Dampfkessel [3]

[126] Dampfkessel . – Feuerung. Ergänzend zu dem in Bd. 2, S. 561, und zu dem im Ergbd. I Gesagten, sei folgendes bemerkt:

Während des Krieges mußten die Steinkohlen möglichst weitgehend für die Kriegsindustrie zur Gewinnung von Stickstoff, Benzol, Toluol u.s.w. ausgenutzt werden, so daß für Dampfkesselfeuerungen der nun in größeren Mengen anfallende Koks sowie minderwertige Brennstoffe, wie Koksgrus, Koksasche, Rauchkammerlösche, Steinkohlenschlamm, ferner Torf und Holz mehr in Frage kamen. Auch in Zukunft wird man in erhöhtem Maße sich mit den genannten minderwertigen Brennstoffen für den Dampfkesselbetrieb begnügen müssen. – Was die Verfeuerung von Koks allein anbelangt, so haben mannigfache Versuche, über die insbesondere Dr.-Ing. Markgraf in der Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1915, S. 798 u. f., und Stob er, Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1918, S. 461 u. f., berichten (vgl. a. Zeitschr. d. bayr. Revisionsvereins 1916, S. 10 u. f., S. 54 u. f., 1917 S. 22 u. f. sowie S. 153 u. f., ferner 1918, S. 5 und S. 137 u. f., weiter Zeitschr. für Dampfkessel und Maschinenbetrieb 1915, S. 241 u. f. und S. 275), folgende Hauptergebnisse geliefert: Brechkoks, besonders solcher von 70 bis 90 mm Körnung, kann ohne weiteres auf gewöhnlichen Planrostfeuerungen für Hand- und automatische Wurfbeschickung, nicht aber auf gewöhnlichen Ketten- oder Wanderrostfeuerungen (vgl. Feuerungsanlagen) verfeuert werden. (In der Zeitschr. f. d. gesamte Turbinenwesen 1916, S. 141 u. f., stellt Dr.-Ing. Koeniger durch Versuche mit einer Wurffeuerung, Bauart Seyboth [s. Feuerungen] fest, daß sich mit dieser reiner Koks bei Flammrohrkesseln und normaler Beanspruchung mit vorzüglichem Wirkungsgrad verfeuern läßt.) Durch Anordnung einer Art Vorfeuerung, in welcher der Koks zur Entzündung gebracht wird, ehe er auf den Wanderrost gelangt, und nach Vornahme zweckmäßiger Aenderungen am Kettenrost selbst gelang es Bellani in Essen (s. Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1915, S. 799) und anderen, genannten Brechkoks auch auf Wanderrosten zu verfeuern. Der gewöhnlich von den Kokereien gelieferte Mischkoks, 0–70 mm Körnung, läßt sich auch mit der eben erwähnten Einrichtung wirtschaftlich auf dem Wanderrost nicht verfeuern, da sich in den Bunkern Stücke und Gries trennen und letzterer häufig in großen Mengen auf einmal in die Zündschächte fällt, was zu Störungen, verbunden mit längerer erheblicher Minderleistung des Kessels, führt.

Koks mit Steinkohle gemischt läßt sich auf gewöhnlichen Wanderrosten ohne Schwierigkeiten verbrennen. Guter Steinkohle kann man nach Versuchen Wirmers, Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1917, S. 818 u. f. (vgl. ebend. 1918, S. 57 f., S. 93 f., S. 263, S. 318 u. S. 749 f.) zur Verheizung auf gewöhnlichen Wanderrosten bis 25% Koksgries, bei Anwendung der Steinmüllerschen Feuerbrücke (s. Feuerungsanlagen) sogar bis 50% Koksgries beigeben. Durch Verwendung von Unterwindwanderrosten konnte nach den Versuchen Wirmers der Koksgriesgehalt des Brennstoffs ohne Betriebsschwierigkeiten bis 100% erhöht werden, wobei sich allerdings als günstigste Mischung 80% Koksgries mit 20% Nußkohle ergab. S.a. die Mitteilungen der Vereinigung der Elektrizitätswerke Nr. 197 vom Juli 1917, woselbst Abt über Versuche zur Verfeuerung von Koks und Koksgries auf Wanderrosten im Städtischen Elektrizitätswerk Stuttgart[126] berichtet, ferner Zeitschr. f. Dampfkessel u. Maschinenbetrieb 1916, S. 139 u. f.; 1917, S. 201 u. f.

Außer den Unterwindwanderrosten eignen sich für Verfeuerung von Koks- und Kohlenmischungen, Koksgries sowie allen minderwertigen Brennstoffen die in letzter Zeit in großer Zahl verbreiteten Plan- und Schrägroste mit Unterwind- oder Dampfgebläse. (Vgl. a. Zeitschr. des bayr. Revisionsvereins 1916, S. 169 u. f.) In derselben Zeitschrift 1917, S. 150 u. f., berichtet Dr. Deinlein über Maßnahmen zur Verheizung minderwertiger Brennstoffe. Einen wertvollen Beitrag zur Lösung der Frage der Verfeuerung minderwertiger schlackenreicher Feinkohle auf Wanderrosten liefert Dr.-Ing. Loschge, Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1917, S. 721 u. f.

Ueber die Verwertung von Rauchkammerlösche durch unmittelbare Verbrennung auf Wanderrosten mit Unterwind berichtet Dipl.-Ing. Friedrich im Organ für die Fortschritte des Eisenbahnwesens 1917, Heft 5. S. weiter Reichelt, Zeitschr. f. Dampfkessel- und Maschinenbetrieb 1919, S. 57 u. f., v. Ihering, ebend. 1919, S. 182 u. f. sowie S. 289 u. f. In »Glückauf« 1920, S. 49, ist über die Verfeuerung von Waschbergen in Flammrohrkesseln mit Unterwindwanderrosten der Firma L. & C. Steinmüller, Gummersbach, die in besonderen Vorbauten angeordnet sind, berichtet.

Kesselsysteme. – Flammrohrkessel. – Ueber die verschiedenen Wellrohrarten und das Pauksche Stufenflammrohr s. Ergbd. I, S. 117.

