Die Anwendung des überhitzten Dampfes im Dampfmaschinenbetriebe. Von O. Herre, Ingenieur und Lehrer. (Fortsetzung des Berichtes S. 33 d. Bd.) Die Anwendung des überhitzten Dampfes im Dampfmaschinenbetriebe. b) Der Ueberhitzer von Babcock und Wilcox in London.D. R. P. Nr. 84154. Textabbildung Bd. 312, S. 51 Ueberhitzer von Babcock und Wilcox. Die schmiedeeisernen Ueberhitzungsrohre sind hier in Gruppen von je 4 Stück angeordnet. Die Zerteilung des Dampfstromes erfolgt in einem schmiedeeisernen Kasten von quadratischem Querschnitt, in den die Rohre eingewalzt sind. Die Sammlung des Dampfes erfolgt in einem Kasten gleicher Konstruktion. Die Fig. 20 und 21 zeigen die Anordnung dieses Ueberhitzers an dem Kessel der Firma Babcock und Wilcox. Der gesättigte Dampf wird dem Kessel durch das mit Schlitzen versehene Rohr e entnommen und durch das Doppelrohr d dem Verteiler b zugeführt. Eine Darstellung dieses prismatischen Kastens und des Anschlusses der Rohre an denselben zeigen in grösserem Massstabe die Fig. 22 und 23. Der Verschlussdeckel hat ovale Form und wird durch einen dünnen Kupferring metallisch abgedichtet. Für je eine Gruppe von 4 Rohren ist ein Deckel vorhanden. Aus dem Verteiler b (Fig. 20 und 21) gelangt der Dampf in die ∪-förmigen nahtlosen Röhren, die von den Feuergasen bei dem Uebergange vom ersten zum zweiten Zuge getroffen werden. Die Verbindungsstellen liegen dabei möglichst geschützt. Der Dampf wird dann von dem Vereinigerkasten c gesammelt und durch zwei Dampfleitungen f zum Absperrventil a geführt, wo die Dampfleitung zur Maschine anschliesst. Zur direkten Entnahme gesättigten Dampfes ist noch ein zweites Absperrventil k am Oberkessel vorhanden. Eventuell kann dieses Ventil auch benutzt werden, um den überhitzten Dampf vor seinem Eintritt in die Maschine mit gesättigtem zu vermischen. Zwischen beiden Ventilen ist zu diesem Zwecke eine durch den Hahn l absperrbare Leitung vorhanden. Textabbildung Bd. 312, S. 51 Fig. 24. Ueberhitzer an einem Kessel System Baboock und Wilcox. Der Ueberhitzer von Babcock und Wilcox ist noch mit einer besonderen Vorrichtung versehen, die es gestattet, die Ueberhitzerrohre während des Anheizens des Kessels mit Wasser zu füllen. Hierdurch wird vermieden, dass die Rohre, welche sonst entleert wären, von den heissen Feuergasen beschädigt werden. Von dem Wasserraum des Oberkessels (Fig. 20 und 21) zweigt am hinteren Ende eine dünne Leitung ab, die zu einem Dreiwegehahn führt. Dieser Hahn steht dann durch eine weitere Leitung mit dem unteren Dampfkasten c, des Ueberhitzers in Verbindung. Soll der Ueberhitzer mit Wasser gefüllt werden, so ist das Ventil am Oberkessel zu öffnen und der Dreiwegehahn so einzustellen, dass die beiden Leitungen kommunizieren, der Abfluss dagegen abgesperrt ist. Das Wasser steigt dann in den Ueberhitzer und in die Rohre d und f. Das Ventil a muss dabei geschlossen sein; der Hahn l ist zu öffnen. Die Ueberhitzerrohre wirken dann beim Anheizen als Verdampfer. Ist genügend Dampf entwickelt, dass der Betrieb aufgenommen werden kann, so schliesst man das Ventil an der hinteren Stirnseite des Oberkessels, sperrt also den Wasserzufluss ab und dreht den Dreiwegehahn derart, dass das Wasser aus dem Ueberhitzer abfliessen kann. Sobald aus der Abflussleitung nur noch Dampf abströmt, schliesst man den Abfluss durch den Dreiwegehahn