I Przeznaczenie przyrządu.
W węglu kamiennym są dwa główne składniki palne: koks, widoczny w postaci żaru na ruszcie i gazy palne, które wydzielają się w palenisku z rozgrzanego węgla i spalając się tworzą płomień, gdy koks przy spalaniu nie daje płomienia.
Im więcej w węglu jest tych gazów, tem dłuższym płomieniem one się spalają. W polskich węglach długopłomiennych gazy palne wynoszą 25%-35% wagi węgla, to znaczy, że w każdym kilogramie węgla znajduje się 25-35 dk. tych gazów. Każda część na wagę (np. l deka) tych gazów daje przy dobrem spalaniu tyleż, a w węglach tłustych nawet więcej ciepła, aniżeli daje go taka sama wagowa część (to jest l deka) tego samego węgla, z którego gazy powstają. Zatem całkowicie spalone gazy palne węgli kotłowych dają od 1/4 – 1/3 części i więcej wszystkiego ciepła tych węgli. Jednak przy niewłaściwem paleniu i regulowaniu powietrza, potrzebnego do spalenia gazów, dobre ich spalanie jest trudniejsze niż spalanie żaru. Trudności w spalaniu gazów są następujące:
1) żar spala się na ruszcie równomiernie, do dobrego spalania żaru wystarcza zawsze dolne powietrze z popielnika, gazy zaś palne wydzielają się zaraz po zarzuceniu każdej porcji świeżego węgla bardzo szybko i w wielkich ilościach. Czas wydzielania się gazów jest tem dłuższy, a ilość ich tem większa, im większa była porcja zarzuconego węgla; ujawnia się to w gęstym czarnym dymie. Taki dym dowodzi, że dla tej dużej i szybko przepływającej przez palenisko masy palnej nie wystarcza powietrza dolnego i dlatego część gazów palnych i smółki lotnej uchodzą do komina niespalone wraz z towarzyszącemi im sadzami. Zaraz po zarzuceniu węgla musi być zatem wpuszczone do paleniska dodatkowe powietrze zwane wtórnem albo górnem przez uchylone drzwiczki albo osobne u nich klapy. To wtórne powietrze dopala w płomieniu sadze i resztę gazów palnych, potrzebne jest ono tylko czasowo. Gdy wydzielanie się gazów palnych zmaleje tak, że do spalania ich może wystarczać powietrze dolne, to wtórne powietrze staje się nietylko zbędne, ale nawet szkodliwe i wpuszczanie jego do paleniska musi być przerwane. Oczywiście, że bez ciągu nie będzie spalania i dlatego przy zamkniętej przepustnicy musi być uchylona dmuchawka dla spalania dymu.
2) Wśród gazów palnych węgla, zwłaszcza smolistych węgli tłustych i półtłustych, są niektóre gazy tak trudno zapalne, że takie węgle dymią pomimo wpuszczania wtórnego powietrza, przy niewielkich nawet porcjach zarzucanego węgla. Wtedy ułatwia niezmiernie ich dokładne spalanie para, wpuszczona w płomień. Strumień pary, przecinający drogę płomienia, obniża temperaturę zapłonu tych trudno zapalnych gazów, miesza lepiej cząstki palne z napływającem powietrzem i przez to umożliwia dobre spalanie gazów palnych przy mniejszym nadmiarze powietrza, aniżeli to możliwe byłoby bez pary. Kosztem tej pary osiąga się zysk na całkowitem spalaniu gazów palnych przy mniejszym nadmiarze powietrza. Zysk ten przy spalaniu gazów palnych jest większy, niż koszt pary i wtedy osiąga się czysty zysk na węglu, podczas gdy do dobrego spalania samego żaru para jest niepotrzebna i stanowiłaby rozchód bez dochodu. Wszystkie czynności, potrzebne do dobrego spalania gazów palnych (jak również i inne jeszcze) wykonywa samoczynnie przyrząd nazwany “Pyram automatyczny”.
