Глава 4 ГАРНИТУРА КОТЛА

Чтобы обеспечить нормальный процесс горения в топке, к слою горящего на колосниковой-решетке топлива или к факелу горящего жидкого топлива должно быть подведено определенное количество воздуха. На каждый килограмм сжигаемого угля или мазута нужно примерно соответственно 10—14 или 16—18 кг воздуха. В таком большом количестве воздух не может естественным путем поступать в топку, а образующиеся при сгорании топлива газы не могут выходить по дымогарным и жаровым трубам из топки. Поэтому в паровозном котле создают искусственную тягу газов при помощи дымовытяжного устройства.
Дымовытяжное (рис. 34) или конусно-вытяжное устройство на паровозе состоит из конуса и дымовой трубы, которые установлены в дымовой камере. Это устройство отличается простотой конструкции и эффективностью действия.
Из цилиндров паровой машины отработавший пар давлением 0,6—0,8 кГ/см2 направляется в конус, в сужающейся части которого пар приобретает большую скорость (на современных паровозах до 250—350 м/сек). Паровая струя, выходящая из конуса и обладающая большим запасом кинетической энергии, захватывает газы в дымовой камере и увлекает их в дымовую трубу и атмосферу. В дымовой камере создается разрежение (давление ниже атмосферкого), которое обеспечивает тягу газов из огневой коробки и приток воздуха к колосниковой решетке.

Чем интенсивнее работает паровая машина паровоза, тем с большей скоростью выбрасывается струя пара из конуса и тем большим становится разрежение в дымовой камере. С увеличением разрежения усиливаются тяга и приток воздуха в огневую коробку, что позволяет сжигать больше топлива и, следовательно, получать больше пара от котла, необходимого для работы машины. Таким образом, при помощи конуса осуществляется автоматическая связь рабочего процесса котла и машины.

По конструкции конусы бывают постоянного и переменного сечения. Наиболее простым является однодырный конус постоянного сечения (рис. 35) с круглым выпускным отверстием. Большое распространение получил четырехдырный конус постоянного сечения с раздельным выпуском (рис. 36). В корпусе конуса имеются два отдельных, не сообщающихся между собой канала, — по одному для каждого цилиндра. Таким образом, выпуск пара из одного цилиндра отделен от выпуска из другого. Это сделано для того, чтобы не успевший выйти из конуса пар, скажем, правого цилиндра не перетекал в канал левого цилиндра и не создавал дополнительного подпора (противодавления) на его поршень. Каждый канал в корпусе разветвляется и в устье конуса имеет два накрест лежащих выпускных отверстия.
Однодырный и четырехдырный конусы имеют сменные насадки различного диаметра, которые ставят главным образом в зависимости от сорта применяемого топлива. Чем меньше диаметр насадков конуса, тем сильнее становится тяга. Однако с уменьшением диаметра насадка увеличивается противодавление на поршень, увеличивается сопротивление выпуска пара, а следовательно, уменьшается мощность и сила тяги паровоза и, кроме того, увеличивается расход топлива.
Четырехдырйый конус паровоза Л имеет два размера насадков диаметром 70 и 75 мм. Однодырный конус паровоза П36 имеет три размера насадков диаметром 160, 170 и 180 мм, при этом на каждый паровоз изготовляют два комплекта насадков всех размеров: один — обычные круглые насадки и другой — с рассекателями.
Устанавливают конус строго по оси дымовой трубы, чтобы парогазовая струя правильно входила (вписывалась) в устье трубы. Перекос конуса нарушает правильную работу дымовытяжного устройства. Корпус конуса и конусные насадки отливают из чугуна.

Конусы переменного сечения имели в отверстии центрально расположенную «грушу», которую при помощи привода можно было перемещать в вертикальном направлении и, таким образом, изменять выпускное сечение. Вследствие того, что неумелое пользование переменным конусом приводило к увеличенному расходу топлива и вредно отражалось .на состоянии котла, переменные конусы в свое время были заменены конусами постоянного сечения.
Дымовую трубу устанавливают на дымовой камере так, чтобы ось ее была перпендикулярна к продольной оси котла и лежала с ней в одной плоскости. На старых паровозах дымовые трубы имели значительную высоту (насколько позволял габарит), но по мере увеличения мощности и размеров паровоза высоту трубы вследствие ограничения по габариту уменьшали. На современных паровозах уменьшение высоты трубы над дымовой камерой компенсируют удлинением ее внутрь дымовой камеры.
Дымовые трубы отливают из чугуна; они могут быть цельнолитыми или состоящими из двух-трех частей.

