IGEMA Kesselüberwachung: Niveauelektrode, Niederwasserbegrenzer oder elektronische Wasserstandsanzeige — was wofür

Wer einen Dampfkessel ausrüstet oder nachrüstet, bekommt bei IGEMA nicht ein Gerät für die Kesselüberwachung, sondern ein ganzes Baukastensystem: Niveauelektroden, Niederwasser- und Hochwasserbegrenzer, Füllstandregler, elektronische Fernanzeiger, Leitfähigkeitselektroden und Absalzventile. Auf dem Datenblatt sieht das alles ähnlich aus – eine Elektrode, ein Schaltgerät im Schaltschrank. In der Funktion ist es das nicht. Dieser Beitrag ordnet, welche Überwachungsaufgabe welches IGEMA-Gerät braucht, wann die Ausführung mit Sicherheitsfunktion gefragt ist und welche Angaben wir für eine saubere Auswahl von Ihnen brauchen.

Vier Aufgaben, die in der IGEMA Kesselüberwachung getrennt bleiben

Bevor es um Typenbezeichnungen geht, lohnt sich eine Trennung, die in Anfragen oft verschwimmt. Am Dampfkessel gibt es vier unterschiedliche Überwachungsaufgaben:

• Anzeigen: Der Wasserstand wird sichtbar gemacht – direkt am Kessel über Reflexions- oder Transparentanzeiger oder elektronisch in der Warte.
• Regeln: Der Wasserstand wird im Arbeitsbereich gehalten, indem die Speisepumpe oder ein Speisewasser-Regelventil angesteuert wird.
• Begrenzen: Wird ein Grenzwert unterschritten (Niederwasser) oder überschritten (Hochwasser), schaltet der Begrenzer ab und verriegelt.
• Wasserqualität überwachen: Die Leitfähigkeit des Kesselwassers wird gemessen und über Absalzung und Abschlammung im zulässigen Bereich gehalten.

Ein Regler ist kein Begrenzer, und eine Anzeige ersetzt keinen von beiden. IGEMA führt diese Aufgaben deshalb als eigene Geräte mit eigenen Elektroden. Die direkte Sichtanzeige haben wir im Beitrag über Transparent- und Reflexionsanzeiger behandelt; hier geht es um die elektronische Seite. Das gesamte Programm finden Sie auf unserer Seite zur Messtechnik.

Niederwasserbegrenzer: LMC2 oder SMLC2 mit Sicherheitsfunktion

Der Niederwasserbegrenzer ist das Gerät, das den Kessel vor dem Trockengehen schützt. IGEMA bietet ihn in zwei Ausführungen an, und der Unterschied ist nicht der Preis, sondern die Betriebsart.

Der Füllstandbegrenzer LMC2 ist laut Hersteller für Prozesse mit beschränkter Beaufsichtigung empfohlen. Er arbeitet mit den Niveauelektroden EL041 bzw. EL041-B bis 32 bar oder EL241 bis 200 bar und ist für Kesselwasser mit einer Leitfähigkeit von 5 bis 10.000 µS/cm ausgelegt.

Der Füllstandbegrenzer SMLC2 ist die Ausführung mit Sicherheitsfunktion für den Betrieb ohne Beaufsichtigung oder bei höherem Risikopotenzial. Er führt in kurzen Intervallen automatische Selbsttests durch, trägt ein Bauteilkennzeichen und ist nach SIL3 zertifiziert. Dazu gehören die Elektroden EL030, EL030-M oder EL030-B bis 32 bar und EL230 bis 200 bar. Sein Einsatzbereich reicht bereits ab einer Leitfähigkeit von 0,5 µS/cm – ein Punkt, der bei sehr gut aufbereitetem Speisewasser, etwa in Hochdruckanlagen, den Ausschlag geben kann.

Ob Ihr Kessel einen Begrenzer mit Sicherheitsfunktion braucht, ergibt sich aus der geplanten Betriebsweise und dem für den Kessel angewandten Regelwerk. Das legen Betreiber, Kesselhersteller und die zuständige Prüfstelle fest – nicht der Armaturenlieferant. Wir liefern dann das Gerät, das zu dieser Vorgabe passt.

