Titel: | Ueber Kohlenersparniss bei Dampfmaschinen; von O. H. Müller, Civilingenieur und Maschinenbaumeister in Pest. |
Autor: | O. H. Müller |
Fundstelle: | Band 220, Jahrgang 1876, Nr. , S. 1 |
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Ueber Kohlenersparniss bei
Dampfmaschinen; von O. H. Müller, Civilingenieur
und Maschinenbaumeister in Pest.
Mit Abbildungen.
Müller, über Kohlenersparniß bei
Dampfmaschinen.
(Fortsetzung von S. 479 des vorhergehenden
Bandes.)
A) Die
Feuerungsanlage mit der Zugvorrichtung.
Auf die Form der Roststäbe kommt es
bezüglich der Oekonomie nicht an. Bedingung ist, daß die freie
(Spalten-) Rostfläche so groß als
möglich — wenigstens 40 Proc. der totalen —
sei, ohne daß das Brennmaterial durchfalle. Ob die Spalten der
Länge oder der Breite nach laufen, ob dieselben diagonal, im
Zickzack oder in sonstigen Figuren erscheinen, ist lediglich
Geschmackssache des Zeichners — geometrische Spielerei
auf dem Zeichenbrete. Die Roste werden vom Kessellieferanten
gewöhnlich zum Centnerpreise verkauft; folglich liefert er dicke Roststäbe, welche viel wiegen, so
daß die freie Rostfläche gewöhnlich nur 20 bis 25 Proc. der
totalen beträgt. Je dicker die Roststäbe sind, desto mehr neigen
dieselben zum Glühendwerden, Verbrennen, Werfen etc., und wenn
man einen solchen Rost nach einiger Zeit besichtigt, so findet
man einen großen Theil der Roststäbe gekrümmt, verworfen und
gebrochen, und die Folge ist, daß ein Theil der frisch
aufgeworfenen oder der noch nicht ausgebrannten Kohle beim
Schüren durchfällt. Dieses Quantum
ist natürlich durch einen neuen, sorgfältig eingebauten Rost
— sei derselbe wie immer construirt — zu ersparen,
und da dasselbe oft ein sehr bedeutendes ist, so brauchten die
Herren Patent-Inhaber von Rosten sich gar nicht zu geniren,
statt 10, 15, auch 30 Proc. Ersparniß zu versprechen. Das
Einbauen der Roste überläßt man gewöhnlich dem Maurer, dem es nicht darauf ankommt, ob
die Spalten 5, 6 oder 15mm breit ausfallen. Ein gut
durchdachter und sorgfältig ausgeführter Rost, wie z. B. der Mehl'scheVgl. * 1871 199 436. 201 484 560., muß durch einen
ganz geschickten und gewissenhaften Maschinenarbeiter nach
deutlichen und correcten Zeichnungen montirt werden,
sonst wird man keinen Erfolg haben. Die Barbarei 30 bis 40mm
dicker Roststäbe mit 14 bis 20mm Spalten findet man
unbegreiflicher Weise noch heute auf allen Seedampfern (auch auf
den Rheindampfern sahen wir dieselben noch im vorigen Jahre) und
bei den meisten Cornwaller Kesseln in England. Solche Feuerungen
gleichen mehr denen eines Schmelz- oder Puddelofens als einer
Kesselfeuerung; wegen mangelhaftem Luftzutritte werden diese
Roste glühend, und durch Abschmelzen der Ecken entsteht binnen
wenigen Wochen ein Profil, welches dem ursprünglichen kaum mehr
ähnlich ist. Manche Seedampfer müssen ihre Roststäbe bei jeder
Reise erneuern. Im Gegensatze hiezu dauern dünne Roste um so länger, je dünner sie sind, weil das
wenige Material durch die durchstreichende Luft gehörig gekühlt
wird, und weil durch den reichlichen Luftzutritt die Hitze der
Feuerung keine stagnirende ist, da diese bei der vehementen
Verbrennung durch die rapid abziehenden Gase dem Kessel
zugeführt wird. Wir haben vor zwei Jahren bei 7 großen Kesseln
eines hiesigen Etablissements Roste nach Mehl's Angabe angeordnet; es wurden gegen 4000 Stück
Roststäbe gebraucht und bis heute ist noch kein einziger durch
Abschmelzen unbrauchar geworden, obwohl Tag und Nacht gefeuert
wird. Für backende Kohlen, welche häufiges Aufbrechen und
Ausräumen der Schlacken erfordern, passen diese Roste natürlich
nicht ohne weiteres; denn da die Stäbe nun 0,5 bis 0k,75
schwer sind, so würde der Heizer dieselben beim Schüren aus
ihrer Lage bringen, resp. herausziehen. Man muß für diesen Fall
eine Anzahl von Stäben durch Nieten verbinden, so daß die
einzelnen Gruppen wenigstens 3k schwer sind. —
Planroste, aus derartigen dünnen Stäben bestehend, eignen sich
selbst für Staubkohle und Sägemehl. Nur für feuchtes, erdiges Material (Braunkohle, Lohe, Torf
etc.) sind Treppenroste geeigneter, z. B. jene von Bolzano.Vgl. * 1871 202 246. * 1872
205 5. 1873 209 12. 1874 213 372. * 467.
Die Feuerthüren sollten nicht über 280
× 230mm sein, außer bei manchen sehr stark backenden
Kohlen, — oder es müßten die sich bildenden
Schlackenkuchen vor dem Ausräumen zerschlagen werden, was den
Roststäben und der Feuerbrücke gerade nicht dienlich ist und die
Operation verlangsamt. Im Uebrigen wird dem durch das Oeffnen
der Feuerthüren entstehenden Zuflusse von kalter Luft ein zu
großer Einfluß auf den Gang der Feuerung und eine übertriebene
schädliche Einwirkung auf den Kessel zugeschrieben. Denn sobald
die Feuerthür geöffnet ist, steigt die Spannung im Feuerraume
derart, daß der Zufluß von Luft unterhalb des Rostes sofort sehr merklich abnimmt, wovon
man sich bei jeder Feuerung, namentlich bei stärkerm Zuge,
überzeugen kann. Der dem Feuer zugeführte Ueberschuß an Luft wird also nicht in dem Maße größer sein, als die freie Oeffnung der
Feuerthür beträgt.
Textabbildung Bd. 220, S. 3
Textabbildung Bd. 220, S. 3
Von großer Wichtigkeit ist die Querschnittsform der Feuerung. Selten wird man eine
Feuerung in Cornwaller oder Lancashire-Kesseln sehen, welche
keinen lebhaften Brand hat, obwohl die mittlere Höhe der Feuerung über dem Roste bei Flammröhren
von z. B. 900mm Durchmesser blos 370mm, bei einem solchen von
580mm Durchmesser (welche Dimension wir als günstiger
erachten) und bei 80mm Neigung des Rostes nach
hinten gar nur 275mm beträgt, während sich
dieselbe bei einem 1260mm-Kessel mit Außenfeuerung
(Fig. I) mit 630mm
herausstellt. Dieselbe Feuerung nach Figur II abgeändert, wobei die mittlere Höhe vom Roste
bis zum Kessel nur 435mm betrug, brannte mit weißer, compacter Flamme, wogegen diese
früher roth, zerstreut und matt war.
