Titel: | Die Brutto- und Nettoverdampfung. |
Autor: | A. Dosch |
Fundstelle: | Band 316, Jahrgang 1901, S. 203 |
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Die Brutto- und Nettoverdampfung.
Von A. Dosch,
Köln.
(Schluss von S. 181 d. Bd.)
Die Brutto- und Nettoverdampfung.
2. Fall.
Ebenso, wie im vorstehenden Falle, würde es unrichtig sein, die Nettoverdampfung in
Vergleich zu ziehen, wenn es sich darum handelte, zwei verschiedene
Feuerungskonstruktionen in ihren Vorteilen gegeneinander abzuwägen. Es handelt sich
hier meist weniger darum, den absoluten Nutzeffekt der beiden Feuerungen zu
ermitteln, als vielmehr darum, festzustellen, ob bezw. um wie viel die eine der
beiden Feuerungen besser arbeitet, als die andere, oder aber nachzuweisen, ob die
eine der Feuerungen gegenüber der anderen sich vorteilhafter zur Verbrennung eines
gegebenen Brennmaterials eignet. Letzterer Fall wird hauptsächlich dann eintreten,
wenn in unmittelbarer Nähe des Aufstellungsortes des Kessels ein geringwertigeres
Brennmaterial zu einem solchen Preise zu haben ist, welcher gegenüber einem
besseren, aber teueren Brennstoff, auf dessen Herbeischaffung vielleicht noch hohe
Transportkosten entfallen, einen billigeren Betrieb verspricht, trotzdem dieses
schlechtere Material bei gewöhnlichem Schornsteinzug nicht mehr brennt, sondern man
hierfür den Zug eventuell künstlich verstärken muss.
Hat man nur die Absicht, den Unterschied zwischen zwei verschiedenen
Feuerungskonstruktionen unter Verwendung derselben Qualität Kohlen in beiden Fällen
festzustellen, so kommt es selbstverständlich weniger darauf an, den absoluten
(kalorimetrischen) Heizwert des betreffenden Materials – da derselbe von vornherein
genau gleich angenommen werden kann – zu kennen, wenn dies auch wünschenswert
erscheint. Es muss jedoch darauf gesehen werden, die Versuchsverhältnisse bei beiden
Versuchen möglichst gleich zu wählen, vor allem muss auch darauf geachtet werden,
dass der Feuchtigkeitsgrad der Kohle in beiden Fällen gleich ist, denn dieser kann
von grossem Einfluss auf die Richtigkeit der Versuche sein. In der reinen Praxis ist
es eben nicht immer und meist nur bei Untersuchung grösserer Objekte möglich, genaue
kalorimetrische Heizwertbestimmungen auszuführen, und noch seltener, die chemische
Zusammensetzung des Brennstoffes zu ermitteln. Es ist dies aber auch, wie bereits
bemerkt, in solchen Fällen, wie den vorliegenden, nicht absolut erforderlich, wenn
nur sonst alle Vorbedingungen gleich gewählt sind.
Würde man, bei Verwendung desselben Materials auf beiden Feuerungen, vollständige
Verbrennung alles Brennbaren, bezw. gleiche Ausnutzung des Brennmaterials auf dem
Roste, annehmen, so müssten – da ja ein und derselbe Kessel in beiden Fällen als
Versuchskessel diente – die Netto Verdampfungen direkt proportional den
Bruttoverdampfungenund, falls diese gleich sind, ebenfalls gleich sein. In
diesem einzelnen Falle würde eine Vergleichung der Nettoverdampfungen allerdings zum
richtigen Resultate führen, in allen anderen Fällen jedoch nicht.
