Natuurlijke lozing 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: @@
-'''Natuurlijke lozing''' is de '''oudste en oorspronkelijke manier''' om het overtollige water kwijt te raken met als doel: het houden van "droge voeten": het verkrijgen van een droge en betrouwbare woonstede.
+De '''rookkanalen''' van een stoominstallatie kunnen worden '''verdeeld in twee groepen'''.
-[[Bestand:Wad_met_kreek_k.jpg|600x450px|link=]]
+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.
-Toen '''de eerste bewoners van de Friese laaglanden''' bezit namen van een gebied, waarvan het in eerste instantie onduidelijk was, of het '''nu om land, of om water ging''', was het natuurlijk belangrijk om het water in toom te kunnen houden.
+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'''.
-[[Bestand:800nc_k.jpg|250x300px|link=]]
+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.
-In het''' vroegste bewoningsstadium voegden de bewoners zich naar het landschap'''. Dat bestond uit boven water blijvende gronden met daartussen de kreken en slenken, dus een uitgestrekt en puur waddengebied.
+[[Bestand:Lancashire_ketel_bovenaanzicht.JPG|600x233px|link=]]
-<br>Door regelmatige overstromingen van het gebied door hoge vloeden en stormvloeden, zorgde '''het achtergebleven slib op de verhogingen voor een ophogend effect'''. De verhogingen waren bovendien vruchtbaar, omdat de laagjes slib uiteindelijk tot een kleilaag werden gevormd. '''Aanwas en afslag vormden voor deze bewoners het natuurlijke decor''' waarin ze leefden.
+<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)
-[[Bestand:Kwelder_woongebied_k.jpg|600x337px|link=]]
+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.
-<br>Door de '''toenemende hoogte''' werd het tenslotte voor de pioniers '''mogelijk''' om zich '''niet alleen tijdelijk in de rustige zomerperiode''' met lage vloedstanden in dit gebied te kunnen bevinden, maar ook om zich '''meer permanent in het gebied te vestigen''', dus '''ook in de najaars- en winterperioden met hogere vloedstanden en de vele seizoensstormen'''.
+[[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)
-[[Bestand:
+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.
-Bovendien ging men al snel over tot '''het ophogen van de woonsteden met plaggen, huisvuil en nutteloze restanten van de veeteelt en de landbouw'''. Op deze wijze zijn de in de loop van de geschiedenis '''steeds hoger wordende terpen ontstaan'''. Daarbij werden '''enorme hoogten bereikt''': '''de hoogste terp in het Friese gebied was die van "Brêgebuorren" bij Winsum''', die in de 19e eeuw net als zovele terpen is '''afgegraven omwille van de vruchtbare terpaarde'''.
+'''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.
-<br>Momenteel is '''de terp van Hogebeintum nog een opvallend hoge terp'''.
-[[Bestand:Hogebeintum_k.jpg|264x198px|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'''.
-In de tijd van de eerste aanleg van dijken, aanvankelijk tussen de huis- en dorpsterpen, later de dijken vormend van de eerste polders, die met hun dijken nog open voor de zee lagen (zogenoemde zeepolders), ontstond het probleem van '''het opdringende water'''.
+[[Bestand:IMG_1966_rookkanalen_k.jpg|600x400px|link=]]
-<br>De '''wateroverlast''' kwam natuurlijk in eerste instantie '''vanuit de richting van de zee''' ten tijde van hoge (storm)vloeden, maar ook in de najaars- en winterseizoenen zorgde '''een overvloed van neerslag''' ervoor dat het water voortdurend overlast bezorgde.
+<strong>Ronde rookkanalen komen aan beide zijden de schoorsteen van het Woudagemaal binnen</strong>
-[[Bestand:Atlantis2_k.jpg|317x462|link=]]
+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.
-'''In de vroegste tijden vloeide het water op gezette tijden (rustige zomerperioden) weer terug''' in de richting van de zee door het uitgebreide netwerk van natuurlijke geulen, slenken en kreken.
+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.
-[[Bestand:800px-Kwelder_03_k.jpg|600x450px|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)
-<Met de introductie van '''de dijkaanleg en bedijking''' kon het opdringende water enigszins worden gekeerd, of op beheerste wijze worden geloosd in de richting van de zee.
