Titel: Weber, über die Zusammensetzung eines Kesselstein-Products und über den Einfluß des Fettgehalts der Speisewässer.
Autor: Weber, Rud.
Fundstelle: 1866, Band 180, Nr. LXVI. (S. 254–265)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj180/ar180066

LXVI. Ueber die Zusammensetzung eines Kesselstein-Products und über den Einfluß des Fettgehalts der Speisewässer; von Dr. Rud. Weber.

Aus den Verhandlungen des Vereins zur Beförderung des Gewerbfleißes in Preußen, 1865 S. 148.

Die Anwendung von fetthaltigen Speisewässern kann, wie mehrere Fälle in neuerer Zeit erwiesen haben, erhebliche Uebelstände und Störungen im Betriebe der Dampfkessel herbeiführen. Das dem Wasser beigemischte Fett verwandelt sich unter dem Einflusse des stark erhitzten Wassers im Kessel nach einiger Zeit in Fettsäure, welche, wenn dieselbe nicht durch Kalk gebunden wird, das Material des Kessels angreift, und außerdem noch eigenthümliche, den Betrieb des Kessels störende Erscheinungen veranlaßt.

Für Ersteres sprechen die von R. Peters 57) gemachten Beobachtungen. Derselbe theilt mit, daß die unteren Bleche eines mit fetthaltigem Condensationswasser |255| gespeisten Kessels stark angegriffen gewesen sind. Renner 58) analysirte einen Kesselstein, welcher in einem mit fetthaltigem Condensationswasser gespeisten Kessel sich abgelagert hatte, und fand denselben aus Kalk-Eisenoxydul-Seife bestehend. Nach seiner Ansicht stammt das Eisen vom Materiale des Kessels.

Wenn auch derartige Beobachtungen außer Zweifel stellten, daß die innere Wand des Kessels unter dem Einflusse der aus den Fetten erzeugten Säuren leidet, indem Metall ausgelöst wird, so ist doch unzweifelhaft der Umstand, daß die auf der inneren Seite mit Fett, respective mit fetthaltigen Producten überkleideten Kesselwandungen stärker als die reinen Bleche der Erhitzung unterliegen, erheblich bedeutsamer.

Der Inhalt eines Briefes, den E. Schmidt 59) veröffentlicht hat, betrifft derartige Thatsachen. Es ist die Beobachtung mitgetheilt worden, daß die vom Feuer berührten Bleche an Dampfkesseln, zu deren Speisung fetthaltiges Condensationswasser benutzt war, sehr bald durchbrannten, und daß, als später zum Speisen fettfreies Wasser angewendet wurde, der Uebelstand nicht mehr eintrat.

Enthält das Speisewasser vorzugsweise kohlensauren Kalk, so bildet sich bei Gegenwart von Fett eine unlösliche Kalkverbindung, welche, wie Bolley 60) anführt, als ein unbenetzbares Pulver sich ausscheidet, das Heizrohr im Inneren des Kessels bedeckt, dessen Berührung mit dem Wasser hindern und, indem es sich an diese stärker erhitzten Kesseltheile ablagert, ein Erglühen der Wände zulassen kann. Deformirungen, respective Explosionen, können, wie derselbe anführt, hierdurch veranlaßt werden.

Eigenthümliche Erscheinungen, deren Ursache, wie sich später erwies, in dem Fettgehalte des Speisewassers lag, wurden an Dampfkesseln beobachtet, welche sich auf dem neuen, dem Hrn. Commerzienrath Borsig gehörigen Hohofenwerk Borsigwerk in Oberschlesien befinden.

Hier wurden im Jahre 1864 zum alternirenden Betriebe zweier Gebläse-Hochdruck-Dampfmaschinen von je 150 Pferdestärken in zwei, durch das Maschinengebäude getrennten Kesselhäusern sechs Dampfkessel aufgestellt, so daß sich in jedem Kesselhause deren zwei befanden. Jeder Kessel, bestimmt, Dämpfe von 4 1/2 Atmosphären Ueberdruck zu entwickeln, bestand aus einem oberen cylindrischen Hauptkessel von 36' 4'' Länge und von 5' Durchmesser mit zwei durchgehenden 19'' weiten Feuerröhren und aus einem darunter liegenden Siederohr von 3' Durchmesser und |256| 32' 4'' Länge, welches letztere mit dem Oberkessel durch einen 18'' weiten Stutzen verbunden war. Die Construction der Kessel bedingte es, daß letztere auch an den Stirnseiten bis zu der gesetzlich zulässigen Höhe vermauert werden mußten, wodurch die Kesselkörper selbst während des Betriebes der äußeren Beobachtung entzogen wurden.