Bei runden Feuerungen (Fig. III) erhalten die Flammen durch die Querschnittsform der Feuerung
eine bogenförmige Richtung, und diese gibt den Inpuls zu einer
spiralförmigen Bewegung der
Feuergase, deren Drehungsrichtung bedingt wird durch das
jeweilige Uebergewicht der Intensität der Verbrennung auf den
beiden Hälften des Rostes, wenn man sich die Mittellinie a a als Scheidungslinie denkt. Dieser
Vorgang wird erstens durch die Ablagerung der Flugasche im
Flammrohre und zweitens durch die directe Beobachtung durch
Schaugläser, an der hintern Wand des Kessels angebracht,
bestätigt. Wir haben uns hiervon bei der Pester Walzmühle,
welche eine staubförmige Braunkohle verwendet, oftmals
überzeugt. Diese Kohle gibt beinahe gar keine Flamme, sondern
geht, auf den Rost geworfen, sofort in ein Meer von Funken auf,
welche sich als glühende Punkte bis zum Ende der Flammrohre
verfolgen lassen, und deren Richtung, vom Ende der Flammrohre
aus gesehen, der Projection einer Spirale
entspricht (Figur IV).
Textabbildung Bd. 220, S. 4
Textabbildung Bd. 220, S. 4
Auf dieser Eigenthümlichkeit beruht, unseres Erachtens, der
hauptsächlichste Vorzug der Flammrohrkessel gegen jene mit
Unterfeuerung, und als weiterer Beleg dafür sei bemerkt, daß bei
Anwendung von Kohlen, welche viel Flugasche werfen, —
wobei also die Flammrohre oft schon nach wenigen Tagen bis zur
Hälfte verlegt sind, somit alsdann die Bildung von Spiralen
verhindert wird, — durch permanente Reinigung der Rohre
mittels des Baumann'schen Apparates die Kessel je nach der
verwendeten Kohle bis zu 20 Proc. mehr leisteten als ohne diesen. Wir
haben in Flammröhren Hitzgrade und eine damit in Verbindung
stehende Vollkommenheit der Verbrennung erreicht, wie wir solche
bei Kesseln mit Unter-Feuerung höchst
selten gesehen haben, und wollen bei dieser Gelegenheit nur auf
die Unstichhaltigkeit der Behauptung der Gegner von
Innenfeuerungen hinweisen, laut welcher die Entwicklung der
Flammen durch die abkühlende Einwirkung des umgebenden
Kesselwassers verhindert werden soll, als ob der Zweck einer
Kesselfeuerung darin bestände, möglichst lange Flammen zu erreichen! — Wenn man dem
Feuerherde gar keine Wärme entziehen würde, so würden die
Flammen allerdings unendlich lang ausfallen; darum kann man bei
Glühöfen, Porzellanöfen etc., wo das schon glühende Heizobject
dem
Feuer sehr wenig Wärme mehr entzieht, die Flammen bis zum
Fuchse, ja bis über die Mündung des
Schornsteines verfolgen, und bei großen Feuersbrünsten
erreicht dieselbe eine Höhe von über 100m. Die Länge der Flamme ist einfach umgekehrt proportional der vom
Feuerherde abgegebenen Wärme. Schließlich liegt die Thatsache vor, daß Kessel mit
Innenfeuerung jenen mit Außenfeuerung um 15 bis 20 Proc.
überlegen sind. Das haben sowohl die zahlreichen vergleichenden
Versuche der großen englischen Kesselvereine als auch unsere
eigene Erfahrung dargethan. — Entschieden die
schlechtesten Feuerungen sind die sogenannten Vorfeuerungen.
Von entscheidender Wichtigkeit ist die Proportionirung der
Feuerung, resp. das Verhältniß der Rost- zur Heizfläche, oder
besser die Größe der pro 1 Gewichtseinheit stündlich verbrannter
Kohlen entfallenden Heizfläche. Dieselbe soll bei Kesseln ohne besondere Vorwärmer (Economisers)
nicht unter 0qm,4 für 1k stündlich verbrannter Kohle
von 5000c Gehalt sein. Im andern Falle entweicht zuviel Wärme
durch die abziehenden Feuergase. Ein Lancashire-Kessel, dessen
Verdampfung bei einer stündlich für 0qm,1 Rostfläche verbrannten
Menge von 7k Kohle obiger Qualität 6,5 beträgt, sinkt auf 5
herab, wenn die Verbrennung auf 15k gesteigert wird.
Wir gerathen da auf den Unterschied zwischen langsamer und schneller Verbrennung. 1) Bei natürlichem Zuge —
durch den Schornstein — verbrennt man auf gewöhnlichen
Planrosten mit 0,20 bis 0,25 freier Fläche 7 bis 8k
Kohle pro 0qm,1 der Gesammtfläche und Stunde, wobei die Kohlen
den Rost in gleicher Höhe bedecken. 2) Wird der Rauchschieber
mehr und mehr geschlossen, und läßt man die Verbrennung in zwei
verschiedenen Phasen vor sich gehen, indem die frisch
aufgeworfene Kohle an dem vordern Theile des Rostes eine Zeit
lang liegen bleibt, hier abdestillirt und dann erst nach dem
hintern, in Glut befindlichen Theile des Rostes zurückgeschoben
wird, um vollends auszubrennen, so läßt sich obiges Quantum auf
2 bis 3k reduciren. Diese Art der Feuerung ist nur bei
guten, nicht backenden Steinkohlen mit geringem Schlackengehalt
möglich. 3) Wird der Zug künstlich, durch Exhaustoren, Dampf-
oder Luftblaserohr, angefacht, so läßt sich die Verbrennung auf
30k und mehr pro 0qm,1 Rostfläche steigern.
— Nr. 1 ist die Praxis bei Fabriks- und Schiffskesseln,
Nr. 2 jene bei den Kesseln der Cornwaller Gruben und bei den
meisten Wasserwerksmaschinen in England und zum Theil auch auf
dem Continente, Nr. 3 wird bei Locomotiven, Locomobilkesseln,
Dampffeuerspritzen etc. angewendet. Man kann von Nr. 2 auf Nr. 1
übergehen, ohne daß der Rauchschieber mehr geöffnet zu
werden braucht. Durch Aufwerfen von mehr Kohle steigert sich die
Temperatur des Feuerherdes, also auch jene des Schornsteines von
selbst; in Folge dessen findet eine spontane Verstärkung des
Zuges statt, aber die Kohlenschicht wird dicker und die Verbrennung unvollkommener, die
Schlackenbildung nimmt zu, die Flammen sind roth und haben eine
rauchige Spitze, die Feuerthüren sind sehr heiß, und beim
Oeffnen derselben schlägt die Flamme zum Theil nach rückwärts.
Dies ist die forcirte Verbrennung, wie man
sie bei der Mehrzahl der Kessel antrifft.
Die Methode Nr. 2 ist consequent nur bei sehr gleichmäßigem
Dampfconsum durchführbar, also z. B. bei Wasserwerken; Nr. 1
hingegen eignet sich für jeden Betrieb und erlaubt — den
nöthigen Zug vorausgesetzt — Verbrennungsgrenzen von 3
bis 12k,5 und mehr (immer gute Steinkohlen von mindestens
6000c hierbei angenommen), wobei der ökonomische Effect
von der Kesselanlage abhängig ist. Bei einem Minimum von
Luftzuführung (Nr. 2) genügen einfache, kurze Kessel; je
intensiver die Verbrennung wird, desto größer wird das Quantum
der Feuergase pro 1k verbrannter Kohle, desto größer müssen also die
Abkühlungsflächen (Heizflächen) werden, um die zugeführte Wärme
aufnehmen zu können.