На рис. 37 показана дымовая камера паровоза ЛВ с расположенными в ней дымовытяжным устройством, искрогасителем, сифоном, коллектором пароперегревателя и смесительной камерой во-доподогревателя. На рисунке видно, что за счет промежуточной вставки и раструба дымовая труба значительно удлинена в дымовую камеру.
На пассажирском паровозе П36 дымовая труба состоит из четырех частей: собственно трубы, фланца трубы, промежуточной вставки и раструба. Фланец трубы отлит из стали.
Исследованиями установлено, что для эффективной работы конусно-вытяжного устройства большое значение имеют размеры и форма дымовой трубы, а также ее расположение относительно конуса.
Для улучшения работы дымовытяжного устройства, по предложению К. Я. Золотарева и А. С. Гордеева верхняя часть дымовой трубы паровоза ФД в свое время была удлинена на 550 мм, а раструб удлинен цилиндрической вставкой на 400 мм. Подобное изменение дымовытяжного устройства произведено в порядке модернизации на паровозах ФД, СО, Су, Э, Еа и др. Такое усовершенствование дало возможность увеличить диаметр конусного насадка и тем самым повысить мощность паровоза (при неизмененном расходе топлива). При этом интенсивность тяги в котле не уменьшилась.

На паровозах с нефтяным отоплением на дымовой трубе поставлена заслонка. После потушки форсунки нефтяного отопления заслонка на дымовой трубе должна быть плотно закрыта.

Для создания искусственной тяги при движении паровоза с закрытым регулятором и на стоянках, когда паровая машина не работает, в дымовой камере устанавливают сифон, который работает по тому же принципу, что и конус. Пар, вылетающий из отверстий или сопел сифонного кольца, увлекает в дымовую трубу и атмосферу из дымовой камеры газы, создавая в ней разрежение.

Сифон представляет собой кольцо диаметром от 240 до 390 мм, изготовленное обычно из трубки с проходным сечением от 18 до 35 мм в зависимости от мощности паровоза. В кольце просверлены отверстия диаметром 3-6 мм. Количество этих отверстий на разных паровозах различно. Сифон устанавливают на конусе и укрепляют скобами и болтами.
В настоящее время на большинстве паровозов установлены усиленные сифоны с расходящимися соплами Лаваля по предложению проф. А. Н. Шелеста (рис. 38). Этот сифон изготовляют из стальной трубки или отливают из чугуна. Сопла ввернуты в корпус и при износе могут быть легко сменены. Сифоны с соплами Лаваля обеспечивают лучшее разрежение в дымовой камере, требуют меньше времени для поднятия давления пара в котле и более экономичны по расходу пара.
К сифонному кольцу по трубе подводят пар из котла, подачу которого регулируют вентилем, установленным на сухопарнике, при помощи привода. На паровозах Су, Еа отбор пара для сифона производят от пароразборной колонки в будке машиниста, а на паровозе П36 — от колонки перегретого пара, установленной на дымовой камере.
Необходимо следить за правильной установкой сифона по оси дымовой трубы; перекос его нарушает работу дымовытяжного устройства.

Вместе с отходящими газами из топки котла уносятся мелкие горящие частицы угля (искры). Часть этих искр, опасных в пожарном отношении, выбрасывается парогазовой струей через дымовую трубу. Для удержания и гашения искр в дымовой камере устанавливают специальные приборы — искрогасители.
Наиболее простым является сеточный искрогаситель (рис. 39), который состоит из стального каркаса, обтянутого сеткой с ячейками 5X5 мм. Искрогаситель размещают между конусом и дымовой трубой. Он имеет коническую форму и состоит из двух половин, что дает возможность его легко устанавливать.

Искры, вылетающие из жаровых и дымогарных труб, ударяясь о сетку, раздробляются, часть из них гаснет и оседает в дымовой камере, а часть все же проходит через отверстия в сетке и уносится в дымовую трубу. Сетка искрогасителя довольно быстро прогорает и требует частой смены.
Искрогасительные сетки следует периодически очищать металлической щеткой, так как забивание ячеек изгарью и смолистыми веществами увеличивает сопротивление проходу газов.
На паровозах ФД, Еа, Л, ЛВ и П36 установлен так называемый дефлекторный самоочищающийся искрогаситель (см. рис. 33).

Он состоит из вертикального листа 7, горизонтального листа 8, сетки 9 и регулирующей отбойной заслонки 10. Поток газов и уносимых частиц угля, ударяясь в вертикальный лист, проходит под ниж ним горизонтальным листом, огибает регулирующую отбойную заслонку, снова ударяется в отражательный лист 14 и выходит через сетку в трубу. Мелкие горящие частицы угля, проходя длинный путь в дымовой камере, от резких поворотов и ударов размельчаются, догорают и выходят в дымовую трубу с незначительным запасом тепла, что в большинстве случаев исключает возможность возникновения пожаров. При таком искрогасителе (вернее искро-дробителе) изгарь в дымовой камере не скопляется, а выносится вместе с потоком уходящих газов в атмосферу.
Аналогичная конструкция дефлекторного искрогасителя паровоза ЛВ показана на рис. 37. Однако поток газов и несгоревших частиц здесь проходит более длинный путь, так как дымовая камера этого паровоза из-за размещения в ней смесительной камеры водоподогревателя длиннее, чем у других паровозов.
Более эффективным, чем сеточный, на паровозах с ручным отоплением является искрогаситель, разработанный Всесоюзным научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта (ЦНИИ МПС) и работающий по принципу дробления и истирания изгари. Этот искрогаситель представляет собой разборный кожух из листовой стали, установленный между конусом и дымовой трубой. В передней его части имеется направляющий аппарат, состоящий из нескольких горизонтальных секций, каждая из которых разделена лопатками на ячейки. На пути к входному отверстию искрогасителя (направляющему аппарату) изгарь, ударяясь о стенки кожуха и фронтонный лист, дробится. Попадая в направляющий аппарат, поток изгари разделяется на ряд струй, благодаря наличию лопаток получает завихрение и дополнительно истирается. По выходе из аппарата изгарь проникает в струю отработавшего пара и в большинстве своем гаснет. Этим искрогасителем оборудованы основные серии паровозов с ручным отоплением. Для заливки водой скопляющейся изгари в дымовой камере установлена искрогасительная трубка. Гашение изгари предохраняет стенки дымовой камеры от чрезмерного нагревания.

