Главная >> Подвижной состав >> Обработка воды для паровозов

Обработка воды для паровозов

Архивная информация

Проблемы качества воды с точки зрения ее применения давно представляют для железных дорог большие трудности.
Паровозы требуют значительного количества воды, которая должна быть обработана для предохранения котлов и труб от повреждений и для экономии топлива.
При эксплуатации тепловозов потребность в воде значительно меньшая, но и здесь возникает проблема обработки воды. Хотя применение тепловозной тяги быстро возросло, в эксплуатации все еще имеется много паровозов; по этим соображениям в настоящей главе рассматриваются в общих чертах вопросы обработки воды для паровых котлов. Вслед за этим мы дадим более подробное описание процесса обработки воды для тепловозов.
В течение прошлых лет, когда в эксплуатации находились только паровозы, обработка питательной воды для удаления из нее минеральных и других веществ, обусловливающих повреждения элементов паровозных котлов, являлась для большинства железных дорог одной из наиболее серьезных проблем. Это вызывалось большими экономическими потерями, наносимыми дорогам вследствие выхода из строя многочисленного количества котлов и перерасходом топлива.
Чтобы получить полную эффективность от процессов обработки воды и обеспечить пригодность воды для всего района действия локомотивов, план предусматривал обычно одновременную (или почти одновременную) обработку ее во всем районе. По-видимому, речь идет об обработке воды на всем тяговом плече. В результате работа котлов локомотивов намного улучшилась, а производительность их увеличилась. Так как обработка воды оказалась экономически целесообразной, то на многих железных дорогах все водопроводные станции, включая маленькие промежуточные установки, были оборудованы различными видами обработки воды.

Образование накипи и ее удаление.

Применяемая водообработка для котлов паровозов чаще всего направлена на удаление образующихся твердых отложений минеральных солей, именуемых обычно твердой накипью. Этими отложениями являются соли кальция и магния, серной и других кислот и, в меньшей степени, железо, алюминий и хром.
Накипь образуется в котлах в результате испарения воды, содержащей в себе накипеобразующие вещества. Накипеобразование интенсифицируется при соединении этих веществ со взвешенными частицами в воде. Наиболее вредное действие накипи на поверхности нагрева котла сводится к следующему:

  1. уменьшение теплопроводимости, влекущее за собой перерасход топлива;
  2. опасность перегрева и прогорания металла, являющиеся причиной образования плен листов огневой коробки и трещин труб;
  3. уменьшение срока службы котлов и труб. Труба, покрытая накипью, и ее соединения в концах котла расширяются различно. В результате происходит ослабление труб. Все это приводит к необходимости ремонтировать большое количество котлов, включая смену труб.

Химические вещества для обработки.

Для умягчения воды применяются различные химические средства. Чаще используются известь и кальцинированная сода; очень редко применяются другие химические вещества. Используются соответствующие добавки и при непосредственной обработке воды в котле.
Установка для обработки воды для обслуживания паровозов
Рис. 1. Установка для обработки воды для обслуживания паровозов, работающая с применением извести и кальцинированной соды

Внешняя (докотловая) обработка воды.

Внешняя обработка воды включает применение известной схемы установки, использующей известь и кальцинированную соду (рис. 1). Известь и кальцинированная сода вводятся во входящий поток необработанной воды. Необходимые количества обоих химикатов определяются повторными анализами. Химические вещества и вода тщательно перемешиваются и смесь поступает в резервуар, где она находится определенное время, для окончательной реакции этих веществ с минеральными примесями воды. Далее в другом резервуаре твердые вещества, образующиеся в результате реакции химических веществ с растворенными в воде минеральными веществами, выпадают в осадок. Часто для увеличения эффективности осаждения и удаления мельчайших частиц взвеси используются фильтры.
В основе метода обработки воды с применением извести и кальцинированной соды лежит тот факт, что карбонаты кальция и магния могут оставаться в растворе с водой только в том случае, если в ней находится растворенный углекислый газ. Добавление извести (гидрат кальция) к воде приводит к выделению углекислоты, и тогда карбонаты не могут больше оставаться в растворенном состоянии, выпадают из раствора и осаждаются в виде частичек твердого вещества.
Удаление солей серной кислоты, которые являются одной из основных причин накипеобразования, достигается введением кальцинированной соды.
Когда сырая вода содержит значительное количество сульфатов, обусловливающих ее жесткость, и обрабатывается кальцинированной содой, то количество образующегося при этом в воде сульфата натрия достаточно высокое, а в присутствии щелочей происходит вспенивание воды в котле. Наполнение парового пространства котла водяной пеной с пузырьками вызывает возможность попадания ее в цилиндр, что представляет серьезную опасность. Таким образом, в отдельных случаях добавление кальцинированной соды дает воду с таким содержанием сульфатов натрия, что этой водой нельзя пользоваться. В этом случае вместо кальцинированной соды можно применять соли бария, однако стоимость бариевых соединений высока, и этот метод применяется лишь в исключительных случаях.

Противопенные добавки.

 Широко применяются противопенные или стабилизирующие добавки, так как они значительно уменьшают пенообразование. Введение в воду этих соединений уменьшает количество продувок котла, необходимых для понижения концентрации вредных веществ в котловой воде.

Внутренняя (внутрикотловая) обработка воды.

Этот метод включает применение различных химических веществ, вводимых с водой внутрь котла, и обычно известен под названием внутрикотловая обработка воды. Применение химических веществ требует специальных распределительных устройств для введения и смешения последних с определенными количествами воды. Было сконструировано много типов распределителей для точной дозировки сухих химических веществ или растворов. Важно разработать и выпустить для внедрения соответствующие добавки в различных дозах для использования в питательных приборах и подачи в тендеры паровозов и непосредственно в паровые котлы.
Во многих случаях при внутрикотловой обработке получается удовлетворительный результат, когда она применяется на многочисленных пунктах водоснабжения, где широкое использование установок для докотловой обработки воды не могло быть экономически оправдано или где качество полученной воды при докотловой обработке ее было недостаточное. Во всяком случае, необходимо иметь в виду, что при внутренней водообработке сам котел действует как водообрабатывающая установка и что предполагаемая экономия уменьшается с увеличением количества продувок, необходимых для того, чтобы избавиться от осадков в котлах, получающихся в результате идущих здесь реакций.

Контроль и анализы.

Эффект от любого метода водообработки зависит от того, как поставлена эксплуатация; поэтому необходимы частые анализы, чтобы определять качество воды и регулировать дозы химических веществ для правильного их применения. Для такого контроля требуется опытный персонал. Наряду с анализом необходим контроль работы установки в целом и инструктаж местных операторов по производству простейших анализов, по которым могут быть быстро обнаружены изменения в качестве воды и произведены изменения в подаваемых дозах тех или иных химических веществ.
В изложенном выше речь шла главным образом об обработке воды для паровозных котлов.
В настоящее время большое количество железных дорог перешло целиком на тепловозную тягу и многие дороги частично.
Сотни паровозных водообрабатывающих установок оказались излишними, и пользование многими устройствами для подготовки воды значительно уменьшилось.

 
« Оборудование для снабжения поездов льдом   Обработка воды для тепловозов »
железные дороги