GLÜCKAUF
Berg- und Hüttenmännische Zeitschrift
Nr. 32 7. August 1937 73. Jahrg.
Die Anwendung des Hochdruckdampfes in Bergwerksbetrieben1.
(Mitteilung aus dem Ausschuß für Bergtechnik, Wärme und Kraftwirtschaft.) Von Direktor Dr.-Ing. eh. Fr. S c h u l t e VDI und Dipl.-Ing. P. N o ß VDI, Essen.
V or u n d w ä h r e n d d e s W e l t k r i e g e s stieg die K e s s e ls p a n n u n g a u f B e rg w e r k s a n l a g e n bis a u f e t w a 15 a t ü ; eine w e it e r e S t e i g e r u n g w a r bei d e n im B e r g bau b e v o rz u g te n F la m m r o h r k e s s e l n a u s v e rsc hiede nen G r ü n d e n n ic h t z w e ck m ä ß ig . E in z eln e Beispiele b ra c h te n je d o ch schon d en Beweis, d a ß sich d e r Z ec h en b e trieb auch o h n e G r o ß w a s s e r r a u m k e s s e l , ja s o g a r n u r m i t S te i lro h rk e s s e ln d u r c h f ü h r e n ließ.
D urc h die n a c h d e m K rie g e e in s e t z e n d e M e c h a n i
sie ru n g d e s G r u b e n b e t r i e b e s n a h m d e r S tro m - u n d D r u c k lu f tb e d a r f d e r Z ec h en g e w a ltig zu, so d a ß der D a m p f v e rb r a u c h d e r s to ß w e is e a r b e ite n d e n F ö r d e r m aschinen a n t e il m ä ß i g s t a rk z u rü c k tra t. D ies e r le ichterte den Ü b e r g a n g zu W a s s e r r o h r k e s s e l n .
W i lh e l m S c h m i d t g e b ü h r t d a s V erd ie n st, dem H o c h d r u c k d a m p f in D e u ts c h la n d , ja in d e r W e lt, d u rch seine in a l le r Stille d u r c h g e f ü h r t e n A rb e ite n an ein e r H o c h d r u c k - V e r s u c h s a n la g e in W e r n i g e r o d e die W e g e g e e b n e t zu h ab e n . H i e r ü b e r is t e r s t m a l i g a u f d e r V D l - H a u p t v e r s a m m l u n g 1921 in K asse l b e ric h te t w o rd e n . W i s s e n s c h a f t u n d T e c h n ik a r b e ite te n w e ite r d a r a n , die t h e o r e tis c h e n G r u n d l a g e n zu k lä re n u n d den H o c h d r u c k d a m p f in d en B etrieb e in z u f ü h re n . Der Verein d e u t s c h e r I n g e n ie u re v e r a n s ta l te t e eine H o c h d r u c k d a m p f t a g u n g , die diesem G e d a n k e n w e ite rn A u f
tr i e b g a b . Auch d e r R u h r b e r g b a u schenkte d e r F r a g e l e b h a f te B e a c h tu n g 2. G le ic h w o h l v ollzog sich d e r Ü b er
g a n g zu m H o c h d r u c k d a m p f in B e r g w e rk s b e tr ie b e n v e r h ä l t n i s m ä ß i g l a n g s a m . N u r z ö g e r n d g i n g m an 1926 ü b e r 20 a t ü h i n a u s ; die m e iste n in je n e r Z eit e r s te llt e n A n la g e n b e s c h r ä n k te n sich a u f S p a n n u n g e n von w e n i g e r als 20 atü. Die Ü b e rs c h r e itu n g d e r 30- a t ü - G r e n z e b ra c h te f ü r D e u ts c h la n d e r s t m a l i g d e r Bau des K lin g e n b e r g -W e r k e s in Berlin, d em 1927 zwei R u h r z e c h e n m it 30 u n d 35 a t ü fo lg te n .
Die in zw ischen n a c h g e h o l te E r f o r s c h u n g d er w ä r m e te c h n is c h e n G r u n d l a g e n des H o c h d r u c k d a m p f e s h a t te g ez eig t, d a ß d e r H a u p t v o r t e i l in d e r hohen Ü b e rh itz u n g lag. H i e r f ü r f e h lte n je d o c h v o r lä u f ig die B a u s to f fe m it d e r n o t w e n d i g e n D a u e r s t a n d f e s t i g k e i t bei h o h e n T e m p e r a t u r e n . Die F o r s c h u n g s a n s t a l t e n w iesen nach, d a ß die Linie d e r F e s ti g k e it g e w ö h n li c h e r K o h le n s to ff s tä h le bei T e m p e r a t u r e n ü b e r 3 0 0 ° C in d a s G e b ie t d e s S te ila b fa lls g e l a n g t e , d a ß a ls o o b e r h a lb d ie s e r G r e n z e die D a u e r s t a n d f e s t i g k e i t d e s W e r k s to f f e s s e h r schnell a b n a h m u n d bei r d . 5 0 0 ° n u r noch die H ä l f t e des W e r t e s bei Z i m m e r t e m p e r a t u r e r reic hte . So e r g a b sich die N o t w e n d i g k e i t f ü r die H e r -
1 V o r t r a g , g e h a lte n a u f d e r 7. T e c h n is c h e n T a g u n g d e s V e r e i n s f ü r die b e r g b a u l i c h e n I n te r e s s e n in E s s e n a m 25. M ai 1937.
’ E b e l : W i r ts c h a f t lic h e r W e r t d e s H o c h d r u c k d a m p f e s f ü r d e n S te i n k o h l e n b e r g b a u m it b e s o n d e r e r B e r ü c k s i c h t i g u n g d e r Z a h lu n g s b ila n z , G lü c k a u f 64 (1928) S. 557 u n d 594.
Stellung w a r m f e s t e r l e g ie r te r S tähle. D a z u kam en m a n g e ln d e K e n n tn is d e s W a s s e r u m l a u f e s , g e r i n g e re s a d ia b a tis c h e s W ä r m e g e f ä l l e , V e r ä n d e r u n g d e r f ü r die V o r w ä r m u n g , V e r d a m p f u n g u n d Ü b e r h itz u n g n o t w e n dige n H e iz f lä c h e n g r ö ß e , m a n g e l n d e E i g n u n g d e r üblichen K e ss e lb a u a r te n , s o r g f ä l t i g e r e S p e is e w a s s e r a u fb e re itu n g , v e r r i n g e r t e B e trie b s sic h e rh e it, die F o r d e r u n g e i n e r g e w is s e n M i n d e s t a n l a g e n g r ö ß e u n d g le ic h m ä ß i g e r B e la s tu n g u n d f e r n e r die E rk e n n tn is , d a ß die Vorteile des H o c h d r u c k d a m p f e s e r s t bei G e g e n d r u c k a n la g e n voll w ir k s a m w e r d e n .
Bei d e r v o r lä u f ig e n B e s c h r ä n k u n g a u f m ä ß ig e Ü b e rh itz u n g s g r a d e er sc h ie n d e r w irts c h a f tlic h e V orteil des H o c h d r u c k d a m p f e s ziemlich g e r in g , zu m al d a die A n la g e k o s te n d a m a ls noch e rh e b lic h h ö h e r w a r e n als f ü r N ie d e r d r u c k a n la g e n . D a g le ich z eitig je glic he E r f a h r u n g fehlte, ist die a b l e h n e n d e H a l t u n g d e r n u r m it K o n d e n s a tio n a r b e ite n d e n B e rg w e rk s b e tr ie b e g e g e n die E in f ü h r u n g d e s H o c h d r u c k d a m p f e s w o h l zu v e r s te h e n u n d sachlich b e g r ü n d e t. D ie V e r h ä l tn is s e ä n d e r te n sich je d o ch g r u n d l e g e n d m i t d e r H e r s t e l l u n g g e e i g n e t e r B a u sto f fe , m it d e r V e r b e s s e r u n g d e r K e s s e lb a u a r te n u n d d e r A u f b e r e i t u n g s a n l a g e n f ü r d a s S p e ise w a sse r, m it dem W a c h s e n d e r A n l a g e n g r ö ß e u n d d u rch die A n g lie d e r u n g von che m ische n B e triebe n m it A b d a m p f v e r w e r tu n g .
Die A n w e n d u n g des H o c h d r u c k d a m p f e s in B e rg w e r k s b e t ri e b e n w ir d n a c h s te h e n d nac h d en d rei G e s ic h ts p u n k t e n d e r W ä r m e t e c h n ik , d e r b au lich e n A u s f ü h r u n g u n d d e r W ir t s c h a ft lic h k e it e r ö r t e r t .
Wärmetechnische Grundlagen.
Die V e r s c h ie b u n g d e r F lü ssig k e its- , V e rd a m p - f u n g s - u n d Ü b e r h itz u n g s w ä r m e bei S te i g e r u n g des D ru c k e s u n d d e r T e m p e r a t u r v e r a n s c h a u lic h t Abb. 1.
Die F l ü s s ig k e its w ä rm e n im m t a n f a n g s schnell, s p ä t e r l a n g s a m e r z u ; die V e r d a m p f u n g s w ä r m e g e h t g le ic h zeitig zurück, bis beide a m kritis c h e n P u n k t v o n 2 25 at, 3 7 5 ° C, Z u sa m m e n tre ff e n . Die Ü b e r h itz u n g s w ä r m e n im m t m it s t e i g e n d e r T e m p e r a t u r n ic h t zu, s o n d e r n ab. H i e r a u s f o lg t, d a ß bei H o c h d r u c k b e tr ie b die te u r e K esse lh e izflä ch e kle in er, die b illig e re V o r w ä r m e r h e i z fläc he g r ö ß e r w ird.
