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Dampfkesselbetrieb [1]

[578] Dampfkesselbetrieb. Da der Betrieb eines Dampfkessels bei nicht genügender Aufsicht und nicht sachverständiger Behandlung eine große Gefahr für die Umgebung einer Dampfkesselanlage bildet, bestehen in fast allen Kulturstaaten gesetzliche Bestimmungen und Verordnungen der zuständigen Behörden, nach denen die sachgemäße Ausführung, Aufteilung und Bedienung der Dampfkessel, sowohl der stationären als auch der Lokomobil-, Lokomotiv- und Dampfschiffskessel, zu erfolgen hat.

Für das Deutsche Reich sind in dieser Hinsicht maßgebend: 1. §§ 24 und 25 der Reichsgewerbeordnung vom 21. Juni 1869, gültig für das Deutsche Reich (mit Ausnahme von Elsaß-Lothringen) seit 1. Januar 1873. 2. Die Ausführungsbestimmung zu § 24 der Gewerbeordnung, erlassen vom Bundesrat am 29. Mai 1871 (Reichsgesetzblatt Nr. 71, 122), gegeben unter dem Titel »Allgemeinpolizeiliche Bestimmungen über die Anlegung von Dampfkesseln«. 3. Allgemeine polizeiliche Bestimmungen über die Anlegung von Dampfkesseln (Erlaß des Bundesrates gemäß Bekanntmachung des Reichskanzlers vom 5. August 1890), eine Erweiterung der unter 2. angeführten Bestimmungen. 4. Die Bestimmungen über die Genehmigung, Prüfung und Revision der Dampfkessel (nach einer Vereinbarung der verbündeten Regierungen des Reiches in der Bundesratssitzung vom 3. Juli 1890) (3. und 4. s. Taschenbuch der »Hütte«, 18. Aufl., Bd. 1, S. 972 u. ff.). – Für Preußen gelten die folgenden Gesetze und Bestimmungen: 1. Gesetz, den Betrieb der Dampfkessel betreffend, vom 3. Mai 1872. 2. Anweisung betreffend die Genehmigung und Untersuchung der Dampfkessel (Erlaß des Ministeriums für Handel und Gewerbe vom 15. März 1897). Für Lokomotiv- und Dampfschiffskessel sind besondere Bestimmungen erlassen, so im Bahnpolizeireglement für die Eisenbahnen Deutschlands (C.B. 75, 57), in der Bahnordnung für deutsche Eisenbahnen untergeordneter Bedeutung (C.B. 80, 341), und für die deutsche Kriegsmarine das durch den Chef der Admiralität erlassene Regulativ vom 7. Februar 1873. – Für Bayern gelten als Landesverordnungen noch die bayrischen Verordnungen vom 21. Januar 1872, für Sachsen die sächsischen Verordnungen vom 6. Juli 1871.

Die in den verschiedenen Bundesstaaten obwaltenden Verschiedenheiten in den Anforderungen an die Sicherheitsvorrichtungen für Dampfkessel beeinträchtigen die Freizügigkeit der Dampfkessel in unerwünschtem Maße. Auf Anregung des preußischen Ministers für Handel und Gewerbe wird demnächst eine Revision der allgemeinen polizeilichen Bestimmungen über die Anlegung von Dampfkesseln vorgenommen, die, wenn von den einzelnen Bundesregierungen genehmigt, die Behandlung der Kessel im ganzen Reiche einheitlich gestaltet. Die Maßnahmen[578] an Dampfkesseln, die gesetzlich oder durch behördliche Bestimmungen vorgeschrieben sind, lassen sich in zwei Hauptklassen einteilen, 1. diejenigen vor der Inbetriebsetzung eines Dampfkessels, und 2. nach der Inbetriebsetzung, also während des Betriebes.

