Файл: Хмелевский А.В. Паровоз. (Устройство, работа и ремонт) учебник для техн. шк. ж.-д. трансп.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 178

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

Г л а в а

24

 

 

 

 

 

ВОДОПОДОГРЕВАТЕЛЬ

 

 

 

 

§ 122. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА И УСТАНОВКА

 

 

 

ВОДОПОДОГРЕВАТЕЛЯ НА ПАРОВОЗЕ

 

Паровозный

водоподогреватель

является

важным средством

экономии топлива и повышения экономичности

паровоза. Подогрев

питательной

воды перед ее поступлением в котел осуществляется

за счет отдачи тепла отработавшим в машине пара.

 

Потери с отработавшим

паром составляют

35—55% тепла от

сжигаемого

в топке паровоза топлива. Частично отработавший пар

используют

для подогрева воды. Полностью

использовать для по­

догрева воды

отработавший

пар не представляется

возможным,

так как он расходуется в конусно-вытяжном

устройстве паровоза

для создания тяги.

 

 

 

 

 

Применение

паровозного

водоподогревателя дает

следующие

выгоды:

 

 

 

 

 

 

 

достигается 6—8% экономии топлива; часть отработавшего па­ ра возвращается в котел в виде конденсата, что на 10—12% сокра­ щает расход воды;

при нагревании воды в водоподогревателе происходит выделе­ ние из нее кислорода и углекислоты и выпадение солей временной жесткости, вредно влияющих на стенки котла;

достигается возможность питать котел нагретой водой неболь­ шими порциями, что не вызывает резкого падения котлового дав­ ления и уменьшает температурные напряжения котла.

В результате проведенных опытов было установлено, что наи­ более экономичными являются водоподогреватели типа смещения. В 1948 г. Брянский паровозостроительный завод изготовил и испы­ тал первый образец водоподогревателя типа смещения (рис. 262). Такой водоподогреватель установлен на паровозах П36, ЛВ и Ем . В порядке модернизации им также оборудованы паровозы Е а , СО, ФД и СУ. Этот водоподогреватель имеет следующие, основные ча­ сти: смесительную камеру (подогреватель) 9, питательный порш­ невой насос 14 и турбонасос 31.

Подогрев питательной воды производится отработавшим па­ ром, отбираемым от конуса или паровыпускных труб паровой ма­ шины и от питательного поршневого насоса. Пар по трубе 8 через обратные клапаны 1 поступает в смесительную камеру 9. Одновре­ менно в смесительную камеру турбонасосом 31 по трубе 22 пода­ ется холодная вода из тендерного бака. В смесительной камере че­ рез клапан 6 вода разбрызгивается, смешивается с отработавшим паром и таким образом подогревается. Горячая вода из смеси­ тельной камеры по трубке 12 самотеком идет к водяному цилиндру питательного поршневого насоса 14, который по трубе 13 через пи­ тательный клапан 10 подает воду в котел.


Питательный поршневой насос и турбонасос приводятся в дей­ ствие свежим паром, который через пусковой вентиль 23 парораз-

борной колонки

25 по трубе 26 подводится

к парораспределитель­

ной головке питательного насоса.

Отсюда

часть пара по трубе 18

направляется

к регулирующему

золотнику

2, установленному на

смесительной

камере, и затем по трубопроводу

4 идет к турбона­

сосу.

 

 

 

 

 

Регулирующий золотник связан с поплавком

5, установленным

в камере, и регулирует впуск свежего.пара

в турбонасос, изменяя

таким образом

подачу холодной

воды турбонасосом в смеситель­

ную камеру. Отработавший пар из поршневого насоса по трубе 15, через маслоотделитель 16 подается в смесительную камеру и так­ же используется для подогрева воды. Из турбонасоса отработав­ ший пар через водоотделитель 21 выпускается в атмосферу. Смазы­

вание поршневого насоса

осуществляется

из масленки 19, установ­

ленной на трубе 26.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Штті^ті^^_р^г^т\іуш.ещ

 

 

 

золотнику

 

( Жолойкан

Вода

от

нйсоса~То~одндо,

Новы

 

Г

J

t

Воздух

и газы

 

 

 

ї

/

S

атмосферу

 

 

22'

 

 

 

 

 

"

 

77

!

 

 

 

 

 

 

11

'2 I

 

 

 

Конденсат

из

ка­

I

 

 

 

 

] сепаритора

 

[Л8

 

 

 

 

меры

смешения

і

 

 

 

 

 

 

 

 

 

і

 

 

 

 

Горячая Ша

S котел\ ру' 3

•f~28

і

Спускные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

трубы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Свежий

 

пар

к

насосу

 

холодной

 

Воды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Спускные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т р у б ы

 

 

 

Рис.

262.

