Ketelvoedingswater - Algemeen en Oververhitter: verschil tussen pagina's

Uit Wouda's Wiki
(Verschil tussen pagina's)
imported>Jan Pieter Rottine
Geen bewerkingssamenvatting
 
imported>Jan Pieter Rottine
Geen bewerkingssamenvatting
 
Regel 1: Regel 1:
''(deze pagina is nog in bewerking!)''
(deze tekst is nog in bewerking)


'''Ketelvoedingswater en de voedingswaterreiniging'''
Het '''oververhitten van de stoom''' wordt '''vanaf circa 1900''' steeds vaker '''toegepast'''.


Het '''water''' dat in aanmerking komt '''voor de stoomvorming in de stoomketel''' moet '''zo rein mogelijk''' zijn.
Deze '''nieuwe stoomtechniek''' blijkt al spoedig '''een succes''' te zijn. In de voorafgaande decennia wordt er veel onderzoek verricht op dit terrein door '''Hirn''', '''Sainte Clair Deville''' en anderen.
<br>De '''ketelwanden''' mogen bij het verhitten van het water '''niet aankoeken'''. Een '''korst aan de waterzijde op de binnenwanden van de ketel''' is heel '''onvoordelig voor de warmteoverdracht aan het ketelwater'''. '''Chemisch''' gezien zou '''het ketelwater daarom zo elementair mogelijk''' moeten zijn. '''Eigenlijk voldoet alleen gedestilleerd water''' aan deze eis, maar dat kunnen we '''in de natuur niet''' vinden.  
<br>Uit die experimenten blijkt, dat '''het rendement van de stoommachine sterk''' kan worden '''verhoogd''' door de stoom extra te '''verhitten, tot boven de temperatuur van de bijbehorende spanning, dus tot boven die van het [[verzadigingspunt]]'''.  
<br>Voorafgaand aan deze nieuwe toepassingen was het '''normaal om met verzadigde stoom te werken''': het is '''de stoom''' die gevormd wordt in de stoomketel bij '''een bepaalde temperatuur en bijbehorende druk'''.  


=='''Voedingswater'''==
Wanneer de '''verzadigde stoom''' uit de ketel via de stoomleiding naar de stoommachine geleid wordt, '''zal onderweg door afkoeling van de pijpleiding een gedeelte van de stoom gaan condenseren''' en dus is het bijna niet te voorkomen dat '''natte stoom in de cilinder''' toestroomt.
'''Voor het voeden van stoomketels''' komen verschillende '''natuurlijke watersoorten''' in aanmerking.


==='''Regenwater'''===
[[Bestand:Stoomtoevoerleiding_gtgi.jpeg|600×188px|link=]]
'''Stoomtoevoerleiding, vanaf  de stoomdom schuin aflopend naar de machine'''
<br>(afbeelding uit: G.J. Harterink, "Landketels", Amsterdam 1921)


<ul>
Maar zelfs, al zou de stoom bij binnenkomst in de cilinder echt nog droog zijn, dan '''zal''' '''tijdens de expansie van de stoom''' toch nog '''een deel als water neerslaan''' en daardoor een '''negatieve invloed op het nuttig effect''' uitoefenen.
<li>Het '''zuiverste water''' in de natuur is '''regenwater'''.
<br>Daar komt nog bij dat '''geen enkele stoomketel''' inderdaad '''volkomen droge stoom levert''', dus de toelaat van droge stoom van verzadigingstemperatuur en -druk in de stoomcilinder is veeleer een theoretische hoop.
<li>Regenwater is water dat '''de natuurlijke weg door de atmosfeer heeft afgelegd''' en is '''opgevangen in een reservoir'''. Als het regenwater '''zorgvuldig''' is opgevangen, bevat het '''uitsluitend bestanddelen uit de lucht'''. De '''zuurstof en vrij koolzuur''' kunnen daarentegen '''wel al last veroorzaken in het stoombedrijf'''.
<li>Helaas kan men het regenwater '''niet in voldoende hoeveelheden''' verzamelen om '''dagelijks grote stoomketels te kunnen vullen''' en '''tijdens het stoombedrijf van water te blijven voorzien'''. Zelfs in het geval van het Nederlandse zeeklimaat, waarbij sprake is van zachte regenrijke winters en gematigde koele zomers, kan het rechtstreeks opvangen van regenwater uit de lucht niet aan de vraag voldoen.
<br>Er blijft ons dus niets anders over dan '''voor het vullen van de stoomketels naar andere waterbronnen en -voorraden om te zien'''.  
</ul>


[[Bestand:Stortregen_k.jpeg|400×300px|link=]]
Daarom ontstaat geleidelijk''' het inzicht''', dat het '''een voordeel zal opleveren''', als men '''de temperatuur van de stoom zoveel verhoogt, dat er in de cilinder geen enkele condensatie''' kan plaatsvinden.
==='''Oppervlaktewater'''===


'''Oppervlaktewater''' uit '''rivieren, meren, kanalen en vaarten'''.
[[Bestand:Bild16857_gi.jpg|400×200px|link=]]
<br>Dit water betreft, '''naast door rivieren aangevoerd water''', meestal '''ook regenwater''' dat '''via de oppervlakte in greppels, sloten, vaarten, kanalen in meren en boezems wordt bijeengebracht'''. Dit water heeft bovendien in bepaalde gevallen '''ook nog een betrekkelijk korte weg door de aardbodem afgelegd'''.
<br>Het oppervlaktewater is '''meestal verontreinigd door onopgeloste bestanddelen''', die er in min of meer '''fijne toestand''' in voorkomen en van '''anorganische of organische oorsprong''' zijn. Ook bevat het oppervlaktewater '''colloïdaal opgeloste stoffen''', die zo '''fijn verdeeld''' zijn, dat ze '''door filtratie niet verwijderd kunnen worden'''.
<br>Het '''neemt door het transport uit de bodem bestanddelen in zich op''' als: '''zuurstof, stikstof, koolzuur, magnesiumchloride, gips, koolzure kalk, koolzure magnesia, kiezelzuur, koolzure ijzeroxyde, salpeterzuur en vetzuren'''.
<br>Van deze stoffen zijn '''vooral de zuurstof en de zuren schadelijk''' voor de '''ketelwanden''' die erdoor worden aangetast. Ook de '''chlorideverbindingen''' kunnen '''gevaarlijke schade''' aanbrengen als ze in  de ketel ontleed worden en dan '''zoutzuur''' kunnen vormen.
<br>De vorming van ketelsteen vindt '''vooral plaats uit de dubbelkoolzure kalk, gips en koolzure magnesia'''.