Z u n ä c h s t sei e in e v e rlu s t lo s e , w ä r m e d ic h t e M a sc h in e a n g e n o m m e n , d. h. a d i a b a tis c h e E x p a n s i o n o h n e B e rü c k s ic h tig u n g v o n S t r ö m u n g s - u n d D r o s s e l v e rlu s te n an d e r M a sch in e . D ies e n t s p r i c h t z w a r nicht den w irk lic h e n V e r h ä l tn is s e n , g e n ü g t a b e r z u r E r k l ä r u n g d e r w e s e n tli c h e n G e s i c h t s p u n k t e bei d e n v e r s c h ied e n en zu b e t r a c h t e n d e n F ä ll e n . Abb. 2 z e ig t die V e rs c h ie b u n g d e s a d ia b a tis c h e n W ä r m e g e f ä l l e s beim Ü b e r g a n g zu h ö h e r m D ru c k u n d h ö h e r e r T e m p e r a t u r , b e z o g e n a u f g le ich e n E n d d r u c k v on 0 ,0 2 ata. Beim
Ü b erg an g von 10 a ta u n d 300° C auf 100 ata und 300° b e t r ä g t die V e r g rö ß e r u n g des adiabatischen W ä r m e g e fä lle s 16,8 o/o. S te ig e rt m an gleichzeitig die T e m p e r a t u r auf 500° C, so v e r g r ö ß e r t sich d a s a d ia batische W ä r m e g e f ä lle um 5 4 , 3 o/o; diese Z unahm e ist also w e n ig e r d e r Druck- als d e r T e m p e r a tu r s te ig e r u n g zu v erd a n k en . Im Z u s ta n d e 100 at u n d 300°
liegen 97 o/0 des W ä r m e g e fä lle s im Sattdam pfgebiet, bei 100 a t u n d 500° jedoch n u r 54,7 o/o. Z u r bessern V eran sc h au lich u n g ü b e r t r ä g t m an die g ew ä h lte n Bei
spiele zw e ck m ä ß ig in d a s T S -D iag ra m m , weil hier die zu- u n d a b g e f ü h rte n W ä r m e m e n g e n als Flächen e r scheinen (Abb. 3).
Abb. 1. Erzeugungswärme für Wasserdampf.
D a eine ü b e r g r o ß e D a m p f n ä s s e an den T u r b i n e n sc haufeln d e r nie d rig en D ru c k stu fen E ro s io n s e r s c h e i
n u n g e n h e r v o r ru f t, d a r f m an n u r 10 o/o F euchtigkeit d e s D a m p f e s im E n d z u s t a n d zulassen. D ad u rch e r g e b e n sich s t a r k g e ä n d e r t e V erhältnisse . In Abb. 4
sin d die ad iab a tisc h en W ä r m e g e f ä l l e im IS -D iagram m , b ezogen a u f gleiche E n d f e u c h t ig k e i t von 10 o/o, w ie d e r
g ege ben. Bei 10 ata u n d 3 0 0 ° C sow ie 0,22 a t a E n d druck e r g i b t sich ein N u tz g e f ä ll e von 79,5 o/0> bei 100 a t a u n d 300° C d a g e g e n n u r von 14 o/0, wobei sich d e r E n d d ru c k a u f 4 2 ,5 a t a b eläuft, bei 100 a ta u n d 500° C b e t r ä g t d a s N u tz g e f ä ll e 67 o/0 bei 1,55 ata E n d d ru c k . Aus diesen V erg le ich sz ah len folgt, d a ß die D r u c k s te ig e r u n g allein eine a u ß e r o r d e n tlic h e Ver
sc h lec h te ru n g des ad ia b a tisc h e n W ä r m e g e f ä l l e s mit sich bringt, d aß f e r n e r eine gle ic h z e itig e E rh ö h u n g d e r T e m p e r a t u r zw a r eine erh e b lic h e V e rbesserung g e g e n ü b e r d e r rein en D r u c k s te ig e r u n g b ed e u te t, aber noch nicht die A u s n u tz u n g s m ö g li c h k e i t d es a diaba
tischen W ä r m e g e f ä lle s g e g e n ü b e r 10 a t a u n d 300° C
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bietet. T h e o r e t is c h w ä r e es d e n k b a r, die T e m p e r a t u r so weit zu ste ig e rn , d a ß d e r H o c h d r u c k d a m p f doch die G e f ä l la u s n u t z u n g des N i e d e r d r u c k d a m p f e s e rre ic h t, ja sogar ü b e rtr if ft . D ies is t a b e r w e g e n d e r m a n g e ln d e n D a u e rs t a n d f e s t ig k e i t d e s W e r k s t o f f e s u n d w e g e n der A n f r e s s u n g s g e f a h r d u rc h D a m p f s p a l t u n g bei der hohen T e m p e r a t u r u n m ö g lic h . E s g i b t je d o ch ein Mittel, d a s a d i a b a tis c h e W ä r m e g e f ä l l e im tro ck n e n A rb e itsvorga ng bei re in e m K o n d e n s a tio n s b e tr ie b a u s zunutzen, d a s is t die Z w is c h e n ü b e r h it z u n g , d. h. die abermalige Ü b e r h itz u n g des A rb e its d a m p f e s in einer Zw ischenstu fe.
ln Abb. 5 sin d w ie d e r u m die Beispiele in d a s TS- D iag ra m m ü b e r t r a g e n . D er V ergle ich zw is chen den Abb. 3 u n d 5 l ä ß t d eu tlic h die V e r s c h l e c h te r u n g des
Abb. 5. TS-Diagramm für Wasserdampf bei 10 o/o Endfeuchtigkeit.
W ä r m e g e f ä l l e s bei Z u la s s u n g e i n e r D a m p f n ä s s e von 10 o/o e rk e n n e n .
M it H ilf e des W ä r m e r ü c k l a u f - o d e r R e g e n e r a tiv v e r f a h r e n s e r r e ic h t m a n eine w ir ts c h a f tlic h e r e A u s n u t z u n g des W ä r m e g e f ä l l e s d u rch s tu f e n w e is e e r f o lg e n d e A n z a p f u n g d e r T u r b i n e u n d B e n u tz u n g d es A n z a p fd a m p f e s z u r S p e is e w a s s e rv o r w ä r m u n g . D abei k a n n m a n dem e x p a n d ie re n d e n D a m p f f o rtl a u f e n d soviel W ä r m e entzie hen, d a ß seine E x p a n s i o n s lin i e p a ra lle l zu dem e n t s p re c h e n d e n S tü ck d e r u n te r n G re n z k u r v e v erlä u ft. Bei tr o c k e n g e s ä tti g te m bzw.
ü b e r h it z te m F r i s c h d a m p f l ä ß t sich d a s R e g e n e r a tiv v e r f a h r e n g e m ä ß Abb. 6 d a r s t e l l e n ; w ir d zugleich d as S p e is e w a s s e r a u f S a t t d a m p f t e m p e r a t u r v o r g e w ä r m t, so s t i m m t d e r K re is la u f m i t d em C a r n o t - P r o z e ß überein .
Die Z w is c h e n ü b e r h it z u n g (Abb. 7) b r i n g t a n d e r seits betriebliche u n d w irts c h a f tlic h e N ac h te ile d u rch E in s c h a lt u n g ein e s n e u e n B e trie b s m itte ls u n d h ö h e r e A n la g e k o s te n . M a n v e r z ic h te t d a h e r h ä u f ig a u f die Z w is c h e n ü b e r h it z u n g u n t e r B e s c h r ä n k u n g a u f einen n i e d r i g e m B e trieb s d ru c k . Bei re in e m K o n d e n s a t i o n s betrieb m it 10 o/o F e u c h t ig k e i t lie g t die D ru c k g re n z e o h n e Z w is c h e n ü b e r h it z u n g f ü r 4 8 0 ° bei 40 a t a D a m p f d ru c k an d e r M a sch in e , f ü r 5 0 0 ° bei e t w a 52 ata.
Ü b e r sc h r e ite t m a n diesen D ruck, so ist Z w is c h e n ü b e r h i t z u n g e r f o rd e rlic h .
Abb. 6. TS-Diagramm für Wasserdampf bei Anzapf-Speisewasservorvvärmung.
Abb. 7. TS-Diagramm für Wasserdampf bei Zwischenüberhitzung.
