Titel: Kondensations-Einrichtungen auf der Weltausstellung in Brüssel 1910.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1910, Band 325 (S. 705–708)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj325/ar325209

Kondensations-Einrichtungen auf der Weltausstellung in Brüssel 1910.

Von Dipl.-Ing Fritz L. Richter in Chemnitz.

(Fortsetzung von S. 692 d. Bd.)

Kondensationseinrichtungen mit rotierenden Maschinen.

Die Dampfturbine der französischen Firma Dujardin & Co. in Lille ist mit einer Mischkondensation mit rotierenden Maschinen ausgerüstet. Die 2500 PS-Turbine ist mit einem Drehstromgenerator der Firma Ateliers de Constructions Electriques du Nord et de l`Est in Jeumont gekuppelt und läuft mit 1500 Umdrehungen i. d. Min. Unmittelbar auf der Welle der Turbine sitzt eine einstufige Kreiselpumpe, die das Wasser von unten empfängt und nach unten liefert. Das Druckrohr wird dann im Keller unter der Decke entlang und in das Abdampfrohr der Turbine, das bei der 2500 PS-Turbine über einen Meter Durchmesser hat, seitlich hineingeführt. Das dicke Abdampfrohr erweitert sich ein wenig kugelförmig, um sich dann wieder zu verengen und führt senkrecht nach abwärts. Bei dem gänzlich unzugänglichen Kellerschacht, in dem sich das Rohr befindet, ist schon die äußere Gestalt des Rohres nicht weiter zu verfolgen In erheblicher Tiefe mündet das Rohr dann in einem Wasserbehälter aus. Da das Wasser, das sich hier offenbar unter atmosphärischer Spannung befindet, aber wegen zu tiefer Lage seines Spiegels nicht mehr frei abfließen kann, ist tief im Keller eine weitere Kreiselpumpe aufgestellt, die die Aufgabe hat, das Wasser der Kühlturmpumpe zuzuführen. Diese Pumpe wird von der Turbinenwelle durch vier senkrecht verlaufende Seile angetrieben. Die Pumpe selbst erscheint schwer zugänglich. Diese Pumpe hat also nicht etwa die Aufgabe, das Warmwasser unmittelbar auf den Kühlturm zu heben, sondern ist lediglich erforderlich, weil der Kondensator bei seiner großen Bauhöhe das Wasser in zu großer Tiefe abfließen läßt. Aus der hohen Drehzahl und dem Durchmesser der unmittelbar mit der Turbine gekuppelten Kreiselpumpe ist anzunehmen, daß in derselben das Wasser auf ziemlich erhebliche Pressung gebracht wird, die dann die Benutzung eines einfachen Strahlkondensators auch zur Erzielung eines guten Vakuums gestattet. Ein Manometer zur Beobachtung der von der Kreiselpumpe hergestellten Spannung war nicht angebracht. Der Kraftbedarf der Kreiselpumpe läßt sich bei der unmittelbaren Kuppelung mit der Turbine überhaupt nicht feststellen. Ob es sich um einen einfachen Strahlenkondensator gemäß Fig. 20 dieses Berichtes oder um eine Parallelschaltung vieler einzelner Strahldüsen, wie sie sich in dem Mischkondensator von Balcke nach Fig. 6 vorfinden, kann nicht angegeben werden, da die Firma zwar eingehende Besichtigung ihrer Maschine gestattet, aber irgendwelche Unterlagen über die innere Ausführung nicht zur Verfügung stellt. Jedenfalls handelt es sich um eine einfache Strahlkondensation mit ziemlich hohem Aufschlagdruck des Betriebswassers.

Textabbildung Bd. 325, S. 705

In Verbindung mit der Elektra Dampfturbine der Compagnie Général Electrique in Nancy (Frankreich), die für 300 PS und 3000 minutliche Umdrehungen bestimmt ist, hat die Soc. anonyme Westinghouse in Paris eine Schleuderrad-Mischkondensation aufgestellt, die nach dem D. R. P. 167118 dieser Firma und Maurice Leblanc in Auteuil bei Paris ausgeführt ist. Obwohl diese Kondensation inzwischen bereits allgemein bekannt geworden ist,1) |706| sei dieselbe im Zusammenhang durch Fig. 3 und 4 wiedergegeben. Das Kühlwasser wird einer teilweise beaufschlagten Kreiselpumpe zugeführt, die das Wasser mit solcher Geschwindigkeit in den Kondensator schleudert, daß nach erfolgter Kondensation durch Umsetzung der Geschwindigkeit in Druck Kühlwasser, Kondensat und Luft aus dem Unterdruck gegen die atmosphärische Spannung gefördert werden. Die Schleuderpumpe ist durch einen Elektromotor angetrieben.

