Rohrleitungsführung
Es empfiehlt sich, Kondensatleitungen ununterbrochen mit einem Gefälle von mindestens 1 % in Strömungsrichtung zu verlegen, damit flüssiges Kondensat problemlos ablaufen kann und Wärmetauscher und Rohrleitungen entleert werden können. Dies vereinfacht den Anfahrprozess der Wärmetauscher und verringert die Korrosionsgefahr.
Insbesondere sind Wassersäcke zu vermeiden, da diese zu Dampfschlägen, insbesondere beim Anfahren der Wärmetauscher, führen können.
Vertikale Abschnitte in Kondensatleitungen sind möglich. Zusätzlich zum hydrostatischen Druckverlust sind hier auch erhöhte Strömungsdruckverluste zu berücksichtigen. Horizontale Abschnitte sind weiterhin mit einem Gefälle zu versehen und an den tiefsten Punkten sind geeignete Kaltentleerungen bzw. Anfahrentwässerungen vorzusehen.
Da das Kondensat üblicherweise nicht in ausreichender Höhe über dem Speisewasserbehälter anfällt, sollte es in Kondensatbehältern gesammelt und über Kondensatpumpen/-heber zurückgeführt werden.
Dimensionierung
Kondensatleitungen sind keineswegs wie reine Wasserleitungen zu behandeln. Durch den starken Volumenzuwachs bei der Nachverdampfung muss sowohl der Dampfanteil als auch der Wasseranteil bei der Auslegung berücksichtigt werden.
Wird die erforderliche Querschnittsfläche stark unterschritten kann es durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit zu Tropfenerosion an Armaturen und Rohrbögen kommen.
Die erforderlichen Flächen für den Dampfanteil und den Wasseranteil ergeben sich über die entsprechenden Dichten, Massenströme und Richtgeschwindigkeiten.
Tropfenerosion
Als Tropfenerosion oder Tropfenschlag bezeichnet man Erosionsverschleiß durch Flüssigkeitströpfchen. Tropfenerosion ist mikroskopischer Wasserschlag.
Dieser Effekt tritt auf, wenn Tropfen mit hoher Geschwindigkeit auf eine Oberfläche treffen. Obwohl Wasser als Flüssigkeit scheinbar „weich“ ist, haben die Tropfen aufgrund der Inkompressibilität der Flüssigkeit, des hohen Impulses und der Massenträgheit eine abrasive, erodierende Wirkung. Dies führt bei dauerhaftem Einwirken zum Verschleiß der Oberfläche.
Gleichung zur Berechnung der erforderlichen Querschnittsfläche der Rohrleitung
Aufgelöst auf den Durchmesser bedeutet das:
Gleichung zur Berechnung der erforderlichen Nennweite der Rohrleitung
DN
Rohrnennweite
ṁKo
Massenstrom Kondensat [kg/s]
xED
Entspannungsdampfanteil bei Entspannung auf Behälterdruck [kg/kg]
ρ''
Sattdampfdichte bei Behälterdruck [kg/m³]
ρ'
Siedewasserdichte bei Behälterdruck [kg/m³]
uKo,D
Richtgeschwindigkeit des Dampfanteils [15 m/s]
uKo,W
Richtgeschwindigkeit des Wasseranteils [2 m/s]
Aerf
Erforderliche Querschnittsfläche Rohrleitung [m²]
Aerf,D
Erforderliche Querschnittsfläche Rohrleitung Dampfanteil
Aerf,W
Erforderliche Querschnittsfläche Rohrleitung Wasseranteil
Beispiel:
TKo = 130 °C Kondensattemperatur vor Entspannung
pKo-Behälter = 0,2 bar Druck nach Entspannung (Behälterdruck)
xED = 5,0 % Ermittelter Entspannungsdampfanteil
ṁKo = 1 000 kg/h Massenstrom Kondensat
Info zu Entspannungsdampf
Beispielrechnung zur Ermittlung der erforderlichen Querschnittsfläche der Rohrleitung
Beispielrechnung zur Ermittlung der erforderlichen Nennweite der Rohrleitung
→ DN 50
