Titel: | Moderne Dampfkesselanlagen. |
Autor: | O. Herre |
Fundstelle: | Band 317, Jahrgang 1902, S. 264 |
Download: | XML |
Moderne Dampfkesselanlagen.
Von O. Herre, Ingenieur und Lehrer.
(Fortsetzung von S. 234 d. Bd.)
Moderne Dampfkesselanlagen.
Die Anwendung von Galloway-Röhren ist wegen der Befestigung nur im glatten,
nicht im gewellten Flammrohr möglich. Um nun einen der wesentlichsten Vorzüge des
Wellrohres, nämlich die grosse Elastizität in der Längsrichtung, mit den Vorteilen
der Galloway-Röhren zu vereinigen, setzt man auch die Flammrohre aus
Wellrohrschüssen und aus glatten Schüssen zusammen, wobei die Wellrohrschüsse die
Feuerung, die glatten Schüsse die Galloway-Röhren aufnehmen.
Ein derartiger Zweiflammrohrkessel mit Ueberhitzer ist nach der Bauart der Sächsischen Maschinenfabrik vorm. Richard
Hartmann, Chemnitz, in den Fig. 73 bis 78
wiedergegeben.
Jedes Flammrohr besteht aus einem Wellrohrschuss und fünf glatten Schüssen; in den
ersten vier glatten Schüssen sind sieben Galloway-Röhren eingenietet.
Der Kessel hat 100 qm Heizfläche, etwa 2,9 qm Rostfläche und arbeitet mit 12 at
Ueberdruck; er ist mit dem bekannten Leach-Apparat zur automatischen Beschickung des
Rostes versehen.
Hinten ist in einer besonderen Heizkammer der Ueberhitzer eingebaut, der nach dem Schwörer'schen. System aus
Textabbildung Bd. 317, S. 265
Zweiflammrohrkessel mit Ueberhitzer der Sächsischen Maschinenfabrik vorm. Hartmann.Längsschnitt; Schnitt AB.
fünf hintereinander geschalteten, gerippten, gusseisernen Röhren besteht. Durch
Drehung einer zweiteiligen grossen Klappe kann der Ueberhitzer in den Heizgasstrom
ein- oder aus demselben ausgeschaltet werden.
Textabbildung Bd. 317, S. 266
Zweiflammrohrkessel mit Ueberhitzer der Sächsischen Maschinenfabrik vorm. Hartmann.Schnitt CD; Ansicht; Schnitt EFGH.
In Fig. 73
ist der Ueberhitzer ausgeschaltet gezeichnet. Die Heizgase gehen aus den
Flammrohren, wie die Schnitte AB (Fig. 74), sowie EF und GH (Fig. 78) erkennen
lassen, durch seitliche Kanäle in die Seitenzüge und aus diesen vorn in den
Unterzug. Wird die Klappe verstellt, so müssen die Heizgase zwischen dem ersten
und zweiten Zuge den Ueberhitzer passieren. Die Drehachse der Chamotteklappe ist
hohl und steht behufs Kühlung mit dem Schornsteine in Verbindung.
Der Ueberhitzer, der etwa 50 qm Rippenheizfläche umfasst, gestattet, den Dampf um
etwa 100° zu überhitzen.
Die Flammrohre haben 0,8 m Durchmesser, 16 mm Blechdicke und sind in der Längsnaht
geschweisst, sowie maschinell geflanscht. Die Verbindung ist nach Adamson'scher Art mit Zwischenring bewirkt.
Der Mantel hat 2,2 m Durchmesser, 22 mm Blechstärke und ist in den Rundnähten
zweireihig überlappt, in den Längsnähten dreireihig und doppellaschig genietet. Die
Nietung geschieht, soweit es möglich ist, hydraulisch.
In den Fig.
79 und 80 ist noch eine Kesselanlage, bestehend aus zwei Zweiflammrohrkesseln
von je 102 qm Heizfläche, nach den Ausführungen der Maschinenbauanstalt Humboldt, Kalk bei Köln, dargestellt.
Textabbildung Bd. 317, S. 266
Zweiflammrohrkessel von der Maschinenbauanstalt Humboldt.
Das Flammrohr hat eine ähnliche konstruktive Durchbildung wie bei dem vorher
besprochenen Kessel gefunden, indem auch hier der erste Flammrohrschuss aus Wellrohr
besteht. Die übrigen glatten Schüsse sind konisch ausgeführt und in den Rundnähten
einfach überlappt genietet. Die notwendige Versteifung wird durch fünf
Galloway-Röhren gebildet. Nur hinter der Feuerbrücke ist der erste glatte Schuss
durch Winkeleisenringe versteift, da hier kein Galloway-Rohr angeordnet ist. Jeder
Kessel ist mit
einem besonderen von den Heizgasen bestrichenen Dampfsammler versehen.
