Kessel für Öl, Gas und Petrochemie
Für diese Branche entwickelt und fertigt TIPO Kotlogradnja: Industrielle Dampfkessel; Thermoölkessel; Heißwasserkessel; Abhitzekessel.
Jeder Kessel wird nach der erforderlichen Leistung, den Prozessanforderungen, der Brennstoffart und den Betriebsbedingungen der Anlage ausgelegt und gefertigt.
Die Rolle von Dampf und Wärme in Erdöl-, Erdgas- und Petrochemieprozessen
In Raffinerien, Gasaufbereitungsanlagen und petrochemischen Komplexen wird Wärme entlang der gesamten Prozesskette benötigt: zum Erwärmen von Einsatzstoffen und Zwischenprodukten, für die Sumpfverdampfer von Kolonnen, zur Regeneration von Lösungsmitteln, zur Gastrocknung und zum Antrieb von Turbinen. Dampf verbindet dabei Verbraucher unterschiedlichen Niveaus und wird häufig aus Wärme gewonnen, die sonst verloren ginge, etwa aus Reaktorströmen. Beim Dampfspalten (Steamcracking) wird der Einsatz vor dem Ofen mit Dampf vermischt, auch das Entkoken erfolgt mit Dampf; beim Abkühlen des Spaltgases fällt überwiegend Hochdruckdampf an, der die Verdichterturbinen antreibt.
In der Gasaufbereitung wird Wärme für die Regeneration des Amins zur Entfernung von H2S und CO2, für die Glykolregeneration bei der Gastrocknung und für die Erwärmung des Gases zur Regeneration von Molekularsieben benötigt. Für solche Verbraucher wird häufig Thermoöl gewählt: Die indirekte Beheizung ermöglicht eine gleichmäßiger geregelte Temperatur und senkt gegenüber der direkten Befeuerung das Risiko lokaler Überhitzung; zudem entfällt die Hochdruckausrüstung, die Dampf bei gleichen Regenerationstemperaturen erfordern würde. Hierfür kommen Thermoölkessel in Betracht, für Prozessdampf und Turbinenantriebe Dampfkessel.
Anforderungen, Sicherheit und Vorschriften
Kessel, Dampferzeuger und Rohrleitungen sind Druckgeräte. In der Europäischen Union gilt für sie die Druckgeräterichtlinie PED 2014/68/EU, die Auslegung, Herstellung und Konformitätsbewertung regelt und die CE-Kennzeichnung vorsieht; mehr dazu unter Zertifikate und Normen. Für Thermoölanlagen in Deutschland gibt es die Norm DIN 4754-1 mit Sicherheitsanforderungen an Wärmeübertragungsanlagen mit organischen Wärmeträgern, die darauf zielt, die Schutzziele der PED zu erfüllen. Für andere Märkte sind die jeweils geltenden nationalen Vorschriften zu prüfen.
Wo durch brennbare Gase, Dämpfe, Nebel oder Stäube eine explosionsfähige Atmosphäre entstehen kann, gelten in der EU zwei ATEX-Richtlinien: 2014/34/EU für Geräte und Schutzsysteme sowie 1999/92/EG zum Schutz der Arbeitnehmer. Der Arbeitgeber, also der Anlagenbetreiber, teilt Bereiche in Zonen ein und wählt die Ausrüstung entsprechend aus, während der Gerätehersteller für die Konformität mit der Geräterichtlinie verantwortlich ist. Die Zoneneinteilung sollte daher bekannt sein, bevor über den Standort des Kesselhauses und die Wahl von Brenner, Armaturen und Messtechnik entschieden wird.
Brennstoff, Energie und Nachhaltigkeit
Raffinerien setzen häufig Raffineriegas ein, also Gas aus Destillations- und Konversionsanlagen. Seine Zusammensetzung und Verfügbarkeit sollten vor der Wahl von Brenner und Betriebsweise geklärt werden, ergänzt durch die Prüfung eines Ersatzbrennstoffs. Abwärmequellen gibt es viele; ein Beispiel ist das Abgas des FCC-Regenerators, wo ein Abhitzekessel installiert wird. Hersteller solcher Kessel weisen darauf hin, dass die Konstruktion Katalysatorstaub im Gas und Korrosion durch Schwefelverbindungen im Rauchgas berücksichtigen muss.
