Ueber Pumpwerke für Abwässerförderung. Von Ingenieur Karl Beneke. (Schluß von S. 169 d. Bd.) Ueber Pumpwerke für Abwässerförderung. In dem Diagramm Fig. 4 sind die Leistungskurven bei 600 minutlichen Umdrehungen verzeichnet. Zum Schluß noch einige Worte über die Rentabilität des Pumpwerkes, und zwar sollen des Vergleiches halber auch noch die Rentabilitätsberechnungen der auf den Fig. 2 und 2a dargestellten Projekte und eines Druckluftflüssigkeitshebers (Mammutpumpe) aufgestellt werden. Die Anlagekosten dieser 3 Pumpenarten sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Die Betriebskosten der einzelnen Anlagen berechnen sich nun wie folgt: Zu 1. Anlagekapital 6910,– M. 1. Indirekte Jahreskosten a) Maschinenanlage:          4 v. H. Verzinsung            8 v. H. Abschreibung            2 v. H. Instandhaltung –––––––––––––––––––––          14 v. H. des Anlagekapitals M   875,– b) Fundamente, Graben usw.            4 v. H. Verzinsung            2 v. H. Abschreibung            1 v. H. Instandhaltung –––––––––––––––––––––            7 v. H. des Anlagekapitals „     46,– c) Bedienung für 1 Kampagne, Tag- u.    Nachtbetrieb, während 2400 Arbeits-    stunden „   600,– d) Putz- u. Schmiermaterial „   150,– –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Summe M 1671,– Tabelle 1. Zusammenstellung des Anlagekapitals. Textabbildung Bd. 325, S. 181 Pumpenaggregat, bestehend aus schnelllaufender Dampfmaschine direkt gekuppelt mit Zentrifugalpumpe; Zentrifugalpumpe mit Riemenantrieb, von langsam laufender Dampfmaschine; Druckluftflüssigkeitheber; 1 kompl. Pumpwerk, fix und fertig montiert, inkl. Saugrohrleitung und Druckrohrleitung innerhalb des Pumpenhauses, bis zur Umfassungsmauer des selben; Dampfrohrleitungen, Frischdampfleitung und Abdampfleitung von der Sammelleitung in der Zuckerfabrik bis zur Maschine, inkl. Montage und Isolierung; Fundament für das Pumpenaggregat; Herstellungskosten des Zuflußgrabens, Siebe usw. Summe; Dampfmaschine 20 Pse fix und fertig montiert, mit Kolbenschiebersteuerung für überhitzten Dampf; Niederdruck-Zentrifugalpumpe für Riemenantrieb, 5 cbm/Min. inkl. Saugrohrleitung u. Druckrohrleitung innerhalb des Pumpenraumes bis zur Umfassungsmauer; Dampfrohrleitungen, Frischdampf- u. Auspuffleitungen, von der Sammelleitung in der Zuckerfabrik bis zur Maschine inkl. Montage und Isolation; Riemen, 14 m lang, gutes Leder; Fundament für die Dampfmaschine und Pumpe; Herstellungskosten des Zuflußgrabens, Siebe usw.; Dampfkompressor f. 15 cbm/Min. angesaugtes Luftquantum, kompl. betriebsfertig montiert, für Heißdampfbetrieb; Dampfrohrleitungen, Frischdampf- und Auspuffleitungen, von der Sammelleitung in der Zuckerfabrik bis zur Maschine, inkl. Montage und Isolation; schmiedeeiserner Windkessel; Kompl. Brunnenleitungen, Wasser- und Luftleitungen, inkl. Fußstück und Befestigungsleitung zwischen Kompressor und Brunnen und dem Ausgußbassin u. Fußstück kompl. mit Montage und Befestigung; Hölzerner Turm etwa 8 m hoch, zur Aufnahme des Ausgußbassins; schmiedeeisernes Ausgußbassin, etwa 18 cbm Inhalt; Herstellung des etwa 17 m tiefen Brunnens inkl. Herstellung der Sohle; Fundament für den Kompressor; Herstellung des Zuflußgrabens. 