Dampfkessel von Bosch Richtig Dampf machen

Lohnt sich ein Dreizug-Kessel für Dampfmengen bis 2.000 kg/h? Die Bosch Industriekessel GmbH hat den Dampfkessel Bosch U-MB entwickelt, der diesen Leistungsbereich abdecken soll. Markus Tuffner, Leiter Marketing bei der Bosch Industriekessel GmbH, erläutert im folgenden Fachbericht die Funktionsweise und Vorteile des Kessels.Der Dreizug-Großwasserraumkessel „Universal Modular Boiler U-MB“ von Bosch Industriekessel. Foto: Bosch Industriekessel GmbHRichtig Dampf machen Großwasserraumkessel, auch Flammrohrkessel genannt, gelten als bedien- und wartungsfreundlich, anspruchslos, robust und langlebig. Sie bieten auch bei wechselnden Lasten hohe Druckkonstanz und gute Dampfqualität. In der Geschichte der Dampfkesseltechnik konnte sich diese Konstruktionsart und hier im Speziellen der Dreizug-Flammrohrkessel aufgrund hoher Energieausnutzung und niedriger Emissionsraten durchsetzen. Für Dampfleistungen bis 55.000 kg/h werden nahezu ausschließlich DreizugFlammrohrkessel eingesetzt. Für Dampfmengen bis circa 2.000 kg/h konkurrieren jedoch eine Vielzahl von Dampfkesselkonstruktionen am Markt. Die Gründe hierfür liegen vor allem in den aufwändigeren Produktionsverfahren für Dreizug-Großwasserraumkessel im Vergleich zu einfacheren Konstruktionen. Die Bosch Industriekessel GmbH bietet für diesen Leistungsbereich den Dreizug-Großwasserraumdampfkessel U-MB an. Aufbau und Konstruktion Die Produktbezeichnung U-MB ist die Abkürzung von „Universal Modular Boiler“. Der Kessel besteht aus mehreren Modulen, dem Wärmeerzeugerteil in Dreizugbauweise, dem darüber liegenden Dampfraum und einem integrierten Economiser. Je nach Kundenanforderung kann jedes Modul unabhängig voneinander ausgewählt werden. -Der Wärmeerzeugerteil beeinflusst vor allem die Emissionsarmut. Großzügig dimensionierte Flammrohrgeometrien ermöglichen einen effizienten Verbrennungsprozess, wodurch die Bildung von Stickoxiden reduziert wird. -Die Wahl des Dampfteils beeinflusst maßgeblich die Dampfqualität. Eine großzügigere Dimensionierung wirkt sich positiv auf die Restdampffeuchte aus. -Die Wahl des Economisers hat direkten Einfluss auf die Energieeffizienz. In den Abgasen enthaltene Wärme wird zur Vorwärmung des Kesselspeisewassers verwendet und dadurch zum Großteil zurückgewonnen. Brennstoffverbrauch und Emissionen werden reduziert. Aufstellung und Montage Der Dampfkessel ist laut Bosch CE-gekennzeichnet und entspricht den Vorschriften der Druckgeräterichtlinie. Aufgrund seiner geringen Grundfläche sind sowohl Transport wie auch die Aufstellung kostengünstig realisierbar. Das „Druck-Inhaltsprodukt“, berechnet aus Wasserinhalt mal Absicherungsüberdruck, ist bei vielen verfügbaren Größen kleiner als 20.000. Damit kann der Kessel zum Beispiel in Österreich und Deutschland nahezu überall aufgestellt werden. Der U-MB wird als vollständig ausgerüstete Einheit geliefert. Dies beinhaltet den isolierten Kessel mit angebauter Ausrüstung, den Kesselsteuerschrank und eine emissionsarme Feuerung. Sensoren und Aktoren sind am integrierten Klemmenkasten bereits verdrahtet. Vorkonfektionierte, versteckerte und codierte Kabelbunde machen dem Anlagenbau die elektrische Verdrahtung zwischen Kesselsteuerschrank und Klemmenkasten einfach. Der U-MB ist wartungsarm, robuste Kreiselpumpen sind einsetzbar und er erzielt eine hohe Druckkonstanz und Dampfqualität. Nach Angaben des Unternehmens in diesem Leistungssegment einzigartig ist die regelungstechnische Ausstattung des Dampferzeugers. Wie auch bei Großkesseln findet mit Boiler Control (BCO) eine speicherprogrammierbare Steuerung Einsatz als Kesselmanagementsystem. Das Gerät übernimmt alle Steuer- und Regelfunktionen des U-MB und kann über Bussystem oder Netzwerk mit anderen Steuerungen (z.B. Anlagensteuerung, Brennermanagementsysteme, separate Steuerungen von Kesselhausmodulen, übergeordnete Leitsysteme) kommunizieren. Eine einfache, intuitive