Naar inhoud springen

Oververhitter: verschil tussen versies

1.002 bytes toegevoegd ,  24 sep 2021
k
Categorie toegevoegd
imported>Jan Pieter Rottine
Geen bewerkingssamenvatting
imported>Cierick Goos
k (Categorie toegevoegd)
(16 tussenliggende versies door een andere gebruiker niet weergegeven)
Regel 1: Regel 1:
(deze tekst is nog in bewerking)
Het '''oververhitten van de stoom''' wordt '''vanaf circa 1900''' steeds vaker '''toegepast'''.
Het '''oververhitten van de stoom''' wordt '''vanaf circa 1900''' steeds vaker '''toegepast'''.


Regel 11: Regel 9:
[[Bestand:Stoomtoevoerleiding_gtgi.jpeg|600×188px|link=]]
[[Bestand:Stoomtoevoerleiding_gtgi.jpeg|600×188px|link=]]
'''Stoomtoevoerleiding, vanaf  de stoomdom schuin aflopend naar de machine'''
'''Stoomtoevoerleiding, vanaf  de stoomdom schuin aflopend naar de machine'''
<br>Stoomdom en hooggeplaatste stoomleiding moeten voorkomen dat opgekookt water en waterdamp uit de natte stoom vanuit de ketel de stoomleiding binnentreedt.
<br>(afbeelding uit: G.J. Harterink, "Landketels", Amsterdam 1921)
<br>(afbeelding uit: G.J. Harterink, "Landketels", Amsterdam 1921)
 
<br>
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.
<br>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.
<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.
<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.


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


[[Bestand:Bild16857_gi.jpg|400×200px|link=]]
[[Bestand:Bild16857_gi.jpg|400×200px|link=]]
 
<br>(afbeelding uit: "Oude Machines")
Het is zelfs zo, dat als als men''' daarboven nog doorgaat met verhitten''', dat er daarbij '''een volumevergroting''' optreedt, dit alles''' bij gelijkblijvende spanning'''.
<br>
De volumetoename bedraagt bij een oververhitting van 100 gr. C. al bijna 25%.
<br>Het is zelfs zo, dat als als men''' daarboven nog doorgaat met verhitten''', dat er daarbij '''een volumevergroting''' optreedt, dit alles''' bij gelijkblijvende spanning'''.
<br>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>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.
<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.
Regel 31: Regel 31:
[[Bestand:Vroege_OV_Schwörer_gtgi.jpeg|600×285px|link=]]
[[Bestand:Vroege_OV_Schwörer_gtgi.jpeg|600×285px|link=]]
'''Een vroege oververhitter van Schwörer, geplaatst achter een vuurgangketel'''
'''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>'''let op de ringen aan de buitenzijde en de langsstroken aan de binnenzijde van de verhitterpijpen'''
<br>(afbeelding uit: E.F. Scholl, "De Gids voor Machinisten")
<br>(afbeelding uit: E.F. Scholl, "De Gids voor Machinisten")
 
<br>
'''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'''.  
<br>'''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'''.
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'''.
Regel 40: Regel 40:
[[bestand:De_Laval_stoomturbine_gtgi.jpeg|568×391px|link=]]
[[bestand:De_Laval_stoomturbine_gtgi.jpeg|568×391px|link=]]
'''Stoomturbine van De Laval in proefopstelling'''
'''Stoomturbine van De Laval in proefopstelling'''
 
<br>(afbeelding uit: brochure van De Laval)
<br>
<br>De '''warmtetoevoer aan de oververhitter''' kan op '''twee manieren''' worden ingericht:
<br>De '''warmtetoevoer aan de oververhitter''' kan op '''twee manieren''' worden ingericht:
<ul>
<ul>
Regel 51: Regel 52:
[[Bestand:Aparte_OV_gtgi.jpeg|800×302px|link=]]
[[Bestand:Aparte_OV_gtgi.jpeg|800×302px|link=]]
'''Apart opgestelde oververhitter met eigen stookinrichting (lengte- en dwarsdoorsnede)'''
'''Apart opgestelde oververhitter met eigen stookinrichting (lengte- en dwarsdoorsnede)'''
 
<br>(afbeelding uit: E. F. Scholl, "De Gids voor Machinisten")
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.
<br>
<br>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:
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:
Regel 59: Regel 61:
<li>Hij moet zonder problemen '''aan de hogere temperaturen van 250-300 gr. C. weerstand kunnen bieden'''
<li>Hij moet zonder problemen '''aan de hogere temperaturen van 250-300 gr. C. weerstand kunnen bieden'''
<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>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>De '''massa van het materiaal''' van de oververhitter moet '''groot genoeg zijn om de temperatuursschommelingen van het verbrandingsproces te kunnen opvangen'''.  
<li>De '''massa van het materiaal''' van de oververhitter moet '''groot genoeg zijn om de temperatuurschommelingen van het verbrandingsproces te kunnen opvangen'''.  
</ul>
</ul>


Regel 82: Regel 84:
[[Bestand:Resolveb_a.jpg|600×458px|link=]]
[[Bestand:Resolveb_a.jpg|600×458px|link=]]
'''Plaatsing van de oververhitter tussen de waterpijpen en bovenketel'''
'''Plaatsing van de oververhitter tussen de waterpijpen en bovenketel'''
 
<br>(afbeelding uit: "Oude machines")
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>
<br>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 '''oververhitte stoom''' heeft '''als bijzondere eigenschap''', dat die '''buitengewoon slecht warmtegeleidend''' is.
Regel 89: Regel 92:


[[Bestand:Afb_97_Stoom_gtgi.jpeg|600×529px|link=]]
[[Bestand:Afb_97_Stoom_gtgi.jpeg|600×529px|link=]]
 
(afbeelding uit: "Stoom", Ver. Krachtwerktuigen, Groningen 1942)
Soms zijn '''de slangen liggend''' aangebracht, maar zij kunnen '''ook staand''' zijn opgesteld, '''zoals bij de Werkspoorketels van het [[ir. D.F. Woudagemaal]]'''
<br>
<br>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 de oververhitters''' past men '''vaak het principe van gelijk- en tegenstroom toe'''.
Regel 100: Regel 104:
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'''.  
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'''.  


[[Bestand:Afb_97_Stoom_gtgi.jpeg|600×529px|link=]]
[[Bestand:Gelijk-tegenstroom_OV_gtgi.jpeg|500×155px|link=]]
<br>(afbeelding uit: "Stoom", Ver. Krachtwerktuigen, Groningen 1942)


De '''afregeling van de oververhitter''' kan op verschillende manieren gebeuren:
De '''afregeling van de oververhitter''' kan op verschillende manieren gebeuren:
<ul>
<ul>
<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
<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
<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
<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'''
<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
<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'''
<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
<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>
</ul>


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


afbeelding oververhitter
[[Bestand:Resolve6_gtgi.jpeg|482×381px|link=]]
'''Oververhitter voor een Babcock en Wilcox waterpijpketel'''
<br>(afbeelding uit: Stork Fotocollectie)
<br>
<br>'''Ook in het [[ir. D.F. Woudagemaal]] wordt oververhitting toegepast.'''
<br>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 '''[[stoomketels van het type Piedboeuf|de oorspronkelijke Pied-Boeufketels]]''' als de latere '''[[Schotse ketels|Schotse Werkspoorketels]]''' zijn '''uitgerust met een oververhitter'''. De '''overhitter bevindt zich achterin de ketels en is in staande positie uitgevoerd'''. 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'''.


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.
<br>
[[Category:Techniek in ketelhuis en rookgasafvoer]]
Anonieme gebruiker