Die wichtigsten Abmessungen sind:
Flammrohrdurchmesser
800,0
mm
Wandstärke im Flammrohr
15,0
„
Länge des Flammrohrs
10,86
m
Durchmesser des Kesselmantels
2,30
„
„ „ Dampfsammlers
1,00
„
„ „ Dampfdomes
0,70
„
Wandstärke im Mantel
18,5
mm
„ „ Dampfsammler
12,0
„
„ „ Dampfdom
15,0
„
Rostfläche
2,88
qm
Textabbildung Bd. 317, S. 267
Zweiflammrohrkessel von der Aktiengesellschaft Fitzner und Gamper.
Jeder Kessel ruht auf vier Böcken, von denen einer fest ist, während die übrigen drei
auf Rollen liegen, um der Wärmeausdehnung des Kessels folgen zu können. Der
Dampfsammler steht durch einen Stutzen von 0,5 m Durchmesser mit dem Hauptkessel in
Verbindung und stützt sich im übrigen mit zwei Böcken auf dem Mantel des letzteren
ab.
Die Heizgase ziehen durch die Flammrohre nach hinten, hierauf in auf- und
absteigenden Zügen, die durch gemauerte Zungen gebildet werden, am Mantel nach vorn
und von hier aus nach oben, um den Dampfsammler im letzten Zuge zu heizen.
Eine eigenartige Flammrohrausbildung zeigt der in den
Fig. 81 bis
83
dargestellte Zweiflammrohrkessel, welcher auf der letzten Ausstellung in Paris von
der Aktiengesellschaft W. Fitzner und K. Gamper, Sielce
in Russland, ausgestellt wurde.
Der Kessel hatte 106 qm Heizfläche, 12 at Betriebsspannung, 2,3 m Manteldurchmesser
und 10 m Länge; die Flammrohre besitzen eine lichte Weite von 0,9 m; der Mantel
besteht aus fünf Schüssen mit je einer Längsnaht in dreifacher Doppellaschennietung;
die Rundnähte sind doppelt, in Ueberlappung und hydraulisch genietet; die Flammrohre
sind geschweisst, aus je 2 m langen Trommeln hergestellt,dwelche mittels Adamson'scher Umflanschungen miteinander verbunden
sind; sie besitzen in je 500 mm Entfernung ringförmige, aus dem vollen Bleche
ausgepresste Wülste, welche nach folgendem eigenartigen Verfahren, Gamper-Maciejewski, hergestellt werden und zur
Versteifung des Flammrohres und zur Erzielung einer gewissen Elastizität dienen.
Das in der Längsnaht geschweisste Rohr wird, sich über Gasfeuern drehend, an den
Wulststellen rotwarm gemacht; die Wulstbildung erfolgt dann in jedem gewünschten
Masse durch hydraulisches Zusammenpressen des Rohres in der Längsachse und
gleichzeitiges Einlassen gepresster Luft in das an beiden Enden dicht mittels
Deckeln verschlossene Rohr. Der ganze Herstellungsvorgang soll einschliesslich
des Erwärmens für jeden Wulstring nur 6 bis 9 Minuten Zeit beanspruchen.
Statt der sonst üblichen konischen Galloway-Röhren sind hier im oberen Teile der
Flammrohre gebogene Gamper'sche Zirkulationsröhren
eingeschweisst. Dieselben sollen grössere Elastizität gegen Druck und Temperatur
besitzen. Da sie die untere Flammrohrhälfte freilassen, so kann das Flammrohr auch
leichter befahren werden.
Bei Landkesseln werden selten mehr als zwei Flammrohre in einem Kessel untergebracht.
Nur wo eine starke Forcierung des Kessels notwendig ist, wie bei Schiffskesseln,
muss man zur Unterbringung einer relativ grossen Rostfläche auch drei und vier
Flammrohre anwenden.
Textabbildung Bd. 317, S. 268
Dreiflammrohrkessel von Berninghaus.
Die Firma Ewald Berninghaus in Duisburg hatte nun auf
der Weltausstellung 1900 in Paris auch einen Dreiflammrohrkessel (Fig. 84 und 85)
ausgestellt.
