Ir. D.F. Woudagemaal en Rookkanalen: verschil tussen pagina's

Versie van 5 feb 2012 17:11

De rookkanalen van een stoominstallatie kunnen worden verdeeld in twee groepen.

De eerste groep wordt gevormd door het totale stelsel van rookkanalen dat bij het ketelontwerp hoort en als bedoeling heeft om de hitte van de rookgassen optimaal door de ketel te laten benutten.

De tweede groep zijn de rookkanalen die dienen voor het transport en de afvoer van de gebruikte rookgassen vanuit het ketelsysteem naar de voet van de schoorsteen.

Om de warmte, die bij de verbranding in de vuurgang ontstaat, zijn werk te laten doen bij de verwarming van het ketelwater, moet die warmte aan de verbrandingsgassen worden onttrokken en door de ketelwanden aan het water worden doorgegeven. Daarom laat men de hete rookgassen langs die ketelwanden stromen, die aan de binnenzijde door het ketelwater worden bedekt.

Lancashireketel in bovenaanzicht, de rookgassen gaan vanuit de vuurgang midden-onderdoor naar achteren, langs de rechterzijde naar voren, voorlangs, en langs de linkerzijde naar achteren richting schoorsteen
(afbeelding uit: "Kennis van krachtwerktuigen", door Ir. D.J. Boks)

Om dit optimaal voor elkaar te krijgen, leidt men de gassen vanuit de vuurgang herhaalde malen langs de ketelwanden via een systeem van rookkanalen. In het geval dat er wordt gewerkt met oververhitte stoom worden de rookgassen bovendien langs de oververhitter gevoerd. De rookkanalen kunnen worden gevormd door kanalen in de ketelbemetseling of door een systeem van stalen pijpen, de zogenoemde vlampijpen.

Vlampijpketel met onderstookinstallatie: de rookgassen gaan naar achteren, achterin omhoog, passeren de oververhitter, treken door de vlampijpen naar voren en strijken ter weerszijden van de ketel omlaag en gaan beneden door de rookkanalen naar de schoorsteen
(afbeeldingen uit: "Landketels", door G.J. Harterink)

Het typische geheel van deze rookkanalen en vlampijpen behoort tot het ontwerp van het specifieke ketelsysteem, waarvoor bij de installatie is gekozen. De weg van de rookgassen in het ketelsysteem wordt dan ook bij de diverse ketelsystemen beschreven.

Als de hete rookgassen het ketelsysteem hebben verlaten, waarbij ze in sommige gevallen nog eens worden benut, door middel van een achtergeplaatste economiser (voorverwarmer van ketelwater), worden ze meestal door een (ondergronds) systeem van kanalen uit het ketelhuis geleid, dat de rookgassen tenslotte naar de voet van de schoorsteen leidt.

Deze kanalen zijn buiten het ketelhuis vaak zichtbaar vanaf het punt waar ze vanonder het maaiveld oprijzen en in gebogen vorm op de schoorsteen aansluiten.

Ronde rookkanalen komen aan beide zijden de schoorsteen van het Woudagemaal binnen

In de wand van de voet van de schoorsteen bevindt zich vaak een toegangsdeur, waardoor er in de schoorsteen bepaalde onderhoudswerkzaamheden kunnen plaatsvinden. Langs deze weg kan op gezette tijden roet worden verwijderd. Bovendien bevinden zich in de voet van de schoorsteen, bij de toegang van de rookkanalen in de schoorsteen, vaak roosters, die verhinderen dat er vonken via de schoorsteen naar buiten kunnen komen. Aan de binnenzijde van de schoorsteen bevinden zich bovendien vaak soortgelijke klimijzers als aan de buitenkant.

De stroming van de rookgassen moet daarbij een zo klein mogelijke weerstand ondervinden, om zodoende de weerstand die de trek al moet overwinnen niet verder op te voeren.. Men kiest daarom het oppervlak van de doorsnede van de kanalen zo, dat de snelheid van de rookgassen in de kanalen aanvankelijk ongeveer 2,5 m per seconde is, om die, naarmate de rookgassen de schoorsteen naderen, te verhogen naar 3 tot 3,5 m per seconde. Ronde vormen omsluiten het grootste oppervlak bij de laagste weerstand langs de wanden.

