Aschenabscheider

[45] Aschenabscheider bei Dampfkesselanlagen. – Eine der unangenehmsten Arbeiten im Betriebe großer elektrischer Kraftwerke ist das Reinigen der Kessel von Staub und Flugasche und das Herausholen der Schlacke aus den unter den Kesseln liegenden Gängen. Die glühende Asche und Schlacke fällt im allgemeinen aus den Bunkern unter großer Staubentwicklung ab, welche durch das in vielen Fällen notwendige Ablöschen noch begünstigt wird. Viele der bisher zur Förderung[45] von Schlacke und Asche verwendeten Vorrichtungen, wie Schüttelrinnen (s. Förderrinnen, Bd. 3, S. 125), Schnecken (s.d., Bd. 7, S. 758) u.s.w., haben den Nachteil, daß sie die Staubentwicklung nicht beseitigen. Hier eine durchgreifende Abhilfe zu schaffen, scheint unter anderem die Saugluftförderung (s. Druckluftförderung, Ergbd. I, S. 184) berufen zu sein. Das Arbeiten innerhalb der Kessel mit einem Rohrsänger beseitigt nicht nur die Staubentwicklung, sondern führt dem Arbeiter auch die so notwendige Frischluft zu. Die »Katakomben« unter den Kesseln werden bei »pneumatischer« Förderung staubfrei, und das Asche- und Schlackeziehen wird zu einer menschenwürdigen Arbeit, die auch den weitgehenden Anforderungen der neuzeitlichen Gesundheitspflege gerecht wird [1].

Das Grundsätzliche einer solchen von den Siemens-Schuckert-Werken, G.m.b.H., Berlin, gebauten Saugluftförderanlage für Asche und Schlacken zeigen die Fig. 1 und 2. Im Kesselmauerwerk sind entsprechende Bunker vorgesehen, welche die abfallende Asche und Schlacke aufnehmen können. Die Wände dieser Trichter sind so geneigt, daß die angesammelten Verbrennungsrückstände von selbst der tiefsten Stelle zufallen. Dort ist ein Handverschluß angebracht, an den eine Rohrleitung angeschlossen ist. Die erwähnten Rückstände werden mittels eines von der Pumpe (Fig. 5 und 6) erzeugten Luftstromes durch die Rohrleitung hindurch zum Sammelkessel gefördert und lagern sich darin ab. Zusammen mit der Luft wird aus dem Sammelkessel ein geringer Bruchteil seinen Staubes nach der Pumpe geführt und innerhalb der Pumpe von ihrem Dichtungswasser niedergeschlagen. Das Schmutzwasser läuft zur Kanalisation ab, während die Luft in reinem Zustande aus dem der Pumpe nachgeschalteten Wasserkasten austritt. Bei dem Einbau einer solchen Anlage haben die Bedienungsmannschaften nur die einzelnen Schieber an den verschiedenen Entnahmestellen nacheinander zu öffnen, ohne vom Staub oder von heißen Gasen belästigt zu werden. Die Bedienung erfolgt während des Betriebes, so daß die Kessel nicht stillgesetzt zu werden brauchen. Schlackenstücke, die in der Rohrleitung hängen bleiben könnten, werden von vornherein ausgeschieden. Die Schlackenaufnehmer erhalten einen besonderen kräftigen Rost, auf dem die für die Rohrleitung zu großen Stücke zerschlagen werden können.

Als Rohrstoff wird am besten patentgeschweißtes Rohr mit starker Wandung benutzt; die Innenwand muß möglichst glatt sein. Die Rohre werden durch aufgewalzte Flanschen verbunden. An den Krümmern zeigt sich der stärkste Verschleiß; sie werden darum so ausgebildet, daß die eigentlichen »Knie« leicht auszuwechseln sind. Bei der Förderung glühender Rückstände werden entsprechend geeignete Ausgleichstücke in die Rohrleitung eingebaut. Der Sammelkessel wird erhöht aufgestellt, so daß ein Wagen bequem untergefahren werden kann, um die Rückstände aufzunehmen. Der Kessel ist mit einer Zeigervorrichtung ausgestattet, welche die Füllhöhe desselben deutlich angibt, und mit einem gut bedienbaren Verschluß versehen.