Für die Inbetriebsetzung gelten in Preußen die §§ 20–27 der oben unter 2. erwähnten Anweisung vom 15. März 1897, wonach Dampfkessel, bevor sie in Betrieb gesetzt werden dürfen, durch die zuständigen Kesselprüfer einer Prüfung der Bauart (Konstruktionsprüfung), einer Wasserdruckprobe und einer Abnahmeprüfung zu unterwerfen sind. Als zuständige Kesselprüfer bezeichnen die §§ 2 und 3 derselben Anweisung bei staatlichen Betrieben die Leiter dieser Anstalten, deren Stellvertreter oder besonders bestellte Prüfungsbeamte, ferner die an K. Regierungen durch dieselben hierzu angestellten Bau- oder Maschineninspektoren, die Gewerbeinspektoren und deren Assistenten bezw. bei noch nicht vorhandenen Gewerbeinspektionen die zur Zeit des Erlasses der Anweisung damit beauftragten Kreisbaubeamten oder besonders dazu berufenen Sachverständigen. Bei Vereinen von Dampfkesselbesitzern, die eine regelmäßige und sorgfältige Ueberwachung der Kessel vornehmen lassen, sogenannten Dampfkesselüberwachungs- oder Dampfkesselrevisionsvereinen, werden die Prüfungen der Dampfkessel von besonders dazu angestellten Ingenieuren nach Maßgabe der ihnen vom Minister für Handel und Gewerbe verliehenen Berechtigungen ausgeführt. Die Prüfung der Bauart hat die Untersuchung des Kessels in bezug auf die Zusammensetzung, das Material und auf die Ausführung des Kessels zum Gegenstand. Die Wasserdruckprobe bezweckt die Prüfung der Widerstandsfähigkeit und Dichtigkeit des Kessels und muß bei Kesseln für nicht mehr als 5 Atmosphären Ueberdruck mit dem zweifachen Druck des beabsichtigten Ueberdrucks, für alle Kessel mit höherem Drucke mit einem Ueberdruck, der den höchsten beabsichtigten Ueberdruck um 5 Atmosphären (1 Atmosphäre = 1 kg/qcm) übersteigt, vollzogen werden. Sie erfolgt vor der Ummantelung oder Einmauerung des Kessels, damit derselbe von allen Seiten leicht zugänglich ist und jede Undichtigkeit, die sich durch herausschwitzendes oder herausspritzendes Wasser erkenntlich macht, sofort erkennbar wird. Die Abnahmeprüfung hat festzustellen-, ob die Ausführung der Kesselanlage den Bestimmungen der erteilten Genehmigung entspricht, und findet nach der Einmauerung oder Ummantelung des Kessels an Ort und Stelle statt, während die Wasserdruckprobe auch in der Kesselfabrik nach erfolgter Fertigstellung des Kessels stattfinden darf. – Zum vollständigen betriebsfähigen Zustand eines Dampfkessels muß derselbe mit der Armatur (s.d. sowie Dampfkesselausrüstung) versehen sein, und man unterscheidet sogenannte grobe und seine Armatur; zur ersteren gehören Roststäbe, Rostträger, Feuergeschränke, Zugabsperrvorrichtungen, Regulierschieber und Absperrvorrichtung bei Kesseln mit Gasfeuerung, Fülltrichter mit Deckeln bei Feuerungen mit Füllvorrichtungen, Halbgasfeuerungen u.s.w.; zur letzteren die Ein- und Auslaßventile für Wasser und Dampf, die Sicherheits- und Kontrollvorrichtungen, von denen in den Allgemeinen polizeilichen Bestimmungen vom 5. August 1890 folgende vorgeschrieben sind: 1. ein Speiseventil; 2. zwei zuverlässige, voneinander unabhängige Speisevorrichtungen, deren jede für sich allein imstande sein muß, dem Kessel die zur Speisung erforderliche Wassermenge zuzuführen; 3. ein Wasserstandsglas und eine zweite Vorrichtung zur Erkennung des Wasserstandes; 4. eine den niedrigsten zulässigen Wasserstand anzeigende, am Wasserstandsglas befindliche, und eine zweite ebensolche, am Kesselmauerwerk oder der Kesselwand befestigte Marke; 5. mindestens ein zuverlässiges Sicherheitsventil; 6. ein zuverlässiges Manometer mit einer den festgesetzten höchsten Dampfdruck deutlich bezeichnenden Marke; 7. ein die festgesetzte höchste Dampfspannung, den Namen des Fabrikanten des Kessels, die laufende Fabriknummer und das Jahr der Anfertigung des Kessels enthaltendes metallenes Schild. – Vor dem Inbetriebsetzen eines Dampfkessels sind alle Armaturen nachzusehen, ob dieselben an richtiger Stelle und in der vorgeschriebenen Anzahl u.s.w. angebracht wurden, leicht und richtig funktionieren und dampfdicht sind, wovon man sich allerdings erst nach dem Anheizen und nach erfolgter Dampfbildung überzeugen kann. Vor dem Anheizen sind sämtliche Züge nochmals nachzusehen, ob dieselben nicht etwa verstopft oder durch Bauschutt verengt wurden, in welchem Falle sie zu reinigen sind. Hierauf wird der Kessel bis zur Höhe des mittleren Wasserstandes gefüllt und die Kesselmauern durch ein langsam brennendes Feuer, das je nach der Größe und Lage des Kessels (isoliert oder in einer im Betrieb befindlichen Batterie) oft mehrere Tage lang brennt, ausgetrocknet. Beim ersten stärkeren Anheizen zur Dampferzeugung muß das Sicherheitsventil öfters angehoben werden, um die im Kessel noch enthaltene Luft auszublasen. Da beim Anheizen des Kessels der Schornstein noch kalt ist, wird zur Vermehrung des Zuges am Boden des Schornsteins ein schwaches Stroh- und Reiserfeuer angezündet und hierdurch die Luftsäule im Schornstein angewärmt. Das Anheizen muß überhaupt möglichst langsam und sorgfältig erfolgen, um ein allmähliches Anwärmen des ganzen Kessels zu bewirken und zu rasche Spannungsänderungen zu vermeiden.

