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Dampftechnik

DefinitionDampftechnik

Dampftechnik bzw. Dampfanlagen, als Spezialgebiet der Heizungstechnik, werden für Produktionsprozesse und zur Hallenbeheizung im Gegensatz zur Raumbeheizung immer noch verwendet. Dabei wird in einem Heizkessel Wasser auf über 100 °C erhitzt und in Dampf umgewandelt, der durch Vorlaufleitungen in die Heizkörper gelangt. Dort kondensiert der Dampf unter Wärmeabgabe und das Kondensat fließt zum Heizkessel zurück.

Dampf-Heizkessel

Bei Dampf-Heizkesseln wird als Wärmeträgermedium anstelle von Warm- oder Heißwasser Wasserdampf verwendet. Dampf-Heizkessel werden je nach dem Einsatzbereich unterschieden in:

  • Niederdruck-Dampfkessel bis 1 bar maximal zulässigem Betriebsdruck und maximal 120 °C
  • Hochdruck-Dampfkessel für Sattdampf und Heißdampf über 1 bar maximal zulässigem Betriebsdruck und Temperaturen über 120 °C

Dampf-Heizkessel werden in der Regel mit Öl- oder Gas-Gebläsebrennern kombiniert. Im Wohnungsbau werden sie aufgrund ihrer schlechten Regelbarkeit heute praktisch nicht mehr verwendet. Der Wärmeträger Wasserdampf wird heute vorwiegend für die indirekte und direkte Beheizung mit einem Temperaturniveau über 100 °C in der Industrie und im verfahrenstechnischen Bereich eingesetzt. Dabei sind Sattdampftemperaturen von bis zu 220 °C und Heißdampf möglich.

Abb. 1: Dampfkesselanlage

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Unterscheidungsmöglichkeiten

Man unterscheidet

  • offene Dampfheizungen
  • geschlossene Dampfheizungen

… nach Druck

  • Niederdruck-Dampfheizungen
  • Hochdruck-Dampfheizungen
  • Vakuum-Dampfheizungen

… nach Lage der Kondensatleitung

  • obere (trockene) Kondensatleitungen
  • untere (nasse) Kondensatleitungen

… nach Lage der Hauptverteilleitung

  • obere Verteilung
  • untere Verteilung

… nach dem Rohrsystem

  • Einrohrsysteme
  • Zweirohrsysteme

… nach Art des Kondensatrücklaufs

  • Rückführung mit natürlichem Gefälle
  • Rückführung durch Pumpen
Abb. 2: Schema Dampfheizung

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Optimierungs- und Einsparpotenzial

Erhöhung der Kondensatrücklaufrate in industrieller Anwendung

Die Kondensatrücklaufrate ist der Anteil des Dampfs, der als Kondensat aus der Produktion wieder in die Dampferzeugung zurückgefördert wird. Durch Leckagen und Kondensatverlust wird nicht der gesamte Dampfmassenstrom zurückgeführt. Durch Optimierung der Rücklaufrate von 70 auf 90 % kann über 30 kWh/t eingespart werden. Dies kann durch Wartung des Dampf- und Kondensatnetzes und der vollständigen Kondensatrückführung aller Verbraucher erreicht werden.

Nutzung von Wärme aus dem Kondensat (Kondensatunterkühlung)

Das anfallende Kondensat wird bei einer Temperatur von 70 bis 100 °C in einem Kondensattank gesammelt und an das Kraftwerk zurückgefahren. Oft ist eine Nutzung der Wärme aus dem Kondensat, z.B. zur Gebäudeheizung, der Warmwassererzeugung oder der Zulufterwärmung, wirtschaftlich sinnvoll, da sehr hohe Abwärme für die Wiederaufwärmung von Kesselspeisewasser zur Verfügung steht.

Regelung und Zeitvorgaben

Optimierung von Prozess– oder Steuerabläufen mit Zeitenvorgaben der Produktion sind maßgeblich daran beteiligt Einsparpotenziale zu finden. Daher muss hier ganz genau offengelegt werden, wann, wo und in welcher Form Energie anliegen muss oder ob nicht doch Umstellungen im Prozess zu Potenzialen führen.

Isolierung

Die Isolierungen der Rohrleitungen im Dampf- und Kondensatsystem sind heute Stand der Technik. Häufig sind jedoch die Armaturen, Regelventile und sonstige Einbauten nicht isoliert. Die Reduzierung der Wärmeverluste für Dampf mit 140 °C betragen bei einer Armatur mit Nennweite DN 80 etwa 400 W, bei DN 150 etwa 1.200 W. Somit beträgt das Gesamtpotenzial durch Isolierung des Dampf- und Kondensatsystems 1 bis 3 % des Dampfverbrauchs. Weiteres Potential liegt in der Isolierung der Stirnflächen der Dampfzylinder.

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