Als Luftpumpe verwenden die Siemens-Schuckert-Werke für diese Zwecke eine ihnen durch D.R.P. geschützte Kreiselradpumpe, deren Bauart aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich ist. In dem Pumpengehäuse dreht sich ein mit angegossenen Flügeln versehener Stern. Vor Inbetriebnahme wird die Pumpe mit Wasser gefüllt, das sich infolge der Drehung ringförmig um den Stern legt und die einzelnen Flügel und Flügelkammern gegen das Außengehäuse abdichtet. Ventile sind vollständig vermieden; die Pumpe saugt sich selbsttätig Frischwasser an und wirst das Schmutzwasser wieder aus. Durch die Wasserabdichtung sind alle metallisch aufeinander gleitenden Teile im Pumpeninnern vermieden und Ausbesserungen bezw. Auswechslungen infolge Verschleißes von vornherein ausgeschlossen. Das Dichtungswasser übernimmt auch die Kühlung der Pumpe derart, daß selbst Gase hoher Wärmegrade ohne Schaden gefördert werden können. Diese Bauart hat sich bereits in mehreren tausend Ausführungen bewährt. Den Grundsatz der Ausrüstung einer Kesselanlage mit vorhandenen Flammrohrkesseln zeigen die[46] Fig. 3 und 4. Im Kesselhaus ist neben den Kesseln ein Rohrleitungsnetz mit entsprechenden Anschlußklappen für das Anbringen eines Stahlspiralschlauches verlegt. Durch die am Kessel vorgesehenen Oeffnungen läßt sich in vielen Fällen von außen ein Rohr während des Betriebes einführen und die angesammelte Flugasche aus dem Flammrohr und den Zügen absaugen.

Nach einer Mitteilung der Siemens-Schuckert-Werke aus dem Jahre 1913 hatten einige Vergleichsversuche folgendes Ergebnis: Von zwei gleich großen Flammrohrkesseln, die beide mit Braunkohlen- und Holzabfällen gefeuert wurden und welche die gleiche Zeit in Betrieb waren, wurde der eine von Hand, der andere mit einer gerade vorhandenen und im allgemeinen für andere Zwecke benutzten Saugpumpe gereinigt. Die Handreinigung wurde von fünf Arbeitern vorgenommen, die in 37 Arbeitsstunden 4100 kg Flugasche förderten. Die Reinigung verursachte einen Kostenaufwand an unmittelbaren Ausgaben von 5 × 37 × 0,8 = 148 ℳ. Mit der Absaugepumpe förderten aus dem zweiten Kessel drei Arbeiter in 31 Stunden zufällig ebenfalls 4100 kg Flugasche. An Lohn wurden 3 × 31 × 0,8 = 74,40 ℳ verausgabt. Außerdem wurden 45 k W/Stde. an Arbeit verbraucht, so daß sich der Gesamtaufwand an unmittelbaren Ausgaben auf 78,80 ℳ. stellte.

