Titel: Ueber Feuerungen mit flüssigen Brennmaterialien.
Autor: Lew,
Fundstelle: 1889, Band 272 (S. 364–375)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj272/ar272063

Ueber Feuerungen mit flüssigen Brennmaterialien; von Ig. Lew, Fabrikdirektor.

1) Geschichtliches, Theoretisches, praktische Versuche.

Die Verwerthung des Erdöles als Heizmaterial ist in den urältesten Zeiten vorgenommen. Schon Nehemias1) (440 bis 410 v. Chr.) hat das Erdöl zu Opferfeuern gebraucht; der arabische Geschichtsschreiber Istachre schreibt im J. 800 n. Chr. von einer Naphtaerde, die an Stelle von Holz als Heizmaterial benutzt ist, Herodot spricht von einem Erdöl aus Keri auf der jonischen Insel Zande. Gmelin, der im 18. Jahrhundert den Kaukasus bereiste, bestätigt dieses.

Wenn von verschiedener Seite auch Ansprüche erhoben werden, schon im Anfange dieses Jahrhunderts flüssige Brennstoffe zur Heizung benutzt zu haben2), so fanden doch die ersten namhaften Versuche dieser Art in Nordamerika statt, woselbst im J. 1862 an Bidle, Schaw und Linton auf eine für Schiffskessel bestimmte Feuerungseinrichtung mit flüssigem Brennstoffe ein Patent ertheilt wurde; 1863 wurde die Einrichtung von Bridge-Adam für Locomotivfeuerung bekannt. – Trotz der vielen, seitdem in verschiedenen Ländern patentirten Feuerungseinrichtungen für flüssigen Brennstoff hatte diese Art Feuerung keine technische Verwendung im weiteren Sinne gefunden; erst in allerjüngster Zeit, wo die überreich aufgeschlossenen Erdölquellen im Kaukasus so groſse Mengen dieser Producte zu Tage förderten, daſs auſser deren Verarbeitung zu Leucht- und Schmierölen für noch andere Verwerthung gesorgt werden muſste, kam man auf die Oelfeuerung zurück. Inzwischen nahmen auch die Standard-Oil-Company of Amerika3) und die Pennsylvanische Bahn die Oelfeuerung nach russischen Vorbildern wieder auf. Thatsächlich sind jetzt die Fabriken derjenigen Oeldistricte, in welchen Mangel an festen Brennmaterialien besteht, auf die Verwendung des flüssigen Heizstoffes angewiesen.

Fast in allen Ländern sind ernsthafte Versuche zur Verwendung flüssiger Brennstoffe gemacht worden.

In England begannen die Versuche auf Anregung und unter Leitung von Selwin im J. 1864 und dauern bis jetzt fort. Die Versuche, welche mit praktisch construirten Apparaten von Aydon, Selwin, Tarbuth u.a. auf Dampfschiffen verschiedener Tragfähigkeit ausgeführt wurden, scheiterten bis in die Gegenwart an den hohen Oelpreisen.

Zu gleicher Zeit stellte Audonin in Frankreich Versuche an, die Schweröle des Steinkohlentheeres für die Dampferzeugung verwendbar zu machen. Unterstützt von St. Cl. Deville und Kaiser Napoleon III wurden die Versuche später ausgedehnt und bewiesen die Ausführbarkeit |365| und die Brauchbarkeit der Heizung mit flüssigen Brennstoffen; doch lag auch hier der hohe Oelpreis den weiteren Ausbeutungen im Wege.

In Ruſsland strebte Ingenieur Spakowski4) mit groſser Mühe die Einführung der flüssigen Brennstoffe zur Dampferzeugung an. Eine von demselben im J. 1866 construirte und später verbesserte Schiffskesselfeuerung gilt heute auf dem Kaspischen Meere als eine der besten. Es folgten dann Brennerconstructionen von Kamenski, Lenz, Brandt, Urquardt u.a. Gegenwärtig sollen fast alle Dampfer des Kaspischen Meeres und der Wolga für flüssige Brennstoffe eingerichtet sein, denn die an verschiedenen Stellen Südruſslands entdeckten Rohöllager gestalten die Verhältnisse für die Verwendung flüssiger Heizstoffe hier günstiger als in westlichen Theilen.

Die Betheiligung Deutschlands an Heiz versuchen mit flüssigen Brennmaterialien blieb wegen geringfügiger Oelproduction und erheblichen Kosten, unter denen die letzte stattfindet, eine sehr beschränkte. Von den in dieser Richtung angestellten Versuchen wird später die Rede sein.

Auch Italien beschäftigt jetzt die Oelfeuerung.5) Die Regierung sandte im vorigen Jahre mehrere Ingenieure nach Ruſsland mit dem Auftrage, die Oelfeuerungen dort näher zu studiren.

