Artikelzusammenfassung
- Niedrigwasser-Brennstoffabschaltgeräte (LWFCO).
- Schwimmer- und Sonden-Typ LWFCO-Geräte.
- Komponenten von LWFCO-Geräten.
- Prüfung von LWFCO-Geräten.
- Betrieb von LWFCO-Geräten (wie Niedrigwasser-Brennstoffabschaltgeräte funktionieren).
- Kesselschaugläser.
Einführung
Für Industriekessel ist die präzise Überwachung des Kesseldampftrommel-Wasserstands entscheidend für einen sicheren Betrieb. Es ist auch wichtig, dass die Brennstoffzufuhr zum Kessel automatisch unterbrochen werden kann, falls der Bediener nicht erkennt, dass der Wasserstand unter ein kritisches Niveau gefallen ist. Niedrigwasser-Brennstoffabschaltgeräte (LWFCO) werden eingesetzt, um den Wasserstand in einer Kesseltrommel zu überwachen und die Brennstoffzufuhr zu unterbrechen, sollte der Wasserstand zu niedrig sein.
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Niedrigwasser-Brennstoffabschaltgerät (LWFCO)
In den meisten Kesseln wird das Wasser, das durch die Kesselrohre erhitzt wird, um Dampf zu erzeugen, auch zur Kühlung der Rohre verwendet. Der Verlust dieses Wassers kann daher dazu führen, dass die Rohre überhitzen oder sogar schmelzen, was zu teuren und langwierigen Anlagenstillständen führen kann.
Was ist ein Brennstoffabschaltgerät?
Es ist wichtig, Brennstoffabschaltgeräte zu installieren, die die Brennstoffzufuhr eines Kessels unterbrechen, um den Heizprozess zu stoppen, falls ein Notfallszenario eintritt. Ein LWFCO-Gerät unterbricht die Brennstoffzufuhr wenn der Wasserstand in der Dampftrommel zu niedrig ist, aber die Brennstoffzufuhr kann auch unterbrochen werden, wenn der Dampfdruck in der Trommel zu hoch ist, die Dampftemperatur in der Trommel zu hoch ist, bei Flammenverlust oder aus anderen vom Hersteller oder der Aufsichtsbehörde (ASME, BS etc.) festgelegten Gründen.
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Funktionen des Niedrigwasser-Brennstoffabschaltgeräts
Eine Kesseltrommel enthält das Wasserreservoir, das innerhalb eines Dampferzeugers zirkuliert. Wasserrohrkessel haben eine Dampftrommel über den Kesselrohren, während Feuerrohrkessel Rohre innerhalb der Kesseltrommel haben. In beiden Kesseldesigns kühlt das durch die Rohrwände erhitzte Wasser auch die Rohrwände; daher führt ein Niedrigwasserstandsszenario zu einer Überhitzung der Rohre und einem möglichen Kesselausfall.
Wasserrohr- und Feuerrohrkessel
Um die Effizienz in Wasserrohrkesseln zu maximieren, findet die Verbrennung in einer Kammer statt, deren Wände aus wasserführenden Rohren bestehen und/oder Rohren, die direkt innerhalb der Flamme oder der heißen Abgase liegen. Es ist entscheidend, dass die Rohre mit Wasser gefüllt bleiben, wenn der Kessel in Betrieb ist; aus diesem Grund wird eine genaue und zuverlässige Wasserstandsmessung installiert.
Für Feuerrohrkessel umgibt das Wasser innerhalb der Trommel die Rohre, und es ist der Wasserstand innerhalb dieser Trommel, der gemessen und mit einem Niedrigwasser-Brennstoffabschaltgerät verbunden wird. Es ist auch möglich, LWFCO-Geräte auf Wassererhitzern zu installieren, obwohl diese bei viel niedrigeren Drücken und Temperaturen arbeiten.
Wärmeübertragung bei Wasserrohr- und Feuerrohrkesseln
Das Phänomen des Trommelschwellens und -schrumpfens betrifft hauptsächlich größere Kessel und erfordert den Einsatz fortschrittlicher Wasserstandsmess- und Brennstoffabschaltgeräte. Dieser Artikel behandelt Brennstoffabschaltgeräte nur für kleinere Einheiten.
Es ist wichtig zu beachten, dass Brennstoffabschaltgeräte nicht nur installiert werden, um die Brennstoffzufuhr im Falle eines kritisch niedrigen Wasserstands zu isolieren, sondern auch im Falle anderer Ereignisse, die den Kessel unsicher machen oder das Risiko einer erheblichen Anlagenschädigung bergen könnten (hoher Dampfdruck, hohe Dampftemperatur, Flammenverlust, abnormaler Ofendruck etc.).
