Kapitel 6 4 gesehen haben k nnen wir f r den dampfseitig geregelten W rmetauscher nur noch sagen dass der Druck schwankt zwischen dem Leitungsdruck bei voll ge ffnetem Regler mit richtig ausgew h
26. Schmiedestahl PN 40 Rp 1 DN 15 25 A7a BESCHREIBUNG Thermischer Kapsel Kondensatableiter und Entl fter f r Dampf Kapsel Kondensatableiter passen sich den wechselnden Betriebsbedingungen sofort an und f hren Kondensat im gesamten Einsatzbereich mit gleichbleibender Unterk hlung ab Die Entl ftung des Dampfraumes erfolgt automatisch Das selbstzentrierende Kugelventil sichert dichten Abschluss KAPSELF LLUNGEN Die Standardausf hrung beinhaltet Kapseln mit der F llung STD Das Kondensat wird mit einer Unterk hlung von ca 12 K unter der jeweiligen Sattdampftemperatur abgeleitet F r spezielle Anwendungsf lle stehen Kapseln mit der Sonderf llung NTS mit ca 4 K Unterk hlung oder SUB mit ca 24 K Unterk hlung zu Verf gung AUSF HRUNGEN Typ BPC32CV ist mit einem Schutzsieb und integrierter R ckschlagsicherung ausger stet Typ BPC32YCV beinhaltet einen vollwertigen Y Schmutzf nger und integrierte R ckschlagsicherung ANSCHL SSE BAUL NGEN Rp 1 zylindrisches Innengewinde Rp nach DIN 2999 DN 15 25 Flansche nach DIN EN 1092 1 PN 40 mit Dichtfl che B1 Baul ngen DIN EN 26554 Reihe 1 1 Anschwei enden nach DIN EN 12627 Andere Anschl sse auf Anfrage EINSATZGRENZEN DI ETINORICKS IE nee re een arena ernennen PN 40 Auslegungsdruck f r die Festigkeitspr fung nn 75 bar Flanschausf hrung entsprechend DIN EN 1092 1 max zul
27. Sechskantmuttern FT 57 SION Ck 35 8 WI A SAN Ventilsitz DN 15 25 Edeleiah 1 4057 9 III IN DN 15 25 Edelstahl 1 4125 DEP 777 7 DN 40 50 1 4057 KEN 3 Ven DN A0 Edelstahl 1 4057 INT a Ventildichtung DN AU SO ers verst rkt iy Schwimmer DN 15 25 Edelstahl 1 4301 FT 57 H DN 40 mit Hebel Ach Elle Schwimmer DN 40 50 Edelstahl 1 4301 restliche Edelstahl 1 4057 1 4571 ABMESSUNGEN mm GEWICHTE FT 54 H horizontal FT 54 V vertikal Gr e Ma e in mm Gewicht Gr e Ma e in mm Gewicht DN A B 0 in kg DN A B D E F G in kg 150 48 Pb Mae 1 5 rn 150 48 214 149 96 175 7 5 20 150 126 Mau 119 8 0 gt 150 214 19 106 175 8 0 EEN 160 58 126 age 119 8 5 op 160 58 dl 19 16 175 8 5 TEEN 20 1902 208
28. ohne dass die Kesselleistung und das Rohrleitungs netz vergr ert werden muss Mit anderen Worten Die Ener giekapazit t wird kostenlos um 5 bis 15 Prozent vergr ert Nicht rechnerisch zu erfassen aber deswegen nicht weniger bedeutend ist der weitere Vorteil dass eine richtig ausge legte Kondensatentspannungsanlage in manchen Betrieben eine Erh hung der Produktionsleistung erbringt weil die W rmetauscher besser entw ssert werden und Betriebsst rungen seltener sind Die W rmeausnutzung durch stufenweise Entspannung er m glicht also wirtschaftlich arbeitende und betriebssichere Anlagen Die gewinnbare W rmemenge ist unabh ngig von der Art der Entspannung oder der Zahl der Entspannungs stufen entscheidend sind die Anfangs und die Endtempera tur des Kondensats sowie die H he der W rmeverluste Den noch h ngt der Erfolg von der Beachtung einiger Regeln ab wie wir sie in den folgenden Kapiteln beschrieben haben Kapitel 9 Kondensatwirtschaft 9 5 Nachdampfsysteme 1 Der Bedarf an Dampf der niedrigeren Druckstufe sollte das Angebot an Nachdampf m glichst jederzeit berstei gen Wenn l ngerfristig ein berschuss an Nachdampf zu erwarten ist muss dieser durch ein berstr mventil abge f hrt werden ein Sicherheitsventil ist einer Dauerbelas tung nicht gewachsen 2 Der Nachdampf sollte m glichst nahe am Ort seiner Ent stehung verwendet werden 3 Je niedriger der Druck des Entspannungsdampf
29. 0 43 135 58 0 kW 5 arco 105 Kapitel 9 Kondensatwirtschaft 9 10 Wasseraufbereitung Wasseristein hervorragendes L sungsmittel Deshalb enth lt es als Rohwasser Grundwasser oder Fluss bzw Seewasser und auch noch als vorbehandeltes Leitungswasser viele Stoffe in gel stem Zustand W rde solches Wasser zur Kesselspei sung verwendet so k nnen Ablagerungen sehr schnell den Kessel und die Rohrleitungen unbrauchbar machen Werden die im Wasser gel sten Gase besonders Sauerstoff und Koh lendioxid nicht entfernt dann sind Korrosionssch den die Folge Die im nat rlichen Wasser vorhandenen Fremdstof fe m ssen deshalb entfernt werden bevor das Wasser zur Dampferzeugung geeignet ist Verschiedene Filter beseitigen anorganische und organische Schwebestoffe Enth rtung Entkieselung Entsalzung sowie die Entfernung nicht filterbarer Fremdk rper erfolgen durch F llverfahren und Flockung wobei aus den gel sten Stoffen durch Zus tze ungel ste Stoffe und Wasser entstehen die ausgefiltert werden k nnen H chste Reinheit erreicht man bei der Vollentsalzung durch Ionenaustausch Kunstharze binden die gel sten Stoffe und geben statt dessen Wasser ab Nach einiger Betriebsdauer k nnen die Kunstharze leicht in den Ausgangszustand zu r ckverwandelt regeneriert werden Ebenso effektiv ar beiten Umkehr Osmose Anlagen Zusatzstoffe als Inhibitoren bek mpfen die Bildung von sch dliche
30. Grundlagen der Dampf und Kondensattechnologie Regelungstechnik Dampfarmaturen W rmetauscher Service Grundlagen der Dampf und Kondensattechnologie Weitere Dokumentationen von Spirax Sarco Leitfaden f r die Praxis Arbeitsbl tter Auslegungsdiagramme f r die Dampf und Kondensattechnologie Grundlagen der Regelungstechnik anhand von Beispielen aus der Praxis Grundlagen der Dampfkesselregelung Grundlagen des Einsatzes von W rmetauschern in Dampfanlagen Grundlagen f r Wartung und Betrieb von Dampfanlagen Bestellungen ber doku de spiraxsarco com Grundlagen der Dampf und Kondensattechnologie 1970 2006 SPIRAX SARCO GmbH Konstanz Nachdruck auch auszugsweise Kopie Vervielf ltigung und Verbreitung gleich welcher Art nur nach ausdr cklicher Zustimmung von SPIRAX SARCO Schutzgeb hr 20 Nur wer Prozesse versteht kann Prozesse regeln Vorwort zur Neuauflage 2003 2006 ber 120 000 Exemplare des Spirax Sarco Korrespondenzkurses Grundlagen der Dampf und Kondensatwirtschaft wurden bis 1970 verbreitet inzwischen haben wir aufgeh rt zu z hlen Was als Fernlehrgang begann hat sich zum wichtigsten Grund lagenwerk f r die Dampftechnologie entwickelt Der Dampfkurs wurde oft kopiert seine Verst ndlichkeit und sein Praxisbezug wurden jedoch nie erreicht Warum haben wir uns entschlossen den Kurs zu berarbeiten statt ihn einfach unver nde
31. Kondensat Kapitel 4 Die Dampfleitung F 4 10 1 Zweckm ige Entl ftung Betrachten wir zun chst die gesamte Dampfanlage Der Kreislauf f hrt vom Kessel durch die Dampfleitungen und durch die W rmetauscher ber die Kondensatableiter und durch das Kondensatnetz zur ck zum Speisewasserge f In jedem Fall wird also Luft zu den Kondensatableitern gelangen Deshalb sollen diese Ger te eine ausreichende Entl ftungsleistung aufweisen Bei der Inbetriebnahme f llt aber oft so viel Luft innerhalb sehr kurzer Zeit an dass die Kondensatableiter deren Haupt aufgabe ja nicht Entl ftung sondern Kondensatableitung ist mehr oder weniger berfordert sind Man entfernt deshalb einen Teil der Luft schon vorher in dem man mindestens am Ende der Dampfleitung bei gr Leitungsl ngen auch schon vorher Entl fter anbringt Dadurch wird die beim Aufheizen in der Anlage vorhande ne Luft rascher abgef hrt und der Dampf hat weniger Ge legenheit sich mit der Luft zu vermischen Im obigen Bild sind die f r die Entl fter notwendigen Trichter gezeichnet die das m glicherweise mit der Luft austretende Kondensat ber eine Rohrleitung in den Kanal f hren sollen Bei den folgenden Bildern sind zur Vereinfachung die Trichter weg gelassen Hat der W rmetauscher einen gr eren Dampfraum dann sollte aus dem gleichen Grund auch der Dampfraum mit ei nem oder mehreren Entl ftern versehen sein Dies ist auch dann erforderl
32. ON r umlich nicht m glich Was tun Drei Ma nahmen erm glichen auch in diesem Fall die zufriedenstellende Entw sserung des Dampfraums 1 Das Kondensat muss durch nat rliches Gef lle zum Aus sang des Dampfraums laufen Diese Forderung ist in den nachfolgenden Bildern durch die Neigung der Heiz schlange erf llt 2 Eine Abkr pfung vor dem ansteigenden Rohrteil ergibt einen siphonartigen Abschluss Ohne diesen Abschluss str mt so lange Dampf in die Steigleitung bis die untere arco 75 Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen nahezu waagerechte Zuleitung mit Kondensat gef llt ist Dann erst entsteht in der Steigleitung durch die Kon densation des nun eingesperrten Dampfes ein geringerer Druck so dass das Kondensat jetzt durch den Druck im Dampfraum in die Steigleitung gepre t wird Nach Abf h rung des Kondensats wiederholt sich dieses Spiel In der Abkr pfung gen gt hingegen schon eine kleine Kondens atmenge um die Steigleitung abzusperren also das Nach str men von Dampf in die Steigleitung zu verhindern und somit eine fr here Abf hrung des angesammelten Kon densats zu bewirken 3 F r die Steigleitung w hlt man ein verh ltnism ig d nnes Rohr Faustregel etwa eine Nennweite kleiner als der Kondensatableiter Dadurch wird der Inhalt des Steig rohrs im Verh ltnis zur Rohroberfl che kleiner und das eingesperrte Dampfpolster kondensiert schneller Au er dem beg nstigt die enge S
33. Trocken ges ttigter Dampf ist also ebenso ein theoretischer Fall wie die durchschnittliche K rpergr e von sagen wir 172 7 cm des ausgewachsenen Westeurop ers oder kennen Sie einen Mann dieser Gr e Selbst wenn Sie diese Frage fest bejahen kann Ihre Antwort nicht richtig sein denn die K rpergr e ndert sich im Lauf des Tages und im Lauf des Lebens um weit mehr als einen Millimeter hnlich geht s dem Dampf seine Abk hlung in der Leitung h ngt zum Bei spiel von der jeweiligen Entnahmemenge ab Druckreduzierung berhitzter feuchter berhitzter feuchter Dampf Dampf Dampf Dampf trocken trocken ges ttigter ges ttigter Dampf Dampf 52 SPira arco Die Beurteilung der Dampf berhitzung erfolgt mit einem be sonders komplizierten Diagramm dem Mollier Diagramm 6 8 1 Auf der senkrechten Achse des Mollier Diagramms ist der W rmeinhalt Enthalpie h in kJ kg aufgetragen Innerhalb des Diagramms finden Sie Drucklinien in bar und Temperaturkurven in C Das Mollier Diagramm wird in der Mitte durch die Sattdampfkurve geteilt Oberhalb der Sattdampfkurve liegt daher Dampf vor unterhalb dieser Sattdampfkurve liegt Dampf mit einer bestimmten Rest feuchtigkeit vor Auch diese Restfeuchtigkeit ist in Kurven ausgedr ckt wobei die Sattdampflinie den Wert 1 und die Kurven nach unten anfangend mit 0 99 den Grad der Tro ckenheit angeben Die Kurve 0 95 hei t daher 95 mit 5 Restfeuchtigkeit
34. e Ma e mm Gewicht in kg Rp DN A B G Rp BWE DN E Teen 3 1 2 20 95 190 94 64 37 E TO 3 7 1 5 95 160 94 64 37 28 44 146 Pir reg 32 1 9 2 17 18 7 BPC 32 Thermischer Kapsel Kondensatableiter BPC32CV und BPC32YCV Anhang 7 Datenbl tter TIS P005 01 D EINBAU Vorzugsweise in waagrechte Rohrleitungen mit Kappe nach oben und Durchflusspfeil in Flie richtung zeigend Andere Einbaulagen sind m glich jedoch kann hierdurch die Unterk hlung unter Sattdampftemperatur geringer werden HINWEIS Die Kapsel kann beim Einschwei en des Ableiters in die Leitung im Ableiter verbleiben sofern ein Lichtbogenschwei verfahren gew hlt wird ERSATZTEILE Die erh ltlichen Ersatzteile sind voll ausgezeichnet Gestrichelt gezeichnete Teile werden nicht als Ersatzteile geliefert Ersatzteil Kapselelementsatz STD 12 ENEE 2 3 17 18 Kapselelementsatz NTS 4 2 3 17 18 Kapselelementsatz SUB 24 2 3 17 18 Schutzsieb f r BPC32CV Satz 3 0 3 5 Schmutzsieb und Dichtung f r BPC32YCV 1 9 5a 11 Satz Geh usedichtung Satz a 3 7 Satz Dichtung f r Siebhaltestro
35. ee a re ee Er 9 SUSI na na E dE EECH 9 Normalsieb susanne nennen 123 Ch EE 37 75 125 P Papierzylinder EEN 73 126 e 120 EN DEE 20 Prospektangaben 74 Pr feinrichtung SPIRA tec 81 R 113 Reduzierungen 97 110 Regelung dampfseitige 49 Reibung ee rer ee 27 24 137 5 arco 161 Anhang 12 Index Ausdehnung e a re Ee Ee 30 156 e Ee eg E 143 Reduzierung 37 Werkt unsre geg Age nenne 26 R ckstau Diac aMi ge ee rin 53 54 hr GER 53 5 Siehe Entw sserung SE aan era teen 123 130 Schmutz SE WE EEE EEE 36 122 130 SEU ee Ge ee d 122 5 23 SehweiDe rires iwer rendu Da 137 Semtex 22 EE 7 Speisewasserbeh lter 21 106 121 ei E EE
36. Ausblasen am Siebhaltestopfen des Schmutzf ngers Ausblasen durch ffnen des Bypasses Ausblasen durch Entfernen des Blindflansches p Ausblasen nach Ersetzen des Regelventils durch ein Passst ck 120 co Es soll allerdings nicht verschwiegen werden dass solche Forderungen h ufig dem Bestreben zum Opfer fallen die Anlagen m glichst billig billig und schnell schnell zu sammenzunageln In manchen solcher F lle gl ckt die Inbe triebnahme ja doch gelingen w re hier nicht der richtige Ausdruck Mit dem berstehen der erstmaligen Inbetriebnahme ist das Schmutzproblem jedoch noch nicht gel st Noch l ngere Zeit hindurch l st sich Walzhaut von der Rohrinnenseite und geht in den Leitungen auf Wanderschaft rosten Schwei per len ab machen sich Dichtungs und Sandreste selbst ndig Deshalb gilt f r die gute Installation der Grundsatz Vor jede Regelarmatur geh rt ein Schmutzf nger Der Schmutzf nger ist die billigste Sicherung gegen unvor hergesehene Betriebsunterbrechungen Deshalb sei hier nur nochmals vor der Vogel Strau Einstellung gewarnt dass kein Personal zur gelegentlichen Reinigung zur Verf gung stehe und deshalb Schmutzf nger nicht in Frage k men Ob diese Leute ihre Autos ohne Luftfilter und ohne lfilter fah ren Wenn aus Personalmangel oder Betriebsgr nden ununter brochener Dauerbetrieb wirklich kaum Gelegenheit besteht Schmutzf nger ein oder zwe
37. Kondensats gen gt Merken wir uns Bei temperaturgeregelten W rmetauschern ist oftmals h chstens die H lfte des Leitungsdrucks am Kondensat ableiter verf gbar Dies ist aber nur ein ganz grober Anhaltspunkt f r die Aus wahl der Kondensatableiterleistung beim Fehlen genauerer Betriebsdaten Weil es meist bersehen wird nochmals die Warnung Wenn W rmetauscher die temperaturgeregelt sind nicht mit vol ler Leistungsabgabe arbeiten ist Kondensatstau und damit ungleichm ige Beheizung zu erwarten Bei Warmwasserbe reitern ist dieser Umstand kaum von Bedeutung gl cklicher weise bei anderen Apparaten k nnen die Schwierigkeiten jedoch betr chtlich werden siehe Kapitel 6 10 Die Problem l sung ist in diesem Fall der aktive Pump Kondensatableiter aus Kapitel 7 3 5 7 4 4 berdruck hinter dem Kondensatableiter Auf den Druck im Kondensatnetz wird noch ausf hrlicher eingegangen Hier f r die Auslegung der Kondensatableiter interessiert wie gro der berdruck hinter dem Kondensat ableiter der sogenannte Gegendruck werden kann Denn je gr er der Gegendruck desto kleiner ist der Differenz druck am Ableiter desto weniger Kondensat kann abgef hrt werden Am Ende der Kondensatleitung herrscht ein bestimmter Druck Atmosph rendruck wenn das Sammelgef bel f tet ist Vakuum wenn das Kondensat in einen Kondensator l uft berdruck wenn die Kondensatleitung in ein geschlos senes Gef bzw in
38. SC Dampf Im allgemeinen sind mit der K hlung einer hei en Konden satleitung die ja mehr eine Dampfleitung als eine Wasser leitung ist aber die Gefahren verbunden die bereits am Beispiel eines Reparaturbetriebs beschrieben wurden wech selnder Gegendruck und Wasserschlag Die Anordnung nach Kap 9 5 ist deshalb vorzuziehen n mlich Abtrennen des Nachdampfes und dessen Verwertung Kondensatk hlung unter 100 C ist nur dann angebracht wenn das Kondensat aus wichtigem Grund ins Freie abge lassen wird z B wenn es so stark verunreinigt ist dass die Aufbereitung zu teuer w re oder wenn sich bei gr erer Entfernung vom Kesselhaus die R ckf hrung einer verh lt nism ig kleinen Kondensatmenge nicht lohnt In solchen F llen ist die Abk hlung oft unerl sslich weil die von hei Dem Kondensat ausgehende Schwadenbildung st ren und im Winter zu gef hrlicher Vereisung der Umgebung f hren w r de oder weil das Wasserbauamt nicht duldet dass Wasser mit mehr als 40 bis 60 C in den Abwasserkanal geleitet wird oder wenn die Wasserstra enbeh rde den Fischen zuliebe oder aus anderen Gr nden eine Abwassertemperatur von h chstens 30 C vorschreibt Unter diesen Umst nden und sie sollten die Ausnahme sein wird das Kondensat nach M glichkeit zur Beheizung irgendwelcher W rmeverbraucher eingesetzt Vorw rmer Beh lterheizung Warmwasserbereiter usw Ist dies nicht m glich entstehen sogar noch Kosten
39. beide entsprechen der ISO Empfehlung R 7 doch wird in England berwiegend auch das Innengewinde kegelig verwendet Kapitel 11 Planung Bau Inbetriebnahme Wartung Fehlersuche berwurf Verschraubungen berwurf Verschraubungen bieten Kleinheit und Leichtheit bei schneller Austauschbarkeit der Armaturen Daf r sind sie teurer als die Muffenverbindungen Je nach Anwendung werden unterschiedliche Dichtungsmaterialien eingesetzt Dichtungslose Verbindungen eignen sich f r hohe Dr cke m ssen jedoch genau fluchtend montiert werden Anschwei verbindungen Ger te f r hohe Dr cke werden vielfach mit Anschwei enden butt weld ends versehen und eingeschwei t um jegliche Dichtungsschwierigkeiten von vornherein auszuschlie en Nachteil Der Austausch eingeschwei ter Armaturen erfor dert Schwei arbeiten Daneben gibt es noch Verbindungen mit Einsteck Schwei muffen socket weld ends die hnlich wie die oben erw hnte Schraubmuffenverbindung aussieht aber das Rohr wird eingesteckt und eingeschwei t Diese Verbindung wird nur f r niedere Dr cke bis etwa 20 bar an gewendet F r h here Dr cke verwendet man Anschwei en den Bei Schwei arbeiten m ssen die Armaturen gek hlt werden um Besch digungen durch berhitzung zu vermeiden 11 2 Inbetriebnahme Die Inbetriebnahme einer Dampfanlage muss langsam erfol gen Lassen Sie den Rohrleitungen und Armaturen gen gend Zeit auf Temperatur zu kommen und sich a
40. ckspeiseanlage Kondensatsystem Korrosion Kraft N Kubikmeter m Luftdruck Manometer Nachverdampfung Nassdampf Anhang 1 Fachbegriffe Unter Frischdampf versteht man im Gegensatz zu Nachdampf Dampf der frisch erzeugt wur de z B in einem Dampfkessel Siehe berhitzter Dampf Trennwand zwischen heizendem Stoff und beheiztem Stoff Trifft hei er Dampf auf eine kalte Wasseroberfl che kondensiert er schlagartig implodiert Es entstehen knatternde Ger usche im Extremfall gro e Schwingungen mit hnlichen Auswirkungen wie beim Wasserschlag Umh llung zur Verhinderung von W rmeverlusten W rmeenergieinhalt des alten technischen Ma systems 1 kcal 4 2 kJ Die W rmeenergieeinheit des SI Systems 1000 J 1 kJ 1000 Nm 4 2 kJ 1 kcal Alte Krafteinheit des technischen Ma systems 1 kp 9 81 N Kurzbezeichnung von Kondenswasser Im Allgemeinen ist damit Wasser gemeint das aus der Kondensation von Dampf entstanden ist Mechanisches Bauteil das den Dampfraum vom Kondensatraum trennt Die Aufgabe des Kondensatableiters ist es Kondensat und unkondensierbare Gase passieren zu lassen Dampf jedoch zur ckzuhalten Entfernung von Kondensat aus einem Dampfraum Dampfleitung Apparat W rmetauscher USW Menge des entstehenden Kondensates pro Zeiteinheit Regelung des Kondensatflusses auf der Ausgangsseite des W rmetauscheres Kondensat wird bewu t angestaut und damit die W rme bertragungsfl che ver
41. das l sst sich aber vermeiden Der TD wird sogar ge legentlich anstelle des thermischen Entl fters zur Entl ftung von Kugelschwimmerableitern bei hohen Dr cken verwen det F r noch bessere Entl ftung bietet Spirax Sarco TDs mit spe ziellem Entl ftungsteller an Das rasche Ansprechen des TD verursacht ein Anschlagen des Ventiltellers an den Sitz bzw an die Kappe Dadurch ent steht ein Ger usch das im normalen Industrie und Hand werksbetrieb keine Rolle spielt wenn man es deutlich h ren will ben tigt man ein H rrohr In einem ruhigen B roraum Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen aber w rde das Arbeiten des Tellers und mehr noch das wechselnde Str mungsger usch in der Leitung st ren An solchen Stellen sollte der TD also nicht eingesetzt werden F r den Betriebsmann ist das Arbeitsger usch des TD sogar ein Vorteil Man kann so leicht feststellen ob und wie das Ger t arbeitet Beim TD erm glichen die Str mungsverh ltnisse bei der In betriebnahme die Anfahrentl ftung Der thermische Teil der Wirkungsweise sorgt daf r dass die im Dauerbetrieb anfal lende Luft zusammen mit dem Kondensat entweicht Vorteile Sehr gute Anpassung an schwankenden Druck und wech selnden Kondensatanfall im ganzen Einsatzbereich Das Kondensat wird praktisch ohne Verz gerung abgelei tet Sehr kleine Abmessungen und sehr geringes Gewicht Beliebige Einbaulage unempfindlich gegen Ersch tte rungen
42. luten Nullpunkt der Thermodynamik o K Er liegt auf der Celsius Skala bei 273 15 Es gilt also o K 273 15 C bzw 0 C 273 15 K Beispiel f r T 373 15 K t 373 15 K 273 15 K 100 C 1 2 7 Temperaturdifferenzen Fr her wurden Temperaturdifferenzen in der Einheit Grad Einheitenzeichen grd angegeben Dieses ist nicht mehr zu l ssig Temperaturdifferenzen m ssen in Kelvin K ausge dr ckt werden B T t t AT 500 450 K At 100 C 50 C 50K 50K 1 2 8 Der Normzustand das Normvolumen Der Normzustand ist nach DIN 1343 ein durch Normtempe ratur und Normdruck festgelegter Zustand eines festen fl s sigen oder gasf rmigen Stoffes Er ist definiert durch die Normtemperatur T 273 15 K bzw ta 0 C und den Normdruck 101325 Pa 1 01325 bar fr her 1 atm Dieser aus der bisherigen physikalischen Atmosph re atm hergeleitete Normzustand ist zu unterscheiden vom techni schen Normzustand welcher sich aus der bisherigen techni schen Atmosph re at herleitet Der technische Normzustand ist definiert durch die Norm temperatur T 293 15 K bzw t 20 C und den Norm druck 98066 5 Pa 0 980665 bar fr her 1 at Der aus der fr heren physikalischen Atmosph re hergeleite te Normzustand ist ma geblich f r die Definition des Norm volumens Das Normvolumen V ist nach DIN 1343 das Volu men im Normzustand bei 273 15 K bzw
43. ndert die Restw rme wird ausgenutzt Mechanische meist mit Dampf betriebene Kondensatpumpe Verwandlung von Sattdampf in Wasser unter Abgabe der Verdampfungsw rme Das Kondensat oder Kondenswasser hat zum Zeitpunkt des Entstehens dieselbe Temperatur wie der Dampf aus dem es entstanden ist Sammelt das aus Dampfleitungen und Dampfverbrauchern anfallende Kondensat und leitet 1 Allg zur ck zum Kessel Sammelbeh lter mit Pumpe in dem Kondensat zur Weiterbef rderung gesammelt wird I Allg Begriff f r ein komplexes System bestehend aus Kondensatableitung Kondensatlei tung Kondensatsammlung Kondensataufbereitung usw Oxidation von Metallteilen wie Rohrleitungen oder Armaturen Dampfsysteme sind erh hter Korrosion ausgesetzt da in vielen F llen Sauerstoff nicht v llig vermieden werden kann und besonders hohe Temperaturen herrschen Im SI Einheitensystem wird die Kraft N mit der Einheit Newton N versehen 1 N 1 kgm s Die Kraft ist eine abgeleitete Gr e nach dem Newton schen Grundgesetz Fallgesetz Raumma 1 m entspricht einem W rfel von 1 m L nge 1 m Breite und 1 m H he 1 m 1000 siehe Atmosph rendruck Mechanisches Anzeigeger t zur Manometer messen blicherweise den Druck oberhalb Atmosph rendruck berdruck Das Entstehen von Dampf aus Kondensat das aus einem h heren Druckbereich in einen niedrigeren Druckbereich berf hrt wird Nachdampf f hrt insof
44. nor malerweise ein Rohr mit 60 3 mm Au endurchmesser und 2 9 mm Wanddicke also 54 5 mm Innendurchmesser DIN EN ISO 6708 Die Nennweite ist also nur eine Richtgr e f r den Innendurchmesser aber auch f r das Zusammen passen der Rohrleitungsteile sind weitere Angaben wie Au Bendurchmesser Wanddicke Gewindeart usw erforderlich Im Anhang finden Sie einen Auszug aus DIN EN 10220 ber Nennweiten F r allgemeine Betrachtungen gen gt es den Innendurch messer eines Rohres DN 50 mit 50 mm anzunehmen Bei genaueren Berechnungen ist es dagegen besser den wahren Innendurchmesser der verwendeten Rohrsorte zugrunde zu legen 4 3 Die Auslegung von Dampfleitungen Je schneller man mit dem Fahrrad f hrt ist wieder in desto gr er wird der Luftwiderstand und die Reibung desto mehr Energie muss man f rs Treten aufbringen hnlich geht es dem Dampf in der Rohrleitung wo zwar hoffentlich kein Luftwiderstand daf r aber die Reibung an der Rohrwand zu berwinden ist A e D A _ Schickt man 800 kg h Sattdampf von p 10 bar durch eine 300 m lange Leitung DN 65 dann str mt der Dampf darin mit einer Geschwindigkeit von 13 m s und verliert auf den 300 Metern etwa 0 5 bar Druck d h am Leitungs ende herrscht ein Dampfdruck von 9 5 bar Wird der Druck am Leitungsende aus irgendeinem Grund h her dann str mt weniger als 800 kg h wird der Enddruck niedriger dann str mt mehr als 800 kg h bei 13 m s brauchen 8
45. r den W rmedurchgang sogar wichtiger als die Frage ob die Trennwand aus Kupfer oder Stahl besteht Ein Wasserfilm an der Heizfl che ist also schlecht und zwar um so schlechter je dicker er ist Dick wird der Wasserfilm vor allem dort wo das Wasser schlecht ablaufen kann also z B an waagerechten W nden Aber auch an Stellen die wenig Dampfbewegung zu sp ren bekommen wird das Kon densat dicker an der Heizfl che h ngen denn eine kr ftige Dampfstr mung bl st das Wasser von der Heizfl che ab Aus diesem Grund ist in unserem Bild bei A und eine ber trieben dicke Wasserschicht an der Heizfl che gezeich net Dort wird ja wenig Dampf kondensiert deshalb ist der Dampfstrom geringer dadurch w chst der Kondensatfilm an der Heizfl che demzufolge wird weniger kondensiert der Dampfstrom wird weiter geringer usw Sie sehen der W r medurchgang und damit die Leistung unseres Kochkessels wird zwangsl ufig kleiner wenn wir das Kondensat nicht richtig ableiten Der Kondensatfilm hat an dieser Stelle die gleiche Wirkung wie der Topflappen mit dem die Hausfrau den hei en Koch topf anfasst Er verringert den W rme bergang Und Wie der Topflappen besser sch tzt wenn er doppelt genommen wird so behindert auch der Kondensatfilm den W rme ber gang um so mehr je dicker er ist Gleiches gilt nat rlich auch f r andere w rmehemmende Stoffe wie z B Schmutzschich ten oder Luft Leider wird diese u erst wichtig
46. rmetauscher und Ableiter abk hlt Die Kondensatunterk hlung im Dampfraum h ngt also von der Oberfl chenbeschaffenheit und Lage der Heizfl che von den Str mungsverh ltnissen im Dampfraum von der Art und Einstellung der Kondensatableiter von der Regelung von Dicke und Material der Heizfl che von der sekund rsei tigen Temperatur usw ab Eine genaue Vorhersage ist des halb nicht m glich Systematische Untersuchungen einzel ner F lle sowie Beobachtungen in der Praxis haben gezeigt dass das Kondensat im allgemeinen bei zweckm iger Aus f hrung der Anlage mit nur geringer Unterk hlung zum Ableiter kommt und so von diesem in die Kondensatleitung ausgeschleust wird Der Druck in der Kondensatleitung ist geringer als der Druck im Dampfraum denn sonst w rde das Kondensat nicht in die Kondensatleitung str men Fl ssiges Wasser also auch Kondensat kann aber keine h here Temperatur haben als die zum jeweiligen Druck geh rende Sattdampftemperatur Hat das Kondensat vor dem Ableiter bei einem Druck von p 7 bar Sattdampftemperatur 170 C eine Temperatur von z B 160 C und kommt es so in eine Kondensatleitung oder in einen Beh lter unter einem Druck von p 0 5 bar dann muss die Kondensattemperatur auf die zu diesem berdruck seh rende Sattdampftemperatur von rd 111 C absinken vo rausgesetzt der Druck in der Leitung oder im Beh lter steigt durch die Kondensateinspeisung nicht an Wenn in unserem Beispiel di
47. t Wasser zu transportie ren haben sondern auch den Nachdampf Das Kondensat tritt ja mit ann hernd Siedetemperatur aus dem Dampfraum durch den Kondensatableiter in die Kondensatleitung ein Da der Druck in der Kondensatleitung erheblich kleiner sein sollte als der Druck im Dampfraum dies wird gleich noch ausf hrlicher begr ndet werden verdampft ein Teil des Kondensats Je nach Druckverh ltnissen werden 5 bis 10 oder gar 15 Ge wichtsprozent Kondensat wieder zu Dampf dem sogenann ten Nachdampf Kapitel 9 2 Das scheint zun chst nicht viel z B entstehen aus jedem Kilogramm Siedekondensat von p 8 bar bei Entspannung auf p 0 5 bar rund 0 12 kg Nach dampf von p 0 5 bar und es bleiben 0 88 kg Siedekonden sat p 0 5 bar Aber 1 kg Siedekondensat von 110 C 0 5 bar hat laut Dampftafel Kap 1 7 ein Volumen von 0 00105 m oder 1 05 Liter 0 88 kg demnach 0 88 1 05 0 92 Liter Der Nach Dampf von p 0 5 bar beansprucht dagegen einen Raum von 1 16 m3 kg Dampftafel Spalte 7 d h 0 12 kg Dampf von pe 0 5 bar haben ein Volumen von 1 16 0 12 0 139 m3 oder 139 Liter In diesem Beispiel hat die Kondensatlei tung gewichtsm ig nur 12 Nachdampf und 88 Konden sat zu f rdern volumenm ig aber und darauf kommt es bei der Berechnung des Rohrquerschnitts an 139 139 9 99 4 Dampf und nur 0 6 Kondensat Das hei t Eine hei e Kondensatleitung ist keinesfalls eine Wasser leitung sondern vielm
48. unempfindlich gegen Wasserschlag und Frost kann frostfrei installiert werden Sehr robust korrosionsbest ndig alle Funktionsteile sind aus rostfreiem Stahl gefertigt Im allgemeinen ausreichende Entl ftungsleistung Funktionsweise akustisch berpr fbar Der TD ist ein sehr preiswertes Ger t Auch f r h here Dampfdr cke F r geringe berhitzung geeignet f r st rkere berhit zung ist die entsprechende Ausf hrung zu w hlen Einsatzgrenzen Wie beim Bimetallableiter bed rfen die Einsatzgrenzen auch bei dieser Ableiterkonstruktion einer Erl uterung Liegt der berdruck im Dampfraum unter etwa 0 5 bar dann wird die Funktion des Ableiters unsicher weil die Nachdampfbildung zu gering und die Str mung des Nach dampfes im Ger t zu langsam ist um rasches und siche res Abschlie en gegen Frischdampf zu bewirken Deshalb wird der Einsatz des TD erst ab bar Betriebs berdruck empfohlen nach oben aber gibt es keine funktionsbe dingten Druckgrenzen Hoher Druck in der Kondensatleitung erzeugt eine Kraft die im Ringkanal R von unten gegen den Ventilteller dr ckt Wird dieser Gegendruck zu hoch dann geht der Ventilteller nach oben und der TD ffnet auch dann wenn er nicht sollte Deshalb darf der Druck in der Kondensat leitung nicht mehr als etwa 80 96 des Drucks vor dem Kon densatableiter betragen Aus den beiden vorgenannten Gr nden ist der TD f r temperaturgeregelte Anlagen wenig
49. wenn der Stoff str mt kommt die Str mung wieder zur Ruhe so steigt der Druck wieder allerdings nicht mehr ganz auf den fr heren Wert weil inzwischen Energieverluste durch Reibung eingetreten sind Gesetz von Bernoulli 26 Sie k nnen sich von diesem Sachverhalt selbst berzeugen Halten Sie einen Streifen Papier an der Schmalseite fest so dass der Rest des Papiers nach unten h ngt blasen Sie dann kr ftig ber das Papier Das Papier wird nicht nach unten ge dr ckt sondern hochgehoben weil die str mende Luft einen kleineren Druck hat als die nichtstr mende Luft unter dem Papier Nach oben blasend k nnen Sie den Papierstreifen sogar senkrecht nach oben aufsteigen lassen SPIr arco 63 Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen So arbeitet der TD auch dann in der beschriebenen Weise wenn er mit der Kappe nach unten montiert wird die Dampf str mung durch das Ger t saugt den Ventilteller nach oben Der TD ist also in beliebiger Lage einsetzbar So einfach das Ger t auch aussieht erst das Zusammenspiel vieler Feinheiten in Konstruktion und Fertigung erm glicht den wirklich guten Kondensatableiter Den wichtigsten dieser Punkte m ssen wir noch besprechen Zwischen Eingang und Ausgang f llt der Druck des Kondensats etwa vom Druck im Dampfraum auf den Druck in der Kondensatleitung ab Hat te das Kondensat vorher fast Siedetemperatur so entsteht bei dieser Entspannung sehr viel Nachdamp
50. wenn wir die Ventile vor und hinter einem Dampfap parat etwa einem Lufterhitzer zudrehen und den Apparat auf 80 C abk hlen lassen In Spalte 3 suchen wir 80 C da dieser Wert nicht angegeben ist nehmen wir den naheliegen den Wert 81 3 C Daneben steht in Spalte 2 der Druck 0 5 bar w hrend Spalte 1 keine Angabe enth lt weil Vakuum herrscht Durch das Abk hlen ist der Druck in unserem Ap parat also unter den Luftdruck gefallen Wenn wir ein nach au en f hrendes Ventil ffnen str mt Luft in den Apparat hinein Schlie lich wollen wir noch einen Blick auf die letzte Zeile der Tafel werfen Die Verdampfungsw rme Spalte 5 nimmt mit steigendem Druck immer mehr ab und wird bei einem absoluten Druck von 221 2 bar 374 C null d h das Wasser geht ohne Zufuhr weiterer W rme in Dampf ber Oberhalb 374 C gibt es also nur noch berhitzten Dampf kein fl ssi ges Wasser mehr Die horizontalen Linien zwischen den Zahlenreihen der Dampftafel sollen lediglich das Einhalten der Zeilen beim Zahlensuchen erleichtern Drucktafel wird unsere Dampftafel genannt weil in der ers ten Spalte Dr cke stehen Nach glatten Zahlenwerten der Temperatur geordnete Dampftafeln nennt man entspre chend Temperaturtafeln Schlie lich sind wir noch eine Erkl rung schuldig f r den Fall dass Sie die Dampftafel ganz genau studiert haben Im Abschnitt 1 3 haben wir das Kilojoule und die spezifische W rme des Wassers 4 1868 kJ kg K
51. zierstationen mit gr erer Durchsatzleistung empfohlen Gr ere Trockenzylinder w rden zerst rt oder besch digt wenn sie mit Kondensat voll liefen Diese Gefahr kann man umgehen Kapitel 11 Planung Bau Inbetriebnahme Wartung Fehlersuche Mit Hilfe eines Dreiwegeventils oder zwei einzelnen Ventilen wird im Falle eines Defektes auf den Reserve Ableiter um geschaltet Aus Sicherheitsgr nden d rfen die Entw sse rungsleitungen nicht gleichzeitig absperrbar sein Von solchen Sonderf llen abgesehen gen gt es meist die Regelarmatur Ventil oder Kondensatableiter mit einer absperrbaren Umf hrung zu versehen wenn der Betrieb nicht unterbrochen werden darf Das folgende Bild zeigt das Prinzip Eine Umgehunsgsleitung sollte im brigen so ausgelegt sein dass sie keinen Tiefpunkt darstellt in dem sich Wasser sam meln kann Optimal ist die Lage horizontal auf gleicher Ebe ne wie der Hauptstrang Man kann bei Bedarf und das braucht nicht unbedingt ein Defekt zu sein sondern es k nnte sich auch um die regelm Bige Reinigung des Schmutzf ngers handeln die Umf h rung ffnen und die Ventile vor und nach dem Regelorgan schlie en Durch Einstellung des Umgehungsventils von Hand kann der Druck oder die Temperatur dem jeweiligen Bedarf angepasst werden bis das Regelger t wieder betriebs bereit ist Das wird nicht leicht sein denn sonst k nnte man auf die automatische Regelung ja fast verzichten
52. 0 0 1511 6 6181 1958 0 2788 0 0 1407 7 1073 1945 0 2790 0 0 1317 7 5930 1933 0 2792 0 0 1237 8 0841 1921 0 2793 0 0 1166 8 5763 1910 0 2795 0 0 1103 9 0662 1899 0 2796 0 0 1047 9 5511 1888 0 2797 0 0 0995 10 0503 1878 0 2798 0 0 0949 10 5374 1839 0 2801 0 0 0799 12 5156 1829 0 2801 0 0 0769 13 0039 1008 0 1794 0 2802 0 0 0666 15 0150 1017 0 1785 0 2802 0 0 0645 15 5039 1087 0 1713 0 2800 0 0 0498 20 0803 1095 0 1705 0 2800 0 0 0485 20 6186 1154 0 1640 0 2794 0 0 0394 25 3807 1214 0 1571 0 2785 0 0 0324 30 8642 1267 0 1506 0 2773 0 0 0274 36 4964 1317 0 1443 0 2760 0 0 0235 42 5532 1364 0 1381 0 2745 0 0 0205 48 7805 1408 0 1320 0 2728 0 0 0180 55 5556 149 00 150 00 1611 0 2615 0 0 0103 97 0874 199 00 200 00 1826 0 2418 0 0 0059 169 491 220 00 221 00 2107 0 2107 0 0 0032 312 500 arco 15 Kapitel 1 Was ist Dampf Zur Erl uterung wollen wir uns aus der Tafel einige Beispie le herausgreifen Bei einem berdruck von 5 bar oder ab soluten Druck von 6 bar siedet das Wasser bei 158 8 C Bei diesem Druck und dieser Temperatur hat 1 kg Wasser einen W rmeinhalt h von 670 kJ d h diese W rmemenge wird zur Erw rmung von O C auf 158 8 C ben tigt um es zu verdampfen sind weitere 2085 kJ aufzubringen und der so erzeugte Dampf hat einen W rmeeinheit von 2755 kJ Das spezifische Volumen dieses Dampfes betr gt 0 316 m kg Im zweiten Beispiel soll uns die Dampftafel sagen was pas siert
53. 039 0 077 0 145 0235 0 390 0 638 1 088 1 459 2 3 88 5 35 9 01 13 60 19 93 33 79 53925 733 90 6 118 8 185 5 Oberfl che au en an m m 0 032 0 042 0 054 0 067 0 085 0 106 0 133 0 152 0 19 0 26 0 28 0 36 0 44 0 53 0 69 0 86 1 02 1 12 1 28 1 60 Volumendurchfluss bei 1 m s 2 m h 0 14 0 28 0 52 0 85 1 40 2 30 3 92 25 8 4 13 95 19 3 32 4 49 0 71 8 122 192 27 326 427 668 Rohrgewicht p kg m 0 339 0 519 0 684 0 952 1 40 1 99 2 55 2 93 4 11 5 24 6 76 9 83 13 4 18 2 33 1 41 4 55 5 68 6 86 3 135 arco 143 Anhang 5 Flanschma e A5 Flanschma e gem DIN 2632 ff im Si aj o FETTE 5 KE KS lolol 2 O 0 A SS L ol 50 9 1 SES ol O el ent 9 lt lt 00 10 o i 19 2 vco el 9 g e el 2 ale gle gl OINI lt No set D 2 A Ser 9 166 re 2 om O X 2 2 T 0 a 9 555 2 2 ale Zl SE CO gt 6 ei be 9 C x rn N gl 15 amp Je glg le zB 2
54. 9 Kondensatwirtschaft 9 3 Nachdampf oder Frischdampf Das bei der Entspannung entstehende Nachdampfvolumen ist so gro dass in den meisten F llen bezweifelt wird dass wirklich nur Nachdampf vorliegt Sie da Sie die vorangegan genen Ausf hrungen aufmerksam gelesen haben kennen die Zusammenh nge und wissen dass aus diesem Erscheinungs bild kaum Schl sse zu ziehen sind Nichtinformierte vermu ten unwillk rlich dass es sich dabei mindestens teilweise um Frischdampf handeln m sse Wenn hinter einem Konden satableiter der ins Freie entw ssert eine gro e Dampfwolke und wenig Wasser zu sehen ist dann scheint dieser Zweifel durchaus berechtigt Gef hl ist in der n chternen Technik aber nur dann er laubt wenn es auf umfangreicher Erfahrung beruht Deshalb sollten Sie wenn irgend m glich einmal die beiden folgen den Versuche machen Bitten Sie den Kesselw rter eines Dampfkessels die Ablassleitung des Wasserstandsglases ein wenig zu ffnen jedoch nur so weit dass nur Wasser aus str men kann Nun passiert genau das gleiche was hinter jedem einwandfrei arbeitenden Kondensatableiter passiert der ins Freie oder in eine Kondensatleitung von ann hernd Atmosph rendruck entw ssert Es kommt zwar wie Sie am Wasserstandsglas selbst beobachten k nnen nur Wasser durch das Absperrventil am freien Rohrende aber erscheint ein Wasserstrahl und eine ziemlich gro e Dampfwolke der Nachdampf Lassen Sie dag
55. Anlage dann wird der Dampf sehr rasch kondensiert und das Kon densat wird gefrieren ehe es zum Entw sserungspunkt ge langt au er wenn die Leitungen extrem kurz sind Auf diese Weise kann auch eine im brigen frostsicher ausgef hrte An lage zufrieren Deshalb muss man bei der Au erbetriebnah me sicherstellen dass kein Dampf unbeabsichtigt in das Lei tungsnetz eindringt Dies l sst sich z B dadurch erreichen dass man nach dem Absperrschieber ein Trennst ck aus der Dampfleitung herausnimmt Der Frost bedroht vor allem die Au enanlagen die meist aber von gr erer Ausdehnung sind und deshalb oft auch beim besten Willen nicht mit ei nem durchgehenden Gef lle ausgef hrt werden k nnen Es gibt hier also Tiefpunkte die bei der Stillsetzung der Anlage zun chst wassergef llt bleiben Diese frostgef hrdeten Stel len muss man von Hand entw ssern oder eine automatische Frostentw sserung vorsehen Die wohl einfachste selbstt ti ge Frostschutzeinrichtung wird hier gezeigt R ckschlagventil Kondensatleitung e Stauer Kondensatableiter Ein Stauer Kondensatableiter der auf eine ffnungstempe ratur von etwa 10 C eingestellt ist ffnet nach der Au er betriebnahme der Anlage selbstt tig sobald die Temperatur in die N he des Gefrierpunktes absinkt das Kondensat l uft dann ins Freie und geht verloren Auch hier ist auf eine gute Isolation aller Leitungsteile zu achten damit die Leitung leerlaufen kann be
56. Atmosph rendruck sinkt Luft von au en in die Dampf Kondensat Anlage durch Stopfbuchsen und Flanschverbindungen durch die Konden satleitungen und Kondensatableiter vom Kondensatsammler her durch Entl fter und Bel fter Wird die Anlage wieder in Betrieb genommen dann str mt Dampf ein der dank seines h heren Druckes die Luft zusam menpresst der Druck in der Anlage steigt Nun muss aber die Luft entweichen k nnen denn da sie nicht kondensiert w rde sie den weiteren Zustrom von Dampf unm glich machen Nehmen wir an die Luft kann ber Entl fter und Kondensatableiter aus der Dampfanlage abstr men Dampf str mt dann nach und schiebt die Luft vor sich her Nun kann man aber nicht an jeder Ecke einen Entl fter an bringen Deshalb werden in str mungsung nstigen Ecken Luftreste zur ckbleiben Ferner str mt der Dampf ja mit Turbulenz in und durch die Leitungen so dass er sich teil weise mit der Luft vermischt Aus diesen Gr nden ist auch nach der ersten Phase der In betriebnahme und der dabei erfolgten Entl ftung noch Luft in der Anlage Schlie lich kann auch w hrend des Dauerbetriebs laufend eine geringe Menge Luft mit dem Dampf ins System gelan gen denn das Rohwasser enth lt geringe Mengen Luft ge l st die bei der Dampferzeugung als Gas frei werden und vom Dampf in die Leitungen mitgenommen werden wenn das Speisewasser vorher nicht ganz sorgf ltig entgast wurde Diese Luftmenge ist zwar klein im Vergleich
57. Bei Reparaturen oder berwachungsarbeiten frei werdende Weichdichtungen sollten immer durch neue ersetzt werden weil die alten Dichtungen ihre Zusammendr ckbarkeit weit gehend verloren haben und nach dem Zusammenbau nur schlecht dichten w rden Verbindungen mit Weichdichtun gen die gel st worden waren sind nochmals nachzuziehen sobald das Ger t das erste Mal wieder aufgeheizt wurde und danach wieder abgek hlt ist 130 Pira arco 11 4 Fehlersuche Bei der Fehlersuche ersparen zwei Minuten Nachdenken zwei Stunden Arbeit Jedoch Fehlersuche aufgrund von An nahmen oder Vermutungen ist Zeitverschwendung Nur sys tematische Erforschung der Tatsachen f hrt rasch zum Ziel Fehlt es einem an K pfchen und scheut er die n tige Arbeit also ein rein theoretischer Fall so bleibt immer noch ein Ausweg Er beschuldigt einen der Zulieferanten von Kessel Leitungen Armaturen Apparaten und berl sst es dessen Scharfsinn oder Flei den wirklichen Fehler zu finden Das wird Kundendienst genannt Nehmen wir aber an die allgemeine Wirtschaftslage sei so gut dass der beschuldigte Lieferant nicht schnellstens zu erscheinen braucht oder der bedr ngte Betriebsingenieur wollte aus anderen Gr nden selbst den Fehler suchen Wie soll er vorgehen 1 Zun chst muss die Art und der Umfang der Fehlfunktion genau festgestellt werden 2 Dann ist zu pr fen ob um das Fehlergebiet herum die Betriebsbedingungen normal sind beson
58. DN 25 Kugelschwimmer Kondensatableiter 57 Anhang 7 Datenbl tter 4 ir TIS P603 022D SP ar 1 0 BETRIEBSANLEITUNG UND SICHERHEITSHINWEISE VOR GERATE EINBAU INBETRIEBNAHME UND WARTUNG SORGFALTIG DURCHLESEN 2 0 GEFAHRENHINWEISE Nichtbeachtung der Gefahrenhinweise kann zu Verletzungs und Lebensgefahr und oder erheblichem Sachschaden f hren Der sichere Betrieb der Ger te ist nur gew hrleistet wenn sie von qualifiziertem Personal siehe Punkt 4 0 auf dieser Seite sachgem unter Beachtung der Betriebsanleitung eingebaut in Betrieb genommen und gewartet werden Au erdem ist die Einhaltung der allgemeinen Einrichtungs und Sicherheitsvorschriften f r den Rohrleitungs bzw Anlagenbau sowie der fachgerechte Einsatz von Werkzeugen und Schutzausr stungen zu gew hrleisten Bei Nichtbeachtung k nnen Verletzungen und Sachsch den die Folge sein 3 0 ALLGEMEINES ZUR BETRIEBSANLEITUNG Die Betriebsanleitung enth lt Anweisungen welche sicheren und ordnungsgem en Einbau und Betrieb erm glichen sollen Sollten dabei Schwierigkeiten auftreten die nicht mit Hilfe der Betriebsanleitung gel st werden k nnen sind weitere Informationen beim Lieferanten Hersteller zu erfragen Die Beachtung der Anweisungen ist zur Vermeidung von St rungen unerl sslich die ihrerseits mittelbar oder unmittelbar Personen oder Sachsch den hervorrufen k nnen Das Ger t entspricht den Regeln der Technik Bez glich des Eins
59. Dampf BE DE DE DR RE ER NE EEE Nee SIE u N IA 10 N mens i EANA EE s EAA E Vordruck in bar absolut IN NEN Na SE EN BEIN EEE AN E 25 SR IS E e HR EIERN NEN EE EE e E EE E Ee EE D Te Re ee sl 0 02 1 7 lt gt CH O 0 03 S 3 d Ss IN r 2 0 04 0 05 E DH AMA 200 400 Dampfdurchfluss in kg h Ge 500 A a Aamar VY KK MOUKU KY MK Ee _ N ON i Ze ew N LS III NIS d EE INY lt 0 4 2000 SS IN 05 soo NSS NSS NN 4 000 EN SI 1 0 gt SC NO E Re e EC Dee e EC E CSC 2 0 10 000 118 PiP reg Dampfdurchfluss in kg s Kapitel 10 Regelsysteme in Dampfanlagen 10 5 2 k Werte f r Wasser ER GEILE NR GEILEN NI NIINWNNNTINITNNNNTNIINNN NI NIINNN VT NEE
60. Dampfdruck bei 20 m Leitungsl nge nur um rund 0 35 bar also von den angenommenen p 10 bar auf rund p 9 65 bar Das ist im allgemeinen durchaus zul ssig Bei der Auslegung kurzer Leitungen kann man deshalb im allge meinen den Druckabfall unber cksichtigt lassen Wichtig ist jedoch dass die Dampfgeschwindigkeit nicht zu gro wird weil sonst die Leitung zu stark beansprucht wird Anderseits soll die Leitung nicht gr er sein als unbedingt n tig weil sie sonst unn tig teuer w re In den meisten Industriel ndern ist es blich f r Sattdampf leitungen Geschwindigkeiten von 20 bis 30 m s mitunter bis 40 m s zuzulassen Die Erfahrung hat die Zul ssigkeit dieser Werte best tigt Bei h heren Geschwindigkeiten dage gen w re mit Sch den insbesondere durch die abschleifende Wirkung der vom Sattdampf mitgef hrten Wasserteilchen zu rechnen Da berhitzter Dampf keine Wasserteilchen enth lt darf er schneller str men 40 bis 60 m s sind gebr uchliche Geschwindigkeiten f r Hei dampf Fassen wir zusammen arco 27 s u LD 000 000 1 000 009 000 006 000 001 000 06 000 05 000 01 0005 000 8 000 6 000 1 002 005 006 005 001 04 0 06 0 8 9 u 8 Kapitel 4 Die Damprfleitung 4 3 1 Auslegungsdiagramm f r Sattdampfleitungen NA 06 LD 099
61. Das ist allerdings verst ndlich denn ein unn tig gro er W rmetauscher beein flusst nur den Preis und die Regelung ein zu kleiner aber f hrt stets zu Reklamationen _ gt P Beispiel f r einen dampfseitig geregelten W rmetauscher 50 Pira arco 6 6 Ablaufregelung von W rmetauschern Prinzipiell gibt es noch eine Alternative zu der soeben be schriebenen Regelung Man setzt das Regelventil in den Ab lauf des W rmetauschers Auf den ersten Blick scheint dies eine elegante L sung das Regelventil darf kleiner und damit billiger sein weil es das kleinere Kondensatvolumen und nicht das Dampfvolumen durchlassen muss und eine h here Druckdifferenz verf gbar hat und der Druck im Dampfraum und damit die Tempera tur bleibt etwa konstant auf dem maximalen Wert Dampf gt gt W rme tauscher Temperatur f hler Regel ventil Kondensat ableiter lt Kondensat Die Vorteile dieser Regelung sind Ausnutzung der Restenergie des hei en Kondensats d h ca 10 15 Dampfersparnis niedrige Kondensattemperatur in Anlagen mit spezieller Kondensataufbereitung z B Aktivkohlefilter zwingend vorgeschrieben geringe Nachverdampfung und damit keine Druckpro bleme Ger usche oder Wasserschl ge im Kondensatsys tem kosteng nstige Ausf hrung der Regelventile Diese Art der W rmetauscher Regelung bietet also einige Vorteil
62. Die bisher beschriebenen Ger te ergeben in der Mehrzahl der F lle gute technische L sungen Bei besonders ung ns tigen Betriebsbedingungen gen gt jedoch die Regelung ohne Hilfsenergie nicht Starke und schnelle Schwankungen des Vordrucks oder der Entnahme z B erfordern eine andere Bet tigungsweise des Reduzierventiles als es bei den oben beschriebenen Ger ten der Fall ist Dieses andersartige Ein greifen besorgt ein geeigneter Regler der im Prinzip in die Steuerleitung eingeschaltet wird Den gleichen Weg wird man auch w hlen wenn die Regelung besondere Forderun gen erf llen soll Einen bestimmten zeitlichen Verlauf des geregelten Drucks zum Beispiel erreicht man durch einen elektronischen Prosrammreeler Messleitung 112 9 reg Der Unterschied im Arbeitsprinzip zu den Regelventilen ohne Hilfsenergie besteht darin dass hier nicht der Vordruck zur Bet tigung des Ventils benutzt wird sondern elektrische oder pneumatische Hilfsenergie und dass der Regler mehr oder weniger raffinierte M glichkeiten besitzt seine Re aktionsweise an die Erfordernisse der Anlage anzupassen Die Auswahl solcher Ger te muss dem Regelungsfachmann berlassen bleiben Nat rlich sind auch die Ger te ohne Hilfsenergie Regler Sinngem spricht man bei dem Prinzip nach Kapitel 10 1 1 und 10 1 2 von Druckreduzierung bzw Reglern mit direkter Steuerung der Minderdruck wirkt direkt auf die Haupt membrane ohne Hilfsenergie es
63. Druckgef lle zur Verf gung stehen wie das beim Anfahren der Anlage der Fall sein kann Beispiel In einem Betrieb fallen aus dem 10 bar Dampfnetz 11 bar im Dauerbetrieb 1000 kg h Kondensat an Der Druck am Leitungsende betr gt p 0 5 bar 1 5 bar W hrend der Aufheizzeit betr gt der Kondensatanfall jedoch etwa das 10fache d h 10 000 kg h und es steht zum Abf hren dieses Kondensats nur das Rohrgef lle von 1 100 zur Verf gung Wie gro ist die Kondensatleitung zu w hlen F r den Dauerbetrieb gen gt It Diagramm eine Leitung DN 65 Da diese Leitung einen Innendurchmesser von d 70 mm hat geht man vom oberen Endpunkt der Linie d 65 etwas nach rechts etwa Y des Abstands bis zum Endpunkt der Linie d 80 und erh lt so die Kaltwasserleistung der Leitung DN 65 zu etwa 11500 kg h Sie reicht also auch noch f r diesen ungew hnlich hohen Kondensatanfall beim Auf heizen aus Um die Kondensatleitung nicht unn tig gro d h unn tig teuer werden zu lassen sollte man eine etwa vorhandene Kondensatunterk hlung ber cksichtigen ebenso den W r meverlust der Kondensatleitung wenn er betr chtlich ist Ein Beispiel Fallen aus einer Begleitheizung 120 kg h Kon densat aus einem 6 bar Netz 158 C mit einer Unterk h lung von 30 so ist von der Kondensattemperatur 128 C auszugehen und eine Leitung DN 20 zu w hlen W rde in diesem Beispiel die Unterk hlung nicht beachtet so m sste die Leitung
64. EHER HHHH A z REES legen 1 Bee E Ee 09 9 EL 3 O R e SE GE E EE GE GH P REH 0 4 Scheibenrippenrohr EE FEH SE EE 0 2 BEE 1 u Se e Be SE Be 10 20 30 40 50 60 80 100 150 200 300 500 Beispiele Oberfl chentemperatur C 1 Ein offener nicht isolierter Beh lter 4 m lang 1 5 m breit 1 m hoch mit Wasser von 80 C gef llt verliert W rme a durch die Verdunstung von der Wasseroberfl che von 4 1 5 6 m2 Qa SR 6 34 8 kW b durch die Beh lterw nde und den Boden mit zusammen A 17 m2 Oberfl che Q 0 8 17 13 6 kW Der Gesamte W rmeverlust des Beh lters betr gt also etwa 48 4 kW 2 Nicht isolierte Kondensatleitung DN 100 von 50m L nge in einem Innenraum bei einer Rohrtemperatur von 100 C Gesamte Rohroberfl che A 18 m2 W rmeverlust Q 1 1 18 19 8 kW 3 50m Scheibenriprohr DN 100 aus Stahl haben bei einem Scheibenabstand von 10 mm und einem Scheibendurchmesser von 160 mm eine gesamte Oberfl che von rd A 135 m2 Ist das Rohr mit Wasser von 100 C gef llt so betr gt die W r meabgabe ann hernd Q
65. Entl ftung ndert also s mtliche Berechnungs grundlagen f r einen W rmetausch Schlechte Entl ftung ist viel fter die Ursache f r Fehlst rungen von Prozessen als man gemeinhin denkt Wer am kleinen Entl fter spart der spart an der falschen Stelle und muss berdimensional mehr f r den W rmetauscher ausgeben 43 Kapitel 5 Die Behandlung von Dampf 5 Die Behandlung von Dampf 5 1 Dampftrockner Abzweigungen Dampfverteiler Viele Dampferzeuger liefern keinen berhitzten Dampf manche schicken mit dem Dampf sogar sehr viel Wasser in die Leitung Selbst eine anf ngliche berhitzung kann durch die W rmeverluste der Leitung verlorengehen so dass der Dampf nass wird Wo solche Verh ltnisse vorliegen ist Vorsicht geboten F r trockenen Dampf ist eine Geschwindigkeit von z B 25 m s durchaus angebracht und normal Nassdampf wirkt aber wie ein Sandstrahlgebl se Die mit 90 km h durch die Leitung schie enden Wassertr pfchen zers gen buchst blich Leitungen und Ventilsitze oder bohren L cher in Rohrbogen Diese sogenannte Erosion ist deshalb eine ziemlich teure Angelegenheit Au erdem behindert Wasser im Dampf den W rme bergang in den W rmetauschern reduziert also de ren Leistung Aus diesen Gr nden versucht man das Wasser m glichst rasch aus dem Dampf zu entfernen durch den Einbau von Wasserabscheidern in die Sattdampfleitungen auch Dampftrockne
66. II kleiner bleiben muss als die Str mung durch I Mit anderen Worten Bei der gew hlten Anordnung kann die Heizschlange II nicht so viel W rme abgeben wie die Heizschlange I Diese Heizschlange arbeitet also nicht mit dem gr tm glichen Nutzen sie ist unn tig teuer und bei Schiffen nicht unwichtig sie ist unn tig schwer In der Praxis wurden stets noch mehr Heizschlangen parallel geschaltet so dass die Verh ltnisse tats chlich so ung nstig wurden dass die letzte Heizschlange oft berhaupt nicht mehr arbeitete Die Benachteiligung einzelner Heizschlangen l sst sich weit gehend beseitigen wenn man daf r sorgt dass die Wege al ler Teilstr me gleich lang sind Vom Punkt A im n chsten Bild wo sich die Dampfstr me teilen bis zum Punkt D wo sich die Kondensatstr me verei nigen ist der Weg durch beide Heizschlangen gleich lang eg pf ea pf A A Kondensat d Kondensat Aber auch diese Auslegung f hrt noch zu Schwierigkeiten weil schon geringe Unterschiede in der Belastung der ver schiedenen Heizschlangen hervorgerufen z B durch unter schiedliche Str mungsgeschwindigkeiten des umgebenden Stoffes zu unklaren Verh ltnissen f hren Ist beispielsweise infolge der Str mungsverh ltnisse im Tank die Umgebungstemperatur der Heizschlange I h her als bei II dann wird in I weniger Dampf kondensiert Des halb nimmt die Druckdifferenz zwischen Eingang A und Aus gang von I ab Dadurch steigt der Druc
67. In gr eren Anlagen wird der Dampf prinzipiell unter h he rem Druck durch das Leitungsnetz geschickt und erst beim Verbraucher auf den zul ssigen Wert reduziert Denn je h her der Druck ist desto kleiner ist das Dampfvolumen und desto kleiner kann bei etwa gleicher Geschwindigkeit die Rohrleitung sein desto niedriger werden also die Erstel lungs und Betriebskosten f r Leitungen Isolation St tz konstruktionen laufende W rmeverluste etc bis bei einem bestimmten Druck die Einsparungen kleiner werden als die Mehrkosten wegen des h heren Drucks f r den Kessel und Leitungen sowie f r die Armaturen Die Druckregelung die dazu notwendigen Komponenten und die Auslegung der Regelorgane ist in Kapitel 10 beschrieben 46 9 co 5 4 Der Trocknungseffekt berhitzter Dampf Schlie lich noch ein Wort zur Ver nderung des Dampfzu standes bei der Druckreduzierung Wird berhitzter Dampf reduziert ohne dass merklich W rme nach au en abgegeben wird dann ist der Dampf auch nach der Reduzierung ber hitzt Aus Dampf von 15 bar 300 C wird bei Reduzierung auf 3 bar Dampf von 270 C vor der Reduzierung lag die Dampf temperatur 300 C rund 100 K ber der Sattdampftempe ratur 200 C nach der Reduzierung liegt die Dampftem peratur 285 C rund 142 K ber der Sattdampftemperatur 143 die Temperatur ist zwar gesunken die berhitzung ist aber gestiegen Wie das ausgerechnet wird soll uns erst sp
68. Kondensation durchgeblasen h tte Es war aber m glich den Dampfdruck auf pe 8 bar zu erh hen also auf eine Kondensationstemperatur von rd 175 C und damit waren alle Schwierigkeiten beseitigt Entschuldigen Sie bitte die vielen Zahlenangaben in diesem Beispiel Sie sollen dem daran interessierten Leser die Nach rechnung erm glichen F r unsere allgemeine Betrachtung gen gt die Feststellung Anf ngliche berhitzung des Dampfes verschwindet im W rmetauscher schnell Eine andere Frage ist es ob durch die h here Temperatur des Hei dampfes nicht der W rmedurchgang pro Quadratmeter Heizfl che gesteigert werden kann was nach der Formel Q k A t t zu erwarten w re wenn der k Wert unver ndert bliebe Der Hei dampf verh lt sich aber hnlich wie Luft Der k Wert von Hei dampf ist im allgemeinen d h bei den in W rmetauschern blichen Temperaturen und Dr cken so viel kleiner als f r Sattdampf dass der W rme durchgang trotz der h heren Temperatur schlechter ist als bei Sattdampf Im W rmetauscher k nnen wir durch Ver wendung von Hei dampf also nur Leistung verlieren Diese Eigenschaft des Hei dampfes l sst sich aber in der Dampfleitung in klingende M nze umsetzen Da der Hei dampf die W rme schlechter abgibt als Sattdampf sind die W rmeverluste einer Hei dampfleitung geringer als die W rmeverluste einer gleich gro en Sattdampfleitung bei gleichem Druck Au erdem tritt bei Hei dampf kei
69. Kurzzeitig ist ein solches Provisorium aber oft tragbar andernfalls m sste eben anstelle des Ventils in der Umgehungsleitung ein Re serveregler fest eingebaut werden Bei solchem provisorischem Betrieb ist das Umgehungsventil nur wenig ge ffnet die Gr nde wurden im Abschnitt 9 6 er l utert Deshalb treten bei zu langem Andauern des Proviso riums Abn tzungserscheinungen am Ventil auf f r solchen Betrieb ist es ja nicht gebaut so dass es sp ter die Umge hungsleitung nicht mehr dicht abschlie en kann Dann ent stehen aber Verluste oder die Regelung wird gest rt Auch kommt es immer wieder vor dass die Umgehungsventile ver sehentlich ge ffnet oder nicht mehr geschlossen werden Wenn dadurch eine Temperatur oder Druckregelung un m glich gemacht wird f llt die Ursache rasch auf Ist jedoch die Umf hrung eines Ableiters ge ffnet oder nur undicht dann k nnen ber l ngere Zeit unbemerkte Dampfverluste entstehen die erhebliche Kosten verursachen und durch die Druckerh hung im Kondensatsystem den Betrieb der Anla ge st ren Aus der Umf hrung ist dann eine Entf hrung ge worden Deshalb versieht man Kondensatableiter heute nur noch dann mit Umf hrungen wenn dies unbedingt n tig ist Zumal ein Ersatzger t f r einen Ableiter meist vorhanden und schnell einzubauen ist Verwendet man einen Kondensatableiter mit schnell aus wechselbarem Funktionsteil dann ist eine vollst ndige Er neuerung des Funktionsteils
70. L sst sich bei l ngeren Kondensatleitungen ein Leitungsan stieg nicht vermeiden dann ist es im allgemeinen g nstiger wenn das Kondensat zuerst angehoben wird und danach mit Gef lle weiterl uft anstatt umgekehrt Denn je l nger der wassergef llte Leitungsteil ist desto gr Der wird zumindest der dynamische d h der bei Ver nde rungen der Durchflussmenge auftretende Gegendruck am W rmetauscher weil bei gr erer Leitungsl nge mehr Was ser beschleunigt werden muss Wenn m glich wird der Kondensatableiter unter dem W r metauscher montiert F r den Fall dass der Ableiter nur oberhalb des W rmetauschers angebracht werden kann gibt Kapitel 7 6 Montagehinweise Steigt die Kondensatleitung an dann str mt Kondensat in den W rmetauscher zur ck wenn der Druck im W rmetauscher unter den Druck in der Kondensatleitung sinkt also bei Au erbetriebnahme des W rmetauschers oder bei betriebsbedingten Druckschwan kungen wie sie z B bei dampfseitig temperaturgeregelten W rmetauschern auftreten Das sollte nach M glichkeit ver hindert werden Manche Kondensatableiter beispielsweise der thermodynamische und der Bimetallableiter tun auch dies sie wirken als R ckflusssperre Kann der Kondensatableiter aber den R ckfluss nicht verhin dern wie z B der Kugelschwimmerableiter dann empfiehlt es sich bei ansteigender Kondensatleitung ein R ckschlag ventil nach dem Kondensatableiter einzubauen Dadurch wird das Vol
71. Leistung eines W rmetauschers der W rmestrom Q in Watt W anzugeben Erinnern wir uns 1 W 1 J s oder 1 kW kJ s Dann ist der Kondensatanfall nach DIN 3680 Hei kondensatdurchfluss m kg h kg s je Stunde Q 3600 Ah kg h je Sekunde m Q in kW Ah in kJ f r berschlagsrechnungen mp 1 7 Q kg h Q inkW Beispiel W rmetauscherleistung sei 700 kW Kondensatanfall 700 1 7 1190 kg h Alle diese M glichkeiten liefern aber erst den kleineren Teil der Antwort auf die oben gestellte Frage Wieviel Konden sat f llt an Um einen Dampfraum jederzeit ausreichend zu entw ssern muss man n mlich bei der Wahl der Ablei 72 SPira arco tergr e die zeitlichen Schwankungen des Kondensatanfalls ber cksichtigen Wie unterschiedlich diese Verh ltnisse sein k nnen zeigt Ihnen Kapitel 7 4 7 und 4 9 Das ist aber immer noch nicht alles Wo zeitweise gr ere Mengen Luft zusammen mit dem Kondensat abzuf hren sind soll das Ableitverm gen von thermodynamischen und Kugelschwimmerableitern entsprechend h her gew hlt werden Thermoelastische Kondensatableiter erfordern in diesem Fall keinen Zuschlag daf r ist bei solchen Ableitern aber ein Zuschlag bei hohen Umgebungstemperaturen an gebracht also z B bei Montage im Innern eines Trockners weil hier mit geringerer Kondensatunterk hlung gerechnet werden muss 7 4 6 Die Temperatur vor dem Kondensatableiter Nicht selten werd
72. Leitungen dicht beieinander liegen und wom glich noch von einer gemeinsamen Isolati on umgeben sind entzieht das Kondensat dem Frischdampf W rmeenergie 1 Nachteil erh hter Dampfbedarf erzeugt so einen ung nstig hohen Kondensatanfall in der Dampflei tung 2 Nachteil erh hter Verschlei und schlechtere Re gelung durch die W rmezufuhr zum Kondensat wird die Nachverdampfung erh ht 3 Nachteil erh hter Gegendruck und erh hter Verschlei und damit steigen auch die W r meverluste 4 Nachteil Insgesamt also eine kostspielige Anh ufung von Nachteilen 89 Kapitel 8 Kondensatleitung 8 6 Wie kann das Kondensat angehoben werden H ufig ist es nicht m glich oder es w re zumindest sehr auf wendig f r alle Kondensatwege ein durchgehendes Gef lle bereitzustellen In solcher Lage empfiehlt es sich das Kon densat zun chst anzuheben die Kondensathauptleitung aber mit Gef lle zum Endpunkt zu verlegen Nun l uft wenigstens die Hauptleitung nach der Au erbetriebnahme der Anlage leer w hrend des Betriebs erm glicht sie die ungef hrliche Kondensateinspeisung Durch das Anheben des Kondensats nach dem W rmetauscher ergibt sich nat rlich ein Gegen druck der nach Kapitel 7 4 4 etwa 0 15 bar je Meter F rder h he betr gt zuz glich dem Druck in der Kondensatleitung F r das Anfahren und den Betrieb der Anlage ist es deshalb g nstiger wenn die W rmetauscher restl
73. Manometer zeigen blicherweise berdruck an Dampf der nach seiner Erzeugung aus Wasser weiter erhitzt wurde berhitzter Dampf weist eine h here Temperatur auf als die eigentlich aus dem Wasserdampf abgelesene und zum Druck geh rige Temperatur berhitzter Dampf wird auch Hei dampf genannt Ein Druck der geringer als der Luftdruck von rd 1 bar ist Absolutes Vakuum bezeichnet den praktisch v llig druckfreien Zustand Die W rmemenge die die Verdampfung bewirkt ohne jedoch die Temperatur zu erh hen Rauminhalt gemessen Eine Energieform Die W rme macht Stoffe w rmer Temperaturerh hung ver ndert den Aggregatzustand oder ver ndert Stoffe W rmedurchgangskoeffizient Der W rmedurchgangskoeffizient ist abh ngig von dem Stoff der W rme abgibt und dem K W rmeinhalt h W rmemenge 134 Pira arco der W rme aufnimmt sowie von den Str mungsverh ltnissen Neben der Fl che und der Temperaturdifferenz bestimmt der W rmedurchgangskoeffizient den m glichen W rmestrom beim W rme bergang Die gesamte W rme die im Dampf oder im Wasser enthalten ist wobei die W rmeaufnahme blicherweise ab 0 C gemessen wird Eine bestimmte W rmemengeenergie angegeben in kJ W rmestrom W rmetauscher W rme bergang W rmeverluste Wasseraufbereitung Wasserfilm Wasserschlag Wirksame Heizfl che Anhang 1 Fachbegriffe Eine Leistungseinheit die angibt welche W rme in einem W rm
74. Pr feinrichtung hat folgende Einsatzmerkmale geeignet f r Ableiter aller Bauarten und Hersteller schneller Pr fvorgang kein ausgebildetes Fachpersonal erforderlich 8 Die Kondensatleitung Dass das Kondensat wenn irgend m glich zur ckgef hrt werden sollte war bereits zu Beginn des Buches betont wor den Denn Kondensat ist hei es destilliertes Wasser das am Dampferzeuger dringend ben tigt wird und dessen Neuauf bereitung aus Roh bzw Frischwasser teuer ist Sollte das Kondensat so verunreinigt anfallen dass es als Kesselspei sewasser nicht mehr brauchbar ist dann ist ein Fehler in der Anlage zu vermuten Zum R ckf hren des Kondensats braucht man Rohrleitungen n mlich das Kondensatnetz einen ausreichenden Differenzdruck und eine Ausf hrung der Anlage die st rungsfreien Betrieb gew hrleistet Dar ber soll nun gesprochen werden 8 1 Dampf in Durch die Kondensatr ckf hrung lassen sich die Kosten f r Wasser Wasseraufbereitung und Wassererw rmung ganz erheblich senken Lediglich bei geringen Kondensatmengen die in gro er Entfernung vom Kesselhaus anfallen lohnt sich das Zur ckf hren mitunter nicht Man bringt deshalb das von den einzelnen W rmetauschern kommende Kondensat in Kondensatsammelleitungen die das Kondensat zum Kes selspeisewasserbeh lter leiten Leider ist das nicht ganz einfach weil die Kondensatleitun gen nicht nur Kondensat das hei
75. Schwimmer 1 montiert der ber einen Mechanismus 2 das Ab laufventil 3 bet tigt Zu laufendes Kondensat hebt oder senkt den Schwimmer und ffnet oder schlie t das Ablaufventil Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen Auf diese Weise l sst sich aber nicht die Luft vom Dampf trennen denn der Unterschied ihrer spezifischen Gewichte ist daf r zu gering Deshalb muss in die Schwimmerkonden satableiter entweder ein besonderes automatisches Entl f tungsventil 4 eingebaut werden das nach dem Prinzip des sp ter beschriebenen thermoelastischen Kondensatableiters arbeitet oder auf andere Weise f r die Entfernung von Luft und nicht kondensierbaren Gasen gesorgt werden Besonde re Ausf hrungen enthalten ein Bypass Ventil 5 das eine st ndige Str mung bewirkt Wichtig z B bei der Entw sse rung von beheizten Zylindern Vorteile unverz gliche Kondensatableitung bei Sattdampftempe ratur ohne Kondensatanstau zuverl ssig dicht durch Wasservorlage gro e Leistung bei kleinen Dr cken Kondensatableitung unabh ngig von Last und Druck schwankungen optimales Ableiterprinzip f r dampfseitig geregelte W rmetauscher beim Einsatz geeigneter Entl fterelemente sehr gute Entl ftungseigenschaften optional mit einstellbarem Bypass gegen Dampfabschluss und f r rotierende Heizzylinder Einsatzgrenzen Kugelschwimmer Kondensatableiter sind frostempfind lich Bei Frostgefahr m
76. Teil dr cke der Gasbestandteile und jedes Gasbestandteil verh lt sich so als ob es den gesamten Raum ausf llt Dieses Gesetz gilt praktisch auch f r ein Gemisch aus Wasserdampf und Luft Je nach der Gr e des Luftanteils im Dampf Luft Ge misch ist der Teildruck der Luft mehr oder weniger hoch und ebenso der des Wasserdampfes Die Auswirkung sei an einem Beispiel erkl rt Das Dampf Luft Gemisch stehe unter einem absoluten Gesamtdruck von 3 bar dabei betrage der Teildruck der Luft wegen des hohen Luftanteils bar In diesem Falle w re der Dampfteil druck 2 bar mit einer Siedetemperatur nach der Dampftafel von 120 2 C Die Siedetemperatur des Wassers von 3 bar ist 133 5 C Das Gemisch hat also eine um 133 5 120 2 13 3 K niedrigere Temperatur Diese Temperaturdifferenz gegen ber der Siedetemperatur zum Gesamtdruck benut zen die thermoelastischen Kondensatableiter zum Trennen von Wasserdampf und Luft Ihre Ventile sind unterhalb der Siedetemperatur ge ffnet Erst wenn angen hert die Siede temperatur erreicht ist schlie t die thermische Kapsel 1 das Ventil 2 Diethermoelastischen Kondensatableiter sind deshalb zugleich Dampfentl fter Thermische Kapselableiter stauen Kondensat da sie eine Unterk hlung des Kondensats ben tigen Sie d rfen keines falls isoliert werden Vorteile sicheres Funktionsprinzip durch genaue Angleichung die Sattdampfkurve Ableitung mit definierter Unterk hlung unte
