Besinnung auf Dampfgewinnung
Dampf. Nebel. Fontäne. Wolken. Dunst. Die Formen beschreiben unglaubliche Vielfalt vom erhitzten Wasser. Die erste Dampfmaschine mit Thomas Necomen revolutionierte die Technik. Bisher waren mühselige Muskelkraft aus Pferden und Menschen das Herz der Zivilisation. Jetzt bewegten sich Plug und Karren mit Maschinenkraft. Diese Kraft nutzen auch heute modernen Gas-und-Dampf-Kraftwerke. Alle Dampferzeuger bisher zeigen, dass seit Jahrhunderten Dampf eine zentrale Rolle in unserer Gesellschaft eingenommen hat. Ohne Dampf kein Fortschritt.
Verbrennung im Dampfkessel
Bei den ersten Dampfmaschinen wurde Steinkohle als Brennstoff verwendet. Dies war für die Betreiber eher eine schmutzige Angelegenheit. Insgesamt befeuerten die fossilen Energieträger die Zeit der Industrialisierung. Die hohe Energiedichte, die breite Verfügbarkeit und die langfristige Lagerung der Rohstoffe sind heute noch starke Argumente. Die heutigen Gas-und Dampf -Kraftwerke beziehen Ihre Rohstoffe entweder aus Abfällen oder Methangas. Die aufkommende Klimabewegung steigert die Profitabilität von regenerativen Rohstoffen wie Biogas oder Wasserstoff erheblich. Mehr Gas-und Dampf-Kraftwerke passen sich dem neuen Markt an.
Der Rohstoff zur Verbrennung wird zuerst in einem Bunker gelagert. Dort wird er für den Kessel vorbereitet. Der richtige Trocknungsgrad und die konstante Portionierung sind maßgebende Parameter für eine gute Verbrennung. Durch ein Förderbandsystem gelangt der Rohstoff in dem vorgeheizten Kessel. Kleine und trockene Mengen mit ausreichendem Sauerstoff begünstigen die Verbrennung.
Verdampfer und Überhitzer
Das verbrannte Material heizt den Kessel auf. Wie ein Pilzhyphengeflecht sind viele Wasserrohre um die Kesselwände verteilt. Das Wasser nimmt die Wärme vom Kessel auf. Leistungsstarke Pumpen befördern das warmes Wasser zum Verdampfer. Der Verdampfer trennt den Dampf vom flüssigen Wasser. Das Restwasser gelangt zum Vorwärmer, der den Kessel vorwärmt. Der Wasserkreislauf schließt sich.
Der heiße Dampf wird durch die Rohre mit enormen Druck zum Überhitzer gepumpt. Nach Kraftwerksart besteht der Überhitzer aus vielen Kesselzüge. Der Überhitzer steigert die Temperatur und damit den Druck gewaltig an. Der Wirkungsgrad der Verbrennung steigert sich umso mehr Druck auf die Turbine übertragen wird.
Turbine und Generator
Damit aus Dampf Elektrizität wird, sind Turbine und Generator notwendig. Der überhitzte Dampf trifft mit enormer Kraft auf die Turbinenflächen. Die Turbine beginnt schneller in Rotation zu geraten. Ein komplexes Getriebe übersetzt die Rotation auf den Generator. In der Regel besteht der Generator aus einem rotierenden und magnetischen Eisenkern (Rotor) und den Kupferspulen (Stator). Dank der Lorenzkraft verwandelt sich Rotation in Elektrizität. Den Wirkungsgrad steigern die Kraftwerke, indem sie noch kleinere Turbinen nachschalten. So gibt es Turbinen mit drei verschiedenen Druckstufen. Hochdruck-, Mitteldruck- und Niederdruck- Turbinen. Alle Turbinenarten kitzeln die letzte bisschen Energie aus der Verbrennung.
Schlacke und Abgase
Der Dampf ist umgewandelt. Bei der Verbrennung sind Reststoffe in fester und gasförmiger Form übrig geblieben. Die festen Reststoffe werden Schlacke genannt; die gasförmigen Abgase. Je nachdem welcher Rohstoff verbrannt wurde, sind die Bestandteile der Schlacke und Abgase verschieden. Bei der Müllverbrennung findet man in der Schlacke noch viele wertvolle Metalle und seltene Erden. Nichts geht verloren in der Verbrennung. Die Abgase lassen sich ebenfalls in seine chemischen Elemente weiter aufteilen. Dafür sorgt die Abgas-Reinigungs-Anlage.
Abgasreinigungsanlage
Bei Müllverbrennungsanlagen ist eine aufwendige Abgasreinigungsanlage nachgeschaltet. Es werden bis zu 99,9% aller Abgase gefiltert und schützen somit die Umwelt. Viele der gefilterten Stoffe werden als Rohstoff wiedergewonnen. Beliebt sind in der Gipsherstellung die Filterprodukte des Sprühabsorbers. Diese besteht aus hohem Anteil aus Kalzium und Kohlenstoff-Dioxid.
Fazit
Die Dampferzeugung ist in der Industrie ein alltäglicher Prozess. Ohne diesen Prozess gäbe es keine Elektrizität. Keine Maschine produziert Produkte. Keine Lampe erhellt den Weg. Kein Krankenhaus führt Operationen durch. Unser Fortschritt als Zivilisation ist maßgeblich abhängig vom Dampf.
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