Teknisk tidskrift 1923

184

TEKNISK TIDSKRIFT

16 juni 1923

vanligen i form av trådspiraler av kromnickel upplindade på eternit, som skjutits in i eldrören på en vanlig panntyp. På detta sätt kan man göra en och samma panna användbar för alternerande drift med elektrisk energi och bränsle. Lågspänningspannor användas i stor utsträckning för värmeledningar och dylika smärre ändamål.

Kostnaden för transformeringen av den elektriska energien, särskilt då det gäller stora kraftbelopp, gör det önskvärdt att omsätta högspänd energi direkt i värme i ångpannorna. Detta har ledt till de s. k. elektrodpannorna, i vilka vattnet självt får utgöra motstånd för strömmen. De tre tilledningarna för högspänning föras in i pannan genom porslinsinföringar av speciell konstruktion, och tre vanligen cylindriska elektroder av lämplig metall hänga ned i pannans vattenrum. Reglering av effekten kan ske antingen så, att elektroderna äro höj- och sänkbara, varvid den vattenberörda elektrodytan varieras (vilket även kan ske genom varierat vattenstånd) eller ock så, att oledande regleringscylindrar av åtskilligt större diameter än elektrodernas förskjutas omkring dessa i längdriktningen, varvid det elektriska ledningsmotståndet i strömmens väg genom vattnet regleras. Många olika varianter av dessa sätt äro i bruk.

Även mellanting mellan nu berörda elektrodpannor och metallmotståndspannor hava utförts i många former, varvid metallmotstånd byggts in i vattenrummen.

För stora kraftbelopp hava elektrodpannorna i konkurrensen behållit platsen. En av de svårigheter av allvarligare slag, som yppat sig har varit föränderligheten i vattnets elektriska ledningsmotstånd. Detta kan nämligen variera från över 30 000 ohm per centimetertärning ned till mindre än 1 000 ohm. Kraven på reglerbarhet bliva under dessa förhållanden mycket stora, då ju effekten utan reglering vid oförändrad spänning är omvändt proportionell mot spec. motståndet i vattnet. Detta sjunker med stigande salthalt, vilken i sin tur ökar, så länge ingen utblåsning förekommer. Det blir då i en elektrodpanna förr eller senare nödvändigt att verkställa utblåsning och inmatning av renare vatten endast för att hålla effektförbrukningen inom tillåten gräns, vilket naturligtvis är förenat med värmeförlust. Dessa svårigheter har Stålhane praktiskt taget övervunnit i den (av Volta tillverkade) nya vattenstrålpannan, i vilken det elektriska motståndet utgöres av en eller flera vattenstrålar per fas i pannans ångrum. Effekten regleras här genom ändring av matarvattnets salthalt. Förlusterna i en elektrisk ångpanna utgöras av utblåsningsförlust, utstrålningsförlust och matarpumpsförlust. Dessa kunna emellertid begränsas ända därhän, att en totalverkningsgrad av 97 å 99 % uppnås.

Det är helt naturligt, att elektriska ångpannor för tillgodogörande av elektrisk överskottsenergi redan kommit till riklig användning. Såsom exempel kan nämnas ett pappersbruk i västra Sverige, som installerat 7 st. elektriska pannor å 22 000 kW. Den personalbesparing, som därigenom ernåtts, då varken eldare eller kollämpare behövas, uppgår till 17 man. Ett annat exempel på användning av elektrisk ångpanna utgör Stockholms elektricitetsverks Värtaverk. Man har där tidigare hållit fyr i 4 å 5 ångpannor för att i händelse av driftstörning å kraftledningen från Untra hastigt få i gång reservmaskineriet. Numera står en elektrisk panna om 2 000 kW ständigt under tryck, och ånga tillföres från denna panna till förutnämnda ångpannor, vilka sålunda tjänstgöra såsom ångackumulatorer. En betydande kolbesparing har ernåtts härigenom. Likartat är förhållandet vid flera andra elektricitetsverk. I kombination med ångackumulering är det enkelt att ordna en anläggning för utnyttjandet av överskottskraft mellan topparna i belastningskurvan. Såsom exempel på en pannanläggning för utnyttjandet av över-

loppsenergi hos abonnent kan nämnas Saltsjökvarnen i Stockholm. Här är en lågspänningspanna uppställd i parallell med koleldade pannor, och tillförseln av elektrisk energi regleras efter signal från kvarttimmemätare.

