Vasuti és Közlekedési Közlöny, 63. évf. (1932)

1932-11-06 / 89. szám

89 szám. Vasúti és közlekedési közlöny mellett, telített gőzzel működő négy kompound hengerrel, az üzem­gazdaság mai követelményeit nem elégítheti ki. Gőzfogyasztásuk még a legkedvezőbb üzemi viszonyok között is lóerő-óránként eléri a 9*4 + 0*08. 9*4 + 10*2 kg-ot, ami a modern túlhevítős lokomotivok cca 7 kg-os gőzfogyasztásával szemben 32% többletfogyasztást­­jelent. Az I. e osztályú mozdonyok az üzemgazdaság mai követelményeinek csak az esetben felelhetnek meg, ha azokat a mozdonytechnika modern követelményeinek megfelelően rekonstruáljuk. E második szempont azonban újból két tényezőre bontható, melyek közül az egyik az, vajjon az I. e osztályú lokomotív rekonstrukciója mozdonyszerkesztési szem­pontból racionálisan végrehajtható-e, a másik pedig az, hogy az átalakí­tásból származó üzemgazdasági eredmény rentábilis lesz-e? E két kér­dés eldöntése már beható technikai vizsgálatot igényel. Vizsgáljuk meg mindenekelőtt, hogy az I. e osztályú mozdonyok rekonstrukciója szerkesztési szempontból racionálisan végrehajtható-e? E kérdés vizsgálatának bevezetéseként pontosan meg kell állapítani a felhasználandó tüzelőanyag minőségét. Külföldi szén használatától a mai viszonyok között, tekintettel a fennálló gazdasági korlátozásokra, számításainknál úgy a jelenben, mint a közel­jövőben el kell tekintenünk. Mennyiségtani megállapításainkat tehát csakis hazai szeneinkre alapít­­hatjuk. Bár csonka országunk egyetlen valódi kőszenének, a pécs-szabolcsi szénnek rostélyon való eltüzelése túlnyomólag­ apró halmazállapota miatt körülményes, amit komplikál összesülésre való hajlamossága és 30%-ot is meghaladó salak- és hamutartalma, idők folyamán mégis sikerült könnyebb hazai — dorog-tatai — szenekkel való keveréssel mozdony­tüzelésre minden tekintetben alkalmassá tenni. Ezzel a szénkeverékkel vittük Nagy-Magyarország legerősebb hegyi pályáján, a kameralmoravica —fiumei vonalon a legnagyobb terhelésű gyorsvonatokat, sőt idők folya­mán bebizonyosodott az is, hogy ez a szénkeverék 80—90 kilométeres gyorsvonatok továbbítására a síkjellegű­ pályákon is alkalmas. Számítá­sainkat tehát pécs-szabolcsi és dorog-tatai szénkeverékre végezzük el. Grittner Albertnek magyarországi szeneinkre végzett alapvető szén­elemzési adatai szerint a pécs-szabolcsi szenek fűtőértéke közép­értékben meghaladja a 6000 kalóriát s eléri a hatszoros elgőzölögtetést. A dorogi aknaszenek fűtőértéke pedig az ujabb vizsgálatok adatai szerint 5200 kalória s elgőzölögtetése több, mint ötszörös. A két szénfaj keveréke pedig átlag 5600 kalóriát és 5*5-szörös elgőzölögtetést eredményez. Szá­mításainkban ennélfogva a felhasználandó tüzelőanyagot 5*5-szörös el­gőzölögtetési tényezővel vesszük figyelembe. Fejtegetésünkben nem új tervezésről lévén szó, ahol a szerkezetek méreteit többnyire tág határok közt választhatjuk meg, hanem rekon­strukcióról és e rekonstrukciónál számolnunk kell olyan méretkorlátozá­sokkal, melyeken pénzügyi okokból semmi körülmények között túl nem tehetjük magunkat. Ilyen méretkorlátozások például a kazán úgyneve­zett külső méretei. A hengerkazán hossza és átmérője, továbbá a tűz­szekrény és állókazán nagysága adottak és meg nem változtathatók s ezek méreteinek megtartásával kell az I. e osztályú mozdonyt rekon­struálni. A rekonstrukció első lépése a kazán túlhevítéssé való átszerkesz­tése. Kiindulásunk alapjául a kazán indirekt fütőfelületét választjuk. A telített gőzzel működő I. e osztályú mozdony kazánjában a gőztermelő fütőfelület viszonya a rostélyfelülethez H­­ R = 45 ami még hazai szeneink használata mellett is alacsony értéknek mond­ható. Ez a viszony a túlhevítésre átszerkesztett kazánban még inkább