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Verfahrenstechnik 5/2019

Verfahrenstechnik 5/2019

KOMPONENTEN UND SYSTEME

KOMPONENTEN UND SYSTEME Widerstandsfähigkeit bewiesen PTFE-Verbundkompensatoren in Entstaubungsanlagen Standardformkompensatoren halten unvorhersehbaren Pulsationen in Entstaubungsanlagen oft nicht stand, werden porös und müssen ausgetauscht werden. Hier können PTFE-Verbundkompensatoren ihre Widerstandsfähigkeit beweisen. In Entstaubungsanlagen, die schadstoffhaltige Rauchgase aus Herstellungsprozessen der Stahlindustrie reinigen, können Kompensatoren einer hohen Bewegungsdynamik, hohen Betriebszyklen und extremen Druckwechselbelastungen ausgesetzt sein. Häufig entsteht zudem noch Kondensat. Dieser vielschichtigen Problematik halten klassische Weichstoffkompensatoren oftmals nicht stand. PTFE-Verbundkompensatoren beweisen hingegen unter diesen extremen Bedingungen ihre Widerstandsfähigkeit. Pulsationen des Abgasstroms sind bei Entstaubungsanlagen ein oft beobachtetes Phänomen. Sie hängen mit der Fahrweise der Anlage zusammen. Erst während des Betriebes zeigt sich i. d. R., inwieweit es zu atypischen Über- oder Unterdrucksituationen kommt, die sich in Einzelfällen zwischen ± 100 mbar bewegen können. Pulsationen der Abgasströmung führen häufig auch zu Schwingungen, die die Kompensatoren zusätzlich extrem beanspruchen. Durch die ständigen Wechseldruckbelastungen und die sich verändernde Strömung bläst sich der Kompensator auf, um sich im nächsten Augenblick aufgrund eines abermaligen Druckwechsels wieder zusammenzuziehen. Unabhängig vom Strömungsvolumen kommt es zu fortwährenden, unvorhersehbaren Kontraktionen und auch zu Schwingungen, die der Kompensator auszugleichen hat. Durch diese Überbelastung wird das Standardmaterial porös und bricht schließlich. Klassische Weichstoffkompensatoren halten aus diesem Grund bei Druckwechselbelastungen an kritischen Stellen Autor: Ulf Pöhlmann, Director Sales und Engineering, Frenzelit GmbH, Bad Berneck 18 VERFAHRENSTECHNIK 5/2019