In neuerer Zeit baut die Firma Friedr. Kröner, Düsseldorf, zur Erhöhung der Leistung der Flammrohrkessel sogenannte Hochleistungs-Wasserrohrbündel in die Flammrohre derart ein, daß von einer am Ende des Rostes angeordneten Wasserkammer aus ein horizontales und ein nach hinten anzeigendes Rohrbündel, bestehend aus zwei oder drei Rohrreihen, ausgehen. Die unteren Rohre münden in eine weitere, hinter dem Flammrohr liegende Wasserkammer, welche ihrerseits mit dem unteren Wasserraum des Kessels in Verbindung steht, während die oberen Rohre in eine dritte, über der zweiten liegende Wasserkammer[127] münden, die an den Dampfraum angeschlossen ist.

Ueber Heiz- oder Rauchrohrkessel sowie Flammrohr- und Heizrohrkessel (vgl. Bd. 2, S. 565, und Ergbd. I, S. 117 u. f.) sei ergänzend auf eine Arbeit von Koch in der Zeitschr. d. bayr. Revisionsvereins 1914, S. 219 u. f., verwiesen, in der die Entwicklung des Piedboeufschen Flammrohr-Doppelkessels mit doppeltem Dampfraum besprochen und über Versuche mit solchen Kesseln berichtet wird. Vgl. a. dieselbe Zeitschr. 1914, S. 135 u. f. Ueber einen Flammrohr-Heizrohrkessel von 750 qm Heizfläche der Sächsischen Maschinenfabrik, vorm. Richard Hartmann in Chemnitz, berichtet Münzinger in der Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1912, S. 1725.

Ueber Anheizversuche an einem Zwei- und einem Dreiflammrohrkessel s. Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1902, S. 926, und die eben genannte Arbeit Münzingers. – Bei Anheizversuchen mit Doppelkesseln fand Dr. Loschge, München (vgl. Zeitschr. d. bayr. Revisionsvereins 1915, S. 147 u. f.), daß ein Doppelflammrohrkessel mit einem Wasserraum beim Anheizen mit gleichem stündlichen Kohlenverbrauch viel träger ist und eine rund doppelt so lange Anheizzeit benötigt als ein Doppelflammrohrkessel mit zwei getrennten Wasserräumen.

Ueber Neuerungen im Lokomobilkesselbau (vgl. Bd. 2, S. 566, und Ergbd. I, S. 121) s. ferner [3] und [5]. Ueber Messung der Wassertemperaturen während des Anheizens von ausziehbaren Röhrenkesseln s. weiter [6]. Daselbst werden auch verschiedene Wärmeausgleichvorrichtungen (vgl. Bd. 2, S. 567) in ihrer Wirkungsweise besprochen.

Einen Schürhals-Kniekessel für Spänefeuerung mit Quersieder und vertikalem Heizrohrkessel der Firma M. Streicher, Cannstatt, zeigen Fig. 1 und 1 a. Derselbe eignet sich da, wo eingemauerte Kessel auf verhältnismäßig kleinem Raum untergebracht werden sollen und ein Wasserrohrkessel (s. später) infolge schlechter Beschaffenheit des Speisewassers nicht in Frage kommt. Bemerkenswert an dem Kessel ist die Art des Ueberhitzers sowie die Brennstoffzufuhr mittels Schnecke und Fülltrichter mit Zubringertrommel und Absperrklappe.

Weiteres über stehende Feuerbüchskessel (vgl. B. 2, S. 567, und Ergbd. I, S. 121) s. ferner [3] und [7], In der »Feuerungstechnik« 1915/16, S. 245 u. f., berichtet Schapira über amerikanische Vertikalkessel.

Bei den Wasserrohrkesseln (vgl. Bd. 2, S. 568 u. f. sowie Ergbd. I, S. 122), bei denen einzelne stehende oder liegende Rohrreihen unter sich durch Kammern verbunden sind, sei neben dem Babcock-Wilcox-Kessel der Kessel der Maschinenfabrik Eßlingen genannt, der in neuester Zeit ebenfalls mit stehenden Einzelkammern, die aus nahtlos gezogenen Vierkantrohren bestehen, ausgerüstet ist. Der im Ergbd. I, S. 122, angeführte Gliederwasserrohrkessel, System Steinmüller, ohne Oberkessel, unter bewohnbaren Räumen aufstellbar, wird nach Mitteilung der Firma nicht mehr ausgeführt. Als Wasserrohrkessel mit nur einer Kammer sei noch genannt der Einkammerkessel der Düsseldorf-Ratinger-Röhrenkesselfabrik, vorm. Dürr & Co., Ratingen, vgl. [1]–[3].

Als Beispiel eines Kessels mit zwei Wasserkammern ist in Fig. 2 der Kessel der Firma L. & C. Steinmüller, Gummersbach, dargestellt, der dem Kessel der Firma M. Streicher, Cannstatt, ähnlich ist. Die hintere Wasserkammer ist durch einen runden Verbindungsstützen von großem Querschnitt an den Oberkessel angeschlossen. Die Firma Pétry-Dereux, G.m.b.H., Düren, u.a. verlängern die hintere Kammer zwecks Ausbildung zu einem wirksamen Schlammsammler nach unten. Durch steile Lage der Siederohre soll kräftiger Wasserumlauf erzielt werden. Beim Wasserrohrkessel der Rhein. Dampfkessel- und Maschinenfabrik Büttner, G.m.b.H., Uerdingen a. Rh., gelangt das in der vorderen Kammer emporsteigende Wasser in eine im Oberkessel liegende Rinne, die nur oben offen ist, um den Dampf entweichen zu lassen, und von da unmittelbar in die hintere Kammer. Dadurch wird die lebendige Kraft[128] des Wassers nicht gestört und es läuft deshalb mit großer Geschwindigkeit im Kessel um (vgl. a. Fig. 9 im Ergbd. I, weiteres s. [1]–[4]).

Ueber die Wasserrohrkessel der Firma Jacques Piedboeuf, G.m.b.H., Düsseldorf-Oberbilk, berichtet Koch in der Zeitschrift für Dampfkessel und Maschinenbetrieb 1915, S. 233 u. f., sowie 1917, S. 133 ff.