Diese Konstruktion führt zu grossen Manteldurchmessern, daher auch zu grossen
Blechstärken; wenn man bedenkt, welche Schwierigkeiten sich bei hartem Speisewasser
bei der Kesselreinigung zwischen Flammrohr und Mantel eines Zweiflammrohrkessels
ergeben, wird man zugeben müssen, dass die Grundbedingung der Anwendung des
Dreiflammrohrkessels eine vorgängige gute chemische Wasserreinigung sein müsste, da
die Anlage dreier so nahe bei einander liegenden Flammrohre die Möglichkeit einer
gründlichen Reinigung derselben wesentlich beeinträchtigt. Auch dürfte die
Rostbeschickung der in verschiedenen Niveaux liegenden Roste den Heizer bald
ermüden.
Die Erbauer dieser, durch ihre riesige Grösse auffallenden Type bezeichnen die
Produktionsfähigkeit einer grossen Menge trockenen Dampfes als den Hauptvorteil
ihrer Anwendung. Der Kessel besitzt eine Heizfläche von 125 qm, eine Rostfläche von
4,16 qm und eine Verdampfungsoberfläche von 22 qm; sein Manteldurchmesser beträgt
2,500 m, sein aus fünf Schüssen durch Ueberlappung der Rundnähte zusammengenieteter
Mantel ist 11,00 m lang, die Böden sind gewölbt. Die beiden oberen Flammrohre haben
vorn einen Durchmesser von 870, rückwärts von 700 mm, das untere besitzt eine lichte
Weite von 700 bezw. 560 mm; den Hauptkessel überlagern noch zwei Vorwärmer. Der
Kessel ist für 12 at Ueberdruck gebaut.
Nach Angabe der Erbauer vermag er in der Stunde und auf den Quadratmeter leicht 30
bis 35 kg Dampf zu erzeugen, so dass ein solcher Kessel bei einer stündlichen
Gesamterzeugung von rund 4000 kg Dampf den Betrieb einer modernen 800pferdigen
Maschine aufrecht erhalten könnte.
Von der Firma G. Kuhn in Stuttgart-Berg, werden auch
Flammrohrkessel mit Tenbrink-Feuerung nach Fig. 86 und 87
gebaut.
Das Feuerrohr dieses Kesselsystems ist in seinem vorderen Teil erweitert, so dass
dasselbe als Feuerbüchse einen geneigten Rost und ein Querrohr als Feuerbrücke
aufnehmen kann. Man hat daher bei diesem Kesselsystem eine vollkommene Innenfeuerung
mit Rückbrennung. Hinter dem Querrohr treten die heissesten Gase in das mit
Galloway-Röhren durchkreuzte oder aus Wellblech hergestellte Flammrohr, sie berühren
also auf einem langen Wege nur direkte Heizflächen.
Das in die Feuerbüchse eingebaute Querrohr, welches als Flammenwender und Feuerbrücke
die rauchverzehrende Rückbrennung herbeiführt, ist nach beiden Seiten konisch
erweitert, um einen raschen Abzug der Dampf blasen und ein lebhaftes Nachströmen des
Wassers zu erzielen; auch wird dadurch eine Ablagerung von Schlamm im Querrohr
verhindert. Das Querrohr ist von aussen durch eine seitliche Einsteigeöffnung leicht
zu befahren und bietet, weil rund und durchaus geschweisst, der Stichflamme
keinerlei Angriffspunkte.
Der Rost liegt auf seiner ganzen Breite und Länge nach vorn ganz frei; die
Zufuhr von Luft ist infolgedessen eine durchaus ungehinderte. Die Roststäbe können
sich daher fortwährend abkühlen, wodurch deren Haltbarkeit die gleiche ist, wie bei
einem guten Planrost.
Textabbildung Bd. 317, S. 269
Flammrohrkessel von Kuhn.
Bei der Bauart der Maschinenfabrik Esslingen (Fig. 88 und
89) wird
dem Flammrohrkessel eine besondere Quervorlage, ähnlich wie bei den Walzenkesseln
Fig. 27
bis 32,
gegeben. Letztere steht durch Stutzen mit dem Flammrohrkessel in Verbindung.
Hierdurch wird auch die Wasserzirkulation in ähnlicher Weise gefördert, wie bei den
Walzenkesseln mit Quervorlage.
Im allgemeinen ist die Wasserzirkulation der Flammrohrkessel keine besonders starke.
Beim Seitrohrkessel wird durch den einseitigen Einbau des Flammrohres und durch die
besondere Heizgasführung (vgl. den Wellrohrkessel Fig. 51 bis 54) eine
gewisse Wasserzirkulation erreicht, indem das Wasser auf der engeren Seite stärker
erwärmt wird als auf der weiteren Seite. Es bildet sich demnach eine Bewegung um das
Flammrohr aus. Bei Zweiflammrohrkesseln wird naturgemäss die Wassermasse zwischen
den Flammrohren am stärksten erwärmt, was in Verbindung mit der starken Dampfbildung
an dieser Stelle zu einer entsprechenden Wasserbewegung führt.
