Kondensations-Einrichtungen auf der Weltausstellung in Brüssel 1910. Von Dipl.-Ing Fritz L. Richter in Chemnitz. Kondensations-Einrichtungen auf der Weltausstellung in Brüssel 1910. Eine Ausstellung bietet den Maschinenfabriken Gelegenheit, ihre Kunden mit neuen Erzeugnissen bekannt zu machen und wird als solche benutzt werden. Abgesehen hiervon wird sie die Entwicklung, die an sich bereits bekannte Maschinen und Vorrichtungen in der Zwischenzeit erfahren haben, und welche von gleichwertigen Vorrichtungen im Laufe der Zeit bevorzugt werden, erkennen lassen. In letzter Hinsicht ist eine Weltausstellung doppelt lehrreich, weil sie im geeigneten Moment die verschiedenen Ansichten, Bedürfnisse und Bestrebungen einzelner Länder hervortreten läßt. Allerdings kann dieses Bild nicht als unbedingt und zuverlässig gelten, weil die Zahl der ausstellenden Firmen nur einen zufälligen Bruchteil der Industrie eines Landes wiedergeben kann. Allgemeines. In Verbindung mit den Kolbendampfmaschinen treten Neuerungen auf dem Gebiete der Dampfkondensation nicht hervor. Da die Bedürfnisse der Dampfturbinen unverkennbar die Zentralisierung der Kondensation einer Kraftanlage verbieten, hat die Zentralkondensation als solche ihre Bedeutung verloren. Die Firmen für Kondensationsanlagen treten mit Zentralkondensationsanlagen, wie wir solche noch 1902 in Düsseldorf gesehen haben, nicht mehr hervor. Die Dampfmaschinen werden darauf angewiesen, sich ihr Vakuum selbst zu erzeugen. Da für den Betrieb Frischwasser nicht zur Verfügung steht, muß das Kühlwasser, das an den verschiedenen Stellen benötigt wird, im Kreislauf benutzt und zurückgekühlt werden. Die Zentralisierung der Rückkühlung in gemeinsamen Turm unter Anwendung einzelner Kondensation, wie wir es in Brüssel finden, entspricht den heutigen Bedürfnissen und stellt die Anordnung dar, die bei neuen Anlagen allgemein angewandt werden dürfte. Da die gebräuchlichen Mischkondensationen der Maschinen nicht in der Lage sind, das Wasser gegen einen Ueberdruck zu fördern, gehört zur Rückkühlanlage eine besondere Umlaufpumpe, die das Wasser aus einem tiefliegenden Warmwasserbehälter auf die Wasserverteilung des Kühlturmes fördert. Oberflächenkondensationsanlagen können hierbei unmittelbar in die Druckleitung dieser Pumpe fördern. Mischkondensationen, die das Warmwasser unmittelbar auf die Wasserverteilung des Kühlturmes fördern, also die besondere Kühlturmpumpe nicht benutzen, sind auf der Ausstellung nicht zu finden. Kondensationseinrichtungen der Lokomobilen. Ortsfeste Lokomobilen mit Kondensation sind ausgestellt von den deutschen Firmen: R. Wolf, Magdeburg-Buckau, Heinrich Lanz, Mannheim, Maschinenfabrik Badenia Weinheim, Baden; von belgischen Firmen: Société de la Meuse, Lüttich; von französischen Firmen: Weyer & Richemond Pantin, Seine; von englischen Firmen: Ruston Proctor & Co. Ltd.; Lincoln, Richard Garret & Sons Ltd., Leiston. Bei den Lokomobilen herrscht einheitlich das Bestreben vor, durch vollkommene Verwertung der Wärme die Ueberlegenheit gegenüber unabhängig aufgestellten Kolbenmaschinen zu sichern. Dieses Bestreben ist in dem engen Zusammenhang von Maschine und Kessel begründet und wird auch durch möglichst vollkommene Verwertung des Wärmeinhaltes des Abdampfes berücksichtigt. Da die gewöhnliche Mischkondensation eine Erwärmung des Kühlwassers bis auf die Sättigungstemperatur der Abdampfspannung nicht zuläßt, kann selbst das aus dem Warmwasser der Mischkondensation entnommene Speisewasser durch den Abdampf noch um einige Grade erwärmt werden. Wenn die einfache Mischkondensation zur Erzeugung des Unterdruckes nicht übermäßig viel Kühlwasser erfordert, d.h., wenn das erzielte Vakuum gegenüber dem Wasserverbrauch nicht gar zu gering ist, können auf diese Weise nur etwa 3 v. H. der dem Kessel