Wärmestromdichtemessung zur Belagsbestimmung

Verfahren zur Wärmestromdichtemessung sind seit längerer Zeit bekannt, was sich auch in der Vielzahl der unterschiedlichen Messverfahren widerspiegelt. Eine Anwendung in Dampferzeugern erfolgte in der Vergangenheit vor allem im Zusammenhang mit der Festlegung und Kontrolle bestimmter Grenzwerte für die Flächen-, Querschnitts- und Volumenbelastungen, die als Kriterien für die Dimensionierung von Dampferzeugern dienen. Für einen wirtschaftlichen und stabilen Betrieb bei hoher Verfügbarkeit – auch unter Teillast – müssen bei der Auslegung die dafür wichtigsten Parameter berücksichtigt werden. Namentlich sind das die Wärmeübertragung, also der Verdampfungsprozess, die thermische Belastung der Überhitzer, die Kesselaustrittstemperatur, Schadstoffbildungsprozesse bei der Verbrennung und die während des Betriebs auftretenden Verschmutzungen der Wärmeübertragungsflächen.

Dementsprechend kann bei festgelegter Brennstoffart über die Brennstoffaufbereitung, Brenneranordnung und -konstruktion, den Ort beziehungsweise die Menge der Brennstoff- und Oxidationsmittelzugabe sowie der Dampferzeugergeometrie und den bereits angesprochenen Belastungskennzahlen eine Anpassung an die geforderten Bedingungen ermöglicht werden. Für die Festlegung der Geometrien ist es jedoch nicht ausreichend Mittelwerte für Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit am Kesselaustritt zu benennen, sondern es muss ein möglichst exaktes Strömungsgeschwindigkeits- und Temperaturprofil über dem Querschnitt entlang des Rauchgasweges ermittelt werden. Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit besitzen jedoch eine komplexe Abhängigkeit von einer Vielzahl von unterschiedlichsten Parametern, die in den in der Praxis üblichen Simulationswerkzeugen überwiegend als black box dargestellt werden. Der black box dienen dann bestimmte Eigenschaften als Randbedingungen, die meist aus Erfahrungswerten oder empirischen Ansätzen stammen. Eine möglichst exakte mathematische Betrachtung liefert im Allgemeinen unübersichtliche Auslegungsansätze, in denen oftmals die wesentlichen Einflussparameter nicht ohne Weiteres zu erkennen sind und die große Menge an erforderlichen Randbedingungen einen für den Planer nicht befriedigenden
Lösungsansatz bildet.
 
1. Ergebnisse aus Felduntersuchungen
2. Theorie der Belagscharakterisierung
3. Praktische Umsetzung der Charakterisierung und Validierung des Ansatzes
4. Zusammenfassung
5. Referenzen



Copyright: © TU Dresden, Institut für Energietechnik
Quelle: Sichere und nachhaltige Energieversorgung 12-13.10.2010 (Oktober 2010)
Seiten: 16
Preis: € 16,00
Autor: Dipl.-Ing. Sebastian Grahl
Professor Dr.-Ing. Michael Beckmann

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