Wie dimensioniert man eine Kesselspeisepumpe?

Die richtige Dimensionierung einer Kesselspeisepumpe ist für einen optimalen Kesselbetrieb und eine optimale Kesseleffizienz unerlässlich. Die Kesselspeisepumpe ist dafür verantwortlich, den Kessel mit dem erforderlichen Druck und der erforderlichen Durchflussrate mit Wasser zu versorgen. Falsch dimensionierte Pumpen können zu Problemen wie unzureichender Wasserversorgung, übermäßigem Energieverbrauch und vorzeitigem Pumpenausfall führen. Um eine Kesselspeisepumpe richtig zu dimensionieren, befolgen Sie diese Schritte:

Schritt 1: Bestimmen Sie die Dampfleistung des Kessels

Der erste Schritt bei der Dimensionierung einer Kesselspeisepumpe besteht darin, die maximale Dampfleistung des Kessels zu bestimmen. Diese Information kann in den Spezifikationen des Kesselherstellers gefunden oder anhand der Heizfläche und des Dampfdrucks des Kessels berechnet werden.

Um die Dampfleistung zu berechnen, verwenden Sie die folgende Formel:

Dampfleistung (lb/h) = Heizfläche (ft²) × Verdampfungsrate (lb/ft²/h)

Die Verdampfungsrate hängt vom Kesseltyp und Betriebsdruck ab. Ein Wasserrohrkessel mit 150 psig kann beispielsweise eine Verdampfungsrate von 5 lb/ft²/h haben.

Schritt 2: Berechnen Sie die Speisewasserdurchflussrate

Wenn Sie die Dampfleistung des Kessels kennen, können Sie den erforderlichen Speisewasserdurchfluss berechnen. Der Speisewasserdurchfluss muss ausreichen, um das als Dampf verdampfte Wasser zu ersetzen und etwaige Verluste durch Abschlämmen oder Leckagen zu berücksichtigen.

Um die Speisewasserdurchflussrate zu berechnen, verwenden Sie diese Formel:

Speisewasserdurchflussrate (gpm) = Dampfleistung (lb/hr) ÷ (500 × [1 - Abblaserate])

Die Konstante 500 steht für die ungefähre Anzahl Pfund Wasser pro Stunde, die 1 Gallone pro Minute (gpm) entspricht. Die Abschlämmrate ist der Prozentsatz an Wasser, der absichtlich aus dem Kessel abgelassen wird, um die Konzentration gelöster Feststoffe zu kontrollieren. Eine typische Abschlämmrate liegt zwischen 1% und 5%.

Schritt 3: Bestimmen Sie den erforderlichen Pumpenauslassdruck

Die Kesselspeisepumpe muss den Betriebsdruck des Kessels und alle Druckverluste im Speisewassersystem überwinden. Um den erforderlichen Pumpenauslassdruck zu ermitteln, addieren Sie den Kesselbetriebsdruck zum Gesamtdruckverlust in den Speisewasserleitungen, Ventilen und Armaturen.

Pumpenauslassdruck (psig) = Kesselbetriebsdruck (psig) + Gesamtdruckverlust (ft) ÷ 2,31

Die Konstante 2,31 wird verwendet, um Fuß Kopf in psi umzurechnen.

Schritt 4: Wählen Sie eine Pumpe basierend auf Durchflussrate und Abgabedruck

Wenn Sie den erforderlichen Speisewasserdurchfluss und den Pumpenauslassdruck kennen, können Sie eine Kesselspeisepumpe auswählen, die diese Spezifikationen erfüllt. Konsultieren Sie die Kataloge der Pumpenhersteller oder arbeiten Sie mit einem Pumpenlieferanten zusammen, um eine Pumpe mit einer Leistungskurve auszuwählen, die Ihren Anforderungen entspricht.

Berücksichtigen Sie bei Ihrer Auswahl Faktoren wie Pumpeneffizienz, Baumaterialien und Motorgröße. Entscheiden Sie sich für eine Pumpe mit hohem Wirkungsgrad, um Energieverbrauch und Betriebskosten zu minimieren.

Schritt 5: Redundanz und zukünftige Erweiterungen berücksichtigen

Bei der Dimensionierung einer Kesselspeisepumpe ist es wichtig, die Systemredundanz und mögliche zukünftige Erweiterungen zu berücksichtigen. Die parallele Installation mehrerer Pumpen kann bei Pumpenausfall Reservekapazität bieten und höhere Durchflussraten ermöglichen, wenn die Kesseldampfleistung in Zukunft erweitert wird.

Bemessen Sie jede Pumpe so, dass sie mindestens 50% der insgesamt erforderlichen Durchflussmenge bewältigen kann, um eine ausreichende Redundanz sicherzustellen. Mit diesem Ansatz können die Pumpen auch an ihren effizientesten Punkten arbeiten, was den Energieverbrauch senkt und die Lebensdauer der Pumpe verlängert.

Berechnungsbeispiel für eine Kesselspeisepumpe

Sehen wir uns ein Beispiel zur Dimensionierung einer Kesselspeisepumpe für einen Wasserrohrkessel mit den folgenden Spezifikationen an:

• Heizfläche: 465 m²
• Betriebsdruck: 150 psig
• Verdunstungsrate: 5 lb/ft²/h
• Abblaseleistung: 3%
• Gesamtdruckverlust: 50 ft

Schritt 1: Berechnen Sie die Dampfleistung

Dampfleistung = 5.000 ft² × 5 lb/ft²/h = 25.000 lb/h

Schritt 2: Berechnen Sie die Speisewasserdurchflussrate

Speisewasserdurchflussrate = 25.000 lb/h ÷ (500 × [1 - 0,03]) = 51,5 gpm

Schritt 3: Bestimmen Sie den erforderlichen Pumpenauslassdruck

Pumpenabgabedruck = 150 psig + 50 ft ÷ 2,31 = 171,6 psig

Schritt 4: Wählen Sie eine Pumpe
Wählen Sie auf der Grundlage der berechneten Durchflussrate von 51,5 gpm und des Auslassdrucks von 171,6 psig eine Pumpe mit einer Leistungskurve aus, die diese Anforderungen erfüllt oder übertrifft.

Schritt 5: Redundanz in Betracht ziehen
Installieren Sie aus Redundanzgründen zwei Pumpen parallel, die jeweils für mindestens 50% der Gesamtdurchflussrate (25,75 gpm) ausgelegt sind.

Wenn Sie diese Schritte befolgen und die bereitgestellten Formeln verwenden, können Sie die Größe einer Kesselspeisepumpe genau bestimmen, um optimale Kesselleistung, Energieeffizienz und Zuverlässigkeit sicherzustellen. Denken Sie bei der endgültigen Pumpenauswahl daran, Faktoren wie Redundanz und zukünftige Erweiterungen zu berücksichtigen.