Leistungssteigerung
Allgemeines
Der Wasserumlauf in Umlaufkesselanlagen hat einen signifikanten Einfluß auf das Betriebsergebnis und die Betriebssicherheit. Durch die Einführung eines Strömungswächters (Patent DE 19962429 A1) können die Leistungsreserven einer Kesselanlage unter qualifizierter Berücksichtigung sicherheitsrelevanter Aspekte ausgeschöpft werden.
Limitierende Faktoren
Leistungsreserven
Der verstärkte Kostendruck im Energieanlagenbau hat dazu geführt, dass von Kesselkonstruktionen immer höhere Leistungen bei gleichem Bauvolumen gefordert werden. Durch verbesserte Berechnungsmöglichkeiten des Wasserumlaufs werden die Druckkörper grenzwertiger bezogen auf den erwünschten Betriebspunkt ausgelegt. Die grenzwertigere Auslegung von Neuanlagen führt dazu, das die Anlagen nur geringe Leistungsreserven bezüglich der Überschreitung ihrer Auslegungswerte haben. Betreiber älterer Anlagen sind bestrebt, die Leistungsreserven Ihrer Anlagen auszunutzen.
Komplexizität der Zweiphasenströmung
Die physikalischen Modelle der Zweiphasenströmung weisen nach wie vor Berechnungsungenauigkeiten auf, weshalb eine Unsicherheit in der Berechnung besteht, die durch entsprechende Sicherheitszuschläge berücksichtigt werden muss.
Veränderte Strömungsbedingungen
durch Wasserkonditionierung
Der Einsatz von Wasserkonditionierungsmitteln zum Korrosionsschutz führt zur Förderung oder Hemmung der Schaumbildung, woraus sich ein Einfluß auf die Strömungsform und der Reibung der Zweiphasenströmung in den Rohren ergibt.
Betriebliche Einflüsse
Eine Reihe von betrieblichen Parametern, die während der Planungs- und Auslegungsphase der Anlage nicht bekannt waren, haben einen Einfluß auf den Wasserumlauf. Hierzu zählen insbesondere Druck-, Last- und Speisewassertemperaturschwankungen.
Funktionsprinzip
- Der Strömungswächter basiert auf einem Ultraschall-Strömungsmessgerät.
- Die Messköpfe werden in Kesselbereichen angeflanscht, in denen auf der Basis von Wasserumlaufmessungen die gefährdesten Bereiche vorhergesagt wurden.
- Das Meßgerät liefert keine quantitativen Größen für die Wasser- und Dampfgeschwindigkeit, sondern ein qualitatives Bewertungskriterium über den Strömungszustand.
- Vor Abriss des kühlenden Wasserfilms, welcher bei Schichten- und Wellenströmung in horizontalen Rohren und Tropfenströmung in vertikalen Rohren eintritt, wird durch den Strömungswächter ein Warnsignal auf die Leitwarte gegeben.
- Durch Koppelung der Messsignale mit der Feuerleistungsregelung ist ein Heranfahren des Kessels in den maximalen Leistungsbereich möglich.
Einsatzgebiete
Die Technologie läßt sich bei allen Naturumlaufkesselarten vorteilhaft anwenden, woraus sich ein sehr großes Marktpotential ergibt. Kesselsysteme, in denen inhomogene Brennstoffe verfeuert werden (z.B. Abfallverbrennung und Prozesse mit stark schwankender Dampfentnahme (z.B. Papierindustrie) sind prädestiniert für die Anwendung des Strömungswächters. Der Einsatz der Strömungswächter sollte speziell in den gefährdeten Bereichen wie horizontalen Rohren oder in Bereichen von unsicheren Strömungsverhältnissen (geringer Auftrieb mit starker Wärmebelastung) erfolgen.
Produktmerkmale
- einfache Montage der Messköpfe durch Clamp-on-Verfahren
- keine Beeinflussung der Rohrströmung durch berührungslose Messung
- minimaler Wartungsaufwand
- Vermeidung von Kesselschäden
- Erhöhung der Verfügbarkeit
- Aktivierung der energetischen Reserve des Kessels
- Erhöhung der operativen Flexibilität
(Druckabsenkung und Teillasten)