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Wirkungsweise von Dampferzeugungsanlagen und nachgeschalteter Anlagen

01. Welche grundsätzlichen Vorgänge erfolgen bei der Dampferzeugung?

  • Wasser wird aus einer Quelle entnommen (Fluss, Brunnen, öffentliches Versorgungsnetz usw.) und aufbereitet (z. B. Enthärtung).

  • Das Wasser wird vorgewärmt und in den Dampferzeuger geleitet.

  • Im Dampferzeuger (Dampfkessel = geschlossenes Gefäß) wird Wasser durch heiße Feuerungsgase erhitzt. Die für die Feuerung notwendige Verbrennungsluft wird ebenfalls vorgewärmt.

  • Das Wasser verdampft: Es entsteht Sattdampf, der sich über dem siedenden Wasser bildet. Der Siedepunkt des Wassers ist abhängig vom Druckzustand im Inneren des Kessels.

  • Der eingeschlossene Dampf hat Druckenergie, die umgewandelt werden kann.

  • Bei weiter entwickelten Geräten wird der Sattdampf in einen Überhitzer geleitet: Es entsteht Heißdampf von mehreren 100 °C bei hohem Druckzustand.

Zur Unterscheidung:

  • Nassdampf: Der Dampf enthält noch kleine Wasserteilchen.

  • Sattdampf: Die Flüssigkeit ist völlig verdampft.

  • Heißdampf: Wird dem Sattdampf weitere Wärme zugeführt (bei gleichbleibendem Druck), so entsteht Heißdampf bzw. überhitzter Dampf; er beträgt z. B. bei der Dampflokomotive 300 – 400 °C.

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02. Aus welchen Teilen besteht eine Dampferzeugungsanlage?

Dampferzeugungsanlagen bestehen aus folgenden Teilen:

  • Feuerung

  • Dampferzeuger (Dampfkessel)

  • Rauchgasabführung

  • Dampferzeugerhilfsanlagen und Zusatzaggregate:

    • Wasservorwärmer

    • Wasseraufbereitungsanlage

    • Sicherheitsventile

    • Luftvorwärmer

    • Druckmanometer.

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03. Welche Stoffe können zur Befeuerung von Dampferzeugungsanlagen eingesetzt werden?

  • Feste Brennstoffe: Steinkohle, Braunkohle, Holz, Torf

  • Flüssige Brennstoffe: Erdöl, Pflanzenöl

  • Gasförmige Brennstoffe: Stadtgas, Erdgas.

Bei der Verwendung fester Brennstoffe ist die Befeuerung mit einem Rost ausgestattet: Der Brennstoff kann mithilfe einer Fördereinrichtung in großen Mengen auf den Rost befördert werden. Die Rückstände (Asche) fallen durch den Rost und können entsorgt werden. Ein hoher Schornstein erbringt den für die Verbrennung notwendigen Zug. In Großanlagen wird der natürliche Zug des Schornsteins durch Gebläse- oder Sauganlagen erhöht. Bei der Verwendung flüssiger Brennstoffe gelangt das Öl zusammen mit der Verbrennungsluft über eine Düse fein zerstäubt in den Verbrennungsraum. Gasfeuerungsanlagen arbeiten z. B. mit atmosphärischen Brennern.