Völlig a n d e r s liegen die V e r h ä l tn is s e bei G e g e n d ru ck b e trie b , d. h. bei A u s n u t z u n g d e s H o c h d r u c k d a m p f e s z u r K r a f t e r z e u g u n g in ein e r T u r b i n e m it ein e r o d e r m e h r e r e n A tm o s p h ä r e n G e g e n d r u c k u n d A u s n u t z u n g des A b d a m p f e s f ü r H eizzw ecke. H ie rb e i is t die voll e A u s n u t z u n g d e s W ä r m e g e f ä l l e s m ö g lic h (Abb. 8). Bei u n v o l l s t ä n d i g e r V e r w e r t u n g d e s A b
d a m p fe s f ü r H eiz zw e cke k a n n d e r ü b e r s c h ie ß e n d e D a m p f in K o n d e n s a t i o n s t u r b i n e n v e r w e n d e t w e r d e n , w o b e i je d o c h s t e t s R ü c k sic h t a u f die z u l ä s s i g e D a m p f n ä s s e von 10 o/o zu n e h m e n ist. Die H ö h e des zw eck
m ä ß ig e n A n f a n g s d r u c k e s u n d d e r Ü b e r h itz u n g h ä n g t vom je w e ilig e n G e g e n d r u c k a b ; sie m u ß also v o n F a ll
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G l ü c k a u f
1 .zu F all b e s tim m t w erden, wobei m an annehmen kann, d a ß d e r he u tig e S ta n d d e r W erkstoffte chnik eine Ü berhitzung von 500° C zu beherrschen erlaubt.
Abb. 8. TS-Diagramin für Wasserdampf bei Vorschaltanlagen.
Bei den f ü r H y d rie r w e r k e üblichen G e g e n d ru c k sp a n n u n g e n von 5 a t ü u n d V e rw e r tu n g des A b
d am p fe s teils f ü r W ä rm ez w ecke u nd teils in K o n d e n sa tio n stu rb in e n ist d e r zulässige A n fa n g sd ru c k o h n e A n w e n d u n g d e r Z w isch e n ü b erh itzu n g e t w a 70 atü (5 0 0 ° C ). V orsc haltanlage n sind im G r u n d e a b g e stu fte K ond en sa tio n sa n la g en , also diesen technis ch gleich zu w e r te n ; sie können durch A u sn u tz u n g g u t e rh a lte n e r M a schine nanlage n w irtschaftlic he V orteile bieten, w o bei jedoch die Kesselanlage g a n z o d e r te ilw eise e r n e u e r t w erden m uß.
Bauliche Ausführung.
A l l g e m e i n e G e s i c h t s p u n k t e .
F ü r H o c h d ru c k d a m p fk e sse l ist an sich jede K esse lb a u art denkbar, zu beachten sind jedoch f o lg e n d e G ru n d sä tz e .
Die hohe S p a n n u n g bed in g t g r o ß e W a n d s tä rk e n d e r einzelnen Kesselbauteile, d a h e r w ä h lt m an zweck
m ä ß ig kleine D u rc h m e s s e r o d e r W e r k s to f fe von h ö h e r e r F estig k e it o d er beides. Die geschilderte Ver
s chiebung der F lüssigkeits-, V e rd a m p fu n g s- u nd Über
h it z u n g s w ä r m e b e d in g t eine Ä nderung der G r ö ß e d er Kesse lheizfläche u nd d e r nachgescha lte ten Heizfläche im u m g e k e h r te n Sinne. Die H eiz gase m üssen beim E r reichen des Ü berhitzers so heiß sein, d a ß das n o t w e n d ig e W ä r m e g e f ä lle f ü r die g e f o r d e r te Überhitzung von beispielsweis e 500° v o rh a n d e n ist. G e g e n ü b e r der f r ü h e r üblichen Überhitzung von 300° e rg ib t sich eine u m 200° h ö h e re T e m p e r a tu rla g e . Die G r ö ß e des v o r g e s c h a lte te n K esselbündels ist hiernach zu bem essen bzw. d e r Überhitzer u n m i tte lb a r h inter die S tra h lu n g s heizfläche zu legen. Bei den im m er noch nicht f e s t
ste h e n d e n W ä rm e ü b e r g a n g s z a h le n f ü r die Überhitzer
heizfläche bereiten die B ere ch n u n g des Überhitzers u n d d essen örtlic he Lage auch h eu te noch Schwierig
keiten.
D as h ö h e r e sp e zifisc h e G e w ic h t d e s Dampf- W a s s e rg e m is c h e s v e r r i n g e r t d en G e w ic h tsu n te rs c h ie d zwischen S te i g r o h r u n d F a l l r o h r u n d verschlechtert d a m it den W a s s e r u m l a u f . B eheizte F a l l r o h r e sind d a h e r bei H o c h d r u c k d a m p f k e s s e ln u n t e r allen U m s tä n d e n zu verm eiden. E n t w e d e r s c h ü tz t m a n die als F a ll r o h r e g ed a c h te n R o h r e d es B ü n d e ls g e g e n W ä r m e au f n a h m e o d e r v e r le g t sie a u ß e r h a l b d es Kessels.
Bei dem h o h e n sp ezifischen G e w ic h t des H och
d r u c k d a m p fe s e r h ö h t sich auch se ine Neigung, Bestandteile des K e s s e lw a s s e r s m itzu reiß en . Diese können sich im Ü b e rh itz e r n ie d e r s c h l a g e n u n d dort bei d e r h ohen T e m p e r a t u r W ä r m e s t a u u n g e n hervor
rufen. F e r n e r k ö n n e n sie sich in d e n Rohrleitungen u n d in d e r T u r b i n e a b l a g e rn , w o sie allmählich die Q u e r s c h n i t t e v e r e n g e n sow ie zu A n fr e s s u n g e n , Minder
leistungen u n d B e t r ie b s s tö r u n g e n f ü h re n . Leitungen u nd T u rb in e n m ü ss e n d a n n von Z e i t zu Z e it gereinigt u nd e n tsa lz t w e rd e n . E s e m p f i e h lt sich, zu diesem Zweck S a tt d a m p f - A n s c h lu ß le itu n g e n vorzusehen. Bei H o c h d r u c k d a m p f k e s s e ln ist a lso a u f die Speisewasser
a u f b e re itu n g g r ö ß t e s G e w ic h t zu legen. W egen der V ersalzung m uß m a n die N a t r o n z a h l n ie d rig er halten als bei M itteld ru c k k esse ln , w a s bei s a ch m ä ß ig e r An
w e n d u n g des P h o s p h a t v e r f a h r e n s d u r c h a u s möglich ist. H o c h d r u c k k e sse l sind m i t m ö g l ic h s t salzarmem W a s s e r zu speisen, je d o ch soll die N a tr o n z a h l größer als 50 sein. Bei G e g e n d r u c k a n l a g e n u n d gleichzeitigem Verlust des K o n d e n sa ts, also h o h e m Zusatzwasser
beda rf, e r f o r d e r t dies u m f a n g r e i c h e V erdam pfer- oder U m fo rm e ra n la g e n .
Bei stu f e n w e ise e r f o l g e n d e r Speisewasservor
w ä r m u n g (Abb. 9 1) d u rc h A n z a p f d a m p f steigt die E in t r i t t s t e m p e r a t u r in den V o r w ä r m e r a u f mehr als 100° C ; dies b e d e u te t ein e V e r r i n g e r u n g der Vor
w är m e rh e iz f lä c h e o d e r eine E r h ö h u n g d e r Abgas
t e m p e r a tu r, also eine V e r r i n g e r u n g des ausnutzbaren W ä r m e g e f ä lle s im Kessel. U m t r o t z d e m eine gleiche
Abb. h. Schaltbild einer Hochdruck-Kondensationsturbine mit Anzapf-Spei lewasservorwärmung.
1 Die A b b . 9 —1 1, 1 3 u n d 1 4 sin d d e m B u ch v o n N e t z : W ä r m e w ir ts c h a f t, e n tn o m m e n w o r d e n .
/. AUgUSl lVJi G l ü c k a u f 729
B r e n n s to f f a u s n u tz u n g zu erzielen, m u ß m a n die A b gase in L u f t v o r w ä r m e r n w e it e r a u s n u tz e n . H o h e L u ft
v o rw ä rm u n g is t je d o ch n u r bei K o h le n s ta u b f e u e r u n g e n möglich, bei R o s te n b e s c h r ä n k t sie sich a u f 150°.
Durch V e r d a m p f u n g s v o r w ä r m e r k a n n eb e n fa lls die Nachschaltheizfläche v e r g r ö ß e r t u n d die A b g a s te m p e r a tu r v e r r i n g e r t w e r d e n .
Die h o h e Ü b e r h itz u n g v e r l a n g t te u re le gierte Stähle an den d u r c h den ü b e r h it z te n D a m p f b e r ü h r te n Stellen, also Ü b e r h itz e rs c h la n g e n u n d -kästen, R o h r leitungen, F o r m s tü c k e n , A b s p e r r v o r r ic h tu n g e n sowie T u rb in e n g e h ä u s e n u n d -sch a u fe ln d e r e r s te n Stufe.
Dagegen e r m ö g l ic h t d e r g e r i n g e r e R a u m in h a lt des H o c h d r u c k d a m p f e s, T r o m m e l n u n d R o h re von ge- ringerm D u rc h m e s s e r zu w äh le n , die e n t s p r e c h e n d billiger sind.
Die Rücksicht a u f die d u r c h s c h le c h te m W a s s e r um lauf u n d sc h w ierig e S p e is e w a s s e rv e r h ä lt n is s e g e fä h rd e te B e trieb s sich e rh eit g a b A n la ß zu r H e r s te llu n g
S o n d e r b a u a r te n , wie d e r Schmidt-, Benson-,
Marmeai/sfai/sc/rer
von
Löffler- u n d L a-M o n t-K esse l, die u n te r dem S am m elb e g riff Z w a n g s u m l a u f - u n d Z w a n g sd u r c h la u fk e sse l z u s a m m e n g e f a ß t werden. Es w ü rd e zu w e it f ü h re n , hier auf diese S o n d e r b a u a r te n e in z u g e h e n , über die m e h rfa c h b e ric h te t w o r d e n i s t 1.
