Titel: Neuere Kesselfeuerungen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1893, Band 287 (S. 81–84)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj287/ar287030

Neuere Kesselfeuerungen.

Mit Abbildungen.

Die Kesselfeuerungen sind in den letzten Jahren Gegenstand besonderer Aufmerksamkeit gewesen. Die staatlichen bezieh. örtlichen Behörden vertreten das Interesse der Ortsbewohner, welches darin besteht, von Rauch und Russ verschont zu bleiben. Erheblich grösser ist das Interesse, welches der Kesselbesitzer selbst an der Verbesserung seiner Feuerung hat und haben muss, denn das Sparen unnöthig verbrannter Kohle bedeutet für ihn einen unmittelbaren Gewinn. – Zwar ist es wohl jedem Kesselbesitzer bekannt, dass das Erscheinen von Rauch und Russ stets einen dauernden oder vorübergehenden Mangel seiner Kesselanlage anzeigt, aber der umgekehrte Schluss wäre unzulässig. Durchaus nicht jede rauchlose Feuerung ist zugleich |82| auch eine sparsame, und vielfach wird die Rauchlosigkeit mit einem schädlichen Ueberschuss von Feuerungsluft erkauft, die nutzlos erwärmt wird, und dadurch eine Menge Brennmaterial nutzlos verschlingt. Gegen dergleichen Verluste schützt nur eine genaue Beobachtung und nöthigenfalls eine Analyse der abziehenden Gase. Es ist deshalb wohl erklärlich, dass alle Anstrengungen zur Herstellung richtiger Feuerungen, insbesondere der Kesselfeuerungen, gemacht werden, und dass die Lösung dieser brennenden Frage mehrfach zum Gegenstande von Preisaufgaben gewählt worden ist.

Wir dürfen wohl annehmen, dass unseren Lesern die theoretischen Grundsätze hinreichend geläufig sind, und werden wir uns deshalb darauf beschränken; über neuere Ausführungen von Feuerungsuntersuchungen und Einrichtung von Feuerungsanlagen zu berichten.

In einem Referat über den Stand der Untersuchungen rauchfreier Kesselfeuerungen, welches in der 130. ordentlichen Hauptversammlung des Sächsischen Ingenieur- und Architektenvereins gehalten wurde (Civilingenieur, 1892 S. 41), finden wir nähere Angaben über Zweck und Ausführung einschlägiger Versuche des Vereins. Nach diesem Berichte verfolgen die Untersuchungen den Zweck, die Betriebsverhältnisse an solchen Kesselanlagen zu ermitteln, welche langbewährte rauchfreie Feuerungen besitzen.

Ausser der Feststellung jener Bedingungen, unter welchen eine rauchfreie Verbrennung stattfindet, erfolgen auch Erhebungen darüber, wie sich die Feuerungseinrichtungen den verschiedenen Kohlenarten gegenüber verhalten. Es wird ausfindig gemacht, welche Brennstoffart für eine gegebene Feuerung zu empfehlen ist. Bei denjenigen Feuerungen, die nicht völlig rauchfrei sind, wird die im Rauche fortziehende Russmenge bestimmt und es wird untersucht, ob mit vollkommener Verbrennung jederzeit auch eine bessere Ausnutzung des Brennmaterials verbunden ist. Um alle bei der Verbrennung zu beachtenden Vorgänge so viel wie möglich klarzulegen und den Einfluss der Russbildung auf die Oekonomie zu bestimmen, wurden auch mehrere aussergewöhnlich stark rauchende Planrostfeuerungen in die Untersuchung gezogen.

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Neben der Gewinnung fester Anhaltspunkte für die weitere Einführung und Verbreitung rauchfreier Feuerungen haben die ausgeführten Versuche auch ein reiches Material für die Beurtheilung der Kesselfeuerungen überhaupt ergeben und sie enthalten auch allgemein verwerthbare Daten der jetzigen Praxis.

Um die praktische Bewährung und Haltbarkeit der genannten Kesselanlagen darzuthun, wurden über Alter, Reparaturen und Erneuerungen solche Erhebungen gemacht, dass alle Fragen auf Grund von Thatsachen Beantwortung finden.

Für jede Kesselanlage wird ausser einer ausführlichen Constructionszeichnung des Kessels, seiner Armatur und besonders seiner Feuerung sozusagen ein Lebenslauf aufgenommen und es werden die Betriebskosten angegeben.

