Onderhoud stoomgemaal

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.