Stoompompen en Elektrische pompen

Uit Test Wiki
Ga naar: navigatie, zoeken

Reconstructie

Stoompompen
Het voedingswater, ook wel suppletiewater genoemd, nodig om de ketels hun werk te laten doen, bestond uit het oppervlakte water dat uit De Baai en uit De Grou werd gehaald.

700×487px
Het ketelhuis van 1941 aan De Baai, waaruit aanvankelijk het ketelwater en condensor-water werd gepompt
(afbeelding: collectie Halbertsma)

Aanvankelijk werd het water uit De Baai geput. Het wateroppervlak van De Baai was in de beginjaren nog niet zo ver van het ketelhuis verwijderd.
Later toen De Baai vanwege de uitbreiding van de fabrieksgebouwen en het bijbehorende terrein steeds verder gedempt werd of op palen werd “overbouwd” begon de afstand van wat er van De Baai was overgebleven tot de enige malen vernieuwde ketelhuizen een belemmering te worden.

500×270px
Detailtekening van de waterinname en riolering voor het ketelhuis en machines
(afbeelding: Archief van de Gemeente Idaarderadeel)

De aanvoer van oppervlaktewater vereiste aan het begin van de toevoerleiding een soort filterput, doch naarmate de aanvoerleiding langer werd moesten er van afstand tot afstand al snel “tussenputten” worden aangelegd.
Het kwam regelmatig voor dat er door verstopping met modder of wier stagnatie in de toevoer optrad en dat er een schoonmaakploeg belast werd met het opruimen van de rommel.
De Baai werd ook gebruikt voor het spuien van afgewerkt en dus overtollig water, waaronder koelwater.
Dat water had altijd een behoorlijk hogere temperatuur dan het omgevende water van De Baai zelf, zodat De Baai ‘s winters voor de Grouster jeugd weinig te bieden had als plek om te schaatsen.

Toen De Baai in later jaren vanwege bebouwing steeds kleiner en door verminderde doorstroming ook steeds ondieper werd, is er een voedingswater-leiding onder de fabriek doorgelegd naar De Rjochte Grou.

600×364px
De Rjochte Grou, waaruit het oppervlakte later ook kon worden geput
(afbeelding: collectie B. Lageveen)

Hoewel dit een langere weg voor het water inhield, kon er gemakkelijker worden water worden toegevoerd. Bij het innamepunt in De Grou bevond zich een filterbak van behoorlijke afmetingen. De filters moesten geregeld worden schoongemaakt, evenals de putten die op regelmatige afstanden van elkaar in de leiding waren aangebracht. <bv>Toch kwam vervuiling van de putten regelmatig voor.
In het logboek van de chef-machinist lezen wij voor 1 juni 1948 o.a:

//“Moeilijkheden gehad met de pomp van condensor, daar deze na even gedraaid te hebben steeds afsloeg. Bij ingesteld onderzoek bleek, dat zich in de put in de smederij, waarin zich de zuigkorf bevindt, zooveel modder bevond, dat de zuigkorf hierin lag en daardoor niet voldoende water kon krijgen. Deze schoon laten maken. Bovendien deden zich ook nog moeilijkheden voor met de hydro-automaat, daar deze ook het voedingswater uit deze put ontvangt, J. Rottiné”//.

Uit het logboek kunnen we verder opmaken dat de aanvoerleidingen niet alleen benut werden als aanvoerleidingen van het water voor de ketel, maar ook voor water dat gebruikt werd voor andere doeleinden, b.v. als koelwater voor de machines. Zoiets had tot gevolg dat de oliekoelers voor de stoommachines geregeld dichtslibden met vuil uit het oppervlaktewater en van tijd tot tijd moesten de pijpen van de koelers doorgetoken worden.
Ik heb dit werk als “vakantiewerk” geregeld opgedragen gekregen, het mengsel van uitlopende olie en stinkende “blauwe drek” maakte het niet tot een prettige bezigheid ......

Ook andere apparatuur had te lijden van vuil. Zo lezen we in het logboek:

//“Koelwaterpomp uit elkaar gehad, daar deze te zwaar liep .......//

//“Weirspomp gaf geen water meer, uit elkaar genomen, hierbij bleek er vuil onder de kleppen te zitten. Weirspomp weer in gebruik genomen”//.

