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Technische Regeln für Dampfkessel
- Ausrüstung und Aufstellung -
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TRD 431 - Rauchgas-Wasservorwärmer für Dampfkessel der Gruppe IV

Ausgabe Juli 1985
(BArbBl. 7-8/1985 S. 80; 5/1990 S. 76aufgehoben)

1 Begriffsbestimmungen

1.1. Rauchgas-Wasservorwärmer sind Behälter- oder Rohranordnungen, die Dampfkesseln abgasseitig nachgeschaltet und wasserseitig von den Dampfkesseln absperrbar sind. Sie dienen der Erwärmung von Speisewasser oder Rücklaufwasser, das Dampferzeugern oder Heißwassererzeugern zugeführt wird ohne daß dabei betriebsmäßig Dampf erzeugt oder Wasser für andere Zwecke entnommen wird. Von Dampfkesseln nicht absperrbare Rauchgas-Wasservorwärmer sind Teile von Dampfkesseln.

1.2 Zum Rauchgas-Wasservorwärmer gehören außer den Wandungen des Wasserraumes alle mit ihm verbundenen unabsperrbaren Rohrleitungen und Absperrarmaturen, soweit diese nicht Wandungsteile des Dampfkessels sind.

2 Bauarten

Diese TRD behandelt Rauchgas-Wasservorwärmer aus Stahl und aus Gußeisen-Rippenrohren mit oder ohne Stahlseele. Als Rippenrohrvorwärmer gelten alle Bauarten aus Einzelrohren, deren Oberfläche auf der von den Rauchgasen berührten Seite rippen-, nadel- oder wulstförmig ausgebildet ist.

3 Werkstoffe

3.1 Zulässige Werkstoffe

Es können folgende Werkstoffe verwendet werden:

3.1.1 Für Rauchgas-Wasservorwärmer hinter Dampferzeugern

(1) Gußeisen mit Lamellengraphit, Mindestgüte GG-20 nach DIN 1691 für Vorwärmer mit zulässigem Betriebsüberdruckp_v< 52 bar
Rauchgastemperatur< 600 °C
Wasseraustrittstemperatur< 245 °C

(2) Gußeisen mit Lamellengraphit, Mindestgüte GG-25 nach DIN 1691 für Vorwärmer mit zulässigem Betriebsüberdruckp_v< 100 bar
Rauchgastemperatur< 700 °C
Wasseraustrittstemperatur< 260 °C

(3) Stahl (auch Rippenrohre mit Stahlseele): Rohre und Sammler aus St 35.8/1, St 37.811, St 42.811 oder St 45.8/1 nach DIN 17175 bzw. DIN 17177 für Rauchgas-Wasservorwärmer mit zulässigem Betriebsüberdruckp_v< 52 bar
Rauchgastemperatur< 700 °C
Wasseraustrittstemperatur< 260 °C

(4) Bei Berechnungstemperaturen< 300 °C brauchen für die Wandungen von Rauchgas-Wasservorwärmern aus Stahl (auch Rippenrohre mit Stahlseele) einschließlich Rohrleitungen auf der Ein- und Austrittsseite keine Werkstoffe mit gewährleisteten Warmfestigkeitseigenschaften verwendet zu werden. Es genügen nahtlose oder geschweißte Rohre nach DIN 1629 oder DIN 1626. Dies gilt nur bis zu einem zulässigen Betriebsüberdruck von< 52 bar, einem lichten Rohrdurchmesserd_N< 150 mm und für eine maximale Beheizungstemperatur< 400 °C. Dabei darf das Produkt aus den Zahlenwerten Wandtemperatur in °C x zulässiger Betriebsüberdruck in Bar den Wert 7200 nicht überschreiten.

(5) Für zulässige Betriebsüberdrücke > 52 bar in den Grenzen von TRD 102

(6) Werkstoffe nach TRD-Reihe 100

(7) Sonstige Werkstoffe, wenn ihre Eignung und ihre Güteeigenschaften durch Gutachten des Sachverständigen nachgewiesen sind.