Die W e ite r e n tw ic k lu n g d e r S chräg- u n d S teilrohrkessel h at S o n d e r b a u a rt e n f ü r H o ch d ru ck d a m p fb etrie b e n tb e h r lic h g e macht. T ro tzd e m m u ß z u g e g e b e n w e rd e n , daß sie f ü r b e s o n d e r e V e rh ä l tn is s e am Platze sind; b eisp ie lsw eis e w i r d m a n bei h errsch e n d er W e r k s t o f f k n a p p h e i t eine B a u art w ä h le n m it m ö g l ic h s t g e r in g e m W e rk s to f f a u f w a n d , bei l a n g e n L ie fe r
zeiten f ü r K e s s e ltr o m m e ln tr o m m e llo s e Frischdampf.
Kessel, bei sc hlec hte n S p e is e w a s s e r
v e r h ä ltn is s e n u n d c h e m is ch e r S p e is e w a s s e ra u f b e r e i
t u n g Kessel, die h ie r g e g e n m ö g l ic h s t u n em p fin d lic h sind, bei u n g l e i c h m ä ß i g e r D a m p f e n t n a h m e Kessel, die D a m p f e n t n a h m e s c h w a n k u n g e n a u f z u n e h m e n v e r m ögen, bei g l e i c h m ä ß i g e r B e la s tu n g tro m m e llo s e Kessel o h n e S p e ic h e rw irk u n g .
D a m p f m a s c h i n e n k o m m e n f ü r die K e sse la n la g e n der B e rg w e rk s b e tr ie b e in d e r R egel n ic h t in F r a g e ; d a h e r b r a u c h t a u f H o c h d r u c k d a m p f m a s c h i n e n hier nicht e i n g e g a n g e n zu w e rd e n . Beide T u r b i n e n a r t e n sind f ü r H o c h d r u c k b e tr ie b g e e ig n e t. D a s hohe spezifische G e w ic h t des H o c h d r u c k d a m p f e s b e d i n g t bei der H o c h d r u c k t u rb in e s e h r kleine S c h a u fe lh ö h e n in den erste n S tu fe n u n d h a t h o h e S p a lt v e r lu s te un d dam it eine schlechte t h e r m o d y n a m i s c h e A u s n u tz u n g zur Folg e. D u rc h T e i l b e a u f s c h l a g u n g la s s e n sich die se Verhältn isse b e s se r n , je d o c h w i r d m a n bei H o c h d r u c k turbinenbetrieb im m e r m it e in e r g e w is s e n M i n d e s t leistung d e r T u r b i n e n re c h n e n m ü ss e n , die bei e tw a
10000 kW liegt.
Hauptausführungsarten.
K o n d e n s a t i o n s a n l a g e n .
O h n e Z w is c h e n ü b e r h it z u n g w ir d m a n sich a u f 52 atü un d 480° C an d e r T u r b i n e b e s c h r ä n k e n , e n t sprec hend 5 5 - 6 0 atü u n d 5 0 0 ° C am Kessel. M it Z w isch e n ü b erh itzu n g is t d e r D ru c k u n b e s c h r ä n k t, w o gegen h ö h e re A n f a n g s t e m p e r a t u r e n als 5 0 0 ° m it Rück-
1 H a r t m a n n , G lü c k a u f 59 (1923) S. 181: K ö r f e r , G lü c k a u f 70 (1934) S. 199.
sicht a u f den W e r k s t o f f n ic ht a n g e b r a c h t sind. Da je d o ch eine S te i g e r u n g d es D ru c k e s ü b e r e t w a 1 20 a t an d e r T u r b i n e h in a u s n u r noch g a n z g e r i n g e w ä r m e w irtsc h a ftlic h e V orteile bietet, die d u r c h die V e r te u e r u n g d e r Kessel u n d M a sc h in e n reichlich w ie d e r a u f g e h o b e n w e rd e n , b e s c h r ä n k t m a n sich a u f diese S p a n n u n g . Die H ö h e d e r Z w is c h e n ü b e r h it z u n g richtet sich nach d em g e w ü n s c h te n D a m p f e n d z u s ta n d . Da sie n ie d r i g e r liegt als die T e m p e r a t u r des g e s ä tt ig te n D a m p f e s bei 120 at, k a n n m a n f ü r sie F r i s c h d a m p f a n w e n d e n . D a d u r c h e r g e b e n sich zwei M öglichke ite n d e r Z w is c h e n ü b e r h it z u n g , näm lic h e n t w e d e r durch R a u c h g a s e o d e r d u rc h F ris c h d a m p f, bei diesem w ied e r d u rch s t r ö m e n d e n (Abb. 10) o d e r k o n d e n s ie re n d e n (Abb. 11). In D e u ts c h la n d w ir d die Z w is c h e n ü b e r h itz u n g d u rc h F ris c h d a m p f b e v o rz u g t, weil sie e i n fac h ere B a u a r te n erg ib t, in A m erik a zieht m a n die Z w is c h e n ü b e rh it z u n g d u rch R a u c h g a s e vor, w o f ü r b e s o n d e r e Kessel e rf o rd e rl ic h sind. A u f einze lne B a u a r te n ein z u g e h e n , w ü r d e h ie r zu w eit f ü h re n .
M/armeai/sfei/sc/rer
Schaltbilder von Hochdruck-Kondensationsanlagen Abb. 10 mit strömendem Abb. 11 mit kondensierendem
Frischdampf.
D a s W ä r m e g e f ä l l e k a n n m a n bei H o c h d r u c k k o n d e n s a t io n s a n la g e n je nach d e r T u r b i n e n g r ö ß e in E in- o d e r Z w e ig e h ä u s e tu r b in e n a u s n u tz e n . Die A x ia ltu rb in e l ä ß t sich f ü r die S p e is e w a s s e r v o r w ä r m u n g in m e h r e r e n S tu fe n a n z a p f e n . Bei d e r R a d ia ltu r b in e i s t f ü r diesen Z w eck e in fa ch e A n z a p f u n g m ö g l ic h ; s c h a lt e t m a n d e r R a d ia ltu r b in e in d e r N i e d e r d r u c k s t u f e eine A xial
tu r b in e nach, so k a n n m a n v o r d em Axialteil n a t ü r lich D a m p f in b e lie b ig e r M e n g e e n t n e h m e n .
Die T u r b i n e n l e i s t u n g soll w e n i g s t e n s 1 0 0 0 0 k W b e t ra g e n u n d die B e la s tu n g m ö g l ic h s t g l e ic h m ä ß ig sein.
V o r s c h a l t a n l a g e n .
Bei noch g u t e r h a l t e n e n K ra ft m a s c h in e n , je d o ch e r n e u e r u n g s - o d e r e r g ä n z u n g s b e d ü r f t i g e n K e sse l
a n l a g e n b e s t e h t die M ö g lic h k e it d e r V o r s c h a l tu n g e i n e r H o c h d r u c k k e s s e l- u n d - t u r b i n e n a n la g e , w o b e i die le t z t g e n a n n t e ihren A b d a m p f g a n z (Abb. 1 2 1) o d e r te ilw eise an die v o r h a n d e n e K r a f t a n l a g e ab g ib t. So la ssen sich v o r h a n d e n e F ö r d e r m a s c h i n e n , L ü ft e r u n d V erd ic h ter, ja auc h S t r o m e r z e u g e r m it G e g e n d r u c k d a m p f b e tre ib e n . D ie G e g e n d r u c k d a m p f s p a n n u n g ist h ie rb e i i n n e r h a lb d e r a u f d e n Z e c h e n b i s h e r ü blichen D a m p f s p a n n u n g e n von 8 - 3 0 a t beliebig hoch. Die n eu e H o c h d r u c k t u r b i n e k a n n an S telle e in e r M it te l
d r u c k - D a m p f t u r b i n e f ü r die S t r o m e r z e u g u n g tr e t e n o d e r z u r E r z e u g u n g von Ü b e r s c h u ß s tr o m d ie nen, den
i D ie s e A b b i l d u n g is t d e m B u ch v o n M ü n r i n g e r : H ö c h s t d r u c k d a m p f , e n t n o m m e n w o r d e n .
730
G l ü c k a u f
in r . s z*
m a n I n d u striew e rk e n o d e r der öffentlichen S tro m v e r s o r g u n g zuführt.
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h öchstens drei A n z a p fu n g e n . Bei A n za p fu n g zum Zweck d er S p e is e w a s s e r v o r w ä r m u n g ist die Anzapf- d a m p fm e n g e v e r h ä ltn is m ä ß ig g e r in g , nämlich nur 1 0 - 1 5 % des G e s a m td a m p f v e r b ra u c h e s .
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Abb. 12. Schaltbild ein er H o c h d r u c k - V o r s c h a lta n la g e .
Abb. 14. Schaltbild einer Hochdruck-Gegendruckanlage.