Przyrząd ten:
1) Zapomocą pary, wpuszczonej do paleniska, ułatwia spalanie gazów palnych;
2) zapomocą pary tej i przy pomocy urządzenia w dymnicy, nazwanego miarkownikiem ciągu, usuwa iskrzenie z komina;
3) przy otwarciu drzwiczek paleniska i zamkniętej przepustnicy otwiera samoczynnie dmuchawkę, a przez to i przez samoczynne zamknięcie się klapy zapobiega zdarzającym się czasami wybuchom płomienia;
4) przy otwarciu przepustnicy samoczynnie zamyka dmuchawkę i zasłonę drzwiczkową dla wtórnego powietrza;
5) przy zamknięciu przepustnicy samoczynnie otwiera dmuchawkę i zasłonę drzwiczkową;
6) po zamknięciu drzwiczek paleniska pozostawia otwartą zasłonę dla wtórnego powietrza czasowo, jeżeli przepustnica jest otwarta i na stałe do czasu odręcznego jej zamknięcia wraz z dyszą i dmuchawką, jeżeli przepustnica jest zamknięta.
II. Części składowe przyrządu.
Wszystkie te czynności są wykonywane przez mechanizm, działający przy pomocy sprężonego powietrza, dopływającego z głównego przewodu hamulcowego do trzech serwomotorów przyrządu, t. j. do cylindrów, w których powietrze porusza tłoczki. Dopływem powietrza do serwomotorów rządzi:
1) Rozdzielacz powietrzny Py 11 (fig. 4), złączony z dźwignią przepustnicy i nastawiany przez nią, oraz
2) Kurek trójdrogowy, złączony z drzwiczkami i nastawiany przez ich otwieranie i zamykanie przy zasypywaniu paliwa (fig. l c).
Oprócz tego są:
3) Drzwiczki paleniska z ruchomą zasłoną do wpuszczania wtórnego powietrza zaraz po zasypaniu paliwa (fig. 1).
4) Cylinder pomocniczy (serwomotor Z) z mechanizmem do nastawiania zasłony drzwiczkowej i jej zamykania (fig. l b. C. P.).
5) Rozdzielacz paropowietrzny Py 10 (fig. 3) z umieszczonemi wewnątrz dwoma serwomotorami X i Y, z których pierwszy porusza zawór parowy, zasilający dyszę i dmuchawkę, drugi zaś służy do nastawiania przyrządu w stan pogotowia do działania. U dołu przyrządu znajduje się prosta rączka (H) do ręcznego użycia dmuchawki, – zboku łamana rękojeść
(h), służąca do wyłączania przyrządu, t. j. do zamknięcia dmuchawki, dyszy i zasłony drzwiczkowej.
6) Dysza parowa w palenisku (fig. 2) do wpuszczania pary do paleniska. Przy otwartej przepustnicy do dyszy wpuszcza się parę ze skrzynki suwakowej, wtedy przyrząd nie może być wyłączony za pomocą łamanej rączki. Przy zamkniętej przepustnicy do dyszy wpuszcza się parę z kotła, wtedy dysza jak i cały przyrząd może być wyłączona zapomocą łamanej rączki.
7) Trójdrogowy zawór parowy R 35 (fig. 5) do rozpalania parowozu przy zastosowaniu pary z obcego źródła, umieszczony pomiędzy głowicą osprzętu i rozdzielaczem Py 10:
8) Miarkownik ciągu, składający się z przegród blaszanych, dzielących dymnicę na trzy komory. Miarkownik zatrzymuje iskry i nie wymaga obsługi (fig. 6).
III. Działanie przyrządu.
1) Podczas jazdy z otwartą przepustnicą dmuchawka musi być stale zamknięta, dysza paleniskowa stale czynna, a zasłonka drzwiczkowa otwiera się i zamyka na pewien czas, zależnie od otwarcia drzwiczek.
2) Każdorazowo gdy pomocnik maszynisty po zasypaniu paliwa zamyka drzwiczki, zasłona drzwiczkowa, służąca do wpuszczania powietrza wtórnego, pozostaje otwarta. Zasłona ta zamyka się samoczynnie po upływie określonego czasu po zamknięciu drzwiczek. Czas zamknięcia zasłony powinien być regulowany zapomocą śruby regulacyjnej (fig. 7). Przykręcanie tej śruby zmniejsza upływ powietrza i wydłuża przez to czas uchylenia zasłony, wykręcanie zaś odwrotnie – skraca czas uchylenia zasłony dla wtórnego powietrza.
