Die Dampfleitung

1 | spirax sarco Die DampfleitungDas folgende Kapitel ist den Dampfleitungen gewidmet. Dabei bleiben manche Dinge zu den eigentlichen Rohrlei-tungen unerw hnt oder werden nur am Rande gestreift, weil diese Ausf hrungen lediglich als Erg nzung der sonstigen Fachliteratur gedacht sind; sie k nnen Ausbildung und Be-rufserfahrung in der Montage von Dampfleitungen nicht r den Fachmann soll der Nutzen darin bestehen, dass Er-fahrungen der Betriebspraxis weitergegeben werden, die in den Handb chern oder im Studium zu kurz kommen oder unerw hnt bleiben; f r den mehr am Rande Interessierten, z. B. den verantwortlichen Eink ufer, soll die Auswahl und die Erkl rung das Verstehen erleichtern. F r beide Perso-nengruppen gilt: Die Praxis ist so vielseitig, dass das Heil nicht in den Rezepten liegen kann, sondern nur im Ver-st ndnis der Zusammenh Rohrwerkstoff und NenndruckF r Dampf- und Kondensatleitungen kommen haupts ch-lich nahtlose Rohre nach DIN 1629 in Frage.

2 Die allgemei-nen Verwendungshinweise dieser Norm k nnen Sie dem beiliegenden Auszug entnehmen. Welches Material und welche Wanddicke im Einzelfall einzusetzen sind, das muss jeweils anhand der auftretenden Dr cke und Temperaturen errechnet bzw. den Berechnungsunterlagen des Herstellers entnommen eine Unzahl von zul ssigen Betriebs berdr cken zu vermeiden, wurden die in der Praxis vorkommenden Dr cke in wenige Druckbereiche eingeteilt, deren jeweiliger H chst-wert den Bereich kennzeichnet und Nenndruck genannt wird, abgek rzt PN .Die fr here Bezeichnung f r den Nenndruck ND , die man noch in vielen Unterlagen findet, wurde durch PN ersetzt, um sie im internationalen Gebrauch verwendbar zu machen. Nenndruck 25 oder PN 25 hei t zun chst zul ssiger Be-triebs berdruck bis 25 bar bei 20 C .Die wichtigsten dieser Nenndr cke sind: PN 6, 10, 16, 25, 40, 63 (fr her 64), 100, 160, 250, n here Angaben siehe DIN EN gen gt nun, zu einem Rohrleitungsteil Rohrst ck oder Armatur den Nenndruck anzugeben, um seinen Einsatz-bereich zu kennzeichnen: Ein Ventil PN 25 ist bei 20 C bis pe = 25 bar Festigkeit der Werkstoffe nimmt mit zunehmender Tem-peratur ab; deshalb darf ein Ventil PN 25 nicht mit Dampf von pe = 25 bar und 300 C betrieben werden.

3 DIN EN 10216 gibt Hinweise, bis zu welchen Dr cken man Rohrleitungs-teile eines bestimmten Nenndrucks bei h heren Tempera-turen einsetzen kann. Ist ein Ventil PN 25 beispielsweise aus Stahlguss GS-C 25, dann kann es im Allgemeinen bei 200 C bis pe = 22 bar, bei 300 C bis pe = 17 bar, bei 400 C bis pe = 13 bar eingesetzt werden; ber 400 C ist ein anderes Mate-rial, etwa GS-22 Mo 4 zu den genannten Normen ersehen Sie weiter, dass f r Dampf- und Kondensatleitungen bis pe = 10 bar/183 C nahtlose Stahlrohre in Handelsg te (Werkstoff St 00 DIN 1629) zul ssig sind. Bis pe = 24 bar/300 C k nnen nahtlose Stahlrohre aus St 35 in Ausf hrung PN 40 oder PN 64 ein-gesetzt werden (ohne Abnahmezeugnis). ber 300 C sind Rohre aus warmfesten St hlen zu verwenden (DIN EN 10216).In den letzten Jahren sind eine Reihe von Werkstoffnormen berarbeitet worden. Wir verwenden die noch weit ge-br uchlichen Bezeichnungen, eine bersicht der neuen fin-den Sie in Anhang 9 und Die NennweiteRohre f r allgemeine Zwecke des Rohrleitungsbaus werden nicht auf Bestellung angefertigt das w re viel zu teuer und w rde zu lange dauern sondern nach Lagerlisten.

