Теплопаровозы

[ПИОНЕР]

Сообщение от Слесарь

На ТЭМах всё предельно просто: защита от перегрузки ГГ по току - боксование. Оно наступает раньше, чем сработает реле ограничения тока. РТ срабатывает при токе ГГ около 1800 А, боксование же обычно при наборе начинается при 1500-1600 А.

Эт хорошо, что так, а если КЗ какое, то РТ подстрахует. А при контртоке до 1800А не доходит?

Просто я думаю, на заре массового тепловозостроения многое приходилось делать на основе проб и ошибок - вот и жгли наверное генераторы от неправильных настроек, какой-то период времени, как Oleg Izmerov рассказывал.

Сообщение от Слесарь

]Кроме того, обычно на тепловозах ГГ более надёжен, чем ТЭДы.

Статистика?

[Слесарь]

Сообщение от ПИОНЕР

Эт хорошо, что так, а если КЗ какое, то РТ подстрахует.

Если КЗ на "землю", есть реле заземления. Если оно отключено, или КЗ близко к минусу - выгорает место КЗ, и его не надо даже искать.

РТ - это очень тупой способ защиты ГГ. Да ещё на последних тепловозах его упростили. Если изначально оно было вибрационным, снижая возбуждение ГГ, то на квадратных тепловозах оно тупо снимает нагрузку ГГ. Во цирк?! Представляете, 8-я поз КМ, ток ГГ 1,8 кА, а тут вдруг нагрузка пропадает... Хорошо, если предельник на дизеле не сработает... Потом РТ отпадает, нагрузка резко возрастает опять до тех же 1,8 кА. И по новой... Вот так-то и наступают кранты ГГ.

После пары таких раз (когда меня чуть не кондратий не прихватил) я РТ закручиваю до жопы, чтобы не срабатывал.

А при контртоке до 1800А не доходит?

Неа... Обычно буксовать начинает всеми КП в обратную сторону. Ну, может, броски и есть кратковременные...

Предельный ток ГГ, который я давал на реостате на ТЭМ2 - 2200 А. Это почти вдвое выше номинального - 1210 А. Обычно ТЭМ2 реостатится на 1000-1200 А. ТЭМ18 - 1300 А.

На ЧМЭ3 мы обычно больше 3 кА не давали, обычно 2, на М62 - 4 кА, а так 2-2,5.

Просто я думаю, на заре массового тепловозостроения многое приходилось делать на основе проб и ошибок - вот и жгли наверное генераторы от неправильных настроек, какой-то период времени, как Oleg Izmerov рассказывал.

Повторюсь, я не знаю про тепловозы Ээл. А вот начиная с ТЭМ1 и ТЭ3 (на которых как раз первые, не совсем удачные ГГ) электрические машины вполне надёжные. И до сих пор такие.

Статистика?

Нет у меня статистики. Есть только личный опыт.

Я видел кучу сгоревших ТЭД, но горелых ГГ - единицы. Причём ГГ редко горят от внешних причин. К примеру, дали на "машке", которая была в поезде, контрток. Все 12 ТЭД чёрные, как ночь, вонища с них, шунтики щёток синие... А обоим ГГ хоть бы хны - только коллектора потемнели, и всё.

На ТЭМ2, бывает, на тележке все три тяговых в хлам, в коллекторах дырки с палец - а ГГ целый.

А вот если у ГГ изоляция старая (например, изоляция якоря 0), рано или поздно это закончится дыркой в коллекторе.
Или если грязища на изоляторах - тоже ничего хорошего. Сначала грязь выгорит, когда тепловоз побыстрее поедет, на следующий раз - изоляторы в угольки превратятся, а потом щёткодержатель падает (или на корпус, или на коллектор - смотря какой), бдыщь - и ГГ надо снимать в ремонт.

На ГГ переменного тока, насколько я видел, часто нулевая изоляция якоря. Я был удивлён, я считал, что такие ГГ абсолютно надёжны. Видел ГС-515 и с прогоревшим статором... Но это уже внутренняя причина, а не внешняя.

В целом, ГГ гораздо надёжнее ТЭД. И проектируется, кстати, с большим запасом.

[Gregory_777]

Всем рекомендую вот этот сайтик, кстати. Он интересный, хоть там всё по-эльфийски.
Про пароэлектровозы там тоже есть. А так же про монорельсовые, паротурбинные, пневматические и даже химические.

[ФД-3128м]

Спасибо А я уж думал что сей сайт помер.