Zur Ergänzung des Gesagten diene noch folgendesSiehe
hierüber auch des Verfassers Aufsatz: Unterwindfeuerungen u.s.w., Zeitschrift für Elektrotechnik und
Maschinenbau, 1900 S. 495 u. f.:
Sollen beispielsweise H = kg Dampf erzeugt werden, und
bezeichne
z die Verdampfung pro 1 kg (brutto) auf der ersten,
z1 diejenige auf der
anderen Feuerung,
so mussten im ersten Falle \frac{H}{z}=\mbox{kg}, im zweiten \frac{H}{z_1}=\mbox{kg}
Kohlen verbraucht werden und dafür, wenn mit P der
Preis für 1 kg Kohle bezeichnet wird,
\frac{H}{z}\,\cdot\,P
im ersten, und
\frac{H}{z_1}\,\cdot\,P
im zweiten Falle an Kosten aufgewendet werden.
Wird mit E die Ersparnis in Prozent der ursprünglich (im
ersten Falle) verbrannten Kohlenmenge bezeichnet, so ist
\frac{H}{z}\,\cdot\,P=\frac{H}{z_1}\,\cdot\,P+\frac{H}{z}\,\cdot\,P\,\cdot\,\frac{E}{100}.
Hieraus
E=100\,\left(1-\frac{z}{z_1}\right) (in Prozent) . . .1)
wobei, wie bereits bemerkt und die Ableitung zeigt, beide Male
dieselbe Kohlensorte gebraucht wird.
Will man zu einer anderen Kohlensorte übergehen, deren ökonomische Verwendung jedoch
Anlage einer anderen Feuerung bedingt, so brauchte man auch hier wiederum weder die
Netto Verdampfung, noch auch den Wirkungsgrad der gesamten Feuerungseinrichtung zu
wissen – denn es handelt sich hier um Feststellung der Oekonomie des Betriebes –,
wenn nur die Brutto Verdampfung des vorher und später zu verwendenden Materials
bekannt wäre.
Bezeichnet ausser dem bereits Bekannten P bezw. P1 die Preise für das
im ersten und zweiten Falle verwendete Material, so ergibt sich, wenn wiederum ein
Dampfquantum von H = kg Dampf erzeugt werden soll:
\frac{H}{z}\,\cdot\,P=\frac{H}{z_1}\,\cdot\,P_1+\frac{H}{z}\,\cdot\,P\,\cdot\,\frac{E}{100},
woraus
E=100\,\left(1-\frac{z}{z_1}\,\cdot\,\frac{P_1}{P}\right)%Wobei jedoch von den
event. verschiedenen Anlagekosten abgesehen ist. . . . . . . . .
. . .2)
folgt.
Berechnet sich der Wert E positiv, so würde für die
zweite, ergibt sich derselbe jedoch negativ, so würde für die ursprüngliche Feuerung
eine Ersparnis von der Grosse des absoluten Zahlenwertes eintreten, wobei sich
dieselbe jedoch so ergeben wird, als wenn die beiden Kohlensorten an der Fundstelle
selbst verwendet würden. Es kann jedoch die Eracht von der Zeche bis zum
Verbrauchsort eine grössere Rolle spielen, als ihr bei flüchtiger Beurteilung im
allgemeinen zuerkannt werden kann, insofern nämlich, als es nicht allein auf die
absolute Grosse derselben für das eine oder andere Brennmaterial ankommt, sondern
auf das Verhältnis dieser und des Verkaufspreises zu der Verdampfungsziffer; es
kann, obwohl vielleicht nach vorstehender Formel eine Ersparnis nachgewiesen ist,
sich diese unter Umständen, bei Berücksichtigung der beiderseitigen Transportkosten,
in das Gegenteil verwandeln.
