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Dampfeinsparung – Die Auswahl von Dampfentlastventilen, Teil 2. Technischer Servicebereich der Hangzhou Watt Energy Saving Engineering Co., Ltd. Dampftechniker Li Shaopeng. Aus den grundlegenden Eigenschaften des Dampfs geht hervor, dass die in ihm enthaltene Wärme aus spezifischer Wärme (die Wärme, die im Kondenswasser enthalten ist) und latenter Wärme (die Wärme, die bei der Verdampfung oder Kondensation des Dampfs freigesetzt oder aufgenommen wird) besteht. Im Vergleich zur latenten Wärme des Dampfes macht die sensible Wärme im Kondenswasser nur einen sehr kleinen Anteil aus. Zur Steigerung der Heizeffizienz nutzen wir in der Regel die latente Wärme, die bei der Umwandlung von Dampf in Kondenswasser freigesetzt wird (d.h. die Verdampfungsenthalpie). Wenn Dampf seine latente Wärme abgibt und zu Kondenswasser wird, wird dieses über das Entlüftungsventil abgeleitet. Ein Teil der spezifischen Wärme im Kondenswasser kann als Sekundärdampf freigesetzt werden; ein anderer Teil wird vom Kondenswasser mit in den Dampfkessel zurückgeführt, wo er erneut genutzt wird. Aber in einigen Fällen, wie beispielsweise bei der Isolierung von Tanks, hat die in diesem Kondenswasser enthaltene latente Wärme dennoch einen erheblichen Nutzwert. Für solche Anwendungen wurden thermostatische Dampfdruckventile hergestellt. Wir wissen, dass es bestimmte Arten von Dampfentlastventilen gibt, wie beispielsweise thermostatische Entlastventile, die nicht nur den Dampfausfall verhindern, sondern auch die Temperatur des Kondenswassers senken, wodurch die sensible Wärme im Kondenswasser erhalten bleibt. Diese Entwässerungsventile werden hauptsächlich in einigen nicht kritischen Geräten eingesetzt, wie z. B. Heizrohren oder überdimensionierten Heizspulen. Die sensible Wärme kann aufgenommen oder zur Erwärmung eines anderen Prozesses verwendet werden. Alternativ kann vor dem Entlüftungsventil ein Kühlschlauch installiert werden, um eine genaue Temperatur bei der Ableitung des Kondenswassers zu gewährleisten. In vielen Anwendungen ist das Anstauen von Wasser nicht zulässig, da dies zu den folgenden Problemen führt: • Verringerung der Produktionsmenge • Korrosion der Kondenswasserleitungen • Unzureichende Entwässerung der Hauptleitungen. Daher sind bei wichtigen Geräten, bei denen das Kondenswasser bei der Dampfsättigungstemperatur abgeleitet werden muss, wie zum Beispiel: • Temperaturregler (z. B. Wärmeaustauscher), besondere Maßnahmen erforderlich. • Geräte mit kleinerer Heizfläche durch Dampf. Man kann nur thermodynamische Dampfentlüftungsventile, umgekehrte Eimerartige Dampfentlüftungsventile oder Schwimmkugelartige Dampfentlüftungsventile in Betracht ziehen; andere Arten von Entlüftungsventilen führen zu überkühltem Kondenswasser. Zustand der Dampfanlagen: Wir wissen, dass die Luft im System rechtzeitig entfernt werden muss – das gilt für die meisten Systeme, insbesondere in der Startphase. In solchen Fällen eignen sich thermodynamische Entlüftungsventile nicht, da die Entlüftung sehr langsam erfolgt (es sei denn, es werden separate Entlüftungsventile installiert). Die thermostatischen Entwässerungsventile von Watt, die Schwimmkörper-Entwässerungsventile mit Entlüftungseinrichtung sowie die Entwässerungsventile im Typ „thermischer Umkehrbehälter“ weisen eine gute Entlüftungseigenschaft auf. Das genaue Modell der Hangzhou-Watt-Dampfentlastventile kann anhand ihrer