Titel: | Moderne Dampfkesselfeuerungen. |
Autor: | O. Herre |
Fundstelle: | Band 315, Jahrgang 1900, S. 781 |
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Moderne Dampfkesselfeuerungen.
Von O. Herre, Ingenieur und Lehrer.
(Fortsetzung von S. 757 d. Bd.)
Moderne Dampfkesselfeuerungen.
In den Fig. 24 bis
26 ist eine Schrägrostfeuerung von Otto Thost in Zwickau dargestellt, die für einen Flammrohrkessel der Gebr. Senkeisen in Koburg gebaut wurde.
Diese Feuerung besteht aus einer Schüttvorrichtung mit einstellbarer Klappe, einer Schürplatte von 300 mm Länge, dem Schrägrost
von 1200 mm Länge und einem Schlackenrost.
Die Schürplatte hat bei C eine mittels Klappe leicht verschliessbare Schüröffnung. Die Neigung des Rostes entspricht dem Böschungswinkel des Brennmaterials,
so dass letzteres selbstthätig nach unten sinkt. Unten ist der Schrägrost von der gegenüberliegenden Feuerbrücke um 400 mm
entfernt. Die so entstehende Oeffnung wird von dem etwas tiefer liegenden Schlackrost abgeschlossen,doch bleibt nach vorn ein Spalt von genügender Breite, um die Schlacke vom Rost nach vorn entfernen zu können. Auch kann der
Schlackenrost nach vorn vorgezogen werden.
Ueber dem Schrägrost ist in einer horizontalen Entfernung von 500 mm von der Stirnmauer ein Gewölbe von 250 mm Breite gespannt.
Durch dieses Gewölbe werden die auf dem oberen Teile des Schrägrostes sich
entwickelnden Gase verhindert, sofort nach dem Flammrohr hin zu entweichen. Sie werden vielmehr nach unten gedrückt und müssen
mit dem auf dem unteren Teile des Schrägrostes liegenden glühenden Brennstoff in Berührung kommen, wodurch ihre vollkommene
Verbrennung gesichert ist.
Um die vordere Befestigungsstelle des Flammrohres möglichst gegen den Einfluss einer etwaigen Stichflamme zu schützen, ist dasselbe mit einem Schutzring aus feuerfestem Material
versehen. Obwohl durch diese Verengung die Zugwirkung etwas beeinträchtigt werden dürfte, so hat erstere doch den Vorteil,
dass eine bessere Durchmischung der Gase infolge der Einschnürung erreicht wird, was die endgültige Verbrennung noch unverbrannter
Gase begünstigt.
Um die Ausstrahlungsverluste zu vermindern, enthält das den Feuerraum umgebende Mauerwerk Hohlräume, die eventuell mit schlechten
Wärmeleitern ausgefüllt werden.
In den Fig. 27 bis 29 ist eine andere Ausführung der Thost'schen Schrägrostfeuerung wiedergegeben. Dieselbe unterscheidet sich hauptsächlich durch die Zuführung vorgewärmter Verbrennungsluft.
Textabbildung Bd. 315, S. 781
Schrägrostfeuerung von Otto Thost.Fig. 24. Längsschnitt.Fig. 25. Schnitt AB.Fig. 26. Schnitt CD.
In der vorderen Stirnwand befinden sich unten nach Fig. 28 zwei durch Schieber verschliessbare Oeffnungen, durch welche die sekundäre Verbrennungsluft eintreten kann. Die beiden Luftkanäle
gehen dann zuerst horizontal nach hinten, wie dies aus Fig. 27 an den punktierten Linien zu erkennen ist, um dann senkrecht emporzusteigen (vgl. auch Schnitt 2-2
Fig. 29). Die beiden Luftkanäle münden schliesslich in den oberhalb des Gewölbes befindlichen Luftraum, um von hier durch kurze Kanäle
in den Feuerraum zu gelangen.
Ueber den Zweck der sekundären Luftzuführung ist das Wichtigste schon bei der Besprechung der Heissluftfeuerbrücke von Otto Thost und bei der Feuerung von Schulz-Knaudt gesagt worden. Auch hier gilt insbesondere,dass es hauptsächlich darauf ankommen wird, die Zufuhr der Oberluft richtig zu regeln. Da der Verbrennungsvorgang bei der
Schrägrostfeuerung aber ein kontinuierlicher ist, so wird eine einmalige Regulierung genügen, falls der Betrieb nicht erheblichen
Schwankungen unterworfen ist. Anderenfalls wäre allerdings immer wieder eine neue Einstellung bei jedem
Belastungswechsel notwendig.
