Günstiger Dampf für die Industrie

Economiser lindern den Energiekostendruck

Nahrungsmittel sollen effizient, bekömmlich, schmackhaft, haltbar und nicht zuletzt preiswert herzustellen sein. Dazu ist meist eine thermische Behandlung erforderlich, die durch Dampfkessel mit Economisern umweltfreundlich und kostengünstig erfolgen kann.

07. Dezember 2001

Spezialmaschinen vielfältiger Art ermöglichen beispielsweise in der Nahrungsmittelindustrie die industrielle Massenproduktion unterschiedlicher Roh-, Zwischen- oder Fertigprodukte. Für die verschiedenen thermischen Prozesse zur indirekten oder direkten Wärmebehandlung mit Temperaturen bis 220 °C wird als Wärmeträger meistens Dampf eingesetzt.

Dampferzeuger werden in der Industrie seit 50 Jahren mit den klassischen Energieträgern Öl und Gas beheizt - voraussichtlich wird das auch in kommende Jahrzehnten so bleiben. Aufgrund der begrenzten Weltvorräte an Gas und Öl sowie des bestehenden Produzentenkartells für Erdöl ist mittel- und langfristig mit Energiepreiserhöhungen zu rechnen. In Deutschland haben sich die Preise für leichtes Heizöl in den letzten zwei Jahren nahezu verdoppelt. Die Ölpreisbindung bei Erdgas führt mit einer Verzögerung von einigen Monaten zur entsprechenden Anpassung der Erdgaspreise. Nur der sparsame Umgang mit den Primärenergien erhöht die Verfügbarkeitsdauer und kann steigenden Kosten entgegenwirken.

Wasserrohrkessel für Großkraftwerke werden schon immer mit zusätzlichen Konvektionsheizflächen zur Speisewasservorwärmung ausgestattet, um niedrige Abgasverluste und hohe Wirtschaftlichkeit zu erzielen. In der Industrie wird der Dampf überwiegend mit Flammrohr-Rauchrohrkesseln erzeugt. Bei herkömmlichen Konstruktionen ist keine zusätzliche Konventionsheizfläche zur Speisewasservorwärmung integriert. An solchen Dampfkesseln für Betriebsdrücke zwischen 8 bis 12 bar und Sattdampftemperaturen von 170 bis 190 °C werden Abgastemperaturen bis zu 260 °C gemessen. Dabei entweichen zirka 12 % der Energie als Abgasverluste ungenutzt über den Kamin in die Atmosphäre. Höhere Betriebsdrücke, verschmutzte Heizflächen (Ruß- und Kalkbelag) und mangelhaft eingestellte Feuerungen können noch höhere Abgasverluste verursachen. Das geht ins Geld, erfordert einen höheren Primärenergieeinsatz und belastet die Umwelt.

Flammrohr-Rauchrohrkessel aller Größen lassen sich mit einem Economiser nachrüsten. Dafür hat Loos International den Kompakt-Eco entwickelt, der TÜV-geprüft, wärmeisoliert und anschlussfertig auf Transportrahmen geliefert wird. Der Economiser wird unmittelbar hinter dem Kessel in die Abgasleitung integriert und in die Speisewasserdruckleitung eingebunden.

Besondere Vorteile bieten die Kesselbaureihen von Loos International mit vollständig integriertem Economiser. Ein variables, speziell entwickeltes Wärmetauscherbündel mit hocheffektiven Rippenrohren ist als Bestandteil des Kessels in seiner Abgassammelkammer integriert und bereits mit dem Wasserraum verbunden. Für diese Kessel ergeben sich im Vergleich zu herkömmlichen Kesseln mit separatem Economiser geringere Investitionskosten. Verringerte Herstellungskosten sowie der Verzicht auf separate Transporte, Fundamente und zusätzliche Ortsmontagen begünstigen die Amortisation.

Wesentlich für die Ersparnis beim Betrieb ist die deutliche Reduktion der Abgasverluste. Das Speisewasser für Dampfkessel wird dazu chemisch und thermisch behandelt und vorschriftsmäßig aufbereitet, mit 103 °C (vollentgast) oder 90 °C (teilentgast) in den Economiser eingeleitet. Es kühlt den Abgasstrom und heizt sich gleichzeitig auf. Eine Abgastemperaturminderung von 260 °C auf 120 °C reduziert die Abgasverluste um 6 % Ein Dampfkessel mit so einem Economiser benötigt im angenommenen Lastpunkt für die erzeugte Dampfmenge 6 % weniger Brennstoff. Die dem Abgasstrom entzogene Wärme wird dem Kessel durch das aufgeheizte Speisewasser zugeführt. Auf der Basis aktueller Preise für Economiser und Brennstoffe ist die Investition bei Einschichtbetrieb und 70 % mittlerer Kesselleistung in neun bis zwölf Monaten erwirtschaftet.

Economiser lassen sich für verschiedene Abgasein- und Austrittstemperaturen individuell ausgelegen. Dabei muss auf die zulässige minimale Temperatur des Kamins Rücksicht genommen werden. Bei säure- und feuchtempfindlichem Kamin sollte die Abgastemperatur am Kaminkopf im gesamten Lastbereich über dem Taupunkt des Abgases liegen. Um einerseits die höchste Wirtschaftlichkeit zu erzielen und andererseits eine zulässige Mindestabgastemperatur für den Kamin einzuhalten, sind eine Speisewasserstetigregelung und wasserseitige By-pass-Regelung nützliche Optionen.

Erschienen in Ausgabe: 12/2001