Titel: | Die Bestimmung der wirtschaftlichsten Dampfanlage für Betriebe mit Bedarf an Heizdämpfen. |
Autor: | G. Marzahn |
Fundstelle: | Band 321, Jahrgang 1906, S. 551 |
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Die Bestimmung der wirtschaftlichsten Dampfanlage
für Betriebe mit Bedarf an Heizdämpfen.
Von Oberingenieur G.
Marzahn.
(Schluss von S. 531 d. Bd.)
Die Bestimmung der wirtschaftlichsten Dampfanlage für Betriebe mit
Bedarf an Heizdämpfen.
Die in der Praxis vorkommenden Möglichkeiten sind nun zwei Gesichtspunkten
unterworfen: Einerseits kann man aus örtlichen Gründen auf das Einzylindersystem
beschränkt sein oder nicht, andrerseits kann sich die Anwendung überhitzten Dampfes
aus irgend welchem Grunde verbieten oder nicht. Hiernach und nach dem oben Gesagten
ergeben sich für Sattdampf und Heissdampf je drei Fälle des Vergleiches von
Auspuffmaschinen mit Kondensationsmaschinen bezüglich des Wertes α, nämlich:
1. Einzylinderauspuffmaschine mit
Einzylinderkondensationsmaschine.
2. Verbundauspuffmaschine mit
Verbundkondensationsmaschine.
3. Verbundauspuff maschine mit
Dreizylinderkondensationsmaschine.
Für diese sechs Fälle lässt sich der Wert von α unter
Annahme eines bestimmten, bewährten Maschinentyps für die gebräuchlichen Dampfdrücke
aufstellen, und mit Hilfe der so erhaltenen Werte ist dann die Beurteilung gegebener
Fälle äusserst schnell ermöglicht. Zunächst gelten die gefundenen Werte von α zwar nur für den betrachteten Maschinentyp, da man
aber annehmen kann, dass die Maschinen zweier Typen gleicher Güte im grossen und
ganzen bezüglich des Verhältnisses von Preislage und Oekonomie sich ähnlich sein
werden, so sind die für einen Typ erhaltenen Werte von a auch für andere Bauarten anwendbar. In solchen Fällen, wo der
Heizdampfbedarf dem massgebenden Grenzwerte α sehr nahe
liegt, überwiegen zudem meistens andere Erwägungen bei Auswahl der Maschine, so dass
eine absolute Genauigkeit gar nicht notwendig ist.
Die folgende Tab. 2 enthält die Werte α für kleine und
grosse liegende Ventilmaschinen für alle im modernen Betriebe in Betracht kommenden
Drücke in jedem einzelnen der zu behandelnden Fälle. Nur bei den
Einzylindermaschinen ist der Vergleich zwischen Schiebermaschinen und
Ventilmaschinen ebenfalls gezogen worden. Die hierfür erhaltenen Ergebnisse weichen,
wie leicht erklärlich, zuungunsten der Schiebermaschine von den übrigen Werten
bedeutend ab.
Die Grösse von α wird erhalten durch Subtraktion der
beiden darüber stehenden Zahlen, von denen die obere den Wert 1-\frac{N'_i\,C'_i}{N_i\,C_i} (d. i. die
Dampfersparnis der Kondensationsmaschine gegenüber der Auspuff maschine als
Bruchteil des Dampfverbrauches der letzteren gemessen) darstellt, während die untere
Zahl das letzte Glied der Gleichung 1,\,\frac{M'}{K\,N_i\,C_i} bedeutet, durch welches der Einfluss
der erhöhten Anlagekosten berücksichtigt wird. Die Trennung von α in die beiden vorgenannten Grössen wurde vorgenommen,
weil hierdurch die Umrechnung der Tabellenwerte für andere Werte von K oder M' ermöglicht wird,
was vielfach wünschenswert sein wird.
