Steam-Technologies

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Auf den 27. Meininger Dampfloktagen wird am Sonntag, 08.09.24 im Rahmen von Fachvorträgen rund um die Dampflok auch die Holzpelletfeuerung Thema sein. Hier wird ausführlich über Versuchsergebnisse und die Bewährung der modernen Holzfeuerung berichtet. Die Uhrzeit wird in den Kommentaren nachgereicht, sobald diese fest steht.

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At the 27th Meiningen Steam Locomotive Days on Sunday, 08.09.24 the wood pellet firing will also be a topic in the context of specialist lectures on steam locomotives.
Detailed reports will be given on the test results of the state-of-the-art wood-firing system.

Bestandsaufnahme:
Nicht immer steht das Indizieren am Abschluss einer Aufarbeitung oder Ausbesserung im Fahrwerks- bzw. Triebwerksbereich. Im Falle der bei der Taurachbahn im österreichischen Mauterndorf beheimateten 699.01, einer Lok vom Typ KDL 11, lies Laufverhalten, Leistung und Verdampfung zu wünschen übrig. Durch die Aufnahme von Indikatordiagrammen bis zur Höchstgeschwindigkeit und deren detaillierten Auswertung, konnten gleich mehrere Fehler in innerer und äußerer Steuerung offen gelegt werden. Außerdem wurde die Saugzuganlage vermessen und Hinweise für eine Verbesserung durch sehr einfache Maßnahmen gegeben.
Allgemein kann man sagen, dass Unregelmäßigkeiten oder z.T. sogar konstruktive Schwachstellen oft Jahrzehnte lang im Verborgenen liegen, ohne dass es dem Betreiber bewusst ist. „Lok läuft doch gut!“ heißt es oft – Sofern aber Steuerungsfehler bestehen und die Dampfmaschine nicht durch Indizieren akkurat einreguliert wurde, hat die „gut laufende“ Lok meist noch Potenzial!
Im Falle der 699.01 können nun einige Verbesserungen umgesetzt werden.

Inventory:
Indicating is not always at the end of a overhaul or repair in the running gear or motion. In the case of the 699.01, a KDL 11 locomotive based at the Taurachbahn in Mauterndorf, Austria, the running behaviour, performance and evaporation left a lot to be desired. By recording indicator diagrams up to maximum speed and analysing them in detail, several faults in the valve gear could be identified. In addition, the draught system was measured and indications for an improvement through very simple measures were provided.
In general, it can be said that irregularities or even design weaknesses often remain hidden for decades without the operator realising it. ‘The locomotive is running well!’ is often said - but if there are valve gear errors and the steam engine has not been accurately adjusted by indicating, the ‘well-running’ locomotive usually still has potential!

In den aktuellen Mai-Ausgaben der „Eisenbahn-Revue“ und der „Eisenbahn Österreich“ ist der Artikel „Moderne Holzfeuerung für Museumsdampflokomotiven“ zu lesen. Hier werden nicht nur detaillierte Ergebnisse der Versuchsfahrten mit Leistungsmessung dargestellt, sondern auch neuere Erkenntnisse veröffentlicht, nachdem sich die Verfeuerung von Holzpellets in der Prototypenlok während der gesamten Saison 2023 sehr gut bewährt hat. Der im Artikel genannte Preis von 300 €/t für Holzpellets ist allerdings überholt: Aktuell liegt dieser etwa bei 260 €/t. Auch wenn aufgrund des geringeren Energiegehaltes im Schnitt die 1,5-fache Menge gegenüber bester Steinkohle verfeuert werden muss, ist der Brennstoff konkurrenzlos günstig!

The current May issues of "Eisenbahn-Revue" and "Eisenbahn Österreich" contain the article "Modern wood firing for museum steam locomotives". It not only presents detailed results of the test runs with performance measurement, but also publishes more recent findings, as the firing of wood pellets in the prototype locomotive has proven to be very successful throughout the 2023 season. However, the price of 300 €/t for wood pellets mentioned in the article is outdated: It is currently around €260/t. Even if, due to the lower energy content, on average 1.5 times the amount has to be burned compared to the best hard coal, the fuel is unrivalled in terms of price!

41 241 indiziert
Seit diesem Jahr ist bei der VSM in Beekbergen seit sehr langer Zeit wieder eine ehemalige DB Kohle 41 in Betrieb gegangen. Die teilweise neu gefertigten Schieber wurden zunächst in der Werkstatt eingemessen und während der ersten Gehversuche nach Gehör nochmals nachjustiert. Auch wenn die Lok gefühlt schon gut lief und wohl kaum jemand ein „Humpeln“ heraushören konnte, konnte die Leistungsverteilung in den Zylindern nun noch einmal deutlich verbessert werden.
Außerdem wurde die Gelegenheit genutzt die Leistungsentwicklung zu beurteilen. So wurden bis zur Streckenhöchstgeschwindigkeit von 40 km/h immerhin 1348 PS gemessen, wobei die Lok noch nicht voll gefahren wurde.

