Industrie-Anlagen: Prozesswärme. Marcel Rösler Projektleiter. Prozesswärme Heisswasser. Einsatzgebiete Heisswasser

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1 Industrie-Anlagen: Prozesswärme Marcel Rösler Projektleiter Prozesswärme Heisswasser Einsatzgebiete Heisswasser in Fernwärmesysteme (meist bis 120 C) in Industrieanlagen (für Holztrocknung oder Lebensmittelindustrie) in Krankenhäuser und Kasernen (für Grossküchen und Wäschereien) in Fabrikhallenheizungen (für Deckenstrahler und Warmluftgeräte) überall dort wo Dampf nicht gewünscht ist 2

2 Vergleich Warmwasser zu Heisswasser Warmwasseranlagen Unterliegen der SIA _EN12828 Warmwasserheizungsanlagen Temperaturbegrenzung < 110 C Vorlauftemperaturen < 100 C Sicherheitsausrüstung nach EN12828: Temperaturbegrenzer Maximaldruckbegrenzer (ab 300 kw) Wassermangelsicherung (ab 300 kw) Sicherheitsventil Druckkörperverordnung: gute Ingenieurspraxis Heisswasseranlagen Unterliegen der EN Großwasserraumkessel Temperaturbegrenzung > 110 C Vorlauftemperaturen > 100 C Sicherheitsausrüstung nach EN12953: Sicherheitstemperaturbegrenzer Maximaldruckbegrenzer Minimaldruckbegrenzer Wassermangelsicherung Druckhaltesystem nach EN Strömungswächter Druckkörperverordnung: Amtliche Prüfung der Baugruppe CE Abnahme Heisswasseranlagen Druckhaltung In Heißwasseranlagen muss besonders auf die Druckhaltung geachtet werden. Damit es nicht zur Dampfblasenbildung kommt, darf an keiner Stelle des Heißwassernetzes der notwendige Sättigungsdruck unterschritten werden. Wenn diese Dampfblasen mit kälteren Anlagenteilen oder kälterem Wasser in Berührung kommen, erfolgt eine schlagartige Kondensation (implodieren), die hohe Druckstöße verursachen und Anlagenteile beschädigen oder zerstören können. Außerdem ist die Druckhaltung auch für das Halten der erforderliche Zulaufdruck an der Saugseite der Pumpen notwendig, damit es nicht zu einer Kavitation in den Pumpen kommt.

3 Druck in bar Temperatur des STB in C Heisswasseranlagen Betriebspunkte Sicherheitsventil Pmin. 4.8 Dampfdruck Betriebsdruck Pmax Vorlauftemperatur C VL C Pmax. bar SV bar 105 4,2 4, ,5 5, ,9 5, ,3 6, ,8 6, ,4 7, , ,7 8, ,5 9, ,4 10, ,3 11, ,4 12, ,5 14, ,7 15, ,1 17, ,6 18,5 5 Standard-NiederDruckHeissWasser-Kessel Medium Betriebsdruck Sicherheitsventil Probedruck Betriebstemp. Absicherung P abs [bar] P S [bar] P T [bar] max. VL [ C] Heisswasser (P max) STB [ C] EN Sicherheitsausrüstung Nennleistung 1) Feuerungs- Kesseltyp Wärmelleistung 1) Wirkungsgr. 3) Durchsatz Abgastemp. 3) Brennkammer 2) [kw] [kw] [η%] [m 3 /h] [ C] Typ LowNox NDHW UTSR-550 NDHW UTSR-700 NDHW ' UTSR-900 NDHW '200 1' UTSR-1200 NDHW '600 2' UTSR-1600 NDHW '000 2' UTSR-2000 NDHW '400 3' UTSR-2400 NDHW '200 4' UTSR-3200 NDHW '200 5' UTSR-4200 NDHW '000 6' UTSR ) Leistung immer in Zusammenhang mit Brennstoff w=50.0: Hu=2,22 kwh/kg, λ 1.9 2) Nennleistung bei w 50 3) bei Verwendung eines Abgaswärmetauschers

