Dampf-Wärmeübertrager Die neue Generation

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1 Alfa Laval in Kurzform Alfa Laval ist ein führender Anbieter von Produkten und kundenspezifischen Verfahrenslösungen. Unsere Komponenten, Anlagen, Systeme und unser Service tragen zur Optimierung der Prozesse unserer Kunden bei, immer und immer wieder. Wir helfen, wenn es um Wärmeübertragung, mechanische Separation oder den Transport verschiedenster Medien geht, wie zum Beispiel Öl, Wasser, Chemikalien, Getränke, Lebensmittel, Stärke und pharmazeutische Produkte. Als globales Unternehmen sind wir in mehr als 100 Ländern vertreten. Dampf-Wärmeübertrager Die neue Generation Platten-Wärmeübertrager speziell entwickelt für Dampfanwendungen Wie nehme ich Kontakt zu Alfa Laval auf? Kontaktpersonen und -adressen weltweit werden auf unserer Website gepflegt. Bei Interesse besuchen Sie uns gerne auf unserer Homepage Alle Rechte bezüglich Änderung der Spezifikationen vorbehalten Alfa Laval ECR00048DE 0404 HEATSEAL F is a trademark owned by Alfa Laval Corporate AB. ALFA LAVAL is a trademark registered and owned by Alfa Laval Corporate AB

2 Der wirtschaftlichste Dampf-Wärmeübertrager auf dem Markt Die Merkmale der TS-M-Baureihe bieten eine Wirtschaftlichkeit und eine Leistung, die weder mit Rohrbündel-Wärmeübertragern noch mit herkömmlichen Platten-Wärmeübertragern erreicht werden. Sie ist eine neue Generation von Dampf-Wärmeübertragern. kein Entspannungsdampf und kein sich daraus ergebender Energieverlust. geringe Installationskosten. schnelle Wartung und Reinigung. Die TS-M-Baureihe ist die neue Wärmeübertragergeneration. Gemeinsam führen die Konstruktion und die Leistung der TS-M-Baureihe zu einer erhöhten Wirtschaftlichkeit beim Erhitzen von Wasser für industrielle Zwecke. In den folgenden drei Bereichen lassen sich erhebliche Kostenreduzierungen erzielen: Energieeinsparungen Kein Entspannungsdampf und kein sich daraus ergebender Energieverlust Genaue Temperaturregelung Optimale Energieausnutzung des Dampfes. Zeiteinsparungen Alfa Laval hat eine Baureihe von Plattenwärme- übertragern entwickelt, die speziell für die Erhitzung von Wasser mit industriellem Dampf konstruiert wurden die TS-M-Baureihe. Diese Baureihe zeichnet sich vor allem aus durch die einzigartige Geometrie und Stärke der Edelstahl- platten, spezielle Dichtungen, die Temperaturen von bis zu 180 C standhalten, und den widerstands- fähigen Rahmen des Wärmeübertragers. Gemeinsam bieten diese Leistungsmerkmale eine Wirtschaftlichkeit und eine Leistung, die weder von Röhrenwärmeübertragern noch von herkömm- lichen Plattenwärmeübertragern erreicht werden. Mittels variabler Plattenzahlen einfache Leistungsanpassung Einfache Kesselsteinentfernung Schnelle Wartung und Reinigung Kosteneinsparungen Geringer Platzbedarf Durch Gegenstromprinzip gute Kondensatunterkühlung Keine Wärmeermüdungsprobleme Rohrbündelwärmübertrager Trotz zahlreicher Nachteile sind Rohrbündelwärmeübertrager derzeit auf dem Markt ein Standardgerät zur Erzeugung von Warm- und Heißwasser mittels Dampf. Durch die Einführung der neuen TS-M-Baureihe gibt es hierzu nun eine technisch überlegene Alternative. Durch die wirtschaftlichen und mechanischen Vorteile wird die TS-M-Baureihe hier einen neuen Standard setzen. 2 3

