Was man an einem Thermalölerhitzer (für Tankschiffe) prüft.
Ein Thermalölerhitzer erzeugt keinen Dampf. Er erhitzt ein mineralisches oder synthetisches Wärmeträgeröl in einem geschlossenen Kreis und pumpt dieses heiße Öl durch Schlangen, die in die Ladetanks geschweißt oder geklemmt sind, durch die Begleitheizung der Ladungsleitungen und zurück zum Feuerraum. Weil das Öl bei Temperaturen flüssig bleibt, bei denen Wasser einen sehr hohen Druck bräuchte, um als Sattdampf zu bestehen, arbeitet die ganze Anlage selbst bei Öltemperaturen von 250-300°C nahe dem Atmosphärendruck. Auf einem Tankschiff mit zäher Ladung — Schweröl, Bitumen, Melasse, Talg, manche Pflanzenöle — ist diese Verbindung aus…
Was einen Thermalölerhitzer abhebt
Ein Thermalölerhitzer erzeugt keinen Dampf. Er erhitzt ein mineralisches oder synthetisches Wärmeträgeröl in einem geschlossenen Kreis und pumpt dieses heiße Öl durch Schlangen, die in die Ladetanks geschweißt oder geklemmt sind, durch die Begleitheizung der Ladungsleitungen und zurück zum Feuerraum. Weil das Öl bei Temperaturen flüssig bleibt, bei denen Wasser einen sehr hohen Druck bräuchte, um als Sattdampf zu bestehen, arbeitet die ganze Anlage selbst bei Öltemperaturen von 250-300°C nahe dem Atmosphärendruck. Auf einem Tankschiff mit zäher Ladung — Schweröl, Bitumen, Melasse, Talg, manche Pflanzenöle — ist diese Verbindung aus hoher Temperatur und niedrigem Druck der ganze Sinn: Sie hält die Ladung zum Löschen pumpfähig, ohne die Druckbehältergefahr eines lebenden Dampfkessels wenige Spanten neben den Ladetanks. Anders als ein Abgas-Economiser oder ein Hilfskessel ist ein Thermalölerhitzer eine Anlage mit einem Medium und einem Zweck, um einen Feuerraum und einen Ölinhalt herum gebaut, und kein Dampfsammler, der mehrere Verbraucher speist.
Hauptkomponenten
Feuerraum und Schlange
Ein befeuerter Raum, üblich mit einem einzelnen gewendelten Rohrstrang statt einer Rohrbündelanordnung, überträgt die Verbrennungswärme unmittelbar in das strömende Öl. Gefeuert wird mit Dieselöl- oder Schwerölbrennern mit Gebläse, bemessen auf die größte Wärmeleistung, die das schnellste geplante Aufheizen der Ladung verlangt.
Ausdehnungsbehälter und Stickstoffpolster
Ein hoch gesetzter Ausdehnungsbehälter nimmt die Wärmedehnung des Öls auf und hält den Kreis voll. Er ist mit Stickstoff überlagert, um Sauerstoff vom heißen Öl fernzuhalten, denn die Oxidation macht aus Thermalöl Schlamm und Koksablagerungen.
Umwälzpumpen
Betriebs- und Bereitschaftskreiselpumpen halten das Öl in Bewegung, solange der Feuerraum brennt — wird der Strom zu einer heißen Schlange auch nur kurz angehalten, führt das am Brennerende zu örtlicher Überhitzung und Verkokung.
Ladungsheizschlangen und Regelung
Schlangen in jedem Tank, Absperrventile, damit ungenutzte Tanks aus dem Kreis genommen werden können, und ein Temperaturregelkreis, der die Feuerungsrate drosselt oder Öl am Feuerraum vorbeiführt, um eine Solltemperatur der Ladung zu halten, ohne den Ölfilm an der Schlangenwand zu überhitzen.
Auswahl und Auslegung
Der Erhitzer wird nach der Wärmeleistung ausgelegt und nicht nach dem Tankvolumen allein. Die einschlägigen Werte sind:
- Die geforderte Aufheizzeit und Zieltemperatur der Ladung, die die Spitzenleistung in kW oder kcal/h setzen
- Die größte Ölfilmtemperatur, die die gewählte Ölsorte verträgt, bevor eine thermische Spaltung beginnt, üblich deutlich unter ihrer angegebenen größten Massetemperatur
- Der Ölvolumenstrom, der nötig ist, um den Temperaturunterschied zwischen Film und Masse bei voller Feuerung klein zu halten
- Das Regelverhältnis nach unten, denn den größten Teil einer Reise braucht es nur eine Nachheizung und nicht die volle Aufheizleistung
- Die Verträglichkeit von Schlangenwerkstoff und Heiztemperatur mit den Ladungen, für die das Schiff gebaut ist
Vorschriften und Klasse
SOLAS Kapitel II-2 regelt den Brandschutz des Feuerraums und seine Trennung von den Ladetanks, denn dies ist eine offene Flammenwärmequelle, die nahe brennbarer oder entzündlicher Ladung arbeitet. Die Klassifikationsgesellschaften behandeln Feuerraum, Schlange und Ausdehnungsbehälter als druck- und brandgefährdete Ausrüstung, die einer wiederkehrenden Besichtigung unterliegt, einschließlich der inneren Prüfung der Schlange auf Verkokung und Wandabtrag. MARPOL Anlage I greift, wenn eine Schlangenleckage Ladung oder Ölrückstände in die Bilgen der Maschinenräume oder in die See gelangen lässt.
Typische Fehler
| Fehler | Ursache | Folge |
|---|---|---|
| Verkokung im Inneren der Schlange | Örtliche Überhitzung durch geringen Strom oder oxidiertes Öl | Verringerter Wärmeübergang, schließlich ein blockierter Schlangenabschnitt |
| Ölverlust im Ausdehnungsbehälter | Fehler an Entlüftung oder Standmesstechnik, unbemerkte Leckage | Lufteintritt, beschleunigte Oxidation, Brandgefahr nahe der Oberseite des Feuerraums |
| Versagen der Pumpendichtung | Trockenlauf oder Dichtungsverschleiß bei hoher Öltemperatur | Verlust des Umlaufs und rasche Überhitzung der Schlange, wenn nicht rechtzeitig abgeschaltet wird |
| Leckage der Ladungsschlange in den Tank | Korrosion oder mechanischer Schaden an der Schlange | Verunreinigung der Ladung und Verlust des Heizölinhalts |
Worauf es beim Lieferanten ankommt
- Eine belegte Ölfilmtemperatur bei voller Leistung, nicht bloß die Massetemperatur des Öls, gegen die angegebene Ölsorte
- Ein in den Schlangenkreis eingebauter Anschluss für die chemische Reinigung oder Spülung, um Koksablagerungen ohne vollständigen Ausbau zu entfernen
- Schlangenwerkstoff und -wandstärke, abgestimmt auf die Ladungsbandbreite, in der das Schiff wirklich fährt, mit Reserve für die Korrosion
- Ersatzteilgleichheit bei Pumpen und Brennern mit der bereits an Bord vorhandenen Ausrüstung
Den Verlauf der Ölfilmtemperatur am Schlangenaustritt über aufeinanderfolgende Reisen verfolgen: Ein langsamer Anstieg bei gleichbleibender Leistung ist das früheste Zeichen einer Verkokung, lange bevor Strom- oder Massetemperaturwerte etwas Ungutes zeigen.