»Rauch­gas und Schorn­stein­aus­wurf – Teil 2

4. April 2020 | Von | Kategorie: Statistiken und Konferenz-Protokolle

Auf db58 haben wir schon ver­schie­dene Punkte der Rauch- und Staub­ent­wick­lung durch den Dampf­be­trieb beleuch­tet – erin­nert sei z. B. an den Bei­trag über den Ein­satz ame­ri­ka­ni­scher Kohle.

Im Jahr 1959 wurde eine große interne Unter­su­chung ver­öf­fent­licht, die durch einen Bun­des­tags­be­schluss vom 4. Juli 1956 zur „Rein­hal­tung der Luft“ initi­iert wurde.

Rauch­gase und Schorn­stein­aus­wurf

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Teil II

Für die Dampf­lok ins­ge­samt gibt die jähr­lich ver­brauchte Koh­len­menge die Grund­lage für einen glo­ba­len Über­blick. Aus jedem Kilo­gramm Kohle ent­ste­hen 13,0 Nm³. Aus Mes­sun­gen an Loko­mo­tiv­rauch­ga­sen ist bekannt, dass 1 Nm³ Rauch­gas 2,3 g Asche, Ruß und Staub (im fol­gen­den kurz Staub genannt) ent­hält. Zieht man von der gesam­ten Koh­len­menge 15 % für das Anhei­zen und das Ruhe­feuer der Lok im Bw ab, so ist aus den genann­ten Zah­len die Gesamt­menge an Staub zu berech­nen, die auf unsere Stre­cken von den Dampf­lok in die Luft gewor­fen wird. Diese Staub­men­gen fal­len rechts und links der Stre­cke nie­der. Eine theo­re­ti­sche Unter­su­chung über den Flug­weg zünd­fä­hi­ger Fun­ken, die aus einem Lok­schorn­stein aus­ge­wor­fen wer­den ergab, dass mäßi­ger Sturm (etwa 23 m/sek) als Sei­ten­wind Fun­ken etwa 100 m weit trägt. Des­halb haben wir die Ein­fluss­zone für den leich­te­ren Staub auf 120 m bei­der­seits der Bahn­kör­per­mitte ange­setzt. Selbst­ver­ständ­lich spie­len hier ört­li­che Ver­hält­nisse, Wind­stärke und Wind­rich­tung eine bedeu­tende Rolle und unsere Rech­nung kann nur mit grö­ßen­ord­nungs­mä­ßig rich­ti­gen Ansät­zen arbei­ten.

Legen wir unse­rer Betrach­tung die Zah­len von 1958 zugrunde, so wur­den 7,94 Mio t Stein­kohle für die Lok­feue­rung ver­braucht, nach Abzug von 15 %, also 6,75 Mio t auf den Stre­cken, die 43.210 km fort­lau­fen­den Glei­sen aus­ma­chen. Auf einen Kilo­me­ter ein­glei­si­ger Stre­cke wur­den als monat­lich 13,0 t Stein­kohle ver­brannt und der monat­li­che Staub­nie­der­schlag auf 100 m² der oben defi­nier­ten Flä­che betrug:

  • bei ein­glei­si­gen Stre­cken 0,166 kg/100² und Monat
  • bei zwei­glei­si­gen Stre­cken 0,332 kg/100² und Monat.

Da die Stre­cken der DB jedoch sehr unter­schied­lich mit Reise- und Güter­zü­gen belegt sind, muss diese glo­bale Betrach­tung durch eine indi­vi­du­elle Betrach­tung ersetzt wer­den, der anhand der Stre­cken­be­le­gungs­pläne der Obl’en West und Süd für die ein­zel­nen Stre­cken­ab­schnitte den Rauch­gas­an­fall und den Staub­aus­wurf ermit­telt. Hier­bei wird ein durch­schnitt­li­cher Koh­len­ver­brauch der Lok (nach Abzug der Anheiz­kohle) von 13,1 t/1.000 km in Rech­nung gestellt. Die Ergeb­nisse die­ser Berech­nun­gen sind in einer Stre­cken­karte far­big ein­ge­tra­gen.

