Abgas-Economiser

Was diese Bauart abhebt

Ein Abgas-Economiser ist ein Wärmetauscher und kein Feuerkessel: Abgas aus dem Hauptmotor streicht über ein Bündel berippter Rohre, und die Wärme, die es sonst an die Atmosphäre abgeben würde, erzeugt stattdessen Dampf oder erhitzt Thermalöl. Er hat keinen eigenen Brenner, weshalb seine Dampfleistung unmittelbar der Hauptmotorlast folgt. Bei kleiner Last oder beim Manövrieren fallen Abgastemperatur und -strom, und die Dampferzeugung fällt mit ihnen, weshalb die meisten Einbauten für Hafenliegezeiten und Schwachlastzustände weiterhin einen ölgefeuerten Hilfskessel vorhalten.

Hauptkomponenten

Rohrbündel

Berippte Stahlrohre, angeordnet für die Querströmung des Abgases, so bemessen, dass sie Wärme zurückgewinnen, ohne dem Hauptmotor einen übermäßigen Gegendruck aufzuerlegen.

Dampftrommel

Sammelt den erzeugten Dampf und trennt ihn in einer Bauart mit Zwangsumlauf vom umlaufenden Wasser, um die Dampfverbraucher des Schiffs zu speisen.

Umwälzpumpe

Economiser mit Zwangsumlauf bewegen das Wasser mit einer Pumpe durch das Rohrbündel, statt sich auf die natürliche Konvektion zu verlassen, was einen gleichmäßigeren Wärmeübergang und ein geringeres Risiko örtlicher Trockenstellen ergibt.

Rußbläser

Lanzen mit Dampf oder Druckluft, die Rußablagerungen regelmäßig von den Rohroberflächen räumen; Ablagerungen sind die größte einzelne Bedrohung für dieses Gerät.

Wasserwascheinrichtung

Feste Rohrleitungen für das regelmäßige Waschen des Rohrbündels mit Süßwasser, benutzt bei kleiner Last oder im Hafen, wenn Rußbrände sonst wahrscheinlicher wären.

Auswahl und Auslegung

Die Auslegung richtet sich nach Abgasstrom und -temperatur des Hauptmotors bei normaler Seegeschwindigkeit, nach dem Dampfbedarf, den das Fahrzeug wirklich decken muss (Ladungsheizung auf Tankschiffen, Brennstoffvorwärmung, Unterkunftsversorgung), und nach dem zulässigen Abgasgegendruck, den der Motorhersteller erlaubt. Ein für die Wärmerückgewinnung überdimensioniertes Rohrbündel ohne Prüfung des Gegendrucks kann lautlos Kraftstoffwirkungsgrad am Hauptmotor selbst kosten.

Vorschriften und Klasse

Die Klassevorschriften fordern eine wiederkehrende innere und äußere Prüfung der drucktragenden Teile wie bei einem Kessel, darunter Rohrbündel, Trommel und Sicherheitsventile, im selben Besichtigungszyklus wie bei anderen dampferzeugenden Geräten. Die Brandgefahr durch Rußansammlung wird über Klassehinweise zur Häufigkeit von Rußblasen und Wasserwäsche behandelt statt über einen festen gesetzlichen Abstand, und die Grenzwerte für Abgastemperatur und Gegendruck vom Hauptmotorhersteller nach MARPOL Anlage VI setzen die Schranke dafür, wie viel Verschmutzung hinnehmbar ist, bevor eine Reinigung zwingend wird.

Typische Fehler

• Rußbrand im Rohrbündel -- unverbrannte Brennstoffablagerungen sammeln sich an und entzünden sich an einer heißen Stelle; die Folge reicht von Rohrschäden bis zu einem schweren Brand im Abgasschacht, wenn das Rußblasen ausgelassen wurde.
• Rohrverschmutzung durch unregelmäßiges Rußblasen -- die Ablagerungen wachsen stetig; die Folge sind fallende Dampfleistung und steigender Abgasgegendruck, der den Wirkungsgrad des Hauptmotors auffrisst.
• Rohrkorrosion durch den Schwefelsäuretaupunkt -- Betrieb mit kaltem Speisewasser unterhalb des Säuretaupunkts des Abgases; die Folge ist eine beschleunigte Abnahme der Rohrwandstärke und schließlich Leckagen.
• Ausfall der Umwälzpumpe -- Verlust des Zwangsumlaufs durch das Rohrbündel; die Folge sind örtliche Überhitzung und Rohrschäden, wenn das Gerät nicht rasch abgestellt wird.

Worauf es beim Lieferanten ankommt

• Ein Rohrbündelwerkstoff und eine Rippenbauart, passend zum Schwefelgehalt des Brennstoffs, den das Fahrzeug wirklich verbrennt, nicht eine allgemeine Annahme über schwefelarmen Betrieb.
• Rußbläser- und Wasserwaschanlagen, bemessen für die gelieferte Rohrgeometrie, mit für die Wartung zugänglichen Lanzen.
• Belegte Gegendruckwerte am Rohrbündel, damit sich die Auswirkung auf das Hauptmotorverhalten gegen die Grenze des Motorherstellers prüfen lässt.
• Ersatzrohrabschnitte oder Reparaturhülsen ohne lange Lieferzeit, denn Rohrlecks sind der häufigste Schaden, der Ersatzteile verlangt.

Die Speisewassertemperatur immer über dem Säuretaupunkt halten, wenn der Motor auf schwefelreicherem Brennstoff läuft -- kaltes Speisewasser ist die stille Ursache hinter den meisten vorzeitigen Rohrkorrosionen, lange bevor Rußbrände die Schuld bekommen.