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Dampfverteilung
Grundregeln für die Leitungsentwässerung
Die Aufgabe des Rohrleitungssystems einer Dampfanlage besteht darin, die Verbraucher zuverlässig mit Dampf bestmöglicher Qualität zu versorgen. Dafür muss anfallendes Kondensat schnell und effektiv durch Kondensatableiter an geeigneten Entwässerungsstellen abgeleitet werden.
Kondensatableiter dürfen jedoch nicht beliebig installiert werden. Es sind bestimmte Grundsätze einzuhalten. Um eine wirksame Entwässerung sicherzustellen, müssen bestimmte Einbauprinzipien beachtet und die Entwässerungsstellen sorgfältig ausgewählt werden.
Die Strömungsgeschwindigkeit von Dampf in der Rohrleitung ist in der Regel wesentlich höher als im Dampfverbraucher und kann bis zu 30 m/s betragen. Ist der Rohrleitungsquerschnitt vollständig mit Kondensat gefüllt, können Wasserpfropfen mit hoher Geschwindigkeit mitgerissen werden. Die Folge sind Wasserschläge, die die Sicherheit des Personals gefährden und zu Schäden an der Rohrleitung, den Armaturen und den Dampfverbrauchern führen können. Die hohe Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes muss daher bei der Auswahl der Entwässerungsstellen und deren Ausführung berücksichtigt werden.
Die folgenden vier Grundregeln dienen als Richtlinien für eine wirksame Leitungsentwässerung und helfen dabei, typische Probleme wie Wasserschläge und Luftabschluss zu vermeiden.
Grundregel 1: Entwässerungsstellen mit Bedacht auswählen
Selbst wenn die Rohrleitung über eine lange Strecke gerade verläuft, sollten zur Leitungsentwässerung mindestens alle 30 bis 50 Meter sowie vor und nach Leitungssprüngen Kondensatableiter vorgesehen werden. Darüber hinaus muss überall dort entwässert werden, wo sich Kondensat ansammeln kann, das dann womöglich mit hoher Geschwindigkeit als Wasserpfropfen in der Dampfströmung mitgerissen wird.
Kondensatableiter sollten in folgenden Fällen installiert werden:
| Alle 30 bis 50 Meter |
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| Kondensatableiter sollten in Abständen von 30 bis 50 Metern an der Dampfleitung installiert werden. |
| Vor Druckminderventilen und Regelventilen |
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| Um zu verhindern, dass sich bei geschlossenem Ventil Kondensat ansammelt, sollte unmittelbar vor Druckminderern/Regelventilen ein Kondensatableiter installiert werden. Der Ableiter verringert auch die Erosion des Ventilsitzes durch Kondensat. In ähnlicher Weise werden Kondensatableiter in der Regel auch zwischen zwei Druckminderern in einer Reihenschaltung installiert, um Kondensat zu entfernen, das sich während des Betriebs oder des Absperrens zwischen den Ventilen ansammelt. |
| Vor Absperrventilen, die für längere Zeit geschlossen werden |
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| Kondensatableiter sollten vor Ventilen installiert werden, die über einen längeren Zeitraum geschlossen bleiben. Andernfalls sammelt sich dort Kondensat an, welches beim nächsten Öffnen des Ventils mit hoher Geschwindigkeit mitgerissen wird. Entsprechend muss auch das Ende jeder Dampfleitung entwässert werden. |
| Vor und nach Leitungssprüngen |
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| Ein Kondensatableiter sollte an Tiefpunkten von senkrechten Leitungsabschnitten installiert werden |
Grundregel 2: Geeignete Rohrhalterungen vorsehen und auf Leitungsgefälle achten
Sind die Abstände zwischen den Rohrleitungshalterungen zu groß, kann die Leitung aufgrund ihres Eigengewichts durchhängen. Selbst bei einem leichten Gefälle können sich dabei Wassersäcke bilden. Daher ist zu beachten:
- Rohrleitungshalterungen in geeigneten Abständen anbringen
- Leitungsgefälle von mindestens 1% vorsehen
Vorsicht ist geboten, wenn die Traufrinnen von Gebäuden für die Ausrichtung einer Dampfleitung herangezogen werden. Diese können selbst eine Neigung haben, so dass letztendlich der Kondensatfluss behindert wird.