ab, öffnet das Ventil aund schliesst den Hahn l, um überhitzten Dampf zu erhalten. Fig. 24 zeigt den Ueberhitzer an einem Kessel System Babcock und Wilcox. An Stelle des erwähnten Dreiwegehahns ist hier ein Ventil verwendet. Textabbildung Bd. 312, S. 52 Ueberhitzer von Babcock und Wilcox an einem Zweiflammrohrkessel. a Dampf vom Ueberhitzer; b Dampf zum Ueberhitzer. Fig. 25 bis 27 zeigen den Ueberhitzer in Verbindung mit einem Zweiflammrohrkessel. Der Ueberhitzer ist doppelt angeordnet; jede Abteilung liegt an der Stelle, wo die aus den Flammrohren austretenden Feuergase in die Seitenzüge einbiegen. Die Dampfkästen sind dabei stehend ausgebildet. Die Führung des Dampfes und die Anordnung der Wasserfüllvorrichtung ist aus den Abbildungen deutlich ersichtlich. In den Fig. 28 bis 30 ist die Ueberhitzungsanlage dargestellt, wie sie bei der Kesselanlage der elektrischen Strassenbahn in Hannover ausgeführt wurde. Der gesättigte Dampf verlässt den Kessel durch den Krümmer C, durchströmt das Knierohr D und teilt sich in E in die beiden Zweige F. Nachdem der Dampf den liegend angeordneten Ueberhitzer passiert hat, gelangt er durch die beiden Leitungen G nach dem ⊥-Stück H, wo ein Thermometer angebracht ist, und von hier durch den Krümmer K in die Hauptleitung T. Der Ueberhitzer erhält hier wieder die Wärme der Feuergase am Ende des ersten Zuges. Nach Versuchen, die seitens des Betriebsingenieurs der betreffenden Zentrale vorgenommen wurden, ergab sich an der Einbaustelle des Ueberhitzers eine Temperatur der Heizgase von 650° C. Die höchste Temperatur des überhitzten Dampfes betrug dabei 300 ° C. Obwohl man nun aus betriebstechnischen Gründen den überhitzten Dampf mit gesättigtem so weit mischte, dass das Thermometer am Hochdruckschieberkasten der Maschine nur eine Ueberhitzung von 20° C. zeigte, so wurde doch noch eine Kohlenersparnis von 8,2 % gegen früher erreicht. Dieses günstige Ergebnis veranlasste zu weiteren Nachbestellungen. Nach einer Mitteilung der Firma G. E. Belliss und Co. in Birmingham, deren Betriebskesselanlage aus Kesseln mit Ueberhitzern System Babcock und Wilcox besteht, ergaben sich bei Versuchen mit einer 300-pferdigen Kondensationsdampfmaschine für eine Siemens – Dynamo nachstehende Resultate (s. Tab. XII). Dies ergibt bei sehr geringer Ueberhitzung . immer noch eine Ersparnis von 6 %, bei Ueberhitzung von 50° C. dagegen etwa 14 % Ersparnis. Tabelle XII. Ueberhitzer Temperatur des Dampfes Speisewasser-verbrauch am Kessel an d. Maschine ganz eingeschaltet nicht gemessen     224 °C.     8,947 kg teilweise eingeschalt     269 °C. 179 „   9,740 „ ausgeschaltet 174 „ 174 „ 10,274 „ Textabbildung Bd. 312, S. 52 Ueberhitzungsanlage bei der Kesselanlage der elektrischen Strassenbahn in Hannover. a Eckventil von 30 mm l. W.; b Thermometer; c Hauptdampfleitung von 250 mm l. W.; d Dreiwegehahn, 30 mm l. W.; e Reinigungsthüren von 450 × 450 mm l. W. Nach einer Angabe der Firma Babcock und Wilcox sind etwa 350 Ueberhitzer ihres Systems im Betrieb, darunter 44 Stück in Deutschland. In Verbindung mit dem Wasserrohrkessel der Firma beträgt die Erhöhung der Temperatur des Dampfes durch den Ueberhitzer gewöhnlich 70 bis 100 ° C. c) Der Ueberhitzer von Simonis und Lanz in Sachsenhausen-Frankfurt a. M. Die ∪- oder S-förmigen schmiedeeisernen Röhren sind Wer teilweise parallel, teilweise hintereinander