Dampfkessel und Feuerungen: Ein Lehr- und Handbuch

I. Grundbegriffe. Allgemeiner Aufbau eines Dampfkessels.- II. Die Brennstoffe.- A. Allgemeines.- 1. Begriffsbestimmungen.- 2. Wichtige Kenngrößen der Brennstoffe.- a) Höchstmöglicher Kohlensäuregehalt des Rauchgases.- b) Verbrennungswärme, Heizwert.- B. Entstehung und Eigenschaften der natürlichen Brennstoffe. Petrographische Übersicht.- 1. Torf und Braunkohle.- 2. Die Steinkohle.- 3. Erdöl und Erdgas.- C. Einteilung der Kohlen nach dem Inkohlungsgrad.- D. Brennstoffaschen.- 1 Einführung.- 2. Zusammensetzung der Brennstoffaschen.- 3. Die Verschmutzung der Kesselheizflächen.- a) Das „Allgemeine Schmelzdiagramm“.- ?) Aufbau des Schaubildes.- ?) Einteilung des Allgemeinen Schmelzdiagramms in Felder.- b) Verdampfende und sublimierende Aschenbestandteile.- c) Alkalische Aschen.- d) Zusammenfassung.- e) Maßnahmen gegen die Kesselverschmutzung.- 4. Die Viskosität geschmolzener Schlacken.- E. Kohlensorten.- F. Heizwerte natürlicher fester Brennstoffe.- 1. Holz.- 2. Torf.- 3. Braunkohle.- 4. Steinkohle, Glanzbraunkohle, Briketts und Koks.- 5. Verschiedene Brennstoffe.- G. Künstliche Brennstoffe.- 1. Künstliche feste und flüssige Brennstoffe.- 2. Künstliche gasförmige Brennstoffe.- H. Zündtemperatur, Zündgeschwindigkeit.- I. Schüttgewicht und Schüttwinkel fester Brennstoffe.- III. Verbrennung.- A. Verhalten der Brennstoffbestandteile.- 1. Kohlenstoff.- 2. Kohlenwasserstoffe.- 3. Schwefel.- B. Verbrennungsluft und Rauchgas.- 1. Allgemeine Regeln.- 2. Verbrennung von Brenngasen.- 3. Verbrennung fester und flüssiger Brennstoffe.- 4. Abgekürzte Ermittlung aus dem Heizwert des Brennstoffes.- 5. Auswertung der Rauchgasanalyse.- C. Verluste.- 1. Verluste durch unverbranntes Kohlenoxyd im Abgas.- 2. Der Abgasverlust.- 3. Verluste durch Unverbranntes in den Rückständen.- D. Temperatur und Enthalpie des Rauchgases.- 1. Enthalpie und theoretische Verbrennungstemperatur.- 2. Wahre und mittlere spezifische Wärme.- 3. Das i-t-Diagramm der Verbrennung.- 4. cp-Diagramme für verschiedene Brennstoffe.- IV. Feuerungen.- A. Allgemeines.- B. Rostfeuerungen.- 1. Allgemeines.- 2. Planroste.- a) Planroste mit Wurfbeschickung.- ?) Beschreibung.- ?) Verbrennungsvorgang.- ?) Leistungsfähigkeit.- b) Planstoker.- ?) Beschreibung.- ?) Verbrennungsvorgang.- ?) Leistungsfähigkeit.- 3. Feststehende Treppenroste.- a) Beschreibung.- b) Verbrennungsvorgang.- c) Leistungsfähigkeit.- d) Sonderausführungen von Treppenrosten.- 4. Schürroste.- a) Der mechanische Braunkohlen-Schürrost.- ?) Beschreibung.- ?) Verbrennungsvorgang und Leistungsfähigkeit.- b) Der Muldenrost.- ?) Beschreibung.- ?) Verbrennungsvorgang und Leistungsfähigkeit.