3 Die TS-M-Baureihe kennt keine Konkurrenz Ein großer Fortschritt gegenüber herkömmlichen PWÜ s Optimierte Plattenkonstruktion Die TS-M-Baureihe löst zwei Hauptprobleme, welche beim Einsatz von Plattenwärmeübertragern herkömmlicher Bauart auftreten. 1) Bei grossen Temperaturunterschieden von Vorund Rücklauf des Sekundärmediums entstehen auf der Dampfseite hohe Strömungsgeschwindigkeiten, die zu Lärm und verstärkter Erosion führen. 2) Bei grossen Durchsatzmengen auf der Sekundärseite ergab sich zur Einhaltung kleiner Druckverluste eine dementsprechende Überdimensionierung des Wärmeübertragers bzw. bei korrekter Leistungsdimensionierung ein unwirtschaftlich hoher Druckabfall. Langlebige Dichtungen Alfa Laval hat ein neues Dichtungsmaterial mit der Bezeichnung Heatseal F entwickelt, das Temperaturen von bis zu 180 C standhält. Dank dieser deutlich verbesserten Dichtung lässt sich die TS-M-Baureihe in Verbindung mit den meisten industriellen Dampfsystemen einsetzen. Optimierte Konstruktion Jedes Bauteil der TS-M-Baureihe wurde verbessert, um den harten Betriebsbedingungen standhalten zu können, die beim Einsatz von Dampf als Primärmedium entstehen. Die Vorteile im Vergleich zum Rohrbündelwärmeübertrager Keine thermische Ermüdung Speziell beim Einsatz stehender Rohrbündelwärmeübertrager entstehen vorwiegend in der Zone des Fasenüberganges Dampf - Wasser hohe thermische Belastungen und damit verbunden Rissbildung in der Heizwendel. Dies führt zu langen Ausfallzeiten durch aufwendige und teure Wartung bzw. Austausch. Bei der TS-M-Baureihe entsteht durch die Kombination von mechanisch hochfesten Edelstahlplatten und einer sehr flexiblen und thermisch hoch belastbaren Dichtung ein Paket, welches sich leicht an wechselnde Betriebszustände anpasst und bei Bedarf eine leichte und schnelle Wartung ermöglicht. Gutes Regelverhalten Das geringe Volumen und das für das Regelverhalten wichtige Verhältnis Oberfläche zu Volumen führt zu einer schnellen Regelstrecke mit minimalen Totzeiten. Dadurch ergibt sich eine ausserordentlich gute Anpassung an jede gewünschte Regelaufgabe. Ein weiterer Vorteil ist das geringe Druck/Inhaltsprodukt, welches den Aufwand für Druckprüfungen nach den neuesten EU-Richtlinien minimiert. Kompakte Einheiten Durch die optimierte Konstruktion ist der Platzbedarf im Vergleich zu Rohrbündelwärmeübertragern äusserst gering. Daher können TS-M-Einheiten problemlos in bestehende oder neue Anlagen integriert werden. Konkurrenzfähiger Preis Bei den klassischen Anwendungen stellen Plattenwärmeübertrager in Bezug auf Wirtschaftlichkeit immer die optimale Alternative dar. Einfache Reinigung Bei Bedarf können Platten problemlos zur Reinigung entfernt werden. Aus diesem Grund ist die Einheit für die Erwärmung von Wasser für industrielle Zwecke und die Erwärmung von hartem Leitungswasser sehr gut geeignet. Korrosionsbeständig Die aus Edelstahl gefertigten Platten halten mit Kohlensäure versetztem Wasser und anderen Korrosionsflüssigkeiten stand. Darüber hinaus sind Platten aus anderen Materialien verfügbar, so z.b. aus salzwasserbeständigem Titan. Flexibilität Dank der einfachen Ergänzung oder Entfernung von Platten kann ein System mühelos rekonfiguriert werden, um sich an neue Betriebsbedingungen anzupassen. 4 5

4 Optimale Dampf-Wasser Wärmeübertrager Die Wärmeübertrager der TS-M-Baureihe sind kompakte Hochleistungseinheiten, die hohe Regelgenauigkeit, verbunden mit einem Maximum an Zuverlässigkeit, nutzen, um bei minimalen Verlusten einen optimalen Wirkungsgrad zu erzielen. Kompakte Hochleistungsgeräte geringe Energiekosten Maximaler Wirkungsgrad keine Probleme mit Entspannungsdampf schnelle Wärmeübergänge Excellent in modularen Lösungen Wärmeübertrager der Serie TS-M erlauben den universellen Einsatz in einem weiten Spektrum der Heizungstechnik. Es sind