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Abhitzekessel (WHRB)

Ein Abhitzekessel (WHRB, Waste Heat Recovery Boiler) – auch Abwärmekessel genannt – nutzt Abgaswärme (Abgaswärmenutzung) aus industriellen Prozessen, um Dampf (und je nach Anwendung Heißwasser) zu erzeugen. Häufig wird im Sprachgebrauch auch „HRSG“ als Sammelbegriff verwendet; bei AITESA erfolgt die Auslegung nach Abgasquelle und Abgasqualität.

Typische Wärmequellen sind Rauchgase/Prozessabgase aus Öfen, thermischen Anlagen und energieintensiven Produktionsschritten. Entscheidend für die Auslegung sind Abgasprofil (Temperatur, Massenstrom, Zusammensetzung), Verschmutzung (Fouling), Korrosionsrisiken, Betriebsweise (Grundlast/Lastwechsel) sowie die Integration in Abgasstrang und Wasser-Dampf-System

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Wie funktioniert ein Abhitzekessel (AHK)?

Abhiztekessel (WHRB) arbeiten nach dem Prinzip der Abwärmerückgewinnung: Abgase aus industriellen Prozessen übertragen Wärme auf das Wasser-Dampf-System, um nutzbaren Dampf zu erzeugen. Da Prozessabgase häufig Partikel, Kondensate oder korrosive Bestandteile enthalten, sind Reinigbarkeit, Fouling-Verhalten und Korrosionsschutz zentrale Auslegungsthemen.

Der Prozess ist in drei Hauptphasen unterteilt:

  • Economizer: Erhitzt das Speisewasser mit Hilfe der heißen Gase.
  • Verdampfer: Führt die Umwandlung von Wasser in Dampf auf kontrollierte Weise durch.
  • Überhitzer : Passt die Dampftemperatur je nach Verwendungszweck an.

Der Unterschied liegt typischerweise in Abgasqualität und Betriebsprofil: Abhitzedampferzeuger (HRSG) sind oft auf vergleichsweise saubere Abgase ausgelegt, WHRB-Systeme auf stärker belastete Prozessabgase. Für eine erste Einordnung sind Abgasquelle, Temperatur-/Massenstrombereiche, Zusammensetzung und gewünschte Dampfparameter relevant.

WHRB

Bramsken Abhitzekessel

WHRB Aralar Papier

Vorteile von WHRB-Heizkesseln für die Energieeffizienz in der Industrie

  • Energieeinsparungen: Nutzung vorhandener Abgaswärme zur Reduzierung des zusätzlichen Brennstoffbedarfs für Dampf- oder Heißwassererzeugung (projektspezifisch, abhängig von Betrieb und Auslegung).
  • Geringere Betriebskosten: Potenziell geringerer Energieeinsatz im Dampfsystem und verbesserter Anlagenwirkungsgrad (je nach Nutzungskonzept) – mit Wirkung auf OPEX/TCO.
  • Hoher thermischer Wirkungsgrad: Auslegung der Wärmeübertragung anhand des realen Abgasprofils und der geforderten Dampfparameter.
  • Emissionsreduzierung: Ein geringerer Brennstoffeinsatz kann Emissionen reduzieren (abhängig von Brennstoff, Betrieb und Systemgrenzen).
  • Anpassungsfähigkeit: Modulares Design, angepasst an Druck, Temperatur und Betriebsweise; horizontale oder vertikale Konfigurationen nach Randbedingungen.
  • Einfache Integration: Planung der Schnittstellen zu Abgasstrang und Wasser-Dampf-System sowie Mess-, Steuer- und Regeltechnik; Berücksichtigung von Druckverlust/Gegendruck und Wartungszugang zur Sicherung der Verfügbarkeit.

Bei AITESA prüfen wir Abgasprofil, Dampfbedarf und Schnittstellen, um einen passenden Abhitzekessel auszulegen.

