Widerstandsfähig unter extremen Bedingungen

PTFE-Verbundkompensatoren von Frenzelit in Entstaubungsanlagen

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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 von Frenzelit beweisen hingegen unter diesen extremen Bedingungen ihre Widerstandsfähigkeit.

Ulf Pöhlmann, Director Sales and Engineering, Frenzelit GmbH, Bad Berneck

Inhaltsverzeichnis

1. PTFE-Verbundkompensatoren trotzen Pulsationen
2. Gewebeschädigung durch Kondensat entgegenwirken
3. Spezielle formstabile Faltenbalggeometrie
4. Maximale sich überlagernde Problemstellungen

Pulsationen des Abgasstroms sind bei Entstaubungsanlagen ein oft beobachtetes Phänomen. Sie hängen mit der Fahrweise der Anlage zusammen. Erst während des Betriebes zeigt sich in der Regel, 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 weder der geforderten Materialfestigkeit noch der 100%igen 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.

PTFE-Verbundkompensatoren trotzen Pulsationen

In vielen Entstaubungsanlagen, in denen nicht vorhersehbare Pulsationen auftraten, hat die oberfränkische Frenzelit GmbH klassische Weichstoffkompensatoren durch PTFE-Verbundkompensatoren ersetzt. Bei dem eingesetzten PTFE-Verbundmaterial handelt es sich um einen widerstandsfähigen Werkstoff, der sich insbesondere durch eine sehr gute mechanische Festigkeit sowie chemische Beständigkeit charakterisieren lässt. PTFE ist resistent gegen Schwefeldioxid (SO2), Schwefeltrioxid (SO3), Schwefelsäure (H2SO4) 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 durch Kondensat entgegenwirken

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 dessen 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.

Spezielle formstabile Faltenbalggeometrie

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 der konkreten Vorgabe. Selbst Anforderungen, die im Projektstadium noch nicht von Anfang an berücksichtigt wurden, wie z. B. mögliche Druckwechselbelastungen in Entstaubungsanlagen, werden durch die 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.

Maximale sich überlagernde Problemstellungen

Hohe Bewegungsdynamik, hohe Betriebszyklen, maximaler Kondensatanfall und eine vergleichsweise große Druckwechselbelastung des Abgasstroms stellen die Herausforderungen 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. Die PTFE-Verbundkompensatoren lösen dieses atypische Problem beim Einsatz in pulsationssensiblen Entstaubungsanlagen und sollten daher erste Wahl sein.

Anlagenbauer und Kunden profitieren bereits in der Entwicklung und Konstruktion vom Frenzelit-Design und der damit verbundenen Fertigungstiefe. Dahinter verbirgt sich ein fundiertes Werkstoff- und Verfahrens-Know-how, gepaart mit einem enormen praktischen Erfahrungsschatz aus zahlreichen Kompensatoren-Projekten. Das Ergebnis ist eine konkrete und lösungsorientierte Auslegung mit entsprechendem Engineering und Design. Dieses projektbezogene Konzept wird abgerundet durch eine professionelle und leistungsgerechte Abarbeitung und Montage vor Ort. So kommen Customized Oriented Solutions zustande, die, wie im Fall von Entstaubungsanlagen, mit dem Frenzelit-PTFE-Verbundkompensator 100%ig auf die jeweiligen Anforderungen abgestimmt werden und deshalb selbst unerwartete und vielschichtige Problemstellungen lösen. bec

www.frenzelit.com

Detaillierte Informationen zu den PTFE-Verbundmaterialkompensatoren:
hier.pro/P44UM

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