KOMPONENTEN UND SYSTEME weder der geforderten Materialfestigkeit noch der einhundertprozentigen Rauchgasdichtheit stand. Darüber hinaus ist eine zusätzliche Belastung, hervorgerufen durch die kontinuierliche Bewegungsaufnahme des Kompensators im Betrieb, häufig ein weiteres Ausschlusskriterium für einen mit thermischer Isolation ausgeführten Weichstoffkompensator. Pulsationen trotzen Kompensatoren sind in Entstaubungsanlagen einer hohen Bewegungsdynamik und extremen Druckwechselbelastungen ausgesetzt. PTFE-Verbundkompensatoren beweisen hier ihre Widerstandsfähigkeit. Ulf Pöhlmann bundmaterial handelt es sich um einen sehr widerstandsfähigen Werkstoff, der sich insbesondere durch eine sehr gute mechanische Festigkeit sowie chemische Beständigkeit charakterisieren lässt. PTFE ist resistent gegen Schwefeldioxid, Schwefeltrioxid, Schwefelsäure und viele andere aggressive Medien – dazu gehören auch chlorwasserstoff- und dioxinhaltige Rauchgase. Die Kombination der einzigartigen Dichtheit und Flexibilität bei einer Temperaturbeständigkeit von bis zu + 300 °C ermöglicht ein breites Einsatzspektrum unter der Berücksichtigung der erforderlichen Festigkeit. Das PTFE-Verbundmaterial kommt bei Frenzelit in der Texlam-Familie zum Einsatz. Im Gegensatz zu einfachen Weichstoffkompensatoren setzt sich PTFE­ Verbundmaterial aus einer mehrlagigen PTFE-Gewebe-Struktur zusammen. Als „Sandwich-Bauweise“ – ein- oder mehrlagig ausgeführt – ist der PTFE-Verbundkompensator für den Einsatz unter Druckwechselbelastungen, Kondensatanfall und aggressiven Medien besonders geeignet. Gewebeschädigung verhindern Generell negative Auswirkungen auf die Funktion von Standard-Weichstoffkompensatoren hat auch das Auftreten von Kondensation. Diese kann z. B. dann eintreten, wenn die im Pflichtenheft geforderte Materialauslegung von einer theoretischen Betriebs- bzw. Abgastemperatur ausgeht, diese sich jedoch aufgrund der tatsächlichen Fahrweise der Entstaubungsanlage zu nahe am Kondensationspunkt befindet. Je näher die Temperatur des Mediums am Kondensationspunkt – zwischen 100 und 110 °C – liegt, desto größer ist die Gefahr einer Kondensatbildung. Die so entstehende Flüssigkeit verursacht eine abnehmende Materialfestigkeit des normalen Kompensatorgewebes. Der widerstandsfähige PTFE-Verbundwerkstoff ist indes resistent gegen Kondensatanfall und Der vormontierte PTFE-Verbundkompensator, inklusive Rohrkonstruktion und Anschlussflansche, wird zum Einbau in die Entstaubungsanlage vorbereitet In vielen Entstaubungsanlagen, in denen nicht vorhersehbare Pulsationen auftraten, hat die oberfränkische Frenzelit GmbH klassische Weichstoffkompensatoren durch PTFE-Verbundkompensatoren ersetzt. Bei dem von Frenzelit eingesetzten PTFE-Verdessen Folgen, da dieser auf der Mediumseite mit einem zusätzlichen PTFE-Kreuzlaminat beschichtet ist. Fehlfunktionen in Folge von Nässe oder Feuchtigkeit sowie daraus resultierende Dochtwirkung sind somit ausgeschlossen. Der PTFE-Verbundwerkstoff wird als Halbzeug dem unternehmenseigenen Herstellungsprozess der PTFE-Verbundkompensatoren zugeführt. Dieses Halbzeug wird dann mit entsprechenden Werkzeugen geformt. Im Grunde ist also auch der PTFE-Verbundkompensator ein Formkompensator. Mit seiner Ziehharmonika-Struktur verfügt er über eine spezielle, formstabile Faltenbalggeometrie. Sie beruht im Kern auf einer fachgerechten Materialverarbeitung und der Zusammenführung der erforderlichen Verbundmaterialien nach konkreten Vorgaben. Probleme lösen Selbst Anforderungen, die im Projektstadium noch nicht von Anfang an berücksichtigt wurden, wie z. B. mögliche Druckwechselbelastungen in Entstaubungsanlagen, werden durch die Frenzelit-Lösung mit dem PTFE-Verbundkompensator im Nachgang für den Betrieb erfüllt. Das Design, das mit einer entsprechenden Rohrkonstruktion aufgebaut ist, stabilisiert dabei die Ausführung der Frenzelit- PTFE-Verbundkompensatoren bei den unterschiedlichen Lastfällen im Betrieb. Das Ergebnis ist eine überdurchschnittliche Lebensdauer von sechs bis acht Jahren, die mit einer maximalen Gewährleistungsdauer seitens Frenzelit an den Kunden für dieses Projekt weitergegeben werden kann. Hohe Bewegungsdynamik, hohe Betriebszyklen, maximaler Kondensatanfall und eine vergleichsweise große Druckwechselbelastung des Abgasstroms stellen die Herausforderungen für Frenzelit dar. Nicht immer werden derartige Aufgabenstellungen von Beginn an prognostiziert oder auch in die Spezifikation eingebracht, sodass während der Inbetriebnahme eines solchen Projektes oftmals gewährleistungstechnische Klärung erforderlich werden kann. Frenzelit-PTFE- Verbundkompensatoren lösen dieses atypische Problem beim Einsatz in pulsationssensiblen Entstaubungsanlagen. Fotos: Frenzelit, Küttner www.frenzelit.com VERFAHRENSTECHNIK 5/2019 19

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