Viele Umstände können zu einem plötzlichen und unerwarteten Ausfall des Druckbehälters des Kessels führen

Viele Umstände können zu einem plötzlichen und unerwarteten Ausfall des Druckbehälters des Kessels führen, was häufig eine vollständige Demontage und einen vollständigen Austausch des Kessels erfordert.Diese Situationen können vermieden werden, wenn vorbeugende Verfahren und Systeme vorhanden sind und strikt befolgt werden.Dies ist jedoch nicht immer der Fall.
Bei allen hier besprochenen Kesselausfällen handelt es sich um einen Ausfall des Druckbehälter-/Kessel-Wärmetauschers (diese Begriffe werden häufig synonym verwendet), entweder aufgrund von Korrosion des Behältermaterials oder aufgrund eines mechanischen Versagens aufgrund thermischer Belastung, was zu Rissen oder der Trennung von Komponenten führt.Im Normalbetrieb treten in der Regel keine auffälligen Symptome auf.Der Ausfall kann Jahre dauern oder aufgrund plötzlicher Änderungen der Bedingungen schnell eintreten.Regelmäßige Wartungskontrollen sind der Schlüssel, um unangenehme Überraschungen zu vermeiden.Ein Ausfall des Wärmetauschers erfordert häufig den Austausch der gesamten Einheit. Bei kleineren und neueren Kesseln kann jedoch die Reparatur oder der Austausch nur des Druckbehälters eine sinnvolle Option sein.
1. Starke Korrosion auf der Wasserseite: Eine schlechte Qualität des ursprünglichen Speisewassers führt zu Korrosion, eine unsachgemäße Kontrolle und Anpassung chemischer Behandlungen kann jedoch zu einem schwerwiegenden pH-Ungleichgewicht führen, das den Kessel schnell beschädigen kann.Das Material des Druckbehälters löst sich tatsächlich auf und der Schaden ist groß – eine Reparatur ist in der Regel nicht möglich.Es sollte ein Fachmann für Wasserqualität/chemische Aufbereitung konsultiert werden, der die örtlichen Wasserbedingungen kennt und bei vorbeugenden Maßnahmen helfen kann.Sie müssen viele Nuancen berücksichtigen, da die Konstruktionsmerkmale verschiedener Wärmetauscher eine unterschiedliche chemische Zusammensetzung der Flüssigkeit vorschreiben.Herkömmliche Behälter aus Gusseisen und schwarzem Stahl erfordern eine andere Handhabung als Wärmetauscher aus Kupfer, Edelstahl oder Aluminium.Feuerrohrkessel mit hoher Kapazität werden etwas anders gehandhabt als kleine Wasserrohrkessel.Dampfkessel erfordern aufgrund höherer Temperaturen und eines größeren Bedarfs an Zusatzwasser in der Regel besondere Aufmerksamkeit.Kesselhersteller müssen eine Spezifikation mit detaillierten Angaben zu den für ihr Produkt erforderlichen Wasserqualitätsparametern bereitstellen, einschließlich akzeptabler Reinigungs- und Behandlungschemikalien.Diese Informationen sind manchmal schwer zu erhalten, aber da eine akzeptable Wasserqualität immer eine Frage der Garantie ist, sollten Planer und Verwalter diese Informationen anfordern, bevor sie eine Bestellung aufgeben.Ingenieure sollten die Spezifikationen aller anderen Systemkomponenten, einschließlich Pumpen- und Ventildichtungen, überprüfen, um sicherzustellen, dass sie mit den vorgeschlagenen Chemikalien kompatibel sind.Unter Aufsicht eines Technologen muss die Anlage vor der endgültigen Befüllung der Anlage gereinigt, gespült und passiviert werden.Füllflüssigkeiten müssen getestet und dann aufbereitet werden, um den Kesselspezifikationen zu entsprechen.Die Siebe und Filter sollten zur Reinigung entfernt, überprüft und datiert werden.Es sollte ein Überwachungs- und Korrekturprogramm vorhanden sein, bei dem das Wartungspersonal in den richtigen Verfahren geschult und dann von Prozesstechnikern überwacht wird, bis es mit den Ergebnissen zufrieden ist.Es wird empfohlen, einen Spezialisten für chemische Verarbeitung mit der laufenden Flüssigkeitsanalyse und Prozessqualifizierung zu beauftragen.
