Titel: Luftcondensator nach dem System Richter.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1895, Band 295 (S. 86–88)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj295/ar295021

Luftcondensator nach dem System A. Richter.

In einer Sitzung des Oberschlesischen Bezirksvereins deutscher Ingenieure vom 4. Mai 1894 hielt der Maschineninspector A. Richter in Lipine einen Vortrag über sein neues, durch D. R. G. M. Nr. 21135 geschütztes System von Luftcondensatoren.

In der Einleitung hob er hervor, wie grosse Schwierigkeiten die chemische Reinigung bietet, und lenkte die Aufmerksamkeit auf Oberflächencondensatoren, insbesondere auf die Luftcondensatoren hin, indem er Folgendes ausführte:

„Jedenfalls muss es grosse Vortheile bieten, das Speisewasser aus dem Auspuffdampfe zum Theil wieder zurückzugewinnen, und zwar, weil man dadurch wirklich reines Wasser gewinnt, welches nicht mit schwefelsaurem Natron, wie beim chemischen Klärverfahren, belastet ist; weil man ferner einem überhaupt bestehenden Wassermangel abhelfen kann, da dann nur noch die Differenz des nicht wiederzugewinnenden Dampfes durch Wasser zu ersetzen bleibt, während man beim chemischen Klärverfahren nicht unerhebliche Mengen frischen Dampfes zur Wasservorwärmung aufwenden muss.

Bekanntlich ist neuerdings das Verfahren, Dampf durch Luftoberflächenkühlung niederzuschlagen, durch Ingenieur Popper in Wien ausgebildet und eingeführt worden.1) Derselbe verwendet flache, etwa 50 mm hohe und 2 qm grosse viereckige Kästen aus verzinktem Eisenblech, welche in einem Thurme mit kleinen Zwischenräumen jalousieartig über einander gestellt und entweder durch natürlichen Luftzug oder durch einen Ventilator gekühlt werden. Jeder Kasten ist an das Dampfabgangsrohr durch eine Rohrverbindung angeschlossen, ebenso führt aus jedem Kasten ein Röhrchen das Condenswasser ab. Diese Anlage wäre nach der Offerte recht kostspielig geworden, und man befürchtete, dass die vielen Rohrverbindungen nicht dauernd haltbar und die schwachen Kästen ihre Form nicht bewahren würden, auch dass sich die Kühlflächen in der Nähe der Hütten stark mit Staub belegen, also theilweise unwirksam werden würden.

Der Vortragende kam nun auf den Gedanken, behufs Erzielung eines einfacheren und gedrängteren Apparates, die Luft nicht allein zur Oberflächenkühlung zu benutzen, sondern sie dem Dampfe beizumischen, also eine Art Lufteinspritzcondensation herzustellen, von der er sich entsprechend wie bei der Wassereinspritzung, eine durchschlagendere Wirkung versprach. – Die Mischung von Luft und Dampf ist in sehr einfacher Weise zu bewirken mittels eines Strahlapparates, da der geringe Ueberdruck des Auspuffdampfes vollkommen genügt, um in einem einfachen Düsensystem eine reichliche Menge Luft anzusaugen.

Berechnet man, welches Luftquantum bei mittlerer Jahrestemperatur von 5° nothwendig ist, um 1 cbm Dampf |87| zu condensiren, so ergibt sich etwa das zehnfache Quantum, wobei vorausgesetzt ist, dass das Niederschlagwasser noch nahezu 100° besitzt und die Luft bis nahezu zu der gleichen Temperatur erwärmt ist. Thatsächlich kann dieser Vorgang aber gar nicht stattfinden, da das zehnfache Luftvolumen bei dieser Temperatur derartige Mengen Wasserdunst aufgelöst aus dem Düsenapparate entführen würde, dass fast nichts zum Niederschlagen käme. Es bleibt demnach kein anderes Mittel übrig, als dieses Gemisch aus Luft und Wasserdunst vor dem Verlassen des Apparates soweit als möglich abzukühlen, und dies kann nur durch Oberflächenkühlung geschehen, da neue Luft nicht mehr hinzugeführt werden darf. Daraus ergab sich nun die Construction des Apparates in der Weise, dass auf den Strahlapparat noch ein Rohrbündel aufgesetzt wurde, aus welchem schliesslich die mit Dunst gesättigte Luft mit möglichst niedriger Temperatur heraustritt. Die Rechnung ergibt, dass man bei einer Abkühlung der Luft im Apparate bis auf 40° erst etwa 40 Proc. des Dampfes wiedergewinnen kann, dass man also noch eine weiter getriebene Abkühlung zu erreichen suchen muss. Dies kann nur durch reichliche Bemessung der Rohroberflächen und möglichst freien Standort des Apparates erzielt werden, selbstverständlich bleibt man, wie bei jeder Luftcondensation, von der Aussentemperatur abhängig und erzielt im Sommer geringere Resultate als im Winter.

