Was ist ein Entkalkungsheizer und wie funktioniert er?

Ein Entgasungsheizer, auch Deaerator genannt, ist ein Gerät, das gelöste Gase, hauptsächlich Sauerstoff und Kohlendioxid, aus dem Kesselspeisewasser entfernt. Gelöste Gase können Korrosion und Schäden am Kessel und seinen Komponenten verursachen sowie die Effizienz des Dampfzyklus reduzieren. Daher sind Entgasungsheizer für die Behandlung und den Schutz des Kessels essentiell.

Entgasungsheizer können in zwei Typen unterteilt werden: Tablett-Typ und Sprüh-Typ. Beide Typen verwenden Dampf, um das Speisewasser zu erhitzen und die gelösten Gase abzutrennen. Der Dampf wirkt auch als Quelle von Sauerstoff-bindenden Chemikalien, wie Hydrazin oder Natriumsulfat, die mit den verbleibenden Spuren von Sauerstoff im Speisewasser reagieren.

Tablett-Typ-Entgasungsheizer

Ein Tablett-Typ-Entgasungsheizer besteht aus einem vertikalen zylindrischen Behälter mit einer Reihe von perforierten Tabletts im Inneren. Das Speisewasser tritt von oben ein und wird über die Tabletts verteilt, wodurch sich ein dünner Wasserfilm bildet, der nach unten fließt. Der Dampf tritt von unten ein und steigt durch die Tabletts nach oben, erhitzt das Wasser und entfernt die gelösten Gase. Das entgastete Wasser sammelt sich am Boden des Behälters und wird zum Kessel gepumpt. Die abgegebenen Gase entweichen an der oberen Seite des Behälters.

Die Vorteile eines Tablett-Typ-Entgasungsheizers sind:

• Er kann eine breite Palette von Speisewasser-Flussraten und -Temperaturen verarbeiten.

• Er kann sehr niedrige Werte an gelöstem Sauerstoff (weniger als 5 ppb) und Kohlendioxid (weniger als 1 ppm) erreichen.

• Er hat eine große Speicherkapazität für Speisewasser, was dazu beiträgt, Druck und Temperatur im Kessel konstant zu halten.

Die Nachteile eines Tablett-Typ-Entgasungsheizers sind:

• Er benötigt eine große Menge an Dampf für die Entgasung, was die thermische Effizienz des Kreislaufs verringert.

• Er hat hohe Anschaffungs- und Wartungskosten aufgrund der Komplexität und Größe des Behälters und der Tabletts.

• Er ist anfällig für Verkalkungen und Verunreinigungen auf den Tabletts, was die Wärmeübertragung und die Entgasungseffizienz reduziert.

Sprüh-Typ-Entgasungsheizer

Ein Sprüh-Typ-Entgasungsheizer besteht aus einem horizontalen zylindrischen Behälter mit einer Sprühdüse im Inneren. Das Speisewasser tritt an einem Ende ein und wird in einen Strom von Dampf gesprüht, der vom anderen Ende eingebracht wird. Der Dampf erhitzt das Wasser und entfernt die gelösten Gase. Das entgastete Wasser sammelt sich am Boden des Behälters und wird zum Kessel gepumpt. Die abgegebenen Gase entweichen an der oberen Seite des Behälters.

Die Vorteile eines Sprüh-Typ-Entgasungsheizers sind:

• Er benötigt weniger Dampf für die Entgasung als ein Tablett-Typ-Entgasungsheizer, was die thermische Effizienz des Kreislaufs verbessert.

• Er hat niedrigere Anschaffungs- und Wartungskosten als ein Tablett-Typ-Entgasungsheizer aufgrund der Einfachheit und Kompaktheit des Behälters und der Düse.

• Er ist weniger anfällig für Verkalkungen und Verunreinigungen als ein Tablett-Typ-Entgasungsheizer aufgrund der hohen Geschwindigkeit und Turbulenz von Wasser und Dampf.

