Dampferzeuger haben sich als technische Anlagen in vielen industriellen Bereichen bewährt. Sie dienen nicht nur der Energieerzeugung, sondern stellen auch Prozesswärme bereit und werden zum Heizen genutzt. Der folgende Artikel gibt einen Überblick zur Funktionsweise und den Einsatzbereichen der Technologie.
Funktionsweise von Dampferzeugern
Ein Dampferzeuger erhitzt Wasser bei hohen Temperaturen und unter hohem Druck. Auf diese Weise entsteht daraus Wasserdampf. Abhängig vom Druck geht das Wasser bei unterschiedlichen Temperaturen in den dampfförmigen Zustand über. Für die Erwärmung kommen verschiedene Energieträger zum Einsatz, meist Gas oder Öl. Manche Anlagen können jedoch auch mit Holz befeuert werden. Je nach Zustand gibt es für den erzeugten Dampf verschiedene Bezeichnungen. Zunächst entsteht im Dampferzeuger der Sattdampf. Er ist gasförmig und trocken. Schon bei geringer Abkühlung bildet er jedoch Wassertropfen und wird dann zum Nassdampf. Erhitzt man den Sattdampf hingegen weiter, entsteht überhitzter Dampf. Aufgrund seiner hohen Temperatur kondensiert dieser nicht mehr so schnell. Bei Bedarf können viele Kessel auch einfach nur heißes Wasser erzeugen.
Da die Dampferzeugung viel Energie beansprucht, spielt dabei die Optimierung der Energieeffizienz eine große Rolle. So wird etwa die Wärme der Abgase häufig zur Vorwärmung des Wassers wiederverwendet. Durch eine geeignete Führung der Rohrleitungen kann die Abwärme aber auch bei der weiteren Erhitzung des Dampfes verwendet werden.
Der grundsätzliche Aufbau
Das zentrale Bauteil eines Dampferzeugers ist der Kessel, in dem das Wasser erhitzt wird. Er ist direkt mit einer Feuerung, also dem Brenner, verbunden. Das Speisewasser durchläuft vor der Verwendung verschiedene Aufbereitungsstufen, etwa zur Filterung und Entsalzung und zur Vorwärmung. Der erzeugte Wasserdampf gelangt schließlich über ein Rohrleitungssystem zum Verwendungsort. Bei Bedarf erhöht zuvor noch ein Überhitzer die Dampftemperatur.
Die Kessel gibt es in zwei Varianten. Beim Wasserrohrkessel wird das Wasser an der Feuerung entlanggeführt. Bei den Großraumkesseln sitzt das sogenannte Flammrohr für die Erhitzung hingegen im Wasserbehälter. Neben Anlagen mit Brennern gibt es auch Modelle, die elektrisch betrieben werden. Sie verwenden Heizstäbe oder Elektroden. Die Bauform elektrischer Dampferzeuger ist meist kompakt, wodurch sie sich gut für den mobilen Einsatz eignen. Mittlerweile gibt es aber auch kleinere Modelle mit Brenner, die sich ebenfalls transportieren lassen.
Zahlreiche Anwendungsbereiche in unterschiedlichen Branchen
Dampferzeuger kommen fast ausschließlich in der Industrie zum Einsatz. Ein klassischer Anwendungsbereich sind Kraftwerke. Hier erzeugen riesige Kessel große Mengen an Wasserdampf, die unter einem hohen Druck stehen. Auf diese Weise treibt der Dampf Turbinen an, die wiederum elektrische Energie erzeugen. Viele weitere Branchen verwenden auch sogenannten Prozessdampf, der verschiedenste Anwendungen mit Wärme versorgt. In der Metallverarbeitung und der Chemieindustrie schafft er die notwendige Prozesstemperatur für vielerlei Vorgänge. Im Lebensmittelbereich dient der Dampf zusätzlich der Sterilisation und auch Großwäschereien und Großküchen nutzen das verdampfte Wasser. Die Verwendung von Wasserdampf zum Heizen hat ebenfalls eine lange Tradition. Während diese Anwendung in Wohnungen heute kaum noch eine Rolle spielt, heizen einige gewerbliche Bereiche nach wie vor mit Wasserdampf. Typischerweise kommt er dort vor allem in größeren Gebäuden wie Lagerhallen zum Einsatz.
Wichtige Basistechnologie für die Industrie
Dampferzeuger haben seit langer Zeit eine hohe Bedeutung für die Industrie. Die Anwendungen reichen von der Energieerzeugung im Kraftwerk bis zur Herstellung von Lebensmitteln. Der Wasserdampf wird durch Verbrennung oder mit Strom erzeugt und steht mit unterschiedlichen Temperaturen und Drücken zur Verfügung. So passt sich das Medium je nach Bedarf flexibel an die verschiedenen Anwendungen an.