Dampftechnik 1. Grundlagen der Dampftechnik Was versteht man unter Wasserdampf? Hauptanwendungen von Dampf Dampfzustände Entspannungsdampf Wie Sie eine Dampftabelle lesen. 2. Grundlagen der Kondensatableitung Wie arbeiten mechanische Kondensatableiter? Funktionsmechanismen und Vorteile 3. Auswahl von Kondensatableitern Auswahl von Kondensatableitern nach Anwendungsfall Auswahl von Kondensatableitern nach Spezifikation Auswahl von Kondensatableitern: Sicherheitsfaktor und Lebenszykluskosten Gießen oder Schmieden? Kondensatableiter-Bauarten und ihre Anwendungen 4. Probleme an Kondensatableitern Bläst mein Kondensatableiter durch? Reihenentwässerung Gruppenentwässerung Dampfabschluss und Luftabschluss Luftabschluss 5. Überwachungssystem für Kondensatableiter Kosten durch Dampfleckage Kondensatableiterprüfung 6. Wasserschlag Wasserschlag: Wie entsteht Wasserschlag? Wasserschlag: Der Entstehungsmechanismus Wasserschlag: Ursache und Ort des Auftretens. Wasserschlag: In Dampfleitungen Wasserschlag: An Dampfverbrauchern Wasserschlag: In Kondensatleitungen Wasserschlag: Zusammenfassung 7. Dampfqualität Nassdampf und trockener Sattdampf: Die Bedeutung des Trockenheitsgrades Dampftrockner und ihre Verwendung in Dampfsystemen Reindampf und Reinstdampf Heizprobleme durch Luft im Dampfraum Entlüftung von Dampfverbrauchern Dampfentlüfter 8. Dampfverteilung Grundregeln für die Leitungsentwässerung Hinweise zur Installation von Kondensatableitern an Hauptdampfleitungen Erosion in Dampf- und Kondensatleitungen Korrosion in Dampf- und Kondensatleitungen 9. Kondensatrückführung Einführung in die Kondensatrückführung Kondensatrückführung mit und ohne Pumpe Kondensatrückführung: Offene und geschlossene Systeme Kondensatleitungen Was bedeutet "Absaufen"? Maßnahmen zur Vermeidung von Kondensatrückstau Kavitation in Kondensatpumpen 10. Energieeffizienz Isolierung von Kondensatableitern Dampfverdichter Abwärmerückgewinnung 11. Andere Ventile Bauarten handbetätigter Ventile Bypassventile Gründe für die Installation von Rückschlagventilen Druckminderventile für Dampf Entspannungsdampf Inhalt: Entspannungsdampf, auch Nachdampf genannt, ensteht immer dann, wenn Heißkondensat entspannt wird. Nachdampf bzw. Entspannungsdampf ist nichts anderes als normaler Dampf. Der Name deutet lediglich auf seine Entstehung hin. Normaler "Frischdampf" wird im Dampfkessel , Schnelldampferzeuger oder Abhitzekessel produziert. Entspannungsdampf entsteht hingegen, wenn Kondendsat mit hoher Temperatur und Druck einen großen Druckabfall erfährt, wie z.B. beim Durchströmen eines Kondensatableiters. Hochdruckkondensat hat einen höheren Wärmeinhalt als Siedekondensat bei niedrigerem Druck. Die Gesamtenergie muss aber nach dem Energieerhaltungssatz auch nach der Entspannung noch die gleiche sein. Der Überschuss fließt daher in die teilweise Verdampfung des Kondensats, d.h. er wird vom Entspannungsdampf aufgenommen. Nachverdampfung bei der Kondensatableitung Kondensat, das durch den Ventilsitz eines Kondensatableiters strömt, verdampft durch den Druckabfall an dieser Stelle teilweise (Abbildung) Wie entsteht Entspannungsdampf? Entspannungdampf entsteht, weil der Siedepunkt des Wassers vom Druck abhängt. Bei atmosphärischen Druck ist die Siedetemperatur z.B. 100 °C, bei 10 bar ü dagegen 184°C Was geschieht also, wenn Kondensat von 10 bar ü auf atmosphärischen Druck entspannt wird? Das Kondensat enthält zu viel Energie, um auch nach der Entspannung noch vollständig flüssig zu bleiben. Ein bestimmer Anteil verdampft und das verbleibende flüssige Kondensat kühlt sich auf die Siedetemperatur beim Entspannungsdruck ab, hier also 100 °C. Dieser Vorgang wird als Nachverdampfung bezeichnet. Anders gesagt: Wenn Heißkondensat entspannt wird, muss sein Gesamt-Wärmeinhalt (Enthalpie) konstant bleiben, wobei der Siedepunkt (Temperatur des Phasenübergangs vom flüssigen