77. Wasserbereiter Leistung 1 5 Maximale Leistung Die Dampfleitung wird zwar einen einigerma en konstanten Druck bieten erfordert jedoch wegen der m glichen Wasser schl ge einen robusten Kondensatableiter der das Konden sat nicht unterk hlt Der thermodynamische Kondensatab leiter TD ist deshalb hierf r die erste Wahl aber auch der thermische Kapsel Kondensatableiter kommt in Betracht Der temperaturgeregelte Lufterhitzer verlangt einen f r schnelle Lastschwankungen geeigneten Ableiter der das Kondensat nicht anstaut und den regelungsbedingten Druck schwankungen bis zu niedrigsten Dr cken folgt Der Kugel schwimmerableiter mit automatisch der Sattdampfkurve fol sendem Entl fter ist hierf r das geeignete Ger t Der Papierzylinder arbeitet bei gleichbleibendem Betriebs druck das Entw sserungssystem unterliegt jedoch der Ge fahr des Dampfstaus Diesem besonderen Umstand wird der Kugelschwimmerableiter mit eingebautem einstellbarem By pass gerecht Der tzbottich im Chargenbetrieb bringt gleichg ltig ob temperaturgeregelt oder nicht starke Last und Druck schwankungen doch sind die Anforderungen an die Badt emperatur gering und Kondensatstau ist sowohl dem Bad als auch der Heizschlange zutr glich Deshalb ist hier der Bimetallableiter zweckm ig Die Vulkanisierpresse dagegen verbietet jeden Kondensat stau der ungleichm ige Beheizung also ungleichm ige Vulkanisierung und Produktionsausschuss zur Folge
78. abgenommen Anhand des vorstehenden Auslegungsdiagramms f r Kondensatlei tungen 8 4 1 k nnen Sie sekundenschnell und ohne jede Rechnung die erforderliche Gr e einer Kondensatleitung bestimmen Zu klein ausgelegte Kondensatleitungen sind eine der h u figsten Ursachen von Betriebsschwierigkeiten an Dampf Kondensat Anlagen Und viele Kondensatleitungen m ssen erneuert werden weil sie durch zu kleinen Querschnitt vor zeitig zerst rt werden Allzu gro z gig bemessene Leitungs querschnitte kosten aber unn tig viel Geld Das Diagramm wurde nach den erl uterten Gesichtspunkten errechnet und fasst verschiedene bisher gebr uchliche Methoden zusam men es vereinigt so deren Vorz ge vermeidet aber ihre Grenzen oder Nachteile Anwendungsbeispiele sind auf dem Diagramm zu finden Wird die Kondensatleitung nach diesem Verfahren f r den Kondensatanfall im Dauerbetrieb ausgelegt dann ist die Kondensatleitung in der Mehrzahl der F lle auch f r den er h hten Kondensatanfall w hrend des Aufheizens gro genug 88 9 arco Ist in einem bestimmten Fall f r die Aufheizzeit ein beson ders hoher Kondensatanfall zu erwarten siehe Beispiele in Kapitel 7 4 7 dann empfiehlt sich eine Nachpr fung Dazu dienen die oberen Endpunkte der Kondensatleitungskurven des Diagramms Diese Endpunkte geben den zul ssigen Kon densatanfall an wenn zum Abf hren des Kondensats ledig lich eine Rohrneigung von 1 100 keine anderen
79. auch schon bei kurzen Leitungsst cken und verh lt nism ig kleinen Temperatur nderungen wichtig Sicher ha ben Sie schon Heizungsrohre in Wohnungen knacken h ren Hier sind die Halterungen der Heizungsrohre zu stramm angezogen dadurch werden sie von der W rmebewegung L ngsverschiebung des Rohrs zun chst ein St ck mitgezo gen rutschen dann aber wegen ihres steigenden Widerstan des gegen diese Verbiegung mit einem h rbaren Knackge r usch auf dem Rohr zur ck Wie gro sind solche L ngen nderungen Stahlrohre und Gussteile ver ndern ihre L nge je Meter Rohrl nge und je Grad Temperatur nderung um rund 0 011 mm Kupfer und rostfreier Stahl etwa 0 016 bis 0 019 mm Da sich jeder Me ter Rohr um diesen Betrag verl ngert ist die L ngen nde rung der Leitung L L in mm um so gr er je l nger die Leitung ist L nge L in Meter und je st rker die Tempera tur ver ndert wird Temperatur nderung t t in Kelvin Wenn Sie s als Formel m gen 1000 200 m 100 m 100 50 m 20m 10 m 10 5m 2 m 1m 1 0 1 60 80 100 120 140 160 180 200 30 Pra arco Temperaturdifferenz K Verl ngerung von Stahlrohren bei Temperaturerh hung L L 0 011 L t mm Beispiele 1 K hlt sich ein nur 10 m langes Heizungsrohr das zun chst von Wasser mit 90 C durchflossen w
80. auf Wasser Rassen Wasser 300 W m K Heizmedi Beheiztes Umlauf k Wert um Stoff 1 Medium Stoff 2 Dim K Gas Gas 1bar erzwungen 5 10 Gas Gas 200 bar erzwungen 100 400 Fl ssigkeit Gas 1bar erzwungen 10 40 Fl ssigkeit Gas 200 bar erzwungen 200 600 Fl ssigkeit Fl ssigkeit nat rlich 50 600 Fl ssigkeit Fl ssigkeit erzwungen 100 1200 Dampf Gas nat rlich 5 10 Dampf Gas erzwungen 15 60 Dampf Fl ssigkeit nat rlich 100 1000 Dampf Fl ssigkeit erzwungen 600 3000 48 arco Aus diesen Zahlenwerten k nnen wir zun chst zwei wichtige Folgerungen ziehen Von Dampf geht die W rme an Wasser 100 mal besser als an Luft Das ist einer der Gr nde warum Dampfanlagen und W rmetauscher gut entl ftet werden m ssen Schlecht ent l ftete Anlagen haben eine schlechte Leistung Und weiter Von Dampf geht die W rme an Wasser dreimal besser als von Wasser durch die Heizfl che an Wasser Das ist einer der Gr nde warum das Kondensat so schnell wie m glich aus dem W rmetauscher entfernt werden sollte Schlecht ent w sserte W rmetauscher haben eine geringere Leistung Eine Ausnahme von der letzten Regel bilden nur billige W r metauscher wie Heizschlangen Raumheizk rper Begleit heizungen Bei diesen Anlagen kann man das Kondensat anstauen um die Kondensatw rme auszunutzen den ge ringeren k Wert und die niedrigere Temperatur gleicht man durch Vergr erung der Heizfl che A aus so dass man nach Q
81. aufweisen als man erwar tet wenn man lediglich auf den Dampfdruckmesser schaut denn gew hnlich erwartet man die zum herrschenden Dampfdruck geh rende Sattdampftemperatur Dar ber hinaus beg nstigt die Luft wegen des in ihr enthal tenen Sauerstoffs die Korrosion setzt also die Lebensdauer der Apparate herab Nochmals Luft behindert den W rmedurchgang sehr stark setzt die Temperatur herab und bewirkt erh hte Korrosion Aus diesen Gr nden ist Luft 1 einer Dampfanlage h chst un erw nscht und man versucht sie m glichst restlos aus den Dampfr umen zu entfernen und fernzuhalten Die wichtigsten Gesichtspunkte f r die Entl ftung erge ben sich aus den vorstehenden Betrachtungen Bei Inbetriebnahme die Luft m glichst rasch abf hren Vermischung von Dampf und Luft m glichst vermeiden Tote Ecken entl ften Das Speisewasser gut aufbereiten F r den Konstrukteur von W rmetauschern ist noch wichtig dass er tote Ecken zu vermeiden sucht und durch F hrung der Dampfstr mung entlang der Heizfl che nicht senkrecht zu ihr der Ausbildung von Luftfilmen an der Heizfl che ent gegenwirkt Die Speisewasserentgasung ist bei allen gr eren Anlagen selbstverst ndlich Bei kleinen Anlagen wird von einer Ent gasungsanlage aus Kostengr nden h ufig abgesehen Hier sollte zumindest das Speisewasser auf 80 bis 90 C erw rmt werden um wenigstens den gr ten Teil der Gase auszutrei ben Dampf Atmosph re
82. ausgedehnteren Anlagen sollte am Ende einer l ngeren Dampfleitung ein Manometer vorhanden sein und f r den W rmetauscher gilt das soeben gesagte Die hier liegenden Ungenauigkeiten werden im Sicherheitsfaktor bei der Wahl der Ableitergr e ber cksichtigt Ist am Ende der langen Dampfleitung aber kein Manometer vorhanden z B weil die Leitung erst gebaut werden soll oder ist die Leitung ob kurz oder lang berlastet dann muss zur Berechnung gegriffen werden oder es wird wenn die An lage schon arbeitet am Eingang oder Ausgang des zu entw s sernden W rmetauschers eine Druckmessung durchgef hrt Denn eine Dampfleitung die durch wiederholte Betriebser weiterung ohne Vergr erung der Dampfleitungsquerschnit te berlastet ist kann nach 50 Metern einen Druckabfall von beispielsweise 70 aufweisen also nur noch 3 bar 2 bar statt der erhofften 10 bar 9 bar zur Verf gung stel len Also nicht an Manometern sparen M ige Schwankungen des Dampfdrucks w hrend des Be triebs k nnen unber cksichtigt bleiben Bei abnehmendem Dampfdruck sinkt zwar die Leistung des Ableiters wegen der abnehmenden Dampftemperatur sinkt jedoch auch die Leistung des W rmetauschers und damit der Kondensatan fall Zwar ver ndern sich Kondensatanfall und Leistung des Ableiters nicht im gleichen Ma doch sind die Unterschiede wegen des gemachten Sicherheitszuschlages vernachl ssig bar Kritisch wird es wenn der berdruck im W
83. bildet um so mehr Nachdampf je hei er es ist Auch diese Erscheinung werden wir noch ausf hrlich besprechen Der Nachdampf Entspannungsdampf behin dert also den Durchfluss um so st rker je hei er das Kon densat ist Der Frischdampf hat s am schwersten Die Luft wird bei diesen Ableitern nicht vom Dampf getrennt sondern entweicht mit diesem und mit dem Kondensat durch die Austritts ffnung Einstufige Entspannung gt Mehrstufige Entspannung gt Bei der Beschreibung des wurde unter anderem bereits gesagt dass hei es Kondensat bei der Entspannung viel Nachdampf bildet Mit viel Nachdampf ist die Tatsache gemeint dass Dampf bei den blichen Dr cken ja ein viel sr eres Volumen beansprucht als Wasser Kapitel 1 5 dass also schon eine kleine Gewichtsmenge Nachdampf zu einem sro en Dampfvolumen und damit oft zu Platzschwierigkei ten in der Kondensatleitung f hrt Str mt hei es Kondensat von einem Raum h heren Drucks durch eine enge ffnung eine Blende in einen Raum ge ringeren Drucks dann breitet sich der entstehende Nach dampf so stark aus dass er die Str mung durch die Blende behindert Diese Erscheinung tritt an der Austritts ffnung jedes Kondensatableiters als Durchfluss hindernder und deshalb unerw nschter Effekt auf Der D senableiter macht aus der Not eine Tugend Eine oder mehrere Blenden oder Entspannungsr ume also Entspannungsstufen werden vom Kondensa
84. bzw bar 1 bar 10 N pro m Jede Druckangabe in bar bezeichnet i Allg den absoluten Druck d h vom atmosph refreiem Raum ausgehend Wenn berdruck ber dem Atmosph rendruck gemeint ist wie ihn blicherweise Manometer anzeigen dann ist zu schreiben p bar Ver nderung des Druckes in einem System durch Einsatz einer mechanischen Verengung in der Rohrleitung blicherweise eines Druckreduzierventiles Eine Dampftafel deren Zahlenwerte nach gleichen Druckangaben geordnet sind Eine andere Bezeichnung f r Drucktafel des Dampfes ist auch Dampftafel siehe W rmeinhalt Wichtige Vorgehensweise zur Entfernung von Luft oder nicht kondensierbaren Gasen aus Dampfleitungen um z B Dampfstau zu verhindern Str mt Dampf mit zu hoher Geschwindigkeit und feuchtigkeitsbeladen f hren die Wasser tropfen zu Strahl und Schmirgeleffekten hnlich wie beim Sandstrahlen Rohrleitungsb gen Ventilsitze usw werden besch digt Leichte Undichtigkeiten an Dichtungen f hren zu Dampfschlupf und i Allg dann zu tiefgehender Erosion siehe Nassdampf i Allg ist damit Dampf mit leichter Restfeuchtigkeit wie er in den meisten praktischen Anwendungen vorkommt gemeint Frischdampf Hei dampf Heizfl che Implosion Isolation Kilokalorie kcal Kilojoule kJ Kilopond kp Kondensat Kondensatableiter Kondensatableitung Kondensatanfall Kondensatanstauregelung Kondensatheber Kondensation Kondensatleitung Kondensatr
85. d h im Dampfraum herrscht Unterdruck Vakuum Das ent standene Kondensat konnte deshalb nicht aus dem Dampf raum abflie en die Form begann abzusaufen Wo sich das Kapitel 6 Der W rmetausch Kondensat sammelte k hlte es sich rasch ab und der Beton hatte dort nicht die n tige Temperatur Da ganze Zimmer w nde hergestellt wurden war die Form ziemlich gro und es dauerte einige Zeit bis der Kondensatspiegel den Tempe raturf hler erreichte so dass dieser die Ver nderung bemer ken und f r eine Druckerh hung sorgen konnte Ergebnis Verschiedene Stellen der Betonplatten wurden un terschiedlich stark beheizt Dabei war die Dampfbeheizung gerade deshalb gew hlt worden weil damit eine gleichm Bigere Beheizung gro er Fl chen m glich ist als es bei ei ner Wasserbeheizung der Fall w re mit letzterer ist zumin dest das ebenfalls wichtige gleichm ige Aufheizen ziemlich schwierig Was tun Aus der Beschreibung der Kondensat ableiter in Kapitel 7 werden Sie lernen dass diese Ger te Kondensat nicht absaugen k nnen Es wurde deshalb ein f r solche Anwendungen geeigneter Kondensatheber bzw ein aktiver Pump Kondensatableiter eingesetzt Wo ein Vakuum System vorhanden ist sehr selten sehr kompliziert kann in einem derartigen Fall die Kondensat leitung an das Vakuum System angeschlossen werden Wenn die r umlichen Verh ltnisse es zulassen z B bei hochlie senden Lufterhitzern gen gt es statt dess
86. dem Schnellentleerer Prinzip folgendes Bild in moderner Ausf hrung als thermischer Kapsel Kondensat ableiter Kapitel 7 ffnen wenige Grad unter Sattdampftem peratur leiten also auch Dampf Luft Gemische zuverl ssig ab Entl fter mit Bimetallsteuerung sind robust und f r hohe Dr cke und berhitzten Dampf verwendbar werden heute aber nicht mehr so h ufig eingesetzt 42 arco 4 11 Die Inbetriebnahme von Dampfleitungen Wird der Dampf in eine kalte Leitung geschickt dann f llt zun chst sehr viel Kondensat an wie wir soeben gesehen ha ben Steigt der Druck in der Dampfleitung zu schnell an dann wird das Kondensat mit viel zu hoher Geschwindigkeit durch die Leitungen gejagt und verursacht Sch den an Leitungen Armaturen und W rmetauschern auch bei richtiger Anord nung der Entw sserungseinrichtungen Deshalb muss die In betriebnahme kleiner wie gro er Anlagen langsam erfolgen Noch ein anderer wichtiger Grund spricht f r langsames Auf heizen Das Leitungsrohr erw rmt sich dann gleichm iger so dass die Spannungen im Material klein bleiben Wird der Dampfdruck dagegen rasch erh ht dann sammelt sich unten im Rohr k hleres Kondensat w hrend die Rohroberseite von merklich hei erem Dampf ber hrt wird Unter und te des Rohrs haben dann unterschiedliche Temperaturen und verl ngern sich demzufolge unterschiedlich so dass sich die Leitung u U trotz einwandfreier Montage ver
87. dem Spezialisten berlassen F r wel che dieser beiden M glichkeiten Sie sich auch entscheiden Es ist von Vorteil f r Sie wenn Sie sich anhand der folgenden Kapitel mit den Gesichtspunkten f r die Ableiterwahl ver traut machen 7 2 Vor berlegungen In Kapitel 1 und 6 hatten wir die Verh ltnisse im W rmetau scher das war unser Suppenkessel genauer untersucht und festgestellt dass das Kondensat so schnell wie m glich aus dem Dampfraum beim Suppenkessel ist das der Heizman tel entfernt werden sollte Wie kann das geschehen Lassen wir das Ablaufrohr im Boden des Suppenkessels ein fach offen so flie t das Kondensat zwar schnell heraus aber sobald das Kondensat weg ist wird Dampf ausstr men und verloren gehen Der Druck f lt ab Energie geht verloren Wir m ssen also eine M glichkeit suchen das Kondensat ab laufen zu lassen und den Dampf zur ckzuhalten Dies ist die erste und wichtigste Aufgabe die mit dem Ausdruck Kon densatableitung gemeint ist 7 2 1 Sollen wir ein normales Ventil verwenden Wir k nnen versuchen die Aufgabe mit einem von Hand zu ffnenden bzw zu schlie enden Absperrhahn oder Ventil zu l sen Beim ffnen wird das Kondensat abflie en und wir werden das Ventil danach schlie en um ein Entweichen des Dampfes zu verhindern Machen wir also einen Versuch an unserem Suppenkessel Wir lassen Dampf in den Mantel des Kessels einstr men Da zun chst noch alles kalt ist konde
88. der Kanalisation in die Dampfanlage gesaugt werden Wird an derseits der Entl fter einmal defekt oder nur undicht dann bliese Dampf in die Kanalisation was zu Sch den an der Ka nalisation und zu empfindlichen und schlecht erkennbaren Dampfverlusten f hren kann 5 3 Druckreduzierung In den meisten Betrieben arbeiten Dampfverbraucher mit unterschiedlichen Dampfdr cken Der Einsatz eines hohen Dampfdrucks kann n tig sein weil ein Prozess eine hohe Temperatur erfordert z B Aufheizen auf 200 C oder wenn der W rmetauscher wegen der hohen Dampftempera tur die geforderte Leistung mit einer kleineren W rmetau scherfl che erbringt siehe Kapitel 6 und der Apparat des halb trotz des h heren Betriebsdrucks billiger ist Anderseits gibt es Prozesse und Apparate bei denen der Dampf eine bestimmte Temperatur oder einen bestimmten Druck nicht berschreiten darf Es wird Ihnen nicht schwer fallen hierf r aus Ihrem eigenen Arbeitsbereich Beispiele zu finden Nun w re es nat rlich viel zu aufwendig f r jeden ben tig ten Druck einen Dampferzeuger aufzustellen Es wird viel mehr ein Kessel installiert der Dampf mit dem h chsten im Betrieb ben tigten Druck erzeugt Dampf von niedrigerem Druck erh lt man aus dem Hochdruckdampf durch den Ein satz von Reduzierventilen Reduzierung des Dampfdrucks ist auch dann erforderlich wenn fremdbezogener Dampf aus einem Ferndampfnetz oder von einem Nachbarbetrieb f r die eigenen
89. der Druck au en gr er ist als innen dringt meist Luft ein durch Stopfbuchsen und Flanschverbindungen durch Ent l fter die jetzt als Bel fter wirken usw Eine Dampfanlage au er Betrieb ist daher meist mit Luft und mehr oder we niger Kondensat gef llt Wird eine solche Anlage in Betrieb genommen so muss der zustr mende Dampf zuerst viel Luft und Kondensat verdr ngen Aber auch w hrend des Dauer betriebs k nnen geringe Mengen von Luft oder Kohlendioxid CO mit dem Dampf bzw Kondensat vermischt sein Diese Gase werden schlie lich zum Kondensatableiter gelan gen Die Kondensatableiter m ssen deshalb in der Lage sein au er Kondensat auch Luft durchzulassen andernfalls w r de sich die Luft im Kondensatableiter stauen und den Zufluss des Kondensats behindern oder gar unm glich machen die Anlage w rde also langsam oder gar nicht arbeiten Dampf und Kondensat Luft Kondensat Kondensat ableiter Diesen Schwierigkeiten suchte man fr her zu begegnen in dem man die Kondensatableiter mit einer Vorrichtung ver sah mit der man die Ableiter w hrend des Anfahrvorgan ges von Hand voll ffnete Diese Handbedienung hat aber erhebliche Nachteile denn sowohl das ffnen als auch das Schlie en wird h ufig vergessen ersteres macht sich schnell bemerkbar aber das vergessene Schlie en bleibt meist un entdeckt weil es die Anlage nicht blockiert dies f hrt dann zu dauernden hohen Dampfverlusten Dieses Risi
90. die von hochqualifizierten Fachleuten geplant war ganze Rohr leitungsnetze eingefroren und zerst rt worden Die zweifel los erstklassigen Produktionsanlagen waren lahmgelegt In einem anderen Beitrieb einer Raffinerie wurde ein gro er Kugelbeh lter beim Entleeren vom u eren Luftdruck stark eingedr ckt und besch digt weil die Bel ftungseinrichtung nicht richtig funktionierte ein gro er Schaden hervorgeru fen durch eine kleine Unaufmerksamkeit bei der Installation eines Bauteils von verschwindend kleinem Wert verglichen mit dem Wert des Beh lters Haben Sie also bitte Geduld mit diesem Buch wenn es nicht gleich mit Konstruktionszeichnungen und Installationspl nen aufwartet Das grundlegende Verst ndnis der Vorg nge ist das wichtigere denn nur dieses l sst sich in gleicher Wei se auf Teekessel Suppenkocher Papiermaschine und Reak tionskolonne anwenden und erm glicht es Ihnen Beweis f hrungen anderer auch dieses Buches kritisch zu pr fen 7 2 4 Luft in Kondensatableitern Jetzt muss noch kurz von der Luft in Dampfr umen gespro chen werden damit Sie verstehen weshalb dies bei der nach folgenden Beurteilung der verschiedenen Ableiterkonstruk tionen von Wichtigkeit ist Wenn die Dampfzufuhr zu einer Leitung oder Anlage gesperrt wird kondensiert der Dampf und es entsteht in der Dampf anlage ein Vakuum Rohrleitungen und Apparate lassen zwar Dampf unter h herem Druck nicht nach au en aber wenn
91. diesem Grund wird der W rme bergang schlechter d h die Suppe wird vom Kondensat langsamer erw rmt als vom Dampf Wenn man also nicht viel Zeit zur Verf gung hat und wer hat heutzutage schon Zeit dann muss das Kondensat schnellstens aus dem Kochkessel ent fernt werden Was danach mit dem hei en Kondensat geschieht das wird uns sp ter noch sehr eingehend besch ftigen Vorl ufig wol len wir die Vorg nge im Kochkessel weiter beobachten denn die Tatsachen die wir dabei feststellen sind von gr ter Be deutung f r jeglichen Umgang mit Dampf und Kondensat 1 11 Die Heizfl che Die Trennwand zwischen dem heizenden Stoff und dem be heizten Stoff nennt man Heizfl che Sie verstehen sicher lich dass um so mehr W rme bertragen wird je gr er un ter sonst gleichen Bedingungen die Heizfl che ist Um aus dem Dampf m glichst viel W rme so schnell wie m glich herauszuholen und auf die Suppe zu bertragen muss aber jeder Quadratzentimeter dieser Heizfl che bes tens ausgenutzt sein Kondensat Film Luft Metall Wand Wasser Film Wasser Produkttemperatur Was wir als Heizfl che bezeichnet haben ist in den Zeich nungen der Kochkessel auf der vorigen Seite durch eine di cke Linie gekennzeichnet Im ersten Bild ist alles Kondensat aus dem Mantel entfernt die Heizfl che wird mantel seitig nur von Dampf ber hrt Steht dagegen Kondensat im unte ren Teil des Heizmantels ist die vom Dampf ber hrte F
92. ein Nachdampfsystem m ndet Wird das Kondensat zwischen Ableiter und Leitungsende an gehoben so entsteht ein zus tzlicher Druckbedarf Der sta tische Druck am Boden einer 10 Meter hohen Wassers ule betr gt bar Da das Kondensat aber gegen den statischen Druck zeitweise beschleunigt werden muss und durch die berflutung der aufsteigenden Leitung erh hte Reibungs verluste entstehen rechnet man mit einem Druckabfall von etwa 1 5 bar je 10 Meter F rderh he oder 0 15 bar je 1 Meter F rderh he 1 bar 1 5 bar 10m Der Druckabfall infolge Str mung entlang der Kondensat leitung ist bei k rzeren und reichlich bemessenen Leitungen vernachl ssigbar Bei l ngeren Leitungen etwa ab 50 m L n se oder bei zu klein bemessenen z B Kondensatleitungen die als Wasserleitungen ausgelegt wurden kann der Druck abfall erheblich sein Weil die Kondensatleitung aber fast immer sowohl Wasser Kondensat als auch Wasserdampf Nachdampf bef rdert also eine sogenannte Zweiphasen str mung enth lt sind experimentell gesicherte Berech nungsmethoden noch nicht allgemein bekannt Wir sind auf Sch tzungen oder ungesicherte Berechnungen angewiesen Merken wir uns Der am Kondensatableiter wirksame Gegendruck von der Kondensatleitung her auf den Ableiter wirkend setzt sich zusammen aus dem Druck am Ende der Kondensatleitung im Sam melgef oder im Nachdampfsystem dem Druck zum Heben des Kondensa
93. eine Nennweite gr er ausgelegt wer den Der Druck am Ende der Kondensatleitung ergibt sich aus der Ausf hrung des Rohrnetzes M ndet die Kondensatlei tung in ein bel ftetes Sammelgef oder ins Freie so ist der Enddruck 1 bar M ndet die Leitung in ein Gef oder Lei tungssystem das unter dem Druck p steht dann ist dieser Druck der Druck am Ende der Kondensatleitung Gleich zeitig ist p aber auch angen hert der an der Austrittsseite der Kondensatableiter herrschende Druck weil der Druckabfall in der Kondensatleitung bei dieser Methode ja vernachl ssigt werden kann F hrt eine Kondensatleitung z B Kondensat aus einem Dampfnetz von p 12 bar ab und m ndet sie in einen Kon densatentspanner der auf einem Druck von p 1 5 bar ge halten wird dann ist der Druck vor dem Kondensatableiter 13 bar der Druck am Ende der Kondensatleitung 2 5 bar da bei der Anwendung dieses Diagrammes der Druckabfall in der nicht allzu langen Kondensatleitung klein ist herrscht in diesem Beispiel unmittelbar nach dem Kondensatableiter ein Druck von etwa 2 5 bar und der Kondensatableiter kann f r eine Druckdifferenz von 13 2 5 10 5 bar ausgelegt wer den Je Meter F rderh he einer nach oben verlaufenden Konden satleitung sollte brigens ein Gegendruck von 0 15 bar ange nommen werden Kap 7 4 4 Grunds tzlich gilt eine Kondensatleitung ohne Gegendruck ist sehr selten Gehen Sie in der Praxis von min
94. eines Vakuumbrechers oder bei freiem Auslauf aus dem W rmetauscher bei einer Last des W rmetauschers unter 40 Kondensat zur ck staut Wie oft treten nun solche R ckstauf lle auf Viel fter als Sie meinen Stellen Sie sich einmal eine Heizungsanwen dung vor bei der der W rmetauscher im Winter ein Geb u de mit Energie zu versorgen hat Selbstverst ndlich wird im Sommerbetrieb nur ein geringer Teil des W rmetauschers wirklich ben tigt Oft genug nur noch einige Prozent der ur spr nglichen Leistung hnliches passiert bei Nachtabsen kung Sie k nnen in solch einem Fall jede Wette eingehen der R ckstaueffekt tritt mit Sicherheit ein In den Griff bekommen k nnen Sie das ganze Problem auf recht elegante Art und Weise Durch Einsatz eines aktiven Kondensatableiters Kapitel 7 3 5 Durch den Einsatz eines Kondensathebers mit Druckpen delleitung Kapitel 7 6 3 Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen 7 Entw sserung von Dampfr umen Kondensatableiter Sie wissen bereits dass das Kondensat so schnell wie m g lich aus dem W rmetauscher entfernt werden soll Damit die gr tm gliche Leistung des W rmetauschers verf gbar bleibt um gleichm ige W rmeabgabe zu erzielen und wegen der Korrosions und Wasserschlaggefahr Um den Verlust von wertvollem Dampf zu verhindern und um den W rmetauschprozess berhaupt geregelt zu bekom men hat der Kondensatableiter also die Aufgabe alles Kon densat das
95. einschlie lich Reinigung des Schmutzf ngers in weniger als 2 Minuten m glich Auch der komplette Ableiter l sst sich bei Flanschverbindungen in die ser Zeit auswechseln So lange aber darf die Entw sserung der meisten W rmetauscher schon einmal unterbrochen werden Es gen gt dann statt der Umgehungsleitung einen Dampf Kugelhahn vor und hinter dem Ableiter vorzusehen Dampf Kugelh hne sind hier den Ventilen wegen des gerin geren Durchflusswiderstandes vorzuziehen Merken wir uns Umf hrungen erm glichen Wartung oder Reparatur von Temperaturregel und Druckreduzierstationen ohne Un terbrechung des Betriebs der Anlage Umf hrungen von Kondensatableitern sind dagegen we gen der Gefahr unbemerkter Dampfverluste m glichst zu vermeiden arco 127 Kapitel 11 Planung Bau Inbetriebnahme Wartung Fehlersuche 11 1 9 Einbaulage Erfreulicherweise werden Dampf und Kondensatarmaturen nur selten mit falscher Einbaulage in die Rohrleitung einge setzt Diese Tatsache zeigt brigens dass durchaus sorgf ltig gearbeitet wird und dass Fehler in der Auswahl und Anord nung der Ger te haupts chlich auf Unkenntnis zur ckzuf h ren sind Fassen wir uns also kurz Die auf den Armaturen angegebene Durchflussrichtung meist in Form eines Diels ist unbedingt zu beachten Druck und Temperaturregler sollen vorzugs weise in waagerechter Rohrleitung eingebaut werden und zwar so dass die Ger teachse senkrec
96. f r Armaturen aus Stahl Industriearmaturen Anschwei enden f r Armaturen aus Stahl Rohre aus nichtrostenden St hlen f r Aseptik Chemie und Pharmazie Ma e Werkstoffe Armaturen f r Lebensmittel Chemie und Pharmazie Klemmverbindungen f r Rohre aus nichtrostendem Stahl Ausf hrung zum Anschwei en Armaturen f r Lebensmittel Chemie und Pharmazie Aseptik Verbindung Teil 1 Aseptik Rohrverschraubung aus nichtrostendem Stahl zum Anschwei en Nichtrostende Stahlrohre Ma e Grenzabma e und l ngenbezogene Masse Industriearmaturen Schutzkappen f r Armaturen mit Flanschanschluss Flansche und ihre Verbindungen Schrauben und Muttern Teil 1 Auswahl von Schrauben und Muttern Flansche und ihre Verbindungen Schrauben und Muttern Teil 2 Klassifizierung von Schraubenwerkstoffen f r Stahlflansche nach PN bezeichnet Werkstoffe Gie ereiwesen Gusseisen mit Lamellengraphit Gie ereiwesen Gusseisen mit Kugelgraphit Technische Lieferbedingungen f r Stahlguss f r Druckbeh lter Teil 1 Allgemeines Technische Lieferbedingungen f r Stahlguss f r Druckbeh lter Teil 2 Stahlsorten f r die Verwendung bei Raumtemperatur und erh hten Temperaturen Technische Lieferbedingungen f r Stahlguss f r Druckbeh lter Teil 4 Austenitische und austenitisch ferritische Stahlsorten Schmiedest cke aus Stahl f r Druckbeh lter Teil 2 Ferritische und martensitische St hle mit festgelegten Eigenschafte
97. f r den Nenndruck ND die man noch in vielen Unterlagen findet wurde durch PN ersetzt um sie im internationalen Gebrauch verwendbar zu machen Nenndruck 25 oder PN 25 hei t zun chst zul ssiger Be triebs berdruck bis 25 bar bei 20 C Die wichtigsten dieser Nenndr cke sind PN 6 10 16 25 40 63 fr her 64 100 160 250 n here Angaben siehe DIN EN 1333 PN 6 10 16 29 40 63 100 160 250 m Kleinanlagen bliche Dampfanlagen Turbinen Kraftwerk Es gen gt nun zu einem Rohrleitungsteil Rohrst ck oder Armatur den Nenndruck anzugeben um seinen Einsatzbe reich zu kennzeichnen Ein Ventil PN 25 ist bei 20 C bis 25 bar einsetzbar 26 Sp arco Die Festigkeit der Werkstoffe nimmt mit zunehmender Tem peratur ab deshalb darf ein Ventil PN 25 nicht mit Dampf von 25 bar und 300 C betrieben werden DIN EN 10216 gibt Hinweise bis zu welchen Dr cken man Rohrleitungstei le eines bestimmten Nenndrucks bei h heren Temperaturen einsetzen kann Ist ein Ventil PN 25 beispielsweise aus Stahl guss GS C 25 dann kann es im Allgemeinen bei 200 C bis 22 bar bei 300 C bis 17 bar bei 400 C bis p 13 bar eingesetzt werden ber 400 C ist ein anderes Material etwa GS 22 Mo 4 zu verwenden Aus den genannten Normen ersehen Sie weiter dass f r Dampf und Kondensatleitungen bis 10 bar 183 C nahtlose Stahlrohre in Handelsg te Werkstoff St
98. f r diese Vorg nge brauchen wir nicht zu erforschen Wir m ssen uns aber unbedingt merken dass das Wasser unter h herem Druck bei h herer Temperatur siedet Bei einem Druck von 10 bar betr gt die Siedetempe ratur rund 180 C Um Wasser bei 10 bar zum Verdampfen zu bringen muss es also erst einmal auf 180 C erhitzt werden dazu sind rund 763 kJ je kg Wasser erforderlich Zum an schlie enden Verdampfen sind bei 10 bar weitere 2014 kJ je kg Wasser n tig Der W rmeinhalt des Dampfes von 10 bar betr gt also 2777 kJ kg Stellen wir dies wieder anschaulich dar so erhalten wir fol Bild gesamt 2675 4 KJ gesamt ATTI RI Allgemein gilt Bei zunehmendem Dampfdruck wird der Gesamtw rmeinhalt gr er wobei aber die Wasserw rme steigt und die Verdampfungsw rme abnimmt Bei sinken dem Dampfdruck verringert sich der Gesamtw rmeinhalt bei einer st rkeren Abnahme der Wasserw rme und einer Zunahme der Verdampfungsw rme Zum Schluss des Abschnitts 1 4 erw hnten wir dass der gro Anteil der Verdampfungsw rme am Gesamtw rmeinhalt von besonderer Wichtigkeit ist Wenn wir im Zusammen hang mit dem Dampfdruck einen Punkt besonders heraus stellen m chten dann ist es die Feststellung dass die Ver dampfungsw rme je Kilogramm Dampf um so gr er ist je niedriger der Dampfdruck ist Der Dampfdruck wird nach dem SI System in bar angegeben Wenn kein Hinweis gegeben ist wie z B p ist darunter de
99. ffnet leiten bei einer berflutung der Lei tung oder des W rmetauschers also au er Luft auch Wasser ab und w hrend des Betriebs ffnen die Entl fter in gewis sen Zeitabst nden um Luft Dampf Gemische abzulassen Gelegentlicher Dampfaustritt ist deshalb keine Fehlfunktion sondern geh rt zur normalen Arbeitsweise der Ger te Da aber niemand gern Wasser und Dampfspeier im Betrieb hat wird der Ausgang der Entl fter ber einen offenen Trichter an die Kanalisation abgeschlossen oder weniger g nstig aber manchmal das kleinere bel fest mit der Kondensat leitung verbunden 4 10 2 Entl fter Die Zeiten in denen man von Hand eine Entl ftungsschrau be an der Dampfleitung und am W rmetauscher einige Zeit ffnete bis man glaubte dass nun alle Luft und alles Luft Dampf Gemisch abgelassen sei sind vorbei Denn eine ein fache und zuverl ssige M glichkeit die richtige Zeitdauer der Handentl ftung zu bestimmen gibt es nicht abgesehen davon dass ja auch w hrend des Betriebs der Anlage ent l ftet werden sollte um auch geringe Mengen Luft von der Heizfl che fernzuhalten Deshalb verwendet man heute nur noch automatische Dampfentl fter also Ger te die Luft und Luft Dampf Gemische selbstt tig ablassen reinen Dampf aber zur ckhalten Das gelingt aufgrund der Tatsache dass sich die Luft und auch Dampf Luft Gemische unter die S t tigungstemperatur abk hlen w hrend luftfreier Sattdampf stets die laut Dampftafe
100. ffnungen durch Schutzkappen verschlossen sind d rfen die Schutzkappen erst direkt vor dem Einbau entfernt werden Vor N sse und Schmutz sch tzen 6 0 ALLGEMEINE EINBAUANGABEN FUR ROHRLEITUNGSARMATUREN Anhand der Betriebsanleitung des Typenschildes und des technischen Datenblattes berpr fen ob das Ger t f r den Einbauort gem Anlagenplan geeignet ist 1 Werkstoff Druck und Temperatur sowie deren Maximalwerte berpr fen 2 Richtige Einbausituation feststellen Str mungsrichtung und Einbaulage 3 Schutzabdeckungen an Flanschen und Anschl ssen entfernen Armaturen m ssen von der Rohrleitung getragen werden und d rfen nicht als Festpunkt dienen Armaturen m ssen spannunggsfrei eingebaut werden W rmeausdehnungen des Systems m ssen von Kompensatoren ausgeglichen werden 7 0 ALLGEMEINE INBETRIEBNAHMEANGABEN F R ROHRLEITUNGSARMATUREN Die meisten Armaturensch den treten entweder direkt oder kurz nach der ersten Inbetriebnahme auf deshalb Schmutzf nger und Wasserabscheider vorsehen Rohrleitungen sp len und alle Fremdpartikel entfernen Nach dem Sp len Schmutzsiebe wechseln bzw pr fen Dampfanlagen unbedingt langsam mehrere Minuten in Betrieb nehmen um Sch den durch Wasserschl ge und pl tzliche W rmeausdehnung zu vermeiden Absperrarmaturen langsam schrittweise ffnen Verschraubungen nach der Inbetriebnahme nachziehen 8 0 ALLGEMEINE ANGABEN BER WARTUNG UND AUSBAU Bei Wart
101. gro Ber T pfe hatten ist h ufig noch die Bezeichnung Kondens topf anzutreffen auch Kondensatabscheider Ableiter Dampfstauer Kondensatautomat Kondenswasserab scheider usw sind nur andere Bezeichnungen Abk rzun gen oder Kosenamen f r das was in den Normen also sozu sagen standesamtlich Kondensatableiter hei t In der DIN EN 26704 finden Sie die amtliche Beschreibung des Kindes Wie gesagt ein Kondensatableiter soll alles Kondensat durch lassen und Dampf zur ckhalten Dar ber hinaus ist es aber von gro er Wichtigkeit auf welche Art und Weise der Kon densatableiter diese Aufgabe erf llt ob das Kondensat sofort beim Entstehen oder erst nach einer gewissen Abk hlung abgef hrt wird ob die Kondensatentfernung kontinuierlich oder sto weise erfolgt ob aller Frischdampf zur ckgehalten Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen wird oder nicht usw Aus der Betrachtung des Suppenkes sels wissen Sie dass diese Fragen von gro er Bedeutung f r die Leistung einer Dampfanlage sind Da aber die Industrie nicht mit Suppenkesseln arbeitet das muss ja mal zugegeben werden sondern eine Unzahl unterschiedlicher Aufgaben mit zum Teil entgegengesetzten Forderungen stellt kann es keine Standardl sung geben die f r alle Entw sserungsauf gaben gleich gut ist Wir m ssen viel mehr die Kondensa tableitertypen die es gegenw rtig gibt betrachten und ihre jeweiligen Vorz ge un
102. h tte und liefert sehr unterschiedliche Kondensatmengen Der thermodynamische oder der thermische Kapsel Kondensat rco 73 Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen ableiter mit ihrer Anpassungsf higkeit an gro e Lastschwan kungen sind hier sehr gut geeignet Der Durchlauferhitzer im allgemeinen temperaturgeregelt erfordert hnlich wie der Lufterhitzer Anpassung an schnel le Schwankungen sowohl des Kondensatanfalls als auch des Dampfdrucks Auch hier kommt deshalb zuerst der Kugel schwimmerableiter mit eingebautem automatischem Entl f ter infrage Nun kann man zwar in diesen Beispielen anstelle des vor geschlagenen u U auch einen Ableiter anderer Art verwen den Insgesamt d rfte angesichts solch unterschiedlicher Betriebsverh ltnisse aber verst ndlich werden dass eine einzige Ableiterart nicht in allen F llen der Praxis optimale Betriebsergebnisse erm glichen kann Sie haben auch gesehen dass Informationen ber die Be triebsbedingungen Durchdenken der Aufgabe Sorgfalt und einige Erfahrung nicht ganz so berfl ssig sind wie man bei oberfl chlicher Betrachtung meinen mag Es ist nicht damit getan einen V2 Kondensatableiter an einen Y2 Kondensa tanschluss zu montieren oder einen 1 an einen Anschluss wenn man ngstlich ist Sie verstehen nun wohl auch dass es schon erheblicher technischer Kurzsichtigkeit bedarf um z B den XY Kon densatableiter im Vulkanisie
103. in Aktion und bl st Dampf ab Bei Wassermangel sorgen zwei Wasserstandbegrenzer in besonderer Bauart d h baumustergepr fte und vom T V abgenommene Ger te f r ein sofortiges Abschalten des Brenners Vorteile eines Gro raumwasserkessels Gutes Speicherverm gen im Hinblick auf Lastschwankun gen da entsprechend viel hei es Wasser und ein gro er Dampfraum zur Verf gung steht trockner Dampf Parallelschaltung mehrerer Kessel leicht m glich niedrige Wartungs und Betriebskosten Nachteile eines Gro raumwasserkessels H herer Anschaffungspreis im Vergleich zu den anderen Dampferzeugern s u Baugr e lange Aufheizzeit f r den Betrieb ist geschultes Personal notwendig 3 3 Schnelldampferzeuger Ist kein Dauerbetrieb erforderlich aber eine schnelle Be triebsbereitschaft dann kommen Schnelldampferzeuger zur Anwendung fi Wasser abscheider Eine st ndig von Wasser durchstr mte Rohrschlange wird der Brennerflamme und den entstehenden Rauchgasen im Gegenstromprinzip ausgesetzt Bedingt durch die gro e Fl che der Rohrschlange und die vergleichsweise kleine Wasser menge wird eine schnelle Aufheizzeit erreicht Ebenfalls be dingt durch die kleine Wassermenge sind die W rmeverluste durch Abstrahlung nach Abschalten des Brenners gering Zur Leistungsregelung wird die Wasserumlaufgeschwindig keit der Feuerleistung angepasst Die Speisepumpe hat die Eigenschaft einen
104. in Zukunft weniger zu erzeu gende Frischdampfmenge und daraus anhand der bekannten Dampfkosten die Einsparungen Beispiel 1 In einem kleinen Textilbetrieb fallen st ndlich etwa 1000 kg Siedekondensat aus einem Dampfnetz von p 8 bar an Kondensationstemperatur nach Spalte 3 der Dampftafel rd 175 C Man kann damit rechnen dass das Kondensat mit etwa 170 C zum Kondensatableiter kommt Bei Entspan nung auf p 0 5 bar entsteht laut Diagramm Entspannung von Kondensattemperatur 170 C auf Gegendruck 1 5 bar rd 11 Nachdampf Gehen hiervon 10 bis zum Nachdampf verbraucher verloren so bleiben rd 10 100 kg h 0 1 t h nutzbarer Nachdampf von p 0 5 bar Bei einschichtigem Betrieb mit ca 2000 Betriebsstunden pro Jahr bel uft sich die zus tzlich verf gbare Dampfmenge auf 0 1 2000 200 Tonnen pro Jahr Die Frischdampfer zeugung darf um so viel kleiner werden Bei Brennstoffkos ten f r t Dampf von 30 werden durch die Ausnutzung der Nachverdampfung also j hrlich 6000 eingespart Der Nachdampf wird anstelle der bisherigen Frischdampfbehei zung zur Warmwasserbereitung f r die F rberei eingesetzt Hierf r sind zus tzliche Apparate Kondensatentspanner Reduzierstation Sicherheitsventil und Kondensatableiter sowie Montagekosten in H he von zusammen ca 3000 er forderlich Die Investitionen f r die Nachdampfverwertung sind also bereits in etwa einem halben Jahr amortisiert da nach bleibt der Gewinn v
105. kg h Dieser Vorgang ist jedoch abgeschlossen wenn die Leitung ann hernd Dampftemperatur erreicht hat Setzt man eine gute Isolierung voraus dann betr gt der W r meverlust einer Dampfleitung DN 100 bei 190 C Betriebs temperatur im Freien nicht mehr als 0 17 KW m Kilowatt pro Meter Leitungsl nge einschlie lich Armaturen und Hal terungen d h der st ndliche Kondensatanfall liegt h chs tens bei etwa 0 3 kg je Meter Leitungsl nge das ist rund der Kondensationsgeschwindigkeit beim Aufheizen R umen von ca 20 C 80 100 150200 300 500 Oberfl chentemperatur C 5 arco EI Kapitel 4 Die Damprfleitung Wenn der Dampf in unserem Beispiel berhitzt ist f llt bei entsprechender Berechnung im Dauerbetrieb berhaupt kein Kondensat an weil zun chst nur die berhitzung des Dampfes sinkt ohne dass er kondensiert Die W rme die in den Sattdampf hineingesteckt wurde um ihn zu berhitzen d h seine Temperatur bei gleichbleibendem Druck ber die Sattdampftemperatur zu erh hen wird nun als Verlust an die Umgebung abgegeben wobei zun chst nur die Tempe ratur des Dampfes sinkt solange die Dampftemperatur ber der Sattdampftemperatur beim jeweiligen Druck liegt kon densiert der Dampf nicht Im Dauerbetrieb f llt in unserem Beispiel also h chstens der Kondensatmenge pro Zeiteinheit z B pro Minute an die beim Aufh
106. l uft durch eine nur etwa 20 m lange Kondensatleitung zur ck zu einem entl f teten Sammelgef Der Dampfverbrauch und demgem der Kondensatanfall betr gt 600 kg h F r die Dampfleitung wird die Nennweite 40 gew hlt so dass die Dampfgeschwin digkeit etwa 25 m s betr gt siehe Diagramm Kapitel 4 3 F r die Kondensatleitung wird h ufig mangels anderer Un terlagen die berlegung angestellt dass der Dampf ja kon densiert und das Kondensat ein sehr viel kleineres Volumen als der Dampf hat Eine Kondensatleitung die zwei Nenn weiten kleiner ist als die Dampfleitung m sste deshalb v llig ausreichen steht der ganze Querschnitt dieser Leitung einer Wassermenge von 600 kg h zur Verf gung dann entsteht nur eine Str mungsgeschwindigkeit von rd 0 3 m s Es wird deshalb eine Kondensatleitung DN 25 verlegt Was geschieht im Dauerbetrieb Gegen das Ende der Kon densatleitung hat das Kondensat einen berdruck von etwa o bar da die Kondensatleitung ja in das entl ftete Sammelge f m ndet Da das Kondensat bei einer Sattdampftempera tur 184 C aber mit z B etwa 175 C aus dem W rmetau scher herauskommt und bis zum Ende der Kondensatleitung verh ltnism ig wenig W rme verliert ist damit zu rechnen dass nicht weniger als 13 des anfallenden Kondensats in der Kondensatleitung wieder verdampfen Kapitel 9 2 geht darauf n her ein 86 SPiraX arco Die Kondensatleitung hat gegen das Ende der Leitung etw
107. lang sam erh ht Wenn kein Kondensat mehr anf llt werden die Entw sserungsventile wieder von Hand geschlossen Diese Handhabung ist vor allem bei Dampfleitungen zu Tur binen wichtig Jede Automatik kann n mlich einmal ausfal len und dann w re der Schaden an der Turbine sehr gro Werden Leitungen die im Dauerbetrieb stets ausreichend berhitzten Dampf f hren beim Anfahren von Hand ent w ssert dann gen gen wenige Kondensatableiter denn es f llt nach dem Aufheizen praktisch kein Kondensat mehr an Voraussetzung ist allerdings dass stets so viel Dampf str mt dass die berhitzung tats chlich nicht verloren geht str mt n mlich weniger als bei der Berechnung der Leitung ange nommen wurde dann k hlt sich der Dampf durch die immer vorhandenen W rmeverluste der Leitung rasch ab und es bildet sich Kondensat Dass alle Tiefpunkte entw ssert wer den m ssen wurde bereits gesagt In den meisten F llen wird jedoch die automatische An fahrentw sserung der Leitungen durch Kondensatableiter gr ere Zuverl ssigkeit und Wirtschaftlichkeit erm glichen Dies gilt besonders f r alle h ufig aufzuheizenden Dampfnet ze Ob von Hand oder automatisch angefahren wird ob die Anlage gro oder klein ist stets gilt die Regel Dampfleitungen d rfen nur langsam aufgeheizt werden Freilich mit der Angabe langsam k nnen Sie nicht viel anfangen wenn Sie nicht schon erhebliche Erfahrungen ha ben und dann
108. mehr Dampf als n tig w re ist zu teuer Es ist beim ltank also nicht anders als bei der Beheizung von Wohngeb uden Ungeregelte Heizungen f hren zu schockierenden Heizungs rechnungen Die Tankbeheizung wird allerdings nicht vom Gehalt des Betriebsingenieurs abgezogen F r einen einzigen Tank von 8 m H he und 4 m Durchmesser ohne Isolation w re das bei einer nur 5 K h heren Tanktemperatur als n tig etwa 250 monatlich unn tige Betriebsausgaben ausge rechnet mit Hilfe unserer W rmetauscherformel mit k 10 und Dampfkosten von 30 je Tonne In unserem Beispiel nahmen wir an dass h here Temperatur dem l nicht schadet In der Praxis gibt es aber viele Stoffe die einerseits beheizt werden m ssen anderseits aber eine bestimmte Temperatur nicht berschreiten d rfen weil sie sonst verdampfen sich zersetzen oder andere verbotene Din ge tun Ein einfaches Beispiel hierf r ist ein dampfbeheiz ter Warmwasserboiler Bleibt die Heizschlange stets unter Dampfdruck von 5 159 dann wird das Boilerwas ser bei geringer Entnahme zu kochen beginnen Ergebnis Der Druck im Warmwassersystem steigt auf 5 bar oder Kapitel 6 Der W rmetausch ein Sicherheitsventil bl st dauernd und stark Dampf ab und damit Geld in den Himmel Schlie lich ist noch der Fall h ufig dass die Temperatur des beheizten Stoffes auch bei schwankendem Verbrauch nur wenig schwanken darf Lufterhitzer sind daf r ein einfa
109. nahe am W rmetauscher montiert werden Abstand z B max 0 5 bis 1 m Die Verbindung zwischen W rmetauscher und Ab leiter muss einen ausreichenden Querschnitt aufweisen d h bei kleineren Leitungen etwa gleich dem Dampfeintritt Es gibt allerdings F lle in denen die Gefahr des Dampfstaus durch Montagema nahmen nicht zu beseitigen ist Aus ro tierenden Zylindern wie sie z B an Papiermaschinen und Textiltrocknern verwendet werden wird das Kondensat vom Boden des Zylinders mit Hilfe eines Steigrohrs durch die Zy linderachse nach au en gef hrt wie das folgende Bild zeigt 126 9 arco Wenn nicht gerade ein Kondensatstau vorliegt was ja nicht der Normalfall sein darf steht der Kondensatspiegel am un teren Ende des Steigrohrs Es wird also Dampf in das Steig rohr eindringen der weder die M glichkeit zu kondensieren hat weil das Steigrohr ja im Dampfraum liegt also beheizt ist noch in den Dampfraum zur ck kann weil der Dampf im Steigrohr ja nach oben dr ngt Hier kann die Entw sserung nur zuverl ssig arbeiten wenn der in das Steigrohr eindringende Dampf nach au en abge f hrt wird Entweder man l sst den Kondensatableiter ganz weg sammelt Dampf und Kondensat in einem Sammler be grenzt durch eine Differenzdruckregelung den Dampfstrom durch den Zylinder und verwendet den durchgeblasenen Dampf geringeren Drucks anderweitig oder man nimmt ei nen Kondensatableiter mit Bypass Ein im Ableite
110. nger Trockner und Schaugl ser werden in der Dimension der Dampf bzw Kondensatleitung gew hlt Werden zur besseren Energieausnutzung eine Nachdampf verwertung und entsprechende Kondensatentspanner ein gesetzt kann die zur Verf gung stehende Nachdampfmenge mit Hilfe des Diagramms aus Kapitel 9 2 bestimmt werden Die Gr e des zu verwendenden Kondensatenspanners rich tet sich nach dem max Kondensatdurchfluss in kg h Ent sprechende Apparate stehen vorgefertigt zur Verf gung Um die Gr e der notwendigen Beh lter f r Kondensat r ckspeiseanlagen oder Speisewasserbeh lter bestimmten zu k nnen ist es notwendig einen Wert f r die zur ckge f hrte Kondensatmenge zu ermitteln Im einfachsten Fall entspricht die Menge des Kondensates in l h der erzeugten Dampfmenge in kg h Im praktischen Betrieb gehen jedoch mehr oder weniger Kondensat in der Anlage verloren durch Entl ftung durch direkten Dampfverbrauch 2 Luftbefeuchtung oder direkte Sterilisation Leckageverluste Ein realistischer R cklaufwert sollte daher festgelegt wer den der Maximalwert entspricht wie erw hnt der erzeug ten Dampfmenge Folgende Richtgr en haben Sie im Buch bereits gelesen Kapitel 11 Planung Bau Inbetriebnahme Wartung Fehlersuche Speisewasserbeh lter LG bis 16 des Kondensatanfalls pro Stunde im Anfahrbetrieb 1 bis des Kondensatanfalls pro Stunde im Dauerbetrieb bei sehr kleinen Anlagen max 50
111. nicht empfohlen werden Auch ein Entl fteranschluss am gegen berliegen den Lager rechts im Bild ist im allgemeinen nicht m glich Anmerkung Mitunter wird unter Hinweis darauf dass bei gleichem Druck und gleicher Temperatur Luft schwerer ist als Wasserdampf gefordert dass die Entl fter m glichst unten angebracht werden sollen Das ist aber nicht richtig einerseits weil die Voraussetzung gleichen Druckes prak tisch nie zutrifft nach dem Partialdruckgesetz anderseits weil der vermischende Einfluss der Str mungen im Dampf raum und der Molekularbewegung sehr viel gr er ist als das Trennbestreben aufgrund der unterschiedlichen Molekular gewichte Wenn das nicht so w re dann m sste in einem ab geschlossenen Zimmer die Luft am Boden trocken sein an der Zimmerdecke m sste sich der Wasserdampf sammeln Das ist aber wie Sie wissen nicht der Fall dass der Wasser dampf vom Kochtopf rasch aufsteigt liegt daran dass er wie auch die umgebende Luft eine sehr viel h here Temperatur hat als die Zimmerluft Im Dampfsystem wird die Luft viel mehr wie gesagt teils vor dem Dampf hergeschoben teils ist sie mit dem Dampf vermischt und wird von diesem an die Heizfl che getragen sowie in Bereiche geringer Str mung tote Ecken abgedr ngt ber diese grunds tzlichen Erw gungen hinaus ist bei der Montage von Entl ftern zu bedenken dass die Entl fter meistens nicht nur Luft durchtreten lassen In kaltem Zu stand sind sie ge
112. oo DIN 1629 zul ssig sind Bis 24 bar 300 C k nnen nahtlose Stahlrohre aus St 35 in Ausf hrung PN 40 oder PN 64 ein gesetzt werden ohne Abnahmezeugnis ber 300 C sind Rohre aus warmfesten St hlen zu verwenden DIN EN 10216 In den letzten Jahren sind eine Reihe von Werkstoffnormen berarbeitet worden Wir verwenden die noch weit gebr uch lichen Bezeichnungen eine bersicht der neuen finden Sie in Anhang 9 und 10 4 2 Die Nennweite Rohre f r allgemeine Zwecke des Rohrleitungsbaus werden nicht auf Bestellung angefertigt das w re viel zu teuer und w rde zu lange dauern sondern nach Lagerlisten Dabei muss man nat rlich die Zahl der gefertigten Rohrdurchmes ser beschr nken Es w re zu aufwendig zwischen 10 und 100 mm Innendurchmesser etwa 90 verschiedene Rohrweiten zu liefern Das ist auch gar nicht n tig denn die Rohrnetzbe rechnungen sind ja stets mit Ungenauigkeiten und Sicher heitszuschl gen beladen so dass es sinnlos w re ein genau dem Rechenergebnis entsprechendes Rohr zu verlegen Wandst rke Innen durchmesser Nennweite DN 10 15 20 25 32 40 50 65 80 Innendurchmesser mm 113 6 117 3 122 3 128 5 137 2 143 1 154 5 170 3 182 5 Nennweite DN 100 125 150 200 250 300 350 400 500 Innendurchmesser mm 107 1 131 7 159 31207 31260 41 309 7 339 6 388 8 486 Es gen gt v llig wenn Rohrweiten verf gbar sind deren Querschnitte und damit die Kapazit t der Leitung
113. rmetauscher infolge Temperaturregelung oder aus anderen Gr nden stark schwankt In einem Temperaturregelventil sollte ja der Dampfdruck auch bei voller ffnung um wenigstens 10 bis 20 abfallen siehe Kapitel 10 Wird die H chstleistung nicht ben tigt dann muss der Druck im W rmetauscher ganz er heblich unter den H chstwert und vielleicht sogar unter den Druck in der Kondensatleitung fallen Selbst ein Kugelschwimmer Kondensatableiter kann dann das Anstauen des Kondensats d h ein teilweises Absaufen des W rmetauschers und die damit verbundenen Gefahren Korrosion ungleichm ige Beheizung Wasserschlag nicht verhindern Der berflutete Kugelschwimmerableiter ist zwar voll ge ffnet die jeweils abflie ende Kondensatmenge bzw die H he des Konden satspiegels im W rmetauscher wird aber vom berdruck im W rmetauscher und damit in Wirklichkeit vom Temperaturregelventil bestimmt Sichere Vermeidung dieses Zustandes ist durch die Wahl des Kondensatableiters nicht m glich weil Kondensatab leiter das Kondensat eben nicht absaugen k nnen Wird das Ableitverm gen des Ableiters aber reichlich bemessen in vern nftigen Grenzen dann kann der Beginn des Kon densatstaus wenigstens zu kleineren Dampfdr cken bzw Leistungsabgaben verschoben werden Kondensatstau wird dann seltener sein weil dem gr eren Kondensatableiter ja Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen ein kleinerer Differenzdruck zur Ableitung des anfallenden
114. schlag auf das WorldTrade Center in New York ver bt wurde Die erschreckenden Bilder ber die angerichteten Besch di gungen sind vielleicht noch in Erinnerung 20 arco 3 2 Gro raumwasserkessel Gro raumwasserkessel stellen die am h ufigsten verwendete Konstruktion von Dampferzeugern dar Sie werden in dieser Form f r Leistungen bis 30 t h und 32 bar hergestellt Dampf Wasserspiegel 00000000 00000000 Brenner Hintere Wendekammer Vordere Wendekammer Flammrohr Eine liegende Kesseltrommel verf gt ber ein Flammrohr mit vorgeschaltetem Brenner und in der Regel ber zwei Rauchgasz ge Die hei en Rauchgase werden in der hinte ren Wendekammer umgelenkt und durchstr men den ersten Rauchgaszug Eine erneute Umlenkung erfolgt in der vorde ren Wendekammer von der die Rauchgase ber den zweiten Rauchgaszug zum Schornstein gelangen Die W rmezufuhr wird druckabh ngig und je nach Brenner bauart einstufig zweistufig oder kontinuierlich geregelt Die Speisewasserzufuhr erfolgt im Intervall Pumpe ein aus oder stetig ber ein Speisewasserregelventil wobei die Spei sepumpe st ndig l uft Bei gr eren Kesselleistungen kommt auch eine Drei Kom ponenten Regelung zur Anwendung Hierzu werden neben dem Kesselniveau auch die eingespeiste Wassermenge und die abgegebene Dampfmenge gemessen Die Differenz dieser Mengen ist bei kons
115. sich in der Praxis sehr h ufig Vorw rmer Heizschlangen Durch lauferhitzer sind bekannte Beispiele Kommt zu den geschil derten Umst nden noch hinzu dass das Regelventil zu gro ausgelegt ist dann schlie t das Regelventil h ufiger und schon bei geringer ffnung str mt sehr viel Dampf durch d h die Wasserschl ge werden h ufiger und heftiger Andere Ursache aber gleich unerw nschte Wirkung haben die Implosionsschl ge die auftreten wenn Dampf mit Kondensat von erheblich tieferer Temperatur zusammen trifft Dadurch wird der Dampf n mlich sehr rasch konden siert Das ist mit einer starken Verkleinerung des Volumens verbunden Es entsteht also ein Loch in das Wasser mit ho her Geschwindigkeit einstr mt Dieses aus verschiedenen Richtungen kommende Wasser wird beim Aufeinandertref fen pl tzlich abgebremst und wir haben wieder Dampf und einen Frontalzusammensto einen Wasserschlag Solche Vorg nge k nnen im W rmetauscher ablaufen wenn Kon densat angestaut wird und entweder das Kondensat zu stark abk hlt oder der Dampfdruck in der Leitung weit ber dem Dampfdruck im W rmetauscher liegt Auch beim Zusammenf hren zweier Kondensatleitungen aus verschiedenen Druckstufen kommt es zu Dampfschl gen Dampf und Kondensat 180 C Dampfschl ge Stosswellen Ger usche Schwingungen Kondensat 100 C Wasserschl ge geh ren zu den h ufigsten und gef hrlichsten St rungen die in Dampf Kondensat
116. ssen sie isoliert oder entw ssert werden Beeintr chtigung des Schwimmermechanismus durch Vorschalten eines Schmutzf ngers verhindern Nicht einsetzen bei besonderer Wasserschlagsgefahr B Glockenschwimmer Kondensatableiter Der Glockenschwimmer Kondensatableiter verf gt ber eine umgest lpte Glocke 1 als Hauptelement H ngt die Glocke unten so ist da Ausgangsventil 2 ge ffnet Eintretendes Kondensat umsp lt die Glocke und verl sst den Glocken schwimmer Ableiter durch das Ausgangsventil Tritt Dampf in den Ableiter f llt dieser die Glocke die Glocke wird leichter und schwimmt auf das Auslassventil schlie t Kondensiert der Dampf nach einer bestimmten Zeit senkt sich die Glocke wieder das Auslassventil ffnet sich Was aber passiert wenn Luft oder nicht kondensierbare Gase in den Ableiter einstr men Auch dann hebt sich die Glocke und das Auslassventil schlie t Da Luft aber nicht konden siert muss sie anderweitig die Glocke wieder verlassen Zu diesem Zweck befindet sich an der Oberseite der Glocke eine kleine Bohrung 3 durch welche die Luft entweichen kann Leider aber nicht nur Luft sondern auch Dampf der Glo ckenschwimmer Kondensatableiter vergeudet immer etwas Dampf und ist energetisch der schlechteste der f nf Haupt Ableitertypen Noch schlechter ist nur noch der starre Kon densatableiter Blendenableiter aus Kap 7 3 4 59 Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr um
117. steckt nun in den 200 kg Wasser in un serer Badewanne wenn das Wasser 40 C hat Sind die 200 25 4 2 21000 kJ die der Gasdurchlauf erhitzer an das Wasser abgegeben hat um es von der Zulauf temperatur von 15 C auf 40 C zu erw rmen Wenn im Win ter die Temperatur des Kaltwassers nur 10 C betr gt muss der Badeofen doch 200 30 4 2 25200 kJ aufbringen um das gleiche Ergebnis zu erreichen n mlich 200 kg Wasser von 40 C Will man zu einer einheitlichen Aussage W rmeinhalt ber den gleichen Sachverhalt 200 kg Wasser von 40 C kommen so muss man sich dar ber einigen bei welcher Wassertemperatur man mit der Messung der hineingesteck ten W rmemenge beginnt Da Wasser unterhalb 0 C gefriert hat man vereinbart mit der Messung des W rmeinhalts des fl ssigen Wassers bei o C zu beginnen Um 1 kg Wasser von 0 C auf 50 C zu er w rmen sind nach der Festlegung des Kilojoule 50 4 2 210 kJ n tig der W rmeinhalt von kg Wasser von 50 C betr gt daher nach der eben genannten Vereinbarung 210 kJ Wasser von 90 C hat einen W rmeinhalt von 378 kJ kg Kilojoule je Kilogramm Und in der Beurteilung des Bade wassers kommen wir nun alle zu der gleichen Aussage 200 kg Wasser von 40 C haben einen W rmeinhalt von 200 40 4 2 33600 kJ Nach dieser Vereinbarung hat auch in die Wanne laufendes Wasser von 10 C bereits einen W rmeinhalt von 42 kJ je kg Wasser Diese W rmeenergi
118. ter besch ftigen Sattdampf ist dagegen in Wirklichkeit meist mehr oder we niger feucht d h er enth lt Kondensat in Form kleiner Tr pfchen Wird der Druck reduziert dann wird ein Teil dieser Tropfen zu Wasserdampf so dass der Dampf trocke wird nach dem urspr nglichen Wassergehalt ist der reduzierte Dampf noch feuchter Dampf oder Dampf mit ge ringer berhitzung Aus 15 bar Dampf mit 4 Gewichtspro zent Wasseranteil Temperatur 200 C wird 3 bar Dampf mit 1 Wasseranteil und 143 C der Sattdampftemperatur bei 3 bar aus 15 bar Dampf mit nur 2 Wasseranteil wird Dampf von 3 152 also mit 9 K ber der Sattdampf temperatur d h 9 K berhitzt in diesem Fall sind bei der Reduzierung alle Wassertr pfchen verdampft Regel Sattdampf wird bei Druckreduzierung trockener oder leicht berhitzt berhitzter Dampf bekommt bei der Druckreduzierung zwar eine niedrigere Temperatur die berhitzung ist aber nach der Reduzierung gr er als vorher Mehr zum Thema Hei dampf in Kapitel 6 8 6 Der W rmetausch Die bisherigen Kapitel dieses Buches besch ftigten sich mit den Eigenschaften von Dampf und mit der Dampfverteilung So sind wir nun beim W rmeverbraucher angekommen Im Verbraucher wird dem Dampf die W rmeenersie ent nommen und dem Produkt bzw dem Prozess zugef hrt Vom Standpunkt der Energieversorgung wird der Verbraucher deshalb allgemein als W rmetauscher bezeichnet
119. und Inertgase Fluide der Gruppe 2 KALI I ee Art 3 Abs 3 GIP gute Ingenieurpraxis KEE nicht zul ssig ii GAME Tr nase et 1 I Le I Ir A oh I IL D T 0 g 07 4 2 E an an 29 wes D v U GE Differenzdruck bar x 100 kPa 7 7 N 151 Anhang 7 Datenbl tter TIS P603 02 D arco A7d Kugelschwimmer Kondensatableiter FT 57 Sph roguss PN 40 DN 15 DN 50 BESCHREIBUNG Kondensatableiter mit automatischem Entl fter f r Dampf Auf Wunsch zus tzlich mit einstellbarem Nadelventil als Bypass Unverz gliche Kondensatableitung ohne Unterk hlung selbst bei schnellen Druck und Lastschwankungen Besonders geeignet bei niedrigen Differenzdr cken gro en Durchflussmengen sowie in temperaturgeregelten Anlagen ANSCHL SSE BAUL NGEN Flansche EN 1092 2 PN 40 21 B Baul ngen EN 26 554 Reihe Nr 1 Auf Wunsch im Deckel Gewindebohrung Rp f r Ablassventil und oder Druckausgleichsleitung AUSF HRUNGEN Typ Einbaulage Ausr stung FT 57 TV 20 mit autom Entl fter 57 EN TT ee mit autom Entl fter horizontal mit autom Entl fter und Bypass FTS nenne vertikal mit autom Entl fter und Bypass Durchflussrichtung Walt von rechts nach links
120. und Korrosion auf den Kesselheizfl chen kommt Schlecht geregelter Betrieb f hrt Sch umen und Spucken des Kessels Wasser und Ablagerungen werden ins Dampf Rohr leitungssystem mitgerissen und f hren zu Ablagerungen Erosion und Wasserschl gen Zul ssige Werte f r die Wasser Beschaffenheit sind in den Technischen Regeln f r Dampfkessel TRD 611 aufgef hrt Eine wichtige Ma nahme zur Pflege des Kesselwassers ist das regelm ige am besten automatische Absalzen Mit dem Speisewasser werden Salze in das Kesselwasser eingetragen Diese Salze verbleiben beim Verdampfungsprozess im Kes selwasser so dass sich dieses eindickt mit der Folge dass bei zu hoher Kesselwasserdichte der Kessel anf ngt zu Sch umen und zu Spucken Dies f hrt zum Mitrei en von Wasser in den Dampf Das salzhaltige Wasser f hrt zu Schl gen und korro dierenden Ablagerungen in nachgeschalteten Anlagenteilen Sie k nnen das sogar mit unserem Beispiel des Teekessel selbst ausprobieren Sch tten Sie in kochend hei es Wasser einfach Salz und Sie werden schnell erkennen was wir mit Sch umen und Spucken meinen K IK d N N ara Durch das Absalzen wird vom Kesselwasser ein Teil abge zweigt und durch frisches Speisewasser ersetzt Hierdurch wird das Kesselwasser wieder verd nnt so dass dessen Dich te Salzgehalt in den zul ssigen Grenzen bleibt 3 8 Ausr stung der Dampfkessel F r Berechnung Herstellung Genehmigung Auf
121. unten gef hrt dass das Kondensat aufgrund des Gewichts der Wassers ule ausflie en kann Temperaturregelung auf 20 C entsprechend 0 023 bar Lufterhitzer 12m Kondensat ableiter Luftdruck 1 bar 10 mWS In diesem Beispiel muss die Zulaufh he zum Ableiter also ber 10 Meter betragen damit berhaupt Kondensat abge f hrt wird W rde auf 80 C geregelt so entspr che dieser Dampftemperatur laut Dampftafel ein Druck von 0 47 bar oder rd 4 7 mWS unter diesen Umst nden m sste die Zu laufh he zum Ableiter gr er als 4 7 m sein 3 Um derart gro e Zulaufh hen zu vermeiden kann man einen Bel fter einsetzen der Luftin den Dampfraum l sst sobald der Druck unter den Atmosph rendruck sinkt Im einfachsten Fall ist das ein gut dichtendes R ckschlagven til Nun kann der Druck im Dampfraum nicht mehr unter den Atmosph rendruck fallen Da die Luft bei Abk hlung oberhalb o C nicht kondensiert kann dennoch die Tem peratur im Dampfraum unter 100 C sinken Die Bindung an die Sattdampfkurve ist durch die Luftbeimischung auf gehoben Bel ftung durch Vakuumbrecher Temperraturregelung oder R ckschlagventil Lufterhitzer ca 2m Kondensat ableiter In manchen L ndern besonders in den Vereinigten Staaten wird diese Methode h ufig angewandt Bei uns setzt man sie nur als allerletzten Ausweg ein weil mit der Luft Sauerstoff in den Dampfraum kommt so dass der W rmetauscher wie auch
122. vertikal von oben nach unten EINSATZBEREICHE Nenndruckeiute 40 Pr f berdruck f r Festigkeitspr fungen Geh use 60 bar max Pr f berdruck mit eingebauten Funktionsteilen 48 bar Arbeitstemperatur HE nee 300 C max Differenzdr cke PMX und max Betriebs berdr cke PMO EISUENDIRRE FT 57 4 FT 57 8 FT 57 12 FT 57 20 FT 57 32 DN 15 25 4 0 bar 8 0 bar 12 bar 20 bar 32 bar Dissen 57 4 5 57 10 FT 57 28 DN 40 50 dAbhbar Ten 10 bar Tan 28 bar Geh use max Auslegungsdruck PMA bei Temperatur TMA in C CHE 100 150 200 250 300 350 in bar 40 40 28 25 N WERKSTOFFE SI EA I U2 N 9 ege EE Sph roguss GGG 40 3 Rio Sph roguss GGG 40 3 W CJ E __ 44 SEN Deckeldchtung rre Grapbtt verst rkt NLA 57 24 CrMo 5 LON Gewindebolzen 57 24 5 1
123. vielen anderen W rmetau schern nicht damit zu rechnen brauchen dass Hei dampf zum Ableiter kommt Man k nnte in diesen F llen das gerin ge Risiko einer Fehlfunktion oder eines Ger tedefektes ein gehen wenn der im Beispiel vorgesehene Kondensatableiter zwar f r p 12 bar Sattdampf nicht aber f r 400 C oder 208 K berhitzung 400 192 geeignet ist Anders ist es aber wenn es um Fragen der Sicherheit geht denn in Sachen Menschenleben ist Risikofreudigkeit ein schlechter Charakterzug Deshalb werden wir in unserem Beispiel f r 400 C keinen Ableiter mit Graugussgeh use einsetzen weil dieses Material nur bis 300 C zul ssig ist siehe DIN 2401 Zwar erwarten wir mit gro er Wahrschein lichkeit eine Temperatur von h chstens 192 C am Ableiter aber Temperaturen ber 300 C sind eben nicht v llig aus zuschlie en W re ein Graugussgeh use an dieser Stelle nie Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen ber 192 C erhitzt worden aber durch einen Wasserschlag zerst rt und eine Person verletzt dann erginge es dem Be triebsingenieur sicherlich nicht besser als dem Autofahrer der mit 1 1 Promille durch einen bei Rot ber die Kreuzung rasenden 0 0 Promille Fahrer in einen Unfall verwickelt wird zumal sich Rot oder Geh usetemperatur zur Zeit des Unfalls schlechter nachtr glich beweisen lassen als der Blut alkoholgehalt oder die Regel dass Graugussgeh use nicht ber 300 C eingesetzt werden sollen Kond
124. werden Festlager Loslager Richtig ii Falsch bel emm mm Kapitel 4 Die Dampfleitung F Regel Die Rohrhalterungen m ssen L ngsbewegungen der Rohre zulassen In l ngeren Leitungen m ssen Deh nungsausgleicher daf r sorgen dass sich einzelne Rohr abschnitte nicht zu stark bewegen Durch Festpunkte ist daf r zu sorgen dass die Rohrbewegungen keinen Scha den anrichten Nat rlich ver ndern die Rohre bei Temperaturver nderung auch ihren Querschnitt Das ist bei der Montage der Rohr halterungen ebenfalls zu beachten Wo Spiel zwischen Rohr und F hrung ben tigt wird muss es auch bei hei er Leitung noch vorhanden sein Dies kann man z B durch Zwischenle gen einer zusammendr ckbaren Zwischenlage etwa eine 3 bis 5 mm dicke Isolierschicht erreichen Rohrstellen die sich nicht bewegen d rfen werden durch stramm sitzende Halterungen festgehalten z B an Abzwei gungen Dann muss aber an anderer Stelle f r Bewegungs m glichkeit gesorgt werden Bei k rzeren Leitungen gen gt es im allgemeinen Verbiegungsm glichkeiten des Rohrs vor zusehen Diese Verbiegungen d rfen aber nicht zu Wassers cken f hren sie m ssen deshalb durch geeignete F hrungen in waagerechte Richtung gelenkt werden Bei l ngeren Leitungen sind die erw hnten Dehnungsaus gleicher erforderlich die die W rmedehnung der Rohre auf nehmen CIE oz Dabei ist aber zu beachten dass sich ein l ngeres Leitun
125. zur Linie 500 kg h von links unten nach rechts oben stei von da geht s waagerecht nach links bis zu den Lini en f r DN 25 und DN 20 von links oben nach rechts unten verlaufend senkrecht unter dem Schnittpunkt mit der Linie DN 25 finden wir ca 55 m s unter DN 20 liegt ca 85 m s Es wird also eine Leitung DN 25 gew hlt Ausdehnung mm 4 4 Die Ausdehnung von Rohrleitungen Sie wissen dass die Stoffe sich beim Erw rmen im allgemei nen ausdehnen Dass Wasser zwischen und 4 C das nicht tut h ngt mit physikalisch chemischen Ver nderungen des Wassers zusammen Demzufolge werden Rohrleitungen beim Aufheizen ebenso l nger wie die Eisenbahnschienen im Sommer Beim M nzgeld ist dieser Effekt leider vernach l ssigbar bei den Rohrleitungen muss man ihn ber cksichti gen Rohrleitungen die wechselnden Temperaturen unterlie gen m ssen so verlegt werden dass sie sich frei verl ngern oder verk rzen k nnen Die Kraftwirkung sich verl ngernder oder verk rzender Rohre ist so gro dass behindernde Halterungen losgerissen werden k nnen Au erdem versuchen unsachgem mon tierte Rohre die Spannungen durch Verbiegen auszugleichen so dass mindestens die Verbindungen undicht werden wenn nicht Risse und Spr nge in Leitungsteilen und Armaturen entstehen Halterungen gerader Rohrstrecken m ssen des halb eine axiale d h in L ngsrichtung des Rohrs wirkende Verschiebung der Leitung zulassen Dies ist
126. 0 C erhitzt so dass es vom Kondensat keine bersch ssige W rme ber nehmen kann Die Kondensatw rme wird also um so bes ser ausgenutzt je niedriger der Druck im Nachdampfsystem liegt 3 Forderung Das hei t nun nicht dass Kondensat von 30 bar sofort aufp 0 1 bar entspannt werden muss Die Erfordernisse der Pro spira 99 Kapitel 9 Kondensatwirtschaft duktionsanlage bestimmen ja die Temperatur und damit den Druck des Heizdampfes Deshalb erfolgt die Entspannung h ufig in mehreren Stufen nur sollte die letzte Stufe wenn m glich nicht wie z B bei p 4 bar sondern m glichst nahe bei atmosph rischem Druck liegen F r praktische Zwecke hei t das Der Druck der letzten Entspannungsstufe wird auf Pe 0 2 bis 0 5 bar eingestellt Im Kondensatentspanner und in den Nachdampfverbrauchern entsteht dann Kondensat von weniger als 110 C das nur noch wenig ausdampft lt Diagramm weniger als 2 bei Entspannung auf 1 bar at mosph rischen Druck Andererseits l sst der Betriebs ber druck von 0 2 bis 0 5 bar noch gen gend Druckdifferenz f r die gute Entw sserung der Nachdampfverbraucher und der Kondensatleitungen erwarten Die schematisch gezeigte Anordnung gew hrleistet einen bestimmten Druck im Nachdampfsystem 4 Forderung bersteigt die entstehende Nachdampfmenge zeitweise die Dampfentnahme so steigt der Druck im Kondensatentspan ner und die bersch ssige Menge wird durch das ber
