In Dampfkesselanlagen wird Wasser bzw. Dampf als Energie- und Wärmeträger genutzt. Sowohl als Prozessdampf, wie auch zur Erzeugung von Elektrizität in Dampfturbinen.
Das zur Speisung des Dampferzeugers verwendete Wasser wird als Kesselspeisewasser bezeichnet. Es setzt sich aus Zusatzwasser und Kondensat zusammen. Zusatzwasser wird dem Wasser-Dampf-Kreislauf von außen zugeführt, um Verluste durch Brüdendampf, Kesselabsalzung, Prozessdampfnutzung usw. auszugleichen. Kondensat fällt in Dampfturbinen und bei bestimmten Prozessen an, und verbleibt im Wasser-Dampf-Kreislauf.
Verschiedene im Wasser gelöste Gase und Salze führen zu Korrosion und Ablagerungen im Wasser-Dampf-System. Um einen sicheren, störungsfreien und wirtschaftlichen Betrieb zu garantieren, werden deshalb werden jenach Bauart und Betriebsweise des Dampferzeugers bestimmte Anforderungen an die Qualität das Kesselspeisewassers gestellt.
Sattdampferzeuger werden oft salzhaltig betrieben, Dampferzeuger mit Überhitzer salzarm. Wird besonders reiner Dampf gefordert, z.B. für den Turbinenbetrieb, dann wird der Dampferzeuger salzfrei betrieben. Hochdruck-Dampferzeuger werden grundsätzlich salzfrei betrieben, hier wird weiter abhängig von der chemischen Konditionierung unterschieden. Siehe Grenz- und Richtwerte für das Speise- und Kesselwasser von Dampferzeugern.
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| Bild: Thermischer Entgaser zur Kesselspeisewasseraufbereitung, Durchsatzleistung 50 t/h, aufgestellt 1999 in Georgsmarienhütte, Deutschland. |
Eine komplette Kesselspeisewasseraufbereitungsanlage besteht aus den einzelnen Gruppen Zusatzwasseraufbereitung, thermische Entgasung und Dosierung. Bei salzfreier Fahrweise des Dampferzeugers oder betriebsbedingter Verunreinigung des Kondensats wird u.U. zusätzlich eine Kondensataufbereitung erforderlich.
Das Zusatzwasser wird durch verschiedene Verfahren aufbereitet, abhängig von der Fahrweise des Dampferzeugers und von der Qualität des Rohwassers. Das Ziel ist dabei die Reduzierung der Konzentration im Wasser gelöster Härtebildner und Salze auf die zulässigen Werte.
Für kleinere Dampfkesselanlagen in salzhaltiger Fahrweise ist oft eine Enthärtung des Zusatzwassers ausreichend. Bei Rohwasser mit hohem Gehalt an Karbonathärte wird zusätzlich eine Umkehrosmose oder Entkarbonisierung erforderlich. Siehe auch Sodaspaltung.
Bei salzarmen Betrieb genügt bei entsprechender Rohwasserqualität und hohem Kondensatrücklauf ebenfalls eine Zusatzwasseraufbereitung nur durch Enthärtung. Der Normalfall ist hier allerdings eine zusätzliche Umkehrosmose.
Eine salzfreie Fahrweise des Dampferzeugers erfordert eine Vollentsalzung des Zusatzwassers. Dies kann durch eine nach dem Ionenaustauschverfahren arbeitende Vollentsalzung oder eine Umkehrosmose geschehen, dem jeweils zur Feinreinigung nachgeschaltet ein Mischbettfilter oder eine EDI.
In dem derart aufbereiteten Zusatzwasser und in dem Kondensat sind weiterhin Gase wie Sauerstoff, Stickstoff und Kohlendioxid gelöst. Um insbesondere den Sauerstoffgehalt auf zulässige Werte zu reduzieren, wird das Kesselspeisewasser thermisch entgast. Die thermische Entgasungsanlage dient auch gleichzeitig als letzte Stufe der Speisewasservorwärmung.
Die Dosierung von Konditionierungsmitteln in das Kesselspeisewasser dient dem Einstellen des pH-Wertes im Kesselwasser und Kondensat auf die geforderten Sollwerte. Ebenso wird je nach Betriebsweise ein Überschuss an Sauerstoffbindemitteln und Härtebindemitteln gefordert, um Spuren von Restsauerstoff und Resthärte abzubinden. Die Dosierung erfolgt mit Dosieranlagen. Siehe auch Dosiermittel für den Betrieb von Dampferzeugern.
Weiteres Zubehör sind Probekühler zur Überwachung der Qualität des Kesselspeisewassers, ein Kondensatsammelbehälter zur Sammlung des oft drucklos anfallenden Kondensats, ein Brüdenkondensator zur Kondensation des Entgaserbrüdens und Vorwärmung des Zusatzwassers sowie ein Kesselwasserentspanner zur Entspannung und Kühlung des Kesselabsalz- und Abschlämmwassers.
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| Bild: Kesselspeisewasseraufbereitungsanlage. Bestehend aus: (1) Ionenaustauscher zur Zusatzwasseraufbereitung; (2) thermische Entgasungsanlage; (3) Brüdenkondensator; (4) Kondensatsammelbehälter; (5) Dosieranlagen; (6) Kesselwasserentspanner; (7) Kessellaugenkühler. |