Эжектор Гизеля — это система принудительной тяги для паровозов, работающая по принципу струйного насоса .

КАК РАБОТАЕТ ЭЖЕКТОРНАЯ СИСТЕМА ВСАСЫВАНИЯ GIESL

Эжектор Гизеля — это система всасывающей тяги для паровозов, которая работает по тому же принципу, что и инжектор питательной воды. Этот эжектор (нем. Ejektor, Flachschornstein или Quetschesse ) был изобретен австрийским инженером доктором Адольфом Гислем-Гислингеном в 1930-х годах и был готов к серийному производству в 1951 году. Эжектор Гизеля обеспечивает улучшенную всасывающую тягу и, соответственно, лучшее использование энергии. Существующая воздухозаборная труба в локомотиве заменена несколькими небольшими веерообразными расходящимися воздухозаборными трубами, от которых диффузор получает свою плоскую, длинную, вытянутую форму.

Эжектор, часто называемый плоским дымоходом или пренебрежительно выжимным устройством из-за его внешнего вида, Он производился по лицензии на заводе Schoeller-Bleckmann-Stahlwerke в Тернице. Представляет из себя головку с несколькими расположенными одно за другим соплами, конусы лучей которых слегка перекрываются. Это придает диффузору плоскую вытянутую форму. Типичная конструкция эжектора состоит из семи стоящих в ряд сопел примерно квадратного сечения. 

ЭКОНОМИЯ ТОПЛИВА

Гисль утверждал, что его эжектор позволяет экономить 6–12% угля — хотя на практике максимальная экономия была ближе к 8% — и увеличить мощность до 20%. Многие железнодорожные администрации переоборудовали свои паровозы для использования эжекторов Гизеля, включая ÖBB, ČSD и Deutsche Reichsbahn (DR) в Восточной Германии, а также железнодорожные компании в Африке, Китае и Японии (например, на классе D51). В DR было подсчитано, что эжекторы Гизеля окупятся в течение года, в результате чего они переоборудовали более 500 локомотивов; в первую очередь классы 38.10 , 50 , 52 и 65.10 .

Колосниковую решетку устанавливают в огневой коробке примерно на уровне топочной рамы на паровозах с угольным отоплением. На паровозах первых выпусков применялась неподвижная колосниковая решетка с балочными колосниками. Такой колосник представлял собой чугунную балочку с увеличенной высотой в средней части, имеющую по концам и посередине утолщения для образования необходимых зазоров Балочные колосники укладывали в топку поперечными рядами. Для установки колосников к стенкам огневой коробки прикрепляли на шпильках продольные и поперечные балки.

Широкое распространение на современных паровозах получили решетки с качающимися плитчатыми колосниками (рис. 40), отлитые из серого чугуна. Качающиеся колосники разделяются на рядовые 5, околоклапанные передние 4, клапанные откидные 3 и околоклапанные задние 2 длиной 640, 840 и 980 мм. Стандартный рядовой колосник представляет собой отливку, имеющую щели шириной 8—10 мм; с обоих концов колосник имеет углубления для шипов балок, а с одного конца — рычаг для привода.

Вдоль топки на кронштейнах, прикрепленных к топочной раме, устанавливают четыре боковые балки 8 и посередине — хребтовую балку 6. Эти балки, изготовленные из стального литья, имеют шипы, на которые устанавливают поперек топки качающиеся колосники. Количество укладываемых рядовых колосников зависит от длины топки. В промежутках между колосниками и стенкой огневой коробки, а также в передней и задней частях устанавливают балки 7.

Для облегчения прокачивания колосников решетка разделена на четыре секции с отдельными приводами. Привод каждой секции состоит из тяги /2, соединяющей хвостовики колосников, тяги It и рычага 10, укрепленного на кронштейне и выведенного в будку паровоза. Откидные клапаны имеют самостоятельный привод 9. Наличие большого откидного клапана 3 с приводом в будку машиниста облегчает чистку топки и создает удобства для паровозной бригады. По такой схеме оборудованы качающимися колосниками в два ряда все основные серии паровозов.

В отличие от других паровозов в колосниковой решетке паровоза ФД сделана откидная плита (клапан) с приводом наружу. Колосниковая решетка этого паровоза имеет стандартные колосники, хребтовую, боковые, переднюю и заднюю балки и привод для прокачивания колосников, выведенный в будку. Откидная плита соединена тягой и кривошипом с валом, который снаружи топки имеет рычаг с рукояткой для опускания плиты.