3.1.2 Für Rauchgas-Wasservorwärmer hinter Helßwassererzeugern

(1) Gußeisen mit Lamellengraphit, Mindestgüte GG-20 nach DIN 1691 für Rauchgas-Wasservorwärmer mit zulässigem Betriebsüberdruckp_v< 32 bar
Rauchgastemperatur< 600 °C
Wasseraustrittstemperatur< 200 °C

(2) Stahl (auch Rippenrohre mit Stahlseele): Rohre und Sammler aus St 35.8/1, St 37.8/1, St 42.8/1 oder St 45.8/1 nach DIN 17175. bzw. DIN 17177 für Rauchgas-Wasservorwärmer mit zulässigem Betriebsüberdruckp_v< 52 bar
Rauchgastemperatur< 700 °C
Wasseraustrittstemperatur< 260 °C

(3) Bei Berechnungstemperaturen< 300 °C brauchen für die Wandungen von Rauchgas-Wasservorwärmern aus Stahl (auch Rippenrohre mit Stahlseele) einschließlich Rohrleitungen auf der Ein- und Austrittsseite keine Werkstoffe mit gewährleisteten Warmfestigkeitseigenschaften verwendet zu werden. Es genügen nahtlose oder geschweißte Rohre nach DIN 1629 oder DIN 1626. Dies gilt nur bis zu einem zulässigen Betriebsüberdruck von< 52 bar, einem lichten Rohrdurchmesserd_N< 150 mm und für eine maximale Beheizungstemperatur< 400 °C. Dabei darf das Produkt aus den Zahlenwerten Wandtemperatur in °C x zulässiger Betriebsüberdruck in Bar den Wert 7200 nicht überschreiten.

(4) Für zulässige Betriebsüberdrücke > 52 bar in den Grenzen von TRD 102

(5) Werkstoffe nach TRD-Reihe 100

(6) Sonstige Werkstoffe, wenn ihre Eignung und ihre Güteeigenschaften durch Gutachten des Sachverständigen nachgewiesen sind.

3.2 Anforderungen an die Werkstoffe und deren Prüfung

3.2.1 Gußeisenwerkstoffe

(1) Als kennzeichnende Eigenschaft ist die Zugfestigkeit nach DIN 1691 zu prüfen. Bei Wanddicken über 20 mm sind hierzu, sofern die Konstruktion es zuläßt, Angußproben zu verwenden. Als Mindestforderungen gelten im allgemeinen die Werte der Zugfestigkeit in DIN 1691 unter Berücksichtigung ihrer Wanddickenabhängigkeit.

(2) An die Rohre und an die Rohrkrümmer sind Probekörper anzugießen, aus denen die Probestäbe herauszuarbeiten sind. Lage und Abmessung der Probekörper müssen gleichartige Güteeigenschaften wie das Werkstück erwarten lassen. Mit Zustimmung des Sachverständigen kann die Zahl der mit Probestücken zu versehenden Rohre und Rohrkrümmer auf mindestens 20 % herabgesetzt werden. Die anzugießenden Probestäbe sind in diesem Falle gleichmäßig über die Rohre und Krümmer aus jeder Schmelze zu verteilen. Für die Durchführung der Prüfung gilt:
DIN 50109 - Prüfung von Gußeisen mit Lamallengraphit (Grauguß); Zugversuch

(3) Bei der Prüfung der Gußstücke sind durchzuführen:

• Zugversuch,
• Wasserdruckprüfung,
• Besichtigung und Prüfung der Oberflächenbeschaffenheit,
• Nachprüfung der Abmessungen.

(4) Aus jeder zur Prüfung gestellten Serie von Rohren und Rohrkrümmern sind 3 %, jedoch mindestens zwei Proben, für den Zugversuch auszuwählen.
Bei zehn Rohren oder Rohrkrümmern und weniger aus einer Schmelze genügt ein Probesatz. Entspricht die Hälfte oder mehr als die Hälfte der Proben beim Zugversuch nicht den Forderungen, so sind die vorgelegten Stücke der entsprechenden Schmelze auszuscheiden. Versagt weniger als die Hälfte der Proben, so ist der betreffende Versuch an weiteren 3 % der Rohre bzw. Rohrkrümmern zu wiederholen. Hierbei müssen alle Proben den Anforderungen genügen, anderenfalls sind die zur Abnahme vorgelegten Stücke zurückzuweisen. In Zweifelsfällen oder bei besonderem Anlaß können die Eigenschaften der Gußstücke noch durch Entnahme von Stichproben aus den abzunehmenden Stücken selbst nachgeprüft werden.

(5) Sämtliche Rohre und Rohrkrümmer sind zur Prüfung der Festigkeit und Dichtheit einer Wasserdruckprüfung mit dem zulässigen Betriebsüberdruck des Vorwärmers p_v +40 bar, jedoch mit mindestens 100 bar, zu unterwerfen. Der Prüfdruck ist vor der eingehenden Besichtigung auf 80 bar abzusenken.

(6) Sämtliche Gußstücke sind auf ihre Oberflächenbeschaffenheit zu besichtigen. Der Guß muß lunkerfrei sein und darf höchstens unerhebliche Poren aufweisen. Das Ausbessern von Fehlstellen und von Schönheitsfehlern ist nur mit Zustimmung des Sachverständigen zulässig.

