Moderne Dampfkesselfeuerungen. Von O. Herre, Ingenieur und Lehrer. Moderne Dampfkesselfeuerungen. Während an der Verbesserung der Dampfmaschine ununterbrochen mit grösstem Fleisse gearbeitet wurde, fand der Dampfkessel in früherer Zeit eine mehr stiefmütterliche Beachtung. Erst in den letzten zwei Jahrzehnten wurde auch dem Dampfkesselbau eine energische Förderung zu teil. Die hohen Dampfspannungen, welche zur Erhöhung der Oekonomie des Dampfmaschinenbetriebes eingeführt wurden, zwangen den Dampfkesselkonstrukteur, neue, widerstandsfähigere Konstruktionen aufzufinden, während andererseits die stetige Zunahme der Grössenverhältnisse der Dampfkesselanlagen zu einer immer weiter gehenden Raumausnutzung nötigte. So bildeten sich neben den früher für stationäre Anlagen fast allgemein angewendeten Walzen- und Flammrohrkesseln die verschiedensten Formen der Wasserröhrenkessel und der kombinierten Kessel aus. Doch nicht nur der Konstruktion des Kessels schenkte man erneute Aufmerksamkeit, man suchte auch die vielfach recht mangelhaften Feuerungseinrichtungen zu verbessern. Die Verbesserungsbestrebungen bewegten sich hierbei hauptsächlich in drei Richtungen. Erstens suchte man die Oekonomie des Betriebes zu steigern, indem man die Verbrennung zu einer möglichst vollkommenen gestaltete und dafür sorgte, dass die thatsächlich entwickelte Wärmemenge auch möglichst vollständig zur Dampferzeugung verwendet wurde. Zweitens war man bestrebt, die durch die oft ungewöhnlich starke Rauchentwickelung hervorgerufenen Belästigungen möglichst zu vermindern oder ganz zu beseitigen. Schliesslich suchte man drittens dem Heizer sein mühevolles und verantwortliches Amt nach Möglichkeit zu erleichtern. Die angewendeten Mittel sind ausserordentlich zahlreich, auch ist es einleuchtend, dass gewöhnlich durch ein bestimmtes Mittel nicht nur Vorteile in einer Richtung, sondern in mehreren der angegebenen drei Richtungen zugleich erzielt werden können. Jedenfalls ist es gelungen, sowohl in wirtschaftlicher, wie hygienischer und humaner Beziehung Vorteile zu erlangen, welche die Einführung der betreffenden Konstruktionen rechtfertigen und Veranlassung bieten, ältere und weniger zweckmässige Feuerungsanlagen durch bessere zu ersetzen. Die Anforderungen, die nach dem heutigen Stande der Feuerungstechnik in berechtigter Weise an eine moderne Feuerungsanlage gestellt werden können, sind folgende: 1. Die Feuerungsanlage muss dem zur Verwendung kommenden Brennstoff richtig angepasst sein. 2. Die Verbrennung muss eine möglichst vollkommene, und die Ueberführung der entwickelten Wärme an das Kesselwasser eine möglichst vollständige sein, damit eine gute Ausnutzung erreicht wird. 3. Der Betrieb der Feuerung muss den Schwankungen in der Dampfentnahme mit Leichtigkeit angepasst werden können. 4. Die Feuerung soll rauchlos oder doch möglichst rauchschwach arbeiten. 