- c) Der Wagner-Ringstoker.- ?) Beschreibung.- ?) Verbrennungsvorgang und Leistungsfähigkeit.- d) Der Kablitz-Rost.- ?) Beschreibung.- ?) Verbrennungsvorgang und Leistungsfähigkeit.- e) Der Martin-Rückschubrost.- ?) Beschreibung.- ?) Verbrennungsvorgang und Leistungsfähigkeit.- 5. Unterschubroste.- a) Stoker.- ?) Beschreibung.- ?) Verbrennungsvorgang und Leistungsfähigkeit.- b) Der KSG-Unterschubrost.- 6. Wanderroste.- a) Allgemeine Beschreibung.- b) Der Wanderrost mit seitlich herausgelegten Ketten.- c) Der KSG-Schuppenwanderrost.- d) Zubehör zum Wanderrost.- ?) Kohlenaufgabe und Schichtregler.- ?) Schlackenstauer.- ?) Beseitigung der Durchfallkohle und Asche.- ?) Wiederaufgabe des Flugkokses.- ?) Zünddecke und hintere Hängedecke.- e) Vorgang der Verbrennung.- ?) Modellversuche und Messungen.- ?) Einfluß der Schichthöhe.- ?) Einfluß vorgewärmter Luft.- ?) Einfluß der Anfeuchtung der Kohle.- ?) Einfluß einer Klimatisierung der Verbrennungsluft.- ?) Zusammenfassung.- f) Brennstoffprogramm und Leistungsfähigkeit.- 7. Die Oberluft.- C. Staubfeuerungen.- 1. Allgemeines.- 2. Mahlanlagen.- a) Allgemeines.- b) Kugel- und Rohrmühlen, Ringwalzenmühlen.- c) Schüsselmühlen, Pendelmühlen.- d) Schlägermühlen.- e) Prallzerkleinerer.- 3. Die Verbrennung in der Staubfeuerung.- a) Mahlfeinheit des Staubes.- b) Luftvorwärmung und Rauchgasrücksaugung.- c) Die Mischung von Erst- und Zweitluft.- 4. Die Miihlenfeuerung.- 5. Brennerfeuerungen.- a) Wirbelbrenner.- b) Die Eckenfeuerung.- 6. Die Brennkammer.- a) Brennkammer mit trockenem Schlackenabzug.- ?) Strömungsvorgänge und Belastung.- ?) Verschlackungsfragen.- b) Brennkammer mit flüssigem Schlackenabzug.- D. Ölfeuerungen.- 1. Allgemeines.- 2. Vorgang der Verbrennung.- 3. Die Zerstäubung.- a) Allgemeines.- b) Druckzerstäubung.- c) Zentrifugalzerstäuber.- E. Gasfeuerungen.- 1. Allgemeines.- 2. Konstruktion des Brenners.- V. Wärmeübertragung.- A. Allgemeine Übersicht.- B. Die Wärmeübertragung in der Brennkammer.- 1. Die Strahlung leuchtender Flammen.- 2. Die Gasstrahlung in der Brennkammer.- 3. Berechnung der Flammentemperatur.- 4. Temperaturverlauf hinter der Flamme.- 5. Zahlenwerte für die Konstanten.- a) Strahlungsaufnahme-Verhältnis ?.- b) Strahlungsverhältniszahlen.- c) Verbrennung und Nachverbrennung.- 6. Anwendung der Theorie.- a) Schürrost mit Rohbraunkohle.- b) Wanderrost mit Magerkohle.- c) Wanderrost mit Fettkohle.- d) Wanderrost mit Gasflammkohle.- e) Staub-Frontfeuerung mit Wirbelbrennern _.- f) Staub-Eckenfeuerung.- g) Schmelzfeuerungen.- C. Die Wärmeübertragung in der Berührungsheizfläche.- 1. Wärmeübertragung durch Gasstrahlung.- 2. Wärmeübertragung durch Berührung.- a) Die Stoffwerte für Luft und Rauchgas.