Свод

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

Свод (арка) является неотъемлемой принадлежностью топки для угольного отопления. Свод удлиняет путь газов сгорания в самой топке и способствует лучшему перемешиванию частиц углерода топлива с кислородом воздуха, превращению окиси углерода (СО) в углекислоту (С02); перемешивая газы сгорания, свод в значительной мере уменьшает вред для топочного процесса и самой топки от проникающего в нее холодного воздуха через шуровочное отверстие (при забрасывании топлива вручную). Этим тепловое действие свода не исчерпывается: обладая значительной теплоемкостью и будучи нагрет до высокой температуры, свод является своеобразным тепловым аккумулятором, поглощающим тепло при'временных повышениях температуры топки и отдающим «накопленное» тепло в кратковременные периоды падения температуры топки; другими словами, работа этого «аккумулятора» выравнивает температуру топки и тем способствует лучшему сжиганию топлива. Наконец, отражая лучи обратно в слой топлива, свод способствует повышению температуры слоя.

Свод также сохраняет заднюю трубчатую решетку,. связи и швы топки.

Свод выкладывается в передней части топки так, что он начинается под нижними рядами труб на 40-50 мм ниже кромки нижней дымогарной трубы. Наклон свода делается в пределах 7 2-7з> ПРИ чем считается, что для углей тощих и вообще бедных летучими наклон может быть взят меньшим, близким к 73. Большие форсировки котла, когда значительно увеличивается напряжение решетки, требуют большего подъема свода.

Длина свода делается до половины (и несколько более) длины решетки.

В целях унификации и рационализации конструкции сводов проведена и еще проводится большая работа по их стандартизации. На фиг. 152 показан введенный в качестве обязательного стандартный свод (ВСТ 70/1). Длина свода-50% длины решетки; выкладывается свод из огнеупорного кирпича по ОСТ 3688 размером: прямые кирпичи 230 х 112 х 65 и клинчатые 230 х 112 х 65 х х 55. Клинчатых кирпичей должно итти 30% общего количества кирпичей.

В нижней части свода сделано несколько отверстий для провала на решетку унесенных за пределы свода кусочков угля скорость газов сгорания, обогнувших свод, быстро уменьшается, и поэтому унесенные кусочки угля падают сверху на свод и частично проваливаются в отверстия. Польза устройства отверстий считаться доказанной не может, так как при больших форсировках решетки могут иметь место подсос газов в эти отверстия и тот же унос, тем более, что передние участки решетки расположены в непосредственной близости к этим отверстиям; при небольшой форсировке эти отверстия также не приносят большой пользы, как из-за совершенно незначительного уноса кусочков угля при спокойных условиях работы решетки, так и из-за того же подсоса газов в эти отверстия. Поэтому при введении стандартных сводов была оговорена необязательность устройства отверстий. С своей стороны считаем, что в небольших и коротких сводах топок с ручным отоплением нет смысла устраивать эти большие(112 х 230)

отверстия и тем более доводить их количество до четырех-пяти; лучших результатов можно ожидать при сокращении числа окон до двух-трех и при уменьшении их размеров до 65 х 112 мм, т. е. для того, чтобы только обеспечить провал в топку унесенных кусочков. Такие отверстия предохраняют нижние ряды дымогарных труб от забивания их углем, что часто имеет место при неспекаю-щемся угле и отсутствии отверстий в своде. Заметим, что распространенным, хотя не правильным, является мнение о необходимости устройства отверстий в своде для оживления работы передних участков решетки.

На фиг. 152 даны общие размеры свода. Расстояние от верхней точки свода до потолка топки должно быть в пределах 550-700 мм (у паровозов сер. «Э»- 610 мм, у паровозов сер. «Су»-650 мм) для того, чтобы не получать затруднений для прохода газов над сводом. Вообще площадь прохода газов над сводом должна быть в 21/i-23/4 раза больше живого сечения жаровых и дымогарных труб. Стрелка свода '

3. Свод
Фиг. 152.

/:= -Z.H- 1 L, (51)

,J 6 7

где L - ширина свода, равная 21 по фиг. 152.

Длина наклонной части свода b берется такой, чтобы ОСТовский кирпич (ОСТ 3688) уложился в целом числе раз (три-шесть раз) в зависимости от общей длины свода.

Передняя часть свода сделана горизонтальной для возможности достаточно удобной очистки нижних дымогарных труб.

Количество прямых и клинчатых кирпичей, идущих на изготовление таких сводов, на наших старых паровозах колеблется в пределах 50-180 шт. (на паровозах сер. «Э»-120 шт., на паровозах сер. «Су»-133 шт.). Количество фасонных опорных кирпичей (ОСТ 3300) колеблется в пределах 8-14 шт. (на паровозах сер. «Э»-12 шт., сер. «Су»-14 шт.).