De '''zouten''' zijn '''op zichzelf minder schadelijk''', maar ze moeten '''wel zo nu en dan worden afgevoerd''' door ze uit de ketel te '''spuien''' (via de '''spuileiding''' onder in de ketelwandwand aangebracht)
Het is zelfs zo, dat als als men''' daarboven nog doorgaat met verhitten''', dat er daarbij '''een volumevergroting''' optreedt, dit alles''' bij gelijkblijvende spanning'''.
De volumetoename bedraagt bij een oververhitting van 100 gr. C. al bijna 25%.
<br>Als voorbeeld noemt E.F. Scholl 1 kg stoom van van 6 atm., die in verzadigde toestand een volume heeft van 275 dm3 (liter), maar bij oververhitting met 100 gr. C al een volume heeft van 350 dm3 (liter)!
<br>De '''voordelen van een groter volume''' zijn duidelijk: de '''schadelijke ruimte''' van de cilinder (de inlaatruimte) heeft dan ook '''minder invloed''', het '''stoomverbruik vermindert''', het '''ketelvermogen kan kleiner blijven'''. Bovendien kan men die kleine ketels beter forceren, d.w.z. heftiger laten werken (koken), omdat er bij oververhitting van de stoom toch geen natte stoom naar de machine gaat.


==='''Grondwater'''===
In het begin staat de '''technische ontwikkeling''' van voldoende '''effectieve oververhitters''' (ook '''superheaters''' genoemd) de toepassing van oververhitte stoom nog in de weg. Er moet naar de '''juiste materialen''' worden gezocht. '''Opwelling''' van de te heet geworden stoompijpen, '''ondichtheid''' van pakkingbussen, zuigers en schuiven of kleppen '''vormen''' daarbij '''een probleem''', want ook het bedrijf met oververhitte stoom '''moet in de praktijk natuurlijk beheersbaar, betrouwbaar en langdurig toepasbaar zijn'''.


'''Grondwater''' is als regenwater in de bodem gedrongen en dat '''dieper in de aardbodem voldoende tijd heeft gekregen om uit de bodem verschillende bestanddelen en stoffen op te lossen en op te nemen'''.
Daarbij komt ook nog een geheel '''ander probleem''': de eerder '''gebruikelijke smeermiddelen''', plantaardige of dierlijke oliën en vetten, '''ontleden bij de hogere temperaturen gemakkelijke'''r en dus komt de '''goede werking van de machine hierdoor in gevaar'''.
<br>Grondwater '''bevat weinig of geen zuurstof''', omdat dit bij de '''afbraakprocessen in de bodem door de organische stoffen wordt verbruikt'''. Het bij deze processen gevormde koolzuur gas wordt door het water opgelost, waardoor het min of meer zuur wordt en bij het lange doordringsproces volop de gelegenheid krijgt '''om de bestanddelen uit de bodem op te nemen'''.


[[Bestand:Grondwater_k.jpg|400×300px|link=]]
[[Bestand:Vroege_OV_Schwörer_gtgi.jpeg|600×285px|link=]]
'''Een vroege oververhitter van Schwörer, geplaatst achter een vuurgangketel'''
<br>'''let op de ringen aan de buitenzijde en de langsstroken aan de binnenzijde van de verhiiterpijpen'''
<br>(afbeelding uit: E.F. Scholl, "De Gids voor Machinisten")


Omdat '''oppervlaktewater''' en in sommige gevallen ook wel '''grondwater''' in Nederland '''in ruime hoeveelheden voorhanden''' zijn, worden de '''stoomketels in het stoombedrijf bijna altijd gevuld met deze watersoorten'''. De hierin '''opgenomen bestanddelen''' hebben '''wel gevolgen voor de behandeling van dit water''', voordat ze als '''ketelvoedingswater''' kunnen worden gebruikt.
'''Vanaf circa 1900''' heeft men de oplossingen voor het overgrote deel al wel gevonden en slaagt men er vervolgens in om '''goede oververhitters''' te bouwen. Voor de pakkingbussen en zuigers worden '''nieuwe metallieke materialen''' toegepast en men heeft '''minerale smeeroliën''' gevonden die een '''ontvlammingstemperatuur hebben boven 350 gr. C'''. en die hun '''smerende werking''' bij zulke hoge temperaturen ook '''behouden'''.  


==='''Behandeling van het oppervlakte- en grondwater ter voorbereiding voor het stoombedrijf'''===
Bij stoomwerktuigen, waarbij de stoom geen pakkingbussen of sluitende zuigers en schuiven of kleppen hoeft te passeren, zoals '''bij stoomturbines''' (De Laval) het geval is, vervalt het probleem van ondichtheid natuurlijk helemaal. '''Voor stoomturbines is oververhitting dus heel goed toepasbaar en de nieuwe ontwikkelingen vertonen daarbij ook nog eens een sterke toename van de stoomdruk'''.
<br>
[[Bestand:Oppervlaktewater_k1.jpg|400×300px|link=]]
<br>


In het '''begin''' vormt zich '''alleen maar een laag slib''' in de ketel, maar '''naarmate de verdamping doorgaat''' zal zich al '''spoedig een laag ketelsteen''' vormen, die zolang er geen '''gips''' aanwezig is, '''eerst nog redelijk zacht''' zal blijven. '''Als er echter gips afgescheiden wordt''', dan zal dit de '''ketelsteen''' '''geleidelijk hard''' maken.
[[bestand:De_Laval_stoomturbine_gtgi.jpeg|568×391px|link=]]
<br>Deze hardgeworden ketelsteen is '''voor het stoombedrijf heel onvoordelig''', omdat de '''warmteoverdracht al snel veel slechter''' wordt. Als de laag '''ketelsteen 1 mm dik wordt neemt het brandstofverbruik ca. 10 %, bij 10 mm ca, 100 % toe'''.
'''Stoomturbine van De Laval in proefopstelling'''


Als de laag '''ketelsteen te dik''' wordt zal er tenslotte '''helemaal geen warmteoverdracht''' meer plaats kunnen vinden, het '''ketelwater wordt niet meer verhit''' en '''stoomvorming blijft uit!''' Bovendien wordt, andersom gezien, '''de ketelwand niet meer door het water afgekoeld''' en dan zal '''de ketelplaat zo sterk verhit worden dat die uiteindelijk door de stoomdruk gaat scheuren''' en een '''ketelexplosie''' kan volgen.
<br>De '''warmtetoevoer aan de oververhitter''' kan op '''twee manieren''' worden ingericht:
 
