Titel: | Kondensations-Einrichtungen auf der Weltausstellung in Brüssel 1910. |
Autor: | Fritz L. Richter |
Fundstelle: | Band 325, Jahrgang 1910, S. 737 |
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Kondensations-Einrichtungen auf der
Weltausstellung in Brüssel 1910.
Von Dipl.-Ing. Fritz L. Richter in
Chemnitz.
(Fortsetzung von S. 729 d. Bd.)
Kondensations-Einrichtungen auf der Weltausstellung in Brüssel
1910.
Strahlapparate.
Mit Rücksicht auf die hohe Bedeutung, die für Kondensationen Strahlapparate sowohl
für den Hauptdienst als auch für den Hilfsdienst erlangt haben, ist die Ausstellung
der Firma C. W. Julius Blancke & Co. in Merseburg beachtenswert. Durch geeignete
Schnittausführungen hat die Firma verschiedene normale Strahlapparate zur
Darstellung gebracht. Diese Zusammenstellung sei hier in den Fig. 19–23
wiederholt.
Fig. 19 zeigt eine Wasserstrahlluftpumpe normaler
Ausführung. Bei derselben wird der wirkende Wasserstrahl durch einen Einsatz mit
schraubenförmigen Flügeln in Drall versetzt und gelangt so nach Durchströmen einer
kurzen freien Länge für den seitlichen Zutritt der Luft in die Diffuserröhre. Fig. 20 zeigt eine Dampfstrahlluftpumpe normaler
Ausführung. Der Dampfstrahl durchströmt eine Treibdüse, deren Querschnitt durch eine
spitz auslaufende Spindel eingestellt werden kann. Auch hier findet sich nur ein
kurzer Zuflußquerschnitt für die Luft, die von dem Dampf mitgerissen wird. Der Dampf
wird bei seiner Wirkung nicht kondensiert, so daß ein Dampfluftgemisch die
Diffuserröhre verläßt. Fig. 21 zeigt einen normalen
Wasserstrahlkondensator. An den in der Treibdüse gebildeten Wasserstrahl muß eine
große Gasmenge herantreten können, die erst bei Berührung mit dem Wasser verflüssigt
wird. Dementsprechend müssen die seitlichen Zuflußöffnungen bemessen werden. Da der
Dampf aber mit hoher Geschwindigkeit in den Strahl eintreten kann und nur Wasser
gefördert werden braucht, kann durch die Strahlwirkung des Dampfes der
Strömungsvorgang erheblich unterstützt werden. Zu diesem Zwecke wird der Dampf durch
einzelne Düsen in der Strömungsrichtung dem Wasser zugeführt. Durch die durch die
einzelnen Dampfstrahlen unterstützte Strahlwirkung wird dann das aus der
Kondensation hervorgehende Gemenge von Wasser und Luft gegen atmosphärische Spannung
gefördert. Der Strahlkondensator ist schließlich ein Injektor für außergewöhnliche
Verhältnisse. Die Strömungsenergie des Dampfes kann auf Kosten des Vakuums
gesteigert werden. Fig. 22 zeigt einen solchen
Strahlkondensator in unmittelbarer Verbindung mit einer Wasserstrahl-Wasserpumpe,
Derselbe kommt zur Verwendung, wenn Aufschlagwasser von unnötig hoher Spannung zur
Verfügung steht. In der dem Kondensator vorgeschalteten Strahlpumpe wird von dem
verfügbaren Treibwasser hoher Spannung kaltes Wasser, welches ohne Pressung zur
Verfügung steht, angesaugt. Die gesamte Wassermasse strahlt dann mit solcher
Geschwindigkeit in den Kondensator hinein, daß die Kondensationsprodukte gegen die
atmosphärische Spannung wieder ausgestoßen werden können. Die von dem
Kondensator abzuführende Wärme wird hierbei nicht allein von dem wertvollen Wasser,
welches unter hoher Pressung zur Verfügung steht, aufgenommen, sondern zur
Wärmeabfuhr wird gleichzeitig möglichst viel wertloses Wasser herangezogen, indem
für den Arbeitsvorgang die Energie des benutzten Wassers hoher Spannung möglichst
vollkommen ausgenutzt wird. Bei allen Strahlapparaten ist richtige Ausbildung der
Querschnitte für die jeweiligen Bedingungen außerordentlich wichtig. Das gilt in
erhöhtem Maße von dem Strahlkondensator mit Vorschaltung einer
Wasserstrahlpumpe.