Da bei dieser Kondensation die Luft vor ihrer Verdichtung mit dem durch die Kondensation des Dampfes bereits erwärmten Wasser gemischt wird, kann dieses Wasser bei weitem nicht auf die Sättigungstemperatur der Kondensatorspannung erwärmt werden. Die Anlage ergibt eine einfache rotierende Mischkondensation.

Textabbildung Bd. 325, S. 706

Besorgt man die Luftabsaugung durch Schleuderoder Strahlwirkung unter Anwendung von kaltem Wasser, so kann unter der Voraussetzung, daß nicht unzulässig viel Luft zu bewältigen ist, fast vollkommen das Vakuum erzielt werden, welches der Warmwassertemperatur entspricht. Dieser Erfolg wird dadurch erzielt, daß die Luft vor ihrer Verdichtung mit einer so großen Menge kalten Wassers intensiv gemischt wird, daß ihre Abkühlung auf diese Temperatur unter Ausscheidung einer dementsprechenden Menge Wasserdampf sichergestellt ist.

Die Maschinenbau-Akt.-Ges. Balcke trägt dieser Tatsache Rechnung, indem sie Gegenstrom-Mischkondensationen nach dem System Westinghouse Leblanc ausführt. Eine solche Kondensation ist in Verbindung mit der 1000 PS-Maschine mit Lentz-Steuerung der Firma H. Bollinckx in Brüssel ausgestellt und durch die Fig. 5 und 6 wiedergegeben. Das Kühlwasser fließt dem stehenden Kondensator durch ein Düsensystem zu, in dem die Zuflußenergie, die einmal zur Verfügung steht und die bei einem gewöhnlichen Mischkondensator durch Drosselung vernichtet zu werden pflegt, dazu benutzt wird, soweit wie möglich einen Spannungsanstieg zu erzeugen. In der so gewonnenen ersten Spannungsstufe arbeitet auch dieser Kondensator allerdings als einfacher Strahlkondensator, da die Verdichtung der Luft mit dem durch die Kondensation bereits erwärmten Wasser erfolgt. Deshalb läßt sich ein weitgehender Spannungsanstieg auf solche Weise auch nicht erzielen, immerhin wird die Zuflußenergie des Kühlwassers, die sich anders nicht ausnutzen läßt, noch dazu benutzt, das Vakuum um etwa 1 v. H. zu erniedrigen und die Arbeit der Schleuderluftpumpe zu unterstützen.

In dem unteren Teil des Kondensators, in dem bereits ein kleiner Spannungsanstieg herrscht, wird die Luft aus dem warmen Wasser geschieden und durch eine besondere Schleuderradluftpumpe oben abgesogen. Dadurch, daß diese besondere Schleuderradluftpumpe mit kaltem Wasser betrieben wird, wird nunmehr die Luft vor ihrer Verdichtung weitgehend abgekühlt, so daß der Kondensator in seiner zweiten Spannungsstufe als Gegenstromkondensator arbeitet.

Die Schleuderradluftpumpe als selbständiges Aggregat ist in Fig. 7 und 8 dargestellt. Wie ersichtlich, arbeitet das Schleuderwasser im Kreislauf. Da aber gelegentlich der Luftverdichtung von dem Wasser ein gewisser Wärmebetrag aufgenommen wird, muß auch für seine Abführung gesorgt werden. Die Maßnahme hierfür ist aus Fig. 7 und 8 ersichtlich und besteht in der Möglichkeit, kaltes Wasser zuzusetzen und warmes dafür fortfließen zu lassen.