Die europäischen BVT-Schlussfolgerungen für die Mineralöl- und Gasraffination (Beschluss 2014/738/EU, erlassen im Rahmen der Industrieemissionsrichtlinie 2010/75/EU) nennen unter den Energieeffizienzmaßnahmen Wärmeintegration, automatische Verbrennungsregelung, Dampfsystemmanagement, Kraft-Wärme-Kopplung und Abhitzekessel. Kessel gelten dabei als Feuerungsanlagen mit Anforderungen an die Emissionsüberwachung. Im Dampfsystem verringern Kondensatrückführung und Wärmerückgewinnung aus der Abschlämmung den Brennstoff- und Zusatzwasserbedarf, unterstützt durch eine geeignete Wasseraufbereitung.
Was bei der Kesselauswahl festzulegen ist
Verbrauch und Betriebsbedingungen unterscheiden sich von Anlage zu Anlage, daher sollte der Investor vor der Angebotserstellung die Daten festlegen, die die Lösung maßgeblich bestimmen. Besonders wichtig ist es, die stetige Grundlast von Spitzen- und Übergangszuständen wie Anfahren, Abfahren und Entkoken zu trennen und zu klären, welcher Teil der Wärme aus Rückgewinnung stammen kann und welcher von einem eigenen Kessel gedeckt werden muss. Das Vorgehen ist im Leitfaden So wählen Sie einen Industriekessel ausführlicher beschrieben.
- Wärmeträger (Dampf, Thermoöl, Heißwasser), erforderliche Qualität und Temperaturniveau beim Verbraucher
- Brennstoff oder Abwärmequelle: Zusammensetzung, Staub, Schwefel, Ersatzbrennstoff
- Zoneneinteilung und Sicherheitslösungen für Brenner, Messtechnik und Standort des Kesselhauses
- Reserve und Verfügbarkeit: Anzahl der Kessel, Revisions- und Stillstandsregime der Anlage
- Speisewasseraufbereitung, Kondensatrückführung, Marktvorschriften (PED, ATEX, national) und verfügbarer Platz
Kesseltypen für diese Branche
Industrielle Dampfkessel
Satt- oder Heißdampf für Industrie-, Prozess- und Energieanwendungen. Großwasserraum- und Wasserrohrkessel für Festbrennstoff, Biomasse, flüssige und gasförmige Brennstoffe.
Ansehen →Thermoölkessel
Thermoölkessel dienen der Prozesswärme in Industrieanlagen, die hohe und stabile Betriebstemperaturen benötigen.
Ansehen →
Heißwasserkessel
Heißwasser für Industrie- und Energiesysteme sowie Fernwärme. Großwasserraum- und Wasserrohrkessel für alle gängigen Brennstoffe.
Ansehen →
Abhitzekessel
Ein WHRB (Waste Heat Recovery Boiler, Abhitzekessel) ist ein Dampferzeuger, der die Abwärme von Abgasen aus Industrieprozessen zur Erzeugung von Sattdampf nutzt.
Ansehen →Anwendungen
Industrielle Dampfkessel
- Chemische und petrochemische Industrie
- Prozesswärme, Temperaturregelung und Produktion
Heißwasserkessel
- Chemische und petrochemische Industrie
- Temperaturregelung und Prozesswärme
Thermoölkessel
- Chemische und petrochemische Industrie
- Beheizung von Reaktoren, Prozessbehältern und Destillationskolonnen
Abhitzekessel
- Petrochemische Industrie
- Energierückgewinnung aus Prozess- und Rauchgasen
Häufig gestellte Fragen
Wann sollte ich einen Thermoölkessel statt Dampf wählen?
Wenn der Prozess hohe, präzise geregelte Temperaturen ohne Hochdruckbetrieb benötigt: Thermoöl transportiert Wärme bei hoher Temperatur und niedrigem Druck, ohne Verdampfung oder Wasseraufbereitung.
Welches Wärmeträgermedium wählen: Wasser oder Thermoöl?