F ü r ande re Maschinen im Zechenbetriebe, auch f ü r Kreiselverdichter, kom m t der H och d ru ck d a m p f w egen deren G r ö ß e n o rd n u n g nicht in Betracht. V or
handene F la m m ro h rk e s se l können als S to ß d äm p fe r f ü r die stoßw eise arbeitenden Maschinen, wie F ö r d e r maschinen usw., dienen. Die F ö rd e rm a sc h in en selbst arbeiten e n t w e d e r mit A uspuff o d e r mit K ondensation, wobei man den A u sp u ff wie bisher zur A b w ä rm e
v erw e r tu n g o d er in Zw eidruckturbinen verwenden kann. D urch die A u snutz ung des H o c h d ru ck d a m p fes in V orschaltanlagen zur S tro m e rz e u g u n g lä ß t sich der S tro m erheblich verbilligen, weil der th e rm o d y n am isch e W i rk u n g s g r a d d er V orschaltanlagen se hr g u t u nd n u r ein Teil der Anlage- und B etriebskosten auf die S tr o m erzeugung zu verrechnen ist.
G e g e n d r u c k b e t r i e b .
E rs t d e r G e g e n d r u c k b e t rie b l ä ß t die Vorteile des H o c h d r u c k d a m p f e s in E r s c h e in u n g tr e te n , wobei man w iede rum m e h re re F ä lle u n te rs c h e i d e n kann. Im ein
fachsten Falle deckt sich d e r D a m p f b e d a r f der Tur
bine mit dem H e iz d a m p f b e d a r f . Eine solche Kraft
m aschine ist am w irts c h a f tlic h s te n , weil d er Wärme
verbrauc h n u r w en ig m e h r als 8 6 0 kcal/kW h beträgt (Abb. 14). Reicht die A b d a m p f m e n g e der Turbine nicht aus, so m u ß f ü r die ü b e r w ie g e n d e n Wärmever
b r a u c h e r g e d r o s s e l t e r F r i s c h d a m p f zu g e se tzt werden.
Ü berste igt d a g e g e n die D a m p f m e n g e d e r Turbine den H e iz d a m p fb e d a r f, so l ä ß t sich d e r restliche Dampf in K o n d e n s a tio n s t u r b i n e n w e i t e r a usnutze n. Dieser Fall t r itt beispielsw eise bei H y d rie rw e rk e n ein (Abb. 15 u nd 16).
fouchges rornsärm er
Pumpe
öpe/seruasserbebä/Zer ' m /f CjasscbuZz
Abb. 13. Schaltbild einer Hochdruck-Entnahmeanlage.
E n t n a h m e b e t r i e b .
E n tn a h m e b e tr ie b ist n u r bei Axialturbinen m ö g lich, kann a b e r sow ohl bei K ondensations- als auch bei G eg e n d ru c k m a sch in e n A nw e n d u n g finden. Die A n za p fu n g e r f o lg t an e in e r o d e r m e hre re n Stellen, also in verschiedenen D ruc kstufen, so d aß der E n t nah m eb e trieb se h r a n p a s s u n g s f ä h i g ist. Die Leistung d e r E n t n a h m e t u r b in e h ä n g t von d e r E n tn a h m e d a m p f m e nge ab. Soll die Leistung u n a b h ä n g ig von der D a m p f m e n g e r e g e lb a r sein, so muß die fehlende L eistu n g im K o n d e n sa tio n ste il e r z e u g t werden. F ü r den Z ec henbe trieb k o m m t d a h e r im allgem einen nur E n tn a h m e - K o n d e n s a t i o n s t u r b i n e in Betracht
Abb. 15. Schaltbild einer Hydrierwerks-Kraftanlage mit Gegendruck- und Kondensationsbetrieb.
eine
(Abb. 13). Da sich bei m e h rfa c h e r Anzapfung die R e g lu n g sc hwierig ge s ta lte t, b e s c h rä n k t man sich auf
Wirtschaftlichkeit.
Ein Vergleich des W ä r m e v e r b r a u c h e s ein er Kon
d e n s a ti o n s tu r b in e n a n la g e ein sch ließ lich Kühlw asser- u n d S p e is e p u m p e n a r b e it f ü r v e r s c h ie d e n e F r is c h d a m p f zu s tä n d e (v o r d e r T u r b i n e bei d r e i s t u f i g e r Anzapf
v o r w ä r m u n g ) zeigt, d a ß sich beim Ü b e r g a n g von 40 atü u nd 480« a u f 52 a t ü u n d 5 0 0 ° ein W ä r m e gew inn von 2 o/o u n d bei W a h l von 100 atü u n d 500°
ein G ew in n von etw a 4 o/o erzielen lä ß t. H ierb e i ist
7. AUgusi i y o /
G l ü c k a u f
731angenommen, d a ß sich d e r T u rb in e n v v irk u n g s g r a d bei steigendem B e trie b s d ru c k ve rsc h le c h te rt. D u rc h die verschiedenen M ö g lic h k e ite n d e r Z w is c h e n ü b e r h it z u n g wird dieses E r g e b n is n ic h t w e s e n tli c h b e e in f lu ß t. Die wärmetechnische V e r b e s s e r u n g b e d e u te t je d o ch noch keine h ö h e r e G e s a m tw ir ts c h a f tli c h k e it. H i e r f ü r sind die A n la g e k o ste n m it e n ts c h e id e n d . Über diese herrschen die e i n a n d e r w id e r s p r e c h e n d s t e n A n s c h a u ungen. Die ein en v e r tr e t e n den S t a n d p u n k t , H ö c h s t druckanlagen seien n ic ht te u re r , ja s o g a r billige r als M itte ld ru c k a n la g e n ; a n d e r e b e h a u p te n , d a ß sich H ö ch std ru c k an la g en e t w a 1 0 - 2 0 o/o te u r e r stellen. Da sichere U n te r la g e n h i e r f ü r fehle n, sei m it S c h u l t 1 der um gekehrte W e g b e s c h r itte n u n d die w irtsch a ftlic h gleichwertige Ä n d e ru n g d e r A n la g e k o s te n f ü r 4o/0 Änderung des W ä r m e v e r b r a u c h e s in A b h ä n g ig k e it von den K ohlenkosten fe s tg e s te llt . F ü r Z e c h e n a n la g e n dürfte d e r W ä r m e p r e i s bei V e r t e u e r u n g von A b fa ll
brennstoffen e tw a 1 M / 106 kcal b e t ra g e n , bei V er
te uerung von F e in k o h le u n d a b g e s a u g t e m S ta u b rd.
1,50 M /106 kcal. U n t e r Z u g r u n d e l e g u n g d e r erst-
iooatü.
5 0 0 °
O O atü,.
¥ S O °
f t
O a m p fre rO ra u c ti • 0.5 a tu L O o r/v ä r/n e r .0 ,5 a tü
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Abb. 16. Schaltbild einer Hydrierwerks-Kraftanlage mit Anzapf- und Kondensationsbetrieb.
1 S c h u l t : D ie P l a n u n g v o n I n d u s t r i e k r a f t w e r k e n mit H e i z d a m p f a b g a b e , Stahl u. E ise n 57 (1937) S. 109.
g e n a n n t e n Z a h l d ü r f te n die A n la g e k o s te n f ü r eine H ö c h s t d ru c k a n l a g e bei 8 0 0 0 B e n u t z u n g s s t u n d e n n u r 8 M , f ü r ein M it te l d ru c k k ra ft w e r k bei 4 0 0 0 Be
n u tz u n g s s t u n d e n n u r 4 M h ö h e r li egen. F ü r 1,50 M ' je 106 kcal stellen sich die W e r t e u m 50o/0 h ö h e r.
D a die A n la g e k o s te n eines I n d u s t r i e k r a f t w e r k s bei e tw a 2 00 M jVSfJ liegen, k a n n m a n h ie ra u s f o lg e r n , d a ß beim rein e n K o n d e n s a t i o n s k r a f t w e r k d e r H o c h d r u c k d a m p f n u r in A u s n a h m e f ä ll e n w irtsch a ftlic h e Vorteile bietet. M i t te l d ru c k a n la g e n a rbe ite n im all
g e m e in e n w irtsc h a f tlic h g ü n s t i g e r . Die F r a g e d e r E i n f ü h r u n g des H o c h d r u c k d a m p f e s ist d a h e r von F a ll zu F all zu b e urte ile n.
A u s den v o r s te h e n d e n A u s f ü h r u n g e n g e h t also hervor, d a ß die Z u rü c k h a l t u n g d e r Z echen g e g e n ü b e r dem H o c h d r u c k d a m p f b e g r ü n d e t g e w e s e n ist. D u rc h die A n g lie d e r u n g von chem ischen W e r k e n h a b e n sich a lle r d in g s die V o rb e d in g u n g e n f ü r die E i n f ü h r u n g d es H o c h d r u c k d a m p f e s g r u n d l e g e n d zu seinen G u n s te n g e ä n d e r t .
Z u s a m m e n f a s s u n g .
N ach k u r z e r D a r l e g u n g d e r E n tw ic k lu n g des H o c h d ru c k d a m p f b e tr ie b e s in D e u ts c h la n d w ird die E in s t e ll u n g des B e rg b a u s ge k e n n z e ic h n e t, d e r aus v ersc h ie d e n e n G r ü n d e n z u n ä c h s t Z u rü c k h a l t u n g b e w iesen, sich je d o c h schon f rü h z e it ig die V orteile des M it te l d r u c k d a m p f e s bis zu e t w a 40 at z u n u tz e g e m a c h t hat. Die th e o re tis c h e n A b h a n d lu n g e n zeigen, d a ß fü r K o n d e n s a tio n s a n la g e n o h n e Z w i s c h e n ü b e r h it z u n g die G r e n z e d e r A n w e n d u n g s m ö g l ic h k e it bei e t w a 52 a t u n d 500° an d e r T u rb i n e liegt. F ü r V o rs c h a l ta n l a g e n g i l t d asselbe . Die V orteile d e s H o c h d r u c k d a m p f e s k o m m e n e r s t beim G e g e n d ru c k b e t r ie b zu v oller G e lt u n g , w o f ü r auc h A n la g e n ü b e r 52 a t u n d 5 0 0 ° w ir ts c h a f tlic h sind. V o r a u s s e t z u n g is t e in e M a s c h i n e n g r ö ß e v on m e h r als 1 0 0 0 0 k W bei ziemlich g le ic h m ä ß i g e r B e la stu n g .