Die Werte sind einmal für gesättigten Dampf mit K= 8,5,
das andere Mal für überhitzten Dampf von 320° C am Ueberhitzer und 300° C vor dem
Steuerventil des ersten Maschinenzylinders mit K = 9
berechnet, wodurch die den beiden Zahlenscharen zugrunde liegenden Annahmen über den
Brennstoff in ungefähre Uebereinstimmung mit einander gebracht sind. Die der
Berechnung der Tabellenwerte zugrunde gelegten Dampfverbrauchsziffern sind, wie
schon früher erwähnt, auf Hrabakscher Grundlage
berechnet, und mit den Versuchsergebnissen ausgeführter Anlagen mit vorzüglichen
Maschinen sorgfältig verglichen worden. Für die Grösse M' sind dem Verfasser die Preise erstklassiger Konstruktionen massgebend
gewesen, und zwar sind auch die Fundamentmehrkosten berücksichtigt worden, deren
Abschreibung und Verzinsung ebenso gross angenommen wurde, wie diejenige der
Dampfmaschinen. Für den Fall, dass eine Neuberechnung des Wertes \frac{M'}{K\,N_i\,C_i}
notwendig werden sollte, ist noch darauf hinzuweisen, dass die Kosten für
Abschreibung, Verzinsung und Instandhaltung des Ueberhitzers, seiner
Verbindungsleitung mit dem Kessel und seiner Einmauerung nicht in dem Werte K, sondern in dem Werte M'
berücksichtigt werden müssen, denn die Ueberhitzeranlage ist ihrer Grösse nach nur
von der Grösse des Dampfverbrauches der Dampfmaschine abhängig, und kann als ein
integrierender Bestandteil der Heissdampfmaschine angesehen werden.
Die Werte der Tabelle 2 sind wohl zunächst für den Vergleich liegender
Ventilmaschinen aufgestellt worden, indessen sind sie auch für den Vergleich von
Schiebermaschinen liegender oder stehender Bauart unter einander ausreichend genau,
nur ist zu berücksichtigen, dass sich der Wert \frac{M'}{K\,N_i\,C_i} alsdann bis auf die Hälfte
der Tabellenwerte und noch weiter verringern kann. Sollen dagegen Schiebermaschinen
mit Ventilmaschinen verglichen werden, so würden die wirklichen Werte von α von den Werten der Tabelle 2 bedeutend abweichen. In
diesem Falle muss also α nach Gleichung 1 berechnet
werden, und die Tabellenwerte können höchstens zur oberflächlichen Orientierung über
die zu erwartende Grösse von α benutzt werden.
In der letzten Spalte der Tabelle 2 sind die verglichenen Leistungen angegeben, und
zwar beziehen sich die Zahlen auf den kleinsten und grössten in Betracht gezogenen
Dampfdruck.
Bisher ist der Einfachheit halber angenommen worden, dass der Heizdampfbedarf stets
und gleichmässig vorhanden sei. In Wirklichkeit trifft diese Annahme aber meistens
nicht zu. Der Bedarf an Heizdampf kann vielmehr sowohl während eines Tages als auch
während des Jahres schwanken, kann zeitweilig ganz aufhören und zeitweilig die Menge
des verfügbaren Auspuff dampf es übersteigen.
Was zunächst die täglichen Schwankungen anbetrifft, so kann man der Kohlenersparnis
zuliebe nicht die Uebelstände einer täglich sich wiederholenden Umschaltung der
Dampfmaschine von Kondensationsbetrieb auf Auspuffbetrieb und umgekehrt in Kauf
nehmen. Es wird sich also nur darum handeln können, von vornherein zu entscheiden,
ob reiner Auspuffbetrieb oder reiner Kondensationsbetrieb durchschnittlich die besten Betriebsergebnisse liefert. Hierzu muss
zunächst die für den vorliegenden Betrieb am billigsten arbeitende Auspuffmaschine
bestimmt werden, wobei der gesamte tägliche Dampfverbrauch, d.h. der Dampfverbrauch
der Maschine plus dem durch den Auspuffdampf nicht bestreitbaren Heizdampfbedarf für
die Berechnung der täglichen Betriebskosten in Rechnung zu stellen ist. Auch hier
stellt sich unter Umständen die
Tabelle 2.
