Einführung in die Kondensatrückführung

Was ist Kondensat?

Als Kondensat bezeichnet man die Flüssigkeit, die beim Übergang einer Dampfphase in die flüssige Phase entsteht.

In einem Heizprozess entsteht Kondensat, wenn Dampf einen Teil seines Wärmeinhalts, die latente Wärme, an ein zu beheizendes Produkt überträgt.

Beispiel für einen Heizprozess

Wenn die latente Wärme des Dampfes an ein zu beheizendes Produkt übertragen wird, verwandelt sich der Dampf in Wasser, das Kondensat.

Latente Wärme und fühlbare Wärme

Die latente Wärme ist die Energiemenge, die benötigt wird, um Wasser bei Siedetemperatur vollständig zu verdampfen. Sie wird daher auch als Verdampfungsenthalpie bezeichnet. Beim umgekehrten Prozess, der Kondensation, gibt der Dampf diese gespeicherte Energie wieder ab. Es entsteht Wasser bei Sattdampftemperatur, das Kondensat.

Wenn Dampf kondensiert ist die Temperatur des Kondensats zunächst gleich der Dampftemperatur, weil beim Phasenübergang (Kondensation) nur die latente Wärme freigesetzt wird, während die fühlbare Wärme im Kondensat verbleibt. Das Kondensat hat also den Zustand des Wassers am Siedepunkt beim entsprechendem Druck. Dieser Wärmeinhalt im Kondensat sollte nicht verloren gehen, sondern weitestgehend genutzt werden. Das ist einer der Hauptgründe für die Kondensatrückführung.

Phasenübergänge bei Wasser (1 bar abs.)

Eine Temperaturänderung in einem Feststoff, einer Flüssigkeit oder einem Gas entspricht einer Änderung der fühlbaren Wärme. Eine Phasenänderung eines Stoffes von fest in flüssig oder flüssig in gasförmig und umgekehrt führt dagegen zur Umsetzung der latenten Wärme.

Was bedeutet Kondensatrückführung?

Wenn 1 t/h Dampf in einen Dampfverbraucher strömt, entsteht dieselbe Menge an Kondensat, also auch 1 t/h. Kondensatrückführung bedeutet die Wiederverwertung des Wassers und der darin enthaltenen fühlbaren Wärme aus dem abgeleiteten Kondensat. Dadurch lassen sich erheblich Einsparungen von Energie, Frischwasser und chemischen Zusatzstoffen für die Wasseraufbereitung und erzielen.

Kondensat kann auf verschiedene Weise genutzt werden, wie z.B.:

• Als vorgeheiztes Kesselspeisewasser, das zum Speisewasserbehälter zurückgeführt wird.
• Als Wärmeträger zur Beheizung von Prozessen
• Als Dampf, durch die Nutzung des Nachdampfes
• Als Heißwasser zum Reinigen

Nutzen aus der Kondensatrückführung

Die Nutzung von heißem Kondensat kann zu beträchtlichen Einsparungen von Energie und Wasser führen und dabei die Arbeitsumgebung verbessern sowie die CO₂-Emissionen senken.

Reduzierte Brennstoffkosten

Heißes Kondensat hat einen hohen Wärmeinhalt, der 10-30 % des ursprünglichen Wärmeinhalts im Dampf ausmachen kann.

Die Verwendung von heißem Kondensat als Kesselspeisewasser kann die Kesselleistung erhöhen, weil weniger Energie zur Erhizung des Wassers vor der Verdampfung aufgebracht werden muss. Bei effektiver Nutzung kann dies zu einer Senkung des Brennstoffbedarfs um 10 bis 20 % führen.

Geringere Kosten für Abwasser und Wasseraufbereitung

Sofern Verunreinigungen im Kondensat entfernt werden, kann dieses als Kesselspeisewasser wiederverwertet werden. Damit werden Kosten für Frischwasser, Wasseraufbereitung und evtl. erforderliches Kühlwasser zur Abkühlung des Kondensats vor der Verwerfung gesenkt.

Positive Auswirkungen auf Sicherheit und Umwelt

Durch die Verringerung des Kessel-Brennstoffverbrauchs durch Kondensatrückführung werden schädliche Emissionen von CO₂, NO_x und SO_x reduziert.

Außerdem können im Betrieb durch Kondensatrückführung Dampfwolken, Wasserlachen und Geräuschbelastungen durch ausströmendes Kondensat vermieden werden, so dass sich die Arbeitsumgebung verbessert.

Je nach Menge des zurückgeführten Kondensats können weitere positive Effekte auftreten, wie z.B. eine Verringerung der Absalzung und Abschlämmung im Kessel durch die verbesserte Speisewasserqualität sowie weniger Korrosion im gesamten Dampfysystem.

Vergleich: Kondensatrückführung / keine Kondensatrückführung

Ohne Kondensatrückführung

Wenn Kondensat nicht wiederverwertet wird, geht Wärme und Wasser verloren und mehr chemische Konditionierungsmittel werden benötigt, so dass höhere Kosten für Energie und die Wasserwirtschaft entstehen.

Mit Kondensatrückführung

Die Wiederverwertung des Kondensats als Kesselspeisewasser hilft, Kosten für Frischwasser und chemische Konditionierungsmittel zu senken. Die damit verbundenen Energieeinsparungen können die Brennstoffkosten für den Kessel erheblich reduzieren.