zuzuführenden Wärme gespart werden. Gleichwohl verzichten von zehn ausgestellten Lokomobilen mit Kondensation nur zwei auf diese Ersparnis, nämlich die französische Lokomobile von Weyer & Richemond und die englische Lokomobile von Richard Garrett & Sons. Der benötigte Röhrenvorwärmer wird stets so angeordnet, daß das Wechselventil hinter ihm gelegen ist, und daß das Speisewasser durch die Pumpe durch die Heizrohre, die vom Abdampf umspült werden, hindurchgedrückt wird. Dadurch gestattet er die Erwärmung des Speisewassers auf nahezu 100°, wenn die Lokomobile auf Auspuff umgeschaltet ist. Die Maßnahme erfordert eine Ausführung des Röhrensystems, die den eintretenden erheblichen Temperaturschwankungen und auch dem Gegendruck des Kessels gewachsen ist. Zur Erzielung eines einheitlichen Aussehens wird mit Vorteil das Wechselventil in den Vorwärmer selbst hineingebaut, so daß sich die Auspuffleitung unmittelbar vom Vorwärmer abzweigt. Solche Ausführungen zeigen beispielsweise Lokomobilen von Lanz, Mannheim. Die Kondensation erfolgt ausnahmslos in einfacher Weise durch Wassereinspritzung in das Abdampfrohr hinter dem Vorwärmer. Die Kondensationsprodukte werden, ebenfalls ausnahmslos durch eine stehende Naßluftpumpe auf die atmosphärische Spannung gefördert. Diese Luftpumpe ist stets einfachwirkend mit den bekannten Gummiklappenventilen ausgebildet. Ihr Antrieb erfolgt bei den Lokomobilen von der Maschinenfabrik Badenia, Weyer & Richemond, Soc. de la Meuse, und Ruston Proctor & Co. durch Außenkurbel, bei derjenigen von Richard Garett & Sons durch besonderes Exzenter, während bei den Lokomobilen von Wolf und Lanz zum Antrieb der Kondensationspumpe und der Niederdrucksteuerung ein gemeinsames Exzenter benutzt wird. Bei der großen Lokomobile für 1000 PS benutzt Lanz für die Luftpumpe unabhängigen elektrischen Antrieb unter Vermittlung eines Kettentriebes. Hierzu ist zu sagen, daß diese Lokomobile in jeder Hinsicht gesondert dasteht, da es sich um eine für eine Lokomobile ganz gewaltige Leistungseinheit handelt, die vielseitig an den Konstrukteur ganz besondere Aufgaben stellte. Die an sich zweifellos schwierigen Bedingungen für die Lagerung der Kurbelwelle und die hohe Drehzahl von 215 i. d. Min. dürften zu dem besonderen Antrieb Veranlassung gegeben haben. Bei den meisten Ausführungen ist mit der Kondensationsluftpumpe eine Kesselspeisepumpe durch Querhaupt verbunden, so daß ein neuer Antrieb von der Welle her vermieden wird. Ruston Proctor erreicht gleiches, indem er diese Pumpe an das Exzenter für den Niederdruckschieber kuppelt. Soc. de la Meuse sieht indessen für den Antrieb der Speisepumpe eine zweite Außenkurbel vor. Kondensationseinrichtungen der Dampfmaschinen. Selbständig aufgestellte Dampfmaschinen sind hauptsächlich von belgischen und holländischen Firmen und vereinzelt von englischen Firmen ausgestellt. Deutschland ist nur durch eine Schiffsmaschine mit Ventilsteuerung der Firma Lanz in Mannheim vertreten, die für die hier vorliegende Betrachtung keine Bedeutung hat. Im grundsätzlichen Unterschied gegenüber den Lokomobilen findet sich bei keiner selbständigen Kolbendampfmaschine, die mit Kondensation arbeitet, zwischen dem Niederdruckzylinder und dem Mischkondensator ein Speisewasservorwärmer. Bei der weiten Entfernung, die sich zwischen Kessel und Maschine ergibt und bei der selbstständigen Zentralisierung der Dampferzeugung würde von dem erzielten Wärmegewinn zu wenig übrig bleiben, als daß man die Komplikation der Maschine dafür aufnimmt. Der Umstand, daß auf der Ausstellung im Betrieb die Vorwärmer jeder Berechtigung entbehren würden, da die Kesselanlage mit Ekonomiser ausgerüstet ist, dürfte indessen für die Maschinenfabriken keine Veranlassung sein, den Vorwärmer fortzulassen, wenn sie denselben im allgemeinen als