Fähigkeit ausgewählt werden, folgende Probleme zu bewältigen: • Wasserschlag • Korrosion und Verunreinigungen. Beim Design jeder Anlage sollte bereits darauf geachtet werden, Wasserschlag zu vermeiden. Sollte das eintritt, weisen einige Arten von Entfeuchtungsventilen eine bessere Widerstandsfähigkeit gegen Wasserhammer auf als andere Arten von Entfeuchtungsventilen. Im Allgemeinen werden Trockenventile stets von Verunreinigungen in den durchfließenden Medien oder in den Rohrleitungen beeinträchtigt. Wenn das Trockenventil über einen integrierten Filter verfügt – wie beispielsweise die Watertyp-Dual-Metal-Ventile – dann sind die Vorteile offensichtlich. Da die Entlüftungsöffnungen der Trockenventile recht klein sind, können sie leicht durch Verunreinigungen oder Schweißreste in den Rohren verstopft werden. Deshalb wird empfohlen, oberhalb jedes Typs von Trockenventil einen Filter zu installieren. Dampfentlastventile, die speziellen industriellen und Anwendungsanforderungen gerecht werden. Verschiedene Arten von Dampfentlastventilen können speziellen industriellen und Anwendungsanforderungen entsprechen. Stahlventile zur Entwässerung von Dampf, die speziell für saubere Dampfsysteme entwickelt wurden, können in Branchen wie der Lebensmittel- und Pharmaindustrie eingesetzt werden. Es gibt außerdem noch einige Trockenventile, die speziell für bestimmte Verarbeitungsprozesse entwickelt wurden. Beispielsweise wird das FQ-Schwimmkörper-Trockenventil ausschließlich in Zuckerherstellungsprozessen mit niedrigem Druck und hoher Belastung eingesetzt. Der FQ ist eigentlich eine Mischung aus einem hydrophoben Ventil und einem anderen Mechanismus: Er verfügt über ein Loch von konstanter Größe, das während des Betriebs des Geräts dazu dient, hohe Belastungen zu bewältigen. Gleichzeitig gibt es einen Schwimmkörper, der bei Ansammlung von Wasser in Aktion tritt. Dampfentlüftungsventile von Hangzhou Watt können bei richtiger Auswahl, Installation und Wartung über einen langen Zeitraum ohne Störungen arbeiten. Die vor vielen Jahren installierten Entwässerungsventile funktionieren immer noch genauso gut wie am ersten Tag ihrer Installation. Auswahl – Faktoren, die die Auswahl der Dampfentlüfterventile beeinflussen. Eine richtige Auswahl der Dampfentlüfterventile ist äußerst wichtig. Wir können nicht einfach auf der Grundlage des Rohrdurchmessers den Durchmesser des Ventils bestimmen. Um die Entwässerungsventile richtig auszuwählen, sind folgende Informationen erforderlich: • Maximale Druck im Dampfsystem • Maximales/Minimales Druckgefälle • Ablasstemperatur des Kondenswassers • Kondenswassernachfrage während des Betriebs • Sicherheitsfaktor bei Startvorgängen und bei niedrigem Druck. Der maximale Systemdruck dient dazu zu bestimmen, ob der Ventilkörper sowie die inneren Komponenten den Anforderungen entsprechen. Maximal zulässiger Druck (PMA): Es wird ein Entwässerungsventil ausgewählt, das dem maximal zulässigen Systemdruck oder dem konstruktiven Druck standhalten kann. Der Trockenventil arbeitet nicht bei diesem Druck, sollte ihn aber aushalten können. Das sind die Werte PMA (maximal zulässiger Druck) und PMO (maximaler Betriebsdruck), die auf der Beschriftung der Spirax-Entlüfterventile angegeben sind. Bei der Auswahl eines Dampfentlüfterventils müssen sowohl PMA als auch TMA berücksichtigt werden. Zum Beispiel: Für FT14 mit einem Durchmesser von 1½“ oder 2“ beträgt der PMA-Wert 16 Bar, der TMA-Wert 