(7) Sämtliche druckführenden Teile sind in ihren wichtigsten Abmessungen anhand der zugehörigen Werkzeichnungen zu prüfen. Die Wanddicke darf an keiner Stelle das vorgeschriebene um mehr als 20 % unterschreiten. Die zwischen den beiden Dichtflächen gemessene Länge fertig bearbeiteter Rohre darf eine Maßabweichung von höchstens ± 0,2 mm aufweisen.

Etwaige Abweichungen von der Geraden dürfen den Zusammenbau nicht behindern. Die Flansche dürfen bei den einzelnen Rohren nicht gegeneinander verdreht oder versetzt sein. Ihre Dichtflächen müssen parallel laufen und senkrecht zur Rohrmittelachse stehen.

(8) Der Nachweis über die Prüfung nach den Abschnitten (2) bis (7) ist wie folgt zu führen:

beip_v< 52 bar: Abnahmeprüfzeugnis B nach DIN 50049
beip_v > 52 bar: Abnahmeprüfzeugnis a nach DIN 50049.

Die Wasserdruckprüfung ist in beiden Fällen durch das Herstellerwerk durchzuführen. Eine Bescheinigung ist dem Abnahmeprüfzeugnis beizufügen.

(9) Im übrigen gelten die Forderungen der DIN 1691.

3.2.2 Weitere Werkstoffe

Für die Anforderungen gelten die TRD der Reihe 100. Für Rohre nach DIN 1626 und DIN 1629 gelten die Anforderungen dieser Normen.

3.2.3 Sonstige Werkstoffe

Es gelten die in dem Gutachten des Sachverständigen festgelegten Anforderungen.

4 Bauausführung

4.1 Berechnungsdruck

Rauchgas-Wasservorwärmer sind für den zulässigen Betriebsüberdruck, auf den die Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung eingestellt sind, zu berechnen.

4.2 Berechnungstemperatur

Als Berechnungstemperatur für beheizte Teile ist die dem zulässigen Betriebsüberdruck entsprechende Sattdampftemperatur mit einem Temperaturzuschlag von 20 K zu wählen.

4.3 Zulässige Wassertemperatur

Die zulässige Wassertemperatur am Austritt soll bei Rauchgas-Wasservorwärmern aus Gußeisen möglichst 20 K unter der dem Arbeitsdruck des Dampfkessels entsprechenden Sattdampftemperatur liegen.

4.4 Aufstellung

Die Rauchgaszüge des Rauchgas-Wasservorwärmers sind so zu gestalten, daß eine ausreichende Durchspülung mit Luft erzielt werden kann. Die einzelnen Pakete sollen in Richtung des Rauchgasstromes in der Regel nicht höher als 2,5 m sein. Bei Rauchgas-Wasservorwärmern aus Gußeisen muß der Ausbau einzelner Pakete ohne Ausbau anderer Pakete möglich sein. RauchgasWasservorwärmer sind derart zu gestalten, daß die Rohr-pakete von der Gaseintrittseite und von der Gasaustrittseite besichtigt werden können. Durch die Aufstellung von Rauchgas-Wasservorwärmern über Dampfkesseln darf die Zugänglichkeit der Ausrüstungsteile der Dampfkessel und der Vorwärmer nicht beeinträchtigt werden.

5 Ausrüstung

5.1 Kennzeichnung

An jedem Abgas-Wasservorwärmer müssen auf einem Schild dauerhaft angegeben sein:

(1) Name und Firmensitz des Herstellers,

(2) zulässiger Betriebsüberdruck in Bar,

(3) zulässige Wärmeleistung in MW, kW,

(4) zulässige Wassertemperatur am Austritt in °C,

(5) Herstellnummer und Herstelljahr.

Das Schild muß am Vorwärmergerüst oder -gehäuse so befestigt sein, daß es auch nach der Ummantelung sichtbar bleibt.
Bei Rauchgas-Wasservorwärmern mit Bauartzulassung ferner:

(6) Bauartzulassungskennzeichen,

(7) Typ/Leistungsgröße der Baureihe.

5.2 Manometer

An jedem Rauchgas-Wasservorwärmer sind an der Eintrittseite ein Manometer und ein Anschluß für das Prüfmanometer nach DIN 16263 bzw. DIN 16271 anzubringen. An dem Manometer ist der zulässige Betriebsüberdruck des Rauchgas-Wasservorwärmers durch eine rote Strichmarke zu bezeichnen.