NB. Es sind stets gleiche effektive Leistungen verglichen. Alle
Auspuffmaschinen mit 0,5 at Ueberdruck Gegenspannung in der Heizleitung.
A. Gesättigter Dampf (K = 8,5).
1. Schieberauspuffmaschinen gegen
Ventilkondensationsmaschinen.
Vergleich zwischen
Bedeutung der Werte
Admissionsüberdruck in kg/qcm
Ver-glichenePSe
6
7
8
9
10
11
600 Hub Einzyl. Schiebermaschine m. Auspuff und600 Hub Einzyl.
Ventilmaschine m. Kondensation
1-\frac{{N'}_1}{{C'}_1} v.
H.\frac{M'}{K\,N_1\,C_1} v. H.α v. H.
29,4 3,925,5
27,6 3,923,7
26,6 3,922,7
26,2 3,822,4
25,4 3,821,6
25,2 3,921,3
46bis61
1200 Hub Einzyl. Schiebermaschine m. Auspuff und1200 Hub Einzyl.
Ventilmaschine m. Kondensation
1-\frac{{N'}_1}{{C'}_1} v.
H.\frac{M'}{K\,N_1\,C_1} v. H.α v. H.
31 229
29,1227,1
28,2226,2
27,7225,7
27,2225,2
27,2225,2
285bis380
2. Liegende Ventilmaschinen unter einander.
a) kleinere Maschinen.
Vergleich zwischen
Bedeutung derWerte
Admissionsüberdruck in kg/qcm
Ver-glichenePSe
6
7
8
9
10
11
12
600 Hub Einzylinder-Auspuffmaschine und600 Hub
Einzylinder-Kondensationsmaschine
1-\frac{{N'}_1}{{C'}_1} v.
H.\frac{M'}{K\,N_1\,C_1} v. H.α v. H.
21,6 2,619
19,8 2,617,2
18,7 2,616,1
18,1 2,515,6
17,3 2,514,8
16,9 2,614,3
40bis61
500 Hub Verbund-Auspuffmaschine und600 Hub
Verbund-Kondensationsmaschine
1-\frac{{N'}_1}{{C'}_1} v.
H.\frac{M'}{K\,N_1\,C_1} v. H.α v. H.
40,8 6,834
39,7 6,932,8
38,7 6,931,8
37,9 6,831,1
37,5 6,830,7
37,1 6,830,3
81bis96
900 Hub Verbund-Auspuffmaschine und900 Hub
Dreizylinder-Kondensationsmaschine
1-\frac{{N'}_1}{{C'}_1} v.
H.\frac{M'}{K\,N_1\,C_1} v. H.α v. H.
42,6 6,935,7
42,5 6,935,6
42,5 6,835,7
42,5 6,735,8
320bis360
b) grössere Maschinen.
Vergleich zwischen
Bedeutung derWerte
Admissionsüberdruck in kg/qcm
Ver-glichenePSe
6
7
8
9
10
11
12
1200 Hub Einzylinder-Auspuffmaschine und1200 Hub
Einzylinder-Kondensationsmaschine
1-\frac{{N'}_1}{{C'}_1} v.
H.\frac{M'}{K\,N_1\,C_1} v. H.α v. H.
23,1 1,621,5
21,4 1,619,8
20,4 1,618,8
19,9 1,618,3
19,3 1,617,7
19,2 1,617,6
285bis380
1100 Hub Verbund-Auspuffmaschine und1200 Hub
Verbund-Kondensationsmaschine
1-\frac{{N'}_1}{{C'}_1} v.
H.\frac{M'}{K\,N_1\,C_1} v. H.α v. H.