csökken. Éppen ezért az indirekt fűtőfelület nagyságának megállapítását, valamint annak a túlhevítő burkoló csövek és a tű­zcsövek között való megosztását itt nem előzetes számítás útján, hanem a tűzcsőbeosztás legkedvezőbb megrajzolásával hajtjuk végre s az igy megállapított méret­egységek helyességét számítással kontroláljuk. A hengerkazán átmérője 1330 mm, a rákfal mélysége 585 mm, a tűzszekrény csőfal magassága 1529 mm és szélessége fent 1076 mm, mely méretek mellett a henger­kazánban 20 darab 121/127 mm-es túlhevítő burkolóeső és 96 darab 47/52 mm-es tűzeső helyezhető el a legelőnyösebben. Ezek szerint a kazán külső méreteinek megtartása mellett a túlhevítőssé rekonstruált I. e. osz­tályú mozdony kazánjának vízzel fedett gőztermelő fütőfelülete a követ­kező lesz : a tűzszekrény fütőfelülete 12*00 m2 a túlhevítő burkoló csövek fütőfelülete 20 x 1*595­­ ... 31*90 m2 a tüzcsövek fütőfelülete 96 X 0*653­­ ... 62*69 m2 a gőztermelő összes fütőfelület 106*59 m2 A gőztermelő fütőfelület minden m2-ére a rendes üzemben 45 kilo­gramm óránkénti gőztermelést veszünk, ami tekintettel arra, hogy eről­tetett tüzelésnél ez a mennyiség m2-ként 60—65 kg-ig is fokozható, a gőztermelő fütőfelület oekonomikus megterhelését jelenti. A teljes 106*59 m" gőztermelő fűtőfelület óránként tehát 106*59 X 45 . 4807 kg teli­tett gőzt szolgáltat. A kazán nyomását 12 effektív atm.-ban (13 abs. atm.) állapítjuk meg. A 4807 kg gőzmennyiség előállításához szükséges rostély­felület nagyságát pedig a következőképen határozzuk meg: a termelt telített gőz teljes mennyiségének kb. 5%-a szolgál a segédgépek és a gőz­fűtés táplálására, azaz 4807 . 5 100 - 240 kg Ennek a gőzmennyiségnek az előállítására 240 . 5*5 45 kg pécs­szabolcsi és dorog­ tatai akna szénkeverék kell, melynek elgőzölögtetési tényezője fentiek szerint 5*5. A fennmaradó 4807 — 240 — 4567 kg gőz a gőzhengerek munkájának kifejtésére szolgál s mint ilyen 13 atm. ab­solut nyomáson 325°-ra túlhevítendő. Ha a 13 abs. atmosphaerás telitett gőz elgőzölögtetési tényezője 5*5 s kilogrammjának melegségtartalma 668*9 kalória, a 325°-ra túlhevített 13 abs. atmosphaerás gőz elgőzölög­tetési tényezője 668*9.5*5 7' = 741.2­0­4*96 lesz. A gőzhengerek működtetésére szolgáló gőzmennyiség előállítására B' = 4567 . 7' = 920 kg fentemlített szénkeverék szükséges. Az R 12 területű rostélyon pedig óránként összesen B­­­B­ + 45 kg kilogramm szénkeveréket kell el­tüzelni. Ha a rostély igénybevételt felvesszük, a megállapított tüzelő­anyag mennyisége alapján a rostély méretei már ismeretesek. Az I. e osz­tályú mozdonynak a külső keretek közé lenyúló keskeny hosszú tűz­szekrénye van 3 m2 területű rostéllyal. Ez az alak tüzeléstechnikai és hőátadási szempontból a széles rostélynál kedvezőbb, miért is a rostély igénybevétele nagyobbra vehető, mint az utóbbinál. Garbe szerint az állandó normális üzemben a rostélyigénybevétel ilyen tűzszekrényeknél 450 kilogrammra vehető fel. Mi tehát a kazán hatásfokának növelése cél­jából a normális üzemnek megfelelő óránkénti rostélyigénybevételt 400 kilogrammban állapítjuk meg s a rostélyfelület R­O­B 400 965 400 • 4 2*41 ~2*5 m2 lesz. Az egész rostélyfelületen a normális üzemben átlag elégetett szén mennyisége 1000 kilogramm ami az egy sűtő által óránként még racionálisan eltüzelhető 1700—1800 kilogrammnak a felét csak valami­vel haladja túl. A rostély igénybevételt túlságos alacsonyan megszabni nem szabad, mert bár a kazán hatásfoka az igénybevétel csökkentésével növekszik, a gépezet hatásfoka viszont csökken s a lokomotív összhatás­foka is csökkenő tendenciát mutat. Fővonali gyorsvonatú mozdonyoknál 200 kilogramm rostélyigénybevételen alul menni nem tanácsos. Fennáll ez a megállapítás nemcsak a nagy kalóriára, hanem