De oorspronkelijke leidingen naar De Baai bleven, ook na ingebruikname van de nieuwe leidingen naar De Grou, in dienst.
Zodoende kon er worden “omgeschakeld”: als er één van beide routes in onderhoud was, kon de alternatieve mogelijkheid worden benut, zodat er nooit een stagnatieprobleem optrad.

//“Riool van Sprinklerpomp schoongemaakt. Voeding-koelwater van Hanomag en Werkspoormachine geschiedt nu door De Baai”//.

Het water werd met behulp van diverse stoompompen opgepompt.
Voor de dagelijkse behoefte van ketelhuizen en stoommachines waren er pompen geplaatst in de pomplokalen.
Omstreeks 1941 werden er in de corridor voor de ingang van het "oude ketelhuis" twee pomplokalen gebouwd. Ze bevonden zich ter weerszijden van de ingang van het oude ketelhuis.

369×500px
De corridor tussen het "oude ketelhuis" en de slijperij, de ingang naar de pomplokalen was voor de trap rechtsaf
(afbeelding: collectie Halbertsma)

De gebruikte stoompompen waren van het type “Worthington” en “Weir”. Bovendien werd er ook veel gepompt met pompen die werden aangedreven door electromotoren.
De pompen waren zeer onderhoudsgevoelig en ik kan me herinneren dat er door het intensieve gebruik regelmatig onderhoud moest worden gepleegd.
Bij een stoominstallatie gebruikt men in alle gevallen twee voedingspompen. Dat was in de Stoomwet voorgeschreven vanwege de veiligheid.
De voedingspompen waren ieder alleen in staat, voldoende water voor de ketels aan te voeren voor een normale stoomproductie: dus het wettelijke minimumpeil van het water in de ketel te handhaven.
Zou één der pompen defect raken, dan kon er op deze wijze toch normaal worden doorgewerkt op de andere pomp.

Het opgepompte water, dat voor gebruik in de ketels bestemd was, werd in deze lokalen bovendien op chemische wijze d.m.v. bepaalde toevoegingen voorbereid voor gebruik in de ketel.
De chemische samenstelling van het water was zeer belangrijk en er werd door de machinisten regelmatige scheikundige contrôle uitgeoefend op het voedingswater dat gereed was om te worden gebruikt.
In het logboek werden dagelijks zaken genoteerd betreffende het soortelijk gewicht, natron getal, fosfaatgehalte, sulfaatgehalte, loog, soda. P. en M. cijfers en de hardheid van het voedingswater.
Zo spreekt uit nagelaten papieren (in het dagelijks bijgehouden logboek Rapporten Machinekamer en ketelhuis betreffende 1948) nog een “spiekbriefje” met betrekking tot de berekening en vaststelling van de “P en M cijfers”


//

Onderzoek Natrongetal Ketelwater
10 cm3 Water filtreren
P. en M cijfers zoeken

Formule: 400 P + (M-P)x530/4,5
400P + 118 (M-P)
400P + 118M – 118P
282P + 118M

//

Stoomtechniek

Stoompompen


In Grou waren bij Halbertsma twee stoompompen actief: een Weir-pomp en een Worthington-pomp, zij konden gezamenlijk of afzonderlijk werken op een stel afsluiters, dat verbinding gaf met de verdere leidingen.
Daarnaast waren er nog een aantal elektrisch aangedreven pompen actief. Ook deze waren met het voedingswatersysteem verbonden.
Het gebruik van minimaal twee pompen was een wettelijk vereiste; hierop werd door het Stoomwezen gecontroleerd.

Weirs stoompomp gi k.jpg

De voedingspomp van Weir


De voedingspomp van Weir werd veel toegepast als “zelfstandig werkende”, d.w.z. het is een niet door het hoofdwerktuig gedreven pomp.
Eén stoomcilinder en één watercilinder vormen met de stoomschuifkast en de kleppenkast een compleet werktuig, dat verticaal is opgesteld en weinig ruimte inneemt.