Alarme sowie Abschaltungen sind normalerweise mit dem LWFCO-Gerät verbunden. Beispielsweise wird ein Alarm bei einem Niedrigwasserstandsszenario und bei einem Hochwasserstandsszenario ausgelöst.
Konstruktion
Das unten gezeigte Bild zeigt ein typisches Niedrigwasser-Brennstoffabschaltgerät; das gezeigte Gerät ist vom Schwimmer-Design. Ein Kesselschauglas kann in das LWFCO integriert sein, zusammen mit Try Cocks (kleine rote Ventile, die verwendet werden, um den Wasserstand in der Wassersäule zu überprüfen). Das LWFCO-Gerät kann je nach Kesseldesign in eine Kesselwassersäule integriert werden.
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Niedrigwasser-Brennstoffabschaltgerät (LWFCO)
Das oben gezeigte LWFCO-Schwimmerdesign hat:
- Einen großen Schwimmer, der mit einem Arm/Hebel verbunden ist, der dann mit dem Stromkreis verbunden ist.
- Drei Try Cocks, um den Wasserstand in der Wassersäule zu überprüfen.
- Ein Kesselschauglas mit einem Dampf-, Wasser- und Blasventil.
Kesselschauglas zur Messung des Wasserstands in der Kesseltrommel
Das LWFCO-Gerät hat Anschlüsse zur Dampf- und Wasserseite des Kessels. Die Dampfleitung vom LWFCO-Gerät verbindet sich mit der Oberseite der Kesseltrommel. Die Wasserleitung vom LWFCO-Gerät verbindet sich mit der Trommel auf einem Niveau, das weit unter dem normalen Betriebswasserstand (NOWL) des Kessels liegt.
LWFCO – Schwimmer-Typ
Schwimmer-Typ LWFCO-Geräte sind mit einem Stromkreis verbunden, der den Betrieb des Brenners und der Brennstoffzufuhr steuert. Da sich LWFCO-Schwimmer proportional mit dem Wasserstand der Kesseltrommel bewegen, wird bei einem Niedrigwasserstandsszenario der Schwimmer absinken und der Brenner wird abgeschaltet.
LWFCO-Geräte können auch so konzipiert sein, dass sie beim Abschalten des Brenners automatisch die Speisewasserpumpe starten, den Wasserstand überwachen, bis er wieder den normalen Betriebswasserstand (NOWL) erreicht, und dann die Brenner starten, sobald ein sicherer Arbeitsstand wieder erreicht ist.
Schwimmer zur Steuerung des Kesselwasserstands
Das Kesselschauglas ist auf der gleichen Höhe wie das Brennstoffabschaltgerät installiert, sodass jede vom Brennstoffabschaltgerät erkannte Wasserstandssenkung auch im Schauglas angezeigt wird. Zum Zeitpunkt der Brennstoffunterbrechung sollte der Wasserstand noch am unteren Ende des Kesselschauglases zu sehen sein.
LWFCO - Sonden-Typ
Das Sonden-Typ LWFCO-Gerät verwendet Leitfähigkeitssonden, um den Wasserstand zu erkennen und die Brennstoffzufuhr zu unterbrechen, wenn der Wasserstand unter die Mindestanforderung fällt. Sonden-Typ LWFCO-Geräte sind im Allgemeinen robust und erfordern minimalen Wartungsaufwand. Sonden-Typ LWFCO-Geräte sind in einem Gehäuse oder Kammer untergebracht, um ihre Zuverlässigkeit zu erhöhen.
Kesselsonden-Typ Wasserstandsmessung
Prüfung des Schwimmer-Typs Niedrigwasser-Brennstoffabschaltgerät
Das zuvor gezeigte Schwimmer-Typ LWFCO-Design ist mit einem eigenen Blasventil ausgestattet, das gemäß den Anweisungen des Kesselherstellers und den geltenden Normen gewartet wird. Das LWFCO-Gerät wird durch Öffnen des Blasventils getestet und es wird beobachtet, ob der Brenner abgeschaltet wird, wenn der Wasserstand in der Wassersäule unter den definierten Niedrigwasserstand fällt; ein weiteres Verfahren zur Überprüfung der Funktionsweise des LWFCO-Geräts ist der Verdampfungstest.
Für beide LWFCO-Gerätetypen (Schwimmer und Sonde) ist es unerlässlich, dass Blasentests in regelmäßigen Abständen durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die Geräte ordnungsgemäß funktionieren. Dies ist besonders wichtig in Bezug auf Sonden-Typ-Geräte, die anfälliger für Verschmutzungen durch Sedimente und Ablagerungen im Kesselwasser sind.
Zusätzliche Ressourcen
https://www.stheatingservices.co.uk/industrial-boiler-systems-work
https://inspectapedia.com/heat/LWCO_Low_Water_Cutoff_Control.php