В паровом двигателе , то топка является областью , где топливо сжигается, производя тепло для кипячения воды в котле . Большинство из них имеют форму коробки, отсюда и название. Горячие газы, образующиеся в топке, протягиваются через решетку труб, проходящих через котел. [1] [2]
Топка жаротрубная паровоз
В стандартном паровозном котле жаротрубного типа топка с пяти сторон окружена водяным пространством. Дно топки открыто для атмосферного давления, но закрыто колосниковыми решетками (твердое топливо) или кастрюлей (жидкое топливо). Если двигатель сжигает твердое топливо, такое как дрова или уголь, большую часть дна топки закрывает решетка для сдерживания огня. Зольник, установленный под топкой и под решетками, улавливает и собирает раскаленные угли, золу и другие твердые отходы горения, когда они падают через решетку. В локомотиве, работающем на угле, решетки можно встряхивать, чтобы убрать мертвую золу со дна костра. Их встряхивают вручную или (в более крупных локомотивах) с помощью механизированного встряхивателя. Дровяные локомотивы имеют фиксированные решетки, которые нельзя раскачивать. Древесная зола, как правило, представляет собой порошок, который будет падать через решетку, не требуя большего перемешивания, чем колебания локомотива, катящегося по рельсам. Противопожарные решетки необходимо периодически заменять из-за сильной жары, которую они должны выдерживать. Воздух для горения поступает через дно топки, и воздушный поток обычно регулируется заслонками над карманом для сбора золы зольника. Локомотив, работающий на жидком топливе - обычно мазуте «Бункер С» или аналогичном мазуте, не имеет решеток. Вместо этого к дну топки плотно прикручена запорная кастрюля из тяжелого металла. Горелка покрыта огнеупорным кирпичом, а топка имеет облицовку из огнеупорного кирпича, обычно до уровня двери топки, по всей длине топки. Горелка для жидкого топлива представляет собой сопло, содержащее прорезь для выхода масла на струю пара, которая распыляет масло в мелкий туман, который воспламеняется в топке. Сопло масляной горелки обычно устанавливается в передней части топки, защищено колпаком из огнеупорного кирпича и направлено на стену из огнеупорного кирпича под дверью топки. Заслонки регулируют поток воздуха к масляному пламени.
Кирпичная арка
Непосредственно под дымовыми трубами к передней стене топки прикреплена большая кирпичная арка (сделанная из огнеупорного кирпича ). Он простирается назад от передней трети до половины топки. Он поддерживается дуговыми трубками, термическими сифонами или циркуляционными насосами. Кирпичная арка направляет тепло, пламя и дым обратно над огнем в заднюю часть топки. Видимый дым содержит несгоревшие горючие частицы углерода и горючие газы. Цель этого перенаправления - вызвать более полное сгорание этих частиц и газов, что сделает локомотив более эффективным и приведет к тому, что из дымовой трубы будет выходить меньше видимого дыма. Без арки пламя и видимый дым всасывались бы прямо в пожарные трубы, не сгорая полностью, в результате чего видимый дым выходил из трубы. Изобретение кирпичной арки позволило локомотивам сжигать более дешевый уголь (который содержит летучие вещества) вместо кокса, поскольку с самого начала это было законным требованием для двигателей «потреблять собственный дым». Кирпичная арка и ее опоры (арочные трубы, термические сифоны и циркуляторы) требуют периодической замены из-за сильной жары, которую они выдерживают.
Пожарные трубы
К одной стенке топки прикреплены дымовые трубы (передняя стенка для продольного котла, верх для вертикального котла) и переносят горячие газообразные продукты сгорания через котловую воду, нагревая ее, прежде чем они уйдут в атмосферу. Огнестойкие трубы служат дополнительной цели - удерживать листы плоских труб (передних и задних), так что только верхняя часть передней и нижняя части задних листов дымохода должны быть отдельно закреплены.
Листы и останки
Металлические стенки топки обычно называют листами , которые разделены и поддерживаются подпорками . Стойки поддерживают и удерживают «листы» (пластины) от давления. В идеале они должны быть расположены под прямым углом к листам, но поскольку внешний лист (лист обертки) часто закруглен, а верх топки (лист короны) по сравнению с этим относительно плоский, такое отношение к обоим листам невозможно. Фактическое расположение проживания - это компромисс. Поскольку поломка распорки скрыта, в перьях просверлены продольные отверстия, называемые контрольными сигналами , которые пропускают воду и пар, обнаруживая, если они сломаны. Бойлер с более чем 5 неисправными стойками или двумя соседними стойками должен быть выведен из эксплуатации, а стойки заменены. Эти плавкие пробки , как правило , расположены в самой высокой части коронного листа, имеют сердцевину из сплава мягкого металла , который плавится, если уровень воды в котле становится слишком низким. Пар и вода, попадающие в топку, предупреждают локомотивную бригаду о низкой воде и помогают тушить пожар. Не все локомотивы оснащены плавкими пробками. Кроме того, плавкие свечи следует заменять через регулярные промежутки времени, примерно каждые три месяца для локомотива, находящегося в регулярной эксплуатации, потому что сердцевина из мягкого металлического сплава со временем будет медленно плавиться, даже если котловая вода будет переноситься на должном уровне. «Грязевые ямы» или пробки для промывки открывают доступ внутрь котла для промывки и соскабливания котельного шлама и накипи .