127. 0 C und p 101325 Pa 1 01325 bar fr her 1 atm Das stoffmengen bezogene molare Normvolumen des idealen Gases ist Vpn 22 414 m3 kmol Das Normvolumen ist also keine Einheit sondern eine spezielle Gr e die z B in m3 zu messen ist Es ist nicht statthaft die fr her oft benutzten Einheitenzei chen wie z B Nm mit ihren Bezeichnungen wie Normku bikmeter zu verwenden Denn einerseits kann sich eine Ein heit wie z B m3 nicht im Normzustand befinden und zum anderen ist der Buchstabe N als Einheitenzeichen f r die Krafteinheit Newton festgelegt Es wird empfohlen folgende Schreibweise anzuwenden Beispiele Volumen des Gases im Normzustand V 113 1113 oder V 1 m3 0 C 1 01325 bar trocken Das Volumen von 1 m3 eines trockenen Gases im Normzu stand entspricht der Gasmenge von 26 9 1024 Molek len 5 arco 9 Kapitel 1 Was ist Dampf 1 2 9 Die wichtigsten Einheiten und ihre Umrechnung altes Ma system SI System Kraft Kilopond Newton 1 kp 9 81 N 1 N 0 102 kp 1kp 10N 1N 0 1kp Druck Atmosph re Bar 1 at 0 981 bar 1 bar 1 02 at 1 at 1 bar 1 bar mech Kilopondmeter Joule SE 1 kpm 9 81 J 1 J 0 102 kom 1kpm 10 J 1J 0 1kpm W rme Kilokalorie Kilojoule 1 kcal 4 2 kJ 1 kJ 0 239 kcal Leistung Pferdest rke Kilowatt 1 PS 0 736 kW 1 kW 1 36 PS W rmestrom Kilokalorie pro Stunde Watt Leistung 1 kcal h 1 16 W 1 W 0 860 kcal h Durc
128. 0 Telefax 41 0 44 396 80 10 info ch SpiraxSarco com gt oO N N
129. 0 1 b Beh ltergr e Kesselleistung h bzw genaue Einzelbe rechnung Kondensatr ckspeiseanlagen innerhalb eines Konden satsystems Beh ltergr e 12 bis 1 der anfallenden Kondensatmen ge 11 1 3 Korrosion Ursachen und Erscheinungsformen von Korrosionssch den sind so vielgestaltig dass man ber dieses Thema lange dis kutieren k nnte ohne es zu ersch pfen Wir m ssen uns hier damit begn gen die wichtigsten allgemeinen Gesichtspunk te zu nennen Im Gegensatz zur Erosion bei der infolge berm iger Str mungsgeschwindigkeit von Dampf bzw Kondensat oder wegen zu hohem Wassergehalt des Dampfes Leitungsteile mechanisch abgetragen werden Sandstrahlwirkung beruht die Korrosion auf chemischen und elektrochemischen Vor g ngen Korrosion wird also weniger von den Betriebsbedin gungen als vielmehr von der Art der str menden Medien und dem Material der Anlagenteile verursacht Leitungen Arma turen und Apparate werden zerfressen und m ssen in un g nstigen F llen schon nach unerwartet kurzer Betriebszeit einige Monate bis einige Jahre erneuert werden Deshalb ist es wichtig solche Vorg nge fr hzeitig zu erkennen und die Ursachen zu beseitigen Eine schnelle billige und stets durchf hrbare Kontrolle er gibt die berwachung des Kondensats Es muss einigerma Den sauber sein Kommt dagegen eine braune Br he zum Kondensat Sammelgef zur ck dann tut Hilfe not denn der Kakao ist n
130. 0 102 104 kp cm 0 102 104 at Um diese f r die Thermodynamik relativ gro en Zahlenwer te zu vermeiden wurde f r die abgeleitete SI Einheit 10 N g SPiraX arco m2 der besondere Name Bar Einheitenzeichen bar einge f hrt 1 bar 105 N m 105 Pa Diese Einheit hat den Vorzug dass sie zahlenm ig etwa mit der bisher verwendeten Einheit Atmosph re at berein stimmt Durch die Umrechnung von 1 kp 9 80665 N ergibt sich 1 at 1 kp cm 98066 5 N m 0 980665 bar bzw 1 bar 105 N m 1 02 kp cm 1 02 at Nimmt man 2 Fehler in Kauf dann gilt sogar 1 at 1 kp cm2 1 bar H ufig wird der Druck als Druckdifferenz zum herrschenden Umgebungsluftdruck dem Bezugsdruck angegeben weil nur dieser Differenzdruck mit dem Manometer unmittelbar ge messen werden kann Dieser Differenzdruck wird angegeben als berdruck p oder als Unterdruck zum Bezugsdruck Zur Vermeidung von Verwechslungen ist dann zu schreiben Absoluter Druck 1 bar oder 1 bar berdruck 1 bar oder 1 bar Unterdruck 0 2 oder 0 2 bar Druckdifferenz lt 1 1 1 2 3 Energie Arbeit W rmemenge F r die Arbeit gilt die Beziehung Arbeit Kraft x Weg W F s Im technischen Ma system war die Einheit kpm gebr uch lich kpm kp m Die abgeleitete SI Einheit f r die Energie Arbeit und W rmemenge ist Nm die den besonderen Namen Joule Einheitenz
131. 00 kg h unter den genannten Umst nder eben eine Druckdiffe renz bzw einen Druckabfall von 0 5 bar Kapitel 4 Die Dampfleitung 8 Sollte die gleiche Dampfmenge durch eine Leitung DN 40 geschickt werden dann ginge das nur wenn man den Druck am Ende der Leitung auf p 2 4 bar erm igte der Dampf w rde in dieser Leitung also 7 6 bar seines Druckes verlieren und am Leitungsende mit rund 100 m s str men allerdings nicht lange denn die Leitung w re infolge der hohen Str mungsgeschwindigkeit bald zerst rt ben tigt man am Lei tungsende einen Druck von mindestens p 8 6 bar dann geht durch die Leitung DN 40 nicht mehr als rund 370 kg h durch diese Menge str mt mit rund 17 m s Lange Dampfleitungen m ssen deshalb so ausgelegt werden dass sowohl Druckabfall als auch Geschwindigkeit in den zu l ssigen Grenzen bleiben Bei Hei dampfleitungen ist ferner zu beachten dass der Dampf in der Leitung abk hlt und dass die berhitzung ganz oder teilweise verlorengeht Beispielhafte Druckverluste Dampf Dampf Nennweite Druckabfall menge druck kg h bar 100m 100 2 DN 32 0 20 500 2 DN 80 0 07 1000 2 DN 100 0 07 100 10 DN 20 0 70 500 10 DN 40 0 50 1000 10 DN 65 0 02 5000 10 DN 125 0 12 100 25 15 1 30 500 25 25 2 00 1000 25 40 0 80 5000 25 80 0 60 Bei k rzeren Leitungen ist Druckabfall nicht so wichtig selbst in der zu kleinen Leitung DN 40 in obigem Beispiel sinkt der
132. 03 83 Auslegungsdiagramm 87 BEINE SUN EE EEN 86 Anhang 12 Index Re EE 83 Drack EE 83 Isolierung 103 TEE 89 rt een tee ee 85 r ckspeiseaulage 109 121 lt 109 SITZEN rennt reset 35 36 temperatur einer 94 He EE 123 SWALISCHAN EE 94 Kondensation 16 33 Eile ash nee 94 Reen 94 Kondensator 100 101 EE Ee ee EEN 121 EE 8 Kugelschwimmer Siehe Kondensatableiter EB GE 117 L Leitner Basar EN E 9 ee ee chen 120 Lochblende 56 Luft 43 73 IT Damp al seen reisen 38 M 52 158 0 EEN 95 96 97 98 99 Nachverdampfung Siehe Nachdampf DD ee ee ae re een 26 KO Tel TEE 26 Nennweite 26 35 Niveausonde 25 136 DIN EN ISO Siehe DIN VO
133. 1 1 Warum verwenden wir Dampf Warum verwenden wir Dampf zum Kochen von Marmela de zum Sterilisieren von Operationsbesteck zum Vulkani sieren von Autoreifen zum Erw rmen von Waschwasser in W schereien zum Kochen von Konserven bei der Erzeu gung von Benzin aus Roh l zum Antrieb von Turbinen und Pumpen zur Bewerkstelligung unz hliger Vorg nge in allen Zweigen der Industrie Warum gerade Dampf Warum ist die Verwendung von Dampf in der zivilisierten Welt zu ei nem Gemeingut geworden Der Grund hierf r ist dass ein allgemeiner Bedarf an W r meenergie besteht und dass der Dampf ein besonders geeig netes wirtschaftliches Mittel zur bertragung gr erer Ener giemengen von einer Stelle zu einer anderen darstellt Dampf l sst sich leicht herstellen dies zudem noch aus Wasser das auf der Erde reichlich verf gbar ist Dampf ist bequem zu handhaben und ist ein wirklich vielseitiges Hilfsmittel Zur Durchf hrung eines einfachen Versuchs ber die im Dampf enthaltene Energie wollen wir uns wieder dem Tee kessel zuwenden Zun chst soll der Dampf auf seine Tem peratur untersucht werden Wenn wir ein Thermometer in das kochende Wasser und ein anderes Thermometer in den Dampf an der M ndung der T lle stecken stellen wir fest dass beide Thermometer gleich viel anzeigen d h der Dampf ist ebenso hei wie das kochende Wasser etwa 100 Und nun pr fen wir den Dampf auf sein Arbeitsverm gen Wir stellen fest dass
134. 168 27 0 An 230 76 312 168 sh 255 29 0 5 0 ME 230 3 192 208 168 28 0 50 230 CS 312 168 pp 255 aa 30 0 152 SPF arco Anhang 7 Datenbl tter 5 arco TIS P603 02 D Kugelschwimmer Kondensatableiter FT 57 A 0 K weil E Ga am N LO TA o PR e d r er Ga II U ee 3 EI re Te ir d N Ze 3 DD ef A mn e e gt eener EES EE nen 9 GC ER QA le H nn Sec A x L T ech EE E NO KEE In N N Be ef N FA Nams D Q gt CH el 12 m sch A LO N A A m Li qm Ka A 171 I IFFI A wu TT La e e l 4A 1 l A I A I Le Le I A K 1 al ei ke 4A HE e AZI CTIE le ek 1 F F Lk ei 11 F F N 1111 MA 1 O F 1 III IT Alen Il ANER f EFi
135. 2 Stellen an de nen sich der Aggregatzustand des Arbeitsmediums Wasser ndert 1 Durch die eingesetzte W rme Verdampfungsw rme entsteht Wasserdampf aus Wasser 2 Der Wasserdampf gibt seine W rme Kondensations w rme wieder ab es entsteht erneut Wasser Konden sat 2 Dampf gt 8 Kessel speisewasserbeh lter 9 Kessel 10 Wasser speisepumpe Absalzen Abschlammen aufbereitung Zur Dampferzeugung ist Wasser erforderlich Gew hnli ches Wasser ist aber nicht geeignet da es mehr oder weni ger hart ist d h Stoffe enth lt die zun chst unsichtbar im Wasser gel st sind sich aber beim Erhitzen als Kesselstein im Dampfkessel absetzen und ihn in kurzer Zeit unbrauch bar machen w rden Die Wasseraufbereitungsanlage 10 macht aus dem Rohwasser das z dem ffentlichen Netz entnommen wird f r den Dampfkessel geeignetes Zusatz wasser ber das Kesselspeisewassergef 8 und die Kesselspeise pumpe 9 gelangt das Wasser in den Dampferzeuger 1 In diesem wird der Dampf erzeugt Der Dampf str mt durch die Hauptleitung 2 die Dampfverteiler und die Nebenleitun gen 3 zu den verschiedenen Arten von Dampfverbrauchern 4 5 und 6 Dort wird der gr te Teil der aus dem Brennstoff in den Dampf bergegangenen W rme entnommen wodurch der Dampf kondensiert also zu Wasser wird Der im Dampf kessel verfeuerte Brennstoff wird aber nur dan
136. 222532 N TIN m lt lt ATINI NA o e al ele lol VO O N O st ICH 5 885 N N O O N C C Hi ele lt lee 2 jo Im D el AIEN IN lt A Ir I I ol 2 Q S E 69 It mjo A A 8 j I ol 183 a IS A 8 Me CN T O oO 00 N lt S Ze LO O DI JAN N O je S CH LO LO 00 Jo LO N N LO N Je gt Gi lg 0 Io Je g N al N N _ lar Im lo la D 02 NIT T SS rn N N E x c olo Oo c 144 PrI arco Anhang 6 Kondensatableiter Auswahl und Merkmale von Kondensatableitern Typ ausw hlen Ableiter dimensionieren 1 H chste Temperatur vor dem Ableiter ermitteln 1 Maximaler und minimaler Druck vor dem Ableiter 2 Maximalen Druck ermitteln 2 Maximaler und minimaler Druck nach dem Ableiter 3 Art des Einsatzes Anwendung evtl Einfl sse wie Korro 3 Minimalsten Differenzdruck berechnen sion Schmutzanfall Hygienevorschriften etc beachten Bei temperaturge
137. 288 1 137 Anhang 2 Normen und Regelwerke Alte und neue Werkstoffbezeichnungen Werkstoff neue Bezeichnung alte Bezeichnung Qualit tsstahl 1 0315 P235G2TH 5 37 2 Qualit tsstahl 1 0315 P235JRG2 ST37 8 Grauguss EN GJL 250 GG 25 DIN EN 1561 DIN 1691 Sph roguss EN GJS 400 18U LT GGG 40 3 nach AD2000 DIN EN 1563 DIN 1693 Sph roguss EN GJS 400 18 LT GGG 40 3 Sph roguss EN GJS 400 15 GGG Stahlguss 1 0619 N GS C25N DIN EN 10213 1 2 DIN 17245 Schmiede 1 0460 P250GH 022 8 stahl Edelst hle z B 1 4408 1 4408 DIN EN 10213 4 DIN 17445 138 9 arco Anhang 3 Zeichnungssymbole A3 Zeichnungssymbole in Anlehnung an DIN 2429 O OZA XEIISIUe Kondensatableiter Entl fter Schmutzf nger in Y Form Schmutzf nger Schauglas Vakuumbrecher Platten R ckschlagventil in Zwischenflanschausf hrung Ventil 2 Wege Ventil Druckreduzierventil Minderdruck rechts Dampftrockner Wasserabscheider W rmetauscher Prim r und Sekund rseite voneinander getrennt W rmetauscher Prim r und Sekund rseite in Kontakt aus der DIN 2429 abgeleitete Symbole kein DIN Symbol Pumpe Beh lter Rohrleitung Erweiterungsleitung Wirkleitung Impulsleitung Leitungen ohne Verbindung Kreuzende Leitungen verbunden Leitungsabzweig Dampfentnahme von oben Ablauftrichter Entl ftung in die Atmosph r
138. 3 6 W rmetr ger Erhitzer W rmetr ger Erhitzer sind zwar keine Dampferzeuger son dern dienen indirekt zur Dampf oder Warmwassererzeu gung W rmetr ger ist Thermal l das in einem Zwangsum lauf Konstruktionen wie die in Abschnitt 3 3 beschriebenen Schnelldampferzeuger durchl uft Das Thermal l wird auf Temperaturen bis zu 300 C in Spezialf llen auch bis zu 380 C aufgeheizt In nachgeschalteten Rohrb ndel W r metauschern kann dann Dampf oder Hei wasser erzeugt werden In der Textil und Kunststoff Industrie werden Thermal l Heizsysteme direkt verwendet wenn hohe Tem peraturen erforderlich sind Hochdruck Dampfkessel jedoch zu teuer w ren Vorteile von W rmetr ger Erhitzern Das Thermal l zirkuliert nahezu drucklos so dass die Anforderungen an die Armaturen bez glich der Druck stufe gering sind Nachteile wesentlich geringere W rmekapazit t als Wasser hohe Brennbarkeit des Thermal ls Luftkontakt Undichtigkeiten vermeiden Gefahr der Verkrackung durch berhitzung austretendes l kann zu Vergiftungen f hren Grundwassersch dlichkeit des ls 3 7 Kesselspeisewasser Kesselwasser Richtig aufbereitetes Speisewasser und die von der Kessel bauart abh ngige Dichte des Kesselwassers sind notwendige Vorraussetzungen f r einen sicheren Kesselbetrieb Es sind immer wieder Anlagen anzutreffen bei denen diesen Punk ten nur nachl ssige Beachtung geschenkt wird und es zu Ab lagerungen
139. 45 Betriebsbedingungen 55 Bimet l 62 148 Blenden Se NEE EN ENER 0 66 1 59 VE eege 65 Installation 75 Kapsel Stee ER EEN 146 58 152 d EE 66 EE 69 EET E A E E 57 145 PUD 67 Reihenschaltung 80 5 58 EE E 66 Se SE ee d ee 62 EE ee a 58 Temperatur vor 72 Thermische es 8 NEEN NEIER ER ge EN EEN NN 146 63 150 60 berdruck hinter 71 berdruck vor dem 70 81 e Eege 38 7 aufbereitung 104 aus versch Druckstufen 91 entspa annung nee 96 100 101 90 Dampal LERNEN 17 k hlung ee EE PENERE 1
140. 80 F r dieses Beispiel hei t das also dass der W rmetauscher bei unterhalb 80 seiner Leistung zur ckzustauen beginnt da der Druck im W rmetauscher geringer ist als der Gegen druck in der Kondensatleitung Ein sicherlich erstaunliches und berraschendes Ergebnis Vor allem wenn man ber ck sichtigt dass W rmetauscher selten bei voller Leistung be trieben werden und viele W rmetauscher berdimensioniert sind wird verst ndlicher warum es in der Praxis zu so vielen Problemen durch Absaufen kommt Mehr Informationen zum R ckstaudiagramm finden Sie in unseren Grundlagen des Einsatzes von W rmetauschern in Dampfanlagen 54 9 arco Viele Anwender greifen in solchen F llen zum schnellsten und kosteng nstigsten Mittel und setzen einen Vakuumbre cher am W rmetauscher ein Dies ist sicher eine gute erste Hilfe aber welche Auswirkungen hat der Vakuumbrecher 1 Der Vakuumbrecher f hrt auch gleichzeitig Sauerstoff in das System ein und die Korrosionsgefahr steigt 2 Durch den Vakuumbrecher herrscht im W rmetauscher nie Vakuum sondern im niedrigsten Fall Atmosph ren druck Sehen wir uns einmal an was das f r unser Beispiel bedeutet Atmosph rendruck ist o bar berdruck In unserem Dia gramm schneidet die Linie zwischen Punkt 2 und 3 die o bar berdruck Linie bei 40 Last des W rmetauschers Ein weiteres erstaunliches Ergebnis denn das bedeutet nicht weniger als dass selbst beim Einsatz
141. Abblaseleitung f hren zur schnellen Abnutzung des Ventilsitzes Ein bereits nach kurzen Einsatzdauer undicht gewordenes Sicherheits ventil deutet immer auf externe Besch digung des Ventilsit zes durch Schmutz hin Jedes Sicherheitsventil ist im Aus lieferzustand schlie lich 100 getestet worden Die Funktion von Sicherheitsventilen ist von Zeit zu Zeit durch Bet tigen des Handhebels zu pr fen SPir 115 Kapitel 10 Regelsysteme in Dampfanlagen 10 2 Die dampfseitige Temperaturregelung von W rmetauschern Siehe hierzu auch Kapitel 6 5 Bei W rmetauschprozessen interessiert normalerweise die Sekund rtemperatur des zu erhitzenden Mediums Die ex akte Messung dieser Temperatur ist Voraussetzung f r die Regelung Nur zu oft wird in der Praxis der Temperatuf hler an einer nicht repr sentativen Messstelle eingebaut oder aber die Tauchh lse des F hlers ist zu kurz so dass nur eine falsche Mischtemperatur gemessen wird Die dampfseitige Reglung eines W rmetauscher besteht aus den Baugruppen Dampf Regelventil W rmetauscher Messung Regelger t Regler Entw sserung Das Dampf Regelventil wird ber das Regelger t so ange steuert dass das Ventil mit Erreichen des Sollwertes immer weiter schlisst es wird keine weitere Dampf in den W rme tauscher gelassen der Dampfdruck im W rmetauscher sinkt ab Erst wenn der Istwert auf der Sekund rseite wieder unter dem gew ns
142. B ab so dass der Ableiter nach kurzer Zeit wieder ffnet um inzwischen angefallenes Kondensat abzu lassen oder das Druckpolster in der Steuerkammer durch Frischdampf zu erneuern Durch Verschieben des Konus D nach oben oder unten passt sich der Ableiter an die jeweiligen Betriebsbedingungen an Um die Frischdampfverluste klein zu halten m ssen die ff nungen eng bleiben dadurch kann aber die Funktion des Ger ts schon bei geringem Schmutzanfall gest rt werden Wegen seiner Empfindlichkeit hervorgerufen durch die not wendig engen Fertigungstoleranzen konnte sich dieses Ab leiterprinzip in der Praxis nicht durchsetzen Vorteile Klein und leicht korrosionsbest ndig ausreichende Entl ftung Einsatzgrenzen Bei geringem Kondensatanfall st rkere Frischdampfver luste empfindlich auch gegen feine Verschmutzungen Der Gegendruck in der Kondensatleitung muss stets klein sein maximal 20 bis 40 des Vordrucks spira 65 Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen 7 3 4 Starre Kondensatableiter Blenden Ableiter Labyrinth Ableiter Starre Kondensatableiter k nnen den Dampf nicht wirklich zur ckhalten setzen aber dem Durchgang von Dampf einen sr eren Widerstand entgegen als dem Kondensat Dampf und Kondensat m ssen nacheinander eine oder mehrere Blenden und Entspannungsr ume durchstr men In der Blende findet ein Druckabfall statt Dadurch entspannt sich das Kondensat und
143. Dabei ist hier nat rlich der beabsichtigte W rmetausch gemeint nicht etwa der ungewollte aber nicht zu verhindernde W rmever lust z B der Dampfleitungen 6 1 W rmetauscher Es w rde den Rahmen dieses Buches der ja dem Kreislauf Dampf und Kondensat gewidmet ist weit sprengen woll ten wir auf die W rmetauscher im einzelnen eingehen Der W rmetausch ist ja nicht Selbstzweck sondern dient einer Aufgabe diese Aufgabe bestimmt deshalb die konstruktiven Einzelheiten des W rmetauschers und die Ausf hrungsm g lichkeiten sind so vielgestaltig wie die Zahl der Anwendun gen Deshalb wollen wir uns hier nicht mit der Berechnung und der Ausf hrung von W rmetauschern befassen so wich tig und interessant diese technischen Fragen auch sind son dern uns auf die Betriebsweise und die Betriebsbedingungen im Hinblick auf Dampf und Kondensat beschr nken Dampfbetriebene W rmetauscher haben die Aufgabe W r meenergie von Dampf durch die Heizfl che auf einen ande ren Stoff zu bertragen Schematisch ist das in der folgenden Abbildung dargestellt Heizfl che Heizendes bertragene Beheiztes Medium W rme Medium gt Temperatur t Temperatur t In der Mehrzahl der F lle soll ein W rmetauscher bestimm ter Baugr e eine m glichst hohe Leistung haben damit man einfach gesagt mit m glichst geringen Anschaffungs kosten m glichst viel erreicht Nochmals W rmetauscher sollen W rm
144. Dampf getrennt werden Die Benennung und Beschreibung ist amtlich ge geben in der Norm DIN EN 26704 Kondensatableiter Sys teme Begriffe Wir werden dieser Norm weitgehend folgen Zun chst eine bersicht ber die verschiedenen Systeme 7 31 Mechanische Schwimmer Kondensatableiter A Kugelschwimmer Kondensatableiter _Glockenschwimmer Kondensatableiter Offener Topfschmwimmer Kondensatableiter 7 3 2 Thermische Kondenstableiter A Thermische Kapsel Kondensatableiter B Thermische Bimetall Kondensatableiter Stauer Kondensatableiter Thermodynamische Kondensatableiter A Thermodynamische Kondensatableiter _Impuls Kondensatableiter 7 3 4 Starre Kondensatableiter 7 3 5 Aktive Kondensatableitung Kondensatableiter mit Pumpfunktion Mechanische Schwimmer Kondensatableiter 7 3 1 Je nach Ausf hrung des Schwimmers im Kondensatableiter werden nach DIN 3680 folgende Untergruppen von Schwim merkondensatableitern unterschieden solche mit A geschlossenem Schwimmer genannt Kugelschwimmer Kondensatableiter B offenem Glockenschwimmer d h dem Glockenschwim mer Kondensatableiter C offenem Topfschwimmer Kondensatableiter A Kugelschwimmer Kondensatableiter Diese mechanischen Schwimmer Kondensatab leiter benutzen als Trenn methode den gro en Un terschied der spezifischen Gewichte von Dampf und Kondensat In einem klei nen Sammelbeh lter dem Kondensatableiter Geh u se ist ein
145. Dampfraum hinein angestaut Die Leitung vom W rmetauscher zum Kondensatableiter darf deshalb hier nicht isoliert werden In diesem Fall wird die Gefahr eines Dampfstaus durch die l ngere Zuleitung nicht gr er weil der Ableiter ja schon schlie t wenn noch Kondensat in der Zuleitung steht F llt allerdings zeitweise besonders viel Kondensat an dann besteht die Gefahr dass der W rmetauscher abs uft weil der Bimetallableiter verh ltnism ig tr ge ist F llt dagegen zeit weise besonders wenig Kondensat an erh ht sich die Gefahr des Dampfstaus Auch wird die verl ngerte nicht isolierte Zuleitung zum Ableiter wegen ihrer hohen Oberfl chentem peratur aus Arbeitsschutzgr nden nicht immer zul ssig sein Eine solche Anordnung sollte daher auf zwingende F lle be schr nkt bleiben 7 6 2 Kondensatableiter ber dem W rmetauscher Nach dem Studium des Kapitels ber die Dampfstaugefahr wissen Sie auch warum es ung nstig ist den Kondensatab leiter h her zu montieren als den W rmetauscher weil die Entw sserungsleitung dann ja vom W rmetauscher zum Kondensatableiter ansteigen muss mit der Gefahr eines Dampfabschlusses Sie wissen auch schon dass diese Ge fahr nur dann geringer ist wenn der verwendete Ableiter entweder nicht dampfdicht schlie t so dass eingesperrter Dampf in die Kondensatleitung entweichen kann oder wenn er das Kondensat st rker anstaut so dass weniger Dampf in die Zuleitung gelangt beides ist i
146. Die Aufheizung eines Beh lters mit einer Dampfschlange geht zun chst rasch vor sich wird dann aber immer lang samer Die st ndlichen W rmeverluste einer Dampfleitung sind um so gr er je hei er die Dampfleitung ist 1 7 Die Wasserdampftafel Sie werden jetzt vielleicht denken dass diese vielen Begrif fe wie kJ Druck Volumen usw Ihren Kopf selbst in einen Dampfkessel verwandeln Nun keine Angst wir wollen dies vermeiden soweit es in unserer Macht steht Deshalb haben wir ein gedrucktes Ged chtnis f r Sie bereit Im Anhang 1 zu diesem Buch finden Sie eine Zusammenstellung der Fach ausdr cke die in diesem Buch erscheinen So k nnen Sie jederzeit rasch die Bedeutung eines auftauchenden techni schen Begriffs nachlesen W hrend Ihnen die Fachausdr cke sicher bald gel ufig werden k nnen Sie sich aber nicht die vielen Zahlenwerte f r Druck Temperatur und W rmeinhalt von Wasser und Dampf merken Deshalb finden Sie auf der n chsten Seite eine Zahlentafel aus der Sie auf einen Blick die ben tigten Zahlen entnehmen k nnen Diese Zusammenstellung wird Dampftafel genannt F r jeden Anf nger oder Fachmann der mit Dampf umge hen muss ist eine solche Dampftafel unentbehrlich Aber auch f r jene die ber den Dampf und all die Dinge die man damit anstellen kann soviel wie m glich wissen wollen ist die Dampftafel von Nutzen Dampftafeln werden in verschiedenen Ausf hrungen ge druckt F r Ihren eigenen Bedar
147. Die in unserem technischen Fachbereich wichtigsten Gr en sind Kraft Druck Energie und W rme Leistung und W r mestrom sowie Temperatur 1 2 1 Die Kraft Der Zusammenhang zwischen Masse und Kraft ergibt sich aus dem Newton schen Grundgesetz Fallgesetz Kraft Masse x Beschleunigung F m a Die Kraft ergibt sich im SI System als abgeleitete Gr e 1 kgm s 2 1 kg 1 m s2 wobei die abgeleitete Einheit kgm s 2 den besonderen Namen Newton Einheitenzeichen N sprich njuten erhielt 1 N 1 kgm s2 Durch 1 kp 1 kg 9 80665 m s 9 80665 kgm s ergibt sich der Zusammenhang zwischen Newton und dem alten Kilopond zu 1 kp 9 80665 N und 1 N 0 10197 kp F r die meisten technischen Anwendungen ist die Umrech nung schon genau genug wenn man schreibt 1 kp 9 81 N bzw 1 N 0 102 Nimmt man einen Fehler von 2 in Kauf dann gilt sogar 1 10 1 2 2 F r den Druck gilt die Beziehung Druck Kraft durch Fl che In der Thermodynamik ist f r den Druck fr her die Einheit 1 kp cm 1 at des technischen Ma systems vorherrschend gewesen Die abgeleitete SI Einheit f r den Druck ist N m2 die den besonderen Namen Pascal Einheitenzeichen Pa erhielt 1 Pa 1 N m2 Durch die Beziehung 1 kp 9 80665 N ergibt sich die Um rechnung des technischen Ma systems in die SI Einheiten f r den Druck zu 1 at 1 kp cm 98066 5 N m 98066 5 Pa bzw 1 Pa 1 N m
148. Eckventilen Industriearmaturen Kennzeichnung von Armaturen aus Metall Industriearmaturen Armaturen f r die chemische und petrochemische Verfahrensindustrie Anforderungen und Pr fungen Anschl sse und Dichtfl chen Flansche und ihre Verbindungen Runde Flansche f r Rohre Armaturen Formst cke und Zubeh r Teil 1 Stahlflansche nach PN bezeichnet Flansche und ihre Verbindungen Runde Flansche f r Rohre Armaturen Formst cke und Zubeh r teile nach PN bezeichnet Teil 2 Gusseisenflansche Flansche und ihre Verbindungen Ma e f r Dichtungen f r Flansche mit PN Bezeichnung Teil 1 Flachdichtungen aus nichtmetallischem Werkstoff mit oder ohne Einlagen Whitworth Rohrgewinde f r Gewinderohre und Fittings Zylindrisches Innengewinde und kegeliges Au engewinde Gewindema e Rohrgewinde f r nicht im Gewinde dichtende Verbindungen Teil 1 Ma e Toleranzen und Bezeichnung 136 Pir arco BetrSichVv 97 23 EG AD 2000 TRD TechArbmG DIN EN 764 DIN EN 10204 DIN 2429 1 DIN EN 558 1 DIN 3548 1 DIN EN 26554 DIN EN 26704 DIN 3202 4 DIN 3357 3 DIN 3237 1 DIN EN 13789 DIN 13709 DIN EN 12982 DIN EN 60534 3 1 DINEN 19 DIN EN 12569 DIN 1092 1 DIN EN 1092 2 DIN 1514 1 DIN 2999 1 DIN ISO 228 1 Anhang 2 Normen und Regelwerke Rohre f r Lebensmittel Chemie und Pharmazie Rohre aus nichtrostenden St hlen Ma e Werkstoffe Armaturen Schwei muffenenden
149. FA amp ALC 255 C Geh use max Auslegungsdruck PMA bei Temperatur TMA in Seier UE EE ZU lesen ee 400 bar 40 40 KE 21 Der sich unmittelbar hinter dem Kondensatableiter einstellende Gegendruck h ngt von der Einbausituation ab Wir empfehlen deshalb R cksprache zu halten wenn geplant ist kondensatseitig mehr als 50 Gegendruck zu fahren WERKSTOFFE Nr Bauteil Werkstoff RR Geh use nenn Edelstahl 1 4027 P REES 1 4005 SEN Veniteller an Edeletahl 1 4027 Ventilteller Edelstahl Bimetall 1 4027 2 1 4301 Siebhaltestopfen 1 4005 DICHIUN One Edelstahl een 1 4301 Isolierhaube Zubeh r Aluminium siehe R ckseite Fansche en Stahl 22 8 Gr e Ma e in mm Gewicht DN A B 0 G H in kg les ki 41 40 80 7 38 99 2 4 20 150 60 47 40 95 oY 61 3 1 SE 160 5 40 100 en
150. H Dampf gt Ablauftrichter Blindflansch Kondensatableiter Luft ist bei gleichem Druck schwerer als Dampf in den Dampfleitungen geht es wegen der hohen Str mungsge schwindigkeiten jedoch so turbulent zu dass die Luft keine Chance hat sich vorwiegend am Boden der Leitung abzuset zen Beim Anfahren vermischt sich der Dampf teilweise mit der Luft teils schiebt er sie vor sich her durch die Leitungen Wir sehen deshalb am Ende der Dampfleitung stets Entl f ter vor Auch wenn ein eingesetzter Kondenstableiter bereits ber gute Entl ftungseigenschaften verf gt Bei l ngeren Leitungen wird man auch im Verlauf der Leitung noch einige Entl ftungspunkte anordnen Bei der Gestaltung der Entl ftungsstellen und bei der Aus wahl der Ger te ist zu beachten dass Luft nicht nur bei der Inbetriebnahme der Leitung zu entfernen ist Luft und an dere nicht kondensierende Gase z B Kohlendioxid werden vom Dampferzeuger auch w hrend des Betriebs mit dem Dampf vermischt in die Leitungen geschickt wenn das Kes selspeisewasser nicht sehr sorgf ltig aufbereitet und entgast wurde also besonders in kleineren Anlagen Als Entl fter sind thermische Kondensatableiter besonders geeignet Schnellentleerer Thermischer Kapsel Kondensat ableiter und Bimetall Kondensatableiter Kapitel 7 Diese Ger te wirken bei entsprechendem Einbau gleichzeitig als Bel fter Bei Au erbetriebnahme der Dampfleitung ff nen sie fr her oder s
151. Hinter dem Ableiter herrscht fast ausnahms los S ttigungszustand d h bei atmosph rischem Druck im Kondensatnetz wird man eine Temperatur von 100 C mes sen unabh ngig davon ob der Kondensatableiter Dampf durchbl st oder nicht Nur thermische Ableiter Bimetall oder Kapsel Kondensatableiter bilden eine Ausnahme Sie f hren das Kondensat mit mehr oder weniger Unterk hlung unter der Sattdampftemperatur je nach Justierung oder Kapself llung ab f r eine einfache Untersuchungsmethode reicht aber diese Temperaturdifferenz nur in Sonderf llen aus Eine gute einfache und schnelle Kontrollm glichkeit bietet die Pr feinrichtung SPIRA tec von Spirax Sarco Sie erfor dert kein ausgebildetes Fachpersonal Diese Einrichtung un tersucht den Kondensatfluss auf der Zustr mseite des Kon densatableiters F r diese Seite gilt unabh ngig von der Bauart dass hier je nach Betriebsbedingungen mehr oder weniger Kondensat str mt und bei ordnungsgem arbei tendem Ableiter nur eine ganz geringe Dampfmenge Diese Dampfstr mung deckt die Oberfl chen W rmeverluste des Ableiters Diesem Gedanken folgend entstand die Pr fkam mer die unmittelbar vor dem Ableiter einzubauen ist Das Kondensat str mt unter der Trennwand durch die Pr fkam mer der Dampf durch die Bohrung der Trennwand Diese Bohrung ist nach Versuchsergebnissen sorgf ltig bemessen worden In die Geh usewand ist eine Sonde eingebaut Bei ordnungsgem arbe
152. Hinwei sen Genaue Werte ber den Kondensatanfall kann man nat r lich bei Anlagen erhalten die bereits in Betrieb sind Ist der Dampfverbrauch durch Messungen bekannt dann steht auch der Kondensatanfall fest Betr gt der Dampfverbrauch etwa 375 kg h dann fallen auch 375 kg h Kondensat an denn der Dampf wird im W rmetauscher ja nicht verbraucht wie wir zu sagen pflegen sondern nur in Kondensat verwandelt ohne dass Stoff Wasser verlorengeht Lediglich W rmeen SPIraX co be Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen ergie wurde abgegeben an das beheizte Produkt und an die Umgebung aber W rmeenergie wiegt nichts An dieser Stelle sei nochmals darauf hingewiesen dass ther mische Ableiter gem Kapitel 7 3 2 unterk hltes Kondensat und deshalb eine Abk hlstrecke vor dem Ableiter ben tigen Diese Ableiter d rfen keinesfalls isoliert werden Ist der Dampfverbrauch des Apparats nicht bekannt dann l sst sich der Kondensatanfall und damit auch der Dampf verbrauch mit einfachen Mitteln beliebig genau messen Man f hrt das Kondensat vom Ableiter in eine Wasservor lage und bestimmt die Gewichtszunahme innerhalb einer gewissen Zeit Betr gt der Gewichtszuwachs des Auffangbe h lters 40 kg in 15 Minuten dann ist die Kondensations geschwindigkeit 40 kg 15 min 160 kg 60 min 160 kg h Man sollte darauf achten dass die Wassertemperatur nicht wesentlich ber 60 C steigt weil sonst Mes
153. In der Praxis hat es sich jedoch gezeigt dass bei Sammel entw sserung einzelne Platten immer wieder ungleichm ig heizen und aus diesem Grund Produkte verminderter Quali t t liefern Offensichtlich l uft der gleiche Vorgang ab wie er bei den Heizschlangen beschrieben wurde Schon ein geringf gig geringerer W rmebedarf einzelner Platten der vor bergehend immer m glich ist f hrt zu einem Durchschlagen dieser Platten d h der Druck am Ausgang der Platte steigt auf praktisch den Dampfdruck am Eingang so dass die Entw sserung der anderen Platten mindestens zeitweise behindert wird Au erdem bewirkt der durchschla sende Dampf dass der Kondensatableiter abschlie t so dass auch am Ableiter die Entw sserung behindert wird Wo sich Kondensat anstaut da sinkt aber wie Sie bereits wissen die Oberfl chentemperatur der Heizfl che d h die behin derten Platten heizen ungleichm ig und langsamer Bei Sammelentw sserung d h bei Anschluss mehrerer W r metauscher an einen einzigen Kondensatableiter wird also ausgerechnet derjenige Dampfraum behindert der gerade am meisten Leistung abgeben soll Der Kondensatableiter k nnte das nur verhindern wenn er kr ftig Dampf durchbla sen lie e und das ist erst recht nicht im Sinne des Erfin ders Man entw ssert deshalb jede Platte einzeln Im anderen Beispiel den B gelpressen ist ungleichm ige Beheizung einer Presse kaum von Bedeutung Schlechtere Beheizung ein
154. NBAU Der Kondensatableiter muss so in horizontale FT 57 H bzw vertikale FT 57 V Rohrleitungen eingebaut werden dass sich der Schwimmer durch das Kondensatniveau im Geh use in senkrechter Richtung heben und senken l sst Der eingegossene Pfeil auf dem Geh use zeigt die vorgeschriebene Durchflussrichtung an Der Pfeil muss unbedingt in Flie richtung zeigen F r Kugelschwimmer Kondensatableiter besteht bei Minustemperaturen unter Umst nden Einfrier und Zerfriergefahr Bei Frostgefahr m ssen sie deshalb je nach Bedarf entw ssert w rmeisoliert oder beheizt werden BEDIENUNG DER AUSF HRUNG MIT BYPASS Die Ausf hrung FT 57 C ist mit einem verstellbaren Nadelventil als Bypass und einer Stopfbuchse aus Graphit ausgestattet Durch Drehung des Nadelventils mit einem Schraubendreher im Uhrzeigersinn wird das Nadelventil geschlossen Bei eventuellen Undichtigkeiten der Stopfbuchse kann durch sofortiges vorsichtiges Nachziehen der kleinen Stopfbuchsmutter auf der Stirnseite des Bypasses eine Abdichtung erfolgen ENTSORGUNG Die fachgerechte Entsorgung ist kologisch unbedenklich Vor R cksendung an SPIRAX SARCO zur Entsorgung oder Reparatur m ssen die Produkte gereinigt werden Das Produkt ist recycelbar 153 SPA arco Anhang 7 Datenbl tter Kugelschwimmer Kondensatableiter FT 57 TIS P603 02 D ERSATZTEILE SCHLUSSELWEITEN UND ANZIEHMOMENTE Die erh ltlichen Ersatztei
155. NENNEN IL N WC Neel BE AIVI a A ED E E EE E E E VIN 1 eat KEE _ RES ee NN Foi AAN eg 3 me ELL Dee Dee eege NKS EE 821 001 KC 7 LANN N sqe d Yon q ON ISSN NIS IHN 11 TO ek gt IN ROT NT AA AL MN AL H EL reg Kapitel 8 Die derlichen Messungen wegen des gro en Umfangs den sie haben m ssten noch nicht durchgef hrt wurden Beschr nken wir uns jedoch auf k rzere Leitungen d h L n gen von nicht mehr als 100 bis 150 m dann wird das Problem mit einiger Zuverl ssigkeit l sbar hnlich wie bei der Aus legung von k rzeren Dampfleitungen wird der Druckverlust vernachl ssigt und der Querschnitt der Kondensatleitung so gew hlt dass die Geschwindigkeit des Nachdampf Konden sat Gemischs am Ende der Kondensatleitung unter 10 bis 30 m s bleibt Diese Berechnung ist allerdings nicht ganz so ein fach wie es scheint weil die Geschwindigkeit des Kondensats oder der sogenannte Dampfschlupf und damit auch der f r den Nachdampf verf gbare Anteil des Rohrquerschnitts zun chst unbekannt ist Vorliegende experimentelle Unt
156. Nennweite der Dampf leitung vorgesehen und die Leitung alle 25 m entw ssert wird Umgekehrt zeigt Ihnen das Diagramm auch dass der Kon densatableiter f r den Dauerbetrieb vielfach zu gro w rde wenn Sie ihn absichtlich gr er machten um den Stutzen verkleinern oder weglassen zu k nnen Typischer Kondensatanfall beim Anfahren einer Dampflei tung Kondensatanfall nicht isolierte Leitung kg h m Druck DN 25 DN 50 DN 100 DN 250 bar U 2 0 26 0 47 0 88 211 5 0 33 0 59 1 11 2 65 8 037 0 67 126 3 02 13 0 43 0 77 1 47 3 51 32 0 59 1 06 2 01 4 81 Bei isolierten Leitungen verringern sich die Werte auf z B 25 38 we arco 4 10 Luftim Dampfraum In kaltem Zustand ist fast jede Dampfanlage mit Luft gef llt Denn wenn die Dampfzufuhr bei der Au erbetriebnahme abgestellt wird kondensiert der in den Leitungen stehende Dampf und der Druck nimmt rasch ab K nnte berhaupt nichts in die Anlage einstr men dann w rde der Dampf druck bei Abk hlung auf 20 C auf einen absoluten Druck von etwa 0 023 bar sinken Dampftafel Spalte 2 und 3 d h der Druck in den Leitungen w rde nun stark unter dem At mosph rendruck liegen So weit kommt es jedoch fast nie weil die Dampf Kondensat Anlage Bauteile enth lt die zwar gegen einen inneren berdruck einwandfrei abdichten in umgekehrter Richtung also bei einem berdruck von au en aber nicht oder nur unvollst ndig dichten Deshalb str mt sobald der Innendruck unter den
157. S 632 kcal h 736 W 1 PS 0 736 kW 1 2 5 Dichte und spezifisches Gewicht Dichte Masse durch Volumen p m V Das spezifische Gewicht auch Wichte genannt ist definiert als spez Gewicht Gewicht durch Volumen y G V Fr her wurde bei Verwendung des technischen Ma systems das spezifische Gewicht y bevorzugt und in kp m3 angege ben Diese Bezeichnung darf nicht mehr verwendet werden Es ist hierf r die im SI gebr uchliche Dichte zu verwenden welche in der Einheit kg m3 angegeben wird Durch die Be ziehung 1 kp 1 kg 9 80665 m s stimmt der Zahlenwert f r die Dichte p eines Stoffes berein mit dem Zahlenwert f r die mit der Normalfallbeschleunigung y 9 80665 m s2 bestimmte Wichte y dieses Stoffes Die Dichte 1000 kg m3 1 kg dm3 1 g cm3 entspricht der Wichte 1000 kp m3 1 kp dm3 1 1 2 6 Temperatur Die thermodynamische Tempe ratur T 9 ist die Basisgr e des SI mit der Basiseinheit Kel vin Einheitenzeichen K Der Zahlenwert f r die Tempe raturdifferenz in Grad Celsius ist identisch mit dem Zahlen wert der Temperaturdifferenz in Kelvin Die Einheit Grad Celsius C ist keine Basiseinheit des SI Sys tems darf aber weiter angewen det werden 373 15 K 100 C 273 15 K 0 C Die Celsius Temperatur steht zur thermodynamischen Tem Kapitel 1 Was ist Dampf peratur in folgender Beziehung t T T 273 15 Hierbei ist die Normtemperatur bezogen auf den abso
158. Stahl Edelstahl PN 40 DN 15 DN 25 BESCHREIBUNG TD passen sich den Betriebsbedingungen automatisch an und leiten das Kondensat mit sehr geringer Unterk hlung ab Die robuste Ventilkonstruktion gew hrleistet dichten Dampfabschlu und wirkt gleichzeitig als R ckschlagventil Ein vollwertiger Y Schmutzf nger ist integriert Die Ausf hrungen sind mit einem speziellen Ventilteller f r erh hte Anfahrentl ftung ausger stet Die Ausf hrungen ALC mit reduzierter Leistung eignen sich besonders zur Entl ftung und Entw sserung von Dampfleitungen AUSF HRUNGEN GR SSEN Typ Ausf hrung Gr e ana 15 25 TD 32 mit Ventilteller DN 15 TD 32 mit Ventilteller A und red Leistung DN 15 25 ANSCHL SSE BAUL NGEN Flanschanschlu ma e DIN 2501 PN 40 Dichtfl chen DIN 2526 Form C Baul nge DIN EN 26 554 Reihe 1 EINSATZGRENZEN Kieler DN 40 Pr f berdruck f r die Festigkeitspr fung 60 bar niedrigster Arbeits berdruck 1 bar h chster Arbeits berdruck 32 bar h chster Gegendruck 80 des Vordruckes h chste Arbeitstemperatur TD 32 EI 400 C h chste Arbeitstemperatur TMO 32
159. Str mungsverh ltnisse Besser ist es deshalb die Leitung kurz senkrecht nach oben zu f hren und dann wie der mit Gef lle in Str mungsrichtung verlaufen zu lassen FL e richtig Die Entw sserung einer Dampfleitung sollte schematisch also so aussehen Dampf 1 100 1 200 Kondensat gt nn richtig ______ u 4 Kondensat en falsch Dampf gt Kondensat gt richtig Das Gef lle der Leitung darf nicht zu klein sein einerseits weil sonst das Kondensat an der Rohrwand klebenbleibt die Rohrreibung ist gr er als die Wirkung der Schwerkraft andererseits weil das Gef lle sonst durch die Durchbiegung der Leitung zwischen den Halterungen wirkungslos gemacht werden kann wie es in Kap 4 4 gezeigt wurde Ein Gef lle von 1 100 bis 1 200 hat sich als zweckm ig erwiesen d h 0 5 bis 1 cm Absenkung auf 1 m L nge oder 0 6 bis m Ab senkung je 100 Leitungsl nge Gef lle von weniger als 1 500 sind praktisch wirkungslos in besonderen F llen kann sogar ein Gef lle von 1 50 sinnvoll sein Kapitel 4 Die Dampfleitung F Nun kann es aber sein dass das Gel nde in Str mungsrich tung ansteigt oder dass aus anderen Gr nden z B bei einer 1000 m langen Leitung ein H henunterschied von 10 m zwi schen Anfang und Ende der Leitung nicht m glich ist In die sen F llen verlegt man den erforderlichen Anstieg der Leitung in
160. Teilen des Dampfraumes nicht gen gend Druckdifferenz vorhanden ist um das Kondensat zum Ab leiter zu f rdern Das Beispiel zeigt eine bis vor kurzem zur Tankbeheizung h ufig verwendete Anordnung a pf A lt Kondensat A Zwei in horizontaler Ebene liegende Heizschlangen sind pa rallel an eine Dampfzuleitung und eine Kondensatleitung angeschlossen Da es sich um einen tiefliegenden Beh lter handelt z B Tank an Bord eines Schiffes ist der Kondensatableiter am Ende ei ner aufsteigenden Kondensatleitung angebracht Was passiert nun Um in die Heizschlange II zu gelangen muss der Dampf in der Leitung einen um die Entfernung A bis C l ngeren Weg zur cklegen als auf dem Weg in die Schlange I Der Dampf tritt deshalb mit geringerem Druck in als er in I eintritt Das Kondensat aus II muss nach dem Verlassen der Heizschlange II noch durch die Leitung von D bis zum Punkt B str men wozu nat rlich auch ein Druckgef lle n tig ist Ergebnis Zun chst kann kein Kondensat von D nach B flie en es wird in II gestaut Dadurch verringert sich die 78 Pira arco W rmeabgabe der Schlange II und der Dampfzustrom wird geringer Bei geringerer Str mung wird aber der Druckabfall kleiner d h nun steigt der Druck am Anfang und am Ende der Schlange II Schlie lich berwiegt der Druck bei D den Druck bei B und das Kondensat str mt von D nach B Jetzt nimmt der Druckabfall in II aber wieder zu so dass die Str mung durch
161. Zwecke ei nen zu hohen Druck hat Die Reduzierung und Regelung des Dampfdrucks ist mitun ter zur Temperaturregelung eines Produktionsprozesses ge eignet Sie wissen dass kondensierender Dampf bei einem bestimmten Druck eine genau bestimmte Temperatur hat Sattdampf von 3 bar hat 144 C Dampftafel Spalte 3 5 45 Kapitel 5 Die Behandlung von Dampf Man kann deshalb die Temperatur an W rmetauscherfl chen regeln indem man den Sattdampfdruck konstant h lt Von dieser M glichkeit wird dann Gebrauch gemacht wenn man mit dem Temperaturf hler nicht oder nur schlecht an die Stelle herankommt deren Temperatur geregelt werden soll Beispiel Um die Temperatur eines dampfbeheizten rotie renden Trockenzylinders auf z B 140 C zu regeln w re eine kostspielige Temperaturme einrichtung n tig Einfa cher bei gleichem Erfolg ist es in diesem Fall den Dampf druck im Trockenzylinder auf etwa p 3 bar einzustellen Da der Druck im Zylinder berall gleich ist ist damit auch eine gleichm ige und bei konstantem Druck auch zeitlich konstante Temperatur der Zylinderwand zu erwarten Eini Versuche werden zeigen ob der Dampf berdruck auf 2 8 bar 3 bar oder einen anderen Wert eingestellt werden muss um die gew nschte Zylindertemperatur zu erreichen Vor aussetzung ist allerdings eine sofortige Kondensatableitung denn bei Kondensatstau im Zylinder sinkt die Temperatur ab vgl Kapitel 7
162. a 600 0 87 520 kg Kondensat und etwa 600 0 13 8o kg Dampf von O bar zu f rdern Das ist aber nur m glich wenn die Dampfgeschwindigkeit ber 60 m s betr gt siehe Berechnungsblatt Str mungsgeschwindigkeit in Dampflei tungen Kapitel 4 der Rohrdurchmesser der Leitung DN 25 betr gt je nach Rohrsorte 25 bis 28 5 mm Deshalb wird der Druck am Anfang der Kondensatleitung so lange anstei gen bis die Geschwindigkeit am Ende der Leitung wo ja an n hernd Atmosph rendruck herrscht auf mehr als 60 m s angewachsen ist weil dann erst Zustrom und Abfluss ge wichtsm ig gleich gro sind Erinnern Sie sich noch an die Hinweise f r die Auslegung von Dampfleitungen Kapitel 4 In kurzen Sattdampflei tungen darf die Geschwindigkeit etwa 25 m s betragen und nur bei Hei dampfleitungen l sst man bis zu 60 m s zu Die Kondensatleitung unseres Beispiels ist aber keine Hei dampfleitung sondern eben eine Sattdampfleitung mit besonders viel Kondensat Da zumindest ein Teil dieses Kon densats mit mehr als 200 km h durch die zu knapp ausge legte Leitung schie t braucht man sich nicht zu wundern wenn an Leitung Rohrformteilen und Armaturen nach un erwartet kurzer Zeit Erosionserscheinungen auftreten d h Materialabtragungen durch die Sandstrahlwirkung der mit Wassertr pfchen durchsetzten Dampfstr mung Es liegt tat s chlich ein f rchterlicher Sturm im Wasserglas vor der in diesem Fall sehr ernst z
163. abgek rzt Je h her der Druck ist je st rker also der Dampf verdichtet wurde desto schwerer wird 1 m3 Dampf Kapitel 1 Was ist Dampf 1 7 1 Wasserdampftafel trocken ges ttigter Wasserdampf absoluter Sattdampf Enthalpie Verdampf Enthalpie Volumen Dichte Pe Druck Pabs temperatur t Wasser h w rme Ah Dampf h Dampf v Dampf p bar bar C kJ kg kJ kg kJ kg m3 kg kg m Der berdruck 2393 0 2584 8 14 6700 0 0682 Psg a 2358 0 2609 5 7 6500 0 1307 Umgebungs 2336 0 2625 3 5 2290 0 1912 SCH DEES 2319 0 2637 0 3 9930 0 2504 2305 0 2645 6 3 2400 0 3086 2294 0 2653 9 2 7320 0 3660 2283 0 2659 8 2 3650 0 4228 2274 0 2665 7 2 0870 0 4792 2266 0 2671 2 1 8690 0 5350 2258 0 2675 0 1 6940 0 5903 2251 0 2680 0 1 5490 0 6456 2244 0 2683 0 1 4280 0 7003 2238 0 2687 0 1 3250 0 7547 2232 0 2690 0 1 2360 0 8091 2226 0 2693 0 1 1590 0 8628 2221 0 2696 0 1 0910 0 9166 2216 0 2699 0 1 0310 0 9699 2211 0 2702 0 0 9770 1 0235 2206 0 2704 0 0 9290 1 0764 2201 0 2706 0 0 8850 1 1299 2181 0 2716 0 0 7180 1 3928 2163 0 2724 0 0 6060 1 6502 2147 0 2731 0 0 5240 1 9084 2133 0 2738 0 0 4620 2 1645 2120 0 2743 0 0 4140 2 4155 2107 0 2747 0 0 3750 2 6667 2096 0 2752 0 0 3430 2 9155 2085 0 2755 0 0 3160 3 1646 2065 0 2762 0 0 2727 3 6670 2046 0 2767 0 0 2403 4 1615 2029 0 2772 0 0 2148 4 6555 2013 0 2776 0 0 1943 5 1467 1999 0 2780 0 0 1774 5 6370 1984 0 2782 0 0 1632 6 1275 1971 0 2786
164. afel geh rende Temperatur hat oder umgekehrt Druckgesteuertes Ventil das ab einem bestimmten eingestellten Druck das Dampfsystem entl ftet Sicherheitsventile sind baumustergepr ft sowie einzeln eingestellt und abgenom men In der Fl ssigkeit Wasser bilden sich Dampfblasen Unter Speisewasserbeh lter versteht man den Apparat in dem hei es Kondensat oder aufbereitetes und erhitztes Frischwasser zur Speisung des Dampfkessels vorgehalten wird Zahlenangaben die nur f r eine bestimmte Stoffmenge oder z B Stoffabmessung gelten z B ist das spezifische Volumen das Volumen von 1 kg Stoff Temperatur t oder J Die mit dem Thermometer gemessene Eigenschaft eines Stoffes in bestimmtem Ma e warm oder kalt zu sein Gemessen wird die Temperatur blicherweise Die Temperatur die vom absoluten Nullpunkt ausgeht wird in Kelvin K gemessen dabei gilt 273 K 0 C Die Temperaturdifferenz wird immer in Kelvin K angegeben z B ist die Temperaturdifferenz bei der Erw rmung von Wasser von 20 auf 70 50 K Ger t zur Messung der Temperatur blicherweise skaliert Dampf der keine Wassertr pfchen enth lt blicherweise Satt Dampf mit leichter berhit zung d h mit angemessener Entfernung von der Verdampfungstemperatur Druckangabe die vom Luftdruck als Nullpunkt ausgeht Da auf der Erde blicherweise ca 1 bar Atmosph rendruck herrscht folgen die meisten Angaben als berdruckangaben Druckmesser und
165. agegen dass sein Regler wohl nicht mehr tun kann als den gew nschten Druck p 0 5 bar bereitzustellen W re er zu klein dann m sste der Minderdruck unter p 0 5 bar abfal len Also wird es wohl doch am Kondensatableiter liegen Die Ausgangsseite des Ableiters wird daraufhin von der Kon densatleitung abgetrennt so dass sie ins Freie entw ssert und siehe da der W rmetauscher erreicht rasch die erwar tete Betriebstemperatur und bringt gen gend Leistung Nun wird an dem bei der Abtrennung des Kondensatableiters frei gewordenen Anschluss zur Kondensatleitung ein Manometer angebracht Der berdruck in der Kondensatleitung betr gt an dieser Stelle 0 4 bar Der Differenzdruck am Kondensatableiter des W rmetau schers X war also so klein geworden dass nicht mehr alles Kondensat abgef hrt werden konnte das Kondensat wurde angestaut dadurch wurde die wirksame d h vom Dampf ber hrte Heizfl che kleiner und demzufolge nahm auch der Kondensatanfall ab bis schlie lich verringerter Konden satanfall und verringerte Kondensatableiterleistung wieder im Gleichgewicht waren Der W rmetauscher arbeitet also weiter aber nur noch mit einem Bruchteil der vollen Leis tung Der Kondensatableiter bekam zwar wesentlich k lteres Kondensat wurde aber von hinten d h von der Kondensat leitung her hei gehalten so dass die Fehlfunktion ohne Ma nometer in der Kondensatleitung nicht feststellbar war Wo aber lag der Fehler Am benac
166. agen praktisch alle verschieden sind kann man leider nicht sagen dass 80 Gegendruck in der Kondensatleitung Unfug sei 40 Gegendruck aber zu l ssig Denn hoher Gegendruck wird dann unzul ssig wenn er die Entw sserung einzelner W rmetauscher zeitweise oder immer behindert Wann dieser Fall eintritt l sst sich aber nicht genau vorhersagen weil sowohl der Druck in der Dampfleitung als auch der Druck in der Kondensatleitung schwankt je nach dem augenblicklichen Dampfverbrauch und je nachdem wie der Dampfverbrauch auf die einzelnen W rmetauscher verteilt ist Je kleiner der Druck in der Kondensatleitung ist desto bes ser h here Leistung und desto sicherer weniger Be triebsst rungen l uft die Anlage Gegendr cke bis zu etwa 1 4 oder u U LG des Vordrucks haben sich bei zweckentspre chender Auslegung des Rohrnetzes als annehmbar erwiesen die Anlage ist dann optimal ausgelegt Mit m glichst gerin gen Anlagekosten werden gute Betriebsergebnisse erzielt So wird in gro en Anlagen z B das Kondensat aus dem 40 bar Netz ber einen Kondensat Entspanner in das 12 bar Netz eingespeist aus diesem ber einen weiteren Ent spanner in das 4 bar Netz aus dem es dann zum Kesselhaus zur ckgebracht wird Das folgende Bild zeigt eine derartige Anordnung Dampf 40 bar 0 4 bar Kondensat Kondensatentspanner Im kleineren Betrieb wird zur Ausnutzung der Nachver dampfung z B von 10 bar auf 0 5 bis 1 5 bar en
167. allation von Kondensatableitern 67 68 68 69 70 71 71 72 73 74 75 75 Abstand Kondensatableiters vom Dampfraum 75 Kondensatableiter ber dem W rmetauscher Entw sserung unter Vakuum Sammelentw sserung ist schlecht Doppelt gen ht h lt schlechter Horizontalitis eine neue Krankheit Die Kontrolle von Kondensatableitern Die Kondensatleitung Dampf in Kondensatleitungen Druck in der Kondensatleitung Das Kondensatnetz Bemessung von Kondensatleitungen Auslegungsdiagramm f r Kondensatleitungen Verlegung von Kondensatleitungen Wie kann das Kondensat angehoben werden Kondensat aus verschiedenen Druckstufen Vorsicht Frost 75 76 78 80 80 81 Inhaltsverzeichnis e 9 Die Kondensatwirtschaft 94 9 1 Die Kondensattemperatur 94 9 2 Die Nachverdampfung 95 9 2 1 Nachverdampfung bei Kondensatentspannung 96 9 3 Nachdampf oder Frischdampf 97 9 4 Nutzbringende Verwertung des Nachdampfes 98 9 5 Nachdampfsysteme 99 9 6 Wohin mit der W rme 101 9 7 Isolierung von Kondensatleitungen 103 9 8 Kondensatk hlung 103 9 9 Kondensataufbereitung 104 9 9 1 W rmeverluste in R umen von ca 20 C 105 9 10 Wasseraufbereitung 106 9 11 Der Speisewasserbeh lter 106 9 10 1 Beispiel einer Entgasungsanlage 107 10 Regelsysteme in Dampfanlagen 110 10 1 Die Druckreduzierung 110 1011 Membrangesteuerte Druckregler 110 10 1 2 Pilotgesteuerte Druckregler 111 10 1 3 Druckregelung mit Hilfsenergie 112 10 1 4 Die Druckmindersta
168. ammelgef verdient noch einen Hinweis sofern sie nicht ber die ther mische Entgasung erfolgt Im allgemeinen sollte die Zulei tung ber dem h chsten Wasserspiegel bestimmt durch den berlauf liegen Dann kann n mlich kein Kondensat durch die Kondensatleitung zur ckgesaugt werden wenn in der Anlage ein Unterdruck entsteht z B bei der Au erbetrieb nahme In sehr einfachen Anlagen m chte man u U den aus der Kondensatleitung kommenden Nachdampf dazu benutzen den Beh lterinhalt durch Aufkochen zu entgasen Dann muss die Kondensatleitung unterhalb des Wasserspiegels enden Die im letzten Bild gezeigte R ckschlagklappe w r de zwar das Zur cksaugen des Kondensats verhindern aber eine Entw sserung der Kondensatleitung w re bei Unter druck in der Leitung nicht m glich Es kann deshalb besser sein den Unterdruck durch Anordnung der R ckschlagklap pe durch Bel ftung der Leitung zu beseitigen Nun wird kein Kondensat zur ckgesaugt und die Kondensatleitung kann entsprechendes Gef lle vorausgesetzt auch bei Au erbe triebnahme leerlaufen Kapitel 9 Kondensatwirtschaft Die Wasservorlage des berlaufs verhindert dass Dampf schwaden durch den U berlauf austreten Ein Wort noch zu Kondensatr ckspeiseanlagen bzw Kon densatsammelbeh ltern die irgendwo in einer Dampfanlage stehen Beispiele haben Sie in den Zeichnungen in Kapitel 8 3 gesehen Die Kondensatsammelbeh lter sollten so be messen se
169. anlagen auftreten Des halb wollen wir etwas ausf hrlicher zusammenfassen Kapitel 11 Planung Bau Inbetriebnahme Wartung Fehlersuche Wasserschlag entsteht in Dampf und Kondensatleitungen durch schnell bewegte bzw schnell abgebremste Wasser pfropfen oder durch Verunreinigung von Dampf und hei em Kondensat mit k lterem Kondensat Deshalb kel Alle Leitungen mit ausreichendem Gef lle zum Entw sse rungspunkt verlegen Wassers cke in Leitungen verhindern Alle Tiefpunkte entw ssern Dampfanlagen langsam in Betrieb nehmen Alle Entw sserungen m ssen gut funktionieren Ausle gung nach Kapitel 7 4 Schmutzf nger s ubern Konden satableiter kontrollieren 6 Dampfleitungen und W rmetauscher sollen bei Au erbe triebnahme leerlaufen 7 Temperatur und Druckregler d rfen nicht zu gro sein 8 Kondensatleitungen ausreichend gro auslegen 9 Dampf oder hei es Kondensat h heren Drucks soll nicht auf wesentlich k lteres Kondensat treffen rw Den Einsatz von Trocknern haben wir in Kapitel 5 1 bereits beschrieben Hier reicht deshalb nochmals die Ermahnung Sparen Sie nicht an der falschen Stelle Ein an der richtigen Stelle eingesetzter Dampftrockner Was serabscheider verl ngert die Standzeit von Regelventilen reduziert Leitungserosion vermindert die Wasserschlaggefahr sorgt f r st rungsfreieren Betrieb Verwenden Sie zur Kondensatableit
170. anz auf die u ere Steuerleitung verzichten da diese eine innere Steuerleitung haben die in diesem Fall den reduzierten Druck noch im Ge h use des Reduzierventiles misst und dem Steuerventil mel det Bei Anschluss der u eren Steuerleitung wird die innere verschlossen Bei direkt gesteuerten Reglern muss die Steuerleitung so ver legt werden dass sie ganz mit Wasser gef llt ist die Herstel ler schreiben die Montage eines Ausgleichsgef es und zum D mpfen starker Druckluftschwankungen eines Drossel ventiles vor Bei den feinf hligeren Reglern mit Steuerventil sowie bei den Reglern mit Hilfsenergie muss das Gegenteil der Fall sein Die Steuerleitung soll mit Gef lle zur Dampflei tung verlaufen so dass entstehendes Kondensat nicht in die Steuerkammer des Regelventiles oder des pneumatischen Reglers sondern in die Dampfleitung zur ck l uft Ob einfach oder raffiniert jedes Regelger t kann einmal ausfallen Dann ist es m glich dass der Minderdruck bis auf den Vordruck ansteigt Wenn in der Minderdruckleitung kein Sicherheitsventil vorhanden ist das den Druckanstieg durch Abblasen von Dampf verhindert entsteht also irgend wo Schaden Regel Die Minderdruckseite ist durch ein Sicherheitsventil vor zu hohem Druck zu sch tzen Viel zu oft wird in der Praxis gegen solche grundlegenden Regeln der Technik versto en Selbst auf Messen sieht man manchmal Anlagen die schnell schnell zusammengestellt sozusagen b
171. atur ben tigt so ist evtl nochmals eine Entspannungsstufe nach zuschalten Die 4 Forderung Sicherheitsventil und Frisch dampfeinspeisung l sst sich wohl immer erf llen gt Dampf Diese Anordnung lohnt sich nur bei gro en oder bei vielen Erhitzern 10 Kapitel 9 Die Kondensatwirtschaft Die Einlaufwalzen werden mit niedrigerem Druck betrieben weil dort die Produkttemperatur am kleinsten ist Derartige Anordnungen werden leider selten schon bei der Planung der Anlage bzw bei der Konstruktion der Maschi nen vorgesehen Das liegt vermutlich am etwas gr eren Umfang der Anlage Entspanner und Reduzierstation und an der n tigen gr eren Gesamtheizfl che weil die Tempe ratur des Nachdampfes niedriger ist Die Anlage wird da durch im Angebot teurer Dass diese Mehrkosten durch den Vorteil des sichereren Betriebs und der wirtschaftlicheren W rmeverwertung fast immer weit bertroffen werden k n nen Sie nun selbst in jedem einzelnen Fall berpr fen Produkt Ist eine nachtr gliche Unterteilung der Heizfl che nicht m glich nicht zweckm ig oder nicht ausreichend dann muss ein anderer Einsatzort f r den Nachdampf gesucht werden Die M glichkeiten sind dabei so vielgestaltig wie die Betriebe Wir wollen uns deshalb an dieser Stelle mit einigen srunds tzlichen Hinweisen begn gen Erste Wahl als Nachdampfabnehmer sind selbstverst ndlich bereits vorhandene Niederdruck W r
172. atur zur ckverwandelt aus Dampf von 170 C wird Wasser von 170 C dabei wird genau die zur jeweiligen Temperatur laut Dampftafel geh rende Verdampfungsw rme frei Das durch die Kondensation des Dampfs entstehende Was ser nennt man Kondenswasser oder einfach Kondensat 1 9 1 Kondensat im Dampfraum Nehmen wir einmal an wir m ssen f r viele Menschen Suppe kochen Kocht pfe sind nicht besonders gro Wir benutzen daher Gef e die zum Kochen gro er Mengen Suppe Mar melade etc verwendet werden Es sind dies gro e Kessel die durch Dampfm ntel die sie umschlie en geheizt werden Die Suppe befindet sich im Kochkessel wir lassen Dampf in den Mantel einstr men Der Dampf gibt seine Verdamp fungsw rme ab zun chst an die Mantelwand des Kessels und dann an die Suppe Das hei e Kondensat l uft an der Wand des Mantels nach unten und sammelt sich im Mantel boden Wenn wir es im Boden belie en w rde das Wasser im Mantel steigen dadurch w rde der f r den Dampf verf gba re Raum immer kleiner werden Schlie lich w re der Mantel mit Wasser bis oben gef llt und f r den Dampf w re kein Platz mehr vorhanden Das w re nat rlich schlecht denn nun w rde trotz offenem Dampfventil nicht weiter geheizt und durch die W rmever luste an die Umgebung w rde die Suppe samt Kochkessel und Kondensat schlie lich kalt werden Tats chlich kann dieser Fall in der Praxis bei allen Arten von Dampfanlagen Kapitel 1 Wa
173. atzes obliegt die Sorgfaltspflicht zur Einhaltung g ltiger Regelwerke dem Betreiber bzw dem Verantwortlichen f r die Auslegung der Anlage Der Gebrauch der Betriebsanleitung setzt die Qualifikation des Benutzers gem Punkt 4 0 auf dieser Seite voraus Das Bedienungspersonal ist entsprechend der Betriebsanleitung zu unterweisen 4 0 QUALIFIZIERTES PERSONAL Hierbei handelt es sich um Personal das mit Aufstellung Einbau Inbetriebnahme Betrieb und Wartung des Ger tes vertraut ist Das Personal muss ber eine Qualifikation verf gen die seiner Funktion und T tigkeit entspricht wie z B Unterweisung und Verpflichtung zur Einhaltung aller einsatzbedingter regionaler und innerbetrieblicher Vorschriften und Erfordernisse Ausbildung gem den Standards der Sicherheitstechnik in Gebrauch und Pflege angemessener Sicherheits und Arbeitsschutzeinrichtungen Schulung in Erster Hilfe usw Siehe auch TRB 700 5 0 HANDHABUNG 5 1 Lagerung Lagertemperatur 20 C 65 C trocken und schmutzfrei In feuchten R umen ist Trockenmittel bzw Heizung gegen Kondenswasserbildung erforderlich Die Lackierung ist eine Grundierung die nur bei Transport und Lagerung vor Korrosion sch tzen soll Lackierung nicht besch digen 5 2 Transport Transporttemperatur 20 C 65 C Gegen u ere Gewalt Sto Schlag Vibrationen sch tzen Lackierung nicht besch digen 5 3 Handhabung vor dem Einbau Wenn an Ger ten
174. auptet wird die Nachverdampfung verringern denn er kann dem Kondensat ja keine W rme entziehen Die W r meverwertung ist Sache eines W rmetauschers So ergibt sich die Frage 9 6 Wohin mit der W rme In einem bereits laufenden Betrieb erscheint die Abw rme verwertung zun chst als ein schwieriges Problem Alle W r meverbraucher sind ja schon versorgt Hier gilt das Wort Je weniger Einf lle ein Kopf hat desto gr er werden die Aus f lle im Geldbeutel Im vorigen Kapitel wurde schon ein Vorschlag gemacht Aus nutzung des Br dendampfes f r Raumheizung und Brauch wassererw rmung Nachteilig bei solchen Anwendungen ist nur dass in Zeiten von geringem Heizbedarf in vielen F llen nicht der gesamte Nachdampf verwertet werden kann Die ideale L sung Von einer dampfverbrauchenden Anlage wird ein Teil der Heizfl che abgetrennt und mit Nachdampf beheizt Die folgenden Bilder zeigen einige Beispiele Bei solcher Unterteilung der Heizfl che wird immer dann Nach dampf ben tigt wenn Kondensat anf llt Sorgt man daf r dass die Nachschaltheizfl che so gro ist dass ihr Dampfbe darf das Nachdampfangebot bersteigt so ist die 1 Forde rung des Kapitels 9 5 erf llt M glichst geringe Entfernungen sind ohnehin sichergestellt 2 Forderung Die Erf llung der 3 Forderung nach m glichst niedrigem Entspannungsdruck h ngt von den jeweiligen Betriebserfordernissen ab Wird Nachdampf von h herem Druck bzw h herer Temper
175. auscher ventil f hler Kondensat ableiter Kondensat Alle derartigen Regelventile vergr ern oder verringern eine Durchfluss ffnung und setzen so der Dampfstr mung einen sr eren oder kleineren Durchflusswiderstand entgegen Der Dampf erf hrt am Regelventil also einen Druckabfall dessen Gr e von der jeweiligen Stellung des Regelventils abh ngt Entsprechend dem augenblicklichen Druck stellt sich ge 49 Kapitel 6 Der W rmetausch nau nach Dampftafel die Kondensationstemperatur t im Dampfraum ein Durch Ver nderung des Dampfdrucks ver ndert das Regelventil also die Temperatur im Dampfraum und beeinflusst so schlie lich die W rmeabgabe Q des W r metauschers die ja nach der Formel Q k A t t mit der Temperatur t steigt und f llt Also Dampfseitige Regelung von W rmetauschern ist stets mit schwankendem Druck im Dampfraum verbunden und der unter 6 10 beschriebene R ckstaueffekt wirkt sich negativ aus Ohne diesen Druckabfall am Regelventil ist eine Regelung nicht m glich In Kapitel 11 werden Sie sehen dass zu einer guten Regelung sogar ein Druckabfall am Regelventil von mindestens 10 bis 20 erforderlich ist Diese Tatsache wird aber bei der Auswahl der W rmetauscher oft au er acht ge lassen Sie wirkt sich meist nur deshalb nicht aus weil die Leistungen so stark mit Sicherheitszuschl gen versehen wer den dass die Ger te gr er sind als n tig
176. ber auch bei den spezialisierten Rohrleitungsplanern gr e rer Projekte werden regelungstechnische Erfordernisse und manchmal sogar die Naturgesetze nicht gen gend beachtet In einer neugebauten deutschen Raffinerie wurden Konden satleitungen aus Netzen mit Dampf von p 42 bar und 3 bar zusammengef hrt Durch Nachverdampfung erzeugte das Kondensat aus 42 bar das ja eine Anfangstemperatur von etwa 253 C hat einen gr eren berdruck als 3 bar in der Kondensatleitung Die Entw sserung des 3 bar Netzes wurde dadurch stellenweise unm glich Beim ersten starken Frost froren betr chtliche Leitungsl ngen ein an Stellen wo kein Kondensatableiter mehr sa und mussten unter hohem Kostenaufwand erneuert werden Doch Sie sind sich der Bedeutung auch der kleinen Zahn r der im Getriebe bewusst sonst w rden Sie dieses Buch ja nicht lesen 7 1 Die Betriebsbedingungen Der Einsatz einer Regelarmatur ist nicht Selbstzweck son dern erfolgt zur L sung einer Aufgabe Eine Aufgabe kann man aber nat rlich nicht zweckentsprechend l sen wenn man sie nicht vollst ndig kennt Deshalb darf man nicht ber den Sohn seufzen wenn er nach der Aufforderung Bringst du mir bitte meine Schuhe die braunen statt der gew nsch ten schwarzen Schuhe bringt F r das Thema dieses Kapitels hei t das Um einen W rmetauscher technisch einwandfrei entw ssern zu k nnen muss man die Betriebsbedingungen kennen In den meisten F llen erscheint
177. bereitung 46 Angaben des Kesselherstellers beachten 47 Speisewasser entgasen um Sauerstoff auszutreiben und Korrosion zu begrenzen 48 Speisepumpe NPSH Wert beachten 49 Abschlammen und Absalzen sorgt f r gute Dampfqualit t und stabile Betriebszust nde 5 arco 159 Anhang 12 Index A12 Suchwortverzeichnis A Ablaufreselins 50 25 25 Anlagen bersicht 159 19 Anschlissarten EE 128 Anschwei verbindung 129 Flanschverbindung 128 128 berwurfverschraubung gt 129 NEE 8 Ee EN dE 11 73 Ausdehnung von Rohrleitungen 30 Auslegung von Dampfleitungen 27 28 87 E SC 120 Siehe Fachbegriffe Blindflansch Siehe Flansch B selnresse ou 00000 EE Henna ra 79 Aa Au busen sense Siehe Umf hrung D Dampf 5 5 125 e EE 21 110 159 A EE 16 behandlung 44 Seeche e ee 11
178. beste Ge r t nichts n tzt wenn es nicht zweckentsprechend eingesetzt ist Und selbst das billigste Ger t ist bei falscher Installation viel zu teuer Denn nicht das Ger t ist das Wichtige sondern die L sung der technischen Aufgabe Beispiel Wird die Steu erleitung an einer Leitungsstelle mit besonders turbulenter Str mung angeschlossen z B nahe einer Abzweigung oder an zu kleiner Rohrleitung dann bekommt der Regler falsche Dr cke gemeldet und reagiert demzufolge falsch die Rege lung ist schlecht oder unbrauchbar Wie wird eine Reduzierstation ausgef hrt Die erste Regel ergibt sich aus obigem Beispiel Die Steuerleitung muss richtig angeschlossen werden Es wurde bereits das Naturgesetz erw hnt dass der Druck eines Stoffes sei es eine Fl ssigkeit oder Dampf abnimmt wenn der Stoff schneller str mt und wieder steigt wenn der Stoff langsamer str mt oder zur Ruhe kommt Deshalb muss die Steuerleitung f r den Druckregler an einer Stelle ruhiger Str mung an die Minderdruckleitung angeschlossen werden Auf eine L nge von 10 bis 15 Rohrdurchmesser mindestens aber m vor und m hinter der Anschlussstelle der Steu erleitung soll die Minderdruckleitung frei sein von Bogen Abzweigungen und Armaturen Nur wenn der Dampfdruck um einige Zehntel bar schwan ken darf braucht man diese Regel nicht so genau zu nehmen In diesem Fall kann man bei einfachen Reduzierventilen und bei dem Ger t mit Pilotventil sogar g
179. betrieb als 114 we arco Reserve bzw bernimmt die Regelung bei Wartung oder Re paratur des anderen Reglers Nun noch ein Hinweis zur Kondensatableitung bei Redu zierstationen Bei besonders feinf hligen Regelungen sind Kugelschwimmer Kondensatableiter wegen ihrer stetigen Arbeitsweise den thermodynamischen Kondensatableitern vorzuziehen Thermische Ableiter kommen wegen der Gefahr des Kondensatstaus hier nicht in Frage Die Minderdrucklei tung sollte auch dann entw ssert werden wenn es sich nur um eine kurze Leitung handelt wird n mlich die Dampfent nahme zeitweilig eingestellt dann f hrt eine noch so kleine Dampfleckage am Reduzierventil solche Leckagen sind bei normalen Stellventilen mit metallisch dichtem Ventil immer m glich zum allm hlichen Vollaufen der Minderdrucklei tung mit Kondensat weil der Leckagedampf durch die W r meverluste der Leitung kondensiert Bei erneuter Benutzung der Minderdruckleitung besteht dann die Gefahr von kr fti gen Wasserschl gen Am einfachsten macht man sich das Leben wenn man eine vormontierte komplette Spirax Sarco Reduzierstation ver wendet diese enth lt schon s mtliche erforderlichen Ab sperr und Entw sserungsarmaturen sowie das erforderliche Sicherheitsventil und die Manometer Wird eine extreme Leistungsbreite der Regelung bei gleich bleibender Genauigkeit gefordert kann sich der Split Ran ge Betrieb anbieten ein kleineres Regelventil f r die genaue Re