Von anderen Ländern, welche die Erdölfeuerung mit Erfolg einführen können, sind zu nennen: Birma6), welches bei Rangoon sehr bedeutende Erdöllager hat; dann Aegypten7), Afghanistan und Beludschistan. In Asien sind es: China, Japan und Java. In Südaustralien und auf Neuseeland sind Erdölquellen erschlossen; auch in Centralafrika. – Amerika besitzt reiche Erdöllager in Canada, in den Vereinigten Staaten, Mexiko, auf den Antillen, in Venezuela, Brasilien, Peru und besonders reiche in Argentinien.

Flüssige Heizstoffe finden wir somit in allen Erdtheilen, nur dürfte deren Ausbeutung zu diesem Zwecke sich in Folge zu groſser Transport- und Productionskosten nicht in dem Maſse verwerthen lassen, wie sie in Amerika und Ruſsland durchgeführt ist.

Die zur Dampferzeugung bisher hauptsächlich zur Verwendung kommenden flüssigen Brennstoffe können in folgende Arten gruppirt werden:

Rohes Erdöl8), welches früher in Pennsylvanien zu Locomotiv- und Schiffskesselfeuerung gebraucht wurde, kann jetzt dort wegen ungünstiger Preisverhältnisse gegenüber der Steinkohle, sowie wegen des sehr |366| niedrigen Entflammungspunktes, der nach Pelzer9) schon bei 15° C. liegt, für genannte Zwecke nicht vortheilhaft verwendet werden. Im kaukasischen Oelgebiete findet das Rohöl in Folge sehr günstiger Preisverhältnisse sehr häufig Verwendung als Heizmaterial. Das kaukasische Rohöl, welches weit weniger leichtflüchtige Oele als das pennsylvanische enthält, verliert die gefährlicheren Theile schon, wenn es 2 bis 3 Tage der Sonne oder Dampfwärme ausgesetzt ist, und ist dann nicht gefährlicher als die Destillationsrückstände des Rohöles.

Abgesehen von der sehr bestrittenen Gefährlichkeit ist es nicht besonders wirthschaftlich, mit Rohöl zu heizen, denn die Erfahrung lehrt, daſs der Brennstoffverbrauch mit der gröſseren Dünnflüssigkeit des Oeles zunimmt, und daſs mit ihr auch die Länge der Flamme derart wächst, daſs sie unter Umständen noch aus dem Schornsteine schlägt. – Die gesammte jährliche Erdölproduction der Erde läſst sich auf höchstens 6 Millionen Tonnen schätzen; davon kommen jetzt nahezu 2 Millionen Tonnen auf den Kaukasus, etwa 3,5 Millionen Tonnen als Durchschnitt der letzten 6 Jahre auf Nordamerika, und auf sämmtliche anderen Gebiete zusammen höchstens 0,5 Millionen Tonnen. Stellt man dieser Production an flüssigem Heizmaterial den jährlichen Verbrauch an Steinkohlen gegenüber, der allein für die gesammten Dampfer der Erde auf rund 12 Millionen Tonnen geschätzt wird, so würde das zur Verfügungstehende flüssige Heizmaterial nicht einmal den ganzen Bedarf für die Schiffsfeuerung decken können.

Erdölrückstände der Brennöldestillation bilden in sämmtlichen Raffinerien der „Schwarzen Stadt“ bei Baku, auf den Dampfern des Kaspischen Meeres fast ausschlieſslich den Heizstoff. Auch viele das Schwarze Meer befahrende Dampfer, die Locomotiven der transkaukasischen, transkaspischen und der meisten südöstlichen russischen Bahnen brennen in der Mehrzahl Erdölrückstände.

Die kaukasischen Erdölrückstände, welche 50 bis 60 Proc. des Gewichtes der Brennöldestillation bilden, haben ein specifisches Gewicht von 0,900 bis 0,910; der Entflammungspunkt liegt bei 100° C.

Die Erdölrückstände von der Schmieröldestillation finden in Folge sehr beschränkter Verwendbarkeit und damit verbundenen niedrigen Preises jetzt und später in erster Linie Verwendung, obwohl dieselben nur in einem verhältniſsmäſsig geringeren Quantum zur Verfügung stehen. Dieselben müssen, ihrer Consistenz und leichten Erstarrung bei niedriger Temperatur wegen, mit leichteren Oelen verflüssigt werden.