Ronde en gebogen rookkanalen in een ontwerp van een ketelinstallatie in 1907
(afbeelding uit gemeentearchief van Idaarderadeel)

De eis dat de weerstand in de kanalen zo laag mogelijk moet zijn, is ook de reden dat dode hoeken in de inmetseling, die wervelingen teweeg kunnen brengen, zoveel mogelijk moeten worden vermeden. Ook moeten vernauwingen in het systeem worden voorkomen, omdat de bijbehorende versnellingen van de rookgassen oorzaak zijn van trekverlies. Maar ook plotselinge vergroting van het afvoersysteem is nadelig: de bijbehorende vertraging van de snelheid levert een nog veel groter trekverlies op. Deze eisen gelden net zo goed voor de rookkanalen buiten het eigenlijke ketelsysteem die de gassen naar de schoorsteen leiden. Zij zijn meestal aan de bovenkant rond uitgevoerd: de hete rookgassen bewegen zich het meest langs de bovenkant. Ook hiermee wordt de weerstand verminderd en daarmee de trek bevorderd.

@@ Regel 1: / Regel 1: @@
-<strong>[[Woudagemaal bouwkundig en technisch]]</strong>
+De '''rookkanalen''' van een stoominstallatie kunnen worden '''verdeeld in twee groepen'''.
-'''[[Wetterskip Fryslân]]''' probeert het water van de '''[[Friese boezem]]''' het liefst zo veel mogelijk te laten wegstromen '''op de oeroude wijze''' door het '''openen van de deuren van de zeesluizen bij eb'''.
+De eerste groep wordt gevormd door '''het totale stelsel van rookkanalen dat bij het ketelontwerp hoort''' en als bedoeling heeft om de hitte van de rookgassen optimaal door de ketel te laten benutten.
-Men maakt nu voor het afstromen (spuien) nog uitsluitend gebruik van de '''[[zeesluizen bij Harlingen]]''' en de '''[[Dokkumer Nieuwe Zijlen]]''' bij Dokkum aan het Lauwersmeer.
-Voor een historisch overzicht in breed perspectief, zie: '''[[Zijlen en sluizen in breed perspectief]]'''
-<br>Als deze '''[[natuurlijke lozing]]''' niet mogelijk is door windstuwing wn hoge eb-standen, moet het Wetterskip Fryslân overgaan op bemaling van de Friese boezem.
+De tweede groep zijn '''de rookkanalen die dienen voor het transport en de afvoer''' van de gebruikte rookgassen vanuit het ketelsysteem '''naar de voet van de schoorsteen'''.
-Het <strong>Ir. D.F. Wouda-gemaal</strong> is het <strong>grootste nog werkende stoomgemaal ter wereld</strong>. Het gemaal staat bij Takozijl (nabij Lemmer) en wordt gebruikt om het waterpeil in de <strong>[[Friese boezem]]</strong> in Friesland te verlagen als het <strong>[[J.L. Hooglandgemaal]]</strong> bij Stavoren onvoldoende capaciteit kan leveren.
+Om de warmte, die bij de verbranding in de vuurgang ontstaat, zijn werk te laten doen '''bij de verwarming van het ketelwater''', moet die warmte aan de verbrandingsgassen worden onttrokken en '''door de ketelwanden aan het water worden doorgegeven'''. Daarom laat men de hete rookgassen langs die ketelwanden stromen, die aan de binnenzijde door het ketelwater worden bedekt.
-[[Bestand:IMG_1952gschk.JPG|600x400px|link=]]
+[[Bestand:Lancashire_ketel_bovenaanzicht.JPG|600x233px|link=]]
+<strong>Lancashireketel in bovenaanzicht, de rookgassen gaan vanuit de vuurgang midden-onderdoor naar achteren, langs de rechterzijde naar voren, voorlangs, en langs de linkerzijde naar achteren richting schoorsteen</strong>
+<br>(afbeelding uit: "Kennis van krachtwerktuigen", door Ir. D.J. Boks)
-Het is een <strong>[[boezemgemaal]]</strong>.
+Om dit optimaal voor elkaar te krijgen, leidt men '''de gassen vanuit de vuurgang herhaalde malen langs de ketelwanden''' '''via een systeem van rookkanalen'''.
-Het is het enige nog volledig voor de waterhuishouding werkende <strong>[[stoomgemaal]]</strong> in Nederland. Heel bijzonder als men weet dat er in 1911 maar liefst 514 stoomgemalen actief waren in Nederland.
+In het geval dat er wordt gewerkt met '''oververhitte stoom''' worden de rookgassen '''bovendien langs de oververhitter''' gevoerd.