180. biegt undichte Flanschverbindungen sind die Folge Wie unvermutet gro dieses Bestreben sich zu verl ngern ist zeigt eine kurze Rechnung Eine 25 m lange Rohrleitung DN 50 f hre unten Kondensat von 145 C oben Sattdampf von 170 C p 7 bar so dass der Temperaturunterschied zwischen Rohroberseite und Rohrunterseite im Mittel nur etwa 25 K betr gt nach der Formel von Kapitel 4 4 wird sich die Oberseite um 7 mm mehr verl ngern als die Unterseite Dies hat zur Folge dass sich das Rohr in der Mitte des 25 m langen St cks um rd 400 vierhundert mm aus der Normal lage anheben m chte Zwar wirken Halterungen Rohrge wicht und entstehende zus tzliche Rohrspannungen dieser Verbiegung entgegen aber Sie werden wohl nicht bezweifeln dass erhebliche Materialbeanspruchungen auftreten In den dickwandigeren Rohrleitungsteilen wie Flanschen und Armaturen entsteht beim raschen Anw rmen auch eine betr chtliche Temperaturdifferenz zwischen Innen und Au Benseite So entsteht wieder ein Verbiegungsbestreben das gef hrliche Sch den zur Folge haben kann zumal die dick wandigeren Armaturen h ufig aus weniger elastischen Gu werkstoffen bestehen Gr ere selten anzufahrende Leitungen werden h ufig von Hand in Betrieb genommen An den Entw sserungsstellen werden Ablassventile von Hand ge ffnet eigentlich m ssen sie schon von der Au erbetriebnahme her ge ffnet sein dann der Dampf in die Leitung gelassen und der Druck
181. brauchen Sie solche Regeln nicht Derarti ge Erfahrungen lassen sich aber nicht von einer Anlage auf eine andere bertragen Betrachten Sie es deshalb nur als Anhaltspunkt und nat rlich unverbindlich wenn wir Ihnen vorschlagen den Druck niemals schneller als in 3 bis 5 Minuten von null auf den Enddruck zu erh hen je nach Verh ltnissen sind bis zu 20 Minuten bei gro en Anlagen noch mehr Aufheizzeit vorzusehen Die Aufheizzeit ist nicht schon dann richtig wenn keine Wasserschl ge und Undicht heiten auftreten sondern wenn sich Leitungen und Armatu ren gleichm ig erw rmen k nnen und wenn keine hohen Str mungsgeschwindigkeiten auftreten Kapitel 4 Die Dampfleitung F 4 12 Der Lufteinfluss im Dampf Der Druck eines Gasgemisches ergibt sich aus der Summe der Einzeldr cke Bei einem Gemisch aus Luft und Dampf ist daher Gesamtdruck Partialdruck Dampf Partialdruck Luft Beispiel 10 bar Druckanzeige am Manometer 10 Luftanteil Gesamtdruck 10 bar 9 bar Dampfdruck bar Luftdruck Bei 10 bar Druck w rde man eine Dampftemperatur von 184 1 C erwarten Wasserdampftafel Kap 1 7 Tats chlich ist jedoch nur 9 bar Dampf Partialdruck vorhanden d h die Temperatur betr gt nur 179 9 C Zus tzlich zur Herabsetzung der Temperatur f hrt die Luft zu schlechteren W rmedurchgangskoeffizienten Beispiel Luftanteil W rmedurchgangs koeffizient W m K 0 1800 1 1590 2 1430 3 1300 4 1180 Schlechte
182. bstverst ndlich aber es ist menschlich dass manchmal auch oder gerade selbstverst ndliche Din ge bersehen werden Kein Kondensatableiter kann Kondensat ansaugen Es muss also durch richtige Installation daf r gesorgt werden dass das Kondensat stets aus dem W rmetauscher abflie t und zum Kondensatableiter gelangt Auch sollte nicht gleichzeitig Frischdampf und Kondensat in den Ableitereingang kom men sonst wei der arme Ableiter nicht ob er nun ffnen oder schlie en soll Diese Forderung bereitet einige Schwie rigkeiten wenn der Boden des Dampfraumes nicht durch bohrt werden darf dann muss man schon gut planen um mit dem in diesem Fall hochliegenden Kondensatableiter gute Entw sserung zu erreichen Gar nicht freiwillig flie t das Kondensat zum Ableiter wenn z B eine mit Dampf von p 0 5 bar betriebene Anlage zur Herstellung von Betonfertigteilen auf 80 C temperaturgere gelt wird um das Verbrennen des Betons zu verhindern Ein Blick auf die Sattdampftafel zeigt uns n mlich dass zu dieser Temperatur ein absoluter Sattdampfdruck von ca 0 5 bar also Vakuum geh rt Hier kann auch der beste Konden satableiter nicht verhindern dass die Heizplatten teilweise absaufen so dass der Beton ungleichm ig beheizt wird Die L sung dieser Aufgabe werden wir sp ter besprechen Ferner Kein normaler Kondensatableiter kann Kondensat wegpumpen Alternativen sind aktive Pump Kondensat ableiter oder Konde
183. chdampf hat wegen des geringeren Druckes eine niedrigere Temperatur als der Frischdampf aus dessen Kondensat er entstanden ist Im brigen aber ist dieser Dampf genau so gut und wertvoll wie neu vom Kessel erzeugter Dampf In einer Hinsicht ist er so gar besser Bei niedrigerem Dampfdruck wird je kg Dampf mehr W rme frei als bei der Kondensation von Dampf h he ren Drucks Dampftafel Spalte 5 Da die entstehende Nachdampfmenge zwischen 5 und 30 des verbrauchten Frischdampfes ausmacht k nnen bei ge schickter Ausnutzung des Nachdampfes etwa 5 bis 30 der gesamten Brennstoffkosten eingespart werden und das ist in jeder Betriebskostenrechnung ein beachtlicher Betrag Wenn die Einsparungsm glichkeiten in einem bestimm ten Fall ermittelt werden sollen muss allerdings beachtet werden dass das Kondensat im W rmetauscher mit einer gewissen Unterk hlung anf llt und dass die Leitungen un vermeidliche W rmeverluste aufweisen Ferner geht in der Anlage Dampf und Kondensat verloren so dass st ndig kaltes Frischwasser eingespeist werden muss wodurch die Brenn stoffkosten steigen Deshalb g be eine Berechnung die diese Verluste nicht ber cksichtigt ein zu optimistisches Ergebnis Realistischer ist es Menge Druck und Temperatur des anfal lenden Kondensats zu bestimmen den Entspannungsdruck festzulegen und mit diesen Werten aus dem Diagramm 9 2 1 Nachverdampfung die entstehende Menge Nachdampf abzulesen So erh lt man die
184. ches Beispiel Bei der Raumbeheizung wird ein Temperaturf h ler im Raum die Kondensation im Lufterhitzer so steuern dass die Raumtemperatur trotz Sonneneinstrahlung Wind anfall und schwankender Au entemperatur nur unmerklich schwankt Soll dagegen ein empfindliches Produkt bei h he rer Temperatur im Luftstrom getrocknet werden dann kann eine Temperaturregelung mit F hler im Luftstrom f r eine Lufttemperatur sorgen die um nicht mehr als einige Zehntel Grad vom gew nschten Wert abweicht Fassen wir diese Gesichtspunkte zusammen W rmetauscher m ssen geregelt werden wenn gr ere Temperaturschwankungen unzul ssig sind bestimmte Temperaturen nicht ber oder unter schritten werden d rfen die Anlage mit gr tm glicher Wirtschaftlichkeit arbeiten soll 6 5 Dampfseitige Regelung von W rmetauschern Um beim Thema unseres Kurses zu bleiben und uns nicht in Regelungs und Verfahrenstechnik zu verlieren m ssen wir uns nun wieder auf die Betrachtung der Dampf und Kon densatseite beschr nken Was es dazu in diesem und in den folgenden Kapitelen zu sagen gibt ist allerdings sehr wichtig Mangelndes Verst ndnis dieser Vorg nge verhindert allzu oft die Beseitigung von erheblichen St rungen im Produkti onsablauf Die dampfseitige Regelung von W rmetauschern erfolgt im allgemeinen durch ein Regelventil das vor dem W rmetau scher den Dampfdurchfluss nach Bedarf ver ndert Dampf W rme Regel t
185. chten Sollwert liegt ffnet das Ventil wieder Kritisch wird der Vorgang wenn der Druck im W rmetau scher unter den Druck des Kondensatnetzes absinkt das Kondensat kann nicht mehr durch den Kondensatableiter abfliesen im W rmetauscher staut sich Wasser an der W r metauscher s uft ab Erste Hilfe leistet dann ein Vakuum brecher die richtige L sung bietet jedoch nur ein aktiver Kondensatableiter wir haben das in Kapitel 7 3 5 bereits besprochen Wird Brauchwasser mit Dampf erhitzt und kommen Perso nen mit diesem Wasser in Ber hrung so ist es notwendig ein weiteres Ventil als Sicherheitstemperaturbegrenzer ein zusetzen Schlie lich kann Dampf Wasser sehr viel h her er w rmen als normalerweise blich und Temperaturen ber 100 C sind m glich durch eine Fehlfunktion der Regelung durch ein berschwingen des nur langsam reagierenden W rmetauschers Einige Hinweise lassen sich als Faustformeln f r die dampf seitige W rmetauscherregelung zusammen fassen 116 1 Besonders bei schnellen Prozessen und bei hohem Leis tungsbedarf wird dampfseitig geregelt 2 Das Regelventil ist in aller Regel ein bis zwei Dimensionen kleiner als die Dampfleitung 3 Bei der Leistungsberechnung f r den W rmetauscher ist der Druckabfall ber das Regelventil zu ber cksichtigen 4 Wenn m glich sollte immer eine Kugelschwimmer Kon densatableiter eingesetzt werden da Kugelschwimmer Ableiter ber
186. d Grenzen kennenlernen Gl cklicher weise besser gesagt dank der Ausdauer und dem Geschick der Konstrukteure gen gen wenige Arten Kondensatab leiter um alle in der Praxis vorkommenden Dampfanlagen zweckentsprechend zu entw ssern das hei t mit m glichst geringem Aufwand zuverl ssige Funktion und gr tm gliche Leistung und Wirtschaftlichkeit zu erreichen Diese Aufgabe ist eigentlich ziemlich leicht zu l sen Lediglich die n tige Aufmerksamkeit fehlt mitunter denn Dampf und Kondensat sind ja nur Hilfsmittel im Betrieb nicht Selbst zweck und der Kondensatableiter ist meist wertm ig von ziemlich untergeordneter Bedeutung Deshalb reicht z B der Lieferumfang vieler Apparate nur vom Dampfeinlassstutzen bis zum Anschluss f r den Kondensatableiter alles bri ge ist dem Betreiber der Anlage berlassen Wie soll man aber von diesem erwarten dass er gen gend Zeit und Spe zialkenntnisse einsetzt um die Kondensatableitung richtig auszuf hren wenn schon der Konstrukteur des Apparats der doch seine Sch pfung am besten kennt dieser Aufgabe ausweicht sei es weil er sie f r unwichtig h lt oder weil er sich nicht zust ndig f hlt Bekanntlich ist aber eine Kette nur so stark wie das schw chste Glied d h die tollste Apparatur kann nur eine m ige Leistung erbringen wenn die Dampf zuleitung zu klein ist oder ein f r diese Anlage ungeeigneter Kondensatableiter eingesetzt wurde Bitte glauben Sie es Jetzt konn
187. das ganze Kondensatsystem erh hter Korrosion unter liegen Auch in diesem Fall wird eine Zulaufh he zum Ableiter be n tigt die nun aber nicht mehr zur berwindung eines Unterdruckes im Dampfraum dient sondern nur noch zur Erh hung des Kondensatdrucks vor dem Ableiter Je nach Kondensatanfall und Ableitergr e gen gt eine Zulaufh he von 1 bis 3 Meter 4 Steht kein Vakuum System zur Verf gung kann der Kondensatableiter nicht bis zu 12 m unter dem W rme tauscher montiert werden und will man keine Luft im Dampf Kondensat System haben dann hilft nur noch das Abpumpen des Kondensats Daf r wird Hilfsenergie und eine Regelung ben tigt Das unten stehende zeigt den Einsatz eines Kondensathebers oder eines aktiven Kon densatableiters Kap 7 3 5 der Dampf als Hilfsenergie benutzt und v llig selbstt tig arbeitet Lufterhitzer Ausgleichsleitung Pendelleitung Sammler Kondensat Kondensatheber mit Platten R ckschlagventilen Alternativ der Einsatz einer Kondensatr ckspeiseanlage mit elektrischer Pumpe 77 Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen Lufterhitzer Sammler Kondensat Vakuumpumpe 7 6 4 Sammelentw sserung ist schlecht Im vorhergehenden Kapitel bem hten wir uns die f r die Entw sserung unbedingt erforderliche Druckdifferenz zwi schen Dampfraum und Kondensatleitung zu schaffen Mit unter kommt aber gar nicht alles Kondensat zum Ableiter weil schon in
188. den Weg des Dampfes an der unter einem bestimmten Druck in den W rmetauscher eintritt dort seine Verdampfungs Kondensationsw rme r abgibt und zum Kondensatableiter gelangt Dieser arbeitet ordnungsgem d h er l sst keinen Dampf durchstr men sondern nur Kondensat von Siede temperatur Im Regelventil des Ableiters wird das Kondensat auf den Gegendruck hinter dem Ger t entspannt der Kon densatableiter ist also die Druckgrenze Die Zahlenwerte die ses Experiments werden Sie vielleicht berraschen 95 Kapitel 9 Kondensatwirtschaft 9 2 1 Nachverdampfung bei Kondensatentspannung Injosge ally Bunuuedsjug nyessdwuoyesuspuoy I 096 ooe 085 09 Orc Occ 081 091 001 06 08 02 09 j j T j j j j jj ji Bunuueds4ug Y NI 002 001 0 Or 02 OL Z L ech Di 001 04 T 0 GL sqe ER Dupnuugcdeu
189. densat berwachung gef llig Auf die berwachung des Kondensats bei der Gefahr chemi scher Verunreinigung war bereits im 4 Abschnitt dieses Hef tes hingewiesen worden Sind solche Beimischungen wenn sie auftreten gef hrlich dann ist es zweckm ig das zur ck gef hrte Kondensat in einem Kontrolltank zu sammeln Erst nach der periodischen berpr fung wird der Tankinhalt in das Kesselspeisewassergef gepumpt Speisewasser beh lter Kontroll tank Ablass bei Verunreinigung Aber das sind Sonderf lle Weit wichtiger f r die Alltagspra xis ist die Frage wie die Arbeitsweise der W rmetauscher und der Kondensatableiter unmittelbar an der Anlage berwacht werden kann Wir denken hier an die sogenannten Schaugl ser Armaturen die einen Einblick in die Rohrleitung gew h ren und hinter dem W rmetauscher montiert werden Mit Hilfe des Schauglases kann man berschl gig feststellen ob das Kondensat ordnungsgem abgeleitet wird Die genaue Kontrolle der Kondensatableiter insbesonde re auf Dampfdurchblasen durch Schaugl ser ist schwierig aber wir wollen uns nicht wiederholen die Kontrollm glich keiten und Methoden besprachen wir bereits eingehend Ka pitel 7 7 Von der Zweckm igkeit m glichst vieler Manometer war ebenfalls bereits die Rede Der Betriebsingenieur sollte auf dieses billige Mittel sich einen berblick ber den Betriebs zustand der verschiedenen Anlag
190. densatmenge Kleiner Wenn die Suppe schlie lich kocht und deshalb ihre Tempera tur nicht mehr ver ndert ist der Anlaufvorgang abgeschlos sen und der Dauerzustand erreicht Warum es unbedingt erforderlich ist diese wechselnden Be dingungen einer Dampfbeheizung richtig einzukalkulieren wird etwas sp ter erkl rt werden 1 14 W rmeverluste Bitte werfen Sie erneut einen Blick auf unsre Kochkessel in Kap 1 11 Bisher war unser ganzes Interesse auf den ber sang der W rme vom Mantel auf die Suppe gerichtet Was gibt es sonst noch zu ber cksichtigen Der Dampf gibt seine W rme berall ab wo er auf k ltere Stoffe st t Dies ist manchmal von Vorteil sehr oft aber von Nachteil Vorteilhaft ist dies z B bei der Heizschlange eines Warmwasserbereiters wo die W rme nach allen Seiten hin verwendet werden kann von Nachteil aber bei Einrichtun gen wie dem Suppenkessel wo die W rme nur nach einer Richtung n mlich zur Suppe hin ben tigt wird Als der Dampf in den Mantel des Kochkessels str mte er w rmte er nicht nur die Heizfl che sondern auch die u ere H lle des Kochkessels und diese erw rmte wiederum die umgebende Luft Dieser Vorgang ist uns aus der Praxis des t glichen Lebens ja gel ufig Alle W rme aber die der Dampf abgibt ohne damit die Suppe zu erw rmen ist f r den Koch prozess verloren bedeutet W rmeverlust Das schlimmste kommt aber erst W hrend der W rme ber gang von Dampf an die Su
191. der Kesseldeckel sich auf und ab bewegt Das Arbeitsverm gen die mechanische Energie des Damp fes ist die Ursache f r diese Bewegungen des Deckels Wird in einer Kesselanlage Dampf erzeugt so treten prak tisch die gleichen Vorg nge auf wie beim Teekessel Der Dampfkessel ist der gro e wunderbare Bruder des Teekes sels Der wichtigste Unterschied zwischen den beiden besteht darin dass der Teekessel eine T lle hat und das soll nicht nur eine humorvolle Feststellung sein wie wir bald merken werden 1 2 Die wichtigsten Ma einheiten des SI Systems Zun chst wollen wir Sie mit dem seit 1 1 1978 verbindlich g ltigen Ma system dem SI System und mit einigen Fachausdr cken vertraut machen Dies ist nicht nur zum allgemeinen Verst ndnis notwendig sondern auch zur Ver st ndigung mit Ihren Gespr chspartnern beim Bau Umbau oder bei der Instand setzung Ihrer Anlage Wir werden in den folgenden Ausf hrungen nur noch mit den Ma einhei ten des SI Systems arbeiten und die des alten verbotenen technischen Ma systems nicht mehr verwenden Umrech nungen neues altes Ma system geben wir nur in der folgen den kurzen Erkl rung 5 co Kapitel 1 Was ist Dampf Basisgr e Basiseinheit Name Einheiten zeichen L nge Meter m Masse Kilogramm kg Zeit Sekunde 5 Elektrische Stromst rke Ampere A Thermodynamische Kelvin K Temperatur Stoffmenge Mol mol Lichtst rke Candela cd
192. der Sch den auftreten sollte der Rat eines Fachmannes eingeholt werden Hier kann man sich an Firmen wenden die Wasser aufbereitungsanlagen bauen oder an die Technischen ber wachungsvereine die daf r Fachabteilungen haben 106 SPir X arco Die beste Wasseraufbereitungsanlage kann Sch den verur sachen wenn sie unsachgem bedient wird Der Betreiber eines Dampfkessels sollte deshalb auf die sorgf ltige laufen de Bedienung berwachung und Instandhaltung der Was seraufbereitung gro en Wert legen In diesem Zusammenhang ist es vielleicht gerechtfertigt eine Bemerkung zur thermischen Speisewasserentgasung zu machen Die Erhitzung des Speisewassers bis zur Sie detemperatur gen gt allein nicht Die ausgetriebenen Gase m ssen vielmehr laufend abgef hrt werden Das ist aber bei einfachen Aufkocheinrichtungen wie sie fr her berwiegend eingesetzt wurden nur m glich wenn laufend eine geringe Dampfmenge aus dem Entgaser austritt die freigewordene Gase mitrei t Neuere Entgaserbauarten sind wirksamer aber auch nur dann wenn die Apparatur vorschriftsgem betrieben wird Eine typische Anordnung zeigt die n chste Seite 9 11 Der Speisewasserbeh lter Zur ckgef hrtes Kondensat und das Zusatzwasser als Er satz f r verlorengegangene Dampf und Kondensatmengen werden nach entsprechender Aufbereitung in einem Vorrats beh lter gesammelt aus dem eine Pumpe den Kessel speist Kapitel 2 und 3 Wegen der Abw r
193. ders also Druck Temperatur und u U die Durchflussmenge 3 Schlie lich ist das Fehlergebiet systematisch zu untertei len und zu untersuchen Das klingt selbstverst ndlich aber allzu oft f hren schon die kleinsten Hindernisse auf den falschen Weg Sehen wir uns ein Beispiel aus der Praxis an Kondensat Dampferzeuger Meldung Der W rmetauscher X kommt nicht auf Temperatur lt amp Kondensat 1 Pr fung Arbeiten die anderen W rmetauscher normal Befund Ja 2 Pr fung a Ist der erforderliche Vordruck 0 5 bar vorhanden Befund Ja b Ist der Gegendruck von der Kondensatleitung her normal Befund Nicht feststellbar da kein Manometer vorhan den Weil die anderen W rmetauscher einwandfrei arbeiten Annahme dass der Druck in der Kondensatleitung normal ist Kapitel 11 Planung Bau Inbetriebnahme Wartung Fehlersuche 3 Pr fung Fehlerm glichkeit durch Reduzierventil W rmetauscher oder Ableiter Am W rmetauscher selbst sowie an seiner Betriebsweise wurde nichts ge ndert Ein pl tzlicher starker Leistungsab fall kann deshalb nicht im W rmetauscher verursacht sein Der Kondensatableiter k nnte berm ig anstauen Da er sehr hei ist wird angenommen dass dies nicht der Fall ist Also Fehl Schluss Das vor einigen Wochen neu installierte Reduzierventil l sst zu wenig Dampf durch Der herbeigerufene Lieferant des Reduzierventils verk ndet d
194. destens 0 5 1 bar aus zuz glich dem Gegendruck durch die F rderh he 8 5 Verlegung von Kondensatleitungen Bei der Wahl des Rohrmaterials wird man sich nach DIN 2401 richten siehe Anhang 2 Danach k nnen Rohre aus St Rohre in Handelsg te bis zu einem Druck von 10 bar verwendet werden bei h heren Dr cken und h ufig auch darunter wird man Rohre mit G tevorschriften aus St 35 8 nahtlose Rohre oder aus St 37 2 geschwei te Rohre verwenden Wichtigster Grundsatz f r die Verlegung von Kondensat leitungen Kondensatleitungen sollen bei der Stillegung der Anlage leerlaufen Die Gr nde hierf r wurden ja schon wiederholt genannt Wassers cke f hren zu Wasserschl gen Korrosion verz gertem Anfahren Frostsch den Die Anfahrentl ftung vgl Kapitel 4 10 wird bei ansteigender und deshalb wasserge f llter Kondensatleitung besonders erschwert weil in die sem Betriebszustand die Dr cke noch klein sind so dass sich das Kondensat bis weit in den W rmetauscher hinein staut Deshalb hatte man fr her ja die sogenannte Anfahrentw s serung W hrend des Anfahrens wurde Luft und Kondensat durch ein handbet tigtes Ventil ins Freie abgelassen Da sol che Vorrichtungen dauernde menschliche Aufmerksamkeit verlangen ffnen rechtzeitig schlie en nachsehen ob das Ventil auch wirklich geschlossen ist und dicht schlie t auch wegen der auftretenden Dampf und Kondensatverluste ver meidet man dieses Ve
195. die Information denkbar ein fach Ein Kondensatableiter mit Anschluss DN 15 f r Dampf mit einem berdruck von 8 bar Im brigen soll der Kon densatableiter halt das ankommende Kondensat durchlassen und Dampf zur ckhalten Wenn nun aber einer zu Ihnen k me und allen Ernstes ein Auto mit 14 Zoll R dern f r 135 km h bestellte w rden Sie sich da nicht vorsichtig zur ckziehen Denn Sie halten es vielleicht noch nicht einmal f r berfl ssig zu fragen ob der Wagen eine Drehstromanlage haben soll oder nicht Dabei muss dieses Auto doch nur Personen von einem Ort zu einem anderen bef rdern Sagen wir es endlich Die Hersteller von Kondensatableitern wollen wenn sie die Kundenberatung ernst nehmen immer mehr ber eine Dampfanlage erfahren als der Kunde selbst wei Warum Weil sie aus ihrer intensiven Besch ftigung mit einem Spezialgebiet die einzelnen Aspekte der Aufgabe Kondensatableitung besser kennen als der Planer oder Be treiber einer Anlage Es ist deshalb in Ihrem eigenen Inter esse wenn Sie sich bem hen dem Berater oder Lieferanten alle erforderlichen Informationen zu geben Im Anhang 6 dieses Buches haben wir unter 1 die m glichen Fragen zusammengestellt Erschrecken Sie bitte nicht dar ber nicht alle Fragen sind in jedem Fall wichtig Es ist tat s chlich ausreichend etwa zu bestellen Kondensatableiter mit Flanschen DN 15 f r die Entw sserung einer Sattdampf leitung 8 bar Konde
196. druck etwas au erdem ist er auf einem Berg nied riger als im Tal weil die ber dem Berg liegende Luftschicht d nner ist Als Einheit f r Druckmessungen hat man des halb im SI System den Wert von 1 bar gew hlt und genau festgelegt Solange in unserem Dampfkessel das angenommene Loch ist dr ckt die Luft auch auf das Wasser im Kessel Deshalb kann kaltes Wasser nicht kochen Erhitzt man das Wasser aber dann verdunstet es immer st rker und bei 100 ist der Punkt erreicht an dem das Verdampfungsbestreben des Wassers der Dampfdruck die Gr e des Luftdrucks erreicht Jetzt kann der Dampfdruck das Wasser gegen den Luftdruck auseinanderdr cken so dass sich im Innern des Wassers Dampfblasen bilden man sagt dann das Wasser siedet oder kocht Bl schen die sich beim Erhitzen des Wassers oder auch beim l ngeren Stehen kalten Wassers bilden sind keine Dampfblasen sondern bestehen aus Luft die zuvor im Wasser gel st war und bei der Erw rmung ent weicht Zur Klarstellung wollen wir die Daten kurz wiederholen Druck im Innern und au erhalb des Dampfkessels 1 bar Dampfdruck 1 bar Temperatur des Wassers im Dampfkessel 100 C Temperatur des Dampfes 100 C Nachdem die angenommene ffnung in unserem Dampf kessel als Hilfsmittel zur Erkl rung der Vorg nge bei atmos ph rischem Druck gedient hat ist ihr Zweck erf llt und wir lassen sie im folgenden weg Wir erzeugen weiterhin Dampf im Kessel bei dem nu
197. e arco 139 Anhang Zeichnungssymbole Ventil allgemein Absperrventil manuell Absperrventil mit Kraftantrieb Absperrventil mit Handkurbel Absperrschieber Absperrklappe Stellventil mit pneumatischem Antrieb Membrane Stellventil mit pneumatischem Antrieb Feder Stellventil mit pneumatischem Antrieb Feder schlie end RD AD Stellventil mit bidirektionalem pneumatischem Antrieb 140 SPDS arco m R ckschlagarmatur allgemein Membranarmatur allgemein Absperrarmatur mit Sicherheitsfunktion Stellventil mit elektrischem Antrieb Stellventil mit Kolbenantrieb Feder bet tigtes Ventil Sicherheitsventil Austrittseite rechts HHH AA Kondensatableiter mit Rohrleitung geschraubt mit Einsteckmuffe geflanscht mit Einsteckschwei muffe Ventil mit Rohrleitung geschwei t oder gel tet geschraubt mit Einsteckmuffe Schauglas mit Einsteckschwei muffe geflanscht geschwei t Anhang 3 Zeichnungssymbole H aus der DIN 2429 abgeleitete Symbole kein DIN Symbol 21 Drosselscheibe Grenze z B zwischen 2 verschiedenen Werkstoffen Rohrhalterung Rohrgleitlager Rohrgleitlager auf Rollen Festpunkt Kompensator allgemein Wellrohrkompensator Schiebemuffe Lyrakompensator arco 141 Anhang Zeichnungssymbole
198. e bertragen Des halb gibt man die Leistung eines W rmetauschers durch den W rmestrom Q in W Watt oder kW Kilowatt an Da bei erinnern wir uns daran dass 1 W 1 J s und 1 KW 1 kJ s ist Kapitel 6 Der W rmetausch Wieviel Dampf in kg h ben tigt eigentlich ein W rmetau scher Berechnen l sst sich das mit der Formel m 3600 Ah m Dampfmenge in kg h Q Leistung in kW Ah Verdampfungs Kondensationsw rme in kJ kg Als Faustformel kann in den blichen industriellen Anwen dungen m 1 7 Q verwendet werden Ein 500 kW W rme tauscher ben tigt also 850 kg h Dampf Wovon h ngt die Leistung eines W rmetauschers ab Be trachten wir als einfaches Beispiel den Heizk rper im Wohn zimmer Je h her die Temperatur des Heizungswassers und je gr er der Heizk rper ist desto gr er ist die Heizleistung der W rmestrom Was aus dem Heizk rper ins Zimmer kommt geht durch das Fenster wieder hinaus je gr er die Fensterfl che und je gr er der Unterschied zwischen Raum und Au entempera tur desto schneller Wir wissen aber auch dass bei gleicher Gr e und gleichem Temperaturunterschied ein Doppelfenster weniger W rme durchl sst als eine einfache Verglasung Die Leistung eines W rmetauschers h ngt also noch von weiteren Gr en ab leider von ziemlich vielen Wanddicke Material und Ober fl chenbeschaffenheit der Heizfl che Dicke des Kondensat films Str mungsgeschwindigkeit de
199. e die in der Praxis jedoch nur dann sinnvoll genutzt werden k nnen wenn die folgenden Rahmenbedingungen strikt eingehalten werden 1 Das Kondensat staut in den W rmetauscher zur ck An der Grenzfl che zwischen Dampf und Kondensat besteht erh hte Korrosionsgefahr vor allem wenn der Dampf ungen gend entl ftet wurde Aus diesem Grund darf f r kondensatseitig geregelte W rmetauscher nur Edelstahl als Werkstoff f r die Heizseite eingesetzt werden 2 Relativ k hles Kondensat kommt mit hei em Dampf in Ber hrung An der Oberfl che implodiert der Dampf und es entstehen kleine Druckschl ge und Ger uschbildung Auf die optimierte Auslegung des W rmetauschers ist daher besonderen Wert zu legen Plattenw rmetauscher f r Dampf bieten sich wegen der geringeren Ber hrungs fl che zwischen Dampf und Kondensat besonders an 3 Kondensat muss sich im W rmetauscher stauen und wird durch ein relativ kleines Regelventil abgef hrt Aus diesem Grund ist diese Art der W rmetauscher Regelung relativ langsam F r schnelle Prozesse kann sie nicht gesetzt werden Typischer Einsatz dieser Regelung ist der Heizungsprozess mit relativ stabilen Betriebsparametern 4 Das Regelventil eigentlich ein Wasserregelventil muss besonders exakt ausgelegt werden Auf jeden Fall ist eine zu gro e Dimensionierung des Regelventils unter allen Umst nden zu vermeiden 5 Da der W rmetauscher zu gro er Menge mit hei em Kon densat gef llt sei
200. e 8 EE EE Ee E EE EE See EE Fe An EE ce SEET 7 2100 a BR SEHE 6 5 7 8 m 2 O O Kesselspeisewasser Atmosph re 2 beh lter Entgaser z 44 7 SX 44 Kondensat sammelbeh lter Dampf erzeuger Frischwasser 48 amp 46 49 N Wasser Absalzen Kessel Abschlammen Dampfleitung 1 Langsam in Betrieb nehmen mehrere Minuten 2 Dampfleitung lieber zu gro als zu klein 3 Leitung und Halterungen isolieren 4 Fest und Gleitlager vorsehen 5 Dampfgeschwindigkeit 25 m s bei Hei dampf 40 60 m s 6 Dampfleitung mit Gef lle verlegen 11 Kompensatoren f r die Leitungsausdehnung 12 Lange Leitung mit Gef lle im S gezahn verlegen 16 Druckanzeige f r den wirklich vorhandenen Dampfdruck 25 Leitungsende entl ften Dampfleitung entw ssern 7 Leitung ber Entw sserungsstutzen entw ssern 8 Schauglas gibt Einblick ins Geschehen 9 Tiefpunkte Entw ssern 10 SPIRAtec Pr fkammer zur Kondensatableiter berwachung 13 Alle 25 m entw ssern 14 Senkrechte Anstiege entw ssern 15 Dampfverteiler entw ssern 17 Dampfrockner anstaufrei entw ssern 27 Leitungsende entw ssern Druckreduzierung 18 Schmu
201. e Druckangaben sind absolute Dr cke Str mung m s arco 29 Kapitel 4 Damprfleitung Dampfgeschwindigkeit in kurzen Sattdampfleitungen etwa 25 m s in kurzen Hei dampfleitungen 40 bis 60 m s Das Diagramm Auslegung von Sattdampfleitungen 4 3 1 zeigt Ihnen auf einen Blick welche Leitungsgr e f r eine bestimmte Anwendung zu w hlen ist falls man eine Dampf geschwindigkeit von max 25m s zul sst Auf dem Diagramm ist bereits ein Beispiel angegeben Hier noch ein weiteres Von einer Reduzierstation soll eine 10 m lange Sattdampflei tung f r max 3300 kg h Dampf von p 7 bar verlegt wer den L t man max 25 m s Dampfgeschwindigkeit zu dann ist laut Diagramm 4 3 1 eine Leitung 125 zu w hlen Eine Leitung DN 100 f rdert laut Diagramm nur 3000 kg h bzw bei 3300 kg h ergibt sich eine Str mungsgeschwindigkeit von 27 5 m s was aber auch noch im Rahmen des blichen liegt Zur Auslegung kurzer Hei dampfleitungen dient das Di agramm Str mungsgeschwindigkeit in Dampfleitungen 4 3 2 das aber auch f r Sattdampf gilt Beispiel Wie gro muss eine kurze Hei dampfleitung f r 15 bar 400 C ausgelegt werden wenn bei 500 kg h eine Dampfge schwindigkeit von 60 m s nicht berschritten werden soll Im Diagramm Str mungsgeschwindigkeit gehen wir vom oberen Teil Dampftemperatur 400 C waagerecht bis zur Linie 16 bar 15 bar von da senkrecht nach unten bis
202. e Fragen an folgende Anschrift zu senden SPIRAX SARCO GmbH SPIRAX SARCO AG SPIRAX SARCO GmbH Reichenaustra e 210 Gustav Maurer Strasse 9 D ckegasse 7 2 1 8 D 78467 Konstanz CH 8702 Zollikon ZH A 1220 Wien Telefon 49 0 75 31 58 06 0 Telefon 41 0 44 396 80 00 Telefon 43 0 1 69964 11 Telefax 49 0 75 31 58 06 22 Telefax 41 0 44 396 80 10 Telefax 43 0 1 699 64 14 vertrieb de spiraxsarco com info ch spiraxsarco com vertrieb at spiraxsarco com Wir werden uns bem hen Ihnen sowohl in grunds tzlichen Dampf und Kondensatfragen als auch bei diesbez glichen Pro blemen Ihrer Betriebspraxis zu helfen arco 3 Inhaltsverzeichnis 1 1 1 2 1 2 1 1 2 3 1 23 1 2 4 1 2 5 1 2 6 1 2 7 1 2 8 1 2 9 1 3 1 4 1 4 1 1 4 2 1 4 3 1 5 1 5 1 1 6 1 7 1 7 1 1 8 1 9 1 9 1 1 10 1 11 1 12 1 13 1 14 1 15 g2 3 3 3 4 3 5 3 6 3 7 4 1 4 2 4 3 4 3 1 4 3 2 4 4 4 5 4 6 4 7 4 8 4 9 4 10 4 10 1 4 10 2 4 11 4 12 Was ist Dampf Die physikalischen Grundlagen Warum verwenden wir Dampf Die wichtigsten Ma einheiten des SI Systems Die Kraft Der Druck Energie Arbeit W rmemenge Leistung Energiestrom W rmestrom Dichte und spezifisches Gewicht Temperatur Temperaturdifferenzen Der Normzustand das Normvolumen Die wichtigsten Einheiten und ihre Umrechnung Die W rmeenergie W rmeinhalt und Verdampfungsw rme W rmeinhalt des Wassers Verdampfungsw rme W
203. e Frisch dampfverluste kann man im allgemeinen nur durch laufende berwachung der einzelnen W rmetauscher feststellen Um W rmeverluste zu vermeiden ist es dringend notwenig den Nachdampf vor dem Sammelbeh lter abzutrennen und auszunutzen Damit werden dann auch gelegentlich ins Kon 5 reg 9 Kapitel 9 Kondensatwirtschaft densatnetz gelangende geringere Frischdampfmengen rest los verwertet Die berwachung der Anlage wird dadurch allerdings nicht berfl ssig denn st rkerer Frischdampf durchtritt an einer Stelle f hrt zu rascherem Verschlei der Armaturen sowie zu erh htem Druck im Kondensatnetz und damit h ufig zu Entw sserungsschwierigkeiten oder gar zu einem schlagartigen Anwachsen der Frischdampfverluste Ein thermischer Kapsel Kondensatab leiter l sst Kondensat durch Unterk hlung 15 Dampfdruck ca 8 bar starke Nachverdamp fung Der thermische Kapsel Kondensatab leiter in anschlie end wieder geschlossenem Zustand Eine Dampfleitung bei 8 bar Druck wird ge ffnet es tritt etwas Wasser aus unsicht barer Dampf schie t in das unten liegende Lochblech Spritz schutz und kondensiert wie Nebel im Umfeld Dampf ohne Restwasser str mt aus Der heraus schie ende Dampf ist immer noch unsichtbar sichtbar ist kondensie render Dampf Nebel 98 5 reg 9 4 Nutzbringende Verwertung des Nachdampfes Der im Kondensatnetz entstehende Na
204. e Kondensattemperatur aber schon vor der Ent spannung unter 111 C liegen w rde und z B 95 C betr ge dann w rde sich die Temperatur bei der Entspannung nicht merklich ver ndern genaugenommen sinkt sie um winzige Bruchteile eines Grads infolge der Volumenvergr erung des Wassers bei der Drucksenkung Das Kondensat verl sst den Dampfraum gew hnlich mit einer Temperatur die nur wenig unterhalb der Sattdampf temperatur liegt Es ist Siedekondensat In der Kondensat leitung kann die Temperatur wohl kleiner aber nicht h her sein als die zum rtlichen Leitungsdruck geh rende Satt dampftemperatur Kapitel 9 Kondensatwirtschaft 9 2 Die Nachverdampfung Bei der Entspannung d h Verringerung des Drucks von Siedekondensat sinkt die Temperatur Bei 7 bar hat Siedekondensat von 170 C einen W rmeinhalt Enthalpie von 720 94 kJ je kg Kondensat Dampftafel Spalte 4 Wird dieses Kondensat auf p 0 5 bar entspannt dann sinkt die Temperatur nach Spalte 3 der Dampftafel auf rd 111 C Die Enthalpie dieses Wassers betr gt aber nur noch 467 13 kJ kg Bei der Entspannung wird also je Kilogramm Wasser eine W rmemenge von 720 94 467 13 253 81 kJ frei Wo bleibt diese Energie Es geschieht das gleiche was gesch he wenn wir in siedend hei es Wasser pl tzlich sehr viel W rme hineinstecken w r den etwa indem wir einen gl henden Eisenklotz hineinfallen lie en Das Wasser f ngt pl tzlich sehr stark
205. e Nachdampfmengen zutage traten was vom Bedienungspersonal nat rlich nicht gerade freudig be gr t wurde Dieser Dampf entstand in gleicher Weise wie bei dem beschriebenen Versuch mit dem Wasserstandsglas Das berstr mventil zur Druckbegrenzung musste schlie lich doch eingebaut werden Damit war der rger aber noch nicht zu Ende Da keine be stimmten Anforderungen an die Warmwassertemperatur gestellt wurden erfolgte keine Frischdampfeinspeisung Der Warmwasserbedarf war kurzzeitig jedoch so hoch dass aller verf gbare Nachdampf kondensiert wurde Dadurch sank der Druck im Nachdampfsystem und demzufolge auch im Entspanner unter den Atmosph rendruck schon bei 80 C betr gt der Wasserdampfdruck nur noch 0 5 bar Das Kon 100 arco densat konnte deshalb nicht mehr aus dem Kondensatent spanner ablaufen und stieg in das Nachdampfsystem bis zu den Warmwasserbereitern Jetzt konnte der Entspannungs dampf in der Kondensatzuleitung nicht mehr abstr men auch nicht zu den Warmwasserbereitern so dass der Druck in den Entspannern wieder stieg aber nicht ohne dass es in allen Teilen dieser Anlage zu f rchterlichen Wasserschl gen kam Es dauerte nicht lange bis das System auch mit einer Frischdampfeinspeisung versehen war Und der Betrieb war wieder friedlich Hier h tte man allerdings die Frischdampfw rme nicht unbedingt ben tigt wurde den Druck im Nachdampfsystem auch durch Bel ftung stabilisieren k nne
206. e Tatsache in der Praxis oft nicht beachtet Ung nstige Dampff hrung im Apparat verschmutzte Heizfl chen schlechte Entw sserung Ver nachl ssigung der Entl ftung etc sind kleine S nden die unglaublich viel Geld kosten denn die Verh ltnisse im Sup Kapitel 1 Was ist Dampf penkessel den wir hier ja nur als Beispiel anf hrten treten in vielen anderen dampfbeheizten Betriebsanlagen auf Wir werden noch oft darauf zur ckkommen 1 13 Anlaufvorgang und Dauerzustand Als wir die Suppe in den Kochkessel brachten war alles noch kalt Der sp ter einstr mende Dampf musste zuerst das Me tall des Kessels erw rmen dann konnte das Erw rmen der Suppe beginnen In diesem ersten Stadium ist der Temperaturunterschied zwischen dem hei en Dampf und dem kalten Metall bzw der kalten Suppe am gr ten mit zunehmender Erw rmung der Suppe wird er kleiner Deshalb wird anfangs in jeder Minu te mehr W rme bertragen mehr Dampf kondensiert und mehr Kondensat gebildet als sp ter wenn die Suppe kocht Dieses erste Betriebsstadium wird der Anlaufvorgang ge nannt Sobald das Metall des Kessels angew rmt und die Suppe w rmer geworden ist ver ndern sich die Bedingungen Der Temperaturunterschied zwischen dem Dampf und der Suppe verringert sich laufend und die Geschwindigkeit des W rme flusses verlangsamt sich entsprechend Der Dampfverbrauch l sst nach und in gleichem Ma e wird auch die in jeder Mi nute anfallende Kon
207. e auch das Kondensat bei A B und C haben dann laut Spal te 3 der Dampftabelle eine Temperatur von rund 127 C Neh men wir ferner die Suppe sei bereits auf 70 C erhitzt Der Dampf gibt beim Kondensieren 2181 kJ kg ab Das Kon densat hat bei 127 C einen W rmeinhalt von 535 kJ kg Es kann sich nicht weiter als bis zur Suppen Temperatur abk h len wo es einen W rmeinhalt von 293 kJ kg hat Aus jedem kg Kondensat k nnen wir also bestenfalls noch 535 293 242 kJ herausholen Daf r geht diese W rme viel langsamer auf die Suppe ber denn w hrend an der dampfbenetzten Heizfl che berall etwa 127 C herrschen betr gt die Kon densattemperatur im Mittel bestenfalls etwa 100 C Der Temperaturunterschied zwischen Kondensat und Suppe be tr gt also nur etwa 30 Grad Sowohl der Temperaturunterschied zwischen Suppe und Kondensat als auch die aus dem Kondensat herausholbare W rmemenge wird um so kleiner je hei er die Suppe wird Dazu kommt noch die Tatsache dass die W rme vom Kon densat langsamer abgegeben wird als vom Dampf siehe Ab schnitt Kapitel 6 Wenn man also die Suppe m glichst schnell erhitzen soll die allermeisten Dampfapparaturen sollen m glichst schnell m glichst viel leisten dann lohnt es sich nicht wegen der 242 aus dem Kondensat herausholbaren Kilojoule eine be tr chtliche Verlangsamung des Erw rmungsvorgangs in Kauf zu nehmen Dies ist aber noch nicht alles was wir von unserem Kochkes sel l
208. e eng beieinanderliegende Entnahmeleitungen wer den nicht einzeln an die Hauptleitung angeschlossen son dern ber einen Dampfverteiler Die ausreichend bemessene Entnahmeleitung f hrt zu einem sr eren Rohrst ck dem Verteiler Der gr ere Quer schnitt des Verteilers sorgt daf r dass die vom Verteiler aus gehenden Nebenleitungen gleichm ig mit Dampf versorgt werden Da der Verteiler mehrere Nebenleitungen zusam menfasst und an leicht zug nglicher Stelle montiert werden kann vereinfacht er die Bedienung der Dampfanlage und er leichtert die bersicht Da er einen Tiefpunkt bildet muss er entw ssert werden wobei der kleinste Kondensatableiter im allgemeinen ausreicht 5 2 Entl ftung von Dampfleitungen Schlie lich m ssen wir beim Bau von Dampfleitungen noch ber cksichtigen dass sich viel Luft in den Leitungen befin det wenn die Anlage au er Betrieb ist Erst wenn diese Luft entfernt ist kann die Anlage ihre volle Leistung erreichen wie sp ter noch bewiesen wird Deshalb ist es wichtig auch die Dampfleitungen zu entl ften Wir sind bereits in Kap 4 10 darauf eingegangen Da die Luft auch wenn sie mit Dampf vermischt ist zu rt lichen Temperaturerniedrigungen f hrt tr gt eine gute Ent l ftung der Leitungen auch dazu bei beim Anfahren wie im Dauerbetrieb Temperaturdifferenzen im Material soweit wie m glich zu vermeiden und so die Materialbeanspruchung zu verringern Entl fter
209. e wurde z B von Sonne und Erd boden in das Schmelzwasser gesteckt bis daraus 10 C war mes Wasser wurde Da wir diesen W rmeinhalt aber meist nicht ausn tzen k nnen interessiert er uns hier so wenig wie die W rmeenergie die genau genommen auch bei Tempera turen unterhalb o C in allen Stoffen steckt Wiederholen wir Bei der Berechnung des W rmeinhalts wird stets von o C ausgegangen Was Sie soeben gelesen haben kann auch als erste Lektion ber wirtschaftliche Brennstoffverwendung betrachtet wer den Wenn Sie Kohle l oder irgendeinen anderen Brenn stoff verfeuern um einen Stoff zu erw rmen so werden Sie um so weniger Brennstoff ben tigen je w rmer dieser Stoff zu Anfang ist Dem mit 10 C zulaufenden Wasser mussten 25200 kJ zugef hrt werden um die gew nschte Badetempe ratur zu erreichen w hrend f r das mit 15 C ankommende Wasser nur 21000 kJ n tig waren Wir wollen uns stets bewusst bleiben dass die wirtschaft liche d h sparsame Verwendung der W rmeenergie eine Hauptaufgabe der W rmetechnik ist Unsere Betrachtungen werden deshalb immer wieder zum Thema Energieeinspa rung zur ckkehren Doch jetzt geht s einen Schritt weiter Wir heizen einen Dampfkessel bis das Wasser zu sieden beginnt Was ge schieht nun 1 4 2 Verdampfungsw rme Das kochende Wasser hat eine Temperatur von 100 C und es wird weitere W rme von der Feuerung zugef hrt Diese W rme verwandelt Wasser in Dampf Vo
210. ebskosten durch W rmeverluste und den Installations und Unterhalts kosten f r die Isolierung Diese sogenannte wirtschaftliche Isolierdicke die also eine gute Verminderung der Verluste bei tragbarem Aufwand f r die Isolierung und die Wartung der Leitung erbringt liegt je nach Leitungsgr e Dampf temperatur und rtlichen Verh ltnissen Windanfall Umge bungstemperatur bei 3 bis 10 cm Dicke der Isolierung bei hohen Innentemperaturen und gr eren Nennweiten auch mehr F r den Einzelfall geben die Hersteller von Isolierma terial genaue Hinweise 32 SPiraX arco Isolierst rke Wichtiger als die Dicke der Isolierung ist es aber die Leitung berhaupt zu isolieren und die Isolation vor Feuchtigkeit zu sch tzen Feuchte Isolierung verliert in nennenswertem Ma e die Isolierf higkeit und wird auf Dauer irreparabel zer st rt Die Isolation der Hauptleitungen des Dampfnetzes d rfte f r jeden selbstverst ndlich sein Aber wie steht es mit den k r zeren und kleineren Nebenleitungen Sch tzen Sie einmal was eine 15 m lange nicht isolierte Sattdampfleitung p 12 bar DN 25 pro Jahr mehr kostet als eine isolierte Lei tung unter den gleichen Umst nden F r eine Halle mit einer Raumtemperatur von rd 20 C l sst sich dies berschl gig berechnen mit Hilfe unseres Diagramms W rmeverluste in R umen von ca 20 C Dieses Diagramm geht auf gesam melte Erfahrungswerte zur ck und gilt nur f r bersch
211. egen ein Dampfventil direkt ins Freie blasen z B ein Sicherheitsventil dessen Abblaseleitung nicht ge schlossen bers Dach gef hrt ist dann erscheint ein scharf geb ndelter Dampfstrahl dessen Kern nahe der Rohrm n dung durchsichtig ist Denn Wasserdampf ist ja unsichtbar Erst wenn er durch W rmeabgabe kondensiert wird die wei e Dampfwolke daraus die Sie bei Ihrem Versuch sehen k nnen oder der Nebel ber dem Erdboden oder die Wolken am Himmel hnlich ist es bei der Kerze oder mit der Flamme des Gasfeu erzeugs Nahe der Austrittstelle ist das Gas noch unsichtbar erst in einiger Entfernung beginnt es zu leuchten Steht vor dem Dampfventil Kondensat dann k nnen beide Erschei nungen unmittelbar nacheinander beobachtet werden Diese Versuche zeigen gleichzeitig dass es in einiger Ent fernung vom Dampfraum praktisch nicht mehr m glich ist Frischdampf und Nachdampf zu unterscheiden Durch W r meabgabe ist auch der urspr ngliche Frischdampf mit Was sertr pfchen durchsetzt und erscheint nur noch als wei e Dampfwolke Wenn also die Dampfentwicklung am Kondensatgef stark ansteigt kann das ein Hinweis auf Frischdampfverluste in der Anlage sein es kann aber auch nur die nat rliche Folge einer Betriebserweiterung oder st rkerer Belastung einzelner Dampfverbraucher sein Bei einer auf h chste Produktions leistung entw sserten Anlage entsteht stets mehr Nachdampf am Sammelbeh lter als man vermutet Zus tzlich
212. ehr eine Dampfleitung mit beson ders hohem Wassergehalt Kapitel 8 Die Kondensatleitung 8 EEE Bere Deren gt DIS d KEE Genauere Angaben zur entstehenden Nachdampfmenge ent nehmen Sie Kapitel 9 2 Leider hat sich diese Tatsache noch nicht allgemein herumge sprochen und deshalb haben nicht wenige Betriebe Schwie rigkeiten mit der Entw sserung von W rmetauschern mit Wasser und Dampfschl gen mit raschem Verschlei der Kondensatleitungen mit frostzerst rten Anlagen Die Nachdampfmenge in der Kondensatleitung wird al lerdings geringer oder verschwindet sogar ganz wenn das Kondensat st rker abgek hlt wird sei es schon im W rme tauscher sei es beim Transport in einer l ngeren Konden satleitung Wir wollen im folgenden die soeben getroffenen Feststellun gen etwas n her untersuchen und die Konsequenzen f r die Praxis ziehen 8 2 Druck in der Kondensatleitung Wenn der Druck in der Kondensatleitung nicht kleiner ist als der Druck im Dampfraum kann das Kondensat nicht aus dem Dampfraum ausflie en Das ist verst ndlich Aber um wieviel soll der Druck der Kondensatleitung unter dem Druck im W rmetauscher liegen Ein Dampf Kondensat Netz besteht fast immer aus mehre ren Verbrauchern und der Weg des Dampfes und des Kon densats ist im allgemeinen nicht kurz Au erdem konden siert ein W rmetauscher nicht zu allen Zeiten genau gleich viel Dampf Und mit genau gleichem Kondensatanfall alle
213. eht Man kann allerdings auch ziemlich einfach eine automatische Entw sserung der Anlage nach der Au erbetriebnahme er reichen wenn an den Tiefpunkten der rtlichen Sammellei tungen Stauer Kondensatableiter angebracht werden die auf eine ffnungstemperatur von z B 40 C eingestellt werden 85 Kapitel 8 Die Kondensatleitung W hrend des Betriebs ffnen diese Ableiter gar nicht oder nur selten und dann nur kurzzeitig dies h ngt von den rtli chen Verh ltnissen und der Montageweise ab beim Abk h len und Aufheizen der Anlage l uft das Kondensat ins Freie Derartige automatische Entleerung oder die Entw sserung von Hand ist dort unerl sslich wo Einfriergefahr besteht Hauptkondensatleitung Zu klein ausgelegte Kondensatleitungen erzeugen nicht nur einen hohen Gegendruck am Kondensatableiter und behin dern dadurch die Entw sserung einzelner W rmetauscher Kapitel 6 sondern f hren wegen der auftretenden hohen Str mungsgeschwindigkeiten auch zu einer schnellen Zer st rung des Kondensatnetzes Deshalb ist das folgende Ka pitel besonders wichtig 8 4 Bemessung von Kondensatleitungen Weil hierbei so oft schwerwiegende Fehler gemacht werden wollen wir uns einen ganz normalen Fall etwas genauer an sehen Eine kleine Dampfanlage wird mit p 10 bar betrieben Die W rmetauscher werden gut entw ssert d h das Kondensat f llt mit geringer Unterk hlung an und
214. ei Rot ber die Kreuzung fahren Kapitel 10 Regelsysteme in Dampfanlagen Auch ein zu klein bemessenes Sicherheitsventil bringt Men schenleben in Gefahr deshalb muss die Abblaseleistung des Sicherheitsventils ber der Kapazit t der Dampfleitung lie gen Ist das Sicherheitsventil eingebaut dann muss es gelegent lich gepr ft werden z B durch Bet tigen des Handhebels Denn Regler und Armaturen die sich kaum jemals bewegen k nnten sich im Ernstfall als unbeweglich geworden erwei sen was dann vielleicht sogar eine Schlagzeile in der Bild zeitung zur Folge hat Weitere Gesichtspunkte f r die Ausf hrung einer Reduzier station ergeben sich aus fr heren Betrachtungen Vor das Reduzierventil geh rt ein Schmutzf nger die Dampfleitung muss vor dem Regelventil richtig entw ssert werden bei nassem Dampf ist vor dem Regelventil ein Dampftrockner vorzusehen Ferner muss die Minderdruckleitung gro genug sein Bei Reduzierung des Dampfdrucks steigt ja das Volumen des Dampfes Dampftafel Spalte 7 deshalb ist die richtig be messene Minderdruckleitung oft erheblich gr er als die Vordruckleitung Eine schnelle Kontrolle der Reduzierstation ist selbstver st ndlich nur m glich wenn auch Manometer vor und hinter dem Reduzierventil vorhanden sind Dabei ist es zweckm Big das Vordruckmanometer unmittelbar vor dem Regel ventil anzuordnen dann sieht man n mlich sofort wenn der Schmutzf nger so vollgestopft
215. eichen J sprich dschul erhielt 1J 1 Nm 1 Ws Durch die Umrechnung von 1 kp 9 80665 N ergibt sich 1 kpm 9 80665 Nm 9 80665 J bzw 1J 1 Nm 0 102 kpm Nimmt man 2 Fehler in Kauf dann gilt sogar 1 kpm 10 Nm 10J Das mechanische W rme quivalent besagt dass die W rme menge von 1 kcal ungef hr der Energie oder mechanischen Arbeit von 427 kpm entspricht 1 kcal 427 kpm Die Verwendung des mechanischen W rme quivalents ist im SI System berfl ssig da Arbeit Energie und W rmemenge in der gleichen Einheit J gemessen werden Durch entsprechende Umrechnung ergibt sich mit hinrei chender Genauigkeit 1 kcal 427 kpm 4200 J 4 2 kJ bzw 1J 0 102 kpm 2 39 107 kcal 1 kJ 0 239 kcal und weiter 1 kcal 4200 Ws 11 6 104 kWh bzw 1 kWh 3 6 MWs 860 kcal 1 2 4 Leistung Energiestrom W rmestrom F r die Leistung gilt die Beziehung Leistung Arbeit je Zeiteinheit Im technischen Ma system war die Einheit kpm s gebr uch lich weiterhin die Pferdest rke PS 1 kpm s 1 kpm 15 1 PS 75 kpm s Die abgeleitete SI Einheit f r die Leistung den Energiestrom und den W rmestrom ist J s mit dem besonderen Namen Watt Einheitenzeichen W 1W 1J s 1 Nm s Durch die Umrechnung von 1 kp 9 80665 N und durch das mechanische W rme quivalent ergibt sich mit hinreichen der Genauigkeit 1 kcal h 1 58 103 PS 1 16 W 1 W 1 36 103 PS 0 860 kcal h 1 P
216. eil starkes Schwanken des Kondensatspiegels im Ableiter die Funktion beeintr chtigen kann 7 6 Installation von Kondensatableitern 7 6 1 Abstand des Kondensatableiters vom Dampfraum Wegen der Gefahr des Dampfstaus wurde bereits festgestellt dass Kondensatableiter im allgemeinen nahe am W rmetau scher montiert werden sollen wobei unter nahe ein Abstand von etwa 1 2 bis 1 Meter zu verstehen ist Unter Dampfstau verstehen wir den Zustand dass Dampf den freien Konden satfluss hnlich wie die Luft in Kapitel 7 2 behindert Nat rlich ist auch leichte Zug nglichkeit des Ableiters und vor allem des Schmutzf ngers wichtig damit erforderliche Wartungsarbeiten durchgef hrt werden k nnen Im Zwei felsfall ist aber einwandfreie Funktion des W rmetauschers wichtiger als bequeme Wartung Muss aus unvermeidlichen Gr nden ein st rker anstauender Ableiter wie z B ein Bimetallableiter zur Entw sserung ei nes W rmetauschers oder gar einer Dampfleitung verwendet werden dann sollte dieser Ableiter einige Meter vom Dampf raum entfernt angebracht werden damit sich das Kondensat vor dem Ableiter abk hlen kann S e der Ableiter nahe am W rmetauscher dann w rde das Kondensat in den Dampfraum hinein gestaut bis es sich dort auf die Ableittemperatur abgek hlt h tte Ist der Ableiter da gegen weiter vom Dampfraum entfernt dann kann das Kon densat in der Zuleitung abk hlen wird also nicht oder nicht so stark in den
217. ein kurzes senkrecht nach oben verlaufendes Rohrst ck Wird dies bei einer l ngeren Leitung mehrmals wiederholt so entsteht ein s gezahnf rmiger Leitungsverlauf Der Abstand der Entw sserungsstellen darf nicht zu gro gew hlt werden weil sonst die Gefahr von Wasserschl gen besteht Eine genaue Berechnung des richtigen Abstandes ist wegen der Vielzahl der Einflussgr en nicht m glich und sys tematische Untersuchungen liegen aus dem gleichen Grund nicht vor Auch kann bei langsamem Aufheizen der Abstand gr er sein als bei raschem Anfahren Man muss deshalb von den bisherigen Erfahrungen ausgehen die bei richtiger Aus f hrung der Entw sserungsstellen einen Abstand von 25 bis 50 m als angebracht erscheinen lassen Dann wird auch der im n chsten Kapitel beschriebene Kondensatstutzen nicht unhandlich gro 4 8 Die Entw sserung von Dampfleitungen H ufig wird zur Ableitung des Kondensats eine viel zu kleine Leitung an die Dampfleitung angeschlossen Ein betr chtli cher Teil des Kondensats kann ber eine zu kleine Entw sse rungs ffnung hinwegflie en Wird dagegen ein Kondensat stutzen gleicher Nennweite wie die Dampfleitung verwendet dann kann das Kondensat die Falle nicht umgehen Unsere n chste Regel lautet daher Kondensatstutzen sollen die gleiche Nennweite wie die Dampfleitung haben Eine Ausnahme bilden lediglich Leitungen mit Nennweiten ber etwa DN 200 f r die ein Stutzen DN 200 ausreicht weil
218. eine gro e Ableitkapazit t verf gen und Kondensat nicht unterk hlen kein Kondensatr ckstau durch den Ableiter selbst 5 Bei starker Schwankung der W rmetauscherleistung kommt es zu R ckstaueffekten Ma nahmen sind zu ergreifen Eine besonders einfache Regelung von W rmetauschern ist die Regelung ohne Hilfsenergie die aber nicht f r jeden Prozess einsetzbar ist Sie wird vor allem f r die Beheizung von B dern eingesetzt bei denen die Genauigkeit der Tem peratur nicht ma gebend ist bzw bei denen die Verh ltnisse relativ konstant sind 10 3 Die kondensatseitige Temperatur regelung von W rmetauschern Bei langsameren Prozessen kann die Kondensatseitige Re gelung eingesetzt werden siehe Kapitel 6 6 Sie bietet den Vorteil die W rmeenergie auch des hei en Kondensates noch auszunutzen R ckstaueffekte treten nicht negativ auf Vor allem das eingesetzte Regelventil muss den Wasser durchfluss regeln und kann entsprechend klein bemessen werden im Gegensatz zu einem Dampf Regelventil Die Hin weise unter 10 2 zur bertemperatursicherung gelten auch f r diese Art der Regelung Mit der kondensatseitigen Regelung kann auf eine bestimm te Kondensattemperatur geregelt werden N tig ist dies zum Beispiel wenn das zur cklaufende Kondensat wieder aufbrei tet wir und die Aufbereitungsanlage keinen hohen Tempera turen erlaubt blich ist das bei Ferndampf Versorgungen wo das Kondensat ber Aktivkohlefilter geleitet w
219. eitung kondensiert kann Kondensat nach str men Es treten also die Schwierigkeiten der Sammelentw sserung auf die aber noch verst rkt werden durch die Einfl sse der vorgeschalteten Ableiter und durch die f r eine Sammelent w sserung v llig hoffnungslose Anordnung des letzten Kon densatableiters Deshalb Niemals zwei Kondensatableiter hintereinander einset zen 80 SPira arco 7 6 6 Horizontalitis eine neue Krankheit Ja eine Krankheit aber nicht neu Wird die Entw sserungs leitung vom Dampfraum aus genau waagerecht zum Ableiter verlegt dann kann es passieren dass an demjenigen Organ des Ableiters das ber ffnen und Schlie en entscheiden soll gleichzeitig Dampf und Kondensat steht so dass der Gute nun nicht wei wie er reagieren soll E p LK i N A V 3 9 7 m SES 3 05 5 N d Pp Se ao EE _ gt 4 EE BS E Im Bild ist das Steuerelement eines thermischen Bimetall Ableiters genau waagerecht an eine Heizplatte angeschlos sen das Steuerelement ist aus diesem Grund teils von Kon densat teils von Dampf umgeben und es h ngt ganz von den Umst nden ab von Ger tekonstruktion Dampfdruck L n ge und Gr e der Zuleitung wann das Ger t ffnet H ufig wird es erst dann ffnen wenn der Kondensatspiegel schon h her steht als die Oberkante des Ableiters Im gezeichneten Beispiel steht dann aber die He
220. eizen zu bew ltigen ist Was wir an einem Beispiel herausfanden gilt ganz allgemein Beim Anfahren von Dampfleitungen tritt stets ein gewisser Kondensatanfall auf w hrend im Dauerbetrieb einer richtig isolierten Dampfleitung wesentlich weniger oder bei aus reichend berhitztem Dampf fast kein Kondensat anf llt Siehe auch Kap 4 9 K nnte man unter diesen Umst nden nicht auf die Entw s serung der Dampfleitung verzichten Das folgende Bild zeigt die Folgen solcher Unterlassung Wasserschlag zerst rt Lei tungen und Armaturen Wenn das Kondensat aus der Dampfleitung nicht rechtzeitig entfernt wird sammelt es sich allm hlich an A der schnell str mende Dampf kr uselt die Wasseroberfl che B bis das Kondensat schlie lich den Dampfstrom so stark behindert dass ein Wasserpfropfen losgerissen wird C Dieser Was serpfropfen wird mit Dampfgeschwindigkeit durch die Lei tung getrieben F r trockenen Dampf ist 25 m s 90 km h eine durchaus normale Geschwindigkeit Kapitel 4 3 Wird aber ein mit 90 km h bewegter Wasserpfropfen durch ein Hindernis pl tz lich abgebremst dann sind die Folgen hnlich wie wenn ein Kraftwagen mit 90 km h gegen eine Wand f hrt In der Lei tung entsteht ein Wasserschlag bei dem rtlich Dr cke von mehreren tausend bar auftreten k nnen Temperaturregler Reduzierventile oder auch nur ein Rohrkr mmer werden zerrissen Viele Ungl cksf lle teils mit t dlichen Verletzun gen bewei
221. em von unten mit Dampf versorgten Heizregister klei ner Querschnitt wird die Luft vor dem Dampf hergescho ben Der Entl fter muss deshalb oben angebracht werden Dampf Luft wird vom Dampf nach unten geschoben Kondensat Luft Das von oben mit Dampf beaufschlagte Heizregister zwingt die Luft nach unten die Entl ftung muss hier unten erfol gen also vom Kondensatableiter wahrgenommen werden 40 SPF co Luft Dampf Luft wird vom Dampf weiter geschoben Kondensat Luft Hier handelt es sich um die Mulde einer Hei mangel oder um eine Kocheinrichtung die von einer Seite mit Dampf be schickt wird Der Dampf schiebt die Luft vor sich her rei t dabei auch den Luftfilm von der W rmetauscherfl che mit und dr ckt die Luft zum Kondensatableiter und in die entge gengesetzte Ecke dorthin geh rt deshalb ein Entl fter Dampf Dampf Luft wird vom Dampf nach Nunten geschoben Kondensat Luft In diesem Beispiel wird der Dampfraum von zwei Seiten mit Dampf gespeist Die Luft wird nach unten zum Kondensatab leiter gedr ckt der gleichzeitig als automatischer Entl fter wirken muss oder einen solchen Entl fter eingebaut hat Luft Luft Kondensat Luft Die Dampfzuf hrung unten seitlich wird bei W rzepfan nen in Brauereien angewendet Der Dampf dr ckt die Luft sowohl nach oben deshalb m ssen dort Entl fter ange bracht werden als auch nach unten zum Kondensa
222. emdk rper werden durch das Sieb festgehalten Wichtig ist dass der freie Sieb querschnitt das ist die Summe aller Lochfl chen im Sieb mehrfach gr er ist als der Querschnitt der Leitung dadurch bleibt der Widerstand den der Schmutzf nger der Str mung entgegensetzt auch dann noch klein d h nicht wesentlich sr er als ein gleichlanges gerades Leitungsst ck wenn ein Teil des Siebs mit Schmutz gef llt ist In Kapitel 11 1 4 werden wir nochmals auf dieses Ger t seine Ausf hrungs formen z B Abblasevorrichtung Reinigungsmechanik und die richtige Montage eingehen Ist im Kondensatableiter bereits ein Schmutzf nger einge baut dann kann auf die Montage eines getrennten Schmutz f ngers verzichtet werden Wenn eine Dampfleitung l ngere Zeit etwa mehrere Mona te ununterbrochen in Betrieb sein muss und eine zeitweilige Betriebsunterbrechung kostspielig ist ist es empfehlenswert die Regelarmaturen wie z B Temperaturregler Reduzier ventile Kondensatableiter die irgendwann einmal ausfallen k nnen mit Absperrventilen und einer Umgehungsleitung auch Umf hrung oder Bypass genannt zu versehen Bei einer St rung am Kondensatableiter wird das Ventil in der Umgehungsleitung wenig ge ffnet und die Ventile vor und hinter dem Kondensatableiter geschlossen Nun kann der Ableiter ausgetauscht oder repariert werden ohne dass die Entw sserung der Dampfleitung unterbrochen wird Sind die Entw s
223. eme in Dampfanlagen die Feder st rker auf die Membrane die Ventilspindel geht nach unten und der Minderdruck steigt bis die Kraft die von unten auf die Membrane wirkt gleich der von oben dr ckenden Federkraft ist und umgekehrt H ufig wird der Ventilkegel druckentlastet diese Einrichtung wurde der bes seren bersichtlichkeit wegen im nebenstehenden Bild nicht gezeigt Ein Hinweis noch zur Steuerleitung die regeltechnisch die R ckf hrung des Istwertes zum Regler darstellt Dampf kann durch diese Leitung direkt Kontakt zur Membran des Regler bekommen Trotz noch so robuster Ausf hrung der Membranen werden diese durch die hohen Dampftempe raturen entweder sofort zerst rt oder aber in kurzer Zeit spr de und br chig Das zwischengeschaltete Ausgleichsge D verhindert dies nat rlich nur dann wenn es vor der Inbetriebnahme des Dampfsystem auch mit Wasser gef llt wurde Eine leider viel zu wenig beachtete Fehlerquelle bei der Inbetriebnahme Eine recht einfache Ausf hrung f r ein Reduzierventil bei dem der Minderdruck direkt das Ventil bet tigt erh lt man wenn statt der Membran ein Balg verwendet wird Solche Re duzierventile sind f r kleinere Durchflussmengen geeignet und sehr preiswert 5 Handrad A Justierfeder 1 Ventilsitz Dampf oder Druckluft str mt durch den Ventilsitz 1 zum Auslass 2 Von dort aus dr ckt der Minderdruck auf der Unterseite des Balges 3 gegen die Kraft der Justi
224. en Vorteile unverz gliche Kondensatableitung ohne Kondensat anstau robust und wasserschlagunempfindlich zuverl ssig dicht durch Wasservorlage geeignet f r den Einsatz bei Hei dampf Vorsicht bei Verlust der Wasservorlage Einsatzgrenzen reduzierte Entl ftungseigenschaften evtl separaten Dampfentl fter bei gro em Luftanfall parallel schalten bei Frostgefahr m ssen die Ableiter sorgf ltig isoliert werden gro e Gefahr von Dampfverlusten durch die Entl ftungs bohrung im Schwimmerelement Offener Topfschwimmer Kondensatableiter gt Ventil Steigrohr Topf oben offen Kondensatstr mung dr ckt die Feder nach unten Ventil ffnet Federmechanismus Der offene Topf wird durch einen Federmechanismus nach oben gedr ckt das Ventil schlie t Erst eintretendes Kon densat und Kondensatstr mung erzeugt soviel Gewicht dass der Topf nach unten sinkt und das Ventil ffnet Die Eigenschaften der Topfschwimmer Kondensatableiter sind hnlich wie die der Glockenschwimmer Ableiter Sie sind jedoch anf lliger gegen Wasserschl ge Vibrationen und Verschmutzung Die ganzen Zusammenh nge sind sehr filigran und die Ent l ftungseigenschaften beim Anfahren gleich Null Kein Wun der dass dieser Ableitertyp schon lange nicht mehr einge setzt wird 60 SPirXarco 7 3 2 Thermische Kondensatableiter Diese Ableiter sind nach DIN 3680 nochmals unterteilt in thermoelasti
225. en die Konden satleitung mehrere Meter nach unten zu ziehen so dass die Wassers ule vor dem Kondensatableiter gr er ist als der Unterdruck im Dampfraum dann wird ein Absaufen des Dampfraums vermieden Merken wir uns also Im dampfseitig temperaturgeregelten W rmetauscher kann der Dampfdruck stark schwanken Liegt die gere gelte Temperatur allgemein die Sollwerttemperatur genannt unter 100 C oder ist der Gegendruck aus der Kondensatleitung zu gro dann kann im Dampfraum Va kuum auftreten Die Entw sserung muss in diesen F llen besonders sorgf ltig ausgef hrt werden 6 10 Der R ckstaueffekt Im vorherigen Kapitel haben wir beschrieben dass das schlie ende Ventil bei einer dampfseitigen W rmetauscher Regelung zu geringeren Dr cken im W rmetauscher f hrt Es ist nur eine Frage der Zeit bis der Druck im W rmetau scher nicht mehr ausreicht das Kondensat gegen den Druck in der Kondensatleitung oder gegen den Atmosph rendruck aus dem Dampfsystem zu dr cken Glauben Sie bitte nicht dass das in Ihrer Dampfanlage oder bei Ihrem W rmetauscher nicht passieren kann Im Gegenteil bei den meisten dampfseitig geregelten W rmetauschern muss unterhalb einer bestimmten Last des W rmetauschers mit R ckstau gerechnet werden Dieser umgangssprachlich als Absaufen bezeichnete Effekt f hrt zu erh hter Korrosion im W rmetauscher erh hte Ger uschbildung Aufschwingen der Temperaturregelung im Ext
226. en Bestellungen mit etwa folgenden Anga ben erteilt Kondensatableiter f r 1000 kg h Kondensat 12 bar 400 C Ein Blick auf die Dampftafel zeigt dass es Kondensat von 400 C nicht gibt bei 12 bar betr gt die Sattdampftem peratur rd 192 C Mit einer so formulierten Bestellung kann also nur gemeint sein dass das Kondensat aus einem Dampf netz von 12 bar 400 kommt Nun erhebt sich die Frage Muss der Kondensatableiter f r 400 C geeignet sein Am Entw sserungspunkt einer Dampf leitung ist wegen des geringen Kondensatanfalls stets da mit zu rechnen dass ungek hlter Hei dampf zum Ableiter gelangt Ein Kondensatableiter f r die Entw sserung von Dampfleitungen muss also f r die Temperatur des Hei dampfes geeignet sein im Beispiel f r 400 C Im genannten Beispiel kann es sich aber nicht um eine Lei tungsentw sserung handeln denn an einer solchen Stelle fallen nicht 1000 kg h Kondensat an hoffentlich Es muss sich hier also um die Entw sserung eines W rmetauschers handeln Ein W rmetauscher muss dem Dampf aber zuerst die berhitzungsw rme nehmen ehe er den Dampf kon densieren kann Das ist ein Naturgesetz Es h ngt deshalb berwiegend von der Form und der Betriebsweise des W r metauschers ab ob Dampf von 400 C zum Kondensatablei ter gelangt Da die berhitzungsw rme im W rmetauscher schnell verschwindet wird man z B bei einem kontinuierlich arbeitenden Lufterhitzer und bei
227. en Verstopfungen auf die Betriebsunterbrechungen zur falschen Zeit erforderlich machen Oder eine wandernde Schwei perle macht eine Armatur unbrauchbar Oder Was serschl ge verk nden weithin h rbar dass bei der Installati on gepfuscht wurde Ein Schmutzf nger ist ohnehin billiger als eine Schwei perle die eine Riefe in den Ventilsitz des Kondensatableiters gr bt Der solcherart bedingte Wartungs aufwand Dampfverlust bis der Schaden bemerkt wird Feh lersuche Montagezeit Ersatzteile ist zwar nicht regelm ig 36 9 co daf r aber um so st render und kostspieliger verspricht also dem Installateur wie dem Betrieb allerhand Arger Werden dagegen die B den der Kondensatstutzen vor der Inbetriebnahme abgenommen dann entweichen beim Durchblasen der Leitungen etwa noch vorhandene Fremd k rper wie Schwei perlen Muttern Dichtungsreste Sand auf dem k rzesten Weg und ohne Schaden anzurichten Das reibungslose Anfahren der Leitung ist also gesichert Der Schmutzsammelraum zwischen Stutzenboden und seitli chem Abgang der Kondensatleitung bietet bis zur n chsten berholung der Anlage Platz f r sp ter abgerostete Schwei perlen Walzhaut Schlamm Der Schmutzf nger vor dem Kondensatableiter wie vor jeder anderen Regelarmatur ist die letzte Sicherung gegen mitgerissene Sch dlinge in der Leitung Der Dampf str mt durch den Eingang in das zylindrische Sieb und durch die L cher zum Ausgang Fr
228. en nen 42 ZUBEHOR Isolierkappe zum Schutz des Ableiters vor W rmeverlusten beim Einsatz im Freien nicht f r DN 25 EINBAU Vorzugsweise in horizontale Rohrleitung mit Kappe nach oben und Durchflu pfeil in Flie richtung zeigend Andere Einbaulagen sind m glich k nnen sich jedoch ung nstig auf die Standzeit der Ableiter auswirken 150 Pira arco Ventilteller A f r erh hte Anfahrentl ftung D E EE EE Oo 2 f 7 An NEE N 97 JA 1 NAJS I zn L 1 gt INI Zei II N NIS NU Ar va NS MAH 112122 1 INN A d YHA I N 41 TIA gem een fi Il ITUN 1 Km 7 A VUN N ec Ego U Vamos RN Sch NNWIISEIISN J N N NUR I AH D I NN INN OON I NN 1 7 NA RE eeh IN I A Na 7 2 A L EP M WAEN 1 7 LY 0902 2224 Ir JI NN UJ A d NH Z 14 N IN Z S BR S y s L 7 m P mmm Sg A0 7 Be N 7 Jee wn DE e A SS e AN NIT A 7 A
229. ensatanfall 100 Dampfleitung Zeit Kondensatanfall 100 Lufterhitzer Zeit Kondensatanfall 100 Papierzylinder Zeit Kondensatanfall 100 tzbottich Chargenbetrieb Zeit Kondensatanfall 100 Vulkanisierpresse Zeit Kondensatanfall 100 Wasserbereiter Zeit 7 4 7 Beispiele In den nebenstehenden Diagrammen ist der Kondensatan fall ber der Zeit verschiedender Dampfverbraucher von der Inbetriebnahme an dargestellt Wie Sie aus diesen Beispie len ersehen bestehen grunds tzliche Unterschiede nicht nur zwischen den Anfahrvorg ngen sondern auch zwischen den Verh ltnissen im Dauerbetrieb Dementsprechend unter schiedlich sind auch die Folgerungen die f r die Auswahl der Kondensatableiter gezogen werden In der Tabelle ist angegeben welche Siedekondensatleistung der jeweils einzusetzende Kondensatableiter besitzen sollte Sie sehen die Sicherheitsfaktoren schwanken zwischen 1 5 und 10 Der Sicherheitsfaktor und damit die Wahl der Kondensatab leiter Leistung ist allerdings nicht allein eine Folge der An passung an die Schwankungen des Kondensatanfalls Auch die jeweiligen Druckverh ltnisse und die Eigenheiten der gew hlten Ableiterart sind zu ber cksichtigen Dampfleitung Ableiter TD kleinste Nennweite Lufterhitzer Leistung 1 5 Dauerleistung Papierzylinder tzbottich Vulkanisierpresse Leistung 4 Dauerleistung Leistung 2 Maximale Leistung Leistung 10 Dauerleistung
230. enteile zu verschaffen nicht verzichten Thermometer sind demgegen ber weniger wichtig ausgenommen Stellen wo die Gefahr von Luftbei mischung besteht Diese lassen sich nur durch Temperatur messungen feststellen Wie man Abhilfe schafft haben wir in Kapitel 4 10 gezeigt 123 Kapitel 11 Planung Bau Inbetrieobnahme Wartung Fehlersuche 11 1 6 Wasserschlag vermeiden In Kapitel 4 6 wurde stark vereinfacht die Entstehung des Wasserschlags in einer Dampfleitung erkl rt Der gew hn lich mit mehr als 90 km h entsprechend Windst rke 12 in der Leitung str mende Dampf rauht die Oberfl che von Kondensatlachen in der Leitung auf und rei t schlie lich ei nen Wasserpfropfen los den er mit gleicher Geschwindigkeit durch die Leitung treibt so dass es am n chsten Hindernis zu einem Frontalaufprall kommt Es klopft und h mmert in den Leitungen in ung nstigen F llen werden Leitungen und Armaturen zerst rt Deshalb ist es so wichtig dass Dampflei tungen sachgem verlegt sind nicht z B mit H ngebauch und dass alle Tiefpunkte entw ssert werden Kapitel 4 Beim Aufheizen von Dampfleitungen f llt in kurzer Zeit ver h ltnism ig viel Kondensat an das vom Dampf und durch das Leitungsgef lle bis zur n chsten Entw sserungsstelle ge trieben wird Steigert man den Dampfdruck zu rasch dann str men Dampf und Kondensat zu schnell und es kann auch in richtig installierten Anlagen zu Wasse