==='''Hardheid'''===
Om de '''hoedanigheid van het water''' te kunnen '''normeren''' spreekt men van '''hard en zacht water'''. Daarvoor heeft men '''een schaal van hardheidsgraden''' vastgesteld.
<br>Men onderscheidt hierbij '''Duitse, Franse en Engelse harheidsgraden'''.
<ul>
<ul>
<li>'''1 Duitse harheidsgraad''' komt overeen met '''1 deel calciumoxyde (CaO) op 100.000 delen water'''
<li> oververhitting met een eigen afzonderlijk vuur, dus onafhankelijk van de ketel
 
<li> Interne oververhitting door de gassen van het ketelvuur
<li>'''1 Franse hardheidsgraad''' komt overeen met '''1 deel koolzure kalk (CaCO3) op 100.0000 delen water'''
</ul>
 
<li>'''1 Engelse hardheidsgraad''' komt overeen met '''1 deel koolzure kalk (CaCO3) op 70.000 delen water'''
</ul>
Als men rekent met de scheikundige verbindingsgewichten, bevat 1m3 water met 1 Duitse hardheidsgraad dan:
10 gr '''calciumoxyde''' (CaO), 17,9 g '''koolzure kalk''' (CaCO3), 7,15 g '''magnesiumoxyde''' (MgO), 24,5 g gips (CaSO4) en 15 g '''koolzure magnesia''' (MgCO3),
<br>waaruit we kunnen '''afleiden''' dat '''1 Duitse hardheidsgraad = 1,79 Franse = 1,25 Engelse hardheidsgraden'''.


Door middel van een '''zeepoplossing''' kan men in zekere zin '''bepalen, of het water hard''' is. Een '''zeepoplossing schuimt namelijk niet in hard water''' en wordt '''door de magnesia- en kalkzouten ontleed'''. Pas '''als alle kalk- en magnesiazouten door de zeep zijn gebonden''', zal die '''beginnen te schuimen'''.
De '''eerste manier''' van oververhitting is in de praktijk '''weinig toegepast''', omdat hierbij '''nog eens het zelfde verlies''' optreedt '''als bij alle andere ketelvuren'''. In een enkel geval gebeurde dit, omdat de '''ketel''' eigenlijk '''te klein''' was geworden voor het gevraagde vermogen en men condensatie wilde voorkomen en om zo dan toch nog voor '''droge stoom''' te kunnen zorgen.
<br>'''Hoe meer zeep men hiervoor nodig heeft, hoe harder het water is'''.


Het is goed om het '''water''', dat voor de '''ketelvoeding''' gebruikt gaat worden, '''eerst scheikundig te gaan onderzoeken''', omdat '''de maximum toegestane hardheid afhankelijk is van de soort ketel in de stoominstallatie'''.
[[Bestand:Aparte_OV_gtgi.jpeg|800×302px|link=]]
<br>Zo moet men het water bij '''vuurhaard-ketels''' gaan reinigen, als het water '''meer dan 6 a 7 hardheidsgraden''' bezit.
'''Apart opgestelde oververhitter met eigen stookinrichting (lengte- en dwarsdoorsnede)'''
<br>Bij '''waterpijpketels''' (bij voorbeeld '''Babcock en Wilcoxketels''') kan men '''zelfs een veel kleinere hardheid toestaan'''.


==='''Reiniging van ketelvoedingswater'''===
Bij de '''tweede manier''' wordt de '''oververhitter''' meestal '''opgenomen in de rookkanalen van de ketel''', zodat de verwarming '''door de gassen van het ketelvuur zelf''' kan gebeuren.
 
Toepassing van oververhitte stoom gebeurt '''aanvankelijk nog voorzichtig''': oververhitting met '''temperaturen van 200-250 gr. C.''' wordt gebruikt om een '''rendementstoename van 15-20%''' te bewerkstelligen. Uitgangspunten bij de bouw van '''oververhitters (superheaters)''' zijn dan:


De '''reiniging van het voedingswater''' kan op '''verschillende manieren''' gebeuren:
<ul>
<ul>
<li>'''mechanische reiniging'''
<li>Hij moet zonder problemen '''aan de hogere temperaturen van 250-300 gr. C. weerstand kunnen bieden'''
<li>'''reiniging door verwarming'''
<li>Hij moet '''overal gemakkelijk kunnen worden ingebouwd''', hij mag dus in het stoombedrijf '''weinig ruimte in beslag nemen''', maar moet in die kleine ruimte '''wel een zo groot mogelijk verwarmd oppervlak''' hebben
<li>'''scheikundige reiniging''', die nog '''onderverdeeld''' kan worden in:
<li>De '''massa van het materiaal''' van de oververhitter moet '''groot genoeg zijn om de temperatuursschommelingen van het verbrandingsproces te kunnen opvangen'''.
<ul>
        <li>'''reiniging met soda'''
<li>'''reiniging met gebluste kalk, etsnatron en koolzure baryt'''
<li>'''reiniging door middel van de permutiet-methode'''
        </ul>
<li>'''thermisch-chemische reiniging'''
<li>'''verdamping'''
<li>'''het gebruik van condensatiewater''' voor het voedingswater
</ul>
</ul>


===='''De mechanische reiniging'''====
Als er '''bijvoorbeeld''' door het openen van de vuurdeuren koude lucht in de ketel wordt toegelaten, dan daalt de verbrandingstemperatuur en die van de rookgassen tijdelijk sterk. De oververhitter wordt dan op dat moment plotseling te weinig verhit en daardoor zou de stoom spontaan afkoelen tot beneden de gewenste temperatuur. Maar als er '''bij voldoende massa van de oververhitter maar voldoende warmte is opgehoopt in het materiaal''', dan kan die warmte '''tijdelijk aan de stoom worden afgegeven en wordt daarmee de temperatuurschommeling voldoende afgevlakt'''.
De oververhitter is daarmee dus meteen '''een hitte-accumulator'''.   


De '''stoffen''', die '''zwaarder dan water''' zijn '''bezinken''' als het water '''een tijdje stilstaat'''. De '''stoffen''' die echter '''in fijnverdeelde toestand''' in het water zitten, '''bezinken niet zo gemakkelijk'''. Het water moet '''eerst door een filter''' geleid worden. Het filtermateriaal moet '''niet te grofkorrelig''' zijn, men gebruikt hiervoor vaak '''kiezel of cokes'''. Het water moet '''eerst door het grove materiaal gevoerd worden en dan door het fijn korrelige materiaal'''.
De eerste '''bruikbare oververhitters''' worden ontworpen door '''Schwörer''' en '''Hirn'''. Deze eerste oververhitters waren vervaardigd van '''gietijzer'''. Gietijzer was echter '''niet bijzonder betrouwbaar''' bij de hogere stoomspanningen.
Wel bezit gietijzer '''een flinke ijzermassa''' en dat gaf wel '''mogelijkheden voor hitte-accumulatie'''. De eerste oververhitters hadden '''buizen met daaromheen, aan de buitenzijde, veel ringen (voor de warmte overdracht, maar ook voor de sterkte) en aan de binnenzijde stroken in de langsrichting (die moesten zorgen voor een goede doorstroming van de stoom)'''.  