Качающиеся колосники дают возможность взламывать шлак, образующийся на решетке, легко очищать решетку от скопления золы и мелкого шлака, что особенно важно при отоплении многозольными углями. Очистку решетки прокачиванием производят на стоянке и на ходу при закрытом регуляторе.

Для облегчения труда паровозных бригад вместо ручной прокачки колосников при помощи привода и рычагов, выведенных в будку машиниста, применяют пневматический привод (рис. 41). Колосники прокачивают при помощи рычажного механизма и воздушного цилиндра 10, имеющего распределительный золотник. Для прокачивания секций колосниковой решетки нужно перемещать в одну и другую сторону рычаг 8, который при помощи тяг соединен с распределительным золотником цилиндра. Это вызывает перемещение поршня в цилиндре, а затем передается рычагу 9 и валу 7, на котором насажены рычаги 5. Соединяя рычаги 5 при помощи замков 4 поочередно с рычагами 6, которые в свою очередь соединены с секциями, приводят в движение колосниковую решетку. Независимо от автоматического привода решетку можно прокачивать вручную при помощи накидного ключа 1, надеваемого на рычаги 6

Площадь колосниковой решетки исчисляют в квадратных метрах и получают умножением ее длины на ширину. Размеры колосниковых решеток основных серий паровозов указаны в главе 1.

Для подвода в топку воздуха, необходимого для поддержания процесса горения, в колосниках сделаны щели. Сумма всех щелей в колосниках, выраженная в процентах по отношению ко всей ее площади, называется живым сечением. Колосниковые решетки паровозов со стандартными качающимися колосниками имеют живое сечение в пределах 18—22%, что удовлетворяет условиям сжигания большинства смесей углей, применяемых на паровозах.

Чем больше площадь колосниковой решетки и чем больше на ней сжигают в единицу времени топлива, тем больше можно получить-тепла для образования пара. Количество килограммов топлива, которое сжигается на 1 м² площади колосниковой решетки в течение 1 ч, называют напряженностью, или форсировкой колосниковой решетки.

На паровозах первых выпусков зольник, имеющий форму четырехугольной коробки небольших размеров, расположен под топкой. В передней и задней частях этой коробки имеются отверстия с клапанами, через которые очищают зольник от шлака и подводится воздух в топку. Открытие и закрытие клапанов производят рычажным приводом, рукоятки которого выведены в будку машиниста. Подвод воздуха можно регулировать величиной открытия клапанов. Для того чтобы зола н шлак не высыпались на междупутье, когда клапаны открыты, в отверстиях зольника установлены сетки. Недостатками зольника такого типа являются: небольшой объем, вследствие чего в нем быстро скопляются зола и шлак и затрудняется проход воздуха, а также неудобство очистки зольника под паровозом во время остановки. На современных паровозах установлены зольники бункерного типа (рис. 42), имеющие значительно больший объем. Верхняя часть такого зольника шире колосниковой решетки и охватывает всю ее площадь. С обеих сторон зольника вдоль топки установлены клапаны 2 для подвода воздуха. Регулировку открытия клапанов производят приводом 1, выведенным в будку машиниста.

Нижняя часть зольника, которая для удобства смены часто делается отъемной, представляет собой соединение двух или трех бункеров.

Количество и форма бункеров зависят от расположения тележки или сцепных осей под зольником, а также от размещения и размеров деталей паровозной рамы. Бункеры 3 имеют отверстия с клапанами 4, через которые производят удаление золы и шлака. На некоторых паровозах для очистки боковых стенок верхней части зольника, имеющих незначительный наклон, устанавливают трубки с отверстиями, через которые паром сдувается зола. Привод 5 клапанов бункеров также выведен в будку машиниста.

Зольник укрепляют к топочной раме котла при помощи подвесок, шпилек и болтов. В настоящее время зольники делают только сварной конструкции из листовой стали марки Ст0 толщиной 4—5 мм.

Для заливки золы и шлака в зольнике устанавливают залива-тельную трубку, к которой вода подводится от инжектора или  от водоразборной колонки.

На паровозах, отапливаемых антрацитами или тощими углями, в зольнике ставят шлакоувлажнитель, который представляет собой несколько трубок с отверстиями, расположенными по периметру колосниковой решетки. Струи пара, выходящие из шлакоувлажни-теля, увлажняют шлак, несколько понижают температуру у самой решетки, способствуют образованию более пористого шлака и предотвращают шлакование решетки.

На маломощных паровозах устанавливали круглую поворотную дверцу, которую делали по форме топочного (шуровочного) отверстия. Дверцу укрепляли к вертикальной оси, помещенной в кронштейне, закрепленном на лобовом листе кожуха топки. Вверху к оси прикрепляли рукоятку, при помощи которой дверцу открывали и закрывали.

