|
ЭНЕРГИЯ ПАРОХОДА
Давайте посмотрим, каким образом в котле
получается
пар.
Котел — это большой стальной барабан, стоящий на прочном
фундаменте. Конечно, он не похож на те котлы, в которых варят
пищу, уже потому, что огонь разводят не снаружи, а внутри его —
в топках.
Если сравнивать его, то лучше с самоваром.
Только, кроме жаровой трубы, у судового котла внутри множество
трубок. Их называют дымогарными. Через них проходят из топки и
огневой коробки горячие газы. Потом эти газы уходят в дымовую
трубу парохода. Вода наполняет корпус котла поверх трубок. Но
сверху еще остается пространство, где собирается пар. А пар
получается от испарения воды, нагреваемой горячими трубками и
стенками топок.
Такой котел называют огнетрубным.
Огнетрубный котел.
1 — барабан котла; 2 — топка; 3 —дымогарные трубки; 4 — огневая
коробка; 5 — дымовая коробка; 6 — сухопарник; 7 — паровое
пространство; 8 — отвод пара в машину;
Есть еще водотрубные котлы. У них наоборот: вода идет по
трубкам, а горячие газы нагревают трубки снаружи. Да и внешне
эти котлы никак не похожи на огнетрубные. У них два, а то и три
барабана, правда, небольших размеров. Эти барабаны — коллекторы
— чаще всего располагают треугольником: один верхний—
пароводяной и два нижних — водяные. Слово «коллектор» означает:
«собиратель». Тут его применили не случайно. Верхний коллектор
соединен с нижними двумя пучками водогрейных трубок. Между
пучками устроена топка, выложенная огнеупорным кирпичом. Вода
заполняет нижние коллекторы, все трубки и даже половину
верхнего. А пар собирается в его свободной верхней половине.
Водотрубные котлы гораздо лучше огнетрубных. Они не так тяжелы и
громоздки. Воды им требуется в несколько раз меньше. Поэтому
если для разводки огнетрубного котла надо затратить не менее 12
часов, то разводка водотрубного проходит в четыре — пять раз
быстрее. Паровую машину мощностью в 5000 лошадиных сил может
обслужить один водотрубный котел, тогда как огнетрубных пришлось
бы ставить четыре или даже пять.
Много значит для работы котла, какое в нем сжигается топливо.
Раньше топливом для судовых котлов служил только каменный уголь.
Для него по бокам кочегарок, а иногда и между ними, выгораживали
угольные ямы. Уголь ссыпали в эти ямы-бункера через отверстия в
верхней палубе.
Уголь забрасывают через дверцы топок ровными слоями на
колосниковую решетку котла, вроде той, что имеется в кухонной
плите. Ниже решетки — зольник для сбора золы.
При сгорании угля образуются горячие газы, которые через огневую
коробку проникают в дымогарные трубки. Но не вся энергия,
заключенная в угле, переходит в энергию пара.
Дело в том, что уголь сгорает не полностью, — какая-то часть его
вылетает в дымовую трубу. Потому она и дымит! Много теплоты
уносят в дымовую трубу продукты горения угля. Они покидают котел
с температурой до 400°.
Люди теперь додумались использовать теплоту уходящих газов для
подогрева воды, питающей котел. Горячие газы, прежде чем уйти в
воздух, пропускаются через особую камеру— экономайзер — с
несколькими пучками трубок. Вот через эти трубки, обмываемые
горячими газами, и прогоняют насосом питательную воду И в котел
идет вода, уже нагретая до 100° и выше. А чтобы испарить
нагретую воду, требуется меньше тепла, оттого и получается
экономия в расходе топлива. Для этого же уходящими газами
подогревают и воздух, который подают в топку.
Есть у котла еще одно устройство. Служит оно для перегрева пара,
да так и называется: пароперегреватель. Оказывается, пар при
своем образовании увлекает наверх частицы воды. И эта влага в
паре ухудшает работу машины. А у перегретого пара такой влаги
нет, да и теплосодержание его больше. Эго не удивительно, —
температура перегретого пара достигает 450°.
Нужно рассказать еще и о том, что даже после того как пар
поработал во всех трех цилиндрах машины, его «приключения» не
заканчиваются.
Когда-то пар на судах выпускали прямо в воздух. Теперь так не
делают. Из машины пар направляют в особый бак — конденсатор.
Внутри этого конденсатора проходит множество латунных трубок, и
по трубкам насос непрерывно прогоняет из-за борта холодную воду.
Пар, касаясь холодных трубок, охлаждается и превращается в воду
— конденсат. Эту воду питательный насос гонит в котел, где она
снова станет паром.
Конечно, на пути от котла до конденсатора какие-то потери пара
будут. И каждый раз в конденсатор поступает воды меньше, чем
подано в котел. Ну, на этот случай на пароходе всегда имеется
запас пресной воды для добавки в котел. Такой запас хранится в
особых цистернах.
А если выпускать пар в воздух, то воды не напасешься. Тут
понадобится такой запас, что и полпарохода для него будет мало.
Тогда не пароход, а какой-то водовоз получится. Где тут думать о
грузах! Впору только воду возить.
Вы можете спросить: а зачем возить воду, когда вокруг парохода
целое море? Качай себе воду в котел из-за борта, а пар
выбрасывай в воздух.
Но этого делать нельзя, — так только беды пароходу наделаешь.
Когда морская вода станет превращаться в пар, на стенках котла
будет оседать соль — накипь. Эта накипь постепен-но образует
вторую стенку котла. Получится как бы подкладка внутри стального
котла. Стальная стенка, огражденная от воды накипью, будет
перегреваться до температуры
в топке. От такого жара у стальной стенки
уменьшается прочность. Она может растянуться и лопнуть и вода
хлынет в горящую топку. При этом мгновенно получится столько
пара, что ему нипочем любые прочные стенки. Как снаряд,
разорвется котел, разнесет вдребезги палубу. От такого взрыва
может не уцелеть и весь пароход. Поэтому никто не качает воду в
котел из-за борта, а возят с собой пресную воду, да еще и
конденсатор применяют. На судах дальнего плавания имеется особый
аппарат — опреснитель, превращающий соленую воду в пресную, для
питания котлов и мытья людей.
У конденсатора есть еще одна важная обязанность, которая
улучшает работу машины. Известно, что вода занимает значительно
меньший объем, чем пар. Поэтому при сжижении пара в конденсаторе
получается разрежение пространства — вакуум. Вакуум еще больше
увеличивают, выкачивая из конденсатора воду и воздух. И в
цилиндре машины можно наблюдать такое явление: пар толкает
поршень с одной стороны, а вакуум конденсатора, увеличивая
разницу в давлении по обе стороны поршня, как бы помогает пару с
другой стороны. Конечно, все это было придумано не сразу. На
протяжении десятилетий инженеры всех стран улучшают кон-струкцию
котла.
|