5. Die Bedienung der Feuerung soll möglichst einfach und nicht zu anstrengend sein. 6. Die Feuerungsanlage sei dauerhaft und erfordere nur ein angemessenes Anlagekapital. Diese Zusammenstellung lässt erkennen, dass bei der Konstruktion einer Feuerungsanlage in demselben Masse eine eingehende Rücksichtnahme auf die besonderen Verhältnisse zu üben ist, wie bei der Auswahl des Kesselsystems. Ebensowenig wie es ein Kesselsystem gibt, das unter allen Verhältnissen den anderen Systemen vorzuziehen sein wird, ebensowenig gibt es eine Feuerung, die für alle Verhältnisse passt und allen anderen Konstruktionen überlegen ist. Es wird vielmehr in jedem Falle die Wahl so zu treffen sein, dass die Vorteile der betreffenden Konstruktion möglichst vollständig zur Geltung kommen können, während ihre Nachteile unter den herrschenden Verhältnissen nur geringen Einfluss ausüben. Ein recht erfreuliches Zeichen ist es, dass ebenso wie im Dampfkesselbau auch die Herstellung von Feuerungsanlagen immer mehr Spezialität bestimmter Firmen wird. Hierdurch ist eine fortgesetzte und unmittelbare Verwertung der gesammelten Erfahrungen möglich, was naturgemäss die Entwickelung der Feuerungstechnik nur günstig beeinflussen kann. Wer daher bei einer Neuanlage oder einem Umbau seiner Feuerungseinrichtung die grösste Gewähr für eine zweckentsprechende Ausführung besitzen will, wird sich an eine derartige Firma zu wenden haben. Nachstehend sollen nun einige moderne Feuerungseinrichtungen nach den neuesten Ausführungen besprochen werden, wobei zugleich die Mitteilung von Verdampfungsresultaten eine Unterlage zur Beurteilung der Konstruktionen bieten soll. Die einfachste Feuerungseinrichtung ist der gewöhnliche Planrost. Nun kann allerdings nicht geleugnet werden, dass auch mit dieser einfachsten Vorrichtung ein zufriedenstellender Betrieb möglich ist; doch müssen dann verschiedene günstige Verhältnisse zusammenwirken, um dies zu erreichen. Vor allen Dingen ist ein geschickter, zuverlässiger Heizer notwendig; ferner darf der Betrieb nicht zu sehr forciert werden, denn bei zu grosser Anstrengung des Planrostes wird selbst dem tüchtigsten Heizer die Erzielung einer vollkommenen and rauchfreien Verbrennung unmöglich werden, ganz abgesehen davon, dass dann die Wartung der Feuerung eine sehr anstrengende Arbeit ist; schliesslich ist noch hervorzuheben, dass auch nicht jedes Brennmaterial für die Verbrennung auf dem einfachen Planrost geeignet ist. Um den Planrost in zweckmässiger Weise mit Brennstoff beschicken zu können, darf ferner die Länge des Rostes nicht zu bedeutend sein. Dieser Umstand gewinnt bei Flammrohrkesseln besondere Bedeutung, weil hier auch eine Beschränkung in der Breitenausdehnung vorliegt. Man hat daher versucht, durch Konstruktion besonderer Beschickungsapparate diese Nachteile zu vermeiden und auch die Arbeit des Heizers zu erleichtern. Von den zahlreichen Konstruktionen haben sich jedoch nur wenige als praktisch erwiesen, so dass die meisten Systeme keine grössere Anwendung finden konnten. Eine der erprobtesten und bewährtesten Konstruktionen dieser Art ist die Cario-Feuerung, die nach den neuesten, verbesserten Ausführungen der Firma Otto Thost in Zwickau durch die Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Textabbildung Bd. 315, S. 742 Fig. 1.Cario-Feuerung von Otto Thost. Diese Figuren geben die Cario-Feuerung für die Dresdener Maschinenfabrik und Schiffswerft, Aktiengesellschaft, wieder. Die Cario-Feuerung besteht aus einer Anzahl besonders geformter Roststäbe A, die auf zwei Röhren B gelagert sind. Die Röhren B linden ihre Unterstützung in der vorderen Stirnplatte bei C, in dem Rostbock bei D und in der Feuerplatte bei E. Für besonders lange Roste werden noch Zwischenböcke F zur Unterstützung angewendet. Der Rost ist ein satteldachförmiger Schrägrost, der an beiden