Probleme mit Rohr-Shell-Abwärmekesseln
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In Anhang M von GB/T151 ist festgelegt, dass die linearen Ausdehnungskoeffizienten der Materialien für die Wärmetauscherrohre und den Behälter ähnlich sein sollten (die Differenz zwischen den beiden Werten darf 10 % nicht überschreiten). Aber der Kunde verlangt, dass die Wärmetauscherrohre aus Edelstahl und der Gehäusekörper aus Kohlenstoffstahl bestehen. Wie berechnet man das? 2. In Anhang M von GB/T151 ist festgelegt, dass bei einem vorgesehenen Designdruck des Rohrleitungssystems von mehr als 0,6 MPa keine flexiblen Rohrplatten vom Typ I verwendet werden dürfen. In SH/T3158 hingegen darf die flexible Rohrplatte vom Typ I bei einem Druck unter 1,6 MPa eingesetzt werden. Die derzeitige Betriebsdruckbelastung beträgt 0,7 MPa – muss daher ein flexibles Rohrplattenmodell vom Typ II gemäß Anhang M von GB/T151 verwendet werden? Meiner Meinung nach ist Typ I verwendbar. 3. Die Betriebstemperatur des Rohrs beträgt 1200 Grad. Gemäß Anhang M von GB/T151 sowie SH/T3158 müssen an den Hochtemperatur-Rohrverbindungen innere und äußere Keramikmanschetten aus Korund angebracht werden. Der Kunde möchte dies jedoch nicht; stattdessen wird nur feuerfestes Material auf die Oberfläche der Rohrplatte aufgetragen. Ist das möglich?
Einige Hersteller montieren Expansionsgefäße, unabhängig davon, ob die linearen Ausdehnungskoeffizienten der Materialien für die Wärmetauscherrohre und den Behälter ähnlich sind oder nicht. Ist das sinnvoll? Ich kenne mich mit dieser Art von Geräten nicht aus – bitte kann mir jemand Erfahrener helfen!
Die ersten beiden Punkte sind mir nicht vertraut; ich kann dazu nur kurz etwas sagen:
1. Man kann die Temperatur des Gehäuses anhand der Wassertemperatur berechnen und so die Ausdehnung des Gehäuses ermitteln. Anschließend muss man gemäß der Abkühlung der Abgastemperatur integrieren, um die Ausdehnung im Rohrbereich zu bestimmen. Falls beide Werte nahe beieinander liegen, ist das in Ordnung; falls sie stark voneinander abweichen, sollte man die Daten nutzen, um den Auftraggeber zu überzeugen.
2. SH ist ein petrochemischer Standard, GB ist der nationale Standard. Vor jedem Standard steht der Anwendungsbereich – diesen sollte man sich am besten genau durchlesen. Es bedeutet nicht automatisch, dass ein Material verwendet werden darf, nur weil der Betriebsdruck innerhalb des im Standard angegebenen Bereichs liegt.
Der dritte Punkt ist mir vertraut; dazu kann ich mehr sagen:
3. Zunächst empfehle ich Ihnen, sich die Bauzeichnungen für das Gießen des feuerfesten Materials am Hochtemperaturende eines Rohr-Shell-Wärmetauschers anzusehen – das hilft dabei, den Auftraggeber zu überzeugen. Es gibt zwei Hauptgründe, warum hier Korundschutzrohre verwendet werden: Erstens dienen sie dem Schutz der Schweißnähte. Ohne diese Schutzrohre würde der Abgasstrom direkt auf die Schweißnähte zwischen Rohren und Lochblechen treffen. Da es sich um Druckbehälter handelt, herrscht dort hoher Innendruck – dadurch können die Schweißnähte leicht reißen. Ein solcher Riss führt zu Undichtigkeiten, wodurch das gesamte System notstoppen muss; im schlimmsten Fall muss die Anlage sogar stillgelegt werden. Die Korundhülsen schützen den ersten, kleinen Abschnitt mit der Naht – so kann der Wind nicht hineinwehen. Dadurch entsteht selbst dann, wenn der Rohrabschnitt durch Überhitzung deformiert wird, kein allzu großer Schaden. Zudem unterscheiden sich die Ausdehnungskoeffizienten von hitzebeständigen Materialien und Metallen erheblich. Wenn hitzebeständige Materialien direkt auf der Öffnung des Rohres angebracht werden, entsteht an dieser Stelle eine Trennschicht zwischen Metall und hitzebeständigem Material. Aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten entstehen bei hohen Temperaturen Risse, durch die heiße Luft leicht eindringen kann. Dadurch kann die Oberfläche der Öffnung beschädigt werden oder das hitzebeständige Material kann abgetragen werden. Die Wärmeausdehnungskoeffizienten der Korundrohre entsprechen denen der feuerfesten Materialien. Wenn man die Korundrohre verwendet und anschließend noch feuerfeste Materialien darauf aufbringt, kann man so die Lochplatte schützen und ein Austreten von Luft verhindern – vorausgesetzt, die Bauarbeiten werden ordnungsgemäß durchgeführt. Für einen Kessel im Wert von mehreren Millionen ist es wirklich nicht lohnenswert, ihn wegen Korund-Hülsen im Wert von ein paar Zehntausend Euro dem Risiko einer Zerstörung auszusetzen.