Во всех наших старых паровозах (кроме сер. «Е») своды выкладываются в виде выпуклой арки, опирающейся на планки, укрепленные к фасонным головкам соответствующих боковых связей. Уже в наших паровозах сер. «Эм», «Су» и других пролет свода оказывается настолько большим, что в своде возникают большие усилия на сжатие. Такой большой пролет обусловливает недостаточную жесткость и относительную недолговечность свода. Поэтому в мощных паровозах, с их значительно большей шириной топки, свод должен быть надежно укреплен исключительно на циркуляционных трубах; последние, как мы уже знаем, являются отличным каркасом для свода. Расстояние между цирку-

'У.ционными трубами выбирается таким, чтобы специальный фасонный кирпич как раз мог лечь своими закраинами на эти трубы. Общий вид свода топки паровозов показан на фиг. 153 для топки с циркуляционными трубами и нафиг. 154_с термосифонными. Рассматривая эти чертежи, мы видим, что пролетмежду каждой парой смежных труб или термосифонов очень не велик и перекрывается одним кирпичом. Надежность и долговечность такого каркасного свода значительно больше, чем бескаркасного, хотя общий пролет первого может быть в два и три раза больше.

Боковые кирпичи укладываются наклонно, для получения надежной опоры их о вертикальную, а часто и о наклонную боковую стенку топки.

У наших мощных паровозов применяются теперь своды из кирпичей сист. ннж. Табачникова, введенные особым распоряжением НКПС.

Если отверстия в сводах небольших топок не приносят существенной пользы, то в сводах топок крупных котлов со стокерным отоплением отверстия в сводах более необходимы. Большой унос угля из топки за пределы свода, а также и большая длина его, обеспечивающая сравнительно продолжительное нахождение газов над сводом и более вероятное выпадение" из газового потока кусочков угля, обусловливают полную целесообразность устройства отверстий. Уноса в эти отверстия бояться не приходится: они частично заполнены непрерывно проваливающимся углем; кроме того наличие в огромном большинстве мощных паровозов камеры догорания обусловливает значительное удлинение пути прорвавшихся через отверстия топочных газов и тем самым обеспечивает более или менее полное их сгорание.

3. Свод
Фиг. 153.

Отверстия в таких каркасных сводах получаются за счет положенных на передние участки циркуляционных труб небольших фасонных кирпичей, являющихся упорами для основных кирпичей свода. Ширина отверстий, таким образом, равна длине фасонного кирпича, положенного на. циркуляционную трубу.

В наиболее крупных топках паровозов США" количество уносимого угля настолько велико, что это побудило американцев устраивать в передней части топки люк для периодического удаления уноса. На фиг. 155 показан такой люк. В передней части нижней топочной рамы с боков ее делаются два каблука, к которым привертывается массивная стальная литая поперечная балка, на которой устанавливается кирпичный порог. Этот порог имеет каркас из нескольких чугунных вертикальных стержней, ввернутых в балку (см. также отдельно показанное сечение порога плоскостью АА). Свод укладывается, как обычно; передним упором его является порог. Отделенная таким образом часть топки является большим карманом, в котором и собирается унесенный уголь. В сред ней части этого кармана устанавливается люк, закрываемый задвижкой. Дно кармана выложено огнеупорным кирпичом. Подобные люки применены в паровозах типов 2-6-1, 1-4+4-2, 1-4+4-1 (АЛКО) и почти во всех других крупнейших паровозах США; целесообразность их постановки вполне доказана. Отметим, что при такой конструкции удельный объем топки несколько возрастает, а это особенно желательно у крупнейших паровозов с их недостаточным удельным объемом топки.

3. Свод

В заключение укажем, что конструкции сводов сами тю себе могут считатьсявполне"установившимися. Хотя и существует огромное количество всевозможных бескаркасных конструкций сводов, применявшихся до самого последнего времени как на наших старых паровозах, так и за границей (Западная Европа), при чем многие из этих конструкций отличаются подчас довольно большой замысловатостью, но все они, может быть, и давая лучшее перемешивание газов сгорания и способствуя повышению температуры слоя, отличаются своей непрактичностью. Недолговечность всех сложных сводов, постоянно требующих их ремонта, и значительное ухудшение работы Топки при постоянной неисправности сводов заставляют отдавать предпочтение простым, вполне удовлетворительно работающим конструкциям. Своды, выложенные на циркуляционных трубах, наилучшие.

3. Свод

⇐ | Колосниковая решетка || Конструкции паровозов || Оборудование топки для нефтяного отопления | ⇒