Es könnte den Anschein gewinnen, als dürfe man sich die Luftbeimischung ersparen, da ja der Apparat ohnehin reichliche Oberflächen zur Kühlung verlangt; der Vortragende erwähnt jedoch hierzu, dass Messungen an ausgeführten Apparaten erwiesen haben, dass 1 qm Kühlfläche bei dem Luftmischcondensator stündlich 6 k Dampf liefert, dagegen bei reiner Oberflächencondensation nur 2 k, dass also der erstere Apparat bei einfachster und betriebssicherer Form dreimal kleiner ausfällt.

Es sind bisher von diesen Apparaten zwei Typen, eine kleinere und eine grössere, in Betrieb gesetzt worden, und zwar sind zur Zeit im Ganzen 13 Stück im Gange, zwei kleinere und neun grössere. Der kleinere Apparat genügt bis zu 20 bis 25 effectiven , der grössere für 30 bis 35 .

Die Hauptgrössen dieser Apparate sind:

Kleinerer Grösserer
Dampfdüsendurchmesser 80 mm 120 mm
Höhe des Strahlapparat-
theiles

2800 mm

2800 mm
Höhe des Rohrsystems 10,5 m 10,5 m
(aus 2 Bündeln à 5 m)
Anzahl der Rohre 2 × 64 2 × 88
Durchmesser der Rohre 51 mm äuss. 51 mm äuss.
(2,5 Wandstärke)
Gesammthöhe 13,3 m 13,3 m

Um einen näheren Anhalt über die Leistungsfähigkeit der Apparate zu geben, theilt der Vortragende nachstehende Versuchsergebnisse mit:

Kleinerer Typus, für eine Einzelventilatoranlage auf Silesia II.

Maschinenstärke: 25 .

Zwei Dampfkessel im Betriebe, einfache Ober- und Unterkessel von 37 bis 59 qm Heizfläche.

Auspuffmaschine mit Meyer'scher Steuerung, geht mit knapp 0,3 Füllung, 365 mm Cylinderdurchmesser, 630 mm Hub, 75 Touren.

Gemessener stündlicher Speisewasserverbrauch: 838 l.

Gewonnenes Condensat am 6. und 7. März 1893 bei + 6,25° (etwa mittlere Jahrestemperatur) 591 l.

Gewonnen: 70,5 Proc. des Speisewassers

(also verbleiben von 68 deutschen Härtegraden nur noch 20°; bei Silesia III und Ziegelei: 18°) einschliesslich der Condenswasser aus den Cylindern und Rohrleitungen.

Bei einem weiteren Versuche wurde das zum vollen Quantum fehlende Speisewasser bei 8 m Höhe mittels einer Brause in den Apparat eingespritzt, was sich als sehr zweckmässig erwies; der Zusatz wurde genau so regulirt, dass der gesammte Speisewasserbedarf von dem Apparate geliefert wurde. – Da das Zusatzquantum nicht direct gemessen werden konnte, so wurde das fertige Speisewasser analysirt und gefunden:

In einem Liter
Speisewaser Rohwasser
0,127 g Schwefelsäureanhydrit 0,8445 g Schwefelsäureanhydrit
0,055 g Kalk 0,392 g Kalk
0,0225 g Magnesia 0,206 g Magnesia
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
8,65 deutsche Härtegrade 66,65 Härtegrade
87 Proc. Verbesserung.

Eine viel stärkere Speisewasserverbesserung erreicht man, wie vorher gesagt, mit chemischer Wasserklärung ebenfalls nicht, unter 3° bis 5° – gegen hier 8° – kommt man bei sehr schlechten Wassern ebenfalls nicht, dagegen würde man bei gutartigeren Speisewassern mit der Dampfcondensation ganz gut dieselben Zahlen erreichen, und man hat ein salzfreies Wasser.