Das Schieferöl, welches in England von Selwin als flüssiges Brennmaterial verwendet wurde, hat ein specifisches Gewicht von 1,050 bis 1,060 und Entflammungspunkt über 100° C. – Bei der jetzigen Jahresausbeute an solchen Rohölen zwischen 49 bis 50 Millionen Gallonen |367| welche bei einem specifischen Gewichte von 0,88 bis 0,90 rund gerechnet nur etwa 200000t ausmachen, kann diese Menge auf keinen Falle den groſsen Bedarf, den England an solchen Oelen hat, decken.

Theeröle. – Die Destillationsrückstände des Steinkohlentheeres im specifischen Gewichte von 1,050 bis 1,060 fanden, wie schon erwähnt wurde, in den sechziger Jahren in Frankreich und England Verwendung.

Verdampfungsversuche mit Erdöl und Erdölrückständen.

Nach Versuchen von F. Foſs10) in der Maschinenfabrik von Bromley in Moskau sind:

1) in 24 Arbeitstagen 35566k,6 Erdölrückstände verbraucht, die dabei verdampfte Wassermenge betrug 449626l. – 1k Erdölrückstände verdampfte 12l ,6 Wasser.

2) in 15 Arbeitstagen sind 22620k Erdölrückstände verbraucht und die damit verdampfte Wassermenge betrug 306270l. – 1k Erdölrückstände verdampfte 13l ,52 Wasser.

Im Mittel verdampfte mithin 1k Rückstände 13l ,06 Wasser.

Ausgedehntere Versuche sind von Besson11) im Herbste 1886 auf den Bohrfeldern der Gebr. Mirzoeff (Balachany-Sabuntschy) bei Baku mit drei Cornwall-Dampfkesseln ausgeführt worden.

Die Dampfkessel hatten folgende Dimensionen.

I II III
Durchmesser des Kessels 4' 4' 2'' 4' 3'''
Die Länge desselben 15' 9'' 13' 2'' 16'
Durchmesser der Flammrohre 2' 2' 2' 3''
Leistung in 13 12 16
Dampfspannung 60 Pfd. 50 Pfd. 49 Pfd. Ueberdruck.

Die Heizung geschah mittels Dampfzerstäubers. Der Verbrauch an Speisewasser und Erdöl wurde wie folgt ermittelt: Für das Erdöl wurde ein über dem Kessel stehendes eisernes Reservoir von 43⅛'' × 26¾ × 28'' Gröſse, entsprechend 449k,63 Erdöl, aufgestellt. Für das Wasser dienten zwei in der Erde eingegrabene communicirende Reservoirs von folgender Gröſse:

I II
Innere Durchmesser 50'',5 58'',8
Tiefe 55'' 56''
Gesammtinhalt = 151,67 Kubikfuſs.

Der Verbrauch an Erdöl und Wasser wurde durch direktes Messen mittels Maſsstabes in den Beobachtungszeiten ermittelt. – Während der ganzen Beobachtungszeit wurde auf gleiche Höhe des Wasserstandes, sowie auf gleich bleibende Dampfspannung gesehen. – Die Temperatur des Speisewassers wurde mit einem hunderttheiligen Thermometer gemessen.

|368|

Die Versuche dauerten einen Monat und wurden täglich einige Beobachtungen gemacht.

Die Versuchsresultate sind aus folgender Tabelle zu ersehen:

Nr. der
Beobachtungen
Dauer der
Beobachtungszeit
Erdölverbrauch Wasserverbrauch Mittlere Temperatur
des Speisewassers
Lufttemperatur
in Schalten
Dampfspannung
in den Kosten
Menge verdampften
Wassers auf die
Einheitverbrauchten
Erdöls bezogen
in Zollen der
Reservoirhöhe
Verbrauch
in einer Stunde
in Zollen der
Reservoirhöhe
Verbrauch
in einer Stunde
Stunden k k C.-Grad C.-Grad Pfd.
1 2 89/16 68,59 14⅛ 545,61 36 26 40 8,00
2 3,15 11⅛ 54,84 22½ 534,48 39,2 28 50 9,74
3 3 10½ 56,15 20 515,16 38 27 45 9,17
4 2 44,03 11½ 443,79 33,1 30,2 45 10,00
5 1,25 515/32 59,26 111/32 621,08 35,3 27,4 35 10,48
6 2,45 107/16 60,24 22¾ 638,59 38 31 45 10,60
7 1,30 72,19 149/16 749,91 39,7 25 45 10,38
8 3 12 64,07 27½ 707,65 33,3 26 45 11,03
9 2,15 99/16 64,07 23 461,80 41 25 45 11,57
10 1,30 423/32 50,15 11¾ 604,71 39,2 27,4 45 11,92
11 2 65/16 63,84 20 772,66 38,4 28 45 12,10
12 2 66,13 23 888,56 39,6 29 45 13,43
13 2,10 8 51,89 201/32 709,15 36 26,2 45 13,65
14 1 56,15 10 772,01 37 28 45 13,75
15 3 11 58,77 31½ 811,13 39,2 31 45 13,80

Es zeigt sich somit, daſs die Menge des verdampften Wassers, welche anfangs nur 8,0 betrug, am Schlusse bis auf 13,8 sich steigerte; die geringen Schwankungen der Schluſsversuche von 13,65 bis 13,80 ergeben ein Mittel von 13l,725 verdampften Wassers.