Hochwasserbegrenzung mit SMHC2

Zu viel Wasser ist am Dampfkessel ebenso ein Problem wie zu wenig: Steigt der Wasserstand über den zulässigen Bereich, wird Wasser mit dem Dampf mitgerissen, und das trifft Überhitzer, Turbinen und Verbraucher. Für diese Aufgabe gibt es den Füllstandbegrenzer SMHC2, ebenfalls mit Sicherheitsfunktion, automatischen Selbsttests und SIL3-Zertifizierung. Er arbeitet mit den Elektroden EL040 bzw. EL040-B bis 32 bar oder EL240 bis 200 bar. Ob eine Hochwasserbegrenzung vorgeschrieben ist, hängt wieder an Kesselbauart und Regelwerk; dort, wo Dampf in empfindliche Verbraucher geht, fragen Planer sie häufig auch ohne Pflicht an.

Füllstand regeln: 2-Punkt mit DLR2 oder kontinuierlich mit DLT

Die Regelung hält den Wasserstand im Arbeitsbereich. IGEMA bietet zwei grundsätzlich verschiedene Wege an.

Die diskontinuierliche Regelung arbeitet mit dem 2-Punkt-Füllstandregler DLR2. Er schaltet die Speisepumpe bei einem unteren Punkt ein und bei einem oberen Punkt aus. Als Elektrode dient eine Mehrfach-Niveauelektrode wie die EL913 oder drei einzelne Elektroden EL041 bzw. EL241. Das ist die einfache Lösung für Kessel mit Pumpenbetrieb im Ein-Aus-Takt.

Die kontinuierliche Regelung arbeitet mit dem Füllstandtransmitter DLT2 oder DLT3 und der kapazitiven Niveauelektrode EC8 bis 32 bar. Der Transmitter liefert ein 4–20-mA-Signal; geregelt wird über eine SPS oder einen Industrieregler wie den KS90-1, der ein Speisewasser-Regelventil stetig verstellt. Mit dem DLT3 lässt sich zusätzlich eine Überfüllsicherung programmieren. Ein Leuchtbandanzeiger LB zeigt den Füllstand vor Ort.

Die stetige Regelung lohnt sich, wenn die Dampfabnahme schwankt und der Wasserstand ruhig gehalten werden soll. Das passende Speisewasser-Regelventil – auch mit integriertem Pumpenfreilauf – liefern wir aus demselben Haus.

In den IGEMA-Kombinationen bleiben Regelung und Begrenzung getrennt: Der DLR2 regelt, der SMLC2 begrenzt, und jede Funktion hat ihre eigene Elektrode – etwa eine EL030 als Begrenzerelektrode neben zwei EL041 für die Regelung, oder die Mehrfach-Niveauelektrode MS015-A mit eigener Begrenzerelektrode.

Die Niveauelektrode: Druckstufe, Leitfähigkeit, Einbaulage

Bei der Auswahl der Elektrode entscheiden drei Fragen.

Druckstufe: Die IGEMA-Elektroden gibt es in zwei Gruppen – bis 32 bar (EL030, EL040, EL041, EC8, EL913) und bis 200 bar (EL230, EL240, EL241). Maßgeblich ist der zulässige Druck des Kessels, nicht der Betriebsdruck.

Leitfähigkeit: Die konduktive Messung braucht eine Mindestleitfähigkeit des Wassers. Für die meisten IGEMA-Begrenzer und -Regler liegt die untere Grenze bei 0,5 µS/cm, beim LMC2 bei 5 µS/cm. Schicken Sie uns deshalb die Leitfähigkeit Ihres Speise- und Kesselwassers mit, nicht nur den Druck.

Einbaulage: Für elektrisch beheizte Kleindampfkessel, etwa Sterilisations- und Medizindampfkessel, gibt es eigene Lösungen: die Mehrfach-Niveauelektrode EL963 für den horizontalen Einbau mit SMLC2 und DLR2 oder die EL983 für den vertikalen Einbau mit LMC2 und DLR2, jeweils bis 8 bar.