empfehlenswert hinstellen wollten. Bei sämtlichen belgischen Maschinen ist die unmittelbar mit der Maschine gekuppelte Kondensationsluftpumpe unter Flur aufgestellt und durch die Kurbel der Maschine, bei Verbundmaschinen durch die Niederdruckkurbel angetrieben; in drei Fällen wird die liegende doppeltwirkende Pumpe, in drei Fällen die stehende einfachwirkende Pumpe angewandt, so daß sich beide altbekannte Ausführungen gleichmäßig behauptet haben. Raston Proctor & Co. treiben die zweistiefelige stehende einfachwirkende Luftpumpe, die ebenfalls unter Flur aufgestellt ist, durch die nach hinten durchgeführte Kolbenstange und Winkelhebel an, während die unmittelbar mit der Kolbenstange gekuppelte und damit über Flur aufgestellte doppeltwirkende liegende Luftpumpe bei der Tandemmaschine der englischen Firma Marschall Sons & Co., Gainsborough, zu finden ist. Somit sind alle vier der bekannten Antriebsarten für die Naßluftpumpe zu finden. Bei Maschinen, die unbedingt eine Kondensation erhalten müssen und auch sollen, ist dieselbe bisweilen in der Ausstellung fortgelassen. So ist die Gleichstromdampfmaschine der holländischen Firma Gebr. Stork in Hengelo, welche an der Stromabgabe nicht beteiligt ist, aber leer läuft, nur an die Oberflächenkondensation der von derselben Firma aufgestellten Dampfturbine angeschlossen, während Louis Smulders & Co., Utrecht, Holland, bei der ausgestellten Gleichstromdampfmaschine die Frage der Kondensation ungelöst lassen. Die Maschine läuft gleichfalls leer. Bei einer kleinen stehenden Schnelläuferdampfmaschine der Firma Gebr. Stork in Hengelo findet sich die übliche Anordnung bei stehenden Maschinen, eine durch Doppelhebel vom Kreuzkopf angetriebene, an dem Rahmen angebaute Naßluftpumpe. Bei einer von der holländischen Maschinenfabrik Breda aufgestellten etwa 300 PS-Tandemmaschine mit Proellscher Ventilsteuerung fehlt die Kondensation, weil am Aufstellungsort der Maschine der Abdampf zu Heizzwecken verwandt werden soll. Die Firma Soc. Anon. H. Bollinckx Brüssel vermeidet die Kupplung der Kondensationspumpe mit der Maschine, indem sie eine liegende Verbundmaschine von 350 PS, die mit Hahnsteuerung versehen ist, mit Auspuff laufen läßt und für eine 1000 PS-Tandemmaschine mit Lentz-Steuerung eine elektrisch angetriebene Mischkondensation Westinghouse Leblanc vorgesehen hat. Diese ist von der Firma Balcke & Co., Filiale Paris, ausgeführt und soll weiter unten im Zusammenhang erwähnt werden. Zusammen mit den hier erwähnten Maschinen der Firmen Gebr. Stork in Hengelo und Louis Smulders & Co. in Utrecht ist als Gleichstrommaschine die Lokomobile der Maschinenfabrik Badenia Weinheim, Baden, zu berücksichtigen. Man erkennt, daß in Verbindung mit den Gleichstrom-Maschinen die Frage der Kondensation teils offen gelassen ist und bei der Maschinenfabrik Badenia in normaler Weise gelöst ist. Dies ist insofern bemerkenswert, als diese Maschinen ebenso wie die Turbinen erhöhte Anforderungen an das Vakuum stellen. Da auch die Maschinen, welche an der Stromversorgung beteiligt sind, stets nur verhältnismäßig gering belastet sind, hat eine Betrachtung des von den Kondensationen erreichten Vakuums keinen Wert. Kondensationseinrichtungen der Dampfturbinen. Die Dampfturbinen haben an die Kondensation vielseitig neue Anforderungen gestellt. Die Oelfreiheit des Abdampfes gestattet die Gewinnung eines vorzüglichen Speisewassers für den Kessel, das man im Interesse einer erheblichen Einschränkung der Kesselreinigung und zum Besten der Instandhaltung der Kessel niemals preisgeben sollte. Deshalb ist bei den ersten Dampfturbinenfirmen Deutschlands die Anwendung einer Oberflächenkondensation auch die Regel geworden. Auf der Ausstellung ist die 2500 PS-Turbine der Bergmann Elektrizitätswerke Akt.