Dampfverdichter für verfahrenstechnische Anwendungen

Körting Dampfstrahl-Kompressoren

Körting Dampfstrahl-Kompressor für verfahrenstechnische Anwendungen
Körting Dampfstrahl-Kompressor für verfahrenstechnische Anwendungen

Dampfstrahl-Kompressoren werden in vielen verfahrenstechnischen Anwendungen eingesetzt. Durch ihren Einsatz verringert sich der Energieaufwand des Prozesses. Dadurch können die Betriebskosten der Anlage dauerhaft gesenkt werden. Auch als Thermokompressoren, Dampfstrahl-Dampfverdichter oder Brüdenverdichter bezeichnet, komprimieren Dampfstrahl-Kompressoren auf einfache Weise Dampfströme in unterschiedlichen Verfahren.

Vorteile

Körting Dampfstrahl-Kompressoren bieten umfangreiche Vorteile:

  • geringer Dampfverbrauch
  • langlebiger Betrieb (lange Lebensdauer)
  • Treibdampfregelung mit Ventil oder Düsennadel
  • keine bewegten Teile wie bei mechanischen Verdichtern
  • geringer Wartungsbedarf
  • hohe Betriebssicherheit
  • schnelle nachträgliche Anpassung bei veränderten Betriebsbedingungen
  • hochwertige Fertigung nach weltweit gültigen Auslegungscodes (AD 2000, EN 13445, Manufacture Licence ML (China), TR (Russland) oder ASME (USA) und andere)
Funktion und Werkstoffe

Funktion

Da Dampfstrahl-Kompressoren zur Gruppe der Strahlpumpen gehören, benötigen sie keinen mechanischen Antrieb. Um eine Pumpwirkung zu erzielen, nutzen sie als Antriebsmedium die Energie von Dampf auf hohem Druckniveau.

Dieser Dampf wird durch Entspannung in einer Treibdüse auf die höchstmögliche Geschwindigkeit gebracht. Am Austritt der Düse sinkt dabei der Druck ab, so dass der zu verdichtende Dampf angesaugt werden kann. Beide Ströme treffen in der nachgeschalteten Mischstrecke aufeinander. Bei der Mischung der Ströme geht ein Teil der kinetischen Energie des Treibstroms auf den Saugstrom über. Im darauffolgenden Diffusor wird der so entstehende Gemischstrom verlangsamt, wobei ein Druckgewinn entsteht. Dieses Dampfgemisch wird stromabwärts, auf dem höheren Druckniveau, im Prozess verwendet.

Werkstoffe

Dampfstrahl-Kompressoren können in den folgenden Werkstoffen gefertigt werden:

  • Gusseisen
  • C-Stahl
  • CrNi-Stahl
  • Sonderwerkstoffe (Titan, Hastelloy, u. a.)
Hohe Flexibilität bei Umrüstung der Anlage

Die meisten Anlagen, zum Beispiel Eindampfanlagen für die Lebensmittelindustrie, werden über viele Jahrzehnte betrieben. Kommt es zu einer Umrüstung der Anlage oder ändern sich die Betriebsbedingungen, können Körting Dampfstrahl-Kompressoren oft auch nachträglich an die neuen Betriebsbedingungen angepasst werden. Das senkt die für den Umbau notwendigen Investitionskosten und ermöglicht einen weiterhin effizienten Betrieb.

Punktgenaue Auslegung

Um einen nachhaltigen und störungsfreien Betrieb der Anlage sicherstellen zu können, muss ein Dampfstrahl-Kompressor für den gesamten Betriebsbereich der Anlage ausgelegt sein. Seit vielen Jahrzehnten führt die Versuchs- und Entwicklungsabteilung der Körting Hannover AG Messreihen auf speziellen Prüfständen durch. Die so gesammelten, tatsächlichen Messwerte fließen in die hauseigene Datenbank ein. Damit sind diese Kennlinien die Basis für die Auslegung zuverlässiger und energie-effizienter Dampfstrahl-Kompressoren.

Ergänzt werden die Versuchsergebnisse durch CFD-Berechnungen (Numerische Strömungssimulation). Auf diese Weise können zum Beispiel Strömungsquerschnitte optimiert werden. Die aufwendige Aufnahme und Auswertung von Kennlinien im Prüffeld, unterstützt durch CFD-Berechnungen, machen Körting Dampfstrahl-Dampfkompressoren im internationalen Wettbewerb führend.

Regelbarkeit

Das Betriebsverhalten von Dampfstrahl-Kompressoren kann durch Veränderung des Treibdampfstromes beeinflusst werden. Dies kann auf zwei Arten geschehen:

Regelventil

In die Treibdampfleitung kann ein handelsübliches Regelventil eingebaut werden. Dieses Ventil verändert den Dampfstrom, der dem Dampfstrahl-Kompressor zugeführt wird. Verringert man den Treibdampfstrom, stellt sich vor der Treibdüse ein geringerer Treibdruck ein. Das Druckgefälle zur Beschleunigung des Dampfes in der Treibdüse nimmt dabei umso mehr ab, je weiter man den Treibdampfstrom reduziert. Die Folge ist ein eingeschränkter Regelbereich. Bessere Ergebnisse und einen geringeren Energieverbrauch im Teillastbetrieb bietet im Vergleich dazu die Düsennadelregelung.