Elektronische Wasserstandsanzeige: EWLI-3B und Niveauschalter EWLS

Wo der Wasserstand nicht nur am Kessel, sondern in der Warte sichtbar sein soll, kommt der elektronische Wasserstand-Fernanzeiger EWLI-3B ins Spiel. Er misst konduktiv über 5 bis 32 Sonden in einem Anbaugehäuse – EL65 bis 32 bar, EL60 darüber. Die Sondenabstände sind innerhalb eines Mindestabstands frei wählbar, und die Schaltkontakte lassen sich den Sonden frei zuordnen. So lässt sich der Anzeigebereich in Niedrigwasser, Arbeitsbereich und Hochwasser teilen oder feiner in LLW, LW, Arbeitsbereich, HW und HHW.

Das System besteht aus Erfassungseinheit am Kessel, Auswerteeinheit im Schaltschrank und optionaler Anzeigeeinheit, verbunden über CAN-Bus. Erfassungs- und Auswerteeinheit haben jeweils zwei unabhängige Elektronikkreise mit eigenen Prozessoren, die sich regelmäßig selbst prüfen. Je nach angewandtem Regelwerk kann das EWLI-3B laut Hersteller als Multi-Control-System eingesetzt werden, also als Anzeiger, Begrenzer und Regler in einem.

Der elektronische Niveauschalter EWLS ist die kleinere Lösung mit zwei bis vier Sonden. IGEMA nennt als typische Anwendungen Auffangbehälter wie Wassertanks, Entgaser und Kondensatbehälter, Laugenentspanner, Speisewasservorwärmer, den Turbinenwasserschutz (TWIP) und die Dampfleitungsentwässerung. Gerade im Kraftwerk ist das der Punkt, an dem Kesselüberwachung und Kondensattechnik zusammenkommen.

Leitfähigkeit und Absalzung: der oft vergessene Teil

Im laufenden Betrieb dickt das Kesselwasser ein, weil mit dem Dampf nur Wasser den Kessel verlässt und die Inhaltsstoffe zurückbleiben. Steigt der Salzgehalt zu hoch, drohen Schäumen und Ablagerungen. Die Absalzregelung entnimmt deshalb eingedicktes Kesselwasser und lässt Frischwasser nachspeisen; die Leitfähigkeitsbegrenzung schaltet bei Überschreitung des Grenzwerts den Brenner ab.

IGEMA bietet dafür 2-Punkt-Absalzungen bis 15 oder bis 32 bar und Systeme zur kontinuierlichen Absalzung an. Gemessen wird im Kessel mit der Leitfähigkeitselektrode EL22 im T-Stück oder mit der EL23 im Schutzrohr bis 80 bar, in der Rohrleitung mit der EL18 im Blockflansch. Der Leitfähigkeitsregler FARB2 übernimmt Regelung und Begrenzerfunktion, das motorgesteuerte Absalzventil ASV2 führt das salzangereicherte Wasser ab.

Für die Feststoffe am Kesselboden gibt es die Abschlammventile KAV1 R1-N mit Handhebel und KAV2 R1-N mit Membranantrieb, angesteuert über das programmgesteuerte Magnetventil PGM. Das KAV1 lässt sich laut Hersteller später auf Membranantrieb umrüsten. Absalz- und Abschlammventile finden Sie bei unseren Regelventilen unter den besonderen Bauformen.

Was wir für die Auswahl brauchen

Damit wir die passende IGEMA-Kombination zusammenstellen können, helfen uns diese Angaben:

• Kesselbauart, zulässiger Druck und Betriebsdruck
• Betriebsweise: mit ständiger, beschränkter oder ohne Beaufsichtigung, und das angewandte Regelwerk
• Leitfähigkeit von Speise- und Kesselwasser
• Gewünschte Regelung: 2-Punkt über die Pumpe oder stetig über ein Regelventil
• Ob eine Fernanzeige in der Warte gebraucht wird
• Vorhandene Stutzen und Einbaulage der Elektroden

Für Inbetriebnahme, Prüfung und Austausch bestehender Geräte steht unsere Serviceabteilung in Österreich und im Servicegebiet Tschechien, Slowakei, Ungarn, Slowenien und Italien zur Verfügung.

