Titel: Ueber Kesselsteinbildungen und deren Verhütung.
Autor: F.
Fundstelle: Band 239, Jahrgang 1881, S. 198
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Ueber Kesselsteinbildungen und deren Verhütung. Mit Abbildungen auf Tafel 18. (Fortsetzung des Berichtes S. 392 Bd. 237.) Ueber Kesselsteinbildungen und deren Verhütung. Um das Kesselspeisewasser von den mechanischen Verunreinigungen zu trennen, will es N. Struck in Petersburg (Praktischer Maschinenconstructeur, 1880 S. 215) mittels des in Fig. 1 und 2 Taf. 18 skizzirten Apparates filtriren. Auf dem mittleren Boden eines eisernen Blechbehälters stehen in guſseisernen Schuhen und durch Gummischläuche in denselben gedichtet, Filtersteine B aus poröser künstlicher Steinmasse, welche die Form tiefer, schmaler Kasten haben, mit der Oeffnung nach unten stehen und oben mit Handgriffen c versehen sind. Die Zwischenräume F werden mit gemahlenen Kokes, mit Bimsstein oder Sand gefüllt. Das bei a eintretende Wasser geht in den Pfeilrichtungen durch diese porösen Stoffe in den unteren Raum D, um durch den Hahn d abgelassen zu werden. Schlammsammler (vgl. 1879 231 * 58). Der gleichzeitig als selbstthätige Kesselspeisevorrichtung dienende Apparat von A. Dervaux in Brüssel (* D. R. P. Kl. 13 Nr. 3176 vom 17. Mai 1878) besteht in einem groſsen, guſseisernen Hahn (Fig. 3 und 4 Taf. 18), dessen Wirbel v durch eine Rundnuth in zwei Theile getrennt ist, mit je 4 länglichen Hohlräumen. Oben schlieſst sich das Speisewasserzuleitungsrohr w mit einer Erweiterung an, unten als Fortsetzungen entsprechender Bohrungen in der Gehäusewand zwei Rohrleitungen a und b, von denen erstere bis zur Normalwasserlinie, letztere bis zur Feuerlinie in den Kessel K eingeführt ist. Die Bohrungen des Hahngehäuses sind durch eine dritte schräge Bohrung und durch ein gebogenes KupferrohrKnpferrohr k mit einander verbunden. Unter rechtem Winkel gegen die erwähnten drei Rohrstränge trägt das Wechselgehäuse zwei aufgeschraubte Behälter, welche gegen die unteren Wirbelhöhlungen offen, mit den oberen Höhlungen dagegen durch zwei Röhren verbunden sind. Der Doppelwirbel wird durch ein Schneckenradgetriebe ununterbrochen langsam gedreht. Der Apparat wirkt nun in folgender Weise: In dem Maſse, als die oberen Höhlungen des Wirbels bei der Speiserohrmündung vorbeistreichen, führen sie durch die Röhren, welche die Verbindung zwischen Wirbelhöhlung und Kessel K herstellen, Speisewasser in dieselben ein, das von da in die unteren Höhlungen des Wirbels eintritt. Sobald eine solche mit Wasser gefüllte Höhlung sich um 90° gedreht hat, kommt sie an den beiden mit dem Kesselinnern verbundenen Bohrungen vorbei. Steht nun in diesem das Wasser unter dem Normalspiegel, jedoch über der Feuerlinie, so ist das obere Rohr mit Dampf, das untere mit Kesselwasser gefüllt und es muſs zufolge der hydrostatischen Druckverhältnisse sich das Wasser in der Wirbelhölung nach dem Kessel entleeren, während sich jene mit Dampf füllt, um nach einer zweiten Vierteldrehung neuerdings Speisewasser aufzunehmen; dieser Vorgang dauert so lange, bis das Wasser im Kessel die Mündung des oberen Rohres, somit die normale Höhe erreicht hat; nunmehr füllt es sich mit Kesselwasser und es entsteht ein Umlauf desselben durch die beiden Röhren und die drei unteren Bohrungen des Wechselgehäuses, ohne daſs Speisewasser in den Kessel tritt. Der aus dem Kessel durch das Rohr a mitgeführte Schlamm setzt sich dabei in dem in die Rohrleitung b eingeschalteten Behälter B ab. D. J. Kennelly in London (* D. R. P. Kl. 