Die im Ergbd. I, S. 122, genannten Firmen: Oberschlesische Dampfkesselwerke, P. Meyer, Gleiwitz, und die Guilleaumewerke, Neustadt a. d. Hardt, sind erloschen. Die Firma E. Willmann, Dortmund, hat den Dampfkesselbau aufgegeben.

In neuerer Zeit hat die Elsässische Maschinenbaugesellschaft in Mülhausen einen kombinierten Wasserrohr-Rauchrohrkessel »System Stierle« auf den Markt gebracht. In der Zeitschr. d. bayr. Revisionsvereins 1916, S. 73 u. f., berichtet Kammerer über Versuche an einem solchen Kessel mit Beobachtungen über den Wärmedurchgang (s. ebend. 1916, S. 36 u. f.). Der Kessel besteht aus einem schrägliegenden Wasserrohrbündel, dessen 32 in zwei übereinanderliegenden zickzackförmigen Reihen angeordneten Rohre an beiden Enden in zylindrische Querkessel eingewalzt sind. Die Rohre sind ihrer ganzen Länge nach der Wärmestrahlung vom Rost ausgesetzt. Die beiden Querkessel stehen durch je 6 senkrechte Verbindungsröhre mit dem Vorder- und Hinterteil eines Heizrohrkessels in Verbindung. Zwischen Ober- und Unterkessel liegt der Ueberhitzer. Die Heizgase durchqueren das untere Wasserrohrbündel, nachdem sie es seiner ganzen Länge nach bestrichen haben, steigen hoch, umspülen den Mantel des Oberkessels. Je nach der Stellung der Ueberhitzerklappen wird dabei ein größerer oder kleinerer Teil der Heizgase durch den Ueberhitzer geleitet, um von dort mit den geradeaus gehenden Gasen am vorderen Ende in das Heizrohrbündel des Oberkessels ein- und am hinteren Ende nach dem Fuchs auszutreten. Mit dem Kessel wurden Dampfleistungen bis 33 kg auf 1 qm Heizfläche erzielt.

Bei den Wasserrohrkesseln neuerer Bauart wird das Kesselmauerwerk nicht mehr als Träger für den Kessel benutzt; es wird ein eisernes Gerüst verwendet, an dem die Oberkessel aufgehängt und in dessen Felder die Steine eingemauert werden. Ganz allgemein werden die Wasserrohre gegen früher verkürzt (von 6000 auf 4800 bis 5000 mm) und die Anzahl der übereinander liegenden Rohrreihen vermindert (von 12 bis 14 auf 8 Reihen). Die dadurch bedingte größere Kesselbreite ermöglicht die Unterbringung größerer Rostflächen (Kettenroste) und durch zweckmäßige Art der Heizgasführung und Verbesserung des Wasserumlaufs – durch steiler angeordnete Wasserrohre von etwas größerem Durchmesser- wurde Erhöhung der Dampfleistung bei gleicher Heizfläche auf 20–30 kg in der Stunde auf 1 qm und Verbesserung des Wirkungsgrades erzielt. Die früher meist geschweißten Wasserkammern werden heute vielfach ohne im Feuer liegende Schweißnähte ausgeführt, entweder ganz aus einem Stück gebogen oder hydraulisch gepreßt und in den Dampfkessel [3]förmigen Anschlußrahmen am Oberkessel eingeschweißt oder eingenietet (Ausführung Piedboeuf) oder, aus einem Blech hydraulisch gepreßt, mit Deckplatte, die mittels der Stehbolzen befestigt ist (Ausführung L. & C. Steinmüller). Das überstehende Blechende wird, um das Verstemmen zu vermeiden, autogen verschweißt. Ueber »Neue Herstellungsweisen für Wasserkammern von Wasserrohrkesseln« s. Zeitschr. d. bayr. Revisionsvereins 1915, S. 162 u. f.

In den letzten Jahren ging das Bestreben nach Erhöhung der Dampfleistung (35–40 kg in der Stunde auf 1 qm Heizfläche) durch grundsätzliche Aenderung der gewöhnlichen Zvveikammerwasserrohrkessel noch weiter. Es[129] entstanden die sogenannten Hochleistungskessel, die bei kleiner Grundfläche große Heizfläche besitzen und trotz sehr starker Heizflächenbeanspruchung guten Wirkungsgrad ergeben Diese Steigerung wurde erreicht durch möglichste Ausnutzung der Wärmeübertragung durch Strahlung und durch zweckmäßige Führung der heißen Gase zur Erhöhung der Wärmeübertragung; durch Berührung. Grundbedingungen für die Ausführung sind: Möglichst kleiner Strömungswiderstand des Wassers im Kessel, starker Wasserumlauf, gute Abströmverhältnisse für die im Wasser gebildeten Dampfblasen, schneller Temperaturausgleich Vermeidung schädlicher Wärmedehnungen, möglichst elastische Bauart und gleichmäßiger Verbrennungsvorgang. Bei ihnen sind du Wasserkammern nicht an parallel zu den Wasserrohren hegenden sondern an quer zu denselben angeordnete Oberkessel angeschlossen (vgl. den Wasserrohrkessel der Firmen Gebrüder Wagner, Cannstatt, sowie Främbs & Freudenberg Schweidnitz, im Ergbd. I S 122). Die Hochleistungskessel verlangen sorgfältige Wartung und vor allem reines Wasser. Den eigentlichen Hochleistungskessel haben die Deutschen Babcock & Wilcox-Dampfkesselwerke in Oberhausen eingeführt, dessen Ausführung Fig. 3 zeigt. Er besteht[130] wie der Normalkessel der Firma, aus einer Anzahl mittels schmiedeeiserner Sektionskammern verbundener nahtloser Siederohre, die jedoch nach hinten aufsteigen, so daß die Wasserbewegung und die Führung der Heizgase in entgegengesetzter Richtung wie beim Normalkessel erfolgt. Die vorderen Sektionskammern münden in einen querliegenden Oberkessel, über dem in der Regel noch ein Dampfsammler angeordnet ist, und sind unten mit einem Schlammsammler versehen. Die hinteren Sektionskammern sind oben durch Rücklaufrohr mit dem Oberkessel verbunden, in dem zur Abscheidung des Wassers Blecheinbauten angeordnet sind. Die beiden unteren Rohrreihen werden ihrer ganzen Länge nach vom Feuer bestrahlt, die Heizgase ziehen in wenigen kurzen Zügen zwischen den Rohren durch, wobei infolge zweimaliger Umkehr und durch die versetzt liegenden Rohre die Gase durcheinandergewirbelt und tote Ecken vermieden werden. Hierdurch wird der Wärmeübergang auch durch Leitung begünstigt. Bei dem dargestellten Kessel liegt über dem Wasserrohrbündel ein Ueberhitzer und ganz oben ein schmiedeeiserner Ekonomiser; s.a. [3].