3) Przy każdorazowem zamknięciu przepustnicy automatycznie uruchamia się dmuchawka i otwiera się zasłona drzwiczkowa celem wpuszczenia wtórnego powietrza. Uruchomienie dmuchawki chroni drużynę przed wstecznym wybuchem płomienia z paleniska podczas gdy równocześnie dopływ powietrza wtórnego powoduje spalanie dymu, który może się wtedy wytwarzać ze świeżego węgla.
4) Każdorazowe otwarcie przepustnicy wywołuje automatyczne zaniknięcie dmuchawki oraz zamkniecię zasłony drzwiczkowej; ciąg dmuchawki zostaje .wówczas zastąpiony przez ciąg pary odlotowej z cylindrów parowych. Przy otwartej przepustnicy para do dyszy nie wyłącza się nawet przez zamknięcie zaplombowanego zaworu powietrznego.
5) Wyłączenie przyrządu przy zamkniętej przepustnicy.
Gdy ogień jest bardzo jasny przy cienkiej warstwie paliwa na ruszcie np. przy końcu jazdy lub podczas dłuższego postoju, wówczas staje się koniecznem zatrzymanie dmuchawki, zamknięcie zasłony drzwiczkowej i dyszy. Po wyłączeniu przesącza się do dyszy mała ilość pary dla ochrony dyszy od spalenia. W tych przypadkach drużyna parowozowa powinna wyłączyć działanie przyrządu przy pomocy łamanej rękojeści rozdzielacza Py 10, przesuwając tę rączkę powoli całkowicie z lewej strony na prawą i następnie z prawej na lewą. Wyłączenie przyrządu powinno nastąpić nie wcześniej jak po upływie tego czasu po zamknięciu drzwiczek, na który ustawiona jest zasłonka, a w każdym razie nie wcześniej, jak ustanie dymienie.
6) Po wyłączeniu przyrządu drużyna nie potrzebuje się troszczyć o jego ponowne uruchomienie, każdorazowe bowiem otwarcie drzwiczek wywołuje samoczynne otwarcie dmuchawki i otwarcie zasłony drzwiczkowej do wpuszczenia powietrza wtórnego.
7) Otwarcie przepustnicy celem uruchomienia parowozu powoduje włączenie przyrządu; spełnia on swe czynności, gdy następnie maszynista zamknie przepustnicę.
Drużyna parowozowa powinna mieć na uwadze, że przyrząd “Pyram” nie może całkowicie zastąpić jej osobistych starań co do osiągnięcia bezdymnego spalania. Przyrząd ten ma na celu ułatwić personelowi jego czynności, wywołując warunki, niezbędne do osiągnięcia bezdymnego spalania. Drużyna zaś parowozowa swoim osobistym wysiłkiem powinna uzupełniać samoczynne działanie przyrządu. W tym celu należy ze zrozumieniem używać dmuchawki ręcznej i umiejętnie wyłączać przyrząd. Użycie dmuchawki ręcznej pozwala zwiększyć ciąg, który automatycznie daje przyrząd, aż do osiągnięcia całkowitej bezdymności spalania.
Jeżeli drużyna zauważy, że ciemny dym zaczyna się wydobywać z komina zaraz po wyłączeniu przyrządu, to powinna uruchomić dmuchawkę, a o ile to nie wystarcza niezwłocznie spowodować działanie przyrządu. Ponowne włączenie przyrządu można osiągnąć w tym przypadku dwoma sposobami:
a) przesuwając łamaną rączkę najbardziej na prawo aż do oparcia;
b) otwierając i zamykając drzwiczki paleniska.
IV. Obsługa przyrządu.
A. Nastawienie przyrządu.
1) Stosownie do gatunku spalanego paliwa trzeba uregulować czas otwarcia zasłony drzwiczkowej przy pomocy śruby, znajdującej się na wylocie pomocniczego zbiornika powietrznego (fig. 7 s).
2) Przy pierwszem uruchomieniu parowozu należy uregulować dopływ pary do dmuchawki przy pomocy korka z podkładkami, znajdującego się w rozdzielaczu Py 10.
3) Ustawić skok grzybków zaworowych zasilających dyszę paleniskową w czasie postoju i ruchu.
