EWT Wassertechnik – Wasseraufbereitung

EWT Wassertechnik

Anforderungen an die Qualität von Kesselspeisewasser und Kesselwasser

Regelwerke, wasserchemische Fahrweisen, Richt- und Grenzwerte

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Übersicht über die einschlägigen Regelwerke:

Sämtliche der o.g. Regelwerke enthalten konkrete Vorschriften für bestimmte wasserchemische Parameter des Kesselspeisewassers und Kesselwassers von Dampferzeugern und Heißwassererzeugern, wie z.B. Grenzwerte für die →elektrische Leitfähigkeit oder den →pH-Wert.

Die o.g. harmonisierten Europäische Normen können in ihrer jeweils aktuellen Ausgabe als anerkannte Regel der Technik und konform mit den einschlägigen EU-Richtlinien vermutet werden. Die erklärte Zielsetzung ist hier die Vorgabe von Mindestanforderungen für einen sicheren Betrieb.
Die Verpflichtung zur Konformität mit den einschlägigen EU-Richtlinien ergibt sich aus der Umsetzung derselben nationales Recht. Das Inverkehrbringen von Dampf- und Heißwassererzeugern wird durch die EU-Richtlinie 97/23/EG (Druckgeräterichtlinie) geregelt, in Deutschland umgesetzt durch das Produktsicherheitsgesetz (ProdSG). Betrieb und Überwachung von Dampf- und Heißwassererzeugern wiederum werden durch die EU-Richtlinie 2009/104/EG (Mindestvorschriften für Sicherheit und Gesundheitsschutz bei Benutzung von Arbeitsmitteln durch Arbeitnehmer bei der Arbeit) geregelt, in Deutschland umgesetzt durch die Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV).

Die o.g. nationalen Regelwerke werden nicht mehr aktualisiert; mit fortschreitender technischer Weiterentwicklung ist fraglich, in welchem Umfang sie noch als anerkannte Regeln der Technik vermutet werden können. Allerdings werden die o.g. nationalen Regelwerke noch gelegentlich in Betriebsanleitungen, Ausschreibungen und Lieferverträgen zitiert, mit entsprechenden Auswirkungen auf eventuelle Gewährleistungsansprüche und vertragsrechtliche Verpflichtungen.

Die Anwendung der sonstigen o.g. von diversen Verbänden und Vereinen herausgegebenen Regelwerke ist optional, und kann z.B. vertraglich vereinbart werden. Die Zielsetzung ist hier i.d.R. ein über reine Sicherheitsanforderungen hinausgehend wirtschaftlich vorteilhafter Betrieb der Dampferzeugeranlage bzw. der Heißwassererzeugeranlage. Für den Betrieb von Turbinenkraftwerken z.B. ist in Europa die Anwendung des VGB-Standards VGB-S-010-T-00 (ehemals VGB-Richtlinie VGB-R 450 L) weit verbreitet, insbesondere im deutschsprachigen Raum.

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Definition der wasserchemischen Fahrweise:

In den inzwischen veralteten ↑TRD 611 wurde die wasserchemische Fahrweise von Dampf- und Heißwassererzeugern als entweder „salzhaltig“,„salzarm“ oder „salzfrei“ definiert, abhängig von der elektrischen Leitfähigkeit des Kesselspeisewassers. Im Bereich der →Kesselspeisewasseraufbereitung sind diese Begriffe nach wie vor weit verbreitet. In den aktuellen harmonisierten europäischen Normen wird diese Einteilung sinngemäß ebenfalls weiter verwendet, jedoch ohne entsprechende Begriffe zu definieren. Unter Berücksichtigung der aktuellen Regelwerke können die wasserchemischen Fahrweisen von Dampf- und Heißwassererzeugern sinnvollerweise wie folgt definiert werden, jeweils abhängig von der →elektrischen Leitfähigkeit des Kesselspeisewassers:

Praktisch kann man bei Aufbereitung des Zusatzwassers nur mit einer →Enthärtungsanlage i.d.R. von „salzhaltiger“ Fahrweise ausgehen, bei Aufbereitung durch eine →Umkehrosmoseanlage i.d.R. von „salzarmer“ Fahrweise. „Salzfreie“ Fahrweise erfordert ausnahmslos den Betrieb mit →vollentsalztem Wasser, d.h. Aufbereitung des Zusatzwassers – und ggf. auch des Kondensats – mit einer →EDI-Anlage und bzw. oder einem →Mischbettaustauscher als letzten Feinreinigungsschritt.

Die wasserchemische Fahrweise wird für einen gegebenen Anwendungsfall nicht willkürlich festgelegt, sondern ergibt sich aus den anwendungstechnischen Anforderungen und Bedingungen, sowie ggf. der Herkunft und Qualität des verfügbaren Rohwassers. So ist z.B. bei mit einem Überhitzer ausgerüsteten Dampferzeugern zur Prozessdampferzeugung in den meisten Fällen eine „salzarme“ Fahrweise erforderlich, um die Dampferzeugeranlage mit einer wirtschaftlichen Absalzrate betreiben zu können.

Üblicherweise beträgt die erforderliche Absalzrate des Kesselwassers bei „salzhaltiger“ Fahrweise ca. 3% ... 10%, bei „salzarmer“ Fahrweise ca. 1% ... 2%, und bei „salzfreier“ Fahrweise ≤ 0,5% ... 1%.