Es muss noch darauf aufmerksam gemacht werden, dass die Mauerung sehr sorgfältig herzustellen ist, um das Auftreten von Mauerrissen
infolge der Wärmeausdehnungen zu verhindern. Sollten sich derartige Risse trotzdem zeigen, so sind dieselben sofort wieder
auszufüllen, da sonst der Wirkungsgrad der Feuerung durch das Einströmen kalter Luft sehr ungünstig beeinflusst werden könnte.
Die Gewölbeanordnung bei den Fig. 27 bis 29 weicht von derjenigen der Fig. 24 bis 26 insofern ab, dass zur Erlangung des Luftraumes das vordere Gewölbe etwas geneigt liegt. Das nach unten in den Feuerraum vortretende
Gewölbe drückt wieder die auf dem oberen Rost entwickelten Gase nach unten, um sie mit dem glühenden Brennstoff auf dem unteren
Rost in Berührung zu bringen.
Am 2. November 1899 wurde an dem Dampfkessel Nr. 3 des Kabelwerkes Oberspree in Oberschönweide ein Verdampfungsversuch vorgenommen, der folgendes ergab:
Der mit der Schrägrostfeuerung versehene Dampfkessel Nr. 3 ist ein Babcock-Wilcox-Kessel von 202 qm wasserbespülter Heizfläche
und 4,6 qm totaler Rostfläche. Das Brennmaterial bestand aus schlesischer Steinkohle mit einem Heizwert von 6384 Kal.
Am Schlusse des Versuches wurden Wasserstand und Feuer auf denselben Stand wie beim Anfang des Versuches gebracht.
Die Rauchentwickelung konnte leider nicht festgestellt werden, da sich beim Versuche auch die übrigen mit Planrost versehenen
Kessel im Betrieb befanden, welche an demselben Schornstein angeschlossen waren.
Die erzielten Resultate enthält die folgende Zusammenstellung:
Dauer des Versuches (12½ Uhr vormittags bis
6½ Uhr nachmittags)
6,0
Std.
Verdampftes Wasser
23650,0
kg
Verbrannte Kohle
2856,0
kg
Dampfdruck im Durchschnitt
6,2
at
Temperatur des Speisewassers im Durchschnitt
9,0°
C.
Temperatur des Kesselhauses im Durchschnitt
15,0°
C.
Temperatur der Gase im Fuchs im Durchschnitt
300,0°
C.
Zugstärke vor dem Schieber im Durchschnitt in Millimeter Was- sersäule
8,0
Kohlensäure kurz vor dem Schie- ber im Durch- schnitt
12,0
%
Beschickt wurde oder in Abstän- den von
18,020,0
malMin.
Geschürt wurde oder in Abstän- den von
22,016,3
malMin.
Abgeschlackt wurde nur ein- mal um 5 Uhr 5 Minuten, um das Feuer wie- der auf den Zu- stand zu brin- gen, wie bei Be- ginn des Ver- suches.
Rückstände
320,0
kg
„
11,2
%
Auf
1
qm
Rostfläche
wurde
verbrannt
pro
Stunde
103,5
kg
„
1
„
Heizfläche
„
„
„
„
2,35
„
„
1
„
„
„
verdampft
„
„
19,5
„
1 kg Kohle verdampfte Wasser von 9° C. in Dampf von 6,2 at
8,28
„
Zur Verdampfung nutzbar gemachte Wärme
83,0
%
Der bei diesem Versuch erzielte Kesselwirkungsgrad von 0,83 erscheint ungewöhnlich hoch und lässt Zweifel an die Richtigkeit
der Verdampfungszahlen aufkommen. Die Verdampfung von 19,5 kg Wasser für 1 qm Heizfläche in der Stunde ist für einen
Wasserrohrkessel verhältnismässig hoch und dürfte wohl die Annahme rechtfertigen, dass der erzielte Dampf sehr nass war, so
dass die Resultate etwas zu günstig erscheinen.
Infolge der hohen Verdampfung fällt auch die Temperatur der Gase im Tuchs etwas hoch aus, jedenfalls höher als es mit Rücksicht
auf den erzielten Wirkungsgrad zu erwarten gewesen wäre. Auch dies spricht dafür, dass der thatsächliche Wirkungsgrad niedriger
gewesen sein wird, als der durch Rechnung erhaltene. Immerhin aber dürfte die Ausnutzung des Brennstoffes durch die Feuerung
eine sehr zufriedenstellende gewesen sein.