Die im Bw für Anhei­zen usw. ver­brannte Koh­len­menge belas­tet eben­falls die Umge­bung mit Staub. Hier wurde als Ein­fluss­zone eine Kreis­flä­che mit einem Radius von 750 m ange­nom­men. Die Ergeb­nisse wur­den in einer zwei­ten Karte ein­ge­tra­gen.

Die Anla­gen 1 und 2 (Anm.: 2 wird von uns spä­ter ver­öf­fent­licht) zei­gen Aus­schnitte von die­sen Kar­ten. Die Stre­cken und die Betriebs­werke sind je nach der Größe des Rauch­gas- und Staub­an­falls in 6 Grup­pen geteilt und far­big gekenn­zeich­net. Der täg­li­che Rauch­gas­an­fall reicht bei den Stre­cken von 8.500 Nm³ bis über 64.000 Nm³ je km Stre­cken­länge und bei den Betriebs­wer­ken von 200.000 Nm³ bis über 1.000.000 Nm³. Der monat­li­che Staub­nie­der­schlag in kg auf 100 m² Nie­der­schlags­flä­che erreicht bei den DB-Haupt­stre­cken Werte zwi­schen 0,25 bis 1,88 kg/100 m² und bei den Bw Werte zwi­schen 0,8 bis 4,0 kg/100 m² und Monat. Dabei wurde, wie schon gesagt, als Nie­der­schlags­flä­che eine Breite von 120 m bei­der­seits der Bahn­kör­per­mitte und bei den Bw eine Kreis­flä­che von 1.500 m Ø ange­nom­men.

Auch die mit Ver­bren­nungs­mo­to­ren arbei­ten­den Trieb­fahr­zeuge ver­un­rei­ni­gen die Luft durch ihre Aus­puff­gase. Es wur­den im Jahre 1958 etwa 100.000 t Die­sel­kraft­stoff in unse­ren Die­sel­lok und Ver­bren­nungs­trieb­wa­gen ver­brannt. Je kg Die­sel­kraft­stoff ent­ste­hen je nach dem Luft­über­schuss 20 bis 30 Nm³ Aus­puff­gase, die C02, CO und S02-Gase sowie gele­gent­lich auch Ruß als luft­ver­un­rei­ni­gende Anteile ent­hal­ten. Es bestand der Wunsch, auch diese Ver­un­rei­ni­gung der Luft durch die Abgase der Brenn­kraft­trieb­fahr­zeuge in einer Stre­cken­karte dar­zu­stel­len, zumin­dest für die am stärks­ten mit ihnen beleg­ten Stre­cken. Diese Unter­su­chung steht aber noch aus.

Um diese rech­ne­risch ermit­tel­ten Werte der Dampf­lok mit der Wirk­lich­keit ver­glei­chen und auf ihre Rich­tig­keit über­prü­fen zu kön­nen, wur­den von den Prüf­stel­len für Wärme- und Ener­gie­wirt­schaft der DB eine große Anzahl von Staub­nie­der­schlags­mes­sun­gen mit­tels Leim­fo­lien durch­ge­führt. In nach­ste­hen­der Tabelle sind die Ergeb­nisse die­ser Staub­nie­der­schlags­mes­sun­gen im Ver­gleich zu den errech­ne­ten Wer­ten auf­ge­schrie­ben:

tabelle-rauchgas

Sie las­sen erken­nen, dass der bei der Auf­stel­lung der Stre­cken­kar­ten zugrunde gelegte Staub­ge­halt je Nm³ und die Ein­fluss­zo­nen mit der Wirk­lich­keit hin­rei­chend über­ein­stim­men und die errech­ne­ten Werte des Staub­nie­der­schla­ges eine brauch­bare Dis­kus­si­ons­grund­lage für die Behand­lung die­ses Pro­blems mit ande­ren Stel­len abge­ben. Die Stre­cken­karte ist dann auch der Bun­des­re­gie­rung vor­ge­legt wor­den.


In dem Bericht und dem fol­gen­den Kar­ten­aus­schnitt wird häu­fig die Maß­ein­heit Nm³ ver­wen­det. Nm³ ist laut Wiki­pe­dia das Norm­vo­lu­men der Pneu­ma­tik, Ver­fah­rens- und Gas­tech­nik.

Staubbelastung-Mitteldeutschland-DB

Die Karte wurde farb­lich über­ar­bei­tet.

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