Fig. 23 zeigt schließlich eine Streudüse, wie sie als
Ersatz für Kühltürme zur Rückkühlung von Wasser Verwendung findet. Die gezeigte Düse
ist mit einem doppelten Streukegel ausgebildet. Der innere erhält einen geringen
Drall und gibt einen stark nach oben streuenden Kegel, der äußere Hohl-Kegel erhält
einen starken Drall und wird dadurch stark in die Breite zerstreut. In der einen
Düse kann durch diese Maßnahme eine bedeutende Wassermenge über einen großen
Luftraum verteilt werden.
Kesselspeisung.
Die Kesselspeisung ist eine Fortsetzung der von der Kondensatpumpe zu leistenden
Aufgabe. Die bekannte Hubpumpe ist eine einfache und auch wirtschaftliche
Vorrichtung, solange ihr Abdampf zur Vorwärmung des Wassers voll ausgenutzt werden
kann. Die Pumpe ist deshalb aber auch nur in Verbindung mit einem ihren Abdampf
kondensierenden Vorwärmer wirtschaftlich und sollte niemals ohne Vorwärmer angewandt
werden. In vielen Fällen wird an Stelle der Hubpumpe der einfachere Injektor treten
können, da auch bei ihm die Abwärme des Dampfes dem Kessel voll wieder zugute kommt.
Der Injektor ist allerdings so aufzustellen, daß er bei der vorliegenden
Speisewassertemperatur sicher ansaugt. Durch ein Drosselorgan in der Saugleitung
wäre zweckmäßig dafür zu sorgen, daß die Speisung der jeweiligen Dampfbelastung
entsprechend möglichst gleichmäßig erfolgen kann.Mitteilungen über Forschungsarbeiten des
Vereines Deutscher Ingenieure, Heft 77, S. 22 –29. Der Injektor
ergibt eine wesentlich billigere Anlage und einfachere Wartung, es ist aber nicht
möglich, mit ihm eine völlig absatzlose Speisung zu erzielen. In dieser Beziehung
ist die Hubpumpe vollkommen und dem Injektor, gleichzeitig aber auch der Kurbelpumpe
überlegen.
Alle diese Vorrichtungen sind aber nur wirtschaftlich , solange ihr Abdampf zur
Vorwärmung des Speisewassers benutzt werden kann und wird. Wird diese Vorwärmung
durch die weitere Ausnutzung der Abgase in Ekonomisern bewirkt, so hat die
vorangehende Vorwärmung durch Abdampf keinen Wert. Die Apparate sind
unwirtschaftlich. Da eine in sich vollkommene Kolbenpumpmaschine zu einer zu teuren
Ausführung führt und zu vielseitige Wartung erfordert, tritt für diesen Bedarf die
elektrisch angetriebene Hochdruckkreiselpumpe zweckmäßig ein. Diesem Bedarfsfall
trägt die Firma Weise & Monski in Halle a. S. Rechnung, indem sie bei der deutschen Kesselanlage
neben der mit Vorwärmer ausgerüsteten Verbundduplexpumpe eine elektrisch
angetriebene vierstufige Hochdruckkreiselpumpe für die Kesselspeisung in Dienst
stellt. Die Bedienung der Pumpe als Kesselspeisepumpe ist einfach. Nachdem sie
angelassen ist, erfolgt die Regelung auf Fördermenge lediglich durch Drosseln in der
Druckleitung. Diese Regelung ist besonders deshalb bequem, weil sie bei Bedienung
einer Kesselbatterie an jedem Kessel einzeln vorgenommen werden, kann, ohne daß an
der Pumpe eine weitere Regelmaßnahme notwendig wird. Da indessen hierbei die
Förderung ganz unterbrochen werden kann, ohne daß die Pumpe stillgesetzt wird, ist
dafür zu sorgen, daß sie bei abgesperrter Druckleitung nicht warmläuft. Weise & Monski
benutzen Sperrung der Stopfbüchse auf Kühlung der Lager, um einen gewissen
Wasserabfluß aus der Druckleitung eintreten zu lassen. Die Maschinenbau-Akt.-Ges. Balcke in Bochum zeigt auf ihrem Stande eine
Hochdruckkreiselpumpe für Kesselspeisung außer Betrieb. In der internationalen
Maschinenhalle hat die Firma Louis de Naeyer in
Willebroeck in Belgien eine einheitliche Kesselanlage mit allem Zubehör ausgeführt.
