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Wasserpumpwerk der Stadt Bochum bei Blankenstein
| Name | Wasserpumpwerk der Stadt Bochum bei Blankenstein |
| Ortssitz | Bochum |
| Ortsteil | Stiepel |
| Straße | Brockhauser Str. |
| Art des Unternehmens | Wasserwerk |
| Anmerkungen | Ab 1870 ein Dampfpumpwerk, 1880 ein zweites Pumpwerk, seit 1910 ein Wasserkraftpumpwerk (Entwurf: "Amme, Giesecke & Konegen"); auch genannt: "Turbinenpump- und Wasserkraftwerk Stiepel"; anfangs drei Francis-Turbinen mit senkrechter Achse und jeweils zwei V-förmig angeordneten Kolbenpumpen; später: 6 Kaplan-Turbinen, 2 mit Generatoren, 4 mit Pumpen. Ab 1874 Teil der "Städtischen Gas- und Wasserwerke"; Betreiber später: "Wasserbeschaffung Mittlere Ruhr GmbH", ein Gemeinschaftsunternehmen von Gelsenwasser und den Stadtwerken Bochum. |
| Quellenangaben | [Ludin: Wasserkräfte I (1913) 284] http://www.route-industriekultur.de; http://de.wikipedia.org/wiki/Wasserwerk_Stiepel |
| Zeit |
Ereignis |
| 1870 |
Bau der ersten Grundwasserversorgung für Bochum. Die erste Anlage umfaßt eine Dampfmaschinen-Pumpstation mit Filterbrunnen in der Nähe der Ruhr, einen Hochbehälter nebst Druck- und Fallrohr und Verteilungsleitungen, alles für eine tägliche Förderung von 4500 cbm berechnet. |
| 1875 |
Beginn mehrfacher Erweiterungen und Neubauten der Dampfmaschinen-Pumpstation von 1870 |
| 1880 |
Bau eines zweiten Pumpwerks |
| 1888 |
Mit einem inzwischen aufgetretenen privaten Mitbewerber, dem "Wasserwerk für das Nordwestfälische Kohlenrevier" in Schalke, wird ein beide Teile befriedigender Abgrenzungsvertrag zur Vermeidung doppelter Ausführung von Rohrleitungen abgeschlossen. |
| 1892 |
Bau eines zweiten Hochbehälters von 10000 cbm Inhalt, um eine bessere Ausnutzung der Maschinen zu erreichen |
| bis 1900 |
Verstärkung der Maschinenanlage ab 1898; die Leistungsfähigkeit des Werkes ist damit auf rd. 75000 cbm/d gebracht. |
| 1900 |
Schaffung neuer Brunnen |
| 1903/04 |
Werk ist nicht imstande, den Bedarf zu decken, und man sieht sich genötigt, einen Teil der Abnehmer einem inzwischen
erstandenen zweiten Wettbewerber, einem gemeindlichen Verbandswasserwerk, zu überlassen. - Außerdem hatten sich schon vorher daraus, daß man die Gewinnungsstellen nicht über eine Länge von 500 m am rechten Ruhrufer in nächster Nähe der Pumpstation ausdehnte, schwere hygienische Mißstände ergeben, die die Regierung veranlaßten, auf Schließung der ältesten, unmittelbar am Ruhrufer gelegenen Sauggalerien und weitere Ausdehnung der Entnahmeetellen zu drängen. |
| 1904 |
Schließung der ältesten Brunnen, nachdem entsprechender Ersatz geschaffen war. |
| 07.10.1910 |
Einweihung des Turbinenpumpwerks |
| Produkt |
ab |
Bem. |
bis |
Bem. |
Kommentar |
| Trinkwasser |
1870 |
Beginn (1. Dampfpumpwerk) |
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| Zeit |
gesamt |
Arbeiter |
Angest. |
Lehrl. |
männl. |
weibl. |
Kommentar |
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122 |
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213 |
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226 |
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357 |
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388 |
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Zeit = 1: Zeitpunkt unbekannt
| ZEIT | ab 1906 |
| THEMA | Vorgeschichte |
| TEXT | Nachdem dann femer mit dem erwähnten Verbandswasserwerk eine Einigung auf einen Abgrenzungsvertrag zustande gekommen war, der dem städtischen Wasserwerk neben dem Gebiet der inzwischen durch Eingemeindungen entstandenen Großstadt Bochum noch einige große Industriebetriebe sicherte, hob sich der Verbrauch bald wieder, man sah sich, um künftig mißlichen Vorkommnissen vorzubeugen, veranlaßt, eine 150 m breite Strecke des rechten Ufers bis zur obersten Fähre reichend, insgesamt rd. 3000 m Länge, anzukaufen, womit für den Bedarf auf lange Zeit wieder genügend vorgesorgt war. Inzwischen rückte aber dafür die Belastung der Maschinenanlage wieder an die Grenze ihrer Leistungsfähigkeit. Für einen Dauerbetrieb waren von den vorhandenen sieben nur die vier jüngsten Dampfmaschinen mit zusammen 64.000 cbm Tagesleistung geeignet, die älteren arbeiteten infolge ihrer weniger vollkommenen Bauart und der Abnutzung sehr unwirtschaftlich und konnten nur als Unfallreserve betrachtet werden. Nachdem aber im Jahre 1906/07 die sommerliche Tagesförderung sich bis auf 58000 cbm erhoben hatte, 5000 cbm/d mehr als im Vorjahr, war vorauszusehen, daß in wenigen Jahren der Bedarf die Leistungsfähigkeit der Anlage überschreiten würde. Die Frage einer Erweiterung der Maschinenanlage war damit von neuem aufgerollt. Bei den hierfür angestellten Vorstudien zog Direktor Lenze vom städtischen Wasserwerk auch die Frage der Ausnutzung einer von alters her der Stadt Bochum gehörigen Wasserkraft in Betracht, die seither nur imvollkommen in fünf kleinen hintereinander geschalteten Hammerwerken bei Blankenstein, etwa 3 km oberhalb des Pumpwerkes, ausgebeutet wurde. Auf seine Veranlassung wurde ein Gutachten von Regierungsbaumeister Link, dem Direktor des Ruhrtalsperrenvereins, erhoben, das für das Projekt günstig ausfiel, und daraufhin wurde die Erstellung eines Wasserturbinenpumpwerks beschlossen. |
