Николай Болгаров: Пароход

В машинах тройного расширения самый маленький цилиндр, куда вначале поступает пар, называют цилиндром высокого давления; затем пар переходит в цилиндр среднего давления и, наконец, в самый большой — цилиндр низкого давления.

Но, кроме усовершенствования самой машины, немало пришлось поработать и над устройством котлов, дающих пар.

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. Это 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.