Dampferzeugungssysteme für Industrie und Gewerbe: Anlagen und Komponenten, Prozesstechnik, Wärmebilanz
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Essen
Vulkan-Verl.
2009
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Titel: Dampferzeugungssysteme für Industrie und Gewerbe
Autor: Ernst, Hardy
Jahr: 2009
Inhaltsverzeichnis VII
Inhaltsverzeichnis
1. Geschichtliches zum Wasserdampf 1
2. Grundlagen für Wasser und Wasserdampf 9
2.1 Natürliche Vorkommen 10
2.2 Wärmeträger Wasser und Wasserdampf 10
2.3 Eigenschaften von Wasser und Wasserdampf 11
2.4 Wärmeträgervergleich und Einsatzgebiete 12
2.4.1 Vergleich von Warm-und Heißwasser mit Wasserdampf . 13
2.4.2 Einsatzgebiete für Warm-und Heißwasser 13
2.4.3 Einsatzgebiete für Wasserdampf 14
3. Dampferzeugung 17
3.1 Zustandsgrößen für Wasser und Wasserdampf 18
3.2 Wasserdampfzustände 19
3.3 Entspannungsdampf 20
3.4 Wärmetausch 25
4. Dampferzeugungssysteme 29
4.1 Systemkomponenten 30
4.2 Offene Systeme 32
4.3 Geschlossene Systeme 34
4.3.1 Kondensatentspanner 34
4.3.2 Geschlossener Hochdruck-Kondensatbehälter 36
4.3.3 Einsparungen und Vorteile durch geschlossene
Kondensatsysteme 37
4.4 Kombinierte Systeme 38
4.5 Kondensat-Rückleitung 38
4.6 Ablassentspannungsgefäß 39
5. Dampfverbraucher 41
5.1 Angeschlossene Dampfverbraucher 42
5.1.1 Indirekt beheizte Dampfverbraucher 42
5.1.2 Direkt beheizte Dampfverbraucher 42
5.2 Systembedingte Dampfverbraucher 43
6. Dampferzeuger 45
6.1 Historie 46
6.2 Bauarten der Gegenwart 51
6.2.1 Flammrohr - Rauchrohrkessel 53
6.2.2 Wasserrohrkessel 63
6.3 Funktionen und Eigenschaften der Bauarten 68
VIII Inhaltsverzeichnis
6.3.1 Flammrohr - Rauchrohrkessel 68
6.3.1.1 Naturumlauf 68
6.3.1.2 Dampfqualität 69
6.3.1.3 Lastanpassung und Druckkonstanz 69
6.3.1.4 Direkte Wasserstandsregelung und -begrenzung 70
6.3.1.5 Brennerschalthäufigkeit 70
6.3.1.6 Bedienung und Wartung 70
6.3.1.7 Erleichterte Aufstellung - wiederkehrende Prüfungen
(z. B. in Deutschland) 70
6.3.2 Wasserrohrkessel 71
6.3.2.1 Naturumlauf 71
6.3.2.2 Dampfqualität 72
6.3.2.3 Lastanpassung und Druckkonstanz 72
6.3.2.4 Direkte Wasserstandsregelung und-begrenzung 72
6.3.2.5 Brennerschalthäufigkeit 73
6.3.2.6 Bedienung und Wartung 73
6.3.2.7 Erleichterte Aufstellung - wiederkehrende Prüfungen
(z. B. in Deutschland) 73
6.3.3 Schnelldampferzeuger 73
6.3.3.1 Zwangsdurchlauf 73
6.3.3.2 Dampfqualität 73
6.3.3.3 Schnelle Betriebsbereitschaft 74
6.3.3.4 Lastanpassung 74
6.3.3.5 Speisewassermengenregelung und -Überwachung 74
6.3.3.6 Brennerschalthäufigkeit 75
6.3.3.7 Bedienung und Wartung 75
6.3.3.8 Erleichterte Aufstellung - wiederkehrende Prüfungen
(z. B. in Deutschland) 76