1. Man kann die Temperatur des Gehäuses anhand der Wassertemperatur berechnen und so die Ausdehnung des Gehäuses ermitteln. Anschließend muss man gemäß der Abkühlung der Abgastemperatur integrieren, um die Ausdehnung im Rohrbereich zu bestimmen. Falls beide Werte nahe beieinander liegen, ist das in Ordnung; falls sie stark voneinander abweichen, sollte man die Daten nutzen, um den Auftraggeber zu überzeugen.
2. SH ist ein petrochemischer Standard, GB ist der nationale Standard. Vor jedem Standard steht der Anwendungsbereich – diesen sollte man sich am besten genau durchlesen. Es bedeutet nicht automatisch, dass ein Material verwendet werden darf, nur weil der Betriebsdruck innerhalb des im Standard angegebenen Bereichs liegt.
Der dritte Punkt ist mir vertraut; dazu kann ich mehr sagen:
3. Zunächst empfehle ich Ihnen, sich die Bauzeichnungen für das Gießen des feuerfesten Materials am Hochtemperaturende eines Rohr-Shell-Wärmetauschers anzusehen – das hilft dabei, den Auftraggeber zu überzeugen. Es gibt zwei Hauptgründe, warum hier Korundschutzrohre verwendet werden: Erstens dienen sie dem Schutz der Schweißnähte. Ohne diese Schutzrohre würde der Abgasstrom direkt auf die Schweißnähte zwischen Rohren und Lochblechen treffen. Da es sich um Druckbehälter handelt, herrscht dort hoher Innendruck – dadurch können die Schweißnähte leicht reißen. Ein solcher Riss führt zu Undichtigkeiten, wodurch das gesamte System notstoppen muss; im schlimmsten Fall muss die Anlage sogar stillgelegt werden. Die Korundhülsen schützen den ersten, kleinen Abschnitt mit der Naht – so kann der Wind nicht hineinwehen. Dadurch entsteht selbst dann, wenn der Rohrabschnitt durch Überhitzung deformiert wird, kein allzu großer Schaden. Zudem unterscheiden sich die Ausdehnungskoeffizienten von hitzebeständigen Materialien und Metallen erheblich. Wenn hitzebeständige Materialien direkt auf der Öffnung des Rohres angebracht werden, entsteht an dieser Stelle eine Trennschicht zwischen Metall und hitzebeständigem Material. Aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten entstehen bei hohen Temperaturen Risse, durch die heiße Luft leicht eindringen kann. Dadurch kann die Oberfläche der Öffnung beschädigt werden oder das hitzebeständige Material kann abgetragen werden. Die Wärmeausdehnungskoeffizienten der Korundrohre entsprechen denen der feuerfesten Materialien. Wenn man die Korundrohre verwendet und anschließend noch feuerfeste Materialien darauf aufbringt, kann man so die Lochplatte schützen und ein Austreten von Luft verhindern – vorausgesetzt, die Bauarbeiten werden ordnungsgemäß durchgeführt. Für einen Kessel im Wert von mehreren Millionen ist es wirklich nicht lohnenswert, ihn wegen Korund-Hülsen im Wert von ein paar Zehntausend Euro dem Risiko einer Zerstörung auszusetzen.