Resultate weiterer Versuche:

Nr. der
Beobachtungen
Dauer der
Beobachtungszeit
Erdölverbrauch Wasserverbrauch Mittlere Temperatur
des Speisewassers
Lufttemperatur
in Schalten
Dampfspannung
in den Kosten
Menge verdampften
Wassers auf die
Einheitverbrauchten
Erdöls bezogen
in Zollen der
Reservoirhöhe
Verbrauch
in einer Stunde
in Zollen der
Reservoirhöhe
Verbrauch
in einer Stunde
Stunden k k C.-Grad C.-Grad Pfd.
1 1,45 3 40,93 398,94 33 27 35 9,75
2 2,30 3⅜ 32,41 6⅜ 305,14 28 26 35 6,50
3 2,15 4 42,56 1111/16 443,27 30 26 35 10,41
4 2 41,74 13 557,83 31 27 35 13,37

1k Erdöl verdampfte 13l,37 Wasser.

Im Durchschnitte ist somit anzunehmen, daſs man bei den jetzt gebräuchlichen Apparaten 13l,75 Wasser mittels 1k Erdöl verdampfen kann.

Unter denselben Bedingungen ausgeführte Versuche mit Steinkohle an denselben Kesseln ergaben, daſs 1k Steinkohle 7l Wasser verdampfte; |369| somit verhalten sich gleiche Gewichte Erdöl zu denen der Steinkohle wie 7 : 18,75 oder 1 : 1,96, rund 1 : 2.

Das Verdampfungsvermögen des Erdöles ist somit doppelt so groſs als das der Steinkohle.

Ueber die in Fabrik Gerstewitz vorgenommenen Feuerungsversuche, mit Braunkohle und Producten der sächsischen Mineralölindustrie, bei welchen Verfasser mitzuwirken Gelegenheit hatte, ist bezüglich der Brennbarkeit der benutzten Brennstoffe, des Dampf- sowie Brennstoffverbrauches folgendes zu berichten:

Zu Brenn versuchen fanden Verwendung:

1) Paraffinöl von 0,850 bis 0,860 spec. Gew.
2) 0,870 0,890

3)



0,890


0,910


ohne Harze
mit Harzen gesättigt
4) Rohcreosot (schwach sauerreagirend) ohne Harze
mit Harzen gesättigt
5) Destillirtes Creosotöl ohne Harze
mit Harzen gesättigt
6) Oel- und Theerharze, roh
7) Oelgastheer, – Nebenproduct der Oelgasbereitung.

Sämmtliche Paraffinöle, ob mit oder ohne Harzzusatz waren leicht entzündlich und zeigten intensive Verbrennung.

Rohcreosot, sobald gut entwässert und genügend erwärmt, zeigte ebenfalls leichte Entzündlichkeit und intensive Verbrennung auch dann, wenn dasselbe mit Harzen gesättigt wurde. Ueber destillirtes Creosotöl, ob mit oder ohne Harzzusatz, ist gleich günstig wie über Paraffinöle zu berichten.

Oel- und Theerharze brannten bei genügender Erwärmung und reichlichem Zuflüsse ebenfalls gut.

Oelgastheer bedurfte sorgfältiger Entwässerung und genügender Erwärmung, um bei leichter Entzündung intensive Verbrennung erreichen zu lassen.

Da die Paraffinöle im Vergleiche zu Creosotölen und den übrigen angeführten Producten im Preise bedeutend höher stehen und auch die Verarbeitung in gewissen Fällen höhere Verwerthung gestattet, so wurden nur mit destillirtem Creosotöl, Rohcreosot und Oelgastheer Heizversuche ausgeführt, um den Verbrauch nach Gewicht und Preis dem einer guten Steinkohle und erdigen Braunkohle gegenüber zu stellen.

Zu diesen Heizversuchen diente eine Lenz'sche Schlitz-Forsunka mit 25mm weitem Dampfrohre, 38 × 0mm,45 Schlitzweite und 10mm weitem Oelrohre.

Destillationsversuche.

