Stoken met steenkolen: verschil tussen versies

geen bewerkingssamenvatting
imported>Jan Pieter Rottine
Geen bewerkingssamenvatting
imported>Jan Pieter Rottine
Geen bewerkingssamenvatting
Regel 23: Regel 23:


==='''Vuurruimte'''===
==='''Vuurruimte'''===
Achter de vuurdeur bevindt zich de vuurruimte, waar de verbranding plaats vindt.  
'''Achter de vuurdeur''' bevindt zich '''de vuurruimte''', waar de verbranding plaats vindt.  
De vuurruimte van een stoomketel moet zo worden ingericht dat een bepaalde hoeveelheid brandstof, in dit geval steenkool, zo volkomen mogelijk wordt verbrandt. De grootte en inrichting van de vuurruimte wordt daarom mede bepaald door de soort brandstof die men gaat gebruiken.
De '''vuurruimte''' van een stoomketel moet '''zo worden ingericht dat een bepaalde hoeveelheid brandstof, in dit geval steenkool, zo volkomen mogelijk wordt verbrandt'''. De grootte en inrichting van de vuurruimte wordt daarom mede '''bepaald door de soort brandstof''' die men gaat gebruiken.


Binnenvuurhaard
==='''Binnenvuurhaard'''===
Bij de binnenvuurhaard, die veel wordt toegepast bij ketels met binnenbuizen, zoals locomotiefketels en kleine bootketels, worden de ketelplaten, die de vuurruimte begrenzen, gebruikt voor de directe opneming van de warmte, zodat reeds tijdens de verbranding een groot deel van de ontwikkelde warmte aan het vuur door uitstraling wordt onttrokken. Binnenvuren worden in de ketel aangebracht en zijn dus geheel omgeven door een deel van het verwarmend oppervlak van de ketel. De stralende warmte wordt dan helemaal door de ketelwand naar het ketelwater overgebracht en het verlies aan uistraling is gering. Door de zeer grote warmteopname van de zich dicht bij de verbrandende brandstof bevindende ketelwand, neemt de verbrandingstemperatuur sterk af.
Bij de '''binnenvuurhaard''', die veel wordt '''toegepast bij ketels met binnenbuizen, zoals locomotiefketels en kleine bootketels''', worden de '''ketelplaten''', die de vuurruimte begrenzen, gebruikt voor de '''directe opneming van de warmte''', zodat '''reeds tijdens de verbranding een groot deel van de ontwikkelde warmte aan het vuur door uitstraling wordt onttrokken'''.
Daardoor wordt de temperatuur in de vuurruimte aanmerkelijk lager, als die van de voor- of onderstookruimte, maar dit nadeel geldt minder bij het stoken met steenkool, omdat er bij deze brandstof sprake is van veel stralingswarmte. Brandstoffen die met een lange vlam verbranden: zoals vette, gasrijke steenkolen of hout zijn minder geschikt voor binnenroosters. Bij weinig gasrijke kool dient men al gauw toevlucht te nemen tot een onderwindinstallatie.
De hoogte van de plaatsing van de rooster in de binnenvuurruimte is van groot belang en hangt eveneens af van de aard van de gebruikte brandstof. Bepalend voor die hoogte is vooral de ontwikkelde hitte door de steenkolen: er is een ideale hoogte, die proefondervindelijk kan worden vastgesteld (als variabele vaak ook al is meegenomen in het ketelontwerp) en mede afhankelijk is van de soort en kwaliteit van de steenkolen.


Rooster
'''Binnenvuren''' worden '''in de ketel aangebrach'''t en zijn dus '''geheel omgeven door een deel van het verwarmend oppervlak van de ketel'''. De stralende warmte wordt dan helemaal door de ketelwand naar het ketelwater overgebracht en het '''verlies aan uitstraling is gering'''. Door de zeer grote warmteopname van de zich dicht bij de verbrandende brandstof bevindende ketelwand, '''neemt de verbrandingstemperatuur sterk af'''.
In de vuurruimte is de rooster aangebracht. De rooster dient om de brandstof te steunen en om het mogelijk te maken dat de brandstof zo intensief mogelijk met de luchtstroom, nodig voor het verbrandingsproces, in aanraking kan worden gebracht.
<br>Daardoor wordt de '''temperatuur in de vuurruimte aanmerkelijk lager''', als die van de '''voor- of onderstookruimte''', maar dit nadeel geldt minder bij het stoken met steenkool, omdat er bij deze brandstof sprake is van '''veel stralingswarmte'''.
De rooster bestaat uit een systeem van ijzeren roosterstaven of roosterbaren, waartussen voldoende ruimte is gelaten om de luchthoeveelheid door te laten, maar die dicht genoeg tegen elkaar zijn geplaatst om het doorvallen van de brandstof zoveel mogelijk te kunnen voorkomen. De roosterstaven liggen aan de voorzijde op het doodbed of de vuurplaat en aan de achterzijde op de vuurbrug. Doodbed, vuurbrug, frontplaat, enz. vormen tezamen het zogenaamde brandwerk.
 
