Schnell zur vollen Dampfleistung

Kosten minimieren durch zeitgemäße Dampferzeugung

Schnelldampferzeuger eignen sich für schwankende oder kontinuierliche Dampflasten, denn sie erlauben volle Dampfleistung und maximalen Betriebsdruck innerhalb von 5 min nach dem Kaltstart.

12. April 2001

Vergleicht man Schnelldampferzeuger und Dreizugkessel, so fällt auf, dass ein Schnelldampferzeuger nur etwa 25 % des Platzes benötigt, den ein Dreizugkessel einnimmt. Auch Gewicht und Wasserinhalt des Schnelldampferzeugers sind wesentlich geringer. Deswegen ist er schneller in der Lage, nach einem Kaltstart Dampf zu liefern: 5 min reichen.

Seine Vorteile gegenüber dem Dreizugkessel spielt der Schnelldampferzeuger bei wechselnden Lasten oder beim Anfahren aus, denn ist ein Dreizugkessel beispielsweise 8 h täglich in Betrieb und hat eine Anfahrzeit von 1 h, beträgt der Energieverlust beim Aufheizen etwa 12 %, beim Schnelldampferzeuger sind es nur 1 % der Betriebszeit. Dies ergibt eine Brennstoffeinsparung von 11 %.

Häufig werden in Betrieben, in denen Schwankungen im Dampfbedarf auftreten, Dreizugkessel im Stand-by-Verfahren betrieben. Dann sind, je nach Dampfbedarf, einer oder mehrere Kessel parallel in Betrieb. Der Stand-by-Kessel bleibt unter Druck und Temperatur, das Hauptdampfentnahmeventil ist jedoch geschlossen. Bei dieser Betriebsweise entstehen Abstrahlungs- und Abgasverluste von etwa 2 %. Der Schnelldampferzeuger hingegen kann im Stand-by-Betrieb unbeheizt stehen bleiben, bis er benötigt wird.

Die Clayton Deutschland GmbH, Krefeld, bietet Dampferzeuger in einem Bereich von 0,16 bis 10 t/h Dampf pro Aggregat an. Geliefert werden Dampfsysteme, die nach Kundenspezifikationen gebaut, getestet und betriebsfertig ausgeliefert werden. Diese auf Grundrahmen montierten Einheiten sind kompakt, spezielle Fundamente sind nicht notwendig. Für mobile Einsätze gibt es betriebsfertige Containeranlagen. Bei vielen Anwendungen vorteilhaft ist das niedrige Druck-Liter-Produkt, weswegen oft auf den Bau eines separaten Kesselhauses verzichtet werden kann.

Der Schnelldampferzeuger besteht aus fünf Basiskomponenten: der Einrohrheizschlange, dem Dampf-/Wasserabscheider, einer wassergekühlten Brennkammer, der Brenner- und Gebläseeinheit sowie der Speisewasserpumpe.

Das Herz eines Schnelldampferzeugers ist die Einrohrheizschlange, die auf der Wasser- /Dampfseite im Zwangsdurchlauf und auf der Rauchgasseite im Gegenstrom zu den Verbrennungsgasen betrieben wird. Die Heizfläche des Dampferzeugers besteht aus einem einzigen, durchgehenden, spiralförmig gewickelten Rohr. Die Verbrennungsgase werden um die versetzt angeordneten Heizschlangenlagen zwangsweise hindurchgeführt. Unterschiedliche Abstände zwischen den Windungen sorgen für eine konstante Geschwindigkeit der Gase. Auf der Wasser-/Dampfseite wird ebenfalls eine gleichbleibende Geschwindigkeit angestrebt. Dies wird durch die fortschreitende Vergrößerung des Rohrdurchmessers erreicht. Das Gegenstromprinzip und die konstanten Geschwindigkeiten gewährleisten einen optimalen Wärmeaustausch.

Der Dampf-/Wasserabscheider ermöglicht durch die Zentrifugal-Abscheidedüse das Erzeugen von trockenem, gesättigtem Dampf mit einer Restfeuchte unter 0,5 % bei jeder Kesselbelastung. Das abgeschiedene Überschusswasser wird dem Dampferzeuger im Kreislauf wieder zugeführt. Die Brennkammer ist wassergekühlt. Strahlungsverluste in der Verbrennungszone werden verhindert. Die kompakte Bauweise vermeidet die Ansammlung von unverbranntem Brennstoff.

Eine vollständige Verbrennung und ein Maximum an Wärmeaustausch gewährleistet die Brenner- und Gebläseeinheit. Die Verbrennungsluft strömt spiralförmig, einen Wirbel bildend, zum Mittelpunkt der Brennkammer. Durch die herzförmige Ausbildung der Flamme wird ein direkter Kontakt mit den Rohren der Heizschlange vermieden.

Die von Clayton entwickelte Kolben-Membranpumpe hält hohen Temperaturen und Drücken stand. Das Wasser kommt nicht mit empfindlichen oder sich bewegenden Teilen in Berührung. Es gibt keine Stopfbuchsen oder mechanische Dichtungen. Dadurch werden Leckagen verhindert.

Olaf Kroß ist zuständig für Projektierung und Verkauf bei der Clayton Deutschland GmbH, Krefeld

Erschienen in Ausgabe: 05/2000