Eine guſseiserne Destillirblase wurde mit Preſsöl gefüllt und mittels genannter Forsunka normal abgetrieben. Bei Benutzung von Oelgastheer sind während 9 stündlicher Destillationsdauer verfeuert 230k Oelgastheer; 100k zu 3 M. angenommen ergab 6,90 M. Brennmaterialkosten; |370| bei Benutzung von Rohcreosot, schwach sauer reagirend, sind verbraucht 298k Rohcreosot, 100k zu 2 M. angenommen, ergab 5,96 M. Brennmaterialkosten.

Dieselbe Blase mit gleichem Producte gefüllt und mit erdiger Braunkohle gefeuert, verbrauchte während derselben Destillationszeit (9 Stunden) 12hl = 800k erdiger Braunkohle; 1hl = 30 Pf. macht 3,6 M. Brennmaterialkosten.

Mit guter westphälischer Steinkohle (Nuſsschmiedekohle – von Gewerkschaft Germania), auf entsprechend weitem Roste gefeuert, war der Verbrauch während ebenfalls 9stündiger Destillationsdauer:

338k Steinkohle, 100k = 2,05 M. angenommen ergibt 6,93 M. Brennmaterialkosten.

Es stellt sich nun das Verhältniſs der verbrauchten Brennstoffe dem Gewichte nach bei

erdiger Braunkohle Steinkohle Rohcreosot Gastheer
wie 800 : 338 : 298 : 230k
das Verhältniſs der Brennmaterialkosten
wie 3,6 : 6,93 : 5,96 : 6,90 M.

Diese Zahlen zeigen, daſs trotz des ungünstigen Heizeffectes der erdigen Braunkohle gegenüber dem der Steinkohle, des Rohcreosotes und des Gastheeres, die Heizkosten sehr gering sind. Die Braunkohlen-Industrie und die ihr naheliegenden Fabriken werden sich daher schon aus ökonomischen Rücksichten fernerhin der Braunkohle zu Heizzwecken bedienen; industrielle Etablissements jedoch, die entfernter von Kohlendistricten liegen, werden je nach dem Preise von festen Brennstoffen zur Oelfeuerung dann übergehen, wenn letztere auſser den früher erwähnten Vortheilen auch pekuniären Nutzen gewährt.

Theer- oder Oelharze direkt oder als Zusatz zu Oelen zu verfeuern, empfiehlt sich nicht, da die Verarbeitung der Harze zu Goudron oder Asphalt in gewissen Fällen eine höhere Verwerthung gestattet. Bezüglich des Preises für Rohcreosot sei bemerkt, daſs derselbe gleich dem des destillirten Creosotöles (100k 2 M.) gesetzt ist, da die Manipulationen, die nothwendig sind, um Rohcreosot als Handelswaare herzustellen – als Säuren, Auswaschen der suspendirten Salzkrystalle und völliges Entwässern – sich gleich kostspielig stellen wie eine Destillation, bei welcher Creosotöle als Nebenproducte genommen werden.

Bestimmung des Dampfverbrauches des zu den erwähnten Heizversuchen benutzten Zerstäubers.

Der Zerstäuber wurde mit einer 40mm weiten, eisernen Kühlschlange durch ein 52mm weites Zwischenstück dicht verbunden, so daſs der bei ganz geöffnetem Ventile eingeleitete Dampf vollständig condensirte. Die Verbindung mit der Kühlschlange war so gewählt, daſs weder Stauung durch Reduction der Leitung, noch durch plötzliche Richtungsänderung entstehen konnte. Durch Einschaltung eines Dampfentwässerers |371| gelangte der Dampf möglichst trocken in die Kühlschlange. In der Stunde condensirten bei einer mittleren Dampfspannung von 1at,6 in der Hauptleitung und 1at,2 vor der Mündungsstelle des Zerstäubers (doch innerhalb der Leitung) 6⅓k trockenen Dampf; bei 1at,1 in der Hauptleitung und 0at,88 vor der Mündung 4k,2 Dampf.

Bestimmung der Kosten des verbrauchten Dampfes, unter Zugrundelegung von 13k,8 Wasserdampfung für 1qm Heizfläche der Dampfkessel und in der Stunde. Sechs Dampfkessel mit zusammen 437qm,71 Heizfläche verdampften in 1 Monat (744 Stunden, 31 × 24) 437,71 × 744 = 4494056k Wasser, die Kosten betrugen:

22660hl Feuerkohle à 18 Pf. M. 4078,80
Heizerlöhne 390,60
Antheilige Reinigungskosten 50,–
10 Proc. Amortisation und 5 Proc. Zinsen der Kessel-
anlage


681,35
–––––––––––
Summa M. 5200,75.

