Употребляемая для питания паровозных котлов вода всегда содержит некоторое количество примесей (растворенных солей, органических и взвешенных веществ). При работе котла концентрация солей в котловой воде все увеличивается и раствор становится перенасыщенным. Слои, концентрация которых достигает предела растворимости, выпадают из воды в виде накипи на стенки котла и в виде шлама в толще котловой воды.
Отложение накипи на поверхности нагрева котла, ухудшая теплопередачу и парообразование в котле, приводит к пережогу топлива и может вызвать недостаток пара при работе паровоза. Кроме 'Того, большой слой накипи влечет перегрев стенок огневой коробки, вследствие чего могут появиться течь труб и связей, а также выпучины и трещины стенок.
При большом насыщении котловой воды солями и наличии в ней большого количества шлама во время открытия регулятора происходят явления вспенивания и уноса воды с паром в элементы пароперегревателя. Это вызывает отложение в элементах солей, которые ухудшают теплопередачу, влекут перегрев элементов и их прогорание. В результате ухудшения теплопередачи снижается температура перегрева пара.
Существуют нормы качества котловых вод, которые определяются допустимым предельным содержанием в воде солей, шлама, щелочи и других примесей. При соблюдении этих норм в котле не отлагается накипь и не происходит вспенивание, коррозия металла, котел обеспечивает хорошее парообразование и работает экономично.
Одним из главных показателей качества котловой воды является жесткость. Жесткостью воды называется содержание в ней растворимых солей кальция и магния, выраженное в миллиграмм-эквивалентах на литр воды. Один миллиграмм-эквивалент жесткости соответствует содержанию 20,04 мг/л кальция пли 12,16 мг/л магния (ГОСТ 6055—51).
Важными характеристиками качества котловой воды, кроме жесткости, являются сухой остаток и щелочность. Сухой остаток представляет собой общее количество растворенных в воде минеральных и органических веществ, остающихся после полного испарения профильтрованной воды и высушивания остатка при температуре 105—110°С. Сухой остаток измеряется в миллиграммах на литр воды. Общая щелочность воды определяется суммарным содержанием в ней анионов и измеряется в миллиграмм-эквивалентах на литр воды.
Нормы качества котловых вод (для участков с водами наиболее распространенного среднего качества) установлены инструкцией ЦТ МПС по обработке воды внутри котла. Так, для паровозов Л, ФД, Еа и Ем сухой остаток должен быть не более 2500 мг/л, общая щелочность — не более 9 мг-экв/л и жесткость котловой воды — не выше 0,2 мл-экв!л. Для других вод, в том числе щелочных, с большим содержанием солей нормы качества котловых вод определяют в каждом депо путем проведения эксплуатационных испытаний.
Воду, идущую для питания паровозных котлов, предварительно очищают от механических примесей и умягчают. Для этого в пунктах водоснабжения применяют отстойники, осветлители и фильтры. Чтобы предотвратить накипеобразование, коррозию котельного металла и унос воды из котла, производят внутрикотло-вую обработку воды. Для этого в питательную воду вводят щелочи if органические вещества, которые, вступая во взаимодействие с накипеобразователями в котловой воде, вызывают выпадание их 'в виде шлама, удаляемого затем из котла при продувках и промывках.
Для внутрикотловой обработки воды применяют специальные химические вещества — антииакипины. В качестве составных частей антинакипинов используют щелочи, фосфаты и органические коллоиды. Из щелочей применяют: каустическую соду в твердом и жидком виде, кальцинированную соду и едкий калий; из фосфатов: тринатрийфосфат и динатрпйфосфат; из коллоидов: дубовый экстракт и сульфитцеллюлозные щелочи.
Наиболее эффективным антипакипином является четверная смесь, состоящая из каустической и кальцинированной соды, тринатрийфосфата п органического коллоида. Антинакипин применяют в жидком и твердом виде. Как жидкую антинакипную смесь, так и брикетированный антинакипин вводят в водяной бак тендера перед набором воды.
Дозировку вводимых в котел антинакипинов, т. е. количество их составных частей в граммах на 1 т набираемой паровозом 'воды, устанавливают лабораторным анализом в зависимости от качества питательных и котловых вод.
Для борьбы со вспениванием и уносом котловой воды и а участках дорог, где для питания котлов применяется вода с большим солесодержанием или наличием природной щелочности, применяют химический пеногаситель, представляющий собой тонко измельченный порошок — органическое вещество диамид, который приготовляют путем химического взаимодействия стеарина с гексамети-лендиампном.
Применение химического пеногасителя для вод, склонных к вспениванию и уносу, дает возможность поддерживать в котле достаточно высокий уровень воды и должное качество пара при требуемой форсировке котла. Применяют химический пеногаситель для внутрикотловой обработки самостоятельно, независимо от состава и норм дозировок антинакипных смесей.
Химический пеногаситель вводят в котел в основном и оборотном депо через специальный прибор (рис. 89), который устанавливают на инжекторе. Этот прибор состоит из крана с рукояткой и (воронки с крышкой. Установленное количество пеногасителя предварительно разводят в 0,1—0,2 л холодной воды и заливают в воронку. Во время работы инжектора открывают кран воронки, раствор пеногасителя попадает в инжектор, смешивается с водой и нагнетается в котел. Вместо воронки иногда применяют трубку, загнутую вниз, через которую всасывается в инжектор пеногаситель.
Дозировку химического пеногасителя устанавливают в среднем 0,2 г на 1 т испаренной котлом воды. Эту дозировку в дальнейшем корректируют испытаниями.