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Charakteristika von Boiler-Speisewasser

Wasser hat von allen anorganischen Substanzen die höchste Wärmespeicherkapazität. Bei der Verdampfung unter Atmosphärendruck expandiert es um den Faktor 1600. Mit dem Dampf können große Mengen an Wärme transportiert werden. Seine einzigartigen Eigenschaften machen das Wasser zu einem idealen Rohmaterial für Heiz- und Kraftwerksanlagen.

Natürliches Wasser enthält unterschiedlichste Konzentrationen an gelösten und festen Stoffen, sowie gelösten Gasen. Der Gehalt an gelösten Mineralien variiert dabei von 30 g/l in Meerwasser zu 0,005 bis 1500 mg/l in Frischwasser-Vorräten. Verunreinigungen im Wasser lösen erhebliche Probleme im Boilerkreislauf aus, deswegen sollte sehr genau auf die zur Dampferzeugung verwendete Wasserqualität geachtet werden.
Dabei soll die Zusammensetzung des Boiler-Speisewassers so gewählt werden, dass es ohne weiteres um ein Vielfaches im Boiler aufkonzentriert werden kann, ohne den Toleranzbereich des jeweiligen Boilers zu überschreiten. Wenn das Speisewasser diese Anforderung nicht erfüllt muss es, zur Entfernung der Verunreinigungen, vorbehandelt bzw. aufbereitet werden. Diese Verunreinigungen müssen nicht in jedem Fall entfernt vorher werden, da auch eine chemische Behandlung im Boilerkreislauf selbst möglich ist und diesen somit effektiv und ökonomisch sinnvoll entgegenwirken kann.

Die Reinheit des Speisewassers hängt sowohl von der Quantität als auch von der Art der vorhandenen Verunreinigungen ab. Manche davon sowie deren Effekte wie Wasserhärte, Eisen und Silikate sind von größerer Bedeutung als z.B. Natriumsalze. Die Anforderungen an die Reinheit des Wassers hängen davon ab, wieviel Speisewasser verwendet wird und davon, wie der Heizkreislauf ausgelegt (Druck, Wärmetauscher Rate,...) ist, sprich welche Konzentration an den diversen Verunreinigungen toleriert werden kann. Aus diesem Grund können die Anforderungen an das Prozesswasser stark variieren. Ein Niederdruck Rauchkohrkessel kann üblicherweise eine höhere Wasserhärte, die direkt im Boilerkreislauf mit Chemikalien behandelt wird, tolerieren, während in manchen modernen Hochdruckboilern alle Verunreinigungen vorher entfernt werden müssen. In Bezug auf den Arbeitsdruck kann die maximal tolerierbare Konzentration an Alkalimetallen, Salzen, Silicas, Phosphaten etc. nur grob angegeben werden. Die korrekten maximal erlaubten Konzentrationen an Verunreinigungen müssen beim jeweiligen Boiler-Hersteller erfragt werden, der diese anhand der Boiler-Charakteristik angeben kann.

Die folgenden Tabellen sind Auszüge der von der APAVE (Association of electrical and steam unit owners) empfohlenen Grenzwerte. Diese gelten für Drücke bis 100 bar sowie mittleren Dampferzugerraten und für genügend Wasser in den Kesseln um die Raten des Blow-downs hinreichend zu kontrollieren. Weitere Werte stammen aus der von der ABMA (American Boiler Manufacturers Association) herausgegebenen Standardgarantie für Dampfreinheit.

		Arbeitsdruck (Bar)
		0 - 20.7	20.8 - 31.0	31.1 - 41.4	41.5 - 51.7	51.8 - 62.1	62.2 - 68.9	69.0 - 103.4	103.5 - 137.9
Speisewasser
gelöster Sauerstoff (Messung vor der Zugabe von Sauerstoff-Adsorbern)		0.04	0.04	0.007	0.007	0.007	0.007	0.007	0.007
Gesamt Eisen	mg/l	0.1	0.05	0.03	0.025	0.02	0.02	0.01	0.01
Gesamt Kupfer		0.05	0.025	0.02	0.02	0.015	0.015	0.01	0.01
Gesamt Härte (CaCO3)		0.3	0.3	0.2	0.2	0.1	0.05	nicht detektierbar
flüchtige TOC		1	1	0.5	0.5	0.5	0.2	0.2	0.2
Ölige Substanzen		1	1	0.5	0.5	0.5	0.2	0.2	0.2
pH bei 25° Celsius		7.5 - 10.0	7.5 - 10.0	7.5 - 10.0	7.5 - 10.0	7.5 - 10.0	8.5 - 9.5	9.0 - 9.6	9.0 - 9.6
Boilerwasser
Silika	mg/l	150	90	40	30	20	8	2	1
Gesamt-alkalinität CaCO3		350	300	250	200	150	100	nicht spezifiziert
Frei Hydroxide Alkalinität CaCO3		nicht spezifiziert					nicht detektierbar
Spezifische Leitfähigkeit bei 25° Celsius ohne Neutralisation	mS/cm	3500	3000	2500	2000	1500	1000	150	100

		Arbeitsdruck (Bar)
		0 - 15	15 - 25	25 - 35	35 - 45	40 - 60	60 - 75	75 - 100
Speisewasser
gelöster Sauerstoff (Messung vor der Zugabe von Sauerstoff-Adsorbern)	mg/l	0.02 (Entfernung von gelöstem Sauerstoff durch physikalische Methoden)
Gesamt Härte	Französische Härte	0.5	0.3	0.2	0.1	0.05	0.05	0.05
Ölige Substanzen	mg/l	abwesend				0.05	0.05	0.05
pH bei 25° Celsius		> 8.5
Gesamt Eisen	mg/l	nicht spezifiziert				0.05	0.05	0.03
Gesamt Kupfer	mg/l	nicht spezifiziert				0.03	0.03	0.01
Boilerwasser
M Alkalinität	Französische Härte	100	80	60	40	15	10	5
P Alkalinität	Französische Härte	0.07 M	0.07 M	0.07 M	0.07 M	> 0.5 M	> 0.5 M	> 0.5 M
SiO₂	mg/l	200	150	90	40	15	10	5
TDS		4000	3000	2000	1500	500	300	100
Phosphate		30 to 100	31 to 100	20 to 80	21 to 80	10 to 60	10 to 40	5 to 20
pH bei 25° Celsius		10.5 to 12				10 to 11
Make up water		Enthärtet				Demineralisiert

Hier finden Sie Informationen über häufig auftretende Probleme in Boilern: Ablagerungen, Schaumbildung und priming, und Korrosion

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Klicken Sie hier um mehr über Aufbereitung von Boilerspeisewasser herauszufinden, speziell durch Entlüftung (Membrandruckrohre in Boilern)

Literaturangaben
‘Water treatment handbook’ Vol. 1-2, Degremont, 1991
‘Industrial water conditioning’, BeltsDearborn, 1991
http://www.thermidaire.on.ca/boiler-feed.html

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Boilerwasser

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