Im Gebläsemaschinen-Gebäude wurden vier Dampfpumpen zur Speisung der Kessel placirt, und für je zwei dieser Pumpen in demselben Gebäude ein blechernes Wasserbassin. In das Dampf-Ausblaserohr jeder Gebläsemaschine wurde ein nach Art der Röhrenkessel construirter Vorwärmer eingeschaltet.

Um das von den Dampfcylindern der Pumpen und von den Vorwärmern abzuleitende, condensirte heiße Wasser wegen des sich von demselben verbreitenden Dampfes für das Innere des Maschinen-Gebäudes möglichst wenig nachtheilig werden zu lassen, ließ man die dieses Wasser abführenden Kupferröhren in die blechernen Wasserbassins, und zwar unter den Wasserspiegel, ausmünden.

Zur Kesselspeisung wurde Wasser von einer nahe gelegenen Kohlengrube entnommen, welches, daselbst seit mehreren Jahren bereits zum Maschinenbetriebe und respective Verdampfung verwandt, als Rückstand in den Kesseln ein thoniges, mit feinen Kohlentheilchen gemengtes Pulver hinterließ. Dieses Pulver konnte beim Reinigen der Kessel ohne jede Schwierigkeit durch Abspülung mit Wasser entfernt werden, und es ließ sich das Kesselspeisewasser daher als ein für diesen Zweck gutes beurtheilen.

Nachdem die Maschinen mit der hier beschriebenen und sonstigen Einrichtungen etwa vierzehn Tage probeweise im Gange gewesen waren, wurde mit ihnen der Hohofenbetrieb selbst eröffnet. Kurz vor der Betriebs-Eröffnung wurden schon an einzelnen Kesseln in den Blechstößen Undichtheiten beobachtet, welche vorläufig jedoch nicht beunruhigten, weil eine solche Erscheinung bei neuen Kesseln nicht selten vorkommt, und im Laufe des weiteren Betriebes sich die etwaigen Fugen durch die festen Rückstände von der Verdampfung in der Regel von selbst dichten.

Hier trat leider der entgegengesetzte Fall ein. Denn es nahm das Rinnen der Kessel, ohne daß irgend welche äußere Erscheinungen auf gewaltsame Zerstörungen hindeuteten, von Tag zu Tag immer mehr überhand und steigerte sich trotz vorgenommenen Verstemmens der Blechstöße derart, daß in den Kesseln kein Wasser mehr zu erhalten war, und daß Maschinen- und Hohofen-Betrieb acht Tage nach Eröffnung des letzteren eingestellt werden mußten.

Bei der inneren Untersuchung der Kessel fand sich als Rückstand von der Wasserverdampfung theils in trockener Form an den Wandungen |257| der Kessel, theils auf den Böden der letzteren als Schlamm ein hellgraues, zartes, thoniges Pulver vor, das im feuchten Zustande schlüpfrig sich anfühlte, getrocknet sich aber weder mit kaltem, noch mit kochendem Wasser benetzte oder mischte, sondern auf der Oberfläche schwamm.

An den Kesselkörpern zeigten sich großartige Zerstörungen.

Beim Kessel Nr. 1 waren am Oberkessel am Ende des vierten Schusses die Blechplatten durch 27 Niete gerissen. Am ersten und zweiten Blechstoße hatte eine erhebliche Abziehung der Bleche von den Nieten stattgefunden.

Beim Oberkessel Nr. 2 zeigte die erste untere Blechplatte eine bedeutende Beule. Im zweiten Blechschuß hatte sich die untere Blechplatte bedeutend nach außen abgezogen; deßgleichen die vierte untere Blechplatte, und außerdem war die dritte untere Blechplatte durch 17 Niete gerissen.

Der Kessel Nr. 3 wies die ärgste Zerstörung nach. Hier war der erste Blechstoß an der ersten Nietenreihe nach innen abgelöst, in der zweiten Nietenreihe war das untere Blech durch 14 Niete, in der dritten Nietenreihe durch 6 Niete, in der fünften Nietenreihe durch 16 Niete und in der siebenten Nietenreihe durch 3 Niete gerissen.