Für das Verhalten des den Kessel bedienenden Wärters, des Heizers, sind zahlreiche Verhaltungsmaßregeln aufgestellt worden, und dieselben werden in den Kesselhäusern aufgehängt. Erwähnt seien die vom Verbände der Dampfkesselüberwachungsvereine herausgegebenen

Dienstvorschriften für Kesselwärter.

Allgemeines.

1. Die Kesselanlage ist stets rein und in Ordnung zu halten, alles nicht Dahingehörige ist fernzuhalten.

2. Der Kesselwärter ist verpflichtet, Unbefugte aus der Kesselanlage zu entfernen.

3. Der Kesselwärter darf seinen Posten nicht verlassen und ist für Wartung des Kessels verantwortlich.

Inbetriebsetzung des Kessels.

1. Vor dem Füllen des Kessels ist zu untersuchen, ob sämtliche zu demselben gehörige Apparate gangbar und deren Zuführungen zum Kessel frei sind.[579]

2. Das Anheizen darf erst erfolgen, nachdem der Kessel genügend mit Wasser versehen ist.

3. Während des Anheizens soll das Dampfventil geschlossen, das Sicherheitsventil dagegen so lange geöffnet bleiben, bis Dampf entweicht.

4. Das Nachziehen von Dichtungen hat während des Anheizens zu erfolgen.

5. Wasserstandsapparate und Manometer sind zu probieren und stetig zu beobachten.

Betrieb des Kessels.

1. Hähne und Ventile sind langsam zu öffnen und zu schließen.

2. Der Wasserstand soll auf normaler Höhe erhalten werden und darf nicht unter die Marke des niedrigsten Standes linken.

3. Die Wasserstandsapparate sind, unter Benutzung sämtlicher Hähne und Ventile, täglich recht oft zu probieren. Vorkommende Unregelmäßigkeiten, insbesondere Verstopfungen, sind sofort zu beseitigen.

4. Die Speisevorrichtungen sind täglich sämtlich zu benutzen und stets in brauchbarem Zustande zu erhalten.

5. Das Manometer ist zeitweise zu kontrollieren, ob der Zeiger auf Null zurückgeht.

6. Der Dampfdruck soll die festgesetzte höchste Spannung nicht überschreiten.

7. Die Sicherheitsventile sind täglich durch vorsichtiges Anheben zu lüften. Jede Vergrößerung der Belastung der Sicherheitsventile ist strafbar.

8. Beim jedesmaligen Oeffnen der Feuertüren ist der Zug zu vermindern.

9. Kurz vor oder während Stillstandspausen ist der Kessel über den normalen Wasserstand zu speisen und der Zug zu vermindern.

10. Beim Schichtwechsel darf der abtretende Wärter sich erst dann entfernen, wenn der antretende Wärter alles in ordnungsmäßigem Zustande übernommen hat.

11. Sinkt das Wasser unter die Marke des niedrigsten Standes, so ist die Einwirkung des Feuers aufzuheben und dem Vorgesetzten unverzüglich Anzeige zu machen.