- ?) Definitionen.- ?) Messungen.- b) Die Wärmedurchgangszahl k.- c) Darstellung des Wärmeübergangs auf Grund der Ähnlichkeitstheorie.- d) Empirische Gleichungen für Einzelfälle.- ?) Der Wärmeübergang an die längs angeströmte Platte.- ?) Der Wärmeübergang im Rohr.- ?) Der Wärmeübergang an längs angeströmte Rohre.- ?) Der Wärmeübergang an quer angeströmte Rohrbündel.- ?) Der Wärmeübergang an Rippenrohre.- e) Die Berechnung der Berührungsheizflächen und der Temperaturen.- VI. Zugverlust im Kessel.- A. Die Geschwindigkeitshöhe Hw.- B. Einzelne Zugverluste.- 1. Der Reibungsverlust im Rohr.- 2. Die Reibung in Kanälen und parallel angeströmten Rohrsystemen.- 3. Der Widerstand von quer angeströmten Rohrbündeln.- 4. Der Widerstand von Rippenrohren.- C. Der Auftrieb in den Kesselzügen und im Schornstein.- VII. Vorgänge auf der Wasser- und Dampfseite eines Kessels.- A. Dampf- und Wasserströmung durch Rohrbündel.- B. Strömungsverluste in Überhitzern und Vorwärmern.- 1. Die Geschwindigkeitshöhe Hw.- 2. Reibungsverluste.- 3. Umlenkverluste.- 4. Beschleunigungsverluste.- 5. Gesamter Strömungsverlust.- C. Strömung in Zwangdurchlauf-Verdampfern.- 1. Druckverlust im Verdampfer.- 2. Stabilität der Strömung in Verdampfern.- D. Der natürliche Wasserumlauf.- 1. Der Auftrieb.- 2. Das Aufsteigen der Dampfblasen unter Wasser.- 3. Der Strömungszustand in einem Kesselrohr.- a) Theoretischer Ansatz.- b) Zusätzliche Dampfbildung durch Entspannung.- c) Messungen, Zahlenangaben.- ?) Abhängigkeit der Dampfvoreilung von der mittleren Wichte im Rohr.- ?) Der Beschleunigungsverlust.- ?) Reibungs- und Umlenkverluste.- d) Die wirksame Druckhöhe.- 4. Die umlaufende Wassermenge.- 5. Wichtige Fälle von Wasserumlaufproblemen.- a) Beheizte und unbeheizte Fallrohre.- b) Sekundärumlauf.- c) Überhubrohre.- d) Trennung von Wasser und Dampf in flach liegenden Rohren.- e) Einschaltung einer Entmischungstrommel.- E. Die Speicherfähigkeit von Dampfkesseln.- F. Verhalten des Kesselwassers im Betrieb.- 1. Schäumen.- 2. Spucken.- 3. Dampfreinigung und -trocknung.- VIII. Konstruktionsteile des Kessels.- A. Werkstoff- und Bauvorschriften.- B. Festigkeitsberechnung.- 1. Zylindrische Kesselteile.- 2. Trommelböden.- 3. Vierkantsammler.- C. Bauarten und Werkstoffe.- 1. Kesseltrommeln.- 2. Rohre für Kessel, Überhitzer und Vorwärmer.- a) Werkstoffe.- b) Das Rohr als Konstruktionselement.- 3. Sammler.- a) Werkstoffe.- b) Konstruktion der Sammler.- 4. Stutzen.- D. Die Walzverbindung.- 1. Vorbereitung.- 2. Der Walzvorgang.- 3. Bördelwalzung.- 4. Einfluß der Werkstoffe.- E. Verschlüsse.- 1. Mannlochverschlüsse.- 2. Handlochverschlüsse.- F. Trommel- und Rohrhalterungen.- 1. Aufhängung der Kesseltrommeln.