Häufige Fragen zur IGEMA Kesselüberwachung

Was ist der Unterschied zwischen Niveauelektrode und Niederwasserbegrenzer?

Die Niveauelektrode sitzt im Kessel und erkennt, ob Wasser an ihrer Spitze steht. Der Niederwasserbegrenzer ist das Schaltgerät im Schaltschrank, das dieses Signal auswertet und bei Niederwasser abschaltet. Beide gehören zusammen und müssen zueinander passen – beim SMLC2 etwa die Elektroden EL030 oder EL230.

Wann reicht der LMC2, wann brauche ich den SMLC2?

IGEMA empfiehlt den LMC2 für Prozesse mit beschränkter Beaufsichtigung und den SMLC2 mit Sicherheitsfunktion für den Betrieb ohne Beaufsichtigung oder bei höherem Risikopotenzial. Welche Betriebsart für Ihren Kessel gilt, legen Betreiber, Kesselhersteller und Prüfstelle fest.

Kann das EWLI-3B den Niederwasserbegrenzer ersetzen?

Laut Hersteller kann das EWLI-3B je nach angewandtem Regelwerk als Anzeiger, Begrenzer und Regler eingesetzt werden. Ob das im konkreten Fall zulässig ist, entscheidet das Regelwerk Ihres Kessels. Wir klären das gemeinsam mit Ihnen vor der Bestellung.

Warum fragt der Lieferant nach der Leitfähigkeit des Kesselwassers?

Weil die Elektroden konduktiv messen und eine Mindestleitfähigkeit brauchen. Beim LMC2 liegt sie bei 5 µS/cm, bei den Geräten mit Sicherheitsfunktion bei 0,5 µS/cm. Bei sehr reinem Wasser kann das die Gerätewahl bestimmen.

Liefern Sie auch Absalz- und Abschlammventile von IGEMA?

Ja. Ing. Wilhelm Friedrich Gesellschaft m. b. H. vertritt IGEMA exklusiv in Österreich und liefert neben der Messtechnik auch das Absalzventil ASV2 und die Abschlammventile KAV1 und KAV2 – auf Wunsch zusammen mit Regelventil und Absperrung aus einer Hand.

Fazit: Erst die Aufgabe trennen, dann das IGEMA-Gerät wählen

Die IGEMA Kesselüberwachung ist ein Baukasten, und die Auswahl gelingt, wenn die vier Aufgaben getrennt bleiben: anzeigen, regeln, begrenzen, Wasserqualität halten. Für die Begrenzung entscheidet die Betriebsart zwischen LMC2 und SMLC2, für die Regelung die Frage nach 2-Punkt oder stetig, für die Elektrode Druckstufe, Leitfähigkeit und Einbaulage. Schicken Sie uns Ihre Kesseldaten – wir stellen die passende Kombination zusammen und betreuen sie über unseren Service auch nach der Inbetriebnahme.

IGEMA boiler monitoring: level electrode, low-water limiter or electronic water level indicator – which does what

Anyone equipping or retrofitting a steam boiler does not get a single monitoring device from IGEMA, but a modular system: level electrodes, low-water and high-water limiters, level controllers, electronic remote indicators, conductivity electrodes and blowdown valves. On the data sheet they all look alike – an electrode in the boiler, a switching unit in the control cabinet. In function they are not. This article sorts out which monitoring task needs which IGEMA device, when the version with safety function is required and which information we need from you for a sound selection.

Four tasks that stay separate in IGEMA boiler monitoring

Before looking at type designations, it helps to separate four tasks that often get mixed up in enquiries:

• Indicating: the water level is made visible – directly at the boiler with reflex or transparent gauges, or electronically in the control room.
• Controlling: the water level is kept within the working range by switching the feed pump or adjusting a feedwater control valve.
• Limiting: if a limit is undershot (low water) or exceeded (high water), the limiter shuts down and locks out.
• Monitoring water quality: the conductivity of the boiler water is measured and kept within limits by blowdown and bottom blowdown.

A controller is not a limiter, and an indicator replaces neither. IGEMA therefore offers these tasks as separate devices with their own electrodes. Direct sight gauges were covered in our article on transparent and reflex level gauges; this one deals with the electronic side. The full range is listed on our measuring technology page.