40 634
39,6633,6
38,9 6,132,8
38,1 6,132
37,6631,6
37,2631,2
475bis570
1300 Hub Verbund-Auspuffmaschine und1300 Hub
Dreizylinder-Kondensationsmaschine
1-\frac{{N'}_1}{{C'}_1} v.
H.\frac{M'}{K\,N_1\,C_1} v. H.α v. H.
43 736
42,8 6,935,9
42,7 6,935,8
42,7 6,835,9
830bis925
B. Heissdampf (K = 9).
320° C am Ueberhitzer, 300° C am Steuerventil.
a) kleinere Maschinen.
Vergleich zwischen
Bedeutung derWerte
Admissionsüberdruck in kg/qcm
Ver-glichenePSe
6
7
8
9
10
11
12
600 Hub Einzylinder-Auspuffmaschine und600 Hub
Einzylinder-Kondensationsmaschine
1-\frac{{N'}_1}{{C'}_1} v.
H.\frac{M'}{K\,N_1\,C_1} v. H.α v. H.
19,9 3,516,4
18,1 3,414,7
16,5 3,413,1
15,9 3,312,6
14,7 3,311,4
13,7 3,310,4
46bis61
500 Hub Verbund-Auspuffmaschine und600 Hub
Verbund-Kondensationsmaschine
1-\frac{{N'}_1}{{C'}_1} v.
H.\frac{M'}{K\,N_1\,C_1} v. H.α v. H.
34,2 8,925,3
33,5 8,924,6
32,9 8,824,1
32,4 8,523,9
32,4 8,424
32,5 8,224,3
81bis96
900 Hub Verbund-Auspuffmaschine und900 Hub
Dreizylinder-Kondensationsmaschine
1-\frac{{N'}_1}{{C'}_1} v.
H.\frac{M'}{K\,N_1\,C_1} v. H.α v. H.
36,2 8,228
36,3828,3
36,57,828,7
36,8 7,629,2
320bis360
b) grössere Maschinen.
Vergleich zwischen
Bedeutung derWerte
Admissionsüberdruck in kg/qcm
Ver-glichenePSe
6
7
8
9
10
11
12
1200 Hub Einzylinder-Auspuffmaschine und1200 Hub
Einzylinder-Kondensationsmaschine
1-\frac{{N'}_1}{{C'}_1} v.
H.\frac{M'}{K\,N_1\,C_1} v. H.α
20,9 1,719,2
18,8 1,717,1
17,4 1,615,8
16,5 1,614,9
15,6 1,614
15,3 1,613,7
285bis380
1100 Hub Verbund-Auspuffmaschine und1200 Hub
Verbund-Kondensationsmaschine
1-\frac{{N'}_1}{{C'}_1} v.
H.\frac{M'}{K\,N_1\,C_1} v. H.α
32,3 6,425,9
32,5 6,326,2
32,2 6,226
31,7 6,125,6
31,6 6,025,6
31,6 5,925,7
475bis570
1300 Hub Verbund-Auspuffmaschine und1300 Hub
Dreizylinder-Kondensationsmaschine
1-\frac{{N'}_1}{{C'}_1} v.
H.\frac{M'}{K\,N_1\,C_1} v. H.α
36,9 7,929,0
37,2 7,729,5
37,3 7,629,7
37,7 7,430,3
830bis925
Tatsache heraus, dass die im Dampfverbrauch bessere
Verbundmaschine an Wirtschaftlichkeit von der Einzylindermaschine übertroffen
wird.