Den zehn Kesseln sind zwei Ekonomiser vorgeschaltet. Für die Speisung ist außer
einer Kurbelpumpe mit Dampfantrieb eine elektrisch angetriebene Kreiselpumpe
aufgestellt. Die Kesselspeisung wird durch die letztere bewirkt, die den zehn
Kesseln das Wasser durch die beiden Ekonomiser hindurch zuführt. Es wird mit
derselben ohne Unterbrechung gespeist.
Da sowohl Hubpumpe wie Duplexpumpe auch zur Kondensatförderung, benutzt werden,
erscheint es naheliegend, beide zu einer Maschine zusammenzuziehen und das Kondensat
unmittelbar aus dem Oberflächenkondensator in den Kessel zurückzuspeisen. Die
Aufgabe erscheint aber nur unter Benutzung einer der benannten Pumpen möglich, da
Injektoren aus so großem Unterdruck nicht saugen können, und Kurbelpumpen bei
Förderung gegen Kesseldruck zu stark stoßen, wenn sie nicht ganz mit Wasser gefüllt
sind. Ferner ist es nur bei Oberflächenkondensatoren von Dampfturbinen anwendbar, da
das bei Dampfmaschinen wiedergewonnene Kondensat noch Oelfilter durchlaufen muß. Bei
Dampfturbinen scheint die unmittelbare Rückförderung des Kondensats in den Kessel
möglich und eine einfache Regelung der Speisung zu ergeben. Daß die Lösung nicht
vorliegt, wird daran seinen Grund haben, daß sie aus dem Dampfmaschinenbau gänzlich
fremd ist, daß bei der zumeist vorliegenden Entfernung von Kessel und Kondensation
gewisse Schwierigkeiten zu überwinden sind, hauptsächlich wohl aber aus dem Grunde,
daß Kesselanlage und Kondensation meist verschiedenen Lieferanten übertragen werden,
und hierbei die Abgrenzung der Lieferungen eine gewaltsame Trennung von
Kondensatpumpe und Kesselspeisepumpe vorschreibt.
Textabbildung Bd. 325, S. 738
Fig. 19.
Textabbildung Bd. 325, S. 738
Fig. 20.
Textabbildung Bd. 325, S. 738
Fig. 21.
Textabbildung Bd. 325, S. 738
Fig. 22.
Textabbildung Bd. 325, S. 738
Fig. 23.
Kondensation für Zuckerfabriken.
Bei den Kondensationen für Zuckerfabriken hat die rein kreisende
Kondensationsmaschine noch keinen Eingang gefunden, weil hier im Verhältnis zum zu
kondensierenden Abdampf wesentlich größere Luftmengen aus dem Vakuumraum
herauszuschaffen sind. Die Kolbenluftpumpe ist hier noch nicht ersetzt. Die
Förderung des Wassers bei der angewandten Mischkondensation hat indessen die
Kreiselpumpe erobert. Nachdem man sich vielfach bemüht hatte, einem
Abfallkondensator das kalte Wasser durch eine Kreiselpumpe zuzuführen und die
hierbei bei Vakuumschwankungen in falschem Sinne eintretende Förderveränderung durch
besondere Vorrichtungen auszugleichen, verlegt man jetzt die Kreiselpumpe in das Warmwasserfallrohr
und stellt den Kondensator so tief auf, daß er das Wasser selbst ansaugt. Während
die Kolbenpumpe in solcher Schaltung, nämlich als Warmwasserpumpe gänzlich
unbrauchbar ist, ergibt die Kreiselpumpe erwünschte Selbstregelung und beseitigt den
unbequem hohen Aufbau einer Gegenstrom-Mischkondensation mit Abfallrohr.
Textabbildung Bd. 325, S. 739
Fig. 24.