Bedienung wird über ein grafisch geführtes Touchpanel erreicht. Integrierte Schutzfunktionen sollen eine Fehlbedienung vermeiden. Die Speicherung von Betriebsmeldungen und Betriebsdaten ermöglicht eine Analyse und Optimierung der Kesselanlage. In die Steuerung des Dampferzeugers U-MB wurden neue Automatikfunktionen integriert. Mit der Anfahr-, Bereitschafts- und Abfahrautomatik kann der Kessel auf Knopfdruck oder durch ein externes Signal kesselschonend aus dem kalten Zustand angefahren oder aus dem Betriebszustand abgefahren werden. Bis zum Erreichen eines bestimmten Drucks wird der Wasserinhalt mit niedriger Brennerleistung aufgewärmt. Der Wasserstand wird dabei ständig überwacht und falls notwendig mit Hilfe der automatischen Abschlammarmatur geregelt. Wichtig ist, eine gute Kesselwasserdurchmischung während des Anfahrprozesses zu erreichen. Unnötige Belastungen durch Wärmespannungen werden vermieden. Erreicht wird dies durch leichtes Öffnen der motorischen Dampfentnahmearmatur. Eine geringe Dampfmenge kann in das angeschlossene Netz abströmen. Betrieb in Mehrkesselanlage Die natürliche, innere Wasserzirkulation des Kessels springt an. Wird der U-MB innerhalb einer Mehrkesselanlage betrieben und kann eine Dampfabströmung in das druckbehaftete Netz nicht gewährleistet werden, so erfolgt die Abströmung über Dach. Der automatische Abfahrprozess kann ebenfalls per Knopfdruck oder durch externes Signal ausgelöst werden. Die Dampfentnahmearmatur schließt und die Brennerleistung wird langsam reduziert, bis die Feuerung die Brennstoffzufuhr schließlich komplett unterbricht. Der Kessel steht nun in Bereitschaft und wartet auf die nächsten Anforderungen. Die integrierte Überlastschutzfunktion sorgt für hohe Druckkonstanz und gleichbleibende Dampfqualität bei plötzlichen Lastsprüngen. Reduziert sich der Betriebsüberdruck des Dampfkessels, obwohl die Feuerung auf Nennlast betrieben wird, so ist dies ein sicheres Zeichen für Überlast. BCO realisiert die Problematik und reduziert den Dampfauslass mit Hilfe der motorischen Dampfentnahmearmatur, bis sich der Kesseldruck wieder stabilisiert. Wassermitriss und seine Folgeprobleme, wie Versalzung und Korrosion nachgeschalteter Komponenten, werden vermieden. Im Vergleich zu anderen Konstruktionen sind Großwasserraumkessel hinsichtlich Wartungsaufwand im Vorteil. So können beispielsweise wartungsfreie Kreiselpumpen eingesetzt werden. Daneben bietet der Kessel die notwendigen Besichtigungs- und Reinigungsmöglichkeiten. Durch das Mess- und Wasserstandsanzeigemodul wird eine gute Zugänglichkeit zu Wasserstandsregel- und Begrenzerelektroden erreicht und auch alle am Kesselscheitel montierten Armaturen sind gut zugänglich. Der U-MB wird ebenso wie die großen Industriekesselbaureihen ausschließlich mit hochwertigen Komponenten von Qualitätsherstellern ausgerüstet. Der Dampferzeuger ist baumustergeprüft und wird nach den strengen Richtlinien des Qualitätssicherungssystems Modul D der Druckgeräterichtlinie gefertigt. Markante Linienführung Im Produktdesign hebt sich der U-MB ab. Auf die runden Grundformen wurde bewusst verzichtet. Das „Gesicht“ des neuen U-MB prägt eine aluminiumfarbene Dämmhaube. Die markante Linienführung und raffinierte Winkelformen schaffen ein Spiel von Licht und Schatten, durch das dreidimensionale Tiefe gewonnen wird. Bei der Entwicklung des U-MB wurde insbesondere auf ein optimales Kosten-Nutzen-Verhältnis Wert gelegt. Der günstige Preis wird durch hohe Stückzahlen, den modularen Aufbau und die konsequente Verwendung von Gleichteilen erreicht. Wie in der Automobilindustrie, in der identische Plattformen für verschiedene Fahrzeugtypen verwendet werden, nutzt die Bosch Industriekessel GmbH eine Vielzahl von Konstruktions-, Regel- und Steuerelementen mehrfach. Jährlich mehr als 1.500 gefertigte Industriekesselanlagen sorgen für Kostenvorteile. Dipl.-Wirtschaftsing. (FH) Markus Tuffner, Bosch Industriekessel GmbH