Ist aber die jeweilig verwendbare Auspuffmaschinengattung mit günstigstem
Dampfverbrauch auch wirtschaftlich am günstigsten, so muss noch weiter untersucht
werden, ob durch Annahme von Kondensationsbetrieb sich geringere Betriebskosten
erzielen lassen. Um dies tun zu können, muss zunächst der durchschnittliche
stündliche Heizdampfbedarf festgestellt werden, welcher von dem Auspuffdampf der
Maschine bestritten werden kann. Der über die Auspuffdampfmenge hinausgehende
Heizdampfbedarf wird also jetzt nicht mehr in Betracht gezogen. Stellt nun dieser
durchschnittliche durch den Auspuffdampf bestreitbare Heizdampfbedarf einen
grösseren Prozentsatz der Auspuffdampfmenge dar, als dem Werte α entspricht, so ist der Auspuffbetrieb der
wirtschaftlichere.
Die jährlichen Schwankungen werden meistens dadurch veranlasst, dass die Heizung der
Fabrikationsraume den Heizdampfbedarf im Winter stark vergrössert. Man kann also
gewöhnlich einen Winterbetrieb und einen Sommerbetrieb unterscheiden. Um bei
einem Betriebe mit jährlichen Schwankungen die wirtschaftlichste Anlage zu
bestimmen, geht man zweckmässigerweise von der Periode des grössten
Heizdampfbedarfes, das ist der Winterbetrieb, aus, und bestimmt die für denselben
wirtschaftlichste Maschine zunächst so, als ob dieser Betrieb für das ganze Jahr in
Betracht käme. Falls sich schon für den Winterbetrieb die Kondensationsmaschine als
die zweckmässigste herausstellt, ist die Untersuchung abgeschlossen. Erweist sich
aber Auspuffbetrieb für den Winter als am zweckmässigsten, so muss noch untersucht
werden, ob im Sommer die Kondensationsmaschine günstiger ist, wobei aber zu beachten
ist, dass die Kosten für vermehrte Abschreibung, Verzinsung und Instandhaltung der
Kondensationsmaschine durch die Ersparnisse derselben gegenüber der Auspuffmaschine
während des Sommers übertroffen werden müssen, wenn
man sich zu ihrer Wahl entschliessen soll. Diese letztere Untersuchung vollzieht
sich wiederum mit Hilfe der Tab. 2 sehr rasch, nur muss der Wert \frac{M'}{K\,N_i\,C_i} so
umgerechnet werden, dass der Nenner nicht mehr jährliche Dampfkosten, sondern
Dampfkosten des Sommerbetriebes darstellt, was man erreicht, indem man K nur auf die Sommertage bezieht. Nimmt man z.B. 180
Sommertage und 300 jährliche Arbeitstage an, so wären die mittleren Zahlenreihen in
Tab. 2 also mit \frac{300}{180}=1,67 zu multiplizieren.
Um das im vorstehenden entwickelte Verfahren an einem Beispiel zu erläutern, sei
angenommen, dass eine neu zu errichtende Fabrik 100 effektive Pferdestärken
benötige. Die Fabrik wird so angelegt dass sie durch Anbau verdoppelt werden kann,
und beansprucht dann 200 effektive Pferdestärken, welche durch eine einzige
Betriebsmaschine erzeugt werden sollen. Es wird demnach vorläufig eine
Einzylindermaschine gewählt werden, welche später zur Verbundmaschine ausgebaut
werden kann. Als Dampfdruck wird 10 at Ueberdruck gewählt. Der Betrieb umfasse
jährlich 180 Sommertage und 120 Wintertage von je 10 Betriebsstunden. Der
Heizdampfbedarf beläuft sich auf stündlich 225 kg an vier Tagesstunden und hierzu
tritt im Winter der zur Erzeugung von stündlich 630000 Wärmeeinheiten nötige
Heizdampf. Als Spannung des Heizdampfes wird 0,5 at Ueberdruck gewählt.
