Kessel für die Papier- und Zellstoffindustrie
Für diese Branche entwickelt und fertigt TIPO Kotlogradnja: Industrielle Dampfkessel; Heißwasserkessel; Thermoölkessel; Abhitzekessel; Biomassekessel.
Jeder Kessel wird nach der erforderlichen Leistung, den Prozessanforderungen, der Brennstoffart und den Betriebsbedingungen der Anlage ausgelegt und gefertigt.
Die Rolle von Dampf in der Zellstoff- und Papierproduktion
Die Zellstoff- und Papierindustrie ist ein großer Verbraucher von Prozesswärme. In der Zellstoffherstellung dient Dampf zum Kochen der Hackschnitzel, in den Eindampfanlagen zur Aufkonzentrierung der Ablauge sowie bei Bleiche und Chemikalienaufbereitung. In der Papiermaschine wird das Wasser stufenweise entfernt, wobei die Trocknung am energieintensivsten ist; sie erfolgt überwiegend an dampfbeheizten Zylindern. Der Dampfdruck ist meist in den ersten Trockengruppen niedriger und in den späteren höher und wird über Reduzierventile auf Sorte und Flächengewicht abgestimmt.
Beim Sulfatverfahren wird die Schwarzlauge im Laugenkessel verbrannt, der Dampf für den Prozess und für eine Turbine liefert; zugleich werden die Aufschlusschemikalien zurückgewonnen. Wo keine Schwarzlauge anfällt, wird Dampf in Kesseln oder in Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen mit Gas, Biomasse oder Biogas erzeugt. Für solche Aufgaben kommen Dampfkessel in Betracht, und Abhitzekessel bieten sich an, wo ein ausreichend heißer Gasstrom vorhanden ist.
Dampfqualität, Vorschriften und Verfügbarkeit
Die Dampfqualität wirkt sich unmittelbar auf die Trocknung aus. Nasser Dampf enthält weniger nutzbare Wärme, und Kondensat, das die Siphons nicht abführen können, flutet die Zylinder, mindert den Wärmeübergang und erhöht das Schadensrisiko. Bei plötzlichen Laständerungen können Tröpfchen von Kesselwasser Salze mitreißen, die an Kondensatableitern, Armaturen und Zylindern Ablagerungen und Korrosion verursachen. Dampftrockenheit, Druckstabilität und Kesselwasserqualität sind daher zusammen mit der Wasseraufbereitung Prozessanforderungen; Schwankungen der Dampfqualität können auch zu Bahnabrissen beitragen.
In der EU unterliegen Zellstoff- und Papierwerke der Richtlinie 2010/75/EU über Industrieemissionen; die BVT-Schlussfolgerungen für die Herstellung von Zellstoff, Papier und Karton wurden mit dem Beschluss 2014/687/EU erlassen. Diese Schlussfolgerungen erfassen Feuerungsanlagen für Dampf und Strom außer Laugenkesseln nicht, sondern verweisen auf ein eigenes Merkblatt; für mittelgroße Feuerungsanlagen gilt zudem die Richtlinie (EU) 2015/2193. Als Druckgerät wird der Kessel nach EN 12952 oder EN 12953 und PED 2014/68/EU ausgelegt, siehe Normen und Zertifikate. Wegen des Dauerbetriebs wird Redundanz eingeplant: In einem dokumentierten Fall decken ein ölgefeuerter und ein elektrischer Kessel den Dampfbedarf, solange der Hauptkessel gewartet wird.
Brennstoff, Kraft-Wärme-Kopplung und Dekarbonisierung
Der Dampf in Papierwerken stammt aus Kesseln und Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen, die mit Erdgas, Biomasse, Biogas oder Schwarzlauge betrieben werden. Die BVT-Schlussfolgerungen verlangen, den Dampf- und Strombedarf möglichst weitgehend durch Kraft-Wärme-Kopplung zu decken; das wird bei Neuanlagen und größeren Umbauten erwartet und kann in Bestandswerken durch die Anordnung begrenzt sein. Die Wirtschaftlichkeit hängt vor allem von Strom- und Brennstoffkosten ab. Empfohlen werden zudem hocheffiziente Dampfkessel und die energetische Nutzung von Biomasse und Reststoffen, wenn Recycling nicht möglich ist; Biomassekessel sind eine der Optionen.
Nach Angaben des europäischen Verbands Cepi stützt sich die Dekarbonisierung auf energieeffiziente Technologien und fossilfreie Energiequellen, darunter Biogas, Kraft-Wärme-Kopplung, Wärmepumpen und erneuerbaren Strom. Wärmerückgewinnung aus der feuchten Abluft der Trockenpartie, Kondensatrückgewinnung und die Verringerung des direkten Dampfeinsatzes durch Prozessintegration nennen auch die BVT-Schlussfolgerungen. Ein dokumentierter abfallbefeuerter Kessel zeigt, dass ein solcher Brennstoff widerstandsfähigere Werkstoffe, mehr Instandhaltung und eine aufwendigere Rauchgasreinigung erfordert als herkömmliche Biomasse.
Was bei der Kesselauswahl festzulegen ist
Vor der Angebotserstellung sollte der Investor Folgendes festlegen; das allgemeine Vorgehen beschreibt der Beitrag So wählen Sie einen Industriekessel.