Enden in einen kurzen Planrost übergeht. Die Neigung der beiden schrägen Rostflächen wird dem Böschungswinkel des Brennmaterials angepasst, so dass das Brennmaterial selbstthätig heruntersinkt, wenn es vom First des Rostes aufgegeben wird. Die Beschickung des Rostes erfolgt mittels einer Mulde von ähnlicher Form, wie sie zur Beschickung der Retorten von Gasöfen verwendet wird. Diese Mulde wird mit Brennstoffgefüllt und mit dem vorn zugespitzten Ende gegen den Spalt der zweiteiligen Feuerthür G gestossen. Die beiden Hälften der Feuerthür können sich um einen gemeinsamen oben gelagerten Zapfen drehen und werden von der Muldenspitze selbstthätig zur Seite geschoben. Die Muldenspitze gleitet nun auf dem First des Rostes entlang und drängt die dort lagernde Kohle nach beiden Seiten abwärts. Ist die Mulde ganz eingeschoben, so wird sie nach der einen oder der anderen Seite des Rostes gewendet und entleert. Nach dem Herausziehen der Mulde fallen die beiden Hälften der Feuerthür G wieder zusammen. Zur Führung der Mulde sind vorn am First des Rostes gekrümmte Flächen angebracht. Textabbildung Bd. 315, S. 742 Fig. 3.Thost'scher Planrost mit Heissluftfeuerbrücke. In der Stirnplatte befinden sich vorn zwei Schürthüren H, die leicht geöffnet und geschlossen werden können. In den Schürthüren befindet sich oben je eine durch Glas verschlossene runde Beobachtungsöffnung. Ausserdem besitzen die Schürthüren einen vertikalen Spalt, durch den ein Schürhaken bequem eingeführt werden kann. Die Schürthüren können daher geschlossen gehalten werden, so dass das Eindringen kalter Luft in die Feuerung fast vollständig vermieden wird. Die sich bildenden Schlacken sinken, wenn sie leichtflüssig genug sind, selbstthätig auf die seitlichen Planroste nieder, oder werden mit dem Schürhaken heruntergestossen. Sie werden dann durch die Schürthüren H entfernt. Die Vorteile der Cario-Feuerung bestehen darin, dass infolge der Neigung der Rostflächen eine grössere Rostbreite im Flammrohr erzielt wird; ferner erleichtert die Beschickungsvorrichtung die Arbeit des Heizers; dieser ist in der Lage, selbst längere Roste gleichmässig zu beschicken, die mit der Wurfschaufel nur unvollkommen oder gar nicht bedient werden könnten. Durch die Feuerthür G kann ferner beim Beschicken nur wenig kalte Luft einströmen, ebenso beim Schüren; die Oekonomie des Betriebes wird infolgedessen erhöht. Die Rauchentwickelung ist nur massig, da durch die gute Verteilung des frischen Brennstoffes keine so erhebliche Abschreckung der Feuerglut stattfindet. Die Vergasung der Kohle ist eine langsamere und gleichmässigere. Textabbildung Bd. 315, S. 743 Fig. 2.Cario-Feuerung von Otto Thost. Eine zweckmässige Verbesserung hat die Cario-Feuerung durch die Kombination mit der Heissluft-Feuerbrücke von Otto Thost (D. R. P. Nr. 98089) erhalten. Die Rauchbildung kurz nach der Beschickung ist bekanntlich auf die eintretende Temperaturverminderung im Verbrennungsraum und auf Luftmangel infolge der höheren Brennschicht zurückzuführen. Textabbildung Bd. 315, S. 743 Fig. 4.Thost'scher Planrost mit Heissluftfeuerbrücke. Wie oben nachgewiesen wurde, wird die Temperaturerniedrigung bei der Cario-Feuerung bereits erheblich beschränkt; es war daher auch noch wünschenswert, dem Luftmangel möglichst abzuhelfen. Das vielfach angewendete Mittel, nämlich das Aufreissen des