In ihrer Eigenschaft als Kreiselpumpe kann das Schleuderrad zufolge der Schaufelanordnung weder allein ansaugen, noch kann es durch einfaches Anfüllen der Pumpe, wie es bei einer gewöhnlichen Kreiselpumpe zu geschehen pflegt, dahin gebracht werden. Deshalb ist eine besondere Vorrichtung für das Anlassen nötig. Zu diesem Zwecke ist in dem Diffusorrohr unterhalb des Rades eine besondere Strahldüse ausgebildet, der die Treibflüssigkeit von außen her durch den Stutzen a zugeführt wird. Früher wurde meist Frischdampf zum Anlassen verwendet, heute wird Druckwasser bevorzugt. Dieses muß von anderer Seite verfügbar sein, da es die Kondensation sich nicht selbst herstellen kann. Diese Hilfsdüse muß zunächst ein solches Vakuum herstellen, daß das Wasser anfängt, durch die Schleuderpumpe zu fließen. Es ist darauf zu achten, daß hierzu nicht unbequem lange Zeit erforderlich ist. Sinkt aus irgend einem Grunde das Vakuum auf diesen Betrag, so reißt die Saugwassersäule ab, die Anlage kann sich nach Beseitigung der Ursache nicht selbst erholen, sondern muß von neuem angelassen werden. Aus diesem Grunde wird der Wasserspiegel des Gefäßes c für das Schleuderwasser stets so angelegt, daß sich für die Schleuderpumpe nur eine geringe Saugehöhe ergibt. Ein Teil des dabei verbleibenden erheblichen Zuflußdruckes zur Pumpe wird durch den in der Saugeleitung angeordneten Schieber b abgedrosselt, indem mit diesem Schieber gleichzeitig die Regelung der Pumpe bewirkt wird. Diese Betrachtung gilt auch bei dem Schleuderkondensator gemäß Fig. 3 und 4 und auch dann, wenn die Schleuderpumpe (Fig. 7 und 8) zum Absaugen der Luft aus einem Oberflächenkondensator benutzt wird.

Das Warmwasser wird bei der Gegenstrom-Mischkondensation |707| durch eine besondere Kreiselpumpe, deren Schneckengehäuse aus Fig. 6 ersichtlich ist, aus dem Unterdrück herausgeschafft unter gleichzeitiger Förderung des untermischten Kondensates. Sie ist mit der Schleuderpumpe für die Luftsaugung in gemeinschaftlichem Gehäuse untergebracht, so daß beide Pumpen mit übereinstimmender Drehzahl laufen müssen. Fig. 5 und 6 zeigen, daß diese Bedingung bei der Warmwasserkreiselpumpe zu keiner abnormalen Ausführung führt. Die verhältnismäßig hohe Drehzahl der Schleuderpumpe kann für die Kreiselpumpe benutzt werden, da das Wasser erstens um etwa 10 m zu fördern ist und da sich zweitens für die Warmwasserpumpe dadurch ungünstigere Bedingungen ergeben dürften, daß das Wasser nicht alle Luft abgegeben hat und drittens mit einer Spannung in die Pumpe eintritt, der die Temperatur des Wassers nahezu als Sättigungstemperatur entspricht. Es ist hierbei wichtig, daß beim Ansaugen keine zu großen Geschwindigkeiten benutzt Werden, weil durch deren Erzeugung der Druck, unter dem das Wasser steht, so weit sinken kann, daß Dampfentwickelung stattfindet.

Textabbildung Bd. 325, S. 707

Das Pumpenaggregat ist auch hier elektrisch angetrieben und läuft mit 950 minutlichen Umdrehungen. Ich beobachtete eine Stromaufnahme von 24 KW, so daß die Pumpe etwa 24 PS und 2,4 v. H. der Normalleistung, für die die Kondensation bestimmt ist, verbraucht. Durch die angebrachten Instrumente können das Vakuum und die Wassertemperaturen gemessen werden. Diese Beobachtung hat indessen wenig Wert, da die Maschinen auf der Ausstellung nicht genügend belastet werden.

In Deutschland werden von der Maschinenbau-Akt.-Ges. Balcke in Bochum vielfach Oberflächenkondensatoren mit der Luftabsaugung nach System Westinghouse Leblanc in Verbindung mit Dampfturbinen ausgeführt. Eine solche Kondensation ist auf der Ausstellung leider nicht zu sehen.

Die Firma hat indessen in der Deutschen Maschinenöle auf einem eigenen Stande noch einige ihrer Erzeugnisse ausgestellt. Hervorzuheben ist hier vor allem eine raschlaufende Kreiselpumpe für geringe Förderhöhen bei großer Wassermenge. Dies sind die Arbeitsbedingungen, die sich im allgemeinen für die Kühlwasserpumpe bei größeren Oberflächenkondensationsanlagen ergeben, indem das Wasser häufig einzig um die Höhe zu fördern ist, die sich zur Ueberwindung aller Widerstände als notwendig ergibt. Diese Bedingungen erfordern an sich gerade eine geringe Drehzahl, und eine normale Kreiselpumpe kann solcher Bedingung auch nur bei geringer Drehzahl entsprechen. Die Schleuderpumpe, System Westinghouse Leblanc, die für das Absaugen der Luft aus dem Oberflächenkondensator erforderlich ist, erfordert hohe Drehzahl, ebenso die Kondensatkreiselpumpe. Aus dem Verlangen, alle Pumpen auf gemeinsamer Welle anzuordnen, entsteht notwendigerweise die Bedingung, eine Niederdruck-Kreiselpumpe für hohe Drehzahlen zu schaffen.