2. Direkte Jahreskosten Der Dampfverbrauch der Maschine beträgt unter den vorerwähnten Betriebsverhältnissen, bei Berücksichtigung eines Gegendruckes, von 0,5 at in der Abdampfleitung etwa 12,8 kg f. PSi und Stunde. Das entspricht einem Dampfverbrauch von 13,9 kg für die Wasserpferdekraftstunde. Textabbildung Bd. 325, S. 181 Fig. 4. Wassermenge in Liter. „A“ Qu E (h) Kurve bei n = 600. – „B“ y Kurve. Mithin Gesamtdampfverbrauch in 2400 Arbeitsstunden (entsprechend einer Kampagne von 100 Arbeitstagen): Gesamtdampfverbrauch =13,9\,.\,\frac{5000\,.\,12}{60\,.\,75\,.\,0,6}\,.\,2400=733920 kg Dampf oder Kohlenverbrauch, bei 6 facher Verdampfung der Kesselanlage, d.h. 1 kg Kohle erzeugt etwa 6 kg Dampf \mbox{Kohlenverbrauch }=\frac{733920}{6}=122250 kg folgl. Brennstoffkosten bei einem Kohlenpreise von M 1,40 für 100 kg loco Fabrikhof \mbox{Brennstoffkosten }=\frac{122250\,.\,1,40}{100}=1710,-\mbox{ M} f. d. Kampagne. Die gesamten Betriebsunkosten f. d. Kampagne stellen sich somit auf: 1671 + 1710 = 3381,– M, und mithin ergeben sich die Kosten einer Wasserpferdekraftstunde zu: p=\frac{P}{\frac{Q\,.\,\Sigma\,(h)}{60\,.\,75}\,n} in M. In dieser Gleichung bedeuten: p die Kosten einer Wasserpferdekraftstunde P die gesamten Jahresunkosten Q die minutlich zu fördernde Wassermenge Σ (h) Gesamtwiderstandshöhe n die Anzahl der Betriebsstunden. Mithin: p=\frac{3381\,.\,60\,.\,75}{5000\,.\,12\,.\,2400}=0,0105\mbox{ M} oder 10,5 Pfennige. Zu 2. Anlagekapital 7158,– M. 1. Indirekte Jahreskosten a) Maschinenanlage:           4 v. H. Verzinsung           8 v. H. Abschreibung           2 v. H. Instandhaltung           ––––––––––––––––––––         14 v. H. des Anlagekapitals M   890,– b) Fundamente und Graben:           4 v. H. Verzinsung           2 v. H. Abschreibung           1 v. H. Instandhaltung           –––––––––––––––––––           7 v. H. des Anlagekapitals „     55,– c) Bedienung für 1 Kampagne wie unt. 1 „   600.– d) Putz- und Schmiermaterial „   210,– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Summe M 1755,– 2. Direkte Jahreskosten: Der Dampfverbrauch der Maschine beträgt wie unter 1 etwa 12,8 kg f. d. indizierte Pferdekraft und Stunde; für die Wasserpferdekraftstunde dagegen infolge des schlechteren Wirkungsgrades etwa 15,2 kg. Mithin Gesamtdampfverbrauch in 2400 Arbeitsstunden (entsprechend einer Kampagne) 15,2\,.\,\frac{5000\,.\,12}{60\,.\,75\,.\,0,6}\,.\,2400=\sim\,800000 kg Dampf. Die Brennstoffkosten ergeben sich somit, bei gleicher Verdampfung wie unter 1 zu: \frac{800000\,.\,1\,.\,40}{6\,.\,100}=1860,- M f. d. Kampagne und die gesamten Betriebskosten: 1755 + 1860 = 3815,– M. Die Kosten einer Wasserpferdekraftstunde: p=\frac{3815\,.\,60\,.\,75}{5000\,.\,12\,.\,2500}=0,118\mbox{ M} oder 11,8 Pfennige. Zu 3 Druckluftflüssigkeitsheber. Anlagekapital 14015 M. 1. Indirekte Jahreskosten a) Maschinenanlage:           4 v. H. Verzinsung           8 v. H. Abschreibung           2 v. H. Instandhaltung         –––––––––––––––––––––––         14 v. H. des Anlagekapitals M 1750,– b) Fundamente, Turm, Brunnen usw.           4 v. H. Verzinsung           2 v. H. Abschreibung           1 v. H. Instandhaltung           –––––––––––––––––––––––           7 v. H. des Anlagekapitals „   190,– c) Bedienung wie unter 1 und 2 „   600,– d) Putz- und Schmiermaterial „   300,– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Summe M 2840,– 2. Direkte Jahreskosten. Die Kraftleistung des Kompressors beträgt etwa 55 effektive, entsprechend 62,5 indizierten PS. Der Dampfverbrauch ist etwa 12 kg PSi und st. Mithin: Brennstoffverbrauch =\frac{12\,.