Gourt Home::Gourt :: Großwasserraumkessel
Allgemeines
Die Großwasserraumkessel dienen zur Erzeugung von Wasserdampf in Industrieunternehmen und am Bord von Dampfschiffen. Sie können in außenbeheizte und innenbeheizte Dampfkessel unterteilt werden. Ein außenbeheizter (außenbeflammter) Kessel ist ein wassergefüllter Kessel, der von unten beheizt wird.
Da seine Verdampfungsleistung sowie sein erreichbarer Dampfdruck nur sehr niedrig sind, findet man ihn heute außer in Museumsbeständen nur noch im Dampfmodellbau wieder. Die gängigere Art ist der innenbeheizte (innenbeflammte) Kessel. Er ist zu unterscheiden in den Flammrohr-Kessel sowie den Flammrohr-Rauchrohr-Kessel. Ein Flammrohr-Kessel wird nicht von außen befeuert, sondern von innen. Der Wasserkessel ist von einem Flammrohr (maximal 3-4) durchzogen, in dem die Beheizung mittels Kohle und später Öl stattfindet. Da das Abgas nur einmal durch den Kessel zieht, bevor es in den Kamin strömt, nennt man ihn einzügig oder den Kessel einen Einzugkessel.
Um die Feuergase effektiver zu nutzen, führt man die heißen Gase der Feuerung am Ende des Kessels durch eine Wendekammer (Feuerbrücke)und lenkt die Abgase wieder nach vorn um. Über den Flammrohren durchzieht man den Kessel mit weiteren Rohren, die wesentlich kleiner im Durchmesser sind als die Flammrohre: die so genannten Rauch- oder Heizrohre. Sind die Abgase wieder vorne angelangt, strömen sie von dort aus in den Schornstein. Dieser Kessel wird zweimal vom Abgas durchströmt, einmal vom Flammrohr zur Wendekammer und dann von der Wendekammer zum Kamin, deshalb nennt man den Kessel zweizügig oder kurz Zweizugkessel. Werden die Abgase ein weiteres Mal in einer Wendekammer umgelenkt und strömen noch ein drittes Mal durch den Kessel, heißt diese Konstruktion Dreizugkessel. Mehr als drei Züge sind bei Großwasserraumkesseln nicht üblich. Die Großwasserraumkessel zeichnen sich durch einen hohen Wasserinhalt (1 - 30 t) und somit eine hohe Wärmespeicherfähigkeit und Unempfindlichkeit gegen schwankenden Dampfverbrauch aus, jedoch sind sie nicht für hohe Drücke geeignet (bis ca. 30 bar)und erzeugen keine besonders hohen Dampfmengen (ca. 30 t/h). Sie sind aufgrund ihrer Bauweise (Niete, Bleche, Rauchrohre, Verstärkungs- und Zuganker) empfindlich gegen Wärmespannungen beim Hochheizen und Abkühlen. Die Kessel werden daher langsam (über mehrere Tage hinweg) hochgefahren. Lagen die Schiffe im Hafen, wurde bei einer Liegezeit von bis zu 3 Wochen durchgeheizt, das heißt, wenigstens ein Flammrohr, meist der sogenannte "monkey", also das Flammrohr an der niedrigsten Stelle des Kessels, wurde sparsam weiterbefeuert, um das Kesselwasser gerade bei etwa 100 °C und etwa 1 bar Druck zu halten.
Um den Kohle- bzw. Ölverbauch weiter zu senken, wurden Zusatzvorrichtungen wie Luftvorwärmer (Luvo) und Ekonomiser (Eko) entwickelt. Im Luftvorwärmer wird die Verbrennungsluft mit Hilfe der heißen Rauchgase auf 100 bis 200 Grad Celsius vorgewärmt, bevor sie in die Flammrohre geblasen wird. Im Ekonomiser wird das Kesselspeisewasser stark erwärmt, bevor es von den Speisepumpen aus dem Kondensator wieder zurück in den Kessel gepumpt wird. Auch hier bedient man sich der Restwärme der Rauchgase.
Besonders wichtig ist die Qualität des Kesselwassers. Es soll möglichst mineralstoffarm sein. Nur Süßwasser kann verwendet werden. Zur Vermeidung von Kesselsteinablagerungen, die die Wärmeleitfähigkeit des Kesselstahls herabsetzen würden und im schlimmsten Fall zum Durchbrennen und zu Kesselleckagen führt, wird das Wasser mit chemischen Zusätzen wie Soda oder später Trinatriumphosphat versetzt. Solange Dampfschiffe keine Entsalzungsanlagen hatten, musste Reservewasser mitgeführt werden, um unvermeidliche Verluste durch Dampfleckagen oder die Dampfpfeife auszugleichen.
Sicherheit
Beschaffungsvorschriften
Großwasserraumkessel sind Druckgeräte im Sinne der Druckgeräterichtlinie 97/23/EG und dürfen nur in Verkehr gebracht werden, wenn der Hersteller durch ein Konformitätsbewertungsverfahren unter Beteiligung einer benannten Stelle nachgewiesen hat, dass die grundlegenden Sicherheitsanforderungen der Richtlinie eingehalten hat. Der Hersteller bingt das CE-Zeichen an und stellt eine Konformitätserklärung aus. Harmonisierte Produktnormen für Großwasserraumkessel sind:- EN 12953-1 bis 14: Großwasserraumkessel
- EN 14222: Edelstahl-Großwasserraumkessel
Bei Anwendung dieser Norm kann der Hersteller davon ausgehen, dass er die grundlegenden Sicherheitsanforderungen der Richtlinie erfüllt (Vermutungswirkung).
Betriebsvorschriften
Großwasserraumkessel haben aufgrund ihrer hohen gespeicherten Energie und ihres hohen inneren Druckes ein hohes Gefährdungspotential. Sie gehören deshalb zu den überwachungsbedürften Anlagen nach der Betriebssicherheitsverordnung. Aufgrund dieser Bestimmungen sind- die Großwasserraumkessel vor der Inbetriebnahme durch eine zugelassene Überwachungsstelle zu prüfen
- bei der zuständigen Behörde ein Erlaubnis zum Betreiben dieser Anlage einzuholen
- in bestimmten Fristen wiederkehrende Prüfungen (innere und äußere Prüfungen, Festigkeitsprüfungen) durch eine zugelassene Überwachungsstelle durchzuführen.
Weblink
Druckgeräte Online - Informationsportal
"Großwasserraumkessel"