In een Lancashire-ketel is sprake van een vlakke rooster. Daarom liggen de roosterbaren op hun smalle kant en ze vormen met hun bovenkanten een plat vlak, dat of zuiver horizontaal, of flauw licht hellend is gepositioneerd.
'''Brandstoffen''' die '''met een lange vlam''' verbranden: zoals '''vette, gasrijke steenkolen of hout zijn minder geschikt voor binnenroosters'''. Bij weinig gasrijke kool dient men al gauw '''toevlucht te nemen tot een [[onderwindinstallatie]]'''.
De '''hoogte van de plaatsing van de rooster in de binnenvuurruimte''' is van groot belang en hangt eveneens af van de '''aard van de gebruikte brandstof'''. Bepalend voor die hoogte is vooral '''de ontwikkelde hitte door de steenkolen''': er is een ideale hoogte, die '''proefondervindelijk kan worden vastgesteld''' (als variabele vaak ook al is meegenomen in het ketelontwerp) en mede afhankelijk is van de '''soort en kwaliteit van de steenkolen'''.
 
==='''Rooster'''===
In de vuurruimte is '''de rooster''' aangebracht. De rooster '''dient om de brandstof te steunen en om het mogelijk te maken dat de brandstof zo intensief mogelijk met de luchtstroom, nodig voor het verbrandingsproces, in aanraking kan worden gebracht'''.
<br>De rooster bestaat uit een '''systeem van ijzeren [[roosterstaven]] of [[roosterbaren]]''', waartussen voldoende '''ruimte''' is gelaten '''om de luchthoeveelheid door te laten''', maar die '''dicht''' genoeg '''tegen elkaar''' zijn '''geplaatst''' om het '''doorvallen van de brandstof zoveel mogelijk te kunnen voorkomen'''. De roosterstaven liggen aan de voorzijde op het '''[[doodbed]]''' of de vuurplaat en aan de achterzijde op de '''[[vuurbrug]]'''. Doodbed, vuurbrug, frontplaat, enz. vormen tezamen het zogenaamde '''[[brandwerk]]'''.
<br>In een Lancashire-ketel is sprake van een '''vlakke rooster'''. Daarom liggen '''de roosterbaren op hun smalle kant''' en ze '''vormen met hun bovenkanten een plat vlak''', dat of '''zuiver horizontaal''', of '''flauw licht hellend''' is gepositioneerd.
In zogenaamde voor- of ondervuurhaarden wordt vaak metselwerk met vuurvaste stenen toegepast, maar in de Lancashire-ketel is sprake van een binnenvuurhaard die deel uitmaakt van de ketel zelf.
In zogenaamde voor- of ondervuurhaarden wordt vaak metselwerk met vuurvaste stenen toegepast, maar in de Lancashire-ketel is sprake van een binnenvuurhaard die deel uitmaakt van de ketel zelf.


Een goede vlakke rooster moet aan voorwaarden voldoen:
Een '''goede vlakke rooster''' moet aan '''voorwaarden''' voldoen:
-hij moet een voldoende hoeveelheid lucht kunnen doorlaten
-hij moet een '''voldoende hoeveelheid lucht kunnen doorlaten'''
-er mogen niet te veel kolen tussen de staven door kunnen vallen
-er mogen '''niet te veel kolen tussen de staven door kunnen vallen'''
-hij moet gemakkelijk van as en slakken kunnen worden ontdaan
-hij moet '''gemakkelijk van as en slakken kunnen worden ontdaan'''
-hij moet duurzaam zijn: de staven mogen niet kromtrekken, smelten of verbranden
-hij moet '''duurzaam''' zijn: de staven mogen niet kromtrekken, smelten of verbranden
-het totale oppervlak van de rooster moet zo groot zijn, dat de per uur vereiste hoeveelheid brandstof zo volkomen mogelijk kan worden verbrand
-het totale oppervlak van de rooster moet '''zo groot''' zijn, '''dat de per uur vereiste hoeveelheid brandstof zo volkomen mogelijk kan worden verbrand'''


