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Wertvolle Waren vor Korrosion bewahren |
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Montag, 20. Januar 2003 |
Heizungsanwendung in einer Feuerbeschichtungsanlage
Mit Hilfe von Gasinfrarot-Hellstrahlern lässt sich nicht nur Heizen, sondern zum Beispiel auch Kondensation vermeiden. In einem Stahlunternehmen bedeutet dies einen wirkungsvollen Schutz für wertvolle Güter. Die Planer der neuen Feuerbeschichtungsanlage der ThyssenKrupp Stahl stellten daher an die Heizung der Industriehalle und den Produktschutz der gelagerten Coils hohe Anforderungen.
Wo Eisen- oder Stahlprodukte transportiert, verarbeitet und gelagert werden, ist es erforderlich, die relative Luftfeuchte der Raumluft in bestimmten Grenzen zu halten. Wasserdampf darf nicht an kälteren Metalloberflächen kondensieren und Korrosionsprozesse auslösen. Eine effiziente und kostengünstige Möglichkeit bietet der Einsatz von Gasinfrarotstrahlern, die über dem feuchteempfindlichen Material installiert werden. Sie erhöhen die Oberflächentemperatur der Metallprodukte und bewirken ein Erwärmen der Raumluft. Beide Maßnahmen verhindern Kondensation an den eingelagerten Produkten. Das Strahlungssystem übernimmt also eine Doppelfunktion, da gleichzeitig der Wärmebedarf der Halle gedeckt wird. Weitere Heizungssysteme können entfallen.
Das Unternehmen ThyssenKrupp Stahl hat eine moderne Feuerbeschichtungsanlage auf dem Gelände der Dortmunder Westfalenhütte errichtet, die im Dezember 2001 den Betrieb aufnahm. Mitte 2000 wurde der Dortmunder Heizungsspezialist GoGaS beauftragt, eine Strahlungsheizung für die Anlage zu projektieren. Sie sollte den Produktschutz der Stahlcoils sicherstellen und den Wärmebedarf der Halle sowie der benachbarten Räume und Werkstätten berücksichtigen.
Die Industriehalle besteht aus zwei Hallenschiffen. Während die Produktionslinie mit der Feuerbeschichtungsanlage das eine Hallenschiff füllt, wird das andere als Lager genutzt. Die Gesamtlänge der Halle beträgt etwa 350 m, die maximale Höhe 60 m. Die Breite jedes Hallenschiffes beträgt 34 beziehungsweise 39 m.
Das verwendete Vormaterial ist noch nicht korrosionsbeständig und benötigt deswegen einen Schutz. Erfahrungen haben gezeigt, dass keine Kondensationsgefahr besteht, wenn die relative Feuchte der Hallenluft unterhalb von 65 % gehalten werden kann. Bei diesen Werten liegt die Oberflächentemperatur des gelagerten Materials deutlich über der Taupunkttemperatur der Hallenluft.
Prinzipiell kann mit jedem Heizungssystem die relative Luftfeuchte herabgesetzt werden. Die Verwendung von Warmluftheizungen ist jedoch problematisch, da die Lufttemperatur relativ hoch erwärmt wird und die absolute Feuchtigkeit je Kilogramm trockene Luft bei einer definierten relativen Feuchte zunimmt. Das bedeutet gleichzeitig einen Anstieg der Taupunkttemperatur.
Im Gegensatz dazu wird bei Strahlungsheizungen die Raumluft nur geringfügig erwärmt. Der Gasinfrarotstrahler emittiert kurzwellige Infrarotstrahlung, die sich beim Auftreffen auf feste Körper in Wärme umwandelt. Die Temperatur der angestrahlten Oberfläche wird somit deutlich erhöht. Da Luft nahezu strahlungsdurchlässig ist und sich erst sekundär durch die bestrahlten Flächen erwärmt, können selbst große Lager- und Werkhallen mit einem hohen Luftwechsel wirtschaftlich und komfortabel beheizt werden.
Für den Korrosionsschutz von Metalloberflächen bietet dieses System klare Vorteile: Durch das Anheben der Metalloberflächentemperatur wird der Abstand zur Taupunkttemperatur der Luft vergrößert und Kondensationen ausgeschlossen. Erfahrungsgemäß liegt die Differenz zwischen Hallenluft- und Coiltemperatur schon wenige Minuten nach Einbringen des kalten Materials in die Halle zwischen 1,5 und 2,5 °C. Blechstapel und Coils, die untereinander einen guten Berührungskontakt und eine hohe Wärmeleitfähigkeit haben, zeigen schon nach kurzer Zeit eine gleichmäßige Temperaturverteilung.
Die in der Halle installierten Hellstrahler sind mit einem atmosphärischen Gasinjektorbrenner ausgerüstet, der ein Gemisch aus Erdgas und Luft erzeugt. Dieses verbrennt in den Bohrungen und auf der Oberfläche einer Keramikplatte mit ausgeprägt kurzer Flammenlänge. Die Oberflächentemperatur beträgt im Mittel +900 °C. Reflektoren lenken die Wärmestrahlung zielgerichtet in den Hallenraum. Die Strahler besitzen keine beweglichen Bauteilen, so dass sie nahezu störungsfrei über Jahrzehnte ihren Dienst erfüllen.
Gas-Infrarot-Hellstrahler brennen hygienisch einwandfrei, zumal es sich bei Erdgas um einen Energieträger mit geringen Emissionen handelt. Aufgrund der niedrigen Flammentemperaturen an der Oberfläche der Keramikplatte sind, liegen die NOx-Emissionen unter 10 ppm (luftfrei trocken). Trotzdem sind die Abgase der Heizsysteme ins Freie zu leiten, etwa durch Dachöffnungen oder Abluftventilatoren.
Soll durch Gasinfrarotstrahler neben der Raumtemperatur auch die relative Luftfeuchte geregelt werden, bietet sich eine Kombination aus Temperatur- und übergeordneter Feuchteregelung an. Übersteigt die relative Luftfeuchtigkeit innerhalb der Werkhalle den vom Betreiber eingestellten Sollwert, werden die Hellstrahler unabhängig vom Schaltzustand der Temperaturregler mit Volllast zugeschaltet, bis sich die gewünschte Feuchte einstellt. |
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