Diese Summe auf die 4494056k verdampften Wassers vertheilt, gibt 0,12 Pf. Kosten, um 1k Wasser zu verdampfen oder 1k Dampf zu Erzeugen und 0,18 Pf. bei Annahme von 0,30 M. für 1hl Feuerkohle.

Der gesammte Dampfverbrauch eines Heizversuches mit dem erwähnten Zerstäuber während einer 9stündigen Destillationszeit berechnet sich somit zu nur 6⅓ × 9 × 0,18 = 10,25 M. für trockenen Dampf und Einern noch hinzuzufügenden Werthe für antheilige Condensation in der Dampfleitung. Diese antheilige Condensation kann wie folgt bestimmt werden:

Angenommen, eine 25mm weite Dampfleitung von etwa 10m,5 Länge liefere den Dampf, so betrüge die Dampfrohrmantelfläche dieser Leitung etwa 1qm; die Condensation für 1qm und Stunde zu 0k,5 angenommen (nicht gute Isolirung der Leitung vorausgesetzt) – so ergeben sich für 9 Stunden Destillationsdauer noch 4k,5 Dampfverbrauch durch Condensation, so daſs der Gesammtdampfverbrauch 6⅓ × 9 = 56k,97 für trockenen Dampf und 4k,50 für antheilige Condensation = 61k,47 à 0,18 Pf. = 11,06 M. beträgt.

Der Verbrauch des Versuchszerstäubers in der Stunde stellt sich somit auf:

7k Dampf,
25k,6 Oelgastheer,
oder 27k,1 destillirtes Creosotöl (aus früheren Versuchen),
bezieh. 32k,2 Rohcreosot.

Einer eventuellen Calculation über Heizkosten von festen und flüssigen Brennstoffen würde noch das Plus hinzuzufügen sein, welches sich aus der Preisdifferenz zwischen Einkauf und Verkauf der Faſstagen ergibt.

Heizversuche an einem Einflammrohrkessel mit vorliegendem Planroste, einmal mit Braunkohle, und unter denselben Verhältnissen mit |372| dunklem Paraffinöle, vom Sächsisch-Thüringischen Kesselverein ausgeführt, ergaben folgende Resultate:

Der benutzte Kessel hatte bei 8m,318 Länge, 1,726 Durchmesser und 0m,837 Flammrohrweite 46qm,0 Heizfläche und 1qm,75 totale Rostfläche.

Nutzbar gemacht wurden durch 1k Braunkohlen 899,2 W.-E.
Stündlich wurden an Kohlen verbrannt 437k,8
„ „ „ Wasser von 0° in Dampf von
100° verwandelt

617k,9
Auf 1qm Heizfläche wurden stündlich an Kohlen
verbrannt

9k,52
Auf 1qm Heizfläche wurden stündlich an Wasser
von 0° in Dampf von 100° verwandelt
13k,43
Auf 1qm verdampfender Oberfläche wurden stündlich
an Wasser von 0° in Dampf von 100° verwandelt

47k,4
Auf 1qm totaler Rostfläche wurden stündlich an
Kohlen verbrannt

250k,2

Mit 1k Braunkohle wurden 1k,45 Wasser von 25° in Dampf von 3at,3 Ueberdruck verwandelt.

Mit 1k Braunkohle wurden 1k,41 Wasser von 0° in Dampf von 100° verwandelt.

Der Parallelversuch mit dunklem Paraffinöle als Brennmaterial wurde mit einer 25mm weiten Forsunka, die in einfacherer Weise hergestellt war, ausgeführt, und ergab folgendes:

Der mit Berücksichtigung einer kurzen Unterbrechung 5 Stunden und 30 Minuten andauernde Versuch ergab einen Wasserverbrauch von 3890k, einen Oelverbrauch von 448k.

Das Wasser hatte eine mittlere Temperatur von 22° C, das Oel ein spec. Gew. von im Mittel 0,893.

Die Dampfspannung ergab sich zu 3at,37 Ueberdruck im Mittel. Die gesammte Wasserverdampfung, um Wasser von 0° in Dampf von 100° zu verwandeln, berechnet, stellt sich auf 3819k.

Die durch 1k Oel nutzbar gemachte Wärmemenge beträgt 5430 W.-E.

Stündlich wurde an Oel verbraucht 81k,4
„ wurden an Wasser von 0° in Dampf von 100°
verwandelt

694k,4
Auf 1qm Heizfläche wurden stündlich an Wasser von 0°
in Dampf von 100° verwandelt

15k,1
Auf 1qm Heizfläche wurden stündlich an Oel verbraucht 1k,77
Auf 1qm verdampfender Oberfläche wurden stündlich an
Wasser von 0° in Dampf von 100° verwandelt

53k,25.

