Трудности повышения к.п.д. паровоза

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

Итак, паровая машина, которая совершает колоссальную работу по передвижению поезда, выбрасывает с отработавшим паром в окружающий воздух большое количество тепла.

Возникает вопрос: нельзя ли использовать это тепло?

В стационарных установках большая часть отработавшего пара> используется для отопления зданий и снабжения горячей водой населения.

Благодаря этому полезно используется более половины тепла,, заключённого в топливе.

Однако, решение этой задачи для паровоза значительно осложняется тем, что он является подвижной теплосиловой установкой, размеры которой ограничиваются габаритом подвижного состава, а вес —• допустимой нагрузкой на рельс.

В самом деле, если стационарная теплосиловая станция мощностью до 4 000 л. с. для своего размещения требует здания объёмом около 10 000 м8, то паровоз подобной мощности должен быть «вписан» в объём, не превышающий300—350ж3, т. е. в 30 раз меньший.

Кроме того, стационарное здание опирается на каменно-бетонное основание, которое в состоянии нести очень большие нагрузки. Фундаментом для паровоза является рельсовый путь, которыйв зависимости от типа рельсов допускает нагрузку от каждой оси •колёсной пары обычно не более 23—25 т.

Отсюда понятно, что не всякое устройство, повышающее к. п. д. локомотива, даже небольшое по своим размерам и весу, может быть использовано по условиям размещения на паровозе.

Таким образом, сложность задачи конструирования устройств, повышающих экономичность паровоза, состоит в том, что они должны быть не только безотказны в работе, просты в уходе, но также компактны и легки.

* *

Вводимый в топку холодный воздух, нагреваясь, поглощает не--которую часть тепла. Естественно, что это снижает и без того низкий к. п. д. котла. Если же воздух предварительно подогреть, то эта потеря тепла будет устранена.

Для подогрева воздуха можно использовать тепло отработавшего пара или тепло уходящих газов. Расчёты показывают, что в первом случае экономия топлива составляет 3—4% (воздух подогревается до 80—90°), а во втором случае экономия должна составить около 8% (воздух можно подогреть до 200°).

Значит, подогрев воздуха выгоднее осуществлять уходящими газами.

А как целесообразнее использовать запас энергии отработавшего пара?

Удовлетворительным решением этого вопроса является использование пара для подогрева питательной воды.

Расчёты показывают, что если паровоз оборудовать пароперегревателем, дающим температуру перегретого пара до 450°, и водо-подогревателем, который бы нагревал воду до 95°, то общий к. п. д. паровоза можно повысить до 9—9,5%.

На современных паровозах типа 2-4-2 и 1-5-1, которые обеспечивают высокую температуру перегретого пара (400—420°), оборудованы водоподогревателями и имеют удачные конусные дымовытяжные установки, был достигнут к. п. д. паровоза 9,2 — 9,3%.

Предварительный подогрев воды до 90—95° позволяет сберечь 8—10% топлива и до 10—12% воды.

За последние 20 лет было испытано на паровозах большое количество различных водоподогревателей и воздухоподогревателей.

Широкое практическое применение нашёл водоподогреватель смешения типа Брянского завода (см. стр. 80), которым оборудованы паровозы типов 2-4-2, 1-4 + 4-2, серии ЛВ, а также паровозы старых серий.

Гораздо сложнее дело обстоит с подогревом воздуха: ни один из воздухоподогревателей не нашёл практического применения на паровозах; это свидетельствует о трудностях, с которыми сталкивались конструкторы при создании таких устройств.

⇐ | 3. Баланс энергии в паровой машине | | Как устроен и работает паровоз | | 5. Паровоз с тендером-конденсатором и некоторые опытные локомотивы | ⇒