+De rookkanalen kunnen worden gevormd '''door kanalen in de ketelbemetseling''' of '''door een systeem van stalen pijpen''', de zogenoemde vlampijpen.
-Als we de <strong>[[Friese stoomgemalen]]</strong> <strong>vanaf het midden van de 19e eeuw</strong> inventariseren tellen we in totaal ca. 25 stoomgemalen. Zij fungeren bijna allemaal als <strong>[[poldergemalen]]</strong>.
+[[Bestand:Vlampijpketel_1_a.JPG|600x546px|link=]]
+<strong>Vlampijpketel met onderstookinstallatie: de rookgassen gaan naar achteren, achterin omhoog, passeren de oververhitter, treken door de vlampijpen naar voren en strijken ter weerszijden van de ketel omlaag en gaan beneden door de rookkanalen naar de schoorsteen</strong>
+<br>(afbeeldingen uit: "Landketels", door G.J. Harterink)
-De bouw van het <strong>[[stoomgemaal]]</strong> bij [[Takozijl]] [[(Teakesyl)]] werd noodzakelijk door de steeds toenemende wateroverlast in de <strong>[[Friese boezem]]</strong>.
+Het typische geheel van deze rookkanalen en vlampijpen '''behoort tot het ontwerp van het specifieke ketelsysteem''', waarvoor bij de installatie is gekozen. De weg van de rookgassen in het ketelsysteem wordt dan ook bij de diverse ketelsystemen beschreven.
-In de daaraan voorafgaande eeuw nam de <strong>druk op de [[Friese boezem]]</strong> gestaag toe. Dat was een gevolg van o.a. de uitgestrektheid van het <strong>[[Friese boezem|boezemoppervlak]]</strong>, <strong>[[opwaaiing]]</strong> en <strong>[[opstuwing]]</strong> bij harde wind met als gevolg <strong>"[[scheefstand]]"</strong> in de boezem, de '''toenemende intensiteit bij de afwatering''' door het '''ontstaan van honderden [[particuliere polders]] met [[windbemaling]]''' en de vooruitgang in de landbouw en veeteelt, '''waarbij men steeds dieper wilde ontwateren'''.
+'''Als de hete rookgassen het ketelsysteem''' hebben '''verlaten''', waarbij ze '''in sommige gevallen nog eens worden benut, door middel van een achtergeplaatste economiser''' (voorverwarmer van ketelwater), worden ze '''meestal door een (ondergronds) systeem van kanalen uit het ketelhuis geleid''', dat de rookgassen tenslotte '''naar de voet van de schoorsteen''' leidt.
-Daarmee werden de eisen, gesteld aan de beheersing van de <strong>[[Friese boezem]]</strong>, aanmerkelijk opgeschroefd. De boeren namen er uiteindelijk geen genoegen meer mee, dat de lage gras- en bouwlanden in de winterperiode regelmatig onder water stonden en er 's zomers hoogstens één keer in de maanden juli of augustus kon worden gehooid.
-Veel woongebieden in het <strong>[[Lage Midden]]</strong> van <strong>[[Fryslân]]</strong> werden door de overstromingen regelmatig bedreigd.
-[[Bestand:IMG_1231_langs_PM-kanaal_5-12-2009_15-05-13_PF_k.jpg|600x400px|link=]]
+Deze kanalen zijn buiten het ketelhuis '''vaak zichtbaar vanaf het punt waar ze vanonder het maaiveld oprijzen en in gebogen vorm op de schoorsteen aansluiten'''.
-<strong>Het PM-kanaal bij Grou, levensader van de Friese boezem.
-<br>Een kade houdt de boezem in toom voor het Lage Midden van Fryslân.</strong>
-De oorzaak van de <strong>toenemende ellende</strong> was het feit dat de <strong>[[natuurlijke lozing|natuurlijke lozing van het water]]</strong> op de <strong>[[Zuiderzee]]</strong> en de <strong>[[Waddenzee]]</strong> tijdens eb stagneerde door <strong>[[windstuwing]]</strong> en in langdurige regenperiodes door overmatige toename van water in de Friese boezem.
+[[Bestand:IMG_1966_rookkanalen_k.jpg|600x400px|link=]]
-Vanaf 1894 werd er in de landelijke en provinciale politiek van Fryslân uitgebreid gediscussieerd over de mogelijk te nemen maatregelen, waarbij een verbetering van de indijking werd afgewogen tegenover de bouw van voldoende krachtige gemalen.
+<strong>Ronde rookkanalen komen aan beide zijden de schoorsteen van het Woudagemaal binnen</strong>
-Uiteindelijk werd er besloten tot een combinatie: naast verbetering van de indijking, met als slotstuk de bedijking van de Lauwerszee (1968), werd ook het plan gelanceerd tot het bouwen van een gemaal bij Lemmer en Stavoren.