| QUELLE | [Ludin: Wasserkräfte I (1913) 284] |
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| ZEIT | ab 1906 |
| THEMA | Wirtschaftliche Vorbedingungen |
| TEXT | Unter den eigenartigen hier vorliegenden Verhältnissen durfte man sich in der Tat von der Benutzung der Wasserkraft ganz besondere Vorteile versprechen. Die Lage des Dampfpumpwerkes im Ruhrvorland, so sehr sie in Hinsicht auf Billigkeit von Bau und Betrieb der Wassergewinnungsanlage vorteilhaft war, hatte mit der Zeit schwere wirtschaftliohe Nachteile gebracht, örtliche Verhältnisse schlossen die Erstellung eines Bahnanschlusses aus, und das Werk war damit praktisch vollständig auf eine bestimmte, nach Lage der Dinge allein in Betracht kommende Zeche angewiesen, die denn auch ihre bevorzugte Stellung rücksichtslos durch willkürliche Festsetzung der Preise ausgenutzt hatte. Die Möglichkeit der Ausnutzung einer Wasserkraft, die nach den angestellten Berechnungen eine durchschnittliche Tagesförderung von 45.000 cbm ermöglicht hätte, mußte der Verwaltung daher äußerst gelegen kommen, da sie auf längere Zeit hinaus den Kohlenbedarf auf einen geringen Bruchteil des bisherigen zu vermindern versprach. Aber abgesehen von diesen zufälligen, hier für den Ausbau der Wasserkraft besonders sprechenden Gründen, hätte schon der ganz allgemein für Wssserkraft Verwertung geeignete Charakter des Pumpwerkbetriebs ein günstiges Ergebnis erwarten lassen: Waseerversorgungsanlagen unterscheiden sich betriebswirtschaftlich darin vorteilhaft von elektrischen Kraftübertragungen, daß die Aufspeicherung der Leistung, hier: Förderwassermenge, nur mit unbedeutenden Verlusten verbunden, meist auch aus technischen Gründen ohnedies von vornherein geboten ist. Infolgedessen kann die Maschinenanlage Tag und Nacht sehr gleichmäßig belastet werden. Allerdings schwankt die tägliche Entnahme im Jahreslauf, und besonders unangenehm ist der Umstand, daß im Sommer der Höchstbedarf, umgekehrt wie in der elektrischen Kraftübertragung, gleichzeitig mit dem Niederwassermangel der Wasserkraft eintritt. Eine gute Ausnutzung der Wasserkraft darf aber bei Wasserwerksbetrieb trotzdem immer erwartet werden, weil die Gesamtausnutzungsziffer des Betriebs sehr hoch ist. Dieselbe berechnet sich beispielsweise nach den für Bochum vorliegenden Betriebsergebnissen auf 81, 83,5, 83 % in den Geschäftsjahren 01.04.1906 bis 31.03.1909. |
| QUELLE | [Ludin: Wasserkräfte I (1913) 285] |
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| ZEIT | ab 1906 |
| THEMA | Verfügbare Wasserkraft. Hydrographisehes |
| TEXT | Die Wasserführung der Ruhr, deren Kraftleistung ausgenutzt werden sollte, war bis zur Errichtung der zahlreichen,
im oberen Einzugsgebiet entstandenen Talsperren eine sehr ungleichmäßige. Der größte Teil des bei Blankenstein 4028 qkm umfassenden Einzugsgebietes liegt im Sauerland, das mit stark welliger Gliederung in einer durchschnittlichen Höhe von 200 bis 300 m über NN sich vom Rhein gegen die Weser hin streckt. Nach Süden ist das Sauerland begrenzt durch die Höhenzüge des Westerwaldes und des Rothaargebirges, an deren Hängen die Quellen der Ruhr und ihrer
wichtigsten Nebenflüsse, der Lenne und der Möhne, entpringen. Trotz ziemlich starker Bewaldung sind, wie bei den meisten deutschen Mittelgebirgsflüssen gleich geringen Umfangs, die Unterschiede in der Wasserführung sehr bedeutend, und namentlich macht sich bei dem starken Wasserbedarf am Unterlauf die oft sehr nachhaltige Trockenzeit geltend, die regelmäßig von Juli bis Ende September auftritt, in regenarmen Jahren aber auch schon von Anfang Mai bis in die ersten Oktobertage hineingedauert hat. Die natürliche Wasserführung geht dann bei Blankenstein bis auf 6,7 cbm/s = 8,1 % der zu 82,6 Sekundenkubikmetern bestimmten mittleren Abflußmenge einer 25jährigen Periode herunter, während die größte Hochwassermenge zu 1900 cbm/s geschätzt wird. Das entspricht einem Verhältnis zwischen N.N.W, und H.H.W. von 1 : 285 und einer Abflußmenge vom Quadratkilometer des Einzugsgebietes von 1,66, 20,5 bzw. 470 l/s. Bei der außerordentlich großen Inanspruchnahme der unteren Ruhr durch Pumpwerke verschlimmerte sich der sommerliche Wassermangel immer mehr, wird doch die durch Grundwassergewinnungsanlagen der Ruhr entzogene Wassermenge bei Blankenstein im Durchschnitt zu 2,1 cbm/sek, für den weiteren Unterlauf aber gar zu 5 cbm/sek angegeben, wobei noch festgestellt ist, daß die Entnahme gerade in der Trockenzeit noch 8 % über diesen Durchschnitt steigt. (Diese Zahlen bezeichnen übrigens allein die