Hochleistungskessel ähnlicher Bauart liefern die Firmen A. Borsig, Tegel, und die Göhrig & Leuchssche Kesselfabrik A.-G., Darmstadt. Der Hochleistungskessel der Firma Gebr. Wagner, Cannstatt, ist ähnlicher Bauart. Nur ist bei ihm auch die hintere Wasserkammer an einen querliegenden Oberkessel angeschlossen. Die Wasserkammern sind aus einem Stück gepreßt, ohne Schweißnaht. Beachtenswert ist auch der Ueberhitzer, s. Fig. 4; vgl. a. Ergbd. I, S. 122. Der Hochleistungskessel der Rhein. Dampfkessel- und Maschinenfabrik Büttner in Uerdingen ist wesentlich anderer Bauart. Auch bei ihm ist der eine Oberkessel quer zum Rohrbündel angeordnet, er liegt aber nicht vorne sondern hinten, und das Rohrbündel, das aus sechs Rohrreihen von kleinerem und einer darüberliegenden Reihe von größerem lichten Durchmesser besteht, ist nach hinten geneigt. Durch die weiteren Rohre der oberen Reihe soll, ein Teil des vom Dampf mitgerissenen Wassers von der vorderen nach der hinteren Kammer zurückgeführt werden. Das Dampfwassergemisch geht durch eine Reihe von Rohren aus der vorderen Kammer zum Oberkessel, in welchem an der Einmündungsstelle eine Blechrinne angeordnet ist, in der der Dampf abgeschieden und das Wasser den Abfallrohren nach der hinteren Kammer zugeleitet werden soll. Um auch das Wasser im Oberkessel an dem Kreislauf teilnehmen zu lassen, befindet sich in jedem Abfallrohr unmittelbar unter dem Anschluß desselben an die Blechrinne ein Loch von bestimmter Weite. Weiteres s. [3].

Ferner hat das Bestreben nach Vergrößerung der Heizfläche und Erhöhung der Dampfleistung bei gutem Wirkungsgrad und möglichst geringer Grundfläche in letzter Zeit zu größerer Verbreitung der Steilrohrkessel geführt. Diese sowohl wie die Schrägwasserrohrkessel mit Wasserkammern finden sowohl bei hochwertiger Steinkohle (auch Heizöl und Gas) als bei minderwertiger Braunkohle und sonstigen geringwertigen Brennstoffen Verwendung.[131] Der Steilrohrkessel empfiehlt sich aber besonders für langflammige Kohlen und für Brennstoffe mit hohem Aschengehalt, weil die Flamme in dem hohen Verbrennungsraum gut ausbrennen kann und weil bei zweckmäßiger Anordnung seiner Züge und Aschentrichter die Flugasche schon im Kessel gut ausgeschieden wird, ohne die Wirkung der Heizfläche merklich zu beeinträchtigen.

Beim Steilrohrkessel sind die Wasserrohre senkrecht oder wenig geneigt angeordnet und münden sämtlich (mit Ausnahme des Kessels von Gebr. Wagner, Cannstatt, s. später) unmittelbar in den Oberkessel, wodurch lebhafterer Wasserumlauf als beim gewöhnlichen Schrägwasserrohrkessel erzielt wird, bei dem die Wasserrohre in Kammern endigen, deren Verbindungsstutzen mit dem Oberkessel höchstens die Hälfte des gesamten Rohrquerschnitts an Querschnitt besitzen, und bei denen dem aufsteigenden Wasser und Dampf infolge des verschiedenen Richtungswechsels vielfacher Widerstand entgegengesetzt wird. An Stelle der teuren und schwierig herzustellenden Wasserkammern mit all ihren Verschlüssen, Dichtungen und Stehbolzen treten einfache Zylinder, die leicht befahren werden können. Der obere dieser Zylinder ersetzt außerdem noch den beim gewöhnlichen Schrägwasserrohrkessel nötigen Oberkessel. Die Steilrohrkessel sind sehr verschieden zusammengesetzt und werden ausgeführt mit einem oder mehreren Oberkesseln und mit einem oder mehreren Unterkesseln. Die Rohre sind entweder ganz gerade oder nur gegen die Enden zu wenig gebogen, oder im ganzen gebogen. Die geraden Rohre lassen sich leichter reinigen und ersetzen; ihre Einbringung erfordert meistens besondere Ausführung der Rohrplatte. Den gebogenen Rohren wird nachgerühmt, daß sie elastischer seien als gerade Rohre. Die Frage, ob gerade oder gebogene Rohre geeigneter seien, ist zu einer lebhaften Streitfrage zwischen den Vertretern der verschiedenen Bauarten geworden. Als weiterer Vorteil der Steilrohrkessel wird angeführt, daß an den Steilrohren Kesselstein sowie Ruß und Flugasche sich weniger leicht ansetzen als beim Schrägrohr; außerdem sollen feste salzartige Ansinterungen an den Wasserrohren, wie sie bei Verfeuerung gewisser Braunkohlensorten unter Zweikammerwasserrohrkesseln öfter vorkommen, bei Steilrohrkesseln nicht oder in schwächerem Maß auftreten. Weiter bedingen die Steilrohrkessel geringere Zugverluste; sie gestatten bequemeren Zusammenbau mit Rauchgasvorwärmern und gewähren bessere Zugänglichkeit zu den Zügen, der äußeren Heizfläche und den Ueberhitzern. Dagegen lassen sich beim Zweikammerwasserrohrkessel schadhafte Rohre meist schneller auswechseln. Die Rohrverschlüsse können deshalb auch nicht ohne weiteres als Mangel der Wasserkammerkessel angesprochen werden.[132]