Grösserer Typus. Silesia-Walzwerk.

Kesselanlage: 9 Dupuiskessel zu 112 qm.

Spannung: 6,5 at. 7 Kessel im Betrieb.

9 Walzenzugmaschinen, davon durchschnittlich 6 bis 7 im Betriebe zu 40 bezieh. 80 .

Sämmtliche Maschinen puffen aus in ein 90 m langes, 4 m breites, dicht überwölbtes Rohwasserbassin, aus dem früher neun Ausblaserohre den entweichenden Dampf, nachdem 15 Proc. desselben absorbirt, ins Freie führten; jetzt sind statt der Ausblaserohre neun Luftcondensatoren aufgesetzt.

Das Silesia-Walzwerk besitzt eine Humbold'sche Kläranlage, deren Betriebskosten sehr hoch sind; um diese zu vermindern, wurden die Condensatoren angelegt, gleichzeitig auch, um die Kläranlage, welche verhältnissmässig zu klein ist, zu entlasten.

Die Dampfwiedergewinnung stellt sich hier wie folgt:

Gesammtspeisewasserverbrauch in 24 Stunden 364 cbm
ab: Nebenbetriebe (Schneidemühle u.s.w.) 45 cbm
––––––––––
bleiben 319 cbm
––––––––––
Hiervon im Rohwasserbassin absorbirt 15 Proc. 48 cbm
––––––––––
bleiben 270 cbm
welche die Condensatoren passiren.
Mit den 9 Apparaten werden gewonnen 126 cbm
also rund 50 Proc.
ohne Condensat aus Cylindern und Rohren (inclusive Condensat etwa 60 Proc).

Die weniger günstige Wirkung liegt an der Aufstellung zwischen zwei hohen Gebäuden, die zugemischte Luft wird über dem mit Dampf erfüllten Bassin entnommen, ist also warm, auch sind die neun Apparate rechnungsmässig nicht ganz zureichend, durch Vermehrung würde man mehr gewinnen.

Oekonomische Wirkung.

Einzelanlage auf Silesia II.

Die Kesselanlage verursachte an Reparaturkosten
in den Jahren 1888–1890 1319 M., also in 1 Jahr 439 M.
im Jahre 1892–1893 Nichts
––––––
Ersparniss 439 M.
Reinigungskosten früher 297 M.
jetzt 144 M.
––––––
Ersparniss 153 M. 153 M.
––––––
Summa 592 M.

(Früher nach 4 Wochen 4 bis 5 mm Kesselstein und meist lose Anhäufungen, jetzt in 8 Wochen 1,5 mm, also der achte Theil, früher durchschnittlich ein neues Feuer blech in 1 Jahr, theilweise auch Flecken.)

|88|

Kohlenverbrauch:

Ohne Condensator: Speisewasser 12°, Verdampfung 5,42fach.
Mit Condensator: Speisewasser 70°, Verdampfung 6,6fach.
Gewogene stündliche Kohlenersparniss 26 k, d. i.
bei einem Preise von 13 Pig. bis ins Kessel-
haus jährlich




592




M.
–––––––––
Ersparniss Summa 1184 M.
–––––––––
Kosten des Apparates 2631 M.
Aufstellung, lange Rohrleitung, Speisebassin mit
Koksfüllung

773

M.
–––––––––
Summa 3404 M.

Demnach der Apparat bezahlt in 3 Jahren. Betriebs- und Reparaturkosten sind seither nicht erwachsen.

Die gleiche Anlage wurde ein Jahr später für Silesia-Hütte III ausgeführt, wobei sich der Preis des Apparates nur noch auf 2000 M., Aufstellung, Rohrleitungen u.s.w. auf 500 M., zusammen also auf 2500 M. stellte, so dass diese Anlage sich in 2½ Jahren durch Ersparnisse bezahlt macht.

Anlage auf Silesia-Walzwerk (grösserer Typus).

Die chemische Wasserklärung der gewonnenen
126 cbm würde kosten zu 18 Pfg., also täg-
lich 22,68 M., jährlich (300 Tage)


6804


M.
Die 9 Apparate kosten (jeder 2650 + Aufstel-
lung = 3000 M.)

27000

M.

Also die Apparate bezahlt in 4 Jahren.

Anlagekosten. Vergleich mit anderen Systemen.