Als voorbeeld wordt hier het '''toestel van de firma Reisert (Keulen)''' getoond.
[[Bestand:Böhmer_OV_gtgi.jpeg|300×505px|link=]]
'''Oververhitter van Gebr. Böhmer'''
<br>(afbeelding: Het Stoombedrijf, N.A. Imelman)


[[Bestand:Fig._170_Imelman_pag_186a.jpg|500×412px|link=]]
De '''Gebr. Böhmer in Magdeburg-Neustadt''' gebruikten '''buizen die aan één zijde waren afgesloten''' en '''vrij stonden opgesteld''', met daarbij '''een wand in het midden''', zodat de stoom gedwongen was om de buizen aan beide zijden te bestrijken.


Het te reinigen water komt '''door de leiding A binnen''', stroomt '''door de kiezelmassa F''' en '''vloeit door B gereinigd uit''' het toestel.
Het '''materiaal''' dat later veelal voor de oververhitters werd gebruikt was '''gietijzer, gietstaal, smeedijzer of staal''' en in enkele gevallen '''nikkelstaal'''.
<br>In het bedrijf zijn '''alleen de buizen A en B geopend''', alle '''andere blijven gesloten'''.
<br>Om het toestel '''schoon te maken''', wordt '''A gesloten''' en vervolgens '''laat men water door B in R''' stromen, zodat het '''door f naar buiten''' stroomt (bij S). Dan wordt ook het '''straaltoestel D in werking''' gebracht, zodat het '''door de geopende kraan C de lucht beneden het filtermateriaal van de slib reinigt''', die dan '''met het water wegvloeit'''. Het kraantje k moet daarbij geopend zijn, opdat de lucht ontwijken kan.


Het is duidelijk dat '''deze reinigingsvorm alleen''' toegepast kan worden als '''scheikundige reiniging niet nodig''' wordt geacht. Men kan ook '''mechanische en scheikundige reiniging combineren'''.
Het aanbrengen van de '''oververhitter''' hangt '''qua locatie''' hoofdzakelijk af van '''het gebruikte ketelsysteem'''.
<br>Bij '''ketels met binnenvuren''' bouwt men de '''oververhitter achter de vuurgangen''', zodat meestal de hete gassen '''eerst door de buizen''' gaan, '''dan de oververhitter''' bestrijken en vervolgens '''nog eens de ketel beneden''' verwarmen, voordat ze ontwijken via de schoorsteenkanalen.
<br>Bij '''waterpijpketels''' ligt de '''oververhitter meestal tussen de waterpijpen en de bovenketel'''.


===='''Reiniging door verwarming'''====
[[Bestand:Resolveb_a.jpg|600×458px|link=]]
'''Plaatsing van de oververhitter tussen de waterpijpen en bovenketel'''


'''Reiniging door verwarming''' berust op een eenvoudig principe. '''Bij normale temperatuur''' zijn koolzure kalk, koolzure magnesia en gips '''in het water opgelos'''t. Deze '''ketelsteenvormende stoffen''' worden '''bij temperaturen hoger dan 145 gr. C. uit het water afgescheiden'''.
Het is natuurlijk wel zo, dat men, '''om de stoom een hogere temperatuur te kunnen geven''', er '''meer warmte''', dus ook '''meer brandstof''', moet toevoeren, maar '''meestal''' gaan de gassen zonder oververhitting '''toch al met een veel te hoge temperatuur de schoorsteen uit''', zodat met oververhitting nog een deel van de  normale warmte door de oververhitter kan worden opgenomen.  
<br>Als men het water dus '''verwarmd tot boven deze temperatuur''', '''voordat''' het in de ketel komt voor de stoomvorming en zodoende dus '''pas later met de ketelwanden in aanraking komt''', zal er nog maar '''heel weinig afzetting''' plaatsvinden.
<br>Hiervoor zijn '''verschillende toestellen''' uitgedacht. Als voorbeeld tonen we hier enige toepassingen.


[[Bestand:Fig._170_Imelman_pag_186a2.jpg|400×330px|link=]]
De '''oververhitte stoom''' heeft '''als bijzondere eigenschap''', dat die '''buitengewoon slecht warmtegeleidend''' is.
<br>De '''oververhitter''' wordt '''daarom samengesteld uit dunne pijpen''', om de toetreding van de warmte van de gassen '''ook tot de kern van de stoomstroom te laten doordringen'''. In zijn normale vorm bestaat de oververhitter uit pijpen in '''bundels van slangen van een gebogen vorm''', waarvan het '''ene uiteinde uitkomt in een verzamelkast voor de stoomtoelaat''' (invoer) en '''het andere einde uit mondt in een dergelijke kast voor de stoomuitlaat''' (afvoer). De kasten zijn rechthoekig van doorsnede en gemaakt van naadloze pijp. De pijpen zijn "uitgerold"in de kasten, waarin tegenover elke pijp een gasprop of '''dekseltje met knevel''' is aangebracht.


[[Bestand:
[[Bestand:Afb_97_Stoom_gtgi.jpeg|600×529px|link=]]


Soms zijn '''de slangen liggend''' aangebracht, maar zij kunnen '''ook staand''' zijn opgesteld, '''zoals bij de Werkspoorketels van het [[ir. D.F. Woudagemaal]]'''


'''Bij de oververhitters''' past men '''vaak het principe van gelijk- en tegenstroom toe'''.
<br>Bij '''gelijkstroom''' is '''het gemiddeld temperatuurverschil tussen stoom en gas kleiner''' dan '''in het geval van zuivere tegenstroom'''.
<br>Daar waar '''de heetste verbrandingsgassen de zuivere tegenstroom-oververhitter bereiken''', is dus '''de hoogste stoomtemperatuur'''. De pijpwand krijgt dan zulk een hoge temperatuur , dat de '''kans op gloeiend worden''' groot is, en een dergelijke oververhitter '''zal al gauw verbranden'''.
<br>Daarvoor wordt dus het '''gelijk- en tegenstroom-principe''' toegepast.
<br>De stoom gaat '''in de eerste slangen in tegenstroom''', om '''daarna in gelijkstroom tot de vereiste temperatuur verhit''' te worden. De '''het eerst door de verbrandingsgassen bestreken pijpen''' worden '''daardoor voldoende afgekoeld'''.


Het '''inzetten van een oververhitter''' betekent '''ook een toename van de weerstand voor de doorstroming van de rookgassen'''. Men moet dus altijd eerst '''onderzoeken of de schoorsteen genoeg trek kan leveren'''.


