Ueber die Untersuchung des Nutzeffectes von Kesselfeuerungen mit Hilfe des Winkler'schen Gasanalysenapparates; von Adolf F. Weinhold. (Fortsetzung von S. 20 dieses Bandes.Im Anschluß an die Entwicklung auf S. 24 mögen, wenn auch zu dem hier behandelten Thema nicht in directer Beziehung stehend, noch die Formeln für das Gewicht p und das Volum v (bei B mm Luftdruck) der pro Kilogramm Brennmaterial entweichenden Rauchgase Platz finden.Textabbildung Bd. 219, S. 281) Weinhold, über die Untersuchung des Nutzeffectes bei Kesselfeuerungen mit Hilfe des Winkler'schen Gasanalysenapparates. II. Die vom Verfasser bis jetzt erhaltenen Resultate sind im Auszuge in beigegebener Tabelle zusammengestellt. A. Bekanntlich rechnet man gewöhnlich, daß die Hälfte des Sauerstoffes, welcher in der einer Feuerung zugeführten Luft enthalten ist, wirklich zur Oxydation des Brennmaterials verwendet wird; man nimmt also n = 2 an. Nicht viel höher ergibt sich der Mittelwerth für n aus sämmtlichen hier mitgetheilten Versuchen, nämlich n = 2,27; scheidet man die sieben abnorm schlechten Versuche 8, 12, 13a, 13d, 59, 60 und 61 aus, so erhält man den Mittelwerth n = 1,98, also fast genau der gewöhnlichen Annahme entsprechend. Für u ergibt sich aus allen Versuchen das Mittel u = 0,127, mit Ausschluß der sieben abnormen Versuche u = 0,12; danach mag es zulässig erscheinen, bei Ueberschlagsrechnungen die bisherige Annahme n = 2 beizubehalten und ihr die weitere u = 0,12 hinzuzufügen; daß aber die Annahme solcher Durchschnittswerthe für den concreten Fall wenig nützt, ergibt sich, wenn man beachtet, daß, von den abnormen Fällen abgesehen, n von 1,14 (Versuch 9) bis 3,74 (Versuch 28) und u von 0 (Versuche 43 und 44) bis 0,22, die abnormen Fälle eingerechnet n sogar bis 6,58 (Versuch 60) und u bis 0,463 (Versuch 8) variirt. B. Die Versuche 1, 2, 3, 5 und 7 sind an gewöhnlichen cylindrischen Kesseln mit Bolzano-Rosten angestellt; die Verbrennung ist bei allen so ziemlich dieselbe; die hohe Temperatur t bei Versuch 1 und 2 deutet auf bedeutenden Wärmeverlust durch die abgehenden Gase. Nachdem die betreffende Kesselanlage mit einem Economiser versehen worden war, betrug die Temperatur der abgehenden Gase nur noch 215° (Versuch 3), und es zeigte sich eine Brennmaterialersparniß von ca. 20 Proc. Da das Speisewasser im Economiser nur auf etwa 100° und (wenigstens bei der in Rede stehenden Anlage) nicht bis zur wirklichen Dampfbildung erwärmt wird, so ergibt sich, daß die 20 Proc. Ersparniß nur zum Theil direct durch den Economiser gewonnen wurden; ein großer Theil der Ersparniß wurde indirect verursacht dadurch, daß bei der geringen Menge des bei gleichem Dampfverbrauch in gleicher Zeit consumirten Brennmaterials die Verbrennungsproducte langsamer unter dem Kessel hinstreichen und so ihre Wärme besser abgeben konnten. – Ließ sich dies schon aus der Beobachtung der Wassertemperatur im Economiser mit Sicherheit schließen, so wurde es zum Ueberfluß auch noch constatirt durch Messung der Temperatur der Verbrennungsproducte vor dem Economiser; es zeigte sich, daß dieselben die Kesselzüge mit einer Temperatur von nur noch 330 bis 340° verließen, anstatt mit ca. 420°, wie es vor der Anbringung des Economiser der Fall gewesen war. C. Versuch 4 ist an einem Henschel-Kessel mit Bolzano-Rost, Versuch 11 an einem Röhrenkessel mit Innenfeuerung angestellt; bei ersterm