Kessel sind für geschlossene Systeme konzipiert und bei richtiger Handhabung kann die Erstbefüllung ewig dauern.Unentdeckte Wasser- und Dampflecks können jedoch dazu führen, dass kontinuierlich unbehandeltes Wasser in geschlossene Systeme gelangt, gelöster Sauerstoff und Mineralien in das System gelangen und Behandlungschemikalien verdünnen, sodass sie unwirksam werden.Der Einbau von Wasserzählern in die Füllleitungen von unter Druck stehenden kommunalen oder Brunnenkesseln ist eine einfache Strategie zur Erkennung selbst kleiner Lecks.Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Chemikalien-/Glykol-Versorgungstanks zu installieren, bei denen die Kesselfüllung vom Trinkwassersystem isoliert ist.Beide Einstellungen können vom Servicepersonal visuell überwacht oder an ein BAS zur automatischen Erkennung von Flüssigkeitslecks angeschlossen werden.Eine regelmäßige Analyse der Flüssigkeit sollte auch Probleme identifizieren und die Informationen liefern, die zur Korrektur des Chemieniveaus erforderlich sind.
2. Starke Verschmutzung/Verkalkung auf der Wasserseite: Die kontinuierliche Zufuhr von frischem Zusatzwasser aufgrund von Wasser- oder Dampflecks kann schnell zur Bildung einer harten Kalkschicht auf den wasserseitigen Wärmetauscherkomponenten führen, die zu Schäden führen kann Es kommt zu einer Überhitzung des Metalls der Isolierschicht, was zu Rissen unter Spannung führt.Einige Wasserquellen können ausreichend gelöste Mineralien enthalten, sodass bereits die anfängliche Befüllung des Hauptsystems zu Mineralienansammlungen und einem Ausfall des Wärmetauscher-Hotspots führen kann.Darüber hinaus kann das Versäumnis, neue und bestehende Systeme ordnungsgemäß zu reinigen und zu spülen, und das Versäumnis, Feststoffe aus dem Füllwasser zu filtern, zu Verschmutzung und Verschmutzung der Rohrschlange führen.Oftmals (aber nicht immer) führen diese Bedingungen dazu, dass der Kessel während des Brennerbetriebs laut wird, was das Wartungspersonal auf das Problem aufmerksam macht.Die gute Nachricht ist, dass, wenn die Verkalkung der inneren Oberfläche früh genug erkannt wird, ein Reinigungsprogramm durchgeführt werden kann, um den Wärmetauscher wieder in einen nahezu neuen Zustand zu versetzen.Alle Punkte im vorherigen Punkt zur Einbeziehung von Wasserqualitätsexperten haben das Auftreten dieser Probleme wirksam verhindert.