Bei den meisten Versuchen wird zur genauen Bestimmung der wirklich zur Dampferzeugung verwendeten Wärmemenge der Dampf seiner ganzen Menge nach der Untersuchung auf seinen Wärmewerth unterworfen. Die dabei angewendete Methode gründet sich auf die Thatsache, dass man den Wärmegehalt eines Gases mit physikalischer Genauigkeit bestimmen kann, wenn man Druck und Temperatur kennt. Der Dampf strömt bei diesen Versuchen unter Drosselung während der ganzen Versuchszeit in überhitztem oder sehr nahe überhitztem Zustande ins Freie. Die genannten Messungen sind unschwer auszuführen und sie geben derartig zuverlässige Zahlen an die Hand, dass über den Wärmewerth des Dampfes und über seinen Wassergehalt erhebliche Zweifel nicht bestehen können. Wo das „Abblasen“ in ganzer Menge nicht ausführbar war, wurde eine Probedampfmenge von ungefähr ⅓ der Gesammtmenge der Messung unterworfen.

Besondere Aufmerksamkeit wurde der Untersuchung des Brennstoffes zugewendet. Prof. Dr. Hempel lässt die Elementaranalyse und die calorimetrische Heizwerthbestimmung im chemischen Laboratorium der Königl. Sächsischen Technischen Hochschule ausführen.

Zur calorimetrischen Bestimmung wird der von Hempel construirte Hochdruckcalorimeter verwendet, in welchem bei einem Drucke von 12 at in Sauerstoff die vollkommene Verbrennung elektrisch eingeleitet wird. Ebenso wird der Heizwerth der Verbrennungsrückstände calorimetrisch bestimmt.

Der Analyse der Rauchgase wird ebenfalls besondere Sorgfalt gewidmet. Es werden während des Versuches, der meist über 9 Stunden dauert, Augenblicksproben und Tagesmittelproben aus dem Flammenrohr und am Fuchs entnommen. Diese Ergebnisse, besonders der Kohlensäuregehalt, in Zusammenhaltung mit den Endtemperaturen geben die Hauptanhalte zur Beurtheilung einer guten „Feuerführung“.

Während der Versuche werden folgende Beobachtungen durch die einzelnen Beobachter, deren Zahl zuweilen zwölf beträgt, registrirt:

1) Das Wetter, 2) der Barometerstand, 3) die Aussentemperatur, 4) die Psychrometerangaben im Kesselhause, 5) die Temperatur der Luft im Kesselhause, 6) die Temperatur des Verbrennungsraumes (wo es angeht), 7) die Temperatur der Gase am Ende des Flammenrohres, 8) die Temperatur im Fuchs, 9) die Temperatur der Kesselwandungen aussen, 10) die Temperatur des Speisewassers vor und während der Speisung, 11) die Temperatur des überhitzt abströmenden Dampfes, 12) die Dampfspannung im Kessel, 13) die Speisewassermenge (stets gewogen), 14) die Tropf- und Schlabberwassermenge, 15) die Brennstoffmenge, 16) die Aschenmenge (gewogen), 17) die Schlackenmenge (gewogen), 18) die Zugstärke im Fuchs, 19) die Schieberstellung, |83| 20) die Luftklappenstellung, 21) die eventuelle secundäre Luftzuführung, 22) der Russgehalt der Gase (Russfänger), 23) der Kohlensäuregehalt der Heizgase im Fuchs, 24) der Kohlensäuregehalt der Heizgase im Flammenrohr, 25) der Sauerstoffgehalt der Heizgase im Fuchs, 26) der Sauerstoffgehalt der Heizgase im Flammenrohr, 27) der etwaige Kohlenoxydgehalt der Heizgase, 28) der Wasserstand im Kessel.

Aus den entnommenen Kohlen-, Aschen- und Schlackenproben ergibt sich durch die Analyse:

29) Der theoretische Heizwerth des Brennstoffes, 30) der calorimetrische Heizwerth des Brennstoffes, 31) der theoretische Heizwerth von Asche und Schlacke, 32) der calorimetrische Heizwerth von Asche und Schlacke, 33) die zugeführte Luftmenge auf 1 k Brennstoff, 34) der Wassergehalt des Brennstoffes.