-Ges. dementsprechend mit Oberflächenkondensation ausgerüstet. Die bekannte Turbinenfirma Brown Boveri & Cie., Baden, hat bei ihrer 1200 PS-Turbine, die italienische Firma Franco Tosi, Legnano, bei ihrer 5000 PS-Turbine und Gebr. Stork, Hengelo, bei ihrer 1800 PS-Turbine, übereinstimmend Oberflächenkondensation angewandt. In Frankreich hingegen scheint man diesem Vorteil, der aus dem Turbinenbetrieb für die Kesselanlage gewinnbar ist, nicht die gleiche Beachtung zu schenken. Es ist auffallend, daß beide von französischen Firmen ausgestellte Turbinen, nämlich die Turbine der Firma Dujardin & Co. in Lille für 2500 PS und die Elektra-Turbine der Comp. Générale Électrique in Nancy für 300 PS mit Mischkondensation ausgerüstet sind. Die benannten Turbinen sind an der Stromlieferung beteiligt und somit als von den Firmen betriebsfertig ausgerüstete Aggregate anzusehen. Bei einer von der belgischen Firma Soc. anon. John Cockerill, Searing, ausgestellten Dampfturbine, System Brown Boveri und bei einer von der belgischen Firma Bollinckx, Brüssel, ausgestellten Turbine, System Barbezat, sowie weiteren Aggregaten der benannten Firmen ist die Frage der Kondensation offengelassen, da die Turbinen nicht im Betrieb sind. Die Turbine stellt an die Kondensation ferner neue Anforderungen, indem unbedingt ein höheres Vakuum verlangt werden muß. Sie kommt aber ihrerseits dieser Forderung wieder in hohem Maße dadurch entgegen, daß die Luft wesentlich vollkommener als bei Dampfmaschinen von den Vakuumräumen ferngehalten wird. Grundsätzlich werden bei Turbinen die unter Vakuum stehenden Stopfbüchsen gegenüber dem Zutritt der Luft gesperrt. Im allgemeinen wird hierzu Sperrung durch Frischdampf benutzt, wobei die Dampfzufuhr durch ein Ventil einstellbar ist. Bei der Bergmann-Turbine, wird der von der Hochdruckstopfbüchse entweichende Dampf zum Sperren der Niederdruckstopfbüchse verwendet. Hierbei könnte, vor allem bei geringen Belastungen, der Dampf zum Sperren der Niederdruckstopfbüchse nicht genügen. Dann kann der Niederdruckstopfbüchse Frischdampf durch eine durch ein Ventil einstellbare Leitung zugeführt werden. Solche Maßnahme ist unter allen Umständen erforderlich, wenn die Niederdruckstopfbüchse an die Hochdruckstopfbüchse gekuppelt wird, um eine Verminderung an Sperrdampfverlust herbeizuführen. Da die Stopfbüchsen stets mit Labyrinthdichtung versehen sind, ist absolutes Dichthalten unmöglich. Um den Eintritt von Luft in die Vakuumräume zu vermeiden, muß deshalb die Zufuhr von Sperrdampf so eingestellt Werden, daß etwas Dampf nach außen entweicht. Die Turbinen sind deshalb an den Stopfbüchsen mit regelrechten Abzugsschloten versehen, die bis über die Turbinenoberkante hinaufgeführt werden, so daß der Dampf in Unschädlicher Höhe entweicht. Diese Schlote läßt man dann ziemlich stark dampfen, wie es bei den in Betrieb befindlichen Turbinen zu erkennen ist. Ein erheblicher Dampfverlust kann hierbei nicht eintreten, weil sich ein solcher durch Geräusch des entweichenden Dampfes verbieten und bemerkbar machen würde. Dujardin & Co. in Lille haben als einzige Firma die Sperrung mit Wasser vorgenommen. Im allgemeinen wird die Sperrung mit Dampf bevorzugt, weil bei der Wassersperrung eine chemische Beeinflussung der Welle und Dichtungsringe befürchtet wird. Die Bestrebungen sind alt, den Turbinen auch kreisende Kondensationsmaschinen an die Seite zu stellen, um eine einheitliche Maschinenanlage nach kreisendem System zu erhalten. Es war zu erwarten, daß die Brüsseler Ausstellung auf diesem Gebiete einen Fortgang der Entwicklung zeitigen würde, wenn schon bereits in der Zwischenzeit die Westinghouse-Leblanc-Kondensation in der Ausführung der Firma Balcke allgemein bekannt geworden ist. Beachtenswert ist deshalb, daß die rotierende Kondensation noch nicht allgemeinen Eingang gefunden hat, daß vielmehr