Low-water limiter: LMC2 or SMLC2 with safety function

The low-water limiter protects the boiler from running dry. IGEMA offers it in two versions, and the difference is not price but mode of operation.

The LMC2 level limiter is recommended by the manufacturer for processes with limited supervision. It works with the level electrodes EL041 or EL041-B up to 32 bar, or EL241 up to 200 bar, and is designed for boiler water with a conductivity of 5 to 10,000 µS/cm.

The SMLC2 level limiter is the version with safety function for operation without supervision or with a higher risk potential. It runs automatic self-tests at short intervals, carries a component marking and is SIL3 certified. It is paired with the electrodes EL030, EL030-M or EL030-B up to 32 bar and EL230 up to 200 bar. Its range starts at a conductivity of just 0.5 µS/cm – which can be decisive with very well treated feedwater, for example in high-pressure plants.

Whether your boiler needs a limiter with safety function depends on the intended mode of operation and the code applied to the boiler. That is decided by the operator, the boiler manufacturer and the responsible inspection body – not by the valve supplier. We then supply the device that meets this requirement.

High-water limiting with SMHC2

Too much water is as much a problem in a steam boiler as too little: if the level rises above the permitted range, water is carried over with the steam and reaches superheaters, turbines and consumers. For this task there is the SMHC2 level limiter, also with safety function, automatic self-tests and SIL3 certification. It works with the electrodes EL040 or EL040-B up to 32 bar, or EL240 up to 200 bar. Whether high-water limiting is mandatory again depends on boiler type and code; where steam goes to sensitive consumers, planners often ask for it even without an obligation.

Level control: two-point with DLR2 or continuous with DLT

Control keeps the water level within the working range. IGEMA offers two fundamentally different approaches.

Discontinuous control uses the DLR2 two-point level controller. It starts the feed pump at a lower point and stops it at an upper point. The sensor is a multiple level electrode such as the EL913, or three individual EL041 or EL241 electrodes. This is the simple solution for boilers with on-off pump operation.

Continuous control uses the DLT2 or DLT3 level transmitter with the capacitive EC8 level electrode up to 32 bar. The transmitter delivers a 4–20 mA signal; control is handled by a PLC or an industrial controller such as the KS90-1, which modulates a feedwater control valve. With the DLT3, an overfill protection can also be programmed. An LB bar graph indicator shows the level locally.

Continuous control pays off when steam demand fluctuates and the water level should be kept steady. We supply the matching feedwater control valve – also with integrated pump bypass – from the same source.

In IGEMA combinations, control and limiting stay separate: the DLR2 controls, the SMLC2 limits, and each function has its own electrode – for example an EL030 as limiter electrode next to two EL041 for control, or the MS015-A multiple level electrode with its own limiter electrode.

The level electrode: pressure rating, conductivity, mounting position

Three questions decide the choice of electrode.

Pressure rating: IGEMA electrodes come in two groups – up to 32 bar (EL030, EL040, EL041, EC8, EL913) and up to 200 bar (EL230, EL240, EL241). What counts is the boiler’s permissible pressure, not its operating pressure.

Conductivity: conductive measurement requires a minimum conductivity of the water. For most IGEMA limiters and controllers the lower limit is 0.5 µS/cm, for the LMC2 it is 5 µS/cm. Please send us the conductivity of your feedwater and boiler water, not only the pressure.

Mounting position: for electrically heated small steam boilers, such as sterilisation and medical steam generators, there are dedicated solutions: the EL963 multiple level electrode for horizontal installation with SMLC2 and DLR2, or the EL983 for vertical installation with LMC2 and DLR2, each up to 8 bar.

Electronic water level indication: EWLI-3B and EWLS level switch

Where the water level must be visible not only at the boiler but also in the control room, the EWLI-3B electronic remote water level indicator comes in. It measures conductively with 5 to 32 probes in a mounting housing – EL65 up to 32 bar, EL60 above that. Probe spacing can be chosen freely within a minimum distance, and switching contacts can be freely assigned to the probes. The display range can thus be split into low water, working range and high water, or more finely into LLW, LW, working range, HW and HHW.