Bezeichnet daher F und F1 die entsprechenden Erachtsätze für die Einheit (1
kg), so folgt
\frac{H}{z}\,\cdot\,P+\frac{H}{z}\,\cdot\,F=\frac{H}{z_1}\,\cdot\,P_1+\frac{H}{z_1}\,\cdot\,F_1+\frac{H}{z}\,\cdot\,(P+F)\,\cdot\,\frac{E}{100}
und hieraus
E=100\,\left(1-\frac{z}{z_1}\,\cdot\,\frac{P_1+F_1}{P+F}\right)% . . . 3)
Die vorstehenden Gleichungen 1 bis 3 berücksichtigen die eventuell eintretende
Ersparnis so, wie sie lediglich mit Rücksicht auf die beiderseitige
Verdampfungsfähigkeit der Materialien entstehen würde, also ohne die etwa für die
zweite Feuerungskonstruktion aufgewendete Kraftleistung zum Betriebe derselben, wie
sie beispielsweise bei Unterwindfeuerungen – also Verwendung schwer brennbarer
Heizmaterialien –, mechanischer Rostbeschickung, bei verschiedenen
Kohlenstaubfeuerungen u.s.w. eintreten, in Betracht zu ziehen. Dieser Kraftverlust
kann nun derart berücksichtigt werden, dass der für diesen Antrieb aufgewendete
Dampf oder das Aequivalent hierfür von vornherein von der Gesamtkesselleistung –
selbstverständlich beides auf eine Zeit bezogen – in Abzug gebracht wird, wodurch
die entsprechende Verdampfung um den entsprechenden Betrag sinken wird. Ist dagegen
der erwähnte Kraftverlust in Prozent von der Gesamtkesselleistung bekannt, so kann
derselbe auch direkt bei der Berechnung der Ersparnis berücksichtigt werden.
Wird dieser Verlust mit v – ausgedrückt in Prozent –,
also mit \frac{v}{100} pro Einheit, bezeichnet, so ergibt sich für den Fall der
Verwendung gleicher Kohlensorten
\frac{H}{z}\,(P+F)=\frac{H}{z_1}\,(P+F)+\frac{E}{100}\,(P+F)\,\frac{H}{z}+\frac{v}{100}\,(P+F)\,\frac{H}{z_1},
woraus sich
E=\left(1-\frac{z}{z_1}\,\left[1+\frac{v}{100}\right]\right)\,\cdot\,100% . . 4)
bestimmt.
Ferner ist für den Fall, dass verschiedene Kohlensorten verbrannt werden, jedoch ohne
Transportkosten
\frac{H}{z}\,\cdot\,P=\frac{H}{z_1}\,\cdot\,P_1+\frac{E}{100}\,\cdot\,\frac{H}{z}\,\cdot\,P+\frac{v}{100}\,\cdot\,\frac{H}{z_1}\,\cdot\,P_1
und
E=\left(1-\frac{z}{z_1}\,\cdot\,\frac{P_1}{P}\,\left[1+\frac{v}{100}\right]\right)\,\cdot\,100% . 5)
Wird diese Fracht jedoch berücksichtigt, so geht diese Gleichung über in
E=\left(1-\frac{z}{z_1}\,\cdot\,\frac{P_1+F_1}{P+F}\,\left[1+\frac{v}{100}\right]\right)\,\cdot\,100% 6)
In sämtlichen vorstehenden Gleichungen von 1 bis 6 hängt die Oekonomie des Betriebes
lediglich von der Bruttoverdampfung des Materials ab und es ist für die Beurteilung
dieser Oekonomie in den hier ins Auge gefassten Fällen zunächst nicht erforderlich,
den Gesamtwirkungsgrad des Kessels zu kennen. Erst dann wird sich dies als nötig
erweisen, wenn man den Vorteil der einen Feuerungskonstruktion gegenüber der anderen
weniger auf die unterschiedlichen Preise der Brennmaterialien, als vielmehr auf
mangelhaftes Funktionieren der einen der Feuerungen zurückführen zu können glaubt
und man Mittel in der Hand hat, diese Mängel eventuell zu beseitigen.
Hier kann nun – ausser anderem, auf welches einzugehen nicht der Zweck dieses
Aufsatzes sein kann – die Netto Verdampfung ein solches Mittel sein; fällt dieselbe
grösser aus, als ihr nach dem Aschengehalt des Materials und sonstiger kleiner
Verluste, welche auf die Grosse des entstehenden Unverbrennlichen einwirken,
zukommt, so ist damit gesagt, dass zuviel Asche entstanden ist, und dass dieser
Uebelstand, um den Wirkungsgrad zu verbessern, behoben werden muss.