Figuur 171 b pag 186 Imelman
[[Bestand:Afb_97_Stoom_gtgi.jpeg|600×529px|link=]]
Figuur 172 pag 187


Het toestel van de Fig. 171a wordt '''boven in de ketel in de stoomruimte aangebracht'''. Op het toestel slaan '''lucht, gassen en vaste stoffe'''n uit het voedingswater neer. '''Lucht en gassen''' worden '''direct met de stoom weggeleid''', zodat het aantasten van de ketelwanden door deze gassen niet meer mogelijk is. Het '''water stroomt vanaf de top van de tafels over de tafeletages via de openingen''' naar beneden.
De '''afregeling van de oververhitter''' kan op verschillende manieren gebeuren:
<br>Het toestel is '''van een plaatijzeren kap voorzien''', waardoor het '''slib niet in de ketel''' terecht komt. Het water komt door bemiddeling van de kap '''bovendien met de stoom in aanrakin'''g en wordt zo ook '''verwarmd'''.
<ul>
<br>Het weke '''slib''' kan '''dagelijks door het openen van de spuikraan (Fig. 171b) uit het toestel worden verwijderd'''. Dan blijft nog wel '''de hardere massa op de tafels liggen''', maar ook deze '''nog zachte massa''' kan '''gemakkelijk worden verwijderd'''.
<li>door verandering van de hoeveelheid rookgassen die de oververhitter bestrijken. Deze regeling is eenvoudig te verwezenlijken en wordt het meest toegepast. De oververhitter ligt hierbij in een afzonderlijke ruimte en wordt door kleppen of schuiven geheel of gedeeltelijk van de rookgassen gescheiden
<br>Als verbetering kan dit toestel ook '''in een aparte ketel buiten de stoomketel''' worden ondergebracht, zodat '''het water al gereinigd''' en '''voorverwarmd in de stoomketel''' stroomt.
<li>door bij het begin van het stoken, dus voordat er stoom in de oververhitter kan doorstromen, water in de oververhitter te laten lopen, wordt het verwarmend oppervlak van de ketel vergroot, zodat men sneller stoom heeft. Men kan dan het water snel aftappen als er voldoende stoomvorming optreedt
<br>Op die wijze kan het toestel ook '''veel groter''' worden uitgevoerd.
<li>door het veranderen van de grootte van het verwarmend oppervlak van de oververhitter. Men bereikt dat door een gedeeltelijke uitschakeling van de oververhitter door afsluiting van segmenten
<br>Deze wijze van reiniging door verwarming kan een stoomketel '''gemakkelijk een jaar in bedrijf''' houden, '''zonder''' dat hij inwendig moet worden '''geschoond'''.
<li>door afkoeling van de oververhitte stoom, door verzadigde stoom of door het voedingswater, of door de oververhitte stoom, gedeeltelijk door pijpen door de waterruimte van de ketel te voeren
 
</ul>
In Fig. 172 zien we de ketelwatercirculator van Hotchkiss. De trechter D is op waterspiegelhoogte aangebracht en door pijp F met de kogel E, die op de ketel gemonteerd is, is verbonden. De watercirculatie gaat door F, E en C. Het slib wordt via B periodiek afgevoerd. (bij slecht water 1x per uur, bij beter water 2x per uur). Het luchtkraantje l wordt bij het opstoken open gezet, en gesloten als het water eruit stroomt, waardoor het toestel in bedrijf is gekomen.
 
Economiser
Een aandachtspunt is het feit dat het op bovenomschreven wijze gereinigde voedingswater als het nog ter voorwarming door een economiser stroomt, niet alleen de economiser vrij zal houden van ketelsteenvorming, maar er ook voor zal zorgen dat eventueel ketelsteen uit de economiser oplost. Als men dus een reinigingsinstallatie plaatst bij een ketelinstallatie, die al eerder met een economiser is ingericht, dan moet men er rekening mee houden dat de opgeloste ketelsteen uit de economiser gemakkelijk tot verstoppingen kan leiden.
 
'''Scheikundige reiniging'''
Alle scheikundige waterreinigingsmiddelen zorgen ervoor dat de toegevoegde stoffen zich met de ketelsteenvormers chemisch verbinden, zodat die laatste dan van het voedingswater worden afgescheiden.
<br>De ketelsteenvormers zijn:
 
Koolzure kalk (uit dubbelkoolzure kalk) (CaCO3) laat zich uitscheiden door
-1. gebluste kalk [Ca(OH)2]
-2. soda (Na2CO3)
-3. natronloog (N)
 
Zwavelzure kalk laat zich uitscheiden door
-1. alleen door soda, volkomen en alleen bij hoge verhitting
 
Koolzure magnesia laat zich uitscheiden door
-1. gebluste kalk bij verhitting
-2. natronloog     
 
De te gebruiken chemicaliën zijn dus vooral gebluste kalk, soda en natronloog.
<br> de soort en hoeveelheid van deze chemicaliën kunnen dus slechts op grond van scheikundig onderzoek worden bepaald. Als er in het voedingswater hoofdzakelijk zwavelzure kalk aanwezig is, zal men soda gebruiken, terwijl bij veel dubbelkoolzure kalk goedkope kalk en bij een combinatie van dubbelkoolzure kalk, gips en magnesium eerder natronloog met soda wordt toegepast.
 
'''Reiniging met soda'''
Reiniging met soda wordt toegepast in kleinere ketels en bij niet te hard voedingswater. De soda wordt samen met het water in de ketel geperst (bij grotere ketelinstallaties wordt het water al gereinigd nog voordat het in de ketel komt).
<br>
Fig. 173
<br>
<br>In Fig. 173 zien we het toestel van Dervaux.
<br>De soda wordt uit L in de voedingsleiding gebracht, terwijl het water door B en S in de ketel wordt geperst.
De cilinder D, op de ketel aangebracht, is met de ketel verbonden door buis V, die om zich heen een stoommantel U heeft. Ook de buis R is verbonden met de ketel, zonder stoommantel.
<br>Omdat buis V veel warmer wordt dan R zal het water hierin stijgen en gereinigd door R in de ketel terugstromen. Bij het terugstromen zal het water eerst de weg door de trechters G volgen, zodat het slib hier kan bezinken om af en toe door N weggespuid te worden.
<br>Men moet ervoor oppassen dat er niet te veel soda in de ketel komt, omdat het water dan kan opkoken en men natte stoom kan krijgen, terwijl dan ook de ketel en appendages worden aangetast. Het beste is om de reiniging met soda al te laten plaatsvinden in een verbonden toestel vóór de ketel. In het toestel wordt dan de soda met het voedingswater vermengd om het chemisch gereinigde voedingswater met een hoge temperatuur in de ketel te brengen, wat men met de afgewerkte stoom voor elkaar kan brengen.
   