Afbeelding 26 stoom
Afbeelding 26 stoom
78/79 roosterstaven
78/79 roosterstaven
81
81
Figuur 23


Figuur 23
Figuur 23 toont een '''vuurruimte met rooster''', die uit '''twee rijen roosterstaven achter elkaar''' bestaat. '''Achter de roosterrijen''' bevindt zich een zogenaamde '''vuurbrug''' (a). Deze vuurbrug en de '''middelste roosterdrager''' (b) zijn met de vuurplaat (c) door de '''stangen''' dd verbonden zonder daarbij zijdelings aan de vuurbuis bevestigd te zijn.
Figuur 23 toont een vuurruimte met rooster, die uit twee rijen roosterstaven achter elkaar bestaat. Achter de roosterrijen bevindt zich een zogenaamde vuurbrug (a). Deze vuurbrug en de middelste roosterdrager (b) zijn met de vuurplaat (c) door de stangen dd verbonden zonder daarbij zijdelings aan de vuurbuis bevestigd te zijn.
<br>Door de stralende hitte worden de '''stangen''' dd verhit, zetten uit en maken daardoor de relatieve verlenging der roosterstaven met betrekking tot de afstanden der steunpunten minder groot dan wanneer de steunpunten aan de ketelplaten bevestigd waren geweest.
Door de stralende hitte worden de stangen dd verhit, zetten uit en maken daardoor de relatieve verlenging der roosterstaven met betrekking tot de afstanden der steunpunten minder groot dan wanneer de steunpunten aan de ketelplaten bevestigd waren geweest.
<br>De middelste '''roosterdrager''' (b) is '''open''' uitgevoerd, '''om de lucht gelegenheid te geven door te stromen en het ophopen van as, waardoor de roosterstaven zouden kunnen gaan klemmen, te voorkomen'''.
De middelste roosterdrager (b) is open uitgevoerd, om de lucht gelegenheid te geven door te stromen en het ophopen van as, waardoor de roosterstaven zouden kunnen gaan klemmen, te voorkomen.
De '''klep''' (e) dient om de binnenbuis v'''an as te kunnen schoonmaken'''.
De klep (e) dient om de binnenbuis van as te kunnen schoonmaken.
Bij deze ketel hoort de vuurdeur van Figuur 59
Bij deze ketel hoort de vuurdeur van Figuur 59


De rooster moet niet alleen de nodige hoeveelheid brandstof dragen, maar moet ook de vereiste hoeveelheid lucht kunnen doorlaten. De som van alle tussenruimtes tussen de roosterstaven is het zogenaamde vrije roosteroppervlak. De sterkte van de trek, dus de snelheid van de lucht, bepaalt de luchthoeveelheid, die in een bepaalde tijd aan de brandstof wordt toegevoegd. Hoe kleiner het vrije roosteroppervlak is, hoe sterker de trek moet zijn, en omgekeerd.  
'''De rooster''' moet niet alleen '''de nodige hoeveelheid brandstof dragen''', maar moet ook '''de vereiste hoeveelheid lucht kunnen doorlaten'''. De som van alle tussenruimtes tussen de roosterstaven is het zogenaamde '''vrije roosteroppervlak'''. <br>De '''sterkte van de trek''', dus de snelheid van de lucht, '''bepaalt de luchthoeveelheid''', die in een bepaalde tijd aan de brandstof wordt toegevoegd. '''Hoe kleiner''' het vrije roosteroppervlak is, '''hoe sterker de trek moet zijn''', en omgekeerd.  
Er bestaat, om te komen tot een volledige ideale verbranding, dus een vaste verhouding van de luchthoeveelheid tot de verbrande hoeveelheid kolen. De rookgassen krijgen bij een goede verbranding een veel hogere aanvangstemperatuur mee, wat natuurlijk voor de warmte overdracht een voordeel is.
<br>Er bestaat, om te komen tot '''een volledige ideale verbranding''', dus '''een vaste verhouding van de luchthoeveelheid tot de verbrande hoeveelheid kolen'''. De '''rookgassen krijgen bij een goede verbranding een veel hogere aanvangstemperatuur mee''', wat natuurlijk voor de warmteoverdracht een voordeel is.
Het is aan de stoker om deze ideale toestand zo veel mogelijk te bereiken of in stand te houden. Als de stoker bij een matig vuur, dus een kleine brandstoflaag, de trekschuif niet gedeeltelijk sluit, dan werkt hij op dat moment met een te grote overmaat van lucht, als hij bij een sterk vuur, dus een hoge brandstoflaag, de schuif niet helemaal opent dan is er te weinig lucht en zal de verbranding onvolkomen zijn. Bij onvolkomen verbranding ontstaat er rook (rokende schoorsteen)
 