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Moeve WHRB im Energiepark San Roque

Typische Anwendungen von Abhiztekessel in der Industrie

Stromerzeugung und Kraft-Wärme-Kopplung: Nutzung von Abgaswärme zur Erzeugung von Dampf für Prozess- und Energieanwendungen.

Trigeneration: Erzeugung von Strom, Wärme und Kälte in der Chemie- und Lebensmittelindustrie (abhängig vom Anlagenkonzept).

Raffinerien und petrochemische Anlagen: Abgaswärmenutzung zur Prozessdampfversorgung, z. B. in Bereichen wie katalytische Reformierung, Destillation und Wasserstofferzeugung (projektspezifisch).

Zement- und Glasindustrie: Wärmerückgewinnung in Klinker- und Glasschmelzöfen; Auslegung unter Berücksichtigung von Betriebsvariabilität, Verschmutzung und Wartungszugang.

Wir von AITESA sind Experten für die Entwicklung und Lieferung von Abhitzekesseln.

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Abhitzekessel in Brasilien

Warum sollten Sie sich für ein AITESA-Kessel-Abwärmenutzungssystem entscheiden?

  • Mehr als 5000 durchgeführte Projekte in Sektoren wie Industrie und Energie.
  • Hohe Anpassungsfähigkeit: Minimierung der Unterbrechungen durch ein auf Abgasqualität, Betriebsprofil und Anlagenrandbedingungen abgestimmtes Auslegungs- und Materialkonzept.
  • Hoch effiziente und zuverlässige Konstruktionen: Thermisches Design zur stabilen Dampfbereitstellung im vorgesehenen Betriebsbereich und klare Systemgrenzen.
  • Kundensupport: Technischer Service, Ersatzteilkonzepte und Unterstützung von der Planung bis zur Inbetriebnahme nach Projektumfang.

Benötigen Sie eine maßgeschneiderte Lösung für Ihre Branche? Setzen Sie sich mit uns in Verbindung und wir helfen Ihnen bei der Auswahl Ihres WHRB-Prozesskessels.

Bei AITESA sind wir Experten für Auslegung, Entwicklung und Lieferung von WHRB.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Was ist der Unterschied zwischen einem Wasserrohr- und einem Großwasserraumkessel?

Der Hauptunterschied liegt in der Art und Weise, wie der Wärmeaustausch stattfindet: Wasserrohrkessel führen Wasser in Rohren und eignen sich für hohe Drücke und dynamische Betriebsweisen, Großwasserraumkessel haben größere Wasser-/Dampfvolumina. Für WHRB-Projekte sind neben dem Kesseltyp vor allem Abgasprofil, Verschmutzungsneigung (Fouling), Lastwechselbetrieb, Wasserqualität sowie Wartungs- und Zugänglichkeitskonzept entscheidend.

Welche Einsparungen bietet ein WHRB?

Ein WHRB nutzt vorhandene Abgaswärme zur Dampf- oder Heißwassererzeugung und kann dadurch den zusätzlichen Brennstoffbedarfs senken. Der Effekt ist projektspezifisch und hängt u. a. von Abgasquelle, Betriebsstunden, Dampfbedarf und Integration in das Gesamtsystem ab.

Welche Wartung ist bei einem WHRB-Kessel erforderlich?

Vorbeugende Wartung gewährleistet einen effizienten und sicheren Betrieb. Typisch sind bedarfsabhängige Reinigung (abhängig von Abgasqualität/Fouling), regelmäßige Inspektionen und Prüfungen sicherheitsrelevanter Komponenten sowie Überwachung von Dampfdruck und -temperatur gemäß Betreiber- und Projektvorgaben.

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EPC eines WHRB für eine FCC-Anlage einer Raffinerie

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Das von AITESA realisierte Projekt zur Wärmerückgewinnung FCC besteht aus einer von Hand gefertigten Anlage (Planung, Konstruktion, Fertigung, Montage) in einer spanischen Raffinerie in San Roque, Cádiz, Spanien. Das Ziel…

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