Heizung & Energie | Wärmeerzeuger | 01.02.2019

Moderne Abgastechnik

Rehau erweitert Werk in Brake

Die weltweit tätige Rehau AG + Co (www.rehau.com) baute ihr Werk für die Automotive-Sparte in Brake aus. Die neuen Gebäude verfügen über eine eigenständige moderne Wärmeerzeugung. Entsprechende Abgasanlagen sowie Komponenten lieferte die Raab Gruppe (www.raab-gruppe.de). Für die passgenauen Schalldämpfer wurde eine Schallpegelmessung vorgenommen.

  • Im Rehau-Werk in Brake wurde eine umweltfreundliche Lackieranlage mit Lackierlogistikhalle und Hochregalanbindung errichtet. Quelle: Rehau, Brake

  • Drei Gasheizkessel mit fast 3 MW Leistung erwärmen die neuen Gebäude. Quelle: Raab-Gruppe, Neuwied

  • Bauteile aus den Raab-Systemen „EW-Alkon“ und „DW-Alkon“ wurden für die Abgasanlagen eingesetzt. Quelle: Raab-Gruppe, Neuwied

  • Gegen Druckschwankungen wurden zwei Implosionsklappen „IK 250“ installiert. Quelle: Raab-Gruppe, Neuwied

  • Durch die schnelle Luftzufuhr kann ein Implodieren der Abgasstrecke und damit großer Schaden zuverlässig verhindert werden. Quelle: Raab-Gruppe, Neuwied

  • Der Zugbegrenzer „250 SG“ regelt die Luftzufuhr in der Abgasstrecke eines Kessels. Quelle: Raab-Gruppe, Neuwied

  • Die drei Abgasstrecken wurden außen am Gebäude über Dach geführt. Quelle: Raab-Gruppe, Neuwied

Zur Wärmeversorgung des Fertigungsprozesses und der neuen Gebäude wurden im Zuge der Standorterweiterung bei Rehau in Brake drei Gasheizkessel mit insgesamt 2.945 kW Leistung installiert, um eine gute Energiebilanz zu erzielen. Die dreiteilige Wärmeerzeugung sichert einen stabilen und reibungslosen Betrieb, etwa bei Wartungen. Rund 80 bis 90 % der Wärme fließt über zwei Temperaturkreise von 65 und 80 °C in die Fertigung, wobei zwei Pufferspeicher mit jeweils 5.000 l Inhalt eingebunden sind. Der kleine Rest wird je nach Jahreszeit für die Gebäudeerwärmung genutzt. Die Verteilung, für die ein Pufferspeicher von 1.000 l eingebunden ist, erfolgt über eine Fußbodenheizung. Für die Abgastechnik samt Komponenten aus dem Hause Raab/Kutzner + Weber wurden hochwertige Bauteile aus Edelstahl verwendet.

Waagrecht und senkrecht

Zunächst wurden abhängig von der Leistung der Heizkessel die passenden Verbindungsleitungen und senkrechten Abgasstrecken gewählt. Hierbei kamen die Abgassysteme „EW-Alkon“ (einwandig) und „DW-Alkon“ (doppelwandig) in Nennweiten zwischen 250 und 500 mm zum Einsatz. Die direkte Verbindung zwischen Kessel und Abgasanlage wurde jeweils mit einem Körperschallabsorber versehen. Mit einem solchen Bauteil lassen sich die Schwingungen eines Wärmeerzeugers und dadurch entstehender Körperschall von der Abgasanlage entkoppeln. Dies gelingt u. a. durch die eingelegte Dämpfungseinlage aus dem Elastomer FKM. Zusätzlich punktet der Absorber durch die schnelle Herstellung von Verbindungen.

Die Wandstärke des einwandigen Edelstahl-Systems EW-Alkon wird mit 1,0 mm angegeben. Das Abgassystem verfügt über eine patentierte Verbindungstechnik, die ohne elastomere Dichtungen auskommt und für alle Wärmeerzeuger geeignet ist. Die metallische Flächendichtung mit einem 60 mm langen Konus ist verschleiß- und wartungsfrei und vermeidet dadurch Folgekosten. Spannbänder sichern die Verbindungsleitungen bzw. die eingesetzten Komponenten.

Die senkrechten Abgasstrecken von rund 19 m Höhe wurden mit dem doppelwandigen Raab-System errichtet, das ebenfalls metallisch dichtend funktioniert. Die Elemente mit 30 mm Wärmedämmung ließen sich schnell und sicher installieren. Im Innern konnten die Abgasstrecken aufgrund des geringen Gewichts auf Konsolen gesetzt werden, dann werden sie durch die Außenwand und weiter an der Außenfassade entlanggeführt, wo sie mit Wandbefestigungen gesichert sind. Die Kondensatableitungen wurden problemlos unterhalb der Konsolen eingebaut.