Листы слева и справа называются «боковыми листами», а лист перед топкой - листами дымохода. «Передняя дымовая перегородка» находится в передней части котла и в задней части дымовой камеры. «Задний лист» находится в задней части топки и имеет дверной проем. Корону листа является верхней части топки. Лист кроны должен быть постоянно покрыт водой. Если уровень воды опускается ниже листа кроны, он перегревается и начинает таять и деформироваться, обычно провисая между перьями кроны . Если условие не исчезнет, верхний лист в конечном итоге будет оттеснен от верхних перьев давлением в котле, что приведет к взрыву котла. Это состояние, обычно вызываемое человеческой ошибкой или невнимательностью, является самой серьезной причиной взрыва котла локомотива.
Топка Belpaire
Обычно верх котла (обертка) над топкой радиальный, чтобы соответствовать контуру котла; однако из-за проблемы размещения стоек под прямым углом как к оберточному листу, так и к верхнему листу (см. выше) была разработана топка Belpaire . В конструкции Belpaire лист обертки примерно параллелен листам топки, что позволяет лучше разместить стойки. Такая компоновка придает топке котла более квадратную форму и обычно делается как можно больше в пределах габарита загрузки , чтобы обеспечить наибольшую поверхность нагрева там, где огонь наиболее горячий. Самым известным пользователем топки Belpaire в Соединенных Штатах была Железная дорога Пенсильвании. На других железных дорогах, таких как Great Northern и Illinois Central, были локомотивы с топками Belpaire. Иллинойс Сентрал 4-6-0 # 382, двигатель Кейси Джонса, имел топку Belpaire. Пар обычно собирается в передних углах топки Belpaire, что позволяет использовать котел без купола. Верх топки, а не горизонтальный, спереди заметно выше, чем сзади, чтобы снизить риск уноса воды с паром.
Топка Wootten
Топка Wootten был очень высоким и широким , чтобы обеспечить сжигание антрацит отходов. Его размер потребовал необычного размещения бригады, например, верблюжьих локомотивов .
Камера сгорания
Некоторые топки были оборудованы так называемой камерой сгорания , это отдельный компонент от топки и труб - большое единичное расширение пространства топки в ствол котла и над кирпичной аркой, отделенное от колосниковой решетки и огня. кровать, это создавало дополнительное пространство между огнем и задней дымовой трубой / дымовой решеткой.
Это обеспечило более полное сгорание (сокращение потерь топлива) и увеличило площадь поверхности топки для большей теплоотдачи, эти факторы улучшили как КПД котла, так и экономию топлива. Улучшенное сгорание (которое снижает выброс углеродной сажи) уменьшило вынос золы и сажи в дымовые трубы и дымовую коробку, уменьшив частоту необходимой очистки. Накопление сажи и накипи (со стороны воды) серьезно снижает теплопередачу через дымовые трубы / дымоходы, снижая выработку пара и эффективность котла.
Накопление сажи и накипи также может привести к перегреву и последующему выходу из строя трубок, если их не очистить должным образом для удаления сажи (с помощью воды, сжатого воздуха и чистящих стержней) и накипи при промывке котла и очистке воды, например, Porta Treatment (минимизирует и практически предотвращает образование накипи) назван в честь изобретателя паровозостроителя Ливио Данте Порта из Аргентины .
Обязанности пожарного
В пожарной роли на паровозе, чтобы обеспечить водитель имеет достаточный запас пара в его распоряжении в любое время. Это достигается поддержанием подачи топлива в огонь и поддержанием уровня воды в котле, чтобы она все время покрывала верхний лист топки - в противном случае последний перегреется и ослабнет, что может привести к взрыву котла . На терминале после того, как рабочий день будет завершен, пожарный наполнит котел водой и либо сбрасывает, либо сбрасывает огонь (т. Е. Тушит огонь), в соответствии с политикой компании, и ставит колодки под колеса машиниста, чтобы локомотив не двигался во время движения. без присмотра. [3]
Галерея
Плоские стороны и квадратные углы показывают форму топки Belpaire . Это обеспечивает большую поверхность нагрева, повышая эффективность двигателя.
Тепловоз с обычной топкой. Круглый верх топки облегчает установку котла.
Wootten топку можно рассматривать как большую конструкцию только в передней части конкурса . Обратите внимание на необычное положение кабины водителя. Пожарный остался незащищенным между топкой и тендером.
Топка автомобильного локомотива
Дорожные локомотивы, такие как тяговые двигатели , обычно имели топки, аналогичные тем, что используются на железнодорожных локомотивах, но были исключения, например, паровой вагон Sentinel с вертикальным водотрубным котлом .
Стационарная топка котла
Было и есть много различных конструкций топок для стационарных котлов. В дымовых котлах (например, в Ланкаширском котле ) дымоходы сами образуют топку. В водотрубных котлах топка обычно представляет собой футерованный огнеупорным кирпичом отсек под водяными трубами.
Топка судового котла
В судовых котлах также есть топки разных типов. Основное различие, опять же, заключается в типах дымовых труб (например, котел Scotch с внутренней топкой) и типах водяных труб (например, котел Yarrow с внешней топкой).
Смотрите также
Рекомендации
- ↑ Джон Дэниел (16 апреля 2013 г.). «Основные характеристики паровоза» . Часть 4 - Макет топки . Большой западный архив . Проверено 10 сентября 2015 года .
- ^ Паровозы в Ноксвилле, Теннесси (2015). «Части паровоза» . Как работает паровой двигатель . Трехречье Рамблер . Проверено 10 сентября 2015 года .
- ↑ Смитсоновский институт , Америка в движении. Архивировано 27 апреля2009 г. в Wayback Machine .