ist u sehr niedrig, bei letzterm ziemlich hoch. D. Die Versuche 6, 8, 9 und 10 sind an einem cylindrischen Kessel mit gewöhnlichem Planrost angestellt; bei 6 war die Kesselmauerung etwas defect, d.h. es war die zwischen den beiden Rosten befindliche Zunge theilweise zerstört und die Züge waren stark mit Flugasche gefüllt; bei Versuch 8 und 9 war der Verfall der Mauerung und die Verstopfung der Züge noch weiter vorangeschritten; bei Versuch 10 dagegen war alles wieder in guten Stand gesetzt. Während bei letzterm Versuche u ziemlich klein ist, hat es bei schlechterer Beschaffenheit der Feuerung (6) einen etwa 3, bei ganz schlechter (8) einen etwa 7mal so großen Werth. Die Versuche 8 und 9, einem ganz abnormen Zustande entsprechend, sind nur von Interesse, insofern sie zeigen, bis zu welchem Grade der Sauerstoff der Luft verbraucht, also wie klein n werden kann. Die beiden Versuche 8 und 9 wurden im Ganzen zu derselben Zeit angestellt, aber so, daß die bei geschlossener Feuerthür (8) und die während des Nachschüttens und Schürens, also bei offener Feuerthür (9) entweichenden Gase getrennt aufgefangen wurden; unmittelbar nach dem Oeffnen oder Schließen der Thür ließ man 10 Secunden verstreichen, ehe mit dem Auffangen begonnen wurde, damit die den beiden Zuständen entsprechenden Gase unvermengt erhalten wurden. Unter den obwaltenden abnormen Umständen ist das Resultat der Verbrennung bei offener Thür besser als bei geschlossener; es verbrennen jedenfalls durch die über dem Brennmaterial zutretende Luft die massenhaft aus diesem entwickelten, brennbaren Gase. Bemerkt sei noch, daß bei diesen Versuchen die Zahlen u und n nur eine ganz annähernde Giltigkeit haben können, weil die Analyse der Verbrennungsproducte sich nicht auf die Bestimmung des Rußes und der gasigen Kohlenwasserstoffe erstrecken konnte, die bei so unvollkommener Verbrennung in erheblicher Menge auftreten mußten; der Rauch sah in ca. 20cm dicker Schicht geradezu schwarz aus. E. Aus den Versuchen mit in gutem Stande befindlicher Unterfeuerung 1, 2, 3, 4, 5, 7 und 10 ergeben sich die Mittelwerthe n = 2,02 und u = 0,063. F. Die Versuche 12, 13a, 13b, 59, 60 und 61 sollen nur als Beispiel dafür dienen, wie unvortheilhaft die Verbrennung zuweilen ist; 12, 13b und 61 beziehen sich auf Kessel mit Innenfeuerung, 13a auf einen Henschel-Kessel, 59 und 60 auf einen gewöhnlichen cylindrischen Kessel mit Unterfeuerung. G. Die Versuche 14 bis 37 sind an einem Paucksch und Freund-Kessel mit gewöhnlichem Planrost angestellt, die Versuche 43 bis 49 an dem nämlichen Kessel, nachdem er mit einem Mehl'schen Roste versehen worden war. Die Heizung erfolgte so, daß jeder der beiden Roste abwechselnd mit einer bedeutenden Menge Braunkohle beschickt und dann bis zum fast völligen Verbrennen dieses Quantums sich selbst überlassen wurde; je nach der Größe des aufgegebenen Quantums und nach der Stärke des Dampfconsums verfloß zwischen zwei Beschickungen des nämlichen Rostes eine Zeit von 40 bis 60 Minuten. Versuchsweise wurde einmal in bedeutend kürzern Intervallen (nach je 12 Minuten) Brennmaterial aufgegeben, aber mit ganz ungünstigem Erfolge, wie die unter 28 und 29 aufgeführten Zahlen, welche sich auf dieses Experiment beziehen, ergeben; trotz beträchtlichen Luftüberschusses war die Verbrennung eine ziemlich unvollkommene. Es soll aber hieraus keineswegs gefolgert werden, daß es