Die Fig. 30 bis 32 zeigen den verbesserten Langen'schen Etagenrost, wie er von der
Maschinenbauanstalt Humboldt in Kalk bei Köln gebaut wird.
Diese Feuerung zeichnet sich durch eine eigenartige, aber zweckmässige Beschickungsart sehr vorteilhaft aus. Der Rost besteht,
wie Fig. 31 erkennen lässt, aus drei durch gusseiserne Platten a gebildete Etagen. An die Platten a schliessen sich nach innen die Roststäbe b an, die in einem stumpfen Winkel geknickt sind, wodurch ein horizontaler Planrost mit einem Schrägrost zusammen immer eine
Stufe bildet. Die Roststäbe ruhen am äusseren Ende auf gusseisernen Rostträgern auf, die unter den Platten a angeordnet sind. Innen dagegen ruhen die Roststäbe auf schmiedeeisernen Röhren c, die durch Wasserzirkulation gekühlt werden.
Die Röhren c sind an die seitlichen Röhren d1 bezw. d2 angeschlossen, wobei die Röhren d1 etwas geneigt liegen, um das Entweichen des sich bildenden Wasserdampfes zu erleichtern; aus dem gleichen Grunde liegen auch
die Röhren c etwas geneigt. Die Röhren d1 bezw. d2 sind an zwei seitliche vertikale gusseiserne Röhren e1 und e2 angeschlossen, die oben in einen Wasserbehälter
f münden.
Infolge der gewählten Rohrneigung steigen die Dampfbläschenin den Röhren c nach Fig. 30 von rechts nach links auf, gelangen in die Röhren d1 und von hier durch das Rohr e1, welches über den Wasserspiegel hinausgeführt ist, in den Behälter f. Das notwendige Ersatzwasser kann nur durch das Rohr e2, welches am Boden des Behälters f anschliesst, in die seitlichen und horizontal liegenden Röhren d2 gelangen, von wo aus das Wasser nach c geführt wird. Auf diese Weise wird eine sehr gute Wasserzirkulation erreicht, wodurch sich diese neueste Konstruktion sehr
vorteilhaft von den früheren Ausführungen unterscheidet, bei denen zwar auch Wasserkühlung angewendet wurde, jedoch ohne die
jetzt erzwungene Wasserzirkulation zu erzielen. Die ersten Ausführungen ohne jede Wasserkühlung bewährten sich bekanntlich
überhaupt nicht.
Textabbildung Bd. 315, S. 782
Fig. 27.Schrägrostfeuerung von Otto Thost.
Das Wasser in dem Behälter f wärmt sich an und kann zur Kesselspeisung Verwendung finden, wobei dann die an das Wasser abgegebene Wärme nutzbar verwertet
wird.
Wichtig ist es, dass die Rohranordnung derart getroffen ist, dass eine Reinigung der Röhren von angesetztem Kesselstein bequem
ausführbar ist, da man die einzelnen ∪-förmigen Roststränge d1cd2 jeder Etage leicht lösen kann, indem man die vier Flanschschrauben an den beiden vorderen säulenartigen Röhren e1 bezw. e2 löst.
Die Beschickung der Feuerung erfolgt in nachstehender Weise:
Sobald nach dem Anfeuern eine gleichmässige Bedeckung der einzelnen Stufen erreicht ist, werden die einzelnen Platten a vom Heizer mit frischer Kohle beworfen. Mittels einer breiten Krücke stösst dann der Heizer, von der untersten Stufe beginnend,
das frische Brennmaterial unter die glühenden Kohlen. Da hierbei das Brennmaterial langsam entgast wird, und die Gase gezwungen
werden, die glühende Brennstoffschicht zu durchstreichen, so muss die Verbrennung eine vollkommene und rauchfreie sein. Bei
der Bedienung ist nur darauf zu achten, dass das Nachdrücken des Brennmaterials immer in der richtigen Reihenfolge geschieht,
damit das frische Brennmaterial immer unter glühende Kohlen gelangt bezw. von den herabstürzenden glühenden Kohlen beim Beschicken
der nächst höheren Stufe bedeckt wird.
Durch diese Beschickungsart wird auch ein gutes Abschlacken des Rostes erzielt, da die Schlacken vom Rost abgedrückt werden,
und mit der fallenden Kohle auf die nachfolgende Stufe gelangen, bis sie schliesslich auf dem unten angeordneten Schlackenrost
g ankommen, wo sie vollständig ausbrennen und dann nach vorn vorgezogen werden, um in den mit Wasser gefüllten Aschenfall h zu gelangen.