dauernde Entziehung, bedingt durch Verdampfung oder Wegleitung des Wassers in ein anderes Flußgebiet. Die nur zeitweilig - bis zur Rückleitung durch die Kanalisationen - entnommenen Versorgungswassermengen sind dabei nicht eingerechnet.) Die Klagen der zahlreich an der unteren Ruhr angesiedelten Triebwerkbesitzer und die für die Pumpwerke selbst bedrohlich werdende ständige Grundwassersenkung führten im Jahre 1898 zur Gründung des Ruhrtalsperrenvereins, der alle Beteiligten, auch die Anlieger der oberen Ruhr, umfaßte und der zur Besserung der geschilderten Schäden alsbald unter Intzes Einfluß den Bau von Talsperren im Einzugsgebiet in großem Umfang durchführte. (Die bis 1911 gebauten 9 Sperren haben einen Gesamtinhalt von 32.000.000 cbm, das ist im Verhältnis zum Einzugsgebiet noch etwas wenig, beispielsweise würde bei Entleerung in einer 100tägigen Trockenzeit nur ein durchschnittlicher Zuschuß von (32,4 / 31,536) * (365 / 100) = 4,0 cbm/sek erzielbar sein. Es sind aber im Augenblick noch zwei große Talsperren, die Listersperre mit 22.000.000 cbm und die Möhnetalsperre mit 118.000.000 cbm nutzbarem Stauraum im Bau, so daß in wenigen Jahren ein Gesamtausgleichsraum von 172.000.000 cbm verfügbar sein wird, der im oben angenommenen Fall den beträohtlichen Zuschuß von 19,9 cbm/s liefern würde. |
| QUELLE | [Ludin: Wasserkräfte I (1913) 287] |
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| ZEIT | ab 1906 |
| THEMA | Dauerlinien der Wasserkraft |
| TEXT | Die Dauerlinie der natürlichen Wassermengen wird durch den Talsperrenausgleich stark verändert werden. Bei ihrer Aufstellung wurde der Verbrauch der Pumpwerke mit 2,1 cbm/sek in Rechnung gestellt und, annähernd entsprechend einem
bei der Genehmigung von der Königl. Ruhrschiffahrtsverwaltung gemachten Vorbehalt, für Schiffahrtsbetrieb ein Bedarf
von 3 cbm/s ausgeschieden, der voraussichtlich auf längere Zeit noch nicht gebraucht und so zur Verfügung der Turbinenanlage bleiben wird). Die mittlere Mindestwasserführung nach Ausbau der Talsperren ergab sich aus der einfachen Überlegung, daß die dreieckartige Fläche zwischen natürlicher Q-Linie und der künstlich hergestellten etwa gleich dem Nutzinhalt der Talsperren (174.000.000 cbm) sein muß; die Minderung der Hochwassermengen ist näherungsweise in der Gefällsdauerlinie berücksichtigt. Die verfügbare Mindestwassermenge erhöht sich danach durch die Beteiligung der Talsperren von rd. +-0 auf im Mittel 35 cbm/s, die in der Niederwasserzeit verfügbare Wasserarbeit um 140 PS-Jahr. Da unter den gegebenen Verhältnissen (Druckhöhe 120 m) mit einer Pferdekraft jährlich 13.700 cbm Wasser bei einem erfahrungsgemäßen Kohlenaufwand von 0,8 kg für den Kubikmeter (Kohlenpreis 13,66 Mark/t) gefördert werden, so berechnet sich die dem Talsperrenzuschuß zu verdankende Ersparnis zu 13.700 * 140 * 0,8 * 0,01365 = 21.000 Mark/Jahr. Die Gefällsdauerlinie zeigt als höchstes Nutzgefälle 3,45 m an, das kleinste Hochwassergefälle ist etwa 2,40 m; durch die Ausgleichung des Wasserabflusses wird das Höchstgefälle etwas vermindert, das Mindestgefälle etwas verbessert. Die Nutzgefälle sind aus den ursprünglich gegebenen Bruttogefällen durch Abzug von 15 cm, für Verluste im Zulaufkanal und Rechen, abgeleitet. |
| QUELLE | [Ludin: Wasserkräfte I (1913) 289] |
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| ZEIT | ab 1906 |
| THEMA | Allgemeine Anordnung des Entwurfs |
| TEXT | Die erwähnte alte Hammerwerksanlage, die von der Stadt verpachtet war, liegt am linken Ufer, und zwar in einem zum großen Teil in den dort hochliegenden Fels (Devonschiefer) eingeschnittenen Kanal. Ein stark abgepflasterter Damm aus Steinschüttung von 205 m Länge streicht schräg über den dort auf 120 m verbreiterten Fluß und leitete das Wasser
in den offenen Kanaleinlauf. Ein älterer Entwurf wollte die neue Turbinenanlage einfach an die Stelle der alten
Hämmer setzen; da der Platz jedoch durch die von Natur hart an den Fluß tretenden Felswände und die davor eingeschnittene Eisenbahn sehr beengt ist, hätte bei diesem Plan nur eine verhältnismäßig kleine Ausnutzung zustande kommen können. Ein zweiter Entwurf, von der Turbinenfabrik Amme, Giesecke und Konegen in Braunschweig aufgestellt, faßte die Aufgabe ganz anders an. Er verlegte das neue Kraftwerk auf das rechte Ufer und gewann durch einen bestehenden und jetzt, entsprechend der Wasserführung, erweiterten Schiffahrtskanal ein um 50 cm größeres Gefälle, was bei dem an sich kleinen Nutzgefälle natürlich sehr wertvoll war. Zugleich vermied dieser Entwurf die für einen Turbinenbetrieb ungünstige Einlaufanordnung im spitzen Winkel des Wehrs, die «erfahrungsgemäß bei höherem Wasser Schwemmsei, Eis und Geschiebe dem Rechen in erhöhtem Maße zuführt. Ferner war damit eine doppelte Unterdükerung der Ruhr entbehrlich gemacht, die nötig gewesen wäre, wenn das Pumpwerk auf dem linken Ufer erstellt worden wäre.
