Industrielle Dampfkessel werden im Allgemeinen in zwei Hauptgruppen eingeteilt: Rauchrohr und Wasserrohr, abhängig von der Geometrie, durch die die Wärme auf das Wasser übertragen wird. Bei einem strömen heiße Verbrennungsgase durch von Wasser umgebene Rohre, bei dem anderen strömt ein Gemisch aus Wasser und Dampf durch von heißen Gasen umgebene Rohre. Dies ist der Hauptunterschied; Es beeinflusst die erreichbare Kapazität, den Druck, die Reaktion auf Lastwechsel, die Art der Wartung und die Anforderungen an die Wasserqualität.
Die richtige Wahl lautet: „Welcher Typ ist besser?“ Dabei sollte es nicht um die Frage gehen, sondern um den Dampfbedarf und die Betriebsbedingungen des Prozesses.
Wie funktioniert ein Rauchrohr-Kessel?
Im Rauchrohr-Kessel strömen heiße Gase, die vom Brenner oder Verbrennungssystem erzeugt werden, durch den Ofen und die Rauchrohre. Das Wasser außerhalb der Rohre erhitzt sich und verwandelt sich in Dampf. Scotch-Dampfkessel ist eines der häufigsten industriellen Beispiele dieser Gruppe.
Bei der Drei-Zug-Konstruktion durchlaufen heiße Gase drei verschiedene Durchgänge im Kessel. Ziel ist es, die Energie des Gases auf seinem Weg zum Schornstein stärker zu nutzen. Eine ausreichende Wassermenge kann die Druckstabilität bei kurzfristigen Lastwechseln unterstützen.
Wie funktioniert ein Wasserrohrkessel?
In einem Wasserrohrkessel zirkuliert Wasser in den Rohren; Heiße Verbrennungsgase erhitzen die Außenflächen der Rohre. Kleinere Rohrdurchmesser und unterschiedliche Zirkulationsstrukturen ermöglichen die Entwicklung von Designs, die für Anwendungen geeignet sind, die eine hohe Kapazität und einen hohen Druck erfordern.
Im Dampfkessel vom Typ D erzeugen Rohrbündel und Trommeln eine Ofengeometrie, deren Querschnitt dem Buchstaben D ähnelt. Die Konstruktion von Wasserrohren ist nicht nur auf Typ D beschränkt; Je nach Brennstoff, Kapazität und Prozessbedingungen können unterschiedliche Ofen- und Zirkulationskonstruktionen eingesetzt werden.
Technischer Vergleich
| Kriterien | Rauchrohrkessel | Wasserrohrkessel |
|---|---|---|
| Durchfluss | Heißes Gas im Rohr, Wasser raus | Wasser/Dampf im Rohr, heißes Gas raus |
| Typische Verwendung | Häufig bei mittlerer Kapazität und Drücken | Häufig bei hoher Kapazität/Druck und speziellen Prozessen |
| Wassermenge | Normalerweise höher | Normalerweise niedriger |
| Kaltstart | Kann länger dauern | Kann je nach Design schneller sein |
| Reaktion auf Lastwechsel | Wassermenge kann für Pufferung sorgen | Kann schneller sein; Automatisierung und Zirkulation sind wichtig |
| Empfindlichkeit der Wasserqualität | Kritisch | Kann aufgrund kleiner Rohre kritischer sein |
| Wartung | Rauchrohrreinigung und wasserseitige Kontrolle | Fachmännische Kontrolle von Rohr, Trommel und Zirkulationssystem |
| Installation | Kann für Paketlösungen geeignet sein | In großen Systemen kann eine Montage vor Ort erforderlich sein |
Diese Tabelle ist ein Ausgangspunkt für die Auswahl; Dabei sind die Kapazitäts- und Druckgrenzen des Herstellers zu berücksichtigen.
Druck- und Kapazitätsauswahl
Hohe Kapazität oder hoher Druck bedeuten nicht automatisch, dass ein Wasserrohrkessel erforderlich ist. Moderne Flamm-Rauchrohrkessel können in weiten Leistungsbereichen gebaut werden. Mit zunehmender Kapazität und Druck werden jedoch Körperdurchmesser, Blechdicke, thermische Belastungen, Transportbeschränkungen und Sicherheitsaspekte wichtig.
Wasserrohrkessel können einen hohen Wärmefluss über größere Rohroberflächen verteilen und bieten Vorteile bei Hochdruckanwendungen. Die letzte Grenze; Der Designstandard wird durch Material, Brennstoff, Zirkulation und Projektbedingungen bestimmt.