In der erreichbaren Höchstleistung der Kesselheizfläche und der Brennstoffausnutzung können beide Arten, besonders die neueren Wasserkammerkessel mit großem Wasserumlauf (Hochleistungskessel) als ungefähr gleichartig bezeichnet werden. Als den Steilrohrkesseln anhaftender Mangel wird vielfach das insbesondere bei hoher Heizflächenbeanspruchung eintretende Ueberreißen von Wasser in die Dampfleitung bezeichnet. Dies ist jedoch zurückzuführen auf unregelmäßigen Wasserumlauf im Kessel und auf falsche Bemessung der dem umlaufenden Wasser und dem abströmenden Dampf zur Verfügung stehenden Querschnitte. Durch sachgemäße Ausführung der Verbindungsleitungen, Verwendung möglichst großer, von scharfen Krümmungen sowie Verengungen freien Querschnitte zwischen den einzelnen Kesselteilen kann diesen Uebelständen entgegengetreten werden. Vgl. a. Münzinger, Neuere Bestrebungen im Dampfkesselbau, Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1912, S. 1725 u. f., sowie dessen »Erfahrungen im Bau und Betrieb hochbeanspruchter Dampfkessel«, ebend. 1916, S. 933 u. f., sowie Döhne, Unreiner Dampf, ebend. 1914, S. 206 u. f., ferner [3] und [9].

Die Einführung des Steilrohrkessels in Deutschland, der vorher schon in Amerika und England längere Zeit üblich war, geschah durch Ingenieur Garbe. Sein Kesselsystem, ein Steilrohrkessel mit geraden Rohren, wird heute gebaut hauptsächlich von der Düsseldorf-Ratinger Röhrenkesselfabrik, vorm. Dürr, Ratingen, von der Elsässischen Maschinenbaugesellschaft Mülhausen, von der Firma M. Jahn in Gera und der Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg. Der Garbe-Kessel selbst ist in Bd. 2, S. 571, sowie in Ergbd. I, S. 122 u. f., eingehend besprochen.

In neuerer Zeit führt Garbe, um zu verhindern, daß ein Teil der Heizgase wegen der durch die parallele Anordnung der Rohrreihen entgehenden gleichmäßigen Schächte die Rohre nicht genügend berührt, ein neues Rohrsystem in Verbindung mit einer neuen Rohrplatte (s. Fig. 5) aus, bei dem die Wasserrohre gegen die Zugrichtung ein wenig schräg gestellt sind und die Zugschächte dabei abnehmenden oder zunehmenden, also veränderlichen Querschnitt haben. Außerdem sind die Rohre der vorderen Kesselhälfte gegen die der hinteren Hälfte versetzt. Bei dieser Anordnung sollen sich die in das Rohrsystem eintretenden Heizgase bei ihrem Auf- und Absteigen in den Zügen besser an den Rohren entlang wälzen und sie inniger berühren. Außerdem soll vorteilhaftere Ausnutzung durch Strahlung eintreten. – Vgl. a. [10] und [11], an welch letzterer Stelle der angegebene Vorteil bestritten wird.

Ein weiterer Steilrohrkessel mit geraden Rohren ist der Kestner-Kessel der Maschinenbauanstalt Humboldt, Kalk b. Köln, s. [3], [4] und [9]. Er besteht aus einem zylindrischen Oberkessel und einem senkrecht unter diesem liegenden Unterkessel, die beide durch nach einer doppelten[133] Zickzacklinie angeordnete Rohre verbunden sind. Die Rohre werden unmittelbar in starke Rohrplatten der Ober- und Unterkessel eingewalzt, sind leicht zugänglich und auswechselbar. Die Heizgase bestreichen das Rohrbündel von unten nach oben in zickzackförmiger Bahn und treffen dabei immer senkrecht auf die Rohre. Etwa durch den vierten Teil der Rohre, die größeren Durchmesser haben, sind dünnere Rohre hindurchgesteckt, die in den Ober- und Unterkessel hineinragen und im Oberkessel trichterförmige Mundstücke haben. In diesen dünneren Rohren fällt das Wasser vom Oberkessel in den Unterkessel und sorgt für genügenden Ersatz des in den übrigen Rohren aufsteigenden Wassers.

Der Werner Hartmann-Kessel der Sächsischen Maschinenfabrik, vorm. Rich. Hartmann, Chemnitz, besitzt zwei zylindrische Oberkessel, einen Unterkessel und zwei geneigt angeordnete Rohrbündel aus ebenfalls geraden Rohren, die in entsprechend stark gehaltenen Rohrplatten des Ober- bezw. Unterkessels eingewalzt sind. Aus den Oberkesseln wird das Wasser durch besondere im Mauerwerk isoliert liegende, also nicht geheizte Zirkulationsrohre in den Unterkessel geführt. Gespeist wird in den hinteren Oberkessel. Bei Verfeuerung minderwertiger Braunkohle mit viel Flugasche baut die Firma einen besonderen Kessel, bei dem dafür gesorgt wird, daß die Flugasche sich nicht so leicht auf den Heizflächen ablegen und dieselbe leicht nach unten abgezogen werden kann. Die Rohrbündel werden in diesem Fall in zwei verschiedene Unterkessel geführt, die durch zwei weite Rohre miteinander verbunden sind. Das vordere Bündel ist bei dieser Anordnung schräg, das hintere senkrecht stehend angeordnet [3], [4] und [9].

Den Steilrohrkessel der Firma Oschatz in Meerane i. S. zeigt Fig. 6. Er ähnelt dem zuletzt beschriebenen Kessel. Die beiden Unterkessel sind jedoch nicht miteinander verbunden, dagegen stehen der vordere Unterkessel und der hintere Oberkessel durch zwei Reihen Rohre miteinander in Verbindung.