geschaltet. Fig. 31 bis 33 zeigen einen Ueberhitzer von 81,5 qm Heizfläche mit selbständiger Feuerung, wie er in solchen Fällen verwendet wird, wo die vorhandene Kesselanlage den Einbau von mehreren Einzelüberhitzern an den Kesseln nicht ermöglicht. An der Stirnseite des Ueberhitzers ist eine schmiedeeiserne geschweisste Kammer angeordnet, die durch Zwischenwände in mehrere Abteilungen getrennt ist. Der von den Kesseln kommende Dampf strömt in die unterste Kammerabteilung ein und verteilt sich auf die 18 parallel geschalteten ∪-förmigen Röhren, die ihn der zweiten Kammerabteilung zuführen. Solcher Rohrgruppen sind dann bei dem Ueberhitzer in Fig. 31 bis 33 drei hintereinander geschaltet. Von der oberen Abteilung wird dann der Dampf direkt zur Maschine geführt. Die Feuerung ist eine Schüttfeuerung mit geneigt liegendem Planrost, der auf Rollen vorgezogen werden kann. Die Heizgase Umspülen in mehreren Windungen die Ueberhitzerrohre und gelangen dann direkt in den Fuchs. Es wäre gewiss empfehlenswert, die noch beträchtlich heissen Abzugsgase in einem Ekonomiser zur Vorwärmung des Speisewassers zu verwenden. Da der Ueberhitzer jedenfalls bis etwa 300° C. zu überhitzen gestatten muss, so werden die Abzugsgase voraussichtlich mit 450 bis 550 ° C. in den Fuchs entweichen. Textabbildung Bd. 312, S. 53 Ueberhitzer von Simonis und Lanz. Die allgemein übliche Anordnung des Ueberhitzers an den Kesseln der Firma zeigen Fig. 34 bis 36. Diese durch D. R. G. M. geschützte Ausführungsart hat besonders bezüglich der Regulierfähigkeit der Temperatur manche Vorzüge. Der Kesseldampf passiert zunächst im Dampfdome eine Wasserabscheidungsvorrichtung im mehrmaligen Richtungswechsel, tritt hierauf durch Ventil C in das Rohr D und von hier in die erste Abteilung der schmiedeeisernen Kammer. Diese ist in der Seitenmauer des Kessels eingebaut. Die hier S-förmigen Ueberhitzerrohre liegen quer zum Kessel. Bei diesem Ueberhitzer von 28,18 qm Heizfläche für einen Kessel von 200 qm Heizfläche sind je 10 Röhre parallel geschaltet. Die kleinen Pfeile in Fig. 34 geben deutlich die Richtung an, in welcher die Rohre durchströmt werden. Die erste Kammerabteilung liegt links unten; hierbei durchströmt der Dampf die linke Hälfte der Rohre und gelangt in die obere zweite Kammerabteilung. Von hier aus tritt der Dampf in die rechte Hälfte der Rohre und sammelt sich in der rechts unten liegenden dritten Abteilung. Durch das Rohr F gelangt der Dampf zur Maschine. Es sind hier demnach 2 Gruppen hintereinander geschaltet. Das Ventil G ist bei Betrieb mit überhitztem Dampf geschlossen; soll der Ueberhitzer ausgeschaltet werden, so sind die Ventile G und E zu schliessen und Ventil G zu öffnen. Die Heizgase, welche die vordere Hälfte der Dampfkesselrohre passiert haben, teilen sich dann bei der in Fig. 34 gezeichneten Stellung der Klappe A. Ein Teil umspült den Ueberhitzer, der andere Teil den Oberkessel. Wird die Klappe A nach links gelegt, so gehen alle Heizgase durch den Ueberhitzer; der Oberkessel liegt dann im toten Zuge. Soll der Ueberhitzer ganz ausgeschaltet werden, so ist die Klappe A nach rechts zu legen. Es wird dann nur der Oberkessel geheizt. Ausserdem ist für diesen Fall noch die Klappe B angeordnet, durch deren Schluss die Ueberhitzerrohre auch vor der strahlenden Wärme geschützt werden; doch ist dies nicht unbedingt