220ºC. Bei 16 Bar liegt der TMO-Wert hingegen bei nur 120ºC. Bei 220ºC beträgt der PMO-Wert 13 Bar. Druckunterschied (ΔP): Der maximale Druckunterschied bezeichnet den größten Unterschied im Druck zwischen dem Eingangsdruck und dem Druck in den Rohrleitungen zur Rückgewinnung von Kondenswasser. Der Druckentlastungsventil sollte bei diesem Druck öffnen können. Einführungsdruck: Der Einführungsdruck kann der Druck im Kessel oder in den Hauptdampleitungen sein, oder es handelt sich um den Druck nach der Entlastung in einer Entlastungsstation. Druck bei der Entlüftung: Der Druck bei der Entlüftung kann sein: • Atmosphärdendruck • Unter dem Atmosphärendruck (Vakuum) • Über dem Atmosphärendruck – dies wird durch Reibungen in den Rohren, einen Anstieg des Drucks nach dem Trockenventil oder den Druck in den Rückführrohren bestimmt. Für kritische Anlagen müssen sowohl der maximale als auch der minimale Druckunterschied über das Trockenventil bekannt sein. Wenn der Dampfdruck am Eingang des Trockenventils 7 Bar beträgt und das Kondenswasser direkt in die Atmosphäre abgeleitet wird, dann beträgt der Druckunterschied ΔP 7 Bar ； Wenn das Kondenswasser in eine Rückführungsleitung mit einem bestimmten Druck abgeleitet wird, ist P geringer. Der minimale Druckunterschied ist der wichtigste Faktor, der die Menge des kondensierten Wassers beeinflusst, das durch den Trockenventil abgeleitet wird. Im Allgemeinen nimmt die Fördermenge ab, wenn der ΔP des Trockenventils gering ist. Ein hoher Druckunterschied hilft dem Kondenswasser, durch den Entwässerungsventil zu fließen. Wenn der Druckunterschied sehr gering ist oder aus irgendeinem Grund ein Unterdruck (Vakuum) entsteht, befindet sich die Entwässerungsventil in einem „Stromverlust“-Zustand. Bei einigen Erhitzungsprozessen ist es nicht zulässig, dass sich Kondenswasser ansammelt, um eine ungleichmäßige Erhitzung zu verhindern. Es sei daran erinnert, dass in der Startphase in der Regel der Druck im Oberstrombereich nur langsam ansteigt und der Druckunterschied ebenfalls gering ist. Ein positiver Druckunterschied fördert den Abfluss des Kondenswassers. Bei der Auswahl sollte der Druckunterschied im schlimmsten Fall berücksichtigt werden, insbesondere dann, wenn es sich um Geräte zur Temperaturregelung oder um Anlagen mit Aufstiegsschläuchen nach dem Entwässerungsventil handelt. In solchen Fällen kann eine Kombination aus Schwimmerventil und Pumpen eingesetzt werden. Die Temperatur des Kondenswassers beeinflusst den Durchfluss des Kondenswassers durch das Entwässerungsventil. Je niedriger die Temperatur des Kondenswassers ist, desto mehr Kondenswasser kann durch den Trockenventilator fließen. Dies liegt hauptsächlich daran, dass durch den Druckabfall, der entsteht, wenn das heiße Kondenswasser durch die Entlüftungsöffnungen des Trockenventils fließt, Dampf entsteht. Je höher die Temperatur des Kondenswassers ist, desto mehr Dampf entsteht – was wiederum eine Art Hindernis darstellt. Daher geben viele Durchflussdiagramme den Durchfluss des heißen Kondenswassers sowie des kalten Kondenswassers an. Nennlast: Auf der Plakette von Standard-Dampfgeräten wird die Nennmenge an Kondenswasser angegeben. Falls diese Daten nicht vorliegen, können sie auch berechnet oder durch praktische Messungen ermittelt werden. Was die maximale Kondenswassermenge betrifft, so variiert diese bei Geräten zur Nutzung von Dampf unterschiedlicher Art in den verschiedenen Betriebsphasen.