an sich unzweckmäßig sei, das Brennmaterial in kleinen Portionen aufzutragen (die bekannten Scheurer-Kestner'schen Versuche zeigen gerade das Gegentheil); es ist nur bei den Versuchen 28 und 29 das richtige Verhältniß zwischen Zeit und Brennmaterialquantum, beziehentlich der erforderliche Modus, das letztere auszubreiten, noch nicht erreicht worden. – Der Umstand, daß die Dampfspannung bei den Versuchen unter die für den Betrieb der Dampfmaschine erforderliche Größe sank, verhinderte eine weitere Ausdehnung der Versuche. Scheidet man diese Versuche als abnorm aus, so ergeben 14 bis 37 im Mittel n = 1,83, u = 0,129 und Ω/W = 0,63, dagegen 43 bis 49 im Mittel n = 2,15, u = 0,091 und Ω/W = 0,64. (Bei den Versuchen 43 bis 45 sind die eingeklammerten Werthe von t nicht wirklich beobachtet, sondern willkürlich angenommen worden; der Werth Ω/W = 0,64 ergibt sich bei Ausscheidung dieser 3 Versuche ebenso, wie wenn man sie mitrechnet.) Bei diesen beiden Gruppen von Versuchen differiren die Mittel von n und u nicht unerheblich; die Einflüsse der Verschiedenheit dieser beiden Werthe compensiren sich aber derart, daß beide Gruppen fast denselben Werth für Ω/W geben; eine Differenz zu Gunsten des Mehl'schen Rostes von 0,01 ist zu klein, um berücksichtigt zu werden. Obgleich die untersuchten Gase immer den Durchschnitt aus ziemlich langen Brandperioden repräsentiren, variiren doch beim Mehl'schen Roste die Resultate erheblich mehr als beim gewöhnlichen Planrost, d. i. bei den Versuchen 14 bis 23, 30 und 31a. – Die Versuche 32 bis 35 sind angestellt, um zu untersuchen, wie stark die Verbrennungsproducte in den einzelnen Theilen einer Brandperiode differiren; es wurden nämlich die Gase entnommen aus dem rechts liegenden Zuge des Kessels, nachdem von der Beschickung der rechts liegenden Feuerung verflossen war ein Zeitraum von Nr. Minuten. Nr. Minuten. 32   5 bis 12 34 28 bis 35 33 16 bis 22 35 38 bis 44 Gegen das Ende der Brandperiode (Versuch 35) zeigt sich, der Abnahme des Brennmaterialvorrathes auf dem Roste entsprechend, ein erhebliches Anwachsen von n; daß n auch gegen die Mitte der Brandperiode etwas wächst (Versuch 33) ist jedenfalls darin begründet, daß bei dem Paucksch und Freund-Kessel die Verbrennungsproducte von beiden Rosten sich bis zu einem gewissen Grade vermischen, und daß bei der oben besprochenen Art des Heizens die Mitte der Brandperiode des einen Rostes dem Ende der Brandperiode des andern Rostes entspricht. H. Während der Versuche 46 bis 49 wurden pro Kilogramm Brennmaterial 2k,77 etwas vorgewärmten Speisewassers verbraucht; unter Berücksichtigung des Umstandes, daß das Kilogramm Speisewasser unter den obwaltenden Verhältnissen 615c,4 zu seiner Verdampfung brauchte, würde sich berechnen, daß  92 Proc. von Ω wirklich zur Dampfentwicklung dienen und 8 Proc. durch Erwärmung der Luft etc. verloren gehen; es kann aber die Zahl von 92 Proc. nur die Bedeutung eines obern Grenzwerthes haben; der wirkliche Werth ist jedenfalls noch etwas kleiner, weil ein Theil des aus dem Kessel entschwundenen Wassers vom Dampfe mechanisch mit fortgerissen ist. J. Die Versuche 38 bis 41 sind an einem Piedboeuf-Kessel mit Unterfeuerung (gewöhnlichem Planrost) angestellt und insofern interessant, als sie zeigen, daß so ganz verschiedene Brennmaterialien wie geringwerthige Braunkohle und ausgezeichnete Steinkohle fast ganz dieselben Verbrennungsresultate geben können. Daß trotz der wenig verschiedenen Werthe von n und u der Werth Ω/W für Steinkohle viel höher ist als für Braunkohle, ist vorzugsweise in dem hohen Wassergehalt der letztern begründet. 