12. Steigt der Dampfdruck zu hoch, so ist der Kessel zu speisen und der Zug zu vermindern. Genügt dies nicht, so ist die Einwirkung des Feuers aufzuheben.

13. Bei Beendigung der Arbeitszeit hat der Wärter den Dampf tunlichst wegzuarbeiten, das Feuer allmählich zu mäßigen und eingehen zu lassen bezw. vom Kessel abzusperren. Außerdem muß der Rauchschieber geschlossen und der Kessel bis über den normalen Stand gespeist werden.

14. Bei außergewöhnlichen Erscheinungen, Undichtigkeiten, Beulen, Erglühen von Kesselteilen ist die Einwirkung des Feuers sofort aufzuheben und dem Vorgesetzten unverzüglich Meldung zu machen.

Außerbetriebsetzung des Kessels.

1. Das vollständige Entleeren des Kessels darf erst vorgenommen werden, nachdem das Feuer entfernt und das Mauerwerk möglichst abgekühlt ist. Muß die Entleerung unter Dampfdruck erfolgen, so darf solches mit höchstens 1 Atmosphäre Ueberdruck geschehen.

2. Das Einlaufen von kaltem Wasser in den eben entleerten Kessel ist auf das strengste untersagt.

Reinigung des Kessels.

1. Die Züge und die äußeren Kesselwandungen sind möglichst oft und gründlich von Flugasche und Ruß zu reinigen.

2. Kesselstein und Schlamm sind aus dem Kesselinnern ebenfalls oft und gründlich zu entfernen. Das Abklopfen des Kesselsteins darf nicht mit zu scharfen Werkzeugen ausgeführt werden.

3. Von andern im Betriebe befindlichen Kesseln muß der zu befahrende Kessel in sämtlichen Rohrverbindungen und Feuerungseinrichtungen sicher abgesperrt sein.

4. Der Wärter hat sich von der stattgehabten gründlichen Reinigung des Kessels und der Züge persönlich zu überzeugen. Dabei sind die Kesselwandungen genau zu besichtigen und ist der Zustand des Kesselmauerwerkes zu untersuchen. Etwaige Unregelmäßigkeiten sind, sowie dieselben nicht gleich beseitigt werden, sofort zur Anzeige zu bringen.