62 Zusatz Nr. 6966 vom 30. März 1879) hat einen Schlammfänger patentirt, welcher sich von dem Hotchkiſs'schen Apparate (1879 231 * 58) lediglich dadurch unterscheidet, daſs das Rückfluſsrohr d unten in den Kessel geführt ist, von Hotchkiſs aber oben. A. Walz in Düsseldorf (* D. R. P. Kl. 13 Nr. 6135 vom 12. Januar 1879 und Zusatz Nr. 7640 vom 9. Februar 1879, Nr. 7800 vom 18. März 1879 und Nr. 8594 vom 7. August 1879) führt das Kesselwasser ebenfalls nach auſsen zum Absetzen des Schlammes und zur möglichsten Durchführung des Gegenstromprincipes. Wie die schematische Fig. 5 Taf. 18 zeigt, geht das Kesselwasser durch einen tiefer liegenden Schlammsammler S, steigt in einem mit schlechten Wärmeleitern umgebenen Rohr s auf, gibt bei f die mitgeführte Luft ab und fällt in Folge der Abkühlung im Rohre r wieder in den Kessel K zurück. Als Beispiel zeigen Fig. 6 und 7 Taf. 18 eine derartige Anlage für einen Zweiflammrohrkessel. Der im Schlammsammler S abgesetzte Schlamm wird zeitweilig durch das Rohr m, die im Rohr l gesammelte Luft durch den Hahn a abgelassen. Um den Rückfluſs zu erleichtern, tritt das Speisewasser durch das Rohr w in den oberen Theil des Rücklaufrohres r und gelangt mit dem dadurch abgekühlten Kesselwasser in den hinteren Theil des Kessels. In der Höhe des niedrigsten Wasserstandes d führt ein zweites Rohr p vom Kessel in das Steigrohr s, welches als Speiserufer dient, indem sich der eintretende Dampf durch heftiges Schlagen in den Röhren bemerkbar macht. Der Schlammsammler von L. S. Dulac in Paris (* D. R. P. Kl. 13 Nr. 5112 vom 19. October 1878) unterscheidet sich von den ähnlichen Vorrichtungen von CorrentzVgl. F. Fischer: Chemische Technologie des Wassers, S. 234. und Schmitz (1869 191 * 264) nur durch die Art und Weise, wie der abgesetzte Schlamm den Wallungen des Kesselwassers möglichst entzogen werden soll. Bei der in Fig. 8 Taf. 18 dargestellten Anordnung bildet der aus zwei Stücken B und C bestehende Deckel eine Art Trichter, von welchem die Unreinigkeiten leicht durch den Spalt D in den Sammelbehälter A geleitet werden. Der Theil B des Deckels ist fest, während der Theil C leicht um die Achse E schwingen kann, so daſs er sich gegen das untere Ende des Theiles B anlegt, sobald im Innern des Behälters A eine reichliche und plötzliche Dampfentwicklung stattfindet. Bei senkrechten Dampfkesseln (Fig. 9 und 10 Taf. 18) bilden an senkrechten Träger c im Kreise angeordnete Sammelbehälter G eine centrale Röhre, in welcher das Wasser niedersteigt, um alsdann in dem zwischen der Kesselwand I und den Behältern G befindlichen Raum wieder nach oben zu steigen. Spannvorrichtungen J ruhen mit einem Ende auf den unbeweglichen Deckeln des Sammelapparates, während sie mit dem anderen Ende an der Kesselwand I befestigt sind. Wenn die Sammelbehälter in Siederöhren angebracht sind, so wird der obere Theil des Sammelrohres K (Fig. 11 Taf. 18) mit einem festen Conus L versehen. Ein hohler Doppelconus M gleitet frei auf dem Rücklaufrohr N, dessen Ansatz O dazu dient, den Sammelbehälter K in dem richtigen Abstande von N zu halten und den Weg des Verschluſsconus M zu begrenzen. Dieser legt sich bei heftigen Wallungen der Flüssigkeit dicht an den Conus L an und schlieſst den Sammelbehälter. Durch Abscheidung der vom Kesselspeisewasser mitgeführten Luft will A. Thompson in Southampton (* D. R. P. Kl. 13 Nr. 8741 vom 10. August 1879) die Zerstörung der Kesselbleche (vgl. 1878 230 42) und ein besseres Vacuum im Condensator bewirken. Der Apparat (Fig. 12 Taf. 18) wird