Die Ausgestaltung der Unfallverhütungsarbeit im Ruhrkohlenbergbau.
Von Bergassessor Dr.-Ing. K. B a x , Duisburg.
( S c h lu ß .) Die Stellung des Unfallinspektors im Betriebe.
Der U n fa lli n s p e k to r g r e i f t m it se in em A r b e i t s bereich in die Z u s t ä n d i g k e i t u n d V e ra n t w o r tli c h k e it verschiedener S tellen d e r b e s te h e n d e n B e t r i e b s o r g a n i sation ein. V o r allem m ü s s e n sein e D ie n s tv o llm a c h te n g eg e n ü b er d e n e n d es B e t r i e b s f ü h r e r s g e n a u a b g e grenzt sein. U n e r lä ß lic h ist, d a ß eine m it e i n e r so wichtigen A u fg a b e w ie d e r U n f a l l v e r h ü t u n g h a u p t amtlich b e t ra u te Stelle auc h m it d e n n o t w e n d i g e n Befugnissen a u s g e s t a t t e t w ir d . S e lb s t v e r s tä n d lic h m u ß dem U n fa llin sp ek to r d e n B e r g l e u te n u n d d e n u n te r n A ufsichts personen g e g e n ü b e r die A n o r d n u n g s g e w a l t des unm ittelbaren V o r g e s e t z t e n z u s te h e n . D em B e triebsführer als d e r le ite n d e n A u f s i c h t s p e r s o n g e g e n über ist eine A b g r e n z u n g d e r Z u s t ä n d i g k e i t v o r allem deswegen schw ierig, w eil d a b e i w e n i g e r d e r a l t h e r g ebrachte A ufbau d e s A u f s i c h t s d i e n s t e s als m a ß gebend gelten d a r f als v ie lm e h r die v e r ä n d e r t e n E r forde rnisse d er n e u g e s c h a f f e n e n u n d ta tsä c h lic h e n Lage des G r u b e n b e t r ie b e s .
Das Allgemeine B e r g g e s e tz f ü r die P r e u ß is c h e n Staaten vom 24. Juni 1865 in s e in e r u r s p r ü n g l i c h e n
F a s s u n g h a t die g e s a m t e u n d a u s sc h lie ß lic h e V e r a n t w o r t u n g f ü r d e n G r u b e n b e t r i e b d em B e tr i e b s f ü h r e r aufe rle gt. D ie s e r Z u s t a n d e r f u h r eine Ä n d e r u n g d u r c h die B e rg g e s e tz n o v e lle vom 28. Juli 1 9 0 9 ; a b e r auch die T a t s a c h e , d a ß d e r G e s e t z g e b e r d a r in ein E i n g r i f f s re c h t u n d eine A u fs i c h ts p fli c h t d e s B e r g w e r k s b es itz ers, s e in e s g e s e tz lic h e n V e r t r e t e r s u n d aller P e r s o n e n a n e r k e n n t, die d e n A u f s i c h ts p e r s o n e n , also a uc h d e m B e tr ie b s f ü h r e r , v o r g e s e t z t sin d, s c h r ä n k t d e s s e n g r u n d s ä t z l i c h e H a n d l u n g s p f l i c h t u n d G e s a m t v e r a n tw o r tl ic h k e it f ü r d e n G r u b e n b e t r i e b n ic ht ein.
H in sic h tlich d e r I n n e h a l t u n g d e s B e tr ie b s p la n e s so w ie d e r g e s e tz lic h e n u n d auf G r u n d d e s G e s e tz e s e r g a n g e n e n V o r s c h r ift e n u n d A n o r d n u n g e n s in d d ie d e n A u f s i c h ts p e r s o n e n V o rg e setzte n » h ö h e rn B e t r i e b s be a m te n « n u r v e r a n tw o rtl ic h , s o w e i t sie d u r c h ihr e t w a ig e s E in g r e if e n g e g e n d e n B e tr ie b s p la n o d e r die g e s e t z m ä ß i g e n B e s ti m m u n g e n v e r s t o ß e n o d e r die A u f s ic h t s p e r s o n e n an d e r E r f ü ll u n g ih r e r ges etz lic h en P flich t h i n d e r n . D en h ö h e r n B e t r i e b s b e a m t e n w ir d a l s o k ein e a l lg e m e in e H a n d l u n g s p f l i c h t a u f e r l e g t ; n u r f ü r d e n F all, d a ß die b e id e n a n g e f ü h r t e n b e s o n d e r n
T a t b e s t ä n d e vorliegen, b e g rü n d e t das Gesetz eine V e r a n t w o r t u n g für die h ö h e r n Betriebsbeamten. Zur A u s
ü b u n g e in e r Aufsichts pflicht sind die höhern Betriebs- 'beam ten n u r dann verpflichtet, w en n sie entweder von einer V erletzung des Betriebsplanes u nd der g e s e tz m ä ßigen B e stim m unge n w issen, o d e r wenn ihnen ihre tatsächli che Stellung zum Betrieb im Rahmen der ihnen ü b e r tr a g e n e n G eschäfte die Ausübung einer A ufsichtspflicht auferlegt. Die bew egende Kraft des G r u b e n b e t rie b e s ist dem nach auch heute noch der Be triebsführer, denn er nim m t unte r allen P ersonen, denen ein stetiges H andeln und eine auf keinerlei Sonderfälle beschränkte V erantwortlichkeit gesetzlich aufe rle gt sind, die erste Stelle ein.
Indem die Berggesetznovelle von 1909 ein Ein
gr iff sr e c h t un d eine g ew isse M itv e r a n tw o r tu n g h ö h e r e r Betriebsstellen einführte, entspra ch sie der durch das A nwachsen der Zechen zu G roßbe triebe n e n ts ta n d e n e n N otw endig keit, eine E n tla stung des Be
tr ie b s fü h r e r s zu ermöglichen, da dessen Arbeitsgebiet für eine einzelne P erson häufig u n ü b e r s e h b a r g e w o rd e n war. Nach und nach folgte eine Aufteilung des Geschäftskreises, den vorher der B etriebsführer allein verw altet hatte. Alle Aufgaben, die nicht zu der eigentlichen technischen B e triebsführung gehören, gingen an ande re Stellen über, wie die Anstellung der Aufsichtspersonen, die An- u nd A blegung der B e rg leute, die D u rc h fü h r u n g der allgemeinen sozialen A u f gab e n sowie schließlich alle Geschäfte, die von V e r w altungsste lle n ü b ern o m m en w e rd e n konnte n. Die N otw endigkeit, den ges am ten B e trieb s v o rg a n g von la nger H a n d vorzubereiten und ihn in allen E in zel
heiten nach betrieblichen, technischen u n d w ir ts c h a f t
lichen G e sichtspunkten zu regeln, haben w eiterhin dazu g efü h rt, d aß der B e trie b s fü h re r auch in g r u n d legenden F ra g e n d er eigentlichen B e trieb s fü h ru n g , wie bei d e r F estlegung des allgem einen G ru b e n z u sc h n itts un d bei der A u sarb eitu n g des Betriebsplans, in dem die A b b a u f ü h ru n g sowie der Einsatz d e r verschiedenen maschinenm äßigen Hilfsmittel f ü r Abbau u n d F ö r d e ru n g bestim m t w e rd en , von der M itw irk u n g an d e r e r leitender Stellen abhä ngig g e w o r d e n ist. Dem nach liegt auch in rein bergm ä nnisc hen F ra g e n von g r u n d sätzlicher B edeutung die E n tsc heidung nicht m ehr bei ihm. Seine selb ständige A n o rd n u n g s g e w a lt ist im wesentlichen auf die A u sü b u n g der betrieblichen O b e r au fsicht u nd das B e stim m u n g srec h t in den o r g a n i sa torische n T a g e s f ra g e n des eigentlichen G r u b e n betriebes sachlich b eg re n zt w o rd e n , dabei aber seine V e rantw ortlichke it für die G esa m th e it des Betriebes ungeteilt geblieben. Dies gilt vor allem hinsichtlich d e r S icherheitsfragen, die sich nicht durch die Einzel
en tsch ließ u n g e n des Augenblicks lösen lassen, so nde rn von v o rn h erein bei den E rw ä g u n g e n über die G e sa m to r g a n is a ti o n g e re g e lt w e rd e n müssen.