231. er suchungen erlauben jedoch die Berechnung mit zufriedens tellender Genauigkeit Zur Kontrolle dass der Druckabfall tats chlich unter einer bestimmten Grenze liegt dient das beste derzeit bekannte N herungsverfahren zur Berechnung des Druckabfalls Kor relation von Lockhart und Martinelli 1949 Auch dieses Ver fahren ist mit einer betr chtlichen Ungenauigkeit behaftet die hier jedoch nicht ins Gewicht f llt weil der Druckabfall ja dann doch vernachl ssigt wird Bei sehr kleiner oder verschwindender Nachverdampfung d h bei wassergef llter Leitung muss die Str mungsge schwindigkeit allerdings wesentlich kleiner sein weil sonst ein viel zu hoher Druckabfall auftritt F r diesen Grenzfall der Wasserleitung kann man aber den Druckabfall ziemlich genau berechnen Es erscheint zweckm ig die Kondensat leitung f r diesen Betriebszustand so auszulegen dass der Druckabfall etwa 0 1 bar je 100 m Leitungsl nge betr gt Verschwindende Nachverdampfung tritt n mlich besonders beim Anfahren und Abstellen der Anlage auf Dann sollte das Kondensat allein durch eine Neigung der Leitung von 1 100 ohne zus tzliche Druckdifferenz ablaufen das wird durch die Auslegung f r 0 1 bar oder 1mWS pro 100 m Leitungsl n ge erreicht Au erdem liegt bei diesem Druckabfall die Str mungsgeschwindigkeit in dem f r Wasser blichen Bereich Erschrecken Sie bitte nicht Wir haben Ihnen die unangeneh me Arbeit des richtigen Rechnens
232. er W rmeabnahme w rden hier Dampfschwaden entweichen Br denkondensator Kondensat sammelbeh lter Am besten macht man die W rme nutzbar zum Betrieb der Heizungs und Brauchwasser Anlage N Br denkondensator Kondensat sammelbeh lter Heizungs kessel Der Brauchwassererw rmer ist h ufig im Heizungskessel integriert und im Prinzip vom Vorlauf Heizungswasser des Kessels durchlaufen was das vorstehende Bild nicht zeigt In den meisten F llen d rfte hierdurch eine ausreichende En ergieabnahme stattfinden falls dies nicht der Fall ist w rde ber die Bel ftungsleitung dem Sicherheitsventil Dampf entweichen Die Wirkungsweise l sst sich am Bild verfolgen Das Hei zungsr cklaufwasser das witterungsabh ngig von der Hei zungsregelung gesteuert blicherweise eine Temperatur von ca 30 bis max 70 C hat durchstr mt den Br den kondensator und erw rmt sich dort je nach der anfallenden Br dendampfmenge Da die Br dentemperatur wegen des atmosph rischen Druckes etwa 100 C betr gt kann das Heizwasser nur bis zu einer max Temperatur unter 100 C erw rmt werden Diese Temperatur ist f r Warmwasserhei zungen zul ssig der Sicherheitstemperaturbegrenzer des Heizkessels darf auf eine Ausl setemperatur von 100 C ein gestellt werden Nach der Erw rmung im Br denkondensator str mt das Heizwasser durch den Heizungskessel und durch Einschal ten der Feuerung kann die evtl noch fehle
233. er t ableiten Wird der Differenzdruck f r den eingebauten Ableiter zu klein dann wird der W rme tauscher nicht gen gend entw ssert und s uft teilweise oder ganz ab Die Kenntnis des Differenzdruckes ist f r die Wahl der Ableitergr e also unerl sslich ber den Kondensatanfall wird in den Kapiteln 4 9 und 7 4 7 gesprochen Wird der zu bew ltigende Kondensatanfall mit den Leis tungsangaben der Prospekte verglichen dann ist darauf zu achten dass nur der Hei wasser oder Siedekondensat durchfluss des Ableiters zugrunde zu legen ist Der Kaltwas serdurchfluss kann n mlich wesentlich h her sein als der Siedekondensatdurchfluss also zur Wahl eines zu kleinen Ableiters verleiten 5 reg 69 Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen Schlie lich ist in der obigen Regel noch von einem Zuschlag die Rede auch Sicherheitsfaktor genannt Soweit damit die Ungenauigkeiten der Angaben f r Druck bzw Differenzdruck und Kondensatanfall ber cksichtigt werden haben wir es mit dem blichen Angstzuschlag zu tun Zum weitaus gr eren Teil ber cksichtigt der Sicherheitsfaktor jedoch einerseits besondere zeitweise auftretende Betriebszust nde z B den Anfahrvorgang anderseits die Eigenart des gew hlten Kon densatableiters unter den gegebenen Betriebsbedingungen z B beim Bimetallableiter die Verst rkung des Kondensat staus wenn der Gegendruck steigt ngstlichkeit ist hier genauso weni
234. er Presse setzt aber die an dieser Presse er zielbare Arbeitsgeschwindigkeit herab was weder dem Chef noch der betroffenen Bedienungsperson recht sein d rfte Aus diesen Gr nden versucht man die Sammelentw sserung heute kaum noch und wir merken uns Sammelentw sserung ist schlecht weil sie erfahrungsge m fast immer zu Betriebsschwierigkeiten f hrt langsame res Aufheizen schwankende Temperaturen ungleichm ige Beheizung geringere Produktionsgeschwindigkeit Jeder Dampfraum sollte f r sich ber einen eigenen Kon densatableiter entw ssert werden Es gibt eine Ausnahme Wenn die Dampfr ume mit Sicher heit stets gleich belastet sind wenn nur sehr wenig Dampf verbraucht wird so dass im Dampfraum praktisch kein Druckabfall auftritt wenn die Entw sserungsleitungen so gro sind dass sich nirgends ein Kondensatpfropfen bilden kann und wenn das Kondensat leicht durch Schwerkraft zum Ableiter flie en und sich dort sammeln kann dann d rfte man mit Sammelentw sserung Erfolg haben Aber wer wollte bei so vielen wenn das Lehrgeld riskieren das ein Misser folg zweifellos kostet arco 79 Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen 7 6 5 Doppelt gen ht h lt schlechter ngstliche oder unerfahrene Leute kommen mitunter auf die Idee am Ende der Kondensatleitung nochmals einen Kon densatableiter einzusetzen Dampf W rme tauscher Kondensat ableiter Kondensat gt
235. er geeignet Steigt der Druck in der Kondensatleitung aber ber den Druck im Dampfraum was z B bei Au erbetriebsetzung der Dampfanlage passieren kann dann sperrt der TD sicher ab er wirkt dann als R ckschlagventil Auch in diesem Fall baut sich in der Steuerkammer ein Druck auf der durch die gr ere Angriffsfl che auf der Oberseite des Ventiltellers das Ger t schlie t F r extrem hohen Kondensatfluss ist der nicht geeig Sie sehen auch der ist nicht vollkommen und muss mit Verst ndnis benutzt werden B Impuls Kondensatableiter Dieses Ger t geh rt nach DIN EN 26704 zum System 3 Thermodynamische Kondensatableiter mit beweglichem Formst ck als Abschlussorgan Einstellschraube Konus Bewegliche Impulsd se Ventilsitz gt A gt Er benutzt die Entspannung des Kondensats um das Ab laufventil zu bet tigen Kaltes Kondensat dr ckt von unten gegen die Abschlussscheibe C des Steuerk rpers S hebt die sen hoch und entweicht in die Kondensatleitung Ein Teil des Kondensats flie t um die Scheibe C herum in die Steu erkammer K und durch die Bohrung B im Steuerk rper in die Kondensatleitung N hert sich die Kondensattemperatur dem Sattdampfwert dann baut der entstehende Nachdampf in der Steuerkammer K einen Druck auf der den Steuerk r per S nach unten dr ckt und so den Kondensatstrom unter bricht Der Druck in der Steuerkammer baut sich dann jedoch durch die Bohrung
236. er hat fast unabh ngig vom Druck einen Raumin halt von 1 Liter Verwandelt man dieses Kilogramm Wasser ganz in Dampf so erh lt man genau 1 kg Dampf der aber viel mehr Platz beansprucht Um zu zeigen wie der Rauminhalt das sogenannte Volumen des Dampfes sich mit dem Druck ver ndert m chten wir zwei Beispiele anf hren Bei etwa atmosph rischem Druck von 1 bar das Manometer zeigt Kapitel 1 Was ist Dampf bar an nimmt 1 kg Dampf einen Raum von etwa 1700 Liter ein Bei einem Druck von 10 bar das Manometer zeigt einen Dampf berdruck von 9 bar hat 1 kg Dampf nur noch ein Volumen von 240 Liter In jedem Falle gingen wir von der gleichen Menge Wasser aus und setzten das Wasser vollst ndig in Dampf um Wir stellten jedoch fest dass das Volumen des Dampfes sich bei steigendem Druck verringert Dies m ssen wir uns gut mer ken zusammen mit der Tatsache dass Dampf stets sehr viel mehr Raum einnimmt als die gleiche Gewichtsmenge Was ser Nur 1 Liter Wasser bei Atmosph rendruck verdampft ergibt eine gro e Dampfwolke Diese Erscheinung wird uns sp ter noch sehr besch ftigen Spez Volumen m kg O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 Absoluter Druck p bar Der Rauminhalt das Volumen wird vom Techniker h u fig nicht in Liter sondern in Kubikmeter angegeben 1 m3 sprich Kubikmeter ist ein Volumen das genau in ein Paket von 1 Meter L nge 1 Meter Breite und 1 Meter H he passen w rde Sie kennen das sich
237. er von den Holzf llern im Wald her Die St mme werden in St cke von 1 m L nge geschnit ten und dann in Pakete von m Breite und m H he auf geschichtet so entsteht 1 Kubikmeter Holz Ben tigt man ein wesentlich kleineres Raumma so verwendet man das Literma 1000 Liter sind ebenso viel wie 1 m3 1 6 W rme und Temperatur Die Begriffe W rme und Temperatur sind ziemlich allge mein bekannt ja beinahe so gut dass man sie verwechselt Bevor wir fortfahren m chten wir daher die folgende Erkl rung einf gen um ganz sicher zu gehen dass Ihnen der Un terschied zwischen W rme und Temperatur gel ufig ist W rme ist das Zeug das ein Ding w rmer macht oder ver n dert die Temperatur zeigt dagegen an wie dicht gedr ngt die W rme in dem Ding sitzt je dichter desto hei er Ein Vergleich soll dies etwas deutlicher machen Pumpen wir den Reifen eines Kinderrollers mit 30 St en einer Luftpum pe auf so ist er bereits hart geben wir die 30 Pumpenst e jedoch in einen zuvor leeren Fahrradreifen so wird der Rei fen zwar rund aber noch weich sein Der Druck im Fahrra dreifen ist bei gleichem Luftinhalt 30 Pumpenst e niedri als im Rollerreifen Pumpen wir in 10 Liter Wasser 420 kJ hinein dann steigt die Temperatur um 10 Grad pumpen wir die 420 kJ jedoch in Liter Wasser dann steigt die Temperatur um 100 Grad weil die gleiche W rmemenge jetzt in einen kleine
238. erbesserungen d rften deshalb pro Kessel 400 kosten wenn sie sich schon in rund einem Jahr bezahlt machen sollen In Wirklichkeit erg be sich noch ein g nstigeres Ergebnis weil die gleichen Ma nahmen die zur Verringerung der W rmeverluste f hren auch den Kochvorgang beschleu nigen Es erg ben sich daher betr chtliche weitere Einspa rungen durch Verringerung der Kosten f r Maschinen und Arbeitskr fte 20 arco 1 15 Senkung der W rmeverluste Was sind nun aber geeignete Ma nahmen mit denen solch verlockende Einsparungen erzielt werden k nnen Wenn wir im Winter frieren verringern wir die W rmever luste unseres K rpers dadurch dass wir einen Mantel anzie hen Genauso verfahren wir mit den Rohren und Apparaten einer Dampfanlage Wir versehen sie mit einem Isolierman tel mit einer Isolation Diese besteht im allgemeinen aus ei nem Material das m glichst viel Luft so enth lt dass sich die Luft m glichst wenig bewegen kann Die Isolierwirkung derartiger Stoffe beruht auf der sehr schlechten W rme leitung durch ruhende Luft Nehmen Sie ein solches St ck Isoliermaterial z B Styropor fest in die Hand schon nach wenigen Sekunden wird es Ihnen warm erscheinen weil die im Isolierstoff eingeschlossenen Luftbl schen die W rme der Hand nur sehr schlecht durchlassen w hrend die Zimmer luft die W rme schneller wegtr gt Fassen Sie dagegen ein Eisenst ck von Zimmertemperatur an so erscheint
239. erfeder 4 Je nach dem Gleichgewicht der Kr fte ergeben sich verschie dene Ventil ffnungen die die Einhaltung des Minderdruckes bewirken Der gew nschte Minderdruck wird durch Drehen des Handrades 5 und die dadurch ver nderte Spannung der Justierfeder eingestellt Durchfluss nderungen und da mit verbundene Minderdruck schwankungen wirken auf den Balg und werden durch ffnen oder Schlie en des Ventils ausgeglichen Solche einfachen Druckregler sind geeignet f r Einsatzf lle wo eine lastabh ngige Schwankung des Minder druckes gestattet ist 4 2 zu Finn Jsa 1 Kereapnagerpegerg D 1 Nach diesem Grundprinzip arbeitende Regler sind seit lan gem in gro er Zahl im Einsatz Die Auswahl und dement sprechend auch die Lagerhaltung eines geeigneten Ger ts ist allerdings nicht ganz so einfach wie das Prinzip F r diese Ger teart m ssen n mlich auch bei druckentlastetem Ven til die Federst rken und die Membrangr en den jeweiligen Betriebsbedingungen gem ausgesucht werden was der Hersteller u U sich selbst vorbeh lt oder anders ausge dr ckt f r einen bestimmten Druckminderer ist der Be reich in dem der Minderdruck eingestellt werden kann ver h ltnism ig klein und die Regelgenauigkeit h ngt von der jeweiligen Ausf hrung bzw den Betriebsbedingungen ab 10 1 2 Pilotgesteuerte Druckregler Auch durch ein Pilotventil gesteuerte Druckregel arbeiten ohne e
240. ern er nicht wieder verwertet wird zu Energieverlusten Au erdem bewirkt Nachdampf eine Druckerh hung im Kondensat system und hat damit r ckwirkende Effekte auf die Kondensatableitungen und Regelungen des Dampfsystems Dampf der Wassertr pfchen enth lt siehe auch nasser Dampf spiraX arco 133 Anhang 1 Fachbegriffe Nenndruck Nennweite R ckstaueffekt Sattdampf S ttigungsdruck S ttigungszustand Sicherheitsventil Sieden kochen Speisewasserbeh lter Spezifische Werte spezifi sches Volumen oder spezifische Dichte Temperatur t oder J Temperaturdifferenz At Thermometer Trockener Dampf berdruck berhitzter Dampf Hei dampf Vakuum Verdampfungsw rme Volumen W rme Angabe bis zu welchem Druck eine Rohrleitung oder eine Armatur bei 20 C betrieben werden Genormte Bezeichnung f r die Dimension eines Rohres Die Nennweite entspricht nicht exakt dem Rohrdurchmesser siehe auch Absaufen Effekt bei dem Kondensat in den W rmetauscher zur ckstaut und damit die W rmetauscherfl che ver ndert Folgen des R ckstaueffektes sind oft Ger usche schlechte Regelung Korrosion Wasserschl ge usw Wasserdampf mit einer Temperatur im engen Bereich um den Verdampfungspunkt Rest feuchte Null bzw sehr gering keine wesentliche berhitzung Der Druck bei dem der Dampf aus Wasser entsteht Wenn der Dampf genau die zum herrschenden Druck laut Dampft
241. ernen k nnen 1 12 Der Wasserfilm Kehren wir zum vorletzten Bild zur ck Wenn der Dampf mit der k lteren Metallfl che in Ber hrung kommt gibt er seine Verdampfungsw rme ab und kondensiert Dabei schl gt sich das Wasser als d nne Schicht auf der Metallfl che nieder Sobald diese Schicht dicker wird beginnt das Wasser an der Wand herunterzulaufen Beide Vorg nge k nnen Sie im Winter z B an den Fenster scheiben oder einer Autoscheibe beobachten Wenn mehrere Menschen in einem Auto fahren das nicht gut bel ftet ist schl gt sich der von den Insassen ausgeatmete Wasserdampf an den Scheiben nieder er kondensiert dort Die Wasser schicht wird immer st rker bis schlie lich dicke Tropfen an der Scheibe herunterlaufen W hrend der Kondensation des Dampfes ist die Heizfl che dampfseitig also mit einer d nnen Schicht Kondensat mit einem Wasserfilm bedeckt Zu Beginn dieses Buches wurde erw hnt dass Wasser die W rme schlechter abgibt als Dampf weil die W rme nur ziemlich langsam durch eine Wasserschicht wandern kann Seit langem ist bekannt und durch Messungen bewiesen dass eine Wasserschicht von z B nur 4 mm St rke dem W rmedurchgang etwa den gleichen Widerstand entgegen setzt wie eine Stahlwand von 17 mm St rke oder wie eine 135 mm dicke Kupferplatte Zur Erzielung eines guten W rme durchganges ist es demzufolge sehr wichtig daf r zu sorgen dass der Kondensatfilm an der Heizfl che d nn bleibt dies ist f
242. erschiedensten W rmetauscher mit kleiner bis gro er Leistung besonders geeignet Sie sind robust zerfriersicher extrem klein und einfach Kugelschwimmer Kondensatableiter empfehlen sich f r temperaturgeregelte Anlagen oder W rmetauscher mit sehr sro em Kondensatanfall sowie dort wo wegen zu geringem Vordruck oder hohem Gegendruck der Einsatz des thermo dynamischen Ableiters nicht m glich ist Sie sollten mit au tomatisch der Dampfdruckkurve folgendem Entl fter verse hen sein oder in Sonderf llen mit einem Bypass Bimetall Kondensatableiter werden f r Anwendungen ein gesetzt wo ausnahmsweise st rkere Unterk hlung des Kon densats zul ssig oder gar erforderlich ist Schnellentleerer Kondensatableiter sind zwar zun chst die billigsten Kondensatableiter aber nicht so robust und korrosionsfest wie andere Arten Sie werden f r Dampfheiz k rper und andere kleine Dampfr ume verwendet bei denen gelegentlicher Kondensatstau nicht schadet Thermische Kapsel Kondensatableiter haben einen wei ten Anwendungsbereich sowohl f r die Entw sserung von Dampfleitungen als auch von W rmetauschern Sie haben gute Entl ftungseigenschaften sind jedoch nicht geeignet f r berhitzten Dampf von mehr als 100 K ber Sattdampf temperatur und die Druckgrenze f r den max Betriebs ber druck betr gt 17 bar Glockenschwimmer Kondensatableiter werden nur in An lagen verwendet wo Dampfschlupf erw nscht ist Stauer Kondensatablei
243. ersichtlich dass der k Wert in W m2 gemes sen wird Wie Sie sehen ergibt sich dieser Zusammenhang zwangsl u fig aus den Umst nden Es handelt sich um ein Naturgesetz das ganz allgemein f r die W rme bertragung von einem Stoff durch eine Wand an einen anderen Stoff gilt f r den W rmeverlust Ihrer Wohnung ebenso wie f r den W rme tauscher in der Raffinerie Ob dieses Gesetz nun neu f r Sie ist oder schon lange zum festen Bestand Ihres Wissens geh rt bei der Beurteilung der Vorg nge im Dampf Kondensat Netz m ssen wir es stets vor Augen haben und zu Rate ziehen 6 2 Der W rmedurchgangskoeffizient k Mit dem im vorigen Kapitel eingef hrten W rmedurchgangs koeffizienten auch kurz k Wert genannt haben wir uns zwar zun chst vor der Ber cksichtigung von Einzelheiten der W rmetauscher gedr ckt da der k Wert aber die Leistung eines W rmetauschers ganz entscheidend beeinflusst ergibt sich nun die Frage Wie gro ist k Im Grunde ist das Problem durch den k Wert nat rlich nicht einfacher geworden F r die Berechnung eines W rmetau schers ist die Ber cksichtigung der Einzelheiten nicht zu um gehen F r eine berschl gige Berechnung des Kondensatanfalls von dampfbetriebenen W rmetauschern kann man folgende k Werte zugrunde legen beheiztes Medium k Wert W m Luft 10 l 100 Wasser 1000 Merken wir uns dazu noch den ungef hren k Wert f r den W rme bergang von Wasser durch eine Wand
244. es desto sr er der Gewinn 4 Der Druck des Nachdampfsystems muss durch Druckmin derventil und Frischdampfeinspeisung eindeutig festge legt werden Betrachten wir ein typisches Nachdampfsystem gt 8 bar Frischdampf Frischdampfkondensat Nachdampfkondensat Druckminderer 8 0 45 bar 1 bar berstr mregler 0 55 bar Kondensatsammelbeh lter Mann Am Ende des Kondensatnetzes wird das Kondensat auf At mosph rendruck entspannt Aus dem Kondensat von p 8 bar entsteht It Diagramm etwa 14 Nachdampf Wird dieser Dampf nicht ausgenutzt geht er sp testens im Sam melgef verloren Die kleinsten Verluste und damit die wirt schaftlichste L sung ist deswegen dann gegeben wenn mehr Niederdruckdampf ben tigt wird als aus der Kondensatent spannung entsteht 1 Forderung Je weiter die Nachdampfverbraucher von den Frischdampf verbrauchern entfernt sind desto gr er werden die W rme verluste in den Leitungen und desto gr er muss der Druck in der Leitung f r das Frischdampfkondensat sein Je k rzer die Leitungen desto besser und preiswerter wegen der ge ringeren Montagekosten ist die L sung 2 Forderung Kommt das Kondensat mit mehr als 100 C ins entl ftete Sammelgef so entstehen W rmeverluste durch Entspan nung Das etwa eingespeiste Frischwasser wird h ufig in der thermischen Entgasung bereits auf etwas ber 10
245. es Ihnen kalt weil Metalle die W rme sehr gut durchlassen Zu einer guten Isolation geh rt also gutes Isoliermaterial aber auch eine gute Ausf hrung bzw ein guter Zustand der Isolierung Eine feucht gewordene Rohrisolierung w re schlechter als gar keine weil das feuchte Material die W r me besser von der Rohroberfl che ableitet und wegen seiner sro en Oberfl che auch besser an die Umgebungsluft abgibt als es das nackte Rohr t te Wir umgeben also die W rme berall dort wo sie nicht durchdringen soll mit einer Dor nenhecke Es gibt aber noch eine weitere M glichkeit die W rmeverlus te zu verringern Sorgen wir durch gute Kondensatableitung daf r dass eine Kesself llung Marmelade statt in 60 Minu ten bereits in 45 Minuten fertig ist so haben wir dadurch die W rmeverluste pro Kesself llung um etwa 25 reduziert Gute Ausf hrung der Dampf und Kondensatanlage be schleunigt den Arbeitsablauf und erbringt dadurch nicht nur Einsparungen an Maschinen und Arbeitszeit sondern auch eine Verringerung der anteiligen W rmeverluste Kapitel 2 Dampfanlage 2 Die Dampfanlage eine bersicht Eine Dampfanlage besteht aus den Hauptteilen Wasseraufbereitung Dampferzeuger Dampfkessel Dampfleitungen Verbraucher Kondensatsystem Eine noch detailliertere bersicht finden Sie in Anhang 11 Dampfleitung Dampferzeuger Wasser aufbereitung In jeder Dampfanlage gibt es mindestens
246. es als Kaufmann im technischen Betrieb w hrend der beruflichen Ausbildung oder aus anderen Gr nden Ein Blick auf das Inhaltsverzeichnis zeigt dass diese Ausf hrungen aber auch dem Ingenieur oder Techniker n tzlich sind der sich neu mit diesem Stoff befassen muss oder nur selten bzw beil ufig damit zu tun hat Der Fachmann wird wertvolle Arbeitsunterlagen finden z B in Form einiger praxisnaher neuer Diagramme In der betrieblichen Praxis treten immer wieder Schwierigkeiten auf einerseits weil Dampf und Kondensat nur technische Hilfsmittel sind die vom Konstrukteur bis zum Betriebsingenieur meist nur nebenbei gehandhabt werden anderseits weil die se Hilfsmittel einen unerwartet gro en Einfluss auf Leistung und Wirtschaftlichkeit der Produktionsanlage oder der Heizung haben Gerade wer als Fachmann f r die Gesamtheit einer technischen Anlage verantwortlich ist und deshalb kein Dampf Kondensat Spezialist sein kann begr t es daher wenn eine Firma aus der jahrzehntelangen Besch ftigung mit einem so wichtigen Teilgebiet die gewonnenen und mit dem jeweils neuesten Stand der Technik verbundenen Erfahrungen bereitwillig weitergibt So sollte dieser Korrespondenzkurs im ganzen f r den interessierten Leser von bleibendem Wert sein ber 120 000 Teilneh mer aus 91 einundneunzig L ndern haben ihn bisher studiert Beim Studium der Aufs tze treten sicher individuelle Fragen auf die der Text nicht beantwortet Sie sind herzlich eingeladen Ihr
247. es aus Verdamp fungsw rme besteht hat gro e Bedeutung f r die Auslegung und Handhabung der Dampfanlagen Die Gr nde hierf r werden wir im weiteren Verlauf des Buches vor allem wenn von der Verwendung des Dampfes die Rede sein wird leicht verstehen 1 5 Dampfdruck und Dampfvolumen Der Ausdruck Atmosph re oder atmosph rischer Druck ist Ihnen sicherlich schon oft begegnet F r den Fall dass Sie seine Bedeutung noch nicht genau kennen wollen wir eine Erkl rung versuchen Luft wiegt zwar sehr wenig ein Liter wiegt rund 1 3 Gramm da aber die Luftschicht ber dem Erdboden sehr dick ist dr ckt sie doch mit gro er Kraft auf den Erdboden und auf arco 11 Kapitel 1 Was ist Dampf alle Gegenst nde die sich dort befinden Diese Kraft wirkt wegen der leichten Beweglichkeit der Luft in allen Richtun gen in gleicher St rke Welch gro e Kraft die Luft dabei tats chlich aus bt k nnen Sie den bekannten Saughaken im Badezimmer feststellen Durch Andr cken an eine glatte Wand wird die Luft aus der Saugschale herausgedr ckt Jetzt dr ckt nur noch die Luft von au en gegen den Haken und h lt ihn mit beachtlicher Kraft an der Wand fest Da der Luftdruck so allgegenw rtig ist zumindest auf der Erdoberfl che wo sich immer noch der gr te Teil des tech nischen Geschehens abspielt hat man ihn angen hert als Druckeinheit gew hlt Aber Je nach Wetterlage schwankt der Luft
248. et tigten Konden satventil unweigerlich Dampf verschwenden oder Kondensat anstauen 7 2 2 Spezialventile und Lochblenden Anstatt dauernd am Ventil zu drehen um mit den nde rungen der Kondensationsgeschwindigkeit im Dampfraum Schritt zu halten k nnten wir das Ventil auch so einstellen dass es gerade einen Spalt breit ge ffnet ist Die gleiche Wir kung wird mit einer Blende erreicht die ein kleines Loch hat und anstelle des Kondensatventils eingebaut wird Solche Vorrichtungen werden mitunter tats chlich noch verwendet Theoretisch k nnen sie sogar wunschgem funktionieren wenn der Kondensatanfall sehr gleichm ig ist und wenn das Loch in der Blende bzw die Ventilstellung genau an diesen Kondensatanfall angepasst ist Aber der rger des Lebens beginnt beim W rtchen wenn Es gibt so wenige Dampfanlagen die ber gr ere Zeitr ume genau gleichbleibenden Kondensatanfall haben und das Ri siko durch falsche Ventileinstellung oder falsche Blenden ff nung bzw durch wechselnde Betriebsbedingungen Dampf zu verschwenden oder die Leistung der Anlage zu vermindern ist so gro dass diese Entw sserungsvorrichtungen heute nicht mehr ernstlich in Frage kommen 7 2 3 Kondensatableiter Wir brauchen also eine Vorrichtung die selbstt tig alles Kondensat durchl sst aber Dampf zur ckh lt Ein solches automatisch arbeitendes Ger t nennt man Kondensatablei ter Da die ersten Konstruktionen dieser Art die Form
249. et werden wenn die Kondensatmenge nicht die Nachdampf menge zugrunde gelegt wird Diese Methode erspart die Be rechnung der zu erwartenden Nachdampfmenge ergibt aber eine gr ere Leitung weil hier ja auch noch f r die gesamte Kondensatmenge Platz vorgesehen ist die nicht durch die Entl ftungsleitung flie t hoffentlich In unserem Beispiel ergibt das Diagramm aus Kapitel 8 4 Vordruck 9 bar Druck am Leitungsende bar Kondensat durchfluss 600 kg h also Leitung mit Innendurchmesser D 60 mm d h DN 65 oder noch DN 50 Der ausf hrliche Weg wurde bereits oben angedeutet Be rechnung der maximal zu erwartenden Nachdampfmenge dann Berechnung der Entl ftungsleitung als Dampfleitung so dass der h chstzul ssige Beh lterdruck nicht berschrit ten wird Besitzt der Speisewasserbeh lter keine Entl ftungsleitung bzw arbeitet er grunds tzlich mit berdruck dann muss der Beh lter selbstverst ndlich nach den Vorschriften f r Druck beh lter gebaut sein Merkbl tter der Arbeitsgemeinschaft Druckbeh lter zu beziehen vom Beuth Verlag K ln In dem soeben geschilderten Fall hatte die bersch ssige W rme sehr bedauerliche Folgen Kann die W rme dagegen vor dem Speisewasserbeh lter verwertet werden dann ist es angebracht den Speisewasserbeh lter ber den etwaigen Be r hrungsschutz hinaus gut zu isolieren um auch hier W r meverluste zu vermeiden Die Einf hrung der Kondensatleitung in das S
250. etauscher umgesetzt wird Die Einheit des W rmestroms ist Kilowatt kW fr her kcal h 1 kW 860 kJ h bzw 1000 kcal h 1 16 kW Au erdem gilt 1 kW 1 kJ s Apparat zur bertragung von W rme von einem Stoff auf einen anderen Stoff bergang von W rmeenergie von einem Stoff auf einen anderen Vom Heizmittel abgegebene W rmemenge die nicht zu wirtschaftlichen Zwecken ausgenutzt wird sondern verloren geht Behandlung des Wassers um es f r die Verwendung im Dampfkessel geeignet zu machen D nne Wasserschicht die sich durch Kondensation des Dampfes an einer Heizfl che bildet Wasserfilme st ren den W rme bergang von Dampf auf die Heizfl che und den zu erw r menden Stoff Wassertropfen die mit der hohen Dampfgeschwindigkeit mitgerissen werden f hren zu Schl gen in Anlagen die zum Platzen von Armaturen Abnutzung von Rohrleitungsb gen oder Ventilsitzen und zu gravierenden Anlagensch den f hren k nnen Derjenige Teil einer Heizfl che der tats chlich mit dem beheizenden Stoff in Ber hrung steht und W rme bertr gt 5 135 Anhang 2 Normen und Regelwerke A2 Wichtige Normen und Regelwerke f r die Dampf und Kondensattechnologie Allgemeine Vorschriften Verordnung ber Sicherheit und Gesundheitsschutz bei der Bereitstellung von Arbeitsmitteln und deren Benutzung bei der Arbeit ber Sicherheit beim Betrieb berwachungsbed rftiger Anlagen und ber die Organisation des betrieb
251. etz genauer gesagt sein Nachdampf zu einem rt lichen Druckanstieg in der Kondensatleitung auf mehr als 3 bar f hrt Dann ist die Kondensatabf hrung aus den W rme tauschern des 3 bar Netzes nat rlich unm glich und diese W rmetauscher treten in den Streik A bar 5 Hauptkondensatleitung Entw sserung nicht m glich der Druck in der Hauptkondensatleitung ist h her als der Druck in der Kondensatzuleitung Ungl cklicherweise trat ein solcher Fall in einer gr eren Freianlage bei starkem Frost ein so dass in k rzester Zeit ein ganzes Leitungsnetz eingefroren war und zerst rt wurde Versuchen wir aus solchen Fehlern zu lernen Kondensat aus stark verschiedenen Druckstufen soll erst nach vorheri ger Entspannung des hei en Kondensats zusammengef hrt werden Die folgende Abbildung zeigt eine Ausf hrung die nicht zu berraschungen f hrt wenn die Hauptkondensat leitung gro genug gew hlt wird Diese Anlage verwirklicht die Vorschl ge zu Anfang dieses Kapitels 0 6 bar arco 91 Kapitel 8 Die 8 8 Vorsicht Frost Eine Anlage ist nur frostsicher wenn jede Einzelheit frostsi cher geplant ausgef hrt und betrieben wird L uft das Kon densat aus einem W rmetauscher der mit allem Drum und Dran als frostsicher bezeichnet wird in eine lange d nne nicht isolierte Kondensatleitung dann wird diese Leitung bei st rkerem Fr
252. etzen Schrauben 16 vor dem Einschrauben leicht mit Dichtungspaste versehen Austausch Entl fter 9 Federb gel l sen Kapsel und Distanzplatte entfernen Ventilsitz 17 herausschrauben Halterung mit neuem Ventilsitz 17 und neuer Dichtung 18 zentrisch 57 festschrauben Distanzplatte und Kapsel einlegen Federb gel montieren EEE 20 lc lt A FIT U ie on M Gage Ee Es K ss Za N da ea Ka Entl fter Satz Bet ng III if e 3 17 18 ZT Ae N LA A e l IM Sa eh Al er DI n NJ B LJ Gs KI CA fl en VW MA SH 1 An H SONY Nein IN INAN Ra d O seh V II L gvafbl In Ol en vi OI 4 d WA 14 Le PN ER ll NIN ein d N IN FI V TV weny n T H S VW j N Lett i NN J 11 T 16 3 4 N NET Di nn BALL wi Hauptventil Satz NZZ d Tee f rDN40 DN50 Gg EN H T N VITIN ul S D I En II u EE C un Vi 10 13 6 14 Lan 154 S arco Hauptventil Satz mit Schwimmer f r DN 15
253. euger werden nach dem Prinzip der Rohrb n del W rmetauscher realisiert Als Heizquelle dient in aller Regel Sattdampf Da zur Herstellung von Reindampferzeu gern hochwertige Edelst hle verwendet werden m ssen sind direkt beheizte Reindampferzeuger mittels l oder Gasbrenner selten zu finden Der Heizdampf wird den Leis tungsanforderungen entsprechend dem Reindampferzeuger ereselt zugef hrt S Reindampf Heizdampf 4 s N Die Anforderungen an die Sicherheitsausr stung sind gerin ger als die bei direkt beheizten Dampferzeugern jedoch sind ein Sicherheitsdruckbegrenzer und ein Sicherheitsventil un abdingbar Der erzeugte Reindampf wird f r Sterilisationszwecke im Krankenahus zur Luftbefeuchtung in der Lebensmittelin dustrie und in der Pharmazie verwendet F r die Qualit ts anforderungen an den Reindampf gilt die Norm EN 285 24 SPiraX arco 3 5 Elektrisch beheizte Dampferzeuger Diese Dampferzeuger verf gen als Heizquelle ber ein B n del von Elektro Heizst ben nach dem Tauchsieder Prinzip Die Leistungsregelung erfolgt Thyristor gesteuert Sie finden Verwendung meist in kleineren Einheiten mit Wasserinhal ten bis 50 1 wo sie dann eine Einheit z B mit Sterilisatoren bilden Da diese Dampferzeuger direkt beheizt sind ent spricht Ihre Ausr stung weitgehend der von Gro raumwas serkesseln Ihr Einsatz sollte sorgf ltig berlegt werden da Strom gene rell ein teures Heizmedium ist Dampf
254. f in Kapitel 8 4 und 9 2 wird diese Erscheinung noch ausf hrlich behandelt Das ist ein Naturgesetz und deshalb bei jedem Ableiter so Der TD ist nun aber derart ausgef hrt dass bereits dieser Nachdampf den oben beschriebenen Schlie vorgang ausl st Frischdampf wird also nicht durchgelassen Zum Schlie Ben ist anderseits aber so viel Nachverdampfung n tig dass normalerweise das Kondensat bis etwa 1 bis 3 Grad unter halb der Sattdampftemperatur durchgelassen wird Diese beiden Reaktionsweisen sind sozusagen der Trick Nr 2 des TD oder richtiger gesagt das Ergebnis sehr langwieriger Entwicklungsarbeit F llt zeitweise berhaupt kein Kondensat an dann ist nach einer Schlie zeit von 12 Minute bis 12 Stunde je nach Gr e und Typ der Druck in der Steuerkammer durch W rmeab gabe nach au en doch so weit gefallen dass das Ger t ffnet die sofort einsetzende Dampfstr mung bringt das Ger t je doch so rasch wieder zum Schlie en dass der Dampfverlust extrem klein bleibt Genauer ausgedr ckt Der Frischdampf verlust des TD bei Betrieb ohne Kondensatanfall ist nicht sr er als der Dampfverlust den z B ein Kugelschwim merableiter gleicher Leistung der ja theoretisch berhaupt keinen Frischdampf durchl sst infolge seiner W rmeabga be an die Umgebung hat diese W rmeabgabe des gr eren Ableiters wird n mlich durch Kondensation von Frischdampf im Ableiterinnern erg nzt Durch die gro e Ansprechgeschwindi
255. f r die Kondensat k hlung Bei kleinen Kondensatmengen gen gt es das Kondensat durch ein luftgek hltes Register aus Scheibenrippenrohr zu schicken oder es in Abk hlbeh ltern zu sammeln Das auf der n chsten Seite folgende Diagramm W rmeverluste in R umen von ca 20 C erm glicht eine Absch tzung der W rmeabgabe solcher Anordnungen Die Oberfl che glatter Rohre ist aus der Tabelle Nahtlose Stahlrohre Anhang 4 zu ersehen Mittlere und gro e Kondensatmengen erfordern eine leis tungsf hige K hlvorrichtung oder die Vermischung mit Kalt wasser Hat das Kondensat bereits eine Zulauftemperatur unter 100 C so kann eine einfache Mischvorrichtung einge setzt werden arco 103 Kapitel 9 Kondensatwirtschaft Temperaturregelventil K hlwasser Temperaturf hler Injekt Mischrohr Kondensat gt Kondensattemperaturen ber 100 C k nnen u U ebenfalls noch mit der im gezeigten Apparatur beherrscht werden Das Injektorrohr muss in diesem Fall kleine L cher mit verh ltnism ig gro en Abst nden aufweisen der Gesamt querschnitt der L cher d h Lochzahl mal Lochquerschnitt sollte etwa so gro sein wie der Querschnitt der Kondensat leitung Weniger Ger uschentwicklung und geringeren Kaltwasserbe darf erreicht man mit der etwas aufwendigeren Anordnung In AS Kondensat K hlwasser Kondensat K hlwasser besser ung nstig In dem Mischbeh lter
256. f rbung haben die ein Sehen unm glich machen Das Abhorchen von Kondensatableitern mit dem Stethos kop oder mit dem elektronischen Ultraschall Lecksuchger t bringt noch die besten Ergebnisse Wenn die Ger uschst rke von einem zum anderen Ableiter bei etwa gleichem Konden satdurchfluss st rker wechselt k nnen an der wechselnden Intensit t bei gr erer bung schadhafte Dampf durch blasende Ableiter entdeckt werden Es kann zwar nicht mit Gewissheit festgestellt werden dass ein Ableiter durchbl st aber es k nnen Verd chtige aussortiert werden die einer Nachpr fung unterzogen werden Eine gute Ausnahme bei allen Untersuchungsschwierigkei ten macht der Thermodynamische Kondensatableiter TD und das ist einer seiner Vorz ge Das typische Str mungs ger usch l sst sich meist ohne Hilfsmittel wahrnehmen not falls gen gt ein nach Monteurart zum Abhorchen benutzter Schraubenzieher Die Schlie zeit kein Str mungsger usch betr gt ca 15 oder 20 Sekunden und mehr Schlie zeiten unter 10 Sekunden deuten darauf hin dass das Ger t stark abgenutzt ist ganz zu schweigen von Ableitern die gar nicht mehr schlie en Temperaturmessungen eignen sich im allgemeinen nicht zur Feststellung von durchblasenden Kondensatableitern Vor dem Ablassventil des Kondensatableiters herrscht n mlich meist nahezu Sattdampfzustand und die Temperatur ent spricht dann der S ttigungstemperatur zu dem herrschenden Dampfdruck
257. f und f r die Zwecke dieses Kurses enth lt die beiliegende Tafel alle wichtigen Angaben 14 arco Die Zahlen in den Dampftafeln sind brigens nicht das Er gebnis ausgekl gelter Rechnungen sondern das Resultat von Messungen die an Wasser und Wasserdampf durchge f hrt wurden Erschrecken Sie bitte nicht vor diesem Zahlenfriedhof Wir werden die Anwendung der Tafel erl utern so dass Sie sich langsam an ihren Gebrauch gew hnen k nnen Zun chst muss aber die Bedeutung der acht verschiedenen senkrech ten Zahlenreihen kurz Spalten genannt erkl rt werden Die erste Spalte gibt den berdruck an also den Wert den uns das gew hnliche Manometer an der Rohrleitung anzeigt Zur Abk rzung verwendet man anstelle des Wortes Druck den Buchstaben p berdr cke unter o bar sind klei ner als der Luftdruck also Vakuum Die Werte setzen einen Luftdruck von 1 bar voraus und liegen deshalb um 1 bar nied riger als die absoluten Dr cke Die zweite Spalte gibt den absoluten Druck in bar an also den vom luftleeren Raum ausgehenden Druck Die dritte Spalte zeigt die Temperatur an bei der Wasser unter dem zugeh rigen Druck Spalte 1 oder 2 siedet Wie Sie wissen hat der dabei entstehende Dampf genau die glei che Temperatur Diese Spalte gilt daher sowohl f r Wasser als auch f r Dampf Die Temperatur wird in Grad Celsius C gemessen zur Abk rzung kann man den Buchstaben t verwenden Die vierte Spalte
258. fleitung unerl ss lich Wo und wie wird die Leitung richtig entw ssert Wasser und damit auch das Kondensat flie t freiwillig nur bergab nicht bergauf Deshalb sammelt sich das Kondensat an allen Tiefpunkten einer Leitung wenn die Leitung au er Betrieb ist Auch in der Hei dampfleitung k hlt der Dampf sich bei der Au erbetriebnahme ab und kondensiert Werden diese Kondensatpf tzen nicht beseitigt dann erschweren sie das Anfahren der Leitung erheblich und rufen Wasserschl ge hervor Deshalb gilt als Grundregel f r Hei dampf wie f r Sattdampfleitungen Alle Tiefpunkte einer Dampfleitung m ssen entw ssert werden Die beiden folgenden Bilder zeigen als Beispiel wie ein Hin dernis umgangen wird falsch richtig 22222 Die nat rliche Bewegungsrichtung des Wassers bergab f hrt zur n chsten Grundregel Dampfleitungen sind mit Gef lle zum Entw sserungpunkt zu verlegen die Leitung soll in Strr mungsrichtung des Dampfes fallen Gef lle nicht kleiner als 1 100 bis 1 200 Der zweite Teil dieser Regel dass Kondensat und Dampf in gleicher Richtung str men sollen ist erforderlich weil sonst der Dampf Kondensat mitrei t und wenn nicht zu Wasser schlag dann doch zu erh hter Erosion f hrt das wird sp ter noch behandelt In den beiden folgenden Bildern ist das Gef lle der Leitung der Deutlichkeit wegen bertrieben stark gezeichnet Die Anordnung ganz oben ergibt im rechten Leitungsteil un g nstige
259. g angebracht wie ber m ige Gro z gigkeit Der zu klein gew hlte Ableiter bringt bestenfalls d h wenn die Anlage berhaupt l uft eine u U empfindliche Produktionseinbu e der viel zu gro gew hlte Ableiter kann aber erhebliche unn tige Kosten und ebenfalls Betriebsschwierigkeiten verursachen Leider ist es nicht berfl ssig zu betonen dass mit Ableiter gr e stets die Leistung Kondensatdurchfluss eines Ableiters gemeint ist nie seine Anschlussnennweite oder gar seine Abmessungen oder sein Gewicht Die Gr e des Ablei tergeh uses spielt keine Rolle ein faustgro er Kondensatab leiter kann je nach Ausf hrung mehr Kondensat abzuleiten verm gen als ein fu ballgro er Ableiter Auch die Gr e der Anschl sse die Nennweite oder das Ge windema sind keinesfalls geeignete Anhaltspunkte f r die Wahl der Ableiter Sieht man sich z B die Leistungsangaben f r verschiedene Arten und verschiedene Fabrikate von Kon densatableitern mit Anschl ssen 12 oder DN 15 an so findet man beispielsweise f r einen Vordruck von p 3 bar und Gegendruck von bar Siedekondensatleistungen von 120 bis 500 kg h angegeben sogar eine Leistungsangabe von 1900 kg h wird pr sentiert als Kaltwasserleistung Dass hier noch keine Normung erfolgt ist liegt nicht zuletzt an der Verschiedenartigkeit der Anwendungen Also niemals einen Kondensatableiter nach der Gr e des Entw sserungsstutzens ausw hlen s
260. gelung im Niedriglastbereich ein gr eres Ventil f r den Hochlastbereich F r extreme Spreizungen kann es notwendig sein 2 Ventile in Reihe zu schalten Beispiel Druckreduzierung 1 Stufe von 25 auf 10 bar 2 Stufe 10 auf 2 5 bar Die Ausf hrung der artiger Schaltungen erfordert jedoch einige Erfahrung ein entsprechender Fachmann von Spirax Sarco sollte deshalb hinzugezogen werden 10 1 5 Sicherheitsventile Sicherheitsventile sind ganz besondere Regelventile sie ken nen nur zwei definierte Schaltzust nde Zu und Auf Sicherheitsventile werden dort eingesetzt wo Apparate ge gen berdruck durch fehlerhafte Reglung besonders ab gesichert werden Im Dampf werden nur federbelastete Si cherheitsventile eingesetzt Diese Ventile werden von einen Fachmann in der Regel dem Herstellwerk oder eine T V zugelassenen Stelle auf den gew nschten Druck eingestellt Das Sicherheitsventil ffnet beim Einstelldruck schlagartig und schlie t mit einer Hysterese von 10 unter Einstell druck wieder Handhebel Federhaube Ventilsitz Abblasleitung Um die gro e Abblasemenge zu bew ltigen muss die Ab blaseleitung entsprechend gro dimensioniert sein die Aus gangsnennweite eines Sicherheitsventiles ist aus diesem Grund auch immer gr er als die Eingangsnennweite Bei der Verlegung der Abblaseleitung sind folgende Grund s tze zu beachten 1 Die Ausblaseleitung sollte so direkt
261. gibt den W rmeinhalt des Wassers im Sie dezustand an der mit h bezeichnet wird Die f nfte Spalte gibt die Verdampfungsw rme Ah an also diejenige W rmemenge die man in kg Wasser der betreffenden Temperatur Spalte 3 stecken muss um es vollst ndig zu verdampfen Hier f llt uns wieder auf dass die Verdampfungsw rme um so kleiner wird je h her die Dampftemperatur steigt Die sechste Spalte entsteht durch Zusammenz hlen der Werte der Spalten 4 und 5 W rmeinhalt des Wassers und Verdampfungsw rme ergeben zusammen den gesamten W rmeinhalt h oder die Enthalpie des Dampfes Da bei steigender Temperatur die Wasserw rme etwas mehr steigt als die Verdampfungsw rme abnimmt steigt die Enthalpie des Dampfes mit zunehmender Temperatur langsam an Die siebte Spalte enth lt das spezifische d h f r 1 kg gel tende Volumen des Dampfes W hrend das Wasser fast nicht zusammendr ckbar ist sich aber bei steigender Temperatur ausdehnt und deshalb bei steigender Temperatur eine gerin Vergr erung des spezifischen Volumens erf hrt nimmt das spezifische Volumen des Dampfes mit steigendem Druck sehr stark ab Das spezifische Volumen wird durch den Buchstaben v gekennzeichnet f r Wasser wird ein Strich an gef gt f r Dampf zwei Striche v Die achte Spalte nennt die Dichte des Dampfes d h die Masse in kg m3 Dampf bei verschiedenen Dr cken es wird durch den griechischen Buchstaben rho
262. gkeit des TD ist auch eine Ausf hrung m glich die sich zur Entw sserung von Hochdruck Hei dampfleitungen und f r berhitzten Dampf eignet Wie sieht es nun beim ffnen aus Der TD ffnet durch die oben beschriebene Verringerung der W rmenachlieferung bei Kondensatanfall so rasch dass ein nennenswerter Kon densatstau nicht auftritt Der TD f hrt das Kondensat also mit sehr geringer Unterk hlung ab d h der W rmetauscher wird soweit es am Kondensatableiter liegt durch den TD kondensatfrei gehalten was f r die meisten W rmetauscher von Vorteil ist Der Trick Nr 3 beim TD ist die Konstruktion Der Spirax Sarco TD ist ein Drei Loch TD der 3 Auslasskan le besitzt Der entscheidende Unterschied zum einfachen Ein Loch TD besteht darin dass das Kondensat ber drei ber den Umfang des oberen Ringkanals gleichm ig verteilte Ablasskan le abstr mt Diese Kan le sind in ihren Querschnitten L ngen und Umlenkungen so ausgebildet dass sie dem abstr men den Kondensat gleiche Widerst nde entgegensetzen Durch diese Anordnung wird erreicht dass der Ventilteller ann hernd parallel auf die Ventilsitzringe aufsetzt Das zufallsbe arco dingte Aufsetzen auf der einen oder anderen Stelle wird sich gleichm ig ber den Umfang verteilen und so einen ber den Umfang gleichm ig verteilten Verschlei verursachen Bei ganz gleichm ig verteiltem Verschlei w rde die Ab dichtung zwischen Telle
263. gs st ck leichter durchbiegt als ein Dehnungsaufnehmer nach gibt Durch eine geeignete Rohrf hrung kann die Leitung jedoch gezwungen werden die Verl ngerung nur dort wir ken zu lassen wo sie keinen Schaden anrichtet bei den Deh nungsaufnehmern Falsch arco 31 Kapitel 4 Die Damprfleitung Was f r die Rohrleitung gilt trifft brigens auch f r den Blechmantel zu der die Isolation sch tzend umgibt Auch dieser Mantel hat eine W rmedehnung die man dadurch be r cksichtigen kann dass man den Mantel berlappend te leskopartig so verlegt dass sich die Mantelteile ineinander schieben k nnen Der dadurch entstehende Spalt muss aber mit dauerelastischem Material gut abgedichtet werden um das Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern Dichtkitt Bez Der Abstand der Rohrhalterungen voneinander muss stets so gew hlt werden dass die restlose Entw sserung der Lei tung nicht durch das Durchh ngen zwischen den Halterun gen verhindert wird sei es durch das Leitungsgewicht oder durch W rmedehnung hervorgerufen Falsch Kondensatpf tze L Richtig Kondensat l uft ab 1 4 5 Die Isolation von Dampfleitungen Leitungen die hei e Medien transportieren geben W rme an die Umgebung ab Dieser W rmeverlust ist stets vorhan den und l sst sich durch eine geeignete Isolierung nur sehr stark vermindern niemals ganz beseitigen Man erstrebt daher einen Kompromi zwischen laufenden Betri
264. gs zur Folge dass oft das Kondensat erst auf die H he des Beh lters gebracht werden muss Das geschieht am einfachsten mit einem Kondensatheber Kap 8 6 Andernfalls w rde mindestens ein Teil der Anlage un gen gend entw ssert Wie gro soll der Speisewasserbeh lter sein Bei sehr kleinen Anlagen mit Leistungen bis zu einigen hundert kg h kann man sich an die Faustregel halten Beh lterinhalt Kessel leistung pro Stunde F r gr ere Anlagen k me diese Regel unn tig teuer Der Beh lter hat zwei Forderungen zu erf l len 1 Der Speisewasservorrat muss den Kesselbedarf w hrend des Aufheizens der Anlage nicht des Kessels so lange decken bis der normale Kondensatr cklauf aus der Anlage erreicht ist andernfalls w rde Zusatzwasser eingespeist das nach dem Abstellen der Anlage verloren ginge Setzt man diese Zeit bis zum Erreichen des Dauerzustandes zu 1 bis Y2 Stunde an je nach Weitr umigkeit der Anlage dann sollte der Beh lterinhalt etwa 1 2 bis der Kes selleistung betragen Der Beh lter l uft dann nicht ganz leer weil ja Kondensat schon zur ckkommt bevor der Dauerzustand erreicht ist 108 SPirXarco 2 Der Inhalt des Speisewasserbeh lters muss ein Mehrfa ches der Volumenschwankung des Kesselwassers zwi schen zwei Schaltintervallen der Speisepumpe betragen Die Wasserstandsregelung des Kessels ist aus Gr nden des Kesselbetriebs gew hnlich so ausgef hrt dass die Volumenschwankung des Kes
265. h in der Thermosflasche wird der Kaffe schlie lich kalt Frostsicherheit bei Stillsetzung der Anlage setzt deshalb vo raus dass das Wasser hier also das Kondensat aus Dampf leitungen W rmetauschern und Kondensatleitungen aus den Leitungen ablaufen kann Dabei d rfen auch solche Anlagenteile nicht zufrieren die selbst zerfriersicher sind also durch Eisbildung im Innern nicht besch digt w rden Denn wenn sich irgendwo ein Eispfropfen bildet dann ist der Durchfluss blockiert und die betreffende Leitung kann nicht mehr in Betrieb genommen werden solange der Frost andauert oder bis die Leitung aufgetaut wird Deshalb ist es wichtig zur Frostsicherheit folgende Punkte zu beachten Alle Tiefpunkte sind restlos zu entw ssern Alle Apparate und Armaturen m ssen leerlaufen k nnen zumindest so weit dass eine Durchfluss ffnung ver bleibt Die Kondensatleitungen sind m glichst kurz und gro aus zulegen mit starkem Gef lle zu versehen nicht weniger als 1 100 und bis zum Ende gut zu isolieren Das starke Gef lle ist erforderlich um auch kleinere Wassers cke zu vermeiden die durch das Durchh ngen der Rohre zwi schen den Halterungen bedingt sein k nnten Alle Dampfabsperrarmaturen m ssen v llig dicht schlie Ben 92 SPirX arco Der letzte der oben genannten Hinweise bedarf vielleicht noch der Erl uterung Str mt eine verh ltnism ig geringe Dampfmenge in eine stillgesetzte und ausgek hlte
266. hbarten W rmetauscher war noch ein alter Kon densatableiter montiert der einen Handhebel zur Entl ftung bei Inbetriebnahme besa dieser Handhebel war ge ffnet aber nicht mehr geschlossen worden so dass Frischdampf in die Kondensatleitung durchblies und dort den Druck erh h te Diese Druckerh hung machte sich nur an dem mit niedri gem Vordruck beheizten W rmetauscher bemerkbar Dabei muss es als Gl ck bezeichnet werden dass wenigstens einer der W rmetauscher ausfiel denn sonst w re vielleicht l nge re Zeit hindurch Frischdampf unbemerkt verlorengegangen Mit einiger Erfahrung in solchen Dingen h tte man freilich zuerst zum Kondensatsammelgef geschaut dort berm i ge Dampfentwicklung festgestellt und dann die benachbarten Kondensatableiter berpr ft z B mit dem Ultraschall Pr f ger t so w re der Fehler schneller und mit weniger Arbeits aufwand gefunden worden Ein Messger t an der richtigen Stelle hier ein Manometer an der Kondensatleitung h tte auch den Unge bten sofort auf den richtigen Weg gef hrt Nochmals sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen Manometer Thermometer Schmutzf nger Schaugl ser sind billig aber unbezahlbar Wir haben dieses Beispiel absichtlich nicht so abge ndert dass es reibungslos in das angegebene Schema zur Fehler suche gepasst h tte denn in der Praxis kommt man um das sr ndliche Durchdenken des jeweiligen Falles eben doch sel ten herum In diesem Beisp
267. heinander Eine Zusammenfassung der wichtigsten Formeln und Umrechnungen finden Sie in Anhang 8 1 3 Die W rmeenergie Die W rmeenergie wird in Kilojoule kJ angegeben Die spezifische W rme des Wassers betr gt nach dem SI System 4 1868 kJ kg K abgerundet 4 2 kJ kg K Das hei t 4 2 kJ sind n tig um ein Kilogramm 1 kg Was ser um ein Grad 1 K in der Temperatur zu erw rmen Fr her wurde diese W rmemenge als eine Kilokalorie 1 kcal bezeichnet F r Umrechnungen von alten in neue W rme einheiten gilt also 1 kcal 4 1868 kJ abgerundet allgemein 1 kcal 4 2 kJ Wir werden im weiteren Verlauf nur mit den gesetzlich vor geschriebenen SI Einheiten arbeiten auf lteren W rmeer zeugern findet man jedoch noch die alte Einheit kcal Um uns mit der W rmeenergie vertraut zu machen unter nehmen wir einen einfachen Versuch Wir stellen einen Topf mit genau 1 kg Wasser auf das Feuer und f hren so W rme zu Die Temperatur des Wassers messen wir mit einem Ther mometer Wenn die Temperatur des Wassers von 20 C auf 40 C d h um 20 K 20 Grad gestiegen ist haben wir an W rme zugef hrt 20 4 2 84 kJ 10 arco Wenn wir 5 kg Wasser um 5 K also z B von 20 C auf 25 C erw rmen haben wir folgende W rmeenersgie zugef hrt Menge 5kg Erw rmung 5K spezifische W rme 4 2 kJ kgK 105kJ 1 4 W rmeinhalt und Verdampfungsw rme 1 4 1 W rmeinhalt des Wassers Wieviel W rme
268. hem Kondensatdruck g nstiger wenn es gel nge diesen Druck aufrecht zu erhal ten bis das Kondensat wieder in den Kessel als Speisewasser eingef hrt wird Denn es entst nde weniger Nachverdamp fung und man br uchte selbstverst ndlich weniger Heiz l wenn das Speisewasser mit 160 C in den Kessel k me anstatt mit nur 100 C H heren W rmeverlust der Leitung k nnte man durch entsprechend dickere Isolation zum Teil ausglei chen Hielte man das gesamte Kondensatnetz einschlie lich Kesselspeisewassergef unter h herem Druck so h tte man schlie lich auch den Eintritt von Luft bzw Sauerstoff in das System zumindest w hrend des Betriebs verhindert Die Tatsache dass trotz dieser verlockenden Vorteile m g liche geschlossene Kondensatanlagen in der Praxis nicht so oft anzutreffen sind liegt darin dass nur wenige Planer ver stehen solche Anlagen auszulegen Die Druckverh ltnisse in der Dampf und Kondensatanlage Einsatz der richtigen Ger te die Verwendung von Pumpen mit entsprechenden Leistungsdaten und nicht zuletzt die Beachtung essentieller Montagehinweise sind sehr aufw ndig Bevor Sie sich daher zu einer geschlossenen Kondensatanlage entscheiden emp fehlen wir Ihnen dringend mit Spirax Sarco Fachleuten oder entsprechenden Experten R cksprache zu halten Am Ende der Kondensatleitung steht normalerweise ein Sammelgef das entweder unter Atmosph rendruck oder wegen der thermischen Entgasungsanlage unte
269. hmutzsieb nur bei BPC32YCV Siebhaltestopfen 10 l sen und Schmutzsieb 5 entnehmen Schmutzsieb 5a je nach Erfordernis reinigen oder ersetzen Schmutzsieb 5a zentriert unter Verwendung einer neuen Dichtung 11 mit den Siebhaltestopfen 10 montieren Siebhaltestopfen 10 unter Verwendung von Montage Paste mit dem angegebenen Anzugsmoment 135 Nm anziehen Austausch oder Reinigung Schutzsieb nur bei BPC32CV Siehe Austausch Kapselelementsatz SCHL SSELWEITEN UND ANZIEHMOMENTE Nr Bauteil Schl ssel Schrauben Anzieh weite gr e moment 3 125 Nm Geh useschrauben SW 17 M10 X 30 27 Nm 10 Siebhaltestopfen NEE 135 Nm EINSTUFUNG NACH DRUCKGER TERICHTLINIE 97 23 nur f r Wasserdampf dessen Kondensat und Inertgase Fluide der Gruppe 2 KA ll Art 3 Abs 3 GIP gute Ingenieurpraxis RN EE ne WEEN nicht zul ssig Kondensat kg h DURCHSATZLEISTUNG z 2 E 7 6740 SS RR REH GET E ER gt 50 01 0203 05 1 2 3 45 10 20 32 Differenzdruck bar Hei kondensat Kaltwasser annad IN TEN a un vn vm Tu Dr wn sm e E m 32 EN I K m 77 Amn dend 24 N us 7 p PEENI CG N NEID ZU
270. hrgeschwindigkeit etwa zum Ende der Aufheizzeit bis etwa 37 Kapitel 4 Damprfleitung nach der doppelten Zeit erreicht Das Ableitverm gen des Kondensatableiters beim Betriebsdruck der Leitung ist etwa doppelt so gro wie der durchschnittliche Kondensatanfall w hrend der Aufheizzeit Siehe auch Kap 4 6 Kondensatanfall Ableitverm gen des Kondensatableiters ondensatdurchfluss durch den Ableiter Kondensat abbau Kondensatmenge pro Zeit Kondensatanfall B CD Zeit Aufheizzeit Wie das Diagramm auch zeigt ist der Ableiter f r den Dauer betrieb etliches zu gro aber wenn er weniger leistete m sste der Kondensatstutzen gr er gemacht werden um ein ber laufen w hrend der Zeit bis und damit Wasserschl ge usw zu verhindern dann w rde der Stutzen st rend gro Vor allem aber Es gibt kaum einen Ableiter kleinerer Leistung Wenn man n mlich f r verschiedene Betriebsdr cke den durchschnittlichen Kondensatanfall w hrend der Aufheizzeit berechnet und aus den Ger teprospekten auch verschiedener Hersteller nach der genannten Regel einen Ableiter aussucht dann landet man im allgemeinen bei der kleinsten Gr e des jeweiligen Typs Wir k nnen unsere Re gel also erfreulich einfach fassen Zur Dampfleitungsentw sserung gen gt im allgemeinen der kleinste Kondensatableiter eines Typs wenn ein Kondensat stutzen von etwa 50 cm L nge in der
271. hrleitung Des halb ist es besser den Rohrboden gerade durchgehen zu las sen und nur die Oberseite entsprechend einzuziehen also exzentrisch zu reduzieren Reduzierungen kurz vor oder nach Regelventilen k nnen zentrisch ausgef hrt werden da in der Rohrleitung turbulen te Str mung herrscht und die Druckreduzierung durch das Regelventil eine leichte berhitzung verursacht siehe Kap 6 8 Unabh ngig davon ist eine gute Entw sserung nat rlich hilfreich 4 9 Die Kondensatableitung aus Dampfleitungen Welche Anforderungen stellt die Leitungsentw sserung an den Ableiter Wie gezeigt wurde muss fr hzeitiger Ver schlei der Anlage durch Erosion und Besch digung durch Wasserschlag verhindert werden indem f r rasche Entfer nung des Kondensats aus den Dampfleitungen gesorgt wird In den Dampfleitungen ist das Kondensat aber in so engem Kontakt mit dem Dampf dass das Kondensat praktisch im mer nahezu Siedetemperatur besitzt Werden thermische Kondensatableiter wie z B der Bime tall Kondensatableiter f r die Entw sserung von Leitungen verwendet ist auf die richtige Ausf hrung der Entw sserung Kapitel 4 Dampfleitung besonderen Wert zu legen Der Bimetall Kondensatableiter staut das Kondensat insbesondere auch bei Schwankungen des Gegendrucks an die in l ngeren Kondensatleitungen mit Verzweigungen h ufig sind er sollte nur bei ausreichend sro em Kondensatsammelraum vorgesehen werden Thermi
272. ht wenn in der K che im Teekes sel das Wasser zu kochen beginnt Dampf tritt aus der T lle und wenn der Deckel nicht fest sitzt springt er auf und ab Was hat sich im Kessel zwischen dem Einf llen des kalten Wassers und dem Entweichen des Dampfes aus der T lle ab gespielt Im gleichen Augenblick in dem der Kessel mit dem kalten Wasser auf das Feuer oder den Brenner gebracht wurde hat die W rme begonnen sich einen Weg durch das Metall des Kessels in das Wasser hinein zu verschaffen Die st ndige W rmezufuhr hat das Wasser immer w rmer werden lassen bis es schlie lich zu kochen begann Sobald das Kochen einsetzte hatte das Wasser einen Zustand erreicht in dem es weitere W rme nicht mehr ohne Ver n derungen aufnehmen konnte Da der Kessel sich jedoch noch auf dem Feuer bzw auf dem Brenner befand gelangte auch weiterhin W rme an das Wasser Was geschah Eine nderung bahnte sich im Wasser an Die bersch ssige W rme die sich Zutritt zum Wasser verschaffte verwandelte einen Teil des Wassers in Wasserdampf Der entweichende Wasserdampf f hrte die bersch ssige W rme ab Solcher Wasserdampf ist gemeint wenn im folgenden wie in der Pra xis kurz von Dampf gesprochen wird Lie en wir den Kessel auf dem Feuer stehen so w rde im mer mehr Wasser durch die einstr mende W rme verdampft werden bis schlie lich das gesamte Wasser in Dampf ver wandelt w re Anschlie end brennt der Topf durch
273. ht steht Im allgemei nen ist dann das Typenschild ohne Verrenkungen zu lesen Nat rlich kommt es nicht auf das Typenschild an sondern darauf dass die Ventilspindel senkrecht steht weil dann der Verschlei am geringsten ist Eine waagerecht liegende Spindel reibt n mlich an der Unterseite st rker als an der Oberseite die Abnutzung ist deshalb st rker und noch dazu einseitig Diese Forderung l sst sich notfalls auch bei senk recht verlaufender Leitung erf llen de 1 Normale Anordnung Hauptstrang und Bypass auf gleicher Ebene so nicht Alternative Bei den Kondensatableitern muss nat rlich ebenfalls un bedingt die vorgeschriebene Durchflussrichtung und Ein baulage beachtet werden Die thermischen Kapsel Konden satableiter Bimetallableiter und der thermodynamische Kondensatableiter k nnen beliebig eingebaut werden waa gerecht senkrecht schr g ber Kopf Doch ist aus den oben genannten Gr nden auch bei diesen Ger ten die Lebensdau er am gr ten wenn sie in nahezu waagerechter Rohrleitung mit der Oberseite nach oben arbeiten Nahezu waagerecht das hei t das f r die Entw sserung wichtige Gef lle der Lei tung sollte beibehalten werden 128 11 1 10 Die Anschlussarten Wie man Armaturen an Rohrleitungen anschlie t ist Ihnen bekannt Da aber eine gelegentliche kritische Betrachtung auch der vermeintlichen Selbstverst ndlichkeiten nicht scha det m chten wir die Anschlus
274. ich wenn der Dampfraum tote Ecken auf weist in die sich die Luft verkriechen k nnte Eine gut entl ftete Anlage kommt schneller auf ihre volle Leistung als ein schlecht entl ftetes System weil die Satt dampftemperatur im Dampfraum fr her erreicht wird Dies rechtfertigt den Einsatz getrennter Entl fter zumal die Kondensatableiter w hrend des Anfahrvorgangs durch den mehrfach h heren Kondensatanfall bei noch niedriger Druckdifferenz meist voll belastet sind Luft H Luft und Kondensat Luft und Kondensat Kondensat Entspanner arco 39 Kapitel 4 Damprfleitung Wird das Kondensat einem Sammler zugef hrt aus dem der Nachdampf zur weiteren Verwendung abgezogen wird dann sollte der Sammler nat rlich ebenfalls entl ftet werden um eine unn tige Vergiftung der mit dem Nachdampf beheiz ten Verbraucher mit Luft zu vermeiden In der Dampfleitung schiebt der Dampf die Luft vor sich her und es gibt kaum tote Ecken Deshalb ist hier das Ende der Leibung bzw die Enden von Entnahmeleitungen zweifellos der richtige Platz f r die Entl ftung Das gleiche Prinzip gilt aber auch f r die Entl ftung von W rmetauschern Entl fter werden dort angebracht wo die Dampfleitung zu Ende ist sowie an str mungsarmen Ecken in welche die Luft abgedr ngt wird Betrachten wir das an einigen schematischen Beispielen Luft wird vom Dampf nach oben geschoben Kondensat In d
275. ich das Kondensat im Vorw rmer und das l wird nur ungen gend erw rmt Man spricht deshalb von einem Dampfabschluss der Entw sserungseinrichtung Dass das Kondensat wirklich nur schwer in die dampfgef ll te Entw sserungsleitung eindringen kann werden Sie glau ben wenn Sie daran denken wie verh ltnism ig langsam Wasser aus einer Bier oder Weinflasche ausl uft wenn die Flasche mit der ffnung senkrecht nach unten gehalten wird die Flaschen ffnung hat sogar einen etwas gr eren Innen durchmesser als die Leitung DN 15 Erst nach einer gewissen Zeit wird das Dampfpolster teils zur ck in den Dampfraum gelangen teils durch Konden sation verschwunden sein und der Ableiter voll ffnen um das Kondensat auszuschleusen Inzwischen flo aber zu kal tes l aus dem Vorw rmer Ist der Kondensatstau im Heiz rohr verschwunden dann dringt mit dem Kondensat wieder Dampf in die Entw sserungsleitung ein und nach kurzer Zeit wiederholt sich das Spiel Ergebnis Die ltemperatur schwankt Da Sie nun die Ursache der Schwierigkeit kennen wird Ih nen die Beseitigung sicher nicht schwerfallen Man muss da f r sorgen dass das Kondensat ungehindert zum Kondensat ableiter flie t und dass Dampf aus der Entw sserungsleitung zur ck in den Dampfraum kann Die Entw sserungsleitung muss deshalb verk rzt und vergr ert werden etwa so wie es das folgende Bild zeigt SPIr arco 125 Kapitel 11 Planung Bau Inbet
276. icher Weise aufgebaut nur sind im Durchflussdiagramm verschiedene Unterk hlungstempera turen t unter Siedetemperatur angegeben weil bei diesem Ableitersystem der Durchfluss stark von diesem t abh ngt Das Datenblatt f r den thermodynamischen Kondensatab leiter weist keine Besonderheiten auf Das Durchflussdia gramm gilt f r Siedekondensat Grunds tzlich ist f r die Kondensatdurchflussangaben sorg f ltig zu pr fen ob es sich um Hei kondensat mit einer an gegebenen Unterk hlung t Siedekondensat d h Kondensat von ann hernd Sattdampftemperatur oder etwa dem Kalt kondensatdurchfluss Kaltwasser mit einer Temperatur von 20 C handelt Der Siedekondensatdurchfluss betr gt n m lich nur etwa LC des Kaltwasserdurchflusses Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen 7 5 Unvermeidliche Ersch tterungen Da alle Kondensatableiter mechanisch bewegte Teile besit zen sollten Ersch tterungen nach M glichkeit vermieden werden L sst sich das nicht einrichten wie z B auf Schif fen oder an Eisenbahnwagen dann muss ein Ableitertyp ge w hlt werden der f r diese Betriebsbedingungen besonders geeignet ist Das sind als erste Wahl die robusten thermo dynamischen Ableiter Weiterhin kommen als zweite Wahl der thermische Kapsel und der Bimetallableiter infrage Kugelschwimmerableiter sind unter solchen Umst nden weniger geeignet weil dauernde Ersch tterungen zu fr he rem Verschlei der Mechanik f hren und auch w
277. ichts anderes als Rost und zeigt deutlich an dass in der Anlage an einer Stelle Eisen aufgel st und abge tragen wird dort also fehlt und an einer anderen Stelle abge lagert wird und dort vielleicht den W rme bergang oder eine Ger tefunktion behindert Kommt die Dampf Kondensat Anlage mit aggressiven Che mikalien in Ber hrung dann sollte man das zur ckflie ende Kondensat auch chemisch berwachen um sofort erkennen zu k nnen wenn Chemikalien durch Undichtheiten in das Leitungsnetz der Dampf Kondensat Anlage eindringen Die se Gefahr besteht vor allem dann wenn bei der Au erbetrieb nahme der Anlage ein Unterdruck im Dampfraum auftritt Dar ber hinaus wird man bei Reparaturen Erweiterungen oder Umbauten die eingebauten Armaturen und Leitungen genau auf Anfressungen und Ablagerungen pr fen Hier wie stets im Leben ist aber Vorsicht besser als Nach sicht Vorsorge besser als Reue Dabei ist Vorsicht nicht mit ngstlichkeit gleichzusetzen sondern eben mit Vor Sicht mit kluger Vorausschau die Anlagen von vornherein so er stellt dass sie sp ter m glichst keinen rger bringen Das Kesselspeisewasser muss einwandfrei aufbereitet sein und entgast werden Dabei ist es aber keineswegs mit dem blo en Vorhandensein geeigneter Vorrichtungen getan die genau den Vorschriften entsprechende Betriebsweise ist mindestens ebenso wichtig Da es sich um den Zusatz oder die Entfernung kleinster Stoffmengen handelt erscheint h
278. ie t als zuvor Erst wenn das Ventil schon fast geschlossen ist wird der Druck abfall am Ventilsitz so gro dass merklich weniger durch das Ventil flie t Diese Erscheinung k nnen Sie an fast jedem Heizk rperven til beobachten Um die W rmeabgabe des Heizk rpers zu drosseln m ssen Sie das Ventil immer weiter zudrehen bis schlie lich der ganze Heizk rper kalt wird drehen Sie das Ventil aber nur wenig wieder auf dann ist schon fast wieder die volle Heizleistung da Ein Regelventil aber dessen Spindel von der ffnungsstel lung erst 80 bis 90 des m glichen Hubs zur cklegen muss bis sich der Durchfluss merklich ver ndert ergibt eine sehr schlechte Regelung weil sich die gew nschte Temperatur oder der ben tigte Druck inzwischen unzul ssig ver ndert hat Anders sieht es aus wenn von vornherein auch bei voller ff nung des Regelventils am Ventilsitz ein Druckabfall vorhan den ist der von der Gesamtanlage betrachtet merklich ist d h nicht unter etwa 10 bis 20 des Druckabfalls in der ge samten Rohrleitung liegt Unter diesen Umst nden bewirkt auch schon eine kleine Ver nderung der Durchfluss ffnung im Ventil eine Ver nderung der Durchflussmenge Ein rich tig bemessenes Regelventil regelt also besser als ein zu gro Bes au erdem ist es sogar billiger Erstaunlicherweise neigt ein zu gro es Regelventil sogar dazu schneller abgenutzt zu werden Vielleicht kennen Sie selbst F lle wo Temperatur
279. iel einer Entgasungsanlage Alternotiv Entgasungsanlage Absperrventil Schmutzf nger Trockner Manometergarnitur Absperrventil SE 0 7 8 oder Pos 10 7 Schutzf nger 8 Pr fkammer 9 Kondensotokleiter 10 Schauglas 11 R ckschlagventil 12 Absperrventil 18 13 Druckregler 19 R ckschlagventil 1 Ausgleichsgef Nadelventil Absperrventil Temperaturregelventil Temperaturregler 20 Kugelhahn 21 Schmutzf nger Magnetventil 23 Wasserstand 24 Manometergarnitur 30 Thermometer berlaufregler Absperrventil Absperrventil Absperrventil Sicherheitsventil 31 R ckschlagventil N1 Niveausonde Niveauschalter 107 arco Kapitel 9 Kondensatwirtschaft Einige Erfahrungswerte f r Kreiselpumpen sind in der fol senden Tabelle angegeben p Druck im Sattdampf Sammel 1 druck gef bar t max bis 80 90 100 Wasser 70 temperatur temperatur h Mindest 0 0 2 1 3 3 6 gt 3 6 nach Zulaufh he Pumpe und geod tische Betriebs H he m daten Unter Umst nden kann die n tige Zulaufh he herabgesetzt werden wenn man zwei Pumpen hintereinander schaltet eine Vorpumpe die eine geringe Zulaufh he erfordert lie fert lediglich den n tigen Zulaufdruck f r die nachfolgende Kesselspeisepumpe Diese naturbedingte h here Anordnung des Speisewasser beh lters hat allerdin