На большинстве паровозов средней мощности применены раздвижные двустворчатые дверцы 8 (рис. 43), которые состоят из двух створок, подвешенные на роликах 2, перекатывающихся по горизонтальной планке 1 Планка прикреплена к раме 4, которую в свою очередь прикрепляют к лобовому листу кожуха Внизу створки дверец удерживаются направляющей планкой 9, которая также прикреплена к раме Дверцы и рама шарнирно связаны между собой рычагами 5, 6, 7 и 10. При перемещении рукоятки 3, укрепленной на рычаге 7, дверцы будут раздвигаться или сдвигаться. С внутренней стороны они имеют предохранительные щитки Раздвижные дверцы удобны в эксплуатации, не загромождают будку машиниста и не требуют полного открытия при пользовании кочегарным инструментом.

На паровозах с механическим отоплением последней постройки установлены двустворчатые раскидные дверцы 6 (рис. 44), подвешенные на осях 3, вокруг которых они могут вращаться. Оси установлены в чугунной раме 5, прикрепленной к кожуху топки. Дверцы, изготовленные из серого чугуна, вверху имеют зубчатые секторы 10, которые всегда находятся в зацеплении. К правой дверце прикреплена рукоятка 1. При освобождении рукоятки дверцы под действием собственного веса опускаются и закрывают топочное отверстие. Для удержания дверец в открытом положении рукоятка должна быть заведена в выступ стойки 4.

На паровозах ФД, ЛВ, Е^м, Е^а и П36 для открытия раскидных дверец имеется пневматический механизм Над дверцами на при-валочной рамке установлен воздушный цилиндр 9, к которому по трубке подводится воздух от главного резервуара. Поршенек цилиндра имеет палец, который шарнирно соединен с ушком 2 левой створки. Подачу воздуха в цилиндр производят открытием клапана 8 ножной педалью 7

Поверхности жаровых и дымогарных труб, элементов пароперегревателя и в меньшей степени огневой коробки во время работы паровоза постепенно покрываются слоем сажи, являющейся продуктом неполного сгорания топлива. Кроме того, жаровые и дымогарные трубы, особенно нижние ряды их, забиваются изгарью. Это приводит к ухудшению передачи тепла от газа к стенкам труб. Особенно вредна сажа, которая имеет низкую теплопроводность. Считают, что слой сажи толщиной 1 мм уменьшает коэффициент теплопередачи более чем на 20%. Для этих целей на многих паровозах малой и средней мощности применяют простейший переносный сажесдуватель. Он состоит из трубы диаметром 15—20 мм, длиной 2,0 — 2,5 мм, на одном конце которой имеется наконечник с соплами, а на другом — корпус с рукояткой и краном. К корпусу присоединен гибкий рукав. Для отбора пара рукав присоединяют к инжектору или пароразборной колонке Через топочное отвео-стие наконечник прибора поочередно вставляют в трубы, выдерживают там в течение 3—4 сек и таким образом производят продувку и очистку труб паром. Продувка труб таким прибором может быть произведена только на стоянке паровоза, при хорошем огне в топке, закрытых клапанах зольника и давлении пара в котле не менее 10 кг/см²

Продувать трубы переносным прибором можно как из огневой коробки, так и из дымовой камеры. Жаровые трубы целесообразно продувать из -огневой коробки, так как здесь не мешают элементы пароперегревателя. Если продувка производится со стороны топки, то дверца дымовой камеры должна быть плотно закрыта, а сифон слегка открыт.

На паровозах ФД, С^у, СО применяют постоянно установленные в топке сажесдуватели — один с правой стороны, другой с левой. Каждый обдувает половину трубной решетки

Сажесдуватель фланцем 3 (рис. 45) прикреплен к фланцу трубы, вваренной в стенки топки. Трубчатый валик 4 сажесдувателя проходит через направляющую втулку 8, установленную в кольце 2 фланца, и муфтой 9 соединен с трубкой 1, на конце которой укреплено сопло 10, выходящее в огневую коробку. Валик проходит через отверстие в крышке 6, уплотненное сальником 7, и имеет на конце квадрат для насадки рычага привода. Пар от пароразборной колонки подводится к штуцеру, приваренному к трубе 5, через прорези попадает во внутреннюю полость валика и подходит к соплу.

Струя пара, выходя с большой скоростью из сопла, попадает в жаровые и дымогарные трубы и сдувает сажу и изгарь. Для охвата всех труб сажесдуватель поворачивают при помощи привода, выведенного в будку машиниста Сопло сажесдувателя изготовлено из жароупорного сплава для предохранения его ог быстрого обгорания.

К недостаткам описанного постоянного сажесдувателя следует отнести то, что струя пара направлена косо по отношению к осям дымогарных и жаровых труб. Это значительно снижает эффективность продувки.

При наличии на паровозе постоянно установленных в топке сажесдувателей трубы нужно продувать на ходу при открытом регуляторе и высокой форсировке котла. Если паровоз имеет механическое отопление, углеподатчик должен быть выключен и топка заправлена вручную хорошо смоченным углем, чтобы не было уноса его в трубы. Лучше всего продувать трубы в конце затяжного подъема, когда паровоз идет с открытым регулятором без подачи угля в топку. При механическом углеподатчике рекомендуется продувать трубы чаще.