Der Begriff von langsamer und schneller Verbrennung (slow and quick combustion) wird oft
durch unpassende Vergleiche verwirrt — wenigstens in
Bezug auf den ökonomischen Effect. Wenn man auf einem Roste von
1qm stündlich 50k Kohle, also 5k pro
0qm,1 verbrennt und diesen Rost auf 0qm,5
reducirt, so wird, den nöthigen Zug vorausgesetzt, so daß die
Kohle in beiden Fällen gleich hoch auf dem
Roste liegt, die Verbrennung pro 0qm,1 10k
betragen. Allerdings wird dadurch der Effect der Feuerung
bedeutend steigen; allein da die Menge der Feuergase viel größer
ist als im erstern Falle, so müßte der Kessel vergrößert, resp.
Vorwärmer angebracht werden. Geschieht das nicht, so sinkt die Verdampfung, und man braucht
für die gleiche Menge Dampf mehr
Kohle. Es ist also eine schädliche Praxis, bessere,
spaltenreichere Roste anzubringen und den Zug zu verstärken,
ohne die Heizflächen zu vergrößern. Was nun die Frage betrifft,
ob langsame oder lebhafte Verbrennung bei angepaßter
Kesselanlage, d. h. bei gleicher Abkühlung der Heizgase besser
ist, so ist dieselbe durch die Praxis noch nicht vollständig
gelöst. Theoretisch wäre die lebhafte Verbrennung günstiger, da
mehr Calorien nutzbar gemacht werden. Aber Thatsache ist, daß
die Cornwaller Praxis es mit Welsh-Kohle bis zu einer 11fachen
Verdampfung gebracht hat, während die Lancashire-Praxis mit
Economisers bis zu 70 Proc. der Heizfläche der Kessel
diese Ziffer unseres Wissens für dieselbe Kohle auch nicht
überschritten hat. Die langsame Verbrennung bezweckt die
Erzeugung und Ausnützung vornehmlich der strahlenden Wärme, die schnelle Verbrennung hingegen die
Erzeugung und Verwerthung einer großen Quantität von
Heizgasen.
Ein integrirender Bestandtheil jeder Feuerung ist die Zugvorrichtung. — Was man bei eisernen Schornsteinen zu ersparen
glaubt, geht gewöhnlich durch die Kosten des Transportes und der
Aufstellung, noch sicherer aber durch
die kurze Dauer verloren. Binnen drei Jahren gingen allein in
Budapest 6 eiserne Schornsteine durch Stürme zu Grunde, obwohl
die meisten nur wenige Jahre functionirt hatten, da die Bleche
durch Abrostung sehr schnell ihre Haltbarkeit verlieren. Auch
der Zug ist wegen der äußern Abkühlung nie so gut als bei
gemauerten Schornsteinen. Sämmtliche Kessel der Wiener
Ausstellung 1873 waren mit 30m hohen, für die verlangte
Leistung übergroßen eisernen Schornsteinen versehen. Wir haben
jedoch bei keiner einzigen Feuerung, außer bei stürmischem
Wetter, guten Zug gesehen. — Nicht die Weite, sondern die
Höhe ist bei Schornsteinen
ausschlaggebend. Proportion und Form der Schornsteine findet man
fast in jedem Fabriksdistricte anders — z. B. in Belgien und England meistens niedrige, übertrieben weite, viereckig
gebaute, von thurmartigem Aussehen, in Ungarn und Oesterreich
schlanke, meistens zu hohe, von achteckiger Form. (In Pest läßt sich das Alter der Schornsteine
nach der Höhe derselben beurtheilen; jeder neugebaute sollte die
übrigen an Höhe übertreffen, so daß man schließlich dieselben
— und zwar für kaum 200e bis zu 70m
gebracht hat! Die Brünner
Schornsteine sind fast ausnahmslos an der Mündung mit einem
verengenden eisernen Aufsatzrohr versehen, während jene in und
bei Wien unweigerlich mit einer
mächtigen Drahthaube gekrönt sind.) Eben so komisch sind die
Abweichungen der Bauvorschriften in einzelnen Städten: Hier in
Pest geht man mit dem Gedanken um, die innerhalb des
Stadtgebietes, weit vom Centrum, in noch fast unbebauten
Gegenden liegenden Fabriken zu expropriiren, und erlaubt nur
unter erschwerenden Umständen die Aufstellung von Maschinen bis
zu höchstens 6e während die Metropole
London, diese reichste, luxuriöseste und gesundeste Stadt der Welt, durch die Hunderte von
Schornsteinen der Maschinenfabriken, Ankerschmieden, Gießereien,
Dampfmühlen, Bretsägen, Schrotfabriken, Glashütten, Cementöfen
etc., mitten im Herzen der Stadt, in unmittelbarster Nähe von
St. Paul, dem Parlamentshause und St. James-Palast sich gar
nicht genirt fühlt.
Man hat in neuerer Zeit versucht, den natürlichen Zug der
Schornsteine durch Aufsätze („Windfänge“)
zu verstärken, und existiren diesbezüglich zahlreiche Patente.
Wir wollen diese Apparate nur nebenbei als Curiosität erwähnen,
da sie nur dann wirken, wenn Wind
geht, wobei ja, wie jeder Heizer weiß, der schlechteste
Kamin leidlich zieht.
Ventilatoren, welche unterhalb des Rostes einblasen, sind das
schlechteste aller Zugbeförderungsmittel, Blaseröhren mit
directem Dampfe das theuerste. Bei den Dampfern auf der untern
und mittlern Donau, welche stark backende Kohlen verwenden
müssen, gehen hierdurch über 10 Proc. an Kohlen verloren. Die
Benützung des Auspuffdampfes kostet nicht viel weniger, da der
hierdurch erzeugte Gegendruck auch ca. 10 Proc. des mittlern
indicirten Druckes beträgt. Doch geht es bei Locomotiven nicht
anders.
B) Der Kessel.
Gute Kessel herzustellen, ist eine der
schwierigsten Aufgaben des Maschinenbaues und setzt große
Erfahrung und vielseitige Kenntnisse voraus. Dennoch liegt
dieses Geschäft meistens in Händen, welche entweder die Waare
einfach pro Centner verkaufen, daher die Kessel so schwer als
möglich machen, oder in solchen, welche, ohne sich um das zu
kümmern, was Andere vor ihnen geleistet und erfahren haben, die
Welt mit Novitäten überschwemmen und durch oft unverschämte
Anpreisungen ihre Waare abzusetzen suchen. Welche Summen von
Geld und Menschenleben durch verfehlte Dampfkessel verloren
gegangen sind, wird vielleicht die Statistik einstens
verzeichnen; bemerkt sei hier nur, daß für die übergroße Mehrzahl der Kesselexplosionen
es durchaus unnöthig ist, nach Hypothesen und neuen Theorien
wegen der Ursache zu greifen, sondern daß diese in schlechter Qualität der Bleche, schlechter,
gewissenloser Arbeit oder unverständiger Construction lag.
Die Jahresberichte der großen Kesselvereine in London,
Manchester, Birmingham etc. bestätigen dies — nicht
minder wie unsere eigene, in dieser Richtung reichhaltige
Erfahrung — und wenn die Wahrheit überall an den Tag
käme, wenn die besten Zeugen, die Opfer der Explosionen, reden
könnten, wenn nicht hier und da Rücksichten aller Art bei den
untersuchenden Comissionen obwalten würden, so würden sich
— dies ist unsere feste Ueberzeugung — bei
mindestens neun Zehnteln der Kesselexplosionen die obigen
Ursachen herausstellen.
