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Überwachungssystem für Kondensatableiter

Kondensatableiterprüfung

Kondensatableiter sind Ventile für die automatische Ausschleusung von Kondensat (und für die Entlüftung) ohne Dampfverlust. Wie alle anderen mechanischen Geräte unterliegen sie einem Verschleiß, so dass sie gewartet werden müssen, um folgende Fehlfunktionen zu vermeiden:

  • Dampfleckage oder
  • Kondensatrückstau

Es gibt mehrere Prüfmethoden für Kondensatableiter. Dazu gehört die Sichtprüfung, Messung von Temperatur, Geräuschpegel, Vibrationen und Ultraschall oder eine Kombination daraus.

Teil 1: Sichtprüfung bei Kondensatableitern

Wenn auch nur begrenzt anwendbar ist die Sichtprüfung bei Kondensatableitern ein erster wichtiger Schritt zur Beurteilung ihres Zustandes.

Sieht man z.B. am Kondensataustritt überhaupt kein Kondensat oder treten sehr große Dampfmengen durch den Kondensatableiter, ist das ein deutliches Anzeichen für einen Defekt. Derartige Beobachtungen sind natürlich nur in offenen Kondensatsystemen mit freiem Ablauf möglich. In den meisten Fällen wird jedoch das Kondensat in einer Rückführleitung gesammelt, so dass eine Sichtprüfung nicht möglich ist. Hier kann ein Schauglas am Ableiter-Austritt Abhilfe schaffen.

Eine Sichtprüfung kann außerdem andere Probleme wie äußere Leckagen durch Lochfraß im Gehäuse und defekte Dichtungen zu Tage bringen. Meistens werden jedoch genauere Prüfmethoden wie Ultraschallmessung, Temperaturmessung und manchmal auch Thermografie benötigt, um ein klares Prüfergebnis zu erhalten.

Tip

Visual observation can sometimes provide a clear indication regarding a trap’s operating condition, so even though this method can't provide a complete diagnosis, TLV recommends starting with a visual assessment when testing traps.

Teil 2: Kondensatableiterprüfung mittels Temperaturmessung

Die Messung der Kondensattemperatur am Ableitereintritt kann Aufschluss über eventuellen Kondensatrückstau geben. Außer bei Kondensatabeleiterbauarten, die gezielt mit einer gewissen Unterkühlung des Kondensats arbeiten (z.B. bei Niedertemperatur-Begleitheizungen), sollte die Eintrittstemperatur des Kondensats nahe bei Sattdampftemperatur liegen.

Kondensatableiter mit Rückstau (Blockiert)

Die Temperaturmessung kann sehr hilfreich sein um festzustellen, dass

  • ein Kondensatableiter blockiert ist oder
  • seine Durchsatzleistung nicht ausreicht.

Das kommt daher, dass solche Probleme Kondensatrückstau verursachen und das Kondensat abkühlt. Wenn die gemessene Temperatur deutlich unter der Sattdampftemperatur liegt und die Anwendung in Betrieb ist, ist das ein Anzeichen für einen zu klein ausgelegten Kondensatableiter, eine falsch gewählte Differenzdruckstufe für den Ventilsitz, eine Verstopfung im Kondensatableiter oder Schmutzfänger oder auch das Auftreten von negativem Differenzdruck durch ein drosselndes Regelventil.

Bei Kondensatrückstau durch negativen Differenzdruck mag der Kondensatableiter vielleicht in Ordnung sein, aber es wird eine andere Entwässerungsmethode erforderlich. Der simple Austausch des Kondensatableiters durch das gleiche Modell löst dann nicht das Problem. Was bedeutet "Absaufen"?

Thermografie - Beispiel 1

Alt Text

Wenn die Durchsatzleistung des Kondensatableiters nicht ausreicht, wird Kondensat zurückgestaut und die Oberflächenemperatur des Kondensatableiters sinkt.

Kann man Dampfleckagen durch Temperaturmessung feststellen?

Die Temperaturmessung für die Feststellung von Dampfleckagen heranzuziehen kann zu falschen Rückschlüssen führen. Kondensat mit höherem Druck und Temperatur verdampft bei der Entspannung auf einen niedrigeren Druck teilweise zu Nachdampf. Da dieser die gleiche Temperatur hat wie Frischdampf bei einer Leckage, kann durch eine bloße Temperaturmessung nicht zwischen einer Dampfleckage und der Nachdampfentwicklung bei nomaler Kondensatableitung unterschieden werden. Die Folge können Fehldiagnosen und evtl. unnötiger Austausch von intakten Kondensatableitern sein.