Textabbildung Bd. 315, S. 783
Schrägrostfeuerung von Otto Thost.
Textabbildung Bd. 315, S. 783
Verbesserter Langen'scher Etagenrost von der Maschinenbauanstalt Humboldt.
Auch der Luftüberschuss wird sich in günstigen Grenzen halten lassen, wenn nur sorgfältig darauf geachtet wird, dass keine
kalte Luft durch Lücken in der Brennstoffschicht in die Feuerung gelangen kann.
Die Bedienung setzt allerdings einen verständigen und zuverlässigen Heizer voraus, doch ist andererseits die Thätigkeit des
letzteren dadurch erleichtert, dass nur eine geringe Wärmeausstrahlung stattfindet.
Der Langen'che Etagenrost ist mit Rücksicht auf die erhebliche Raumbeanspruchung nur als Aussen- oder Unterfeuerung zu verwenden.
Den gleichen Zweck wie der Langen'sche Etagenrost, nämlich die Verhinderung der Einströmung kalter Luft und die Erzielung einer Vorvergasung des Brennmaterials,
verfolgt die Feuerung von Fränkel und Co. in Leipzig-Lindenau.
Das Projekt einer Dampfkesselanlage mit Fränkel-Feuerung für das Krankenhaus zu St. Jakob in Leipzig ist in den Fig. 33 bis 36 wiedergegeben.
Textabbildung Bd. 315, S. 784
Dampfkesselanlage mit Fränkel-Feuerung.
Schnitt AB. Schnitt CD.
Das Brennmaterial wird durch zwei Oeffnungen a, die sich in dem Fussboden der erhöhten Plattform vor den Kesseln befinden, aufgegeben und fällt in den Vorraum b. Von hier sinkt das Brennmaterial durch die drei vertikalenSchächte c, die von den beiden Uebermauerungen d des eigentlichen Verbrennungsraumes gebildet werden, abwärts auf den Rost e. Dieser besteht bei dieser neueren Ausführung aus gekrümmten Platten mit keilförmigen Luft spalten, während bei den älteren Ausführungen seitliche Treppenroste angewendet wurden.
Infolge der Krümmung des Rostes sinkt das Brennmaterial langsam von beiden Seiten nach der Mitte.
Die Verbrennung erfolgt in günstiger Weise, da das Brennmaterial in den vertikalen Schächten c erwärmt und daher zum grössten Teile entgast wird, bevor es auf den Rost gelangt. Die entwickelten Gase müssen nach unten
ziehen und die Schichten glühender Kohle durchströmen, die auf den Rostflächen ausgebreitet sind. Es wird daher in sicherer
Weise eine Verbrennung der Gase herbeigeführt, da die Temperatur hoch genug ist, um eine Abscheidung des Kohlenstoffes aus
den Gasen als Russ zu verhindern.
Die Verbrennungsluft wird einerseits durch die Rostspalten, andererseits durch besondere gemauerte Luftkanäle dem Vergasungsraum
zugeführt.
Um Festsetzungen des Brennstoffes in den vertikalen Schächten zu verhindern, darf nur Brennmaterial in möglichstgleichmässiger Korngrösse verfeuert werden. Bei Störungen im Nachschub müssen die vorn angebrachten Feuerthüren geöffnet werden,
womit natürlich ein Eindringen kalter Luft verbunden ist.
Da die Feuerung als Vorfeuerung gebaut werden muss, so eignet sie sich hauptsächlich für die Verbrennung von Braunkohle, Torf,
Sägespäne u. dgl.
Der Dampfkessel ist ein Zweiflammrohr-Zwillingskessel, indem die beiden Flammrohrkessel der besseren Raumausnutzung wegen
übereinander angeordnet sind. Die Heizfläche beträgt bei 2 m Durchmesser des Mantels, 675 mm der Flammrohre und 9,5 bezw.
10 m Länge 150 qm, der Betriebsdruck 6 at. Die beiden Kessel haben selbständige Dampfräume und Wasserräume.
Die Führung der Heizgase ist folgende:
Zuerst durchstreichen die Gase die beiden unteren Flammrohre, dann die beiden oberen Flammrohre, um dann in drei S-förmigen Windungen die beiden Kesselmäntel zu umspülen.
(Schluss folgt.)