+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'''.
-<Als echter '''de eerste (zee)polders worden gevormd''' binnen '''de eerste ringvormige dijken''' worden de bewoners ook geconfronteerd met de noodzaak van '''de regulering van de waterstand''' binnen de "polder".
-Dit wordt '''opgelost door''' op gezette afstanden '''in de zeedijk "schuiven" aan te brengen'''. Bij de normale lage ebstand kunnen de schuiven worden geopend en zo vloeit '''het overtollige water weg uit de polder'''. Het wegvloeien wordt nog bevorderd door '''de aanleg van sloten in de polder'''.
-<br>Daarbij maakt men natuurlijk gebruik van de natuurlijke vormen van '''de oorspronkelijk kreken en slenken'''. Zo worden de oorspronkelijke slenken in het wad binnen de eerste polders de natuurlijk '''afvoergeulen (rieden) naar de openingen met schuiven in de zeedijk'''.
-<De '''afvoeropeningen met schuiven in de dijken''' worden <strong>[[zijl|zijlen]]</strong> genoemd. Als de natuurlijke afvloeiing een probleem wordt, wordt het water door de vroegste bewoners in de polder '''ook wel handmatig over de dijk uitgeslagen''', of men ontwikkelt manieren om dit op mechanische wijze te doen: met hefboom-installaties wordt het water met emmers over de dijk gebracht. Zulke plaatsen worden ook wel <strong>[[pomp|pompen]]</strong> genoemd.
-[[Bestand:Dijken.jpg|280x210px|link=]]
-Een '''nieuwe situatie ontstaat er als het aantal polders tussen 1000 en 1200 snel toeneemt'''. Nu worden er polders gevormd die naast- en tegenelkaar aan liggen. Dat betekent dat de bewoners van de diverse polders op elkaar zijn aangewezen als het gaat om het peil van het water binnen de polders te kunnen beheersen. De zijlen monden dan al snel niet meer uit op het wad, maar op de naastgelegen buurpolder. Deze buurpolder moet maar zien het water verderop kwijt te raken.
-[[Bestand:Vissers_boeren.jpg|370×277px|link=]]
-Als men '''op elkaar is aangewezen''' ontstaat er uiteraard al snel een '''noodzaak tot onderling overleg'''. Er ontstaan '''polderbesturen''' voor het overleg binnen de polders, maar ook overleg '''tussen de polderbesturen onderling'''. Als de samenwerking uitmondt in structureel en regulier overleg is er eigenlijk sprake van het ontstaan van <strong>[[waterschap|waterschappen]]</strong>.
-<br>De '''onderlinge afspraken''' moeten '''juridisch worden vastgelegd'''. In genoemde periode ontstaat op deze wijze het '''eerste Friese recht''', dat in aard en wezen van oorsprong '''een waterschapsrecht''' is.
-Er worden '''afspraken gemaakt en rechten gevestigd met betrekking tot de natuurlijk afvoer van water door zijlen en sluizen'''. Er is van <strong>[[sluizen]]</strong> sprake, als de scheepvaart op deze wijze eveneens door de dijken kan passeren en gebruik kan maken van de binnenwateren van de polders.
-<br>In het waterschapsrecht wordt ook vastgelegd '''wat de taken en verplichtingen zijn van de dorpsgemeenschappen''', niet alleen van de gemeenschappen die '''aan de dijk''' wonen, maar ook de dorpsgemeenschappen die '''binnen de polder''' liggen hebben zo hun verplichtingen. Vaak wordt afgesproken '''dat bepaalde dorpen "eigen dijkvakken" van de omringende dijk moeten onderhouden'''.
-<br>De '''dijkvakken''' worden vaak '''gemarkeerd''' met speciaal gehouwde sierstenen.
-[[Bestand: steen
-Als omstreeks '''1200/1300 de omringende zeedijk een aanééngesloten geheel''' gaat vormen, zijn de waterschappen en de gemeenschappen uiteraard ook '''gezamenlijk verantwoordelijk voor de zeedijken'''. Aan de zeedijken moeten hogere eisen worden gesteld: letterlijk en figuurlijk. In dit gezamenlijk belang hebben de dorpen hun verplichtingen. In de loop van de geschiedenis treedt er '''een verschuiving op van verplichtingen in natura (het onderhoud van afgesproken dijkvakken) naar een financiële verplichting: waterschapslasten'''.