A u ß e rd e m kann der B e trieb s fü h rer g r o ß e r Z e c h e n an lagen auch räumlich in seiner A n o rd n u n g sb e fu g n is d e r a r t e i n g e sc h rä n k t sein, d a ß er eine V e ra n t w o r tu n g f ü r w ich tig e M a ß n a h m e n der Betriebssicherheit nicht m e h r zu ü b e rn e h m e n verm ag. So ist z. B. bei G r o ß sc h ac h tan lag e n d e r Betrieb u n te r t a g e vielfach in zwei selb stä n d ig e A bteilungen aufgeteilt w o rd e n , von denen jede einem b e s o n d e r n B e trie b s fü h re r u nte rsteht. Die A nlage f ü r die B e w e tte r u n g beider A bteilu ngen ist jedoch g e m e in s a m u nd m uß als G an z es ü b erw ac h t w e r d e n . D a sich aber die Z u s tä n d ig k e it eines jeden B e trie b s fü h re rs auf den ihm z uge w iesene n räumlich
a b g e g ren z ten G ru b e n te il b e s c h r ä n k t, b e s te h t ein Be
s tim m u n g s r e c h t in F r a g e n d e r G e s a m tw e tte rf ü h r u n g für keinen von beiden. Sachlich g e h ö r t jedoch das für die B e käm pfung d e r U n f a llg e f a h r e n ü b e ra u s wichtige A ufg a b en g e b ie t d e r W e t t e r f ü h r u n g zum G eschäfts
kreis des B e trie b s fü h re rs , d e r auch die V eran tw o rtu n g d a f ü r trä g t. A lle rdings ist a u f G roßsc hac hta nlage n d urchw eg die S tellu n g eines den B e triebsführern Vor
gesetz te n B e trie b s d ire k to r s o d e r Betriebsin spektors gescha ffen w o rd e n , d e r d en B e trieb als G anzes über
schaut. D ieser b ed a rf je d o c h als h ö h e r e r Betriebs
be a m te r nicht d e r b e r g b e h ö r d li c h e n A nerkennung; er hat ein E in g riffsrec h t, a b e r keine Han dlu ngspflicht im Sinne des § 76 Abs. 1 A B G . M it d e r Ausübung einei reinen A ufsichtspflicht, die sich hinsichtlich des
§ 76 Abs. 2 Z if fe r 4 A BG . o h n e h in auf P ersonen be
schränkt, lä ß t sich in d e ssen eine Aufgabe, die ein p rak tisch e s H a n d e ln e r f o rd e r t , n ic h t bewältigen. Auch schließt se ine g es etz lic h e V e r a n t w o r t u n g die des Be
tr ie b s f ü h r e r s nicht aus. Es e r g i b t sich also, daß sich E n tsc h lie ß u n g sfre ih e it u n d V e r a n t w o r tu n g s p f lic h t des B e tr ie b s fü h r e r s nicht m e h r decken, d a die erste be
s c h rä n k t w o rd e n u n d die zw e ite u n v e r ä n d e r t geblieben ist. D e r B e trie b s fü h r e r ist so m it ü b e r d a s Maß seiner tatsächlichen A n o r d n u n g s g e w a l t h in a u s mit Verant
w o r t u n g belastet.
Diesen W i d e r s p r u c h h a t m a n n ic ht beabsichtigt u n d nicht einmal übera ll e r k a n n t. Er b e ru h t auf dem v e rsc hiede nen S ch r ittm a ß , in d e m einerseits die Ent
w icklung des G r u b e n b e t r i e b e s u n d anderseits die N e u f o r m u n g des A u f s i c h ts w e s e n s fortge sc hritten sind.
Auf kleinen Z echen m a c h t sich dies u n t e r Umständen noch nicht g elten d , u n d auf g r o ß e m tr i t t es um so s tä rk e r h ervor. W o h l se lte n w e r d e n d a r a u s unmittel
b a r bedenkliche F o lg e n f ü r die Betriebssicherheit er
w a c h sen , denn die v e r s c h ie d e n e n Stellen der Zeche arbeiten in g e g e n s e itig e r H ilf s b e r e its c h a f t Hand in H a n d . I h r Z u s a m m e n g e h ö r ig k e i ts g e f ü h l beru h t nicht n u r auf dem B e w u ß tse in , d e rs e lb e n O b e rle itu n g unter
stellt zu sein, s o n d e r n v o r allem auch auf der W erks
und L eistu n g sg e m e in sc h a ft. Es b e d a r f a b e r nicht erst d e r T a ts a c h e , d a ß eine G e f ä h r d u n g des Betriebes aus dem W i d e r s p r u c h im V e r h ä l tn is von Zuständigkeit u nd V e r a n t w o rtli c h k e it ein e r D ie n s ts te lle an mehr o d e r w e n ig e r s c h w e r w ie g e n d e n F o lg e n nachgewiesen w e r d e n k a n n ; schon die M ö glichke it, d a ß ein solcher W i d e r s p r u c h zu U n z u tr ä g lic h k e ite n zu f ü h r e n vermag, r e c h tfe r tig t die F o r d e r u n g nach e i n e r den veränderten V e rhältnisse n e n t s p re c h e n d e n N e u o r d n u n g .
Es gilt d e m g e m ä ß , n ic ht n u r die verschiedenen G e sc h ä ftsk re ise klar g e g e n e i n a n d e r abzugrenzen, so n d e rn auch in n e rh a lb je d e r D ie n s tste lle das Maß von Z u stä n d ig k e it, A n o r d n u n g s b e f u g n i s u n d V erant
w ortlic hkeit in E in k la n g zu b rin g e n . Die A n o rd n u n g s b efugnis u nd V e r a n t w o r tli c h k e it des B etriebsführers d ü rfe n jedoch nicht d a d u r c h e i n a n d e r angeglichen w e rd e n , d a ß m an ihm die g r o ß e m V o llm a c h te n zurück
gibt, denn die se sind ihm n u r d e s h a lb genom men w o rd e n , weil e r sie bei d en v e r m e h r t e n Aufgaben, wie sie d e r neuzeitliche G r u b e n b e t r i e b m it sich bringt, nicht m e h r in vollem M a ß e zu e r fü lle n v erm a g . Die E n tw ic k lu n g h a t seine a u f e i g e n e r E n ts c h lie ß u n g s f r e i
heit b e r u h e n d e T ä t ig k e i t z w a n g s w e is e sachlich u n d bis
weilen auch räum lich e i n g e s c h r ä n k t. Die L eitung des G ru b e n s ic h e rh e i ts w e s e n s nach d e n d a r g e l e g t e n G r u n d sätzen g e h t d a h e r ü b e r d a s A rb e its v e r m ö g e n des Be
t r ie b s f ü h r e r s hin aus.
7. A u g u s t i y j v G l ü c k a u f 733
Die d a m it b e t r a u t e Stelle m u ß ü b e r eine w e ite r - geliende A n o r d n u n g s b e f u g n i s v e r f ü g e n , als d em Be
trie bsführer h e u t e bei d e r E in s c h r ä n k u n g se in es A u f gabe ngebiete s z u z u s te h e n p f le g t ; sie b e d a r f auc h eines freiem Überblicks ü b e r den g e s a m t e n P flic h te n k re is, als ihn d e r B e t r i e b s f ü h r e r h a t, d e r von B e t r i e b s aufgaben b e a n s p r u c h t w ir d , d a h e r n ic ht im m e r zur Beherrschung d e r sich s t ä n d i g m e h re n d e n w i s s e n schaftlichen V o r a u s s e t z u n g e n g e l a n g t u n d sich auch
•nur selten ü b e r d a s auf ä n d e r n Z ec h en G e p la n te , Versuchte u n d B e w ä h r te r e g e lm ä ß ig u n d e i n g e h e n d unterrichten kann. D e s w e g e n d a r f d e r m it d er Leitung des g e s a m t e n G r u b e n s i c h e r h e i t s w e s e n s b e traute U n fa llin s p e k to r d em B e tr i e b s f ü h r e r n ic h t u n t e r stellt sein, s o n d e r n m u ß die M ö g lic h k e it h ab e n , alles zur Lösung d e r le b e n s w ic h tig e n S ic h e rh e its f r a g e E r forderliche auch d em B e t r i e b s f ü h r e r g e g e n ü b e r d u r c h zusetzen. E n ts p r e c h e n d u n t e r s t e h e n ih m in s ic h e r heitsdienlichen A n g e le g e n h e ite n die ä n d e r n A u fs i c h ts personen. Er ist d e r f ü r ein S o n d e r g e b ie t b e r u f e n e Hilfsarbeiter des Z e c h e n le ite r s , als d e s s e n V e r t r e t e r er in allen die S ich e rh e it b e t r e f f e n d e n F ra g e n zw ingende A n o r d n u n g s g e w a l t hat. N u r so v e r m a g er über die bisher g e ü b t e W a h r u n g d e r b e t ri e b s s i c h e r - heitlichen Belange w ä h r e n d des A rb e its a b la u fs h in a u s einer als u m f a s s e n d e S o n d e r a u f g a b e b e tri e b e n e n U nfallverhütung g e r e c h t zu w e r d e n .
Innerhalb dieser R e g lu n g , d u r c h die ein v e r antwortlicher Leiter f ü r d a s g e s a m t e S ic h e rh e its w e s e n berufen wird, k a n n k e i n e s w e g s a u f die M i t w i r k u n g und V eran tw o rtlich k e it d e s B e tr ie b s fü h r e r s u n d d e r ihm u nte rstellten B e tr ie b s b e a m te n bei d e r U n f a ll
v erhütung v erz ich tet w e r d e n , a b e r es ist ein w e s e n t licher U n te rsc h ie d , in w e lc h e r A rt d e r U n f a lli n s p e k to r auf der einen u n d die A u fs i c h ts p e r s o n e n auf der ändern Seite u m die G r u b e n s i c h e r h e i t b e m ü h t sind.