Der sachgemäße Kesselbetrieb [1] erstreckt sich einerseits auf die Feuerung, anderseits auf die Dampferzeugung. – Die richtige Behandlung der Feuerung ist von größter Wichtigkeit für die Oekonomie des Kesselbetriebs. Aus Wettheizversuchen, die an verschiedenen Orten angestellt wurden, ergab sich das sehr interessante Resultat, daß die Ausnutzung der Kohle bei verschiedenen Heizern eine ganz verschiedene ist und bei Steinkohlen Unterschiede von 50%, bei Braunkohlen sogar von über 100% vorkamen. Haupterfordernisse für richtige Heizung sind: möglichst gleichförmiges Brennmaterial, Vermeiden des Vorkommens großer Stücke in den Kohlen; ferner richtige und gleichmäßige Schütthöhe auf dem ganzen Rost, die im allgemeinen bei Braunkohlen 6 cm, bei Steinkohlen 10 cm und bei Koks 20 cm beträgt. – Aus diesem Grunde werden bei großen Kesselanlagen mechanische Beschickungsvorrichtungen (s. Kesselhaus) angewendet, mit denen eine gleichmäßige Aufgabe des Brennstoffes und günstigste Schütthöhe erreicht werden kann. Dieselben erfordern aber nicht selten ziemlich teure Instandhaltung, so daß der durch die bessere Verbrennung erzielte Gewinn wieder teilweise durch die Reparaturkosten verloren geht. Eine weitere Bedingung der richtigen Feuerung ist die richtige Luftzufuhr. Bei ungenügender Luftmenge gehen unverbrannte Gase als Rauch nutzlos verloren, bei zu großer Luftzufuhr (Luftüberschuß) findet ein Wärmeverlust durch die unnötig erwärmte, durch den Kessel streichende überschüssige Luft statt. Die Regulierung der Luftzufuhr geschieht hauptsächlich durch den im Fuchs des Kessels angebrachten Fuchsschieber und je nach Bedarf auch durch Verstellen der Tür des Aschenfalls oder eines in der Feuertür befindlichen Schiebers. Um dem Heizer eine fortwährende Kontrolle der Feuerung zu ermöglichen, wendet man in[580] neuerer Zeit vielfach Apparate an, die den Kohlensäuregehalt der Abgase anzeigen und meistens am vorderen Kesselmauerwerk befestigt sind. Hierher gehören die Arndtsche Gaswage oder das Oekonometer, der Heizeffektmesser Ados, das Dasymeter (s.d.) von Walther Dürr, die Luxsche Gaswage, der Custodissche Kohlensparer u.s.w. (s. Gaswagen). Zur Regulierung des Luftzutritts dienen ferner die Zugregulatoren, so diejenigen der Rheinischen Apparatenbauanstalt in Brühl bei Köln (D.R.P. Nr. 58050), der Schornsteinregulator von Speckbötel u.a. – Eine größere Anzahl neuerer Feuerungsanlagen bezwecken eine Vorwärmung der Verbrennungsluft, indem dieselbe durch Rohre, die im Fuchs oder in den Zügen oder in den Flammenrohren oder über dem Kessel liegen, zum Rost geleitet wird. – Das Decken des Feuers vor oder während der Betriebspausen ist vom wirtschaftlichen Standpunkt aus durchaus zu verwerfen. Außerdem führt es bei sehr gasreichen Kohlen zuweilen zu Gasexplosionen in den Feuerzügen, besonders dann, wenn mit dem Rauchschieber nicht vorsichtig verfahren wird. Nach einer Entscheidung des Kammergerichts in Berlin ist das Decken des Kesselfeuers eine gefährliche und leichtfertige Handlungsweise, die im Widerspruch mit den Bestimmungen des Dampfkesselgesetzes vom 3. Mai 1872 steht und daher in Preußen strafbar ist [2]. Außerordentlich wichtig für den vorteilhaften Betrieb eines Kessels, für seine Haltbarkeit und die Verhütung von Kesselsteinablagerungen und die dadurch verursachte Explosionsgefahr ist die Beschaffenheit des Kesselspeisewassers. Dasselbe wird in neuerer Zeit vielfach durch besondere Reinigungsapparate gereinigt (s. Kesselspeisewasserreiniger) und vor dem Einpumpen in den Kessel vorgewärmt.

Alle dauernd oder nur in bestimmten Zeitabschnitten im Betrieb befindlichen oder nur als Reservekessel dienenden Kessel unterliegen den gesetzlichen Bestimmungen über die regelmäßigen technischen Untersuchungen (s. die obenzitierte Anweisung vom 16. März 1892 und 15. März 1897, Abschn. 5); dieselben werden bei Kesseln, die Mitgliedern der Dampfkesselüberwachungsvereine gehören, von den Revisionsbeamten dieser Vereine, sonst von den staatlichen Prüfungsbeamten ausgeführt, und es ist eine äußere, eine innere Prüfung oder auch eine Druckprobe vorgeschrieben, von denen die erstere bei stationären Kesseln alle 2 Jahre, bei beweglichen und Schiffskesseln alljährlich, die zweite bei stationären Kesseln alle 4 Jahre, bei beweglichen alle 3 Jahre und bei Schiffskesseln alle 2 Jahre, die Wasserdruckprobe bei stationären Kesseln mindestens alle 8 Jahre, bei beweglichen und Schiffsdampfkesseln alle 6 Jahre stattfindet und bei den letzten beiden Systemen mit der in demselben Jahre fälligen inneren Untersuchung womöglich zu verbinden ist. Nach jeder Hauptreparatur, sofern eine solche in der Kesselfabrik ausgeführt oder der Kessel zur Ausbesserung an der Betriebsstelle ganz bloßgelegt worden ist, hat ebenfalls eine Wasserdruckprobe stattzufinden. Jeder einem Dampfkesselüberwachungsverein angehörige oder unter staatlicher Aufsicht stehende Kessel besitzt ein Revisionsbuch, in dem der Zeitpunkt und die Ergebnisse aller Prüfungen und Untersuchungen einzutragen sind.

Literatur: [1] Schlippe, E., Der Dampfkesselbetrieb, 3. Aufl., Berlin 1900. – [2] Zeitschr. des Vereins deutscher Ingenieure 1903, S. 66; Tetzner, F., Die Dampfkessel, Berlin 1902; zahlreiche Abhandlungen und Mitteilungen über Dampfkesselbetrieb s. Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure.

G. Schwarz.