41 241 indicated
Since this year, a former DB coal 41 has been back in operation at VSM in Beekbergen for a very long time. The valves, some of which were newly manufactured, were first adjusted in the workshop and then optimised by ear during the first trials. Even though the locomotive already felt like it was running well and hardly anyone could hear a "limp", the power distribution in the cylinders could now be significantly improved once again.
The opportunity was also taken to assess the performance development. As a result, 1348 hp was measured up to the maximum track speed of 40 km/h, although the locomotive had not yet been forced very hard.

https://www.lok-report.de/news/deutschland/museum/item/44811-holzpellets-statt-kohle-zum-saisonabschluss-bei-den-eisenbahnfreunden-hasetal.html

Zum Abschluss des Forschungsprojektes „Entwicklung einer für Dampflokbetrieb geeigneten Hochleistungsfeuerung für nachwachsende Rohstoffe“ hat eine sehenswerte Dokumentation über die Holzpellet gefeuerte Dampflok erstellt.
Noch ein ergänzender Hinweis zum viel diskutierten Verbrauch: Ohne Frage ist bei Handfeuerung die Belastung des Heizers höher. Gar nicht unbedingt wegen des höheren Verbrauches - dieser fällt umso geringer aus, je stärker die Lok belastet ist. Somit muss gegenüber hochwertiger Steinkohle im Schnitt etwa 1,5 x mehr Brennstoffmasse verfeuert werden. Bei den gefilmten Messfahrten mit teilweise weit über Nennleistung wurde eine noch nicht modifizierte und damit nur wenig Brennstoff fassende Schaufel verwendet, was zum sehr häufigen Feuern führte.
Allerdings brennen die Pellets recht schnell ab. Im Normalbetrieb muss der Heizer somit alle zwei Minuten nachlegen, wenn mit mittlerer Last gefahren wird. Eine mechanische Förderung der Pellets empfiehlt sich in erster Linie aufgrund der Häufigkeit der Feuerbeschickung. Pausen von bis zu einer Stunde sind aber auch ohne Nachlegen möglich, ohne dass das Feuer neu entzündet werden muss.
Wie die Temperaturmessungen gezeigt haben, ist der Kesselbetrieb deutlich schonender als bei Kohlefeuerung, auch wenn die Feuertür lange Zeit ganz offen ist. Entscheidend ist die richtige Auslegung der Luftführung in der Feuerbüchse.

At the end of the research project "Development of a high-performance firing system for renewable raw materials suitable for steam locomotive operation", has produced a documentary worth seeing about the wood pellet-fired steam locomotive.
Note the subtitles in English!
A supplementary note on the much-discussed consumption: Without question, the load on the fireman is higher with manual firing. This is not necessarily because of the higher consumption - the more the locomotive is loaded, the lower the consumption. Thus, compared to high-quality hard coal, on average about 1.5 times more fuel mass has to be burnt. During the filmed test runs, some of which were far above nominal power, an as yet unmodified shovel was used, which therefore only held a small amount of fuel, resulting in very frequent firing.
However, the pellets burn up quite quickly. In normal operation, the fireman therefore has to add fuel every two minutes if the boiler is operated with a medium load. Mechanical conveying of the pellets is recommended primarily because of the frequency of firing. However, breaks of up to one hour are also possible without refuelling, without having to reignite the fire.
As the temperature measurements have shown, boiler operation is much gentler than with coal firing, even if the fire door is fully open for a long time. The decisive factor is the correct design of the air ducting in the firebox.

Moderne Dampflok für die Zukunft | Feuerung mit Holz-Pellets In Deutschland betreiben zumeist ehrenamtliche Vereine ca. 200 Dampflokomotiven im musealenund touristischen Betrieb. Nebe...

Im aktuellen Eisenbahn-Kurier finden sich gleich zwei Beiträge von : Ein kurzer Bericht zum erfolgreich abgeschlossenen Forschungsprojekt der Holzpellet-Feuerung bei den und ein ausführlicher zum Thema Indizieren, am Beispiel der 01 1104 von .
Also schnell die September Ausgabe des EK sichern!