280. iel war es wichtig dass rechtzeitig die Leitung nach dem Ableiter aufgetrennt wurde um frei von allen Vermutungen feststellen zu k nnen ob der Fehler vor oder nach der Einm ndung der Entw sserungsleitung in das Kondensatnetz liegt Ohne solche systematische Untertei lung des Fehlerbereichs kann man sich bei der Fehlersuche stundenlang vergeblich im Kreise drehen arco 131 Anhang 1 Fachbegriffe A1 Fachbegriffe Absaufen Absoluter Druck Aktiver Kondensatableiter Anlauf Anfahrvorgang Atmosph rendruck Dampf Dampfdruck Dampferzeuger Dampfleitung Dampfseitige Regelung Dampftafel Dampftemperatur Dampftrockner Dampfvolumen Druck p Druckreduzierung Drucktafel des Dampfes Enthalpie h Entl ftung Erosion Feuchter Dampf 132 we co G nzliches oder teilweises Zur ckstauen von Kondensat in den W rmetauscher verursacht durch fehlenden Differenzdruck zwischen Dampfraum und Kondensatnetz Druck der im leeren Raum ohne Atmosph re oder Gas oder Luft herrscht alle Druckanga ben ohne Zusatzangabe sind per Definition vom absoluten Druck ausgehend Druckangaben vom Atmosph rendruck ausgehend werden als berdruck z B bezeichnet Kondensatableiter mit integrierter Pumpe zur Kondensatableitung unter Vakuumbedingungen oder Bedingungen bei denen der Differenzdruck zur Kondensatableitung nicht ausreicht Betriebsbedingungen von der Inbetriebnahme einer Dampfanlage oder sonstigen Appa
281. ier Kleinlichkeit ausnahmsweise gerechtfertigt Nicht selten ist namlich eine falsche oder falsch betriebene Wasseraufbe reitung die Ursache von schwerwiegenden Korrosionssch den Wo dieser Verdacht besteht ist es am billigsten den besten erreichbaren Fachmann zu Rate zu ziehen Durch sorgf ltige Wasseraufbereitung wird die laufende Zufuhr sch dlicher Stoffe unterbunden oder wenigstens auf ein unsch dliches Ma herabgedr ckt Luft wird sich den noch mindestens zeitweise in der Anlage breitmachen wie in Kapitel 4 erl utert wurde Der Sauerstoff dieser Luft f hrt aber zusammen mit dem stets vorhandenen Wasser und mit Kohlendioxid zur Korrosion Deshalb ist auch zur Reduzie rung der Korrosion eine gute Entl ftung der Dampf Konden sat Anlage wichtig Da Sauerstoff und Wasser ihr b ses Spiel am besten in der N he des Wasserspiegels betreiben k nnen wird man Kon densatstau in den W rmetauscher hinein wenn irgend m g lich vermeiden oder entsprechende Vorkehrungen treffen Das gilt sowohl f r die Betriebszeiten als auch f r die Still standzeiten der Anlage Unverz gerte Kondensatableitung w hrend des Betriebs und restlose Entw sserung nach Au Berbetriebnahme sind f r die Lebensdauer der W rmetau scher also wichtig Im Prinzip w re auch eine wassergef llte luftfreie Anlage korrosionssicher wie viele Warmwasserhei zungen beweisen Die v llige Luftfreiheit ist in der Dampfan lage jedoch nicht gew hrleiste
282. ifferenzdruck nicht gro genug so f llt immer mehr Kondensat an und der Schwimmer des Ableiters hebt sich weiter 1a An der Obergrenze dieser Hubbewegung schaltet der integrierte Edelstahlfedermechanismus um Das Entl ftungsventil schlie t 1b und das Dampfventil ffnet Der eintretende Dampf dr ckt das Kondensat jetzt in die Kondensatleitung 2 Die integrierte R ckschlagklappe im Pumpkondensatableiter verhindert dass der Arbeitsdampf ins eigentliche Dampfsystem zur ckgedr ckt wird 1b Entl ftungsventil schliesst Dampfventil ffnet 2 Dampf dr ckt Kondensat weg 3 Entl ftungsventil baut Druck ab Nach dem Pumpvorgang ffnet wieder das Entl ftungsven til 3 der Druck im Pumpkondensatableiter wird abgebaut und neues Kondensat kann aus dem Dampfsystem nachflie Den Der Pumpkondensatableiter arbeitet also intermittie rend Bei der Auslegung der Leistungsdaten ist dies zu be r cksichtigen und vor allem die Kondensatleitung nach dem Pumpkondensatableiter entsprechend gro auszulegen Auch die Zulaufleitung zum Pumpkondensatableiter sollte so gro ausgelegt werden dass w hrend des Pumpvorganges bei dem ja kein Kondensat vom W rmetauscher in den Kon densatableiter nachflie en kann gen gend Anstauraum zur Verf gung steht Die wesentlichen Elemente bei der Installation eines Pump kondensatableiters f r den Vakuumbetrieb sind 1 Ausreichend dimensionierte Zuleitung zum Pumpkonden sa
283. imal nach der Inbetriebnahme zu reinigen sp ter wird eine Reinigung nur in gro en Ab st nden n tig sein weil der Schmutzsammelraum f r den geringen Schmutzanfall sp terer Jahre verh ltnism ig gro ist gr ndliche Reinigung bei der Inbetriebnahme und ein wandfreie Wasseraufbereitung vorausgesetzt dann sollte der Schmutzf nger mit einer Ausblasevorrichtung versehen werden Nat rlich sollte der Schmutzf nger so montiert werden dass er sp ter auch tats chlich gereinigt werden kann Dazu ge h rt Zug nglichkeit und gen gend Platz unterhalb der Lei tung um das Sieb nach unten herausnehmen zu k nnen Ist dieser Platz nicht vorhanden dann kann der Schmutzf nger auch mit seitw rts liegendem Siebkorb montiert werden was bei Dampf sowieso vorzuziehen ist vor allem bei den gr Nennweiten Nur oben darf der Siebkorb nicht liegen weil sonst beim Herausnehmen des Siebs der Schmutz in die Leitung zur ckfallen w rde Kapitel 11 Planung Bau Inbetriebnahme Wartung Fehlersuche Gen gend Raum zum Herausnehmen des Siebes lassen Durchflussrichtung beachten Der Schmutzf nger ist so zu montieren dass der Sieb haltestopfen richtig liegt seitlich bei Dampfanlagen vorzuziehen oder unten aber nicht oben Bei der Montage von Schmutzf ngern ist die vorgeschrie bene Durchflussrichtung einzuhalten Beim Einsetzen des Siebs m ssen die Ober und die Unterkante des Siebs und die entspreche
284. in dass sie ca bis 1 der st ndlich anfallenden Kondensatmenge aufnehmen k nnen Zwei au enliegen de Pumpen mit automatischem Umschaltger t f rdern das Kondensat entweder auf Anforderung berf llung beach ten oder nach eigenem F llstand zur ck in den Speisewas serbeh lter im Kesselhaus Entl ftung rt Steuerschrank f r Kondensatzulauf Niveaumessung und Pumpenumschaltung berlauf 1 oder 2 Kondensatpumpen Kondensatbeh lter arco 109 Kapitel 10 Regelsysteme in Dampfanlagen 10 Regelsysteme in Dampfanlagen Wesentlichen Einfluss auf die Funktion von dampfbetriebe nen Apparaten hat die Regelungstechnik Die folgenden drei Regelaufgaben sind wesentlich f r Dampf und Kondensat systeme und daher Bestandteil dieses Buches Die Funktion wurde bewusst vereinfacht dargestellt reicht jedoch f r den blichen Gebrauch v llig aus Die Druckreduzierung Die dampfseitige Temperaturregelung von W rme tauschern Die kondensatseitige Temperaturregelung von W rme tauschern Weitere Regelaufgaben und ihre praxisgerechte Ausf hrung k nnen Sie dem Spirax Sarco Buch Grundlagen der Rege lungstechnik anhand von Beispielen aus der Praxis entneh men zum Beispiel Niveausteuerung und Regelung von Kondensatr ckspeiseanlagen Regelung von Reindampferzeugern Regelung von thermischen Entgasern Beheizung von Fl ssigkeitsbeh ltern Mengenregelu
285. in der Kondensatleitung Wird die Kondensatleitung nach den Vorschl gen der folgenden Kapitel ausgelegt dann betr gt dieser Zuschlag je nach Leitungsl nge null bis einige Zehn tel Atmosph ren Bei zu kleiner Kondensatleitung oder bei ung nstiger Leitungsf hrung kann der Gegendruck dagegen berraschend hoch werden und solche berraschung ist unangenehm 8 3 Das Kondensatnetz Wie sieht also das Kondensatnetz in der Praxis prinzipiell aus M glichst alles Kondensat wird gesammelt und zum Kesselhaus zur ckgef hrt Besonders wirtschaftliche L sun gen ergeben sich wenn Kondensat aus h heren Druckstufen in ein Niederdrucksystem eingespeist wird wo die Nachver dampfung ausgenutzt wird Zuletzt lauft das Kondensat durch Schwerkraft in den bel fteten Kesselspeisewasserbeh lter so dass das Kondensatnetz bei Au erbetriebnahme leerl uft Vom Kesselspeisewassergef wird es ber die Speisepumpe wieder in den Kessel gedr ckt Von Einzelheiten wie etwa den grunds tzlich erforderlichen Sicherheitsventilen oder der Speisewasseraufbereitung ist in diesen Prinzipskizzen ebenso abgesehen wie von den Besonderheiten gro r umi ger Anlagen H 4 lt Speisewasserbeh lter Kondensat entspanner H ufig liegt das Kesselspeisewasser Gef oberhalb der Kon densatsammelleitung so dass ein Leerlaufen der Leitung durch Schwerkraft nicht m glich ist Dann sieht man am Lei tungsende ein kleines entl ftetes Sammelgef
286. ird Mit der kondensatseitigen Regelung l sst sich auch die Nach dampfbildung im Kondensatnetz vermindern Bei zu klein dimensionierten bestehenden Netzen durchaus ein wichti ges Argument f r diese Regelungsart 10 4 Die Bemessung von Regelventilen Dass die Minderdruckleitung mitunter sehr viel gr er sein muss als die Vordruckleitung wurde schon gesagt Bei rich tiger Auslegung ist h ufig aber auch die Vordruckleitung sr er als das Regelventil Der Grund ist kaum bekannt Re selfachleute nat rlich ausgenommen und doch so leicht ein zusehen Ob ein Ventil Druck Durchfluss Mischverh ltnis oder Temperatur regeln soll stets bewirkt es das gew nschte Ergebnis indem es mehr oder weniger Stoff durch das Ven til str men l sst Die Durchflussmenge wird aber nur dann merklich kleiner wenn man den Durchflusswiderstand merklich erh ht und umgekehrt Nun hat aber ein Stellventil meist einen Ventilsitz von etwa gleichem Querschnitt wie die Anschluss ffnung sonst ist das Geh use im Verh ltnis zum Regelorgan unn tig gro also unn tig teuer D h bei voller ffnung ist der Druckab fall am Ventilsitz kaum gr er als entlang einiger Zentimeter Rohrleitung des gleichen Querschnitts also verschwindend klein Wird die Durchfluss ffnung durch Bet tigung der Ventilspindel verkleinert dann steigt zwar der Druckabfall etwas der gr ere Druckabfall bewirkt aber eine schnellere Str mung so dass kaum weniger durchfl
287. ist dass er dem Reduzierven til Konkurrenz macht Das Manometer f r den Minderdruck wird am besten dort montiert wo die Steuerleitung an die Minderdruckleitung angeschlossen ist Leider wird bei Regelungen immer wieder der Fehler gemacht dass die Kontrollger te in einiger Ent fernung vor den Regelf hlern angebracht werden die still schweigende Annahme dass an beiden Stellen der gleiche Zustand herrsche ist aber selten erf llt Durch Str mungs 113 Kapitel 10 Regelsysteme in Dampfanlagen geschwindigkeit Wirbelbildung und andere Einfl sse sind die Dr cke an verschiedenen Stellen einer Rohrleitung ver schieden gro solange der Dampf str mt Von der Regelung zu verlangen dass sie den Druck am Beobachtungsmano meter konstant h lt wenn die Steuerleitung anderswo ange schlossen wird w re also h chst unfair und unfair wollen wir doch nicht sein Dampfdruckminderer mit Membranen werden nach M g lichkeit so in die Leitung eingebaut dass die Hauptmembra ne unten liegt Dann sammelt sich dort Kondensat k hlt sich ab und sch tzt so die Membran vor hohen Dauertemperatu ren der Dampftemperatur Schlie lich muss auch bei der Installation schon an die War tung gedacht werden Wo die Dampfleitung bei einer St rung und das kann schon ein Schmutzf nger sein der gl nzend funktioniert und deshalb verstopft ist nicht abgestellt werden darf da geh ren vor und hinter das Regelventil je ei
288. ist keine Fremdenergie wie Elektrizit t oder Druckluft n tig Das gezeigte Schema ist die Druckregelung durch einen Reg ler mit Hilfsenergie der ein Stellventil bet tigt Eine grunds tzliche Warnung wollen wir bez glich der Druckregelung mit einem elektrisch angetriebenen Ventil aussprechen auch wenn die elektrischen Stellantriebe in den letzten Jahren immer besser und robuster geworden sind ist die Druckregelung trotzdem normalerweise eine schnelle Regelung Das Regelventil muss st ndig nachstellen oft in sekundenkurzen Zyklen Die Antriebe der Regelventile sind entsprechend belastet und es ist nur eine Frage der Zeit bis die Getriebe der elektrischen Antriebe mechanisch zerst rt werden Stellen Sie sich vor ein Pkw m sste st ndig vom Vorw rts in den R ckw rtsgang schalten Die dynamischen Belastungen w rden die Zahnr der auf Dauer berbeanspru chen elektrisch pneumatisch Elektrisch angetriebene Ventile finden ihren Einsatz in Zu und Ablaufregelungen bei der Temperaturregelung langsa mer Prozesse und bei der kondensatseitigen Regelungvon W rmetauschern Verwenden Sie f r die Druckregelung daher in aller Regel pneumatisch angetriebene Stellventile Soll die Ansteuerung elektrisch z B durch eine elektronischen Regler oder ein Prozessleitsystem erfolgen wird eine elektro pneumatischer Stellungsregler eingesetzt 10 1 4 Die Druckminderstation Wieder m chten wir Sie darauf hinweisen dass das
289. itendem Ableiter stellt sich in der Pr fkammer ein Wasserstand ein denn die geringe Dampf menge kann durch die Bohrung str men Die Sonde ist da bei mit Kondensat d h Wasser in Ber hrung Wenn der Kondensatableiter jedoch Frischdampf durchl sst z B weil Schmutz das Ablassventil am Schlie en hindert oder ir gendein Defekt vorliegt dann muss dieser Dampf unter der Trennwand der Pr fkammer hindurchstr men In diesem Falle steht die Sonde mit Dampf in Kontakt Die ber das Sondenkabel im elektronischen Pr fger t gemessenen Wi derst nde sind stark unterschiedlich bei Wasser oder Dampf bei ordnungsgem em Betrieb Sonde im Wasser gering was zum Leuchten der gr nen Diode am Pr fger t f hrt und beim Dampfdurchblasen Sonde im Dampf gro was die rote Diode aufleuchten l sst Das Pr fen von Kondensatab leitern ist so auch f r den Nichtfachmann sehr einfach Bei blockierendem Kondensatableiter k hlt das Kondensat in der Pr fkammer immer weiter ab die integrierte Tempe raturmessung zeigt Alarm spira arco 81 Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen Besonders komfortabel sind die modernsten Kondensatab leiter die mit einer integrierten Pr fsonde ausger stet sind Die Pr feinrichtung SPIRA tec besteht aus folgenden Tei len dem Pr fger t mit Sondenkabel der Pr fkammer mit Sonde Das Handpr fger t selbst ist mit einer Eigenpr fung aus gestattet damit vor dem eigen
290. itungen unerw hnt oder werden nur am Rande gestreift weil diese Ausf hrungen lediglich als Erg nzung der sonstigen Fachli teratur gedacht sind sie k nnen Ausbildung und Berufser fahrung in der Montage von Dampfleitungen nicht ersetzen F r den Fachmann soll der Nutzen darin bestehen dass Er fahrungen der Betriebspraxis weitergegeben werden die in den Handb chern oder im Studium zu kurz kommen oder unerw hnt bleiben f r den mehr am Rande Interessierten z B den verantwortlichen Eink ufer soll die Auswahl und die Erkl rung das Verstehen erleichtern F r beide Personen gruppen gilt Die Praxis ist so vielseitig dass das Heil nicht in den Rezepten liegen kann sondern nur im Verst ndnis der Zusammenh nge 4 1 Rohrwerkstoff und Nenndruck F r Dampf und Kondensatleitungen kommen haupts ch lich nahtlose Rohre nach DIN 1629 in Frage Die allgemeinen Verwendungshinweise dieser Norm k nnen Sie dem beilie genden Auszug entnehmen Welches Material und welche Wanddicke im Einzelfall einzusetzen sind das muss jeweils anhand der auftretenden Dr cke und Temperaturen errech net bzw den Berechnungsunterlagen des Herstellers ent nommen werden Um eine Unzahl von zul ssigen Betriebs berdr cken zu vermeiden wurden die in der Praxis vorkommenden Dr cke in wenige Druckbereiche eingeteilt deren jeweiliger H chst wert den Bereich kennzeichnet und Nenndruck genannt wird abgek rzt PN Die fr here Bezeichnung
291. izfl che teilweise unter Was ser Schlimmer noch ffnet der Ableiter dann wird durch die entstehende Str mung auch Dampf mitgerissen der das Schlie en des Ableiters bewirkt noch ehe alles Kondensat abgeleitet ist Diese Erscheinung tritt in hnlicher Weise auch bei Kap sel und thermodynamischen Kondensatableitern auf Da s mtliche thermischen Ableiter eine gewisse Kondensatun terk hlung ben tigen ehe sie ffnen ist der Kondensatstau bei diesen Ableitern am gr ten statt Dampf und Kondensat kann hier hei eres und k lteres Kondensat gleichzeitig am Ableiter stehen Gl cklicherweise l sst sich diese Fehlerursache leicht ver meiden nur dran denken muss man halt Man schlie t den Ableiter ber eine Abkr pfung an den Dampfraum an Wenn die Zuleitung zum Ableiter etwas l nger ist gen gt statt der Abkr pfung ein Gef lle zum Ableiter hin Nun sammelt sich das Kondensat vor dem Ableiter und verhindert dass gleich zeitig Dampf zustr mt und die Arbeitsweise des Ableiters st rt Kugelschwimmerableiter sind gegen Horizontalitis weitge hend immun weil diese Ableiter ja von der H he des Kon densatspiegels gesteuert werden dieser liegt aber tiefer als die Zulaufleitung vgl die Bilder in Kapitel 7 3 1 Die oben vorgeschlagene Abkr pfung befindet sich bei den Kugel schwimmerableitern sozusagen innerhalb des Ableiters da f r ist das Geh use entsprechend gro Kapitel 7 Entw sserung von Dampf
292. k bei D und es wird so gleichzeitig auch die f r die Durchstr mung der Schlange II verf gbare Druckdifferenz verringert Die Leistung der Schlange II wird also in diesem Beispiel durch die Schlange I ung nstig beeinflusst Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen Diesen Einfluss kann man noch verringern wenn man die einzelnen Heizschlangen verk rzt Aber Wesentliches hat sich dadurch nicht ge ndert Bitte glauben Sie nicht dass Sie das nichts angehe weil Sie vielleicht nie eine gr ere Tankbeheizung planen oder bau en m ssen Die gleichen Schwierigkeiten treten n mlich u a in Sperrholzfabriken Vulkanisierbetrieben W schereien Chemischen Werken kurz berall da auf wo versucht wird mehrere W rmetauscher ber einen gemeinsamen Konden satableiter zu entw ssern Zeichnen wir n mlich anstelle der Heizrohre der Abbildungen die Heizplatten einer Etagen presse oder die B gelpressen einer Kleiderfabrik dann ist die Wesensgleichheit mit der Tankbeheizung offensichtlich und Sie verstehen jetzt warum solche sogenannten Sammelent w sserungen meist zu Betriebsschwierigkeiten f hren Dampf Dampf u 00090 G nstig Jede Presse gut entw ssert Ung nstig Einzelne Pressen saufen ab Bei der Etagenpresse ist zwar anzunehmen dass die einzel nen Heizplatten gleich belastet sind und demzufolge gleichen Kondensatanfall und gleiche Druckverh ltnisse aufweisen
293. k gebr uchli chen Bauarten ber cksichtigt werden Gro raumwasserkessel Schnelldampferzeuger Reindampferzeuger Elektrisch beheizte Dampferzeuger W rmetr ger Erhitzer 3 1 Allgemeines Moderne Dampfkessel erlauben heute einen problemlosen Betrieb dank ausgereifter Berechnungs und Fertigungsver fahren und dank eines hohen Sicherheitsstandards f r die Ausr stung Kesselexplosionen aufgrund von Wasserman gel oder Verpuffungen wegen ungen gender Vorl ftung des Flammrohres k nnen praktisch ausgeschlossen werden 500 EN 4 IS A di 7 KSE D 400 9 d 300 LU LO 200 100 10 20 30 WASSERINHALT DES KESSELS t Trotzdem bed rfen Dampfkessel einer sorgf ltigen Pflege und Wartung Hier k nnen menschliche Fehler oder Nach l ssigkeiten zu einem meist verkannten Risiko werden ein Dampfkessel kann ein schlafende Bombe sein Die obenste hende Abbildung soll dies verdeutlichen Aufgetragen auf der Abzisse ist der Wasserinhalt eines Dampfkessels auf der Ordinate die quivalente Menge Sprengstoff SEMTEX Pa rameter der einzelnen Kurven ist der Kesseldruck Als Bei spiel sei ein Kessel mit einer Leistung von 5 t h Dampf bei einem Druck von 10 bar angenommen Der Wasserinhalt eines Gro wasserraumkessels betr gt dann ca 8t Wie dem Diagramm zu entnehmen ist entspricht dieser Wasserinhalt unter Siedebedingungen einer Sprengkraft von 200 kg SEM TEX Dies ist in etwa die Menge mit der 1992 der erste An
294. ko und der SPir arco 57 Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen Bedienungsaufwand machen die Handbet tigung viel teurer als eine selbstt tige Einrichtung Die automatische Entl ftung von Kondensatableitern wird durch Einbau oder Anbau besonderer Entl ftungselemen te erreicht oder dadurch dass der Ableiter aufgrund seines Konstruktionsprinzips in der Lage ist mit dem Kondensat auch Luft abzuf hren Am h ufigsten werden heute thermische Kapselelemente als Entl ftungselemente eingesetzt Dieses Funktionselement ist genau das gleiche wie das Hauptelement eines thermi schen Kapsel Kondensatableiters Kap 7 3 2 2A Aus die sem Grund sind thermische Kapsel Kondensatableiter auch die Ableiter mit der besten Entl ftungseigenschaft Thermische Kapseln werden auch in Kugelschwimmer Kon densatableiter eingebaut da diese ansonsten keine Entl f tungseigenschaft h tten Als separates Element erh hen die Entl ftungskaseln sogar noch die Ableiterleistung ber die in den jeweiligen Diagrammen angegeben Werte hinaus Alternativ und immer noch h ufig eingesetzt werden auch Bi metallelemente wobei sie vor allem im Dauerbetrieb nicht ganz so effizient sind wird die thermische Kapsel Demzufol ge verf gen auch Bimetall Kondensatableiter ber annehm bare Entl ftungseigenschaften vor allem im Anfahrzustand Der thermodynamische Kondensatableiter entl ftet nicht so gut wobei ein besonderer Ventilteller mit Entl f
295. kseite EINSTUFUNG NACH DRUCKGER TERICHTLINIE 97 23 EG Anwendung nur f r Wasserdampf dessen Kondensat und Inertgase Vor Beginn jeder Wartungsarbeit darauf achten dass Zu und Abfluss abgesperrt Fluide der Gruppe 2 sind und das Ger t drucklos und abgek hlt ist Das Geh use kann w hrend der Kategorie CE Kennzeichnung Wartungsarbeiten in der Leitung bleiben 28 ee Art 3 Abs 3 gute Ingenieurpraxis Stets alle Dichtfl chen sorgf ltig s ubern und beim Zusammenbau nur neue CE Kennzeichnung nicht zul ssig Dichtungen verwenden DN 40 50 Me AEE mit CE Kennzeichnung und Konformit tserkl rung Austausch Hauptventil bei DN 15 25 9 Drehstift 15 und Schwimmer mit Hebel 10 entfernen Ventilsitz 5 und Schraube 14 herausschrauben Halteplatte 12 entfernen Neue Teile in umgekehrter Reihenfolge montieren Vor Anziehen der Schraube 14 und des Sitzes 5 sicherstellen dass der Sitz 5 zentrisch auf der Halteplatte 12 sitzt Schwimmer mit Hebel 10 montieren sicherstellen dass Ventilkugel 6 und Feder 13 richtig positioniert sind Der gr ere Durchmesser der konischen Feder 13 muss zum Schwimmer 10 zeigen Neuen Drehstift 15 einstecken und pr fen ob der Schwimmer sich in vertikaler Richtung frei bewegen l sst Austausch Hauptventil bei DN 40 50 4 Schrauben 16 l sen und Hauptventil Satz 7 8 9 16 ers
296. kte Rost durch Erosion abgetragene Metallteil chen und unl sliche Salze werden durch Kiesfilter entfernt Bei h heren Dampfdr cken und gr eren Dampfkesseln werden h here Anspr che an das Speisewasser gestellt ent sprechend den Technischen Regeln f r Dampfkessel TRD 611 Siehe auch Hinweise Kapitel 3 8 Tritt in einzelnen F llen eine lbeimischung zum Konden sat auf so ist eine Reinigung mit Aktivkohlefiltern n tig Es sollte alles unternommen werden um Verunreinigungen des Kondensates durch l zu vermeiden denn die labschei dung ist schwierig und kostspielig andererseits kann l im Speisewasser unangenehme Kesselsch den verursachen F r den modernen Hochdruckkesselbetrieb muss das Spei sewasser noch erheblich reiner sein als das destillierte Was ser der Apotheke Hier ist das aus dem Werk zur ckkom mende Kondensat in jedem Fall aufzubereiten wenn man auf seine Zur cknahme nicht sogar ganz verzichtet und die Kondensatverwertung den dampfverbrauchenden Betrieben berl sst Die Betriebe sind dazu aber oft noch weniger in der Lage als das Kraftwerk so dass das Kondensat Wasser und W rme schlie lich unausgenutzt bleibt zum Schaden der Firma als Ganzes Werden ungew hnliche Kondensatverunreinigungen festge stellt dann ist es viel wichtiger die Ursachen dieser St run gen zu suchen und zu beseitigen als lediglich das Kondensat zu s ubern Kapitel 9 Kondensatwirtschaft 9 9 1 W rmever
297. l Spalte 3 zum jeweiligen Druck geh rende Temperatur hat Betrachten wir als Beispiel eine Mangelwalze die mit Satt dampf p 10 bar betrieben wird also mit Dampf von 184 C Sammelt sich in einer Ecke Luft dann gibt diese W rme ab co 41 Kapitel 4 Damprfleitung wie an anderen Stellen der Dampf da sie dabei aber nicht kondensiert kann kein Dampf nachstr men die an der Heizfl che liegende Luft kann deshalb W rmenachschub nur durch W rmeleitung durch die davor stehende Luft hindurch erhalten Da Luft die W rme aber sehr schlecht leitet kommt nicht gen gend W rme nach um die hohe Anfangstempe ratur der Luft aufrecht zu erhalten und die Luft k hlt sich an der Heizfl che ab die Heizfl che wird sich auf z B 115 C oder gar noch weniger abk hlen T 1 Oberfl che 115 C Dampf 10 bar 184 C Oberfl che 175 C 4 4 Diese f r den Betreiber der Maschine so ung nstige Ei genschaft der Luft wird anderseits ausgenutzt um die Luft und Luft Dampf Gemische zu entfernen Die in Kapitel 7 beschriebenen thermischen Kondensatableiter Schnellent leerer thermische Kapsel und Bimetall Kondensatableiter ffnen wenn die Temperatur um einen bestimmten Betrag unter die jeweilige Sattdampftemperatur f llt oder wenn eine bestimmte Temperatur unterschritten wird Deshalb lassen sich diese Ger te ohne jede nderung als automatische Ent l fter verwenden Entl fter nach
298. l che kleiner die restliche Heizfl che wird vom Kondensat beheizt das seine Sache viel schlechter macht als der Dampf wie wir im vorhergehenden Abschnitt erfuhren Die Heizfl che ist jetzt gewisserma en geteilt Ein Teil bringt guten W rme bergang der andere Teil ist abgesoffen und tr gt nur un befriedigend zur Beheizung der Suppe bei Man sagt deshalb durch den Kondensatstau sei die wirksame Heizfl che klei IK le arco ner geworden Der Kochkessel im zweiten Bild braucht zur Erw rmung der Suppe l nger als der erste gezeigte Kessel Unsere fr here Behauptung dass sich das Kondensat im Heizmantel rasch abk hlt wollen wir anhand des folgenden Bildes und einiger Zahlen nochmals pr fen Diese Zeichnung stellt die Verh ltnisse im Dampfmantel un seres Kochkessels etwas deutlicher dar Das Kondensat hat im Augenblick des Entstehens die gleiche Temperatur wie der Dampf Da es durch die Heizfl che W rme an die kalte Suppe abgibt k hlt sich das Kondensat ab Der Dampf be r hrt aber nur an den Stellen A B und C das angesammelte Kondensat Dort kann der Dampf das Kondensat auf fast Siedetemperatur halten bei D wird die W rme vom Kon densat jedoch viel schneller an die Suppe abgegeben als sie wegen des l ngeren Weges von C nach D gelangt Bei D wird sich das Kondensat also st rker abk hlen Betrachten wir einmal die Zahlen Angenommen Dampf und Kondensat haben einen berdruck von 1 5 bar Der Dampf wi
299. l gi ge Berechnungen Genauere W rmeverlustrechnungen sind auszuf hren nach Diagrammen der W rmetechnischen Ar beitsmappe herausgegeben vom VDI Verlag Nach dem Diagramm l sst sich der W rmeverlust wie folgt berechnen W rmeverlust f r Rohr p 12 bar Temperatur nach Dampftafel 192 C 3 3 kW m2 Kilowatt pro m2 Rohroberfl che Rohroberfl che DN 25 u erer Durchmesser 33 7 mm 0 106 m2 m W rmeverlust pro m Rohr 0 35 kW m dgl f r 15 m Rohr 5 2 kW 1 kW 1 kJ s 5 2 kJ s st ndlicher W rmeverlust 5 2 3600 18720 kJ h Verdampfungsw rme Ah 1971 kJ kg bei p 12 bar lt Dampftafel Sp 5 Ben tigte Dampfmenge zur Deckung des W rmeverlustes 18720 1971 9 5 kg h Eine Isolierung der Dampfleitung mit einer Dicke von 50 mm reduziert den W rmeverlust auf etwa damit errechnet sich der W rmeverlust gegen ber einer so isolierten Rohr leitung Dampfverlust st ndlich 9 5 0 95 8 55 kg h im Jahr bei einschichtigem Betrieb von 2000 Betriebsstunden 17 1t a W rmeverlustkosten bei einem Dampfpreis von 30 E t 513 a Das hei t bei nur einschichtigem Betrieb verprasst dies l cherliche R hrchen von 15 m L nge gut 500 im Jahr Was hatten Sie gesch tzt Eine Isolierung ist bei den heutigen Energiepreisen dringlich notwendig und bezahlt sich durch die Kosteneinsparung von selbst meist schon in einem halben Jahr stets aber in einem Jahr Dies ist abh ngig von den Jahresbetriebsstu
300. l wenn der beheizte Stoff Isoliermaterial und der Dampfraum eine Dampfleitung ist Gleiches gilt wenn das Konden sat sehr eng mit dem Dampf in Ber hrung bleibt oder gar durch eine im Dampfraum liegende also unfreiwillig beheizte Leitung abflie en muss wie bei den rotierenden Zylindern von Papiermaschinen und Textiltrocknern 2 Eine geringe Unterk hlung das hei t Kondensattempe raturen etwa 1 bis 10 K unter der Sattdampftemperatur erh lt man bei der zweckentsprechenden Entw sserung der meisten W rmetauscher Das Kondensat soll ja schnell aus dem W rmetauscher heraus weil dann der W rme bergang und damit die Produktionsleistung der Anlage sr er wird Verdampfer bzw Kocher Trockner aller Art W schemangeln sind Beispiele daf r Au erdem ist es oft wichtig dass die Beheizung gleich m ig erfolgt um eine gute Produktqualit t z B in Eta genpressen f r Holz oder Kunststoffplatten bei Vulka nisierpressen oder in Heizformen f r Betonfertigteile zu erreichen Auch hierf r ist eine m glichst unverz gerte Ableitung des Kondensats unerl sslich weil sich das Kon densat bei der W rmeabgabe abk hlt was der kondensie rende Dampf nicht tut Aus diesen Gr nden w re es g nstig wenn man eine Iropfenkondensation erreichen k nnte Das Kondensat soll sich nicht in einer Schicht auf die W rmetauscherfl che legen und so den W rme bergang verh ltnism ig stark behindern sondern ohne die Hei
301. l des Kondensates verdampfen und es entsteht so je nach Vordruck zwischen 7 8 und 30 Ge wichtsprozent Nachdampf und es verbleibt ein diesen Wert zu 100 erg nzender Wasseranteil Weil das Volumen von Dampf bis zu 1000mal gr er ist als das von Wasser liegen die Volumenanteile in ganz anderer Gr enordnung Der Dampfanteil betr gt zwischen 98 94 bis 99 79 Volumenpro zent und der Kondensatanteil macht den Rest zu 100 aus Schon wegen dieses Sachverhaltes kann auch ein fachm n nischer Betrachter aus dem Erscheinungsbild eines ins Freie ausstr menden Kondensates nicht beurteilen ob der Kon densatableiter ordnungsgem arbeitet oder etwa zus tz lich Frischdampf durchbl st Sehr interessant ist auch der Vergleich der Volumina Dampf vor dem W rmetauscher und Kondensat Nachdampfgemisch hinter dem Kondensat ableiter Bei einem Dampfdruck von 5 bar werden aus 375 1 Dampf 91 37 Gemisch wobei die Masse von 1 kg unver ndert bleibt Bei 50 bar sieht es ganz anders aus aus 39 4 1 Dampfvolumen wird ein Kondensat Dampf Gemischvolu men von 348 431 Uns wird an diesem Beispiel auch noch einmal ganz klar vor Augen gef hrt Eine Kondensatleitung ist keine Wasserleitung Wir m ssen bei der Bemessung aber auch bei der Verlegung das Nachdampfvolumen ber cksichtigen es ist nicht ver nachl ssigbar gering Benutzen Sie also bei der Dimensionie rung von Kondensatleitungen stets das handliche Diagramm von Kapitel 8 4 Kapitel
302. laufen des W rmetauschers w hrend k rzerer Stillstandzeiten oder w hrend des Betriebs von temperatur geregelten Anlagen verhindert Gegen die unerw nschte Kondensatansammlung im W r metauscher bei l ngerer Au erbetriebnahme ist diese Ma nahme aber ungen gend weil die R ckschlagventile nach einiger Betriebszeit nicht mehr so dicht schlie en dass sie einen R ckfluss v llig verhindern Es muss nochmals gesagt werden dass die Vorg nge in einer Kondensatleitung sich einer exakten Berechnung noch weitgehend entziehen Von den wenigen vorliegenden Untersuchungen z B dar ber ob Dampf und Fl ssigkeit als Gemisch str men oder ob sie sich trennen und in welcher Form und unter welchen Be dingungen kann man daher nicht mit Sicherheit auf einen konkreten Fall der Praxis schlie en Dennoch erscheinen die vorangegangenen Montagehinweise berechtigt denn sie ent springen dem t glichen Umgang mit Dampf Kondensat An lagen und sind aufgrund langj hriger Erfahrungen unter den verschiedensten Betriebsbedingungen zusammengestellt Zusammenfassend kann man sagen Je ungehinderter der Nachdampf in der Kondensatleitung abstr men kann und je vollst ndiger das Kondensat durch nat rliches Leitungsge f lle d h durch Schwerkraft abflie t desto betriebssicherer arbeitet die Anlage 8 7 Kondensat aus verschiedenen Druckstufen Dampfschlag Implosionen treten auf wenn Dampf auf Kondensat von erheblich niedrigerer Temperatur triff
303. ldampferzeugers verbindet Eine obere und eine untere Ringtrommel sind durch Steig und Fallrohre miteinander verbunden Als W r mequelle wird ein Sturzbrenner verwendet Die Rauchgase umsp len den inneren Ring der Steigrohre um anschlie end die u eren Fallrohre zu umsp len Durch dieses Prinzip entsteht f r das Kesselwassers ein nat rlicher Umlauf In der oberen Ringkammer bildet sich ein gro er Ausdampf raum mit definiertem Wasserspiegel so dass einerseits eine hohe Dampftrocknung erreicht wird und andererseits die bei Gro raumwasserkesseln eingesetzten Sicherungsma nah men anwendbar sind Der zwar etwas gr ere Wasserinhalt erlaubt dennoch eine Aufstellung in geschlossenen R umen Durch die vertikale Bauweise ist der Platzbedarf gering Der erzielbare konstante Druck erlaubt ein problemloses Paral lelschalten mehrerer Kessel arco 23 Kapitel 3 Dampferzeugung Weiter erw hnenswert sind Kleinraumwasserkessel Dies sind Dampferzeuger die ebenfalls die Vorteile von Gro raumwasserkesseln mit denen von Schnelldampferzeugern verbinden Diese Ger te werden hergestellt f r Leistungen bis 320 kg h bei 10 bar Durch Variation des Wasserspiegels l sst sich der gew nschte Feuchtegrad des Dampfes einstel len Der geringe Wasserinhalt von max 50 erlaubt einen berwachungs genehmigungs und anmeldefreien Betrieb 3 4 W rmetauscher Reindampferzeuger Reindampferz
304. le sind voll ausgezeichnet Gestrichelt gezeichnete Teile Nr Gr e Einbau Schl ssel Schrauben Anzieh werden nicht als Ersatzteil geliefert DN lage weite gr e moment Nm Ersatzteil DN Teil Nr r 15 29 rrise IW 10 M12 X 35 60 65 Hauptventil Satz mit Schwimmer tie 5 6 10 12 13 14 15 15 25 eege IW 19 Miles 60 65 Hauptventil Satz mit Deflektor tere 7 8 9 16 40 50 16 X 55 150 165 SCHWIDIBET nee eet 11 40 50 ee SW 24 M 16 150 165 Entl fter Satz nur f r FT 17 18 Beer Eeer SW kO 50 58 Entl fter und 2 17 18 19 20 21 22 23 14 E IW 10 M X 10 10 12 nur f r FT 57 16 Ee SW 10 M X 10 10 12 3 komplette S tze aller 3 9 18 20 Mess ele 50 55 Bei der Bestellung von Ersatzteilen bitte genaue Teilebezeichnung Typ und Gr e 19 19 OW LE 40 45 des Ger tes angeben Stets angeben ob es sich um de horizontale oder vertikale Dil E OW Tessa 4 5 Version handelt WARTUNG Gefahrenhinweise siehe R c
305. lichen Arbeitsschutzes Betriebssicherheitsverordnung BetrSichV Richtlinie 97 23 EG des Europ ischen Parlaments und des Rates vom 29 Mai 1997 zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten ber Druckger te AD 2000 Merkbl tter Technische Regeln f r Dampfkessel Gesetz ber technische Arbeitsmittel Ger tesicherheitsgesetz GSG Druckger te Terminologie und Symbole Druck Temperatur Volumen Metallische Erzeugnisse Arten von Pr fbescheinigungen Graphische Symbole f r technische Zeichnungen Rohrleitungen Allgemeines Abmessung und Kennzeichnung Industriearmaturen Baul ngen von Armaturen aus Metall zum Einbau in Rohrleitungen mit Flanschen Teil 1 Nach PN bezeichnete Armaturen Deutsche Fassung EN 558 1 1995 Kondensatableiter mit Flanschanschluss Kondensatableiter mit Flanschanschluss Baul ngen Kondensatableiter Klassifikation ISO 6704 1982 Baul ngen von Armaturen Armaturen mit Innengewinde Anschluss Kugelh hne aus Stahl mit reduziertem Durchgang Durchflussschauglasarmaturen mit Dichtung im Krafthauptschluss Teil 1 Ohne Auskleidung Industriearmaturen Ventile aus Gusseisen Industriearmaturen Absperrventile und absperrbare R ckschlagventile aus Stahl Industriearmaturen Baul ngen f r Armaturen mit Anschwei enden Deutsche Fassung EN 12982 2000 Stellventile f r die Prozessregelung Teil 3 1 Abmessungen Einbaul nge von geflanschten Durchgangsventilen und geflanschten
306. ltem Regler entspre chend geringerer Druck und dem zur geregelten Tempera tur geh renden Dampfdruck gt R I gt gt P P Machen wir uns das wieder an einem Beispiel aus der Praxis klar In einem soeben neu erstellten Betonwerk wird festgestellt dass die in Heizformen hergestellten Fertigbauteile ungleich m ig beheizt werden Nat rlich reklamiert man in solchen F llen beim Lieferanten der Kondensatableiter Die Formen werden mit Sattdampf von 0 5 bar beheizt und auf 80 C temperaturgeregelt Merken Sie was Die Bauingenieure forderten dass der Beton nicht ber 90 C erw rmt wird weil er sonst verbrennt Die Temperaturf h ler sitzen deshalb in der Trennwand zwischen Dampfraum und Beton so dass sie etwa die Oberfl chentemperatur des Betons feststellen Sobald der Temperaturf hler einer Form nahe an 80 C kommt beginnt der Regler die Dampfzufuhr zu drosseln Der Druck im Dampfraum sinkt so lange bis die Dampftemperatur gerade ausreicht die gew nschte Wand temperatur von 80 C aufrechtzuerhalten Dazu war aber eine Dampftemperatur von 85 C ausreichend weil der W r me bergang zwischen Dampf und Metallwand gut ist und au erdem nach dem Aufheizen der gef llten Form nur noch wenig W rmebedarf besteht Und nun sehen Sie bitte in die Dampftabelle Aus Spalte 2 und 3 ersehen Sie dass zu einer Dampftemperatur von 85 C ein absoluter Sattdampfdruck von rund 0 6 bar geh rt
307. luste in R umen von ca 20 C nur zur berschl gigen Berechnung 30 E EE ZER EE EE 20 HH HH HH I II 141 ur HH H H E LR I ET TTT HH HH HH HH HH UL LTH EELO T ET ar A HHEH HER HHI RSR SMS Suna ARRSRSAE ABER EE EE GE dE EE GE EE 5 ET SE HEPEEERE SEE EEEE 4 zum mas nicht abgedeckte TE Mi HH H Wasserobert che ZE e EE Beh lterw nde 55555 o Fer npes rees See br EHHE f rLuftgeschwindig 009 __ 2 m nn mm rb SSH Giedi o TER x 1141 Korrekturfaktor Herr a e TT ELITE UE TI CTIE TULLIO CET 7 f 190 2 POTTE 5 tt HH ULI D
308. luste sind nicht akzeptabel Au erdem f hrt der erh hte Dampfanteil im Kondensatsystem zu negativen R ckwirkungen auf Entw sserung und Regelung der Dampfverbraucher erh hter Ger uschbildung erh hter Wasserschlaggefahr mit Sch digung von Anlage und erh hter Gef hrdung von Mensch und Umwelt unkontrollierbarem Kondensatr ckstau So einfach sich das Prinzip des starren Blenden Kondensa tableiters anh rt Er verursacht in der Praxis so viele Proble me dass wir von seinem Einsatz dringend abraten Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen 7 3 5 Aktiver Kondensatableiter Pump Kondensatableiter In F llen wo der Druck im Dampfsystem nicht mehr gr er als der Druck im Kondensatsystem ist und deswegen Kon densat nicht mehr durch den Kondensatableiter gedr ckt werden kann wird der aktive Kondensatableiter eingesetzt weitere Option w re der Einsatz einer Kondensathebeanla ge mit Pendelleitung Kapitel 7 6 3 Der aktive Kondensatableiter oder Pump Kondensatableiter ist vereinfacht ausgedr ckt ein Schwimmer Kondensatablei ter mit einer integrierten mechanischen Pumpe a 9 Ist der Differenzdruck zwischen Dampfraum und Konden satleitung gro genug hebt sich der Schwimmer durch anfal lendes Kondensat und das Kondensat wird durch den ber druck in die Kondensatableitung gef rdert Die Funktion ist genau die gleiche wie bei einem Kugelschwimmer Konden satableiter Ist jedoch der D
309. m allgemeinen aber uner w nscht Steht die Leitung zum Kondensatableiter voll Wasser dann steht das Wasser meist auch in gleicher H he im W rmetau scher Reduzierte W rmetauscherfl che Korrosion Ger u sche schlechte Regelung sie kennen die Folgen ja schon Ein Ansteigen der Kondensatleitung vor dem Ableiter hat auch den Nachteil dass der W rmetauscher bei Au erbe triebnahme nicht oder nicht v llig leerl uft Daran ndert auch ein R ckschlagventil in der Entw sserungsleitung nichts Folge Wasserschlag und erh hte Korrosion ist m g lich Man sorgt deshalb daf r dass das Kondensat wenn irgend m glich mit Gef lle abl uft Aber die Praxis l sst sich nicht in starre Regeln zwingen Es gibt F lle in denen der Ableiter nicht unterhalb des Dampf raums angebracht werden kann ltanks auf Schiffen z B sind oft unten unzug nglich oder d rfen aus Sicherheits gr nden nicht durchbohrt werden das Ende der innenlie genden Heizschlange muss dann 10 oder 15 Meter nach oben gef hrt werden ehe man den Kondensatableiter montieren kann hnliches gilt f r manche Apparate in der chemischen und der Nahrungsmittelindustrie Im Innern des Beh lters wird der Ableiter nat rlich nicht montiert weil bei Undicht heiten der Beh lterinhalt verunreinigt w rde und bei einer Funktionsst rung des Ableiters die Reparatur unm glich w re r umlich einzig m gliche L sung Dampf _ optimale Entw sserung
310. merklich gering weil die Ger teleistung zu klein ist im Vergleich zum Bedarf Gleiches nur nicht so extrem ge schieht an jedem ungeregelten W rmetauscher der Stoffe er w rmen soll Bei geringem W rmebedarf erh lt der beheizte Stoff eine h here Temperatur bei steigendem W rmebedarf z B durch vergr erte Abnahme oder durch niedrigere An fangstemperatur des Stoffes sinkt die Temperatur des be heizten Stoffes In manchen Anwendungsf llen ist diese Erscheinung durch aus zul ssig Soll z B ein Schmier lbeh lter beheizt werden um das Ol pumpf hig zu halten so gen gt es eine f r die tiefste m gliche Au entemperatur ausreichende Dampfbe heizung in Form einer Heizschlange vorzusehen Bei h heren Au entemperaturen wird das l dann zwar st rker erw rmt als f r die Pumpf higkeit n tig w re doch schadet das dem l nicht Besonders einfach k nnen solche ungeregelten Begleithei zungen mit Bimetall Kondensatableitern ausgef hrt wer den Begleitheizung Bimetall kondensatableiter Dampf Bimetall 6 4 Geregelte W rmetauscher Die n here Betrachtung des letzten Beispiels f hrt uns aber schon einen Schritt weiter Wir nahmen an dass die h here ltemperatur nicht schadet sie n tzt aber auch nicht ist also unn tig Das hei t die zwangsl ufig f r die tiefste Au Bentemperatur ausgelegte Tankbeheizung ist w hrend viel leicht 95 der Heizzeit unn tig stark verbraucht deshalb
311. metauscher deren Ver sorgungsdampf bislang durch Reduzierung von Frischdampf h heren Drucks gewonnen wird Warmwasserbereiter Ver dampfer Beheizungen durch Dampfeinspritzung Heizk r per und Lufterhitzer f r die Raumheizung sind Beispiele Manche W rmetauscher k nnen von Beheizung mit Dampf von 3 oder 5 oder gar 8 bar auf Betrieb mit Dampf von pe 0 5 bar umgestellt werden ohne dass ihre Leistung infol der gesunkenen Heiztemperatur unzul ssig niedrig wird Kesselspeisewasserbeh lter und Entgaser Dampf Dampferzeuger Absalzen Abschlammen Kessel speisepumpe Frischwasser Wasser aufbereitung W rmetauscher nur Absalzung Max 38 C 102 S arco Atmosph re Entspanner lt Kondensat Kondensat sammelbeh lter Sollte die Leistung jedoch nicht ausreichen so kann die An schaffung eines zus tzlichen W rmetauschers zur Deckung des Spitzenbedarfs in die Wirtschaftlichkeitsberechnung einbezogen werden Dies gilt insbesondere f r billige W r metauscher wie einfache Gegenstromapparate und Warm wasserbereiter In manchen Kesselh usern steht es um die Abw rmeaus nutzung noch sehr schlecht Der Br dendampf entweicht in dicken Schwaden aus dem Kondensatsammelgef w hrend der Entgaser aus dem Dampfkessel mit Hochdruckdampf versorgt wird der auf p 0 2 bar reduziert wird Gerade der Entgaser ist ein idealer Nachdampf Verbraucher denn
312. metauscher auf eine Temperatur des beheizten Mediums von weniger als 100 C geregelt wird und das ist sehr oft der Fall Sehr wichtig ist dieser Umstand f r Lufterhitzer in L ftungs und Klimaanlagen wo meistens mit niedrigen Lufttempe raturen gearbeitet wird Bei Au entemperaturen unter kann ein Heizregister innerhalb weniger Sekunden einfrie ren und dadurch zerst rt werden wenn bei der Planung die Naturgesetze nicht gen gend beachtet wurden Im Kapitel 4 wurde der Vorgang im Dampfraum anhand ei nes Beispiels erkl rt und auch die Stichworte f r die L sung dieses Problems gegeben Man muss daf r sorgen dass der Druck vor der Entw sserungsstelle gr er wird als der Druck dahinter Daf r gibt es folgende M glichkeiten 1 Man schlie t die Kondensatleitung an ein vorhandenes Vakuum System an dessen Druck tiefer liegt als der nied rigste Druck im Dampfraum Alle Dr cke in bar bezeich nen nach der Vorschrift absolute Dr cke wenn nicht aus dr cklich als berdruck oder mit Pe bezeichnet Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen Temperaturregelung auf 60 C entsprechend 0 2 bar Lufterhitzer Kondensat ableiter Kondensator Pumpe Vakuumleitung 0 03 bar Kondensat Vakuumsysteme werden heute wegen ihrer Komplexit t und St ranf lligkeit kaum mehr eingesetzt 2 Wenn die r umlichen Verh ltnisse es zulassen wird die Entw sserungsleitung zum Kondensatableiter so weit nach
313. meverwertung einerseits und durch die thermische Entgasung anderseits ergibt sich oft eine Speise wassertemperatur von etwa 100 C bei etwa Atmosph ren druck Damit ist auch der Vorteil verbunden dass das ent gaste Speisewasser infolge der Siedetemperatur nicht wieder Sauerstoff aus undichten Stopfbuchsen und Flanschverbin dungen aufnimmt Durch die Saugwirkung der Kesselspeisepumpe wird der Druck des zulaufenden Speisewassers aber erniedrigt Bei ei ner Wassertemperatur nahe dem Siedepunkt verdampft dann das Wasser und der F rderstrom rei t ab Wenn die Krei selpumpe nahe am Verdampfungspunkt arbeitet entsteht Kavitation Hohlraumbildung mit Leistungsverminde rung Vibration erh htem Verschlei und Ger uschbildung sogar ganze St cke k nnen dann aus dem Pumpenlaufrad herausgerissen werden Der Speisewasserbeh lter wird deshalb einige Meter ober halb der Speisepumpe montiert Je Meter Zulaufh he steigt n mlich der statische Druck des Speisewassers an der Pum pe um etwa 0 1 bar ber den Druck im Speisewasserbeh lter an Bei ausreichender Zulaufh he kann damit das Wasser am Eintritt der Pumpe nicht mehr verdampfen und die Kavita tionsgefahr ist verringert Wie gro die Zulaufh he mindes tens sein muss kann der Lieferant der Speisepumpe anhand der Eigenschaften und Betriebsdaten seiner Pumpe sowie aufgrund der Wassertemperatur angeben NPSH Wert Kapitel 9 Kondensatwirtschaft 9 10 1 Beisp
314. n Kondensatentspanner Steigt der Druck ber den atmosph rischen Luftdruck so entweicht der bersch ssige Dampf durch die Entl ftungs leitung Wird aller Nachdampf kondensiert so str mt Luft durch die Entl ftungsleitung von au en in den Warmwas serbereiter und verhindert die Vakuumbildung es erfolgt also eine Bel ftung Dies ist eine sehr einfache und billige L sung Es muss aber darauf geachtet werden dass sowohl die Entl ftungsleitung als auch die Nachdampfleitung sehr gro gew hlt werden sonst kann es leicht doch zu uner w nschtem Druckanstieg kommen Durch die Verbindungs leitung zwischen Entspanner und Warmwasserbereiter muss das Kondensat unbehindert in den Entspanner zur cklaufen k nnen In dem genannten Reparaturbetrieb wurde diese L sung nicht gew hlt weil das Kondensat nicht mit Luft bzw Sauerstoff in Ber hrung kommen sollte In hnlicher Weise k nnen auch die Dampfschwaden genutzt werden die aus einem Kondensatsammelbeh lter aufsteigen wenn nicht schon vorher eine ausreichende Nachdampfver wertung erfolgte Man baut einen Spirax Sarco Br denkon densator ber dem Sammelgef ein Das durch die K hlung im Br denkondensator entstehende Kondensat flie t entge gen dem Dampfstrom in das Kondensatsammelgef zur ck wozu dieser W rmetauscher mit entsprechender Neigung ge gen die Horizontale eingebaut wird Das Bel ftungsrohr ins Freie vermeidet einen berdruck im System Bei mangelnd
315. n Schieber in die Steuerleitung wird ein Absperrventil einge setzt und das Ganze erh lt eine absperrbare Umf hrung mit Steckblende zur Begrenzung unerw nscht gro er Durchfl s se Wie es mit W nschen jedoch bestellt ist sagte Wilhelm Busch sehr treffend Wonach du sehnlich ausgeschaut es wurde dir beschieden Du triumphierst und jubelst laut Jetzt hab ich endlich Frieden Ach Freundchen rede nicht so wild bez hme deine Zunge Ein jeder Wunsch wenn er erf llt kriegt augenblicklich Junge Das ist bei Reduzierstationen nicht anders als bei Fotoausr s tungen oder Gehaltserh hungen Deshalb m ssen wir Ihnen unbedingt auch noch sagen dass es bei gr eren Durchfluss mengen ber einige Tonnen Dampf pro Stunde wenn sie schwanken besser ist zwei kleinere Reduzierventile parallel zu schalten als ein einziges Ventil einzusetzen Nicht selten sind zwei kleinere Ventile sogar billiger Eines dieser Ventile wird auf den gew nschten Minderdruck eingestellt das andere ca 0 1 bis 0 15 bar niedriger Dieses Reduzierventil ffnet also erst wenn durch ungew hnlich starke Dampfentnahme der Minderdruck um 0 1 bis 0 15 bar unter den Sollwert gesunken ist Vorteile dieser Anordnung Normalerweise regelt nur ein Ventil das deshalb eine besse re Regelung ergibt und geringerem Verschlei unterworfen ist als ein gro es Ventil das zweite Ventil bernimmt die Deckung des Spitzenbedarfs und dient im Normal
316. n Ablagerungen oder neutralisieren die korrosive Wirkung mancher Fremdstoffe Die Entgasung erfolgt thermisch durch Erhitzung des Wassers bis zum Siedepunkt und anschlie ende Entfernung der ausgetriebenen Gase Danach noch im Wasser gel ster Sauerstoff wird n tigenfalls durch Beigabe von Chemikali en z B Hydrazin also durch chemische Entgasung un sch dlich gemacht Der Dampffachmann zieht in allen Fragen der Wasseraufbe reitung die umfangreiche Fachliteratur zu Rate Gr ndlich und umfassend wird dieses Thema z B in dem Buch von Splittgerber und Ulrich Wasseraufbereitung im Dampf kraftbetrieb behandelt in diesem Werk sind auch mehr als 2000 Literaturstellen zu Einzelfragen angegeben Einen guten berblick bietet auch das Spirax Sarco Buch Grund lagen der Dampfkesselregelung Die beste technische L sung der Wasseraufbereitung ergibt sich erst aus den jeweiligen Umst nden wie Kesselart Kes selleistung Betriebsbedingungen Wasserbeschaffenheit Enge Zusammenarbeit mit Anlagenplanern Kesselherstel lern berwachungsvereinen und mit den Fachfirmen f r Wasseraufbereitung ist unerl sslich um nicht nur eine gute technische L sung zu finden sondern auch eine wirtschaft lich vertretbare Dabei sind unbedingt die schon erw hnten von der VdT V herausgegebenen Richtlinien f r die Speise und Kesselwasserbehandlung zu beachten Im Einzelfall und insbesondere wenn Betriebsschwierigkeiten o
317. n bei erh hten Temperaturen Rohre Rohrleitungsteile Definition und Auswahl von DN Nennweite Rohrleitungsteile Definition und Auswahl von PN Graphische Symbole f r technische Zeichnungen Rohrleitungen Allgemeines Nahtlose Stahlrohre f r Druckbeanspruchungen Teil 2 Rohre aus unlegierten und legierten St hlen Geschwei te Stahlrohre f r Druckbeanspruchungen Teil 2 Elektrisch geschwei te Rohre aus unlegierten und legierten St hlen Nahtlose und geschwei te Stahlrohre Allgemeine Tabellen f r Ma e undl ngenbezogene Masse Geschwei te kreisf rmige Rohre aus unlegierten St hlen f r besondere Anforderungen Technische Lieferbedingungen Nahtlose kreisf rmige Rohre aus unlegierten St hlen f r besondere Anforderungen Technische Lieferbedingungen Metallische industrielle Rohrleitungen Teil 2 Werkstoffe Schwei en Pr fung von Schwei ern Schmelzschwei en Teil 1 St hle Anforderung und Anerkennung von Schwei verfahren f r metallische Werkstoffe Teil 1 Allgemeine Regeln f r das Schmelzschwei en DIN 11850 DIN EN 12760 DIN EN 12627 DIN 11866 DIN 32676 DIN 11864 1 DIN EN ISO 1127 DIN 12351 DIN EN 1515 1 DIN EN 1515 2 DIN EN 1561 DIN EN 1563 DIN 10213 1 DIN 10213 2 DIN 10213 4 10222 2 DIN ISO 6708 DIN EN 1333 DIN 2429 1 DIN EN 10216 2 DIN 10217 2 DIN EN 10220 DIN 1626 DIN 1629 DIN EN 13480 3 DIN EN 287 1 DIN EN
318. n jede ffnung fehlt Der Dampf kann also nicht mehr entweichen Was passiert Der Dampfkessel ist jetzt ein geschlossenes Gef Je mehr Dampf in diesem Gef erzeugt wird desto h her wird der Druck im Gef werden da der Dampf mehr Raum f r sich beansprucht als das Wasser aus dem er erzeugt wurde Die Verh ltnisse sind hnlich wie beim Aufpumpen eines Fahr 12 arco radreifens nur dass dort die Luft mit Hilfe der Pumpe von au en eingedr ckt wird Wie die Luft im Reifen nach allen Seiten dr ckt so dr ckt auch der Dampf nach allen Seiten gegen die Innenfl chen des Kessels und auf die Oberfl che des Wassers Diese beiden Punkte zunehmender Dampfdruck und Wir kung des Druckanstiegs auf die Wasseroberfl che sind der Anlass zu weiteren Vorg ngen die von Bedeutung f r die praktische Verwendung des Dampfes sind Genaugenommen helfen sie uns den Dampf zu unserem gr tm glichen Nut zen einzusetzen Da jetzt der Druck auf die Wasseroberfl che gestiegen ist wird das Sieden d h die Dampfblasenbildung im Wasser unterdr ckt Weiter zugef hrte W rme erh ht zun chst die Wassertemperatur und damit das Bestreben des Wassers zu verdampfen sozusagen den Dampfdruck im Innern des Wassers zu erh hen bis dieser gr er ist als der auf die Was seroberfl che wirkende Dampfdruck Jetzt siedet das Wasser wieder Wasser verdampft der Dampfdruck ber dem Was ser steigt usw Die genauen Gr nde
319. n kann kommt es beim schnellen Abschal ten des Sekund rkreislaufes durch die zur ckbleibende Energiemenge zu berhitzungen des Sekund rmediums Um diese berschwingungen zu verhindern kann z B je nach Anlage ein Zwangsumlauf des Sekund rmediums hilfreich sein Der Dampfdruck des Sekund rmediums sollte h her sein als der Druck auf der Prim rseite Alles in allem ist also die kondensatseitige Regelung eines dampfbetriebenen W rmetauschers sehr interessant Wie immer bei komplexeren Prozessen gilt auch hier Gewusst wie hilft einiges an rger und Problemen zu vermeiden Beispiel f r einen W rmetauscher mit Ablaufregelung 6 7 Temperatur von W rmetauschern Im Dampfraum des ungeregelten W rmetauschers ist wiein Kapitel 6 3 gesagt die Temperatur ann hernd konstant und gleich der Sattdampftemperatur beim vorhandenen Dampf druck Das entstehende Kondensat hat zun chst ebenfalls Sattdampftemperatur und wird sich bei richtiger Entw sse rung bis zum Verlassen des W rmetauschers nur um wenige Grade abk hlen etwa bis 10 K unter Sattdampftempera tur Beim dampfseitig temperaturgeregelten W rmetauscher wird die Temperatur im Dampfraum zwischen dem Satt dampfwert beim vollen Dampfdruck und der Temperatur des beheizten Stoffes schwanken Wird z B in einem tem peraturgeregelten Gegenstromapparat l auf 120 C erhitzt mittels Dampf 10 bar 184 dann schwankt die Temperatur im Dampfraum z
320. n vorhergehenden Kapiteln dieses Buches gegeben Trotzdem ist der gesamte Themenkomplex so wichtig dass wir an dieser Stelle noch mals separat auf verschiedene Punkte eingehen wollen Mehr Hinweise finden Sie in unseren Leitfaden und Grundlagen f r Wartung und Betrieb von Dampfanlagen 11 1 Planung und Bau Eine Dampf und Kondensatanlage ist ein recht komplexes Gebilde Um den sicheren und effektiven Betrieb sicherzu stellen lohnen sich im Stadium der Planung einige Vor ber legungen Investieren Sie hier ruhig etwas Zeit Sie werden diese w hrend des Baus und im Betrieb sicher zur ckgewin nen 11 1 1 Leistungsermittlung Im Laufe dieses Buches haben Sie gesehen welch negative Auswirkungen die falsche Dimensionierung von Dampflei tungen von Kondensatleitungen und von verschiedenen Armaturen haben kann Zur Dimensionierung geh rt auch sich Gedanken zur Nachdampfverwertung zur Gr e der Kondensatbeh lter und zu den verschiedenen Druckstufen die im Dampfnetz vorhanden sein sollen zu machen Wich tigste Voraussetzung f r alle Dimensionerungen ist dass der Leistungsbedarf inklusive m glicher Verluste und Reserven entsprechend realistisch ermittelt wird Die wichtigsten Hinweise kommen nat rlich von den Leis tungsdaten der einzelnen Verbraucher Mit Hilfe der Wasser dampftafel und der Verbraucherleistung kann die ben tigte Dampfmenge wie folgt berechnet werden PinkW Ah in kJ kg Dampfmenge m in kg h
321. n wirklich gut ausgenutzt wenn der Kreislauf geschlossen ist Dazu dienen die Kondensatleitungen 7 Durch diese flie t das Konden sat zur ck W rde das Kondensat einfach ins Freie gelassen so w rde W rmeenergie und damit Brennstoff vergeudet Au erdem wissen Sie dass f r den Dampfkessel warmes und aufbereitetes Wasser ben tigt wird Durch die Sammlung und R ckf hrung des Kondensats zum Dampfkessel sparen wir also Kosten f r Brennstoff f r Wasser und f r Wasser aufbereitung Restlos kann die Wasseraufbereitung allerdings nicht einge spart werden denn Dampf und Kondensat kann in der An lage verloren gehen z B durch undichte Anlagenteile oder wenn Dampf direkt in Wasser eingeleitet wird um es zu er w rmen Die fehlende Wassermenge wird durch Zuleitung von aufbereitetem Frischwasser 10 in das Kesselspeisewas sergef 8 erg nzt Entl ftung T 4 5 6 Verbraucher lt 7 Kondensat Kondensat sammelbeh lter 7 Frischwasser arco 21 Kapitel 3 Die Dampferzeugung 3 Die Dampferzeugung Dampf kann in der industriellen Praxis auf verschiedene Art und Weise erzeugt werden Der in Kapitel als Beispiel genommene Teekessel veranschaulicht das grunds tzliche Prinzip Je nach Anwendungsfall und Betriebsbedingungen sind verschiedene Konstruktionen f r Dampferzeuger reali siert worden Dieses Kapitel soll einen einfachen berblick geben wobei nur die f r die Verfahrenstechni
322. nbl tter der Hersteller da Um Ihnen das in einfacher Weise erkl ren zu k nnen sind als Beispiel vier Spirax Sarco Datenbl tter beigef gt Anhang 7a d BPC 32 thermischer Kapsel Kondensatableieter SMC 32 Bimetall Kondensatableiter TD 32 thermodynamischen Kondensatableiter FT 57 Kugelschwimmer Kondensatableiter Beim Datenblatt f r den FT 57 ersehen Sie aus der Skizze auf der Vorderseite wie das Ger t aufgebaut ist dass es wahlwei se mit automatischem Entl fter oder einstellbarem Bypass oder mit beidem erh ltlich ist Die Einbauma e sind ange geben einschlie lich dem zu beachtenden Service Abstand Die technischen Daten zeigen die verschiedenen zul ssigen Differenzdr cke und dass das Geh use f r den Nenndruck ein genormter Begriff auf den wir noch zur ckkommen werden n mlich PN 25 fr here Abk rzung ND ausgelegt und bemessen ist womit der h chstzul ssige Dampfzustand festgelegt ist Genaue Angaben folgen ber die Anschl sse und Werkstoffe Auf der R ckseite ist im Diagramm der Durchfluss vom Sie dekondensat kg h abh ngig vom Differenzdruck bar am Ableiter dargestellt Es gibt f r dieses Ger t drei verschiedene Ventilgr en f r den h heren Druck sind die Ventildurch messer kleiner und so der Kondensatdurchfluss geringer da mit der Schwimmer gegen den h heren Differenzdruck das Ventil ffnen kann Die Datenbl tter f r den Kapsel und den Bimetall Kon densatableiter sind in gle
323. nde W rme zuge f hrt werden Wenn im Heizungskessel noch ein Brauchwas sererw rmer integriert ist d rfte auch in der Sommerzeit ein hoher Anteil der im Br dendampf enthaltenen Energie nutz bar gemacht werden als weiterer Vorteil schl gt die R ckge winnung des Kondensates zu Buche Der bliche Ausdruck Kondensatentspanner bezeichnet die Funktion dieses Ger ts nicht korrekt Das Kondensat entspannt sich n mlich dort wo der Druck absinkt und das ist zum berwiegenden Teil schon im und kurz hinter dem Kondensatableiter sowie in der Zuleitung zum sogenannten Entspanner der Fall Bei ausreichend bemessener Konden satleitung wird im Entspanner selbst nur noch der ankom mende Dampf vom Kondensat getrennt Diese Trennung ist deshalb wichtig weil sich Dampf und Kondensat unter den blichen Betriebsbedingungen nicht schon in der Leitung v llig trennen k nnen man aber im Nachdampfsystem m g lichst wenig Kondensat haben will wegen der Erosion und dem schlechteren W rme bergang bei nassem Dampf Kapitel 9 Kondensatwirtschaft Die eigentliche Funktion des Kondensatentspanners ist also die Trennung des Nachdampfes vom Kondensat und das Trocknen des Nachdampfes Deshalb empfiehlt es sich nicht irgendeinen Beh lter daf r zu verwenden sondern Ger te die speziell f r diesen Zweck ausgelegt sind und auch nach den Druckbeh ltervorschriften gebaut sind Ein Kondensatentspanner kann nicht wie gelegentlich be h
324. nden In diesem Zusammenhang noch ein Hinweis Die W rmever luste einer isolierten Rohrleitung k nnen ganz erheblich ber dem erwarteten Wert liegen um 50 bis 100 wenn nicht schon bei der Montage der Leitung auf die Dicke der sp teren Isolation R cksicht genommen wird Die Leitung muss von Wand und Decke bzw Boden gen gend Abstand haben und die Leitung muss auch an den Haltevorrichtungen Rohrver bindungen und Armaturen etc gut isoliert werden k nnen Schlie lich ergibt eine 70 mm starke Isolation um eine Lei tung von 50 mm Durchmesser einen Au endurchmesser von rund 200 mm Nochmals sei s gesagt Dicke allein ist noch nicht einmal bei der Isolation gesund die sorgf ltige Ausf hrung ist fast noch wichtiger Meist ist es am billigsten Isolierarbeiten einer be w hrten Fachfirma zu berlassen W rmeverluste in T o EE S SE EE EEEE ITU TI OD ITT TTT OCT ON TUTE 5 TTT CC tra a a E HERE H E e SERA z EE EE E D HHH G tt art 0 10888000011 TET Ee SE EE iip EH EE SSES 188 5 EE EE SES dE EEN EEN EE 4 SE EE CS 3 HH 4 HH HH 3 Pr ee isolierte Essen EE
325. nden Stellen des Schmutzf ngergeh uses sau ber sein Denn wenn die Siebkanten nicht gut am Schmutz f ngergeh use anliegen kann aus der Leitung kommender Schmutz sich zwischen Sieb und Geh use hindurchstehlen Als Sieb wird im allgemeinen ein Normalsieb mit etwa 0 8 mm Maschenweite Kantenl nge der L cher verwendet Vor Regelger ten mit feinen Durchg ngen setzt man in das Normalsieb ein Feinsieb ein das eine Maschenweite von etwa 0 2 bis 0 3 mm besitzt das Normalsieb dient dann lediglich als St tze des aus schw cherem Metallgewebe bestehenden Feinsiebs Anstelle von Metallgewebe wird f r die Siebe auch gelochtes Blech verwendet Da die Siebe der Schmutzf nger im allgemeinen aus hochle giertem rostfreiem Stahl sind haben die Ger te eine fast un begrenzte Lebensdauer Sie sind so konstruiert dass der freie Siebquerschnitt das ist die Summe aller L cher im Sieb ein Mehrfaches des Rohrquerschnitts betr gt Der Druckabfall in Schmutzf ngern ist deshalb auch bei m iger Verschmut zung noch vernachl ssigbar klein Bei Kondensatableitern mit eingebautem Schmutzsieb er brigt sich der Vorbau eines Schmutzf ngers Komplizierte re Regelventile enthalten mitunter Schutzsiebe doch sollte dann auf den vorgebauten Schmutzf nger nicht verzichtet werden weil dieses Sieb nur als zus tzliche Sicherung die nen soll deshalb Schutz sieb und seine Reinigung die Zer legung des Regelventils erfordern w rde 11 1 5 Kon
326. ne Erosi on durch schnell bewegte Wasserteilchen auf Halten wir also fest Hei dampf kommt zur Beheizung von W rmetauschern im allgemeinen nicht in Frage Er behindert den W rme durchgang Deshalb ist er aber in Dampfleitungen g nsti ger als Sattdampf arco 51 Kapitel 6 Der W rmetausch 6 8 1 Vereinfachtes Mollier Diagramm Spezifische Enthalpie kJ kg 3800 3600 SS Z E Ee 400 200bar 100bar N 2 1 3400 VAN IN 3200 N d INN 3000 N D Hi 2800 wu 2600 2400 A di 2200 m N i AN 2000 e I 1800 6 0 6 5 7 0 50bar D e V H dal ih 2 10bar 5bar zl SE T EB Lil II II _ 7 5 Spezifische Entropie kJ kglg Konsequenz Man versucht den Dampf am Beginn ei ner l ngeren Dampfleitung so weit zu berhitzen dass die Dampftemperatur durch die W rmeverluste bis zu den Ver brauchern etwa auf Sattdampftemperatur sinkt Das kann nat rlich nicht genau gelingen In der Praxis liegt am Ein sang der W rmetauscher praktisch immer entweder leicht berhitzter Dampf oder Dampf mit einigen Prozent Wasser gehalt vor in ung nstigen F llen starke berhitzung oder hoher Wasseranteil
327. ng mittels Dampfmengenmessung 10 1 Die Druckreduzierung Wie kann der Dampfdruck reduziert werden Das Prinzip ist einfach Man setzt in die Dampfleitung ein Ventil das nur so weit ge ffnet wird dass der Dampf im Ventil so viel Druck verliert dass er mit dem gew nschten niedrigeren Druck abstr mt Ein gew hnliches Absperrventil k nnte diesen Zweck erf l len wenn der Vordruck stets gleich bliebe und wenn immer die gleiche Dampfmenge entnommen w rde Aber Sie wis sen ja dass diese Annahmen eine Utopie sind dass die Be triebsbedingungen in der Praxis schwanken Deshalb wird das Ventil in dem der n tige Druckabfall erfolgt das Re duzierventil stets selbstt tig von dem reduzierten Druck so gesteuert dass dieser Druck ann hernd konstant bleibt Wir stellen Ihnen mehrere M glichkeiten zur industriellen Druckregelung Druckreduzierung vor Membrangesteuerte Druckregler Druckregler mit Pilotventil Stellventile mit Hilfsenergie Druckminderstationen Sicherheitsventile 10 1 1 Membrangesteuerte Druckregler Im einfachsten Fall liegt einer Druckregelung ohne externe Hilfsenergie das folgende Prinzip zugrunde Vor dem Ventil herrscht der Vordruck VD hinter dem Ven til der Minderdruck MD weil kleiner manchmal auch duzierter Druck oder Abstr mdruck genannt 110 SPirXarco Nehmen wir an das Reduzierventil sei bereits so eingestellt dass gerade der gew nschte Minderdr
328. nicht so viel Kondensat anf llt dass der ganze Rohrdurch messer ben tigt wird Wenn die Dampfleitung nach oben gef hrt werden muss dann wird sinngem ebenso verfahren _ Kondensat Beim Aufheizen der Dampfleitung f llt durch die zuerst kal ten Rohrwandungen sehr viel mehr Kondensat an als im Dau erbetrieb W rde der Kondensatableiter nach der Kondensa tionsgeschwindigkeit w hrend der Anw rmzeit also z B f r die ersten 15 Minuten ausgew hlt dann w re er in den ersten 5 Minuten noch zu klein f r 99 der Betriebszeit aber zu sro also unn tig teuer und h ufig auch schlechter als ein 35 Kapitel 4 Damprfleitung kleinerer Ableiter Ein kleinerer Ableiter w rde aber beim Anfahren die gef rchteten Wasserschl ge nicht verhindern weil er das Kondensat nicht so schnell abf hren kann wie es anf llt Zum gr eren Kondensatanfall kommt n mlich noch die Tatsache hinzu dass die Druckdifferenz beim Aufheizen kleiner ist so dass der Ableiter erheblich weniger leistet als beim Betriebsdruck Siehe Diagramm Kapitel 4 9 Dieses Problem kann jedoch sehr einfach gel st werden Man sammelt das Kondensat au erhalb der eigentlichen Dampf leitung im Kondensatstutzen der zu diesem Zweck gen gend lang sein muss Hat der Kondensatstutzen die Nennweite der Dampfleitung dann sollte er etwa 50 cm lang sein Sind die Entw sserungsstellen weiter als 25 m voneinander entfer
329. nsatableitung ins Freie Aber ge rade wenn Sie bereits h ufiger mit Kondensatableitern zu tun hatten werden Sie beim Durchsehen der geforderten Daten feststellen dass jede der Fragen von gewisser Bedeutung ist Allerdings sind manchmal mit einer Antwort schon viele wei tere Fragen beantwortet wie in obigem Beispiel Wenn eine Sattdampfleitung zu entw ssern ist braucht der Hersteller nur noch Vordruck und Gegendruck gesagt zu bekommen weil er alle anderen Betriebsbedingungen einer zweckent sprechend ausgef hrten Dampfleitung kennt Vielleicht zeigt Ihnen die Vielzahl der geforderten Ausk nf te aber auch dass Sie bisher beim Einkauf oder Einbau von 55 Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen Kondensatableitern manchen Gesichtspunkt bersehen ha ben Nat rlich kann man auch gro z giger verfahren und um nur ein Beispiel zu nennen anstatt nach den n heren Leistungs verh ltnissen zu fragen den Ableiter so auslegen dass sei ne Kapazit t in jedem Falle ausreicht dann ist er aber mit Sicherheit zu gro d h zu teuer m glicherweise schlechter in der Funktion und unter Umst nden von k rzerer Lebens dauer also wirklich keine zweckentsprechende L sung der gestellten Aufgabe Als aufmerksamer Leser dieses Buches werden Sie den golde nen Mittelweg zwischen wissenschaftlicher Probleml sung und gedankenlosem Eisenhandel selbst finden oder eine solche Aufgabe getrost