Betrachtet man zunächst den Winterbetrieb, so ergibt sich für die Erzeugung von
630000 Wärmeeinheiten stündlich ein Heizdampfbedarf von 1290 kg Dampf von 0,5 at
Spannung. Hierzu kommen täglich vier Stunden lang noch 225 kg sonstiger Heizdampf,
so dass der Höchstbedarf an Heizdampf 1515 kg beträgt. Eine
Sattdampfeinzylindermaschine mit Auspuff von 117 indizierten und 102 effektiven
Pferdestärken braucht bei einem Gegendruck von 0,5 at stündlich 11,5 kg Dampf für
die indizierte Pferdestärke oder im ganzen 1347 kg Dampf i. d. Stunde, d.h. ungefähr
so viel als auch für Heizzwecke nötig ist. Für den Winterbetrieb ist daher die
Einzylindersattdampfmaschine mit Auspuff als wirtschaftlichste Maschine zu
betrachten.
Im Sommer werden täglich 4 × 225= 900 kg, durchschnittlich also 90 kg Heizdampf i. d.
Stunde gebraucht. Für diesen Betrieb wäre die sparsamste Auspuffmaschine die
Heissdampfeinzylindermaschine mit 7,8 kg stündlichem Dampfverbrauch für die
indizierte Pferdestärke bei 300° C Dampftemperatur an der Maschine. Diese Maschine
würde zu wählen sein, wenn die durch die Ueberhitzung während der Dauer des
Sommerbetriebes erzielten Ersparnisse die Amortisationskosten der Ueberhitzeranlage
übersteigen. Dies trifft hier zu, denn wenn man für K
die Werte der Tab. 2 einsetzt, erhält man als Betrag der Kohlenkosten für 180
Sommertage für Betrieb mit gesättigtem Dampf 5657 M., und für überhitzten Dampf von
300° C an der Maschine 4095 M., das ist also eine Ersparnis von 1562 M., welche die
Abschreibungen für eine Ueberhitzeranlage von 15 qm weit übersteigt.
Es bleibt nun noch zu untersuchen, ob die Heissdampfkondensationsmaschine
wirtschaftliche Vorteile bietet: Auf Grund der Tabelle 2B (Heissdampf) ergibt sich
für die betrachtete Maschinengrösse für jährlichen Betrieb schätzungsweise
α = 15 – 3 = 12 v. H.
Da die Amortisationsbeträge für die Mehrkosten der Kondensationsmaschine hier aber
durch die in 180 Betriebstagen erzielten Ersparnisse aufgebracht werden sollen, so
ist der Wert 3 noch mit \frac{300}{180}=1,67 zu multiplizieren und man erhält
α = 15 – 5 = 10 v. H.,
d.h. ein durchschnittlicher Heissdampfbedarf von 7,8 . 117 .
0,1 = 91 kg stündlich bildet die Grenze, auf der die Auspuffmaschine ebenso
wirtschaftlich ist wie die Kondensationsmaschine. Dieser Grenzfall trifft nun für
das gewählte Beispiel gerade zu. Um sich aber für eine der beiden Betriebsarten
entscheiden zu können, ist es notwendig, den Betrieb der Verbundmaschine in der
fertig ausgebauten Fabrik zu betrachten. Führt man diese Rechnung in genau der eben
beschriebenen Weise durch, so ergibt sich, dass nach dem Ausbau der Fabrik
Kondensationsbetrieb für den Sommer unbedingt vorzuziehen ist, so dass schon jetzt
für den Sommer eine Einzylindermaschine mit Kondensation und Heissdampf gewählt
werden kann.
Nach dem vorstehenden würde also in dem betrachteten Falle als Kraftquelle entweder
eine Einzylinderheissdampfmaschine mit Auspuff oder mit Kondensation zu wählen sein,
welche aber auf jeden Fall während der Wintertage ohne Ueberhitzung und mit Auspuff
zu betreiben wäre. Auf diese Weise ergibt sich der wirtschaftlichste Betrieb. Würde
die Maschine z.B. im Winter ebenfalls mit Ueberhitzung arbeiten, so würden die
Betriebskosten hierdurch erhöht werden.