Nachhaltiger Ersatzbrennstoff für Dampfloks: Forschungsprojekt erfolgreich abgeschlossen

Das im März 2022 gestartete und von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt geförderte Projekt „Entwicklung einer für Dampflokbetrieb geeigneten Hochleistungsfeuerung für nachwachsende Rohstoffe“ konnte zum Sommer 2023 abgeschlossen werden. Es wurde die Dampflok „Niedersachsen“ der Eisenbahnfreunde Hasetal so modifiziert, dass anstelle der immer schwieriger zu beschaffenden Steinkohle nun umweltfreundliche und zukunftsfähige Holzpellets verfeuert werden können. Während dieses Zeitraumes wurden einige Standversuche und auch Versuchs- und Messfahrten mit Holzpellets als Brennstoff bei Kessel-Nennleistung durchgeführt. Als bemerkenswertes Highlight konnte bereits im April `22 ein stattlicher Güterzug auf der Strecke der Emsländischen Eisenbahn befördert werden und die Leistungsfähigkeit der Holzverbrennung eindrucksvoll nachgewiesen werden. Neben den Versuchsfahrten fand auch der größte Teil der Museumsfahrten über den Sommer mit dem nachhaltigen Brennstoff statt und hat weitere wertvolle Erkenntnisse geliefert.
Wichtige Optimierungen an der Feuerung (besonders an der Verbrennungsluftführung und der Rostlage) konnten im August `22 und April `23 durchgeführt werden. Zuvor war die Verbrennung besonders bei der niedrigen, für den örtlichen Museumsbetrieb typischen Belastung noch nicht optimal und es gab durchaus die ein oder andere dunkle Rauchwolke. Natürlich mussten sich die Heizer auch erst an den neuen Brennstoff und dessen Eigenheiten gewöhnen. Mittlerweile fährt die „Niedersachsen“ bereits in der zweiten Saison Pellet gefeuert und hat schon viele neugierige Fahrgäste ins Emsland gelockt. Die hier zur Betriebsreife entwickelte, saubere und leistungsfähige Technologie steht nun bereit auch andernorts den historischen Dampflokbetrieb nachhaltig und zukunftssicher zu machen.
Verglichen mit der anderen Alternative zur Kohleverbrennung- der Ölfeuerung- betragen die Umrüst- und Betriebskosten nur einen kleinen Bruchteil- auch wenn sich für große Loks bzw. häufigen Betrieb eine mechanische Förderungen anstelle der klassischen Handfeuerung empfiehlt.
Besonders anbieten würde sich die Pelletfeuerung für Bahnen mit täglichem Betrieb. Kompensiert wird der Mehraufwand bei der trockenen Lagerung und dem häufigeren Bunkern dadurch, dass kaum Verbrennungsrückstände anfallen und die aufwändige Behandlung und Entsorgung dieser weitestgehend wegfällt. Des Weiteren bleiben Zug und Umfeld durch den ausbleibenden Löscheauswurf deutlich sauberer.
Außerdem sind die oft eingesetzten Neubauloks für eine derartige Umstellung bestens geeignet, wurden diese doch für die Verfeuerung von Braunkohlenbriketts konzipiert, deren Heizwert praktisch identisch zu Pellets ist.
Bezüglich des Funkenfluges ist zu sagen, dass bei richtiger Auslegung und Bedienung die Pelletfeuerung kaum Funken entstehen lässt. Der vom Giesl Ejektor her bekannte Mikrofunkenfänger wurde zudem für den Rundschornstein adaptiert und trägt seinen Teil dazu bei, dass die Gefahr von Funkenauswurf sogar als niedriger zu bewerten ist, als bei Kohleverfeuerung.

Über das Projekt wird noch eine ausführliche Videodokumentation folgen.

Ein schöner Beitrag von in dem auch das Indizieren der 01 1104 von zu sehen ist!

A beautiful contribution from in which you can also see the indication and valve setting of the 01 1104 from !

Schlag auf Schlag im Dreizylindertakt - Dampflok 01 1104 auf großer Tour Zwei Wochen nach ihrer Lastprobefahrt am 10.06.2023, war 01 1104 am 24.06.2023 bereits erneut unterwegs. Von Mönchengladbach ging es über Köln, Hagen und Pad...

Schnellzuglegende zurück auf den Schienen:
Nach rund 50 Jahren ist die schwere Schnellzuglok 01 1104 in den Betrieb zurück gekehrt, um wie in alten Zeiten Höchstleistungen vor schweren Reisezügen zu erbringen. Nach der Aufarbeitung in erstklassiger Qualität, konnte als Abschluss der Inbetriebnahme das wichtige Indizieren nach den ersten zwei Fahrten durchgeführt werden. Bei den Außenzylindern (Bild) konnte dabei die größte Leistungsdifferenz von 11,3 auf 1,4 % verbessert werden. Am besonders hoch belasteten und zugleich empfindlichen mittleren Triebwerk konnte der Leistungsunterschied von 4,8 auf unter 1 % gebracht werden. Neuste Messungen bei hoher Geschwindigkeit haben gezeigt, dass sich der Leistungsunterschied bei hoher Geschwindigkeit noch dramatisch verstärkt.
Hier zeigt sich sehr eindrücklich, dass die bekannten Behelfsmaßnahmen zum Einregulieren der Schieber nach Gehör bzw. Einmessen bei kalter Maschine keine Alternative zum Indizieren bieten, wenn man das Optimum an Leistung, Verbrauch und Verschleiß erzielen will.
Steam-Technologies wünscht der 01 1104 und viele tausende Kilometer störungsfreie Fahrt!