Foto reactievat bij Halbertsma!
 
'''Reiniging met kalk en soda'''
Het meest gebruikte toestel is ook hier een toestel van Dervaux, vaak geleverd door de firma Reisert.
<br>
Fig. 174
<br>
De gebruikte chemicaliën zijn hier soda en kalk.
<br>Het voedingswater, dat gereinigd moet worden, komt via buis H in het reservoir R en vervolgens door de kraan P in E, waar het met de chemicaliën samnkomt en met deze in het reservoir D stroomt. Hierin worden de ketelsteenvormende stoffen afgescheiden.
<br>Het slib verzamelt zich onderin het reservoir D, waaruit het periodiek met kraan O wordt afgetapt.
<br>Het kalkwater (kalkmelk) wordt voorbereid in I, dat door K in t stroomt. Vanuit r stroomt tegelijkertijd het te reinigen water door V in t. Door de buis b komt het mengsel in het reservoir S, waarin het water met kalk verzadigd wordt. Het kalkwater stijgt dan langzaam op waarbij de snelheid van het water steeds afneemt vanwege de groter wordende doorsnede. Daardoor bezinken de kalkdeeltjes in S. Het kalkwater loop over door U in E.
<br>De soda wordt in c opgelost, komt daaruit in B, waarin de vloeistofspiegel door een vlotter op gelijke hoogte gehouden wordt en komt dan door het buisje n in E, waar het met het te reinigen water uit P en het kalkwater uit U samenkomt.
<br>Als door buis H minder water wordt toegelaten, dan daalt de waterspiegel in R, ook zal het wegvloeien door P en V afnemen, de vlotter in R zal dalen, waarmee het buisje N door middel van ketting Q verbonden is en zodoende zal het toevloeien van sodawater ook afnemen. 
 
'''Reiniging door middel van permutiet'''
Permutiet is een aluminiumsilicaat, verkregen door samensmelten van veldspaat, kaoline, klei, zand en soda door latere reiniging met heet water.
<br>Het te reinigen voedingswater wordt in bakken door een dikke laag permutiet gefiltreerd, waarbij natrium van het permutiet zich met calcium en magnesium van het water verbindt.
<br>Deze reiniging is heel eenvoudig, maar niet zo goedkoop. Als de werking afneemt moet het permutiet met chloornatrium (keukenzout) geregenereerd worden. Bij het later ontwikkelde neo-permutiet gaat de regeneratie sneller.
 
'''Thermisch-chemische reiniging'''
Dit procédé wordt voornamelijk toegepast bij waterpijp-ketelsystemen die als hoge-drukketels fungeren. Hier is het belangrijk om naast verregaande chemische ontharding ook ketelcorrosie als gevolg van inwerking van zuurstof en koolzuur te voorkomen. Ook het kiezelzuurgehalte wordt gecontroleerd.
Voedingswater dat kiezelzuur, humus, hoog chloor- en zoutgehalte bezit, bedoeld voor ketels met een druk boven 20 atmosfeer reinigt men niet graag langs chemische weg.
 
'''Reiniging door verdamping'''
<br>
Fig. 180 a, b, c. Pag 195 Imelman
<br>
-a. de stoominlaat
-b. de condensatiewateruitlaat
-c. damp van het te reinigen water
-d. desillaatuitlaat
-e. koelwaterinlaat
-f. koelwateruitlaat


Bij stoomkrachtinstallaties voor hoge druk is steen- en gasvrij voedingswater een absolute vereiste. Dat is alleen voor elkkaar te krijgen als men het voedingswater verdampt, voordat het met het condensatiewater wordt vermengd. Bij moderne turbine-installaties is suppletie nodig met ca. 5% van de totale omlopende hoeveelheid.
Oververhitters hebben vaak de slangvorm, maar ook wel de U-vorm, b.v. voor toepassing in waterpijpketels (Babcock en Wilcox)
<br>Hiervoor worden verdampers gebruikt: de stoom gaat door pijpen en het te reinigen water gaat om de pijpen. Het verdapmte water wordt omgekeerd door pijpen geleid met daaromheen de koelwaterpijpen. Op deze wijze is er gedestilleerd water beschikbaar. De verdampers kunnen worden uitgevoerd als één-,twee- en meervoudig getrapte systemen.
De slib wordt uit de verdampers afgevoerd (gespuid)


'''Condensatiewater als voedingswater'''
afbeelding oververhitter
Wanneer het condensatiewater vrij van olie is (bij stoomturbines), zal dit het beste voedingswater vormen. Bij stoommachines zal er door smering altijd olie in het condensaat zitten en dus zal de olie eerst van het water moeten worden afgescheiden. Het water simpelweg van de stoom gaan scheiden door het toepassen van een reservoir met houtwol of met een spons is niet altijd voldoende, om de ketelwanden te beschermen voor intering.
In het Woudagemaal past men nog aanvullende methoden toe: men laat in de compartimenten van de olieafscheider de olie eerst opdrijven, en verwijderd de olie vervolgens door oprdijving. Door het vervolgens toevoegen van aluminium-sulfaat aan het afgeroomde condensaat, vlokken de laatste olieresten uit en deze vormrn in het doeken-persfilter een geschikt substraat, dat als eindfilter dient voor het condensatiewater. Daarna is het water geschikt om als voedingswater te dienen en zodoende te worden hergebruikt. 


Bronnen:
Ook in het Woudagemaal wordt oververhitting toegepast. De installatie van 1920 is geheel ontworpen met toepassing van de de laatste ontwikkelingen uit het stoomtijdperk en daar hoort uiteraard ook het principe van oververhitting bij. Zowel de oorspronkelijke Pied-Boeufketels als de latere Schtse Werkspoorketels zijn uitegerust met een oververhitter. De stoomtemperatuur uit de oververhitter is circa 320 gr. C. Deze oververhitte stoom wordt per ringleiding naar de machinekamer geleid. In een ringleiding is de stoom voortdurend in beweging en ook op deze wijze wordt afkoeling en condensatie weer voorkomen.
'''samenvattingen''' uit:
<br>'''Stoom''', uitgave: Krachtwerktuigen Amersfoort/Groningen, 1929 en 1942
<br>'''Het Stoombedrijf''', deel I, Nanno A. Imelman, Ae. E. Kluwer, Deventer 1932
<br>zie ook: ['''http://www.gerwers.net/waterbehandeling.htm''']

Versie van 25 feb 2013 11:47

(deze tekst is nog in bewerking)

Het oververhitten van de stoom wordt vanaf circa 1900 steeds vaker toegepast.