6.3.4 Einsatzgebiete der Bauarten 76
6.4 Bauteile der Druckkörper 76
6.4.1 Bauteile der Druckkörper für Großwasserraumkessel 76
6.4.1.1 Kesselmäntel 77
6.4.1.2 Kesselböden 77
6.4.1.3 Flammrohre 78
6.4.1.4 Hintere wassergekühlte Wendekammern 79
6.4.1.5 Vordere Wendekammern 80
6.4.1.6 Rauchrohre 82
6.4.1.7 Diverse Ein-und Anbauteile 82
6.4.1.8 Herstellung und Zusammenbau 83
6.4.2 Bauteile der Druckkörper für Wasserrohrkessel
(Naturumlaufsystem) 91
6.4.2.1 Herstellung und Zusammenbau der Druckkörper für
Wasserrohrkessel 92
6.4.3 Bauteile der Druckkörper für Schnelldampferzeuger
(Zwangsdurchlaufsystem) 92
6.4.3.1 Herstellung und Zusammenbau der Druckkörper für
Schnelldampferzeuger 93
6.4.4 Hitzebeständige Auskleidungen an Druckkörpern 94
6.4.5 Isolierung der Druckkörper 95
6.5 Ausrüstung der Dampferzeuger 97
6.5.1 Entwicklung der Ausrüstung 97
6.5.2 Einrichtungen für den Wasserstand 99
6.5.2.1 Niedrigwasserstandsbegrenzung 99
6.5.2.2 Niveauregelung und Höchstwasserstandsabsicherung 100
6.5.2.3 Diskontinuierliche Niveauregelung 101
6.5.2.4 Kontinuierliche Niveauregelung 102
6.5.2.5 Wasserstandsanzeige 103
6.5.2.6 Speiseeinrichtung 104
6.5.3 Einrichtungen für den Druck (Leistung) 109
6.5.4 Einrichtungen zur Absperrung aller Anschlussrohr¬
leitungen 113
6.5.5 Einrichtungen zur Verbesserung der Kesselwasser- und
Dampfqualität 114
7. Brennstoffe, Feuerungen und Brenner 119
7.1 Brennstoffe 120
7.1.1 Heizöl EL und Erdgas 121
7.1.1.1 Verfügbarkeit und Preise 121
7.1.1.2 Lagerung und Vorhaltung 122
7.1.1.3 Kosten für Feuerung und Hilfsenergie 122
7.1.1.4 Abgasverluste und Heizflächenreinigung 122
7.1.1.5 Sorten und Beschaffenheit 123
7.1.1.6 Heizwert und Brennwert 123
7.1.1.7 Einfluss der Verbrennung von Heizöl EL mit leuchtender
bzw. Erdgas mit nicht leuchtender Flamme 125
7.1.1.8 Einflussgrößen für die Bildung der Stickstoffoxide NO 125
7.2 Brennersysteme und Bauarten 126
7.2.1 Ölbrenner 127
7.2.1.1 Druckzerstäuber 127
7.2.1.2 Drehzerstäuber 131
7.2.2 Gasbrenner 133
7.2.3 Zweistoffbrenner 135
7.2.4 Leistungsregelung der Brenner 136
7.2.4.1 Gestufte Brennerregelungen 136
7.2.4.2 Modulierende Brennerregelungen 137
7.3 Optimierte Brennersysteme 138
7.3.1 Schadstoffarme Brennersysteme 139
7.3.1.1 Multiflamm-Brenner 140
7.3.1.2 Freiflamm-Brenner 142
7.3.1.3 Theminox-Brenner mit Reaktionskammer 143
AVI
7.3.2 Einrichtungen zur Wirkungsgradoptimierung der
Brennersysteme 144
7.3.2.1 Drehzahlregelung des Brennergebläses 144
7.3.2.2 O2-Regelung 145
7.3.2.3 CO-Regelung 147
8. Wasserbeschaffenheit und-behandlung 149
8.1 Wässer bei der Dampferzeugung 150
8.1.1 Rohwasser 150
8.1.2 Zusatzwasser 150
8.1.3 Kondensat 151