330. nsatheber Stets ist es der im Dampf raum h here Druck der das Kondensat in die Ablaufleitung dr ckt Soll die Ablaufleitung hinter dem Kondensatableiter ansteigen dann muss die Differenz zwischen dem Druck im Dampfraum und dem Druck am Ende der Kondensatleitung gro genug sein um das Kondensat hochzudr cken Schlie lich Kein Kondensatableiter ist absolut frostsicher Zwar gibt es Kondensatableiter die zerfriersicher sind z B der TD das hei t das Einfrieren besch digt oder zerst rt den Ableiter nicht nach dem Auftauen arbeitet er wieder ein wandfrei Darf die Dampfanlage aber nicht einfrieren dann muss dies stets durch die Installation gew hrleistet werden d h durch die Art der Leitungsverlegung sowie durch geeig nete Abmessungen der Rohrleitungen Bei den norwegischen 68 5 arco Staatsbahnen z haben sich viele thermodynamische Ablei ter TD seit langem bei Temperaturen bis minus 30 C sogar im unterbrochenen Betrieb gut bew hrt w hrend die glei chen Ableiter bei minus 5 C einfrieren wenn sie das Kon densat in eine lange und d nne Leitung abf hren die vom Ende her selbst im Dauerbetrieb zufriert Alternativen dazu sind Ableiter mit st ndigem Dampfschlupf Glockenschwimmer oder Kugelschwimmer Kondensatab leiter mit einstellbarem Bypass 7 4 1 Wahl der Kondensatableiterart Nach den vielf ltigen Beschreibungen Erkl rungen und Be zeichnungen die Ihnen in diesem Kapitel angebo
331. nsiert der Dampf sehr schnell Wir ffnen deshalb das Ventil ganz damit das Kondensat schnell abl uft Bald danach ist der Kochkessel erw rmt der Dampf gibt immer noch W rme ab und kon densiert jedoch etwas langsamer als zuvor Es f llt daher auch weniger Kondensat an Jetzt beobachten wir dass nicht nur Kondensat sondern auch Frischdampf aus dem Ven til str mt Daher schlie en wir das Ventil so weit dass das Kondensat sich etwas stauen kann und ein Entweichen von Dampf nicht mehr stattfindet In der Theorie h rt sich dies ganz annehmbar an f r die Praxis ist die beschriebene Methode jedoch eine Qual Wir 56 Pira m ssten recht bald wieder am Ventil drehen bis wir die Einstellung gefunden h tten die gerade ausreicht um alles Kondensat aber keinen Dampf durchzulassen Sie k nnen sich sicher vorstellen dass dies nicht nur M he bereitet son dern auch praktisch kaum erreichbar ist weil Temperatur Druck und W rmeverbrauch und damit der Kondensatanfall doch stets schwanken Dar ber hinaus ist es schwierig zwi schen Frischdampf d h dem vom Dampferzeuger kommen den Dampf und dem u U aus dem Kondensat entstehenden Dampf dem sogenannten Nachdampf oder Entspan nungsdampf zu unterscheiden Diese Frage wird uns sp ter noch besch ftigen Selbst bei der gr ten Geschicklichkeit und den besten Kenntnissen der Arbeitsweise des Ventils und des Dampfver brauchers w rden wir mit dem von Hand b
332. nt so muss der Stutzen entsprechend l nger gemacht werden 1 m L nge bei 50 m Abstand Auf die Berechnung eines sol chen Kondensatstutzens soll verzichtet werden zun chst mag der Hinweis gen gen dass die angegebene Stutzengr ausreicht das beim Aufheizen aus der Dampfleitung kom mende Kondensat so lange aufzunehmen bis die Rohrtem peratur etwa des Endwerts erreicht hat Dann muss der Kondensatableiter gen gend Leistung haben das weiterhin anfallende Kondensat abzuf hren und das vorher angesam melte Kondensat allm hlich aus dem Stutzen zu entfernen Schlie t man nun noch die Leitung zum Kondensatableiter seitlich etwas ber dem Boden an den Stutzen an so dient der Stutzenboden gleichzeitig als Schmutzsammelraum ein abnehmbarer Boden Blindflansch erm glicht die gelegent liche Reinigung Das Bild zeigt die nach diesen Hinweisen ausgef hrte und in der Praxis gut bew hrte Ausf hrung der Leitungsentw sserung 500 mm richtig falsch Der Vorteil der doppelten Sicherung gegen die Verstopfung von Armaturen durch Schmutzsammelraum und Schmutz f nger sollte nicht untersch tzt werden Die Hoffnung durch Weglassen dieser Einrichtungen Installationskosten und Wartungszeit zu sparen der Schmutz soll sich durch Re gel und Absperrarmaturen W rmetauscher und Leitungen seinen Weg bis zum Kondensatsammelgef suchen so h rt man mitunter wird nur selten erf llt Denn in diesem Fall tret
333. oder Druckregler nach dem Schema Leitung DN 50 also Reg ler 50 ausgew hlt wurden so dass die Ger te nicht nur mehr kosteten als n tig war sondern obendrein auch noch ungen gend regelten Mitunter verk nden solche Regelven tile durch lautes Klappern weithin h rbar dass sie arbei ten Kapitel 10 Regelsysteme in Dampfanlagen Auf grafische Darstellungen zur Veranschaulichung des Ge sagten wollen wir verzichten denn es sollte ja nur darauf hingewiesen werden dass Regelventile also auch Druckmin derer nach den jeweiligen Betriebsdaten ausgew hlt werden m ssen und nicht nach den Abmessungen der Rohrleitun gen bestellt werden d rfen Mehr zu diesem Thema finden Sie im Spirax Sarco Buch Grundlagen der Regelungstechnik anhand von Beispielen aus der Praxis Sehen wir uns noch ein Beispiel f r die erforderlichen Lei tungsquerschnitte an Die ben tigten Leitungsgr en erge ben sich aus dem Diagramm Auslegung von Sattdampflei tungen Kapitel 4 Um eine Dampfmenge von 1500 kg h von 15 bar auf 13 bar zu reduzieren etwa um den bei 15 bar stark schwankenden Druck in einen bei 13 bar konstanten Druck zu verwandeln ist ein Reduzierventil DN 50 erforderlich L sst man eine Dampfgeschwindigkeit von 25 m s zu dann muss die Vor druckleitung DN 50 haben f r die Minderdruckleitung ist DN 65 ausreichend Sind statt dessen 3300 kg h von 15 bar auf 7 bar zu reduzie ren dann gen gt z
334. om Versager oft nur dadurch dass er nicht zu faul ist seinen Verstand zu strapazieren Das gilt f r die Entw sserung eines Dampf b geleisens nicht weniger als f r die Kondensatableitung in einer Gasspaltanlage Welchen Kondensatableiter soll man also f r einen gegebenen Bedarfsfall w hlen Statt vom Kondensatableiter kann man auch vom W rme tauscher ausgehen und den erfahrungsgem geeigneten Ab leiter w hlen Eine bersicht ber die sich ergebenden M g lichkeiten bietet der Spirax Sarco Leitfaden in dem Sie in Taschenformat die verschiedensten W rmetauscher und Be merkungen zu ihrer zweckm igen Entw sserung sowie an dere n tzliche Hinweise finden Falls Sie sich f r diese kleine Schrift interessieren und sie noch nicht besitzen gen gt eine E Mail dann wird Ihnen der Leitfaden zugeschickt Bei bereits vorhandenen Anlagen wird man zun chst von den gegebenen Betriebsbedingungen ausgehen wollen und dies nur dann ver ndern verbessern wenn es sich als n tig erweist Als Anregung f r dieses Vorgehen ist der Anhang 6 Auswahl und Merkmale von Kondesatableitern gedacht Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen Fassen wir die wichtigsten Gesichtspunkte noch einmal zusammen Das Kondensat soll im allgemeinen m glichst schnell und unabh ngig von Druck und Lastschwankungen aus dem Dampfraum entfernt werden Thermodynamische Kondensatableiter TD sind f r Dampfleitungen und die v
335. on 6000 pro Jahr Beispiel 2 In gr eren Betrieben kann die kondensatseitige Energiever schwendung geradezu unglaubliche Ausma e erreichen wie das folgende Beispiel zeigt Aus einer Anlage wurden st nd lich 30 Tonnen Siedekondensat ber K hlvorrichtungen in den Fluss geleitet Bei zweischichtigem Betrieb mit 4000 Ar beitsstunden pro Jahr macht das 120 000 Tonnen Kondensat pro Jahr aus Bei einem Dampfdruck von p 12 bar 13 bar kann man bei Entspannung auf p 0 5 bar It Diagramm theoretisch 15 Nachdampf erwarten Bei Ber cksichtigung der Verluste bleiben etwa 12 oder rd 14400 t Dampf pro Jahr Die Dampfkosten liegen in diesem Chemiewerk wegen der vorgeschalteten Stromerzeugung nur bei 15 t Allein der Gewinn aus der Nachdampfverwertung belief sich auf 216000 pro Jahr Die n tigen betrieblichen nderungen erforderten einen viel geringeren Aufwand so dass die Kosten auch hier in weniger als einem Jahr amortisiert waren Der Gewinn durch R ck f hrung des Kondensats w re sogar noch h her weil die Kos ten f r Wasser Wasseraufbereitung Wassererw rmung und f r die K hlung des in den Fluss geleiteten Kondensats mehr als 4 je Tonne Speisewasser bzw Kondensat betragen So erstaunlich die Energieersparnisse mitunter sind die Nachdampfverwertung hat noch weitere Vorteile Die 5 bis 15 prozentige Frischdampfeinsparung schon bei kleineren Dampfdr cken erm glicht Betriebserweiterungen in diesem Ausma
336. ondern nach den tech nischen Erfordernissen Ein Kondensatableiter ist eine selbstt tige Regeleinrichtung f r deren Auswahl andere Ge sichtspunkte gelten als f r die Wahl von Absperrarmaturen und Leitungen Bestellung einer Regelarmatur nach ihrer Anschlussgr e und Rabattforderungen mit Hinweis auf das geringe Gewicht der Armatur lachen Sie nicht das kommt gar nicht so selten vor ist die Verhaltensweise die vorhin mit gedankenlosem Eisenhandel gemeint war 7 4 3 Der berdruck vor dem Kondensatableiter Bitte lesen Sie die berschrift nochmals Der berdruck vor dem Kondensatableiter ist gemeint nicht der Dampf berdruck irgendwo in der Anlage und schon gar nicht im Dampfkessel Der berdruck unmittelbar vor dem Ableiter ist zusammen mit dem Gegendruck hinter dem Ableiter ma gebend f r die Leistung des Kondensatableiters So selbstverst ndlich das an sich ist was wird in der xis daraus Oft ist das Kesselmanometer der einzige Druck messer der Dampf und Kondensatanlage Deshalb gibt man halt den Druck im Kessel an und bedauert keine weiteren TO arco Angaben machen zu k nnen Geben wir uns ein wenig mehr M he Im Normalfall kann man bei kleineren Anlagen den Druck abfall in der Leitung tats chlich vernachl ssigen und auch der Druckabfall im W rmetauscher ohne den der Dampf ja nicht zum W rmetauscher str men w rde kann in vielen F llen unber cksichtigt bleiben Bei
337. os entw ssert wer den Dies wird dadurch erreicht dass das Kondensat meh rerer W rmetauscher Anzahl je nach Kondensatmenge und r umlichen Bedingungen gesammelt und durch einen Kondensatheber oder eine Kondensatr ckspeiseanlage in die Sammelleitung bef rdert wird Bei dem Kondensatheber handelt es sich um ein dampf betriebenes Ger t das das Kondensat aus dem drucklosen Sammelgef in die Kondensathauptleitung f rdert Ein sich hebender Schwimmermechanismus schlie t ein Bel ftungs ventil und ffnet ein Dampfeinlassventil Frischdampf alter nativ auch Druckluft dr ckt das Kondensat aus dem Kon densatheber Die Str mungsrichtung ist dabei durch zwei R ckschlagventile vorgegeben Das anfallende Kondensat wird jederzeit restlos aus der Kon densatleitung entfernt so dass die Nachteile einer anstei genden wassergef llten und unter Gegendruck stehenden Kondensatleitung nicht auftreten Da als Hilfsenergie der oh nehin vorhandene Dampf Verwendung findet und weil diese Einrichtung v llig selbstt tig und wartungsfrei arbeitet ist sie bei den Praktikern sehr beliebt Wird dieser Kondensatheber mit einem Hubz hler versehen so besteht die M glichkeit den Kondensatdurchfluss und damit den Dampfverbrauch der vorgeschalteten W rmetau scher zu messen Bei der Montage eines Kondensathebers ist unbedingt der zyklische Betrieb Puffervolumen und die Mindestzulauf h he zu beachten 90 5 arco
338. ost mit gro er Wahrscheinlichkeit vom Ende her zufrieren Deshalb darf man streng genommen nicht von frostsicheren Apparaten oder Ger ten sondern nur von frostsicheren Anlagen sprechen Will man zum Ausdruck bringen dass ein Ger t selbst dann nicht besch digt wird wenn es mit Wasser gef llt einfriert dann sagt man ge w hnlich es ist zerfriersicher Gegen W rmeverlust und K lte hilft bekanntlich die Isola tion Solange eine Dampf Kondensat Anlage in Betrieb ist l sst sich deshalb das Einfrieren von Anlagenteilen durch ausreichende Isolation verhindern Da die W rmeverluste durch die Isolation stark herabgesetzt werden kann eine wassergef llte Leitung sogar nicht zu lange dauernde Still standzeiten berstehen ohne restlos zuzufrieren Unsere zweite Feststellung lautet also Das Einfrieren w h rend Stillstandzeiten in der Gr enordnung von 20 bis 100 Stunden kann durch geeignete Isolation verhindert werden Es h ngt dabei von den jeweiligen Umst nden ab Au en temperatur Anfangstemperatur der Leitung usw wie die Isolation beschaffen sein muss und welche Stillstandzeit h chstens zul ssig ist Die Spezialfirmen f r Isoliertechnik unterbreiten f r den Einzelfall geeignete Vorschl ge Die eigentliche Schwierigkeit beginnt wenn die Anlage oder Teile davon l ngere Zeit d h l nger als 2 bis 4 Tage stillge setzt werden Denn auch die beste Isolation kann W rmever luste nicht restlos verhindern Auc
339. p ter und lassen Luft in die Anlage so dass eine restlose Entw sserung m glich ist zumindest aber kein Kondensat in die Dampfleitungen und W rmetauscher zur ckgesaugt wird Kapitel 5 Die Behandlung von Dampf Auf die Wirkungsweise der Entl fter wird sp ter eingegan gen Hier soll lediglich noch darauf hingewiesen werden dass Luft bzw Sauerstoff und Kohlendioxid zusammen mit Wasser besonders korrosiv wirkt deshalb ist es g nstiger den Ausgang des Entl fters ber einen Trichter an die Kana lisation anzuschlie en als Luft oder Luft Dampf Gemische in die Kondensatleitung zur ckzuf hren wodurch ja auch die Wirksamkeit als Bel fter wegfiele Trotzdem wird h ufig der letztere Weg gew hlt weil der Ent l fter im allgemeinen auch w hrend des Betriebs zeitweise ffnet um Luft Dampf Gemische abzulassen oder einfach deshalb weil er sich an einem nicht durchstr mten Rohren de befindet das sich langsam abk hlt Dann entweicht aber bei Montage zwischen Entl fter und Ablauftrichter etwas Dampf in die Umgebung was mitunter st rt Bei st rkerer Abk hlung oder beim Anfahren der Anlage kann auch Kon densat d h Wasser austreten weshalb ein Wasserabfluss stets vorgesehen werden muss Ein fester Anschluss des Entl fters an die Kanalisation ist jedoch nicht zul ssig Beim Abschalten der Anlage entsteht in der Dampfleitung ein Unterdruck und etwa gleichzeitig ffnet der Entl fter dadurch k nnte Schmutzwasser aus
340. pf um Dampf und Kondensat zu trennen Als Abschlussk rper wird entweder ein Ventilteller benutzt A thermodynamischer Kondensatableiter TD oder ein durchbohrtes bewegliches Formst ck B Impuls Kondensatableiter A Thermodynamische Kondensatableiter Diese Kondensatableiter Konstruktion gelang als man einen Entl fter f r Kugelschwimmer Kondensatableiter f r h he re Dr cke entwickelte Sie bestach bei ihrer Anwendung als Kondensatableiter wegen ihrer Kleinheit Einfachheit und Anpassungsf higkeit Im oberen Bild sehen wir wie Kondensat durch den Eingang E einstr mt und den Ventilteller V gegen die Kappe K dr ckt Das Kondensat flie t in den Ringkanal und durch den Aus gang in die Kondensatleitung Nachkommender Dampf will den gleichen Weg nehmen str mt aber viel schneller als das Kondensat dadurch sinkt der Druck der Str mung stark ab nun dr ckt der Dampf der seitlich um den Ventilteller in die Steuerkammer gelangt ist und dort nicht str mt also einen h heren Druck hat als der str mende Dampf den Ventilteller nach unten Dadurch wird die Dampfstr mung abgeschnitten Der Ventilteller sitzt auf dem inneren ringf rmigen Sitz und verhindert dass Frischdampf in den Ringkanal R und in die Kondensatlei tung gelangt Gleichzeitig dichtet der Ventilteller aber auch den u eren ringf rmigen Sitz Damit wird der Dampf in der Steuerkammer D zwischen Kappe K und Ventilteller V eingesperrt Dieser Dampf hat
341. pfen Satz 3 11 Standardausf hrung Bei der Bestellung von Ersatzteilen bitte genaue Teilebezeichnung Typ und Gr e der Ger te angeben WARTUNG Vor Beginn jeder Wartungsarbeit darauf achten dass Zu und Abfluss abgesperrt sind und das Ger t drucklos und abgek hlt ist Das Geh use kann w hrend der Wartungsarbeiten in der Leitung bleiben Stets kompletten Kapselelementsatz ersetzen alle Dichtfl chen sorgf ltig s ubern und beim Zusammenbau nur neue Dichtungen verwenden Achtung Die Geh usedichtung ist durch eine Edelstahl Spie blecheinlage verst rkt welche bei unsachgem er Handhabung oder Entsorgung zu Verletzungen f hren kann Austausch Kapselelementsatz Geh useschrauben 9 l sen und Deckel 1 und Feder 17 vom Geh use 8 entfernen Kapsel 2 und Distanzplatte 18 entfernen Den jetzt freiliegenden Ventilsitz 3 aus dem Geh use 8 herausschrauben Schutzsieb 5 reinigen oder ersetzten nur bei BPC32CV Neuen Ventilsitz 3 unter der Einhaltung des angegebenen Anzugmomentes 125 Nm einschrauben Geh usedichtung 7 erneuern und Distanzplatte 18 zentrisch auf Ventilsitz 3 auflegen Kapsel 2 und Feder 17 auf Distanzplatte 18 legen und Deckel 1 mit Hilfe der Geh useschrauben 9 montieren Das Anzugsmoment 27 Nm ist zu beachten Achtung Geh useschrauben 9 gleichm ig und kreuzweise anziehen bis Anzugsmoment erreicht ist Austausch oder Reinigung Sc
342. ppe beim Aufheizvorgang immer geringer wird sorgt die Luftbewegung um den Kessel daf r dass der Temperaturunterschied zwischen Dampf und Luft arco 19 Kapitel 1 Was ist Dampf etwa gleich gro bleibt Die W rmeverluste nach au en blei ben also ann hernd unver ndert Wie gro sind diese W rmeverluste Die Antwort h ngt na t rlich sehr von der Gr e und von der Gestaltung des Ap parates ab Man kann die Verluste anhand der anfallenden Kondensatmenge aber ermitteln und wenn wir f r unseren Suppenkessel die st ndlichen Verluste nach au en mit dem W rmeinhalt von etwa 10 kg Dampf ansetzen haben wir ei nen praxisnahen Wert f r unsere weiteren berlegungen Nehmen wir an die Erzeugung einer Tonne Dampf 1000 kg koste etwa 30 Der obengenannte Verlust von 0 01 t oder 0 3 je Stunde mag Ihnen vernachl ssigbar klein erscheinen F r die Betriebsk che stimmen wir auch zu falls es den oh nehin geplagten K chen nicht zu hei wird Rechnen wir da gegen einmal den j hrlichen Verlust in der Marmeladenko cherei einer Konservenfabrik aus Es seien 30 Kochkessel in Benutzung t glich 8 Stunden an 250 Tagen im Jahr das sind j hrlich 30 8 250 60 000 Kocherstunden Setzen wir den st ndlichen Verlust wieder zu 0 3 an so bel uft sich der j hrliche Verlust auf 18000 Wenn wir davon durch geeig nete Ma nahmen 7 einsparen sind das immerhin j hrlich 12000 Die technischen V
343. r genannt Entl ftung Trockenerer Dampf Beladener Dampf Entw sserung Die Wassertropfen werden an die Prallbleche geschleudert und laufen von diesen zum Boden des Ger ts Da der Quer schnitt des Trockners mehrfach gr er ist als der Querschnitt der Dampfleitung str mt der Dampf im Ger t so langsam dass er das Wasser von den Prallblechen nicht losrei en kann vorausgesetzt nat rlich der Trockner wird richtig ent w ssert Das Prinzip ist einfach aber auch hier kommt der Schwei vor dem Preis Erfolg d h es bedarf langwieriger Versuche um Dampftrockner mit zufriedenstellendem Trocknungsef fekt zu entwickeln Bei zu hoher Dampfgeschwindigkeit im Trockner wird das zuerst abgeschiedene Wasser wieder mit gerissen bei zu kleiner Dampfgeschwindigkeit wandert das Wasser mit dem Dampf um die Prallplatten herum 44 arco Die Entw sserung von Dampftrocknern sollte nicht durch die r ckstauenden Bimetall oder Kapselableiter erfolgen Erste Wahl sind Kugelschwimmer und Thermodynamische Kondensatableiter Da man sich mit gutem Grund so sorgf ltig bem ht das Wasser aus den Dampfleitungen zu entfernen d rfte es auch verst ndlich sein wenn man eine Abzweigung zur Entnahme von Dampf aus einer Hauptleitung nicht unten anschlie t wo evtl Kondensat flie t sondern stets an der Oberseite der Hauptleitung Auf diese Weise kommt so wenig Kondensat wie m glich in die Entnahmeleitung Mehrer
344. r W rmetauscher kann man schon gar nicht rechnen nicht einmal dann wenn es theoretisch zu erwarten w re Deshalb wird der Kondensatanfall schwanken und damit notwendig auch der Druck an verschiedenen Stellen des Kondensatnetzes denn je mehr hei es Kondensat an einem Punkt in die Kondensatleitung einstr mt desto h her steigt an dieser Stelle der Druck Dadurch wird das Ableitverm gen des davorliegenden Kondensatableiters geringer weil die am Ableiter verf gbare Druckdifferenz kleiner wird Aber die Druckerh hung in der Kondensatleitung wirkt sich auch auf benachbarte W rmetauscher aus indem sie deren Entw s serung behindert wenn der Druck in der Kondensatleitung nicht so weit unter dem Druck im Dampfraum liegt dass derartige Druckschwankungen im Kondensatnetz nur einen verh ltnism ig kleinen Einfluss auf die Entw sserung aus ben k nnen Mit anderen Worten arco 83 Kapitel 8 Die Im Kondensatnetz treten immer Druckschwankungen auf Deshalb soll der Druck in den Kondensatleitungen klein sein im Verh ltnis zum Druck im Dampfraum Dann k nnen die Druckschwankungen in der Kondensatleitung die Entw sse rung einzelner W rmetauscher nicht behindern Diese Forderung st t zun chst auf verst ndlichen Wider stand Bei hohem Kondensatleitungsdruck k nnte die Lei tung kleiner und deshalb billiger sein Auch die Betriebskos ten des Kondensatnetzes w rden bei ho
345. r umen 7 7 Die Kontrolle von Kondensatableitern Vertrauen ist gut Kontrolle ist besser lautet ein Zitat von Lenin Auch Kondensatableiter sollten von Zeit zu Zeit aber mindestens halbj hrlich darauf untersucht werden ob sie ordnungsgem arbeiten und nicht etwa Dampf durchbla sen Das nutzlose Dampfdurchblasen kann n mlich j hrliche Kosten in der Gr enordnung von einigen Tausend Euro ver ursachen Wie kann die Kontrolle durchgef hrt werden Selbst wenn der Kondensatableiter ins Freie abl sst ist die Beurteilung nicht einfach Es wird n mlich am Austritt Kondensat und Dampf erscheinen denn bei der Kondensat Entspannung entsteht aus einem Teil des Kondensates Nachdampf Wir werden uns damit noch ausf hrlich besch ftigen berschl gig l sst sich sagen dass das Nachdampfvolumen fast immer ca 99 des gesamten Austrittsvolumens einnimmt d h 1 Kondensatvolumen und 99 Nachdampfvolumen Es ist f r den Betrachter in fast allen F llen unm glich festzustellen ob die Nachdampfmenge f r die Kondensatmenge angemes sen ist d h z B ob das Verh ltnis 99 zu 1 oder 99 5 zu 0 5 ist Noch viel problematischer wird die Aufgabe wenn der Kon densatableiter an ein Kondensatnetz angeschlossen ist weil man dann nichts sehen kann Ein Schauglas mit zweiseitiger Verglasung und einer Wirbelkante l sst mit einiger bung zwar eine Beurteilung zu aber eben nur so lange wie die Gl ser keinen Belag oder keine Ver
346. r Sattdampf temperatur robust und kompakt reduzierte Empfindlichkeit gegen Wasserschlag und Frost hervorragende Entl ftungseigenschaften auch als Dampfentl fter verwendbar gro er Leistungsbereich bei kleinen Abmessungen und Gewichten Einsatzgrenzen Vorsicht bei starker berhitzung Hei dampf nicht einsetzen bei dampfseitig geregelten W rmetau schern oder nur mit entsprechend gro em Abstand vom W rmetauscher nicht einsetzen f r Dampftrockner SPIr arco 61 Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen B Thermische Bimetall Kondensatableiter Auch die Bimetall Kondensatableiter geh ren zu den ther mo elastischen Kondensatableitern Das Arbeitsprinzip sind Bimetall Elemente 1 die sich abh ngig von der Tempertaur w lben und so das Ableiterventil 2 ffnen Da die Bimetall Elemente nur temperaturabh ngig arbeiten folgen Bimetall Ableiter nicht v llig der Sattdampfkurve Zur Ann herung an die ideale Ableitfunktion werden daher meh rere Bimetallelemente eingesetzt die sich so erg nzen dass quasi eine Ann herung an die Sattdampfkurve erfolgt Auch Bimetall Ableiter stauen Kondensat an und d rfen kei nesfalls isoliert werden 62 arco Temperatur 9 7 geknickte Charakteristik gt gt lt berdruck p Vorteile sichere Kondentsatableitung mit angemessener Unter k hlung gute Ann herung an die Sattdampfkurve d
347. r Stoffe Ablagerungen auf der Heizfl che usw usw Man hat f r diese Einfl sse Erfahrungswerte und kann des halb unter bestimmten Annahmen und mit betr chtlichen Sicherheitszuschl gen W rmetauscher berechnen F r die tats chliche Leistung des Apparats fasst man alle diese Fak toren in dem W rmedurchgangskoeffizienten k zusammen und stellt fest W rmedurchgangskoeffizient k Pro Quadratmeter Heizfl che und je Grad Temperatur differenz zwischen heizendem und beheiztem Stoff ber tr gt der W rmetauscher x kJ pro Sekunde Der W rme durchgangskoeffizient wird deshalb angegeben in der Dimension W m In diesem wichtigen k Wert steckt also sowohl die Geschick lichkeit des W rmetauscher Konstrukteurs als auch die Sorgfalt des Betreibers der Anlage G nstige Str mungsver h ltnisse einerseits richtige Installation gute Entl ftung Sauberhaltung der Heizfl che anderseits sind von entschei dender Wichtigkeit f r die Leistung von W rmetauschern Fassen wir zusammen Der W rmestrom W eines W rmetauschers steigt mit dem W rmedurchgangskoeffizienten k mit der Gr e der Heizfl che A m und mit der Temperaturdifferenz t t K zwischen heizendem und beheiztem Stoff Als W rmetau scherformel oder W rmedurchgangsformel geschrieben Q t t W arco 47 Kapitel 6 Der W rmetausch Die Formel kann auch k Q A t t geschrieben werden Daraus ist
348. r absolute Druck zu verstehen Das Manometer an einem Dampfkessel zeigt entsprechend seiner Konstruktion stets berdr cke an d h die Druckdifferenz berdruck zum umgebenden Luftdruck Diesen u eren Luftdruck kann man mit dem Barometer messen er wird meist in mbar Millibar angegeben d h in tausendstel Bar Wenn z B der Luftdruck 1010 mbar betr gt und das Manometer des Dampfkessels 3 2 bar anzeigt betr gt der absolute Dampfdruck im Kessel Barometer 1010 mbar o bar Luftdruck Manometer 3 2bar Dampf berdruck absoluter Dampfdruck 4 21bar Der in bar angegebene Druck ohne Hinweis gilt als absoluter Druck sonst ist z B zu schreiben p 3 2 bar Bei nur angen herten Messungen nimmt man den Luftdruck stets mit bar an Bei sehr genauen Messungen muss par allel zur Messung des Dampf berdruckes der Luftdruck mit einem Barometer gemessen werden Von Vakuum oder Unterdruck spricht man dann wenn der Druck in einem Raum geringer als der umgebende Luftdruck ist Gemessen wird dies h ufig mit einem Mano Vakumeter das z B einen Anzeigebereich von 2 bar ber bis bar hat Zur Ermittlung des absoluten Druckes ist wieder sinnge m der u ere Luftdruck zu ber cksichtigen berschl gig gilt bei Anzeige von 0 3 bar Unterdruck absoluter Druck 1 0 3 bar 0 7 bar 1 5 1 Wieviel Raum nimmt der Dampf ein Wasser amd m Dampf 10 bar Der Raum den 1 kg Dampf einnimmt h ngt vom Druck ab 1 kg Wass
349. r andere Stoff nur W r me abgeben wenn er mit einem K rper niedrigerer Tempe ratur in Ber hrung kommt Die W rmestrahlung soll hier unber cksichtigt bleiben Dieser K rper niedrigerer Tem peratur ist im allgemeinen die Wandung des Dampfraums Das Kondensat bildet sich an den k lteren Fl chen und l uft dort ab ebenso wie im Winter der Wasserdampf an den kalten Autoscheiben kondensiert und abl uft Auf der Wand entsteht also ein Kondensatfilm Dieser gibt W rme an die k ltere Wand ab seine Temperatur sinkt deshalb unter die Sattdampftemperatur Dadurch kann weiterhin Sattdampf auf dem Kondensatfilm kondensieren Die Kondensatschicht wird dicker das Kondensat l uft schneller ab bis schlie lich ebenso viel Kondensat abl uft wie neu gebildet wird arco Temperatur Kondensat Film Dampf Metall Wand Wasser Dampftemperatur x III Ze durchschnittliche AN er Wandtemperatur ae en Tanz N Fam ET Er Bee A A A re Denen Wassertemperatur N eG IN EN Temperaturverlauf Die mittlere Kondensattemperatur muss bei diesem Vorgang notwendig unter der Sattdampftemperatur und ber der Wandtemperatur liegen Wir unterscheiden drei F lle 1 Ist der Temperaturunterschied zwischen Dampf und beheiztem Stoff gering dann wird auch die Kondensattem peratur nur wenig unter der Sattdampftemperatur liegen Au er in W rmetauschern ist dies z B auch der Fal
350. r angeord neter mit Nadelventil einstellbarer Bypass gestattet es dem Dampf in geringer Menge aus dem Steigrohr in die Konden satleitung zu entweichen Fassen wir zusammen Wo die Leitung zwischen Dampfraum und Kondensatab leiter lang und d nn ist oder wenn sie beheizt wird kann Dampfstau die Entw sserung behindern Ist derartige Montage nicht zu vermeiden so wird ein Kondensatab leiter mit einstellbarem Bypass Umf hrung verwendet 11 1 3 Umf hrung Entf hrung Regelger te ohne Hilfsenergie wie Druckminderer Tem peraturregler Kondensatableiter sind heutzutage so gut durchkonstruiert dass sie eine lange und wartungsfreie Le bensdauer besitzen Aber irgendwann kann auch ein solches Ger t einmal ausfallen und man sollte sich schon bei der Planung die Frage stellen Was dann Erlaubt die Anlage eine Betriebsunterbrechung bis der Scha den behoben oder ein Ersatzger t eingebaut ist dann sind keine besonderen Ma nahmen erforderlich es soll lediglich die M glichkeit rascher Reparatur tats chlich bestehen bzw Ersatzger te sollten schnell verf gbar sein Darf der Betrieb nicht so lange unterbrochen werden bis ein etwaiger Schaden beseitigt ist dann muss die M glichkeit zumindest eines provisorischen Weiterarbeitens geschaffen werden So ist es bei Pumpstationen allgemein blich zwei Pumpen parallel zu schalten davon eine als Betriebspumpe die andere als Reserve hnliches haben wir Ihnen f r Redu
351. r einem ge ringen berdruck von 0 1 bis 0 2 bar steht Damit das Kon densat berhaupt zum Sammelgef flie t muss der Druck in der Kondensatleitung etwas h her liegen als der Druck im Sammelgef Nun ist es schon vorgekommen dass eine gro r umige Dampf und Kondensatanlage mit einem Dampf berdruck von 4 bar f r einen berdruck in der Kondensatleitung von 3 6 bar ausgelegt wurde Dazu muss man Viel Gl ck w n schen denn eine solche Planung grenzt an Lotteriespiel Wa rum Die Dr cke in Rohrleitungen lassen sich nicht exakt be rechnen die Ergebnisse sind stets mit Fehlern behaftet Dies trifft ganz besonders f r Kondensatleitungen zu die tats ch lich auftretenden Dr cke weichen von den erwarteten stets mehr oder weniger stark ab am meisten in gro r umigen Anlagen bzw langen Rohrleitungen Im genannten Planungsbeispiel muss man also erwarten dass der Vordruck in der Dampfleitung an einigen Stellen nur 7 3 7 bar betr gt w hrend an einigen Stellen im Kondensatnetz anstatt der errechneten p 3 6 bar sogar 3 9 bar n tig w ren um das Kondensat zur ckzuf hren Sp tes tens der erste strengere Frost wird es an den Tag bringen Die behinderten Leitungsteile frieren ein Man kann also nur hoffen dass so hohe Sicherheitszuschl ge hier treffender Angstzuschl ge genannt gemacht wurden dass die Anla ge trotz der Planung gut arbeitet 84 we arco Da die Dampf Kondensat Anl
352. r einzelne selten Folgerungen f r seinen Sonntagsausflug ziehen k nnen Man kann deshalb zwar sagen dass meist gute Ergebnisse erzielt werden wenn der Kondensatableiter etwa doppelt bis dreifach so viel Kondensat ableiten kann wie im Dauer betrieb unter den Druckverh ltnissen des Dauerbetriebs eine bindende Regel ist das aber nicht Aus diesem Grun de w re es z B auch wenig praxisgerecht einen bestimmten Sicherheitsfaktor schon in die Leistungstabellen der Ableiter einzubauen Wir formulieren deshalb die Regel etwas vorsichtiger Der Kondensatableiter muss auch bei der kleinsten Druckdifferenz die im Dauerbetrieb am Ableiter auftritt d h kleinster Vordruck minus gr ter Gegendruck je derzeit das anfallende Kondensat abf hren k nnen Dar ber hinaus ist ein Zuschlag erforderlich der besondere Verh ltnisse ber cksichtigt vor allem die Inbetriebnah me der Dampfanlage Die H he dieses Zuschlages wird am besten mit dem Ableiterhersteller anhand der Be triebsdaten besprochen Nun zu den Einzelheiten dieser Regel ber die Druckverh ltnisse am Kondensatableiter wird im Folgenden noch gesprochen Dass dies besonders wichtig ist wissen Sie ja denn kein Kondensatableiter saugt Kondensat ab Das Kondensat wird vielmehr durch den Ableiter hin durchgedr ckt wenn der Druck vor dem Ableiter gr er ist als der Druck nach dem Ger t Je gr er der Differenzdruck am Ableiter ist desto mehr Kondensat kann das G
353. r und Sitz hierdurch berhaupt nicht beeintr chtigt werden Durch die gegen ber dem Ein Loch TD vergr erten Widerst nde der Abstr mkan le wird ein weicheres Aufsetzen des Ventiltellers auf die Sitze erreicht was sich in einer geringf gigen Vergr erung des Leerlauf verlustes bemerkbar macht Die Leerlaufverluste von ther modynamischen Kondensatableitern sind jedoch dabei in einer so geringen Gr enordnung dass sie als unerheblich vernachl ssigbar sind Die erheblich geringere Fl chenpres sung beim Aufprall die ann hernd parallele F hrung des Ventiltellers und der ber den gesamten Umfang der Sitze verteilte Verschlei haben zur Folge dass die Lebensdauer der neuen Drei Loch TDs gegen ber den Ein Loch Ger ten um ein Mehrfaches erh ht ist Die verbesserte Str mungsf hrung durch die drei gleich m ig verteilten Abstr mkan le hat zur Folge dass nun der Bereich der einwandfreien Funktion von bisher 50 Gegen druck bezogen auf den Druck vor dem Ableiter auf 80 Ge sendruck erweitert werden konnte Die Entl ftungseigenschaften st tzen sich ebenfalls auf den thermischen ffnungsvorgang so dass gute Dauerentl ftung gew hrleistet ist Schwierigkeiten k nnen auftreten wenn beim Anfahren ungew hnlich gro e Luftmengen mit gro er Geschwindigkeit anfallen wenn unter diesen Umst nden z B das Dampfventil zu rasch aufgedreht wird da das Ge r t dann mit Luft ebenso abschlie t wie im Dauerbetrieb mit Dampf
354. ratur bis zum Erreichen des stabilen Dauerzustandes Der von der Luft d h der Atmosph re auf alle Gegenst nde am Erdboden ausge bte Druck von ca 1 bar bzw 1000 mbar Normalerweise Bezeichnung eines gasf rmigen Stoffes in der N he des Kondensationspunk tes Allgemein verwendet zur Beschreibung von Wasserdampf d h verdampftem Wasser Druck des Dampfes bei einer vorgegebenen Temperatur In vielen F llen angegeben als berdruck ber dem Atmosph rendruck von 1 bar Apparat zur Erzeugung von Wasserdampf bliche Dampferzeuger sind Gro raumwasser kessel Schnelldampferzeuger Reindampferzeuger W rmetr ger Erhitzer Rohrleitung zum Transport von Dampf Regelung eines W rmetauschers bei der das Regelventil den Dampfzutritt im Eingang des W rmetauschers regelt Zusammenstellung der physikalischen Eigenschaften wie Druck Temperatur W rmeinhalt und anderen Bedingungen f r Wasser und Dampf Temperatur des Dampfes unter den jeweiligen Bedingungen F r Sattdampf gibt es eine direkte Beziehung zwischen Dampftemperatur und Dampfdruck Allgemein verwendeter Begriff f r einen Wasserabscheider der Wassertr pfchen aus Sattdampf entfernt Mit guten Dampftrocknern ist ein Trocknungsgrad von 98 d h 2 Restfeuchte zu erzielen Rauminhalt des Dampfes f r Sattdampf gibt es eine direkte Beziehung zwischen Druck und Volumen Kraft die auf eine Fl che einwirkt berechnet als Kraft durch Fl che p F A Ma einheit N pro m
355. rbetrieb einzusetzen nur weil die anderen Fertigungsbetriebe des gleichen Werkes diesen Ableiter verwenden und er deshalb bereits am eigenen La ger verf gbar ist bequem und rationell ist dieses Verfah ren zwar aber verantwortet werden kann es nur dann wenn der XY Kondensatableiter f r den Vulkanisierbetrieb auch geeignet ist Sowohl der Einfluss der Kondensatanlage auf Qualit t und Quantit t der Produktion als auch der Anteil der Energiekosten an den Betriebskosten der Anlage erfor dert diese Einstellung Die Wahl des zweckm igen Kondensatableiters war nicht die letzte Aufgabe die wir zu l sen hatten Denn das beste Ger t kann versagen wenn es falsch eingebaut wird oder wenn irgendwo sonst in der Anlage bestimmte Schwierigkei ten auftreten Deshalb werden wir in Kapitel 7 6 8 und 9 die Montage von Kondensatableitern beschreiben Einzelfragen wie Entl ftung Schmutz und Wartung behandeln prakti sche Hinweise f r die Auslegung des Kondensatnetzes geben und schlie lich noch auf die Wirtschaftlichkeit der Konden sathandhabung eingehen 74 arco 7 4 8 Prospektangaben Sie kennen nun die wichtigsten und einige weniger wichtige Kondensatableitertypen mit ihren guten Eigenschaften und ihren Grenzen und die Rahmeninformationen die Sie f r die Auswahl des richtigen Ableiters ben tigen Einzelheiten ber einen bestimmten Ableiter konnten hier nat rlich nicht be handelt werden dazu sind die Prospekte bzw Date
356. regelten Anlagen kleinster Differenzdruck halber Vordruck h chster Gegendruck 4 Ableiternennweite nach Ger tediagramm bestimmen Der Ableiter muss bei geringstem Differenzdruck das anfal lende Kondensat abf hren k nnen F r die Inbetriebnahme Lastspitzen muss ein Zuschlag be r cksichtigt werden Den Ableiter richtig dimensionieren auch zu gro ist nicht zu empfehlen 5 0 4 d o x m 2 Q 0 gt S 9 gt 0 2 RC be 5 5 5 5 5 D 5 O Merkmal eX eX xx Anpassung Druckschwankung 1 1 3 1 1 Anpassung an Lastschwankung 1 1 2 1 1 Entl ftung 3 1 1 1 3 Best ndigkeit gegen Wasserschlag 1 2 2 4 3 Funktion bei Ersch tterung 1 2 2 4 4 Einfriersicherheit 1 1 1 3 3 Schmutzempfindlichkeit 1 1 2 2 1 Hoher oder schwankender Gegendruck 1 1 3 1 1 Kondensatanstau Unterk hlung nein ja ja nein nein Unverz gliche Kondensatableitung 1 2 3 1 1 Art der Ableitung u s u s u S s u Einbaulage b b b 1 2 2 2 3 23 u unterbrochen 1 sehr g nstig s stetig 2 g nstig b beliebig evtl anlagenbedingte Grenzen 3 m ig v vorgeschrieben 4 ung nstig 5 arco 145 Anhang 7 Datenbl tter SP JS arco Thermischer Kapsel Kondensatableiter BPC32CV und BPC32YCV TIS P005 01 D
357. remfall zu schweren Anlagensch den Eine besonders einfache Beurteilung des R ckstaueffek tes ist mit unserem zugegebenerma en stark vereinfachten R ckstau Diagramm m glich 53 Kapitel 6 Der W rmetausch 180 Max Dampf temperatur 160 140 _ 120 100 e EBENE Eu Eintrittstem peratur Sekund rmedium Gegendruck Kondensatleitung berdruck bar Austrittstemperatur Sekund rmedium 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Last des W rmetauschers Im R ckstau Diagramm sind auf der linken senkrechten Achse die Temperaturen und auf der rechten senkrechten Achse die Dampfdr cke aufgetragen Auf der waagerechten Achse ist absteigend die Last des W rmetauschers in an gegeben Zur n heren Erl uterung haben wir folgendes Beispiel ge w hlt Erw rmung von Wasser von 10 C R cklauf auf 80 C Vor lauf Dampftemperatur aus dem Dampfnetz 130 C Gegendruck im Kondensatnetz 10 mWS 1 Wir tragen zuerst Punkt 1 in das R ckstau Diagramm ein d h 10 Erhitzt wird auf 80 C unser Punkt 2 Zur Erhitzung steht Dampf mit max 130 C Regelventil ganz offen und ohne Druckabfall zur Verf gung Punkt 3 Wir verbinden die Punkte 1 2 und 3 Punkt 4 ist der Schnitt punkt von Gegendruck im Kondensatnetz in unserem Bei spiel bar mit der Linie 3 2 Gehen wir von Punkt 4 nach unten auf die waagerechte Achse des Diagrammes so erhal ten wir Punkt 5
358. ren K rper gesteckt wurde arco 13 Kapitel 1 Was ist Dampf Sie k nnen nun selbst ausrechnen dass in Ihrer mit kaltem Wasser gef llten Badewanne sehr viel mehr W rmeenergie steckt als in einem Topf kochenden Wassers den Sie hin einsch tten Der Beweis Sie m ssen schon viele T pfe voll hei en Wassers beigeben bis das Wannenwasser merklich w rmer geworden ist Im kalten Bodensee steckt also eine riesige Menge W r meenergie aber die Natur hat dem menschlichen Ausbeu tungsstreben einen Riegel vorgeschoben W rme geht be kanntlich nur von K rpern h herer Temperatur auf K rper niedrigerer Temperatur ber nicht umgekehrt Nach dem was wir vorhin zur Erkl rung der Temperatur sagten ist das ja auch verst ndlich Die W rme geht eben vom K rper st r keren W rmegedr nges dorthin wo sie mehr Platz hat Und nur so lange wandert die W rme bis beide K rper die gleiche Temperatur haben Aus unserem Bild vom Gedr nge wird auch verst ndlich dass die W rme bertragung um so schneller vor sich geht je sr er der Temperaturunterschied ist Eine anfangs hei e Bettflasche wird zun chst rasch k hler dabei das Bett erw rmend Die Abk hlung geht dann wegen der kleiner gewordenen Temperaturdifferenz aber langsa mer vor sich Am n chsten Morgen haben Bettflasche und umgebende Betteile die gleiche Temperatur Nur wenn die Flasche herausf llt wird sie k hler als das Bett
359. rfahren heute Aber die Naturgesetze haben sich seitdem nicht ge ndert Gegendruck und eine wassergef llte Leitung verz gern den Anfahrvorgang Man verlegt deshalb die Leitungen nach M glichkeit mit ei nem Gef lle von 1 100 in Str mungsrichtung d h je Meter L nge f llt die Rohrleitung um etwa 1 cm oder je 100 m L n ge um etwa 1 m falsch cF falsch richtig richtig Damit die Leitung wirklich leerlaufen kann muss das Gef lle durchgehend ohne Unterbrechungen vorhanden sein Denn das sch nste Gef lle wird durch einen nachfolgenden Anstieg zunichte gemacht Kapitel 8 Die Kondensatleitung 8 Aus den gleichen Gr nden sollten die Zuleitungen von oben nicht von unten in die Kondensatleitungen einm nden falsch richtig Werden die Zuleitungen in Str mungsrichtung angeschuht so wird die Gefahr von Wasserschl gen weiter herabgesetzt Bitte halten sie sich bei der Planung und Verlegung einer Kondensatleitung immer vor Augen dass eine hei e Kon densatleitung eine Dampfleitung mit besonders hohem Was sergehalt ist Dann werden Sie die hier gezeigten ung nsti gen Anordnungen von selbst vermeiden denn Sie werden leicht erkennen dass bei den ung nstigen Anordnungen das gestaute Kondensat das Abstr men des Nachdampfes stark behindert Wo Dampfleitung und Kondensatr ckleitung parallel verlau fen m ssen beide mit einigem Abstand voneinander verlegt werden Wenn n mlich beide
360. riebnahme Wartung Fehlersuche Dampf DN 25 Kugelschwimmer Kondensatableiter l Hat der Vorw rmer unseres Beispiels einen Dampfverbrauch von 100 kg h bei p 4 bar dann w rde die Dampfzuleitung in Nennweite 25 ausgef hrt siehe Diagramm Kapitel 4 es w re ein Kugelschwimmer Kondensatableiter DN 15 erfor derlich und die Leitung zwischen Vorw rmer und Ableiter sollte in DN 25 ausgef hrt werden F r die Kondensatleitung w re DN 20 ausreichend Die Entw sserungsleitung muss vor allem dann reichlich bemessen werden wenn der Ableiter mehrere Meter vom W rmetauscher entfernt montiert werden muss Ausnahme wenn stets nur wenig Kondensat anf llt sozusagen tropfen weise wie etwa bei Dampfb geleisen weil dann die Kon densatmenge nicht ausreicht die Zuleitung zum Ableiter zu verstopfen Achtung Es gen gt keinesfalls lediglich die Leitung zum Ab leiter zu vergr ern wenn der Entw sserungsanschluss am W rmetauscher kleiner ist In der l ngeren Entw sserungs leitung stehender Dampf darf auf dem Weg zur ck in den W rmetauscher an keiner Stelle behindert werden Man soll te deshalb darauf achten dass der Entw sserungsanschluss der Dampfapparate nicht zu klein ist bis etwa DN 50 gleich dem Dampfanschluss dar ber in der Gr e der reichlich be messenen Kondensatleitung Nicht nur f r lvorw rmer sondern f r sehr viele W rme tauscher gilt Kondensatableiter sollen von Ausnahmen abgesehen
361. rl ufig wollen wir annehmen dass unser Dampfkessel eine Offnung hat wie etwa die T lle beim Teekessel und dass der im Kessel erzeugte Dampf durch diese Offnung austreten kann Unter diesen Umst nden kann das Wasser nicht ber 100 C hinaus erhitzt werden auch wenn immer mehr W rme von der Feuerung auf das Wasser bertragen wird Den Grund hierf r werden wir noch erkl ren Die sozusagen bersch s sige W rme verwandelt jedoch einen Teil des Wassers in Dampf ein Teil des Wassers ndert also wie man sagt sei nen Zustand Am Teekessel hatten wir mit Hilfe der Ther mometer bereits festgestellt dass der Dampf die gleiche Temperatur hat wie das kochende Wasser Temperatur 1 bar atm 100 C Dampf Wasser Energiezufuhr Die W rmeenergie die lediglich Wasser verdampft ohne die Temperatur zu erh hen wird als Verdampfungsw rme bezeichnet Auf den Dampfkessel angewandt bedeutet dies dass die zus tzliche W rme die nach Einsetzen des Siedens des Wassers noch zugef hrt wird und Wasser in Dampf ver wandelt im Dampf als Verdampfungsw rme enthalten ist Die Verdampfungsw rme wird wie auch jede andere W r memenge in kJ angegeben Kapitel 1 Was ist Dampf 1 4 3 W rmeinhalt des Dampfes Anfangs wurde gesagt dass Dampf ein guter Tr ger f r W r meenergie sei Das wollen wir nun n her untersuchen Wir haben festgestellt dass der im Dampfkessel erzeug te Dampf W rmeenergie in z
362. rlich vom Durchmesser der Leitung einerseits sowie von den Dr cken am Anfang und Ende der Kondensatleitung von der Anfangs temperatur und selbstverst ndlich von der Menge des durch flie enden Kondensats ab au erdem noch von Druck und Temperatur des Kondensats vor dem Kondensatableiter Diese vielf ltigen Zusammenh nge machen eine genaue Be rechnung von Kondensatleitungen unm glich Zwar gibt es N herungsverfahren doch liefern sie nur Anhaltswerte weil die f r eine allgemeing ltige Anwendungsm glichkeit erfor Kapitel 8 Die 8 4 1 Auslegungsdiagramm f r ya sne Bunuuedsjug Jop SYESUSPUOY s p po Dumet W SM uuep o Jop 001 Bun Jop waq ejueyesuapuoy AN osje oa zue iny 116 Yon q Jop aqo seq D
363. rmeinhalt des Dampfes Dampfdruck und Dampfvolumen Wieviel Raum nimmt der Dampf ein W rme und Temperatur Die Wasserdampftafel Wasserdampftafel trocken ges ttigter Wasserdampf Verschiedene Dampfarten Kondensation des Dampfes Kondensat im Dampfraum W rme bergang Die Heizfl che Der Wasserfilm Anlaufvorgang und Dauerzustand W rmeverluste Senkung der W rmeverluste D Die Dampfanlage eine bersicht Allgemeines Gro raumwasserkessel Die Dampferzeugung Schnelldampferzeuger W rmetauscher Reindampferzeuger Elektrisch beheizte Dampferzeuger W rmetr ger Erhitzer Kesselspeisewasser Kesselwasser Ausr stung der Dampfkessel Rohrwerkstoff und Nenndruck Die Nennweite Die Dampfleitung Die Auslegung von Dampfleitungen Auslegungsdiagramm f r Sattdampfleitungen Str mungsgeschwindigkeit in Sattdampfleitungen Die Ausdehnung von Rohrleitungen Die Isolation von Dampfleitungen Die Kondensation in Dampfleitungen Die Verlegung von Dampfleitungen Die Entw sserung von Dampfleitungen Die Kondensatableitung aus Dampfleitungen Luft im Dampfraum Zweckm ige Entl ftung Entl fter Die Inbetriebnahme von Dampfleitungen Der Lufteinfluss im Dampf 4 SPira arco OO 0 0 DA A Li Fa d Ee Te Eer ES E ES 15 16 16 17 17 18 19 19 19 20 21 22 22 22 23 24 24 24 24 25 26 26 26 27 28 29 30 32 33 35 37 39 41 42 43 5 1 5 2 5 3 5 4 6 1 7 1
364. rnde Dampfverbraucher werden Sie sicher gr eres Interesse an der Kondensatwirtschaft haben In den meisten kleinen mitt leren und gro en Betrieben lassen sich durch konsequente Ausnutzung aller M glichkeiten rationellen Energieeinsatzes bemerkenswerte Einsparungen erzielen Die erforderlichen Aufwendungen f r Material und Montage sind im allgemei nen in weniger als einem Jahr amortisiert so dass sich die sorgf ltige Planung der Kondensatanlage selbst dort in der chemischen Industrie lohnt wo auf schnellste Abschreibung der Produktionsanlagen geachtet werden muss Das Geld das sich in Form von ungenutzter W rme sozusa gen in Nichts aufl st kann gespart werden bzw n tzlicherer Verwendung zugef hrt werden wenn man erkennt wo un genutzte Energie verf gbar ist wei wie sie nutzbar gemacht werden kann plant so dass sie den gr ten Nutzen bringt Daf r sollen die folgenden Kapitel Hinweise geben 9 1 Die Kondensattemperatur Betrachten wir das Kondensat zun chst dort wo es entsteht im Dampfraum vor dem Kondensatableiter Sattdampf gibt W rme ab indem er kondensiert Dabei entsteht Konden sat von genau der gleichen Temperatur Im Augenblick des Entstehens hat das Kondensat also genau die zum jeweiligen Druck im Dampfraum geh rende Sattdampftemperatur wie sie in der Wasserdampftafel angegeben ist zum berdruck von 0 5 bar rd 111 C bei 7 bar 170 C bei 15 bar 201 C usw Nun kann der Dampf aber wie jede
365. rschl gen kommen ebenso wie ein einwandfreies Automobil auf guter Stra e durch einen schlechten Fahrer eine Katastrophe verursachen kann Dies war einer der Gr nde warum wir in Kapitel 4 als wichtige Regel festhielten dass Dampfleitungen nur lang sam aufgeheizt werden d rfen Allgemeing ltig k nnen wir festhalten dass schlagartig be schleunigte oder pl tzlich abgebremste Fl ssigkeitsmengen zu Wasserschl gen f hren So kommt es auch in W rmetau schern zu Wasserschl gen wenn sie nicht sorgf ltig entw s sert werden wie das folgende Beispiel eines dampfseitig ge regelten W rmetauschers zeigt Kondensat ableiter 124 SPA arco 1 Das Regelventil hier ganz schematisch dargestellt ist vor bergehend geschlossen da der W rmebedarf stark abnimmt Durch Kondensation sinkt der Druck im Dampf raum Unzweckm ige Installation verursacht Kondensat stau im Dampfraum 2 Das Regelventil ffnet da der W rmebedarf steigt Wegen der gr eren Druckdifferenz zwischen Zuleitung und Dampfraum str mt der Dampf sehr rasch ein und trifft dabei auf wesentlich k hleres und ruhendes oder nur langsam bewegtes Kondensat Folge Dampfschl ge Ist die Dampfzuleitung vor dem Regelventil nicht entw ssert so hat sich w hrend der Schlie zeit des Regelventils ein Kondensatpfropfen gebildet der beim ffnen in den W r metauscher schie t Folge Wasserschlag Dieser hier nur sehr vereinfacht dargestellte Fall findet
366. rt werden Wie gro w rden Sie diese Entl ftungsleitung w hlen wenn in einer Anlage etwa 600 kg h hei es Kondensat aus einem 8 bar Netz zur ckkommen Die Dampfleitung die diesen Betrieb versorgt w re mit DN 40 normal ausgelegt In einer Fabrik in der diese Kondensatbedingungen vorla gen explodierte eines Tages der Kondensatbeh lter und ein Mensch wurde get tet Ursache Die Entl ftungsleitung war zu klein Bei Entspannung von p 8 bar auf o bar entstehen gem Diagramm rd 14 Nachdampf Im ung nstigsten Fall m ssen durch die Entl ftungsvorrichtung etwa 12 der gesamten Kondensatmenge als Dampf von bar abgef hrt werden das sind 600 0 12 72 kg h Die Entl ftungslei tung hatte die Nennweite 15 In welcher Gr e h tten Sie die Entl ftungsleitung aus gef hrt Zun chst Genaugenommen wird keine Ent l ftungsleitung ben tigt sondern eine Dampfleitung Entspannungs und Bel ftungsleitung w re die funkti onsgerechte Bezeichnung In Kapitel 6 3 war gesagt worden dass der Druckabfall in k rzeren Dampfleitungen vernach l ssigt werden kann wenn die Geschwindigkeit unter 60 m s liegt Im hier genannten Fall w re f r 72 kg h Dampf von 1 1 bar 0 1 bar bei 25 m s It Diagramm von Kapitel 4 eine Leitung DN 40 erforderlich Auch das Kondensatleitungsdiagramm ist so ausgelegt dass der Druckabfall vernachl ssigbar ist Es kann deshalb ebenfalls zur Auslegung einer Entl ftungsleitung verwend
367. rt nachzudrucken 1 Der Anspruch an modernere und teilweise noch verst ndlichere Graphiken ist h her geworden 2 Verschiedene technische Vorschriften und Normen haben sich ge ndert und mussten eingepflegt werden 3 Unsere Leser haben den Wunsch ge u ert einige Kapitel zu erg nzen was hiermit geschehen ist Modernisierung und Erg nzung ohne den Charme den Humor und die Verst ndlichkeit der urspr nglichen Ausgabe zu ver lieren war unser Ziel Wir haben den Text daher nur sehr vorsichtig redigiert auch wenn die einfachere thematische Ordnung eine Anderung der Kapitelreihenfolge vorausgesetzt hat Besonderen Dank gilt den urspr nglichen Verfassern vor allem Manfred Bauer sowie unseren Mitarbeitern die das Buch ber 30 Jahre betreut und aktuell gehalten haben an erster Stelle J rgen Tietb hl Wir w nschen unseren Lesern dass das vorliegenden Buch Ihnen praktischen Nutzen f r die Planung den Bau und den Be trieb von Dampf und Kondensatsystemen bietet SPIRAX SARCO GmbH Klaus R mler Konstanz im Fr hjahr 2003 2006 Vorwort zur 1 Auflage von 1970 Der Spirax Sarco Korrespondenzkurs Grundlagen der Dampf und Kondensatwirtschaft bedient sich einer m glichst allge mein verst ndlichen Erkl rungs und Ausdrucksweise Damit sollen die grundlegenden Tatsachen auch solchen Teilnehmern nahegebracht werden die keine technische Ausbildung genossen haben sich mit dieser Materie jedoch befassen m ssen oder wollen sei
368. s ist Dampf gelegentlich auftreten seien es Kochkessel B gelmaschinen Lufterhitzer oder chemische Reaktionsgef lle Wenn eine Anlage derart abs uft wei der Betriebsmann dass etwas nicht in Ordnung ist Das Gewusst wo soll Ihnen dieses Buch vermitteln Im vorliegenden Fall wissen Sie sicher Abhilfe Das Konden sat muss aus dem Dampfraum entfernt werden Dies gilt aber nicht nur f r den Kochkessel Durch W rmeverluste entsteht auch in der Dampfleitung Kondensat auf Ausnahmen wer den wir sp ter eingehen das den Dampfstrom behindert und durch das Auftreten von Wasserschl gen sogar zur Zer st rung von Leitungen und Armaturen f hren kann wenn es nicht sachgem entfernt wird Kurz Zu jeder Dampfanlage geh ren gut funktionierende Vorrichtungen zur Kondensa tableitung 1 10 W rme bergang Kehren wir zum Kochkessel zur ck Selbst bei laufender Ent w sserung des Mantels kann es Momente geben in denen der kondensierende Dampf im Mantel mehr Wasser bildet als durch das Ablaufloch abflie t In diesem Augenblick sam melt sich am Boden des Mantels Kondensat das auf die Ab f hrung wartet Der Mantel ist dann teilweise mit Kondensat angef llt Das Kondensat hat zun chst Siedetemperatur d h es ist ge nau so warm wie der Dampf der in den Mantel eingeleitet wird Wenn dem so ist warum soll man dann aber das Kon densat m glichst schnell aus dem Mantel abf hren Ist es nicht genau so n tzlich
369. sarten doch kurz nennen Flanschverbindungen Hierzulande die gebr uchlichste Art Rohrleitungsteile in In dustrieanlagen zu verbinden Vorteil schnell und einfach zu l sen gut dichtend Nachteil bei kleinen Leitungen schwerer und teurer als andere Verbindungsarten Ausf hrung meist nach DIN EN 1052 in der petrochemischen Industrie h ufig nach amerikanischer Norm ASA American Standards Asso ciation Im Anhang 5 finden Sie eine bersicht ber die wichtigsten Abmessungen von Flanschen nach DIN f r ver schiedene Druckstufen Muffenverbindungen Vorteil bei kleinen Leitungen schnell und billig auszuf hren Nachteil Nach der Montage k nnen Armaturen nicht mehr ausgewechselt werden es sei denn durch Herausschwei en oder wenn zus tzliche Verschraubungen vorhanden sind Dichtungsschwierigkeiten treten nicht auf wenn geeignete Dichtungsmaterialien verwendet werden Aluminiumhanf Teflonband Hochdruck Dichtungsmasse Ausf hrung im allgemeinen als Whitworth Rohrgewinde nach DIN 2999 mit zylindrischem Innengewinde und kegeli gem Au engewinde In den Vereinigten Staaten werden mit Vorliebe Muffenverbindungen verwendet die Gewinde sind sogenannte selbstdichtende Gewinde nach NPT National Pipe Thread oder nach API American Petroleum Institute wobei sowohl das Innen als auch das Au engewinde kegelig ist Rohrgewinde nach der englischen Norm BS 21 stimmen mit den Gewinden nach DIN im wesentlichen berein
370. satleitung F r die Entw sserung der Dampfleitungen gelten nat rlich die gleichen Grunds tze Da die Dampfleitung an der Un terseite der Leitung entw ssert wird ist ein selbstt tiges Leerlaufen nur zu erreichen wenn die Kondensatleitung un terhalb der Dampfleitung verl uft wie es in der folgenden Abbildung dargestellt ist Dampfleitung Dampfleitung Kondensatleitung falsch richtig Der Vollst ndigkeit wegen sei erw hnt dass man Leitungen auch durch Beheizung von au en vor Sch den durch zu tiefe Temperaturen sch tzen kann W hrend dies bei Messanla gen und Produktleitungen selbstverst ndlich ist kommt eine Beheizung von Dampf Kondensat Anlagen kaum infrage weil dies weit aufwendiger w re als die genannten Frost schutzma nahmen In unserem Leitfaden Kondensatablei ter Montagehinweise sind die wichtigsten Regeln zur Lei tungsverlegung und zur Montage von Kondensatableitern zusammengefasst In diesem Kapitel wurde sehr viel vom Nachdampf in der Kondensatleitung gesprochen Kapitel 9 wird sich mit dieser unerw nschten aber meist unvermeidlichen Erscheinung nochmals befassen arco 93 Kapitel 9 Kondensatwirtschaft 9 Die Kondensatwirtschaft Zugegeben Sie ist nicht so wichtig wie die Landwirtschaft ihre volkswirtschaftliche Bedeutung reicht vielleicht auch nicht an die Milchwirtschaft heran aber da Sie nicht zu mel kende K he im Stall stehen haben sondern zu entw sse
371. sche Kapsel Kondensatableiter sollten ebenfalls ei nen gro en Anstauraum aufweisen um die notwendige Un terk hlung ohne R ckstau in die Dampfleitung zu erm gli chen N here Angaben finden Sie hierzu in Kapitel 7 Der Thermodynamische Kondensatableiter ist dagegen f r die Leitungsentw sserung sehr gut geeignet weil er gro e Robustheit mit verz gerungsfreier Kondensatableitung ver bindet Ungeeignet ist er jedoch dort wo der Druck in der Kondensatleitung mehr als etwa 50 des Drucks in der Dampfleitung betr gt Entw sserungstechnisch ideal aber wesentlich teurer sind Kugelschwimmerableiter Ein Blick auf Kapitel 7 4 1 und Anhang 6 zeigt uns au erdem dass der Kugelschwimmerab leiter wegen der Empfindlichkeit gegen Wasserschlag oder Frost als erste Wahl f r die Leitungsentw sserung nicht in Frage kommt Als Alternative kommt gelegentlich der Glo ckenschwimmerableiter zum Einsatz F r Dampf geringerer berhitzung sind die normalen ther modynamischen und Kugelschwimmerableiter geeignet Bei st rkerer berhitzung etwa wenn die Dampftempera tur mehr als ca 50 K ber der Sattdampftemperatur liegt sind die Sonderausf hrungen zu w hlen Notfalls kann aber auch ein Normalger t bei st rkerer berhitzung eingesetzt werden wenn der Ableiter 1 bis 3 Meter vom Kondensat stutzen entfernt angebracht und die Zuleitung nicht isoliert wird Dann gen gt n mlich schon der W rmeverlust der Zuleitung um dem Dampf die berhi
372. sche Kondensatableiter die durch Druck und Temperatur gesteuert sind Hier wird unterschieden zwi schen solchen A die mit Fl ssigkeit teilgef llten Druckdosen arbei ten im folgenden Schnellentleerer oder thermische Kapsel Kondensatableiter genannt Bei diesen bet tigt die Druckdose abh ngig von Druck und Temperatur das Verschlussorgan B die mit Bimetallformst cken arbeiten im folgenden Bimetall Kondensatableiter genannt Bei ihnen wirken verschiedene Bimetallelemente temperaturabh ngig auf das Ableiterventil thermostatische Kondensatableiter die nur temperaturab h ngig arbeiten C Stauer Kondensatableiter A Thermische Kapsel Kondensatableiter Die Kapsel Kondensatableiter geh ren zu den thermoelas tischen Kondensatableitern und unterscheiden Dampf und Kondensat die ja die gleiche S ttigungstemperatur haben dadurch dass man f r das Kondensat etwas Unterk hlung fordert in der Praxis zwischen 5 K und 30 K je nach Kon struktion und Justierung Durch ihre Bauart folgen sie dem Verlauf der Siedetemperatur abh ngig vom Druck Temperatur 9 7 e 2 2 e D e e e e e e berdruck p Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen Das Prinzip der thermoelastischen Kondensatableiter l sst sich auch f r die Trennung von Luft und Dampf verwenden Nach dem von Dalton entdeckten Naturgesetz ist der Ge samtdruck einer Gasmischung gleich der Summe der
373. selwassers nur einen kleinen Bruchteil der st ndlichen Verdampferleistung ausmacht Die Schalth ufigkeit der Speisepumpe bleibt dann immer noch in den zul ssigen Grenzen Im Dauerbetrieb gen gt deshalb ein Speisewasserbeh lter der ca 12 des st ndli chen Kesselbedarfs fasst Die unter 1 angegebene Forderung verlangt den gr eren Beh lter nach ihr kann man sich bei Anlagen bis zu mittlerer Gr e richten wenn sie fter abgeschaltet werden Sind Ab schaltungen selten so gen gt es die 2 Forderung zu erf llen F r gro e Anlagen ist dagegen eine sorgf ltige Berechnung erforderlich die alle genannten Gesichtspunkte ber cksich tigt Das Speisewasser muss mindestens 20 30 Minuten im Entgaser Speisewasserbeh lter verweilen In jedem Fall ist darauf zu achten dass erst dann Zusatz wasser in den Speisewasserbeh lter eingespeist wird wenn der Wasserspiegel unter die normalen Niveauschwankungen absinkt sonst entstehen laufende Verluste an wertvollem aufbereitetem Wasser Der Speisewasserbeh lter wird abgedeckt ausgef hrt Hat das zur ckkommende Kondensat eine niedrige Temperatur dann werden durch die abgedeckte Ausf hrung W rme und Wasserverluste durch Verdunstung weitgehend verhindert Bei hoher Kondensattemperatur ist die abgedeckte Ausf h rung des Beh lters n tig um die Dampfschwaden aus dem Aufstellungsraum fernzuhalten Nat rlich muss solcher Ent spannungsdampf durch eine Entl ftungsleitung abgef h
374. sen die Bedeutung dieser Vorg nge Gleiches gilt brigens auch f r Wasserleitungen wenn die Str mung pl tzlich in Gang gesetzt oder abgebremst wird z B durch Magnetventile Nur sind die Strr mungsgeschwin digkeiten viel kleiner und die Abbremszeiten gr er als in der Dampfleitung so dass die Folgen nicht so katastrophal sind Vielleicht haben Sie selbst schon die Klopfgeister in den Leitungen geh rt Das soll nat rlich nicht hei en dass Magnetventile grunds tzlich schlecht seien sie m ssen nur f r die jeweilige Anwendung ausreichend langsam ffnen und schlie en 34 arco Auf die Entw sserung einer Dampfleitung zu verzichten selbst wenn es eine Hei dampfleitung ist w re also ebenso riskant wie mit dem Auto in der Stadt nur einige hundert Meter mit 100 km h zu fahren Ein Unfall oder F hrer scheinentzug w re nicht verwunderlich Die Dampfleitung muss vielmehr so verlegt und betrieben werden dass keine Wasserschl ge auftreten In jedem Fall muss f r gute Ent w sserung gesorgt werden Ob die Entw sserung von Hand nur w hrend des Anfahrens oder automatisch erfolgt ist eine andere Frage auf die in Kapitel 7 noch eingegangen wird 4 7 Die Verlegung von Dampfleitungen Neben der Zweckm igkeit ist die Betriebssicherheit der wichtigste Gesichtspunkt bei der Erstellung von Dampf leitungen Dazu ist wie im vorhergehenden Kapitel gezeigt wurde eine gute Entw sserung der Damp
375. serung unter Vakuum Es gibt keinen Kondensatableiter der Kondensat absaugt Kondensatableiter ffnen oder schlie en lediglich ein Ab schlussorgan Die Entfernung des Kondensats aus dem Dampfraum ist also nur m glich wenn das Abschlussorgan ge ffnet ist und wenn im Dampfraum ein h herer Druck herrscht als in der Kondensatleitung Treten Entw sserungsschwierigkeiten auf weil der Diffe renzdruck am Ableiter zu klein ist oder gar der Gegendruck Druck hinter dem Ableiter h her liegt als der Vordruck Druck vor dem Ableiter dann werden Sie sicher geeig nete Gegenma nahmen finden den Vordruck erh hen den Gegendruck herabsetzen einen gr eren Kondensatableiter w hlen einen Pump Kondensatableiter einsetzen Erfahrungsgem liegt hier die Schwierigkeit lediglich im Er kennen der wirklichen Druckverh ltnisse Deshalb sei einmal mehr gesagt dass sich der kluge Betriebsingenieur durch den Einbau m glichst vieler Manometer und einiger Thermome ter einen berblick ber den Betriebszustand seiner Dampf Kondensatanlage verschafft Die Betriebsbedingungen einer Anlage ndern sich im Laufe der Zeit durch nderung der Zahl oder der Belastung der Dampfverbraucher Doch was tun Sie wenn der Druck im Dampfraum geringer ist als der Atmosph rendruck Tats chlich tritt Vakuum im Dampfraum h ufiger auf als man vermutet Zum Beispiel kann der Dampfdruck zumindest zeitweise unter den At mosph rendruck sinken wenn der W r
376. serungspunkte der Dampfleitung nicht zu weit voneinander entfernt dann kann man auf die Umge hungsleitung verzichten Bis zur n chsten Entw sserungs stelle wird kein Wasserschlag auftreten und der n chste Kondensatableiter wird auch gen gend Kapazit t haben den zus tzlichen Kondensatanfall zu bew ltigen wie im n chsten Kapitel gezeigt wird Die Absperrorgane vor und hinter dem Ableiter sind allerdings auch unter diesen Umst nden nicht entbehrlich Sie erm glichen brigens auch eine regelm i ge Wartung des Schmutzf ngers und des Kondensatableiters w hrend des Betriebs der Anlage So ist eine bessere Ar beitsverteilung f r das Wartungspersonal m glich die allein schon die etwas h heren Kosten der Installation rechtferti gen kann Eine besonders kosteng nstige Variante ist der Einsatz dampftauglicher Kugelh hne Die im vorigen Bild benutzten Symbole f r verschiedene Rohrleitungsteile entsprechen der Norm DIN 2429 Sinnbil der f r Rohrleitungsanlagen Durch die Vereinbarung sol cher Zeichen ist es m glich Rohrleitungspl ne herzustellen die bersichtlich und f r jeden Fachmann ohne lange Erkl rungen verst ndlich sind Wir wollen deshalb die genormten Zeichen in Zukunft benutzen ohne jedesmal ihre Bedeutung anzugeben Die Erkl rung finden Sie in Anhang 3 Zeich nungssymbole in Anlehnung an DIN 2429 Das Kondensat flie t zumindest beim Anfahren und nach dem Abstellen der Anlage am Boden der Ro
377. sfehler durch die Verdunstung von der Wasseroberfl che im Auffangbeh lter entstehen Je nach Zulauftemperatur muss die Wasservorla ge also reichlich bemessen werden Dies f hrt aber bei gr e ren Kondensatmengen und nur bei diesen ist eine genauere Messung des Kondensatanfalls erforderlich zu unhandlich gro en Auffangbeh ltern Deshalb ist es einfacher die Kon densatleitung in einem W rmetauscher lediglich auf eine Temperatur unter 80 C zu k hlen und danach den Durch fluss mit einem gew hnlichen Wasserz hler zu messen Durch die K hlung werden Fehlmessungen durch Dampfbla sen vermieden und es ist m glich eine der blichen Was seruhren zu verwenden die bis 80 C einsetzbar sind Wo der W rmeverbrauch des zu entw ssernden Appara tes zuverl ssig bekannt ist kann der Kondensatanfall errechnet werden kg Dampf gibt beim Kondensieren die Verdampfungsw rme Ah ab bei bar 2258 kJ kg bei 10 bar 2014 kJ kg im Mittel rd 2100 kJ kg siehe Wasser dampftafel oder je 2100 kJ bertragene W rmemenge f llt rd kg Kondensat an Die W rmeleistung des Apparates ist also durch 2100 zu teilen um den Kondensatanfall und den Dampfverbrauch zu errechnen Eine kleine Schwierigkeit tritt nur dadurch auf dass im SI System grunds tzlich die Ma einheit Sekunde benutzt wird aber Kondensatdurch flussmengen Dampfleistungen von Kesseln traditionell auf die Stunde bezogen werden also kg h oder t h So ist die
378. sich von Durchmesser zu Durchmesser um etwa 60 bis 100 er h hen Dann ben tigt man zwischen 10 und 100 mm nicht beispielsweise 90 Rohrweiten in Abstufungen von 1 mm son dern nur 10 Rohrweiten mit Innendurchmessern von etwa 10 15 20 25 32 40 50 65 80 und 100 mm Hat man z B errechnet dass eine Leitung von 37 5 mm Innendurchmesser n tig ist dann nimmt man eben die n chstgr ere 40 mm oder unter Umst nden die n chstkleinere 32 mm Leitung Diese berlegungen gelten in gleicher Weise f r alle Teile die mit den Leitungsrohren verbunden werden also f r Rohr verbindungen Formst cke Fittings und Armaturen nur m ssen die Gr ennormen so festgelegt werden dass diese Teile alle zusammenpassen Das ist der Zweck der sogenann ten Nennweite nach einem internationalen bereinkom men abgek rzt DN fr her NW Teile einer bestimmten Nennweite passen anschlussm ig zueinander Ob sie funk tionsm ig zueinander passen ist eine ganz andere Sache Nun sind aber je nach Material Kupfer oder Stahl und je nach Betriebs berdruck 2 bar oder 150 bar unterschied liche Wanddicken der Rohre und Rohrleitungsteile n tig Aus diesem Grund konnte man nicht den Innendurchmesser f r alle Anwendungsf lle festlegen um ein Zusammenpas sen der Rohrleitungsteile zu erreichen wird vielmehr der Au endurchmesser festgelegt die Nennweite gibt nur den ungef hren Innendurchmesser an DN 50 ist z B
379. steigt Der Finger wird etwas schmerzen weil der Dampf ihn erw rmt und der Finger wird nass weil der Dampf bei der Temperatur Kondensat AAN A N W rmeabgabe an den Finger kondensiert d h sich wieder in Wasser verwandelt F r einen kurzen Augenblick war das Was ser siedend hei aber es k hlt sich dann rasch durch W rmeab gabe an Finger und Luft ab und wenn Sie das Wasser am Finger mit der anderen Hand bef hlen ist es nur noch m ig warm Insgesamt ist an Ihrem Finger die Geschichte der Dampf erzeugung r ckw rts abgelaufen Der Dampf gibt die Ver dampfungsw rme ab und wird dabei zu Wasser von genau der gleichen Temperatur wie sie der Sattdampf hat Dann gibt das Wasser W rme ab und wird dabei k hler Da Wasser von 100 C das soeben aus kondensierendem Dampf entstanden ist genau den gleichen W rmeinhalt hat wie das Wasser das bei 100 C im Dampfkessel siedet siehe Dampftafel muss der kondensierende Dampf genau die Ver dampfungsw rme abgeben um zu Wasser zu werden nicht mehr und nicht weniger Bei 100 C werden also nach Spalte 5 der Dampftafel 2258 kJ je kg Dampf abgegeben Das Glei che gilt f r die Abk hlung des Wassers Bei Abk hlung von 100 C auf 36 C wird genau so viel W rme abgegeben wie bei Erhitzung von 36 C auf 100 C hineingesteckt werden muss rund 64 4 2 269 kJ Wir merken uns also Bei der Kondensation wird der Dampf in Wasser von genau gleicher Temper