Die Anforderungen, welche man an einen Dampfkessel stellen muß,
sind: 1) richtige Proportionirung für das verlangte
Dampfquantum; 2) richtigste Construction für das gegebene
Brennmaterial, Speisewasser, Art der Dampfverwendung und für die
sonstigen localen Verhältnisse; 3) gehörige Rücksichtsnahme auf
die nöthige Festigkeit, also rationelle Blechstärken, gute
Eintheilung und Nietung der Bleche, Verankerungen u. s. w.; 4)
Rücksichtsnahme auf die verschiedenartigen Ausdehnungen der
einzelnen Theile; 5) gehörige Unterstützungen und Stabilität des
ganzen Baues; 6) Dauerhaftigkeit, also gutes Material,
Möglichkeit gründlicher Reinigung von Innen und von Außen,
Herstellung möglichst freier Circulation, Vermeidung der
Möglichkeit des Verbrennens etc.; 7) gute Zugvorrichtung und die
damit zusammenhängende Einmauerung des Kessels.
Mit Ausnahme von Punkt 3, 4 und 5 stehen diese alle in directer
Beziehung zur Oekonomie. Was die Construction im Allgemeinen
betrifft, so verlangen wir mindestens 0cbm,14
Wasser- und 0cbm,09 Dampfinhalt pro 1qm Heizfläche, was man beides
bei Cornwaller oder Lancashire-Kesseln leicht erhält, möglichst
großen Wasserspiegel und innere
Heizung. Für die letztere Bedingung ergibt sich zugleich
die Grenze für die Größe des Kessels; denn da kein Heizer im
Stande ist, einen Rost von größerer Länge als 1m,7
noch gehörig zu beschicken, und da man die Flammrohre aus
Gründen der Festigkeit und der Kosten nicht wohl über 840mm im
Lichten herstellen kann, so ist die Maximalgröße des Rostes =
0,84 × 2 × 1m,7 = 2qm,86; endlich, da es viel
vortheilhafter und billiger ist, die Ausnützung der Rauchwärme
von 300 auf 120 bis 150° mittels Speisewasservorwärmer
als durch Verlängerung der Kessel zu bewerkstelligen, so
begnügen wir uns mit der 20fachen Heizfläche, d. s. 57qm,2,
was für obige Größe der Flammrohre eine Länge von 6m,9
ergibt. Wir hatten Gelegenheit, durch vergleichende
Verdampfungsversuche festzustellen, daß Kessel dieser Art von
11m,9 Länge nicht um das mindeste mehr leisteten, als
solche von 7m,6 Länge; die Durchmesser der Kessel und Flammrohre,
sowie die Längen der Roste waren die nämlichen, ebenso das
Heizmaterial. Die Verdampfung war bei beiden Kesseln 5,2 bei einem Caloriengehalt der Kohle von
4200. Es scheint, daß die dicken Bleche des Außenkessels, welche
gerade mit den am meisten abgekühlten Gasen in Contact sind,
nicht im Stande sind, diesen mehr als ein gewisses Maß von Wärme
zu entziehen, oder, wenn dies auch der Fall wäre, daß die um die
Hälfte vermehrte Länge der Züge die Verbrennung in dem Maße
beeinträchtigt, daß durch die Verminderung des Wirkungsgrades
dieser die Erhöhung der Verdampfung aufgehoben wird. Dieselbe
Erfahrung haben wir bei Bouilleurkesseln gemacht, welche von
6m,4 auf 9m,5 verlängert wurden, ohne daß die
Leistung um mehr als vielleicht 1/15 gestiegen wäre;
Verdampfungsversuche konnten leider nicht ausgeführt werden.
Im erstern Falle hätte man, da 12 solche Kessel vorhanden sind,
durch Aufstellung von Kesseln, mit 7m,6 Länge fl. 30 000 an
Anlagekapital und fl. 3000 an jährlicher Verzinsung,
Amortisation und Reparatur erspart, hingegen mit ¼ dieses
Kapitals einen großen Speisewasservorwärmer mit 300qm
Heizfläche aufstellen können, wodurch jährlich fl. 12 000 an
Kohlen erspart worden wären. — Ein anderes Etablissement
hatte 5 Lancashire-Kessel von 9m,3 Länge, jeden mit zwei
Bouilleurs von 10m Länge mit 765mm
Durchmesser nach dem Gegenstromprincipe aufgestellt. Die
Rostfläche betrug 2qm,2, die Heizfläche des Kessels
80qm, jene der beiden Bouilleurs 49qm.
Durch Messungen mit dem Thermometer ergab sich, daß das
Speisewasser durch die Bouilleurs nur um 12° heißer
wurde, was im gegebenen Falle einer Kohlenersparniß von 2 Proc.,
oder jährlich fl. 800 entsprochen hätte, während die durch die
Bouilleurs verursachten Mehrkosten bei der Einrichtung fl. 10
000 betrugen, somit durch Verzinsung, Amortisation etc. etwa fl.
1000 an jährlichen Unkosten verursachten! Nicht genug daran,
nach 5 Jahren fand man sämmtliche Bouilleurs schadhaft, so daß
die Reparaturen sofort mehrere Tausend Gulden in Anspruch
nahmen.
Aehnliche Mißverhältnisse findet man fast überall. Wir wollten
nur damit constatirt haben, daß auch das beste Kesselsystem, und
zu diesem gehört der Lancashire-Kessel jedenfalls, durch
schlechte Verhältnisse verdorben werden kann. Außer diesen
Kesseln wird auf dem Continente, besonders in Deutschland, der
Cylinderkessel mit Unterfeuerung und
mit 1 bis 2 Bouilleurs, mit
Gegenstromprincip versehen, angewendet.
Wenn schon die Unter- (Außen-) Feuerung an und für sich in
ökonomischer Hinsicht ein Fehler ist, so ist die Anwendung der
Bouilleurs eine fortwährende Quelle von Reparaturen, oft genug
auch von Explosionen. Denn da von einer Reinigung derselben von
Außen wegen Enge der Züge und wegen Länge der Bouilleurs keine
Rede sein kann, so bildet sich auf denselben nach wenigen Wochen
bei allen erdigen oder feuchten Kohlen eine dicke, thonartige
Kruste, welche ein Durchrosten der Bleche, besonders bei
ungenügender Neigung der Bouilleurs, verursacht. Bei diesen
Kesseln kommen in vielen Fällen die Kesselschmiede gar nicht aus
dem Hause heraus, die Besitzer betrachten dies nachgerade für
etwas selbstverständliches und haben sich an die Unkosten
gewöhnt; was sie bei der Anlage wegen Mindergewicht im
Vergleiche zu Cornwaller oder Lancashire-Kesseln ersparten, geht
binnen wenigen Jahren an Reparatur darauf, und außerdem brauchen sie um 1/5 mehr an
Kohle! (Eine hiesige Dampfmühle hat 14 derartige Kessel von sonst
normaler Construction. Verdampfungsversuche haben constant die
Ziffer 4 ergeben, während diese bei den andern Mühlen, welche
durchaus Lancashire-Kessel haben, 5 bis 5,3 beträgt. Die Kohle
ist bei allen diesen Mühlen dieselbe.)
Das Bestreben, billige, oder wenig Raum und Gewicht erfordernde
Kessel herzustellen, hat zu den Röhrenkesseln geführt. Da die letzten beiden Eigenschaften
für Locomotiven, Locomobilen und Dampfschiffe (besonders für
seichte Flüsse) unumgänglich nothwendig sind, so sind diese
Kessel hier ganz am Platze. Da sie Innenfeuerung haben, so sind
sie auch ökonomisch. Dasselbe gilt von den als stationäre Kessel
benützten „Multitubular-Boilers“, welche man im Norden
Englands findet und die von Piedboeuf
für den Continent in großer Anzahl ausgeführt wurden. Da sich
bei gleicher Länge wegen der zahlreichen Siederohre eine viel
größere Heizfläche erzielen läßt als bei Lancashire-Kesseln, so
sind sie diesen in der Oekonomie etwas überlegen, so lange die Röhren gehörig rein erhalten
werden.