8.1.4 Speisewasser 151
8.1.5 Kesselwasser 151
8.1.6 Abwasser 151
8.2 Anforderungen an die Beschaffenheit von Kesselspeise¬
wasser und Kesselwasser 151
8.2.1 Beläge und Ablagerungen 152
8.2.2 Korrosionen 153
8.2.3 Dampfqualität 154
8.2.4 Betriebsstörungen 154
8.2.5 Beschaffenheitsanfordrungen 154
8.3 Angaben für die Auswahl der Wasseraufbereitung 155
8.3.1 Rohwasserqualität 155
8.3.2 Kesselleistung 156
8.3.3 Kondensatmenge und -beschaffenheit 156
8.3.4 Verwendung des Dampfes 156
8.3.5 Dampfdruck und Dampftemperatur 156
8.4 Wasseraufbereitungsverfahren 156
8.4.1 Enthärtung 157
8.4.2 Entkarbonisierung und Enthärtung 160
8.4.3 Umkehrosmose 160
8.4.4 Thermische Entgasung 162
8.4.4.1 Teilentgasung 163
8.4.4.2 Vollentgasung 164
8.4.5 Chemische Wasserkonditionierung 166
8.4.6 Überwachung der Wasserqualität 167
8.4.6.1 Herkömmliche Messverfahren 168
8.4.6.2 Wasseranalysegeräte 169
9. Wärmebilanz der Kesselanlage 173
9.1 Wärmeverluste 174
9.1.1 Abgasverluste 174
9.1.2 Verluste durch Leitung und Strahlung 175
9.1.3 Absalz- und Abschlammverluste 176
9.1.4 Abdampfverluste 176
9.2 Wärmerückgewinnung 177
9.2.1 Economiser und Abgaswärmetauscher 177
9.2.2 Laugenentspanner und Laugenkühler 184
9.2.3 Brüdenkühler 184
9.2.4 Geschlossene Kondensatsysteme 185
9.3 Wirkungsgrade 185
10. Einzel- und Mehrkesselanlage 189
10.1 Bedarfsgerechte Leistungsparameter 190
10.2 Einzelkesselanlage 190
10.3 Mehrkesselanlage 190
10.3.1 Folgeschaltungen 191
10.3.2 Warmhalteschaltungen 194
10.3.3 Trocken-und Nasskonservierung 196
10.4 Komponenten für Einzel- und Mehrkesselanlagen 196
10.5 Regel- und Steuertechnik für Einzel- und
Mehrkesselanlagen 199
10.5.1 Datenverarbeitungsgeräte (Hardware) 200
10.5.2 Datenverarbeitungsprogramme (Software) 200
10.5.2.1 Visualisierung 200
10.5.2.2 Archivierung 201
10.5.2.3 Schutzfunktionen 202
10.5.2.4 Betriebs- und Störmeldemanagement mit integriertem
Vorwamsystem 202
10.5.3 Systemsteuerung für Dampfkessel 203
10.5.4 Systemsteuerung für Dampfkesselanlagen 204
11. Vorschriften und Verordnungen für überwachungs¬
bedürftige Dampfkesselanlagen 207
11.1 Entstehung und Herkunft 208
11.2 Nationale Vorschriften behindern den Warenverkehr 208
11.3 Die „Druckgeräterichtlinie" der Europäischen Union 209
11.4 Gefahrenpotential als Grundlage zur Einstufung in
Risikokategorien 210
11.5 Harmonisierte europäische Normen 210
11.6 Nationale Beschaffenheitsanforderungen sind nicht
zulässig 211
11.7 EU-Normen als größter gemeinsamer Nenner 212
12. Literatur 213
13. Quellenangaben der Bilder und Tabellen 216
14. Stichwortverzeichnis 217
Inserentenverzeichnis 231 |
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