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Technische Regeln für Dampfkessel
Dampfkessel der Grupe II
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TRD 702 Anlage 1 - Zusätzliche Anforderungen zu TRD 702 an Dampfkesselanlagen mit Heißwassererzeugern der Gruppe II mit automatischen oder teilautomatischen Feuerungen für Kohle *

Ausgabe Dezember 1996
(BArbBl. 12/1996 S. 94aufgehoben)

1 Geltungsbereich

Dampfkesselanlagen mit Heißwassererzeugern der Gruppe II mit automatischen oder teilautomatischen Feuerungen für stückige Kohle ohne separates Rostkühlsystem, deren Feuerungswärmeleistung > 350 kW je Wärmeerzeuger ¹ beträgt, sind so auszurüsten und zu betreiben, daß auf der Wasserseite und auf der Feuerungsseite keine gefährlichen Betriebszustände eintreten können. Dies wird erreicht, wenn die nachfolgenden Anforderungen dieser TRD eingehalten werden.

2 Regelung von Brennstoff- und Luftmassenstrom, Feuerraumdruck

2.1 Brennstoff- und Luftmassenstrom

Die Dampfkesselanlage ist mit einer leistungsabhängigen Feuerungsregelung auszurüsten, die folgende Größen verhältnisgleich regelt oder ein festes Verhältnis einstellt;

(1) Brennstoffmassenstrom,

(2) Luftmassenstrom.

2.2 Feuerraumdruck

Dampfkesselanlagen mit Unterdruck im Feuerraum sind mit einer selbsttätigen Regelung zur Beibehaltung eines Feuerraumunterdruckes auszurüsten, oder es ist der Unterdruck auf andere Weise ständig sicherzustellen, z.B. durch Einbau eines Kaminzugbegrenzers.

3 Abschaltung der Feuerung

Die Abschaltung der Feuerung geschieht durch Unterbrechen des Brennstoffmassenstroms und Anpassung des Luftmassenstroms (unter Berücksichtigung von Abschnitt 4.1).

Die Feuerung ist in folgenden Fällen selbsttätig abzuschalten und zu verriegeln;

(1) bei Ausfall der Verbrennungsluft,

(2) bei Ausfall des Saugzuggebläses oder bei nicht ausreichend freiem Abgasweg, z.B. nicht geöffneter Abgasklappe,

(3) bei nicht ausreichendem Feuerraumunterdruck ²,

(4) bei Ausfall der Steuerenergie,

(5) bei unzulässiger Erwärmung im Bereich des Schlackeabwurfs, sofern nicht durch andere Maßnahmen eine unzulässige Erwärmung zuverlässig verhindert wird,

(6) bei Ansprechen von Begrenzern,

(7) bei Ausfall der Umwälzpumpe bzw. der Umwälzpumpen,

(8) bei Unterschreitung des Minimal-Druckes in Heißwasseranlagen mit Fremddruckhaltung.

4 Sicherung gegen unzulässige Gaskonzentration im Rauchgas

4.1 Bei Abschaltung der Feuerung nach Abschnitt 3 (1) bis (8) ist erforderlichenfalls die Luftzufuhr selbsttätig so anzupassen, daß die Konzentrationen folgender Gase im Rauchgas nicht überschritten werden.

Wenn die Konzentrationen der Gase CH₄ + CO + H₂< 2 Vol.-% beträgt, kann die C_mH_n-Messung entfallen.

4.2 Die Einhaltung der in Abschnitt 4.1 festgelegten Konzentrationen ist nach Abschnitt 8.2 nachzuweisen. Ferner ist nach Abschnitt 8.3 nachzuweisen, daß nach Abschnitt 3 (2) die Rauchgase gefahrlos abgeleitet werden bei

• Ausfall der Verbrennungsluft,
• nicht ausreichend freiem Abgasweg.

5 Sicherung gegen unzulässigen Druck- oder Temperaturanstieg bzw. unzulässiges Ausdampfen

5.1 Nach dem Abschalten der Feuerung darf es nicht zu einem unzulässigen Druck- oder Temperaturanstieg bzw. zu einem unzulässigen Ausdampfen kommen (z.B. Restwärme aus dem Kohlebett). Die überschüssige Wärme muß gefahrlos aus dem Heißwassererzeuger bzw. aus dem Bereich der Feuerung abgeführt werden können.

Die Einhaltung der Forderung kann z.B. bei Anlagen mit Eigendruckhaltung folgendermaßen erfüllt werden:

Nach dem Abschalten der Feuerung aus Vollastbeharrung und bei einem im Wärmeerzeuger selbst auf Höhe NW liegendem Wasserstand muß die Rauchgastemperatur in Höhe des höchsten Feuerzuges (HF) 400 °C unterschreiten, bevor der Wasserstand auf 50 mm über HF abgesunken ist. Gleichzeitig darf die Wassertemperatur im Rost die zulässige Siedetemperatur nicht überschreiten. Die Wasserstandanzeigeeinrichtung ist so anzuordnen, daß das Maß "50 mm über HF" zu erkennen ist.