in den gasförmigen Zustand) fällt. Die überschüssige Energie wird von einem Teil der Wassermoleküle als Verdampfungsärme aufgenommen, so dass sie in die Gasphase (Sattdampf) übergehen. Anmerkung: Das erste, was einem beim Begriff Entspannungsdampf oder Nachdampf einfällt, sind Dampfschwaden am Austritt eines Kondensatableiters, der ohne Unterkühlung ins Freie entwässert. Diese werden häufig als Leckage von Frischdampf missverstanden, obwohl es sich in Wirklichkeit um Nachdampf aus Heißkondensat mit feinverteilten Tröpfchen von wenig flüssigem Kondensat handelt. Für weiterführende Informationen lesen Sie bitte den folgenden Artikel: Bläst mein Kondensatableiter durch?. Berechnung des Entspannungsdampfanteils Der Anteil des verdampften Kondensats (Entspannungsdampfanteil) kann wie folgt berechnet werden: darin sind: hf1 = spezifische Enthalpie des Siedekondensats am Kondensatableiter-Eintritt * hf2 = spezifische Enthalpie des Siedekondensats am Kondensatableiter-Austritt hfg2 = Verdampfungswärme von Satttdampf am Kondensatableiter-Austritt * Bei Kondensatableitern mit bauartbedingter Unterkühlung des Kondensats kann der Wärmeinhalt am Kondensatableiter-Eintritt bedeutend niedriger sein als bei Heißkondensat mit Siedetemperatur. Die folgenden Beispiele zeigen, dass der Entspannungsdampfanteil höher ist, wenn das Kondensat auf atmosphärischen Druck entspannt wird (Beispiel 1) als bei Entspannung in eine geschlossene Kondensatrückführleitung (Beispiel 2) Tip Verwenden Sie das TLV Online Berechnungstool "Technische Berechnungen", um einfach und schnell zu berechnen:Nachdampf aus Heisskondensat. Hier klicken Das Volumen des entstehenden Entspannungsdampfes Dampf hat ein wesentlich größeres spezifisches Volumen als Wasser. Das bedeuet, dass schon eine geringe Zunahme des Entspannungsdampfanteils zu einer großen Volumenzunahme des entstehenden Nachdampfes führt. Die unten dargestellte Animation veranschaulicht das unterschiedliche Volumenverhältnis von Dampf und Kondensat für die Beispiele 1 und 2 (siehe oben) bei der Entwässerung in eine Kondensatrückführleitung. Je größer die Druckdifferenz, desto größer der Entspannungsdampfanteil am Austritt des Kondensatableiters. Zum genaueren Verständnis: Das spezifische Volumen von Kondensat bei 100 °C ist 0,00104 m3/kg, das von atmosphärischem Dampf 1,67 m3/kg. Wenn Siedekondensat bei 10 bar auf einen niedrigeren Druck wie atmosphärischen Druck entspannt wird, verdampfen 16,1 % Massenanteil des Kondensats in Entspannungsdampf. Das resultierende Volumenverhältnis kann man folgendermaßen berechnen: Berechnung des Volumenverhältnisses von Entspannungsdampf und Kondensat Kondensatvolumen: (1 - 16.1%) x 0.00104 m3/kg = 0.000873 m3/kg Dampfvolumen: 16.1% x 1.67 m3/kg = 0.269 m3/kg Volumenverhältnis: 0.269 m3/kg / 0.000873 m3/kg = 308:1 Was kann man mit Entspannungsdampf anfangen? Die Nachdampfwolken sind ein natürliches Nebenprodukt bei der Kondensatableitung. Da dieser Entspannungsdampf die gleiche Qualität hat wie Frischdampf, versucht man in modernen Dampfanlagen möglichst viel davon im Prozess wiederzuverwerten. Die Einspeisung von Entspannungsdampf aus einem Hochdruckdampfsystem in ein Niederdruckdampfsystem führt sowohl zu beachtlichen Energieeinsparungen als auch zur Verbesserung der Arbeitsumgebung in der Anlage, indem Nachdampfwolken reduziert werden. Bei der Umsetzung eines Konzepts zur Restwärmenutzung werden oft Kondensatrückführung und Nachdampfverwertung miteinander verbunden. Beispiel für ein System zur Nachdampfnutzung Entspannungsdampf aus einem Hochdruckdampfsystem wird über einen Kondensatentspanner in ein Niederdruckdampfsystem eingespeist. Dampfzustände Wie Sie eine Dampftabelle lesen. Ebenfalls auf TLV.com Prüfservice für Kondensatableiter Dampfsystem-Analyse Instandhaltung und Montage Service TLV Kolleg Nachdampf aus Heisskondensat Dampfverdichter