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 Nassdampf und trockener Sattdampf: Die Bedeutung des Trockenheitsgrades Inhalt: Wussten Sie, dass Dampferzeuger nicht 100% trockenen Sattdampf liefern? Wenn im Kessel das Wasser erhitzt wird, brechen Dampfblasen bis an die Wasseroberfläche durch und reißen kleine Flüssigkeitströpfchen mit in den Dampfraum. Sofern keine Überhitzungsstufe nachgeschaltet ist, führt das zu sogenanntem Nassdampf. Der Trockenheitsgrad von Dampf Der Trockenheitsgrad von Dampf ist ein Maß für den enthaltenen Flüssigkeitsanteil. Wenn Dampf 10 Gewichtsprozent Wasser enthält ist er zu 90% trocken, und man spricht von einem Trockenheitsgrad von 0,9. Diese Größe ist von großer Bedeutung, denn der Trockenheitsgrad hat einen direkten Einfluss auf den nutzbaren Wärmeinhalt des Dampfes (normalerweise nur die latente Wärme), der die übertragbare Wärmeleistung bestimmt. 100% trockener Sattdampf enthält z.B. 100% der latenten Wärme beim entsprechenden Dampfdruck. Wasser bei Siedetemperatur enthält hingegen keine latente, sondern nur fühlbare Wärme. Der Trockenheitsgrad ist 0%. Trockenheitsgrad = 100 % - [% mitgerissenes Wasser] (Gewichtsprozent) Berechnung des Wärmeinhalts von Nassdampf Wasserdampftafeln enthalten Werte wie spezifische Enthalpien (h), Volumina (v) und Entropien (s) für Sattdampf (100 % Trockenheitsgrad) und Wasser am Siedepunkt (0 % Trockenheitsgrad), aber nicht für Nassdampf. Diese können berechnet werden, indem einfach die Gewichtsanteile von Dampf und Flüssigkeit in der Mischung berücksichtigt werden, wie die folgenden Gleichungen veranschaulichen: Spezifisches Volumen (v) von Nassdampf ν = X • νg + (1 - X) • νf darin bedeuten: X = Trockenheitsgrad (% / 100) vf = spezifisches Volumen von Wasser am Siedepunkt vg = spezifisches Volumen von Sattdampf Spezifische Enthalpie (h) von Nassdampf h = hf + X • hfg darin bedeuten: X = Trockenheitsgrad (% / 100) hf = Spezifische Entahlpie von Wasser am Siedepunkt hfg = Spezifische Entahlpie von Sattdampf - Spezifische Entahlpie von Wasser am Siedepunkt Spezifische Entropie (s) von Nassdampf s = sf + X • sfg darin bedeuten: X = Trockenheitsgrad (% / 100) sf = Spezifische Entropie von Wasser am Siedepunkt sfg = Spezifische Entropie von Sattdampf - Spezifische Entropie von Wasser am Siedepunkt Je nasser der Dampf ist, desto niedriger ist sein spezifisches Volumen, seine spezifische Enthalpie und Entropie, denn der Trockenheitsgrad geht als Faktor in die Berechnungsgleichungen für den trockenen Sattdampf ein. Um eine hohe Wärmeleistung zu erzielen ist es daher wichtig, Dampf von möglichst hoher Trockenheit zu verwenden. Das Verhältnis von Trockenheitsgrad und Enthalpie Mit steigendem Flüssigkeitsanteil im Dampf sinkt die darin enthaltene latente Wärme und damit der Wärmeinhalt, der in einem Prozess an ein Produkt übertragen werden kann. Der Trockenheitsgrad des Dampfes nimmt beim Transport ab Beim Transport von Dampf durch die Rohrleitung führen Wärmeverluste dazu, dass ein Teil des Dampfes wieder zu Wasser kondensiert und damit der Trockenheitsgrad abnimmt. Im Dampfstrom mitgerissene Wassertröpfchen Kondensat in der Dampfleitung, auch als feinverteilte Wassertröpfchen, sollte durch geeignete Maßnahmen vollständig ausgetragen werden. Da Nassdampf nicht nur die Wärmeübertragung verschlechtert, sondern auch zu Erosion in der Rohrleitung und an wichtigen Anlagenteilen wie z.B. Turbinenschaufeln führen kann, sollten unbedingt vorbeugende Maßnahmen zur Eliminierung mitgerissener Kondensattröpfchen ergriffen werden. Hierfür sind Dampftrockner das Mittel der Wahl. Weitere Ratschläge können Sie in diesen Artikeln nachlesen: Grundregeln für die Leitungsentwässerung Erosion in Dampf- und Kondensatleitungen Tip Kann Dampf einen höheren Trockenheitsgrad als 100% haben? Das scheint unwahrscheinlich, ist aber tatsächlich möglich. Wenn Dampf einen höheren Trockenheitsgrad als 100% hat spricht man von überhitztem Dampf. Dieser Zustand wird erreicht, wenn trockenem Sattdampf zusätzliche Wärme zugeführt wird. Dadurch wird die Temperatur über die Sattdampftemperatur erhöht. Der Überhitzungsgrad kann leicht durch eine Temperaturmessung ermittelt werden. TLV Wasserdampftafel für überhitzten Dampf Wasserschlag: Zusammenfassung Dampftrockner und ihre Verwendung in Dampfsystemen Ebenfalls auf TLV.com Prüfservice für Kondensatableiter Dampfsystem-Analyse Instandhaltung und Montage Service Dampf- und Drucklufttrockner COSPECT® - Zuverlässige Druckminderventile SF1 Trockner-Filter Einheit TLV Kolleg