Продувку труб производят следующим образом. Сажесдуватель устанавливают так, чтобы сопло его было направлено на свод. Затем на 5—6 сек осторожно открывают кран и впускают пар в прибор для того, чтобы удалить из паропровода и прибора скопившуюся там воду. После этого сажесдуватель переводят в верхнее положение, полностью открывают кран, медленно поворачивают сопло вдоль решетки и продувают трубы, начиная с верхних рядов и кончая нижними.

Продувку труб с каждой стороны повторяют несколько раз в течение 1,5 — 2 мин, пока изгарь и сажа не перестанут окрашивать дым в черный цвет и он не станет более светлым. При постоянном сажесдувателе рекомендуется продувать трубы не только на ходу, но также и в депо, перед каждым выездом под поезд.

Правилами деповского ремонта и содержания паровозов, изданных в 1970 г., предусмотрен ремонт и восстановление сажесдувателей, однако на многих паровозах они сняты.

Для очистки труб и топки от нагара и шлаковых наростов применяют противонагарную химическую композицию (ПХК), предложенную инж. Мартьяновым. Она состоит из поваренной соли (70%), нашатыря (12%), сернокислого натрия (12%), медного купороса (4—5%) и алебастра. Композицию в чистом виде или в смеси с мелким неспекающимся углем равномерно разбрасывают по горящему слою топлива. Газообразные продукты композиции (белый дым) разрушают нагар и шлаковые отложения, которые при хорошей тяге уносятся в дымовую трубу.

Часть паровозов работает на нефтяном, или, как часто говорят, мазутном отоплении. Для отопления паровозов в этом случае применяют нефтяные остатки (мазут), которые получают при переработке сырой нефти. Для сжигания нефтетоплива на паровозе должно быть установлено следующее основное оборудование:
а) бак для хранения нефтетоплива со сборником (отстойником), питательным кувшином и подогревателями, устанавливаемыми на тендере;
б) две нефтяные форсунки, устанавливаемые в задней стенке зольника;
в) нефтепроводы, соединяющие питательный кувшин с форсунками;
г) паропроводы, подводящие пар к форсункам, подогревателям и для продувки нефтепровода;
д) кирпичная кладка и свод топки котла;
е) заправочный штуцер для заправки холодного паровоза паром от другого источника;
ж) заслонка на дымовой трубе.

Для горения мазута в топке паровоза необходимо обеспечить тонкое его распыление, подвод в топку достаточного количества воздуха, хорошее смешение распыленного мазута с воздухом и поддержание в топке высокой температуры, при которой будет быстрое и полное сгорание топлива. Установлено, что для полного сгорания 1 кг мазута теоретически необходимо 13,2 кг воздуха. Однако в реальных условиях для полного сгорания мазута теоретически необходимого количества воздуха недостаточно, и поэтому в паровозную топку нужно вводить некоторое количество избыточного воздуха. Опыт показал, что для нормального горения мазута коэффициент избытка воздуха должен быть равен 1,3. Это значит, что в топку подводится воздуха на 30% больше, чем это требуется теоретически. Следовательно, в топку должно быть введено: 13,2х1,3=17,15 кг воздуха на 1 кг сжигаемого топлива, или при весе 1 м³ воздуха 1,2 кг (при температуре 20°С) —17,15:1,2 = 14,3 м³ на 1 кг топлива. Исходя из потребного количества воздуха для сжигания 1 кг топлива и количества сжигаемого в 1 ч мазута, определяют необходимое проходное сечение клапанов зольника для подвода воздуха в топку паровоза.

При неправильном процессе горения топлива имеют место большие потери тепла от химической неполноты сгорания, неудовлетворительное парообразование, отложение кокса на стенках топки, быстрый выход из строя кирпичного свода и кладки.

Для сжигания мазута топка паровозного котла должна быть специально приспособлена. Хорошее смешение распыленного мазута с воздухом и полное сгорание его достигаются удлинением пути горючей смеси в топке и увеличением объема топки. В этих целях на паровозах, переводимых с твердого на жидкое топливо, удаляют колосниковую решетку, зольник частично используют как камеру горения, а в топке устанавливают кирпичный свод.

Стенки топки и зольника обмуровывают огнеупорным кирпичом, что предохраняет их от действия высокой температуры, способствует созданию в топочном пространстве температуры до 1600°С. Кирпичная кладка предохраняет также стенки топки от резкого охлаждения после прекращения отопления.

Свод является самой ответственной частью топочной кладки. Длина свода при нефтяном отоплении должна быть такой, чтобы он на 60—65% перекрывал площадь, ранее занятую колосниковой решеткой.

На рис. 46 изображено оборудование топки паровоза Л при нефтяном отоплении. Часть топки и зольника выложена огнеупорным, так называемым шамотным кирпичом, при этом применяют прямой и в некоторых местах фасонный кирпич. Свод топки выкладывают из клинового шамотного кирпича 2 в виде арки. Перед укладкой кирпичей стенки зольника обмуровывают слоем асбеста толщиной 25—30 мм.