Vid försäljning av överskottsenergi för användning i elektriska pannor förekommer det understundom, att kraftpriset sättes såsom en funktion av rådande kolpris. Man har härvid utgått från den rationella grunden, att köpare och säljare böra dela den besparing lika, som uppstår genom användandet av överskottskraft i stället för kol. Stålhane uppger, att f. n. disponibel överloppsenergi vid vårt lands samtliga kraftverk skulle uppgå till ungefär 1 milliard kilowattimmar per år, en siffra som synes mycket sannolik i jämförelse med totalproduktionen, 2,4 milliarder kilowattimmar. I utbyggda vattenkraftstationer skulle alltså f. n. tillgodogöras c:a 70 % av det vatten, som kan tagas genom turbinerna. Om hela överskottsenergien kunde tillgodogöras i ångpannor, skulle därigenom inbesparas c:a 170000 ton stenkol per år. Såsom bevis för, att vi äro på väg mot detta mål, kan anföras, att flera mellansvenska bruk för närvarande utföra stora pannanläggningar, ett av dem med automatisk reglering av effekten för utnyttjandet av överskottsenergi.

Motståndsmaterial.

I det föregående har framhållits, att elektrifiering av industriens ugnar kan ske, först sedan ett lämpligt motståndsmaterial utexperimenterats, med vilket man utan nämnvärd avbränning och utan höga kostnader för materialet kan nå temperaturer av åtminstone 1 500°. För närvarande är läget på detta område ungefär följande.

För temperaturer upp till omkring 1 ooo° och möjligen ett par hundra grader däröver använder man med fördel kromnickeltråd. Vid högre temperaturer blir denna emellertid opålitlig, och det är här behovet av ett nytt material särskilt kommer in. Beroende på avkylningsförhållandena erfordras i brukliga motstånd minst 0,05 kg och högst 0,3 kg kromnickeltråd för varje kilowatt, som omsättes i värme. Kromnickeltråd kostar per kg 20 kr. för grövre diametrar, upp till 30 kr. för de klenaste brukliga dimensionerna. Kostnaden för själva motståndsmaterialet ligger alltså mellan gränserna 1 kr. och 9 kr. per kW effekt. Kromnickel smälter vid lägre temp. än 1 500° C och kan redan av detta skäl icke praktiskt användas för en resulterande temperatur i ugnsrummet av detta värde. De metaller med högre smältpunkt som finnas, äro för dyrbara att kunna användas annat än för laboratorieugnar.

Man har därför sökt efter andra material. Redan för 20 år sedan var man på det klara med, att metalloxider äro ledande vid hög temperatur (ledare av 2:dra klass) med avtagande motstånd vid stigande temperatur. Såsom exempel kan nämnas zirkonoxid och magnesiumoxid, vilka på sin tid användes som ledare i Nernstlamporna. Metalloxider såsom ledare hava emellertid två stora olägenheter; dels äro de oledande i kallt tillstånd och »starta» därför icke själva när spänningen släppes på; dels avtar motståndet som nämnt — i motsats mot metallernas, som växer med stigande temperatur. Följden härav är, att ett motstånd av en 2:dra klass ledare, sedan det väl blivit uppvärmt, vid konstant spänning med stigande temperatur förbrukar allt mera ström, tills antingen jämvikt nås mellan värmeavgivning och energiförbrukning, eller ock det hela smälter. Att använda en ledare av 2idra klass som motståndsmaterial i en ugn stöter alltså på stora svårigheter, och har såvidt författaren bekant ej försökts i industriell skala.

Kol och karbider äro ledande redan i kallt tillstånd men likna 2:dra klass ledarna så tillvida, att temp.- koefficienten är negativ (motståndet avtar vid stigande temperatur). Detta gäller dock icke grafit, som har svagt positiv