Bij plaatselijk te geringe bedekking van het rooster met brandstof en vooral wanneer met gaten in het vuur wordt gestookt, stroomt de verbrandingslucht in grote overmaat ter plaatse door, terwijl de brandstof op het overige deel minder lucht toegevoerd krijgt. Daardoor wordt de verbranding ongunstig beïnvloed.
Het is '''aan de stoker''' om deze '''ideale toestand''' zo veel mogelijk te '''bereiken of in stand te houden'''. Als de stoker bij een matig vuur, dus een '''kleine brandstoflaag''', de trekschuif niet gedeeltelijk sluit, dan werkt hij op dat moment met een te grote '''overmaat van lucht''', als hij bij een sterk vuur, dus een '''hoge brandstoflaag''', de schuif niet helemaal opent dan is er '''te weinig lucht''' en zal de verbranding onvolkomen zijn. '''Bij onvolkomen verbranding ontstaat er rook (rokende schoorsteen)'''
<br>Bij '''plaatselijk te geringe bedekking''' van de rooster met brandstof en vooral wanneer '''met gaten in het vuur''' wordt gestookt, '''stroomt de verbrandingslucht in grote overmaat''' ter plaatse '''door''', terwijl '''de brandstof op het overige deel minder lucht toegevoerd''' krijgt. Daardoor wordt de verbranding ongunstig beïnvloed.


Bij ieder ketelsysteem behoort ook een maximum en minimumhoogte van de brandstoflaag. Als men die overschrijdt is er geen ideale volkomen verbranding meer mogelijk. Maar ook een bepaalde schoorsteen heeft een maximale trekcapaciteit, waarmee de maximum hoeveelheid toegelaten lucht wordt bepaald.
Bij ieder ketelsysteem behoort ook een '''maximum en minimumhoogte van de brandstoflaag'''. Als '''men die overschrijdt is er geen ideale volkomen verbranding meer mogelijk'''. Maar ook '''een bepaalde schoorsteen heeft een maximale trekcapaciteit'''''', waarmee de maximum hoeveelheid toegelaten lucht wordt bepaald'''.


Onderwind
==='''Onderwind'''===
Een stoomketelinstallatie moet van een schoorsteen worden voorzien om de rookgassen af te kunnen voeren. Het licht voor de hand om de trek van de schoorsteen te gebruiken om ook de verbrandingslucht door de brandstoflaag heen aan te zuigen.
Een stoomketelinstallatie moet van een schoorsteen worden voorzien om de rookgassen af te kunnen voeren. Het licht voor de hand om de trek van de schoorsteen te gebruiken om ook de verbrandingslucht door de brandstoflaag heen aan te zuigen.
Als de trek daarvoor op een gegeven moment te klein is, of door atmosferische omstandigheden of omdat de brandstoflaag te dik is, dan moet men zijn toevlucht nemen tot het kunstmatig aanvoeren van verbrandingslucht, we spreken dan van een aangeblazen vuur. Stoom fig 31
Als de trek daarvoor op een gegeven moment te klein is, of door atmosferische omstandigheden of omdat de brandstoflaag te dik is, dan moet men zijn toevlucht nemen tot het kunstmatig aanvoeren van verbrandingslucht, we spreken dan van een aangeblazen vuur. Stoom fig 31
Anonieme gebruiker