3. Starke Korrosion auf der Zündseite: Auf den Wärmetauscheroberflächen bildet sich saures Kondensat aus jedem Brennstoff, wenn die Oberflächentemperatur unter dem Taupunkt des jeweiligen Brennstoffs liegt.Für den Brennwertbetrieb konzipierte Heizkessel verwenden in den Wärmetauschern säurebeständige Materialien wie Edelstahl und Aluminium und sind für die Ableitung von Kondensat ausgelegt.Kessel, die nicht für den Brennwertbetrieb ausgelegt sind, erfordern, dass die Rauchgase ständig über dem Taupunkt liegen, sodass sich überhaupt kein Kondenswasser bildet bzw. nach kurzer Aufwärmzeit schnell verdunstet.Dampfkessel sind von diesem Problem weitgehend immun, da sie typischerweise bei Temperaturen deutlich über dem Taupunkt arbeiten.Die Einführung wetterabhängiger Außenabflusssteuerungen, Niedertemperaturzyklen und Nachtabschaltstrategien trugen zur Entwicklung von Warmwasser-Brennwertkesseln bei.Leider verurteilen Betreiber, die die Auswirkungen des Hinzufügens dieser Funktionen zu einem bestehenden Hochtemperatursystem nicht verstehen, viele herkömmliche Warmwasserkessel zum vorzeitigen Ausfall – eine Lektion, die man gelernt hat.Entwickler nutzen Geräte wie Mischventile und Trennpumpen sowie Regelungsstrategien, um Hochtemperaturkessel während des Niedertemperaturanlagenbetriebs zu schützen.Es muss darauf geachtet werden, dass diese Geräte in einwandfreiem Zustand sind und die Bedienelemente richtig eingestellt sind, um die Bildung von Kondenswasser im Kessel zu verhindern.Dies liegt zunächst in der Verantwortung des Konstrukteurs und Auftraggebers, gefolgt von einem routinemäßigen Wartungsprogramm.Es ist wichtig zu beachten, dass Tieftemperaturbegrenzer und -alarme häufig zusammen mit Schutzausrüstung als Versicherung verwendet werden.Die Bediener müssen darin geschult werden, Fehler bei der Einstellung des Steuerungssystems zu vermeiden, die zum Auslösen dieser Sicherheitsvorrichtungen führen könnten.
Auch ein verschmutzter Feuerraumwärmetauscher kann zu zerstörender Korrosion führen.Schadstoffe stammen nur aus zwei Quellen: Kraftstoff oder Verbrennungsluft.Eine mögliche Kraftstoffverunreinigung, insbesondere Heizöl und Flüssiggas, sollte untersucht werden, obwohl die Gasversorgung gelegentlich beeinträchtigt wurde.„Schlechter“ Kraftstoff enthält Schwefel und andere Schadstoffe, die über dem akzeptablen Wert liegen.Moderne Standards sollen die Reinheit der Brennstoffversorgung gewährleisten, dennoch kann minderwertiger Brennstoff in den Heizraum gelangen.Der Brennstoff selbst ist schwer zu kontrollieren und zu analysieren, aber häufige Lagerfeuerinspektionen können Probleme mit der Schadstoffablagerung aufdecken, bevor es zu ernsthaften Schäden kommt.Diese Verunreinigungen können sehr säurehaltig sein und sollten sofort gereinigt und aus dem Wärmetauscher gespült werden, wenn sie entdeckt werden.Es sollten kontinuierliche Kontrollintervalle festgelegt werden.Der Kraftstofflieferant sollte konsultiert werden.
Verbrennungsluftverschmutzung kommt häufiger vor und kann sehr aggressiv sein.Es gibt viele häufig verwendete Chemikalien, die in Verbindung mit Luft, Kraftstoff und Wärme aus Verbrennungsprozessen stark saure Verbindungen bilden.Zu den berüchtigten Verbindungen gehören Dämpfe von Trockenreinigungsflüssigkeiten, Farben und Farbentfernern, verschiedene Fluorkohlenwasserstoffe, Chlor und mehr.Auch Abgase scheinbar harmloser Substanzen, wie zum Beispiel Wasserenthärtersalz, können Probleme verursachen.Die Konzentrationen dieser Chemikalien müssen nicht hoch sein, um Schäden zu verursachen, und ihr Vorhandensein ist ohne spezielle Ausrüstung oft nicht nachweisbar.Gebäudebetreiber sollten sich bemühen, Chemikalienquellen im und um den Heizraum sowie Verunreinigungen zu beseitigen, die von einer externen Verbrennungsluftquelle eingeschleppt werden können.Chemikalien, die nicht im Heizraum gelagert werden sollen, wie z. B. Lagerreiniger, müssen an einen anderen Ort gebracht werden.