Essenschiebers, kann nichtals ausreichend angesehen werden, da hierdurch nur kalte Luft angesaugt wird, die selbst erwärmt werden muss, also Textabbildung Bd. 315, S. 743 Fig. 5.Rauchverhütende Feuerung System Schulz-Knaudt. Wärme verbraucht, und die Temperatur im Verbrennungsraume zunächst noch weiter vermindert. Auch gelangt die Luft meistens nicht dorthin, wo sie besonders nötig ist. Besser ist daher die Luftzufuhr durch die Feuerbrücke, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Die Feuerbrücke besteht aus einem Gusseisenkasten E, der durch eine einstellbare Klappe mit dem Aschenraum in Verbindung steht. Ausserdem kann die Luft durch die beiden zur Stützung des Rostes dienenden Röhren B in den Kasten gelangen. Vorn bei C können die Röhren verschlossen bezw. eingestellt werden. In den Luftkasten E werden oben roststabähnliche Teile K eingesetzt, welche derart mit Rippen versehen sind, dass sie in der Zusammensetzung spaltenartige Hohlräume bilden. Diese Feuerbrücke erhitzt sich und erwärmt daher die durch die Spalten strömende Luft stark vor. Textabbildung Bd. 315, S. 744 Rauchverhütende Feuerung System Schulz-Knaudt. Bei der Bedienung dieser Vorrichtung zur sekundären Luftzufuhr ist zu berücksichtigen, dass der Luftbedarf mit der niederbrennenden Kohlenschicht abnimmt. Der Heizer hat daher nach der Beschickung die Regulierschraube C zu öffnen und dann allmählich zu schliessen, bis sich bei erneuerter Beschickung der Vorgang wiederholt. Die ungünstigen Erfahrungen, die man früher mit ähnlichen Vorrichtungen machte, sind hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass eine derartige Regulierung der sekundären Luftzufuhr fehlte und demnach bei bestimmten Stadien der Verbrennung eine übermässige Luftzufuhr erfolgte. Während bei den früheren Ausführungen der Thost'schen Feuerbrücke Gewölbe aus feuerfesten Steinen verwendet wurden, wird bei der neuesten Ausführung die Feuerbrücke aus möglichst widerstandsfähigem feuerfestem Gusseisen hergestellt. Der Ersatz des Steinmaterials durch Gusseisen ist auf die geringe Haltbarkeit der mit Kanälen durchzogenen Gewölbemauerungen zurückzuführen. Allerdings ist zu erwarten, dass auch die gusseiserne Heissluft-Feuerbrücke einem verhältnismässig raschen Verschleiss, unterworfen sein dürfte. Die hierdurch entstehenden Kosten sind jedoch immerhin gering. gegenüber den Ersparnissen, die sich mit der Cario-Thost-Feuerung erzielen lassen. Die Firma Otto Thost in Zwickau garantiert im allgemeinen gegenüber einfachem Planrost bei Anlage einer Cario-Thost-Feuerung eine um 10 % bessere Verdampfung und fast vollständig rauchfreien Betrieb. Bestätigt wird die bessere Ausnutzung der Kohle mit der Cario-Thost-Feuerung auch durch die folgenden Verdampfungsversuche, welche an zwei nebeneinander liegenden Cornwall-Kesseln des Städtischen Zentral-Schlacht- und Viehhofes zu Hannover ausgeführt wurden. Der eine der beiden Kessel war mit der Cario-Thost-Feuerung, der andere mit gewöhnlichem Planrost versehen. Zur Verbrennung gelangte Kohle der Zeche Victor. Das 15° C. warme Speisewasser wurde gemessen. Vor Beginn der Versuche wurde der Wasserstand und die Dampfspannung in beiden Kesseln festgestellt. Beide Kessel arbeiteten bei dem ersten Versuche mit vollgeöffneten Ventilen in die gemeinsame Dampfleitung. Beim zweiten Versuche war nur der eine Kessel mit