4 Standard-HochDruckHeissWasser-Kessel Medium Betriebsdruck Sicherheitsventil Probedruck Betriebstemp. Absicherung P abs [bar] P S [bar] P T [bar] max. VL [ C] Heisswasser (P max) STB [ C] EN Sicherheitsausrüstung Nennleistung 1) Feuerungs- Kesseltyp Wärmelleistung 1) Wirkungsgr. 3) Durchsatz Abgastemp. Brennkammer 2) [kw] [kw] [η%] [m 3 /h] [ C] Typ LowNox HDHW UTSR-700 HDHW ' UTSR-900 HDHW '200 1' UTSR-1200 HDHW '600 2' UTSR-1600 HDHW '000 2' UTSR-2000 HDHW '400 3' UTSR-2400 HDHW '200 4' UTSR-3200 HDHW '200 5' UTSR-4200 HDHW '000 6' UTSR ) Leistung immer in Zusammenhang mit Brennstoff w=50.0: Hu=2,22 kwh/kg, λ 1.9 2) Nennleistung bei w 50 3) bei Verwendung eines Abgaswärmetauschers Heisswasserkessel Niederdruck-Heisswasserkessel Hochdruck-Heisswasserkessel 10

5 Typische Prozessanwendung Dampf Dampfheizsystem Dampfheizsysteme (meist Warmluftgeräte) für chem. Prozesse (als Heizmedium und als Träger für chemische Substanzen) Nahrungsmittelindustrie zum pastörisieren von Lebensmitteln, Sterilisieren von Flaschen, aufkochen von Produkten, backen, etc. Papierindustrie Petro-Chemie (cracking) Holzbearbeitung (für Trockenkammer oder zum Aufkochen der Hackschnitzel) Krankenhäuser (für Dampfküche, Wäscherei und Bügelmaschinen) Page 11 SCHMID Bezeichnung Dampfkessel Produktlinien SDK-XX 8 bar / SDK-XX 13 bar / SDK-XX 18 bar SDK steht für Sattdampfkessel XX gibt die erzeugte Dampfmenge an beim Betriebsdruck, Brennstoff Waldhackschnitzel W50 und einer Speisewassertemperatur von 100 C 8 bar gibt Ansprechdruck des Sicherheitsventils bzw. Konstruktionsdruck der max. Betriebsdruck liegt 1,5 bar unter diesem Druck Tabelle mit Beispielen: Kessel Typ Dampf ton/h Brennkammer Absicherungsdruck in barg Betriebsdruck in barg SDK bar 0,7 UTSR ,5 SDK bar 1,6 UTSR ,5 SDK bar 4,5 UTSR ,5 SDK bar 8,5 UTSR ,5

6 Übersicht NiederDruck-SDK Typ Dampf ton/h Brennkammer Betriebsdruck in barg Dampfstutzen DN/ PN40 Abgastemp. in C RG-menge in Nm³/h SDK bar 0,7 UTSR-550 4,5 6, SDK bar 0,9 UTSR-700 4,5 6, SDK bar 1,2 UTSR-900 4,5 6, SDK bar 1,6 UTSR ,5 6, ) Leistung immer in Zusammenhang mit Brennstoff w=50.0: Hu=2,22 kwh/kg, λ 1.9 2) Nur bei Verwendung eines ECOs (Speisewasservorwärmer) 3) Nennleistung bei w 50 Übersicht MittelDruck-SDK Typ Dampf ton/h Brennkammer Betriebsdruck in barg Dampfstutzen DN/ PN40 Abgastemp. In C RG-menge in Nm³/h SDK bar 0,9 UTSR-700 9,5 11, SDK bar 1,2 UTSR-900 9,5 11, SDK bar 1,6 UTSR ,5 11, SDK bar 2,1 UTSR ,5 11, SDK-2,6-13 bar 2,6 UTSR ,5 11, SDK-3,2-13 bar 3,2 UTSR ,5 11, SDK-4,5-13 bar 4,5 UTSR ,5 11, SDK-5,7-13 bar 5,7 UTSR ,5 11, SDK-7,0-13 bar 7,0 UTSR ,5 11, SDK-8,5-13 bar 8,5 UTSR ,5 11,