Express train legend back on the rails:
After about 50 years, the heavy express locomotive 01 1104 has returned to service to deliver top performance in front of heavy passenger trains as in the old days. After the overhaul in first-class quality, the important valve setting by taking indicator diagrams could be carried out after the first two journeys as a conclusion of the commissioning. On the outer cylinders (picture), the largest difference in performance could be improved from an unacceptably high 11.3 to 1.4 %. On the particularly heavily loaded and at the same time sensitive middle engine, the power difference could be brought from 4.8 to less than 1 %. Recent measurements at high speed have shown that the difference in performance increases dramatically at high speed.
This shows very impressively that the known makeshift measures of valve setting by sound or setting when the engine is cold are no alternative to the indicator if one wants to achieve the optimum in performance, fuel consumption and wear.
Steam-Technologies wishes the 01 1104 and many thousands of kilometres of trouble-free operation!

Ventile statt Schieber:
Ein interessanter Auftrag ergab sich bei der österreichischen 378.78 (spätere 93.1378) der DGEG in Neustadt an der Weinstraße: Wie fast alle späteren österreichischen Dampfloks besitzt diese Baureihe anstelle der sonst üblichen Kolbenschieber eine Lentz-Ventilsteuerung. Mit Hilfe des „Diagnosesystems“ Indiziergerät konnte das zuvor sehr schlechte Laufverhalten deutlich verbessert werden und ein genauer Eindruck über den Zustand der Steuerung gewonnen werden. Wie die Auswertung zeigte, sind die Steuerzeiten (besonders der Dampfausströmung) aber noch nicht perfekt und es sollen einige Komponenten mit fortgeschrittenem Verschleiß erneuert werden.

Poppet instead of piston valves:
An interesting job came up with the Austrian 378.78 (later 93.1378) of the DGEG in Neustadt an der Weinstraße: Like almost all later Austrian steam locomotives, this series has a Lentz poppet valve gear instead of the usual piston valves.
With the help of the "diagnostic system" indicator, the previously very poor running behaviour could be significantly improved and an accurate impression of the condition of the valve gear could be gained. As the evaluation showed, however, the valve timing (especially of the exhaust) are not yet perfect and some components with advanced wear are to be renewed.

https://youtu.be/zUtYrKqFmek

Saisonauftakt bei den Eisenbahnfreunden Hasetal! Am Montag den 1. Mai laden die Eisenbahnfreunde Hasetal zum Saisonauftakt ein.Dampflok Niedersachsen freut sich auf Euren Besuch.Kommt vorbei!

Nach der Winterpause konnten die Versuchsreihen zur Verfeuerung von Holzpellets Anfang April mit sehr guten Resultaten weiter geführt werden: Gegenüber den ersten Versuchen vor fast genau einem Jahr wird die Kesselnennleistung nun bei bester, das heißt sauberer Verbrennung erreicht. Am 1. Mai 2023 startet die Versuchslok bereits in die zweite Saison mit zukunftsfähigem Brennstoff.

http://www.eisenbahnfreunde-hasetal.net/fahrten/fahrplan/index.html

After the winter break, the test series on the combustion of wood pellets could be continued at the beginning of April with very good results: Compared to the first tests almost exactly one year ago, the nominal boiler output is now achieved with the best, i.e. clean combustion. On 1 May 2023, the test locomotive will already start its second season with sustainable fuel.

https://www.youtube.com/watch?v=58_PoDudkNg

Der Brennstoff der Zukunft? Holzpellets auf Dampfloks! Ein Vortrag von Maik Drechsel. Forschungsprojekt: Zukunftsfähiger Ersatzbrennstoff für DampfloksIn Zeiten von Kohleausstieg, explodierenden Preisen und Versorgungsschwierigkeiten mit Stein...

Kleines Bauteil, große Wirkung!
De Laval Hilfsbläser Düsen: Rechnerische Dampfersparnis gegenüber der Normalausführung je nach Auslegung ca. 30 – 50 %, bei deutlich verbessertem Vakuum in der Rauchkammer. In Betriebsfällen, bei denen der Bläser stark bzw. lange aktiv ist, tritt somit eine nicht unerhebliche Brennstoff- und Wasserersparnis ein.

Small component, great effect!
De Laval blower nozzles: Calculated steam savings of approx. 30 - 50 % compared to the standard version, depending on the design, with significantly improved vacuum in the smoke box. In cases where the blower is active for a long time, this results in remarkable fuel and water savings.