Schutz durch Implosionsklappen

In die beiden Anlagen wurde für die Brennwertkessel mit 545 bzw. 1.200 kW jeweils eine Implosionsklappe „IK 250“ installiert. Diese Schutzeinrichtung wird üblicherweise in die einwandige Verbindungsleitung integriert. Das Bauteil wirkt dort den Folgen großer Druckschwankungen entgegen. Auf eine jähe Druckerhöhung, z. B. durch eine Verpuffung oder eine unkontrollierte Abschaltung des Kessels, folgt schlimmstenfalls eine starke Druckminderung. Eine solch abrupte Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit kompensiert die Abgasanlage nur bedingt. Die Folgen dieses Strömungsabrisses können gravierend sein: Die Abgasanlage implodiert, es entstehen massive Verformungen an der Anlage selbst und im ungünstigen Fall auch im Heizkessel. Neben dem Ausfall der Wärmeerzeugung entstehen hohe Kosten für die Instandsetzung und den Austausch beschädigter Bauteile.

Die Implosionsklappe „IK 250“ beugt solchen Schäden vor, indem sie durch sofortiges Öffnen Luft in die Abgasstrecke nachströmen lässt. Dies geschieht mit Hilfe der Abdeckklappe, die im Innern des Bauteils sitzt und von einer Feder gehalten wird. Ist die Druckschwankung ausgeglichen und arbeitet der Heizkessel wieder normal, schließt die Klappe selbsttätig. Es kann an dieser Stelle kein Abgas austreten. Als empfehlenswert gilt die Implosionsklappe für Anlagen mit mehr als 300 kW Leistung und/oder einer wirksamen Schornsteinhöhe von über 20 m. Sowohl im Über- als auch im Unterdruck betriebene Feuerstätten können ausgerüstet werden, unabhängig vom verwendeten Brennstoff. Die Montage des Bauteils mit den Abmessungen 500 x 500 x 600 mm (LxBxH) erfolgte mit Hilfe eines T-Stücks.

Zugbegrenzer für gute Bedingungen

In der dritten Anlage, die an den Niedertemperatur-Kessel mit 1.350 kW anschließt, wurde ein Zugbegrenzer „250 SG“ installiert, den Kutzner + Weber für Großanlagen entwickelt hat. Diese Nebenlufteinrichtung schafft permanent gleichbleibende Druckbedingungen in der Abgasstrecke und erhöht dadurch den Wirkungsgrad der Heizungsanlage. Zudem reduziert sich durch die konstante Verbrennung der Schadstoffausstoß. Darüber hinaus ergibt sich mit dem Einsatz eines solchen Bauteils eine größere Sicherheit, denn witterungs- oder druckbedingte Störungen werden mit seiner Hilfe unterbunden. Die Überdruckklappe öffnet und schließt in einem Rhythmus, der nur durch eine äußerst schnelle Reaktion auf die sich verändernden Bedingungen zu erzielen ist. Der Zugbegrenzer wurde mit Hilfe des entsprechenden Abgasrohranschlusses in die Abgasleitung integriert und mit Hilfe einer Halterung abgestützt.

Objektspezifische Schalldämpfer

Das Rehau-Werk liegt in einem Mischgebiet, für das die TA Lärm tags 60 dB(A) und nachts 45 dB(A) vorsieht. Um keine Probleme mit der Nachbarschaft zu bekommen, wurden daher nach der Fertigstellung der Anlagen Schallpegelmessungen durchgeführt. Die Umsetzung wurde vom Ingenieurbüro IPV aus Kirchgellersen begleitet. Bei allen Messungen liefen die drei Kessel unter Volllast, um eine realistische Betriebssituation abzubilden. Anhand der ermittelten Daten – an den Schornsteinmündungen direkt sowie in 3 m Entfernung und an den Revisionsöffnungen – wurden die Bauteile exakt auf die zu dämpfenden Frequenzen ausgelegt. Zum Einsatz kamen Kombinationen aus Tiefton-Passiv- sowie Winkelschalldämpfern in verschiedenen Größen. Die Nachrüstung erfolgte an einem Wochenende, so dass Stillstandzeiten bei Rehau verhindert wurden. Anschließend wurde mit erneuten Schallpegelmessungen geprüft, ob die gewünschte Dämpfung erreicht wurde.

Fazit

Das komplexe Projekt wurde durch das gute Zusammenspiel der Beteiligten mit dem gewünschten Ergebnis abgeschlossen. Die Kesselanlage im Neubau arbeitet nicht zuletzt durch die moderne Abgastechnik effizient. Durch die Schutzeinrichtungen – Implosionsklappen und Zugbegrenzer – wird eine hohe Sicherheit erzielt. Die passgenauen Schalldämpfer reduzieren die Lärmemission auf das vorgeschriebene Niveau.

Autor: Marion Paul-Färber
Last PR
Osnabrück

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