zwischen Speisepumpe und Kessel eingeschaltet. Das durch Rohr S eintretende Speisewasser wird von dem durch Rohr d eintretenden Dampf erhitzt, geht zur bessern Abscheidung der Luft durch den Brausenkopf m und durch die Ansätze a zum Kessel. Die abgeschiedenen Gase heben den Kolben k, welcher durch Hebelübersetzung dann das Luftauslaſsventil v öffnet. – Der Zweck würde durch einen der bekannten offenen Vorwärmer (1876 220 369) besser erreicht werden als durch diese Vorrichtung. Vorwärmer. Der Vorwärmer von Oertgen und Schulte in Duisburg (* D. R. P. Kl. 13 Nr. 5535 vom 13. September 1878) besteht aus einem 12m hohen eisernen Rohr R (Fig. 13 Taf. 18) von 50cm lichter Weite, welches sich nach oben bis zum gleichen Querschnitt des Abdampfrohres d vom Dampfcylinder verjüngt. In die oberen 8m des weiten Rohres sind abwechselnd 10 Blechplatten m dergestalt angebracht, daſs der frei bleibende Querschnitt noch gröſser ist als der des Rohres d. Das unterhalb der zwei obersten Abstufungen eintretende Speisewasser wird auf seinem Wege über diese Blechplatten durch den aufsteigenden Dampf vorgewärmt und geht durch den Ansatz s zur Speisepumpe, während der etwaige Ueberschuſs durch u abflieſst. Der abgesetzte Schlamm wird durch das Rohr a abgelassen. – Abgesehen von der unbequemen Länge dieses Vorwärmers, ist er wegen der kaum ausführbaren Reinigung der Platten m weniger praktisch als die sonst sehr ähnlichen Apparate von Henkel (1862 165 * 173), H. G. Wagner (1863 169 107) oder Daelen und Burg (1875 216 472). R. Böttcher in Herne, Westfalen (* D. R. P. Kl. 13 Nr. 5999 vom 10. December 1878) hält Abdampf und Speisewasser getrennt. Der Eingangstutzen m (Fig. 14 Taf. 8) für den Dampf ist nach innen bis zur Flansche n fortgesetzt, auf welche ein leichtes Blechrohr O aufgeschraubt ist, das den eintretenden Dampf bis nahe unter den oberen Boden des Behälters H führt, während der überschüssige Dampf mit dem Condensationswasser durch das weite Rohr G und den Stutzen P entweicht. Das Speisewasser tritt bei w ein, umspült den Dampfraum H von auſsen, oder geht durch die 192 im Kreise angeordneten Siederohre Q, um durch das Rohr e dem Kessel zugeführt zu werden. Der abgesetzte Schlamm wird durch den Stutzen s abgelassen, oder durch das Mannloch R entfernt. Bei dem in Fig. 15 Taf. 18 veranschaulichten Vorwärmer von H. C. Marx in Detmold (* D. R. P. Kl. 13 Nr. 6672 vom 5. Juni 1878) dreht sich in dem Hahngehäuse a der hohle Hahnkegel b, welcher durch eine mittlere Scheidewand in zwei Kammern c und g getheilt ist. Beim Betriebe füllt sich z.B. der untere Raum c durch das Rohr e mit Dampf, welcher sich aber, sobald dieser Raum in Folge der Drehung nach ober kommt verdichtet, so daſs durch das Rohr d eine entsprechende Menge Wasser angesaugt wird, welches sich bei weiterer Drehung durch das Rohr f in den Dampfkessel ergieſst. – Die Vorrichtung ist daher eher als Speisepumpe wie als Vorwärmer zu bezeichnen. Wie aus Fig. 16 Taf. 18 zu entnehmen, läſst W. Morehouse (Scientific American, 1880 Bd. 42. S. 374) zur Abscheidung der Kesselsteinbildner das Speisewasser von dem Rohre D aus in zwei Arme B vertheilt über flache Kegel A in dünner Schicht herunterrieseln. Die abgeschiedenen Carbonate gelangen demnach in den Kessel. Aehnliche Apparate wurden übrigens schon von Haswell (1863 169 * 108), sowie von Schäffer und Budenberg (1865 176 * 5) angegeben. Das für die Locomotiven der Illinois Centraleisenbahn bestimmte Speisewasser läſst man, wie der Engineer, 1879 Bd. 48 S. 466 berichtet, von dem