Diese großen Vorzüge bewirkten die Annahme des weitergehenden Entwurfs zur Ausführung. |
| QUELLE | [Ludin: Wasserkräfte I (1913) 290] |
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| ZEIT | ab 1906 |
| THEMA | Stauhöhe. Kanallänge |
| TEXT | Bei der Gefällsanordnung ging man von dem Grundsatz aus, die bestehende Wehranlage möglichst unberührt zu lassen, weil Änderungen an der Stauhöhe einen völligen Umbau des ziemlich primitiv konstruierten Wehrs erforderlich gemacht hätten und die erreichbare Gefälkvermehnmg durch tiefe Lage des flachen rechten Ufers und ein wenige Kilometer oberhalb liegendes Triebwerk doch sehr beschränkt gewesen wäre. Dagegen wurde die durch den vorhandenen Schleusenkanal erleichterte Möglichkeit der Gewinnung von Gefälle durch Umleitung mit gutem Grund ausgenutzt. Die Erweiterung des ziemlich schmalen Schiffahrtskanals auf 800 m Länge erforderte nur noch die Beseitigung von rd. 35.000 cbm Kiesboden nebst Herstellung einer Böschungsbefestigung im Gesamtbetrage von 140.000 M., es bedurfte daher bei dem ziemlich starken Gefälle der Ruhr (1,25 m im Kilometer) keines schwierigen Nachweises, um die möglichst weit nach abwärts ausgedehnte Benutzung des Schiffahrtskanals vorteilhaft erscheinen zu lassen. 1 m Kanalmehrlänge bedeutete bei der dem Entwurf zugrunde gelegten mittleren Aufschlagwassermenge von 50 cbm/s, deren Ausnutzung zu 90 % angenommen werden darf, einen jährlichen Arbeitsgewinn von 10 * 50 * (1,25 / 1000) * 0,9 = 0,56 PS-Jahre, entsprechend einer Mehrförderung durch Wasserkraft von 0,56 * 1320 = 740 cbm oder einer Kohlenersparnis
im Werte von 740 * 0,8 * 0,01365 = 81 Mark. Damit lassen sich bei 7 % Zins, Abschreibung und Unterhaltung 1220 Mark Kapitalanlage rechtfertigen, während in Wirklichkeit der Meter Kanalausbau nur auf 175 M. zu stehen kam, ganz abgesehen von der starken Verbilligung und Verbesserung, die bei dem vorhandenen kleinen Mindestgefälle jeder
Zentimeter Höhe für die Turbinenanlage bedeutete. Man hat darum auch, wie aus dem Übersichtsplan zu ersehen ist, die Turbinenanlage so nahe an die Schiffschleuse heruntergeschoben, als es die Rücksicht auf ungestörten Schleusenbetrieb zuließ. Wäre man noch unter diese Schleuse heruntergegangen, so hätte man weiter unten, neben
dem Turbinenhaus, eine neue Schleuse erstellen müssen, auch wäre der Kanal, weil jetzt ganz neu auszuheben, erheblich teurer zu stehen gekommen. Immerhin hätte sich die Sache rein rechnerisch noch sehr vorteilhaft gestellt, weil das flache und nicht zu hoch gelegene Gelände den Kanalbau nicht übermäßig erschwert hätte. Setzt man die Kosten einer neuen Schleuse mit eigenem Unterkanal entsprechend dem größeren Gefälle und Abmessungen von etwa 9/57 m zu 600.000 M., die Kosten des Meters Kanallänge zu 400 M. an, beides reichlich hohe Werte, so findet man, auf gleicher Grundlage wie oben, daß man, um die Kosten des Schleusenneubaues wett zu machen, mit der Turbinenanlage um (600.000 * 0,7) / (81 - 400 * 0,07) = 800 m hätte stromabwärts gehen müssen, jede weitere Verlängerung hätte dann erst wieder reinen Gewinn gebracht. Man hätte also noch unter die Fähre herabgehen müssen, am besten wohl in die Nähe der bestehenden Pumpstation. Die Fähre wäre wahrscheinlich durch eine Brücke zu ersetzen gewesen, so daß der am Ende erreichbare Gewinn nicht allzu groß ausgefallen wäre. Dabei wäre dann erst noch die Frage der Verwendung der auf diese Art fast verdoppelten Wasserkraft aufgetaucht. Diese Frage hätte zwar durch Angliederung einer elektrischen Kraftübertragung für den Bedarf des städtischen Elektrizitätswerkes wohl vorteilhaft gelöst werden können, aber auf aUe Fälle hätte sie den Umfang der ganzen Unternehmung und die Summe der zu beantragenden Mittel ganz erheblich gesteigert. Ob nicht auch von seiten der Ruhrschiffahrtsverwaltung, die ohnedies anfänglich die Ausbaugröße als zu weit getrieben beanstandet hatte, Einwendungen erhoben worden wären, mag dahingestellt bleiben. Auf jeden Fall ist es also begreiflich, wenn das städtische Wasserwerk angesichts der Dringlichkeit des Bedarfes auf diese an sich wohl vollkommenere Lösung der Ausnutzungsfrage sich nicht einließ und sich an die mit geringen Schwierigkeiten erreichbare, dem nächsten Bedürfnis auf längere Zeit entsprechende und an sich wirtschaftlich immer noch sehr vorteilhafte hielt. Als allgemein vorbildlich soll aber deswegen die gewählte Ausführung doch nicht bezeichnet werden, im Gegenteil wäre wohl zu wünschen, daß der Standpunkt der vorteilhaften Gesamtausnutzung künftig
immer mehr gegenüber den anders gearteten Einflüssen, deren Gewicht an sich gar nicht bestritten werden soll, kräftiger vertreten werden möge. Gewöhnlich wird sich zeigen, daß, wo ein Wille, auch ein Weg vorhanden ist; im allgemeinen wird gerade bei solchen mittleren und kleinen Anlagen viel Augenblickspolitik getrieben. |
| QUELLE | [Ludin: Wasserkräfte I (1913) 290] |
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| ZEIT | ab 1906 |
| THEMA | Kanalausführung |