38 und 39 entsprechen dem normalen Betriebe des Kessels, bei welchem im Durchschnitt 2k,434 Speisewasser (unter ähnlichen Verhältnissen wie unter H) pro Kilogramm Braunkohle verbraucht wurden, während die Versuche 40 und 41 einem ausnahmsweise forcirten Betriebe mit 9k,98 Speisewasserverbrauch pro Kilogramm Steinkohle entsprechen. Bei 38 und 39 ist die verbrauchte Speisewassermenge 81,5 Proc. von der, welche sich durch die Wärmemenge Ω verdampfen läßt. Dieser Werth ist erheblich niedriger als der unter H (92 Proc.) und kommt vielleicht der Wahrheit ziemlich nahe. Bei dem forcirten Betriebe (Versuche 40 und 41) hat der Dampf bedeutende Wassermengen mit fortgerissen; 9k,98 ist 4,6 Proc. mehr, als sich durch die zugehörige Wärmemenge Ω verdampfen lassen würde, wenn diese ohne allen Abzug zur Verdampfung verwerthet würde. K. Versuch 50, 51 und 55 sind an einem Henschel-Kessel mit Mehl'schem Rost, Versuch 57 ist an einem ganz gleichen Kessel mit gewöhnlichem Rost angestellt; bei 50 befand sich hinter der Feuerbrücke noch eine offene Rostfläche, durch welche der Flamme Luft im Uebermaße (n = 2,32) zugeführt wurde, dadurch ist u bei diesem Versuche ziemlich klein, während es bei 51, 55 und 57 ziemlich groß ist. Bei 50 und 51 war der Kessel etwas stark, bei 55 normal in Anspruch genommen, daher die großen Werthe für t bei erstem Versuchen. Beim Vergleich von 55 und 57 ergibt sich eine kleine Differenz in den Werthen Ω/W zu Gunsten des Mehl'schen Rostes, also umgekehrt wie oben unter G. L. Man hat, von dem Gesichtspunkte ausgehend, daß ein unmittelbares Anschlagen der Flamme an den Kessel dieselbe vor genügend vorgeschrittener Verbrennung bis unter die zum Fortgang der Verbrennung erforderliche Temperatur abkühlt, vielfach versucht, eine möglichst vollkommene Verbrennung mit wenig Luft zu erzielen durch die Einrichtung der Vorfeuerungen. In hiesiger Gegend sind Vorfeuerungen nicht in Betrieb, es befindet sich aber eine solche in Chemnitz, welche eigens zur Anstellung der Versuche 52 und 56 einige Male in Gang gesetzt worden ist. Es zeigt sich, daß die Verbrennung in der That eine recht gute ist; bei 55 ist mit sehr geringem Luftüberschuß die Verbrennung erheblich vollkommener, als bei den mit ähnlicher Kohle angestellten Versuchen 51, 55 und 57, während bei 56 die Verbrennung mit mäßigem Luftüberschuß eine ungewöhnlich vollkommene ist. Der mit der Vorfeuerung geheizte Kessel ist ein stehender Bergmann-Kessel mit ungenügender Heizfläche, die Temperaturen t sind viel höher, als sie sein sollten, und darum die Werthe Ω/W zu klein; die eingeklammerten Werthe von t, Ω und Ω/W bei 52 und 56 sollen nur darauf hinweisen, wie günstig sich die Resultate bei genügend großer Heizfläche stellen können. (Die eingeklammerten Werthe von c, h und o bei Versuch 56 sind nicht direct bestimmt, sondern willkürlich angeführt – vgl. Anmerkung 6 auf S. 28, während w und a direct bestimmt sind; gleiches gilt auch von den Versuchen 53, 54, 58 und 61.) M. Versuch 58 ist an einem Paucksch und Freund-Kessel mit einer ganz klaren, aber sehr guten Steinkohle angestellt; die Temperaturmessung war bei diesen Versuchen verunglückt; es ist aber