nötig. Diese Einrichtung ermöglicht eine gute Regulierung der Temperatur und gewährt auch den Vorteil, dass eventuell ein einzelnes Rohr ausgewechselt werden kann, wozu in der Seitenwand eine entsprechende verschliessbare Oeffnung vorgesehen ist. Durch einen Russabblaseapparat kann der Ueberhitzer von Russ und Flugasche gereinigt werden. Die vorstehend beschriebene Anordnung kann jedoch nur verwendet werden, wenn zur Seite des Kessels ein Bedienungsgang vorhanden ist. Fehlt dieser, wenn die einzelnen Kessel einer Anlage dicht aneinander liegen, so muss die Anordnung gewählt werden, die in den Fig. 37 bis 40 dargestellt ist. Die schmiedeeiserne Kammer liegt hierbei in der vorderen Stirnwand, die Rohre sind längs zum Kessel angeordnet. Der Nachteil dieser Ausführungsweise liegt darin, dass beim ausgeschalteten Ueberhitzer auch der Oberkessel ohne Heizung bleibt, weil die Klappe A geschlossen werden muss. Die Heizgase gehen also direkt nach dem letzten Zuge. Ausserdem nehmen die Rohre beim Betriebe die Wärme besser auf, wenn sie quer zum Strome der Heizgase liegen und diese zum Richtungswechsel und zu Wirbelbewegungen veranlassen, wie es bei der vorhergehenden Anordnung der Fall ist. Die Ueberhitzung lässt sich bis zu 100° treiben und kann in diesen Grenzen beliebig eingestellt werden. Der häufige Richtungswechsel des Dampfes in den Rohren und besonders die Mischung und Zerteilung in den Kammerabteilungen bringen andererseits eine sehr gleichmässige Ueberhitzung zu Stande. Die Leistungsfähigkeit des Ueberhitzers und des Kesselsystems der Firma Simonis und Lanz lässt sich aus den folgenden Versuchsdaten beurteilen, die dem Berichte des Oberingenieurs Hugo Seidler in Budapest entstammenZeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1898 S. 552.. Die betreffende Anlage der Druckerei „Pallas“ in Budapest besteht aus 2 stehenden Auspuff-Verbundmaschinen von etwa 207 Umdrehungen in der Minute und einer Normalleistung von 40 e; sie wurde von der Nicholson-Maschinenfabrik, A.-G., in Budapest geliefert. Die Maschinen dienen zum Dynamoantrieb. Die Kesselanlage besteht aus 2 Wasserrohrkesseln von Simonis und Lanz mit je 1 Ueberhitzer. Letzterer ist seitlich an den Kesseln angebaut, etwa in ähnlicher Weise wie bei dem Hering'schen Ueberhitzer Fig. 17 bis 19. Der Auspuffdampf wird zur Speisewasservorwärmung benutzt, ausserdem ist ein Ekonomiser vorhanden. Die erzielten Resultate enthält Tabelle XIII im Auszug. Textabbildung Bd. 312, S. 54 Ueberhitzer von Simonis und Lanz. Der Dampfverbrauch von etwa 9,3 kg für 1 i in 1 Stunde, bezw. von 10,65 kg für 1 e in 1 Stunde, sowie der Kohlenverbrauch von 1,14 kg bezw. 1,3 kg für 1 i bezw. 1 e in 1 Stunde ist mit Rücksicht auf einen Auspuff-Schnellläufer von etwa 45 e ganz besonders gering und lässt den Vorteil der Ueberhitzung deutlich erkennen. Ebenso muss der erzielte Kesselwirkungsgrad von 0,756 bezw. 0,779 als ein sehr guter bezeichnet werden. Tabelle XIII. Versuchsdauer 8,5 Std. 8 Std. Mittlere Dampfspannung am Kessel kg 9,91 9,98 Dampftemperatur am Kessel °C. 182,68 182,97 Mittlere Dampftemperatur hinter dem   Ueberhitzer „ 278,00 255,10 Ueberhitzung „ 95,32 72,13 Indizierte Gesamtleistung i 53,56 53,23 Effektive „ e 46,72 46,43 Kohlenverbrauch gesamt kg 525,57 479,10             „               für 1 i in der Stunde „ 1,154 1,125             „                „  1 e. „   „      „ „ 1,320 1,289 Temperatur des Speisewassers vor dem   Vorwärmer °C. ∾ 15 ∾ 15 Temperatur des Speisewassers hinter dem   Vorwärmer „ 72,7 71,2 Speisewassermenge gesamt kg 3995 4074             „                  für 1 i in der Std. „ 9,03 9,56             „                   „  1 e „   „    „ „ 10,35 10,96 Verhältnis, Speisewasser: Kohle 7,83 8,5 Heizwert der Kohle W.