4 Dabei muss man nat rlich die Zahl der gefertigten Rohrdurchmes-ser beschr nken. Es w re zu aufwendig, zwischen 10 und 100 mm Innendurchmesser etwa 90 verschiedene Rohrweiten zu liefern. Das ist auch gar nicht n tig, denn die Rohrnetzbe-rechnungen sind ja stets mit Ungenauigkeiten und Sicher-heitszuschl gen beladen, so dass es sinnlos w re, ein genau dem Rechenergebnis entsprechendes Rohr zu gen gt v llig, wenn Rohrweiten verf gbar sind, deren Querschnitte und damit die Kapazit t der Leitung sich von Durchmesser zu Durchmesser um etwa 60 bis 100 % er-h hen. Dann ben tigt man zwischen 10 und 100 mm nicht beispielsweise 90 Rohrweiten in Abstufungen von 1 mm, sondern nur 10 Rohrweiten mit Innendurchmessern von (etwa) 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80 und 100 mm. Hat 4. Die DampfleitungKleinanlagen6PN1016254063100 160250 bliche DampfanlagenTurbinen/KraftwerkWandst rkeInnen-durchmesser1013,61517,32022,325 28,53237,24043,15054,56570,38082,5 Nennweite DNInnendurchmesser mm100107,1125131,7150159,3200207,3250260 ,4300309,7350339,6400388,8500486 Nennweite DNInnendurchmesser mm spirax sarco | Die Dampfleitungman z.

5 B. errechnet, dass eine Leitung von 37,5 mm Innen-durchmesser n tig ist, dann nimmt man eben die n chst-gr ere (40 mm) oder unter Umst nden die n chstkleinere (32 mm) berlegungen gelten in gleicher Weise f r alle Teile, die mit den Leitungsrohren verbunden werden, also f r Rohrverbindungen, Formst cke (Fittings) und Armaturen nur m ssen die Gr ennormen so festgelegt werden, dass diese Teile alle zusammenpassen. Das ist der Zweck der sogenannten Nennweite, nach einem internationalen bereinkommen abgek rzt DN (fr her NW ): Teile einer bestimmten Nennweite und gleicher Druckstufe passen an-schlussm ig zueinander. (Ob sie funktionsm ig zueinan-der passen, ist eine ganz andere Sache!)Nun sind aber je nach Material (Kupfer oder Stahl) und je nach Betriebs berdruck (2 bar oder 150 bar) unterschied-liche Wanddicken der Rohre und Rohrleitungsteile n tig. Aus diesem Grund konnte man nicht den Innendurchmes-ser f r alle Anwendungsf lle festlegen; um ein Zusammen-passen der Rohrleitungsteile zu erreichen, wird vielmehr der Au endurchmesser festgelegt die Nennweite gibt nur den ungef hren Innendurchmesser an.

6 DN 50 ist z. B. nor-malerweise ein Rohr mit 60,3 mm Au endurchmesser und 2,9 mm Wanddicke, also 54,5 mm Innendurchmesser (DIN EN ISO 6708). Die Nennweite ist also nur eine Richtgr e f r den Innendurchmesser aber auch f r das Zusammen-passen der Rohrleitungsteile sind weitere Angaben wie Au- endurchmesser, Wanddicke, Gewindeart usw. erforderlich. Im Anhang finden Sie einen Auszug aus DIN EN 10220 ber r allgemeine Betrachtungen gen gt es, den Innendurchmes-ser eines Rohres DN 50 mit 50 mm anzunehmen. Bei genau-eren Berechnungen ist es dagegen besser, den wahren Innen- durchmesser der verwendeten Rohrsorte zugrunde zu Die Auslegung von DampfleitungenJe schneller man mit dem Fahrrad f hrt, desto gr er wer-den der Luftwiderstand und die Reibung, desto mehr Ener-gie muss man f rs Treten aufbringen. hnlich geht es dem Dampf in der Rohrleitung, wo zwar (hoffentlich) kein Luft-widerstand, daf r aber die Reibung an der Rohrwand zu berwinden ist:Schickt man 800 kg/h Sattdampf von pe = 10 bar durch eine 300 m lange Leitung DN 65, dann str mt der Dampf dar-in mit einer Geschwindigkeit von 13 m/s und verliert auf den 300 Metern etwa 0,5 bar Druck, d.

7 H. am Leitungsende herrscht ein Dampfdruck von pe = 9,5 bar. Wird der Druck am Leitungsende aus irgendeinem Grund h her, dann str mt weniger als 800 kg/h, wird der Enddruck niedri-ger, dann str mt mehr als 800 kg/h bei 13 m/s brauchen 800 kg/h unter den genannten Umst nden eben eine Druck-differenz bzw. einen Druckabfall von 0,5 die gleiche Dampfmenge durch eine Leitung DN 40 geschickt werden, dann ginge das nur, wenn man den Druck am Ende der Leitung auf pe = 2,4 bar erm igte; der Dampf w rde in dieser Leitung also 7,6 bar seines Druckes verlie-ren und am Leitungsende mit rund 100 m/s str men aller-dings nicht lange, denn die Leitung w re infolge der hohen Str mungsgeschwindigkeit bald zerst rt; ben tigt man am Leitungsende einen Druck von mindestens pe = 8,6 bar, dann gehen durch die Leitung DN 40 nicht mehr als rund 370 kg/h durch; diese Menge str mt mit rund 17 Dampfleitungen m ssen deshalb so ausgelegt wer-den, dass sowohl Druckabfall als auch Geschwindigkeit in den zul ssigen Grenzen bleiben.