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Anforderungen an das Kesselspeisewasser von Dampferzeugern:

Bauart – Großwasserraumkessel Umlaufkessel Durchlaufkessel
Fahrweise – „salzhaltig“ „salzarm“ „salzfrei“ „salzarm“ „salzfrei“
Konditionierung – Phosphat / Sulfit AVT / Phosphat OT AVT OT
Betriebsdruck bar ≤ 20 ≤ 40 ≤ 20 ≤ 40 ≤ 40 > 40 > 40 > 40 > 40 > 40
MPa ≤ 2 ≤ 4 ≤ 2 ≤ 4 ≤ 4 > 4 > 4 > 4 > 4 > 4
direkte Leitfähigkeit μS/cm > 30 ≤ 30 4,3 ... 8,6 ≤ 30 4,3 ... 8,6 1,7 ... 4,3 4,3 ... 8,6 0,7 ... 2,8
Säureleitfähigkeit μS/cm – – – – < 0,2 – < 0,2 < 0,1 < 0,2 < 0,1
pH-Wert – 9,2 ... 9,5 9,2 ... 9,5 9,2 ... 9,5 9,2 ... 9,5 9,2 ... 9,5 9,2 ... 9,5 9,2 ... 9,5 8,5 ... 9,2 9,2 ... 9,5 8,4 ... 9,0
Härte mmol/L < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 – < 0,005 – – – –
°dH < 0,05 < 0,05 < 0,05 < 0,05 – < 0,03 – – – –
mg/L CaCO3 < 1 < 1 < 1 < 1 – < 0,5 – – – –
Eisen mg/L Fe < 0,3 < 0,1 < 0,3 < 0,1 < 0,02 < 0,02 < 0,02 < 0,02 < 0,01 < 0,01
Kieselsäure mg/L SiO2 – – – – < 0,02 – < 0,02 < 0,02 < 0,02 < 0,02
Sauerstoff mg/L O2 < 0,02 * < 0,02 < 0,02 < 0,02 < 0,02 < 0,02 < 0,02 0,03 ... 0,1 < 0,1 0,03 ... 0,25
Öle, Fette mg/L < 1,0 < 0,5 < 1,0 < 0,5 < 0,5 < 0,5 < 0,5 < 0,5 n.n. n.n.
TOC mg/L C < 2,5 < 2,5 < 0,5 < 0,5 < 0,1 < 0,2 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1

* Abweichend ist gemäß EN 12953-10 für Großwasserraumkessel mit einem Betriebsdruck ≤ 20 bar eine Sauerstoffkonzentration von < 0,05 mg/L im Kesselspeisewasser zulässig.

Die vorstehenden Anforderungen sollen ausschließlich der ersten Orientierung dienen, und sind weder umfassend, noch zwingend in Übereinstimmung mit den einschlägigen Regelwerken. Für den tatsächlichen Betrieb von Dampferzeugern sind vorrangig die einschlägigen Regelwerke in ihrer aktuellen Fassung, die Betriebsanleitung des jeweiligen Herstellers und eventuelle Empfehlungen der mit der Inbetriebsetzung oder Überwachung des Dampferzeugers beauftragten benannten Stelle zu befolgen.

Die vorstehenden Anforderungen gelten nicht für Heißwassererzeuger und Reindampferzeuger.

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Anforderungen an das Kesselwasser von Dampferzeugern:

Bauart – Großwasserraumkessel Umlaufkessel
Fahrweise – „salzhaltig“ „salzarm“ „salzfrei“ „salzarm“ „salzfrei“
Konditionierung – Phosphat / Sulfit AVT / Phosphat OT
Betriebsdruck bar ≤ 20 ≤ 40 ≤ 20 ≤ 40 ≤ 40 > 40 > 40 > 40
MPa ≤ 2 ≤ 4 ≤ 2 ≤ 4 ≤ 4 > 4 > 4 > 4
direkte Leitfähigkeit μS/cm ≤ 6000 ≤ 3000 ... 6000 ≤ 1500 ≤ 1500 < 100 ≤ 250 ... 1500 < 50 –
Säureleitfähigkeit μS/cm – – – – – – – < 5
pH-Wert – 10,5 ... 12 10,5 ... 11,8 10 ... 11 10 ... 11 9,5 ... 10,5 9,5 ... 10,5 9,4 ... 10,2 8,5 ... 9,2
Säurekapazität bis pH 8,2 mmol/L 1 ... 15 1 ... 10 0,1 ... 1 0,1 ... 1 – 0,1 ... 0,3 – –
mg/L CaCO3 50 ... 750 50 ... 500 5 ... 50 5 ... 50 – 5 ... 15 – –
Kieselsäure mg/L SiO2 ≤ 100 ... 160 ≤ 50 ... 130 ≤ 80 ... 130 ≤ 30 ... 80 < 15 ≤ 2 ... 30 < 2 ... 10 < 2 ... 10
Phosphat mg/L PO4 ≤ 20 ≤ 15 ≤ 10 ≤ 10 ≤ 10 < 6 < 6 –
Sulfit mg/L SO3 6 ... 12 6 ... 12 6 ... 12 6 ... 12 – – – –

Die vorstehenden Anforderungen sollen ausschließlich der ersten Orientierung dienen, und sind weder umfassend, noch zwingend in Übereinstimmung mit den einschlägigen Regelwerken. Für den tatsächlichen Betrieb von Dampferzeugern sind vorrangig die einschlägigen Regelwerke in ihrer aktuellen Fassung, die Betriebsanleitung des jeweiligen Herstellers und eventuelle Empfehlungen der mit der Inbetriebsetzung oder Überwachung des Dampferzeugers beauftragten benannten Stelle zu befolgen.

Die vorstehenden Anforderungen gelten nicht für Heißwassererzeuger und Reindampferzeuger.

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