Beim Steilrohrkessel der Linke-Hofmann-Werke in Breslau (s. Fig. 7) sind die ebenfalls geraden Rohre, die den einen Oberkessel mit dem einen Unterkessel verbinden und schräg nach vorne geneigt liegen, in Rohrplatten eingewalzt, die kugelförmige Auspressungen haben (s. Fig. 8). Die Mittellinien der Rohre gehen durch die Mitten dieser kugeligen Auspressungen; dadurch liegen die Rohre in geraden Zylinderflächen an den Lochwandungen an und können leicht und sicher eingewalzt werden. Die Heizgase bestreichen das Rohrbündel von oben nach unten in Schlangenlinien derart, daß sie überall senkrecht die Rohre treffen. Gespeist wird in eine im Dampfraum des Oberkessels liegende Rinne. Das Wasser fließt dann in an den Enden des Oberkessels angeordnete Querrinnen und von hier aus durch je zwei Rohrstutzen in die im Seitenmauerwerk liegenden sehr weiten Abfallrohre, s. [9].

Als Vertreter der Kesselbauarten mit nur an den Enden umgebogenen, sonst geraden Rohren seien genannt:

Der Borsig-Kessel, der in Ergbd. I, S. 123 u. f., besprochen und abgebildet ist. Die neueste Ausführung der Firma weicht allerdings in unwesentlichen Einzelheiten von der besprochenen Ausführung etwas ab, z.B. in der Rostkonstruktion, in der Anordnung des Ueberhitzers sowie in der Speisewasserzufuhr zum Oberkessel. Außerdem ist parallel über dem Oberkessel noch ein Dampfsammler angeordnet, der durch eine Anzahl gebogene Rohre mit dem Dampfraum des Oberkessels verbunden ist; s.a. [3], [4] und [9].

Die Firma Walther & Co., A.-G. in Dellbrück bei Köln, baut Steilrohrkessel mit einem und zwei Rohrsystemen, von denen das eine wie beim Borsig-Kessel schräg nach vorne geneigt, das gegebenenfalls vorhandene zweite System senkrecht stehend dahinter angeordnet ist. Diese Kesselart verwendet zum Wasserumlauf besondere, in Kammern im Seitenmauerwerk liegende Fallrohre, welche die Enden der Ober- und Unterkessel (auch bei zwei Rohrsystemen) auf jeder Seite durch zwei Reihen Rohre verbinden, die etwas größeren Durchmesser besitzen als die Verdampferrohre, sonst aber genau so angebracht sind wie diese. Im Oberkessel münden diese Fallrohre in besondere, durch mäßig hohe Blechwände abgeteilte Räume, in die auch gespeist wird. Ueber dem Oberkessel liegt ein mit diesem verbundener Dampfsammler. Bei Anwendung von zwei Rohrsystemen sind die beiden Ober- und die zwei Unterkessel durch gebogene Rohre miteinander verbunden. Auch hier wird in den vorderen Oberkessel gespeist. er Dampfsammler liegt in diesem Fall über dem hinteren Oberkessel und ist mit dem Dampfraum des vorderen Oberkessels durch ein weites Rohr verbunden, s.a. [3] und [9]. Die Anordnung ist ähnlich derjenigen des Garbe-Doppelkessels (Fig. 10, S. 121 im Ergbd. I).

Ein Bild des Steilrohrkessels der Firma s. & C. Steinmüller, Gummersbach, der im Ergbd. I, S. 123, an Hand von schematischen Figuren besprochen ist, zeigt Fig. 9.

Der im Ergbd. I, S. 124, an Hand der schematischen Fig. 15 besprochene Steinmüller-Universalkessel, eine Kombination von Steilrohr- und Schrägrohrkessel, wird neuerdings nach Fig. 10 ausgeführt. Das Steilrohrbündel ist an den Schrägrohrkessel mit verkürzten Rohren hinten angebaut, gegenüber der früheren Bauart eine wesentliche Vereinfachung. Besonders wird auf die gute Zugänglichkeit des Rostes aufmerksam gemacht sowie auf die gedrängte Bauart, die bei der hohen Leistungsfähigkeit der Heizfläche (große, unmittelbar vom Roll aus[134] bestrahlte Heizfläche) es ermöglicht, auf verhältnismäßig kleinem Raum große Dampfmengen zu erzeugen. Vorteilhaft ist hierbei die Möglichkeit der Schlammablagerung im Unterkessel des Steilrohrbündels, wo sie ungefährlich ist.

Zu dem im Ergbd. I, S. 123, besprochenen Stirling-Kessel ist zu bemerken, daß diese Kessel, hauptsächlich diejenigen mit drei Oberkesseln sich wegen ihrer großen Wasser- und Dampfräume besonders für stoßweise und schwankende Dampfentnahme eignen und wegen der großen Wasserspiegel auch trockenen Dampf liefern.

Bei der Anordnung Fig. 11, Ausführung der Hannoverschen Maschinenbau-A.-G., vormals Georg Egestorff, Hannover, trägt, da die Rohrlöcher radial gebohrt sind, die Walzstelle jedes Rohres an ihrem ganzen Umfang gleichmäßig. Die Speisung erfolgt in den letzten Oberkessel, wo sich das Wasser erwärmt und durch das letzte Rohrbündel zum Unterkessel gelangt. Von hier strömt es dann mit verschiedenen Geschwindigkeiten in die beiden vorderen Rohrbündel. Aus den vorderen Oberkesseln kann das vom Dampf befreite Wasser zum hinteren Oberkessel zurückströmen. Der gesamte Dampf wird zum mittleren Oberkessel und von da zum Ueberhitzer geleitet, s. [3] und [4]. Ueber den Stirling-Kessel der Babcock & Wilcox-Dampfkesselwerke A.-G., Oberhausen, mit drei Ober- und einem Unterkessel s. [9].

