Kessel

Auswahl meines Dampfkessels

Da ich den Kessel nicht selber bauen wollte, standen folgende Kriterien für die Auswahl eines meiner Meinung nach geeigneten Kessels im Vordergrund:

  • möglichst tiefer Schwerpunkt (wegen des Schaukelns)
  • schnelle Anheizzeit
  • geeignet für Holzbefeuerung (weniger Staub und Russ als bei Kohle)
  • grosse Heizleistung (der Kessel kann reduziert betrieben werden)

Nach diesen Kriterien habe ich einen Wasserrohrkessel ausgewählt, welcher mit Prüfzertifikat geliefert wird und folgende Abmessungen hat:

  • Länge = 1000 mm
  • Breite = 600 mm
  • Höhe = 900 mm
  • Länge des Brennraumes = 710 mm
  • Heizfläche = 6.9 m2
  • Wasserinhalt = 56 l
  • Anzahl Wasserrohre = 72

 

unverkleideter Wasserrohrkessel

 

Das benötigte Dampfvolumen V berechnet sich wie folgt:

V = A * z * H * n * 2 [dm3/min]

Wobei:

A = Kolbenfläche in dm2
z = Zylinderzahl
H = Kolbenhub in dm
n = Drehzahl / min
2 = Konstante, welche den doppelten Weg des Kolbens während einer Umdrehung enthält.

Demnach beträgt das Dampfvolumen:

A = 0.5027 dm2
z = 2
H = 1 dm
n = 200 U/min
V = 0.5027 * 2 * 1 * 200 * 2 = 402 dm3/min

Das spezifische Dampfvolumen (sV) bei 10 bar beträgt 181 dm3/kg

Somit beträgt der Dampfverbrauch bei 100% Füllung:

D = V / sV * 60

D = 402 / 181 * 60 * 1.0 = 133 kg/h

Wie aus der obigen Formel ersichtlich wird, ist der Dampfverbrauch linear von der Drehzahl abhängig, da die restlichen Parameter fix sind (konstruktionsabhängig). Deshalb erscheint es mir äusserst wichtig, die Maschine möglichst langsam laufen zu lassen (womit jedoch auch die Leistung reduziert wird!)

Bei einer vollen Aussteuerung der Kulisse und somit einer Füllung von etwa 75% dürfte der Dampfverbrauch um die 100 kg/h liegen. Bei einer Reduzierung der Füllung auf 50% sinkt der Dampfverbrauch sogar auf 67 kg/h.

Bei einer konservativen Berechnung der Kesselleistung (Heizflächenbelastung von 20 kg/h m2 ) müsste die Leistung meines Kessels wie folgt aussehen:

D = 6.9 m2 * 20 kg/h m2 = 138 kg/h

Womit der Kessel in jedem Falle ausreichend Dampf für meine Maschine liefert.

Messungen an einem kleineren Kessel mit 5.4 m2 bei Herrn Ball haben eine Leistung von 130 kg/h ergeben. Dies würde bedeuten, dass mein Kessel mit 20% mehr Heizfläche rechnerisch 156 kg/h leisten müsste.

Stand der Arbeit

Bild links:Kessel mit den beiden Bild mitte: Aufgenietetes Typenschild.
Bild rechts: Innenverschalung mit der feuerfesten Isolation.

 

Bild links. Fahrbarer Anlagerahmen. Im Vordergrund die Aufnahmen für das Maschinenfundament, hinten die Halterungen für den Kessel.
Bild rechts: Vorne der Feuerrost mit den lose eingelegten Gussprofilen

 

Isolierter Kessel mit den montierten Armaturen, Kesseltüre mit der Innenisolation und Drehverschluss.