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Aus diesen Versuchswerthen werden die Endergebnisse berechnet; dieselben sind folgende:

1) Die auf 1 qm Rost in der Stunde verbrannte Kohlenmenge, 2) die auf 1 qm Heizfläche in der Stunde verbrannte Brennstoffmenge, 3) die auf 1 qm Heizfläche in der Stunde verdampfte Wassermenge, 4) die auf 1 qm Spiegelfläche in der Stunde verdampfte Wassermenge, 5) die auf 1 qm Rost in der Stunde verdampfte Wassermenge, 6) der Wassergehalt des Dampfes, 7) der Wärmewerth oder die Erzeugungswärme von 1 k Dampf, 8) der Wirkungsgrad des Rostes, 9) der Verbrennung, 10) der Feuerung, 11) der directen Heizfläche, 12) der indirecten Heizfläche, 13) des Kessels, 14) der ganzen Anlage, 15) die Verluste durch unvollkommene Verbrennung, 16) durch die Rückstände, 17) durch die Abzuggase, 18) durch äussere Abkühlung, 19) durch Russbildung, 20) die Generalkosten auf 1 t Dampf, 21) die Brennstoffkosten auf 1 t Dampf, 22) die Gesammtkosten auf 1 t Dampf.

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Nach den hier aufgeführten Gesichtspunkten sind bereits 30 Versuche ausgeführt. Es liegen die ausgerechneten Ergebnisse in Reinschrift, sowie die Zeichnungen der Kessel und ihrer Feuermengen zur Drucklegung vorbereitet vor.

Die Endergebnisse dürften dazu angethan sein, die Einführung der rauchfreien Feuerungen nicht unwesentlich zu fördern.

Es darf jetzt schon ausgesprochen werden, dass die Praxis in Sachsen viele thatsächlich rauchfreie und erprobte Kesselfeuerungseinrichtungen besitzt und dass es nur von der Energie der Techniker abhängt, die Industrie ohne erhebliche Opfer von rauchenden Kessel anlagen bald zu befreien.

Bei Planrosten von einiger Ausdehnung ist es naheliegend, dass die Roststäbe einer ungleichmässigen Abnutzung unterworfen sind. Die der Heizthür am nächsten liegenden Stäbe werden kältere Luft durchlassen, während diese auf dem Wege zum Ende des Rostes erheblich vorgewärmt ist. Wird die Beschickung nicht sorgfältig besorgt, so kann es ausserdem vorkommen, dass die kalte Luft durch frei liegende Rostspalten über die Beschickung gelangt. Eine übermässige Anhäufung von Brennmaterial hat wieder erhöhte Schlackenbildung im Gefolge. Eine einfache Abhilfe dieser Uebelstände gewährt das von Mondini angegebene Verfahren, welches darin besteht, dass der Aschenfall des Kessels durch eine Blechwand, die etwa in die Mitte der lichten Höhe des Aschenfalles zu liegen kommt, abgetheilt wird. Diese Trennungswand wird beim Eingange des Aschenfalles angebracht und reicht bis zur halben Rostlänge hin, theilt also den in den Aschenfall eintretenden Luftstrom in zwei Theile, so dass der oberhalb der Wand sich bewegende der ersten Hälfte der Rostfläche und der unterhalb der Trennungswand ziehende der zweiten Hälfte der Rostfläche zugeführt wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass die der unteren Querschnittshälfte des Aschenfalles entsprechende Luftmenge in den vorderen Theil der Rostfläche gelange.

Derartige Wände sind sehr leicht den örtlichen Verhältnissen anzupassen; es steht auch nichts im Wege, nach Bedarf mehrere Platten zu verwenden, soweit als der Heizer nicht behindert werde. Die Ersparnisse werden zu 10 bis 20 Proc. angegeben, doch ist auf solche allgemeine Angaben bekanntlich wenig Werth zu legen.

Einige Constructionen bezwecken die Zuführung frischer Luft zu den vom Rost entweichenden noch brennbaren Gasen.

Die von R. Johnson in West Gorton bei Manchester angegebene Anordnung wird durch Fig. 1 dargestellt (nach Industrie vom 25. März 1892). Die frische Verbrennungsluft wird durch das im heissesten Theile des Kessels liegende Kupferrohr A zugeleitet und dabei bis auf 80° vorgewärmt. Sie fällt bei B unter einem Winkel in die Feuergase und bewirkt eine gründliche Mischung und vollkommene Verbrennung derselben. Bei Kesseln mit lebhaftem Zuge genügt dieser zum Einsaugen der Frischluft, bei schwachem Zuge ist die Verwendung einer Dampfdüse zu empfehlen, deren Anordnung bei C angedeutet ist.

Eine Anordnung zu demselben Zwecke von A. Pinkerton wird nach Iron vom 6. December 1889 von P. O. W. Mac-Lellan in Trongate bei Glasgow angefertigt. Fig. 2 zeigt dieselbe in ihrer Anwendung auf einen Zweiflammrohrkessel. |84| Die unter dem Rost vorgewärmte Frischluft wird hier durch eine rückwärts gebogene Röhre zugeführt, die an der Zuströmungsöffnung mit einer vom Standorte des Heizers aus regelbaren Klappe versehen ist. Zu empfehlen ist es, diese Klappe mit der Heizthür in Verbindung zu bringen, so dass sie während des Heizens selbsthätig wirkt.