3. Fall.
Vergleicht man zwei Brennmaterialien hinsichtlich ihrer Wärmeabgabe in einer
bestehenden Kesselanlage, so wird im allgemeinen derjenige Brennstoff die höchste
Verdampfungsziffer liefern, welcher den grössten Heizwert besitzt, wobei
vorausgesetzt ist, dass sich die Kohlen hinsichtlich ihres Feuchtigkeitsgehaltes in
gleicher Beschaffenheit befinden. Nun ist es aber nicht immer zutreffend, dass
dasjenige Material unter allen Umständen die höchste Verdampfung erzielen müsste,
welches den höchsten Heizwert aufweist. Dieser Fall kann eintreten, wenn sich das
Material infolge seiner Beschaffenheit, indem es vielleicht zu schwer verbrennlich
ist, und aus diesem Grunde einen stärkeren Zug bedingt, als die gegebene Anlage
aufweist, sich für diese letztere schlecht eignet. Ausserdem kommt noch hinzu, dass
man in der Praxis auch bezüglich der von 1 qm Kesselheizfläche gelieferten
Dampfmenge nicht nur an gewisse obere, sondern auch an gewisse untere Grenzen
gebunden ist, die zu unterschreiten die Oekonomie des Betriebes hinsichtlich ihrer
Verzinsung (zu grosser Anlagepreis) schädigen würde. Mit Rücksicht hierauf ist es
also nicht unter allen Umständen richtig, die Brennstoffe allein nach ihrem
Heizwert, ohne Rücksicht auf ihre sonstige Beschaffenheit, zu kaufen. Anders liegt
der Fall allerdings für solche von nahezu gleicher Zusammensetzung, für die sich
also die vorhandenen Verhältnisse und Einrichtungen gleich gut eignen und, da die
chemische Zusammensetzung der brennbaren Substanz als nahezu gleich und demnach auch
gleichwertig vorausgesetzt war, wird für diese der eigentliche Brennwert der Kohle
nur von dem Feuchtigkeitsgehalt und dem Gehalt an Unverbrennlichem (Asche)
abhängen.
Nun kommt allerdings der Fall einer Vergleichung von Brennmaterialien hinsichtlich
ihres Heizwertes und ihrer Oekonomie zur Zeit weniger häufig vor und zwar weniger
deshalb, dass eine derartige Kontrolle der angelieferten Kohlenmengen zu zeitraubend
oder zu schwierig sei, als vielmehr wegen des zur Zeit noch herrschenden
Kohlenmangels, denn man hört des öfteren sagen: „wir sind schon froh, wenn wir
überhaupt genug Kohlen bekommen“, oder: „man muss jetzt alles nehmen, was
man bekommt“. Trotzdem sollte es auch hier nicht vernachlässigt werden, in
erster Linie wenigstens den Feuchtigkeitsgrad der Kohle zu bestimmen, da derselbe
einen ganz beträchtlichen Faktor für die in einem bestimmten Gewichtsquantum
enthaltene Wärme abgeben kann, und zwar nicht so sehr infolge des aus ihm
entstehenden und mit den Heizgasen entweichenden Wasserdampfes, sondern vielmehr aus
dem Grunde, dass das in der Kohle enthaltene Wasser als Brennstoff abgewogen und mit
bezahlt wird. Es wird daher hier die Verdampfungsziffer nicht mehr in einfachem
Verhältnisse – wenn diese Ausdrucks weise erlaubt ist – sinken, sondern in
verstärktem Masse, da sich – ausser dem Einflüsse der grösseren Menge an Verbrennungswasser – das
Verbrennliche in einem bestimmten Quantum Kohle, beispielsweise 1 kg, um denselben
Betrag verringert, um welchen – unter sonst gleichen Verhältnissen – der
Wassergehalt zunimmt.
