Приборы питания котла подогретой водой. Общие сведения

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

Мы уже знаем, что питание котла подогретой водой чрезвычайно благоприятно отзывается на улучшении условий его работы как в механическом отношении-уменьшение напряжений в стенках из-за неравномерного прогрева котельной воды, так и в тепловом-повышение кпд паровоза. Последнее условие, впрочем, имеет место лишь в том случае, если для подогрева воды используется тепло, содержащееся или в мятом паре, или в уходящих газах. Приборы первого рода, т. е. паровые водоподогреватели, имеют почти исключительное распространение на паровозах, как наиболее компактные. Приборы второго рода-газовые водоподогреватели (экономайзеры), как более громоздкие, распространены главным образом в стационарном котлостроении. Имеются отдельные попытки сконструировать комбинированные устройства для подогрева-питательная вода подогревается сначала мятым паром (до 90-100° С), а затем дополнительно (до конечной температуры в 120-130°) в экономайзерах. Для паровозов как экономайзеры, так и тем более упомянутые комбинированные подогреватели в их современном конструктивном выполнении непрактичны, и мы о них не говорим.

Для подогрева воды нужно от конуса отбирать не больше Ve-V? части всего выхлопного пара. Такой отбор практически почти не отражается на работе даже простого круглого конуса.

Паровые приборы для подогрева воды теплом мятого пара распадаются на две больших группы-водоподогреватели и инжекторы мятого пара. В свою очередь водоподогреватели делятся на две подгруппы: водоподогреватели п о -

верхностного типа и водоподогреватели смешения. В первых вода получает тепло от мятого пара за счет теплопередачи через стенки трубок, внутри которых она циркулирует; снаружи эти трубки омываются мятым паром. Это наиболее распространенный тип водоподогревателя, насчитывающий целый ряд систем (Борец, Кнорр, Коломенского завода, Элеско и др.).

Водоподогреватели смешения, где вода получает тепло от мятого пара при непосредственном смешивании с последним, представляют собой более совершенный тип прибора, так как здесь все тепло подводимого мятого пара используется на непосредственный подогрев воды, в то время как у поверхностных водоподо-гревателей сконденсировавшийся в горячую воду мятый пар выбрасывается или на путь или, что лучше, в водяной бак тендера,-в обоих случаях неизбежны потери тепла в большей или меньшей степени.

Водоподогреватели смешения у нас представлены в основном системой Вор-тингтона, давшей вполне удовлетворительный водоподогреватель, а также и не вполне удачным и давно снятым с производства водоподогревателем «Красный путиловец».

Поверхностные водоподогреватели представляют собой сложную и громоздкую установку, в ее современном виде требующую за собой очень внимательного ухода и тщательного ремонта. Наличие пароводяного насоса, батареи, целого комплекта арматуры, длинных и многочисленных во до- и паропроводов, ряда спускных краников,- обусловливает необходимость внимательного ухода в пути; уже при небольшом отступлении от правил обслуживания бывают зимой случаи размораживания тех или иных частей.

В подогревателе смешения мы имеем сложный, но компактный пароводяной насос, собранный в одно конструктивное целое с камерой смешения; весь водоподогреватель значительно надежнее в работе и кроме того дает несколько более высокий подогрев.

^ Наконец, инжекторы мятого пара выгодно отличаются от водоподогревате-лей своей чрезвычайной компактностью, малым весом, надежностью, минимальной требовательностью к уходу, дешевым и сравнительно редким ремонтом.

Решено уже в ближайшце годы широко внедрить инжекторы мятого пара на наши паровозы. Все вновь строящиеся паровозы предположено также оборудовать инжекторами мятого пара.

При всех своих достоинствах инжекторы мятого пара имеют и серьезные недостатки, значительно сужающие перспективы их распространения.

Во-первых, регулировка работы (подача) инжектора мятого пара может быть осуществлена в значительно более узких пределах, чем водоподогревателя. Во-вторых, инжекторы мятого пара не могут питать котла с давлением пара свыше 10-10,5 атм без добавки свежего пара к мятому.

Объясняется это малой работоспособностью мятого пара; давление последнего почти не повышается по мере увеличения котлового давления пара. Поэтому, чтобы поднять обратный (питательный) клапан котла с давлением пара свыше 10,5 атм напор струи питательной воды оказывается недостаточным; для преодоления давления на питательный клапан оказывается необходимым добавить к мятому пару некоторое количество свежего, более «работоспособного» пара от пароразборной колонки. Чем выше давление пара в котле, тем больше должен быть добавок свежего пара, уменьшающий тепловой эффект работы такого питательного устройства. Подробнее об этом говорится в «Тепловом процессе паровоза». Здесь лишь укажем, что добавок свежего пара может достигать 40-50% и более количества (весового) мятого пара. Сейчас, как мы знаем, взята установка на применение пара все более и более повышенного давления, а в перспективе-высокого давления; в последнем случае инжекторы мятого пара, естественно, полностью уступят свое место водоподогревателям.