Textabbildung Bd. 317, S. 269
Flammrohrkessel mit Quervorlage von der Maschinenfabrik Esslingen.
Mit Hilfe der Dubiau'schen Rohrpumpe lässt sich jedoch
auch eine kräftige Zirkulation des Wassers in der Längsrichtung des Kessels
erzielen, wie dies Fig. 90 und 91 sofort erkennen
lässt. Die Dampfhaube wird hier über die beiden vorderen Enden der Flammrohre
unmittelbar über der Feuerung eingebaut und reicht mit der inneren vertikalen
Scheidewand fast bis an den Kesselboden. Das Wasser wird mit dem vorn entwickelten
Dampf durch die Röhren emporgeworfen und fliesst nach hinten, um unten durch die
Oeffnung der erwähnten Scheidewand wieder zur Dampfhaube zu gelangen. Leider
erschwert der ganze Einbau der Zirkulationsvorrichtung die Innenreinigung des
Kessels nicht unerheblich.
Ein neuer eigenartiger Flammrohreinsatz, System E.
Makin, wird in Revue industrielle. 1901 S. 394
näher beschrieben.
Eine Anzahl hohler Heizkörper von konischer Ringform wird nach den Fig. 92 und 93 in das
Flammrohr eingebaut. Zwei Rohransätze durchdringen die Wand des Flammrohres oben und
unten und verbinden den Ringinhalt mit dem Wasserraum des Kessels. An der
Aussenfläche der Ringe sind Rippen angebracht, welche die Festigkeit der Wände
erhöhen und die Heizflächen vergrössern.
Textabbildung Bd. 317, S. 269
Zweiflammrohrkessel mit Dubiau'scher Rohrpumpe.
Textabbildung Bd. 317, S. 269
Flammrohreinsatz, System Makin.
Der Zweck der Konstruktion liegt in der Steigerung des Wasserumlaufes und der
Verdampfungsfähigkeit des Kessels. Die Ringe wirken offenbar ähnlich wie eingesetzte
Galloway-Röhren. Dass durch die von den Heizgasen senkrecht getroffenen Ringflächen
eine sehr gute Heizfläche gebildet wird, ist zweifellos; ebensowenig kann eine
Steigerung des Wasserumlaufes in Abrede gestellt werden. Durch vergleichende
Verdampfungsversuche mit und ohne Flammrohreinsätze soll auch die hohe
Verdampfungsfähigkeit und sogar eine Steigerung der Ausnutzung der Kohle um 11 % bei
den Kesseln mit Einsätzen nachgewiesen sein, doch lassen die Angaben keine genaue
Beurteilung der Versuchs Verhältnisse zu. Es ist jedoch kaum anzunehmen, dass eine
erhebliche Verbesserung des Kesselwirkungsgrades gegenüber anderen gut
durchkonstruierten und zweckmässig beanspruchten und bedienten Anlagen zu erzielen
sein wird.
Textabbildung Bd. 317, S. 270
Kessel von der Maschinenbauanstalt Humboldt.
Leider sind aus der Zeichnung nicht die Einzelheiten der Verbindung der Ringe
mit dem Flammrohr erkennbar, doch ist anzunehmen, dass diese Verbindungen sehr
empfindliche Stellen am Kessel bilden werden. Eine Reinigung der Ringe von innen ist
schwer ausführbar, wenn auch zu erwarten ist, dass bei der schnellen Wasserbewegung
nur wenig Kesselstein abgesetzt werden wird. Ebenso wird die Reinigung des
Flammrohres von Russ und Flugasche erschwert. Schliesslich wird auch die Zugwirkung
des Schornsteines eine Einbusse erleiden, da die Ringe den freien
Flammrohrquerschnitt erheblich vermindern, wenn auch der Erfinder das Gegenteil,
nämlich eine Steigerung der Zugwirkung als einen Vorteil seiner Vorrichtung
bezeichnet.
Kessel mit vertikalem Flammrohr werden für kleinere
Anlagen ausgeführt, wo der Grundriss sehr beschränkt ist. In den Fig. 94 und 95 ist ein
derartiger Kessel von 20 qm Heizfläche bei 6 at Ueberdruck nach der Bauart der Maschinenbauanstalt Humboldt dargestellt.
Textabbildung Bd. 317, S. 270
Lachapelle-Kessel von Leinveber und Co.