Man wird im allgemeinen keinen allzu grossen Fehler begehen, und vor allem nicht bei
geringerem Feuchtigkeitsgehalt, wenn man den Betrag, um welchen der Wassergehalt
zunimmt, direkt von dem Kohlenstoffgehalt, beides auf eine bestimmte Einheit
bezogen, in Abzug bringtGenau genommen,
müsste dieser Prozentgehalt auf die übrigen Bestandteile umgerechnet
werden.. Steigt z.B. der Wassergehalt von 2% auf 8%, also um 6%
(was allerdings für Steinkohle ziemlich bedeutend wäre), so ist zu gleicher Zeit
unter erwähnter Beschränkung der Kohlenstoffgehalt um 6% gefallen, was einen Verlust
von 6 . 81 = 486 Kalorien für 1 kg Brennmaterial hervorrufen würde. Hierzu käme noch
der Verlust, der durch die grössere Menge an Verbrennungswasser entsteht, in einer
Grosse von 6 . 6 = 36 Kalorien, welcher Verlust gegenüber dem ersten kaum ins
Gewicht fallen könnte. Der Gesamtverlust würde daher bei einem um 6% grösseren
Feuchtigkeitsgehalt als dem normalen: 486 + 36 = 522 Kalorien für 1 kg Brennstoff
und unter Annahme eines Heizwertes von 7500 W.-E. für die normale Kohle etwa 6,9 %
betragen.
Für Steinkohlen wird dieser Verlust immer noch nicht so bedeutend werden können, da
hier der Gehalt an Feuchtigkeit wohl 8% selten übersteigen wird, selbst wenn die
Kohle an feuchter Luft gelegen hat, ehe sie zur Verladung gelangte; hingegen kann
dieser Gehalt für Braunkohlen von recht wesentlicher Bedeutung werden, wenn man hier
bedenkt, dass der Wassergehalt dieser Kohlensorten zwischen 20 und 50% wechseln
kann, ohne dass deshalb die Kohle feucht aussieht.
Mit dem Heizwert wird nun auch die Bruttoverdampfung bei zu- oder abnehmendem
Wassergehalt fallen oder steigen und zwar kann man, um zunächst einen Ueberschlag zu
haben, annehmen, dass sie genau in demselben Prozentverhältnisse steigt oder fällt,
mit dem der Feuchtigkeitsgehalt ab- oder zunimmt, wobei bemerkt sei, dass der
Unterschied in Wirklichkeit noch etwas bedeutender ist, wie vorstehendes Beispiel
zeigt. Wie viel Wert daher vor allem auf die Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes zu
legen ist, und wie leicht gerade in dieser Hinsicht Fehler in den
Verdampfungsresultaten entstehen können, dürfte aus Vorstehendem bereits zur Genüge
ersichtlich sein, zumal wenn man bedenkt, dass es sich hier nicht um einen genau
durchgeführten Verdampfungsversuch handeln kannBei
welchem also diesem Feuchtigkeitsgehalt Rechnung getragen würde.,
sondern stets um vergleichende Versuche, bei welchen nicht der Wirkungsgrad der
Kesselanlage festgestellt werden soll, sondern das ökonomische Arbeiten derselben,
und das kann unter Umständen ein ganz beträchtlicher Unterschied sein. Es ist hier
ausserdem noch zu berücksichtigen, dass der Gehalt des Materials an Feuchtigkeit für
sich festgestellt werden muss, und dass derselbe bei dem Verdampfungsversuch selbst
nicht berücksichtigt und festgestellt werden kann, wie dies beispielsweise mit dem
Aschengehalt der Fall ist, bei welchem man an der Feuerung selbst jederzeit eine
Kontrolle auszuüben im stande ist.