-E. 6579 6820 Wirkungsgrad der Kesselanlage 0,756 0,779 d) Ueberhitzer von C. Budil in Königgrätz.Oesterr. Pat. vom 15. Mai 1897. Die Fig. 41 bis 43 stellen diesen Ueberhitzer dar. Es sind je 4 gerade Rohre zu einer Gruppe zusammengefasst. Die Enden der Rohre sind in schmiedeeiserne Platten eingewalzt und die Platten mit Gusskörpern dampfdicht verschraubt. Der Dampf durchströmt 4 Rohre, sammelt sich im Gusskörper und wird dann wieder in 4 Ströme zerlegt. Die Rohrgruppen sind hintereinander geschaltet und bilden eine S-förmige Rohrschlange. Ob dieser Ueberhitzer schon praktische Verwendung gefunden hat, ist dem Verfasser unbekannt. Die Anzahl der Dichtungsstellen ist bei dieser Bauart ungewöhnlich hoch und liesse sich ohne weiteres auf die Hälfte vermindern, wenn anstatt der geraden Röhren ∪-förmig gebogene verwendet würden und die oberen Verbindungskörper ganz in Wegfall kämen. Die Ausdehnung der Röhren bei einseitiger Erwärmung wäre dann auch eine ungehinderte. Die unter c) und d) behandelten beiden Systeme von Simonis und Lanz und C. Budil gehören eigentlich nur bedingungsweise in die hier behandelte Gruppe der Ueberhitzer, weil bei ihnen die Rohrgruppen zum Teil auch hintereinander geschaltet sind. Ein Vergleich mit dem unter a) behandelten Ueberhitzer von Hering zeigt aber, dass der Unterschied dieser Systeme nicht so bedeutend ist und ihre Erledigung an dieser Stelle berechtigt erscheint. Zu dieser Ueberhitzergruppe wären dann noch Weiter zu zählen: Textabbildung Bd. 312, S. 55 Ueberhitzer von Simonis und Lanz. e) Der Ueberhitzer von McPhailThe Engineer, 1894 S. 121 und 140 und 1895 S. 228., dessen Konstruktion die grösste Aehnlichkeit mit dem System von Babcock und Wilcox hat, da bei demselben auch ∪-förmige Röhren in schmiedeeiserne Kammern von prismatischer Form eingewalzt sind. Die Kammern sind mit einer schmiedeeisernen Platte an Stelle der einzelnen Handverschlüsse abgeschlossen. Das Charakteristische dieses Ueberhitzers besteht darin, dass nur mässige Ueberhitzung erzielt werden soll und dass der überhitzte Dampf zu diesem Zwecke nach dem Verlassen des Ueberhitzers noch durch den Wasserraum des Kessels in Röhren geleitet wird. f) Der Ueberhitzer der Firma Carlshütte in Altwasser. Die vertikalen, in einer besonderen Kammer hinter dem zweiten Zuge eingebauten Ueberhitzerröhren sind Mannesmannröhren und ∪-förmig angeordnet. Eine Darstellung der Kesselanlage mit diesem Ueberhitzer für die Elektrizitätswerke in Waldenburg enthalten die Mitt. a. d. Prax. des Dampfk.- u. Dampfmaschin.-Betriebes, 1898 S. 289. g) Der Ueberhitzer von Grouvelle und Arquembourg. Eine eingehende Beschreibung dieses Systems findet sich in D. p. J., 1896 300 256, weshalb hier darauf verwiesen wird. Dieser Ueberhitzer hat Aehnlichkeit mit der Bauart des Hering'schen Ueberhitzers, indem auch hier mehrere S-förmige Röhren parallel nebeneinander liegen. Textabbildung Bd. 312, S. 55 Ueberhitzer von Budil. (Fortsetzung folgt.)