\,62,5\,.\,2400}{6}=\sim\,300000 kg Kohle oder bei einem Kohlenpreise von M 1,40 für 100 kg loco Fabrikhof: Kohlenkosten =\frac{1,40\,.\,300000}{100}=4200 M f. d. Kampagne, folglich gesamte Betriebskosten: 2840 + 4200 = 7040,– M, folglich Betriebskosten für die Wasserpferdekraftstunde: p=\frac{7040\,.\,60\,.\,75}{5000\,.\,12\,.\,2400}=0,224\mbox{ M} oder 22,4 Pfennige. In nachstehender Tab. 2 sind die Resultate der Rechnung, d.h. die Betriebskosten einer Wasserpferdekraftstunde der einzelnen Förderarten noch einmal, der besseren Uebersicht halber, zusammengestellt. Tabelle 2. Art derFörderung 1Stehende Dampf-maschine, direkt ge-kuppelt mitZentrifugalpumpe 2Liegende Dampf-maschine, Zentri-fugalpumpe mitRiemenantrieb 3Druckluftflüssig-keitsheber Betriebs-kosten einerWasser-pferdekraftstunde 10,5 Pf. 11,8 Pf. 22,4 Pf. Die verhältnismäßig hohen Betriebskosten erklären sich aus der kurzen Betriebszeit. Wie aus der Tab. ersichtlich, verhalten sich die Betriebskosten der besprochenen Förderarten wie: 1 : 1,12 : 2,13. In der Rentabilitätsberechnung selbst möchte ich noch folgendes bemerken: In der Praxis des Zuckerfabrikbetriebes wird man für die Bedienung nicht einen derartig hohen Posten auswerfen müssen, wie dies in vorstehender Rentabilitätsberechnung geschehen ist, da in den meisten Fällen ein Maschinist mehrere Kraftmaschinen bedienen wird. Die Höhe des Postens an und für sich beeinflußt aber die Endresultate, da es sich um eine Vergleichsrechnung handelt, nicht, weil er in sämtlichen Rechnungen in gleicher Höhe erscheint. Bezüglich der Quote für Putz- und Schmiermaterial ist zu bemerken, daß die ganz geschlossene Kapselmaschine am billigsten arbeitet, da ein und dieselbe Menge Oel lange Zeit im Gebrauch bleibt. Der Druckluftflüssigkeitsheber, welcher einen großen Kompressor benötigt, schneidet auch hier am ungünstigsten ab. Kosten für Kühlwasser, für den Oelkühler des stehenden Schnellläufers und die Mantel- und Deckelkühlung des Kompressors brauchten nicht in die Rechnung eingesetzt zu werden, da Kühlwasser im vorliegenden Falle kostenlos zu haben war. Auch da, wo dasselbe der Wasserleitung entnommen werden muß, dürfte der Betrag so gering sein, daß er das Bild nicht wesentlich verschieben würde. Was den Dampfverbrauch anbetrifft, so ist derselbe für den stehenden Schnelläufer und die liegende langsam laufende Dampfmaschine gleich hoch angenommen. Diese Annahme dürfte für die erste Zeit des Betriebes wohl zutreffen. Nach längerer Zeit wird aber der der liegenden Maschine höher werden, da infolge des einseitigen Verschleißes der Kolbenschieber, die Dampflässigkeitsverluste und damit der spezifische Dampfverbrauch der Dampfmaschine wächst. Wenn auch der Dampfverbrauch für die indizierte Pferdekraft und Stunde bei den unter 1 und 2 