GASWÄRME International 3/2007 - Aichelin

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Die energiesparende und servicefreundliche Brennertechnik • Brenner für direkte und indirekte Beheizung mit und ohne Rekuperator • Hochgeschwindigkeits- und Flammenbrenner • Strahlrohre Keramik und Stahl • Steuergeräte und Komponenten • Flachflammenbrenner • Rekonstruktion und Wartung www.noxmat.com AICHELIN Entwicklungszentrum und Aggregatebau GmbH Ringstraße 7, D-09569 Oederan Tel. +49 (37292) 65 03-0 Fax +49 (37292) 42 07 info@noxmat.de Wir informieren Sie gerne persönlich im Rahmen der Fachmesse THERMPROCESS - Düsseldorf auf unserem Messestand in der Halle 4, Stand F21 12. – 16. Juni 2007
Fachberichte Verbrennungsluft in Abhängigkeit von der Ofenraumtemperatur und der Luftvorwärmung. Die Emissionen des Treibhausgases CO 2 reduzieren sich analog zur Einsparung des Brenngases. Bei der dezentralen Wärmerückgewinnung werden höhere Luftvorwärmungen und damit bessere Wirkungsgrade erzielt, da die Luft ohne Umwege direkt im Brenner erwärmt wird. Die vermeintlich höheren Anschaffungskosten rechnen sich neben der Energieersparnis auch über den geringeren Wartungsaufwand und eine höhere Anlagenverfügbarkeit. Nicht selten lohnt sich daher auch bei Altanlagen eine Umrüstung auf moderne Rekuperatorbrenner. Bild 4: Energieeinsparpotential durch Luftvorwärmung Fig. 4: Energy-savings potentials for air preheat meist die Spalte zwischen den drei Baugruppen Ofengehäuse, Ofentür und Herdwagen. Der Austritt von Abgasen an diesen Stellen wirkt sich sehr ungünstig auf die in Spaltnähe befindlichen Ofenbauteile aus. Verzug, größerer Verschleiß und höherer Energieverbrauch sind die Folge. Beim Einsatz von Rekuperatorbrennern wird ein nahezu konstanter Ofenraumdruck durch die zeitgleich zum Brennerstart aktivierte Abgasabsaugung im Ejektor erreicht. Der Ofenraumdruck lässt sich durch eine Veränderung des Ejektorluftvolumenstroms einstellen. Eine deutliche Reduzierung des Eintritts von Falschluft wird durch zusätzliche Abdichtungssysteme an den Spalten zwischen Ofengehäuse und Ofentür sowie Ofengehäuse und Herdwagen erzielt. Die mechanische Abdichtung dieser Spalte wird im vorliegenden Beispiel durch pneumatische Abdichtvorrichtungen realisiert und ist in einer besonders verschleißarmen Bauweise ausgeführt. Diese Maßnahmen lassen sich bei vielen Altanlagen nachträglich umsetzen und tragen somit zu einer Prozessoptimierung bei. Temperaturverteilung Entscheidend für das Ergebnis einer Wärmebehandlung ist eine gleichmäßige Temperaturverteilung im Nutzraum des Ofens. Beide Öfen genügen hohen Genauigkeitsansprüchen und erreichen eine Temperaturabweichung von +/– 5 K vom vorgegebenen Sollwert bei Ofenraumtemperaturen zwischen 500 °C und 1 200 °C. Im Wesentlichen wird dies durch folgende Brennermerkmale realisiert: – Die hohe Austrittsgeschwindigkeit der Flammengase bewirkt eine gute Umwälzung der Ofenraumatmosphäre. Sie beträgt bei maximaler Ofenraumtemperatur bis zu 130 m/s. Deshalb ordnet man derartige Brenner den Hochgeschwindigkeitsbrennern zu. – Begünstigt wird die Umwälzung durch die dezentrale Abgasabsaugung an jedem einzelnen Brenner. – Durch die sofortige Brennstabilität haben die Rekuperatorbrenner innerhalb einer Sekunde nach ihrer Zündung die volle Nennleistung erreicht. Dies ermöglicht eine kurze Brenndauer und verhindert örtliche Überhitzungen im Ofenraum. Energieeinsparung Steigende Preise für Erdgas machen die Umsetzung von Maßnahmen zur Wärmerückgewinnung zunehmend rentabel. Eine Möglichkeit zur Wärmerückgewinnung ist die Vorwärmung der Verbrennungsluft durch die Nutzung der im heißen Abgas enthaltenen Energie. Für die rekuperative Luftvorwärmung haben sich in der Praxis der Zentralrekuperator (zentrale Wärmerückgewinnung) auf der einen und der Rekuperatorbrenner (dezentrale Wärmerückgewinnung) auf der anderen Seite durchgesetzt. Bild 4 zeigt das Energieeinsparpotential einer Ofenanlage durch Vorwärmung der Weitere Einsparpotentiale ergeben sich auch durch die Bauweise des Ofens. Durch einen der Fahrweise des Ofens entsprechenden Aufbau der Isolierung lassen sich die Verluste ebenfalls reduzieren. Im vorliegenden Fall wurde das Ofengehäuse mit einer Faserisolierung mit geringer spezifischer Wärmekapazität ausgekleidet, so dass die Isolierung möglichst wenig Energie beim Aufheizen aufnimmt. Erfahrungen nach einjährigem Betrieb Nach einjährigem Betrieb hat sich das Anlagenkonzept bestens bewährt. Bei gleichzeitiger Verwendung von Rekuperatorbrennern und pneumatisch angetriebenen Tür- und Herdwagenabdichtsystemen werden sehr geringe spezifische Gasverbräuche erzielt. Das gute Betriebsverhalten der Rekuperatorbrenner bewirkt, dass nahezu keine Brennerstörungen mehr auftreten. Nach dem einen Betriebsjahr wurde turnusgemäß eine Wartung durchgeführt, bei der die Elektrodenstäbe gewechselt und die Brennereinstellungen kontrolliert wurden. Eine Abgasanalyse des Ofens weist unverändert gute Werte auf. Weitere Wartungstätigkeiten waren nicht erforderlich. Fazit Optimierungspotentiale finden sich an vielen Stellen einer Ofenanlage. Wärmerückgewinnung, Ofenatmosphäre, Temperaturgleichmäßigkeit und Anlagenverfügbarkeit sind dabei nur einige Ansatzpunkte. Mit dem Einsatz moderner Rekuperatorbrenner lässt sich bereits ein Großteil dieser Potentiale direkt ausschöpfen. y 184 GASWÄRME International (56) Nr. 3/2007
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