5.2 Die Einhaltung der Forderung des Abschnittes 5.1 ist durch Versuch nach Abschnitt 8.4 nachzuweisen

• bei Kesselsonderbauarten durch Einzelprüfung,
• bei Serienkesseln im Rahmen der Bauartzulassung und zugehöriger Baumusterprüfung.

6 Sicherung gegen Rückbrand

6.1 Während des Betriebes und nach Unterbrechung der Brennstoffzufuhr nach Abschnitt 3 darf es nicht zu einer unzulässigen Erwärmung im Bereich der Brennstoffzufuhr kommen.

6.2 Die Forderung nach Abschnitt 6.1 gilt als erfüllt, wenn die Feuerung im Bereich der Brennstoffzufuhr mit mindestens einem zuverlässigen Temperaturwächter ³ ausgerüstet ist. Dieser muß beim Überschreiten eines Temperaturgrenzwertes, der deutlich unterhalb der Zündtemperatur des Brennstoffes liegen muß, Maßnahmen zur Temperaturabsenkung einleiten (z.B. Einschalten einer Sprühwasserlöschanlage oder dgl.). Die Einrichtungen dürfen sich selbsttätig nur zeitverzögert abschalten. Das Ansprechen des Temperaturwächters oder der Löscheinrichtung muß erkennbar bleiben.

6.3 Die Forderung nach Abschnitt 6.1 ist auch erfüllt, wenn zwischen Brennstoffvorrat außerhalb des Kessels und Feuerung eine Beschickungseinrichtung vorgesehen ist, die aufgrund ihrer Konstruktion einen Rückbrand ausschließt.

7 Sicherung gegen unzulässiges Erwärmen im Bereich des Schlackeabwurfs

7.1 Während des Betriebes ist eine unzulässige Erwärmung ⁴ im Bereich des Schlackeabwurfs in einen Bunker, Trichter oder dgl. zu vermeiden.

7.2 Die Forderung nach Abschnitt 7.1 gilt z.B. als erfüllt, wenn die Anlage im Bereich des Schlackeabwurfs mit einem zuverlässigen Temperaturbegrenzer ³ ausgerüstet ist, der die Feuerung innerhalb von 10 Minuten abschaltet und verriegelt (s. Abschnitt 3 (5)).

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8 Nachweise

8.1 Allgemeines

Soweit in den Abschnitten 4 bis 7 besondere Nachweise gefordert werden, sind diese im Rahmen der Abnahmeprüfung wie folgt zu erbringen:

(1) Die Nachweise sind für den Betriebszustand, "Abschalten der Feuerung aus der Vollastbeharrung" zu führen.

(2) Für den Nachweis ist derjenige Brennstoff (Garantiebrennstoff) einzusetzen, der für den späteren Betrieb verwendet wird.

(3) Der Betreiber hat die für die Nachweisführung erforderlichen Meßgeräte bereitzustellen und die Messungen im Einvernehmen mit dem Sachverständigen zu veranlassen.

8.2 Nachweis der Konzentration der Gase im Rauchgas

Die Messungen sind an geeigneter Stelle der Dampfkesselanlage, z.B. am Rauchgasaustritt des Heißwassererzeugers, als Einzelpunktmessungen für das Abschaltkriterium ,"Ausfall der Steuerenergie" zu führen. Die Gaskonzentrationen sind nach dem Abschalten der Feuerung für die Dauer von mindestens 30 Minuten aufzuzeichnen.

8.3 Nachweis der gefahrlosen Rauchgasabführung

Der Nachweis der gefahrlosen Rauchgasabführung nach dem Abschalten der Feuerung erfolgt durch Messung des Unterdruckes im Feuerraum.

8.4 Nachweis der Sicherheit gegen unzulässigen Druck- oder Temperaturanstieg bzw. das unzulässige Ausdampfen. Je nach Art der Anlagenschaltung und Absicherung sind folgende Versuche durchzuführen:

8.4.1 Abfuhr der überschüssigen Wärme über Sicherheitsventile

Bei Anlagen mit Dampfraum im Wärmeerzeuger nach Bild 1 der DIN 4752 ist nachzuweisen, daß der Wasserinhalt zwischen der NW-Marke und der Mündung der Heißwasservorlaufleitung ausreicht, um die anfallende Restwärme in Dampfform über Sicherheitsventile abzuführen. Bei diesem Ausdampfversuch sind folgende Bedingungen einzuhalten:

• Aufheizen der Anlage auf die zulässige Betriebstemperatur Einstellen des Wasserstandes auf NW,
• Hochheizen bis zum Ansprechen des Sicherheitstemperatur- bzw. Max.-Druckbegrenzers,
• Messung des Wasserstandes, wenn die Sicherheitsventile wieder geschlossen haben und kein Druckanstieg mehr stattfindet.

Bei Heißwassererzeugern mit Dampfraum in der Ausdehnungstrommel oder im Druckausdehnungsgefäß beziehen sich die obigen Festlegungen auf den niedrigsten Wasserstand und die Mündung der Vorlaufleitung in der Ausdehnungstrommel bzw. im Druckausdehnungsgefäß.

