Feuerrohrkessel: Eine umfassende Anleitung
Ein Feuerrohrkessel ist eine Art Kessel, der heiße Gase aus einem Feuer verwendet, um Wasser in einer Reihe von Rohren zu erhitzen. Die Rohre sind von Wasser in einem versiegelten Behälter umgeben. Die Wärme aus den Gasen überträgt sich durch die Wände der Rohre durch Wärmeleitung, wodurch Dampf entsteht, der für verschiedene Zwecke verwendet werden kann.
Feuerrohrkessel sind eine der ältesten und grundlegendsten Arten von Kesseln. Sie wurden im 18. und 19. Jahrhundert weit verbreitet, insbesondere für Dampflokomotiven und andere Dampfmaschinen. Heute werden Feuerrohrkessel noch für einige industrielle und kommerzielle Anwendungen eingesetzt, wie beispielsweise Heizung, Energieerzeugung und Prozessdampf.
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Was ist ein Feuerrohrkessel?
Ein Feuerrohrkessel ist definiert als ein Kessel, der aus einem versiegelten Behälter gefüllt mit Wasser und einer Reihe von Rohren besteht, die durch ihn verlaufen. Die Rohre führen heiße Gase aus einem Feuer (in der Regel befeuert mit Kohle, Öl oder Gas), die das Wasser erwärmen und Dampf erzeugen.
Die Hauptkomponenten eines Feuerrohrkessels sind:
Brennkammer: Der Raum, in dem das Brennstoff verbrannt wird, um heiße Gase zu erzeugen.
Feuerrohre: Die Rohre, die die heißen Gase von der Brennkammer zum Rauchkasten führen.
Rauchkasten: Der Raum, in dem die heißen Gase gesammelt und durch den Schornstein abgeführt werden.
Dampfkuppel: Der obere Teil des Kessels, in dem der Dampf gesammelt und an die Ausgänge verteilt wird.
Überhitzer: Ein optionales Gerät, das den Dampf weiter erhitzt, um ihn trocken und überhitzt zu machen.
Rost: Das Podest, auf dem das Brennstoff platziert wird, um verbrannt zu werden.
Wasserzufuhr: Die Leitung, die Wasser in den Kessel liefert.
Dampfausgang: Die Leitung, die Dampf an den gewünschten Ort leitet.
Der Betrieb eines Feuerrohrkessels ist einfach und geradlinig. Das Brennstoff wird in der Brennkammer verbrannt, was heiße Gase erzeugt, die durch die Feuerrohre passieren. Die Wärme aus den Gasen überträgt sich auf das Wasser, das die Rohre umgibt, wodurch dessen Temperatur und Druck steigen. Der Dampf steigt dann zur Dampfkuppel, wo er für verschiedene Zwecke entnommen werden kann. Das Wasser wird durch die Wasserzufuhr nachgefüllt.
Der Druck und die Temperatur des Dampfs hängen von der Größe und dem Design des Kessels sowie von der Qualität und Menge des Brennstoffs ab. Im Allgemeinen können Feuerrohrkessel niedrig bis mitteldruckigen Dampf (bis 17,5 bar) und niedrig bis mittleres Fassungsvermögen (bis 9 Metriktonnen pro Stunde) erzeugen.
Einer der Hauptnachteile von Feuerrohrkesseln ist, dass sie nur begrenzt in der Lage sind, hochdruckigen und hochkapazitären Dampf zu erzeugen. Dies liegt daran, dass sie einen einzigen großen Behälter haben, der sowohl Wasser als auch Dampf enthält, was es schwierig macht, ihren Druck und ihre Temperatur zu kontrollieren. Darüber hinaus neigen Feuerrohrkessel zu Explosionen, wenn ihr Behälter aufgrund von zu hohem Druck oder Beschädigung zerstört wird.