Deze nieuwe stoomtechniek blijkt al spoedig een succes te zijn. In de voorafgaande decennia wordt er veel onderzoek verricht op dit terrein door Hirn, Sainte Clair Deville en anderen.
Uit die experimenten blijkt, dat het rendement van de stoommachine sterk kan worden verhoogd door de stoom extra te verhitten, tot boven de temperatuur van de bijbehorende spanning, dus tot boven die van het verzadigingspunt.
Voorafgaand aan deze nieuwe toepassingen was het normaal om met verzadigde stoom te werken: het is de stoom die gevormd wordt in de stoomketel bij een bepaalde temperatuur en bijbehorende druk.

Wanneer de verzadigde stoom uit de ketel via de stoomleiding naar de stoommachine geleid wordt, zal onderweg door afkoeling van de pijpleiding een gedeelte van de stoom gaan condenseren en dus is het bijna niet te voorkomen dat natte stoom in de cilinder toestroomt.

600×188px Stoomtoevoerleiding, vanaf de stoomdom schuin aflopend naar de machine
(afbeelding uit: G.J. Harterink, "Landketels", Amsterdam 1921)

Maar zelfs, al zou de stoom bij binnenkomst in de cilinder echt nog droog zijn, dan zal tijdens de expansie van de stoom toch nog een deel als water neerslaan en daardoor een negatieve invloed op het nuttig effect uitoefenen.
Daar komt nog bij dat geen enkele stoomketel inderdaad volkomen droge stoom levert, dus de toelaat van droge stoom van verzadigingstemperatuur en -druk in de stoomcilinder is veeleer een theoretische hoop.

Daarom ontstaat geleidelijk het inzicht, dat het een voordeel zal opleveren, als men de temperatuur van de stoom zoveel verhoogt, dat er in de cilinder geen enkele condensatie kan plaatsvinden.

400×200px

Het is zelfs zo, dat als als men daarboven nog doorgaat met verhitten, dat er daarbij een volumevergroting optreedt, dit alles bij gelijkblijvende spanning. De volumetoename bedraagt bij een oververhitting van 100 gr. C. al bijna 25%.
Als voorbeeld noemt E.F. Scholl 1 kg stoom van van 6 atm., die in verzadigde toestand een volume heeft van 275 dm3 (liter), maar bij oververhitting met 100 gr. C al een volume heeft van 350 dm3 (liter)!
De voordelen van een groter volume zijn duidelijk: de schadelijke ruimte van de cilinder (de inlaatruimte) heeft dan ook minder invloed, het stoomverbruik vermindert, het ketelvermogen kan kleiner blijven. Bovendien kan men die kleine ketels beter forceren, d.w.z. heftiger laten werken (koken), omdat er bij oververhitting van de stoom toch geen natte stoom naar de machine gaat.

In het begin staat de technische ontwikkeling van voldoende effectieve oververhitters (ook superheaters genoemd) de toepassing van oververhitte stoom nog in de weg. Er moet naar de juiste materialen worden gezocht. Opwelling van de te heet geworden stoompijpen, ondichtheid van pakkingbussen, zuigers en schuiven of kleppen vormen daarbij een probleem, want ook het bedrijf met oververhitte stoom moet in de praktijk natuurlijk beheersbaar, betrouwbaar en langdurig toepasbaar zijn.

Daarbij komt ook nog een geheel ander probleem: de eerder gebruikelijke smeermiddelen, plantaardige of dierlijke oliën en vetten, ontleden bij de hogere temperaturen gemakkelijker en dus komt de goede werking van de machine hierdoor in gevaar.

600×285px Een vroege oververhitter van Schwörer, geplaatst achter een vuurgangketel
let op de ringen aan de buitenzijde en de langsstroken aan de binnenzijde van de verhiiterpijpen
(afbeelding uit: E.F. Scholl, "De Gids voor Machinisten")

Vanaf circa 1900 heeft men de oplossingen voor het overgrote deel al wel gevonden en slaagt men er vervolgens in om goede oververhitters te bouwen. Voor de pakkingbussen en zuigers worden nieuwe metallieke materialen toegepast en men heeft minerale smeeroliën gevonden die een ontvlammingstemperatuur hebben boven 350 gr. C. en die hun smerende werking bij zulke hoge temperaturen ook behouden.

Bij stoomwerktuigen, waarbij de stoom geen pakkingbussen of sluitende zuigers en schuiven of kleppen hoeft te passeren, zoals bij stoomturbines (De Laval) het geval is, vervalt het probleem van ondichtheid natuurlijk helemaal. Voor stoomturbines is oververhitting dus heel goed toepasbaar en de nieuwe ontwikkelingen vertonen daarbij ook nog eens een sterke toename van de stoomdruk.

568×391px Stoomturbine van De Laval in proefopstelling


De warmtetoevoer aan de oververhitter kan op twee manieren worden ingericht:

  • oververhitting met een eigen afzonderlijk vuur, dus onafhankelijk van de ketel
  • Interne oververhitting door de gassen van het ketelvuur

De eerste manier van oververhitting is in de praktijk weinig toegepast, omdat hierbij nog eens het zelfde verlies optreedt als bij alle andere ketelvuren. In een enkel geval gebeurde dit, omdat de ketel eigenlijk te klein was geworden voor het gevraagde vermogen en men condensatie wilde voorkomen en om zo dan toch nog voor droge stoom te kunnen zorgen.

800×302px Apart opgestelde oververhitter met eigen stookinrichting (lengte- en dwarsdoorsnede)

Bij de tweede manier wordt de oververhitter meestal opgenomen in de rookkanalen van de ketel, zodat de verwarming door de gassen van het ketelvuur zelf kan gebeuren.

Toepassing van oververhitte stoom gebeurt aanvankelijk nog voorzichtig: oververhitting met temperaturen van 200-250 gr. C. wordt gebruikt om een rendementstoename van 15-20% te bewerkstelligen. Uitgangspunten bij de bouw van oververhitters (superheaters) zijn dan:

  • Hij moet zonder problemen aan de hogere temperaturen van 250-300 gr. C. weerstand kunnen bieden
  • Hij moet overal gemakkelijk kunnen worden ingebouwd, hij mag dus in het stoombedrijf weinig ruimte in beslag nemen, maar moet in die kleine ruimte wel een zo groot mogelijk verwarmd oppervlak hebben
  • De massa van het materiaal van de oververhitter moet groot genoeg zijn om de temperatuursschommelingen van het verbrandingsproces te kunnen opvangen.

