Markus Kohlhaupt
Mit Erdgas betriebene Anlagen zeichnen sich durch geringe Unterhaltskosten aus. Das finanzielle Ein-sparungspotential ergibt sich vor allem aus den nicht anfallenden Lager- und Vorfinanzierungskosten sowie dem nicht notwendigen Bewirtschaftungsaufwand. Ferner lässt sich mit Erd- bzw. Flüssiggas eine sehr gleichmäßige Prozesswärme erzeugen. Das hat einen positiven Einfluss auf die Qualität der ablaufenden Prozesse.
In Abbildung 1 ist der Aufbau eines Brennersystems dargestellt. Es besteht im Wesentlichen aus dem Brenner (1), einer Mischeinrichtung für Luft und Brenngas (2) sowie einer Regeleinrichtung für die Brennerleistung. Letztere setzt sich aus folgenden Komponenten zusammen:
• Verbundregler/Leistungssteller (3)
• Gasmengenregeleinrichtung (4)
• Regeleinrichtung für die Luftmenge (5)
Die Zuführungseinrichtungen für Brenngas (6) und Luft (7) sind mit Regelungs- und Absperrarmaturen ausgestattet. Wesentlich für den sicheren und zuverlässigen Betrieb der Anlage sind die Flammenzündung (8) und die Flammenüberwachung (9) sowie Komponenten zur Temperaturmessung (10) und -überwachung (11). Ferner verfügt das Brennersystem über eine spezielle Einrichtung zur Abführung des Abgases (12). In einem Schaltschrank (13) sind alle Steuerungs-, Regelungs- und Kommunikationskomponenten untergebracht. In Abhängigkeit von dem konkreten Anwendungsfall können die Brennersysteme modifiziert werden. Beispielsweise kann man sie mit Wärmetauschern oder Luftvorwärmern erweitern. Werden bestimmte Funktionen nicht benötigt, entfallen die jeweiligen Komponenten.
In Abhängigkeit von den Prozessanforderungen kann der Anwender zwischen verschiedenen Brennersystemausführungen wählen. Sie unterscheiden sich vor allem in ihrer Leistung, Flammenart und Flammenlänge sowie hinsichtlich des eingesetzten Brenngases und des Gasdrucks. Ein weiterer wesentlicher Punkt bei der Auslegung eines Brennersystems ist die Art und Weise wie die Verbrennungsluft zur Verfügung gestellt wird. In der Regel wird sie aus der Atmosphäre bezogen und gelangt über Ventilatoren oder als Druckluft ins Brennersystem. Über die Auswahl des Brenners sind auch die Anforderungen an die Mischvorrichtung definiert. Die Art des eingesetzten Brenners bestimmt außerdem die Art der Zündung. Sie hängt aber auch von der Anzahl der Zündungen und den konkreten Umgebungseinflüssen ab. Ähnlich sind die Verhältnisse bei der Flammenüberwachung. Natürlich hängt auch sie von der Art und Nennleistung des Brenners ab. Weitere Einflussfaktoren sind die zu realisierende Flamme, die Umgebungs- und Platzverhältnisse sowie die gewünschte Temperatur.
Auch das zum Einsatz kommende Temperaturmess- und -überwachungssystem wird von verschiedenen Faktoren bestimmt. Dazu zählen die Höhe der zu realisierenden Temperaturen, die vom Anwender gewünschte Genauigkeit und Anlagensicherheit sowie das Medium, in dem die Temperatur gemessen werden soll.
Die Gas-Luft-Verbundregelung wird vom Regelverhältnis, d.h. vom Verhältnis der kleins-ten zur größten Brennerleistung bestimmt. Mit berücksichtigt werden müssen ferner die Anforderungen hinsichtlich der Genauigkeit und die Art der Verbundregelung (mechanisch, pneumatisch oder elektronisch). Die Anforderungen an die Kommunikation und Fernbedienung sowie an die zu verarbeitenden Signale und zu bedienenden Stellglieder definieren den Feuerungsautomaten und einen eventuell notwendigen Regler.
Gesetzliche Normen und Auflagen bestimmen in erster Linie die Ausrüstung der Gasstraße. Die Ausrüstung der Luftstrecke wird von der Art und Leistung des Brenners sowie von den gewünschten Sicherheitsstandards bestimmt. Folgende Faktoren sind bei der Auslegung der Abgasführung zu berücksichtigen: Abgastemperatur und -menge, Zusammensetzung der Abgase und die Platzverhältnisse vor Ort.
Das Spektrum möglicher Einsatzgebiete von Erdgas- bzw. Flüssiggas-Brennersystemen ist weit gespannt. Es reicht von Röstanlagen für Kaffee, Kakao und Nüsse über Backöfen für Brot, Gebäck und Fisch bis hin zu Kochanlagen und Kandieranlagen für Gebäck. Bewährt haben sich die Brennersysteme des Weiteren beim Bräunen und Schmelzen von Lebensmitteln sowie beim Auftauen von Gemüse (Abb. 2). Auch bei der Formenreinigung (Waffeln, Schokolade) und bei der Sterilisation von Dosen und Gläsern sind sie im Einsatz.
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