In Tabelle 2 und in Fig. 2 ist dieser Einfluss des
Feuchtigkeitsgehaltes in etwas übersichtlicherer Weise zusammengestellt. Hierzu möge
noch bemerkt sein, dass die hier angegebenen Heizwerte nicht mit den wirklichen
Heizwerten übereinstimmen können, da die übrige Zusammensetzung des Materials –
ausser C – in ihren ursprünglichen Werten belassen ist,
dieselbe jedoch auf den entsprechenden Prozentsatz des Wassergehaltes umgerechnet
werden müsste. Diese Umrechnung ist jedoch hier, der besseren Uebersichtlichkeit
wegen, unterlassen, zumal es hier auch gar nicht auf absolute Genauigkeit ankommen
kann, sondern nur auf den Einfluss dieser Verhältnisse hingewiesen werden soll. Für
den letzten Fall der Tabelle 2, also bei einem Feuchtigkeitsgehalt von 10%, ist
diese Umrechnung im übrigen in Tabelle 3 durchgeführt, und zwar finden sichin
Rubrik I die Werte von Tabelle 2 und in Rubrik II die wirkliche Zusammensetzung des
Materials; der Fehler, der gegenüber dem absolut trockenen Brennstoff bei dem
Feuchtigkeitsgehalt von 10% entstehen würde, beträgt 1,6%. Dieser Fehler ist der
grösste, der in Tabelle 2 vorhanden ist, und wird in Wirklichkeit einen bei weitem
geringeren Wert aufweisen, da einerseits das Material nicht absolut trocken sein
wird, andererseits ein Gehalt von 10% überhaupt der grösste sein dürfte, den
Steinkohle je erreichen wird.
Textabbildung Bd. 316, S. 205
Fig. 2.
Tabelle 2.
W%
C%
A%
H%
N+O%
S%
Heiz-wertW.-E.
Verdampfung
Bruttokgη =
1
Nettokgohne W
Nettokg.mit W
0
84
5,0
4,5
5,2
1,3
7960
12,496
13,15
13,15
1
83
5,0
4,5
5,2
1,3
7873
12,35
13,00
13,14
2
82
5,0
4,5
5,2
1,3
7786
12,22
12,86
13,14
3
81
5,0
4,5
5,2
1,3
7699
12,08
12,72
13,13
4
80
5,0
4,5
5,2
1,3
7612
11,95
12,58
13,13
5
79
5,0
4,5
5,2
1,3
7525
11,81
12,43
13,12
6
78
5,0
4,5
5,2
1,3
7438
11,67
12,29
13,12
7
77
5,0
4,5
5,2
1,3
7351
11,54
12,15
13,11
8
76
5,0
4,5
5,2
1,3
7264
11,40
12,00
13,11
9
75
5,0
4,5
5,2
1,3
7177
11,27
11,82
13,10
10
74
5,0
4,5
5,2
1,3
7090
11,13
11,70
13,10
In Fig. 2 bedeutet mit Bezug auf Tabelle 2:
Linie H bis H1 den Heizwert in Kalorien,
„ B bis B1 die Bruttoverdampfung des Materials,
„ V bis V1 den Verlust an Wärme durch den
Feuchtigkeitsgehalt in Kalorien,
Linie N bis N1 die Netto Verdampfung, wie sie sich praktisch etwa
ergeben würde,
Linie N bis N2 die Nettoverdampfung, bezogen auf das
Verbrennliche in der Kohle (nahezu konstant).
Tabelle 3.
Bezeichnung
I
II
v. H.
v. H.
W =
10,0
10,0
C =
74,0
75,6
A =
5,0
4,5
H =
4,5
4,05
N + O =
5,2
4,68
S =
1,3
1,17
Heizwert in Cal. =
7090
7205
Bruttoverdampfung =
11,13
11,31
Fehler =
–
1,6%
Ehe man daher zur Vergleichung zweier Kohlensorten hinsichtlich ihres Heizeffektes
und ihrer Oekonomie schrei ten kann, hat man zunächst festzustellen, ob der
Feuchtigkeitsgehalt der Materialien sich in den Grenzen hält in welchen er hinsichtlich der
Beschaffenheit der Brennmaterialien stehen darf. Verfeuert man dagegen ein und
dieselbe Kohlensorte, so soll man sich auch hier überzeugen, ob man nicht mit der
Kohle zu viel Wasser bezahlt. Wie aus Vorstehendem ersichtlich, wird es gar nicht zu
den Seltenheiten gehören, dass man 5% und mehr Wasser als Kohle mit übernimmt, wie
dieser Fall eintreten kann, wenn die Kohle, ehe sie verladen wird, bei feuchtem
Wetter längere Zeit im Freien gelagert hat.