Thermografie - Beispiel 2

Thermal Imaging - Example 2

Im obigen Bild ist es nicht möglich zu entscheiden, ob der Kondensatableiter eine Leckage hat oder normal funktioniert.

 

Teil 3: Kondensatableiterprüfung durch Geräuschmessung

Kondensat, das duch einen Kondensatableiter fließt, verursacht Geräusche und Vibrationen, so wie auch das Öffnen und Schließen des Ventilmechanismus bei den meisten Kondensatableiterbauarten. Wenn ein Ableiter nicht mehr störungsfrei funktioniert (durch Verschleiß, Verschmutzung u.ä.) ändern sich diese Geräusche in der Regel. Die Wahrnehmung dieser Veränderung kann für die Kondensatableiterprüfung herangezogen werden.

Bei Glockenschwimmer-Kondensatableitern z.B. können Rost- und Schmutzpartikel zum Verstopfen der Entlüftungsbohrung führen, so dass der Ableiter zumindest vorübergehend gechlossen bleibt und damit Kondensat zurückgestaut wird.

Beispiel für Dampfleckage bei einem Glockenschwimmer-Kondensatableiter

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Bei Glockenschwimmer-Kondensatableitern können Dampfleckagen auftreten, wenn der Kondensatanfall zu gering ist.

Dampf, der bei einer Leckage durch den Kondensatableiter tritt, erzeugt aufgrund seiner hohen Strömungsgeschwindigkeit ein hochfrequentes, pfeifendes Geräusch. Bei einer Flüssigkeit hingegen treten aufgrund der viel geringeren Fließgeschwindigkeit wesentlich niedrigere Frequenzen als Strömungsgeräusch auf, so dass man diese gut unterscheiden kann.

Normalerweise sollte Kondensat durch den Ableiter strömen, das ein Strömungsgeräusch mit niedriger Frequenz erzeugt. Wenn also ein hochfrequentes Geräusch auftritt, ist das ein Anzeichen für eine Dampfströmung, die entweder von einer großen Entspannungsdampfmenge oder aber von einer Dampfleckage herrühren kann.

Übersicht: Sichtprüfung und Geräuschmessung bei Kondensatableitern

Normal funktionsfähiger Kondensatableiter
Erscheinungsbild Image of small amount of condensate discharge Image of continuous drainage of condensate with flash steam Image of a large amount of condensate being discharged continuously
Beschreibung Geringe Kondensatmenge Kontinuierliche Strömung von Entspannungsdampf und Kondensat Kontinuierliche Strömung großer Mengen von Entspannungsdampf und Kondensat
Geräusch Fast geräuschlos Rauschendes Geräusch Lauteres Rauschen
Kondensatableiter mit Leckage
Erscheinungsbild Image of condensate discharge with live steam Image of live steam leakage Image of live steam being released into the atmosphere.
Beschreibung Frischdampf mit hoher Strömungsgeschwindigkeit und Kondensat Frischdampf mit hoher Strömungsgeschwindigkeit Starke Strömung von Frischdampf mit hoher Strömungsgeschwindigkeit
Geräusch Ähnlich wie Druckluftleckage Ähnlich wie Druckluftleckage, mit leichtem Pfeifen Lauteres Pfeifen
  Kondensatableiter mit Rückstau (blockiert) Zu geringe Durchsatzleistung
Erscheinungsbild Image of condensate not discharging and trap temperature dropping Image of moderate flow, insufficient steam trap capacity
Beschreibung

Weder Kondensat- noch Dampfströmung

Niedrige Temperatur am Kondensatableiter

(leicht zu verwechseln mit Kondensatableiter außer Betrieb)

Schwacher Kondensatstrom

(Durchsatzleistung zu gering)

Geräusch Keines Sehr geringe Geräuschentwicklung

Hilfsmittel für die Kondensatableiterprüfung

Prüfung der Kondensattemperatur

Es gibt verschiedene Prüfgeräte für die Kondensatableiterprüfung mittels Temperaturmessung, Geräuschmessung oder einer Kombination davon. Wenn nur die Temperatur geprüft werden soll ist es zwingend notwendig, am Kondensatableiter-Eintritt zu messen, nicht am Austritt.

Temperaturmessung - am Eintritt oder Austritt?