durchgerechneten Aggregaten gleich ist, so schneidet doch die liegende, langsam laufende Dampfmaschine infolge des schlechteren mechanischen Wirkungsgrades in bezug auf den Dampfverbrauch für die effektive Pferdekraftstunde schlechter ab, als der stehende Schnellläufer mit seinem hohen mechanischem Wirkungsgrade von 90–92 v. H. Das durch vorstehende durchgeführte Rechnung ergebene Bild wird sich demgemäß im Laufe der Kampagne noch mehr zugunsten des stehenden Schnelläufers, direkt mit einer Zentrifugalpumpe gekuppelt, verschieben. Am teuersten und unwirtschaftlichsten arbeitet der Druckluftflüssigkeitsheber, welcher für die Anschaffungsfrage eigentlich gar nicht diskutabel ist, da die Zentrifugalpumpe ebenso gut das stark verunreinigte Wasser mit groben Bestandteilen anstandslos fördert. Der Hauptvorteil des Flüssigkeitshebers vermittels Druckluft, kann also diesem nicht allein zugesprochen werden. Man sollte daher in jedem Falle von erfahrenen Fachleuten vor Anschaffung eines größeren Pumpwerkes immer vergleichende Rentabilitätsberechnungen aufstellen lassen, da nur auf Grund dieser sich die billigste Förderart finden läßt. Außerdem wird man finden, daß es heute keine Betriebsverhältnisse gibt, bei denen der Druckluftflüssigkeitsheber nicht durch eine andere bedeutend wirtschaftlicher arbeitende Wasserhebemaschine ersetzt werden kann. Zum Schlusse seien noch die Kosten für 1 cbm gehobenes Wasser für die einzelnen Pumpwerke, sowie die erforderliche Grundfläche in qm für die Leistung von 5 cbm i. d. Minute auf 12 m Gesamtwiderstandshöhe angegeben. Zu 1: Kosten für 1 cbm gehobenes Wasser =\frac{3381}{5\,.\,60\,.\,2400}=0,0047\mbox{ M} oder: 0,47 Pfennige. Zu 2: Kosten für 1 cbm gehobenes Wasser =\frac{3815}{5\,.\,60\,.\,2400}=0,0053\mbox{ M} oder: 0,53 Pfennige. Zu 3: Kosten für 1 cbm gehobenes Wasser =\frac{7040}{5\,.\,60\,.\,2400}=0,0098\mbox{ M} oder: 0,98 Pfennige. Der besseren Uebersicht halber seien diese Resultate noch einmal in Tab. 3 zusammengestellt. Tabelle 3. Pumpwerk 1 2 3 Kosten für1 cbmgehobenesWasser 0,47 Pf. 0,53 Pf. 0,98 Pf. In nachstehender Tab. 4 ist nun der Raumbedarf jedes einzelnen Pumpwerkes angegeben. Der Platzbedarf ist aber nicht in der sonst üblichen Weise angegeben, indem man einen willkürlichen Raum für die Bedienung annimmt, sondern es ist diejenige Grundfläche angegeben, welche von dem Pumpwerk über Maschinenhausflur benötigt wird und für andere Zwecke nicht mehr benutzt werden kann. Auch aus dieser Tab. geht deutlich die Ueberlegenheit des Pumpwerks No. 1 hervor. Dabei ist noch zu bemerken, daß für Pumpwerke No. 2 in Spalte 4 der Riemengang nicht berücksichtigt worden ist. Tabelle 4. 1 2Art des Pumpwerkes 3Leistung 4Vergleichsgrundflächeqm 5Spezifische Leistungin cbm/qm 1 Schnellaufende Dampfmaschine direktgekuppelt mit Zentrifugalpumpe 5 cbm/min auf 12 m mano-metrische Förderhöhe 1,3 × 3 = 3,9 qm 1,28 2 Langsamlaufende Dampfmaschine,Zentrifugalpumpe m. Riemenantrieb 5 cbm/min auf 12 m mano-metrische Förderhöhe 1,7 × 2,5 = 4,25 qm1,8 × 1    = 1,8  qm                –––––––                 6,05 qm   0,826 3 Druckluftflüssigkeitsheber 5 cbm/min auf 12 m mano-metrische Förderhöhe 5,2 × 1,3 = 6,75 qm 0,74