- Dampfverbraucher und Druckstufen: Trocknung, Kochung, Eindampfung, Bleiche und die Frage, ob zusätzlich Strom benötigt wird (Kraft-Wärme-Kopplung)
- Lastprofil: Dauerbetrieb, Sortenwechsel, Spitzenlasten und gelegentliche Stillstände
- Dampfqualität: Trockenheit, Bedarf an Überhitzung, Druckstabilität, Kondensatrückführung und Speisewasserqualität
- Brennstoff: Gas, Biomasse, Biogas, Prozessreststoffe, Reservebrennstoff sowie ein verfügbarer Abwärmestrom
- Redundanz und geplante Stillstände, Emissionsgrenzen, geltende Normen 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 →
Heißwasserkessel
Heißwasser für Industrie- und Energiesysteme sowie Fernwärme. Großwasserraum- und Wasserrohrkessel für alle gängigen Brennstoffe.
Ansehen →
Thermoölkessel
Thermoölkessel dienen der Prozesswärme in Industrieanlagen, die hohe und stabile Betriebstemperaturen benötigen.
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 →
Biomassekessel
Ein Biomassekessel verbrennt Hackschnitzel, Pellets, Sägemehl, Rinde oder Stroh und erzeugt Dampf, Heiß- oder Warmwasser aus einem erneuerbaren Brennstoff, mit geringeren Brennstoffkosten und CO₂-Emissionen.
Ansehen →Anwendungen
Industrielle Dampfkessel
- Zellstoff und Papier
- Dampf und Energie aus Holzbiomasse und Produktionsnebenprodukten
- Zellstoff und Papier
- große Dampfmengen für Trocknung und Faserverarbeitung
Heißwasserkessel
- Zellstoff und Papier
- Wärme aus Biomasse und Prozessnebenprodukten
- Zellstoff und Papier
- Prozesswärme und Energieversorgung
Thermoölkessel
- Zellstoff und Papier
- Trocknung und Prozessbehandlung
Abhitzekessel
- Papierindustrie
- Abwärme für Dampf und Prozesswärme
Häufig gestellte Fragen
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.
Welche Brennstoffe kann ein TIPO-Kotlogradnja-Dampfkessel nutzen?
Festbrennstoffe (Kohle), Biomasse (Hackschnitzel, Pellets, Stroh, Schalen), flüssige und gasförmige Brennstoffe (Erdgas, Heizöl EL, Schweröl) und Gas-Wasserstoff-Gemische. Feuerraum und Brenner werden für den gewählten Brennstoff ausgelegt.
Kann ein Dampfkessel Heißdampf erzeugen?
Ja. Ein Überhitzer wird auf Anfrage sowohl in Großwasserraum- als auch in Wasserrohrkessel eingebaut. Heißdampf wird für Turbinen und Prozesse verwendet, die eine höhere Temperatur als Sattdampf benötigen.
Wie werden Leistung und Druck eines Dampfkessels gewählt?
Aus dem tatsächlichen Dampfbedarfsprofil, dem bei den Verbrauchern erforderlichen Druck und der Temperatur, der Brennstoffart und der Betriebsweise. Unsere Ingenieure führen eine thermische Berechnung mit den Daten des Investors durch und schlagen Typ, Größe und Konfiguration vor.
Großwasserraum- oder Wasserrohr-Heißwasserkessel – was wählen?
Ein Großwasserraumkessel (EN 12953) ist die wirtschaftliche Wahl für kleine und mittlere Leistungen. Ein Wasserrohrkessel (EN 12952) wird für höhere Leistungen, höhere Temperaturen und anspruchsvollere Betriebsweisen gewählt, z. B. Heizwerke mit großen Netzen.
Wie wird Dampf geliefert, solange der Hauptkessel in Wartung ist?
Im Dauerbetrieb muss die Reservequelle im Voraus festgelegt werden. In einem dokumentierten Beispiel eines Papierwerks bilden ein ölgefeuerter und ein elektrischer Kessel die Reserve, und geplante Stillstände des Hauptkessels werden so terminiert, dass die Reserve den Dampfbedarf deckt. Die Größe der Reserve hängt davon ab, ob die Produktion in dieser Zeit reduziert oder gestoppt werden darf.
Warum ist die Dampftrockenheit für die Papiertrocknung wichtig?
Nasser Dampf enthält weniger nutzbare Wärme, und überschüssiges Kondensat in den Zylindern mindert den Wärmeübergang. Tröpfchen von Kesselwasser tragen Salze ein, die Ablagerungen und Korrosion verursachen, und Änderungen der Bahnfeuchte beeinflussen Festigkeit, Rollneigung und Bedruckbarkeit. Dampftrockenheit und Kesselwasserqualität werden daher als Prozessanforderungen festgelegt.
Lässt sich Abwärme aus einem Papierwerk in einem Abhitzekessel nutzen?
Ein Abhitzekessel benötigt einen heißen Gasstrom, etwa das Abgas einer Kraft-Wärme-Kopplungsanlage; die BVT-Schlussfolgerungen nennen Dampf- und Gasturbinen als Optionen. Die feuchte Abluft der Trockenhaube liegt auf einem niedrigeren Temperaturniveau, und die Fachliteratur beschreibt ihre Rückgewinnung mit Wärmeübertragern und Wärmepumpen. Jede Abwärmequelle wird einzeln bewertet.
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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