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Thwaite's rauchverzehrende Feuerung, die von der Gaseous and Liquid Fuel Supply Company in Manchester ausgeführt wird, ist aus Fig. 3 (Engineer vom 15. April 1892) zu ersehen. In dem unteren Theile der Feuerbrücke b ist ein in einen Rahmen gespanntes Drahtnetz a angebracht, welches der Frischluft, die beim Durchstreichen des Aschenfalles vorgewärmt ist, den Zutritt zu den Feuergasen gestattet. Letztere werden durch die Wand d heruntergedrückt, in Folge dessen bei c eine innige Mischung und gründliche Verbrennung der Heizgase erfolgt.

Prime, Barrington und Lee in Melbourne führen nach dem englischen Patent vom 13. Juni 1889 bei einem einfachen Flammrohrkessel die zu verwendende Frischluft mittels Dampfdüse in ein seitlich vom Kessel liegendes Rohr, das an der hinteren Seite des Kessels einen in dessen Mittellinie liegenden Vorwärmer durchstreicht und sich dann nahe am Grunde des Feuerrohres zu der in der Feuerbrücke liegenden Mischungskammer wendet.

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Die Feuerung von Emilio de Strens in Rom (D. R. P. Nr. 60511 vom 7. April 1892), Fig. 4, ist zusammengesetzt aus zwei über einander liegenden Rosten, deren oberer die frische Beschickung erhält und mittels Oberzuges die flüchtigen Producte verbrennt, während der untere mittels Unterzuges die vom oberen Roste abgegebenen entgasten Theilchen verbrennt. Die Brenngase beider Feuer strömen unmittelbar in die gemeinsame hintere Mischkammer M. Der obere Rost R ist aus dicken prismatischen Stäben r gebildet, um tiefe und nach unten sich verengende Räume zum Verbrennen der gasigen Producte zu schaffen. An den unteren Rost schliesst sich unmittelbar unter der Mischkammer ein vertiefter Raum 8 an, in welchem sich eine glühende Schlackenmasse bildet, um durch deren Hitze die Mischkammer mit hoch erhitzter Luft zu versorgen.

Das unter dem 24. Februar 1891 an R. Mannesmann ertheilte D. R. P. Nr. 61278 (Fig. 5) hat eine Füllschachtfeuerung mit einer Einrichtung zum Verbrennen der in dem Füllschachte a entwickelten und in demselben aufsteigenden Gase, die vom oberen Räume des Trichters mittels eines Strahlgebläses c abgesaugt und, wie die Pfeile angeben, unter den Feuerungsrost gedrückt werden.

Bei der Schüttfeuerung mit Rauchverzehrung von C. H. L. Gartmann in Altona, durch das D. R. P. Nr. 61796 vom 12. Mai 1891 (Fig. 6) geschützt, wird zur Erzielung der Rauchverzehrung ausser den geneigt liegenden, am unteren Ende in Wasser tauchenden Roststäben e ein zur Verbrennungszone führender Luftkanal s angeordnet. Derselbe kann entweder durch das über dem Rost befindliche Gewölbe gebildet oder getrennt angelegt werden. Die Klappe k, welche die frische Luft einlässt, öffnet sich selbsthätig, sobald der Abschlussdeckel p der Feuerung behufs Aufgabe frischen Brennstoffes geöffnet wird, schliesst sich aber nicht zugleich mit diesem Abschlussdeckel, sondern unter Einwirkung einer Regulirvorrichtung, um nach der Aufgabe von frischem Brennstoff zeitweilig frische Luft durch den Kanal s zur Verbrennungszone zu führen.

Textabbildung Bd. 287, S. 84
Textabbildung Bd. 287, S. 84
Bei der Halbgasfeuerung von C. Reich in Hannover (D. R. P. Nr. 62043 vom 20. Juni 1891), Fig. 7, dient zur Fortführung der im Schwelraum A von den durch Fülltrichter F eingebrachten Kohlen sich entwickelnden Gase der Kanal X, welcher so angeordnet ist, dass er die Oxydationskammer B um schliesst. In Folge dessen werden die Gase stark erhitzt in die Misch- und Verbrennungsdüse R eingeführt, welche durch die schräg angeordneten Schlitze O aus dem Kanal C stark erhitzte Luft erhält. Durch die schräge Anordnung wird ein inniges Mischen der Verbrennungsluft mit den Gasen bewirkt.

(Schluss folgt.)

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