8.4.2 Aufnahme der überschüssigen Wärme im Heißwassererzeuger

Durch Temperaturmessungen am Einbauort der Temperaturregel- und Begrenzungseirtrichtungen ist nachzuweisen, daß der Wasserinhalt des Heißwassererzeugers ausreicht, um die anfallende Restwärme in Form einer Temperaturerhöhung aufzunehmen.

Hierbei sind folgende Bedingungen einzuhalten:

Hochheizen bis zum Ansprechen des Sicherheitstemperaturbegrenzers,

• Abschalten der Netz-Umwälzpumpen,
• Aufzeichnen des Temperaturverlaufs für die Dauer von mindestens einer Stunde.

Die Heißwassertemperatur darf dabei höchstens soweit ansteigen, daß die zum Einstelldruck des Mindestdruckbegrenzers gehörige Sattdampftemperatur zuzüglich der zulässigen Überschwingtemperatur von 10 K nicht erreicht wird ⁵.

8.4.3 Abfuhr der überschüssigen Wärme über einen Sicherheitswärmeverbraucher ⁶.

Dieser Nachweis besteht aus einer Systemprüfung im Rahmen der Vorprüfung und aus einer Funktionsprüfung im Rahmen der Abnahmeprüfung.

Die Systemprüfung umfaßt:

• Auslegungsdaten des Kesselherstellers,
• Kühlmedium,
• Eignung und Ansteuerung der Sicherheitsabsperreinrichtung.

Bei der Funktionsprüfung wird festgestellt, ob der Sicherheitswärmeverbraucher aufgrund seiner Heizfläche und seiner Anordnung bei bestimmungsgemäßem Kühlmediumdurchsatz in der Lage ist, die anfallende Restwärme abzuführen, ohne daß die Vorlauftemperatur um mehr als das zulässige Maß überschwingt. Die Prüfung wird bei abgeschalteter Netzumwälzung so lange durchgeführt, bis die Vorlauftemperatur nicht mehr ansteigt.

8.4.4 Aufnahme der Restwärme im Heißwassernetz

Durch Berechnung ist nachzuweisen, daß der Wasserinhalt des Heißwassernetzes (ohne Wärmeverbraucher) ausreicht, um die Restwärme aufzunehmen. Hierbei ist diejenige Temperaturdifferenz zugrunde zu legen, die sich aus der betrieblichen Vorlauftemperatur (maximaler Sollwert der Temperaturregelung) und der zulässigen Vorlauftemperatur ergibt, bei der aufgrund des abgesicherten Mindestdruckes an keiner Stelle des Heißwassernetzes Dampfbildung auftritt.

Durch die Funktionsprüfung ist nachzuweisen, daß die Ersatzstromversorgung für die Netz-Umwälzpumpen eine genügend hohe Verfügbarkeit aufweist und die Netz-Umwälzpumpen nach Netz-Stromausfall wieder selbsttätig in Betrieb gehen. Die Prüfung wird bei eingeschalteten Netz-Umwälzpumpen so lange durchgeführt, bis die Vorlauftemperatur nicht mehr ansteigt. In der Regel kann die Prüfung nach maximal einer Stunde beendet werden.

8.5 Nachweis der Sicherung gegen Rückbrand

Der Nachweis der Sicherung gegen Rückbrand besteht aus einer einmaligen Systemprüfung im Rahmen der Vorprüfung bzw. Bauartzulassung und einer einmaligen Funktionsprüfung anläßlich der Abnahmeprüfung. Bei der Funktionsprüfung sind der Temperaturwächter und die Einrichtung zur Temperaturabsenkung auf Signalverarbeitung zu prüfen.

8.6 Nachweis der Sicherung gegen unzulässiges Erwärmen im Bereich des Schlackeabwurfs

Der Nachweis der Sicherung gegen unzulässiges Erwärmen im Bereich des Schlackeabwurfs besteht aus einer Funktionsprüfung des Temperaturbegrenzers mit simulierter Wärmequelle.

9 Kontrollgang

Die Heißwasseranlage ist täglich auf einem Kontrollgang von einem Betriebsangehörigen auf ihren ordnungsgemäßen Zustand zu überprüfen (z.B. Funktion der Entaschungseinrichtung).

10 Hinweise

Von dieser TRD darf abgewichen werden, wenn die Sicherheit auf andere Weise gleichermaßen erfüllt wird, z.B. 24 h/Tag Bereitschaftsdienst über eine zentrale Fernüberwachung und täglichem Kontrollgang.

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1)Anwendung bei einer Feuerungswärmeleistung von weniger als 350 kW in Abstimmung der Beteiligten

2) Abschaltverzögerungen bis zu 15 sec. sind zulässig.

3) Der Nachweis ist im Regelfall durch eine Bauteilprüfung zu erbringen.

4) Der Grenzwert ist anlagenbezogen festzulegen und durfte im Regelfall in der Größenordnung bei 300 °C bis 400 °C liegen.

5) DDA-Auslegung 1982/2

6) Sicherheitswärmeverbraucher: Auch bei Ausfall der Energieversorgung der Feuerung und/oder der Umwälzpumpen muß die Energieversorgung des Sicherheitswärmeverbrauchers gewährleistet sein.

ENDE