Als er bijvoorbeeld door het openen van de vuurdeuren koude lucht in de ketel wordt toegelaten, dan daalt de verbrandingstemperatuur en die van de rookgassen tijdelijk sterk. De oververhitter wordt dan op dat moment plotseling te weinig verhit en daardoor zou de stoom spontaan afkoelen tot beneden de gewenste temperatuur. Maar als er bij voldoende massa van de oververhitter maar voldoende warmte is opgehoopt in het materiaal, dan kan die warmte tijdelijk aan de stoom worden afgegeven en wordt daarmee de temperatuurschommeling voldoende afgevlakt. De oververhitter is daarmee dus meteen een hitte-accumulator.

De eerste bruikbare oververhitters worden ontworpen door Schwörer en Hirn. Deze eerste oververhitters waren vervaardigd van gietijzer. Gietijzer was echter niet bijzonder betrouwbaar bij de hogere stoomspanningen. Wel bezit gietijzer een flinke ijzermassa en dat gaf wel mogelijkheden voor hitte-accumulatie. De eerste oververhitters hadden buizen met daaromheen, aan de buitenzijde, veel ringen (voor de warmte overdracht, maar ook voor de sterkte) en aan de binnenzijde stroken in de langsrichting (die moesten zorgen voor een goede doorstroming van de stoom).

300×505px Oververhitter van Gebr. Böhmer
(afbeelding: Het Stoombedrijf, N.A. Imelman)

De Gebr. Böhmer in Magdeburg-Neustadt gebruikten buizen die aan één zijde waren afgesloten en vrij stonden opgesteld, met daarbij een wand in het midden, zodat de stoom gedwongen was om de buizen aan beide zijden te bestrijken.

Het materiaal dat later veelal voor de oververhitters werd gebruikt was gietijzer, gietstaal, smeedijzer of staal en in enkele gevallen nikkelstaal.

Het aanbrengen van de oververhitter hangt qua locatie hoofdzakelijk af van het gebruikte ketelsysteem.
Bij ketels met binnenvuren bouwt men de oververhitter achter de vuurgangen, zodat meestal de hete gassen eerst door de buizen gaan, dan de oververhitter bestrijken en vervolgens nog eens de ketel beneden verwarmen, voordat ze ontwijken via de schoorsteenkanalen.
Bij waterpijpketels ligt de oververhitter meestal tussen de waterpijpen en de bovenketel.

600×458px Plaatsing van de oververhitter tussen de waterpijpen en bovenketel

Het is natuurlijk wel zo, dat men, om de stoom een hogere temperatuur te kunnen geven, er meer warmte, dus ook meer brandstof, moet toevoeren, maar meestal gaan de gassen zonder oververhitting toch al met een veel te hoge temperatuur de schoorsteen uit, zodat met oververhitting nog een deel van de normale warmte door de oververhitter kan worden opgenomen.

De oververhitte stoom heeft als bijzondere eigenschap, dat die buitengewoon slecht warmtegeleidend is.
De oververhitter wordt daarom samengesteld uit dunne pijpen, om de toetreding van de warmte van de gassen ook tot de kern van de stoomstroom te laten doordringen. In zijn normale vorm bestaat de oververhitter uit pijpen in bundels van slangen van een gebogen vorm, waarvan het ene uiteinde uitkomt in een verzamelkast voor de stoomtoelaat (invoer) en het andere einde uit mondt in een dergelijke kast voor de stoomuitlaat (afvoer). De kasten zijn rechthoekig van doorsnede en gemaakt van naadloze pijp. De pijpen zijn "uitgerold"in de kasten, waarin tegenover elke pijp een gasprop of dekseltje met knevel is aangebracht.

600×529px

Soms zijn de slangen liggend aangebracht, maar zij kunnen ook staand zijn opgesteld, zoals bij de Werkspoorketels van het ir. D.F. Woudagemaal

Bij de oververhitters past men vaak het principe van gelijk- en tegenstroom toe.
Bij gelijkstroom is het gemiddeld temperatuurverschil tussen stoom en gas kleiner dan in het geval van zuivere tegenstroom.
Daar waar de heetste verbrandingsgassen de zuivere tegenstroom-oververhitter bereiken, is dus de hoogste stoomtemperatuur. De pijpwand krijgt dan zulk een hoge temperatuur , dat de kans op gloeiend worden groot is, en een dergelijke oververhitter zal al gauw verbranden.
Daarvoor wordt dus het gelijk- en tegenstroom-principe toegepast.
De stoom gaat in de eerste slangen in tegenstroom, om daarna in gelijkstroom tot de vereiste temperatuur verhit te worden. De het eerst door de verbrandingsgassen bestreken pijpen worden daardoor voldoende afgekoeld.

Het inzetten van een oververhitter betekent ook een toename van de weerstand voor de doorstroming van de rookgassen. Men moet dus altijd eerst onderzoeken of de schoorsteen genoeg trek kan leveren.

600×529px

De afregeling van de oververhitter kan op verschillende manieren gebeuren:

  • door verandering van de hoeveelheid rookgassen die de oververhitter bestrijken. Deze regeling is eenvoudig te verwezenlijken en wordt het meest toegepast. De oververhitter ligt hierbij in een afzonderlijke ruimte en wordt door kleppen of schuiven geheel of gedeeltelijk van de rookgassen gescheiden
  • door bij het begin van het stoken, dus voordat er stoom in de oververhitter kan doorstromen, water in de oververhitter te laten lopen, wordt het verwarmend oppervlak van de ketel vergroot, zodat men sneller stoom heeft. Men kan dan het water snel aftappen als er voldoende stoomvorming optreedt
  • door het veranderen van de grootte van het verwarmend oppervlak van de oververhitter. Men bereikt dat door een gedeeltelijke uitschakeling van de oververhitter door afsluiting van segmenten
  • door afkoeling van de oververhitte stoom, door verzadigde stoom of door het voedingswater, of door de oververhitte stoom, gedeeltelijk door pijpen door de waterruimte van de ketel te voeren

Oververhitters hebben vaak de slangvorm, maar ook wel de U-vorm, b.v. voor toepassing in waterpijpketels (Babcock en Wilcox)

afbeelding oververhitter

Ook in het Woudagemaal wordt oververhitting toegepast. De installatie van 1920 is geheel ontworpen met toepassing van de de laatste ontwikkelingen uit het stoomtijdperk en daar hoort uiteraard ook het principe van oververhitting bij. Zowel de oorspronkelijke Pied-Boeufketels als de latere Schtse Werkspoorketels zijn uitegerust met een oververhitter. De stoomtemperatuur uit de oververhitter is circa 320 gr. C. Deze oververhitte stoom wordt per ringleiding naar de machinekamer geleid. In een ringleiding is de stoom voortdurend in beweging en ook op deze wijze wordt afkoeling en condensatie weer voorkomen.