-'''De Provinciale Staten van Friesland hechtten in 1915 hun goedkeuring aan het plan tot de bouw van het stoomgemaal bij Lemmer'''.
+In de wand van de voet van de schoorsteen bevindt zich vaak '''een toegangsdeur''', waardoor er in de schoorsteen bepaalde '''onderhoudswerkzaamheden''' kunnen plaatsvinden. Langs deze weg kan op gezette tijden '''roet worden verwijderd'''. Bovendien bevinden zich in de voet van de schoorsteen, bij de toegang van de rookkanalen in de schoorsteen, vaak '''roosters, die verhinderen dat er vonken via de schoorsteen naar buiten kunnen komen'''.
+Aan de binnenzijde van de schoorsteen bevinden zich bovendien vaak soortgelijke klimijzers als  aan de buitenkant.
-De ontwerper van het in 1920 in gebruik genomen <strong>[[Woudagemaal bouwkundig en technisch|gemaal met haar functionele maar karakteristieke uiterlijk]]</strong> is <strong>[[ir. D.F. Wouda]]</strong>, de <strong>[[Woudagemaal bouwkundig en technisch|stoominstallaties met het stoommachinepark]]</strong> zijn mede ontworpen door [[prof. ir. J.C. Dijxhoorn]], in samenwerking met [[Machinefabriek Jaffa]] in Utrecht.
+De '''stroming van de rookgassen''' moet daarbij een '''zo klein mogelijke weerstand''' ondervinden, om zodoende de weerstand die de trek al moet overwinnen niet verder op te voeren..
-In het ketelhuis werd de stoom opgewekt door zes kolengestookte ketels. In 1955 werden deze zes kolengestookte <strong>[[stoomketels van het type Piedboeuf|zes stoomketels van het type Piedboeuf]]</strong> vervangen door '''[[Schotse ketels|vier nieuwe Schotse ketels]] van Werkspoor''', aanvankelijk eveneens gestookt met kolen, maar in 1967 werden deze ketels voor oliestook omgebouwd.
+Men '''kiest daarom het oppervlak van de doorsnede van de kanalen''' zo, dat de snelheid van de rookgassen in de kanalen aanvankelijk ongeveer 2,5 m per seconde is, om die, naarmate de rookgassen de schoorsteen naderen, te '''verhogen''' naar 3 tot 3,5 m per seconde.
-Het machinepark bestaat uit vier <strong>[[vier stoommachines|tandem-compound stoommachines]]</strong> en acht [[centrifugaalpomp|centrifugaalpompen]], gebouwd door de Machinefabriek Jaffa te Utrecht.
+'''Ronde vormen omsluiten het grootste oppervlak bij de laagste weerstand''' langs de wanden.
-Een gedetailleerde beschrijving van de elementen van het ir. D.F. Woudagemaal, zowel bouwkundig als technisch, wordt gegeven onder de titel <strong>[[Woudagemaal bouwkundig en technisch]]</strong>.
-[[Bestand:Prof_ir_JC_Dijxhoorn.jpg|135x164px|link=]]
+[[Bestand:Ronde_rookkanalen_1907.jpg|600x435px|link=]]
+<strong>Ronde en gebogen rookkanalen in een ontwerp van een ketelinstallatie in 1907</strong>
+<br>(afbeelding uit gemeentearchief van Idaarderadeel)
-Prof. ir. J.C. Dijxhoorn geeft een <strong>
+De eis dat de weerstand in de kanalen zo laag mogelijk moet zijn, is ook de reden dat '''dode hoeken in de inmetseling''', die wervelingen teweeg kunnen brengen, zoveel mogelijk moeten worden vermeden. Ook moeten '''vernauwingen in het systeem worden voorkomen''', omdat de bijbehorende versnellingen van de rookgassen '''oorzaak zijn van trekverlies'''. Maar '''ook plotselinge vergroting van het afvoersysteem is nadelig''': de bijbehorende vertraging van de snelheid levert '''een nog veel groter trekverlies''' op.
+Deze eisen gelden net zo goed voor de rookkanalen buiten het eigenlijke ketelsysteem die de gassen naar de schoorsteen leiden. Zij zijn '''meestal aan de bovenkant rond''' uitgevoerd: de hete rookgassen bewegen zich het meest langs de bovenkant. Ook hiermee wordt '''de weerstand verminderd en daarmee de trek bevorderd'''.
-[[beschrijving van de stoominstallatie van het gemaal bij Lemmer in het tijdschrift "De Ingenieur"]]</strong>
-Het gemaal werd op 7 oktober 1920 geopend door Koningin Wilhelmina.
