Wasserschlag in Kondensatleitungen

Wasserschlag in Kondensatleitungen entsteht üblicherweise in der zweiten Form des Wasserschlages, durch Kondensationsschläge, ausgelöst durch eine Implosion von Dampfanlagen. Es gilt zu beachten, dass in einer Kondensatleitung immer Entspannungsdampf und flüssiges Kondensat enthalten sind, deren gegenseitige Beeinflussung bereits zu Wasserschlägen führen kann.

Dieser Mechanismus tritt oft an Verbindungsstellen von Kondensatleitungen mit starkem Druckunterschied auf oder dort, wo Kondensatleitungen in Entpanner münden. Dabei trifft heißer Entspannungsdampf auf kühles Kondensat mit entgegengesetzten Fließrichtungen. Wasserschläge sind die Folge, verursacht durch den Zusammenprall von Wasser, welches schlagartig in den durch die plötzliche Kondensation des Dampfes entstehenden Hohlraum strömt.

In einer Kondensatleitung können die Gegenmaßnahmen von Wasserschlag nicht darauf basieren, das Kondensat zu entfernen, denn der Kondensattransport ist ja die Grundfunktion dieser Leitung. Direkt wirkende Gegenmaßnahmen wie bei Dampfleitungen und -verbrauchern sind nicht möglich und können allenfalls nur eine Abschwächung des Wasserschlages erreichen.

Entstehungsmechanismus & Gegenmaßnahmen

Die Entstehung von Wasserschlägen in Kondensatleitungen kann vielen Schemen folgen, die alle auf der plötzlichen Kondensation von Dampf beruhen. Die drei gebräuchlichsten sind hier beschrieben

Dampfblasenbildung „Tuckern“

An der Verbindungsstelle von zwei Kondensatleitungen trifft heißer Entspannungsdampf auf kühles Kondensat. Kleine Dampfblasen kondensieren plötzlich und verursachen schwächere Wasserschläge in rascher zyklischer Abfolge. Dies ist auch als „Tuckern“ bekannt, in Anlehnung an das tuckernde Geräusch eines Motors. Die Kraftentwicklung dieser Schläge ist in der Regel nicht groß, oft ist das Geräusch jedoch laut und störend.

Kennen Sie das Geräusch der Dampfblasenbildung „Tuckern“ ?

Gegenmaßnahmen

Rückfluss von Entspannungsdampf

Die häufigste Ursache des Wasserschlages durch Rückfluss von Entspannungsdampf ist der stoßweise Fluss von kühlem Kondensat. Diese findet sich in vielen Produktionsbetrieben, besonders bei Chargenheizung.

Wasserschlag aufgrund des Rückflusses von Entspannungsdampf aus Kondensatleitungen

Wasserschlag aufgrund des Rückflusses von Entspannungsdampf aus Entspannern

Eine mögliche Gegenmaßnahme stellt die Installation von Rückschlagventilen dar, deren Auswahl und Installationsort jedoch sorgfältig gewählt werden muss

Bildung großer Dampfblasen

Dieser Entstehungsmechnismus ist die häufigste Ursache von Wasserschlag in Kondensatleitungen. Dieser entsteht am Zusammenfluss von Leitungen, welche heißen Entspannungsdampf und kühles Kondensat enthalten, jedoch in die gleiche Fließrichtung strömen. Durch den Gleichstrom bilden sich recht große Dampfblasen, die dann jedoch bei der Kondensation umso stärkere Wasserschläge hervorrufen.

Ähnlich zu Wasserschlägen aufgrund des Rückflusses von Entspannungsdampf treten auch hier die Wasserschläge oft in einiger Entfernung vom Verbindungstück der beiden Kondensatleitungen auf, was die Identifizierung der genauen Ursache erschweren kann.

Entstehungsmechanismus

Gegenmaßnahmen

Diese Gegenmaßnahme ist nicht einfach. Zuerst muss die Temperaturdifferenz zwischen dem Kondensat und dem Gemisch in der Rohrleitung bestimmt werden. Anschließend sind Änderungen in der Leitungsführung erforderlich, in der Regel wird die ankommende Kondensatleitung mit einem Steigrohr der Leitung mit dem 2-Phasen-Gemisch verbunden. So kann der Entspannungsdampf keine Blasen im kalten Kondensat bilden.

Mögliche Gegenmaßnahmen für alle drei Formen des Wasserschlages in Kondensatleitungen haben folgende Überlegungen gemeinsam.

• Die Größe sich bildender Dampfblasen sollte so klein wie möglich gehalten werden.
• Die Verbindung zum heißen Entspannungsdampf als Kondensationsquelle wird unterbunden, und dieser mit einer anderen Leitung verbunden.
• Vermeidung einer Zusammenführung horizontaler Kondensatleitungen hohen und niedrigen Drucks und damit Temperatur.

Zu beachten ist, dass bei Wasserschlägen in einer Kondensatleitung die Leitung selber und ihre Führung der Grund sein kann. Die Vorhersage von Wasserschlägen oder die Stellen ihres Auftretens wird daher oft sehr erschwert, was auch die Planung wirksamer Gegenmaßnahmen zu einer Herausforderung machen kann. Besonders Wasserschläge in saisonal betriebenen oder sich in einiger Entfernung vom Hauptsystem befindlichen Anlagen können langfristige und aufwändige Untersuchungen zur Ergründung der Ursachen erfordern.