De stalen stoomzuigerstang is met de bronzen waterzuigstang verbonden door een blok, waarin de einden van een dubbele hefboom E schuivend en draaibaar worden meegenomen. Die hefboom draait om een vast punt F, liggende op de verticale stang, die de schuifkast en de kleppenkast verbindt-, tussen de hefboom bevindt zich een blokje El, waarin het ondereinde van de schuifstang steekt, voorzien van tweemaal twee aanslagmoeren.
Op die wijze beweegt de zuigerstang het tot haar cilinder behorende hulpschuifje, dat op zijn beurt de hoofdschuif in beweging brengt.
In de schuifkast bevinden zich een hulpschuif (soms een bosschuif) en een bakschuif.
De toelaat is ca. 0,8 van de slag en er treedt dus gedurende 0,2 van de slag expansie op.
Voordat de zuiger de uiterste stand heeft bereikt, begint de verse stoom reeds aan de toevoer aan de tegenovergestelde zijde van de zuiger.
De nuttige druk op de zuiger vermindert op deze wijze tegen het einde van de slag en ook de zuigersnelheid neemt af, zodat het stoten van de zuiger tegen het deksel of de bodem voorkomen wordt.


De stoomtoelaat wordt dus met 20% verminderd, hetgeen een bezuiniging is.
Een Weirpomp is zo b.v. even zuinig als de hierna te beschrijven Worthington- duplex-pomp, waar de “hulpzuiger” ook een pomp drijft.
Een Weirpomp gebruikt bij gelijke opbrengst minder stoom, omdat de stoom slechts in één cilinder werkt, dus minder afkoeling dan in twee cilinders. Bovendien heeft hij de helft minder bewegende delen. Onderhoud en reparatie is daardoor eenvoudiger. Als de pomp met een hoge tegendruk of met een gering aantal slagen moet werken, dan is het noodzakelijk en mogelijk, ook gedurende het laatste deel van een slag toelaat te geven.
De juiste beweging van de pomp is afhankelijk van de hulpschuif en de zuiger- (hoofd)schuif. De slag van het hulpschuifje is daarom instelbaar.
Ook via de verbinding met de condensor (d.m.v. het afstellen van een kraan kan men de afvoer van de stoom enigszins belemmeren: de tegendruk stijgt dan) voorkomt men dat de stoomzuiger tegen de deksels slaat. Zoiets is ook mogelijk door het afknijpen van de stoomtoevoer.

De voedingspomp van Worthington


Ook Worthingtons pomp werkt volgens het principe: “de schuif wordt door stoom gedreven”. Daarbij wordt de schuif via een hulpzuiger bewogen. Deze schuif regelt de beweging van de hoofd stoomzuiger. Het hulpschuifje voor de hulpzuigerbeweging wordt weer bewogen via een hefboom op de drijfstang van de hoofdzuiger. Hulpzuiger en hefboomconstructie geven voldoende vertraging en synchronisatie voor een juiste slag van de hoofdzuiger.

Worthington paste dit principe nu op zeer vernuftige wijze toe. Hij redeneerde als volgt: “Aan de pomp zijn twee stoomcilinders en tweeschuiven verbonden, elk van verschillende grootte- als ik nu de beide cilinders en hun schuiven even groot maak, kan ik ook twee pompen drijven en wordt het stoomverbruik voor de schuif wel het dubbele, maar de opbrengst verdubbelt ook”. Zo ontstaat een duplex-pomp. (zie afbeelding)

300×270px

De cilinder C (vroeger hulpcilinder) is nu even groot als de (vroegere) hoofdcilinder A. De schuif van A, n.l. B, wordt door C gedreven, terwijl A met behulp van een hefboom de schuif D (vroeger hulpschuif van C) drijft.
Toch zitten er een paar haken en ogen aan deze constructie...
De synchronisatie van de schuifbewegingen zijn moeilijk. De toelaat van stoom moet op het juiste moment beginnen en weer ophouden.
In dit figuur is dat niet mogelijk: de beweging van de stoomschuif bij B moet veel kleiner zijn dan de slag van de zuiger C, maar ze zitten hier op één as! Ook daarvoor vond Worthington een oplossing.
Hij plaatste de cilinders naast elkaar en de schuiven aan de buitenzijde van de cilinders. Nu kan men schuif B met een verkleinde slag drijven door een hefboom a te gebruiken met het draaipunt aan het einde, want de beweging van B moet, al is het op kleinere schaal, dezelfde blijven als die van zuiger C.

Worthington maakte de pomp nog eenvoudiger, door de schuiven bovenop de cilinders, naast elkaar in één schuifkast te plaatsen. Hieronder volgt de inrichting in schema en perspectief.

