Zwei-Zug-Abhitzekessel

Zwei-Zug-Abhitzekessel für Festbrennstoffe

In modernen Feuerungsanlagen können feste Brennstoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften zur Erzeugung thermischer Energie eingesetzt werden. Maxxtec Abhitzesysteme übertragen die thermische Energie aus den heißen Rauchgasen in ein organisches Wärmeträgermedium. Mit diesem Medium kann die thermische Energie auf hohem Temperaturniveau drucklos zu den Wärmeverbrauchern transportiert werden.

Kernstück eines Maxxtec Abhitzesystems ist der Abhitzekessel. Hier wird die Energie aus den heißen Rauchgasen der Feuerung in das Wärmeträgermedium übertragen. Im Gegensatz zu Erdöl oder Erdgas haben feste Brennstoffe sehr unterschiedliche Eigenschaften, so unterscheiden sie sich zum Beispiel durch unterschiedliche Feuchte und Heizwerte. Daneben spielen aber auch die unterschiedliche Beimischung von Sand, Erde oder andern Stoffen eine große Rolle.

Maxxtec Abhitzekessel in hängender Ausführung

Diese stark schwankenden Eigenschaften führen dazu, dass nicht nur an die Feuerungsanlagen hohe Anforderungen gestellt werden um möglichst unterschiedliche Materialien sauber und effizient zu verbrennen, auch die Abhitzekessel müssen eine Reihe besonderer Anforderungen erfüllen um einen wirtschaftlichen und umweltfreundlichen Betrieb der Anlage zu ermöglichen.

Bei der Verwendung naturbelassener Brennstoffe haben  sich integrierte Abhitzekessel bewährt. Strahlungs- und Konvektionsheizflächen sind bei diesen Apparten in einem gemeinsamen Gehäuse integriert, was eine kompakte und kostengünstige Ausführung ermöglicht.

Integrierte Abhitzekessel werden seit vielen Jahren als Drei-Zug-Kessel konstruiert und zur Prozesswärmeversorgung in Industriebetrieben eingesetzt. Steigende Anforderungen, vor allem durch kontinuierlichen Vollastbetrieb, wie er in Biomasse-Heizkraftwerken üblich ist, haben die Nachteile der konventionellen Drei-Zug-Kessel aufgezeigt. 

Um die Anforderung im Dauerbetrieb zu erfüllen und die Betriebssicherheit zu erhöhen, hat Maxxtec einen neuen Zwei-Zug-Abhitzekessel entwickelt. Diese Bauform ist eine Weiterentwicklung der herkömmlichen Drei-Zug-Abhitzekessel und bietet vielfältige Vorteile.

	Maxxtec 2-Zug-Abhitzekessel

Bei herkömmlichen Drei-Zug-Erhitzern muss zwischen erstem und zweitem Zug eine rauchgasseitige Trennung eingebaut werden. Dies erfordert eine Abdichtung zwischen Rohrkorb und Deckelplatte des Erhitzers. Aufgrund unterschiedlicher Wärmedehnung oder nachlässigem Einbau der Dichtung, z.B. nach einer Kesselreinigung, kam es in der Vergangenheit immer wieder zu Undichtigkeiten in diesem Bereich. Dies kann zu Überhitzungen des Kesselmantels und der Abdichtungszarge führen. Da die Abdichtungszarge üblicherweise am Rohrkorb angeschweißt ist kann sich das Blech bei Überhitzung verwerfen und die daraus resultierenden Spannungen können zu Leckagen am Rohrkorb führen.  

Die neuen Maxxtec Zwei-Zug-Erhitzer benötigen keine Abdichtung zwischen den Rauchgaszügen. Überhitzungsschäden durch Fehlströmungen sind daher ausgeschlossen.