Zwei Ober- und einen Unterkessel hat der Knichalik-Steilrohrkessel. Eine Ausführung der Firma M. Streicher, Cannstatt, zeigt Fig. 12. Das in dem schräg nach vorne geneigten vorderen Rohrbündel aufsteigende Wasserdampfgemisch tritt im Oberkessel in einen oben offenen Blechkasten über den Wasserspiegel, wobei der Dampf nach oben ungehindert aufsteigen und sich aus dem Wasser freimachen kann. Die hintere Wand des Blechkastens ist in Höhe des niedersten Wasserstandes mit vielen Schlitzen versehen, durch die das Wasser abfließen kann. Von hier gelangt es durch einen oder zwei große Stutzen nach dem hinteren Oberkessel, in welchem über dem hinteren Rohrbündel ebenfalls ein Blechkasten angeordnet ist, über dessen vorderen, etwas unter dem niedrigsten Wasserspiegel liegenden Rand das Wasser überströmt und durch das hintere Rohrbündel zum Unterkessel gelangt. Gespeist wird vor diesem Blechkasten durch ein Verteilungsrohr in den[135] hinteren Oberkessel. Das in den horizontalen Verbindungsstützen angeordnete Blech mit Schlitzen soll hier ausscheidenden Dampf entwässern, s.a. [9].

Der Kessel der Maschinenfabrik J.E. Christoph in Niesky, O.-L., besteht aus einem Oberkessel, der in der Mitte über zwei Unterkesseln liegt und durch zwei gegeneinander geneigte Rohrbündel aus geraden nur an den Enden gebogenen Rohren mit diesen verbunden ist. Die Feuerung liegt vor den Rohrbündeln senkrecht zur Achse der Ober- und Unterkessel. Zwischen den Rohrbündeln ist ein Ueberhitzer angeordnet. Weiteres s. [4] und [9].

Aehnlich ist auch der einfache Kessel der Firma Friedr. Krupp A.-G., Germaniawerft, Kiel-Gaarden, bei dem jedoch die Feuerung zwischen den geneigten Rohrbündeln parallel zu den Kesselachsen liegt. Außer diesem System führt die Firma noch einen Steilrohrkessel mit drei Ober- und zwei Unterkesseln aus (s. Fig. 13). Vom mittleren Oberkessel führen zwei symmetrisch gegeneinander geneigte Rohrbündel zu den beiden Unterkesseln, von denen aus je ein senkrecht stehendes Rohrbündel nach dem betreffenden Oberkessel führt, vgl. [4] und [9].

Beim Hochleistungssteilrohrkessel der Firma Gebr. Wagner in Cannstatt, D.R.P., mit Wasserkammern, nach Fig. 14 soll durch Trennung der Steigrohr- und der Rücklaufohrgruppe der Wasserumlauf besonders günstig sein. Die schräg nach vorne geneigten Rücklaufohre sind als gerade Rohre in Ober- und Unterkessel derart eingewalzt, daß die Rohrreihen gegeneinander[136] versetz und die einzelner Rohre einer hinteren Reihe durch die Zwischenräume in der davor liegenden Rohrreihe herausgenommen werden können. Die vordere Steigrohrgruppe, die parallel zur Rücklaufgruppe angeordnet ist und den Hauptanteil an der Dampferzeugung hat, mündet oben in eine dem Oberkessel vorgelagerte Wasserkammer, so daß sie durch übliche Rohrverschlüsse in dieser Kammer bequem zugänglich und auswechselbar sind. Unten sind diese Rohre in einen parallel zum Unterkessel liegenden und mit diesem durch weite Stutzen verbundenen Querkessel eingewalzt. Auch sie sind zum Zwecke der besseren Bespülung durch die Heizgase versetzt angeordnet, können aber wegen der Auswechselbarkeit von oben enger beisammenliegen. Dadurch, daß das aufsteigende Wasser nicht unmittelbar zum Oberkessel geführt wird, sondern erst in die flache Kammer, soll das starke Aufwallen auf ein geringes Maß beschränkt und andererseits das Mitreißen von Schlammteilchen vermieden werden. Bei größeren Einheiten ordnet die Firma noch einen zweiten Oberkessel an, der durch an den Enden umgebogene Rohre mit dem Unterkessel verbunden ist.

Der Großwasserraumsteilrohrkessel Patent Winands (Fig. 15), u.a. ausgeführt durch die Firma Wagner & Eisenmann in Obertürkheim, besteht aus einem Steilrohrkessel mit einem zylindrischen Ober- und Unterkessel A bezw. B und einem nach vorne geneigten Rohrbündel C mit an den Enden umgebogenen Rohren, sowie einem stehenden Walzenkessel D, der durch zwei Rohrplatten H in drei Teile geteilt ist. Der obere, auch als Dampfdom ausgebildete Teil P dieses Kessels steht mit dem unteren Teil U durch eine Anzahl den Mittelraum M durchziehende Siederohre K in Verbindung. Außerdem ist der Wasserraum des genannten Oberteils mit dem Wasserraum des Oberkessels vom Steilrohrkessel und der Dampfraum des ersteren mit dem Dampfraum des letzteren durch eine Anzahl Rohre F bezw. E verbunden. Weiter steht der Unterteil des Walzenkessels mit dem Unterkessel des Steilrohrkessels durch einen weiten Stutzen Q in Verbindung. Der Wasserumlauf erfolgt vom Oberkessel des Steilrohrsystems durch die genannten Verbindungsröhre nach dem Oberteil des Walzenkessels, dann durch die senkrechten Rohre von diesem nach dem Unterteil und von da durch den weiten Stutzen nach dem Unterkessel des Steilrohrsystems, um von da durch das schräg liegende Rohrbündel wieder nach oben zu gelangen. Das Speisewasser wird in den Mittelraum des Walzenkessels unten eingeführt, steigt langsam in diesem nach oben und tritt durch ein auf die obere[137] Rohrwand aufgesetztes Rohr J mit Ueberfalltellern an dessen im Dampfraum liegenden Ende in den Oberteil des Walzenkessels über. Auf seinem Weg soll das frisch eingespeiste Wasser durch die den Walzenkessel umspülenden Heizgase und durch das die Siederohre im Mittelteil von oben nach unten fallende heiße Wasser vor Eintritt in den Oberteil des Walzenkessels bis auf Siedetemperatur erwärmt und die Kesselsteinbildner schon im Mittelraum ausgeschieden und auf die untere Rohrplatte abgesetzt werden, von wo letztere abgeblasen werden können. Die infolge der Erwärmung des Wassers ausscheidende Luft geht beim Ueberfallen des Wassers über die Teller am Ende des oben genannten Rohres an den Dampf über, und das gereinigte Wasser mischt sich im Oberteil des Walzenkessels mit dem umlaufenden Wasser.