Düsennadelregelung

Eine Düsennadel, angetrieben durch einen Stellantrieb, verändert den Durchmesser der Treibdüse und damit den Treibdampfstrom. Anders als beim Regelventil in der Treibdampfleitung bleibt beim Einsatz einer Düsennadel der Treibdampfdruck immer konstant. Dies bedeutet, insbesondere im unteren Teillastbereich, einen deutlichen geringeren Energieverbrauch.

Die regelbare Ausführung kommt besonders häufig in der Papier- und Zellstoffindustrie zum Einsatz. Mehr Informationen zu dieser Anwendung erhalten Sie unter diesem Link: Thermokompressoren für die Papierindustrie

Regelbarer Dampfstrahl-Dampfkompressor

Mehrdüsige Dampfstrahl-Kompressoren

Insbesondere in Eindampfanlagen für die Lebensmittelindustrie finden mehrdüsige Dampfstrahl-Kompressoren Anwendung. Die kompaktere Bauart reduziert Gewicht und Platzbedarf. In einem weiten Anwendungsbereich sind ein- und mehrdüsige Dampfstrahl-Kompressoren leistungsgleich. Nur in wenigen Ausnahmefällen zeigt die mehrdüsige Ausführung auch einen geringeren Treibdampfverbrauch.

Fertigung eines Dampfstrahl-Kompressors im Werk der Körting Hannover AG
Fertigung eines Dampfstrahl-Kompressors im Werk der Körting Hannover AG

Anwendungsgebiete

Dampfstrahl-Kompressoren finden dank ihrer positiven Betriebseig enschaften Anwendung in vielen verfahrenstechnischen Prozessen:

Lebensmittelindustrie

In Eindampfanlagen zur Konzentration von Lebensmitteln (z. B. für Milchprodukte, Fruchtsäfte, Kaffee, Rohr- und Rübenzuckersaft)werden Dampfstrahl-Kompressoren zur Einsparung von Frischdampf eingesetzt. Mehrstufige Fallstromverdampfer stellen den gebräuchlichsten Verdampfertyp in diesem Bereich dar. Sie ermöglichen die schonende Konzentration des Produktes im Vakuum bereits bei niedrigen Temperaturen. Im Ergebnis steht ein hochwertiges, ungeschädigtes Produkt.

2-stufiger Fallstromverdampfer für die Herstellung von LebensmittelnDas Diagramm zeigt einen 2-stufigen Fallstromverdampfer für die Herstellung von Lebensmitteln

Chemische Industrie

Dampfstrahl-Kompressoren werden in der chemischen Industrie unter anderem eingesetzt in Anlagen zur Produktion von Laugen (z. B. Natronlauge), Säuren (z. B. Zitronensäure), Salzlösungen, Alkoholen, synthetischen Leimen und organischen Naturprodukten. Weiterhin können sie Kolonnen-Kopfdämpfe absaugen und den Gemischstrom zur Beheizung in die Kolonne zurückfördern.

Niederdruck-Dampfversorgungsnetze

Als Wärmepumpe eingesetzt, können Dampfstrahl-Kompressoren niedergespannten Dampf auf höheren Druck verdichten. Anschließend kann der höher gespannte Dampf in ein zentrales Dampfnetz eingespeist oder in anderen Prozessen weiterverwendet werden. Vergleichbare Anwendungen bieten sich in fast allen Industriezweigen an, in denen Dampf in größeren Mengen genutzt wird (z. B. in der Papierindustrie).

Papierindustrie

In der Papier- und Zellstoffindustrie werden Dampfstrahl-Kompressoren als Thermokompressoren bezeichnet. In den Trocknungseinheiten von Papiermaschinen sorgen sie für die Entwässerung der Trockenzylinder oder verdichten Dampf zu höherem Druck in Dampfversorgungsnetzen. Ausgeführt als regalbare Version mit Düsennadelsteuerung reagieren sie flexibel auf unterschiedliche Betriebsbedingungen und verringern außerdem die Betriebskosten erheblich.

Erfahren Sie mehr über Thermokompressoren für die Papier- und Zellstoffindustrie

Seewasserverdampfer

Bei der Entsalzung von Seewasser in Verdampfern (MED) übernehmen Körting Dampfstrahl-Kompressoren die Rückverdichtung von Dampf zur Beheizung einer Verdampferstufe.

Funktionsdiagramm einee Seewasserverdampfer Anlage

 

Körting Dampfstrahl-Kompressor installiert auf einer Seewasserverdampfer Anlage

Dampfstrahl-Kälteanlagen

Um das Kältemittel Wasser zu kühlen werden Dampfstrahl-Kompressoren in speziellen Kälteanlagen eingesetzt. Mehr Informationen zu den Körting Dampfstrahl-Kälteanlagen erhalten Sie unter diesem Link.

Kühlen mit Dampf mit einer Körting Dampfstrahl-Kälteanlage

Kristallisationsanlagen

Zur Konzentration von Flüssigkeiten in Kristallisationsanlagen, die gleichzeitig die Lösung kühlen und eindicken.

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