| TEXT | Der Kanal hat eine im Querschnitt wagrechte Sohle von 29 m Breite erhalten, die mit einem Längegefälle von 34 cm auf den Kilometer angelegt ist; der angeschnittene Kies ist unverkleidet gelassen, dagegen sind die 1 1/2-füßig ausgeführten Böschungen mit Trockenpflasterung befestigt, hauptsächlich mit Rücksicht auf den vom Sohifffahrsbetrieb verursachten Wellenschlag und das Hochwasser. Betonplatten in irgendeiner Ausführungsform wären wohl billiger gewesen und hätten einen besseren Bestand der Böschung verbürgt, und tatsächlich hat man sich veranlaßt gesehen nachträglich eine größere Strecke des Kanalufers, die unter Hochwasser besonders zu leiden hatte, schon nach dem ersten Winter (1909] mit Eisenbetonplatten abzudecken. Die Kanalsohle liiegt am Einlauf auf 67,2 + N.N., da der Wehrstau bei Niederwasser auf 69,4 liegt, so beträgt die Mindestwassertiefe 2,2 m. Querschnitt unten in Abb. 141 zeigt, wie der alte Schleusenkanal zum jetzigen Triebwerkskanal erweitert wurde. Ursprünglich wollte man den Kanal mit 14 m Sohlenbreite, dafür aber 4 m Wassertiefe ausführen, ging aber dann, wohl der leichteren Herstellung halber, davon ab. Der Einlauf ist ganz offen gelassen, um den Schifffahrtsbetrieb nicht zu behindern; Verlegungen des Einlaufe und der oberen Kanalstrecke werden daher bei Hochwasser, nach den anderwärts gemachten Erfahrungen, nicht zu vermeiden sein. Aber da die Kiesführung der unteren Ruhr doch vergleichsweise unbedeutend ist, werden die entstehenden Räumungskosten den Betrieb nicht sehr belasten. Die geringe im Kanal mit Rücksicht auf den Schifffahrtsbetrieb als zulässig erachtete Strömungsgeschwindigkeit von höchstens 58 / 71 = 0,82 m/s wird allerdings die Versandung begünstigen. Hieran hätte aber in diesem Falle auch die Anordnung einer Einlaufschwelle nicht viel geändert. Der Kanal liegt nämlich ganz im Überschwemmungsgebiet und durfte, um den Hochwasserabfluß nicht zu sehr zu erschweren, nicht hochwasserfrei abgedeicht werden. Er ist deshalb nur von niedrigen, auf mittlere Hochwasserhöhe gelegte Dämmchen eingefaßt, bei höheren Ständen wird mit Ausnahme des Turbinenbauses die ganze Anlage überflutet.
700 m hinter dem Einlauf und 160 m oberhalb der Schiffssohleuse ist vom erweiterten Sohleuaenkanal ein kurzer Stiobkanal unter 45° nach der Ruhr abgezweigt und in diesen die Turbinenanlage eingebaut. Der Abzweigeinlauf ist von
massiven Flügelmauern eingefaßt und durch ein eisernes Leitwerk gegen das Eintreiben von Schiffen gesichert. Hinter dem Leitwerk liegt ein eiserner Grobrechen, hinter dem der Leinpfad auf einer leichten hölzernen Brücke überführt ist. Der Grobrechen hat eine Gesamtlänge von 37 m, er wird von 8 in je 3,8 m Abstand senkrecht zur Kanalachse gestellten Böcken getragen. Kurz vor ihm sinkt die Werkkanalsohle um 1,44 m auf rd. 3,9 m Wassertiefe hinab, entsprechend der Verengung, die der jetzt zwischen fast senkrechten Uferwänden geführte Querschnitt erleidet. Die Sohlenbreite beträgt in dieser Strecke nur 20 m , und die Sohle ist mit Beton abgedeckt. Die Ufermauern sind aus Eisenbeton in der bekannten Form der Winkelstützenmauern sehr sparsam und zweckmäßig ausgeführt. In ähnlicher Weise ist der nur rd. 3ö m lange Unterkanal ausgebildet, der in gerader Verlängerung des Oberkanals leicht schräg zum Ruhrlauf geführt ist. |
| QUELLE | [Ludin: Wasserkräfte I (1913) 291] |
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| ZEIT | ab 1906 |
| THEMA | Triebwerksanlage. Hochbau |
| TEXT | Der Turbinenbau enthält 3 Kammern von je 6,5 m Lichtbreite für einfache senkrechte Francisturbinen und legt sich, senkrecht zur Kanalachse, querüber. Ein Leerlauf ist nicht angelegt, weil man annehmen darf, daß größere Schwimmstücke, Tafeleis usw. am Grobrechen schon zurückgehalten werden, während stärkere Verkiesungen, wie schon bemerkt, nur bei größeren Hochwassern, kaum aber im gewöhnlichen Betrieb, zu erwarten sind. Aus demselben Grunde hat auch der parallel zur Gebäudeflucht gelegte Feinrechen keine erhöhte Schwelle erhalten. Zudem wird es im Notfall leicht sein, die Schiffsscbleuse durch kleine Änderungen an den Toren zur Verwendung als Eisablaß geeignet zu machen. Eine Entlastung von Überwasser, wie sie sonst wohl zur Anlage von Grundablässen und Oberfällen nötigt, kommt bei der stetigen Natur des Pumpenbetriebs nicht in Betracht. Im Längenschnitt erscheint hinter dem 21,6 m breiten unter 60° gestellten Feinrechen von 6 m Stablänge eine hölzerne Abschußschütze mit einfachem Zahnstangentrieb. Die Bedienungsbrücke liegt auf Höhe des mittleren jährlichen Hochwassers. Zur Absperrung gegen das Unterwasser sind doppelte Dammbalkenschlitze ausgespart. Die Trennungspfeiler der Kammern liegen weit genug hinter dem Rechen zurück, um die ganze Recbenbreite für den Wasserdurchgang nutzbar zu machen. Bei voller Beaufschlagung mit 68 cbm/s erechnet sich bei 8 mm Stabbreite und 30 mm Lichtabstand die Durchtrittsgeschwindigkeit, in der schrägen Fläche gemessen, zu 58 / (6 * 21,5) * (38 / 30) = 0,57, und über dem hochliegenden Rücken, der die Abschlußschütze aufnimmt, tritt auch nur eine Geschwindigkeit von 0,95 m auf. Dieses Hochziehen der Abschlußschwelle verbilligt natürlich Gründung und Schützenanlage und kann bei der nachgewiesenen geringen Einströmungsgeschwindigkeit auch nicht beanstandet werden.