The system consists of a measuring unit at the boiler, an evaluation unit in the control cabinet and an optional display unit, linked by CAN bus. Both measuring and evaluation units have two independent electronic circuits with their own processors that test themselves regularly. Depending on the code applied, the manufacturer states that the EWLI-3B can be used as a multi-control system, i.e. as indicator, limiter and controller in one.

The EWLS electronic level switch is the smaller solution with two to four probes. IGEMA lists typical applications such as collecting vessels (water tanks, deaerators, condensate tanks), blowdown flash vessels, feedwater preheaters, turbine water protection (TWIP) and steam line drainage. In power plants in particular, this is where boiler monitoring and condensate technology meet.

Conductivity and blowdown: the often forgotten part

During operation the boiler water thickens, because only water leaves the boiler with the steam while dissolved solids stay behind. If the salt content rises too high, foaming and deposits follow. Continuous blowdown control therefore removes concentrated boiler water and lets fresh water be fed in; the conductivity limiter shuts down the burner if the limit is exceeded.

IGEMA offers two-point blowdown systems up to 15 or 32 bar as well as continuous blowdown systems. Measurement in the boiler uses the EL22 conductivity electrode in a T-piece or the EL23 in a protective tube up to 80 bar; in the pipeline the EL18 measures in a block flange. The FARB2 conductivity controller handles control and limiting, and the motor-driven ASV2 blowdown valve discharges the salt-enriched water.

For solids on the boiler floor there are the KAV1 R1-N bottom blowdown valve with hand lever and the KAV2 R1-N with diaphragm actuator, driven by the programme-controlled PGM solenoid valve. According to the manufacturer, the KAV1 can later be converted to a diaphragm actuator. You will find blowdown valves among the special designs of our control valves.

What we need for the selection

To put together the right IGEMA combination, the following information helps us:

• Boiler type, permissible pressure and operating pressure
• Mode of operation: with continuous, limited or no supervision, and the code applied
• Conductivity of feedwater and boiler water
• Required control: two-point via the pump or continuous via a control valve
• Whether remote indication in the control room is needed
• Existing nozzles and mounting position of the electrodes

For commissioning, testing and replacement of existing devices, our service department is available in Austria and in our service area of Czechia, Slovakia, Hungary, Slovenia and Italy.

Frequently asked questions about IGEMA boiler monitoring

What is the difference between a level electrode and a low-water limiter?

The level electrode sits in the boiler and detects whether water is present at its tip. The low-water limiter is the switching unit in the control cabinet that evaluates this signal and shuts down on low water. Both belong together and must match – for the SMLC2, for example, the EL030 or EL230 electrodes.

When is the LMC2 sufficient, and when do I need the SMLC2?

IGEMA recommends the LMC2 for processes with limited supervision and the SMLC2 with safety function for operation without supervision or with a higher risk potential. Which mode applies to your boiler is decided by the operator, the boiler manufacturer and the inspection body.

Can the EWLI-3B replace the low-water limiter?

According to the manufacturer, the EWLI-3B can be used as indicator, limiter and controller depending on the code applied. Whether that is permitted in a specific case is decided by the code for your boiler. We clarify this with you before ordering.

Why does the supplier ask for the conductivity of the boiler water?

Because the electrodes measure conductively and need a minimum conductivity. For the LMC2 it is 5 µS/cm, for the devices with safety function 0.5 µS/cm. With very pure water this can determine the choice of device.

Do you also supply IGEMA blowdown valves?

Yes. Ing. Wilhelm Friedrich Gesellschaft m. b. H. represents IGEMA exclusively in Austria and, alongside the measuring technology, supplies the ASV2 blowdown valve and the KAV1 and KAV2 bottom blowdown valves – on request together with control valve and shut-off valve from a single source.

Conclusion: separate the task first, then choose the IGEMA device

IGEMA boiler monitoring is a modular system, and the selection works when the four tasks stay separate: indicate, control, limit, keep water quality in check. For limiting, the mode of operation decides between LMC2 and SMLC2; for control, the choice between two-point and continuous; for the electrode, pressure rating, conductivity and mounting position. Send us your boiler data – we will put together the right combination and support it through our service department after commissioning as well.