- 2. Halterung der Brennkammerrohre.- 3. Aufhängung von Teilkammern.- 4. Aufhängung von Deckenrohren und hängenden Überhitzern.- 5. Halterung. liegender Schlangenrohre.- a) Aufhängung.- b) Auflagerung auf Stützen.- IX. Aufbau und Verhalten von Überhitzern.- A. Gestaltung von Überhitzern.- 1. Gesichtspunkte für die Konstruktion.- 2. Temperaturregelung.- B. Verhalten des Überhitzers bei geänderten Betriebsverhältnissen.- 1. Einfluß des Luftüberschusses und des Gasgehaltes der Kohle.- 2. Einfluß der Speisewassertemperatur.- 3. Einfluß einer Druckabsenkung.- C. Dampfkühler.- D. Zwischenüberhitzer.- E. Umbauten und Reparaturen an Überhitzern.- X. Aufbau und Verhalten der Vorwärmer.- A. Rippenrohr-Vorwärmer.- B. Stahlrohr-Vorwärmer.- 1. Schlangenrohr-Vorwärmer für Speisewasser.- 2. Stahlrohr-Luftvorwärmer.- C. Platten-Luftvorwärmer.- D. Regenerativ-Luftvorwärmer.- E. Schaltung der Wasser- und Luftvorwärmer.- XI. Aufbau ganzer Kessel.- A. Allgemeines.- B. Großwasserraumkessel.- 1. Flammrohrkessel.- 2. Doppelkessel und ähnliche Bauarten.- 3. Flammrohr-Rauchrohrkessel.- 4. Feuerbuchskessel.- C. Wasserrohrkessel.- 1. Kammerkessel.- a) Vollkammerkessel.- b) Teilkammerkessel.- 2. Steilrohrkessel.- 3. Strahlungskessel.- 4. Zweistufenkessel.- 5. Zwangumlaufkessel.- 6. Zwangdurchlauf-Dampferzeuger.- D. Hochgeschwindigkeitskessel.- 1. Allgemeines.- 2. Hochgeschwindigkeitskessel für Ölfeuerung.- 3. Hochgeschwindigkeitskessel für Druckgasfeuerung.- XII. Die Einmauerung.- A. Baustoffe.- 1. Allgemeines.- 2. Temperaturbeständigkeit.- 3. Temperaturwechselbeständigkeit.- 4. Wärmeausdehnung.- 5. Druckfestigkeit.- 6. Verschlackungsbeständigkeit.- a) Physikalische Bedingungen.- b) Chemische Bedingungen.- 7. Wärmeleitfähigkeit.- B. Gestaltung der Einmauerung.- 1 Einmauerung mit Klinkereinfassung.- 2. Blechverkleidung mit Ausmauerung.- 3. Hängedecken.- XIII. Speisewasserpflege.- A. Übersicht.- B. Begriffe.- 1. Härte.- a) Definition.- b) Härtemaße.- 2. Salzgehalt.- a) Definition.- b) Die Natronzahl.- c) Die Alkalitätszahl.- d) Dichte des Kesselwassers.- 3. Gehalt an organischen Stoffen.- 4. Säurestufen des Wassers und Korrosionen.- a) Korrodierende Wirkung reinen Wassers und Wasserdampfes.- b) Die Wirkung der Kohlensäure.- c) Wirkung anderer Säuren.- d) Maß für basisches und saures Wasser.- C. Aufbereitung.- 1. Allgemeines.- 2. Fällungsverfahren.- a) Ätzkalk-Soda-Verfahren.- b) Ätznatron-Soda-Verfahren.- c) Enthärtung mit Trinatriumphosphat.- 3. Stoffaustauschverfahren.- a) Basenaustausch im Permutitfilter.- b) Wasserstoffpermutitverfahren.- c) Ionenaustausch mit Wofatit.- 4. Entgasung.- XIV. Wärmetechnische Berechnung eines Strahlungskessels mit Wanderrost.- Namenverzeichnis.- Tafelanhang.