Bei elektrischem Antrieb der Kondensation kommt Balcke der Bedingung der Kühlwasserpumpe dadurch entgegen, daß er für die Schleuderpumpe verhältnismäßig kleine Drehzahl erwählt und den gesamten Maschinensatz auf die für Drehstrom passende Drehzahlen 720 oder 960 durchbildet. Es herrscht nun heute das Bestreben vor, die Kondensation unabhängig von elektrischer Versorgung durch eine kleine Dampfturbine anzutreiben. Dieses Bestreben hat Berechtigung, da in allen Zentralen, die über Nacht stillgesetzt werden und ohne Akkumulatorenbatterie arbeiten, das Anlassen der Hauptturbine bei elektrisch angetriebener Kondensation sehr erschwert ist. Man ist zunächst bei der Hauptmaschine auf Auspuff betrieb angewiesen und muß sie beim Betrieb auf Kondensation umschalten oder man muß auf kurze Zeit zur Stromerzeugung eine andere Maschine zu Hilfe nehmen.

Textabbildung Bd. 325, S. 707

Der Antrieb durch eine Dampfturbine erfordert auf alle Fälle eine für die einfache Zirkulationspumpe unbequem hohe Drehzahl. Man hat zur Lösung der Aufgabe die Kühlwasserpumpe in zwei und sogar drei doppelseitige Pumpen aufgeteilt, doch ergibt das einen unschönen Maschinensatz (Fig. 9).2) Die Maschinenbau-Akt.-Ges. Balcke geht deshalb sehr zweckmäßig dazu über, diese beiden Pumpen in einem gemeinsamen Gehäuse unterzubringen und so wieder eine einzige für die Benutzung brauchbare Kühlwasserpumpe zu schaffen. Eine solche sehr charakteristische Pumpe hat die Firma ausgestellt. Dieselbe ist in Fig. 10 mit geöffnetem Gehäuse dargestellt, |708| so daß die Eigenart der Pumpe zu erkennen ist. Die sichtbaren Schaufelsysteme bilden nicht das Laufrad, sondern den mit Schaufeln ausgerüsteten Leitapparat, der die Laufräder umgibt, so daß der Durchmesser der letzteren noch kleiner ist. Man erkennt an der achsialen Unterteilung des Leitapparates, der bei jeder Einzelpumpe noch vorliegt, deutlich, daß jede Pumpe für sich noch eine doppelseitige Pumpe bildet, genau wie die beiden einzelnen Pumpen (Fig. 9). Mit Rücksicht auf die hohe Drehzahl, die Balcke zu 2000 erwählt, ist die Welle durch Kugellager getragen.

Textabbildung Bd. 325, S. 708

Man muß es zweifellos anerkennen, daß die Maschinenbau-Akt.-Ges. Balcke, Bochum, den Schwierigkeiten, die das System Westinghouse Leblanc in sich birgt, durch sehr vollkommene Ausgestaltung gerecht geworden ist. Besonders sei auch noch darauf aufmerksam gemacht, daß die Firma in der Lage ist, Interessenten sehr vollkommene und inhaltreiche Druckschriften über ihre rotierende Kondensation, System Westinghouse Leblanc, zur Verfügung zu stellen und auf eine große Reihe von Ausführungen zu verweisen.

Die Firma Balcke weist durch die in Fig. 10 dargestellte Kreiselpumpe deutlich auf die Bestrebungen hin, die Kondensation von der Stromlieferung unabhängig zu machen und durch eine Dampfturbine anzutreiben. Es ist schade, daß in Verbindung mit den auf der Ausstellung arbeitenden Dampfturbinen ein solcher Antrieb nicht zu finden ist. Da es unwirtschaftlich ist, in der sich ergebenden Turbine geringer Leistung das gesamte verfügbare Spannungsgefälle des Dampfes zu benutzen, so läßt man den Dampf gern auf einen Teil seines Gefälles in der Hauptturbine arbeiten. Dieses bringt indessen wieder gewisse Schwierigkeiten, die beispielsweise in der sicheren Beherrschung der Regelung bei kleinen Leistungen liegen.

Es ist zu erwarten, daß die nächste Folgezeit in dieser Hinsicht eine weitgehende Entwicklung bringen wird.

(Fortsetzung folgt.)

|705|

S. D. p. J., 1909, Bd. 324, S. 781.

|707|

Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure 1909, S. 703, A. E. G. Zeitung Juli 1909.

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