Die nederlandsche Fabriek van Werktuigen en
Spoorwegmaterieel in Amsterdam zeigt eine solche
Gegenstrom-Mischkondensation, bei der die Kondensationspumpmaschine mit dem
Kondensator zu einem einheitlichen Ganzen greint ist. Die Kondensation ist in Fig. 24 dargestellt, Die Luftpumpe bildet das oberste
Glied der stehenden Maschine und befindet sich unmittelbar in und auf dem
Kondensator. Sie ist als Edward-Pumpe ausgebildet. Den
Ansaugeschlitzen, durch die die Luft bei der tiefsten Stellung des Kolbens in den
Zylinder tritt, kann die Luft unmittelbar aus dem obersten Raum des Kondensators
zufließen. Auf dem Ende der Kurbelwelle der Maschine sitzt eine kleine Kolbenpumpe,
die dazu dient, den Mantel und Deckel der Luftpumpe durch Wasser zu kühlen und einen
Wasserverschluß für die Druckventile herzustellen. Die Edward-Pumpe ergibt gegenüber einer Schieberluftpumpe mit Druckausgleich
Leistungsersparnis. Sie ist ferner unempfindlich dagegen, daß aus dem Kondensator
mit der Luft etwas Wasser in die Pumpe gerissen wird. Der Kondensator ist als
normaler Kaskadenkondensator ausgebildet, der Dampf fließt unten, das Wasser oben
zu. Das unten abfließende Warmwasser wird durch eine zweistufige Kreiselpumpe
gefördert, die möglichst tief unterhalb des Kondensators und zur Erzielung eines
einfachen zusammenhängenden Aggregates unmittelbar auf der Welle der Dampfmaschine
angeordnet ist. Die Drehzahl 120 ist für die Kreiselpumpe unverhältnismäßig niedrig.
Dies führt zu einer zweistufigen Pumpe mit verhältnismäßig großen Raddurchmessern.
Die Kreiselpumpe wird sicherlich für ihre Aufgabe verhältnismäßig teuer, die
unmittelbare Kupplung ergibt aber zweifellos ein gediegenes Ganzes. Der antreibende
Dampfzylinder, der durch Schieber gesteuert wird, liegt zwischen Kondensator und
Kreiselpumpe und ergibt so für das von letzterer zu fördernde Wasser Zuflußhöhe. Das
einfach gebogene Verbindungsrohr ist in Kupfer ausgeführt. Die Dampfmaschine ist
möglichst einfach gehalten, da ihr Abdampf in Zuckerfabriken zu Heizzwecken benutzt
werden kann. Die Kondensation ist nach dem D. R. P. 174852, welches auf den Namen
der Firma eingetragen ist, ausgeführt.
Das senkrechte Zuflußrohr ergibt für die Warmwasserkreiselpumpe Selbstregelung. Eine
größere Wassermenge fördert sie mit verminderter Förderhöhe. Die Verminderung der
Förderhöhe tritt selbsttätig ein, indem das Zuflußrohr sich füllt. Bei geringerer
Fördermenge kann die Kreiselpumpe umgekehrt größere Förderhöhe überwinden. Auch
diese stellt sich selbsttätig ein, indem das senkrechte Rohr sich leert. Durch seine
Länge ist eine Störung des Betriebes durch Abreißen der Kreiselpumpe verhütet, um so
mehr, als die Fördermenge durch die Veränderung des Zuflußdruckes stark beeinflußt
wird, da im Eintrittsquerschnitt keine größere Wassergeschwindigkeit herrschen kann,
als sie der Zuflußdruck herzustellen vermag. Das senkrechte Saugrohr ergibt deshalb
in Verbindung mit einer Kreiselpumpe, aber auch nur mit einer solchen, Selbstregelung. Um zu
verhüten, daß dem Kondensator über die Schluckfähigkeit der Pumpe hinaus Wasser
zugeführt wird, ist in seinem Innern ein Schwimmerventil angeordnet. Oeffnet man den
Drosselschieber in der Zuflußleitung ganz, so hält dieses Schwimmerventil im
Kondensator gleichbleibenden Wasserspiegel und läßt dabei so viel Wasser zufließen,
daß die Schluckfähigkeit der Warmwasserkreiselpumpe voll ausgenutzt wird. Will
man mit weniger Kühlwasser arbeiten, so drosselt man den Zufluß, das
Schwimmerventil tritt außer Tätigkeit, indem es bei sinkendem Wasserspiegel ganz
öffnet. Bei der Kreiselpumpe tritt nunmehr die besprochene Selbstregelung ein; es
wird weniger Wasser gegen größere Höhe gefördert und der Leistungsbedarf
vermindert.
(Fortsetzung folgt.)