Dla sprawdzenia, czy dysza paleniskowa działa, można po otworzeniu drzwiczek i podstawieniu łopaty pod rurkę dyszy rozpoznać jej działanie po charakterystycznym syku. Również można wrzucić mały kłębek czyściwa do paleniska; przy prawidłowem działaniu dyszy powinien on być porwany i uniesiony pod sklepienie aż do ściany sitowej kotła. Prawidłowo działająca dysza paleniskowa powinna kierować trzy górne promienie pary pod sklepienie o 250 m/m u ściany sitowej powyżej rusztu, a dwa środkowe promienie (na rys. 2 i 6) po osi kotła.
Po nastawieniu przyrządu następujące jego części powinny być zabezpieczone plombami:
1. Kurek dopływowy powietrzny w położeniu otwartem.
2. Zawór parowy u głowicy osprzętu, zasilający parą rozdzielacz główny Py 10, również w położeniu otwartem.
3. Dwa zawory zasilające dyszę paleniskową.
B. Utrzymanie przyrządu.
Utrzymanie w porządku przyrządu “Pyram” należy do parowozowni. Pomocnik maszynisty powinien raz na dzień smarować smarem do pary przegrzanej mechanizmy drzwiczek i zasłony ruchomej. Należy uzupełniać specjalnym smarem jedyną oliwiarkę przyrządu, umieszczoną pod kranem trójdrogowym. Należy regularnie spuszczać skroploną wodę z głównego zbiornika powietrznego na parowozie, ażeby skroplmy nie przedostawały się do przyrządu, nie osiadały w jego oliwiarce i nie powodowały rdzewienia jego części wewnętrznych, zwłaszcza powierzchni uszczelniających. Przy nastaniu mrozów i przy konieczności trzymania parowozu dłuższy czas na otwartem powietrzu, trzeba odkręcić kaptur z łańcuszkiem u zaworu trójdrogowego (R 35) i ustawić kółko jego w położeniu środkowem dla spuszczenia wody, zebranej w zaworze i rozdzielaczu.
V. Przepisy opalania kotła i regulowania dopływu powietrza.
A. Rozniecanie ognia.
Ruszt trzeba pokryć lekko żużlem, podpalić rozpałkę i niezbyt wysoko narzucić na ruszt paliwo. Ustawić kółko trójdrogowego zaworu parowego R 35 na “rozpalanie”, odkręcić nakrętkę z wolnego króćca zaworu R 35 i połączyć go przy pomocy przewodu, przeznaczonego do tego celu, z ustawionym w położeniu środkowem trójdrogowym zaworem R 35 innego parowozu pod parą lub z jakimkolwiek postronnym źródłem pary o prężności przynajmniej 4 atm. Otworzyć zawór parowy ręczny rozdzielacza Py 10 przy pomocy rękojeści, umieszczonej u dołu rozdzielacza. Wówczas będzie zasilana parą z obcego źródła i zacznie działać dmuchawka oraz dysza paleniskowa.
Po doprowadzeniu prężności pary do 2 atm. należy ustawić kółko trójdrogowego zaworu parowego w położenie normalne i odłączyć przewód pary obcej. Rozpalanie nie powinno trwać mniej, niż dwie godziny. Paliwo należy dorzucać wokoło piramidy parowej, t. j. wzdłuż ścian bocznych i drzwiczkowej. Po rozpaleniu zamknąć dmuchawkę przy pomocy prostej rękojeści.
B. Palenie podczas jazdy parowozu.
Należy dbać o prawidłowy kształt warstwy na ruszcie celem dobrego spalania. Najlepszym kształtem jest utworzenie niecki w formie podkowy dookoła piramidy parowej ; należy więc zasypywać paliwo na boki i tył paleniska wysoko, środek rusztu zasypywać lekko, tak, aby nie powstało dziur w warstwie paliwa.
Przez utworzenie niecki dookoła piramidy paliwo przepala się szybko, zesuwa się samo na dół niecki. Szlakowanie rusztu powstaje przy niewłaściwem paleniu, t. j. kiedy pośrodku i u ściany sitowej utworzyła się warstwa paliwa tak gruba, że powietrze w dostatecznej ilości nie może przejść przez nią, albo też przy nieprawidłowo ustawionej, skręconej lub zruszonej dyszy paleniskowej. Szlakowaniu sprzyja jazda przy otwartej tylnej klapie popielnikowej, a zamkniętej według kierunku biegu – klapie przedniej.