D e r U n f a lli n s p e k to r b e s c h ä f ti g t sich m it d em S ic h e rh e itsw e se n als ein em g e s c h lo s s e n e n G e s a m t gebiet u n d b e s tim m t d e s s e n allgem eine A u s ric h tu n g . N achdem e r sc h o n bei d e r A u s a r b e i t u n g des B e t r i e b s planes sic h e r h e itlic h e G r u n d s ä t z e a u f g e s te l lt h a t, g ib t er w e it e r h in w ä h r e n d des B e tr ie b s a b la u fs allgem eine praktische S ic h e rh e its v o r s c h ri fte n , tr i f f t f ü r den ganzen B e trieb g e l te n d e B e s ti m m u n g e n hinsichtlich der A n w e n d u n g v on S ch u tz m itteln u n d S c h u tz verfahren, ste llt f ü r die einzelnen B e tr ie b s p u n k te , w ie für F a h r - u n d F ö r d e r w e g e , S tre b u n d S tre c k e n v o rt ri e b , besondere S ic h e rh e its re g e ln z u s a m m e n u n d sc h en k t endlich den B e tr ie b s p u n k te n , in d e n e n g r ö ß e r e G e fährdung zu e r w a r t e n ist, se ine b e s o n d e r e A u f m e r k samkeit, wobei e r seine bis ins kleinste g e h e n d e n Be
obachtungen s o r g f ä lti g a u s w e r t e t.
Innerhalb die ses G e s c h ä f ts b e r e ic h e s ist d e r U n f a l l inspektor d a f ü r v e r a n tw o r tl ic h , d a ß d a s S ic h e r h e its wesen in der G r u b e d a u e r n d auf d em S ta n d e d e r neusten E r k e n n tn is s e u n d E rr u n g e n s c h a f t e n g e h a lte n wird. Er kann nic ht f ü r d en einzelnen U nfa ll als z u fälliges G eschehnis e in s te h e n , a b e r e r m u ß nac h w eis en , daß er in allg em ein e r H in s ic h t alles v e r a n l a ß t hat, um dera rtige Unfälle an d e m b e t r e f f e n d e n O r t zu v e r hüten. W e ite rhin ist e r d a f ü r v e r a n tw o r tl ic h , d a ß vor allem an den B e tr ie b s p u n k te n , die h ä u f ig e r von U n fällen betroffen w o r d e n sin d , b e s o n d e r e M a ß n a h m e n zur A u ffin d u n g u n d A b s te llu n g d e r letzten U n f a ll
ursachen erg r iffe n w e r d e n .
D e m g e g e n ü b e r s e h e n die A u f s i c h t s p e r s o n e n ihre V e rantw ortlichke it hin sich tlich d e r G r u b e n s i c h e r h e i t
r äum lich auf d e n ihne n z u g e w ie s e n e n A u fsic h ts b e r e ic h bes ch rän k t. I n n e r h a lb dieses Bereic hes v e r a n t w o r t e n sie auch n ic ht den G r u n d s a t z u n d die Z w e c k m ä ß i g k e it d e r allg e m e in e n sic herheitlic hen V o r k e h r u n g e n u n d A n w e is u n g e n , s o n d e r n n u r ihre g e w i s s e n h a f t e D u r c h f ü h ru n g . W e i t e r h i n t r a g e n sie bei d e r A u s ü b u n g ih r e r A u fsic h ts p flic h t in so f e r n zu r U n fa llv e r h ü t u n g bei, als sie solche M a ß n a h m e n tr e f f e n , die sich, ü b e r den R a h m e n d e r auf d a s G a n z e g e r ic h te te n V o r s c h r if t e n von B e r g b e h ö r d e u n d U n f a lli n s p e k to r h i n a u s g e h e n d , auf E inzelheiten w ä h r e n d des A rb e i t s v o r g a n g s e r s trec k en u n d d a h e r n u r v on d e r u n m i tte lb a r e n B e t r ie b s a u f s ic h t b e d a c h t w e r d e n k ö n n e n . So erte ile n sie ihren L eu ten die w ä h r e n d d es A rb e its a b la u fs e r fo rd e rlich e n B e le h ru n g e n u n d V e r h a l t u n g s m a ß r e g e l n , m a che n sie a u f G e f a h r e n des A u genblicks a u f m e r k sam u n d ü b e rw a c h e n g e f ä h r li c h e r e A r b e its v o r g ä n g e b e s o n d e r s g e w is s e n h a f t .
Im G r u n d e e r f ä h r t die S tellu n g des B e tr i e b s f ü h r e r s d u r c h die se R e g lu n g keine E in s c h rä n k u n g . E r ü b t den Teil s e in e r b is h e r i g e n O b lie g e n h e ite n w e it e r aus, auf den ih n die E n tw ic k lu n g d e r Z e c h e n zu G r o ß a n l a g e n b e s c h r ä n k t hat. D azu g e h ö r t auch die S o rg e f ü r die B e trieb s sich e rh eit, s o w e i t ihr d u r c h A u s ü b u n g der B e tr ie b s a u f sic h t e n t s p r o c h e n w e r d e n k an n . E r v e r a n t w o r t e t die D u r c h f ü h r u n g d e r b e r g b e h ö r d li c h e n V o rs c h r ift e n in dem M a ß e , w ie sie v on s e in e r A u f s ic h tsp flic h t a b h ä n g t, so w ie die B e rü c k s ic h tig u n g der im B e tr ie b s a b la u f o d e r d u r c h E rt e il u n g b e trie b lic h e r A n w e is u n g e n e n t s t e h e n d e n S ic h e r h e its e r f o r d e r n is s e im R a h m e n des Z w e c k m ä ß i g e n . In B e s p r e c h u n g e n mit d em U n fa lli n s p e k to r se tz t e r sich auc h f ü r w e i t e r e V e r b e s s e r u n g e n ein, a b e r die u m fa n g r e i c h e n V o r a rb e ite n , die s te ts v on n e u e m zu leisten sind, w ie die A u s w e r t u n g d e r U n fa lls t a ti s tik f ü r die E r f o r d e r n i s s e des p ra k ti s c h e n B e trieb e s, die Z u s a m m e n f a s s u n g aller b e r g b e h ö r d li c h e n V o rs c h rift e n f ü r d a s e inze lne B e t r ie b s o rt , d a s e in g e h e n d e V e rfo lg e n des S c h r ift tu m s , d a s V erg le ic h e n d e r t h e o r e tis c h e n A n r e g u n g e n m it d en p r a k ti s c h e n G r u b e n v e r h ä l t n i s s e n s o w ie die Ü b e r p r ü f u n g von n e u e n M ö g lic h k e ite n d u r c h V e rsu c h e , b e s o r g t d e r U n f a lli n s p e k to r allein. W e n n d ie sem auch die F ü h r u n g auf d e m G e b ie te d e r U n f a l l b e k ä m p f u n g z u k o m m t, so w i r d d a d u r c h die S tellu n g d e s B e t r i e b s f ü h r e r s doch n ic h t e in g e e n g t. Z u d e n b e r g b e h ö rd li c h e n V o rs c h rifte n , die d e r B e t r i e b s f ü h r e r zu b e a c h t e n hat, t r e t e n n u r w e it e r e , zusätzliche d e r Z e c h e n l e it u n g , die vom U n f a l l i n s p e k t o r g e g e b e n w e r d e n . F ü r eine g e d e i h liche Z u s a m m e n a r b e i t z w is c h e n U n f a lli n s p e k to r u n d B e tr ie b s f ü h r e r b ü r g t die A b h ä n g i g k e i t b e i d e r vo n der Z e c h e n le itu n g , die auf eine r e ib u n g s l o s e A b w ic k lu n g des in G e m e in s c h a f t s a r b e i t g e s c h a ff e n e n B e tr ie b s p la n e s b e d a c h t ist.
In w e lc h e r W e is e B e t r i e b s f ü h r e r u n d S te ig e r auch w e ite r h in f ü r die U n f a lls i c h e rh e it d e s B etriebe s v e r
an t w o r tl ic h sind, e r g i b t sich a u s d e r A b g r e n z u n g ih r e s A u f g a b e n b e r e ic h s g e g e n ü b e r d em des U n f a l l i n s p e k to r s , w ie sie bei d e r b e h ö r d li c h e n U n f a l l u n t e r s u c h u n g in E r s c h e in u n g tritt. Bei ein em Unfall, b e isp ie lsw e is e d u r c h S teinfall im S treb, u n t e r s u c h t die B e r g b e h ö r d e , w ie im m e r , z u n ä c h s t d e n U n fa llh e r g a n g . D a n n s u c h t sie die U n f a llu r s a c h e f e s tz u s te lle n u n d e r ö r t e r t dabei v o r allem die F r a g e eines V e r s a g e n s d e s V e r u n g lü c k te n o d e r d r i t t e r P e r s o n e n . Sie p r ü ft, ob d e r S te i g e r fü r die D u r c h f ü h r u n g d e s B e tr ie b s p la n s u n d d e r b e r g b e h ö r d l i c h e n V o rs c h r if t e n g e w i s s e n h a f t S o rg e g e t r a g e n h a t. D ie s e r m u ß f e r n e r n a c h w e is e n , d a ß er