Für Silesia II hätte eine Fopper'sche Anlage
mit Thüren gekostet

9300

M.
(gegen 3400 bezieh. 2500 M., also 27 Proc.)
Eine Kläranlage für chemische Reinigung 6200 M.
dazu Betriebskosten und Chemikalien täglich
4,80 M. (20 cbm zu 14 Pfg.), jährlich 1752 M.,
kapitalisirt mit 5 Proc.


35000


M.
–––––––––––
Summa 41200 M.
(gegen 3400 M. = 9 Proc.)

Anwendbarkeit: In erster Linie und am einfachsten und billigsten für Einzelmaschinen, wobei der Condensator an Stelle des Ausblaserohres gesetzt wird.

Bei grösseren industriellen Anlagen, wenn die Maschinen dicht bei einander liegen, empfiehlt sich eine Centralcondensation, sonst ist jede Maschine als Einzelmaschine zu behandeln, wobei man die theueren Rohrleitungen, welche den Ausblasedampf von den Maschinen zur Condensationsanlage führen, erspart und nur verhältnissmässig dünne Rohre zur Abführung des Condenswassers ins Speisewasserbassin erhält.

Nutzbarmachung des Condensates aus Cylinder und Dampfzuleitungsröhren ist stets zu empfehlen. Einspritzung, wenn genügend Druck vorhanden, ebenfalls. Freier Standort desgleichen.

Der Richter'sche Luftcondensator besteht aus zwei Haupttheilen:

1) Dem in gusseisernem Untersatz eingebauten Mischdüsensystem, und

2) dem darüber senkrecht aufgestellten System schmiedeeiserner Kühlröhren.

Das Düsensystem hat den Zweck, den aasblasenden Dampf mit atmosphärischer Luft behufs Abkühlung zu mischen und grösstentheils niederzuschlagen, während in den Röhren das dann noch übrig bleibende Gemisch von Dampf und Luft abgekühlt wird. Seine Construction und Wirkungsweise gehen aus Folgendem hervor: In einem gusseisernen Untersatze befindet sich ein Düsensystem, in welches durch das Ausströmungsrohr der Ausblasedampf eintritt und das durch die im Untersatze angebrachten Oeffnungen Luft ansaugt; das sich hierbei bildende Condensat sammelt sich in dem Untersatze. Das restirende Gemisch von Wasserdunst und erwärmter Luft tritt alsdann in einen nach oben trichterförmig erweiterten Raum und steigt in dem daran anschliessenden senkrechten Rohrsystem in die Höhe. Die genügenden Raum zwischen sich frei lassenden Röhren werden von der atmosphärischen Luft umspült, und wird dadurch das im Innern befindliche Dampf- und Luftgemisch abgekühlt. Das Condenswasser rinnt im Innern der Rohre herab und sammelt sich in einem unter dem Untersatze angebrachten Bassin, von wo es den Speisepumpen zufliesst oder von denselben angesaugt wird. Die vom Dampf befreite und wieder abgekühlte Luft tritt aus den oberen Mündungen der Rohre ins Freie.

Naturgemäss ist es nicht möglich, so viel Wasser aus dem Ausblasedampf zu gewinnen, als in die Dampfkessel gespeist wurde und im continuirlichen Betrieb zu speisen nothwendig ist, weil sowohl an den Kesseln und den Dampfmaschinen schon Dampfverluste entstehen, als es auch praktisch unmöglich ist, jedes Atom im Ausblasedampf enthaltene Wasser zurückzugewinnen. Aus diesen Gründen ist es nothwendig, dem Condensat einen gewissen Procentsatz rohes Wasser zuzufügen, und dies geschieht, wenn genügender Druck vorhanden ist, vortheilhaft in der Weise, dass das betreffende Wasserzuführungsrohr als Brause in einem Räume endet, welcher das Rohrsystem in entsprechender Höhe unterbricht. Es wird hierdurch der doppelte Vortheil erzielt, dass einestheils die Condensation des Ausblasedampfes befördert und anderntheils das erforderliche Zusatzwasser auf eine hohe Temperatur vorgewärmt wird. Besitzt das Zusatzwasser nicht genügenden natürlichen Druck, so lässt man dasselbe direct in das Speisewasserbassin eintreten.

Das ausschliessliche Ausführungsrecht für den Richter'schen Luftcondensator ist der Wilhelmshütte in Waldenburg in Schlesien übertragen.

|86|

1891 282 * 125.

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