Überhaupt ist die außerordentlich schöne Wasserführung im Zulaufkanal und Saugrohr hervorzuheben. Die Kammern selbst sind, wie bei den Hoch Wasserturbinen von Beznau, spiralig ausgebildet. Der Raumaufwand ist dabei verhältnismäßig klein, namentlich ist auf die geringe Höhenentwicklung der Anlage hinzuweisen. Dieselbe war hier durch die nachher noch näher zu schildernde Anordnung der Pumpenanlage und die bei der Saughöhe zu berücksichtigende tiefste Lage des Spiegels im Sammelbrunnen vorgezeichnet, man hätte sonst zweifellos besser die Turbine über den gewöhnlichen Unterwasserspiegel gelegt. Unter den gegebenen Verhältnissen war indes der gedrängte Aufbau der Kammer eine Notwendigkeit. Die Schwierigkeiten, die sioh dabei der konstruktiTea Durehbildung in dem üblichen Massivbetonbau entgegengeatellt hätten, wurde in glücklicher Weise durch einen Entwurf in reinem Eisenbetonbau umgangen. Erst daduroh wurde es möglich, bei einer Höhenanordnung, die eine Unterdrucksetzung der Einlaufkammem und des Maschinenhausbodens notwendig machte, mit mäßigen Wandstärken, flachen Zwisohenbodenanordnungen usw. auszukommen und gleichzeitig noch in der Breite kräftig zu sparen. Die auttretenden Wasserdrücke auf den Sohlenplatten steigern sich bei trocken gelegten Kammern und äußerem Hochwasser bis auf 5400 bzw. 8000 kg/qm, daher sind diese Platten besonders stark bewehrt, diejenige unter dem Saugrohrauslauf zudem in umgekehrte Gewölbe aufgelöst. Wenn schon dabei vielleicht der Betonbau an sich (3500 cbm und 210 000 kg Eiaen bis Höhe = 69,0) wegen der schwierigen Sohalungsarbeiten nicht viel billiger gekommen sein mag als Vollbetonbau, so ist doch an Gründungstiefe und Umfang nicht unwesentlich gespart worden, und das mußte hier, wo in dem kiesigen Boden die Wasserhaltung ohnedies große Schwierigkeiten machte, recht ins Gewicht fallen. Große Sorgfalt wurde auf die Abdichtung des Masohinenhausbodens und der Wände gelegt. Dieselbe wurde durch einen äußeren Zementputz mit Drahteinlage und einen inneren ohne solche erzielt.
Das Maschinengebäude ist wie der Grundbau in Eisenbeton ausgeführt
und mit einer leichten, bewehrten Decke überwölbt. Einzelheiten sind aus Abb. 143
zu ersehen. Mit dem alten Maschinenhaus ist die Turbinenanlage durch eigenes
Telephon verbunden. |
| QUELLE | [Ludin: Wasserkräfte I (1913) 293+298] |
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| ZEIT | ab 1906 |
| THEMA | Turbinen |
| TEXT | Die Turbinen sind durch ihre gewaltigen Abmessungen bemerkenswert, sie sind sogar noch leistungsfähiger als die großen Schweinfurter Turbinen. Eine Zusammenstellung der wichtigsten Zahlen gibt folgendes Bild.
Bauteil: Blankenstein / Schweinfort
D = Äußerer Laufraddurchmesser [mm]: 2800 / 2400
B = Eintrittsbreite des Laufrades [mm]: 1000 = 0,360 * D / 900 = 0,375 * D
Zahl der Leitechaufeln: --- / 38
Zahl der Laufradschaufeln: --- / 35
Wirkungsgrad bei Vollast [%]: 78 (garantiert) / 79 (gemessen)
h-T = Normalgefälle (netto) [m]: 2,75 / 2,50
Q-t = Wasserdurchlaß [cbm/s]: 19,1 / 16
E-T = Normale Leistung [PS]: 547 / 422
Umlaufzahl in der Minute: 43 / 40,5
Reduzierte Leistung E-R [PS}: 120 / 106
Reduzierte Wassermenge Qr [cbm/s]: 11,5 / 10,1
Reduzierte Umlaufzahl n-R [1/min]: 25,9 / 25,6
Spezifische Umlaufzahl n-s [1/min]: 284 / 266
Die Blankensteiner Turbine ist also sogar noch der Schweinfurter, mit einziger Ausnahme des (übrigens nicht ganz sicheren, kleinen Unterschiedes im Wirkungsgrad) in allen Stücken überlegen. Die Turbine hat Drehschaufelregulierung, für die aber entsprechend der einfachen Betriebsweise nur Handregulierung vorzusehen war. Zur Erzielung einer angemessenen Gleichförmigkeit des Ganges, die beim Antrieb von Kolbenpumpen besondere Vorkehrungen erfordert, ist ein Schwungrad von 12.000 kg Gewicht angeordnet. In konstruktiver Beziehung ist der offene Einbau der Turbine beachtenswert, der für die erste Aufstellung und spätere Ausbesserungen und Auswechslungen große Erleichterung bietet. Die senkrechte Turbinenwelle hängt in einem Ringspurlager, das seinerseits in einem ring-sternförmig gebildeten, die Bodenöffnung überspannenden Rahmen, fein durch Schrauben einstellbar, aufgehängt ist. Das untere Führungslager, übrigens das einzige - im Ausguß ist, im Gegensatz z. B.zu Schweinfurt, keines