Um die Richtigkeit obiger Betrachtungen zu erweisen, sind in Tabelle 3 die jährlichen
Betriebskosten für die beiden günstigsten Betriebsarten sowie für reinen
Kondensationsbetrieb zusammengestellt. Die Maschinenkosten gelten wieder für die
fertig aufgestellten Maschinen, die Ueberhitzerkosten ebenso für die fertig
eingebauten Ueberhitzer einschliesslich Einmauerung und Verbindungsrohrleitung
zwischen Dampfdom und Ueberhitzer. Die Kosten der Kessel verstehen sich fertig
aufgestellt mit allen Armaturen und den nötigen Speisevorrichtungen:
Tabelle 3.
Betriebsart
I
II
III
WinterbetriebSommerbetrieb
Sattd. Ausp.Heissd.Ausp.
Sattd. Ausp.Heissd.Ausp.
Heissd.Kond.Heissd.Kond.
Kosten d. Maschine 400 φ 800 Hub „ des Fundaments „ der
Rohrleitung „ von 15 qm Ueberhitzer
12000 M. 1900 „ 500 „ 1800 „
14300 M. 2100 „ 500 „ 1800 „
14300 M. 2100 „ 500 „ 1800 „
Summe
16200 „
18700 „
18700 „
Abschreibungen d. Maschinenanl.Kosten f. d.
Maschinisten „ f. Oel u. Putzmaterial
2430 „ 1500 „ 1200 „
2805 „ 1500 „ 1200 „
2805 „ 1500 „ 1200 „
Mittier. Dampf-verbrauch p. St.
an 120 Wintertagan 180 Sommertag
1414 kg 910 „
1414 kg 860 „
2150 kg 860 „
Kohlenkosten i. Winter (k0
= 7/7,5) „
„ Sommer „Grösse d. Kesselanl. (Flammrohr)
3960 M. 4095 „50 – 50 qm
3960 M. 3870 „50 + 50 qm
6175 M. 3870 „50 + 60 qm
Kosten der Kessel „ der
Einmauerung „ des Schornsteins
11000 M. 1700 „ 4000 „
11000 M. 1700 „ 4000 „
12000 M. 1900 „ 4500 „
Abschreibungen der KesselanlageKosten des
HeizersJährliche Betriebskosten = Sa.der fettgedruckten
Zahlen
2100 „ 1200 „16485 „
2100 „ 1200 „16635 „
2310 „12000 „19060 „
Die nach den vorgenommenen Rechnungen mit Benutzung der Grössen α als gleich wirtschaftlich erhaltenen beiden
Betriebsarten ergeben nach obiger Betriebskostenaufstellung tatsächlich sehr gut
übereinstimmende jährliche Betriebskosten. Betriebsart III, zu welcher man ohne
nähere Untersuchung wohl zunächst hinneigen würde, erweist sich als ganz erheblich
teuerer. Vor allem aber erhellt aus dem betrachteten Beispiel die Möglichkeit, durch
Einführung verschiedener Betriebsarten für Sommer und Winter nicht unerhebliche
Ersparnisse zu machen, wovon in der Praxis ein viel zu geringer Gebrauch gemacht
wird, wohl weil es an Ueberblick über die zu erwartenden Verhältnisse fehlt.
An einem zweiten Beispiel soll nun noch nachgewiesen werden, dass die Werte der
Tabelle 2 sich auch für solche Verhältnisse leicht umrechnen lassen, welche von den
ihrer Berechnung zugrunde gelegten weit abweichen, und dass die Genauigkeit der mit
Hilfe dieser Werte erhaltenen Schätzung auch dann eine gute ist:
Kraftbedarf: 100 effektive Pferdestärken.
Betriebsverhältnisse: 24 tägliche Betriebsstunden an 300
jährlichen Arbeitstagen (120 Wintertage und 180 Sommertage). Kohle kostet 130 M. für 10000 kg vor das Kesselhaus gefahren und ergibt
siebenfache Verdampfung. Gewählt wird eine Kesselspannung von 8 at und 0,5 at Ueberdruck in der Heizleitung. Heizdampfbedarf 275 kg stündlich, ausserdem im Winter
1290 kg stündlich für Fabrikheizung.