Andererseits wird man sich nicht zu wundern brauchen, wenn man bei zwei verschiedenen
Verdampfungsversuchen an demselben Kessel und mit denselben Kohlen, wenn man
ausserdem den Aschengehalt als gleich festgestellt hat, recht wenig übereinstimmende
Verdampfungsresultate erhält. Es wird dies dann in der Regel darauf zurückzuführen
sein, dass man dem Feuchtigkeitsgrad der Kohle zu wenig Beachtung geschenkt hat.
In ähnlicher Weise wie der Feuchtigkeitsgrad wirkt der Gehalt des Materials an
Unverbrennlichem, dessen Einfluss bereits unter Fall 1, allerdings von etwas anderen
Gesichtspunkten aus, behandelt ist. Nun mag zunächst hervorgehoben sein, dass dieser
Aschengehalt in entsprechend innigerer Weise im Zusammenhang mit der eigentlichen
Beschaffenheit des Brennmaterials steht, so dass man einen bestimmten Betrag – ob
nun nach der Güte des Materials grösser oder kleiner – mit in Kauf nehmen muss, und
man wird sich sogar eine gewisse Veränderlichkeit dieses Betrages gefallen lassen
müssen. Doch auch diese muss innerhalb gewisser Grenzen bleiben, denn man wird – je
grösser dieser Betrag wird, gegenüber demselben Aschengehalt wie früher – die Kohle
entsprechend zu teuer bezahlen. Da der Heizwert und mithin die Brutto Verdampfung
mit steigendem Gehalt an Unverbrennlichem fällt, so wird im allgemeinen eine Kohle
um so billiger sein müssen, je mehr unverbrennbare Rückstände dieselbe enthält. Für
Kohlen von ganz verschiedener, übriger Zusammensetzung braucht dies natürlich nicht
zutreffend zu sein, wie z.B. für Steinkohlen und Braunkohlen; bei ersterer könnte
der Aschengehalt schon ein ganz bedeutender sein, ehe sie einen derartig niedrigen
Heizwert erreicht, wie ihn Braunkohle von mittlerer Zusammensetzung aufweist.
Werden zwei Brennstoffe von gleichem Preise in einer und derselben Kesselanlage
verfeuert, so würde genau wie bei 1 unter Fall 2 folgen
E=100\,\left(1-\frac{z}{z_1}\right).
Verheizt man beide Materialien mit gleichem Vorteil, so würde der Ausdruck
100\,\left(1-\frac{z}{z_1}\right)=0
oder es würde sein
z = z1
d.h. die Brutto Verdampfungen müssten in diesem Falle, was
eigentlich selbstverständlich ist, gleich sein.
An und für sich würde es also bei zwei verschiedenen Kohlensorten – wobei
stillschweigend verschiedene chemische Zusammensetzung vorausgesetzt ist – nicht
ankommen. Würde bei gleichem Preise z > z1 so würde die zweite
Kohle gegenüber der ersten zu teuer bezahlt sein.
Verwendet man keine Brennstoffe von gleichem, sondern verschiedenem Preise, so würde
Gleichung 2 zur Geltung kommen, und es müsste bei gleicher Oekonomie
E=100\,\left(1-\frac{P_1\,\cdot\,z}{P\,\cdot\,z_1}\right)=0
bezw.
P1 .
z = P . z1
sein, oder es dürfte der Preis für die zweite Kohlensorte
höchstens betragen
P_1=\frac{z_1}{z}\,\cdot\,P.
Werden ferner die beiderseitigen Transportkosten berücksichtigt, so würde bei
gleichem Nutzen nach Gleichung 3
E=100\,\left(1-\frac{z}{z_1}\,\cdot\,\frac{P_1+F_1}{P+F}\right)=0
sein, oder
z(P1 + F1) = z1(P + F)
und der Preis dürfte höchstens sein
P_1=\frac{z_1}{z}\,\cdot\,(P+F)-F_1
bezw. die Fracht dürfte höchstens betragen
F_1=\frac{z_1}{z}\,\cdot\,(P+F)-P_1.