Mit 1k Oel wurden 8k ,68 Wasser von 22° C. in Dampf von 3at,4 Ueberdruck verwandelt. Mit 1k Oel wurden 8k ,52 Wasser von 0° C. in Dampf von 100° verwandelt.

Der theoretische Heizwerth des Oeles berechnet sich auf 9100 W.-E., sonach die Ausnutzung 59,7 Proc.

Bezüglich des Dampfverbrauches wurde ermittelt, daſs in 10 Minuten 10k Dampf – in der Stunde 60k – verbraucht wurden, eine Zahl, die bei der benutzten Dampfspannung von 3at,37, bei entsprechend weiter Dampfaustrittsöffnung der Forsunka und dem angegebenen hohen Oelverbrauche nicht zu groſs erscheint.

|373|

Aus den angeführten Versuchsresultaten ist zu ersehen, daſs das Verdampfungsvermögen der flüssigen Brennmaterialien gröſser ist, als das der festen; doch darf bei Schätzung des einen oder anderen Materials nicht nur das absolute Verdampfungsvermögen der Brennmaterialien in Betracht gezogen werden, sondern auch die Wärmemenge, welche nutzbar gemacht werden kann. Bei festen Brennmaterialien werden gewöhnlich nur 80 Proc. des Verdampfungsvermögens des Heizmaterials ausgenutzt, die übrigen 20 Proc. gehen verloren. Es rührt dies daher, daſs bei Heizung mit festen Materialien der Verlust an Wärme viermal gröſser ist als bei den flüssigen. Bei Heizung mit den ersteren ist am Schornsteine meistens ein schwarzer Qualm zu bemerken, der von unvollständiger Verbrennung herrührt. Versuche, eine vollständige Verbrennung bei festen Materialien zu erzielen, gelangen bisher nur auf Kosten der entwickelten Wärme. Ein Ueberschuſs von Luft, welcher zur vollständigen Verbrennung nöthig wird, wirkt abkühlend. Bei richtig eingerichteter und gut functionirender Zerstäubungsfeuerung mit flüssigen Brennmaterialien ist kein Luftüberschuſs nothwendig und entweichen aus dem Schornsteine nur Verbrennungsgase.

Auch der Nutzeffect eines Kessels ist bei Heizung mit flüssigem Brennmaterial viel gröſser als bei Anwendung anderer Brennmaterialien. Scheurer-Kestner und Mennier fanden, daſs der Nutzeffect bei Kohle zwischen 0,5 und 0,62 schwankte, während Besson bei seinen Versuchen mit Erdöl die Zahl 0,8 ermittelte. Letzterer arbeitete mit einem Dampfkessel, dessen Dampfspannung 45 Pfund betrug, entsprechend einer Dampftemperatur von 135° C; 1k trockener Dampf enthält bei dieser Temperatur eine Wärme von 606,5 + 0,305 × 135 = 648 Calor. Nimmt man an, daſs das Erdöl rund 11000 W.-E. entwickelt, so ergibt sich, daſs diese Wärmemenge gleich ist , entsprechend der Wärmecapacität von 17k trockenem Dampfe. Das Verdampfungsvermögen von 1k Erdöl zu 13,75 im Durchschnitte angenommen, ergibt einen Nutzeffect bei Heizung mit Erdöl von

Hat es bisher an Normen gefehlt, nach denen die Leistungsfähigkeit der Forsunken zu beurtheilen ist, so haben in dieser Richtung die Versuche Prof. Thieme's12) werthvolle Anhaltspunkte ergeben. – Thieme nimmt an, daſs der Verbrauch an Dampf 10 Proc.13) von dem |374| im Kessel gebildeten betrage, daſs ferner die Verdampfungsfähigkeit des Erdöles zweimal so groſs als die der Steinkohle ist, so daſs 1k Erdöl 15 bis 16k Dampf entwickelt, daſs ferner der Verbrauch an Erdöl im Vergleiche zu dem an Dampf in einer Forsunka im Gewichtsverhältnisse von

1 : 1,5 = 0,7

stehe.

Bei Injectoren ist das Gewichtsverhaltniſs des Wassers zum Dampfe

12 : 1 = 12.

Die Condensation des Dampfes in der Forsunka ist somit verschwindend, der Dampf wird nur zur Pulverisation des Erdöles verbraucht.

Bezeichnet p die Dampfspannung im Dampfkessel, p1 den Atmosphärendruck,

(p und p1 in Kilo für 1qm)

g = 9m,81 die Beschleunigung der Schwere, d die Dichte, d.h. Gewicht von 1cbm Dampf, von der Spannung p, w1 den Querschnitt der Dampfausströmungsöffnung, so ist der Dampfverbrauch einer Forsunka in Kilo in 1 Secunde:

. . . . . . . . . . 1)

wo K der Coefficient ist, der für

conische Mundstücke: K = 0,90
gerade K = 0,64 zu setzen ist.