7 Übersicht HochDruck-SDK Typ Dampf ton/h Brennkammer Betriebsdruck barg Dampfstutzen DN/ PN40 Abgastemp. C RG-menge Nm³/h SDK bar 1,2 UTSR ,5 14, SDK bar 1,6 UTSR ,5 16, SDK bar 2,1 UTSR ,5 16, SDK-2,6-18 bar 2,6 UTSR ,5 16, SDK-3,2-18 bar 3,2 UTSR ,5 16, SDK-4,5-18 bar 4,5 UTSR ,5 16, SDK-5,7-18 bar 5,7 UTSR ,5 16, SDK-7,0-18 bar 7,0 UTSR ,5 16, SDK-8,5-18 bar 8,5 UTSR ,5 16, Mittel- und Hochdruckdampfkessel

8 Lieferumfang SCHMID AG Speisewasserbehälter Dampfventile Speisewasserpumpen mit Regelventil 18 Weitere Baugruppen einer Dampfanlage Systeme zur Lastspitzendämpfung fossiler Back-up Kessel Ausgleich von kurzzeitigen, starken Leistungsspitzen Reduzierung von Wassermitriss Erhöhung der Verfügbarkeit Biomassekessel Dampfspeicher 19

9 Baugruppenabnahme Dampf- und Heisswasser Baugruppe nach Druckgeräteverordnung Eine Baugruppe besteht aus mehreren Druckgeräten, die von einem Hersteller zu einer zusammenhängenden funktionalen Einheit/ Anlage verbunden werden! mit Druckgeräte sind gemeint: Behälter Rohrleitungen Druckhaltende Ausrüstungsteile sowie Armaturen mit Sicherheitsfunktion (Sicherheitsventile; Berstscheiben, etc.) Die Baugruppen sind in einer Gesamtbewertung der Konformität zu unterziehen. Dies umfasst: Die Bewertung jedes einzelnen Druckgerätes Die Bewertung des Zusammenbaus der Einzelteile Die Bewertung des Schutzes der Baugruppe vor Überschreitung der Betriebsgrenzen 20 Konformität der Baugruppe A = Kessel Baugruppe Kessel Konformitätserklärung Betriebsanleitung Sicherheitsventil Druckbegrenzer Mit der Konformitätserklärung erklärt der Hersteller das die Baugruppe alle Vorraussetzungen für das Inverkehrbringen erfüllt. Wasserstand Abschlamm-Armaturen Füllstandsmessonde und so weiter 21

10 Konformität Dampf- / Heisswasseranlage GESAMTKONFORMITÄT ALLER BAUGRUPPEN = ANLAGE Gruppe C Gruppe A Gruppe B 23 CE-Konformität der Anlage 25

11 Konformität der Gesamtheit von Baugruppen Gesamte Baugruppe Konformitätserklärung Dokumentation der Baugruppe Kessel & ECO Konformitätserklärung Dokumentation der Einzelgeräte und Komponenten Behälter, Ventile, Sensoren Der Hersteller der Gesamtheit von Maschinen (Baugruppen/ Anlage) muss: Betriebsanleitung Betriebsanleitung Datenblätter, Risikobetrachtung Rohrleitungen Konformitätserklärung Betriebsanleitung Datenblätter, Risikobetrachtung Wärmetauscher, Entgaser, Kühler,, Flansche, Ventile, Hülsen, Behälter, Ventile, Sensoren Das Verfahren für die Konformitätsbewertung der Gesamtanlage durchführen, eine gesonderte Kennzeichnung an der Gesamtanlage anbringen, Eine EG-Konformitätserklärung für die Gesamtheit der Anlage erstellen und unterzeichnen. Konformitätserklärung Betriebsanleitung Betriebsanleitung/eg Datenblätter, Risikobetrachtung, 26 CE-Konformität der Anlage CE-Konformitätsbescheinigung der Anlage Die Firma Schmid kann mit Auftrag des Herstellers die Zertifizierung der Gesamtanlage (Gesamtbaugruppenabnahme) begleiten und durchführen. 28