a kisebb fűtőértékű szenekre is. Sanzin dr. szerint téves az a szakkörökben elterjedt felfogás, hogy kisebb fűtőértékű szenek csak kisebb rostély igénybevétellel tüzel­hetők el. Ez a felfogás szerinte túl nagy rostélyméretekre vezetne. Saját tapasztalatai szerint az osztrák lokomotivoknál általánosan használt 6000—6500 kalóriás szenekkel aránylag igen nagy, 600—650 kilogrammos rostély igénybevételt is sikerült elérnie. Strahl a német mozdonyoknál a jó átlagteljesítményt 6700 kalóriás szeneknél óránként szintén 450 kg-ra teszi. Mindezek azt igazolják, hogy esetünkben a felvett 400 kilo­grammos rostélyigénybevétel a tüzeléstechnikai gyakorlat követelmé­nyeinek jól megfelel. Az I. e osztályú mozdonyok rostélyfelülete 300 mm. A rostély hossza 2680 mm, szélessége pedig 1110 mm. Megállapításaink szerint a számított gőztermelő fűtőfelületnek megfelelő rostélyfelület csak 2*5 m2, szóval a meglévő rostélyfelület nagy. Minthogy a kazán külső méreteit költség­kímélés céljából megtartandóknak vettük, a rostélyt olyképen kívánjuk átalakítani, hogy a meglévő rostély 1/1 m2 területét közvetlen a csőfal előtt vakon lefedjük s ezt a részt egy tűzparttal a 2*5 m2 területű működő rostélyfelülettől elválasztjuk. A lángboltot és a bukórostélyt ugyanennyi­vel hátrább hozzuk. Ez a megoldás (2. ábra) magában a tűzszekrényben elégési kamarát létesít, mely hozzájárul az égéstermékek tökéletesebb elégetéséhez. A bukórostélynak a csőfaltól való eltávolítása és elválasz­tása üzemi szempontból hasznos, mert megakadályozza, hogy tűztisztí­táskor a hideg levegő közvetlen érintkezésbe jusson a tüzcsőfallal. Ese­tünkben még egy praktikus haszna van az elégési kamara létesítésének. Ugyanis a tüzcsövek tényleges hossza 4000 mm, átmérőjük a Máv.-nál szabványos 47/52 mm s ökonomikus hosszuknak a tényleges hosszal szemben Garbe szerint 1 = 104. d = 104 . 47 = 4888 mm-nek kellene lenni. Az elégési kamara tehát részben pótolja a tüzcsövek hiányzó hosszúságát s a tüzelőberendezés hatásfokát javítja. Uj mozdonyoknál ez a megoldás a kazán beszerzési és fenntartási költségeit megnövelné, mert a minden tekintetben drága tűzszekrény méreteit kellene nagyobbra választani. A túlhevítő berendezés méretezését Garbe megállapításai alapján végezzük el. Az egész rostélyfelületen elégetett szénből keletkező füst­gázok súlya, ha a füstszekrény és hamuláda veszteséget együttesen 10%-ra tesszük G­­ 360 . (0*002 . h-f 3*1). A hol h a szénkeverék közepes melegfejtő képességét, a jelen esetben 5600 kalóriát jelent, R pedig a rostélyfelület nagysága m2-ekben, azaz G = 360 . (0*002 . 5600+ 3*1) . 2*5 = 12870 kg. Ebben a képletben a keletkezett füstgázok súlya a felhasznált szén­keverék melegfejtő képességének függvényében van megadva. Garbe szerint a túlhevítős kazánokra q G 0*00276 . H 360 . (0*002 .0 + 3*1) .R G 0*000024 hol q a füstgázok elvonulására szolgáló teljes keresztmetszetet és H a kazán egész gőzfejlesztő fűtőfelületét jelenti. Számításainkban q G 0*00276 . 106*59 360 .(0*002 .5600+ 3*1). 2*5­0­0*000023 mely adat Garbe számításával csaknem teljesen megegyezik. A füstgázok elvonulására szolgáló teljes keresztmetszet, tehát a tűzcsövek és túl­hevítő burkolócsövek szabad keresztmetszete együttesen : : 0*00276 . 106*59­0­0*29419 m2 Nagy füstcsöves kazánoknál, melyek a szerkesztés és az üzem elméleti szabályainak pontosan megfelelnek, a tüzcsöveken és a túlhevítő burkoló­csöveken áthaladó égéstermékek mennyisége egymással egyenlő. Ennek az aránynak a pontos betartása biztosítja az égéstermékeknek a túlhevítő burkolócsövekbe kellő magas hőfokkal való bejutását, továbbá a kellő gőzfejlesztést és elegendő túlhevítést. Az égéstermékek számított átvonu­lási keresztmetszetéből 0*29419­­ 0*14709 m2 2 785

Next