8 Bei Hei dampfleitungen ist ferner zu beachten, dass der Dampf in der Leitung abk hlt und dass die berhitzung ganz oder teilweise Druckverluste:Dampf-menge [kg/h]Dampf-druck [bar ]NennweiteDruckabfall [bar/100m]1002DN 320,205002DN 800,0710002DN 1000,0710010DN 200,7050010DN 400,50100010DN 650,02500010DN 1250,1210025DN 151,3050025DN 252,00100025DN 400,80500025DN 800,60 Bei k rzeren Leitungen ist der Druckabfall nicht so wichtig; selbst in der zu kleinen Leitung DN 40 in obigem Beispiel sinkt der Dampfdruck bei 20 m Leitungsl nge nur um rund 0,35 bar, also von den angenommenen pe = 10 bar auf rund pe = 9,65 bar. Das ist im Allgemeinen durchaus zul ssig. Bei der Auslegung kurzer Leitungen kann man deshalb im Allge-meinen den Druckabfall unber cksichtigt lassen. Wichtig ist jedoch, dass die Dampfgeschwindigkeit nicht zu gro wird, weil sonst die Leitung zu stark beansprucht wird. Anderseits soll die Leitung nicht gr er sein als unbedingt n tig, weil sie sonst unn tig teuer w den meisten Industriel ndern ist es blich, f r Satt-dampfleitungen Geschwindigkeiten von 20 bis 30 m/s, mitunter bis 40 m/s zuzulassen: Die Erfahrung hat die Zu-l ssigkeit dieser Werte best tigt.

9 Bei h heren Geschwindig-keiten dagegen w re mit Sch den, insbesondere durch die abschleifende Wirkung der vom Sattdampf mitgef hrten Wasserteilchen, zu rechnen. Da berhitzter Dampf keine Wasserteilchen enth lt, darf er schneller str men: 40 bis 60 m/s sind gebr uchliche Geschwindigkeiten f r Hei -dampf. Fassen wir zusammen: 0 | spirax sarco Die Auslegungsdiagramm f r Sattdampfleitungen$AMPFDRUCK BAR ABSOLUT ZTASHCRUDFPMA$ TIEKGIDNIWHCSEGFPMA$ S M IEB H GK NI LEIPSIE" SBA RAB RAB KCURDFPMA$H GK ZTASHCRU$ FPMADTTA3MM SINBEGR% .$ .$ RERE RGTSHC N spirax sarco | 1 Die Dampfleitung #$IE $RUCKANGABEN SIND ABSOLUTE $R CKE 3TR MUNG M S"ENUTZUNG # BAR KG H $. M S"EISPIEL T H $AMPF BAR #STR MEN DURCH ,EITUNG $. MIT 'ESCHWINDIGKEIT M Str mungsgeschwindigkeit in Sattdampfleitungen | spirax sarco Die DampfleitungDampfgeschwindigkeit in kurzen Sattdampfleitungen etwa 25 m/s in kurzen Hei dampfleitungen 40 bis 60 m/sDas Diagramm Auslegung von Sattdampfleitungen zeigt Ihnen auf einen Blick, welche Leitungsgr e f r eine bestimmte Anwendung zu w hlen ist, falls man eine Dampf-geschwindigkeit von max.

10 25m/s zul sst. Auf dem Diagramm ist bereits ein Beispiel angegeben. Hier noch ein weiteres:Von einer Reduzierstation soll eine 10 m lange Sattdampf-leitung f r max. 3300 kg/h Dampf von pe = 7 bar verlegt werden. L t man max. 25 m/s Dampfgeschwindigkeit zu, dann ist laut Diagramm eine Leitung DN 125 zu w hlen. (Eine Leitung DN 100 f rdert laut Diagramm nur 3000 kg/h, bzw. bei 3300 kg/h ergibt sich eine Str mungs-geschwindigkeit von 27,5 m/s, was aber auch noch im Rah-men des blichen liegt.) Zur Auslegung kurzer Hei dampfleitungen dient das Dia-gramm Str mungsgeschwindigkeit in Dampfleitungen , das aber auch f r Sattdampf gilt. Beispiel:Wie gro muss eine kurze Hei Dampfleitung f r pe = 15 bar/400 C ausgelegt werden, wenn bei 500 kg/h eine Dampfge-schwindigkeit von 60 m/s nicht berschritten werden soll? Im Diagramm Str mungsgeschwindigkeit gehen wir vom oberen Teil Dampftemperatur 400 C waagerecht bis zur Linie 16 bar (pe = 15 bar), von da senkrecht nach unten bis zur Linie 500 kg/h (von links unten nach rechts oben stei-gend); von da geht s waagerecht nach links bis zu den Linien f r DN 25 und DN 20 (von links oben nach rechts unten ver-laufend); senkrecht unter dem Schnittpunkt mit der Linie DN 25 finden wir: ca.