Der Kessel Nr. 4 hatte eine Beule in der unteren vorderen Blechplatte, und es war die dritte untere Blechplatte durch 25 Niete gerissen.

Am Kessel Nr. 5, welcher sich am längsten erhalten hatte, war das erste Blech am Stoß mit dem zweiten nach außen abgezogen.

Am Kessel Nr. 6 zeigte sich zunächst dieselbe Erscheinung wie bei Nr. 5, außerdem war aber auch noch der fünfte Blechschuß unten durch 24 Niete gerissen.

Alle die hier beschriebenen Deformirungen und respective Zerstörungen waren ohne alle äußerlich wahrnehmbaren Andeutungen vor sich gegangen.

In Bezug auf den Hergang der Sache lag es nahe, daß ein Ueberhitzen der unteren Kesselpartien stattgefunden hatte, zumal sich auch einige frisch gerostete Flächen auf den Blechen zeigten, und daß die hierdurch hervorgerufene Ausdehnung der Bleche bis auf den Zerreißungsgrad sich gesteigert hatte, wobei die durch den Oberkessel gehenden Feuerröhren in der Bedeutung als Längsanker keine unwichtige mitwirkende Rolle gespielt hatten.

Weniger einfach war die Auffindung der Ursache zu dieser Ueberhitzung. Nach allen Richtungen wurden sowohl auf experimentalem Wege als auch in der großen Praxis Untersuchungen augestellt, welche jedoch alle bis dahin etwa angenommenen Voraussetzungen über die Ursache dieser colossalen Zerstörungen widerlegten. So wurden Kesselspeisewasser und die Verdampfungsrückstände analysirt, und in denselben |258| vorläufig Bestandtheile nicht gefunden, welche mit der Veranlassung zu dem Vorkommniß in Zusammenhang gebracht werden konnten, und es wurde auch gerade von dieser Seite um so weniger ein ursächliches Verhältniß für möglich gehalten, als dieselben Wässer auf der nahen Kohlengrube schon seit Jahren ohne jeden Nachtheil zur Dampferzeugung verbraucht wurden.

Um jede denkbar mögliche Ursache zu erforschen, wurde auch die auf einem benachbarten Etablissement vorgekommene Unhaltbarkeit der Dampfkessel und deren Erklärung in Parallele gezogen. Dort schrieb man der Ausscheidung von beträchtlichen Mengen kohlensaurer Magnesia aus dem Kesselspeisewasser die Ursache der Unhaltbarkeit der Kessel zu, indem mall annahm, daß das verhältnißmäßig hohe specifische Gewicht der kohlensauren Magnesia deren Suspendirbarkeit im Wasser während der Verdampfung nicht gestatte, daß sich vielmehr die kohlensaure Magnesia an den inneren Wandungen der Kessel ablagere, und so die Wärmeleitungsfähigkeit der Bleche aufhebe. Es wurde zwar in den Verdampfungsrückständen der zerstörten Kessel ein Gehalt von 17,09 Proc. kohlensaurer Magnesia gefunden, allein Koch-Versuche mit kohlensaurer Magnesia und Wasser im Glaskolben zeigten, daß die kohlensaure Magnesia mit dem Eintritte des Siedepunktes des Wassers vom Boden des Glaskolbens sich erhob und, so lange das Wasser im Sieden erhalten wurde, in demselben auch suspendirt blieb, daher zweifellos keinen Einfluß auf die Haltbarkeit der Kessel ausüben kann.

Versuche mit den gerissenen Kesselplatten auf deren absolute Festigkeit ergaben eine Tragkraft von 45–50,000 Pfd. pro Quadratzoll, und es konnte daher auch in der Qualität der Bleche eine Veranlassung zu etwaiger Unhaltbarkeit nicht gefunden werden.

Weitere Versuche erstreckten sich auf die Frage, ob nicht in den Verhältnissen der Feuerzüge und des Rostes, sowie besonders in der von letzterem ausgehenden strahlenden Wärme die Ursache zu dem Vorfall zu suchen sey. Zu diesem Zwecke wurden drei der zerstörten Kessel reparirt, und in zulässigen Grenzen in Bezug auf Entfernung des Rostes und in Bezug auf die Anlage der Feuerzüge verschieden, und zwar derartig wieder eingemauert, daß unter allen Umständen den veränderten Verhältnissen auf die Haltbarkeit der Kessel ein Einfluß nicht zugestanden werden konnte.

