Паросушитель

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

Насыщенный пар, изготовляемый паровым котлом, всегда содержит в себе больший или меньший процент влаги. Котлы мощных паровозов, имеющие достаточно большое отношение площади колосниковой решетки к испаряющей поверхности нагрева и имеющие к тому же относительно небольшое зеркало испарения, по. сравнению со многими системами стационарных котлов, отличаются очень большой влажностью даваемого ими пара. В среднем влажность пара эксплуатируемых паровозов достигает 5-6% у старых котлов и поднимается до 8-9% у мощных. Раньше мы указывали на чрезвычайную важность вопроса о широком внедрении в паровозную практику больших форсировок, намечали пути к дальнейшему повышению их. В связи с работой паровозов на больших форсировках нужно принимать все меры к уменьшению влажности пара. Здесь можно и должно сделать многое.

Влажность пара, как мы уже знаем, значительно снижает как тепловой, так и общий экономический эффект работы паровоза. Помимо падения перегрева, опасности поломки частей машины гидравлическими ударами, сокращения срока службы элементов имеет место и увеличенный износ золотников, поршней и цилиндров из-за попадания в золотники и цилиндры частиц накипи. В среднем, на основании опытных данных и теоретических подсчетов, можно считать, что каждый процент влаги в паре (в весовом исчислении) понижает перегрев на 10е, а расход топлива увеличивает на 1%. Из этих цифр ясно видна необходимость возможно более полной осушки пара, поступающего в перегреватель. Паровоз, оборудованный конденсатором, почти свободен от накипи, но падение перегрева и в связи с этим мощности и экономичности остается в силе.

Приборы для отделения влаги от пара называются водоотделителями или паросушителями. Второй термин пользуется широким распространением, хотя первый несколько более точен.

Паросушители, как правило, устанавливаются внутри сухопарного колпака, хотя есть отдельные предложения простейших конструкций (см. ниже), размещаемых непосредственно под колпаком в верхней части парового пространства.

По принципу своей работы паросушители могут быть разделены на три группы-сеточные, инерционные и центробежные. Обычно оказывается полезным применение одновременно двух типов, расположенных последовательно- по ходу парового потока.

Паросушителей имеется несколько десятков систем. Но и до сих пор мы не гмеем ни одной, работающей вполне удовлетворительно. Еще в начале этого

?4)

века и до самого момента появления на нашей сети мощных паровозов вопрос о типе и конструкции паросушителя не стоял особенно остро, так как простейшие сеточные и инерционные паросушители сносно справлялись с работой- форсиров-ки старых паровозов прежде были невелики, зеркало испарения достаточно и влажность пара, редко превышавшая 4-5%. не приносила особенно заметного ущерба паровозу в целом. Правда, предполагались отдельные новые конструкции паросуши-телей, но дальнейшая разработка новых систем и их внедрение не были остро необходимыми .

Появление на нашей сети мощных паровозов с их низко расположенными относительно зеркала испарения точками отбора пара (это, естественно, еще более увеличивает влажность пара) заострили внимание на выборе типа и улучшении конструкции паросушителя.

• В рациональном паросушителе заложены большие возможности повысить, тепловой и эксплуатационный эффект работы паровоза.

Основная проблема, до сих пор вполне не разрешенная во всех паросушителях,,- возвращение отделившейся от пара воды обратно в котел.

Простейший сеточный паросушитель паровоза сер. «Ов», применяющийся на многих и других старых паровозах, показан на фиг.223. Он составляется одним или двумя тонкими (о = 4 -^-5 мм} железными диафрагмами-листами (ст.-0), расположенными у' основания сухопарника и снабженными большим количест теТяеГчасть сГепжя,^5""8 **> 0ТвеРс™й- ПаР> проходя через диафрагму, теряет часть содержащейся в нем воды. Последняя опадает в коте т хотя в

ИЗВе™ час™ снова тут же увлекается вверх новыми порциями пара'

действ Ге коГпГхе^1МИ ЯВЛЯЮТСЯ инеРЦионные и центробежные паро'сушители, действие которых основано на значительной разнице в удельных весах пара и воды. Внутри паросушит<4дя пар либо резко меняет направление своего движения, либо приобретает вращательное движение. При этом вода, как более тяжелое тело, по инерции пролетает вперед или за счет центробежной силы отбрасывается в сторону и таким образом отделяется от пара. Могут быть и комбинированные паросушители, где используются оба эти принципа. На фиг. 224 показан такой паросушитель в наиболее современном, пожалуй, наиболее усовершенствованном, оформлении. Это паросушитель'паровозов сер. «Су» и«Эм». Здесь имеется расположенная в горизонтальной плоскости большая горизонтальная диафрагма с отверстиями диаметром 12 мм, отделяющая верхнюю часть сухопарника от нижней. Эта диафрагма защищена от непосредственного попадания воды на нее нижним листом-отражателем. Заметим, что при быстром открытии регулятора или при внезапном боксо-вании паровоза, когда давление в сухопарнике резко падает, иногда происходит бросание воды в регуляторную трубу: вода быстро вскипает и устремляется в сухопарный колпак, поднимаясь из водяного пространства за счет имеющегося в нем большего давления. Отражатель не позволяет массе воды устремиться в колпак или во всяком •случае пропускает лишь небольшую долю ее, отбросив основную массу обратно в котел.

1. Паросушитель
Фиг. 223.