kompakte Hochleistungseinheiten, die hohe Regelgenauigkeit verbunden mit einem Maximum an Zuverlässigkeit nutzen, um bei minimalen Verlusten einen optimalen Wirkungsgrad zu erzielen. In Verbindung mit einer gut dimensionierten Regelung ergibt sich unter allen Betriebszuständen ein den Anforderungen entsprechendes Regelprofil. Dank ihrer kompakten Bauweise können TS-M-Dampf / Wasser-Wärmeübertrager problemlos in andere Ausrüstungsteile integriert werden, und zwar oft auch dort, wo durch beengte Platzverhältnisse ein Rohrbündelwärmeübertrager nicht zum Einsatz kommen kann. Vorteile gegenüber Rohrbündelwärmeübertragern Geringere Kosten durch Auslegung auf niedrige Kondensationstemperatur Durch den hervorragenden thermischen Wirkungsgrad können die Wärmeübertrager so dimensioniert werden, dass die Kondensationstemperatur des Dampfes so niedrig wie möglich gehalten werden kann, was bei optimaler Ausnutzung der Verdampfungsenthalpie eine minimale Nachdampfentwicklung zur Folge hat und damit letztendlich Kosten und Ressourcen spart. Es ergeben sich daher folgende Vorteile: kein Energieverlust durch Nachdampfentwicklung Vermeidung eines Brüdenkühlers und eines Systems zur Kondensatunterkühlung Eine weitere Folge der geringen Kondensationstemperaturen ist eine Reduzierung von Ablagerungen auf der Sekundärseite. Dies bedeutet eine Vermeidung von Kesselstein, wodurch eine längere Standzeit, gleichbleibend guter Wärmeübergang und damit letztendlich geringere Wartungsund Betriebskosten erzielt werden. Problemloser Vakuumbetrieb Immer wieder kommt es, vor allem bei sekundärseitigen Betriebstemperaturen unter 100 C, bei Rohrbündelwärmeübertragern zu Vakuumbildung und damit verbunden zu Wasser- und Dampfschlägen. Durch das geringe Volumen der Plattenwärmeübertrager TS-M ist ein Betrieb auch unter Vakuumbedingungen problemlos möglich. Kurze Aufheizzeiten Das geringe Volumen der TS-M-Baureihe führt auch zu sehr kurzen Aufheizzeiten und damit zur schnellen Bereitstellung von Heißwasser. Praxisgerechte Paketlösungen Durch ihre kompakte Bauweise eignet sich der TS-M sehr gut für die Montage in ein Gestell. Spirax Sarco GmbH, ein führendes Unternehmen in der Dampftechnologie, hat auf der Basis des TS-M eine komplett anschlussfertige Wärmeübertragereinheit entwickelt. Ein Paket, welches unter allen Betriebsbedingungen moderne Kondensatentwässerung verbindet mit einem vorkonfiguriertem Regelsystem, welches hohe Regelgenauigkeit paart mit schneller Reaktion und Zuverlässigkeit. Typische Einsatzgebiete TS-M-Einheiten können in allen Branchen eingesetzt werden, in denen Wasser mittels Dampf erwärmt wird, darunter: Nahrungsmittelindustrie Chemie Pharmazie Erstausrüster Marine Brauen und Destillieren Zellstoff und Papier Krankenhäuser Heizungsanwendungen 6 7

5 Technische Daten von TS6 und TS20 TS6 Einsatzgebiete Grundsätzlich Heiz- und Kühlaufgaben. Insbesondere das Heizen mit Dampf. Durchflussmenge (flüssig) Bis zu 50 kg/s in Abhängigkeit vom Medium, dem zulässigen Druckverlust und Temperaturprogramm. Wassererwärmung mit Dampf Bis zu 1500 kw bei einer Dampfkondensationstemperatur von 120 C Bis zu 1800 kw bei einer Dampfkondensationstemperatur von 150 C Plattentyp TS6-M Platten. Gestelltypen FG und FD. Maximaler Betriebsdruck / -temperatur FM Gestell 10 bar / 180 C FG Gestell 16 bar / 180 C FD Gestell 25 bar / 160 C Maximale Wärmeübertragungsfläche 12.9 m² Erforderliche Angaben für die Auslegung eines Platten-Wärmeübertragers: - Massenströme oder Übertragungsleistung - Temperaturprogramm - Art des Mediums oder