Dieser Kessel besteht aus dem vertikalen Flammrohr, der Feuerbüchse von 1,2 m
Durchmesser, 2,225 m Höhe und 15 mm Blechdicke, aus der gewölbten Feuerbüchsdecke
von 16 mm Blechdicke und dem Rohransatz von 0,48 m Durchmesser und 10 mm Blechdicke,
aus den in acht Reihen zu je vier Stück angeordneten Siederöhren von 108 mm äusserem
Durchmesser und 3 bis 4 mm Wandstärke, aus dem Mantel von 1,4 m Durchmesser, 3,428 m
Höhe und 12 mm Blechdicke, und aus der ebenen Decke von 17 mm Stärke, welche noch
durch vier Eckanker versteift ist. Der kreisförmige Rost besteht aus einzelnen
Roststäben von verschiedener Länge, die in einem selbständigen, kreisförmigen,
gusseisernen Rosthalter ruhen. Das Schornsteinrohr hat 360 mm lichte Weite und 4 mm
Wandstärke; es reicht bis 4,11 m über Flur; hierauf schliesst sich noch ein 6 m
hoher Blechschornstein an.
Die Innenreinigung des Kessels ist wegen der Siederöhren und wegen der geringen
Entfernung der Feuerbüchswand vom Mantel nicht ohne weiteres ausführbar. Für eine
oberflächliche Reinigung sind im Mantel unten drei Handlöcher von 120/160 mm Weite
und im Deckel eine Oeffnung von 150/200 mm Weite vorgesehen. Bei jeder gründlichen
Reinigung, sowie beim Einziehen neuer Siederohre ist jedoch eine Auseinandernähme
des Kessels notwendig.
Der Mantel besteht aus diesem Grunde aus zwei Teilen, von denen der untere mit der
Feuerbüchse durch den unteren Ring fest vernietet ist. Die beiden Mantelteile sind
durch zwei Winkeleisenringe vom Profil \frac{100}{18}\,\cdot\,\frac{80}{30} miteinander verbunden. Die
Verbindung erfolgt durch 64 Stück 1'' Schrauben (Fig. 95).
Die zweite Trennungsstelle liegt oben am Deckel, der mit dem Winkeleisenring des
Feuerbüchsrohres durch 24 Stück 1'' Schrauben verbunden ist. Nach Lösung der
erwähnten 88 Schrauben wird der Kesselmantel abgehoben und der Kessel gereinigt.
Wegen dieser Umständlichkeiten empfiehlt es sich, den Kessel mit möglichst reinem
Wasser zu speisen und letzteres eventuell chemisch zu reinigen.
An Stelle der vielen dünnen Siederohre verwendet man bei den stehenden
Flammrohrkesseln auch eine geringe Anzahl von entsprechend weiten Querrohren nach
Art der Galloway-Röhren. Einen solchen stehenden Flammrohrkessel mit vier
Quersiedern, auch Lachapelle-Kessel genannt, stellen die Fig. 96 und 97 nach der
Ausführung von A. Leinveber und Co. in Gleiwitz,
Bahnhof, dar.
Dieser Kessel besitzt 10,78 qm Heizfläche und ist für 9 at Ueberdruck gebaut. Das als
Feuerbüchse dienende Flammrohr hat 982 mm inneren Durchmesser und 17 mm Blechdicke.
Die Längsnaht ist geschweisst; ebenso sind die 250 mm weiten Quersieder und die
gewölbte Feuerbüchsdecke in das Flammrohr eingeschweisst. Der Mantel hat 1,15 m
Durchmesser und 11 mm Wandstärke; der gewölbte Kesselboden ist 14 mm stark. In der
Höhe der Feuerbüchsdecke ist ein Mannloch angeordnet. Um die Quersieder reinigen zu
können, ist für jedes Querrohr ein besonderes Handloch im Kesselmantel angebracht;
ausserdem befinden sich noch einige Hand- bezw. Schlammlöcher an der tiefsten Stelle
des Wasserraumes.
Immerhin ist die Reinigung des Kessels von Kesselstein und Schlamm nicht sehr bequem
auszuführen; besonders der Raum zwischen Mantel und Flammrohr ist wenig zugänglich.
Es wird sich daher empfehlen, mit möglichst reinem Wasser zu speisen.
Bei schlechtem Speisewasser und bei mangelhafter oder seltener Reinigung leiden die
unteren Sieder sehr stark. Die starkwandigen Sieder brennen dabei wohl langsamer
durch als die dünnwandigen Rohre des Kessels Fig. 94 und 95, sind aber
auch viel umständlicher zu ersetzen als diese. Bei gutem Speisewasser und besonders
bei öfterem und gründlichem Reinigen ist jedoch die Gefahr des Durchbrennens nicht
vorhanden.
(Fortsetzung folgt.)