Titel: Moderne Dampfkesselanlagen.
Autor: O. Herre
Fundstelle: Band 317, Jahrgang 1902, S. 264
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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.)