ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛИ ЛОКОМОБИЛЬНЫХ КОТЛОВ
Пароперегреватель представляет собой одну из важных частей котельной установки, так как в нем происходит осушка влажного пара,, поступающего из котла, и повышение его температуры сверх температуры насыщения. Применение пароперегревателя обусловлено повышением экономичности паровой машины (см. ниже, раздел третий главу II).
Рассмотрим ряд конструкций пароперегревателя, применяющихся в локомобильных котлах. Пароперегреватели котлов паровозного типа и цилиндрических располагаются либо в дымовой коробке (большинство конструкций), либо в уширенных дымогарных трубах.
Пароперегреватели, ставившиеся впервые в локомобильных котлах, были спиралеобразными и помешались в дымовой коробке (фиг. 59). Они выполнялись в виде ряда плоских спиралей /, соединенных последовательно. Пар в трубках двигался навстречу потоку горячих газов, т. е. был осуществлен принцип противотока. Пароперегреватель был снабжен обдувочным устройством, состоящим из одной горизонтальной трубы 2, расположенной по оси дымовой коробки, и одной вертикальной 3, соединенной с первой и расположенной между пароперегревателем и трубной решеткой котла. В обеих трубах, имелся ряд сверлений. При обдувке в систему труб подавался пар, и трубы проворачивались при помощи рукоятки 4, расположенной снаружи на дверке дымовой коробки. Струи пара из отверстий труб при этом обдували трубы пароперегревателя с различных направлений и хорошо их очищали. Обдувались также трубная решетка и дымогарные трубы.
Такой пароперегреватель, несмотря на хороший тепловой эффект, не позволял регулировать температуру перегретого пара, был довольно’ сложен в изготовлении и полностью занимал дымовую камеру, закрывая совершенно трубную решетку и дымогарные трубы. Эта конструкция пароперегревателя не позволяла производить спуск конденсата при остановке котла
Ввиду указанных недостатков этот тип пароперегревателя больше не применяется.
Все последующие типы пароперегревателей располагаются в дымовой коробке так, что оставляют свободный доступ к дымогарным трубам.
Пароперегреватель конструкции Херсонского завода для котла локомобиля марки 4ЛП-20 (фиг. 60) расположен в верхней части дымовой коробки и состоит из двух вставленных один в другой винтообразных змеевиков, соединенных последовательно. В этом пароперегревателе
осуществляется поперечный ток газов и пара. Теплотехнические качества его удовлетворительные, но изготовление его сложно, так как винтовая линия змеевика идет не по круглому, а по эллиптическому цилиндру. Регулирования температуры пара в пароперегревателе этой конструкции не предусмотрено. Обдувка змеевиков производится паром посредством металлического гибкого шланга через открытую дверку дымовой коробки. Этот пароперегреватель не закрывает дымогарных труб.
В настоящее время большое распространение получил секционный пароперегреватель (фиг. 61), примененный в передвижных локомобилях П-25. Он расположен в верхней части дымовой коробки таким образом, что обеспечивает свободный доступ к дымогарным трубам для их осмотра и очистки.
Пароперегреватель представляет собой систему из трех плоских двухрядных секций змеевиков /, изготовленных из стальных бесшовных котельных труб (наружный диаметр 25 мм и внутренний—20 мм), расположенных друг над другом и приваренных своими концами к коллекторам 2 и 3.
Влажный пар из котла входит в коллектор 2 и поступает во все три параллельно расположенные секции змеевиков. Пройдя по змеевикам пароперегревателя, перегретый пар собирается в коллектор 3 и оттуда направляется в паропровод к цилиндру паровой машины. В этом пароперегревателе осуществлен поперечный ток газа и пара, движение же пара по змеевикам каждой секции осуществляется по нисходящей линии.
В нижней части пароперегреватель имеет спускной вентиль 4 для удаления конденсата и для присоединения к нему обдувочного шланга.
Змеевики пароперегревателя прикреплены к дымовой коробке специальным приспособлением, состоящим из стяжек, угольников и планок.
Очистка пароперегревателя от сажи и золы во время работы локомобиля производится путем обдувки его паром при помощи металлического гибкого шланга через открытую дверку дымовой коробки.
Одним из наиболее удачных типов пароперегревателей, расположенных в дымовой коробке, является так называемый кольцеобразный секционный пароперегреватель, получивший распространение в локомобилях средней и небольшой мощности.
В виде примера рассмотрим кольцеобразный пароперегреватель (фиг. 62) стационарного локомобиля марки СК-125, выпускаемого Людиновским заводом.
Он представляет собой систему змеевиков 1, размещенных в кольцеобразном пространстве между внутренним цилиндрическим кожухом 5 и наружной (тоже цилиндрической) стеркой дымовой коробки. Пароперегреватель состоит из 12 параллельно расположенных отдельных секций змеевиков, выполненных из стальных бесшовных котельных труб (наружный диаметр 32 мм, внутренний 25 мм) по ГОСТ 3099-46. Нижние концы всех секций змеевиков приварены к входному коллектору 2, верхние—к выходному 3. Внутренний каркас 4, выполненный в виде жестких колец, хорошо скрепляет секции змеевиков пароперегревателя в единое целое и упрощает их сборку. Внутренний кожух 5 служит для правильного направления потока газов в пароперегревателе, для чего в верхней его части сделан продольный вырез, и обеспечивает свободный доступ к трубной решетке котла для осмотра, очистки и ремонта труб.