Bei der neuesten Ausführung ihres Steilrohrkessels ordnet die Maschinenbauanstalt Humboldt, Köln-Kalk, einen oder zwei Oberkessel längs liegend an und verbindet den quer dazu liegenden Unterkessel durch Rohrbündel, die unten in den verstärkten Mantel des Unterkessels münden, während sie oben mit einem Bogen von stets gleichem Radius so weit gekrümmt sind, daß sie radial in den Oberkessel eingewalzt werden können. Durch die Längsanordnung des Oberkessels wird derselbe unmittelbar zum Rücklauf des Gemisches von Dampf und Wasser benutzt. Der Umlaufquerschnitt erhält damit große Abmessungen, wie sie mit dem gewöhnlichen Steilrohrkessel nicht erreichbar sind (s. Fig. 16); außerdem lassen sich große Wasser- und Dampfräume bequem schaffen.

Ein Steilrohrkessel mit wesentlich anderer Bauart[138] und teils nur an den Enden, meist aber ganz gebogenen Rohren ist der Burkhardt-Kessel der Firmen Pétry-Dereux, G.m.b.H., Düren im Rheinland, und Jacques Piedboeuf, G.m.b.H., Düsseldorf und Aachen. Er besteht (s. Fig. 17, Ausführung Pétry-Dereux) aus zwei Ober- und zwei Unterkesseln, welche durch zwei sich kreuzende Siederohrbündel miteinander verbunden sind. Das; Wasser mit Dampf vermischt steigt durch diese Rohre in die Oberkessel und fällt in weiteren, mehr nach außen liegenden Abfallrohren wieder in die Unterkessel zurück. Auf jeder Seite ganz außen ist dann noch ein Vor wärmer eingebaut. Dir Rauchgasführung ist an, Fig. 17 ersichtlich. Bein Hochsteigen der Gase: vom Rost werden die; Siederohre durch Strahlung und Leitung er wärmt, die sich kreuzen den Rohre sorgen für gute Durchwirbelung und eingelegte Schamottewände für gleich mäßige Verteilung der Gase auf die Rohre. In folge der eigenartiger Ausbildung des Kessels und der Heizgasführung wird dem Ausstrahler von Wärme stark entgegengetreten. Die Krümmungsbögen jeder Querreihe von Siederöhren schneiden sich in einem Punkt des Oberkessels. In diesen Schnittpunkten ist eine geringe Anzahl Oeffnungen mit selbstdichtenden Innenverschlüssen angebracht, durch welche die innere Reinigung aller Rohre vor der Kesseldecke aus er folgt. Durch diese Verschlußlöcher können die Siederohre leicht ausgewechselt werden für die Auswechslung der Fallrohre sind in Mauerwerk Oeffnungen vorgesehen; es ist also weder zum Reinigen noch zum Auswechseln der Rohre ein Befahren der Züge nötig, s.a. [3] und [4]. Ueber den Burkhardt-Kessel der Firma Jacques Piedboeuf berichtet Koch in der Zeitschrift für Dampfkessel und Maschinenbetrieb 1915, S. 299 u. f., sowie in der Zeitschrift für das gesamte Turbinenwesen 1914, S. 369 u. f.

Die Linke-Hofmann-Werke in Breslau führen den S. 134, Fig. 7, besprochener Kessel an Stelle der geraden Rohre auch mit gebogenen Rohren aus. Ganz gebogene Rohre sind hauptsächlich bei den Schiffskesseln üblich. Weiteres über diese s. unter Schiffskessel.


Literatur: [1] R. Spalckhaver und Fr. Schneiders, Die Dampfkessel nebst ihren Zubehör teilen und Hilfseinrichtungen. – [2] O. Herre, Die Dampfkessel, Stuttgart 1906. – [3] F. Tetzner Die Dampfkessel, 5. Aufl., 1914. – [4] Münzinger, Neuere Bestrebungen im Kesselbau, Zeitschr d. Ver. deutsch. Ing. 1912, S. 1725 u. f. – [5] Zeitschr. für Dampfkessel und Maschinenbetrieb 1917 S. 65 u. f. – [6] Ebend. 1914, S. 443 u. f. – [7] Zeitschr. d. bayr. Revisionsvereins 1919, S. 41 u. f. – [8] Münzinger, Erfahrungen im Bau und Betrieb hochbeanspruchter Dampfkessel, Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1916, S. 933 u. f. – [9] Tetzner, Steilrohrkessel, Feuerungstechnik 1913/14, S. 1 u. f. – [10] Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1915, S. 290 u. f. – [11] Zeitschr. f. Dampfkessel u. Maschinen betrieb 1915, S. 365. – Weiteres s. Gensch, Berechnung, Entwurf u. Betrieb moderner Kesselanlagen Berlin 1913. – Zeitschr. für Dampfkessel- und Maschinenbetrieb. – Zeitschr. d. bayr. Revisionsvereins und Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. je unter dem Stichwort »Dampfkessel«

R. Stückle.

Fig. 1., Fig. 1a.
Fig. 1., Fig. 1a.
Fig. 2.
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Fig. 3.
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Fig. 4.
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Fig. 5.
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Fig. 6.
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Fig. 7.
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Fig. 8.
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Fig. 9.
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Fig. 10.
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Fig. 11.
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Fig. 12.
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Fig. 13.
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Fig. 14.
Fig. 14.
Fig. 15.
Fig. 15.
Fig. 16.
Fig. 16.
Fig. 17.
Fig. 17.
Quelle:
Lueger, Otto: Lexikon der gesamten Technik und ihrer Hilfswissenschaften, Bd. 1 Stuttgart, Leipzig 1920., S. 126-140.
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