Etwas Anderes ist es mit Röhrenkesseln,
welche von unten (außen) gefeuert werden. Da der äußere
Kessel wegen des großen Durchmessers aus dicken Blechen bestehen
muß, so laboriren sie, wie alle große Kessel mit Unterfeuerung,
mit der Gefahr des Verbrennens, und um diese zu umgehen, macht
man sie so lang, daß die Stichflamme die hintere Ecke des
Kessels nicht mehr erreicht. Da aber die Anzahl der Röhren bei
0,25 Spaltfläche wegen des nothwendigen Querschnittes (mindestens 1/7 des Rostes) nicht
vermindert werden kann, so wächst mit dieser Verlängerung die
Heizfläche dergestalt, daß sie in ein Mißverhältniß zur
Rostfläche geräth, so daß diese Kessel, obwohl sie unvermeidlich nassen Dampf liefern, sich
für eine verlangte Leistung theurer gestalten als gute
Lancashire-Kessel, von den Reparaturen, Schwierigkeiten der
Reinigung etc. zu geschweigen. Die Versuche von Williams, Fairbairn, Graham u. A. haben
dargethan, daß es für den Effect eines Kessels dieser Art fast
ganz gleichgiltig ist, ob die Röhren 1,8, 2,1 oder 4m,6
lang sind, wobei noch nicht einmal die den Effect der Feuerung
beinträchtigende Abschwächung des Zuges in Rechnung gezogen ist.
Aus diesen, sowie aus Gründen eigener Erfahrung und vielfach
ausgeführter vergleichender Verdampfungsversuche müssen wir
Kessel dieser Art mit Längen von mehr als 3m als
verfehlt bezeichnen.
Im Gegensatze zu diesen „Tubular“-Kesseln
stehen jene, wo das Wasser sich innerhalb der Röhren befindet (tubulous oder pipular
boilers), welche zuerst von dem Amerikaner Barlow 1793 und dann von Dr. Alban
(vgl. * 1831 39 241. 329) in den dreißiger
Jahren versucht wurden. Howard's (*
1874 214 11), Roots' (* 1870 196 177. 1871 202 98), Sinclair's, Belleville's
(* 1867 184 383) und viele andere moderne
Kessel sind nichts anderes als Fortbildungen dieser Kessel.
Schon Dr. Alban erfuhr die mit denselben verbundenen
Schwierigkeiten. Hentschel schlug den
Mittelweg ein. Seine ebenfalls fast ganz mit Wasser gefüllten
Röhren hatten einen Durchmesser von 380 bis 610mm,
gestatteten also doch eine wenn auch schwierige Befahrung und
eine Verminderung der Anzahl der Röhren.
Da bei diesen Kesseln fast die gesammte Kesselfläche zugleich
Heizfläche — und zwar eine sehr dünnwandige ist, so
lassen sich dieselben pro Flächeneinheit
Heizfläche sehr billig herstellen. Aber die alte Regel, daß
das billigere auch das minder Gute ist, trifft auch hier zu. Es
ist einfach unmöglich, daß Kessel, die statt 15 kaum 2k
Wasserinhalt, statt 0,09 kaum 0cbm,014 Dampfraum, statt 0,25 kaum
0qm,0025 Wasserspiegelfläche pro 1qm
Heizfläche aufweisen, auch nur annähernd
trockenen Dampf liefern, und daß sie einen ruhigen, soliden
Betrieb gestatten. Schon das Erforderniß einer continuirlichen,
äußerst aufmerksamen Speisung, die fortwährende Gefahr des
Leerkochens sollten von der Anschaffung dieser Kessel abhalten.
Und daß sie gar ökonomischer als große, gewöhnliche Kessel sein
sollen, wird wohl Niemand von den Erfindern im Ernste behaupten
wollen, — schon weil sie Außenfeuerung haben. Die von Zeit zu Zeit in die
Oeffentlichkeit gelangenden Resultate von damit angestellten
Verdampfungsversuchen beweisen nichts; denn Kessel, welche Dampf
mit 20, 30 Proc. übergerissenem Wasser liefern, und, um selbst
dies zu erreichen, mit sehr stark gedrosseltem
Dampfabsperrventile arbeiten müssen, lassen sich überhaupt nicht
mit solchen vergleichen, deren Dampf kaum 3 Proc. Wasser
enthält.
Um jedoch der Sache auf den Grund zu gehen, spürten wir im
vorigen Jahre Kesseln dieser Art am Orte ihres Ursprunges nach.
Einer derselben, der schon seit 1866 ausgeführt, mit welchem das
größte Geschrei gemacht wird, und der laut Angabe der Erfinder
in so und soviel Tausend Exemplaren schon ausgeführt worden sein
soll, wurde von uns in London — wo doch Tausende von
Kesseln arbeiten und die Kesselbesitzer jede wirklich gute
Neuerung gern einführen — in 3, sage drei Exemplaren
angetroffen, und auch diese nur in
Localitäten, wo es nicht möglich war, gewöhnliche große Kessel
aufzustellen. Da sie außerdem erst seit 1 bis 2 Jahren im
Betriebe waren, so läßt sich über die Dauerhaftigkeit nichts
sagen. Der Kohlenverbrauch war gleichfalls nicht zu ermitteln.
Ebenso erging es uns in den nördlichen großen Fabriksdistricten.
Fragt man die Erfinder, wo denn eigentlich die Tausende ihrer
Kessel stecken, so heißt es: in Rußland, Polen, Indien,
Westindien, China u. s. w., wohin die Kessel natürlich nur gegen
prompte Zahlungsbedingungen verkauft werden, und von denen dann
die Welt nichts weiter hört.
Schon die fortwährenden „Verbesserungen“,
welche die Erfinder an diesen Kesseln anbringen, sollten das
Publicum vom Kaufe abhalten, denn diese müssen doch den Gedanken
nahelegen, daß es sich hier überhaupt um keine bewährte,
approbirte Sache handle. Doch kann man diesem Kessel das Gute
nachsagen, daß eine Explosion nicht annähernd so verheerend ist
als bei großen Kesseln. Wenn aber die Verfertiger diesen Vorzug
gar so sehr herausstreichen und durch Festigkeitsrechnungen
belegen, so möchte man glauben, daß die ganze Kunst der
Kesselbauerei einzig und allein darin besteht, Explosion zu
vermeiden.
Bemerkt sei noch, daß wir bei keinem dieser Kessel eine
einigermaßen lebhafte Verbrennung gesehen haben, obschon die
Gase aufwärts gehen und einen sehr
kurzen Weg machen. Der Grund wird in der zickzackförmigen Lage
der Röhren liegen, wodurch man die Gase zwingen will, die Rohre
besser zu umspülen. Man hat Aehnliches durch in den Rauchzügen
angebrachte Brücken bei andern Kesseln versucht, jedoch nichts
damit erreicht, weil dadurch der Zug gestört wird.
Die Erfinder aller dieser Kesselsysteme übersehen eben, daß die
Uebertragung der Wärme an Fläche und
Zeit, die Aufspeicherung derselben aber an Raum gebunden ist.