Inzwischen jedoch drängte das Vorhandenseyn der sonst vollkommen betriebsfähigen Hohofenlanlage dazu, bezüglich der Dampfkessel so schnell als möglich zu einem Definitivum und hiermit zur Wiederinbetriebsetzung der Hohofenanlage zu gelangen, und hiermit nicht auf das Resultat der vorstehend gedachten, sehr zeitraubenden Versuche mit den reparirten Kesseln zu warten.

|259|

Es wurden daher, um durch Adoptirung bereits vorhandener bewährter Verhältnisse, und da bis dahin die wirkliche Ursache des Vorfalls immer noch nicht aufgeklärt war, jedem sonst möglichen abermaligen Unfall vorzubeugen, an Stelle dreier der gerissenen Kessel drei neue Dampfkessel nach demselben System aufgestellt, welches auf der nahe gelegenen Kohlengrube mit demselben Speisewasser schon seit Jahren in ungestörtem und gutem Betriebe war. Von diesen drei Kesseln bestand jeder aus zwei oberen cylindrischen Hauptkesseln von je 39' Länge bei 3' Durchmesser und aus zwei darunter liegenden Siederöhren von 2' 3'' Durchmesser und 29 1/4' bis 32' Länge, welche durch Rohrstutzen von 18'' Durchmesser mit den oberen Hauptkesseln verbunden waren.

Ziemlich gleichzeitig mit dieser neuen Kesselanlage kam die Anlage mit den reparirten früheren Kesseln in Gang. Nach etwa vierzehn Betriebstagen, in welcher Zeit die letzteren Kessel sehr vorsichtig gefeuert und über ihre Verdampfungsfähigkeit die sorgfältigsten Beobachtungen angestellt wurden, stellten sich zunächst wieder Undichtheiten der Kessel ein, welche in kurzer Zeit bis zum Stadium völliger Unhaltbarkeit sich steigerten, so zwar, daß sie wieder außer Betrieb gesetzt werden mußten.

Bei der Untersuchung der Kessel ergaben sich wiederum gewaltsame Zerstörungen an einzelnen Nietenreihen.

Mit den neuen Kesseln wurden leider zunächst keine besseren Resultate erzielt. Hier zeigten sich sogar schon nach 48stündigem Betriebe die Folgen ungleichmäßiger Erwärmung oder Ueberhitzung der Bleche, welche sich vorerst in Undichtheit und Wasserentleerung documentirten, und deren Wirkungen sich derart steigerten, daß sich die 39' langen, vorn auf Feuerplatten aufliegenden Oberkessel von diesen Feuerplatten bis zu 2'' Höhe aufrichteten und wieder niedergiengen, und zwar in so empfindlicher Weise, daß bei jedesmaligem Oeffnen der Heizthüren und während des Aufwerfens sich dieses Spiel mit einer solchen Schnelligkeit wiederholte, daß die Bewegungen sichtbar verfolgt werden konnten. Weder Aenderungen in den Rostverhältnissen, noch in den Feuerzügen, noch Unterstützungen oder Aufhängung der Kessel führte hierin irgend eine Abhülfe herbei, und es würde ohne Zweifel auch die Unhaltbarkeit des neuen Kesselsystems nicht ausgeblieben seyn, hätte nicht eine anderweitige, äußerlich wahrnehmbare Erscheinung bei dem einen Kessel Veranlassung zur Entdeckung des Feindes gegeben, mit welchem man zu kämpfen hatte. Nachdem nämlich auch mit diesem Kessel ein erneuerter Versuch hinsichtlich der Einmauerung vorgenommen war, ließen sich nach seiner Wiederinbetriebsetzung polterndes Geräusch und bald darauf Detonationen in ihm wahrnehmen, welche von bedeutenden Erschütterungen |260| des Kessels begleitet waren, wie sie Kessel-Explosionen voran zu gehen pflegen. Selbstverständlich wurde sofort das Feuern des Kessels sistirt.