Почему-то почти нигде нет инфы по паровозу с прямоточным котлом и механической передачей. У Сыромятникова написано, что КПД выжали только до 14% из-за плохой работы означенной передачи. На узкоколейном паровозе МЛТИ кстати то же самое было.

[E69]

По таким котлам стоит искать не железнодорожную литературу, а книги по паровым автомобильным и авиационным двигателям, где накоплен больший опыт эксплуатации. Русскоязычный учебник по пароавтомобилям точно по сети ходит.

Сайтик живет и даже немного обновляется. Всё собираюсь как-нибудь попереводить, материалы замечательные (правда собственно по теплопаровозам там мало интересного, компиляция Ракова).

[ФД-3128м]

Есть он у меня, учебник этот, "Современные паровые автомобили" называется. У нас с ними экспериментировали, и довольно успешно, еще в 50-е годы. А потом благодаря Хрущу все эти работы свернули. Хотя паровой автомобиль НАМИ был дешевле в эксплуатации, чем бензиновые автомобили. Паровые авиадвигатели - ничего, кроме самолета Бесслера, вроде летучего построено не было. А книга, про которую я говорил - монография Сыромятникова "Паровоз", читал в библиотеке Вернадского. Серьезнейшая вещь. Хотя он назвал сочлененный паровоз с котлом Франко-Крости "примером деградации технической мысли" . Есть немного инфы и по паротурбовозам постройки Германии и Англии, паровозам высокого давления. В частности, он пишет что немецкие конденсационные турбовозы не могли нормально работать из-за заноса градирни (а не радиаторов, как у СОк) изгарью и угольной мелочью. Воды они расходовали почти столько, сколько и обычный паровоз. Паровоз Леффлера (на 120 атм) дико сложный, потому толком и не эксплуатировался, хотя и давал КПД до 18-20%.

В оффтоп. В новостях видел, как в Житомирской области сельские умельцы переделали ЗиЛ-130 на газогенератор. Работает неплохо, стоимость топлива - копейки. Так что история повторяется )))

[Oleg Izmerov]

Сообщение от ФД-3128м

. В частности, он пишет что немецкие конденсационные турбовозы не могли нормально работать из-за заноса градирни (а не радиаторов, как у СОк) изгарью и угольной мелочью. Воды они расходовали почти столько, сколько и обычный паровоз.

Столько же, сколько конденсационный паровоз?

[ФД-3128м]

Нет, обычный, с работой на выхлоп. Причина простая - градирня охлаждает воду за счет испарения части ее. То есть если в конденсаторе пар передал охлаждающей воде 537 ккал/кг (расширение пара в турбине с 15 атм/350 град до 0,25 атм при относительном внутреннем КПД 80%), то практически все это тепло пойдет на испарение охлаждающей воды в градирне. Скрытая теплота парообразования при 1 атм составляет как раз 538 ккал/кг. То есть сколько пара сконденсировалось в конденсаторе - столько испарилось в градирне (плюс к этому унос капель потоком воздуха). Выход - охлаждать воду не в градирне, а в радиаторах, как на паротурбовозе Рейд-Рамсей. Такая схема применяется и на стационарных установках (например Билибинская АЭС, в связи с холодным климатом), но редко - т.к. дорога и громоздка. На паротурбовозе же другого эффективного выхода просто нет. А вообще АЭС испаряют около 6,5 кг/кВт воды, ТЭС - около 4 кг/кВт.

[Oleg Izmerov]

Сообщение от ФД-3128м

На паротурбовозе же другого эффективного выхода просто нет.

Кто это сказал?

[ФД-3128м]

Сообщение от Oleg Izmerov

Кто это сказал?

"Здравый смысл и жизненный опыт" (с)
Работать-то оно конечно будет. На СОк конденсаторы тоже работали. Но для вакуумной конденсации схема с водяными радиаторами оптимальна по причинам:
1. Более высокий коэффициент теплопередачи, и как следствие - меньшие габариты и стоимость
2. Избыточное давление в трубах радиаторов исключает присосы воздуха
3. Система надежна в зимний период и легко регулируема, замораживание секций маловероятно
4. Исключено завоздушивание секций радиатора

Единственным НЯЗ паротурбовозом с вакуумной конденсацией был именно Рейд-Рамсей, вот этот : http://www.aqpl43.dsl.pipex.com/MUSE...s/reidrams.htm. Паротурбовозы с градирнями работали плохо. А про тот же паротурбовоз Юнион Пасифик написано, что результаты его работы были неудовлетворительными.

Вот что действительно полезная вещь - пылеугольное отопление. В ГДР паровозы работали на пыли до конца 70-х годов. Но у них легкосжигаемый бурый уголь, а не наш антрацит.

