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 Schwimmer-Kondensatableiter und Ventilsitzgröße (Teil 1) Schwimmer-Kondensatableiter und Ventilsitzgröße (Teil 2) 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 Wirtschaftlich und energieeffizient - Prüfservice für Kondensatableiter 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 Optimale Energiebilanz Dank Kondensatrückführung 10. Energieeffizienz Isolierung von Kondensatableitern Dampfverdichter Abwärmerückgewinnung 11. Andere Ventile Bauarten handbetätigter Ventile Bypassventile Gründe für die Installation von Rückschlagventilen Druckminderventile für Dampf Dampfzustände Inhalt: Wird Wasser über den Siedepunkt hinaus erhitzt, verdampft das Wasser in einen gasförmigen Zustand zu Wasserdampf. Die Eigenschaften dieses Wasserdampfes bezgl. Wärmeinhalt, Volumen, Dichte usw. unterscheiden sich jedoch in Abhängigkeit von Temperatur und Druck deutlich. Im Artikel Hauptanwendungen von Dampf wurden die Anwendungen beschrieben, in denen Dampf industriell zum Einsatz kommt. Die folgenden Abschnitte erläutern die Dampfzustände, welche in dieses Anwendungen eingesetzt werden. Druck-Temperatur-Zusammenhang von Wasser und Wasserdampf Das Anklicken eines Begriffs öffnet die entsprechende Animation. Sattdampf (trocken) entsteht durch Erhitzen von Wasser zum Siedepunkt (Zugabe des Wärmeinhalts von Wasser) und der anschließenden Erhitzung um den Betrag der Verdampfungswärme. Bei weiterer Wärmezufuhr über den Siedepunkt hinaus entsteht überhitzter Dampf. Sattdampf Sattdampf entsteht in einem Bereich, in dem Wasserdampf als Gas und Wasser nebeneinander bestehen können, dargestellt mittels einer schwarzen Linie in der sogenannten Sattdampfkurve. In anderen Worten stellt Sattdampf ein Gleichgewicht dar, bei welchem genau so viel Wasser verdampft wie es kondensiert. Vorteile von Sattdampf Sattdampf stellt eine hervorragende Wärmequelle dar, besonders bei Temperaturen über 100°C. Seine positiven Eigenschaften sind: Eigenschaft Vorteile Schnelles, gleichmäßiges Aufheizen mittels der Verdampfungswärme Verbesserte Produktivität und Produktqualität Temperaturregelung über Druckeinstellung Schnelle und präzise Temperaturregelung Hoher Wärmeübertragungskoeffizient Im Vergleich zur Beheizung mit Flüssigkeiten stark reduzierte Wärmetauschfläche, somit verminderte Anlagenkosten Gewinnung aus Wasser Sauber und sicher bei geringen Kosten Tipps Jedoch sind bei richtigem und zweckmäßigem Gebrauch von Sattdampf einige Dinge zu beachten.Die Heizleistung verringert sich, wenn die Dampfqualität vom Sattdampfzustand abweicht. Entgegen der landläufigen Meinung ist vom Kessel erzeugter Dampf kein meist ganz trockener Sattdampf, sondern Nassdampf, der einige Anteile nicht-verdampfter Wassermoleküle enthält.Wärmeabstrahlung von Versorgungsleitungen verursacht ebenfalls eine teilsweise Kondensation des Dampfes, welche den Wasserinhalt der Naßdampfes aus dem Kessel selber noch vergrößert. Das sich bildende Kondensat muß von Kondensatableitern abgeführt werden.Kondensat kann über Entwässerungsstutzen wirksam abgeleitet werden. Jedoch bleiben fein verteilte Wassertöpfchen im Dampfstrom zurück und reduzieren die Wärmeleistung. Zur Erzeugung von echtem Sattdampf ähnelndem Nassdampf mit einem vernachlässigbarem Feuchteinhalt werden Dampftrockner verwendet, die diese Partikel ausfiltern.Druckverluste des Dampfes, etwa durch Reibung an den Rohrwandungen o.ä., resultieren immer auch in einer verminderten Dampftemperatur. Nassdampf Dies ist die häufigste Dampfzustand, welcher in industriellen Anlagen anzutreffen ist. Bereits bei der Dampferzeugung werden noch nicht verdampfte Wassermoleküle vom Dampf mitgerissen. Auch moderne Kessel erzeugen einen Sattdampf mit ca. 3-5% Restfeuchte, zumeist in Form eines Nebels oder fein verteilter Wassertröpfchen, welche mitgerissen werden. Diese Feuchtigkeit herauszuholen ist die Aufgabe von Dampftrocknern. Überhitzer Dampf Überhitzer Dampf entsteht, wenn Sattdampf über den Siedepunkt hinaus weiter Wärme zugeführt wird. Überhitzter Dampf verfügt über eine höhere Temperatur und geringere Dichte als Sattdampf bei selbem Druck. Überhitzter Dampf wird hautptsächlich zum Antrieb von Dampfturbinen oder zur Dampfverteilung über sehr große Entfernungen eingesetzt. Für Heizanwendungen ist überhitzer Dampf nur bedingt geeignet. Vorteile von überhitztem Dampf beim Turbinenantrieb: Versorgung der gegenüber Kondensat anfälligen Dampfturbinen mit absolut trockenem Dampf. Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades und der Leistung, etwa durch die größere Volumenzunahme von überhitztem Dampf zu Niederdruckdampf oder gar Vakuum hin. Bei Dampfturbinen sollte der Dampf vom Eintritt bis zum Austritt überhitzt bleiben, sodaß die Bildung von Kondensat im normalen Betrieb faktisch auszuschließen ist. Schäden durch Erosion oder durch die Bildung von Kohlensäure sind so vermeidbar. Überhitzer Dampf am Eintritt verbessert den thermischen Wirkungsgrad, welcher sich aus der Entropiedifferenz zwischen Eintritt und Austritt errechnet, die auch die zusätzliche Wärme durch Überhitzung enthält. Nachteile beim Gebrauch von überhitztem Dampf: Eigenschaft Nachteile Geringerer Wärmeübergangskoeffizient. Verminderte Produktivität bei Heizanlagen. Im Vergleich zu Sattdampf größere Wärmetauschfläche erforderlich. Bei gleichem Druck sind unterschiedliche Temperaturen möglich. Wenn überhitzter Dampf nicht schnell zum Einsatzort gelangt, geht die Überhitzung durch Wärmeverluste auf der Strecke verloren Der Wärmeübergang erfolgt teilweise durch Konvektion und nicht durch Kondensation (Verdampfungswärme). Ungleichmäßige Temperaturverteilung kann die Produktqualität beeinträchtigen. Teilweise extrem hohe Temperaturen. Hohe Ansprüche an Werkstoffe von Anlagen - kostenintensiv. Aus diesen und weiteren Gründen wird bei Heizanwendungen Sattdampf gegenüber überhitzem Dampf bevorzugt. Bei direkten Heizanwendungen jedoch wird überhitzer Dampf manchmal anstelle von heißer Luft verwendet, da dieser keinen Sauerstoff enthält. Überkritisches Wasser Überkritisches Wasser nennt man den Zustand von Wasser über 221 bar ü and 374°C. An diesem kritischen Punkt ist die Verdampfungswärme 0 und das Volumen des gasförmigen und flüssigen Zustandes gleich groß. Überkritisches Wasser ist demnach weder ein Gas noch eine Flüssigkeit. Überkritsches Wasser kommt in Dampfturbinen zum Einsatz, welche einen besonders hohen Wirkungsgrad benötigen. Für die Forschung ist überkritisches Wasser als Fluid interessant, welches sowohl die Eigenschaften von Gasen und Flüssigkeiten besitzt, etwa im Hinblick als Lösungsmittel bei chemische Reaktionen. Verschiedene Zustände von Wasser Ungesättigtes Wasser In diesem Zustand ist Wasser jedermann bekannt. In dieser flüssigen Form werden die Wassermoleküle durch Wasserstoffbindungen zusammengehalten, welche dem ungesättigtem Wasser seine kompakte und dichte Struktur verleihen. Ca. 70% des menschlichen Körpers bestehen ebenfalls aus Wasser. Sattdampf Sattdampf ist unsichtbar. Wenn Wasserdampf in die Atmosphäre austritt, kondensiert ein Teil des Sattdampfes durch Wärmeabgabe an die Umgebungsluft zu sehr feinen Wassertröpfchen, welche den Sattdampf in kurzer Entfernung hinter der Austrittsstelle sichtbar machen. Dann spricht man von Nassdampf. Am Austritt von Kondensatableitern sichtbarer Dampf wird oft als Leckage von Sattdampf fehl interpretiert. Dabei handelt es sich normalerweise um Entspannungsdampf. Dieser unterscheidet sich von Sattdampf bei der Betrachtung dadurch, daß Entspannungsdampf bereits seit dem Entstehungsmoment Wassertröpfchen enthält (Kondensat verdampft teilweise durch Druckabfall), wohingegen sich diese bei Sattdampf erst in geringer Entfernung zum Rohraustritt bilden. Überhitzer Dampf Solange sich überhitzter Dampf in seinem überhitzten Zustand befindet, findet keine Kondensation statt, auch bei Kontakt mit der Umgebungsluft. Dadurch ist überhitzter Dampf fast unsichtbar, was Leckagen zudem gefährlich macht. Überhitzter Dampf enthält mehr Wärmeenergie als Sattdampf beim selben Druck, was zu einer schnelleren Bewegung der Moleküle und zu einer geringeren Dichte führt. Überkritisches Wasser Obwohl man überkritisches Wasser nicht betrachten kann, hat es weder eine gasförmige noch eine flüssige Form. Man kann wohl davon ausgehen, dass die Molekularbewegung einem Gas gleicht, hingegen die Dichte eher einer Flüssigkeit entspricht. Hauptanwendungen von Dampf Entspannungsdampf Ebenfalls auf TLV.com Prüfservice für Kondensatableiter Dampfsystem-Analyse Instandhaltung und Montage Service Nassdampf und trockener Sattdampf: Die Bedeutung des Trockenheitsgrades Hauptanwendungen von Dampf Wasserdampftafel gesättigt (druckbezogen)