Dlatego przy zarzucaniu węgla do paleniska trzeba się trzymać pewnego systemu:
nie rzucać odrazu dużych porcji bez przerwy i nie rzucać ich omackiem. Należy najpierw obłożyć oba boki, nie zapominając o obu tylnych rogach i rzucić jedną łopatę węgla pod drzwiczki. Po zarzuceniu węgla pod drzwiczki stają się wyraźne przepalone miejsca pośrodku rusztu i u ściany sitowej, które trzeba podsypać. Wielkość zarzucanej porcji paliwa zależy od gatunku węgla i pracy parowozu: przy małej pracy na każdy bok wystarczy po jednej łopacie, przy średniej po dwie, przy dużej po trzy łopaty. Przy dodatkowej łopacie pod drzwiczki i l-3 na przepalone miejsca środka i przodu rusztu, wielkość zarzucanych porcji wahać się będzie od 4 do 10 łopat zależnie od pracy i wielkości rusztu.
Takiej największej porcji 10 łopat na dużym ruszcie (4.5 m2 naprz. Ty 23, Os 24) trzeba się trzymać przy zaprawianiu paleniska przed wyruszeniem w drogę po rozciągnięciu żaru na ruszcie. Wtedy trzeba szybko wytworzyć na ruszcie grubą warstwę żaru, bez której wytwarzanie pary podczas jazdy byłoby nierównomierne. Jeżeli dla jej utworzenia trzeba zarzucić 20-30 łopat to nie należy zarzucać ich odrazu a rozdzielić na 2-3 porcje, zadane z minutowemi choćby przerwami. Podczas tych krótkich przerw wtórne powietrze spali dobrze gazy palne z takich małych porcji, a zaprawienie paleniska trwać będzie o l-2 minuty dłużej bez marnowania gazów palnych przy zarzucaniu 20 do 30 łopat bez przerwy.
Takie porcje z 10 łopat mogą wystarczyć nawet przy największej pracy parowozu z największym u nas rusztem, jeżeli będą zadawane z minutowemi przerwami, ale zarzucane prędko. Przy przeciętnej zaś pracy parowozu wypadać one będą co 4-5 minut. Na małym ruszcie (2,5-3 m2) porcje nie powinny przekraczać 7 łopat. Powyższe największe normy dotyczą węgla tłustego, świeżego a zwłaszcza drobnego, który najgorzej przepuszcza dolne powietrze. Przy węglu w kostce, suchym, zleżałym zarzucane porcje mogą być znacznie większe bez szkody dla dobrego spalania.
Za jedyną orjentacją w należytem spalaniu gazów palnych należy uważać szary dym nad samym kominem. Czarny dym zdradza złe spalanie gazów palnych i uchylona zasłonka nie daje dla zarzuconej zbyt dużej porcji węgla należytej ilości wtórnego powietrza. Biały zaś zupełnie dym po zarzuceniu zbyt małej porcji może być osiągany znów zbyt dużym kosztem zbędnego – szkodliwego nadmiaru powietrza, który uchodzi z komina, obładowany ciepłem. W szarym dymie jest trochę niedopalonych sadzy i straty w nich są znikome. Dlatego taki właśnie szary dym nad samym kominem dowodzi, że do ognia dochodzi taka ilość powietrza, jaka jest potrzebna dla dobrego spalenia danej porcji węgla i dlatego zależnie od otrzymanego na składzie węgla już na samym początku jazdy według szarego dymu nad kominem trzeba ustalić porcje zarzucanego węgla zależnie od czasu uchylenia zasłony drzwiczkowej. Takiemi mniej – więcej porcjami należy dalej palić, zarzucając je częściej na trudniejszych miejscach jazdy, a rzadziej – na łatwiejszych.