In Brennerei- und Zuckerfabriksdistricten findet man noch in
unzähligen Exemplaren eine Sorte von Kesseln, welche man als
„Rauchrohrkessel“ bezeichnet, die von unten
gefeuert werden und mit 1 oder 2 Rauchröhren von 410 bis 760mm
Durchmesser versehen sind. Sie stehen bezüglich der Oekonomie
zwischen den Cornwaller und den einfachen Cylinder-Kesseln, sind
aber in Bezug auf Reparaturen noch schlechter als letztere, weil
der meistens sehr enge Raum zwischen Rauchröhren und Kessel nur
mit großer Mühe, oft gar nicht vom Kesselstein befreit werden
kann. Dennoch sind diese Kessel in vielen Gegenden beliebt,
vielleicht weil sie — principienlos, wie sie sind
— sich zu allen möglichen Feuerungsexperimenten eignen,
indem sie ebenso gut das Feuer von unten als von vorne
(Vorfeuerung), von Innen, oder selbst verkehrt (Fig. V und VI) vertragen. Dieses letztere
Experiment läuft freilich nicht immer glücklich ab; es wurde bei
den 16 Kesseln einer der größten hiesigen Zuckerfabriken gemacht
und kostete derselben durch Verbrennen der vordern Kesselwand
und der Winkeleisen etc. in einer
Textabbildung Bd. 220, S. 14
Textabbildung Bd. 220, S. 14
Campagne fl. 36 000. Nicht viel mehr Glück
hatte eine hiesige Dampfmühle, welche 8 derartige Kessel mit je
zwei Rauchrohren hatte und, um mehr Dampf zu erhalten, dieselben
mit Vorfeuerungen versah. Nachdem
diese letztern wegen fortwährendem Einsturz der Gewölbe binnen
einem Jahr dreimal erneuert und dabei die Kessel gründlich
verbrannt worden waren, mußte sie die Vorfeuerungen mit sammt
den Kesseln cassiren und neue (Lancashire-) Kessel anschaffen,
welche seit dieser Zeit (1869) ohne jede Reparatur und zur
völligen Zufriedenheit der Mühle arbeiten.
Es wäre ein sehr verdienstliches Werk, einmal die Geschichte des
Maschinenwesens, ganz besonders der Dampfkessel, zu schreiben;
welche Summen von Arbeitskraft, Zeit und Geld würden erspart
werden, wenn diejenigen, die etwas erfinden wollen, wüßten, was
schon dagewesen ist! Burgh's Buch „On Boilers“ enthält allein
über 500 Kesselconstructionen, in den verschiedenen technischen
Zeitschriften sind weiter Hunderte anzutreffen. Wer sich die
Mühe nimmt, sie durchzusehen, wird finden, daß bei Kesseln
überhaupt nichts mehr zu erfinden ist.
Wenn schon beim Kessel auch die äußere Reinhaltung wichtig ist,
so ist diese bei den Vorwärmern eine
Hauptbedingung. Die meisten Kohlen
des Continentes sind mehr oder weniger unrein. Man kann bei der
Verbrennung folgende Educte beobachten: 1) die sich auf dem
Roste bildenden Schlacken; 2) die Asche unter dem Roste
(Lösche), oft vermengt mit Kohlenstückchen; 3) schwärzlicher,
festgebrannter Ruß in den ersten Zügen; 4) schwere, sandige
Flugasche hinter der Feuerbrücke, z. Th. mit übergerissenen
Schlackentheilchen gemengt; 5) leichte, gelbliche Flugasche in
den letzten Zügen und im Schornstein; 6) leichter lehmgelber
oder brauner, flaumiger oder erdiger Ruß auf den Vorwärmern; 7)
Rauch und Wasserdünste.
Je weiter man die Ausnützung der Rauchwärme treibt, desto
massenhafter wird die Anhäufung dieser Rückstände, und die
Anwendung von Speisewasservorwärmern mit der nöthigen, sehr
großen Heizfläche gestaltet sich zu einer förmlichen
Rußfabrikation.
Ohne eine sehr häufige, gründliche Reinigung von außen sind diese Apparate nicht blos
unnütz, sondern sogar schädlich, insofern sie den Zug
abschwächen. Die Bedingungen eines guten Vorwärmers sind: 1)
möglichst dünnwandige Heizflächen; 2) Gegenstromprincip; 3)
Möglichkeit gründlicher innerer
Reinigung, da die meisten Speisewässer bei 60 bis 110°
den größten Theil ihrer festen Bestandtheile, jedenfalls
sämmtlichen Schlamm absetzen; 4) continuirliche äußere Reinhaltung; 5) Einfachheit, keine
Verdichtungen in den Rauchzügen; 6) leichte Möglichkeit von
Reparaturen; 7) Anpassung der Construction an die gegebene
Localität, und zwar so, daß der Zug nicht
gestört werde; 8) Herstellungspreis im Verhältnisse zu der
zu erwartenden Ersparniß, welche sich in jedem einzelnen Falle
mit großer Sicherheit in Voraus berechnen läßt.
Man sieht, daß die Aufgabe keine leichte ist. Die 4. Bedingung
ist selbst für allerbeste Kohle, welche, wie in England,
verhältnißmäßig sehr wenig Ruß und Flugasche liefert,
entscheidend. GreenVgl. *
1867 185 13. 1873 207 80. 1874 212 257. in Manchester
führte zuerst brauchbare Vorwärmer (Economiser) ein und versah
damit Hunderte von Kesselanlagen. Da sie zugleich aus Gußeisen
bestehen, so stellt sich ihr Preis für
England niedrig genug, um allgemeiner eingeführt zu werden.
Für den Continent gestaltet sich die Anschaffung wegen Fracht
und Zoll sehr theuer, für Oesterreich-Ungarn ca. fl. 45 pro 1qm
sammt Einmauerung. Auch leisten sie, wie wir uns in vielen
Fällen überzeugt haben, das Versprochene nicht; es ist dies auch
erklärlich, wenn man erwägt, daß das Gegenstromprincip dabei sehr unvollkommen durchgeführt ist, daß
die Heizflächen durchaus stehende
sind, daß die nichts weniger als vollkommen runden Rußschaber
(scrapers) auf rohgegossenen, also
ebenfalls unrunden Röhren arbeiten, somit die Rußkruste nicht vollkommen beseitigen, und daß eine
innere Reinigung nur durch Ausbohren
der Röhren mittels eigener, für den Zweck angefertigter Apparate
möglich ist. Außerdem geben Rußschaber und die zahlreichen, im
Rauche liegenden Verbindungsstellen Veranlassung zu häufigen und
kostspieligen Reparaturen. Bei manchen Apparaten dieser Art
verbrannte ein Theil der Rohre durch angesetzten Wasserstein
schon nach wenigen Wochen; bei andern, wo man Braunkohlen mit
vieler Flugasche verwendete, fanden sich die Zwischenräume der
Rohre binnen wenigen Tagen bis fast zur halben Höhe mit
Flugasche verlegt; — dann aber leidet selbstverständlich
auch der Zug so sehr, daß der Vortheil des Apparates gänzlich
illusorisch wird. Wir fanden dieselben an sehr vielen Orten
außer Gebrauch. Oft wurden dieselben bei Kesselanlagen
aufgestellt, wo der Zug ohnehin schon ein ganz ungenügender war,
oder wo der Rauch nur mit 120 bis 150° entwich. Der
Fabrikant würde weniger Fiascos zu verzeichnen nöthig haben,
wenn er die Kesselanlage gehörig studiren und pyrometrische
Messungen vornehmen würde, bevor er diesen Apparat
aufstellt.
Im Anfange des Jahres 1874 wurde ein solcher Vorwärmer mit 256
Röhren mit 228qm Heizfläche in einer hiesigen
Mühle für eine Hälfte der Kessel,
nämlich für zusammen 390qm Heizfläche mit einem
Kostenaufwande von etwa fl. 10 000 aufgestellt. Die Beobachtung
ergab:
Textabbildung Bd. 220, S. 16
Temperatur des
Wassers beim; am; Eintritt in den Apparat.; Austritt aus dem
Apparat.; Gewinn an Wärme.; 23. Januar 1874; 25. Januar
1874; 11. März 1874; 12. März 1874; 19. März 1874; 22.