На горизонтальном листе-диафрагме установлен барабан с загнутой внутрь верхней кромкой, как показано на фиг. 224. На некотором расстоянии над этим барабаном размещен сплошной лист, заставляющий пар итти в стороны, изменив свое первоначальное направление. Наконец, имеется второй невысокий большего диаметра барабан, укрепленный к верхнему горизонтальному листу. Этот барабан заставляет пар итти вниз, при чем вода, как более тяжелое тело, будет стекать по внутренней стенке барабана и, встретив кольцевой жолоб, будет собираться в нем и стекать по трубке на нижнюю диафрагму и далее в котел-через спускные отверстия в этом листе. Жолоб сделан для того, чтобы избежать вторичного захватывания воды паром, огибающим снизу большой барабан. Часть воды отделяется от пара, и при этом последнем изменении его направления пар идет вниз и затем резко изменяет направление своего движения на обратное; вода по инерции продолжает двигаться вниз и частично отделяется от пара. Итак, здесь мы имеем четыре элемента, отделяющих^оду: отражатель, сетку и два поворота струи пара в барабанах.

Отделившаяся от пара вода имеет все же затрудненный обратный сток в котел.

Паросушитель этого типа оказался очень жизнеспособным как по своей простоте, так и из-за сравнительно удовлетворительных результатов своей работы. Для мощных паровозов он все же оказывается неудовлетворительным из-за того, что движение струи пара происходит с недостаточно большой скоростью; это не позволяет в нужной мере воспользоваться большим удельным весом воды и значительной инерцией воды при резких поворотах. Заметим, что повысить скорость движения пара можно было бы простым средством-уменьшением сечения проходов пара, но при этом затруднилось бы возвращение отделившейся воды обратно в котел.

Значительно более совершенным по идее кажется паросушитель Харитонова, показанный на фиг. 225 в применении'к паровозам сер. «Зу».

В этом паросушителе инерция воды реализуется в значительно большей степени. Здесь сухопарный колпак вертикальной перегородкой разделен на две части-переднюю и заднюю. В передней устанавливается головка клапанного егулятора. От котла эта часть колпака также отделена горизонтальным листом, задней половине колпака, свободно сообщающейся с паровым пространством (см. план), устанавливается узкая труба, по диаметру несколько меньшая, чем регуляторная. Труба сверху открыта, и пар поступает в нее из самой верх-гей точки сухопарника; такое место для отбора пара, конечно, наилучшее. Двигаясь по трубе с большой скоростью, порядка 25-30 м в секунду, пар при выходе из трубы резко изменяет направление движения на обратное и движется вверх, обходя снаружи вокруг этой трубы и поступая далее-по большому окну в вертикальной перегородке-в переднюю половину сухопарника.

1. Паросушитель
Фиг. 224.
1. Паросушитель
Фиг. 225.

Вода по инерции, пролетает вниз и может стекать в водяное пространство по спускной трубе. Идея вполне здоровая, и отделек^е воды от пара в этом паросушителе производится безусловно в значительной степени.

Но этот паросушитель на практике оказался неудовлетворительным из-за подсоса воды по спускной трубе в сухопарник.

Здесь в наиболее резкой форме сказалось парадоксальное положение с отделением воды: чем энергичнее отделение воды от пара (большая скорость- большая инерция), тем труднее осуществить свободный отвод ее в котел. Уменьшить подсос можно, уменьшив скорость движения пара по трубе паросушителя, но тогда и отделение воды будет хуже.

В США пользуется сравнительно большим распространением инерционный паросушитель Вагнера, во многом по идее сходный с предыдущим. На фиг. 226 показан паросушитель Вагнера в применении к паровозам сер. «ТА ». Здесь паросушитель и главный запорный клапан котла (о нем речь ниже) представляет собой одну."узловую деталь. Пар входит по кольцевому каналу в верхшою часть корпуса паросушителя п делает резкий поворот, проходя к косо расположенному кольцевому каналу, ведущему в среднюю часть корпуса. Вода пролетает по инерции в кольцевой узкий карман, откуда через отверстия в дне кармана стекает обратно в котел.

1. Паросушитель

Такой паросушитель на паровозах сер. «ТА » все же не дал вполне положительных результатов, что в основном может быть объяснено слишком высокой влажностью пара этих паровозов с их неудовлетворительными, как уже говорилось, котлами.

1. Паросушитель1. Паросушитель1. Паросушитель

На части наших мощных паровозов ставятся такие же паросушители Вагнера, но в комбинации с сеточным наросушителем, расположенным в нижнейчасти сухопарника.

Что касается "центробежного паросушителя. то наиболее распространенной его конструкцией является показанная на фиг. 227 спроектированная для установки также сверху главного запорного клапана. Пар входит в верхнее центральное отверстие паросушителя и, проходя далее через косо поставленные неподвижные лопатки, приобретает вращательное движение. Развивающаяся при этом центробежная сила отбрасывает частицы воды в стороны. Вода стекает з карманы, однотипные с рассмотренными выше.

Заметим, что простейший диск-отражатель, устанавливаемый под сухопарником, как показано на фиг. 228, дал" при испытании удовлетворительные результаты, почти устраняя случаи бросания воды. Подобные отражатели устанавливаются теперь под паросушителями паровозов сер. «Эм» и «Су».

В заключение отмечаем, что вопро: об усовершенствовании паросушителя пока не разрешен и ждет своей датьнейшей разработки советскими изобретателями и конструкторами, имеющими здесь чрезвычайно благодарное поле деятельности. С удовлетворением отмечаем инициативу проф. Шелеста, предложившего в самое последнее время новый паросушитель своей системы.

⇐ | Арматура угольного и нефтяного отопления || Конструкции паровозов || Регулятор | ⇒