-<br>In het tijdvak dat '''het [[ir. D.F. Woudagemaal]] als enig boezemgemaal''' de Friese boezem moest beteugelen heeft het gemaal vele '''[[maalperiodes]]''' gekend.
-<br>Tot 1966 werd het gemaal gebruikt om het <strong>[[Friese boezem|boezempeil van Friesland]]</strong> (het <strong>[[Friese boezem|FZP]]</strong>) te verlagen. Door inkrimping van de inhoud van de Friese boezem en de intensivering van de wateruitslag uit de polders '''namen omstreeks 1960 de klachten betreffende wateroverlast en overstroming weer toe'''.
-[[Bestand:IMG_0104_hcschk.JPG‎|400x300px|link=]]
-<strong>Nog in de zestiger jaren dreigde het dorp Grou in het Lage Midden onder water te lopen...</strong>
-Daarom werd nu ook het tweede gemaal bij Stavoren gerealiseerd en in 1976 werd het <strong>[[J.L. Hooglandgemaal]]</strong> opgeleverd. Sindsdien wordt het <strong>[[Ir. D.F. Woudagemaal]]</strong> nog slechts enkele dagen per jaar noodzakelijk wordt ingezet.
-Dat bleek bijvoorbeeld in het najaar van 1998, toen er een extreme hoeveelheid regen viel. Al dit regenwater bleek te veel voor een groot aantal gemalen en sluizen. De sloten en kanalen raakten overvol. Weide- en landbouwgronden liepen onder water. Op een aantal plaatsen kon het rioleringsstelsel de hoeveelheid water niet aan. Ondergelopen straten en huizen waren het gevolg. Zo werd in''' oktober 1998''', 78 jaar nadat koningin Wilhelmina het officieel had geopend, het '''Woudagemaal weer eens ingeschakeld'''. Soepel draaiend leverde het paradepaardje een topprestatie door dertien dagen onafgebroken te pompen en al het overtollige water af te voeren. Daarmee zorgde het ervoor dat Friesland droge voeten hield.
-Nog steeds komt het voor dat het <strong>[[ir. D.F. Woudagemaal|Woudagemaal]]</strong> voor enige dagen moet bijspringen.
-Als het nodig is pompt het stoomgemaal bij Lemmer met gemak <strong>4 miljoen liter water per minuut</strong> naar buiten (dit is ruim 5,6 miljoen m3 water per etmaal), zelfs naar huidige maatstaven gerekend een flinke [[capaciteit]].
-Ter illustratie: daarmee zou '''het [[Sneekermeer]] in twee etmalen volledig'''  zijn '''drooggelegd'''.
-Het gemaal is '''sinds 1947 vernoemd naar ir. D.F. Wouda''', hoofdingenieur van de [[Provinciale Waterstaat van Friesland]], die het in 1917-'18 gebouwde pand ontwierp in de stijl van de <strong>[[Amsterdamse School]]</strong>. Hij speelde een belangrijke rol bij de realisering van het gemaal. Bij zijn pensionering werd daarom als huldeblijk zijn naam voor altijd aan het gemaal verbonden.
-Sinds 1977 is het '''bouwkundig en technisch waardevolle Woudagemaal''' een <strong>[[beschermd monument]]</strong>.
-Het gemaal komt alleen in actie bij extreem hoge waterstanden. Daarmee is het gemaal '''geen museum''' geworden. Het is een '''volledig inzetbaar bedrijf''', thans in eigendom van het <strong>[[Wetterskip Fryslân]]</strong>.
-Zelfs nu '''het elektrisch aangedreven Hooglandgemaal''', waarvan de capaciteit in 2010 nog eens is vergroot, '''bij wateroverlast als eerste wordt ingezet''', komt het voor dat het Woudagemaal '''bij overaanbod''' van boezemwater wordt '''ingezet''' door het Wetterskip Fryslân.
-Daarnaast vervult dit stukje historie nog andere belangrijke functies: de schoorsteen met een hoogte van meer dan zestig meter is een veilig baken voor menig schipper op het IJsselmeer. Ook zijn het gebouw en de stoommachines trekpleisters voor architectuur- of stoomliefhebbers.
-In 1998 is het uitstekend onderhouden monument op de <strong>[[Werelderfgoedlijst van de UNESCO]]</strong> geplaatst, en op 7 juli 2001 is de publieke openstelling gestart door Commissaris van de Koningin Nijpels. Het behoort tot de top der Nederlandse UNESCO-monumenten.
-De <strong>[[Stichting ir.D.F.Woudagemaal]]</strong> draagt zorg voor het voor publiek openstellen van dit werelderfgoed en verricht haar werkzaamheden sinds 2011 vanuit een prachtig nieuw <strong>[[Bezoekerscentrum van het Woudagemaal]]</strong>.