Zwangsumlaufverdampfung

Die Prozessdampferzeugung mittels des Zwangsumlaufverfahrens bietet sich, z.B. immer dann an, wenn ein ungewöhnliches, auf Wasser basierendes, Arbeitsmedium zur Anwendung kommt.
Das System funktioniert, vereinfacht dargestellt, nach folgendem Prinzip:

Mittels der Umwälzpumpe zirkuliert das Arbeitsmittel zwangsweise durch den Erhitzer und den Entspannungsbehälter. Im Dampferzeuger entspannt sich das erhitzte Arbeitsmittel auf den erforderlichen Betriebsüberdruck von z.B. 10 bar. Dabei entsteht aus dem einphasigen Medium (nur Flüssigkeit) ein zweiphasiges Gemisch welches sich in die Aggregatzustände siedende Flüssigkeit und Wasserdampf aufspaltet. Der somit erzeugte Wasserdampf strömt anschließend nach oben in den Dampfraum ab. Gleichzeitig strömt die von der Schwerkraft beeinflusste Flüssigkeit nach unten und vermischt sich mit der dortigen Wasservorlage anschließend beginnt der Prozesskreislauf von neuem.

Der permanent umzuwälzende Volumenstrom ist eine Funktion des zu erzeugenden Dampfmassenstroms. Er wird durch die Betriebsparameter, Druck nach Umwälzpumpe, Druck im Dampferzeuger und der Temperatur nach Wärmeübertrager bestimmt.

Aufgrund der physikalischen Gesetzmäßigkeit muss der von der Pumpe umzuwälzende Volumenstrom ein Vielfaches des zu erzeugenden Dampfmassenstroms sein. Aufgrund der Vielfalt an Erhitzer-Bauarten, u.A. Rohrbündel-, Platten- und Spiralwärmeübertrager und vielfältiger Werkstoffe für Armaturen, Rohrleitungen, Hilfsmaschinen und Anlagenkomponenten, stehen für innovative und individuelle Lösungen viele Varianten und Optionen zur Verfügung.

Bei höheren Drücken und Temperaturen hochgradig korrosiv reagierende Medien stellen ebenfalls kein Problem dar, weil sie aufgrund spezieller Werkstoffe i.Allg. gut beherrschbar sind. In einem speziellen Fall hat man mittels Oberflächenwasser, welches einem Regenwasserauffangbecken entnommen wurde, nach dem Prinzip des Zwangsumlaufverfahrens, Prozessdampf für Produktionszwecke erzeugt.

Hierbei handelt es sich um zwei Anlagen. Einer Hochdruckanlage mit einem zulässigen Betriebsüberdruck von 10 bar und einer Sattdampfkapazität von 4000 kg/h bei einer Zirkulationsmenge von ca. 600 m³/h,
sowie einer Niederdruckanlage mit einem zulässigen Betriebsüberdruck von 2,5 bar und einer Sattdampfkapazität von 7000 kg/h bei einer Zirkulationsmenge von ca. 300 m³/h.

Das Zwangsumlaufverfahren ist bei kritischen Medien zur Erzeugung von trocken gesättigtem Wasserdampf sehr gut geeignet. Bei richtiger Dimensionierung des Ausdampfbehälters, und ausreichender Laufstrecke/Zeit zum Ausregnen der Feuchtigkeit, ist sichergestellt, dass dampfseitig ein für viele Anwendungen ausreichend trockener Arbeitsdampf zur Verfügung steht.

Des Weiteren handelt es sich um ein sehr zuverlässiges, stabiles und wartungsarmes System mit hohem Automatisierungsgrad.