Wasseraufbereitung & Speisewasserchemie

Nun stellen wir dir die unsichtbare Lebensversicherung jedes Kraftwerkskessels vor.

Wasser ist das Arbeitsmedium im Kraftwerk — aber Rohwasser ist dafür völlig ungeeignet. Ohne korrekte Aufbereitung kommt es sofort zu:

• ❌ Kesselstein
• ❌ Korrosion
• ❌ Schaum-/Nassdampf
• ❌ Überhitzerbrüchen
• ❌ Effizienzverlust
• ❌ hohem Wartungsaufwand
• ❌ Kesselausfall (teuer!)

💬 Kurz gesagt: Kraftwerkswasser zählt zu den am saubersten kontrollierten Prozessmedien der Welt.

Die Wasseraufbereitung umfasst alle physikalischen und chemischen Verfahren, die Rohwasser in hochreines Speisewasser verwandeln, das im Dampferzeuger verwendet werden darf.

Ziele:

✅ Härte entfernen (Ca²⁺, Mg²⁺)
✅ Salze entfernen
✅ Sauerstoff entfernen
✅ pH-Wert einstellen
✅ Silikate reduzieren
✅ Partikel entfernen

💬 Kurz gesagt:  Am Ende entsteht vollentsalztes Wasser (VE-Wasser) mit extrem niedriger Leitfähigkeit (< 0,2 µS/cm).

Die Speisewasserchemie steuert die chemische Zusammensetzung des Kesselwassers, um:

✅ Korrosion zu vermeiden
✅ Kesselstein zu verhindern
✅ Ablagerungen zu minimieren
✅ Dampfqualität sicherzustellen
✅ pH und Leitfähigkeit stabil zu halten

💬 Kurz gesagt:  Sie ist der entscheidende Schutz für alle Kesseldruckteile.

Rohwasser enthält:

• ❌ Härtebildner
• ❌ Gase (O₂, CO₂)
• ❌ Chloride
• ❌ Sulfate
• ❌ Silikate
• ❌ organische Stoffe
• ❌ Feststoffe

In Verbindung mit Druck & Temperatur führt das zu:

• 🔥 Kesselstein (CaCO₃, MgOH₂)
• 🔥 Oxidationskorrosion
• 🔥 Lochfraß durch Chloride
• 🔥 Spannungsrisskorrosion
• 🔥 Turbinenschäden durch Silikate

1️⃣ Enthärtung (Ionentausch)

Entfernt Ca²⁺ und Mg²⁺ → verhindert Kesselstein

2️⃣ Filtration / Ultrafiltration

Entfernt Feinststoffe → schützt Membranen und Pumpen

3️⃣ Umkehrosmose (RO)

Entfernt bis zu 99 % aller gelösten Salze → Grundreinigung des Wassers

4️⃣ Vollentsalzung (VE)

Über Mischbettfilter → Leitfähigkeit < 0,2 µS/cm → nahezu chemisch reines Wasser

5️⃣ Entgasung

Entfernt O₂ und CO₂ → sonst: Korrosion

➡️ Thermische Entgasung (→ bei ca. 105 °C)
➡️ Chemische Entgasung (Hydrazin, heute Alternativen)

Hydrazin (N₂H₄) war der jahrzehntelange Standard zur Sauerstoffbindung:

Vorteile:

✅ extrem effektiv
✅ stabil bei hohen Temperaturen
✅ für Hochdruckkessel geeignet

ABER:

❌ krebserregend
❌ toxisch
❌ streng reguliert

→ Heute ersetzt durch:
✅ Carbohydrazid
✅ DEHA
✅ Amin-basierte O₂-Fänger

1️⃣ pH-Wert (leicht alkalisch)

→ 8,8–9,3 bei niedrigen Drücken
→ 9,6–10 bei hohen Drücken
→ schützt Stahl vor Korrosion

2️⃣ Leitfähigkeit

→ Maß für gelöste Ionen
→ < 0,2 µS/cm bei VE-Wasser
→ zeigt Verunreinigungen sofort an

3️⃣ Sauerstoffgehalt

→ 0–20 µg/L
→ muss extrem niedrig sein

4️⃣ Silikatgehalt

→ muss niedrig sein
→ sonst Ablagerungen in Turbinenschaufeln

✔ O₂-Fänger (DEHA, Carbohydrazid, Sulfit)
✔ pH-Steller (Ammoniak, Monoethanolamin)
✔ Phosphate (verhindern Ablagerungen)
✔ Neutralisierende Amine (Verteilungsamplituden wichtig)
✔ Filmbildner (moderne Methode – Schutzschicht auf Metall)

Kesselstein wirkt wie eine Isolationsschicht:
→ Wärmeübertragung sinkt
→ Überhitzung droht
→ Wirkungsgradverlust
→ Poröse Struktur → Hinterwanderung → Explosion möglich

❌ Sauerstoffkorrosion
❌ Kohlensäurekorrosion
❌ Säurekorrosion
❌ Spannungsrisskorrosion
❌ Lochfraß

→ größter Feind aller Druckteile.

Ein Speisewasserfilter ist beschädigt → Partikel gelangen in die Trommel.

Folgen:

✔ Schaumbildung
✔ Nassdampf in die Turbine
✔ Turbinenschaufeln verunreinigt
✔ Wirkungsgrad sinkt um 3 %

→ Anlage muss abgeschaltet & gereinigt werden.

O₂-Gehalt steigt plötzlich auf 80 µg/L.

Ursache:

✔ Leck in der Entgasungskolonne
✔ falscher Betriebspunkt

Folgen:

❌ Lochfraß in Überhitzerrohren
❌ massive Korrosionsschäden
❌ teure Instandsetzung

• ✅ Längere Lebensdauer des Kessels
• ✅ höhere Effizienz
• ✅ weniger Korrosion
• ✅ geringere Wartungskosten
• ✅ stabiler Betrieb
• ✅ weniger Störungen

• ❌ hoher technischer Aufwand
• ❌ teure Mess- & Aufbereitungsanlagen
• ❌ viele Regelgrößen → komplex
• ❌ hohe Schulungsanforderungen
• ❌ Fehler wirken sofort zerstörerisch

• ✅ Ohne perfekte Wasserchemie geht jeder Kessel kaputt
• ✅ VE-Wasser ist extrem rein (< 0,2 µS/cm)
• ✅ Sauerstoff muss fast vollständig entfernt werden
• ✅ pH-Wert leicht alkalisch zum Schutz des Stahls
• ✅ Korrosion & Kesselstein = teuer + gefährlich

1️⃣ Warum ist Silikat gefährlich?

Ablagerungen in der Turbine → Leistung sinkt.

2️⃣ Warum muss Wasser alkalisch sein?

schützt Stahl vor Korrosion.

3️⃣ Welche Störung ist am gefährlichsten?

Sauerstoffeintrag → Lochfraß.

4️⃣ Was ist Vollentsalzung?

Entfernen nahezu aller Ionen.

5️⃣ Braucht man immer Entgasung?

Ja, außer bei gänzlich anderen Kreisläufen (z. B. ORC).

• 🔥 Wasserchemie ist lebenswichtig für den Dampferzeuger
• 🔥 5-Stufen-Aufbereitung: Enthärtung → Filtration → RO → VE → Entgasung
• 🔥 pH, O₂, Leitfähigkeit, Silikate = wichtigste Parameter
• 🔥 korrekte Wasserchemie verhindert Korrosion & Kesselstein
• 🔥 Praxisbeispiele zeigen reale Gefahren