Maschinenart: verlangt Einzylinderschiebermaschinen und zwar gilt:
für
die
Auspuffmaschine:
η = 0,81 C1 = 12,8
kg
„
„
Kondensationsmaschine:
η = 0,78 C1 = 10
„
Untersuchung der Wirtschaftlichkeit:
Für die vorliegenden Verhältnisse ergibt sich:
K_0=\frac{300\cdot 24\cdot 1,16}{1000}\cdot \frac{P}{x}=15,5.
Der der Tabelle 2 für Sattdampf zugrunde liegende Wert K = 8,5 wurde im vorhergehenden für K0 = 7 erhalten.
Schätzungsweise ergibt sich demnach für K0 = 15,5 K= 17.
Für den Winterbetrieb ergibt sich ohne weitere Rechnung die Auspuffmaschine als am
günstigsten.
Für den Sommerbetrieb (180 Tage) ergibt sich nach Tab. 2A (Sattdampf) für eine
Ventilmaschine der geforderten Grösse (800 mm Kolbenhub) ungefähr
α = 19,3 – 2,3.
Die letzte Zahl ist für K = 17
und 180 Tage umzurechnen: Also:
\alpha=19,3-\frac{2,3\cdot 8,5}{17}\cdot \frac{300}{180}=19,3-1,9=17,4\mbox{ v. H.}
Die Grenze für die Wirtschaftlichkeit der Auspuffmaschine
liegt also im vorliegenden Falle voraussichtlich bei einem stündlichen
Heizdampfbedarf von
\frac{100\cdot 12,8}{0,81}\cdot 17,4=275\mbox{ kg}.
Da dieser Heizdampfbedarf hier vorliegt, so müssen also auch
in diesem Falle die jährlichen Betriebskosten für Auspuffbetrieb und gemischten
Betrieb sich gleich hoch stellen. Dies ist der Fall, wie die folgende Aufstellung
beweist:
1. Auspuff-maschine
2. Kondensa-tionsmaschine
Kosten der Dampfmaschine
11000 M.
12900 M.
„ „ Fundamente
1500 „
1700 „
Rohrleitung
500 „
500 „
Zusammen
13000 „
15100 „
Abschreibung hiervon
1950 „
2265 „
Maschinist
1500 „
1500 „
Oel und Putzmaterial
1200 „
1200 „
Dampfverbr.stündlich
an 120 Wintertagenan 180 Sommertagen
1580 kg 1580 „
1580 kg 1560 „
Kohlenkosten(K0
= 15,5)
im Winterim Sommer
9800 M.14700 „
9800 M.14500 „
Grösse des Flammrohrkessels
80 qm
80 qm
Kosten des Kessels
7200 M.
7200 M.
„ der Einmauerung
1200 „
1200 „
„ des Schornsteins
3200 „
3200 „
Abschreibungen der Kesselanlage
1432 „
1432 „
Kosten des Heizers
1200 „
1200 „
Jährliche Betriebskosten = Sa.
der fettgedruckten Zahlen
31782 „
31897 „
Wie aus den Beispielen hervorgeht, lassen sich die die Wirtschaftlichkeit
betreffenden Rechnungen mit Hilfe der Tab. 2 sehr leicht und schnell vornehmen,
womit der Zweck vorliegender Arbeit erreicht erscheint. Die Notwendigkeit, derartige
Berechnungen stets, und nicht nur in besonders wichtigen Fällen, anzustellen, wird
aber niemand bezweifeln, der Gelegenheit hatte, sich zu überzeugen, wie oft man in
der Industrie Dampfanlagen begegnet, welche mit einem kleineren Anlagekapital hätten
wirtschaftlicher gestaltet werden können.