Den von der Gesellschaft für künstlichen Zug, G.m.b.H., in Berlin-Charlottenburg ausgeführten Schwabachschen Hubradstaub- und Aschenabscheider (D.R.P.) stellt die Fig. 7 dar [2]. Er ist zur Abführung von Staub und Asche von solchen Stellen bestimmt, an denen sie sich in besonders großen Mengen niederschlagen, und eignet sich daher z.B. besonders zum Einbau unterhalb von Staub- und Flugaschenfängern. Die Wirkungsweise ist folgende: Unter dem in Blech oder Mauerwerk ausgeführten Staub- oder Aschenbehälter ist ein kurzer, unten offener, guß- oder schmiedeeiserner Stutzen a angebracht. Darunter befindet sich ein flacher, gußeiserner Behälter b, der so hoch mit Wasser gefüllt ist, daß der Stutzen a mit seinem unteren Rande in das Wasser eintaucht. Das Wasser, dessen Spiegel mit Hilfe eines in die Zuleitung eingeschalteten Ueberlaufs oder Schwimmventils stets auf gleicher Höhe gehalten wird, bildet also einen dauernd vollständig gas- und luftdichten Abschluß des Staub- oder Aschenbehälters gegen die Außenluft. Das in den Behälter niederfallende Gut wird, sobald es die Wasseroberfläche berührt, so durchnäßt, daß es schwerer wird als das Wasser und zu Boden sinkt. In dem Behälter b befindet sich ein ebenfalls gußeisernes Rad c, dessen Drehachse d senkrecht auf dem schwachgeneigten Boden des Behälters b steht. Dieses Rad besitzt eins Anzahl Flügel e, die bei langsamer Drehung des Rades den sich auf dem Boden des Behälters b ansammelnden Schlamm vor sich her schieben. Infolge der schrägen Lage des Behälterbodens taucht der Schlamm bei der Drehung des Rades aus dem Wasser empor und fällt über den Rand f entweder in einen daruntergestellten Kippwagen oder in einen Vorratsbehälter, gegebenenfalls auch auf ein Förderband oder dergleichen. Der Antrieb des Hubrades c erfolgt mit Hilfe eines Schneckengetriebes g von einem kleinen Elektromotor oder einer für mehrere Vorrichtungen gemeinsamen leichten Transmission aus. Der Arbeitsbedarf eines Abscheiders beträgt nur etwa 0,1 PS. Der Hubradabscheider bewirkt sofort die Entfernung jedes[47] ausgeschiedenen Teilchens, d.h. der Fänger wird zur vollkommenen Wirkung gebracht. Trotzdem ist der Arbeitsaufwand für die Entleerung auf ein Mindestmaß zurückgeführt, da nur die vollen Wagen abzufahren sind, während die Füllung der Wagen mit dem abgeschiedenen Schlamm völlig selbsttätig vor sich geht. Ein weiterer Vorzug ist der dauernd vollständig gas- und luftdichte Abschluß der Staub- und Aschensäcke. Es wird also der Eintritt von Nebenluft in die Abgaswege wie auch das Heraustreten staubhaltiger Abluft vermieden. Schließlich werden Staub und Asche in abgelöschtem Zustand als gut durchnäßter Schlamm ausgeschieden; daher unterbleibt jede Entwicklung von Staub und heißen gesundheitschädlichen Gasen. Bei dem Schwabachschen Hubradabscheider brauchen die Leute nur nach der Füllung eines Kippwagens mit Aschenschlamm, d.h. in größeren Zeitabständen, einzugreifen und haben dann nichts weiter zu tun, als den vollen Wagen zu entleeren und einen leeren Wagen wieder unterzuschieben.