Die Wahl hängt von der erforderlichen Betriebstemperatur und den Prozessanforderungen ab. Wasser ist die richtige Wahl für Heizsysteme und Prozesse bei niedrigeren Temperaturen. Thermoöl wird gewählt, wenn der Prozess höhere, stabile Temperaturen, präzise Regelung und Wärmeübertragung ohne die hohen Drücke benötigt, die für Wassersysteme auf vergleichbarem Temperaturniveau typisch sind. Die endgültige Lösung wird durch die erforderliche Leistung, Betriebstemperatur, Druck und die Betriebsbedingungen der Anlage bestimmt.
Welche Brennstoffe nutzt ein Thermoölkessel?
Flüssige und gasförmige Brennstoffe (Modell TKT-TU), Festbrennstoffe und Biomasse oder Strom (Modell VAT-V-TU), wo keine Rauchgase oder Brenner gewünscht sind.
Welche Normen gelten für Dampfkessel?
EN 12953 für Großwasserraumkessel, EN 12952 für Wasserrohrkessel, EN 13445 für Druckbehälter, EN 13480 für Rohrleitungen sowie ASME BPVC oder AD 2000 für Exportmärkte. Druckgeräte tragen die CE-Kennzeichnung nach PED 2014/68/EU.
Was ist der Unterschied zwischen einem Großwasserraum- und einem Wasserrohr-Dampfkessel?
Ein Großwasserraumkessel (Flammrohrkessel) hat einen großen Wasserinhalt, wird nach EN 12953 gebaut und eignet sich für kleine und mittlere Leistungen mit stabilem Betrieb. Ein Wasserrohrkessel hat einen geringen Wasserinhalt, wird nach EN 12952 gebaut und für größere Leistungen, höhere Drücke und Heißdampf eingesetzt.
Warum werden in Raffinerien und Petrochemieanlagen so oft Abhitzekessel eingebaut?
Weil Prozessanlagen heiße Gase abgeben, etwa aus dem FCC-Regenerator oder nach dem Cracken, deren Wärme sich in Dampf umwandeln lässt. Die europäischen BVT-Schlussfolgerungen für die Raffination nennen Abhitzekessel ausdrücklich als Energieeffizienzmaßnahme. Die Konstruktion hängt von der Gaszusammensetzung ab: Staub und Schwefel erfordern eine angepasste Anordnung der Heizflächen, Reinigungsmöglichkeiten und eine passende Werkstoffwahl.
Können Kessel oder Brenner in einer Zone mit explosionsfähiger Atmosphäre betrieben werden?
Das hängt von der Zoneneinteilung ab, die der Betreiber für seine Anlage nach der ATEX-Betreiberrichtlinie 1999/92/EG festlegt. Geräte für den Einsatz in einer solchen Atmosphäre müssen die Geräterichtlinie 2014/34/EU erfüllen. Daher wird zunächst geklärt, ob Kesselhaus, Brenner und Messtechnik in einer eingestuften Zone oder außerhalb liegen; die Lösung wird im Projekt mit dem Investor und den geltenden Vorschriften abgestimmt.
Was schädigt Thermoöl in einer Anlage am häufigsten?
Nach Angaben von Fluidherstellern sind die häufigsten Ursachen Überhitzung, bei der die Moleküle des Fluids zerfallen und sich Koks bildet, sowie Oxidation durch Luftkontakt, die Säuren und Schlamm erzeugt. Wichtig sind daher eine genaue Temperaturregelung, ausreichender Durchfluss durch den Kessel, eine dichte Anlage, der Schutz des Ausdehnungsgefäßes und eine regelmäßige Fluidanalyse.
Normen, nach denen wir konstruieren und bauen
TIPO Kotlogradnja plant und fertigt Kessel und komplette Kesselanlagen nach den Anforderungen des Investors, Brennstoffart, Leistung und Betriebsweise. Der Prozess umfasst Anforderungsanalyse, Lösungsvorschlag, Angebot, Planung, Materialbeschaffung, Fertigung, Montage, Prüfung und Inbetriebnahme. Unabhängig von Komplexität des Projekts oder Markt wird die Ausrüstung nach europäischen und internationalen Normen ausgelegt und gebaut, darunter EN 12952, EN 12953, EN 13445, EN 13480, ASME BPVC und AD 2000, gemäß der Projektdokumentation und den Anforderungen des Investors.
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