400×211px

De verbinding tussen schuifstang en schuif is voorzien van twee stel dubbele moeren en wel zo, dat ook hier enige speling bestaat.
De schuifbeweging moet n.l. vertraagd worden, omdat anders de stoomzuiger een versnelde beweging krijgt, daarna door te vroege sluiting, gevolgd door inlaat aan de andere zijde, zijn volledige slag niet maakt, enz.
Door de speling wordt de schuifbeweging dus vertraagd en is de slag van de zuiger nauwkeuriger instelbaar.
Om te voorkomen dat de zuiger aan het einde van de slag steeds tegen de deksels slaat, werd de stoomcilinder zo gemaakt, dat de zuiger aan het einde van de slag steeds een hoeveelheid afgewerkte stoom samenperst. De toenemende compressie brengt de bewegende kracht van de zuiger tot stilstand zonder dat de deksels worden geraakt.

700×568px

Electrische pompen

In veel ketelhuizen gebruikte men later voornamelijk twee elektrische centrifugaalvoedingpompen.

400×253px

Het principe van deze pomp wordt getoond in de afbeelding a. Het voedingswater wordt in beweging gebracht door het snel draaiende rad met schoepen, de waaier van de centrifugaalpomp. Het water wordt in het hart van de waaier toegevoerd. De waaier is omgeven door een huis, waarbij de ruimte tussen waaier en huis zich in de draairichting verwijdt (in het geval van een slakkenhuis) of door een ringvormige ruimte waarin leischoepen zijn aangebracht.

500×336px

In beide gevallen moet de grote snelheid waarmee het water de waaier verlaat geleidelijk teruggebracht worden om de snelheid zodoende om te zetten in een zekere druk. Voor gewone pompen is één waaier daarbij voldoende, maar als men een hoge persdruk moet bereiken, zoals voor het ketelvoedingswater, schakelt men een aantal waaiers achter elkaar om een pomp zo met meerdere trappen te construeren.

500×535px

Het schema geeft een pomp weer met drie trappen. Na het verlaten van de eerste waaier wordt het water naar de tweede geleid en daarna naar de derde. Met drie waaiers wordt zo een drie keer zo hoge druk ontwikkeld als met één waaier. Het aantal omwentelingenis hierbij uiteraard steeds gelijk. Door het toepassen van speciale leischoepen, die ervoor zorgen dat de omloop van het water zo gunstig mogelijk verloopt, kan men de druk opvoeren tot 80% of meer, al naar gelang de capaciteit van de pomp en elektromotor.

Het hoge aantal omwentelingen van deze elektromotor maakt deze pomp geschikt om direct met de motor te worden gekoppeld. De centrifugaalpomp heeft een lager nuttig effekt dan de zuigerpomp, maar de gemakkelijke directe aandrijving is de reden dat deze pompen later veel worden toegepast. De centrifugaalpomp leent zich ook uitstekend voor directe koppeling met een kleine stoomturbine.

Voordelen van de centrifugaalpomp zijn de grote eenvoud, een kleine kans op storingen, er is sprake van weinig slijtage. Ook is er de zekerheid dat bij een eventueel pompen tegen een gesloten afsluiter er niet een druk ontstaat die de leidingen kunnen laten springen, omdat bij het volle aantal omwentelingen de pompdruk nooit hoger kan worden dan de maximale nominale druk van de pomp.
Door de afsluiter in de persleiding te knijpen kan men de hoeveelheid afgegeven water, binnen ruime grenzen dan ook goed regelen. Voor warm water is de pomp even goed bruikbaar als bij koud water.
Het is wel zo dat de centrifugaalpomp het warme water minder goed aanzuigt. Daarom moet men zorgen voor een goede toeloop van dit warme water (b.v. uit een hoger gelegen bak). Het gevaar is n.l. dat bij het aanzuigen de druk zo wordt verlaagd dat het hete water zijn overeenkomstige kooktemperatuur bereikt en de pomp dus waterdamp zou kunnen aanzuigen, waardoor hij zou afslaan.

500×333px
Eén van de elektrische pompen in het ir. D.F. Woudagemaal
(afbeelding: J.P. Rottiné)

Bij de samenstelling van deze tekst met afbeeldingen werd gebruik gemaakt van:
Stoom, uitgave der Vereeniging Krachtwerktuigen, Groningen 1929 en 1942

Terug naar de pagina met onderwerpen