die Kolbenpumpe sich bis heute noch bei ersten Dampfturbinenfirmen gehalten hat. Die 1200 PS-Dampfturbine der Firma Brown Boveri & Cie. in Baden, die mit 2400–3000 Umdrehungen i. d. Min. läuft und mit einem Drehstromgenerator der Firma gekuppelt ist, ist mit einer normalen Oberflächenkondensation ausgerüstet. Für den Wasserumlauf dient eine Kreiselpumpe mit wagerechter Welle, die mit einem Elektromotor direkt gekuppelt ist, der durch Morse-Kette eine stehende Edward-Pumpe antreibt, die zur Förderung von Luft und Kondenswasser dient. Uebereinstimmende Kondensation ist bei der 1800 PS-Zoelly-Turbine der Firma Gebr. Stork in Hengelo, die mit 3000 Umdrehungen i. d. Min. läuft und mit einem Siemens-Schuckert-Drehstromgenerator gekuppelt ist, angewandt. Die stehende Kolbenluftpumpe, System Edward, hat hier einen selbstständigen elektrischen Antrieb durch einen langsam laufenden Elektromotor erhalten. Schließlich ist auch die 5000 PS-Dampfturbine von Franco Tosi, die mit 1260 Umdrehungen i. d. Min. läuft und mit einem Drehstromgenerator der Firma Brown Boveri & Cie. in Baden gekuppelt ist, mit normaler Oberflächenkondensation ausgerüstet. Die Kreiselpumpe in unmittelbarer Kuppelung mit einem Elektromotor ist hier mit senkrechter Welle ausgeführt, wahrscheinlich in der Absicht, die Pumpe so tief aufstellen zu können, daß sie jederzeit ohne Auffüllung anlaufen kann. Die stehende Kondensationsluftpumpe ist scheinbar zweistufig ausgeführt und wird selbständig durch einen Elektromotor angetrieben. Die Kreiselpumpe und der eigentliche Pumpenkörper der Luftpumpe sind in die Kellersohle versenkt. Durch diese Maßnahme wird ein sauberer und von allen Rohrleitungen freigehaltener Kellerflur geschaffen, der genau wie der Maschinenflur mit Fliesen belegt ist. Diese Maßnahme ist ansprechend im Gegensatz zu dem unzugänglichen Einbau, den die Kondensationsmaschinen oft erfahren. Textabbildung Bd. 325, S. 691 Fig. 1. Textabbildung Bd. 325, S. 691 Fig. 2. Im allgemeinen wird zwischen der Turbine und dem Oberflächenkondensator gemäß Fig. 1 ein Stopfbüchsenrohr eingeschaltet, und die Stopfbüchse wird durch Wasser gesperrt. Hierdurch wird die Aufstellung des Kondensators von derjenigen der Turbine unabhängig. Ferner ist dafür gesorgt, daß der große Vakuumflansch, der zwischen Turbine und Kondensator notwendig ist und der durch Temperaturdehnungen leicht undicht werden kann und dann erhebliche Luftmengen in den Kondensator eintreten ließe, beseitigt wird. Franco Tosi löst diese Aufgabe auf eine andere Weise. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ruht der ganze Oberflächenkondensator auf sechs Schraubenfedern, deren Stützpunkte in der Höhe verstellbar sind. Die Stützpunkte der Schraubenfedern werden nun so weit gehoben, daß der Kondensator mit einer für die Abdichtung nötigen Pressung von unten gegen den Auspuff-Flansch der Turbine gedrückt wird. Die Pressung kann dabei im Grenzfall so weit getrieben werden, bis von den Federn außer dem Gewicht des Kondensators noch das gesamte Gewicht der Turbine aufgenommen wird. Sind die Schraubenfedern hinreichend elastisch, so ist dadurch dem Monteur genügender Spielraum für die Einstellung gegeben. Treten nunmehr Wärmedehnungen auf, so werden dieselben durch die Formveränderung in den Schraubenfedern, die den Kondensator tragen, aufgenommen. Allerdings wird dadurch eine Veränderung in der Pressung in der Flanschabdichtung hervorgerufen. Durch Anwendung genügend elastischer Federn kann diese Veränderung aber auf ein so geringes Maß eingeschränkt werden, daß die Aufrechterhaltung der Flanschdichtung gewährleistet bleibt. Da die Pressung in der Dichtung von unten her durch die Kraft der Federn zustande kommt, könnte die Verschraubung an der Flanschverbindung eigentlich fortfallen. (Fortsetzung folgt.)