Fachübersicht
Das Modul RG stellt Rauchgaswerte für feste Brennstoffe, Heizöle und Erdgase nach der Energietechnischen Arbeitsmappe (14. Auflage) bereit. Aus brennstoffspezifischen Kenndaten wie Heizwert und den brennstofftypischen Verbrennungskennwerten liefert es die für feuerungstechnische Rechnungen benötigten Größen: Luft- und Rauchgasmengen, Rauchgaszusammensetzung einschließlich CO2- und Wasserdampfgehalt, Dichte im Normzustand sowie den Sättigungs- bzw. Taupunktbereich des feuchten Rauchgases.
Rauchgaswerte berechnen zu können, ist Voraussetzung für die Auslegung von Dampferzeugern, Abhitzekesseln, Luftvorwärmern, Rauchgaskanälen, Saugzügen und Schornsteinen: Ohne belastbare Rauchgasmenge und -dichte lassen sich weder Wärmeübertragungsflächen noch Druckverluste oder der Schornsteinzug bestimmen. Die Arbeitsmappe nutzt dafür bewährte statistische Zusammenhänge zwischen Heizwert und Verbrennungskennwerten, die für die üblichen Regelbrennstoffe — Kohlen, Heizöle EL und S, Erdgase — gute Genauigkeit liefern, ohne dass eine vollständige Elementaranalyse vorliegen muss.
Das Modul arbeitet eng mit den Stoffwertmodulen für Rauchgase (RGAS) und den Schornstein- bzw. Ventilatormodulen zusammen, an die Zusammensetzung und Dichte direkt übergeben werden können.
Anwendungsbereich
- Rauchgaswerte für feste Brennstoffe, Heizöle und Erdgase
Typischer Arbeitsablauf
Brennstoff auswählen
Der Brennstoff wird der Kategorie fester Brennstoff, Heizöl oder Erdgas zugeordnet und über seinen unteren Heizwert charakterisiert. Für jede Brennstoffgruppe hinterlegt die Arbeitsmappe eigene statistische Verbrennungskennwerte.
Luftbedarf und Luftverhältnis
Aus dem Heizwert folgt der stöchiometrische Mindestluftbedarf; mit dem gewählten Luftverhältnis ergibt sich die tatsächlich zugeführte Verbrennungsluftmenge, wahlweise trocken oder feucht.
Rauchgasmenge und -zusammensetzung
Aus Brennstoff und Luftmenge werden die spezifische Rauchgasmenge sowie die Anteile von CO2, Wasserdampf, Stickstoff und Restsauerstoff bestimmt — getrennt für trockenes und feuchtes Rauchgas.
Dichte und Sättigungszustand
Für die ermittelte Zusammensetzung werden die Normdichte des Rauchgases und über den Wasserdampf-Partialdruck der Sättigungszustand bzw. Wassertaupunkt berechnet — maßgeblich für Korrosionsbetrachtungen an kalten Heizflächen und im Schornstein.
Häufige Fragen
Wie genau sind die statistischen Verbrennungskennwerte gegenüber einer Rechnung aus der Elementaranalyse?
Für Regelbrennstoffe (Steinkohle, Braunkohle, Heizöl EL/S, Erdgas) korrelieren Mindestluft- und Rauchgasmenge eng mit dem unteren Heizwert; die statistischen Näherungen der Arbeitsmappe liegen dann typischerweise innerhalb weniger Prozent der exakten Verbrennungsrechnung. Bei Sonderbrennstoffen — Ersatzbrennstoffe, Biomassen mit hohem Wasser- oder Aschegehalt, Prozessgase — sollte dagegen mit der vollständigen Elementaranalyse gerechnet werden.
Was bedeutet der Wassertaupunkt des Rauchgases praktisch?
Unterschreitet die Wand- oder Rauchgastemperatur den Wasserdampf-Taupunkt, kondensiert Wasser an Heizflächen und im Schornstein. Bei schwefelhaltigen Brennstoffen liegt der Säuretaupunkt durch SO3/Schwefelsäure nochmals deutlich höher als der reine Wassertaupunkt. Die kalte Endtemperatur von Luftvorwärmern und Economisern wird deshalb gezielt oberhalb dieser Taupunkte gehalten, sofern keine korrosionsfeste kondensierende Fahrweise vorgesehen ist.
Warum wird zwischen trockenem und feuchtem Rauchgas unterschieden?
Messgeräte für CO2 und O2 arbeiten meist am getrockneten Gas, während Wärme- und Strömungsrechnungen die reale feuchte Rauchgasmenge benötigen. Beide Bezugszustände unterscheiden sich je nach Wasserstoff- und Wassergehalt des Brennstoffs erheblich — bei Erdgas ist der Wasserdampfanteil im feuchten Rauchgas besonders groß. Verwechslungen der Bezugsbasis gehören zu den häufigsten Fehlerquellen in Feuerungsrechnungen.
Welche Rolle spielt das Luftverhältnis?
Das Luftverhältnis (Lambda) bestimmt Restsauerstoff- und CO2-Gehalt sowie die Rauchgasmenge: Mehr Überschussluft verdünnt das Rauchgas, senkt den CO2-Gehalt und erhöht den Abgasverlust. Typische Werte reichen von knapp über 1 bei Gasfeuerungen bis etwa 1,2 bis 1,4 bei Kohlenstaub- und Rostfeuerungen.
Technische Inhaltsbasis: LV-Solved-Problems-Content 628d313247e7