Die beobachteten Erscheinungen führten zu der nahe liegenden Vermuthung, daß durch irgend welche Veranlassung das Wasser von den Kesselwandungen abgestoßen werde. Ueberhitzung der Bleche in Folge von Mangel an Wasser und sodanniger plötzlicher Zutritt von Wasser konnten nicht als wahrscheinlich angenommen werden, weil der geschilderte Vorgang von mehreren Personen beobachtet wurde, welche sich vom Wasserstande sowohl am Wasserstandzeiger, als auch durch die Probirhähne davon überzeugten, daß der Kessel bis zur normalen Höhe mit Wasser gefüllt war.

Aufmerksam gemacht durch die vorn citirten beiden Aufsätze im polytechn. Journal und zwar von Dr. Bolley in Bd. CLXII S. 164 (Jahrgang 1861), und von Civilingenieur E. Schmidt in Wien Bd. CLXXIII S. 23 (Jahrgang 1864), welche beide Fälle behandeln, in denen Fett enthaltende Speisewässer von Condensationsmaschinen Veranlassung zu Unhaltbarkeit der Dampfkessel gaben, sah man sich veranlaßt, nachzuforschen, ob man es nicht mit einem analogen Falle zu thun habe.

Zunächst wurden die Verdampfungs-Rückstände in den Kesseln, welche sich wie in den früheren Kesseln theils als schlüpfriger, grauer Schlamm, theils als zartes, an den Wänden der Kessel anhaftendes Pulver, und theils schon als getrocknete, feste Masse vorfanden, auf ihren Fettgehalt geprüft, und dessen Vorhandenseyn vorläufig qualitativ festgestellt.

Es fanden sich aber auch in dem Nahrungskasten, aus welchem die Kessel gespeist wurden, Fettpartien vor, welche nur mit dem aus den Dampfcylindern der Dampfpumpen und aus den Vorwärmern der Gebläsemaschinen auf dem vorn beschriebenen Wege dahin abgeführten Condensationswasser hineingelangt seyn konnten.

Nach diesem Befunde durfte man über die Wahl abhelfender Mittel nicht lange im Zweifel seyn. Es wurden nämlich vorerst die Kessel mit Wasser möglichst ausgespült, womit jedoch die Befreiung der Kesselwände von dem anhaftenden theils pulverigen, theils festen Ueberzuge nicht gelang, wogegen Waschungen mit Sodalauge diesen Ueberzug bald und vollkommen lösten.

Die Nahrungskästen wurden sorgfältig von allem Fett gereinigt, und dem neuen Speisewasser eine Partie Soda beigegeben, um etwa in der Speiseleitung vorhandenes Fett ebenfalls zur Verseifung zu bringen, und endlich wurde auch noch in jeden Dampfkessel eine Partie Soda eingebracht, um etwa durch die Waschungen mit Lauge noch nicht beseitigte Fetttheile vollends unschädlich zu machen. In der Hauptsache |261| aber wurde das condensirte Wasser aus den Pumpencylindern und aus den Vorwärmern nicht mehr in die Nahrungskästen, sondern auf anderem Wege abgeführt.

So vorbereitet kamen die Kessel wiederum in Betrieb, und von dieser Zeit sind bis Dato bereits neun volle Monate verflossen, ohne daß sich die früheren Erscheinungen und beziehungsweise Störungen wiederholt hätten. Es sind seitdem weder Bewegungen der Kessel noch Undichtheiten und Unhaltbarkeit zu beobachten gewesen, und ihre Leistungen entsprechen im Verein mit einem forcirten Maschinenbetriebe allen berechtigten Anforderungen.

Der weitere Zusatz von Soda zu dem Speisewasser fiel selbstverständlich ganz fort, als sich die Säuberung der Kessel und der Speiseleitung von allen Fett theilen als vollzogen annehmen ließ.

Es entsteht die Frage, wie im vorliegenden Falle das Fett die erwähnten Störungen herbeigeführt hat. –

Die Wandungen des Kessels hatten sich mit einer nur sehr dünnen Lage von Kesselstein überkleidet, es hatte ein zartes, leichtes Pulver sich gebildet, welches eine braune brüchige Masse beigemengt enthielt. Das Pulver, in vorwiegender Masse vorhanden, wurde selbst von kochendem Wasser nicht benetzt, erhielt sich schwimmend auf der Oberfläche. Dasselbe erwies sich fetthaltig. Die erwähnte compacte Masse enthielt gleichfalls Fett, und zwar erheblich mehr als das Pulver. Sie enthielt daneben härtere, wohl durch starkes Erhitzen veränderte Partien.