Januar 1875; 7. December 1875
Die Heizfläche betrug ca. 60 Proc. jener der Kessel, die
durchschnittliche Wärmezunahme des Speisewassers in den ersten 3
Monaten 42°, nach 12 Monaten jedoch nur noch 29°,
entsprechend einer Ersparniß von 29 : (650 - 42) = 4,7 Proc. Es
wurde zur gleichen Zeit in einer andern Mühle für 6 Kessel von
zusammen ebenfalls 390qm Heizfläche ein nach unserer
Angabe ausgeführter Vorwärmer aus 6mm starkem Eisenblech, bestehend aus 4 miteinander
verbundenen Körpern von 840mm Durchmesser und 8,5 und 11m,6
Länge in fast horizontaler Lage nach dem Gegenstromprincipe
derart aufgestellt, daß die gesammten Gase der Kessel den
Apparat, welcher zwischen Schornstein und dem letzten Kessel
lag, bestreichen mußten. Die Heizfläche desselben war 115qm
(die Kosten sammt Einmauerung betrugen fl. 3600), somit die
Fläche des Vorwärmers = 30 Proc. der Kesselheizfläche —
jedenfalls zu klein, allein die Localität gestattete keinen
größern Apparat. Die Einmauerung erlaubte eine vollkommene
Befahrung der Züge; da diese Operation wegen der Hitze und des
großen, im Vorwärmer enthaltenen Wasserquantums erst 24 Stunden
nach dem Abstellen möglich war — außer, wenn gleichzeitig
das Wasser abgelassen und die innere Reinigung vorgenommen
werden sollte — und im Ganzen 48 Stunden beanspruchte, so
wurde dieselbe nur nach je 14 Tage vorgenommen. Die Resultate
waren folgende:
Textabbildung Bd. 220, S. 17
Temperatur des
Wassers beim; Eintritt in den Apparat.; Anstritt aus dem
Apparat.; Gewinn.; 1. Tag nach Anheizen; 39°;
98°; 52°; 5. Tag nach Anheizen; 38; 88; 50;
14. Tag nach Anheizen; 40; 84; 44; 18. Tag nach Anheizen;
40; 81; 41; 21. Tag nach Anheizen; 40; 73; 33
Da hiernach die Leistung nach 3 Wochen fast nur halb so groß war
als bei Beginn, so wurde in der Folge, wie oben bemerkt, die
äußere Reinigung jedesmal nach 14tägigem Betriebe vorgenommen,
und war die mittlere Wärmezunahme innerhalb dieser Periode
ziemlich regelmäßig = 49°, der Gewinn somit 49 : (650 -
39) = 8 Proc., und wenn man die zwei Tage Stillstand in Rechnung
zieht 8 × ⅞ = 7 Proc. Hätte der Apparat täglich
gereinigt werden können, so wäre die Ersparniß 52 : (650 - 39) =
8,5 Proc. gewesen.
Da der Dampfdruck in beiden Fällen gleich, nämlich 4at,5
war, und da auch der Rauch vor dem Schornstein fast die gleiche
Temperatur (ca. 150°) zeigte, so ist ein Vergleich beider
Apparate statthaft und ergibt dieser folgendes merkwürdige
Resultat.
Das investirte Kapital betrug beim Economiser 10 000 : 4,7 = fl.
2127, beim letztbesprochenen Vorwärmer = 3600 : 7 = fl. 514 pro erspartes Procent, im letztern Fall
also viermal weniger als im erstern. Ob sich die Aufstellung
solcher Apparate rentirt, hängt von der jährlich für Kohle
auszugebenden Geldsumme ab. Diese betrug beim Economiser fl. 48
000, beim Vorwärmer fl. 40 000, die jährliche Ersparniß war also
fl. 48 000 × 0,047 = fl. 2256 bezieh. fl. 40 000 ×
0,07 = fl. 2800, also selbst im erstern Falle noch eine solche,
daß abzüglich der Verzinsung, Amortisation u. s. w. noch ein
ansehnlicher Nettogewinn verbleibt. Wie nach den Zeugnissen
bezüglich der Economisers Ersparungen bis zu 25 Proc. erzielt
werden sollen, ist uns geradezu räthselhaft. Nehmen wir, als
einen im höchsten Grade günstigen Fall, einen Kessel an, der
Dampf von nur 1at erzeugt und mit kaltem, also mit
ca. 15° zeigendem Wasser gespeist wird, welches durch den
Economiser bis auf 125° (Green's eigene höchste Angabe) erhitzt werde, so ist die Ersparniß, da
1k
Dampf von obiger Spannung 637c braucht, = (125 - 15) : (637 -
15) = 0,176, also blos 17,6 Proc.!
Zwar sollte hierzu noch derjenige Gewinn kommen, welcher aus der
nunmehrigen günstigern Verbrennung resultiren würde; allein da
diese Apparate, wie schon gesagt, in allen Fällen den Zug
ungünstigere; somit wären obige 17,6 Proc. das Maximum der
Ersparniß.
Wie wesentlich die äußere Reinigung ist, sahen wir schon oben.
Außer der mechanischen, durch Schaber, hat man es auch mit
Dampfstrahlen versucht. Eigene Versuche haben indessen gezeigt,
daß diese Art von Reinigung entweder eine sehr kostspielige ist,
indem man bedeutende Quantitäten Dampf anwenden müßte, oder aber
daß dieselbe eine höchst unvollkommene bleibt, wenn man den
Dampf durch kleine, etwa 3mm große Oeffnungen wirken läßt, da
ein solcher Strahl auf höchstens 300mm Länge der Vorwärmerfläche
wirkt. — Bell's Economiser sei
hier nur als Curiosum erwähnt. Jene von Twibill sind einfache Copien der Green'schen Economisers.
Marozean's Vorwärmer, aus gußeisernen
parallelen, unter den Kesseln liegenden, nach dem
Gegenstromprincip eingemauerten Röhren bestehend, welche bei den
Mülhausener Kesselversuchen 1858 so viel Aufsehen erregten,
fanden wir im vorigen Jahre außer in Wesserling nur noch bei Dollfus-Mieg und Comp. und an wenigen andern Orten in Mülhausen. Die
Unmöglichkeit gründlicher äußerer Reinigung, die große Anzahl
von Verpackungen innerhalb der Rauchzüge und der geringe
Durchmesser der Röhren (100mm), welcher eine innere Reinigung
gar nicht zuläßt, machen die geringe Verbreitung dieses
Apparates erklärlich. Hirn wendet in
seiner Logelbacher Spinnerei schlangenförmig geführte,
gußeiserne Röhrensysteme als Vorwärmer an, stellt diese jedoch
so auf, daß eine äußere Reinigung wenigstens von Zeit zu Zeit
möglich ist. Flühr, Schlumberger und
Scheurer-Kestner wenden einfache
Körper aus Eisenblech, jedoch von so geringem Durchmesser an,
daß das innere Befahren fast unmöglich ist; ebenso schwierig ist
die äußere Reinigung.
Ein wesentlicher, bei manchen Speisewässern nicht hoch genug
anzuschlagender Vortheil bei Vorwärmern besteht noch darin, daß
sich in ihnen der größte Theil des Wassersteines, wenigstens
sämmtlicher Schlamm, sowie die sandigen und thonigen
Bestandtheile ablagern und zwar um so mehr, je größer die
Temperatur des Vorwärmers ist. Sie dienen also sehr zur Schonung der Kessel und sollten
z. B. bei Röhrenkesseln ausnahmslos angewendet werden.
