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OldBo
14.05.2016
Kesselstein entsteht durch Kalkausfall (Calciumkarbonat) an der Oberfläche, die das Kesselwasser von der Brennkammer trennt. Dort "brennt" sich der Kalk durch die hohe Temperatur (160 bis 270 °C) an der Kesselwandung oder Wärmetauscherwandungen von direktbeheizten Gasgeräte (DLE, Speicher) fest. Der "Kesselstein" entsteht auch an den elektrischen Heizwiderständen von elektrischbeheizten Durchlauferwärmer oder Heizpatronen in Speichern für die Trinkwassererwärmung.
Kesselsteinbildung und Mikroblasenbildung an heißen Wärmeübertragungsflächen
 Kesselsteinbildung und Mikroblasenbildung an heißen Wärmeübertragungsflächen
Quelle: Bosy
Abnahme des Wirkungsgrades
 Abnahme des Wirkungsgrades
Quelle: Bosy
Extrem verkalkter Rohrwärmetauscher
 Extrem verkalkter Rohrwärmetauscher
Quelle: Bosy

Kesselstein entsteht durch Kalkausfall (Calciumkarbonat) an der Oberfläche, die das Kesselwasser von der Brennkammer trennt. Dort "brennt" sich der Kalk durch die hohe Temperatur (160 bis 270 °C) an der Kesselwandung oder Wärmetauscherwandungen von direktbeheizten Gasgeräte (DLE, Speicher) fest. Der "Kesselstein" entsteht auch an den elektrischen Heizwiderständen von elektrischbeheizten Durchlauferwärmer oder Heizpatronen in Speichern für die Trinkwassererwärmung.

Außerdem befindet sich dort auch ständig eine Schicht mit Mikroblasen.

Im Wasser befinden sich, abhängig von der Wasserhärte, Erdalkalimetalle (Calcium, Magnesium) und die an den Erdalkalimetallen gebundene Kohlensäure, die bei ansteigender Wassertemperatur ausfallen. Bei der Kalkausfällung wird die Kohlensäure, welche die Salze in Lösung hält, ausgetrieben. Der Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichtszustand ist nicht mehr vorhanden.

Der Kesselstein an den Wärmeübertragungsflächen führt zu einer behinderten Wärmeabgabe bzw. Leistungsminderung.

Kesselstein hat eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit (gipshaltiger Kesselstein 0,5 bis 2,3 W/mK und silikatreicher Kesselstein 0,08 bis 0,18 W/mK). Diese dämmende Kalkschicht auf den Trennwandungen von der Brennraum zum Wasserraum führt zu einer lokalen Temperaturerhöhung. Da sich der Werkstoff an den überhitzen Flächen stärker ausdehnt, kann dies zu Rissen besonders an Schweißnähten führen. Besonders Dampfkessel, die ständig mit unzureichend aufbereitetem Kessel-(Speise)wasser betrieben werden, sind sehr anfällig.

Die Wasserrohre in Wasserrohrkesseln und Schnelldampferzeugern können so weit mit Kesselsteinablagerungen zuwachsen, dass dadurch die Kühlung der Wandung fehlt, was zu einer hohen Wandtemperatur führt. Die betroffenen Bauteile können aufgrund der Druckbeanspruchung im Kessel einbeulen oder eindellen und letztendlich zum Abplatzen der Kalkschicht und zum Zerplatzen des Kessels (Kesselsteinexplosion) führen.

Im Gegensatz zu den alten Walzen- und Flammrohrkesseln können die modernen Dampfkessel (Flammrohr-Rauchrohrkessel) mit hohen Feuerungswirkungsgraden durch Kesselsteinablagerungen bereits nach kurzer Betriebszeit geschädigt werden. Deshalb müssen diese Kessel mit aufbereitetem Kesselspeisewasser (Enthärtung) betrieben werden (z. B. Abschnitt 3 TRD 611 - Technische Regeln für Dampfkessel - Betrieb Speisewasser und Kesselwasser von Dampferzeugern der Gruppe IVRD 611).

Kesselsteinexplosion
Da ein Belag von Kesselstein (Verkalkung) und eingebranntem Rostschlamm (Magnetitschlamm) an der Wandung von dem Kesselbrennraum zum Wasserraum ein schlechter Wärmeleiter ist und dadurch den Wärmeübergang aus der erhitzten metallischen Kesselwand in das Kesselwasser behindert, kann eine sog. "Kesselsteinexplosion" entstehen. Die mit Kesselstein und Magnetitschlamm belegte Wandung ist heißer als eine unbelegte Wand. Platzt der angelagerte Belag aufgrund thermischer Spannungen ab, kommt Wasser die heiße Metallwand und verdampft explosionsartig (aus einem Liter Wasser entstehen ca. 1.700 Liter Dampf). Da das Sicherheitsventil die schlagartig entstehende Dampfmenge nicht schnell genug ableiten kann, zerreißt der Überdruck den Kessel vor allen Dingen an Schweißnähten. Da bei der entstehenden Druckabsenkung zusätzlich Dampf erzeugt wird, entsteht neben der Druckwelle auch eine Verbrühungsgefahr im Heizraum.
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HFrik schrieb: Also ich schliesse mich Oliver an, der Puffer muss im Normalzustand völlig vom Heizkreislauf getrennt sein. Nur wenn die sT so viel Wärme liefert dass sie Heizungsunterstützung liefern kann, dann kann...
westwoodauto schrieb: Ich stand vor ein paar Jahren vor dem selben Problem..... Nach dem ich alle Komentare der Puffer und Regelungs Fetischisten gelesen hatte, hatte ich erst mal die Lust an dem Projekt verloren. Dann fand...
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