der Cario-Thost-Feuerung im Betrieb. Die Zugstärke war für beide Kessel gleich eingestellt und betrug 9,5 bis 10 mm. Die beiden Versuche sollten feststellen, ob die von der Firma Otto Thost in Zwickau angebotene Garantie einer um 10 % besseren Verdampfung und eines fast rauchfreien Betriebes erfüllt wurde. Die erzielten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt: Tabelle I. Erster Versuch mit zweiKesseln Zweiter Ver-such mit einemKesselCario-Thost-Feuerung Planrost Cario-Thost-Feuerung Datum des Versuches 27. April 1900 27. April 1900 29. April 1900 Dauer des Versuches Std.       8       8       4 Heizfläche des Kes-    sels                        qm     90     90     90 Kohlenverbrauch in    der Stunde              kg   197   240   243 Verdampftes Wasser    in der Stunde ge-    samt                        „ 1360 1870 1943 Verdampftes Wasser    in der Stunde auf    1 qm Heizfläche       „ 15,1 20,8 21,6 Verdampftes Wasser    auf 1 kg Kohle         „   6,9   7,79     8 Ersparnis gegenüber    Planrost                  % – 11,4 13,8 Textabbildung Bd. 315, S. 745 Rauchverhütende Feuerung System Schulz-Knaudt. Am Schlusse der Versuche waren der Wasserstand und die Dampfspannung dieselben wie am Anfang. Bezüglich der Rauchentwickelung war zu bemerken, dass beim Planrost nach dem Beschicken und beim Schüren starke Rauchbildung auftrat. Der Cario-Thost-Rost zeigte dagegen nur einen wenige Sekunden andauernden hellen dünnen Rauch nach jeder frischen Beschickung. Nach diesen Ergebnissen der Versuche konnte die Garantie als vollständig erfüllt angesehen werden. Die Cario-Thost-Feuerung ist natürlich nicht nur als Innenfeuerung in Flammrohren verwendbar, sondern kann auch als Unterfeuerung bei Wasserrohrkesseln u. dgl. angebracht werden. Der Einbau der Cario-Thost-Feuerung in einen Flammrohrkessel kann bequem in einem halben bis einem Tage erfolgen, was besonders dort von Wichtigkeit ist, wo keine Betriebsunterbrechung eintreten darf. Der Einbau in eine Unter- oder Vorfeuerung beansprucht 2 bis 3 Tage. Die Thost'sche Heissluftfeuerbrücke kann natürlich auch selbständig ohne Verbindung mit der Cario-Feuerung verwendet werden. Die Fig. 3 und 4 zeigen die Benutzung der Feuerbrücke an einem Flammrohrkessel mit Planrost für A. Borsig in Tegel bei Berlin. Die Einrichtung ist nach dem Vorstehenden ohne weiteres verständlich. Eine andere Feuerung mit sekundärer Luftzuführung ist die in den Fig. 5 bis 7 dargestellte rauchverhütende Feuerung System Schulz-Knaudt (D. R. P.). Diese Feuerung unterscheidet sich von ähnlichen derartigen Einrichtungen besonders dadurch, dass die vorgewärmte sekundäre Verbrennungsluft von oben durch eine Oeffnung innerhalb eines feuerfesten Gewölbes in die Feuerung eintritt. Durch diese Anordnung soll das Auflagern und Festbrennen von Flugasche an der Austrittsöffnung verhindert werden, so dass ein dauernd gutes Instandbleiben der Einrichtung gewährleistet wird. Die sekundäre Verbrennungsluft tritt durch die Klappe m und durch das Rohr r, welches in den Kessel eingebaut ist, in das erhitzte Gewölbe ein, um bei k zu entweichen. Die Vorwärmung erfolgt daher teilweise durch die Dampf- und Wasserwärme des Kessels, teilweise durch die Gewölbewärme. Um zu verhindern, dass Luft im Ueberschuss in die Feuerung eintritt, wird die Eintrittsklappe m durch einen mit der Feuerthür