Die Ausströmungsgeschwindigkeit des Dampfes in Millimeter ist:

. . . . . . . . . . 2)

worin 0,975 der Coefficient ist.

Die Gesammtausströmungsgeschwindigkeit von Dampf und Erdöl:

V(1,5 + 1) = 1,5v1
V = 0,6v1 . . . . . . . . . . 3)

Das Erdölquantum, welches in 1 Secunde durch die Ausströmungsöffnung w tritt, ist:

. . . . . . . . . . 4)

wenn d1 die Dichte, d.h. das Gewicht von 1cbm Erdöl = 870k im Mittel und v die Geschwindigkeit in Millimeter in 1 Secunde ist, die wie bei Injectoren von 2 bis 5m14) variirt.

Beispiel. Es soll die Gröſse einer Forsunka mit flacher Ausströmung bestimmt werden, die von einem 25pferdigen Kessel mit 4at Spannung gespeist wird. Angenommen, daſs für die Stunde bei guter Isolirung 20k Dampf für 1 erzeugt werden, so ist der secundliche Dampfverbrauch der Forsunka:

|375|
–––––––––––––––––––––
p = 10334.4 = 41336k für 1qm
p1 = 10334k für 1qm
2g = 19m,62,

Dichte des Dampfes bei 4at:

d = 2k,23.

Diese Werthe in Formel 1 gesetzt:

0,014 = 745,6.w1

ergeben w1 = 0,000019qm = 19qmm.

Die Schlitzbreite zu ¾mm angenommen, so ergibt sich die Schlitzlänge:

19.4/3 = 26mm.

Einem Dampfverbrauche von 0k,014 in der Secunde entspricht ein Verbrauch von

Bei v = 5m Geschwindigkeit ist die Ausfluſsöffnung für Erdöl:

.

Mit Hilfe obiger Formeln ist es leicht, die Gröſse einer Forsunka z.B. für eine Feuerungsanlage zu bestimmen, welche bisher mit Steinkohlen geheizt wurde und deren Steinkohlenconsum für die Schicht bekannt ist.

Ist A der Steinkohlenverbrauch für 24 Stunden in Kilo, so würde der Erdölverbrauch in derselben Zeit, wenn der Heizeffect des Erdöles zweimal so groſs als der der Steinkohle angenommen wird und der Erdölverbrauch in Kilo in der Stunde sein. Es ist nun

und

der secundliche Dampfverbrauch der Forsunka.

w1 , sowie die übrigen Werthe lassen sich bestimmen, da die Werthe d, p bekannt sein müssen.

Man wird die aus den Formeln sich ergebenden Querschnitte etwas gröſser nehmen, um für alle Fälle gesichert zu sein, denn eine Regulirung kann durch eingeschaltene Ventile erfolgen, falls die Forsunka selbst in ihrer Construction nicht schon verstellbar ist.

(Fortsetzung folgt.)

|364|

Buch der Makkabäer. Kap. 1 V. 19 bis 22 und 31 bis 36.

|364|

Iron, 1885 II. S. 473.

|364|

Engineering, 1887 II. S. 207.

|365|

Goulischambarow, Die Naphtaheizung auf Dampfschiffen und Locomotiven St. Petersburg, 1883 S. 27.

|365|

Engineering, 1887 II. S. 207.

|365|

Engineering, 1886 I. S. 534.

|365|

Iron, 1886 I. S. 266.

|365|

Busley, Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1887 S. 992.

|366|

D. p. J. 1868 189 61.

|367|

Zeitschrift der Production, 1884 Nr. 4 (russisch).

|367|

Gorny Journal, 1887 Nr. 1 (russisch).

|373|

Prakt. Cursus der Dampfmaschinen, Supplem.-Bd. I (russisch).

|373|

Nach Engineer, 1886 Nr. 1795, verbrauchen Forsunken 8 bis 12 Proc. Dampf; nach Angaben von A. Wossnesensky, Naphtaheizung (Kiew 1882 S. 37, Russisch), verbraucht die Lenz'sche Forsunka ½ Proc; nach Angaben von A. Wasiljew, Naphtaheizung (Berg- und Hüttenzeitschrift, 1887 Nr. 3 S. 356, russisch) entsprach der Dampfverbrauch einer Forsunka von Schirokow 0,66 , der betreffende Dampfkessel hatte 14 und speiste 21 Forsunken.

|374|

Thieme, Prakt. Curs. d. Dampfmaschinen, Bd. 1 S. 246 (russisch).

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