Длина свода, считая от трубной решетки топки, равна 1570 мм, а у паровозов Э^р и СО—1600 мм и у паровозов С^у— 1730 мм. Свод должен идти от трубной решетки к задней стенке топки под углом к горизонтальной плоскости около 8°. В передней части у трубной решетки свод проходит под нижними дымогарными трубами. Укладку кирпича в задней части топки за пределами свода производят не выше 250—300 мм от топочной рамы. Свод топки разрешается также укладывать на циркуляционных (кипятильных) трубах из фасонного кирпича Для удержания обмуровки на уровне топочной рамы устанавливают на месте балок колосниковой решетки поперечные 3 и продольные 5 балки, а в зольнике приваривают угольники 4. Боковые клапаны зольника закрывают кирпичом и обмуровывают асбестом. Доступ воздуха в топку осуществляется через нижние клапаны бункеров зольника и через окна в кладке.

Форсунки основная 6 и вспомогательная малой производительности 12 пропущены через отверстия в гибкой опоре котла и установлены в окне, сделанном в задней стенке зольника и кладке. Форсунка 6 при помощи фланца 7, кронштейна 8 и болтов крепится к хвостовику топочной рамы. Основная форсунка установлена на вертикальной оси котла, а форсунка малой производительности 12 расположена рядом с основной форсункой 6 (в горизонтальной плоскости) и прикреплена к ней посредством приваренных к форсункам кронштейнов 14 и 15 и болтов.

Мазут к форсунке 6 подается от питательного кувшина на тендере по нефтепроводу 16, через запорный вентиль 17 и по нефтепроводу 10. К вспомогательной форсунке 12 мазут идет по тому же нефтепроводу 16, затем по ответвлению 21, через вентиль 20 и по нефтепроводу 13. Вентиль 17 на нефтепроводе к основной форсунке и вентиль 20 на нефтепроводе к вспомогательной форсунке имеют приводы 18 и 19 с маховиками, которые выведены в будку машиниста и служат для регулировки подачи мазута.

Подача пара к форсункам от специальной пароразборной колонки, установленной в будке машиниста и связанной паропроводом с главной пароразборной колонкой котла, осуществляется: к основной форсунке— по паропроводу 9 и к вспомогательной форсунке — по паропроводу 11.

Пароразборная колонка для нефтяного отопления представляет собой трубчатую камеру сварной конструкции, которая после сварки подвергается гидравлическому испытанию давлением 30 кГ/см². К колонке, укрепленной на лобовом листе кожуха топки, приварены бонки, на которых установлены четыре вентиля (справа налево) : к основной форсунке, к вспомогательной форсунке, для продувки нефтепровода и для прогрева мазута. Слева с торца колонки имеется отверстие, в которое на резьбе поставлена пробка-заглушка. Это отверстие может быть использовано для присоединения заправочного штуцера. На некоторых паровозах пароразборная колонка имеет пятый вентиль. При помощи вентилей на пароразборной колонке.регулируют подачу пара к основной форсунке и вспомогательной форсунке малой производительности. Паропровод от колонки для продувки присоединен к нефтепроводу 16 перед регулирующим вентилем 17. Продувки производят при загустевании мазута в нефтепроводе и при засорении форсунок.

На паровозах применяют круглую сварной конструкции эжек-ционную форсунку с внутренним распылением системы Данилина (рис. 47, а). Она отличается высокой производительностью и экономичностью, простотой конструкции и надежностью в работе. Форсунка имеет изготовленный из стальной трубы корпус 7, на который в передней части навинчено сопло 11, закрепленное контргайкой 12. Внутреннее проходное сечение сопла имеет диаметр 18 мм. а расширяющаяся часть сопла заканчивается диаметром 25 мм. В задней части к корпусу приварен наконечник 5 для укрепления штуцера 3, центрирующего внутреннюю часть форсунки.

Внутри корпуса вставлена центральная трубка 8, к которой в передней части при помощи муфты 9 присоединен паровой конус 10. Проходное сечение парового конуса 5 мм. Муфта 9, имеющая три опорных ребра, одновременно центрирует трубку 8 в корпусе 7 К другому концу трубки 8 приварен штуцер 3, который плотно закреплен к наконечнику 5 при помощи прокладки 4 и гайки 2.

К корпусу форсунки приварен штуцер 1, куда присоединяют нефтепровод. Для укрепления форсунки в месте установки к корпусу приварен фланец 6.

Форсунка работает следующим образом. По паропроводу, присоединенному к штуцеру 3, пар поступает в центральную трубку 8 и паровой конус 10 с расширяющимся соплом Лаваля, которое увеличивает скорость выхода пара. Мазут по нефтепроводу через штуцер 1 заполняет кольцевую полость между корпусом 7 и трубкой 3 форсунки. Пар, выходящий с большой скоростью из парового конуса, захватывает мазут, находящийся в кольцевой полости форсунки, и выбрасывает его в виде мельчайших брызг в топку, т. е. производит пульверизацию.

Особое внимание должно быть обращено на центровку парового конуса с геометрической осью выходного отверстия сопла форсунки. Отклонение оси парового конуса относительно сопла корпуса допускается не более 0,3 мм.

