Feuerung


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Eine Feuerung ist eine technische Vorrichtung zur Wärmeerzeugung durch Verbrennung geeigneter Brennstoffe. Im Amts- bzw. Juristendeutsch und von Schornsteinfegern werden Feuerungen 'Feuerstätten' genannt (siehe unten). Was als Feuerstätte definiert ist, muss in Deutschland vom Bezirksschornsteinfegermeister abgenommen werden; zudem muss regelmäßig eine Feuerstättenschau stattfinden.

Großfeuerungsanlagen oder Kleinfeuerungsanlagen

Die gesetzlichen Vorschriften unterscheiden dabei:

in Deutschland

Die 1. Verordnung des deutschen Bundesimmissionsschutzgesetzes (die Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen, umgangssprachlich auch Kleinfeuerungsanlagenverordnung<ref> Text der Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen</ref>) definiert Kleinfeuerungsanlagen<ref>Anja Behnke: Novellierung der Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen, Umweltbundesamt =169.</ref> Die Feuerung wird über den eingesetzte Feuerungsmanager so betrieben, dass regelmäßig die Verbrennungsluft soweit reduziert wird, bis der charakteristische CO-Anstieg einsetzt. Während bei Verwendung von Sauerstoffsonden der Luftüberschuss auf etwa λ = 1,025 reduziert wird, kann bei Einsatz der CO-Sonde in Abhängigkeit von der Geometrie des Feuerungsraumes und der Flammenausbildung ein λ = 1,005 bis 1,008 erzielt werden.

Verbesserung des Wärmeüberganges

Die Verbesserung des Wärmeüberganges in einem Heizkessel zielt auf eine Erniedrigung der Abgastemperatur und weitgehende Abkühlung des Abgases. Durch Teilkondensation des Wasserdampfes im Abgasstrom kann die zu Wärme umgesetzte chemisch gebundene Energie mit der Brennwerttechnologie besser genutzt werden. Auch bei industriellen Dampfkesseln werden standardmäßig Speisewasservorwärmer (Eco) und ggf. auch Vorwärmer für das Zusatzwasser oder die Verbrennungsluft (Luvo) verwendet.

Sicherheitseinrichtungen

Feuerungen an Dampfkesseln

Bei der Zuführung von Brennstoffen zur Feuerung eines Dampfkessels müssen definierte Parameter eingehalten werden. Wenn die Brennstoffzuführung automatisch erfolgt, dann muss sie sicher unterbrochen werden, wenn ein Sicherheitskriterium der Kesselanlage (zum Beispiel Wassermangel) anspricht.

Das sichere Zünden des Brennstoffes und die Überwachung einer Feuerung während des Betriebes sind sicherheitsrelevante Kriterien, um eine Verpuffung mit gravierenden Schäden zu verhindern.

Daher müssen in die Einrichtungen für den Brennstofftransport zur Feuerung Regeleinrichtungen integriert werden und Ausrüstungsteile eingebaut werden (siehe Steuern und Regeln), die den Brennstofffluss sicher unterbrechen.

Bei einem direkt mit Festbrennstoff befeuerten Warmwasserbereiter bewirkt eine Thermische Ablaufsicherung, dass bei Überhitzung des Vorlaufs kaltes Trinkwasser zugeführt wird und das zu heiße Wasser (meist in die Kanalisation) abgeführt wird.

Sicherheitseinrichtungen an Feuerungen für gasförmige oder flüssige Brennstoffe

Durch Mängel an Feuerungen können Verpuffungen auftreten. Besonders gefährlich ist eine Gasansammlung im Feuerungsraum, die gezündet wird. Bei einem stöchiometrischen Gas-Luft-Gemisch entsteht ein Explosionsdruck von ca. 8 bar, der den Verbrennungsraum und die Abgaswege zerstört.

Flammenwächter

Der Flammenwächter - auch als Flammenfühler bezeichnet - hat die Funktion, die Ausbildung der Flamme zu überwachen. Für Öl- und Gasfeuerungen können UV-Fotodioden verwendet werden, deren Signal verstärkt wird. Aufgrund der hohen Temperatur in der Flamme ist das Gas teilweise ionisiert und es hat somit eine messbare elektrische Leitfähigkeit. Bei Gasfeuerungen macht man sich dies zu nutze, indem ein isolierter Wolframstab in die Flamme geführt wird und der Strom gegen die Brennermasse gemessen wird.

Feuerungsautomat

Die Steuerung von Gas- und Ölbrennern erfolgt über einen Feuerungsautomaten, der folgende Funktionen beinhaltet:

  • Schließen der Sicherheits-Schnellschlussventile für den Brennstoff bei Ansprechen eines sicherheitsrelevanten Begrenzers (zum Beispiel Wassermangel, Überdruck) oder Betätigung des Notaus-Tasters,
  • Einhalten und Überwachung der Vorbelüftung, um unverbrannte Gase aus dem Kessel zu spülen,
  • Der Flammenwächter wird an den Feuerungsautomat angeschlossen. Bei Ausfall der Flamme müssen innerhalb einer vorgegebenen Sicherheitszeit die Sicherheits-Schnellschlussventile für den Brennstoff geschlossen werden.
  • Die Druckwächter für Gasdruck-min und Verbrennungsluft-min sind auf den Feuerungsautomaten aufgeschaltet. Bei unzureichendem Druck müssen die Sicherheits-Schnellschlussventile geschlossen werden.

Der Feuerungsautomat überwacht sicherheitsrelevante Funktionen. Eine Brennstofffreigabe bei ausgefallener Flamme hat zur Folge, dass der gesamte Rauchgasraum eines Kessels mit einem explosionsfähigen Gas-Luft-Gemisch gefüllt ist. Ein Wiederzünden zu dem Zeitpunkt hat eine Verpuffung und möglicherweise Zerstörung des Kessels zur Folge. Daher muss der Feuerungsautomat bauteilgeprüft sein oder einer Einzelprüfung unterzogen werden. Feuerungsautomaten für Gas werden nach der EG-Richtlinie über Gasverbrauchseinrichtungen 90/396/EWG geprüft und tragen das zugewiesene CE-Zeichen.

Feuerungsautomaten wurden bis zum Anfang der 2000er Jahre vorzugsweise als elektromechanische Bauteile ausgeführt, die über eine Rollensteuerung verfügten, über die die Brennstoffventile, Verbrennungsluftgebläse und ggf. die Ölförderpumpe angesteuert werden. Für aufwändigere Anlagen wurden Relaissteuerungen verwendet, die teilweise redundant ausgeführt werden mussten, um den Sicherheitsanforderungen zu genügen. Für größere Anlagen, die zur energetischen Optimierung mit einer elektronischen Verbundregelung und ggf. mit einer Sauerstoffoptimierung ausgerüstet sind, werden mittlerweile elektronische fehlersichere Steuerungen mit Mikroprozessoren verwendet, die eine Vielzahl von Parametrierungen zulassen. Für diese Geräte hat sich der Begriff Feuerungsmanager durchgesetzt.

Für Großwasserraumkessel, die nach der europäisch harmonisierten EN-Norm ausgerüstet werden, muss die EN 12953-7 Anforderungen an Feuerungsanlagen für flüssige und gasförmige Brennstoff für den Kessel eingehalten werden.

Siehe auch

Literatur/Quellen

Fritz Mayr: Kesselbetriebstechnik. 10. Auflage 2003, ISBN 3-930039-13-3.

Einzelnachweise

<references />