5.3 Sicherheitseinrichtung gegen Drucküberschreitung

5.3.1 Jeder Rauchgas-Wasservorwärmer muß an der höchsten Stelle eine Sicherheitseinrichtung gegen Drucküberschreitung haben, die der TRD 421 entspricht.

5.3.2 Der engste Strömungsdurchmesser vor dem Ventilsitz muß mindestens 15 mm betragen.

5.3.3 Bei der Bemessung des Sicherheitsventils ist Dampfausströmung bei dem Sattdampfzustand anzunehmen, der der Einstellung des Sicherheitsventils entspricht. Der der zulässigen Wärmeleistung entsprechende Dampfstrom muß abgeführt werden können, ohne daß dabei der zulässige Betriebsüberdruck um mehr als 10 % überschritten wird.

Auch durch den Speisewasserstrom darf der 1,1fache zulässige Betriebsüberdruck nicht überschritten werden.

5.3.4 Bei Wärmeleistungen > 350 kW sind in die Ausblaseleitungen Entspannungstöpfe einzubauen.

5.4 Temperaturmeßeinrichtungen

Jeder Rauchgas-Wasservorwärmer ist mit mindestens einer Temperaturmeßeinrichtung auszurüsten.

5.5 Absperreinrichtungen

Als Absperreinrichtungen können auch die Speisewasserabsperrventile bzw. Absperrventile an Heißwasserrückläufen von Dampfkesseln und Absperrventile an Speisepumpen bzw. Heißwasser-Rücklaufsammlern gelten.

5.6 Entleerungs- und Entlüftungseinrichtungen

5.6.1 Jeder Rauchgas-Wasservorwärmer ist mit einer Entleerungseinrichtung auszurüsten.

5.6.2 Jeder Rauchgas-Wasservorwärmer muß an der höchsten Stelle auch während des Betriebs einwandfrei entlüftet werden können.

5.7 Einrichtungen zur Vermeidung von Dampfbildung in Rauchgas-Wasservorwärmern aus Gußeisen

5.7.1 Anjedem Rauchgas-Wasservorwärmer aus Gußeisen ist eine geeignete Einrichtung vorzusehen, die verhindert, daß sich auch bei außergewöhnlichen Betriebsvorfällen Dampf im Rauchgas-Wasservorwärmer ansammelt. Als solche Einrichtungen sind jeweils anzusehen:

(1) Ein Absperrventil am Rauchgas-Wasservorwärmeraustritt, mit dem zu hoch erwärmtes Wasser oder etwa gebildeter Dampf gefahrlos abgeleitet werden kann. Dieses Absperrventil kann gleichzeitig als Entlüftungseinrichtung dienen.

(1) Für Dampfkesselanlagen mit nur einem Dampfkessel ein Umgehungskanal, der es gestattet, den Rauchgas-Wasservorwärmer rauchgasseitig abzuschalten. Bei Rauchgas-Wasservorwärmern, die für mehrere Dampfkessel verschiedenen Betriebsüberdruckes Verwendung finden, ist dafür zu sorgen, daß im ungünstigsten Betriebsfall keine Dampfbildung eintreten kann.

5.7.2 Bei Rauchgas-Wasservorwärmern hinter Heißwassererzeugern muß, wenn der Wasserumlauf nur durch eine Umwälzeinrichtung aufrechterhalten wird, erforderlichenfalls dafür gesorgt Werden, daß bei Ausfall dieser Umwälzeinrichtung zur Vermeidung von Dampfbildung ein Notumlauf möglich ist.

5.8 Speisewasserregler

5.8.1 Das von einem Speisewasserregler betätigte Regelventil soll bei Einzelvorwärmern in Strömungsrichtung vor dem Rauchgas-Wasservorwärmer eingebaut sein: Bei einem für mehrere Dampfkessel gemeinsamen Rauchgas-Wasservorwärmer kann es auch hinter dem Rauchgas-Wasservorwärmer eingebaut sein. In jedem Fall muß ein Durchspeisen durch den Rauchgas-Wasservorwärmer zur Verhütung von Dampfbildung jederzeit möglich sein.

5.8.2 Bei nicht stetig gespeisten Dampferzeugern kann von den Anforderungen des Abschnitts 5.8.1 abgewichen werden, wenn die Rauchgastemperatur nicht mehr als 400 °C beträgt und die Berechnungstemperatur für die Wandungen des Rauchgas-Wasservorwärmers nicht niedriger als die maximal auftretende Rauchgastemperatur ist. Die Verwendung von Armaturen aus Gußeisen mit Lamellengraphit für den Rauchgas-Wasservorwärmer ist hierbei nicht zulässig.

ENDE