Bei der in Fig. 8 und 9 dargestellten, ebenfalls von Schwabach erdachten Entaschung gelangen die heiße Asche und Schlacke aus den Sammeltrichtern durch Fallrohre unmittelbar, d.h. unter völligem Luftabschluß, in einen Wasserbehälter, in dem sie vollständig abgelöscht und aus dem sie selbsttätig, stetig und völlig staubfrei entfernt werden. Die Figuren lassen erkennen, daß die Aschen- oder Schlackentrichter a, b und c unter jedem Rost zu einer Gruppe zusammengefaßt sind, so daß von sämtlichen Kesseln die Asche und Schlacke durch die Fallrohre unmittelbar in das Wasser einer Löschrinne d gelangen. Diese ist aus einem Betonsockel e ausgespart, der gleichzeitig als Fundamentsockel eines leichten Eisenbaus f dient. Die Rinnenränder bilden seine unteren Gurtungen, und diese sind beiderseits mit Schienen belegt, auf denen die Tragrollen g der Förderkette fahren. Die kräftige Stahlbolzenkette besitzt besondere Befestigungsglieder, an welche die eigentlichen Kratzerschaufeln h angeschlossen sind. Um jede Abnutzung der Betonrinne durch die Kratzer auszuschließen, ist in dem Rinnenboden eine Gleitschiene i eingelegt, auf der die Schaufeln gleiten, so daß sie mit dem Beton selbst überhaupt nicht in Berührung kommen. Die sich auf dem Boden der Rinne absetzende Asche und seine Schlacke bildet also gewissermaßen einen Schutzbelag, dessen Stärke der Höhe der eisernen Gleitschiene entspricht. Um ein Zerkratzen des Rinnenbodens durch größere Schlackenstücke zu vermeiden, sind die Kratzerschaufeln der Schlackenrinne als Tragkörbe ausgebildet, die nur Asche und kleinere Schlackenteile bis etwa 30 mm Stückgröße auf den Boden der Rinne gelangen lassen, während größere Schlackenstücke auf den Tragkörben liegen bleiben und über den Boden schwebend durch das Wasser befördert werden. Die Schaufeln folgen so dicht aufeinander, daß ein Durchfallen größerer Schlackenstücke ebenfalls ausgeschlossen ist. Die Bewegung in der Rinne ist so langsam, daß eine sehr gründliche Ablöschung und Abkühlung der Schlacke und der Asche erfolgt. Am Ende der Rinne (bei k in Fig. 9) steigt der Boden an, so daß die mitgeführte Schlacke und Asche aus dem Wasser auftaucht und entweder in darunter geschobene Förderwagen l, in feststehende Behälter oder auch auf zur Weiterbewegung dienende Förderbänder ausgeschüttet wird.

Die Entaschung ist auf diese Weise völlig selbsttätig, ununterbrochen und staubfrei. Schon bei der in Fig. 9 dargestellten Entleerung der Asche in einen Förderwagen wird an Bedienungskosten erheblich gespart, da die Abfuhr der gesamten Schlacke und Asche aller Kessel von einer einzigen Stelle aus erfolgt und die Arbeiter mit dem Oeffnen und Schließen der zahlreichen Aschentrichter sowie mit dem Ablöschen der glühenden Schlacke und Asche und ihrer Entleerung in die Förderwagen nichts mehr zu tun haben. Am Kopf der Rinne werden die Förderketten von den Antriebrädern m erfaßt und über die ebenfalls mit Laufschienen belegten oberen Gurtungen des Eisengerüstes nach dem Hinterende n der Rinne zurückgeführt. Der aus einem Elektromotor o nebst Schneckenrad- und Zahnrädervorgelege bestehende Antrieb ist in das Kopfende der Rinne eingebaut, damit das belastete Trumm unmittelbar gezogen wird. An ihrem hinterem Ende sind die Förderketten über Leiträder p; geführt, an denen eine Spannvorrichtung q angreift, welche die Förderkette dauernd in gehörig angespanntem Zustand erhält. Der Arbeitsbedarf stellt sich wegen der geringen Fördergeschwindigkeit niedrig und bleibt bei gewöhnlichen Verhältnissen für eine Löschrinne von etwa 25 m Länge unter 3 PS. Die Wirtschaftlichkeit der[48] Anlage stellt sich daher ebenfalls günstig, auch weil infolge der kleinen Arbeitsgeschwindigkeit in der Rinne an die Wartung der Anlage nur geringe Ansprüche gestellt werden.


Literatur: [1] Buhle, Technische Rundschau 1916, Nr. 20 ff. – [2] Ders. »Glückauf« 1916, Nr. 16, S. 334 ff.

M. Buhle.

Fig. 1 und 2.
Fig. 1 und 2.
Fig. 3 und 4.
Fig. 3 und 4.
Fig. 5., Fig. 6.
Fig. 5., Fig. 6.
Fig. 7.
Fig. 7.
Fig. 8.
Fig. 8.
Fig. 9.
Fig. 9.
Quelle:
Lueger, Otto: Lexikon der gesamten Technik und ihrer Hilfswissenschaften, Bd. 1 Stuttgart, Leipzig 1920., S. 45-49.
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