Das aus den neuen Kesseln stammende Pulver wurde, nachdem die Masse bei 100° C. getrocknet war, zur quantitativen Ermittelung der Bestandtheile mit Salzsäure behandelt.

Der größte Theil löste sich unter heftiger Entwicklung von Kohlensäure. Unlösbare Mineralstoffe nebst Fettsäure und geringen Mengen anderer organischer Producte blieben zurück; sie wurden auf ein gewogenes Filter gebracht, bei 110° getrocknet, schließlich eingeäschert. Das Filtrat diente zur Bestimmung der in Säure löslichen Theile.

Zwei Versuche ergaben für die Zusammensetzung des in Rede stehenden Pulvers Folgendes:

Eisenoxyd und Thonerde
Kalkerde
Magnesia
5,07 – 4,00
36,21 – 35,60
8,45 – 7,80

in Salzsäure löslich.
Fett und organische Substanz
unlösliche mineralische Substanz
5,48 – 5,40
10,77 – 12,36
in Salzsäure unlöslich.
Kohlensäure und Wasser Rest
–––––––––––––
100,00 – 100,00
|262|

Das Pulver enthält demnach als vorwiegenden Bestandtheil kohlensauren Kalk und kohlensaure Magnesia, daneben die Verbindungen dieser Basen mit Fettsäure. Außerdem sind vorhanden Thonerde, Eisenoxyd nebst unlöslichen Massen, enthaltend Thon, Sand, ausgeschiedene Kieselsäure. Gyps war nur in Spuren zugegen.

Die dem Pulver beigemengte feste, braune Masse war für eine quantitative Analyse nicht genügend homogen; sie enthielt eben obige Mineralstoffe, erheblich Fett, und zwar bedeutend mehr als das Pulver.

Die in den ersten Kesseln vorgefundene Masse bestand wiederum aus einem lockeren, zarten Pulver, das aber mit zarten Blättchen von der Dicke eines starken Papiers gemengt war. Die Blättchen zeigten im Querbruche Farbenabstufungen von Grau bis Braun, was eine Zersetzung der Massen durch Wärme andeutet.

Das Pulver zeigte folgende Zusammensetzung:

Eisenoxyd und Thonerde
Kalkerde
Magnesia
3,66 – 3,57
37,08 – 37,83
9,87 – 8,80
in Salzsäure löslich.
Fett und organische Substanzen
unlösliche mineralische Substanzen
3,74 – 3,48
9,80 – 9,59
in Salzsäure unlöslich.
Kohlensäure und Wasser Rest Rest
–––––––––––––––––––
100,00 – 100,00

Ein Blick auf die Zahlen lehrt, daß dieses Pulver dem vorerwähnten ähnlich ist.

Zur Erörterung der Frage, welchen Einfluß das Fett und die daraus entstandenen Producte auf die Vorgänge im Dampfkessel geäußert haben, wurden folgende Versuche angestellt.

In einer eisernen Schale, deren Oberfläche sich in dem Zustande der inneren Dampfkesselfläche befand, nicht vollständig metallisch war, wurde Wasser zum Sieden erhitzt, auf dasselbe dann Oel gegossen. Das wallende Wasser bringt bald die Wand der Schale mit Oel in Berührung; etwas Oel haftet an dem Metall. Man bemerkt nun, daß die kochende Flüssigkeit, indem die Dampfentwickelung nun nicht mehr vorzugsweise von dem von der Stichflamme berührten unteren Theile der Schale ausgeht, ein etwas größeres Volumen in der Schale einnimmt. Das Kochen geschieht nun nämlich nicht vorzugsweise am tiefsten Punkte, weil daselbst durch das Fett eine geringere Ableitungsfähigkeit für die Wärme eingetreten ist, und die zugeführte Wärme daselbst weniger leicht als bei vollständiger Berührung (Netzung) an das Wasser abgegeben wird. Die Erscheinung ist ähnlich der, als würde die Schale mit mehreren kleinen Flammen gleichzeitig erhitzt. Der größere Theil des Oels sondert |263| sich indessen als Ring an der Schalen-Peripherie ab. Erhitzt man mit einer zweiten Flamme einen Theil der Seite der Schale, so erfolgt dort das Kochen unter heftigem Prasseln und Stoßen. Letztere Erscheinung ist einfach erklärlich; das Oel verhindert die directe Berührung des Wassers mit dem Schalenrande, es tritt, da die Uebertragung der Wärme an das Wasser schwerer als bei der Benetzung erfolgt, eine Ueberhitzung des Oeles und des Metalles an der erhitzten Schalenstelle ein.