Принципиальная

схема

водолодогревателя

смешения:

/ — обратные

клапаны

камеры;

2 — регулирующий

золотник;

3 — труба

д л я отвода

воздуха и

газа;

4 — труба

свежего

пара к

турбонасосу; 5 — поплавок;

6 — р а з б р ы з ­

гивающий

клапан;

7— д р е н а ж н а я

т р у б а ;

 

8 — т р у б а

отработавшего

пара;

9 — сме ­

сительная

камера

 

(подогреватель);

10 — питательный

клапан; / / — а э р о т е р м о м е т р ;

12 — т р у б а

горячей

воды;

13 — нагнетательная

труба;

14 — питательный

 

поршневой

насос;

/5 — т р у б а

отработавшего

пара из

поршневого

насоса;

16—маслоотделитель;

17, 20

и

28 — манометры;

18 — т р у б а

с в е ж е г о

пара

к р е г у л и р у ю щ е м у

 

золотнику

смесительной

камеры;

19 — масленка;

21 — водоотделитель;

22 — т р у б а

холодной

воды;

23— пусковой

вентиль;

24 — вентиль

прогрева;

25 — п а р о р а з б о р н а я

колонка;

26 — труба

с в е ж е г о

пара

к

поршневому

насосу;

27 — трубы

паровые

прогреватель-

ные;

29 — контрольный

кран;

30 — вентиль

с

обратным клапаном;

 

31—турбонасос


 

 

 

 

Рис. 253. Установка

водоподогрева

на паровозе ЛВ:

 

 

 

 

 

/ — т р у б а д л я

отвода

в о з д у х а

и

газов;

трубопроводы;

2 — холодной

воды

от

турбонасоса

к смесительной

камере;

3 — горячей воды и

поршневому

,насосу;

4 — нагнетательный;

5 — питательный

клапан;

6— т р у б о п р о в о д с в е ж е г о

пара

к насосу;

7 — пусковой

вентиль;

8 — манометр;

9 — смесительная

камера;

10

вентиль прогрева; 11 — т р у б о п р о в о д о т р а б о т а в ш е г о

пара

от

конуса;

12 — труба

прогрева:

13 — т у р б о н а с о с ; 14 — т р у б о п р о в о д

с в е ж е г о

пара от

смесительной

камеры

к

турбонасосу;

15 — т р у б о п р о в о д о т р а б о т а в ш е г о пара от на­

 

 

 

 

соса; 16 — питательный поршневой

насос;

П

— т р у б о п р о в о д

конденсата

 

 

 

 


Для удаления из камеры смешения воздуха и газов, выделяю­ щихся при подогреве воды, имеется сепарирующее устройство и отводная труба 3. Скапливающийся конденсат удаляется по дре­ нажной трубе 7. Эта труба на конце имеет муфту и гайку с калиб­ рованным отверстием, величина которого изменяется в зависимо­ сти от времени года. Температура подогретой воды, подаваемой в котел, определяется по аэротермометру 11, установленному в каби­ не машиниста.

Наблюдение за давлением воды в нагнетательном трубопрово­ де, идущем от турбонасоса к смесительной камере, ведется по ма­ нометру 28. На этом трубопроводе помещен вентиль с обратным клапаном 30, предотвращающий попадание пара из смесительной камеры в водяную часть турбонасоса и обратный сток воды. Пода­ ча воды турбонасосом проверяется еще контрольным краном 29. Манометры 17 и 20 установлены на трубопроводах свежего пара, первый — перед регулирующим золотником 2, а второй — около турбонасоса. Манометр 28 является режимным: с увеличением по­ дачи горячей воды насосом манометр "показывает повышенное дав­ ление, а с уменьшением подачи воды его показания понижа­ ются.

Чтобы избежать замораживания системы водоподогревателя в зимнее время, предусмотрены прогревательные и циркуляционные трубки. От вентиля 24 на пароразборной колонке идет паропро­ вод 27 к турбонасосу. Пар через шайбу с калиброванным отверсти­ ем поступает в водяную часть турбонасоса, прогревая водоприем­ ный рукав и трубопровод между насосом и тендером. От паропро­ вода пар подводится через шайбу с калиброванными отверстиями также к нагнетательной трубе 22 холодной воды в двух местах: за вентилем с обратным клапаном 30 и выше него.

На рис. 263 показана установка водоподогревателя на паровозе ЛВ. Камера смешения 9 установлена в верхней части дымовой ка­ меры. Насос горячей воды 16 располагается с левой стороны паро­ воза под боковой площадкой. Нагнетательный трубопровод 4 от насоса горячей воды подведен к питательному клапану 5, установ­ ленному на цилиндрической части котла. Турбонасос 13 помещен под будкой паровоза с левой стороны ниже дна тендерного бака, чтобы вода самотеком поступала в турбонасос.

§ 123. СМЕСИТЕЛЬНАЯ КАМЕРА И НАСОСЫ

Смесительная камера-подогреватель (рис. 264) имеет следую­ щее устройство. В корпусе / / подогревателя отлита камера А, ку­ да через патрубок Б поступает отработавший пар. Чтобы предот­ вратить попадание воды в камеру А и далее в цилиндры паровой машины, в верхней части ее на седлах 10, запрессованных в корпус, установлены девять обратных клапанов 9, подъем которых ограни­ чен плитой 8. Под давлением пара клапаны поднимаются, и пар из камеры А поступает в камеру В.