Beladungsvariation und Dampfqualität
Wenn der Verbrauch des Prozesses plötzlich ansteigt, kann der Druck im Kessel sinken und das Verhalten des Wasserstands kann sich ändern. Der Rauchrohr-Kessel mit großem Wasservolumen kann kurzfristige Schwankungen bewältigen. Allerdings kann ein übergroßer Heizkessel, der über einen längeren Zeitraum bei geringer Last läuft, ineffizient werden.
Wasserrohrdesign kann schnell reagieren; Andererseits müssen Umwälzung, Niveauregelung und Automatisierung richtig eingestellt sein. Bei beiden Typen beeinflussen die Dampftrennfläche, die Beladungsrate und die Wasserchemie die Dampftrockenheit.
Wie wirkt sich die Kraftstoffart auf das Design aus?
Erdgas und flüssige Brennstoffe können mit einem geregelten Brenner in kompakten Verbrennungsvolumina genutzt werden. Für feste Brennstoffe wie Biomasse und Kohle sind unterschiedliche Ofengeometrien zur Trocknung, Vergasung, Verbrennung und Ascheaustragung erforderlich. Bei Wirbelschicht, Drehrost und Vorschubsystemen ist die Brennstoffanalyse ebenso entscheidend wie der Kesseltyp.
Unterschied bei Wartung und Wasseraufbereitung
In Rauchrohrkesseln können Ruß und Asche die Wärmeübertragung in den Rauchrohren beeinträchtigen. Durch die Bildung einer Kalkschicht auf der Wasserseite erhöht sich die Metalltemperatur. Regelmäßige Rohrreinigung, Wasseranalyse und Abschlämmungsmanagement sind erforderlich.
Bei Wasserrohrkesseln kann es aufgrund der Rohrinnenquerschnitte und des hohen Wärmeflusses durch Ablagerungen, Kalkablagerungen oder Zirkulationsstörungen zu lokalen Überhitzungen kommen. Aus diesem Grund sollten Wasserenthärtungssystem, Entgaser und chemische Konditionierung je nach Projekt gemeinsam gehandhabt werden.
Welches sollte in welcher Situation gewählt werden?
Folgende Fragen bilden die Grundlage der Entscheidung:
- Was ist die normale und maximale Dampfdurchflussrate?
- Wie hoch ist der Betriebs- und Auslegungsdruck?
- Wie schnell ändert sich die Last?
- Wie hoch sind Feuchtigkeit, Asche und niedrigerer Heizwert des Brennstoffs?
- Gibt es spezielle Prozessanforderungen für Dampftrocknung und Temperatur?
- Wie hoch ist die Wasserqualität und die Kondensatrücklaufrate der Anlage?
- Wie ist der Transport, der Installationsraum und der Wartungszugang?
- Wie hoch sind die jährlichen Betriebsstunden und die geplante Ausfallzeit?
Technische Auswahl anhand dieser Daten getroffen; Neben der Anfangsinvestition werden auch Kraftstoffverbrauch, Wartung, Produktionskontinuität und Gerätelebensdauer berücksichtigt.
Häufig gestellte Fragen
Hat der Scotch-Kessel Wasserrohre?
Nein. Der Scotch-Kessel ist eine übliche zylindrische Rauchrohr-Kesselkonstruktion.
Warum wird ein D-Typ-Kessel mit hoher Leistung verwendet?
Die Wasserrohrstruktur, die große Wärmeübertragungsfläche und das entsprechende Zirkulationsdesign können an Anwendungen mit hoher Kapazität und hohem Druck angepasst werden.
Ist ein Wasserrohrkessel immer effizienter?
Nein. Ertrag; Dies hängt vom Kesseltyp sowie von der Abgastemperatur, dem Luftüberschuss, dem Brennstoff, dem Lastverhältnis, der Isolierung und der Wärmerückgewinnung ab.
Welcher Kessel ist für die bestehende Anlage geeignet?
Entscheidungen sollten nicht ausschließlich auf der Grundlage der Kapazität getroffen werden, ohne das Prozessdampfprofil, die Brennstoffanalyse, den Druck, die Wasserqualität und die Standortaufteilung zu kennen.
Technische Ressourcen
- T.R. Ministerium für Arbeit und soziale Sicherheit, Kriterien für sicheren Betrieb und regelmäßige Kontrolle von Kesseln in der Türkei und in Europa.
- Erläuterungen zum Geltungsbereich der Norm TS EN 12952 und TS EN 12953.