Gelangt Fett in den Dampfkessel, so wird die Wandung davon berührt, das Wasser wallt in demselben unzweifelhaft stärker, und an den Seitenwandungen des Kessels wird eine Erscheinung des Siedens wie in der mit Oel benetzten Schale eintreten.

Bedeutsamer als der Absatz von reinem Fett, der bei wesentlich kalkhaltigen (kohlensauren) Speisewässern nicht vorkommen kann, ist die Ablagerung von fettsaurem Kalk an den Kesselwandungen. Eine solche, meistens wohl noch etwas freies Fett enthaltende Schicht wird von dem Wasser gleichfalls nicht genetzt, sie haftet stärker als Fett an der Wandfläche, ist ein sehr schlechter Wärmeleiter und veranlaßt bedenkliche Uebelstände.

Folgender einfacher Versuch zeigt das Verhalten und den Einfluß dieser Substanz bei den in Rede stehenden Erscheinungen. In einer eisernen Schale, deren Innenseite nicht vollständig metallisch ist, wird Wasser zum Sieden erhitzt, sodann etwas Oel auf die Oberfläche des Wassers gegossen, und demnächst etwas feinpulveriger, zerfallener Kalk zugesetzt. Es bildet sich alsbald fettsaurer Kalk, dessen Theile von dem kochenden Wasser mit der Schalenwandung in Berührung gebracht werden. All den rauhen Theilen der inneren Schalen-Oberfläche, namentlich am oberen Theile zunächst dem Wasserspiegel, haftet zuerst von dieser Substanz. Durch gelindes Erhitzen des Schalenrandes am Wasserspiegel beschleunigt man dort den Absatz. Aehnlich anderen Kesselstein-Absätzen lagert auch diese Masse später sich auf der inneren Wandung mehr und mehr ab. Eine derartige Schicht von fettsaurem Kalk (etwas Fett einschließend) wird vom Wasser sehr unvollständig benetzt. Hat man, wie oben beschrieben, einen Theil der Schalenfläche überzogen, so zeigt sich beim Neigen die Wand an den meisten Stellen unbenetzt, der Rand des Wassers erscheint an der Schale sogar unter Umständen convex.

Es liegt auf der Hand, daß der Absatz solcher unbenetzbaren Schicht an der Kesselwand auf den Vorgang des Siedens erheblichen Einfluß hat. Selbst eine dünne Lage, welche die Kesselwand unbenetzbar macht erschwert, wie leicht ersichtlich, die Abgabe der Wärme von den erhitzten Blechen an das Wasser. Die Bleche werden sich stärker, als wenn sie |264| vom Wasser benetzt sind, erhitzen können, und werden daher eine ungleichmäßige Ausdehnung der einzelnen Kesseltheile hervorbringen.

Wie sehr die Temperatur an den Blechen sich steigern kann, zeigen die dem Kesselstein-Pulver beigemengten braunen, zum Theil zersetzten Partien. Wenn diese Schicht nun im Laufe des Betriebes sich verdickt, so vermehren sich die Uebelstände, die Abgabe der Wärme wird durch das Anwachsen der Schicht mehr und mehr erschwert. Erfahrungsmäßig hat der gewöhnliche Kesselstein vielfach ähnliche Uebelstände veranlaßt; indessen sind dünnere Schichten desselben weniger bedenklich, weil, da die Masse benetzt wird, die Wärme-Abgabe nicht in dem Maaße wie hier erschwert wird.

Der fettsaure Kalk kann bei den Dampfkesseln noch andere Uebelstände erzeugen. Bolley bemerkt in der oben citirten Abhandlung, daß bei Anwendung von fetthaltigem Speisewasser der Gehalt desselben an kohlensaurem Kalk, welcher bekanntlich, wenn kein Gyps vorhanden, schlammig, nicht krustenartig sich absetzt, ein feines, unbenetzbares, fetthaltiges Pulver erzeugen kann. Nach seiner Ansicht kann dieses Pulver ein Erglühen der von den Feuerzügen berührten Kesselwandungen veranlassen.