Камера 5 представляет собой самостоятельную отливку, встав­ ленную в корпус подогревателя и прикрепленную к нему шпилька­ ми. К корпусу камеры В прикреплен поплавковый механизм 12, ко­ торый соединен с золотником 6, регулирующим доступ свежего па­ ра в турбонасос. Золотник помещен во втулке, которая запрессова­ на в корпус 7, прикрепленный к крышке 5.

На крышке 3, закрывающей сверху корпус смесительной каме­ ры, поставлена вторая крышка 5, к которой присоединена труба от турбонасоса. По этой трубе из турбонасоса поступает холодная вода, которая попадает на разбрызгивающий клапан /, установ­ ленный в седле 2 и прижимаемый к нему пружиной 4. Нагнетае­ мая турбонасосом вода преодолевает усилие пружины, отжимает клапан и через кольцевой зазор между клапаном и седлом тонкой конусообразной струей поступает в камеру В. Здесь вода смеши­ вается с паром, поступившим из камеры А, конденсируется

*и нагревается.

Нагретая вода стекает в нижнюю часть корпуса Г, откуда че­ рез отверстие Д по трубе поступает к насосу горячей воды. Каме­ ры В и Г трубкой 13 соединены с поплавковой камерой Е, где поме­ щен шаровой поплавок. При переполнении поплавковой камеры водой поплавок поднимается, что вызывает перемещение вниз свя-.

Рис. 264. Смесительная камера-подогреватель:

I р а з б р ы з г и в а ю щ и й клапан; 2

с е д л о ;

3, 5 крышки;

4 — п р у ж и н а ;

6 — золотник;

7 — корпус золотника; 8 плита;

9 — обратный

клапан;

10 — седло;

/ / — корпус;

12 — поплавковый

м е х а н и з м ;

13 — т р у б к а

 

згінного с ним регулирующего золотника 6. При перемещении зо­ лотника вниз перекрывается часть окон во втулке, в которой уста­ новлен золотник, и уменьшается поступление свежего пара в тур­ бонасос. Вследствие этого турбонасос сокращает подачу холодной воды в смесительную камеру до тех пор, пока поплавок и золот­ ник не придут в нормальное положение.

Водоподогреватель нагревает воду до 95—100°С и имеет произ­ водительность 18—24 т/ч.

Инжекторы свежего пара, как уже отмечено, могут присасывать воду с температурой не выше 40°С. В водоподогревателях же, ус­ тановленных на паровозах, питательная вода имеет температуру до 100°С. Поэтому подача в котел такой воды может производиться поршневыми или центробежными насосами. Преимуществом поршневого насоса является возможность широкой регулировки по­ дачи воды, что отсутствует .в инжекторах и турбонасосах (центро­ бежных насосах).

Питательный насос горячей воды (рис. 265) поршневой, двойно­ го действия, горизонтальный, работает свежим насыщенным па­ ром. Он состоит из парового цилиндра 10, заодно с которым отлита парораспределительная камера, и водяного цилиндра 6 с промежу­ точной частью, служащей соединением с паровым цилиндром. Ци­ линдры отлиты из чугуна СЧ21-40. В цилиндр водяного насоса за­ прессована сменная втулка 5, изготовленная из нержавеющей ста­ ли 2X13. На общей скалке 7, изготовленной также из нержавею­ щей стали, насажены чугунный поршень 8 парового цилиндра и бронзовый поршень 4 водяного цилиндра, которые закреплены на скалке корончатыми гайками 9. На диске каждого поршня имеет­ ся по два уплотнительных кольца 3. В паровом цилиндре уплотнительные кольца изготовлены из специального чугуна, в водяном — эбонитовые или текстолитовые.

Скалка поршня уплотняется двумя сальниками 13, установлен­ ными в промежуточной части насоса. Уплотнительные кольца саль­ ников изготовляют из прорезиненного и прографиченного асбеста.

Водяной цилиндр имеет клапанную камеру, . где расположены всасывающие клапаны / и нагнетательные клапаны 2, прижимае­ мые пружинами к запрессованным в камеру втулкам. Клапаны и втулки изготовлены из нержавеющей стали, а пружины — из мо- нель-металла. Для удаления воды из клапанной камеры и водяно­ го насоса имеется спускной люк 14. Для спуска воды из водяной части и конденсата из паровой части насоса поставлено также не­ сколько вентилей и краников.

Регулирование подачи пара в полости цилиндра насоса осуще­ ствляется автоматически действующим ходопеременным цилиндри­ ческим золотником 12 разъемного типа. Золотник имеет большой и малый диски, изготовленные из стали 50ХН. Золотник работает в чугунной втулке / / , запрессованной в парораспределительную ка­ меру.

Ввиду того что диски золотника сделаны разного диаметра, зо­ лотник не может занимать среднее положение и поэтому свежий