380. stellung und Betrieb von Dampfkesseln galt bisher das Regelwerk TRD Technische Regeln f r Dampfkessel Durch Inkraftre ten der Druckger te Richtlinie DGRL hat sich u a die Ein teilung der Dampfkesselklassen vollkommen ge ndert Mit dem Inkrafttreten der Betriebssicherheitsverordnung BetrSichV am 2 10 2002 wurden u a die Dampfkesselver ordnung DampfkV und Druckbeh lterverordnung DbV zum 1 1 2003 au er Kraft gesetzt und damit auch die TRD Zur Zeit der Drucklegung dieses Buches war noch kein Ersatz f r TRD erarbeitet worden Bez glich der Ausr stung der Dampfkessel wird daher Zt noch nach der TRD verfahren Kapitel Die Dampferzeugung Typische Ger teausr stungen sind Niveausonden zur kontinuierlichen F llstandsregelung T V typgepr fte Niveausonden zur Alarmierung bei zu hohem oder zu niedrigem Kesselwasserstand Absalzsysteme um das fortschreitende Aufkonzentrieren des Kesselwassers durch Zuspeisen von Frischwasser im erlaubten Ma zu halten Abschlammeinrichtungen mit Zeitgeber um Schlamm und Ablagerungen regelm ig auszuschleusen z KE 7 A wf Mehr Informationen zu Dampfkesseln bietet unser Grund lagenbuch der Dampfkesselausr stung 25 Kapitel 4 Damprfleitung 4 Die Dampfleitung Das folgende Kapitel ist den Dampfleitungen gewidmet Da bei bleiben manche Dinge zu den eigentlichen Rohrle
381. str m ventil 4 abgeblasen das Sicherheitsventil 3 dient nur der Sicherheit bersteigt dagegen der Bedarf an Niederdruck dampf die verf gbare Nachdampfmenge so sinkt der Druck im Nachdampfsystem dadurch ffnet das Reduzierventil 1 und speist Dampf aus dem Frischdampfsystem ein Das berstr mventil begrenzt also den Druck im Nachdampfsys tem nach oben das Reduzierventil begrenzt ihn nach unten Im Beispiel w rde der Druck zwischen etwa 0 45 und 0 55 bar schwanken je nach dem augenblicklichen Be triebszustand Im Interesse geordneter Betriebsbedingungen sollte auf kei ne der beiden Druckbegrenzungen verzichtet werden wie das folgende Beispiel zeigt Ein gro er Reparaturbetrieb entspannte sein Kondensat in zwei parallel geschalteten gro en Entspannern und benutz te den gewonnenen Niederdruckdampf zur Warmwasserbe reitung Das Kondensat kam aus einem 3 bar Netz Da die Warmwasserbereiter sowohl auf der Dampf als auch auf der Wasserseite f r einen Betriebs berdruck von 3 bar geeignet waren wurde kein berstr mventil zur Druckbegrenzung eingebaut Ergebnis Wurde l ngere Zeit nur wenig Warm wasser entnommen z B in Betriebspausen dann stieg der Druck in der Kondensatzuleitung auf nahezu p 3 bar und die Entw sserung der Verbraucher im 3 bar Netz wurde zeit weise unm glich Au erdem stieg die Warmwassertemperatur auf nahezu 140 C so dass beim ffnen der Entnahmestellen kochendes Wasser und gro
382. t Nez N sI ng Z5 hi PEN vor N a I 1 4 lt 4 arco 147 Anhang 7 Datenbl tter TIS P076 10 D SPS arco ATb Bimetall Kondensatableiter SMC32 und SMC32Y Schmiedestahl 40 Rp 1 DN 15 25 BESCHREIBUNG SMC 32 Thermischer Bimetall Kondensatableiter in robuster Bauweise f r Dampf Pa t sich der Sattdampfkurve im gesamten Arbeitsbereich entl ftet automatisch und f hrt Kondensat mit einer Unterk hlung von 20 25 K ab bei Werkeinstellung Bimetall Kondensatableiter sind unempfindlich gegen IS Wasserschlag Frost und berhitzung Das Ventil wirkt gleichzeitig als 4 2A R ckschlagventil 9 2 AUSF HRUNGEN 22 N gt Typ 5 2 ist mit einem Schutzsieb ausger stet SMC32Y beinhaltet einen vollwertigen Y Schmutzf nger 5 ANSCHL SSE Rp 1 zylindrisches Innengewinde nach DIN 2999 S DN 15 25 Flansche nach DIN EN 1092 1 PN 40 mit Dichtfl che Baul ngen DIN EN 26554 Reihe 1 8 Y 1 Anschwei enden nach DIN EN 12627 Andere Anschl sse auf Anfrage EINSATZGRENZEN Krallen IC 40 Auslegungsdruck f r die 75 bar Flanschausf hrung entsprechend DIN EN 1092 1 max zul 32 bar bei 180 C zul
383. t Die gleichen Verh ltnisse liegen vor wenn hei es Kondensat mit Nachdampf in eine Kondensatsammelleitung eintritt die schon abgek hltes Kondensat f hrt oder wenn Siedekon densat aus einer hohen Druckstufe mit Kondensat aus einer niedrigen Druckstufe zusammengebracht wird In solchen F llen f hrt die intensive Vermischung des hei en Nach dampfs mit dem k lteren Kondensat zu sehr rascher Kon densation des Dampfes es entsteht ein rtlicher Unterdruck in den das umgebende Wasser hineinschie t und beim Auf einanderprallen eine Druckwelle erzeugt den Dampfschlag Auch diese Gefahr ist geringer wenn die Leitungen derart mit Gef lle verlegt werden dass das Kondensat frei abl uft denn dann ist die Leitung nur teilweise wassergef llt und die Druckwellen verpuffen rasch oder entstehen erst gar nicht Ein zus tzliches Hilfsmittel ist der Einsatz eines Diffusors Noch eine weitere Erscheinung sollte nicht untersch tzt wer den Wird beispielsweise Kondensat aus einem p 42 bar Netz in eine Kondensatleitung eingef hrt die unter einem Druck von z B p 0 5 bar steht dann ist die Nachverdamp fung nat rlich sehr viel st rker n mlich mehr als 25 als wenn Kondensat aus einem 3 bar Netz in die gleiche Kon densatleitung von 0 5 bar gef hrt wird etwa 6 Nachver dampfung Es kann deshalb besonders in einer gr eren Anlage der Fall eintreten dass das Kondensat aus dem 42 Kapitel 8 Die Kondensatleitung F bar N
384. t au erdem w re das Anfahren der wassergef llten Anlage mit Dampf ungleich langwieriger bzw gef hrlicher als bei restlos entw sserter Anlage Fassen wir die Ma nahmen gegen Korrosionssch den zu sammen Speisewasser gut aufbereiten Speisewasser entgasen Kondensat berwachen Anlagenteile gelegentlich berpr fen Dampfanlage gut entl ften Kondensat unverz gert ableiten W rmetauscher restlos entw ssern arco 121 Kapitel 11 Planung Bau Inbetriebnahme Wartung Fehlersuche 11 1 4 Das Schmutzproblem Es m ssen nicht immer Bierflaschen sein die sich in Rohr leitungen bewegen und neue Anlagen unsicher machen Lei der war in den von uns gefundenen Flaschen nicht mehr der urspr ngliche Inhalt Auch Werkzeuge Schrauben Holz stopfen Dichtungsreste Schwei r ckst nde Putzwolle Bie gesand oder einfach Dreck in den Rohrleitungen k nnen die bergabeingenieure zur Verzweiflung bringen und z B ein Schiff zwei Tage am Auslaufen hindern Deshalb sollte es selbstverst ndlich sein dass eine neuge baute Anlage vor der Inbetriebnahme gr ndlich durchge sp lt bzw durchgeblasen wird Dabei darf man den Schmutz nat rlich nicht dorthin gelangen lassen wo man ihn gerade nicht haben will d h man muss ihn vor den Regelger ten ausblasen oder darum herumf hren oder muss die Regelge r te durch ein Rohrst ck ersetzen wie die folgenden Abbil dungen es andeuten
385. t bzw Dampf durchstr mt 66 SPir X arco Stufend sen Handverstellung der D senlage gt gt NN diesem Ableiter sind die Raumverh ltnisse sowie die Wandformen durch Berechnung und Versuch so festgelegt dass die Str mung von Kondensat mit Siedetemperatur bzw von Frischdampf sehr stark gedrosselt wird w hrend un terk hltes Kondensat leichter abflie t Durch Ver nderung der Durchfluss ffnung kann der starre Ableiter von Hand an die jeweiligen Betriebsverh ltnisse angepasst werden Abge sehen von dieser Justierm glichkeit mit Hilfe der Spindel S besitzt der D senableiter keine beweglichen Teile Weil er keinen Regelmechanismus wie andere Ableiter besitzt wird er starrer Kondensatableiter genannt Das betriebliche und finanzielle Risiko durch Dampfverlust oder Kondensatstau ist gro weshalb dieser Ableitertyp nur in Sonderf llen in Betracht kommt Vorteile Keine beweglichen Teile deshalb besonders funktionssi cher klein F r gro e Leistungen und h chste Dr cke wenn die Betriebsbedingungen absolut konstant sind Beliebige Einbaulage kann frostsicher installiert werden Gute Entl ftungsleistung Grenzen Gefahr erheblicher Frischdampfverluste oder starken Kondensatstaus bei schwankenden Betriebsbedingungen und oder ung nstiger Einstellung Starre Kondensatableiter werden heutzutage nicht mehr eingesetzt Die Kosten und unn tige Umweltverschmutzung durch Dampfver
386. tableiter der dieser Aufgabe gewachsen sein muss Luft Kondensat Luft Aus der im vorherigen Bild gezeigten Dampfzuf hrung an zwei Punkten ergeben sich andere Verh ltnisse die eine Entl ftung an der gegen berliegenden Seite erfordern Die Entl ftungs ffnungen sollten gegen ber den Dampfeintritt s ffnungen versetzt sein weil dadurch Luftpolster am besten vermieden werden Bei gro r umigen Dampfverbrauchern empfiehlt es sich durch geeignete Dampff hrung eine gleichm ige Dampf str mung und damit auch eine eindeutige Entl ftung zu er m glichen wie die beiden folgenden Abbildungen andeuten sollen Sterilisierkammern und Trockenr ume geh ren zu dieser Gruppe Dampf Kondensat Luft Kondensat Luft Ung nstig Die Luft kann sich ber den Dampfraum verteilen G nstig Die Luft wird zu den Entl ftungsstellen gedr ngt Einen der schwierigsten F lle f r die Anbringung von Entl f tern bilden die rotierenden Trockenzylinder Kalander Luft Kondensat Hier bleibt nichts anderes brig als einen Entl fter an das Ende des Steigrohrs anzuschlie en um wenigstens dieje nige Luft vollst ndig abzuf hren die ins Steigrohr gelangt Zwar hat man auch schon Entl fter in die gegen berliegende Kapitel 4 Die Dampfleitung F Stirnwand des Zylinders eingesetzt wo sie aufgrund der Str mungsverh ltnisse hingeh ren doch kann diese Anordnung wegen der damit verbundenen Unfallgefahr
387. tableiter Anstauraum 2 Druckpendelleitung zur ck zum W rmetauscherausgang oder alternativ auch zum Eingang des W rmetauschers Kondensat kann einfach hydrostatisch zum Pumpkon densatableiter zulaufen Unbedingt minimale Zulaufh he beachten 3 Entl ftung des Pumpkondensatableiters ber einen Dampfentl fter 4 Zufuhr von Frischdampf f r die Kondensatf rderung Achtung unbedingt beachten dass auch diese Dampfzu fuhrleitung entw ssert werden muss es darf kein anfal Spiray arco Di Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen lendes Leitungskondensat vor dem Dampfeinlassventil anstehen 5 Ausreichend dimensionierte Kondensatleitung die Pump leistung des Pumpkondensatableiters ist nicht kontinuier lich sondern mit kurzzeitigen Spitzenwerten 6 In stark intermittierend betriebenen Anlagen bei l ngerem Anlagenstillstand kann es vorkommen dass der Pump kondensatableiter im Anlagenstillstand teilweise gef llt stehen bleibt Bei Wiederinbetriebnahme der Anlage trifft dann hei er Treibdampf auf kaltes Kondensat und es kann zu Implosionsschl gen kommen In solchen F llen kann der Pumpkondensatableiter ber einen Stauerkondensa tableiter oder manuell entleert werden 7 4 Die Auswahl des richtigen Kondensatableiters Aus der Beschreibung der Funktionsweise der Kondensatab leiter ergeben sich einige Eigenschaften die allen Ableitern gemeinsam sind Deshalb sind diese Eigenschaften f r den Fachmann zwar sel
388. tanter Last gleich Null Bei pl tzlichen Last nderungen zu h herer Last steigt das Kesselniveau durch Aufsieden obwohl eigentlich mehr Dampf entnommen wir und der Wasserspiegel sinken sollte Das Speisewasser ventil w rde durch das hohe Wasserniveau also in Schlie richtung fahren Durch Aufschalten der Mengendifferenz auf das Niveausignal wird diesem Effekt entgegengewirkt so dass die Speisewassermenge entsprechend der Lastanforde rung erh ht wird Kessel Wirkungsgrade bis 89 sind m glich Wirkungs sradverbesserungen werden erreicht durch Vorschalten ei nes Economizers zum Aufw rmen des Kesselspeisewassers Der Economizer besitzt ein von Wasser durchstr mtes Rohr b ndel das hinter dem letzten Rauchgaszug in den Schorn stein eingebaut wird berhitzter Dampf wird erzeugt indem der entnommene Sattdampf z B durch ein in der hinteren Wendekammer ein gebautes Rohrb ndel str mt Ma nahmen f r den sicheren Kesselbetrieb Die W rmequelle der Brenner wird durch den Feuerungs automaten abgesichert Der Feuerungsautomat sorgt vor der Z ndung f r eine gen gende Durchl ftung des Flammrohres und der Rauchgasz ge berwacht das Vorhandensein der Z ndflamme berwacht bei Gas Betrieb den Gasdruck und die Dichtig keit der beiden Gasventile Bei Druck berschreitungen sorgt zun chst der Sicherheits druckbegrenzer f r ein Abschalten des Brenners und als letz te Sicherung tritt das Sicherheitsventil
389. te z B bei der modernsten Maschine einer bestimmten Art durch bessere Dampff h rung im W rmetauscher und g nstige Kondensatableitung eine Leistungssteigerung von mehr als 30 erreicht werden ohne Erh hung der Herstellkosten Vielleicht meinen Sie dass das einem wirklichen Fachmann nicht passieren kann Aber jedes Fachwissen hat L cken und gewiss seine Grenzen H tten Sie in einem anderen Fall daran gedacht dass einige Lufterhitzer die regelm ig nach etwa 6 Monaten durchge rostet waren nicht nur durch geeignete Entl ftung sondern wesentlich durch eine nderung der Kondensatableitung von ihrem Leiden befreit werden Die Zahl der Dampfanla gen ist gro in denen sich trotz neuester Einrichtungen j hr lich noch betr chtliche Betr ge einsparen lassen wenn die W rmeenergie besser genutzt wird Doch Sie sind sich dieser Tatsachen sicherlich bewusst sonst w rden Sie ja nicht die Zeit opfern diese Seiten zu lesen Bei unseren berlegungen ist die Betrachtung von Neben s chlichkeiten oder gar vermeintlichen Selbstverst nd lichkeiten deshalb wichtig weil nicht selten diese Dinge es sind die auch vom Ingenieur bersehen werden Es gen gt n mlich nicht den richtigen Kondensatableiter an einem dampfbeheizten Apparat einzusetzen um zufriedenstellen de Entw sserung zu erreichen wenn 50 Meter entfernt eine andere Leitungsf hrung n tig w re Aus diesem Grund sind beispielsweise vor kurzem in einer gro en Chemieanlage
390. teigleitung die Bildung von Kon densatpfropfen und erschwert so den Dampfdurchschlag zum Ableiter hin Durch diese drei Kunstgriffe der erste sollte selbstverst nd lich sein werden die Stockungen in der Kondensatableitung so verk rzt dass ein gr erer Kondensatstau und demzufol ge ein periodisches Schwanken der Leistung des W rmetau schers im allgemeinen nicht mehr auftritt die Anlage arbei tet einwandfrei Kondensat ableiter Kondensat ableiter Ung nstig Die Heizschlange s uft ab geringere Leistung G nstig Heizschlange gut entw ssert volle Leistung Dazu noch ein Wink aus der Praxis Wo die untere g ns tigere Entw sserung nicht zul ssig ist besteht oft auch die Heizschlange aus Sondermaterial Schwei n hte oder gar Verschraubungen sind dann unerw nscht Hier kann man die Heizschlange nach einer leichten Abkr pfung ununter brochen und mit vollem Querschnitt nach oben f hren und die eigentliche Steigleitung in diesem Rohr montieren Die se Anordnung hat allerdings den Nachteil dass das kleinere Steigrohr nun beheizt statt gek hlt wird Kondensat ableiter 76 SPira arco Grunds tzlich empfehlenswert f r gef llte teilgef llte W r metauscherfl chen ist die Ausf hrung in Edelstahl Ein weiteres einfaches Hilfsmittel ist der Einsatz eines R ck schlagventils an der richtigen Stelle So kann zumindest das Zur ckflie en des Kondensats verhindert werden 7 6 3 Entw s
391. ten und bereits nach wenigen Stun den Betrieb sind Funktionsausf lle oder Undichtigkeiten die Folge Der dann normalerweise laut werdende Ruf nach Ge w hrleistung f llt dabei meist auf Planer Inbetriebnehmer Anlagenbauer oder Betreiber zur ck da die Ermittlung der Ausfallursache normalerweise dieses Ergebnis bringt anla gen und betriebsbedingt Verbindungen unter Verwendung einer Weichdichtung soll ten nach dem erstmaligen Aufheizen nachgezogen werden da das Dichtungsmaterial beim Erw rmen nachgibt Jede Undichtheit muss schnellstens beseitigt werden weil sonst das austretende Medium Riefen in die Verbindungsteile frisst so dass sp ter durch blo es Nachziehen keine Dicht heit mehr zu erreichen ist arco 129 Kapitel 11 Planung Bau Inbetriebnahme Wartung Fehlersuche 11 3 Wartung nur alle 500000 Kilometer Beim normalen Auto sind 100000 wartungsfreie Betriebs stunden vorl ufig noch undenkbar Selbst 50 Fahrkilo meter oder rund 1000 Betriebsstunden wird Ihr Wagen kaum ohne Wartung S ubern Abschmieren Ausbessern kleinerer Sch den laufen Bei anderen Dingen nehmen wir solche Leistung jedoch als selbstverst ndlich hin Die Armbanduhr tickt in 2 Jahren ber 17000 Stunden ohne Reinigung und len und die Regelarmaturen der Dampfanlage bringen in 3 bis 5 Jahren etwa 5000 bis 180 000 Betriebsstunden ohne Reparatur hinter sich Nat rlich der Vergleich hinkt Schon deshalb weil
392. ten wurden werden Sie verstehen dass bei einem Vergleich verschiede ner Ableitertypen nur versucht werden kann die wichtigen Merkmale zu erfassen und einander gegen berzustellen Da bei wurden m glichst umfassende Berechnungen zugrunde gelegt Es liegt jedoch in der Natur jeder Gesamtbetrachtung dass es einzelne Erfahrungen gibt die davon abweichen mit einer K rpergr e von 2 10 m muss man in fast allen Betten krumm liegen Sollten Sie dennoch skeptisch sein Skepsis ist der Glaube dass nicht nur der Wein sondern auch das Glas vergiftet sei dann sind die folgenden Angaben viel leicht zumindest als Zusammenstellung der Eigenschaften die unter Umst nden zu ber cksichtigen sind f r Sie von Wert Ein genaues Abw gen ist ohnehin nur dann sinnvoll m glich wenn eine bestimmte Anwendung der Ableiter also in einem bestimmten Betrieb oder an einer bestimmten An lage unter gegebenen Betriebsverh ltnissen zugrunde gelegt wird Denn Den universellen Kondensatableiter gibt es nicht Die meisten Ableiter werden an einer bestimmten Einsatz stelle einigerma en arbeiten wenn sie wenigstens f r den herrschenden Betriebsdruck geeignet sind und ein ausrei chendes Kondensatableitungsverm gen haben Nach dem heutigen Stand der Technik kann und muss man aber mehr verlangen eine wirtschaftlich und technisch optimale L sung die auf l ngere Zeit zufriedenstellende Arbeitsweise er m glicht Der Erfolgreiche unterscheidet sich v
393. ter bieten bei kleinen und billigen W rmetauschern Heizschlangen eine billige Temperatur regelung unter 100 C Mitunter wird man die getroffene Entscheidung sp ter ab n dern m ssen wenn sich herausstellt dass die gew nschte Ab leiterart in der ben tigten Ausf hrung nicht erh ltlich ist So kann es z B n tig sein einen Bimetallableiter anstelle eines Kapselableiters einzusetzen wenn die Wasserschlaggefahr zu gro erscheint Oder man entw ssert gr ere W rmetau scher mit Kugelschwimmerableitern wenn die Leistung der zun chst vorgesehenen Bimetallableiter nicht ausreicht Als Hilfe zur Auswahl des richtigen Kondensatableiters sei an dieser Stelle nochmals auf Anhang 6 dieses Buches hin gewiesen 7 4 2 Wahl der Kondensatableiterleistung Erinnern Sie sich noch an unsere berlegungen zur Wahl der Ableitergr e f r die Entw sserung von Dampfleitungen Kapitel 4 Dort mussten die Vorg nge sorgf ltig untersucht werden bis man schlie lich zu einer einfachen Regel kam und alle Einzelheiten wieder vergessen durfte Nun k nnen wir solche Untersuchungen leider nicht f r jede Art von W r metauschern anstellen Dazu ist die Vielfalt zu gro Selbst ein Versuch die W rmetauscher in wenige Hauptgruppen einzuteilen bleibt in diesem Fall problematisch weil jede Aussage mit zunehmender Allgemeing ltigkeit an Wert f r den Einzelfall verliert Aus einer Wettervorhersage f r einen ganzen Kontinent wird de
394. tion 113 10 1 5 Sicherheitsventile 115 10 2 Die dampfseitige Temperaturregelung von W rmetauschern 116 10 3 Die kondensatseitige Temperaturregelung von W rmetauschern 116 10 4 Die Bemessung von Regelventilen 117 10 5 1 k Werte f r Dampf 118 10 5 2 k Werte f r Wasser 119 11 Planung Bau Inbetriebnahme Wartung Fehlersuche 120 11 1 Planung und Bau 120 11 1 1 Leistungsermittlung 120 11 1 2 Dimensionierung 120 11 1 3 Korrosion 121 11 1 4 Das Schmutzproblem 122 11 1 5 Kondensat berwachung gef llig 123 11 1 6 Wasserschlag vermeiden 124 11 1 7 Dampfabschluss 125 11 1 8 Umf hrung Entf hrung 126 11 1 9 Einbaulage 128 11 1 10 Die Anschlussarten 128 11 2 Inbetriebnahme 129 11 3 Wartung nur alle 500 000 Kilometer 130 11 4 Fehlersuche 130 Anhang 132 A1 Fachbegriffe 132 A2 Wichtige Normen und Regelwerke 136 A3 Zeichnungssymbole in Anlehnung an DIN 2429 139 A4 ISO Rohre in Normwanddicke 143 A5 Flanschma e 144 A6 Auswahl und Merkmale von Kondensatableitern 145 A7 Datenbl tter 146 a Thermischer Kapsel Kondensatableiter 146 b Bimetall Kondensatableiter 148 Thermodynamischer Kondensatableiter 150 d Kugelschwimmer Kondensatableiter 152 8 Formeln und Einheiten 156 9 R ckstaudiagramm 157 A o Mollier Diagramm h s f r Wasserdampf 158 11 Anlagen bersicht 159 A12 Suchwortverzeichnis 160 arco 5 Kapitel 1 Was ist Dampf 1 Was ist Dampf Die physikalischen Grundlagen Wir alle wissen was geschie
395. tlichen Pr fvorgang festge stellt werden kann dass das Ger t d h insbesondere die Batterien in Ordnung sind Das geschieht in der Weise dass ohne die Sonde anzuschlie en das Pr fger t eingeschaltet wird womit die rote Leuchtdiode aufleuchtet Bei Dr cken der Pr ftaste und ordnungsgem en Zustand des Pr fger ts muss das gr ne Licht aufleuchten Die Pr feinrichtung ist nun in folgender Weise anzuwenden Es wird unmittelbar vor jedem Kondensatableiter in hori zontaler Lage eine Pr fkammer gleicher Nennweite wie der Ableiter eingebaut Durchflussrichtung gem Pfeil auf dem Geh use Der Pr fer sucht mit dem Pr fger t in der Hand nachdem er zuvor durch die Eigenpr fung des Ger tes sich vom ordnungsgem en Zustand berzeugt hat die Konden satableiter auf und verbindet jeweils das Sondenkabel des Pr fger tes mit den Sonden der Pr fkammern Er erkennt dann am gr nen oder roten Licht des Pr fger ts ob der be treffende Ableiter in Ordnung ist oder durchbl st Ben tigt werden also jeweils eine Pr fkammer f r jeden Kondensatableiter aber nur ein Pr fger t mit Kabel f r den gesamten Betrieb 82 SPIr arco Das elektronische Pr fger t wertet die Sondensignale hnlich aus Widerstand klein Ableiter in Ordnung gr nes Licht Temperatur hoch Ableiter in Ordnung gr nes Licht Widerstand gro Dampf bl st durch rotes Licht Temperatur klein Ableiter blockiert rotes Licht Die
396. ts auf ein h heres Niveau wobei einschlie lich Str mungswiderst nden ca 0 15 bar Druckabfall je Meter F rderh he anzusetzen sind dem Druck zur berwindung des Str mungswiderstan des der gesamten Leitung Einfluss der Nachverdamp fung wichtig und dem zus tzlichen Druck den die Einm ndung ande rer Kondensatleitungen in die betrachtete Leitung her vorruft Berechnung des Gegendrucks am Kondensatableiter in diesem Beispiel Gegendruck vom Kondensatentspanner her 1 5 bar Gegendruck zum Heben des Kondensats um 4 m 4 0 15 0 6 bar Str mungswiderstand vernachl ssigbar da Leitung korrekt verlegt kurz gro genug mit Gef lle 0 0 bar Gesamter Gegendruck am Kondensatableiter 2 1 bar Am Kondensatableiter verf gbarer Differenzdruck Wenn wirklich 5 bar Dampfdruck anliegen d h das Regelventil vor dem W rmetauscher voll ge ffnet ist 9 0 2 1 6 9 bar Da ber das Regelventil aber durchaus 50 Druckabfall er folgen kann sollten wir von diesem Differenzdruck ausge hen 4 5 2 1 2 4 bar 7 4 5 Kondensatanfall Wieviel Kondensat f llt am W rmetauscher an Wir wollen diese Frage nicht mit Formeln und Berechnungen zu beant worten versuchen Auch Formeln und genaue Berechnungen liefern ohnehin nur N herungswerte weil der Kondensatan fall vom W rme bergang und dieser bekanntlich von vielen nicht genau bekannten Umst nden abh ngt Begn gen wir uns deshalb vorl ufig mit allgemeinen
397. tspannt Bei der Auswahl der Kondensatableiter f r solche mit Ge sendruck arbeitenden Anlagen sind die Besonderheiten der verschiedenen Ableitersysteme zu beachten Bei allen Ab leitern sinkt die Leistung mit steigendem Gegendruck un schwer zu erkennen anhand der Datenbl tter in Anhang 7 Beim Kugelschwimmerableiter muss der Druckbereich nach dem h chsten Vordruck nicht nach dem h chsten Differenz druck ausgew hlt werden Der thermodynamische Konden satableiter ist unabh ngig von Schwankungen des Vor und Gegendrucks solange der Gegendruck nicht ca 80 des Vordrucks berschreitet Der Bimetall Kondensatableiter hat zwar keine Grenze f r den Gegendruck doch ist seine Arbeitsweise so stark vom Gegendruck abh ngig dass er bei st rker schwankendem Druck in der Kondensatleitung nicht eingesetzt werden sollte Zusammenfassend l sst sich fest stellen dass f r die Betriebsweise mit Gegendruck am besten geeignet sind der thermodynamische Kondensatableiter unter Beachtung der 80 Grenze der thermische Kapsel Kondensatableiter der Kugelschwimmer Kondensatableiter F r die Wahl der Ableitergr e ist die am Ableiter mindes tens verf gbare Druckdifferenz zugrunde zu legen Sie ergibt sich aus dem kleinsten Vordruck und dem h chsten Druck der unmittelbar nach dem betreffenden Kondensatableiter zu erwarten ist das ist der bekannte Druck am Ende der Kon densatleitung nebst einem Zuschlag f r den Druckabfall
398. tungsele ment diesen Nachteil beseitigen hilft Glockenschwimmer Kondensatableiter sind als Entl fter ungeeignet ihre Entl ftung erfolgt ber eine kleine Bohrung die gleichzeitig den Nachteil hat dass sie auch immer eine geringe Menge Dampf verschwendet Wir merken uns zur optimalen Entl ftung von Dampfanla gen werden thermische Kapsel Entl fter eingesetzt als zwei te Wahl Bimetallentl fter Noch zwei Hinweise zum Einbau eines Entl fters 1 Wir wollen uns nicht an der Diskussion beteiligen unter welchen Umst nden Luft leichter oder schwerer als Dampf ist Bei der Leitungsentl ftung aber auch bei vielen Beh l tern wird der Entl fter oben angebracht Unten w rde er nur durch Kondensat blockiert werden 2 Der Entl fter l sst nicht nur Luft und andere nicht kon densierbare Gase passieren Theoretisch k nnte auch Kondensat wie bei einem Kondensatableiter oder Was sertr pfchen austreten Es empfiehlt sich daher bei der Entl ftung innerhalb von Geb uden den Entl fterausgang in einen Trichter zu f hren der evtl anfallendes Wasser in die Kanalisation und nicht auf den sauber gewischten Boden leitet 58 SPir arco 7 3 Systeme von Kondensatableitern Gemeinsame Aufgabe von Kondensatableitern aller Syste me ist es Kondensat und in gewissem Ma auch Luft aus den Dampfleitungen und Dampfverbrauchern zu entfernen Dampf jedoch nicht durchzulassen Es muss also sowohl Kondensat von Dampf als auch Luft von
399. tzen Schmutzsieb 5a zentriert unter Verwendung einer neuen Dichtung 11 mit den Siebhaltestopfen 10 montieren Siebhaltestopfen 10 unter Verwendung von Montage Paste mit dem angegebenen Anzugsmoment 135 Nm anziehen Austausch oder Reinigung Schutzsieb nur bei SMC32 Siehe Austausch Element Satz SCHL SSELWEITEN UND ANZIEHMOMENTE Nr Bauteil Schl ssel Schrauben Anzieh weite gr e moment Sin Ventilsitz EEN 125 Nm 9 Geh useschrauben SW 17 M10 X 30 27 Nm 10 Siebhaltestopfen ee ee 135 Nm EINSTUFUNG NACH DRUCKGER TERICHTLINIE 97 23 EG nur f r Wasserdampf dessen Kondensat und Inertgase Fluide der Gruppe 2 2 2 Art 3 Abs 3 gute Ingenieurpraxis CE KennzeichNUNG s i nicht zul ssig Kondensat kg h DURCHSATZLEISTUNG ST ride 4000 TT Sg _ soo Je a00L 300 200 1 05 1 2 345 10 20 32 Differenzdruck bar Hei kondensat Kaltwasser al t r eg G T ee SE 1 Sei 24 d a nee 2 Element Batz 5a wen vc vn 5 149 Anhang 7 Datenbl tter arco ATc Thermodynamischer Kondensatableiter Serie TD 32 F
400. tzf nger sch tzt vor groben Partikeln 19 Manometer gibt den wirklichen Vordruck 20 Bypass f r den Wartungsfall 21 Steckblende zur Sicherheit Anhang 11 Anlagen bersicht 20 6 24 25 27 Sy SS 29 ol Am 40 cum 2 U T X lt 32 a D28 ee 2 y 7 X Al A d A Kondensat 38 3736 35 33 22 Ausgleichsgef mit Absperrventil unterhalb des Druckreglers 23 Dampfleitung vor dem Regelventil kleiner nach dem Ventil gr er Ventil kleiner 24 Manometer zur Einstellung Minderdruck 25 Sicherheitsventile sch tzt vor Sch den Verbraucher 26 Dampfentnahme von oben anschlie en 29 Temperaturregelung Druckschwankungen und Vakuum m glich 30 Sicherheitstemperaturbegrenzung wo n tig 31 Vakuumbrecher baut Vakuum ab 32 Jeden Verbraucher separat entw ssern 43 Auch Verbraucher entl ften Kondensatsystem 33 Eine Kondensatleitung ist keine Wasserleitung 34 Wertvolle Information die Druckanzeige 34 Entspanner zur Nachdampfverwertung 36 Keine Reihenschaltung von Kondensatableitern 36 R ckschlagventil entkoppelt Anlagenteile 38 Mechanische Pumpen f rdern hei es Kondensat ohne Hilfsenergie 39 Sicherheitsventil sichert den Entspanner ab 40 R ckschlagventil verhindert zu hohen Druck 41 Druckregler sorgt f r konstanten Dampfdruck 42 Sicherheitsventil sch tzt Verbraucher vor berdruck 44 Kondensatr ckspeiseanlage mit 1 oder 2 Pumpen 45 Auf NPSH Wert Druck und Temperatur achten Wasserauf
401. tzung zu nehmen Die gleiche Anordnung nur mit etwas l ngerer Zuleitung kann gew hlt werden wenn einmal die Verwendung eines Bime tallableiters zur Leitungsentw sserung nicht zu umgehen ist Das Kondensat kann sich dann in der Zuleitung so weit ab k hlen dass die ffnungstemperatur des Bimetallableiters erreicht wird Welche Leistung muss der Kondensatableiter haben Setzen wir voraus dass gem Kapitel 4 8 ein Kondensatstutzen von 50 cm L nge und gleicher Nennweite wie die Dampflei tung den Kondensatanfall bis zur Erw rmung der Leitung auf etwa der Endtemperatur aufnimmt Dann gen gt ein Kondensatableiter der beim Enddruck etwa das Doppelte der beim Aufheizen durchschnittlich anfallenden Kondens atmenge abf hrt Wird der Ableiter derart bemessen dann stellt die folgende Grafik schematisch die Vorg nge beim Aufheizen dar Zuerst ist die Leitung kalt es bildet sich schnell viel Kondensat Der Ableiter kann aber wegen des noch kleinen Leitungsdrucks nur wenig ableiten Der berschuss die im Diagramm zwi schen A und B liegende Fl che bleibt teils in der Rohrleitung h ngen teils wird er so lange vom Kondensatstutzen aufge nommen bis die Abf hrleistung des Ableiters gr er wird als der Kondensatanfall Von der Zeit B an baut der Ableiter den Kondensatvorrat im Stutzen ab bis er nach dem Zeitpunkt D nur noch den laufenden Kondensatanfall im Dauerbetrieb abzuf hren hat Dieser Zustand Zeit D wird je nach An fa
402. u nehmen ist Die Kondensatleitung muss einen gr eren Querschnitt bekommen Welche Gr e zweckm ig ist soll im folgenden gezeigt werden Au erdem verwertet man wenn irgend m glich den Nachdampf nutz bringend davon handelt das n chste Kapitel Abschlie end w re zu diesem Beispiel nochmals zu erw h nen dass der Druck am Anfang der Kondensatleitung an steigt An den W rmetauschern entsteht ein Gegendruck der u U zu Entw sserungsschwierigkeiten f hrt Umgekehrt zeigt dieses Beispiel dass dort wo ein gr erer Druckabfall in der Kondensatleitung von vornherein einkalkuliert wird auch die entstehende Str mungsgeschwindigkeit berpr ft werden sollte Ein Autofahrer wird sich bei einem Unfall kaum auf das Vorfahrtsrecht berufen k nnen wenn erin der Stadt mit 100 km h ber die Kreuzung gebraust ist Es wurde bereits gesagt dass die genaue Berechnung einer Kondensatleitung nicht m glich ist Beim Durchstr men des Kondensatableiters und danach in der Kondensatleitung sinkt der Druck des hei en Kondensats dadurch verdampft ein Teil des Kondensats so dass nun das zu tranportieren de Volumen gr er wird weil der Dampf ja viel mehr Raum ben tigt als die gleiche Gewichtsmenge Wasser Anderseits kondensiert durch den W rmeverlust der Leitung ein Teil des Nachdampfes Der Zustand Druck Temperatur und Vo lumen an einer Stelle der Kondensatleitung h ngt also von der Isolation und Oberfl chenrauhigkeit und nat
403. uck erreicht wird Wird nun weniger Dampf entnommen dann str mt der Dampf im Reduzierventil langsamer dadurch wird der Druckverlust im Ventil kleiner und der Minderdruck steigt Ventil ffnung Spindel S Justierschraube Feder F Membranantrieb Membrane M Anschluss Steuerleitung L Diese Erh hung des Minderdrucks wird aber sofort durch die Steuerleitung L auf die Membrane M bertragen Die Mem brane und damit die Ventilspindel S wird gegen die Kraft der Feder F nach oben gedr ckt die Ventil ffnung wird also et was kleiner der Druckabfall wird gr er der Minderdruck sinkt wieder auf fast den alten Wert gt Minderdruck D E H e a Steuerleitung Wird dagegen mehr Dampf entnommen so hat dies eine h here Dampfgeschwindigkeit zur Folge dadurch wird der Druckabfall im Ventil gr er so dass der Minderdruck sinkt Damit sinkt aber die von unten auf die Membrane wirkende Kraft Die Feder dr ckt Membrane und Ventilspindel nach unten die Ventil ffnung wird gr er der Druckabfall im Ventil nimmt ab der Minderdruck steigt wieder auf fast den alten Wert In gleicher Weise vermindert das Reduzierventil den Einfluss von Schwankungen des Vordrucks Das Redu zierventil h lt also den Minderdruck selbstt tig konstant Wird ein h herer Minderdruck gew nscht dann dreht man die Justierschraube gegen den Membranantrieb nun dr ckt Kapitel 10 Regelsyst
404. uf den Dauerbe triebszustand auszudehnen Bei der Inbetriebnahme f llt durch noch kalte Oberfl chen viel Anfahr Kondensat an Erm glichen Sie dem System dieses Kondensat abzuleiten bevor die W rmetauscher volle Leistung bringen m ssen Je nach Gr e einer Anlage sollte die Inbetriebnahme einige Minuten bis zu einer Stunde dauern Besonders interessant ist die Erstinbetriebnahme Nicht sel ten verursachen die ersten Tage mehr graue Haare als man sich gemeinhin w nscht und die grauen Zellen haben in Fol ge viel zu tun um eine stabilen Betriebszustand zu erreichen Dabei sind die ausl senden Gr nde meist sehr profan es wurde vergessen die Schutzkappen von verschiedenen Armaturen zu entfernen Blindflansche wurden nicht entfernt oder nicht gesetzt die Anlage wurde nicht gut genug gereinigt gesp lt und Schmutz verstopft Regelorgane und Schmutzf nger Geschichten ber vergessene Schmutzlappen Schwei perlen in Regelventilen etc f llen ganze B cher mitgerissenes Wasser aus Wassers cken besch digen Regelorgane bei der Inbetriebnahme Dichtungen blasen fehlende Wasservorlage in Druck Pendelleitungen und Messrohren f hren zu defekten Messaufnehmern und zerst rten Regelmembranen noch nicht richtig eingestellte Regelungen lassen Dr cke und Temperaturen schwanken und bringen Sicherheits ventile zum Abblasen Leider verursachen einige der oben genannten Effekte immer wieder Sch den an Ger
405. ung Verdampfungsw rme bei 10 bar Ah Dampfvolumen bei Atmosph rendruck v Faustformel W rmebedarf Ausdehnung von Stahlrohren W rmetauscher Formel W rme bergangs Formel A Delta Differenz y gamma spez Gewicht Wichte p rho Dichte 9 theta Temperatur in der Physik statt t blich 156 SPD arco 1 N m 1 10 bar 1 mbar 100 Pa 1m WS 0 1 at 9 8 kPa 0 098 bar 1 psi 1 Ibf in 6 89 103 Pa 1 Torr 133 32 Pa C 273 15 C ist offiziell nicht erlaubt 1J 1Nm 1Ws 1kg m s 4 2 kJ 1 kcal 4200 Ws 1 kWh 860 kcal 1 1 J s 1 9 m s 1 16 W 1 kcal h 0 736 kW 1 PS 4 2 kJ kg K 1 kcal kg h 2700 kJ kg Ah 2000 kJ kg v 1700 m kg 1 kW 1 8 kg h Dampf Al 0 011 t4 t Q k A t t Q k A AT Anhang 9 R ckstaudiagramm I A9 R ckstaudiagramm 2 Max Dampt I temperatur II III z 5 S co AEEEEEEEEEE Eintrittstemperatur Sekund rmedium BEDR FR m _ _ 10090 80 70 60 50 40 30 2010 0 Last des W rmetauschers berdruck bar Gegendruck Kondensatleitung Austrittstem peratur Sekund rmedium arco 157 Enthalpie h Anhang 10 Mollier Diagramm A10 Mollier Diagramm h 5 f r Wasserdampf
406. ung eines Trockners un bedingt einen Kondensatableiter ohne R ckstau Erste Wahl ist ein Kugelschwimmer Kondensatableiter alternativ ein thermodynamischer Kondensatableiter TD 11 1 7 Dampfabschluss In einem Kesselhaus erf llte ein lvorw rmer nicht die Er wartungen Die ltemperatur schwankte stark obgleich der Dampfraum des Vorw rmers stets unter vollem Druck stand und der ldurchfluss w hrend der Entnahme gleichm ig war Die schematische Anordnung Dampf DN 25 Kugelschwimmer Kondensatableiter l So einfach diese Zeichnung ist sie zeigt bereits die Ursache des Argers Solange kein Ol entnommen wird f llt wenig Kondensat an das an der Wand der Entw sserungsleitung zum Kugelschwimmerableiter l uft und von diesem mit ge ringer ffnung abgeleitet wird Die Entw sserungsleitung ist gr tenteils mit Dampf gef llt Das l im Vorw rmer hat die Temperatur des Dampfes Wird nun lentnommen so str mt kaltes lin den Vorw r mer und es f llt pl tzlich viel Kondensat an das nach unten l uft dabei aber den Dampf in der Entw sserungsleitung vor dem Kondensatableiter einsperrt Dampf DN 25 Kugelschwimmer Kondensatableiter l Der Kondensatableiter l sst den Dampf nicht durch weil das ja die wichtigste Aufgabe eines Ableiters ist In den Dampf raum kann der eingesperrte Dampf aber auch nicht zur ck weil von dort das Kondensat in die Entw sserungsleitung dr ngt Nun staut s
407. ungsarbeiten und Ausbau der Armaturen m ssen unbedingt die g ngigen Sicherheitsvorschriften eingehalten werden Dies sind u a 1 Armatur druckfrei stellen vor und nach der Armatur absperren 2 Hilfsleitungen wie Umgehungen Byp sse Druckausgleichsleitungen Pendelleitungen Steuerleitungen Druckentnahmeleitungen absichern 3 Absperreinrichtungen gegen versehentliches Wieder ffnen sichern 4 Bei w rmef hrenden Leitungen System abk hlen lassen 5 Druckfreiheit pr fen evtl durch vorsichtiges Offnen einer unkritischen Verbindung Unbedingt angepasste Schutzkleidung und Schutzbrille tragen Nur geeignetes Werkzeug verwenden 9 0 ALLGEMEINE ANGABEN F R DEN BETRIEB VON ROHRLEITUNGSARMATUREN Armaturen sind im Betrieb regelm iger Kontrolle und Wartung zu unterziehen Durchf hrungsdatum und Ausf hrenden von Einbau Inbetriebnahme und Wartung notieren Der Kontroll und Wartungszyklus erfolgt je nach betrieblicher Praxis und abh ngig von den Einsatzbedingungen Weitere Details sind den ger tespezifischen Betriebsanleitungen Einbauanleitungen Wartungsanleitungen Bedienungsanleitungen und Datenbl ttern zu entnehmen 155 Anhang 8 Formeln und Einheiten A8 Formeln und Einheiten eine Zusammenfassung Druck p Temperatur t Temperaturdifferenz T Arbeit W Leistung P Spezifische W rme von Wasser W rmeinhalt Dampf h N herungswert f r berschl gige Rechn
408. urch einzigar tige Spirax Sarco Bimetallelemente robust und unempfindlich gegen Wasserschlag und Frost gute Entl ftungseigenschaften Einsatzgrenzen erh hter Kondensatanstau daher weniger geeignet f r dampfseitig geregelte W rmetauscher Dampftrockner und Dampfr ume in die Kondensat nicht zur ckgestaut werden darf weniger geeignet f r gro e Last und Druckschwankun gen Stauer Kondensatableiter N Einstellfeder Temperatur LZ 3 Ventilsitz ER W Ventilkegel r Druckdose Balg Der Stauer ist ein thermostatischer Kondensatableiter und arbeitet nur temperaturabh ngig folgt also nicht dem Sie deverlauf der Temperatur abh ngig vom Druck Wenn dieser auf eine ffnungstemperatur von 90 C justiert ist dann ffnet er auch bei unterschiedlichen Dr cken stets bei 90 C Ein thermostatisches Ausdehnungselement 1 z B eine mit Fl ssigkeit vollst ndig gef llte Druckdose bet tigt das Ab schlussorgan 2 3 Vorteile sehr gut geeignet zum vollst ndigen Entleeren kalter Anlagen Einsatzgrenzen Funktionsprinzip nur abh ngig von der Temperatur und daher als echter Kondensatableiter weniger geeignet empfindlich gegen Wasserschl ge Druckst e und ber hitzung Kapitel 7 Entw sserung von Dampfr umen 7 3 3 Thermodynamische Kondensatableiter Diese Ableiter benutzen die unterschiedlichen Druckverh lt nisse von str mendem Dam
409. urde auf 20 C ab z B weil das Heizk rperventil geschlossen wurde dann verk rzt sich dieses Rohrst ck um L 1 0 011 10 90 20 7 7 mm Das gibt dem Rohr reichlich Gelegen heit sich ber etwaige Beklemmungen laut vernehmlich zu beschweren 2 Wird eine nur 100 m lange Dampfleitung die zun chst au er Betrieb eine Temperatur von 10 C hat mit Dampf von 300 C beschickt dann vergr ert sich die Gesamt l nge um 100 0 011 1 1 mm pro Grad Temperaturerh hung und um 1 1 310 341 mm bei Erw rmung um 310 Grad von 10 auf 300 C Sie k nnen sich denken dass eine Verschiebung eines Rohrst cks um 341 mm nicht zul ssig ist wenn z B Anschlussstellen Dampfentnah meleitung Kondensatstutzen oder Kr mmungen vorhan den sind W rde eine senkrecht nach unten abzweigende Entw sserungsleitung die nach 3 m L nge in eine andere Leitung m ndet um 34 cm seitlich weggebogen dann m ssten Schwei n hte rei en und Flanschverbindungen undicht werden Man f ngt die Rohrverl ngerung deshalb bei l ngeren Leitungen in sogenannten Dehnungsausglei chern auf ehe sie zu gro wird 3 Bei einer Temperaturdifferenz von 100 K dehnt sich ein 20m langes Stahlrohr um ca 22 mm aus Beispiel aus dem Diagramm Wir wollen nun nicht die Einzelheiten sachgem en Deh nungsausgleichs behandeln dazu gibt es entsprechende Fachliteratur Lediglich die Grundprinzipien sollen durch einige Skizzen erl utert
410. viele moderne Regelarmaturen darunter alle Kondensatableiter tats chlich wartungsfrei sind Man sollte sie nicht ffnen solange sie einwandfrei arbeiten Das hei t nun aber nicht dass sie in alle Ewigkeit st rungsfrei funktionieren werden Fr her oder sp ter wird jede Regelarmatur einmal ausfallen falls die Anlage lange genug l uft Geschieht das Jahr nach Inbetriebnahme wird man reklamieren geschieht es erst nach 10 Jahren gibt s rger wenn keine Ersatzteile mehr geliefert werden So sind die Menschen Man sollte die Ger te also laufend berwachen und bei unregelm iger Funktion sofort reparieren oder ersetzen um eine Vergr erung des Schadens am Ger t selbst sowie weitere Verluste durch die Fehlfunktion der Anlage zu ver meiden Machen wir s kurz Inspektion regelm ig Wartung nur wo vorgeschrieben da aber regelm ig Regelventile nur nach Vorschrift meist ist nur u ere Sauberhaltung erforderlich Kondensatableiter nur berwachen bei unregel m iger Funktion sofort ersetzen Schmutzf nger in neueren Anlagen regelm ig reinigen ein bis zweimal im Jahr Schaugl ser nach Bedarf bzw bei der regel m igen Inspektion reinigen Bei der Handhabung der Armaturen ist darauf zu achten dass Gewinde nicht bei hoher Temperatur des Ger ts bet tigt werden sollten da die Gewinde sonst fressen und dadurch unbrauchbar werden k nnen vor dem ffnen abk hlen las sen
411. vor zu dem das Kondensat durch Schwerkraft flie t und von dem aus es mit einem Kondensatheber in den Kesselspeisewasser Be h lter gef rdert wird Kapitel 8 Die Kondensatleitung 8 N 1 H Kondensat sammelbeh lter Kondensat entspanner Speisewasser beh lter Kondensatheber Aus etwas verzweigteren Anlagen kann man das Kondensat zur ckf hren indem es an verschiedenen Knotenpunk ten sammelt und dort in die ausreichend bemessene Haupt kondensatleitung einspeist Kessel Lie e man hier die rtlichen Kondensat Sammelstationen weg und f hrte das Kondensat direkt in die Hauptleitung dann w rde die Anlage zun chst einfacher und billiger bil liger auch deshalb weil die Hauptleitung nun mit h herem Druck z B 2 bar wenn der niedrigste Dampfdruck 10 bar betr gt gefahren werden k nnte und dadurch ein kleinerer Leitungsquerschnitt m glich w re Kondensatsammelstation Hauptkondensatleitung Kessel Bei dieser Anordnung ist aber eine Entleerung der W rme tauscher nach Au erbetriebnahme nicht mehr m glich so dass wie schon mehrfach erw hnt neben der erh hten Kor rosionsgefahr das Anfahren der Anlage erschwert bzw stark verz gert wird Deshalb wird man eine derartige Anordnung vern nftigerweise nur dort anwenden wo die Anlage viele Wochen ununterbrochen in Betrieb bleibt und f r das Anfah ren der Leitungen gen gend Zeit und ausreichend Personal zur Verf gung st
412. vor der Gefrierpunkt erreicht wird Au Derdem ist es sehr wichtig daf r zu sorgen dass die Frost entw sserung die ja grunds tzlich am tiefsten Punkt der Leitung erfolgen muss nicht durch Schmutzablagerungen blockiert wird Dieses Verfahren kann selbstverst ndlich auch beim Frostschutz von Beh ltern Sammelgef en usw angewendet werden Hierzu ein Beispiel zur Kondensat sammelleitung 099 Kugelschwimmerableiter ben tigen wie auch die anderen Schwimmer Kondensatableiter eine Wasservorlage Sie sind deshalb frostgef hrdet Wo ihr Einsatz unter Frostbedin gungen nicht zu umgehen ist z B bei sehr gro em Konden satanfall muss die Wasservorlage bei Au erbetriebnahme entfernt werden Der thermodynamische Ableiter ffnet wenn der Dampfdruck gegen Null absinkt die thermischen Ableiter ffnen wenn die Temperatur sich dem Gefrierpunkt n hert Das Kondensat kann demnach ablaufen wenn das daf r unbedingt erforderliche Rohrgef lle vorhanden ist Diese Ableiter sind also vom Prinzip her bei sachgem em Einbau frostsicher und der thermodynamische Ableiter und die Bimetallableiter sind auch zerfriersicher Kugelschwimmer kondensatableiter Stauer kondensatableiter 1 Werden nur Teile einer Anlage au er Betrieb genommen dann ist darauf zu achten dass auch die Kondensatseite von dem weiterbetriebenen Rohrnetz zuverl ssig abgetrennt wird Kapitel 8 Die Kondensatleitung F Dampfleitung Konden
413. vorgegebenen Wasserfluss sicherzustel Kapitel Die Dampferzeugung F len um die gew nschte Wasser Dampfrelation zu erhalten Au erdem wird dadurch verhindert dass berhitzungen in Teilbereichen der Rohrschlange auftreten Prinzipbedingt hat der austretende Dampf eine hohe Restfeuchte so dass ein nachgeschalteter Wasserabscheider unbedingt notwen dig ist Das dort abgeschiedene Wasser wird entweder ver worfen oder in den Speisewasserbeh lter zur ckgef hrt Bei letzterem besteht jedoch die Gefahr des st ndigen Aufsalzens des Speisewassers Schnelldampferzeuger sind f r Leistungen bis 7 t h und 30 bar lieferbar Vorteile eines Schnelldampferzeugers niedrige Anschaffungskosten kleine Aufstellfl che Aufstellung auch in geschlossenen R umen wegen des geringeren Gef hrdungspotentials durch den kleinen Wasserinhalt h here Kesselwasserdichten m glich durch den Wasser Zwangsumlauf d h geringere Anforderungen an die Was seraufbereitung Nachteile eines Schnelldampferzeugers Hohe Dampffeuchte schwankender Druck da geringes Puffervolumen wartungsaufwendige Kolbenspeisepumpe hohe Schalth ufigkeit Anfahrverluste durch h ufiges Vorl ften festes Verh ltnis zwischen Wasser und Brennstoffmenge n tig Fallrohre Steigrohre Das obenstehende Bild zeigt die Bauart eine Schnelldampf erzeugers die die Vorteile eines Gro raumwasserkessels mit denen eines oben beschriebenen Schnel
414. vorgestellt Wenn Sie den Wert f r einen absoluten Druck von 6 bar kontrol lieren finden Sie h 670 kJ kg bei t 158 8 670 158 8 4 2191 kJ kg K Die spezifische W rme des Wassers ist also nicht konstant sondern verschieden gro nachdem ob das Wasser 10 auf 11 C oder von 149 auf 150 erw rmt wird Wenn man f r Berechnungen die genauen Werte f r die W rmeinhalte von Wasser ben tigt m ssen diese den Wasserdampftafeln entnommen werden 1 8 Verschiedene Dampfarten Bisher haben wir immer nur von Dampf gesprochen und da mit Sattdampf gemeint das ist Dampf der in unmittelbarer Ber hrung mit Wasser steht Auch unsere Dampftafel be zieht sich wie ihre berschrift besagt auf den S ttigungszu stand d h sie gilt f r Sattdampf Von diesem Sattdampf der 16 Pi arco Dampftafel wird au erdem angenommen dass er trocken ist d h dass er keine Wassertr pfchen enth lt ee lt OD O In der Praxis ist Dampf meist ein wenig feucht d h er ent h lt Wasserteilchen weshalb er auch Nassdampf genannt wird oder der Dampf ist mehr oder weniger berhitzt Wird der aus dem Kessel kommende Dampf vom Wasser getrennt und wird ihm weiter W rme zugef hrt so ver dampft zun chst das etwa mitgerissene Wasser der Dampf wird trocken Sobald alles Wasser verdampft ist f hrt weiter hineingesteckte W rme zu einer Temperaturerh hung der Dampf wird berhitzt
415. war der gleiche Druckregler DN 50 aber die Vordruckleitung sollte jetzt in DN 80 ausgef hrt werden die Minderdruckleitung in DN 125 Werden dagegen 2500 kg h Dampf von 15 auf 1 5 bar redu ziert erf llt der Regler DN 50 auch diese Aufgabe in einer Stufe aber die Vordruckleitung ist jetzt in DN 65 vorzuse hen die Minderdruckleitung in DN 200 zweihundert Ein und dasselbe Ventil DN 50 ist je nach Betriebsbedingun gen also mit folgenden Rohrnennweiten zu kombinieren 50 und 65 80 und 125 oder 65 und 200 Sie sehen irgendwelche Daumenregeln sind hier v llig fehl am Platz Will man eine einwandfrei funktionierende Anlage erstellen dann ist die Gr e der einzusetzenden Regelventile stets anhand der Be triebsdaten der Anlage und der Ventilkennwerte zu bestim men oder die Betriebsdaten werden dem Hersteller genannt der ein geeignetes Ger t vorschl gt Die Auslegung von Ventilen mit Hilfsenergie erfolgt ber den k Wert Dieser Wert beschreibt den maximalen Durchfluss durch das Ventil bei Normbedingungen F r gasf rmige Me dien und f r Fl ssigkeiten gelten nat rlich unterschiedliche Kurven Unsere beiden Auslegungsdiagramme gelten f r Wasserdampf bzw f r Wasser Wir wollen nochmals auf die detaillierteren Informationen in unserem Buch Grundlagen der Regelungstechnik anhand von Beispielen aus der Praxis hinweisen arco 117 Kapitel 10 Regelsysteme in Dampfanlagen 10 5 1 k Werte f r
416. wei Stufen aufgenommen hat Wasserw rme bei der Erw rmung des Wassers bis zum Sieden und Verdampfungsw rme bei der Verdampfung des Wassers Der gesamte W rmeinhalt des Dampfes setzt sich also zusammen aus dem W rmeinhalt des siedenden Was sers und der Verdampfungsw rme Misst man genau nach so zeigt sich dass zur Erw rmung von 1 kg Wasser von 0 C auf 100 C rund 417 5 kJ erforder lich sind um dieses Kilogramm siedendes Wasser bei 100 C zu verdampfen m ssen aber weitere 2257 9 kJ zugef hrt werden Die Verdampfungsw rme ist also sehr viel gr er als der W rmeinhalt des Wassers gleicher Temperatur In jedem kg Dampf der hier eine Temperatur von 100 C hat ste cken 417 5 kJ Fl ssigkeitsw rme und 2257 9 kJ Verdampfungs w rme der gesamte W rmein halt des Dampfes von 100 C be tr gt somit 2675 4 Bei jeder beliebigen Dampfmen ge finden wir bei dieser Tempe ratur das gleiche Verh ltnis vor Wenn wir z B anstelle von kg eine Dampfmenge von 100 kg be trachten so brauchen wir ledig lich die zuvor genannten Zahlen mit 100 zu multiplizieren 100 kg Dampf von 100 C haben einen W rmeinhalt von 267540 kJ die sich aus 41750 kJ Wasserw rme und 225790 kJ Verdampfungs w rme zusammensetzen Durch das Verdampfen wird also in dem entstehenden Dampf eine im Vergleich zur Wasserw rme gro e Energie menge gespeichert und die Tatsache dass ein solch gro er Teil des Gesamtw rmeinhaltes des Dampf
417. wie m glich und ohne B gen gef hrt werden 2 Verengungen der Leitung sind nicht erlaubt 3 Die Ausblase ffnung muss in einen Bereich erfolgen in dem keine Personen oder Anlagen gef hrdet werden in vielen F llen erfolgt dies deshalb ber Dach 4 Ausblaseleitung und Sicherheitsventil sind so zu entw s sern dass kein Wasserpropfen das Abblasen behindern kann und dass auch Rost oder Partikel ablaufen k nnen Kapitel 10 Regelsysteme in Dampfanlagen Sicherheitsventile sind wie das Wort schon sagt Sicherheits einrichtungen F r sie gelten strenge Vorschriften Bauartzulassung vom T V Einzeleinstellung durch eine TUV zugelassene Stelle Jedes Sicherheitsventil wird daher einzeln eingestellt und ge pr ft d h einer 100 Qualit tskontrolle unterzogen F r Dampf werden normalerweise nur Sicherheitsventile mit offener Federhaube und offener Anl ftung eingesetzt Da Stopfbuchspackungen immer eine geringe Undichtigkeit er lauben kann bei offener Federhaube der Dampf entweichen und kondensiert somit nicht im Federraum Die offene An l ftung erlaubt die vorgeschriebene reglm ige Funktions kontrolle des Sicherheitsventils durch den Betreiber Eine Bemerkung noch zur Sauberkeit Sicherheitsventile blasen gro e Mengen Dampf ab die m gliche Erosion kann recht gro sein Nach dem Abblasen oder der Funktions pr fung soll das Ventil wieder 100 dicht sein Schmutzi ger Dampf oder Schmutz und Rost aus der
418. wird das zulaufende Kondensat auf etwa Atmosph rendruck entspannt der Entspannungs dampf entweicht durch die Entl ftungsleitung so dass kein Kaltwasser f r die Kondensation des Entspannungsdampfes ben tigt wird Ist eine Ausdampfung nicht erw nscht dann wird das Kondensat nebst Nachdampf mit einem Injektor rohr unterhalb des Wasserspiegels eingef hrt und das zu laufende Kaltwasser zur Kondensation der Dampfschwaden eingespr ht 104 Pira arco 9 9 Kondensataufbereitung F r kleinere Dampfkessel bis zu mittleren Betriebs berdr cken wird auf eine besondere Behandlung des Kondensats h ufig verzichtet Kondensat ist ja destilliertes Wasser und erf llt deshalb unter g nstigen Bedingungen die Anforde rungen die an das Kesselspeisewasser gestellt werden Kondensat kommt aber h ufig mit Luft in Ber hrung z B beim Aufheizen der Anlage und bei zeitweisem Unterdruck im System Deshalb ist es besser das zur ckgef hrte Kon densat ber die Entgasungsanlage zu leiten Undichtheiten in der Produktionsanlage sind nicht auszu schlie en wo sie zu unzul ssiger Verunreinigung des Kon densats f hren w rden ist die laufende berwachung des Kondensats erforderlich Das kann in kleineren Anlagen durch die Einschaltung von Kontrolltanks geschehen Bei gr eren Anlagen wird zur Kontrolle beispielsweise die Leit f higkeit des Wassers fortlaufend gemessen Ungel ste Beimengungen zum Kondensat wie z B Oxidati ons produ
419. wischen etwa 120 C bei ge ringem ldurchfluss und 184 bei maximaler Leistung Kapitel 6 Der W rmetausch 6 8 Hei dampf Wie sieht es im W rmetauscher bei der Verwendung von berhitztem Dampf aus Betrachten wir einen Fall der Pra xis In einer gro en Teppichfabrik ist ein Trockner in Betrieb der Hei luft von 160 C ben tigt Der Betriebsleiter bat um berpr fung der Temperaturregler und der Kondensatab leiter weil nur eine Lufttemperatur von etwa 150 C erreicht wurde so dass der Trockner nicht die erhoffte Leistung er zielte Temperaturregler und Kondensatableiter arbeiteten aber einwandfrei Es stellte sich heraus dass die Lufterhitzer mit Dampf von 3 bar 260 C gespeist wurden die Lufteintrittstemperatur vor den Lufterhitzern lag bei etwa 80 C da ein Teil der Luft umgew lzt wurde Nun war es klar Die Dampftemperatur lag mit 260 C zwar sehr hoch aber durch Abk hlung des Dampfes bei 3 bar auf die Kondensationstemperatur 144 C werden nur 247 5 kJ kg frei w hrend bei der Kondensation bei 144 C laut Dampftafel Spalte 5 2737 6 kJ kg abgegeben werden Das hei t rund 90 der verf gbaren W rmemenge muss bei 144 abgenommen werden w hrend nur 10 bei h herer Temperatur bertragen werden Selbst bei einer Lufteintritt stemperatur von 10 C h tte die Solltemperatur von 160 C nur erreicht werden k nnen wenn man einen Teil des Damp fes durch die Lufterhitzer ohne
420. xterne Hilfsenergie und sind streng genommen mem bran gesteuerte Regelventile Dabei wird jedoch nicht der Minderdruck zur Bet tigung des Ventils benutzt sondern der Vordruck Sollwerteinstellung Feder Pilotventil Hauptventil Membrane Hier bet tigt der Minderdruck lediglich ein Steuerven til auch Pilotventil genannt das die Arbeitsmembrane mit h herem oder niedrigerem Druck beschickt und so das Hauptventil bet tigt Da die Hauptmembrane mit einem h heren Druck beaufschlagt wird als im Fall des membrange steuerten Druckreglers darf die Hauptmembrane wesentlich kleiner sein Da au erdem die Gegenfeder ganz wegf llt baut dieses Reduzierventil sehr kompakt auf arco 111 Kapitel 10 Regelsysteme in Dampfanlagen Da schon sehr kleine nderungen des Minderdrucks gen gen um das Steuerventil zu bet tigen wird der Minderdruck bei diesen Reduzierventilen sehr genau konstant gehalten Die Schwankungen liegen unter etwa 0 02 bar Die Mess leitungen sind fest am Ger t angeschlossen Messleitung Dieses Ger t kann leicht nach Prospekt ausgew hlt werden da die Membrangr en nicht von den Betriebsbedingun gen abh ngen Aus dem gleichen Grunde sind auch gro e Druckreduzierungen mit einem einzigen Ger t m glich Ohne nderung am Druckminderer k nnen Minderdr cke zwischen 0 2 und 15 bar eingestellt werden 10 1 3 Druckregelung mit Hilfsenergie
421. zeichnung Typ und Gr e der Ger te angeben WARTUNG Vor Beginn jeder Wartungsarbeit darauf achten dass Zu und Abfluss abgesperrt sind und das Ger t drucklos und abgek hlt ist Das Geh use kann w hrend der Wartungsarbeiten in der Leitung bleiben Stets kompletten Elelement Satz ersetzen alle Dichtfl chen sorgf ltig s ubern und beim Zusammenbau nur neue Dichtungen verwenden Achtung Die Geh usedichtung ist durch eine Edelstahl Spie blecheinlage verst rkt welche bei unsachgem er Handhabung oder Entsorgung zu Verletzungen f hren kann Achtung Bei der Wartung darf keinesfalls die Justierschraube 4 verstellt werden da hierdurch die Werkeinstellung der Unterk hlung ver ndert wird Austausch Element Satz Geh useschrauben 9 l sen und Deckel 1 vom Geh use 8 entfernen Komplettes Element 2 durch L sen des Ventilsitzes 3 entfernen Schutzsieb 5 reinigen oder ersetzen nur bei SMC32 Komplettes Element 2 ersetzen und Ventilsitz 3 unter der Einhaltung des angegebenen Anzugmomentes 125 Nm einschrauben Geh usedichtung 7 erneuern und Deckel 1 mit Hilfe der Geh useschrauben 9 montieren Das Anzugsmoment 27 Nm ist zu beachten Hinweis Geh useschrauben 9 gleichm ig und kreuzweise anziehen bis Anzugsmoment erreicht ist Austausch oder Reinigung Schmutzsieb nur bei SMC32Y Siebhaltestopfen 10 l sen und Schmutzsieb 5a entnehmen Schmutzsieb 5a je nach Erfordernis reinigen oder erse
422. zfl che zu benetzen in Tropfen abperlen wie das Regenwasser von einem gut impr gnierten Mantel oder wie das Quecksilber auf dem Fu boden wenn das Thermometer zu hart gefallen ist Der Dampf kann gro e Teile der Wand direkt ber hren Die Wandtemperatur ist daher h her als bei der Filmkon densation und das Kondensat ist nur wenig unterk hlt Von der Tropfenkondensation wird 4 bis 8 fach gr erer W rme bergang als bei der blichen Filmkondensation berichtet Aber offensichtlich sind die erforderlichen Vor aussetzungen so exklusiv dass Tropfenkondensation f r Normalverbraucher nicht erreichbar ist 3 In Sonderf llen ist es zul ssig das Kondensat schon im W rmetauscher merklich abk hlen zu lassen so dass das Kondensat mit 10 20 30 K und mehr unter der Sattdampf temperatur zum Kondensatableiter kommt Vor allem bei billigen W rmetauschern Radiatoren Heizschlangen und einfachen Beheizungen Begleitheizung von Produkt leitungen Beh lterheizung wird diese M glichkeit ver wirklicht Unfreiwillig tritt eine derart starke Abk hlung des Kon densats im W rmetauscher auf wenn der Kondensat ableiter zu stark anstaut wenn er zu klein oder von der falschen Sorte ist Schlie lich kommt das Kondensat auch dann mit gr erer Unterk hlung zum Kondensatableiter wenn der Ableiter absichtlich oder unbeabsichtigt weiter von dem W rmetauscher entfernt ist weil sich dann das Kondensat in der Leitung zwischen W
423. zu zeiten von hohem Dampfverbrauch der Anlage mit gro em Anfall von Nachdampf besteht ein hoher Entgasungsdampf bedarf und umgekehrt bei geringem Frischdampfbedarf und niedrigem Nachdampfanfall ist auch der Entgasungsdampf bedarf gering H ufig wird auch die W rmeenergie des aus dem Kessel ge f hrten Absalzwassers nicht ausgenutzt Ein f r die Energie ausnutzung im Kesselhaus vorbildliches Flie schema zeigt das gro e Bild auf der vorigen Seite In der heutigen Zeit der hohen Brennstoffpreise sollte eine Dampfanlage ohne jede Nachdampfwolke ber dem Werks gel nde arbeiten Mittel und Wege zur Erf llung dieser Auf gabe gibt es genug Die eingesparte Energie macht die Denk arbeit und die Investitionskosten meist schon in kurzer Zeit bezahlt in g nstigen F llen in einem halben Jahr in ung ns tigen F llen dauert es kaum l nger als 2 Jahre 9 7 Isolierung von Kondensatleitungen Die Sicherheit kommt zuerst Ohne R cksicht auf andere berlegungen sind Kondensatleitungen berall dort wo sie von Menschen ber hrt werden k nnen mindestens mit einer Schutzisolierung zu versehen Weil wir dem heutigen Gebot folgend jede Energie gewissen haft ausnutzen ist auch aus diesem Grunde die Kondensat leitung ebenso sorgf ltig zu isolieren wie die Dampfleitung Kapitel 9 Kondensatwirtschaft 9 8 Kondensatk hlung Zur Abw rmeverwertung ist die Kondensatk hlung nur in besonders einfachen F llen zu empfehlen
424. zu ihm gelangt ohne wesentliche Verz gerung durchzulassen Dampf aber zur ckzuhalten Luft dagegen soll ebenfalls den Kondensatableiter passieren k nnen Dampf und Kondensat Kondensat gt gt Bei der Erf llung dieser Aufgabe sorgt der Kondensatableiter daf r dass der Druck im Dampfraum sich nicht auf die Kon densatleitung bertr gt Auch das ist wichtig denn wenn der Druck in der Kondensatleitung nahe beim Dampfdruck liegt kann die Entw sserung einzelner W rmetauscher behindert oder unm glich werden Die Vielfalt der industriellen Prozesse bzw die Mannigfal tigkeit der W rmetauscher hat zu einer Reihe verschiedener Kondensatableiter gef hrt deren Vorz ge und Grenzen beim Einsatz besser vorher ber cksichtigt werden m ssen Bitte halten Sie sich immer vor Augen dass Schwierigkeiten an Dampfanlagen tats chlich in etwa 98 der F lle nicht durch M ngel an Ger ten wie Stellventilen Kondensatablei tern Temperaturreglern oder Druckminderern verursacht werden sondern durch Fehler in der Planung und Ausf h rung Die Ger te sind zu gro zu klein vom falschen Typ ung nstig angeordnet falsch montiert mitunter seltener auch unbefugt ver ndert Der Grund liegt wohl darin dass die Planung h ufig zwangs l ufig von Fachleuten f r den Fertigungsprozess vorgenom men wird die sich um die Hilfskreisl ufe weniger k mmern k nnen und deshalb darin auch weniger Schulung und Er fahrung haben A
425. zu kochen an die bersch ssige W rme verwandelt einen Teil des Wassers in Dampf Dampf von rd 111 C und p 0 5 bar Wir haben gesehen dass in diesem Beispiel je kg Wasser 253 81 kJ frei werden Um 1 kg Wasser bei 0 5 bar zu verdampfen sind It Spalte 5 der Dampftafel 2226 2 kJ er forderlich die je kg Kondensat frei werdenden 253 81 kJ ver wandeln also 253 81 2226 2 0 1140 kg Wasser zu Dampf Das hei t Bei der Entspannung von Siedekondensat von p 7 bar auf 0 5 bar werden rd 11 4 Gewichtsprozent des Kon densats in Dampf von p 0 5 bar umgeformt Diese Nachverdampfung ist ein Naturgesetz und unver meidlich Wie im vorgenannten Beispiel kann man f r jeden gege benen Betriebszustand die entstehende Nachdampfmenge leicht errechnen Bequemer geht es wenn Sie das folgende Diagramm Nachverdampfung bei der Entspannung von Kondensat 9 2 1 zu Hilfe nehmen Aus der Temperatur des Kondensats vor der Entspannung oder aus dem Druck des Siedekondensats vor der Entspannung und aus dem Druck nach der Entspannung k nnen Sie ohne Rechnung ablesen wieviel Gewichtsprozent Nachdampf entstehen Das Diagramm zeigt Aus Siedekondensat von p 3 bis 12 bar entsteht bei Entspannung auf p 0 bis 1 bar rund 5 bis 15 Nachdampf Bei Dampfdr cken bis 50 bar bildet das Siedekondensat bei Entspannung bis zu 30 Nach dampf Diese Angaben sind Gewichtsprozente Sehen wir uns aufgrund eines Gedankenexperimentes
426. zur Erw rmung der Suppe wie der Dampf Nein aus mehreren Gr nden nicht Wasser gibt W rme nicht so leicht ab wie Sattdampf Wenn Sattdampf W rme abgibt wird er zu Wasser wie Sie ja wissen Sie wissen aber auch aus Abschnitt 1 5 dass Wasser ein viel kleineres Volu men einnimmt als der Dampf Bei der Kondensation entsteht deshalb ein Hohlraum in den sofort Dampf nachstr mt Der W rmetr ger Dampf str mt also sozusagen automatisch an die Stelle an der W rme gefordert wird Beim Wasser ist das aber nicht der Fall Es bleibt verh ltnism ig lange an der Stelle stehen an der es W rme abgibt W rmenachschub von w rmerem Wasser muss erst die bereits k hlere Wasser arco 17 Kapitel 1 Was ist Dampf schicht durchlaufen ehe er an das zu beheizende Gut gelangt Man sagt der W rme bergang von Wasser auf andere Stoffe ist schlechter als der W rme bergang von Dampf auf andere Stoffe Nach dem Gesagten werden Sie verstehen dass dies auch gilt wenn Dampf und Wasser gleiche Temperatur ha ben Bei der gleichen Temperatur bleibt es jedoch nicht Dampf beh lt beim Kondensieren seine Temperatur bei und gibt viel W rme ab Wasser Kondensat hat viel weniger W r meinhalt vgl Bilder Kapitel 1 5 und k hlt sich bei der W rmeabgabe ab Das Wasser wird also rasch wegen des geringeren W rmeinhaltes k lter Dadurch wird auch der Temperaturunterschied zwischen Kondensat und Suppe kleiner Auch aus
427. zur erzeugten Dampfmenge in nicht entgastem hei em Wasser sind einige Milligramm Luft je Liter Speisewasser gel st da diese Luft aber im Dampfraum nicht kondensiert sammelt sie sich aus gerechnet dort wo sie am meisten st rt an der W rmetau scherfl che Der Dampf str mt sozusagen freiwillig dorthin wo er ben tigt wird n mlich zur Heizfl che Deshalb wird auch Luft die der Dampf mitf hrt zur Heizfl che transportiert Dort kondensiert der Dampf und l uft als Kondensat ab Die Luft kann aber bei diesen Temperaturen nicht kondensieren sie legt sich vielmehr in einer Schicht ber die Heizfl che Die Folge ist eine ganz erhebliche Verringerung der Heizleistung weil Luft die W rme sehr schlecht leitet Deshalb ist Luft ja der wichtigste Bestandteil von Isolierstoffen Eine reine Luftschicht von nur einem Zehntel Millimeter Dicke setzt dem W rmedurchgang den gleichen Widerstand entgegen wie eine etwa 10 Millimeter dicke Schmutzschicht auf der Heizfl che oder wie eine 16 Zentimeter starke Stahlwand das hei t schon eine geringe Luftmenge kann den W rme tauscher weitgehend unbrauchbar machen Wird die Luft in eine Ecke des Dampfraums gedr ngt aus der sie aufgrund der Str mungsverh ltnisse nicht entwei chen kann dann sinkt ihre Temperatur erheblich unter die Temperatur des Sattdampfes beim jeweiligen Druck ab die hiervon betroffenen Teile der Heizfl che werden demzufolge eine erheblich tiefere Temperatur
428. zwar einen etwas geringeren Druck als der Dampf im W rmetauscher aber er dr ckt auf eine viel gr ere Fl che als der Frischdampf der von unten dr ckend nur den Querschnitt der Eintrittsbohrung B zur Verf gung hat Deshalb bleibt der Ableiter nun geschlossen Das ist sozusagen der wichtigste Trick des TD Kommt wieder Kondensat so sammelt es sich vor dem Ein sang Dadurch wird der W rmenachschub zum Dampf in der Steuerkammer geringer dieser Dampf beginnt zu konden sieren und dadurch sinkt sehr rasch der Druck in der Steuer kammer und damit die Schlie kraft Das Kondensat vor dem Ventilteller bei B steht aber unter dem Druck des Frisch dampfes es kann nun den Ventilteller nach oben dr cken und in die Kondensatleitung abflie en das Spiel beginnt von neuem Der TD arbeitet also sto weise Ob dies vorteilhaft ist weil die Heizfl che von Kondensat und Luft besser freigeblasen wird als bei einem kontinuierlich arbeitenden Ableiter oder nachteilig weil z B eine Regelung gest rt wird kann wie der nur anhand der zu entw ssernden Anlage entschieden werden 2 D KSC b SC In der obigen Erkl rung des thermodynamischen Funktions prinzips wurde behauptet dass der Druck im str menden Dampf absinkt Das ist ein Naturgesetz Die Bewegungsener gie des str menden Stoffes stammt aus der Druckenergie da von au en keine Energie zugef hrt wird muss der Druck ab nehmen

Grundlagen der Dampf und Kondensattechnologie

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