Поступающий из котла влажный пар в коллекторе 2, расположенном в нижней части дымовой коробки, распределяется по змеевикам отдельных секций, движется по ним вверх, уже перегретым собирается в верхнем выходном коллекторе 3 и движется дальше по паропроводу к цилиндрам паровой машины.
Дымовые газы поступают к змеевикам через верхний вырез в кожухе 5 и, двигаясь навстречу движению пара по змеевикам, уходят вниз в боров и дымовую трубу. Отдача газами тепла пару осуществлена,
|
Фиг. 62. Кольцеобразный секционный пароперегреватель стационарного локомобиля СК-125. |
|
ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛИ ЛОКОМОБИЛЬНЫХ КОТЛОВ |
таким образом, по принципу противотока при поперечном омывании трубок.
В нижней части кожуха 5 имеется второй вырез, закрываемый задвижкой 6 посредством рукоятки, выведенной наружу. Если задвижку приоткрыть, часть дымовых газов, минуя пароперегреватель, уходит через вырез прямо в боров, а если открыть полностью, то все дымовые газы уйдут в боров, не омывая пароперегреватель.
Этим устройством пользуются для регулирования температуры пара, поступающего в машину. Например, если при переходе на более качественное топливо температура пара настолько повысилась, что начинает гореть смазка в цилиндре машины, то, приоткрыв задвижку, можно понизить температуру пара до требуемой. При растопке котла, когда трубы перегревателя не заполнены паром, задвижка открывается полностью, газы идут в боров, минуя пароперегреватель, и тем самым предотвращается перегорание труб пароперегревателя.
Для обдувки труб пароперегреватель оборудован обдувочным устройством 7, состоящим из ряда трубок, расположенных между секциями змеевиков и имеющих мелкие отверстия на боковой поверхности. Один конец трубок заглушен, а другой присоединен к пароподводящей линии из верхнего коллектора. При открывании вентиля струи пара, направленные во все стороны через отверстия в трубках, хорошо очищают трубы от золы и сажи.
Описанный пароперегреватель, состоящий из отдельных секций прямотрубных змеевиков, дешев и прост в изготовлении, а в собранном виде он легко устанавливается в дымовой коробке. Пароперегреватель этой конструкции отличается весьма хорошими теплотехническими качествами и в то же время обладает небольшим сопротивлением проходу газов и пара.
На выпускаемом в настоящее время передвижном локомобиле П-75 также ставится кольцеобразный пароперегреватель с тем отличием, что располагается он в перевернутом виде, так как газы, пройдя пароперегреватель, уходят из дымовой коробки прямо в трубу.
Вариантом кольцеобразного пароперегревателя является подковообразный секционный пароперегреватель (фиг. 63), ставящийся на более мощные стационарные локомобили и в том числе на СК-250.
Подковообразный пароперегреватель отличается от кольцеобразного только формой дымовой коробки (подковообразного сечения). Изменение формы вызвано тем, что пароперегреватель собирается на тележке и уже в собранном виде вкатывается прямо в дымовую коробку.
Пароперегреватели всех типов, расположенные в дымовой коробке, используют дымовые газы с температурой порядка 300—500° (в зависимости от нагрузки). Такая невысокая температура дымовых газов и небольшая скорость их протекания через перегреватель требуют для получения высоких температур перегретого пара (350—380°) больших величин поверхностей нагрева пароперегревателя, но, с другой стороны, гарантируют ему длительный срок службы, особенно если имеется возможность регулирования температуры пара и выключение его при растопке.
|
ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛИ ЛОКОМОБИЛЬНЫХ КОТЛОВ |
Необходимо отметить, что кольцеобразные и подковообразные пароперегреватели дают лучшие результаты в эксплоатации.
Пароперегреватель паровозного типа (фиг. 64), применявшийся Херсонским заводом для передвижных локомобилей марок ЛП-38 и ЛП-75, имеет совершенно другое расположение, чем все предыдущие.
Этот тоже секционный пароперегреватель располагается в дымогарных трубах увеличенного диаметра, причем, как видно из чертежа, каждая секция занимает две трубы. Трубки пароперегревателя находятся здесь в зоне высоких температур (газы подходят к перегревателю с температурой 700—900°) и высоких скоростей газов.
В этом пароперегревателе осуществляется смешанный ток пара: противоток, когда пар течет по змеевику в сторону огневой коробки, и параллельный при обратном течении пара.
Передача тепла от газов к пару происходит очень интенсивно, и поэтому поверхность нагрева получается относительно небольшой и пароперегреватель этого типа имеет небольшие размеры.
Недостатками такого типа пароперегревателя являются быстрое об- горание концов пароперегревательных трубок, обращенных в сторону огневой коробки, необходимость применения дымогарных труб двух разных размеров, быстрое засорение дымогарных труб, в которых размещены секции пароперегревателя, и трудность их очистки. Эти трубы можно продуть только специальным приспособлением со стороны огневой коробки, как это и делается на паровозах.
Указанные недостатки ограничили распространение пароперегревателя этого типа, и в настоящее время он больше не изготовляется.
Пароперегреватели водотрубных локомобильных котлов (фиг. 42, 43 и 45) располагаются в газоходах в зоне высоких температур, что ограничивает их размеры. Это большей частью секционные пароперегреватели. В § 4 главы I второго раздела при описании водотрубных котлов даются указания и о расположении пароперегревателей.
В прямоточных одноходовых котлах, где превращение воды в перегретый пар происходит в одном непрерывном змеевике, нельзя ТОЧНО указать место на змеевике, где закончилось испарение и начинается перегрев.