§ 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 подогрева 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 пара возвращается в котел в виде конденсата, что на 10—12% сокращает расход воды;
- при нагревании воды в водоподогревателе происходит выделение из нее кислорода и углекислоты и выпадение солей временной жесткости, вредно влияющих на стенки котла;
- достигается возможность питать котел нагретой водой небольшими порциями, что не вызывает резкого падения котлового давления и уменьшает температурные напряжения котла.
В результате проведенных опытов было установлено, что наиболее экономичными являются водоподогреватели типа смещения. В 1948 г. Брянский паровозостроительный завод изготовил и испытал первый образец водоподогревателя типа смещения (рис. 262). Такой водоподогреватель установлен на паровозах П36, ЛВ и Ем. В порядке модернизации им также оборудованы паровозы Еа, СО, ФД и О. Этот водоподогреватель имеет следующие основные части: смесительную камеру (подогреватель) 9, питательный поршневой насос 14 и турбонасос 31.
Подогрев питательной воды производится отработавшим паром, отбираемым от конуса или паровыпускных труб паровой машины и от питательного поршневого насоса. Пар по трубе 8 через обратные клапаны 1 поступает в смесительную камеру 9. Одновременно в смесительную камеру турбонасосом 31 по трубе 22 подается холодная вода из тендерного бака. В смесительной камере через клапан 6 вода разбрызгивается, смешивается с отработавшим паром и таким образом подогревается. Горячая вода из смесительной камеры по трубке 12 самотеком идет к водяному цилиндру питательного поршневого насоса 14, который по трубе 13 через питательный клапан 10 подает воду в котел.
Питательный поршневой насос и турбонасос приводятся в действие свежим паром, который через пусковой вентиль 23 пароразборной колонки 25 по трубе 26 подводится к парораспределительной 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 турбонасосу.
Регулирующий золотник связан с поплавком 5, установленным в камере, и регулирует впуск свежего пара в турбонасос, изменяя таким образом подачу холодной воды турбонасосом в смесительную камеру. Отработавший пар из поршневого насоса по трубе 15, через маслоотделитель 16 подается в смесительную камеру и также используется для подогрева воды. Из турбонасоса отработавший пар через водоотделитель 21 выпускается в атмосферу. Смазывание поршневого насоса осуществляется из масленки 19, установленной на трубе 26.
Для удаления из камеры смешения воздуха и газов, выделяющихся при подогреве воды, имеется сепарирующее устройство и отводная труба 3. Скапливающийся конденсат удаляется по дренажной трубе 7. Эта труба на конце имеет муфту и гайку с калиброванным отверстием, величина которого изменяется в зависимости от времени года. Температура подогретой воды, подаваемой в котел, определяется по аэротермометру 11, установленному в кабине машиниста.
Наблюдение за давлением воды в нагнетательном трубопроводе, идущем от турбонасоса к смесительной камере, ведется по манометру 28. На этом трубопроводе помещен вентиль с обратным клапаном 30, предотвращающий попадание пара из смесительной камеры в водяную часть турбонасоса и обратный сток воды. Подача 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 подачи горячей воды насосом манометр показывает повышенное давление, а с уменьшением подачи воды его показания понижаются.
Чтобы избежать замораживания системы водоподогревателя в зимнее время, предусмотрены прогревательные и циркуляционные трубки. От вентиля 24 на пароразборной колонке идет паропровод 27 к турбонасосу. Пар через шайбу с калиброванным отверстием поступает в водяную часть турбонасоса, прогревая водоприемный рукав и трубопровод между насосом и тендером. От паропровода 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 камеры. Насос горячей воды 16 располагается с левой стороны паровоза под боковой площадкой. Нагнетательный трубопровод 4 от насоса горячей воды подведен к питательному клапану 5, установленному на цилиндрической части котла. Турбонасос 13 помещен под будкой паровоза с левой стороны ниже дна тендерного бака, чтобы вода самотеком поступала в турбонасос.