physikalische Stoffdaten - Gewünschter Betriebsdruck - Maximal zulässiger Druckverlust Standard Materialien Gestellplatten: Stahl mit Epoxid-Lackierung Anschlüsse: Stahl, Edelstahl- oder Titanauskleidung Platten: Edelstahl AISI 316 oder Titan Dichtungen: Nitril, EPDM or HeatSeal F FG Abmessungen (Massangaben in mm) Anschlüsse FM Gestell DN 65 mm DIN 2501 PN10 FG Gestell DN 65 mm DIN 2501 PN16 FD Gestell DN 65 mm DIN 2501 PN Aufbau des Platten-Wärmeübertragers Platten-Wärmeübertrager bestehen aus einem Paket speziell geprägter Platten mit Öffnungen, durch die die zwei Medien, zwischen denen die Wärmeübertragung stattfi ndet, in die Kanäle einströmen. Das Plattenpaket ist zwischen einer feststehenden Gestellplatte und einer beweglichen Druckplatte zusammengefügt und mittels der Spannbolzen zusammengepresst. Die einzelnen Platten sind mit Dichtungen versehen, die die Kanäle nach außen hin sowie zur Gegenseite (primär/sekundär) abdichten. Die Anzahl der Platten hängt von den Massenströmen, den physikalischen Eigenschaften der Medien, den zulässigen Druckverlusten und dem Temperaturprogramm ab. Die Plattenprägung dient u.a. zur Stabilisierung der Platten untereinander, bewirkt aber insbesondere auch eine sehr hohe Turbulenz im Strömungskanal und damit hohe Wärmeübergangswerte. Das Plattenpaket und die Druckplatte werden von einer oberen Tragstange gehalten und von einer unteren Führungsstange positioniert. Beide sind an einer Stütze befestigt. Die Anschlüsse befi nden sich an der Gestellplatte und/oder in speziellen Fällen auch auf der Druckplatte. Platten und Dichtungen sind in verschiedenen Materialien erhältlich. Arbeitsprinzip Die Platten des Platten-Wärmeübertragers sind so angeordnet, dass zwischen benachbarten Platten ein Kanal geformt wird. Jeder zweite Kanal ist für dasselbe Medium geöffnet. Die Wärmeübertragung erfolgt durch die dünnen geprägten Platten zwischen den Kanälen. Das Gegenstromprinzip liefert dabei höchste Effi zienz. Alle Kanäle werden durch elastomere Dichtungen abgedichtet. Diese Dichtungen verhindern ein Vermischen der beiden Medien untereinander und dichten die einzelnen Kanäle ab. Die Prägung der Platten formt einen Kanal zwischen den Platten, stützt die Platten gegeneinander ab, und hohe Turbulenz ist das Ergebnis für maximale Wärmeübertragung. FD Abmessungen (Massangaben in mm)

6 TS20 Einsatzgebiete Grundsätzlich Heiz- und Kühlaufgaben. Insbesondere das Heizen mit Dampf. W 363 Abmessungen (Massangaben in mm) Durchflussmenge (flüssig) Bis zu 190 kg/s in Abhängigkeit vom Medium, dem zulässigen Druckverlust und Temperaturprogramm. Wassererwärmung mit Dampf 2,5 bis15 MW bei einer Dampfkondensationstemperatur von 150 C 2,5 bis 9 MW bei einer Dampfkondensationstemperatur von 120 C Plattentyp TS20M Platten Gestelltypen FM, FG und FS Standard Materialien Gestellplatten: Stahl mit Epoxid-Lackierung Anschlüsse: Stahl, Edelstahl- oder Titanauskleidung Platten: Edelstahl AISI 316 oder Titan H h 698 Abmessungen (mm) Typ H W h TS20-MFM TS20-MFG TS20-MFS Erforderliche Angaben für die Auslegung eines Platten- Wärmeübertragers: Massenströme oder Übertragungsleistung Temperaturprogramm Art des Mediums oder pysikalische Stoffdaten Gewünschter Betriebsdruck Maximal zulässiger Druckverlust Dichtungen: Nitril, EPDM or HeatSeal F Anschlüsse FM Gestell 200 mm DIN 2501 PN10 FG Gestell 200 mm DIN 2501 PN16 FS Gestell 200 mm DIN 2501 PN25/PN40 Maximaler Betriebsdruck / -temperatur FM Gestell 10 bar / 180 C FG Gestell 16 bar / 180 C FS Gestell 30 bar / 160 C Maximale Wärmeübertragungsfläche 85 m² 10