Aktuelles Regelwerk. Schadensfälle. Zusammenfassung

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Stanislaus Fürst
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1 Kesselbetriebstechnik 2004 Fachveranstaltung am 25./26. November 2004 in München Aktuelle Probleme bei der Speise- und Kesselwasseraufbereitung Dipl.-Chem. A. Maier Folie 1 Gliederung Einleitung Aktuelles Regelwerk Schadensfälle Zusammenfassung Folie 2

2 Einleitung Wasserseitige Kesselschäden müssen nicht sein! Wichtig: Vermeidung von Belagsbildung und Korrosion Voraussetzung: Regelkonforme Qualität von Speise- und Kesselwasser in Abhängigkeit von Bauart, Betriebsüberdruck und Betriebsbedingungen des Dampferzeugers Folie 3 Aktuelles Regelwerk TRD 611: Speisewasser und Kesselwasser von Dampferzeugern der Gruppe IV (Fassung August 2001) TRD 612: Wasser für Heißwassererzeuger der Gruppen II bis IV (Fassung August 2001) VdTÜV-/AGFW-Merkblatt (TCh 1466/ FW510): Anforderungen an das Kreislaufwasser von Industrie- und Fernwärmeheizungsanlagen (Ausgabe ) Folie 4

3 Aktuelles Regelwerk VdTÜV-Richtlinien für Speisewasser, Kesselwasser und Dampf von Dampferzeugern bis 68 bar zulässigem Betriebsüberdruck (Ausgabe April 1983) VGB-Richtlinie für Kesselspeisewasser, Kesselwasser und Dampf von Dampferzeugern über 68 bar zulässigem Betriebsüberdruck (Ausgabe 1988) Folie 5 Aktuelles Regelwerk DIN EN 12952: Wasserrohrkessel Teil 12: Anforderungen an die Speisewasser- und Kesselwasserqualität (Fassung Dezember 2003) DIN EN 12953: Großwasserraumkessel Teil 10: Anforderungen an die Speisewasser- und Kesselwasserqualität (Fassung Dezember 2003) Folie 6

4 Schadensfall Biomassekessel Anlage: Biomasseheizkraftwerk mit Fernwärmenetz (Wasserinhalt ca. 150 m³) Kessel: Fa. Urbas, 3000 kw, 120 o C, mit Holzhackschnitzeln befeuert Wärmeverbraucher : 210 Unterstationen mit Cu/VA-Wärmetauscher für Sekundärkreise Folie 7 Schadensfall Biomassekessel Nachspeisewasser: Weichwasser (Enthärtungsfilter) Korrektiv- Chemikalien: Schaden: Ursache: Trinatriumphosphat, Natriumsulfit (Zugabe mittels Dosieranlage in den Rücklauf) Werkstoffversagen durch Überhitzung im Bereich des mit Heizungswasser gekühlten Feuerrostes Belagbildung durch Einspeisung von härtehaltigem Nachspeisewasser wegen erhöhtem Wasserbedarf aufgrund von Undichtigkeiten im Netz Folie 8

Schadensfall Biomassekessel 4 3 1 2 Belag

01.2005 Folie 9 Schadensfall Biomassekessel

5 Schadensfall Biomassekessel Belag vom Feuerrost mit schichtartigem Aufbau Folie 9 Schadensfall Biomassekessel EDX-Belagsanalyse von Schicht Folie 10

6 Schadensfall Biomassekessel Richtwerte für das Kreislaufwasser direkt oder indirekt beheizter Systeme Parameter Einheit salzarm salzhaltig Elektr. Leitfähigkeit bei 25 o C µs/cm > > Aussehen - klar, frei von suspendierten Stoffen ph-wert bei 25 o C - 9,0 10,0 9 10,5 9 10,5 Sauerstoff mg/l < 0,1 < 0,05 Erdalkalien (Härte) mmol/l Folie 11 Anlage: Produktionsbetrieb der Holzindustrie Dampferzeuger: - 1 Dreizug-Kessel, Fa. Loos, Gas, 22 bar, 30 t/h - 2 Rohrbündel-WT, Fa. GSD, Thermoöl, 22 bar, 18 t/h (Rohre: , Mantel: C-Stahl) Dampfverbraucher: - Refiner-Anlage (90 % ohne Kondensatrücklauf) - Warmwasser-Boiler, Lufterhitzer Folie 12

7 Zusatzwasser: enthärtetes Permeat 36 m 3 /h Überwachung: Leitfähigkeit, Resthärtetitrator Korrektivchemikalien: : Lösungen von Alkaliphosphaten und DEHA ab 2001: Trinatriumphosphat, KOH, Carbohydrazid, Amine Folie 13 Konz. Rohwasser Feinfilter Umkehr-Osmose Schema Wasseraufbereitung S S A S Enthärtung Salzsole Zusatzwasser 36 m 3 /h Permeat tank Folie 14

8 Folie Folie 16

9 Folie Folie 18

10 Riss v Boden- Platte Boden- Platte Thermoöl Rohr 18 Rohr 19 H 2 O H 2 O Folie Folie 20

11 Folie Folie 22

12 Schaden: Leckage an austenitischen WT-Rohren durch interkristalline Spannungsrisskorrosion Ursache: Überlastung der Enthärtungsanlage durch zeitweise Umfahrung der UO-Anlage 2. Dadurch Einspeisung von Rohwasser über den Speisewasserbehälter in die Dampferzeuger. Anreicherung von Chlorid und Hydroxid in Spaltbereichen und unter Belägen bei vorhandenen Zugspannungen im Werkstoff Folie 23 Richtwerte für Dampferzeuger (C-Stahl) Kesselspeisewasser Kesselwasser Parameter TRD 611 VdTÜV Loos / GSD TRD 611 VdTÜV Loos / GSD ph-wert (25 C) > 9 > 9 > 9 10,5 11,5 10, ,5 Leitfähigkeit (25 C) [µs/cm] 5-50 < 8000 < K S 8,2 [mmol/l] > 0, ,5 3 Erdalkalien [mmol/l] < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,010 Phosphat [mg/l] 7, ,5-15 Kieselsäure (SiO 2 ) [mg/l] 0 < 2 < 40 Sauerstoff [mg/l] Eisen ges. [mg/l] < 0,03 < 0, Folie 24

13 Richtwerte für Dampferzeuger (CrNiMo-Stahl) Parameter Kesselspeisewasser GSD Loos TÜV Kesselwasser GSD Loos TÜV ph-wert (25 C) ,8 9 11, Leitfähigkeit (25 C) [µs/cm] < 20 < < 500 K S 8,2 [mmol/l] 0,1 0,3 0 0,05 0,5 2 0,1-2 0,1-2 Erdalkalien [mmol/l] < 0,018 < 0,01 < 0,05 < 0,01 < 0,01 Phosphat PO 4 [mg/l] < 4 < < 10 Sauerstoff [mg/l] Kieselsäure (SiO 2 ) [mg/l] 6-8 < 20 < 20 Chlorid [mg/l] < 100 < 100 < Folie 25 Zusammenfassung Die zwei Beispiele zeigen, wie durch unsachgemäße Wasseraufbereitung in Verbindung mit unzureichender betriebsseitiger Überwachung vermeidbare Schäden entstehen Folie 26

14 Darum Merke! Guter Dampf braucht gutes Wasser! Folie 27

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