verbundenen Hebel beim Schliessen der Thür selbstthätig geöffnet, worauf sich unter der Einwirkung des Eigengewichts der Klappe m und eines Kataraktes p die Klappe wieder selbstthätig und allmählich schliesst. Die Zeitdauer für die Schlussbewegung kann, der Kohlensorte und dem Betriebszustande entsprechend, am Katarakt eingestellt werden. Die Wirkung der sekundären Luftzuführung wird auf diese Weise unabhängig von der Aufmerksamkeit des Heizers gemacht. Immerhin ist zu bedenken, dass die durch den Katarakt erzielte Regulierung der Luftzufuhr selten ganz genau dem Luftbedürfnis entsprechen wird, da sich der Betriebszustand ändert, indem bald mehr, bald weniger Dampf benötigt wird. Es muss dann entweder die Grösse der Beschickungsmenge, oder die Zeitdauer von einer bis zur nächsten Beschickung geändert werden. In beiden Fällen wird sich der Verbrennungsvorgang anders gestalten, so dass bei jeder Aenderung des Betriebszustandes auch eine neue Einstellung des Kataraktes notwendig wäre. Eine vollständige Unabhängigkeit von der Aufmerksamkeit des Heizers ist daher in Wirklichkeit nicht vorhanden, doch wird wenigstens unbedingt verhindert, dass die Klappe zeitweise ganz geöffnet bleibt, was einen nicht unerheblichen Luftüberschuss besonders für das Ende der Verbrennungsperiode ergeben würde. Der Vorteil dieser oder ähnlicher Vorrichtungen zur selbstthätigen Regulierung besteht hauptsächlich darin, dass bei zweckmässiger Einstellung und guter Beobachtung durch den Heizer die Luftzuführung wenigstens durchschnittlich dem Luftbedürfnis angepasst werden kann, so dass grössere Verluste durch zu bedeutenden Luftüberschuss vermieden werden können. Während die Fig. 5 bis 7 den Einbau der Feuerung in einem Seitwellrohrkessel der Firma Schulz-Knaudt darstellen, geben die Fig. 8 und 9 die Feuerung an einem kombinierten Kessel mit zwei Flammrohren und Feuerröhren wieder. Das Rohr r ist hier durch den unteren Kessel nach vorn geführt; sonst ist nichts Besonderes zu erwähnen. Nicht selten macht sich beim Dampfkesselbetrieb der Uebelstand bemerkbar, dass der Schornsteinzug unzureichend wird. Gewöhnlich kommen zwei Ursachen in Betracht. Entweder ist der Dampfverbrauch durch Betriebserweiterungen gestiegen, ohne dass die Kesselanlage vergrössert werden konnte, oder man suchte an Stelle des bisher verwendeten Brennstoffes ein anderes, minderwertiges, aber billigeres Material zu verfeuern. In beiden Fällen muss auf dem Rost eine grössere Brennstoffmenge verbrannt werden, so dass der bisher ausreichende Schornsteinzug leicht unzureichend werden kann. Man hilft sich dann durch künstliche Luftzufuhr, indem man gewöhnlich mittels Dampfstrahl die notwendige Luftmenge ansaugt und unter den Rost presst. Eine solche Einrichtung zeigen die Fig. 10 und 11, welche die von Otto Thost in Zwickau für die Städtische Gasanstalt Plauen i/V. ausgeführte Dampfstrahl-Unterwindfeuerung darstellen. Der Dampfstrahl tritt bei A in den allseitig abgeschlossenen Aschenraum B ein. Textabbildung Bd. 315, S. 746 Dampfstrahl-Unterwindfeuerung von Otto Thost. Bei der Beurteilung derartiger Feuerungen muss der Dampfverbrauch des Dampfstrahlgebläses in Rechnung gezogen werden. Immerhin vermag die Vorrichtung von Nutzen zu sein, besonders wenn ein sonst fast wertloses Brennmaterial, z.B. Coaksabfälle o. dgl., verwertet werden kann. (Fortsetzung folgt.)