-[[Bestand:Wierdijk.jpg|250x188px|link=]]
-Ook de afvoer van het polderwater wordt geregeld. In de eerste plaats ontstaat er langzamerhand een boezemsysteem. De polders lozen hun water op de boezem, die in verbinding staat met de zee. In Friesland vormen het netwerk van geulen, slenken en meren een natuurlijke boezem.
-Bij eb kan men regelmatig water lozen.
-Als in latere eeuwen de grote open verbindingen met de zee worden ingepolderd en afgesloten (Friese Middelzee en de Marne), gaat de Friese boezem langzamerhand een meer afgesloten bekken vormen, waarin het uitgeslagen en geloosde polderwater tijdelijk kan worden opgeslagen (geborgen).
-<br>In deze eeuwen herhaalt zich feitelijk de geschiedenis: '''nu''' moeten '''in de omringende zeedijken uitwateringssluizen worden aangelegd''' om het omhoogkomende boezemwater te kunnen laten afvloeien naar zee (spuien).
-[[Bestand:Teakesyl_k.jpg|600x452px|link=]]
-'''De oude zeesluis van Teakesyl, zoals hij tot 1958 heeft bestaan'''
-<br>(foto: Tresoar)
-'''Vele eeuwen lang''' kon dat '''via de scheepvaartsluizen in de zeedijk''', vaak ook werden er speciale spuisluizen aangelegd, die eigenlijk de functie van de historische zijlen overnamen. Op vele locaties kon het water worden afgespuid: '''Lemmer, Tacozijl, Stavoren, Hindeloopen, Workum, Makkum, Harlingen en Dokkum'''.
-[[Bestand:800px-Afsluitdijk_knik_k.jpg|600×400px|link=]]
-Met '''de aanleg van de Afsluitdijk in 1932''' verandert deze situatie drastisch: slechts via de <strong>[[Harlingen|Zeesluizen van Harlingen]]</strong> en de <strong>[[Dokkumer Nieuwe Zijlen]]</strong> kan het boezemwater nu '''nog op natuurlijke wijze bij eb afwateren''' (spuien).
-De andere locaties vervallen als spuisluizen: immers '''het IJsselmeer heeft een hoger waterpeil dan de Friese boezem'''.
-Historisch gezien is ook '''de druk op de Friese boezem gestaag toegenomen'''. Daardoor is '''ook de druk op de spuisluizen van Harlingen en Dokkum toegenomen'''.
-Bovendien '''doen zich regelmatig situaties voor''' dat er '''langdurig niet geloosd kan worden'''. Tijdens najaars- en winterstormen, '''bij aanzienlijke verhoging van het zeewaterpeil door langdurige windstuwing op de Nederlandse kust, kan er soms onmogelijk tijdens eb worden geloosd'''.
-Bestand: hhog water
-Daarom zijn in Friesland in de 20e eeuw de twee zeegemalen <strong>[[boezemgemaal|(boezemgemalen)]]</strong> gebouwd. Bij '''dreigende toename van het boezemwaterpeil''' kunnen zij '''het overtollige water op het IJsselmeer uitslaan'''.
-<br> Het stoomgemaal '''Woudagemaal''' bij Lemmer(1920) en het elektrische '''Hooglandgemaal''' bij Stavoren (1967) hebben samen een enorme capaciteit: 4000 + 10000 m3 water per minuut. Zij moeten garanderen dat Friesland zijn water altijd kwijt kan.
-Toch is er een nieuwe politieke discussie over ontstaan over de eventuele bouw van '''een nieuw zeegemaal bij Lauwersoog'''.
-Bestand: hhog water
-Dat '''de huidige capaciteit''' bij '''plotselinge waterpeilverhogingen''' toch nog wel eens '''problematisch''' kan zijn, blijkt in '''januari 2012'''. Door herhaalde stormen met grote hoeveelheden neerslag vult de Friese boezem zich zo snel dat '''de beide gemalen grote moeite hebben om Friesland alsnog droog te houden'''.