Alt Text

Die Temperatur sollte grundsätzlich am Kondensatableiter-Eintritt gemessen werden, denn am Austritt schwankt sie in Abhängigkeit vom Leitungsdruck im Kondensatsystem und anderen Faktoren.

Selbst wenn z.B. die Dampftemperatur am Ableiter-Eintritt 250 °C beträgt, wird die Austrittstemperatur wahrscheinlich nicht über 100 °C steigen, wenn das Kondensat auf Umgebungsdruck entspannt wird. Daher kann damit eine Dampfleckage nicht sicher erkannt werden. Die Temeraturmessung ist eine gute Methode zur Feststellung von Kondensatrückstau, nicht jedoch für Dampfleckagen.

Bessere Temperaturmessgeräte haben ein Thermoelement und Digitaldisplay und ermöglichen eine genauere Messung. Die besten Prüfergebnisse, sowohl für Kondensatrückstau als auch für Dampfleckagen, liefern jedoch Geräte mit zwei Sensoren für Temperatur- und Ultraschallmessung.

Geräuschmessung

Stethoskope können verwendet werden, um die Geräusche aus dem Inneren des Kondensatableiters zu verstärken. Obwohl sie nicht die Genauigkeit von modernen elektronischen Geräten erreichen, können Sie aufgrund ihrer Einfachheit und leichten Tragbarkeit die moderne Messtechnik sinnvoll ergänzen. Die Stelle, an der die Prüfsonde am Kondensatableiter angesetzt wird, hängt davon ab, welche Art von Geräusch der Prüfer erfassen will. Oft wird an mehreren Stellen geprüft.

Stethoskope, bei der die Membran direkt mit dem Prüfobjekt in Kontakt gebracht wird (wie für den medizinischen Einsatz) sind für Kondensatableiter ungeeignet, da es hier meist keine geeigneten Oberlächen gibt. Außerdem sind medizinische Instrumene zu empfindlich für die rauen Bedingngen in einer Dampfanlage. Daher gibt es für diesen Einsatzzweck Stethoskope mit speziellen, verlängerten Prüfsonden. Natürlich ermöglichen moderne elektronische Ultraschall-Messgeräte bei der Kondensatableiterprüfung genauere Diagnosen als Stethoskope.

Kondensatableiterprüfung durch Geräuschmessung

A special stethoscope with a combination of a listening needle and diaphragm is suitable

Wenn auch weniger genau als moderne Messgeräte sind Stethoskpe einfach zu verwendende Prüfinstrumente, die Geräusche aus dem Inneren des Kondensatableiters verstärken können.

Wie bereits bemerkt sind Prüfgeräte, die sowohl die Temperatur als auch Ultraschallgeräusche messen können, ideal für die Kondensatableiterprüfung. Die Temperaturmessung wird benötigt, um Kondensatrückstau festzustellen, während die Ultraschallmessung die bevorzugte Prüfmetode zur Erfassung von Dampfleckagen ist.

Bei entsprechender Handhabung können solche Geräte mit Temperatur- und Ultraschallmessung konsistente und genaue Messwerte liefern, auf deren Basis der Prüfer zu einem klaren Ergebnis kommt. Manche Prüfgeräte können sogar eine automatische Diagnose erstellen, indem sie den Messwert mit empirisch ermittelten Referenzwerten vergleichen. Damit wird das Resultat noch genauer.

Empfehlungen

Die Kondensatableiterprüfung ist ein wichtiger Bestandteil der Überwachung des Kondensatableiterbestands. Sobald eine Fehlfunktion erkannt wird sollte der Kondensatableiter baldmöglichst repariert oder ausgetauscht werden, um maximale Einsparungen zu realisieren.

Für eine zuverlässige Prüfung von Kondensatableitern sollte die Hilfe eines erfahrenen Prüfers mit entsprechender Messtechnik in Anspruch genommen werden. Wie bereits erläutert sollte das verwendete Prüfgerät sowohl eine Tempetaturmessung als auch eine Ultraschallmessung ermöglichen.

Neben dem Kondensatableiter selbst ist es auch wichtig, die damit verbundenen Komponenten wie Absperrventile, Bypassventile, Rückschlagventile und den Betriebszustand des Dampverbrauchers zu prüfen. Eine regelmäßige Überprüfung des Dampfsystems auf diese Weise kann dazu beitragen, die Effizienz des Betriebes zu maximieren und führt oft zu bedeutenden Energieeinsparungen.