Большое значение для нормального процесса горения имеет правильная установка форсунки. Она должна быть установлена так, чтобы ее ось была направлена по вертикали — несколько ниже середины расстояния между сводом и подом топки, а по горизонтали— точно в центральную часть передней стенки топки. Факел форсунки при этом свободно вписывается под сводом и нс ударяется в свод, боковые стенки и под топки. Смещение факела форсунки в сторону ухудшает горение и повышает расход топлива.

Чтобы проверить правильность установки форсунки, пользуются световым лучом. С этой целью отворачивают гайку со штуцера 3 (см. рис. 47, о) и к отверстию его подносят электрическую лампу, в результате чего на передней стенке топки образуется световое пятно. Установку форсунки регулируют таким образом, чтобы световое пятно попало в желаемую точку на стенке.

Для отопления паровоза на стоянках, при езде с закрытым регулятором и на малых форсировках, чтобы избежать нарушения факела, устанавливают вспомогательную форсунку малой производительности. Ее расположение в топке показано на рис. 46. Форсунка малой производительности (см. рис. 47, б) сварная и по конструкции похожа на основную, большую форсунку, отличаясь от последней, главным образом, размерами.

На наружную трубку 13 форсунки в передней части навинчено сопло 11, имеющее проходное сечение 8 мм. К внутренней центральной трубке 8 впереди приварена муфта 9, имеющая три ребра, которыми она опирается на внутренние стенки наружной трубки. В центральное отверстие муфты ввернут паровой конус 10 с проходным сечением 2,5 мм и расходящимся соплом Лаваля.

С другой стороны к центральной трубке 8 приварен штуцер 3, который при помощи гайки 2 и прокладки 4 плотно прижат к наконечнику 5, приваренному в свою очередь к наружной трубке 13. Штуцер, центральная трубка, муфта и паровой конус образуют в форсунке единый канал, через который проходит паровая струя. Подача мазута в форсунку осуществляется через штуцер 1 и кольцевую полость между наружной и центральной трубками. Вспомогательная форсунка работает по такому же принципу, как и основная.

Чтобы обеспечить хорошую пульверизацию топлива, локомотивная бригада должна подогревать его до соответствующей температуры (см. главу 21) и регулировать подачу пара в форсунку в зависимости от поступления мазута.

Удовлетворительная регулировка и достаточная пульверизация юплива обеспечивают чистый факел и сильное, не отрывающееся от форсунки пламя. При этом из дымовой трубы будет выходить светло-серый, едва заметный дым. При избытке мазута будет происходить неполное сгорание, пламя получается темное, вытянутое, мазут сгорает с копотью и из трубы выходит темный или черный дым.

Мазут должен подаваться в топку в точном соответствии с режимом работы паровой машины паровоза и потребным количеством пара. При уменьшении расхода пара машиной нужно своевременно уменьшить подачу мазута, а при закрытии регулятора перейти на форсунку малой производительности, чтобы предотвратить образование сажи и потерю топлива.

Нормальный процесс горения мазута в топке и подвод достаточного количества воздуха регулируется при помощи клапанов зольника и сифоном. Однако излишек воздуха будет вызывать охлаждение топки и потери от неполноты сгорания. При избытке воздуха пламя в топке будет жидкое, прозрачное, а из дымовой трубы совсем не будет видно дыма.

Для наблюдения за факелом в топке котла в топочных дверцах делают смотровое отверстие диаметром 16 мм. Нельзя допускать перерыва факела, так как это приведет к резкому изменению тем нсратурного режима топки. Перерыв факела может произойти при медленном зажигании форсунки и при большом открытии сифона.

При передвижении паровоза собственным паром по стационным м деповским путям форсунка должна быть обязательно включена. Нельзя питать котел водой при погашенной форсунке и нужно прекращать подачу воды в котел за несколько минут до потушки форсунки. Чтобы дольше сохранить свод и футеровку топки, не следует допускать форсированную работу форсунки после длительных сюянок, когда свод и кладка значительно охладились.

При длительных стоянках паровоза в теплое время года в целях экономии топлива форсунку гасят и плотно закрывают заслонкой дымовую трубу, а также клапана для подвода воздуха, чтобы предотвратить резкое охлаждение топки.

Для повышения форсировки котла и обеспечения устойчивого парообразования при переменном топливном режиме на паровозах угольным отоплением применяют комбинированное угленефтяное (иопление. При этом угольное отопление является основным, a мазут подается в топку только на трудных участках профиля пути не более 10% от расхода угля. Оборудование для угленефтяного топления Состоит из бака емкостью от 1,0 до 3,5 м³ для мазута, располагаемого на тендере, системы нефтепроводов, паропроводов и форсунки, устанавливаемой в топке.

На паровозах с механическим отоплением форсунку ставят на головке углеподатчика так, чтобы часть форсунки входила в топочное пространство. На паровозах с ручным способом отопления форсунку размещают в нижней части топочного отверстия, для чего в топочных дверцах делают вырез. Форсунка должна быть направлена на середину топочного свода. При небольших форсировках котла паровоза, а также при езде с закрытым регулятором и на стоянках отопление мазутом не допускается.

Нефтяное оборудование, устанавливаемое на паровозе с угле-мазутным отоплением, должно удовлетворять тем же требованиям, что и оборудование чисто нефтяного отопления.