Drei-Zug-Erhitzer benötigen eine Umlenkkammer für die Rauchgase zwischen zweitem und drittem Zug. In diesem Bereich liegen die Rauchgastemperaturen noch relativ hoch. Da die Umlenkkammer nicht gekühlt werden kann, besteht die Gefahr, dass der ungekühlte Kesselmantel überhitzt wird, falls die Rauchgase im ersten oder zweiten Zug nicht ausreichend abgekühlt werden, was zum Beispiel durch verschmutzte Heizflächen der Fall sein kann.

Moderne Zwei-Zug-Erhitzer von Maxxtec verfügen über einen gekühlten Kesselmantel durch außen anliegende Rohrschlagen. Erst am Rauchgasaustritt, nachdem das Rauchgas schon komplett abgekühlt ist, wird der Kesselmantel den Rauchgasen ausgesetzt. Die Temperaturen in diesem Bereich sind durch Sicherheitstemperaturbegrenzer überwacht. Eine Überhitzung des Kesselmantels wird somit zuverlässig verhindert.

In Drei-Zug-Abhitzekesseln müssen die Rauchgase drei aufeinander folgende Rauchgaszüge passieren, hinzu kommt noch, dass die Rauchgase innerhalb des Erhitzers zweifach umgelenkt werden. Diese Geometrie führt zu relativ hohen Druckverlusten, welche durch hohe Gebläseleistung überwunden werden müssen. Die Rohrkörbe für das Wärmeträgermedium in Drei-Zug-Erhitzern sind üblicherweise hintereinander geschaltet. Das Medium muss also einen Rohrkorb nach dem anderen durchströmen. Hieraus resultiert ein hoher Druckverlust, der ebenfalls durch entsprechend hohe Pumpenleistungen überwunden werden muss.

In Zwei-Zug-Erhitzern von Maxxtec werden die Rauchgase nur einmal umgelenkt. Die Rauchgaszüge im Konvektionsteil werden parallel durchströmt. Die Rohrkörbe werden von dem Wärmeträgermedium ebenfalls parallel durchströmt. Auf diese Weise fallen die Druckverluste sowohl auf der Gasseite, als auch auf der Wärmeträgerseite deutlich niedriger aus. Die Folge sind niedrige Betriebskosten durch die geringere Stromaufnahme von Rauchgasventilator und Umwälzpumpen.

Die Abreinigung der Heizflächen in herkömmlichen Drei-Zug-Erhitzern beschränkt sich auf die Konvektionsheizflächen und wird über feststehende Reinigungslanzen auf dem Erhitzer und am unteren Umfang des Erhitzers realisiert. Die Druckluft muss also an zwei Stellen des Erhitzers transportiert werden und erfordert somit eine relativ aufwändige Installation. Feststehende Reinigungslanzen blasen Druckluft in sehr hoher Geschwindigkeit immer wieder auf die gleiche Stelle im Erhitzer. Je nach Brennstoff kann an diesen Stellen Erosion oder Korrosion auftreten, was zur Beschädigung der Heizflächen bis hin zu Leckagen führen kann. Die Wartung dieser Systeme ist daher enorm wichtig für die Betriebssicherheit und muss gewissenhaft und in kurzen Zeitabständen erfolgen. Feststehende Druckluftlanzen müssen eine große Tiefenwirkung haben um einen möglichst großen Teil des Erhitzers abzureinigen. Dies führt zu hohem Verbrauch an getrockneter Druckluft.

Abhitzekessel mit einem Airmaxx4 System

Maxxtec Zwei-Zug-Abhitze- kessel werden nur von oben abgereinigt. Die Abreinigung erfolgt mit Airmaxx4, einem speziell für diese Kessel entwickelten Abreinigungs- automaten. Die Druckluft wird hierbei direkt an die zu reinigende Stelle heran- geführt. Die Gefahr von Schäden durch wiederholtes Anblasen der gleichen Stelle wird so vermieden. Die Abreinigungswirkung ist wesentlich verbessert und der Druckluftverbrauch wird erheblich verringert.