die willkürlich angenommene Zahl t = 200 wahrscheinlich ziemlich richtig; die Werthe von t bei den Versuchen 14 bis 37 und 43 bis 49 sind ähnlich, und nach Analogie der Versuche 38 bis 41 wird man annehmen dürfen, daß die Temperatur der entweichenden Gase bei gutem Brennmaterial keineswegs höher ist als bei schlechtem. (Nachträglich öfter wiederholte Temperaturmessungen an diesem Kessel haben ergeben, daß t in der Regel wenig unter 200° ist.) N. Ganz überraschend gute Resultate hinsichtlich der Art der Verbrennung haben die Versuche 53 und 54 gegeben, die an einem cylindrischen Kessel mit mechanischer Heizvorrichtung, wie solche von Gebrüder Clad in Reichenbach i. V. und von der Zwickauer Maschinenfabrik geliefert werden, angestellt sind. Obgleich die Heizfläche des Kessels viel zu klein und dem entsprechend die Temperatur t der entweichenden Gase viel zu hoch ist, ergeben sich doch noch ziemlich günstige Zahlen für Ω/W, und die eingeklammerten Werthe für dieses Verhältniß, wie sie sich bei genügender Abkühlung der Verbrennungsproducte an gehörig großer Heizfläche ergeben würden, sind weit günstiger als alle andern in dieser Columne enthaltenen Zahlen. Der Umstand, daß die mechanische Heizvorrichtung das zerkleinerte Brennmaterial in einer sehr gleichmäßigen, dünnen Schicht (etwa 5cm) über den Rost vertheilt, und der, daß dort der Verbrennungsvorgang ganz continuirlich verläuft, haben an diesem günstigen Resultate jedenfalls den Hauptantheil. – Beiläufig sei bemerkt, daß die Vorrichtung eine fast vollkommene Rauchverbrennung erzielt. An der Vorrichtung, mit welcher die Versuche gemacht wurden, war noch keine ganz genügende Regulirung der continuirlich zugeführten Brennmaterialmenge möglich; da der Versuch 53 etwas mehr Dampf lieferte, als gerade gebraucht wurde, so wurde Versuch 54 mit einer improvisirten Regulirvorrichtung angestellt, die aber etwas zu wenig Brennmaterial lieferte, so daß schließlich die Kohlenschicht auf dem Roste gar zu dünn wurde; deshalb ist n bei 54 erheblich größer als bei 53. Eine bequeme und für wechselnden Dampfbedarf genügend ausgiebige Regulirung der Brennmaterialzufuhr ist erforderlich, wenn der wesentliche Vortheil des ganz continuirlichen Betriebes nicht verloren gehen soll. Die gegenwärtige Regulirvorrichtung wird noch etwas verbessert werden müssen und außerdem soll der Apparat für Braunkohlenfeuerung passend gemacht werden. Verfasser hofft, in nicht zu langer Zeit über das Resultat der beabsichtigten Verbesserungen berichten zu können. So wenig die vorstehend aufgeführten Versuche geeignet sind, allgemeine Gesichtspunkte über Heizung gewinnen zu lassen, so mögen sie doch genügen, um darzuthun, daß man auf dem hier angedeuteten Wege zu einer eingehenderen Kenntniß der einschlagenden Vorgänge kommen kann; freilich wird es vieler und systematisch angestellter Versuche bedürfen, ehe man zu durchschlagenden, praktischen Vortheilen gelangen wird. Daß die Bedienung der Feuerung vom allergrößten Einflusse ist, geht aus den bisherigen Versuchen mit Evidenz hervor, denn die Versuche mit ganz schlechten Resultaten, 12, 13a, 13b und 61, beziehen sich auf Anlagen, die an sich normal sind; es scheint deshalb zweckmäßig, die Feuerung durch einen möglichst automatisch wirkenden Apparat besorgen zu lassen, welcher, einmal richtig gestellt, ohne viel Nachhilfe richtig fortfeuert. (Schluß folgt.)