Die Nachteile eines Sprüh-Typ-Entgasungsheizers sind:

• Er kann nicht sehr hohe oder sehr niedrige Speisewasser-Flussraten und -Temperaturen ohne Beeinträchtigung der Entgasungseffizienz verarbeiten.

• Er kann nicht so niedrige Werte an gelöstem Sauerstoff (ca. 10 ppb) und Kohlendioxid (ca. 5 ppm) erreichen wie ein Tablett-Typ-Entgasungsheizer.

• Er hat eine geringere Speicherkapazität für Speisewasser als ein Tablett-Typ-Entgasungsheizer, was ihn gegenüber Druck- und Temperaturschwankungen im Kessel empfindlicher macht.

Faktoren, die die Entgasungseffizienz beeinflussen

Die Effizienz der Entgasung hängt von mehreren Faktoren ab, wie:

• Die Temperatur und der Druck des Speisewassers und des Dampfs. Höhere Temperaturen und niedrigere Drücke erhöhen die Löslichkeit von Gasen im Wasser, was ihre Entfernung erschwert. Daher ist es wichtig, eine optimale Temperaturdifferenz zwischen dem Speisewasser und dem Dampf (normalerweise etwa 5°C) und einen optimalen Druck im Entgasungsheizer (normalerweise etwa 0,2 bar) beizubehalten.

• Die Menge und Qualität des Dampfs, der für die Entgasung verwendet wird. Der Dampf sollte gesättigt sein und frei von nicht kondensierbaren Gasen. Der Dampfstrom sollte ausreichend sein, um die erforderliche Wärme- und Massentransfer für die Entgasung bereitzustellen. Der Dampfstrom sollte auch reguliert werden, um einen konstanten Druck im Entgasungsheizer aufrechtzuerhalten.

• Das Design und die Betriebsweise des Entgasungsheizers. Der Entgasungsheizer sollte genug Oberfläche und Kontaktzeit für das Speisewasser und den Dampf zur Interaktion bieten. Das Speisewasser sollte gleichmäßig über die Tabletts oder Düsen verteilt werden, um einen dünnen Wasserschicht zu bilden. Der Entgasungsheizer sollte auch einen Ventilationskondensator haben, um Wärme und Wasser aus den abgegebenen Gasen zurückzugewinnen.

Vorteile von Entgasungsheizern

Entgasungsheizer bieten mehrere Vorteile für Kesselsysteme, wie:

• Sie verhindern Korrosion und Pitting von Kesselleitungen, Trommeln und anderen Komponenten, indem sie gelösten Sauerstoff und Kohlendioxid aus dem Speisewasser entfernen.

• Sie reduzieren den Verbrauch und die Kosten von chemischen Sauerstoffbindern, indem sie den Restsauerstoff im Speisewasser minimieren.

• Sie verbessern die thermische Effizienz des Kessels, indem sie das Speisewasser nahe der Sättigungstemperatur vorwärmen, was Wärmeverlust und Brennstoffverbrauch reduziert.

• Sie erhöhen die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit des Kessels, indem sie das Risiko von Kesselausfällen und Stillstandzeiten aufgrund von Korrosion und Verkalkung reduzieren.

Fazit

Entgasungsheizer sind wesentliche Geräte für die Behandlung und den Schutz von Kesselspeisewasser. Sie entfernen gelöste Gase aus dem Speisewasser, indem sie Dampf als Heiz- und Ausblasmittel verwenden. Sie können in Tablett-Typ und Sprüh-Typ unterteilt werden, je nach Design und Konfiguration. Sie arbeiten auf den Prinzipien des Henryschen Gesetzes, des Daltonschen Gesetzes und der Wärme- und Massentransfer. Sie erfordern optimale Bedingungen von Temperatur, Druck und Dampfstrom, um eine hohe Entgasungseffizienz zu erzielen. Sie bieten mehrere Vorteile für Kesselsysteme, wie Korrosionsverhinderung, Reduzierung des chemischen Verbrauchs, Verbesserung der thermischen Effizienz und Erhöhung der Zuverlässigkeit.

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