4. Thermoschock/Belastung: Das Design, das Material und die Größe des Kesselkörpers bestimmen, wie empfindlich der Kessel auf Thermoschock und Belastung reagiert.Unter thermischer Belastung versteht man die anhaltende Biegung des Druckbehältermaterials während des typischen Brennkammerbetriebs, entweder aufgrund von Betriebstemperaturunterschieden oder größeren Temperaturänderungen beim Anfahren oder bei der Erholung nach der Stagnation.In beiden Fällen heizt oder kühlt sich der Kessel allmählich auf, wobei eine konstante Temperaturdifferenz (Delta T) zwischen Vor- und Rücklaufleitung des Druckbehälters aufrechterhalten wird.Der Kessel ist für ein maximales Delta T ausgelegt und beim Heizen oder Kühlen sollte es zu keinen Schäden kommen, sofern dieser Wert nicht überschritten wird.Ein höherer Delta T-Wert führt dazu, dass sich das Gefäßmaterial über die Konstruktionsparameter hinaus verbiegt und Metallermüdung das Material beschädigt.Anhaltender Missbrauch im Laufe der Zeit führt zu Rissen und Undichtigkeiten.Weitere Probleme können bei mit Dichtungen abgedichteten Bauteilen auftreten, die undicht werden oder sogar auseinanderfallen können.Der Kesselhersteller muss über eine Spezifikation für den maximal zulässigen Delta-T-Wert verfügen und dem Konstrukteur die Informationen liefern, die erforderlich sind, um jederzeit einen ausreichenden Flüssigkeitsfluss sicherzustellen.Große Flammrohrkessel reagieren sehr empfindlich auf Delta-T und müssen streng kontrolliert werden, um eine ungleichmäßige Ausdehnung und Knickung des unter Druck stehenden Mantels zu verhindern, wodurch die Dichtungen an den Rohrböden beschädigt werden können.Die Schwere des Zustands wirkt sich direkt auf die Lebensdauer des Wärmetauschers aus. Wenn der Bediener jedoch die Möglichkeit hat, das Delta T zu kontrollieren, kann das Problem oft behoben werden, bevor es zu ernsthaften Schäden kommt.Am besten konfigurieren Sie das BAS so, dass es bei Überschreitung des maximalen Delta-T-Wertes eine Warnung ausgibt.
Thermoschock ist ein schwerwiegenderes Problem und kann Wärmetauscher sofort zerstören.Vom ersten Tag der Modernisierung der Nachtenergiesparanlage lassen sich viele tragische Geschichten erzählen.Einige Kessel werden während der Kühlperiode auf dem heißen Betriebspunkt gehalten, während das Hauptregelventil des Systems geschlossen ist, damit das Gebäude, alle Sanitärkomponenten und Heizkörper abkühlen können.Zum festgelegten Zeitpunkt öffnet sich das Steuerventil, sodass Wasser mit Raumtemperatur in den sehr heißen Kessel zurückgespült werden kann.Viele dieser Kessel überlebten den ersten Thermoschock nicht.Den Betreibern wurde schnell klar, dass die gleichen Schutzmaßnahmen, die zur Verhinderung von Kondensation eingesetzt werden, bei richtiger Handhabung auch vor Thermoschocks schützen können.Ein Thermoschock hat nichts mit der Temperatur des Kessels zu tun, er entsteht, wenn sich die Temperatur abrupt und abrupt ändert.Einige Brennwertkessel arbeiten recht erfolgreich bei hoher Hitze, während durch ihre Wärmetauscher eine Frostschutzflüssigkeit zirkuliert.Wenn sie bei einem kontrollierten Temperaturunterschied heizen und kühlen, können diese Kessel direkt Schneeschmelzsysteme oder Schwimmbadwärmetauscher ohne zwischengeschaltete Mischvorrichtungen und ohne Nebenwirkungen versorgen.Es ist jedoch sehr wichtig, die Genehmigung des jeweiligen Kesselherstellers einzuholen, bevor der Kessel unter solch extremen Bedingungen eingesetzt wird.
Roy Kollver verfügt über mehr als 40 Jahre Erfahrung in der HVAC-Branche.Sein Spezialgebiet ist Wasserkraft mit den Schwerpunkten Kesseltechnik, Gasregelung und Verbrennung.Er schreibt nicht nur Artikel und lehrt zu HVAC-bezogenen Themen, sondern ist auch im Baumanagement für Ingenieurbüros tätig.