Inleiding tot ketelsystemen

Inleiding tot ketelsystemen

Fris uw basiskennis over ketelsystemen op - hoe ze werken en waar u op moet letten.

De productie van stoom en warm water is een van de grootste industrieën ter wereld. Het is ook een industrie met ruimte voor verbetering. In deze opdracht bekijken we de onderdelen van een stoomketelsysteem en hoe we kunnen zorgen voor een efficiënte en betrouwbare werking.

Een typisch stoomketelsysteem bestaat uit verschillende belangrijke onderdelen: een condensor, een condensaattank, een ontluchter, een boiler, een warmtewisselaar en een aantal pompen die het water door het systeem transporteren.

Laten we beginnen met de condensor:
De condensor heeft één belangrijk doel: Hij zorgt ervoor dat alle stoom weer in zijn vloeibare vorm is teruggekeerd alvorens de ketelinstallatie weer in te gaan. Als er stoom in het water achterblijft, kan de opslagtank van de ketel barsten. En om dit te voorkomen, hebt u een condensor van de juiste maat nodig die in perfecte staat verkeert.

In de condensor absorberen leidingen met koud water de warmte van de stoom om zo de temperatuur te verlagen. Heel vaak verdwijnt deze energie in het niets, maar er zijn aanzienlijke energiebesparingen te behalen door de toepassing ervan op andere delen van het systeem, bijvoorbeeld voor het voorverwarmen van de verbrandingslucht voor de brander.

Het condenswater wordt opgevangen in een ketelopslagtank en extra water wordt toegevoegd ter vervanging van het condensaat, dat verloren gaat als stoom in een open proces en dat niet kan worden teruggehaald.

Om corrosie te voorkomen, waardoor een ketel in slechts 6 maanden kapot kan gaan, moet het water chemisch worden behandeld. Dit voorkomt dat het water zuur wordt en verbetert het vermogen van de ontluchter om het zuurstof- en koolstofdioxidegehalte van het water te verminderen.
 
De chemische behandeling vindt plaats door middel van doseerpompen. Met behulp van intelligente en nauwkeurige doseringssystemen kunt u het gebruik van dure chemicaliën tot een absoluut minimum beperken en zorgen voor hoge kwaliteit stoom met minimale overdracht.

Na de chemische behandeling wordt het water getransporteerd naar de ontluchter. Hier stroomt het in straaltjes naar beneden door de geperforeerde bladen terwijl de stoom opstijgt, waardoor zuurstof en CO2 uit het water worden verdreven en het verlaten via het drukventiel.

Om zo veel mogelijk zuurstof en CO2 te verwijderen, moet het water te allen tijde op het kookpunt worden gehouden. Wij raden het gebruik van een frequentieomvormer aan voor het regelen van de condensaatpompen om voor een constante stroom water naar de ontluchter te zorgen. Dit voorkomt variaties in temperatuur, verbetert de kwaliteit van het water en vermindert de kans op cavitatie in de aanvoerpompen.

Cavitatie doet zich voor wanneer de druk in de leidingen en de pompinlaat daalt tot onder de dampdruk van het water, waardoor er belletjes van stoom worden gevormd die met hoge snelheid en onder hoge druk imploderen.

Om cavitatie en daarmee ernstige schade aan de pompen te voorkomen, heeft u het juiste systeemontwerp en de juiste aanvoerpompen nodig.

De eerste stap is het plaatsen van de ontluchter hoog boven de aanvoerpompen. Hierdoor stijgt de druk als gevolg van de geografische hoogte en vermindert het risico op cavitatie. De tweede stap is het uitrusten van uw systeem met pompen die zijn ontworpen om te werken bij lage inlaatdruk. Bijvoorbeeld pompen met speciaal ontworpen eerste waaiers voor een grotere aanzuigcapaciteit.

Er zijn verschillende strategieën voor het regelen van de toevoerpompen. Van eenvoudige start-/stop-signalen tot toevoerkleppen. Met een pomp met variabele snelheid die is aangesloten op een niveausensor hoeft u echter geen dure toevoerkleppen aan te schaffen en voorkomt u de onvermijdelijke drukval die ze met zich meebrengen. Het resultaat is een constant waterniveau in de ketel, evenals lagere energie- en bedrijfskosten.

In de ketel wordt water blootgesteld aan warmte-energie van een brander totdat het kookt en verdampt. Dit proces creëert rookgas, waarbij de ketel een temperatuur van ongeveer 300 graden Celsius bereikt. Door het installeren van een warmtewisselaar kan de overtollige energie worden opgespaard en efficiënt worden hergebruikt.

Het principe van de warmtewisselaar is hetzelfde als dat van de condensor, maar het besparingspotentieel is groter. De koudwaterleidingen in de warmtewisselaar absorberen de warmte-energie in het rookgas en verlagen de temperatuur van ongeveer 300 graden Celsius tot slechts 50 graden Celsius. De energie kan worden gebruikt in het ketelsysteem of in de industriële processen. In sommige landen is het ook mogelijk om de warmte-energie te verkopen aan stadsverwarmingsfaciliteiten, waardoor uw bedrijfskosten aanzienlijk dalen.

Tot slot verlaat de stoom de ketel, en nadat deze zijn energie heeft afgegeven verandert deze in condensaat en keert terug naar de condensor. De cyclus gaat alsmaar door, en met een intelligent ontworpen systeem kan dit decennialang blijven doorgaan en voor een kostenefficiënte en betrouwbare werking zorgen.