| Probleme durch Rohrleitungen mit unzureichender Halterung |
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| Wenn Dampfleitungen nicht ausreichend gehaltert sind, können sie durchhängen und Wassersäcke bilden. |
| Probleme durch Rohrleitungen ohne Gefälle |
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| Dampfleitungen sollten nicht genau waagerecht verlegt werden, da dadurch der Kondensatfluss erschwert wird. |
| Rohrleitung mit Gefälle verlegen |
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| Die Dampfleitung sollte ein Gefälle von mindestens 1% aufweisen. |
Grundregel 3: Kondensatsammelstutzen richtig ausführen
Kondensatableiter für die Leitungsentwässerung haben oft nur eine kleine Anschlussnennweite (DN 15 bis DN 25). Manchmal wird fälschlicherweise dieselbe Nennweite für den direkten Anschluss an die Dampfleitung verwendet. Diese Praxis ist jedoch nicht zu empfehlen. Bei Dampfleitungen mit wesentlich größerer Nennweite wird das schnell fließende Kondensat zum Großteil über die Entwässerungsstelle mit kleinem Öffnungsquerschnitt hinweggeschoben, sodass der Kondensatableiter kaum wirkt. Daher sollte ein ausreichend bemessener Kondensatsammelstutzen vorgesehen werden, der eine effektive Entwässerung sicherstellt.
Richtlinien für die Bemessung von Kondensatsammelstutzen finden sich in der untenstehenden Tabelle. Der Anschluss des Kondensatableiters sollte 50 bis 100 mm über dem Boden des Sammelstutzens erfolgen, damit Schmutz und Ablagerungen nicht direkt in den Ableiter gelangen. Am Boden sollte ein Ablassventil installiert werden, um den angesammelten Schmutz gelegentlich entfernen zu können.
Je nach Standort können abweichende Empfehlungen für die Maße von Entwässerungsstutzen gelten. Kontaktieren Sie TLV für weitere Informationen.
Beispiele für Abmessungen von Kondensatsammelstutzen
| Nennweite der Dampfleitung (D) | Nennweite des Kondensatsammelstutzens (d1) | Gesamtlänge (L) | Länge des Totraums für Schmutzablagerung (L1) |
|---|---|---|---|
| ≤100 mm | d1 = D | L ≥ d1 × 1.5 | 20-50 mm |
| 125-200 mm | 100 mm | ≥150 mm | 20-50 mm |
| 250-300 mm | 150 mm | ≥275 mm | 20-50 mm |
| ≥300 mm | 200 mm | ≥300 mm | 20-50 mm |
Bei der Bemessung des Kondensatsammelstutzens sollte darauf geachtet werden, dass ausreichend Volumen für Schmutzablagerungen zur Verfügung steht. Der Sammelstutzen wirkt auch als Puffervolumen beim Anfahren der Anlage, wenn große Kondensatmengen durch die Erwärmung der Rohrleitung anfallen.
| Richtig ausgeführte Kondensatsammelstutzen |
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| Vier Punkte sind bei der Auslegung von Kondensatsammelstutzen zu beachten: Durchmesser, Gesamtlänge, Länge des Totraums für Schmutzablagerungen und die Position des Abzweigs für den Kondensatableiteranschluss. |
| Unsachgemäß ausgeführte Kondensatsammelstutzen |
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| Um eine wirksame Entwässerung zu ermöglichen, muss die Größe des Kondensatsammelstutzens richtig gewählt und die Anschlüsse sorgfältig bedacht werden. |
Grundregel 4: Effektive Entlüftung und Entwässerung am Leitungsende
Das Ende von Dampfleitungen muss entlüftet werden, um beim Anfahren die eingeschlossene Luft auszuschleusen.
| Entlüftung von Dampfleitungen |
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| Dampfleitungen werden mit Hilfe von Dampfentlüftern entlüftet. |
Ebenso muss am Leitungsende ein Kondensatsammelstutzen zur Entwässerung vorgesehen werden.
| Entwässerungsstelle am Leitungsende |
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| Kondensat am Leitungsende gelangt in den Sammelstutzen, von wo es effektiv abgeleitet werden kann. |
Fazit: Für eine effektive Entwässerung sind zumindest folgende Punkte erforderlich:
- Sorgfältige Auswahl der Entwässerungsstellen
- Ausreichende Rohrleitungshalterung und Gefälle der Dampfleitung
- Richtige Ausführung von Kondensatsammelstutzen
- Entüftung und Entwässerung von Leitungsenden
Die Sicherheit ist ein wichtiger Aspekt bei der Ausführung einer Dampfleitung. Bei Ungewissheit und Fragen sollten Sie einen Fachmann konsultieren. Ihr TLV-Ansprechpartner wird Ihnen gerne behilflich sein.