Hierzu ist zu bemerken, daß jenes Pulver Letzteres indessen nur dann bewirken wird, wenn die Feuerzüge den Dampfraum berühren, weil in anderen Fällen, da das Pulver nicht benetzbar ist, es sich nicht unter Wasser auf den Kesseltheilen, resp. erhitzten Flächen ablagern wird. Bei Wassermangel im Kessel kann natürlich auch eine Berührung der vom Feuer bespülten Flächen eintreten.

Bezüglich der Bildung und des Verhaltens dieses eigenthümlichen Productes, welches noch andere, den Kesselbetrieb gefährdende Eigenschaften besitzt, wurden folgende Beobachtungen gemacht. Bringt man in destillirtes Wasser etwas feinpulverigen, zerfallenen oder fein zertheilten kohlensauren Kalk, so wird die trübe Flüssigkeit bekanntlich, unter Absatz dieses Materials, bald wieder klar. Das feste, die Trübung bildende Residuum scheidet sich aber auf der Oberfläche ab, wenn man zu der kochenden Flüssigkeit eine zu dem Kalk verhältnißmäßig geringe Menge Stearinsäure fügt. Diese Masse wird im getrockneten Zustande nicht vom Wasser benetzt.

In den Dampfkesseln bildet sich aus dem kohlensauren Kalk des Speisewassers, wenn letzteres etwas Fett enthält (Gyps nicht vorhanden ist), erfahrungsmäßig ein derartiger Körper. Derselbe kann, in Berührung mit den heißen Wandungen im Dampfraume, sein Wasser zum Theil verlieren, und sodann als unbenetzbares Pulver auftreten. |265| Beachtenswerth ist nun, daß dieses Product äußerst leicht verstäubt und mit den abziehenden Wasserdämpfen fortgerissen wird. Diese Erscheinung zeigte sich an den analysirten Pulvern, als sie zur Prüfung ihres Verhaltens gegen Wasser in ein Kölbchen auf kochendes Wasser geschüttet wurden. Im Kolbenhalse zeigte sich bald ein Anflug davon, der bei fortgesetztem Sieden sich erheblich vermehrte.

Wenn nun auf der Wasserfläche im Dampfkessel ein solches Pulver sich ausgesondert hat, so wird leicht ein Theil davon mit dem Dampfe fortgeführt werden, und kann an zuweilen schwer zugänglichen Stellen Verstopfungen herbeiführen und Betriebsstörungen veranlassen, deren Ursache unter Umständen der Beobachtung sich entzieht.

Das vorstehend Mitgetheilte bestätigt wieder, wie nachtheilig ein Gehalt von Fett in den zum Speisen der Dampfentwickler benutzten Wässern werden kann.

Der durch Verseifung des Fettes erzeugte fettsaure Kalk setzt sich wie andere Kesselstein-Producte an den Wandungen der Dampfentwickler fest; er wird vom Wasser nicht benetzt und vermindert dadurch, sowie durch sein schlechtes Wärmeleitungsvermögen die Abgabe der Wärme von den Blechen an das Kesselwasser. Hierunter leiden die Bleche, indem sie sich stärker als unter gewöhnlichen Umständen erhitzen.

Ferner kann durch den Fettgehalt sich das erwähnte Pulver bilden, das zu anderweitigen Uebelständen Veranlassung gibt.

Hiernach sind also auch fetthaltige Gemische, welche man nach den Vorschlägen von Sägher 61), Newton 62) u.A. zur Verhütung des Kesselstein-Absatzes empfohlen hat, verwerflich.63)

|254|

Polytechnisches Centralblatt, 1865 S. 1255.

|255|

Polytechn. Journal Bd. CXLVI S. 283.

|255|

Polytechn. Journal Bd. CLXXIII S. 23.

|255|

Polytechn. Journal Bd. CLXII S. 164.

|265|

Polytechn. Journal Bd. CLII S. 104.

|265|

Polytechnisches Centralblatt, 1853 S. 351.

|265|

Die in vorstehender Mittheilung erörterten Versuche und Ermittelungen wurden vom Verfasser auf den Wunsch des Commerzienrathes Borsig ausgeführt.

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