Vibrationen im Kesselhaus
Physikalisch gesehen entstehen Vibrationen, indem sich Schwingungen durch feste, flüssige und gasförmige Medien fortpflanzen. Das Fortpflanzen erfolgt in Form von Wellen, beispielsweise als Schallenergie oder Vibrationsenergie. Schwingungen können also hörbaren Schall sowie fühlbare Vibrationen erzeugen.
Unter Vibrationen im Industriekesselkontext sind sichtbare Bewegungen von Bauteilen und Baugruppen zu verstehen, die im Regelfall mit Geräuschen einhergehen.
Problematisch sind die negativen Auswirkungen unerwünschter, zu hoher Vibrationen:
- Gefahr mechanischer Materialschäden (Risse, Brüche)
- Gefahr ungeplanter Stillstandszeiten durch Schäden an der Kesselanlage
- Ungewöhnliche, laute Geräusche (z.B. Klappern)
Beim Kesselkörper selbst sind aufgrund der Masse keine Schallemissionen zu erwarten. Anbauteile (Abgaskammer, Wendekammer, Abgasleitungen) sind aufgrund ihrer geringeren Materialstärken anfälliger für Schwingungen. Als Resonanzkörper können diese den Schall leichter verbreiten, es entstehen unerwünschte Geräusche. Kritisch ist es, wenn die Erregerfrequenz der Schallquelle (Feuerung) die Eigenfrequenz des Anbauteils trifft. Dies führt zu erhöhten Schwingungen.
Um diese Betriebsprobleme beim Feuerungsbetrieb zu vermeiden, ist die Beachtung der Herstellervorgaben zwingend notwendig. Exemplarisch hierfür sind thermo-akustische Störungen bzw. Beeinträchtigung der Verbrennungsstabilität oder überhöhte Vibrationen an Bauteilen/Komponenten zu nennen. Aus diesem Grund muss die Abgasanlage sorgfältig geplant und ausgeführt werden. Besonders Low-NOx-Feuerungssysteme sind wegen ihrer Verbrennungsdynamik anfälliger in Bezug auf eine nicht sachgerechte Abgasführung. Zudem gilt insbesondere bei bestehenden Abgasanlagen zu klären, ob moderne Feuerungssysteme an bereits existierende Abgassysteme sicher und ohne Betriebsprobleme angebunden werden können. Besonders kritisch ist die Einbindung mehrerer Kessel in einen Kamin. Hiervon ist grundsätzlich Abstand zu nehmen.
Aber auch an die Feuerung selbst werden Anforderungen zur Vermeidung unerwünschter Schwingungen gestellt. So darf die Feuerung in keinem Lastpunkt abnormale und übermäßige Schwingungen bzw. Erschütterungen auf den Kessel übertragen. Zudem sind die maximale Schwinggeschwindigkeit gemessen an der Wendekammertür bzw. der Abgaskammer sowie die charakteristischen/dominanten Frequenzen für den Feuerungsbetrieb in den Herstellerunterlagen definiert. Die Beachtung dieser Grenzwerte ist wichtig. Bei Überschreitung der maximal zulässigen Schwinggeschwindigkeit kann es zu Schäden an Kesselanbauteilen wie Wendekammertür, Abgaskammer, Abgaswärmetauscher sowie der Abgasleitung kommen.
Technische Information: Anforderungen an eine bauseitige Brenneranlage