Tritt der Fall ein, dass man für die Verfeuerung derselben oder einer anderen
Kohlensorte zu einer anderen Feuerungkonstruktion übergeht, so würden die
Gleichungen 4 bis 6 Geltung haben, und man erhält bei gleicher Oekonomie:
1. Nach Gleichung 4 bei demselben Preis der Brennmaterialien
E=100\,\left(1-\frac{z}{z_1}\,\left[1+\frac{v}{100}\right]\right)=0
und hieraus
z_1=z\,\left(1+\frac{v}{100}\right);
es müsste also in diesem Falle die Verdampfungsziffer z1 um den Betrag
z\,\cdot\,\frac{v}{100} grösser sein, als die frühere.
2. Nach Gleichung 5 bei verschiedenem Preis der Brennstoffe, jedoch ohne Fracht
E=100\,\left(1-\frac{z}{z_1}\,\cdot\,\frac{P_1}{P}\,\cdot\,\left[1+\frac{v}{100}\right]\right)=0
Der Preis der Kohle dürfte also höchstens betragen:
P_1=\frac{z_1}{z}\,\cdot\,\frac{P}{1+\frac{v}{100}}.
3. Nach Gleichung 6, wenn man – bei verschiedenem Preise der Kohlen – auch die Fracht
berücksichtigt
E=100\,\left(1-\frac{z}{z_1}\,\cdot\,\frac{P_1+F_1}{P+F}\,\cdot\,\left[1+\frac{v}{100}\right]\right)=0.
Hieraus
P_1=\frac{z_1}{z}\,\cdot\,\frac{P+F}{1+\frac{v}{100}}-F_1
oder
F_1=\frac{z_1}{z}\,\cdot\,\frac{P+F}{1+\frac{v}{100}}-P_1.
In sämtlichen vorstehenden, unter „Fall 3“ behandelten Möglichkeiten hängt die
Oekonomie des Betriebes durchaus nicht immer von dem Wirkungsgrad der Kesselanlage
ab; es sei z.B. auf den Fall aufmerksam gemacht, dass man in der Nähe der Anlage ein
sehr minderwertiges, aber recht billiges Material bekommen kann, welches man jedoch
gezwungen ist, auf Unterwindfeuerung zu verbrennen. Nun wird die Ausnutzung dieses
wenig guten Brennstoffes an und für sich schon einen sehr niedrigen Wirkungsgrad
ergeben und dieser wird unter Berücksichtigung des Kraftbedarfes zum Betriebe der
Feuerung noch mehr sinken, so dass derselbe, wenn er hier 0,6 erreicht, schon
ziemlich hoch gegriffen sein wird; hiergegen kann eine bessere Kohle, unter Annahme
von natürlichem Zug, einen solchen von 0,75 erreichen, und doch kann für ersteren
Betrieb eine wesentliche Ersparnis eintreten.
Hiermit soll aber durchaus nicht gesagt sein, dass auf den Wirkungsgrad kein Gewicht
zu legen sei, denn es ist ja selbstverständlich, dass die Verdampfungsziffer irgend
eines Materials mit dem Wirkungsgrad steigt, und mithin die Oekonomie vergrössert
wird.
Zum Schlusse möge nochmals darauf hingewiesen sein, dass in dem Vorstehenden der
Nettoverdampfung keinerlei wichtige Bedeutung nachgewiesen werden konnte, und ein
Verdampfungs versuch wäre noch genau so richtig und, ich möchte fast sagen,
vollständig, wenn diese Verdampfung überhaupt nicht mit aufgeführt wäre. In gewisser
Hinsicht verdient sie allerdings auch Beachtung, dieselbe darf aber immerhin nicht die
Bedeutung erlangen, dass man hierauf seine Garantien stützt, wie dies heutzutage
noch des öfteren geschieht.
Im übrigen kann ich nur auf die „Normen für Leistungsversuche an Dampfkesseln
u.s.w.“, aufgestellt vom Verein deutscher Ingenieure, verweisen.