Arten von Feuerrohrkesseln
Es gibt verschiedene Arten von Feuerrohrkesseln basierend auf verschiedenen Kriterien, wie z.B.:
Lage der Brennkammer: Es gibt zwei Hauptkategorien von Feuerrohrkesseln basierend auf der Lage ihrer Brennkammer: äußere Brennkammer und innere Brennkammer. Kessel mit äußerer Brennkammer haben ihre Brennkammer außerhalb des Hauptbehälters, während Kessel mit innerer Brennkammer ihre Brennkammer innerhalb oder angeordnet haben.
Orientierung der Kesselachse: Es gibt zwei Hauptkategorien von Feuerrohrkesseln basierend auf ihrer Orientierung: horizontal und vertikal. Horizontale Kessel haben ihre Achse parallel zum Boden, während vertikale Kessel ihre Achse senkrecht dazu haben.
Anzahl und Form der Feuerrohre: Es gibt verschiedene Arten von Feuerrohrkesseln basierend auf der Anzahl und Form ihrer Feuerrohre, wie z.B. Einzelrohr, Mehrrohr, gerade Rohre, gebogene Rohre usw.
Einige der häufigsten Arten von Feuerrohrkesseln sind:
Cochran-Kessel
Ein Cochran-Kessel ist eine Art von vertikalem Feuerrohrkessel, der eine zylindrische Hülle mit einem kuppelförmigen oberen Teil hat. Er hat ein oder mehrere Feuerrohre, die entlang seiner Länge verlaufen. Er hat auch eine äußere Brennkammer, die entweder mit Kohle oder Öl befeuert sein kann.
Ein Cochran-Kessel kann niedrigdruckigen Dampf (bis 10,5 bar) und niedriges Fassungsvermögen (bis 3500 kg pro Stunde) erzeugen. Er ist kompakt und leicht zu bedienen. Er wird hauptsächlich für kleinere industrielle Anwendungen wie Heizung, Energieerzeugung und Prozessdampf eingesetzt.
Cornish-Kessel
Ein Cornish-Kessel ist eine Art von horizontalen Feuerrohrkessel, der eine lange zylindrische Hülle mit einem einzigen großen Fluss, der das Feuer enthält, hat. Er hat ein einfaches Design und geringe Wartungskosten. Er kann mitteldruckigen Dampf (bis 12 bar) und mittleres Fassungsvermögen (bis 6500 kg pro Stunde) erzeugen.
Ein Cornish-Kessel wurde 1812 von Richard Trevithick entwickelt und wurde weit verbreitet für Dampfmaschinen in Bergbauindustrien eingesetzt. Er ist ähnlich wie ein Lancashire-Kessel, hat aber nur einen Fluss statt zweier.
Lokomotivkessel
Ein Lokomotivkessel ist eine Art von horizontalen Feuerrohrkessel, der eine innere Brennkammer und eine große Anzahl von Feuerrohren hat. Er hat auch eine Verlängerung am einen Ende, genannt Feuerkasten, der den Rost beherbergt und zusätzliche Heizfläche bietet. Er hat auch einen Überhitzer, der die Temperatur und Trockenheit des Dampfs erhöht.
Ein Lokomotivkessel kann hochdruckigen Dampf (bis 25 bar) und hohes Fassungsvermögen (bis 9000 kg pro Stunde) erzeugen. Er ist schnell beim Aufsteigen und reagiert sensibel auf Laständerungen. Er wurde hauptsächlich für die Beheizung von Dampflokomotiven eingesetzt, bis diese durch Diesel- oder Elektromotoren ersetzt wurden.
Scotch Marine Kessel
Ein Scotch Marine Kessel ist eine Art von horizontalen Feuerrohrkessel, der einen oder mehrere große zylindrische Gehäuse enthält, die zwei oder mehr Brennkammern und mehrere Feuerrohre beinhalten. Er hat auch einen externen nassen Rückraum, der seine Effizienz verbessert und sein Gewicht reduziert.
Ein Scotch Marine Kessel kann hochdruckigen Dampf (bis 30 bar) und hohes Fassungsvermögen (bis 27000 kg pro Stunde) erzeugen. Er ist robust in der Konstruktion und geeignet für maritime Anwendungen, wie Heizung, Energieerzeugung und Fortbewegung.
Vorteile des Feuerrohrkessels