angeordnet - sitzt auf dem Turbinendeckel in einem wasserdicht gegen die Einlaufspirale abschließenden Kessel, so daß es bei Stillstand der Maschine leicht nachgesehen werden kann. Beide Lager haben selbsttätige Ölzuführung. Eine Zugänglichkeit während des Betriebes war bei den beschränkten Höhenverhältnissen nicht zu erreichen. In betriebstechnischer Hinsicht ist es wichtig, daß der Pumpenbetrieb mit Kolbenmaschinen einen starken Wechsel der Drehzahl zuläßt, ja sogar verlangt (hier sind die Grenzen: 24 und 53 Umdrehungen): dadurch wird die Hochwasserleistung natürlich verbessert, während die Niederwasserleistung, wegen Vorhandenseins von 3 Einheiten, nicht im gleichen Maße beeinträchtigt wird. |
| QUELLE | [Ludin: Wasserkräfte I (1913) 296] |
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| ZEIT | ab 1906 |
| THEMA | Pumpenanlage |
| TEXT | Die Turbinenwelle ist über Maschinenbodenhöhe (69,00 + N.N.) doppelt gekröpft und treibt unmittelbar auf die Kolbenstangen der beiden im rechten Winkel gegeneinander gestellten doppeltwirkenden Zwillingspumpen von 900 mm Hub
und 395 mm Kolbendurchmesser. Jeder Pumpensatz ist gebaut für eine minutliche Leistung von 16,66 cbm bei einer manometrischen Förderhöhe von 125 m und 43 minutlichen Umläufen. Die 3 Pumpengruppen der Zentrale vermögen daher in 24 Stunden bei Normalgefälle zusammen 72000 cbm zu fördern. |
| QUELLE | [Ludin: Wasserkräfte I (1913) 297] |
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| ZEIT | ab 1906 |
| THEMA | Reserveantrieb |
| TEXT | Um die Pumpen der Wasserkraftzentrale auch bei Niederwasscr, wo der Wasserbedarf selbst zudem hoch ist, als Reserve für das Dampfpumpwerk höher einsetzen zu können, war ursprünglich beabsichtigt, nach und nach für jede Pumpfengruppe noch 500 PS-Drehstrommotoren aufzustellen, denen fremder Strom von einem nahegelegenen Überland-Elektrizitätswerk "Westfalen" in einem eigenen Kabel zugeführt werden sollte. Man hat deshalb auch ursprünglich geschwankt, ob man nicht die ganze Pumpenanlage mit Zuhilfenahme elektrischer Übertragung vom Turbinenhaus trennen und in einen Anbau der bestehenden Dampfstation verlegen sollte. Indes ergab eine nähere Überprüfung dieses Gedankens, daß die jetzt ausgeführte Anordnung wirtschaftlich den Vorzug verdiente. Man hätte doch immerhin trotz der ja hier vorhandenen ständig guten Belastung einen Verlust von je 8 % in den Stromerzeugern bzw. Motoren und von 5 % in dem Zuleitungskabel in Rechnung stellen müssen, dem erhebliche Ersparnisse weder in den Anlage-, noch in den Bedienungskosten gegenüberzustellen gewesen wären. Endlich hat man sich infolge Verzögerungen im Genehmigungsverfahren des Turbinenpumpwerkes noch genötigt gesehen, im Jahre 1909 im Dampfpumpwerk eine weitere Maschine von 30.000 cbm täglicher Förderleistung aufzustellen, die jetzt auf lange Zeit hinaus den Gedanken an eine elektrische Kraftreserve beiseite geschoben hat, zumal letztere trotz des verhältnismäßig niedrigen Strompreises von
5 Pfg/kWh bei längerer Inanspruchnahme teurer arbeiten würde als die eigene Dampfanlage. |
| QUELLE | [Ludin: Wasserkräfte I (1913) 297] |
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| ZEIT | ab 1910 |
| THEMA | Wasserförderung |
| TEXT | Die Pumpen saugen mit 600 mm weiten Leitungen aus einem unmittelbar beim Turbinenhaus abgesenkten Brunnen. Er empfängt das Wasser durch eine Heberleitung von 900 mm Lichtweite aus einem Sammelbrunnen, in den die am rechten Kanal- und Ruhrufer verlegten Filterrohrleitungen einmünden. Als niedrigster Wasserstand im Saugbrunnen ist nach den
Beobachtungen an der schon länger bestehenden Sauggalerie ein Spiegel von 62,50 + N.N. zu erwarten, dies war der Grund für die gedrängte Höhenanordnung: mit einer Flurhöhe = 69,0 + N.N. ist die höchste Saughöhe der Pumpen jetzt auf rd. 6,7 m beschränkt, ein Maß, bei dem noch ein unbedingt sicherer Betrieb gewährleistet ist. Alle drei Pumpensätze sind an ein gemeinsames, 800 mm weites Druckrohr angeschlossen, das, gleich dem Heberrohr, unter dem Schleusenkanal hindurch und dann ruhrabwärts auf 1540 m Länge bis zur Vereinigung mit den vom alten Pumpenhaus kommenden beiden Druckrohren geführt ist. Im Maschinensaal liegen die Rohrleitungen in Kanälen, die von
Riffelblech überdeckt sind. Für Beleuchtung und Windkesselbedienung ist eine kleine Peltonturbine mit Pumpe und Stromerzeuger aufgestellt. |
| QUELLE | [Ludin: Wasserkräfte I (1913) 298] |
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| ZEIT | ab 1910 |
| THEMA | Bau- und Betriebskosten |
| TEXT | Nach dem über die wirtschaftlichen Vorbedingungen Gesagten ist aber die Rentabilität außer Zweifel. Der rechnerische Nachweis dafür ist bei den klar und einfach liegenden Betriebs Verhältnissen sehr leicht zu führen. Die Anlagekosten sind auf Grund der erfolgten Arbeitsvergebung wie folgt mitgeteilt:
Ausbau des alten Schleusenkanals 140.000 Mark
Neuer Ober- und Unterkanal mit Einlaufbauwerk und Ufermauern 230.000 Mark
Maschinenhaus (Hoch- und Grundbau) 110.000 Mark
Turbinen mit Rechen und Schützen 105.000 Mark
Pumpenanlage mit Rohranschlüssen 110.000 Mark
Druckrohr zum Anschluß an die alte Anlage 55.000 Mark
Summe: 750.000 Mark
oder bei 1650 PS Normalleistung für die bis zum Krummzapfen der Turbinenwelle ausgebaute Pferdekraft 585.000 / 1650 = 355 Mark/PS und insgesamt für die Pferdekraft 455 Mark/PS. Dieser niedrige Satz ist durch die Benutzung der vorhandenen Wehranlage und des alten Schleusenkanals ermöglicht. Kapitalisiert man den bisher aus den Hammerwerken bezogenen Pachtertrag von 2600 Mark/Jahr mit 4,5 %, so erhält man noch einen Zusatz von 58000 M. zu den Gesamtanlagekosten oder 35 Mark/PS, wobei der Ausbau immer noch als sehr billig zu bezeichnen ist. |
| QUELLE | [Ludin: Wasserkräfte I (1913) 298] |
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| ZEIT | ab 1910 |
| THEMA | Ansbaugröße |
| TEXT | Die Frage der Ausbaugröße hat unter den nachgewiesenen günstigen Ausnutzungsverhältnissen eine besondere Bedeutung. Sie wurde auch bei der Planung des Werkes ausgiebig erörtert. Die Aufsichtsbehörde beanstandete anfänglich die von
der Turbinenfirma angenommene Normalwassermenge von 58 cbm/sek = 70 % des 25jährigen mittleren Abflusses als zu hoch, im Hinblick auf die meist nur 40 % ausnützenden kleineren Triebwerke an der Ruhr. Diese Bedenken wurden in dem erwähnten Gutachten von Regierungsbaumeister Link durch Hinweis auf die neuerdings im Ruhrgebiet festgestellten Bestrebungen, die Ausnutzung erheblich weiter zu treiben, widerlegt und die Wirtschaftlichkeit des größeren Ausbaues überzeugend nachgewiesen. Allerdings gelangte das Gutachten nur zur Befürwortung einer Normalwassermenge von 50 cbm/s (ohne den im Leistungsplan gemachten Abzug von 5 cbm/sek), die wohl noch zu nieder ist. Man mußte freilich bei der Beurteilung den hier als einigermaßen begrenzt anzunehmenden Bedarf im Auge behalten. Er hatte im Betriebsjahr 1908/09 durchschnittlich 52.000 cbm täglich betragen, gegenüber 42.000 in 1905/06, 47.000 in 1906/07, 49.000
in 1907/08. Trotzdem also, wie erwähnt, durch die verschiedenen Abgrenzungsverträge das Absatzgebiet äußerlich abgeschlossen war, durfte man doch nach diesen Zahlen auf eine anhaltende jährliche Zunahme von einigen Tausend Kubikmeter Tagesleistung rechnen. Nun entspricht der jetzige Ausbau auf 1570 PS Normalleistung einer größten täglichen Fördermenge von (1570 * 13700) / 365 = 59000 cbm und auch wenn der tatsächlich etwas über 75 % hinausgehende Turbinenwirkungsgrad berücksichtigt und die im Leistungsplan abgezogenen 3 cbm/s Schleusungswasser wieder zugeschlagen werden, kommt man nicht höher als etwa auf 63.500 cbm/d. Der Eintritt derartigen Bedarfs konnte in wenigen Jahren erwartet werden, und es ist daher die Ausbaugröße der Wasserkraft von diesem Standpunkt aus nicht anzugreifen. Dagegen soll die Rentabilitätsfrage jetzt noch geprüft werden. Dazu sind einige allgemeine Vorbemerkungen nötig: Da hier die Bedingung gleichbleibender Drehzahl wegfällt, auch die Höchstleistung der Pumpen nicht in gleicher Weise wie bei elektrischen Stromerzeugern scharf gegeben, vielmehr in gewissen Grenzen allein durch Änderung der Drehzahl zu steigern, so sind Normalleistung und Normalwassermenge nicht mehr voneinander unabhängig, wie bei Ableitung der Gleichungen anzunehmen war. Daraus folgt das Zusammenfallen von "maßgebendem" und "Normalgefälle", und ein "Verlustzwickel" wird hier so lange nicht auszusparen sein, als nicht die größte Wasserkraftleistung (beim Normalgefälle vorhandene) über den gleichzeitigen größten täglichen Bedarf hinausgeht. Das letztere wird z. B. im Falle von Blankenstein nicht anzunehmen sein, weil man hier über kurz oder lang dahin kommen wird, auch im Winter (wo die höchste Wasserkraftleistung eintritt) zur Deckung des Bedarfs noch die Dampfkraft mit arbeiten zu lassen. Ähnlich dem Fall des "Spitzenbetriebs" wird dann die Höchstleistung Em (Dampf + Mindestwasserkraft) die Turbinenleistung En übersteigen, und die Aufgabe, den günstigsten Ausbau zu finden, besteht dann darin: die Grenze zu finden, wo die Kohlenersparnis durch Vergrößerung der Pumpen- und Turbinenanlage bzw. die Hebung des linken Astes der Leistungslinie (E2') durch die Vermehrung der Anlagekosten des Wasserwerks aufgehoben wird. |
| QUELLE | [Ludin: Wasserkräfte I (1913) 299] |
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