Czas uchylenia zasłonki drzwiczkowej musi być unormowany w każdej parowozowni zależnie od przeważającego gatunku węgli, spalanych na danym typie parowozów. Gdzie przeważają węgle silniej dymiące, a parowozy pracują z większem natężeniem, tam zasłony należy ustawić na najdłuższy czas – do 60 sek., gdzie zaś przeważają węgle, łatwe do bezdymnego spalania, t. j. suche lub zleżałe, czas ten może wynosić 15 sek. i więcej zależnie od potrzeby. Niezależnie od przyrządu należy pamiętać o należytem regulowaniu dolnego powietrza zapomocą przedniej klapy popielnikowej (przy zamkniętej tylnej) i opuszczać ją przy mniejszej pracy na jeden – dwa zęby.
C. Regulowanie dopływu powietrza i pary przy zamkniętym regulatorze.
Po zamknięciu regulatora przyrząd samoczynnie otwiera dmuchawkę i zasłonkę drzwiczkową na stałe, a parę wpuszcza się przez dyszę w dalszym ciągu.
Wszystko to jest potrzebne jeżeli w palenisku jest jeszcze świeży węgiel i wydzielają się gazy palne. Gdy węgiel już jest przepalony, wtedy zbędne jest wtórne powietrze i para w palenisku. Wtedy należy zamknąć dmuchawkę, zasłonę i dyszę przez przesunięcie łamanej rączki na prawo i z powrotem. Jeżeli po wyłączeniu przyrządu zjawi się jeszcze gęsty dym, zwykle wystarcza lekkie uchylenie samej tylko dmuchawki. O ile to nie wystarcza, należy uruchomić przyrząd na krótko przez przesunięcie łamanej rączki na prawo (albo przez poruszenie drzwiczek) .
Gdy podczas postojów lub na długich spadkach wypadnie zarzucić świeży węgiel, przyrząd zostanie samoczynnie uruchomiony przez otwarcie drzwiczek, należy jednak pamiętać o jego wyłączeniu ale w żadnym razie nie wcześniej, jak po spaleniu się gazów palnych ze świeżego węgla: dla krótkiego płomienia z samego żaru musi wystarczać dolne powietrze przy przymkniętej klapie popielnikowej. Wtedy rozchód wtórnego powietrza przez zasłonę a pary przez dyszę jest stratą węgla bez żadnego zysku w lepszem jego spalaniu. W pracy pociągowej należy stale jeździć przy otwartej przedniej według biegu klapie popielnikowej i zamkniętej tylnej (a nigdy naodwrót).
VI. Usterki działania przyrządu “Pyram” mogą być następujące:
1. Niedziałanie dmuchawki przy zamykaniu przepustnicy.
2. Niedziałanie dmuchawki przy otwarciu drzwiczek paleniska po uprzedniem wyłączeniu przyrządu przy zamkniętej przepustnicy. W tych dwóch przypadkach niedziałania dmuchawki przyczyny trzeba szukać w niedziałaniu serwomotoru (X) w głównym rozdzielaczu powietrza Py 10 lub w zaworach (R 5).
3. Niemożność wyłączenia przyrządu.
Przyczyn trzeba szukać w wadliwem działaniu rozdzielacza powietrznego Py 11 (przepuszcza powietrze przez E) lub w serwomotorze (Y) lub też w zaworze (R 3) albo w nieszczelności kranu trójdrogowego.
4. Pęknięcie przewodów powietrznych lub parowych.
W każdym z tych przypadków maszynista powinien zamknąć kurek, znajdujący się na rurce, doprowadzającej sprężone powietrze z głównego zbiornika parowozu do przyrządu i posługiwać się w miarę potrzeby ręczną dmuchawką przy pomocy opisanej rękojeści u dołu przyrządu.
Oprócz wymienionych czterech przypadków drużynie parowozowej nie wolno zrywać plomby i zamykać zaworów. Wada działania przyrządu, która wywołała zerwanie plomby i zamknięcie kurka, po powrocie parowozu do parowozowni powinna być podana przez maszynistę do wiadomości właściwej władzy.
Należy zapisywać do książki napraw dostrzeżone usterki i wady w formie możliwie ścisłej, t. j. – jaka część przyrządu źle działa i na czem polega to złe działanie, gdyż zapis zbyt ogólnikowy utrudnia, a nawet uniemożliwia należytą naprawę, kiedy ścisłe określenie wady nie może być przeprowadzone wobec braku pary i sprężonego powietrza.
Układ przyrządu “Pyram” automatyczny na parowozie – A
Układ przyrządu “Pyram” automatyczny na parowozie – B