Die Anwendung genügend großer Vorwärmer gestattet gleichzeitig
eine fast vollkommene rauchlose
Verbrennung, da dieselbe durch Steigerung des Zuges zu
einer solchen Intensität gebracht werden kann, daß die Flamme
weiß wie Leuchtgas brennt, ohne daß ein Verlust durch die große
Menge von Heizgasen entsteht, da diese Gelegenheit finden, ihre
Wärme an die Vorwärmer abzugeben. Wir haben uns hiervon
namentlich bei der oben beschriebenen, mit Vorwärmer versehenen
Kesselanlage überzeugt. Der Schornstein rauchte früher
continuirlich, der Rauch war dunkel gefärbt. Nach
Inbetriebsetzung des Vorwärmers, mit welchem gleichzeitig auch
Mehl'sche Roste bei allen Kesseln in Thätigkeit kamen, zeigte
sich nun nur kurz nach dem Beschicken der Feuerungen ein
leichter gelblicher Rauch, welcher nach wenigen Minuten
aufhörte.
Die sog. Rauchverzehrungsvorrichtungen
wollen wir hier gänzlich übergehen, da sie 1) den Rauch
gewöhnlich nicht verzehren, 2) den
Kohlenverbrauch steigern und 3) meistens auch durch künstlich
erzeugte Stichflammen die Kessel ruiniren.
Der Oekonomie förderlich ist auch die gleichmäßige Speisung der Kessel. Wir richten die
Speisepumpen mit variablem Hube ein, welcher so regulirt wird,
daß die Pumpe gerade dem Wasserverbrauch der Kessel entspricht,
und stellen die Speiseventile so, daß alle Kessel gleichzeitig und continuirlich gespeist
werden. Selbstverständlich sind die Speiseventile der der Pumpe
näher liegenden Kessel viel weniger zu öffnen als jene der
entfernter liegenden.
Als Bestandtheil des Dampferzeugers sind auch die sogen. Ueberhitzer anzusehen. Daß wirklich
überhitzter Dampf den Maschinen nichts weniger als zuträglich
ist, braucht hier nicht weiter erörtert zu werden. Man ist auch
von diesen Apparaten, welche, wenn sie wirksam sein sollen,
unmittelbar in der Feuerung liegen müssen (weil der Dampf ein
sehr schlechter Wärmeleiter ist) längst abgekommen und begnügt
sich mit der Dampf-Trocknung, welche,
da die besten Kessel, je nach der Beschaffenheit des
Speisewassers, 2 bis 7 Proc. Wasser überreißen, eine
Kohlenersparniß von der gleichen Größe erzielen können. Bei Röhrenkesseln mit Unterfeuerung muß man
sie anwenden, um dem Dampfe wenigstens einen Theil des
Wassergehaltes zu entziehen, läßt also den letzten Zug über den
Dampfdom und die obere Seite des Kessels gehen, bei den Tubulous-Kesseln (Belleville, Roots, Sinclair, Scott, Howard u. A.) liegen
die Dampfbehälter selbstverständlich im Zuge. Bei diesen
Kesseln, die statt Dampf nur ein Gemisch von Wasser und Dampf
liefern, ist die Fläche des Dampfbehälters einfach als
Kesselheizfläche zu betrachten, nur daß sie eine sehr schlechte
ist,
weil die Wärme der Heizgase erst durch Vermittlung des Dampfes
— dieses sehr schlechten Wärmeleiters — an die
Wasserpartikelchen abgegeben werden muß.
Bei Schiffskesseln, wo wegen des nöthigen Zuges bei sehr geringer
Höhe des ohnehin eisernen
Schornsteines der Rauch mit 350 bis 400° entweicht,
wendet man Dampftrockner ziemlich allgemein an — und mit
Recht, da hier fast durchgängig ausgezeichnete, wenig Ruß und
Flugasche erzeugende Kohlen verwendet werden, und da nach
Beendigung der Reise sich Zeit findet, den Apparat zu reinigen
und im Stande zu erhalten.
Von Apparaten dieser Art bei stationären Kesseln, wo man die
Rauchwärme durch Speisewasservorwärmer in viel rationellerer
Weise ausnützen kann, halten wir sehr wenig. Wir hatten
Gelegenheit, einen solchen zu untersuchen, welcher, in ganz
rationeller Weise nach dem Gegenstromprincipe angeordnet, im
Rauchzuge zwischen dem letzten Kessel und dem
Speisewasservorwärmer lag, aus gußeisernen Röhren von 200mm
Weite bestand und bei 90qm Heizfläche der in Betrieb
befindlichen Kessel eine Heizfläche von 15qm
hatte. Daß der Apparat wirklich den größten Theil des im Dampfe
enthaltenen WassersDas Speisewasser war so sehr mit Salzen, Salpeter, Thonerde
etc. gemengt, daß die Kesselanlage einer chemischen Fabrik
ähnlich war. In dem durch den Auspuffdampf geheizten
Speisewasservorwärmer bildete sich eine gelbliche
Sandsteinkruste, in den Auspuffdampfröhren eine ähnliche, aber
von minderer Consistenz, im Schieberkasten eine weiße,
kreideartige Ablagerung, im Kesselvorwärmer ein zäher grauer
Schlamm, in den Bouilleurs eine gelbgraue feste Masse, in den
Kesseln oberhalb des Feuers ein weißer, sehr fester Kesselstein,
oberhalb des Wasserspiegels eine schaumige, weißliche Masse, an
den Probirhähnen und Verpackungen des Wasserstandsglases
stalahitenartige Salzbildungen, und in einem besonders
aufgestellten Speisewasserreinigungsapparate, in welchem das
gewärmte Speisewasser an der freien Luft durch ein System von
offenen hölzernen Rinnen circulirte, eine dicke zähe, grünliche
organische Ablagerung. verdampfte, ergab sich aus der
vergleichenden Analyse der Indicatordiagramme sowie aus dem
Umstande, daß die Cylinderablaßhähne, welche früher fortwährend
theilweise offen gehalten werden mußten, wenn der Cylinder nicht
„schlagen“ sollte, nunmehr geschlossen
bleiben durften. Dennoch war der Kohlenverbrauch größer als
früher, und der Apparat mußte nach einigen Wochen, nachdem die
Proben in der gründlichsten Art durchgeführt worden waren,
beseitigt werden. Die Dampfrohrleitung war, von den
Absperrventilen der Kessel bis zum Cylinder gemessen, 20m,1
lang und hatte 2 Knie von 90°. Durch den Apparat kamen
52m,2 Dampfleitung mit 26 Knien à 90° dazu, und das war
es, was alle Vortheile der Dampftrocknung wieder aufhob; denn
aus den Indicatordiagrammen ergab sich, daß die Differenz
zwischen Kessel- und Cylinder-Anfangsspannung, welche zuvor 10 Proc.
war, nunmehr 20 Proc. betrug, daß also durch die
Reibungswiderstände 10 Proc. an Kraft verloren gegangen
waren.
Für leichte äußere und innere Reinigung des Apparates war
ausreichend gesorgt. Doch erwies sich die erstere als ziemlich
überflüssig, denn die Rohre des Apparates waren nur theilweise an der untern Seite — da, wo das vom Dampfe mitgerissene
Wasser sich ablagert, mit einer sehr
dünnen Kruste von Ruß überzogen, obwohl der Apparat 4 Wochen
thätig gewesen war. Das Pyrometer hatte 180° im Zuge, wo
der Apparat lag, während dessen Function gezeigt.
(Schluß
folgt.)