В настоящее время наши паровозы снабжены (еще с 1926/27 г.) значительным количеством (до 4 000 установок) водоподогревателей Кнорра; эти подогреватели работают в общем неудовлетворительно, отчасти из-за недостаточного знакомства с ними персонала депо и из-за неприспособленности последних для ремонта этих приборов. Исправно работающие водоподогреватели Кнорра себяоправдывают (Северные ж. Д.), и уже одно это заставляет обратить на них внимание. Другие системы подогревателей поверхностного типа, применяющиеся в СССР (Коломенского завода, Борец, Элеско,-последние поставлены на паровозах сер. «ТА»), не имеют ни большого распространения, ни особых преимуществ перед Кнорром и нами не рассматриваются.

Водоподогреватели системы Вортингтона работают у нас на двух паровозах сер. «Э » и на 50 паровозах сер. «Vе», построенных Брянским заводом по заказам промышленности. Дальнейшего распространения эти подогреватели не получают, так как вопрос о выборе типа подогревать ля был решен пока в пользу инжектора мятого пара.

Инжекторы мятого пара представляют собой сравнительно простое устройство, напоминающее обычный инжектор свежего пара, но снабженный камерой смешения и увеличенным количеством конусов. Общим недостатком обыкновенных инжекторов мятого пара является необходимость после закрытия регулятора переключать от руки «сорвавший» инжектор на работу свежим паром, а при открытии регулятора-снова переводить работу инжектора на мятый пар.

Для устранения этого существенного недостатка советские изобретатели настойчиво работают над автоматами переключения; назначение последних-автоматически переводить инжектор с работы мятым паром на работу свежим паром при закрытии регулятора и производить обратное переключение при открытии регулятора.

В работе существующие автоматы оказались неудовлетворительными, и паровозы имеют простые инжекторы мятого пара.

В СССР имеются несколько систем инжекторов мятого пара-Трофимова, б. ИРТ, Пахомова и др. Заграницей имеются системы «Меткалф», «Элеско» (поставлены и на паровозах сер. «ТБ»), Фридмана и др. Все эти иностранные системы инжекторов мятого пара представляют собой всасывающие или невсасывающие инжекторы, без автоматов переключения. Наши советские инжекторы-всасывающего типа.

В «Тепловом процессе паровоза» даются сведения о тепловом эффекте всех трех видов питательных устройств-подогревателей смешения и поверхностных,, а также и инжекторов мятого пара. Здесь укажем лишь, что в среднем подогреватель смешения может дать подогрев воды до 110-115°, подогреватель поверхностного типа-до 95-100°, инжекторы мятого пара-85-90° и выше в зависимости от процента свежего пара.

Что касается экономии топлива, то здесь нужно резко различить данные испытаний вполне исправных устройств и данные обычной эксплуатационной практики. В том же «Тепловом процессе» указывается, что экономия топлива при наличии водоподогревателя может выразиться в 10-12%, инжекторы мятого пара дают в лучшем случае 4-6% х. Если надежные и простые инжекторы мятого пара имеют и средние эксплуатационные данные, близкие к приведенным, то у водоподогревателей поверхностного типа экономия топлива может оказаться значительно меньшей, упав до 4-5%, хотя бы из-за увеличенного расхода пара на пароводяной насос (изношенные кольца, пропускающие клапаны) и загрязнения батареи. Заметим, что расход пара на насос равен примерно 2- 2,5% всего количества пара, даваемого котлом. При неисправном насосе этот расход увеличивается до 6-8 и более процентов. Наконец, эксплуатационные данные говорят не в пользу водоподогревателей поверхностного типа еще и из-за большей стоимости ремонта их и простоев паровозов. В итоге при неисправных поверхностных подогревателях экономический эффект их работы близок к нулю, а иногда становится отрицательным. Это рассуждение подчеркивает необходимость нашим дорогам основательно заняться рациональным использованием подогревателей Кнорра, на изготовление которых было израсходовано свыше 10 млн. руб. народных средств и которые могут дать должный эффект лишь при содержании приборов в порядке. В силу этого соображения здесь

1 Опыты НИИЖТ показали, что инжектор Трофимова дал всего лишь около-2-3% экономии топлива.

1. Приборы питания котла подогретой водой. Общие сведения

необходимо хотя бы вкратце рассмотреть устройство подогревателя Кнорра.

Весовые данные и стоимость говорят также не в пользу* поверхностных во-доподогревателей: если водоподогреватель Кнорра весит 2,5 -*- 2,7 т (с трубопроводами), то инжектор мятого пара той же мощности-0,5 0,6 т. Примерная стоимость установки подогревателя Кнорра-около 4000 руб., инжектора мятого пара-1 500 руб.

⇐ | Перегревательные элементы || Конструкции паровозов || Водоподогреватели Кнорра | ⇒