Rohre b (Fig. 17 Taf. 18) aus durch den Brausenkopf c fein vertheilt über Blechabfälle, Späne, Kokes, Thonscherben, Austerschalen u. dgl., welche im Kesseldom aufgeschichtet sind, herabrieseln, um hier Kalk und Magnesia abzuscheiden. – In gleicher Weise machen S. J. Hayes, E. T. Jeffery und H. Schlacks in New-York (* D. R. P. Kl. 13 Nr. 5991 vom 16. November 1878) den Vorschlag, das Speisewasser oben im Kesseldom eintreten zu lassen, in welchem Metallplatten angebracht sind, oder der mit Blechschnitzel gefüllt ist, um dem niederrieselnden Wasser eine möglichst groſse Oberfläche zu geben. – Es ist schwer zu sagen, was an dieser Erfindung neu ist, da Schau (1863 169 * 103) und J. J. Meyer (1863 169 * 108) bereits dasselbe Verfahren, und zwar in vollkommenerer Weise, angewendet haben. Babcock und Wilcox (Engineering and Mining Journal, 1879 Bd. 28 S. 109) haben in England einen zur Ausnützung der mit den Rauchgasen entweichenden Wärme bestimmten Vorwärmer patentirt erhalten, der sich nicht in ersichtlicher Weise von dem Green'schen Vorwärmer (1867 185 * 13) unterscheidet. In ähnlicher Weise lassen A. Büttner und Comp. und O. Intze (* D. R. P. Kl. 13 Nr. 4025 vom 4. August 1878) das von der Speisepumpe in den Apparat eintretende Wasser in drei Reihen zur bessern Wärmeübertragung mit Längsrippen versehenen Röhren langsam aufsteigen und dann zum Kessel gehen, während die Feuergase von oben nach unten zum Schornstein abziehen (vgl. 1880 238 * 12). Durch diese Vorrichtung wird die Wärme der Rauchgase allerdings besser ausgenutzt als durch den Green'schen Vorwärmer. Die chemische Fällung der Kesselsteinbildner erfolgt nach K. und Th. Möller in Kupferhammer bei Brackwede (D. R. P. Kl. 12 Nr. 7343 vom 4. Januar 1878) in folgender Weise: Enthält das Wasser Calciumbicarbonat neben Gyps, so soll so viel Kalkmilch zugesetzt werden, als zur Zersetzung des Bicarbonates erforderlich ist. Nach Abscheidung des kohlensauren Calciums soll sich das schwefelsaure Calcium erst bei stärkerer Concentration ausscheiden; Kochsalz erhöht die Löslichkeit des Gypses noch. Ist der Sättigungspunkt der Gypslösung im Kessel erreicht, so wird abgeblasen. Enthält das Wasser kohlensaures Magnesium, so wird überschüssige Kalkmilch und dann zur Fällung des Kalkes Soda zugesetzt, wodurch sämmtliche Magnesia als Hydrat gefällt wird. In gleicher Weise können Chlormagnesium und schwefelsaures Magnesium zersetzt werden. Um das Zerfressen der Kessel durch Humussäure haltiges Wasser zu verhüten, soll man dasselbe auf etwa 90° vorwärmen, oder längere Zeit Luft hindurchleiten und nach vollendeter Oxydation mit Kalkmilch fällen. In einer Hannoverschen Fabrik wird Leitungswasser (vgl. 1875 215 517. 568) mit Soda versetzt und nach dem Absetzen in den Kessel gepumpt. Nach Analyse des Ref. hatte das Wasser vor und Dach der Reinigung, sowie das Kesselwasser nach 2monatlichem Betriebe folgende Zusammensetzung: Leitungswasser Gereinigt Kesselwasser Kalk    161mg 31mg      59mg davon durch Kochen fallbar 110 Spur     0 Magnesia   38   26    51 Ammoniak     0     0     0 Organische Stoffe   12 Salpetrigsaure     0     0      0 Schwefelsaure 101 109 3905 Chlor   42   45 1833 Obgleich in diesem Falle etwas zu wenig Soda zugesetzt und das Kesselwasser auf das 40fache concentrirt war, hatte sich doch keine feste Kruste, sondern nur aus kohlensaurem Calcium und Magnesium bestehender Schlamm abgesetzt. F.

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Tafel Tafel 18
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