При возможности - отсканю часть книги Сыромятникова по турбовозам.

[Oleg Izmerov]

Сообщение от ФД-3128м

А про тот же паротурбовоз Юнион Пасифик написано, что результаты его работы были неудовлетворительными.

However, these locomotives proved to highly unreliable, with breakdowns occurring often, usually as a result of coal dust or water shorting out the locomotives’ electrical components. (Self. Douglas. "The Union Pacific Turbine Locomotive." The Self Site. Apr.9/09)

"Однако эти локомотивы оказались ненадежными, имели место частые отказы, обычно из-за коротких замыканий в электрооборудовании по причине попадания угольной пыли и воды."

Так что конденсатор тут ни при чем.

На мой взгляд, тут бы подошла двухконтурная система конденсации, с пароводяным конденсатором и воздуховодяными секциями. В качестве последних можно использовать тепловозные, что большой плюс.

А вот что касается машины, то тут возникает вопрос, не имеет ли смысл комбинировать турбинную ступень с поршневой при введении промежуточного перегрева пара после турбины.

[ФД-3128м]

Так Юнион Пасифик, фото которого Вы привели, работал как раз на мазуте. А про электропередачу - ее ненадежность на паротурбовозе подтверждена неоднократно, в то время как локомотивы с механической передачей работали неплохо.

Про "двухконтурную" систему - согласен полностью. Мы же ее как раз и обсуждаем. Можно (но ИМХО не нужно) сделать 2 независимых контура - паровой и охлаждающий, заполнив последний антифризом. Но это вынуждает применить более громоздкий и "текучий" поверхностный конденсатор. Так что лучше смешивающий.

Про машину. Тут вопрос - есть ли смысл скрещивать ужа с ежом. Паровая машина гораздо проще и дешевле в изготовлении, не требует промежуточных передач. Эксплуатация ее тоже проще. Турбина хотя и экономичнее, дает замасленный конденсат и отличается равномерностью хода - но дороже, и требует понижающей передачи. Диапазоно оптимальной частоты вращения гораздо уже. То есть как по мне паровозы оптимальны для мощностей до 2 000 л.с. и "неравномерной" работы - частые остановки, реверсы итд, а так же как узкоколейные локомотивы. Турбовозы лучше использовать на магистральной работе. Например вполне хорошо турбина подходит для пассажирского локомотива с механической передачей. Там и на усложнение можно пойти, и культура эксплуатации выше.

[Oleg Izmerov]

Сообщение от ФД-3128м

Про "двухконтурную" систему - согласен полностью. Мы же ее как раз и обсуждаем. Можно (но ИМХО не нужно) сделать 2 независимых контура - паровой и охлаждающий, заполнив последний антифризом. Но это вынуждает применить более громоздкий и "текучий" поверхностный конденсатор. Так что лучше смешивающий.

Лучше чем?
Требования к воде, используемой в паровом и охлаждающем контуре, разные. На мой взгляд, лучше и проще использовать во втором контуре все, что отработано для тепловозов.

Про машину. Тут вопрос - есть ли смысл скрещивать ужа с ежом.

Современный тепловозный дизель, кстати, как раз есть результат скрещивания поршневой машины с ГТУ.

При паросиловой установке турбина, прежде всего, позволяет повысить температуру перегрева пара. Это несомненное достоинство.
Дальше идут недостатки. Это, прежде всего, снижение к.п.д. при снижении мощности и большая инерция вращающихся частей на переходных режимах.

Кроме того, нельзя сбрасывать со счетов и такое появившееся в последние годы направление, как паровые винтовые машины, мощность которых, по современным данным, может доходить до 1000 кВт на один агрегат. ПВМ не имеет касания роторов, не боится конденсата в виде капельной жидкости (!), может использоваться при различных параметрах давления пара на входе и выходе.
Недостатки выпускаемых ПВМ пока в том, что температура перегретого пара до 300 градусов. Срок службы выпускаемых ПВМ 25 лет, замена ПВМ дешевле, чем замена дизеля.

[ФД-3128м]

Сообщение от Oleg Izmerov

Лучше чем?

Простота устройства, меньшие габариты и безусловная надежность. Пример - тот же инжектор. Только тут нет опасности его перегреть - охлаждающая вода в него подается насосом. Тем более в условиях локомотива удельная нагрузка поверхностного конденсатора будет небольшой, а отсюда - большие размеры и малая надежность.

Про паровинтовые машины не знаю, говорить не буду. Но по поводу турбины и машины - все же считаю что лучше иметь надежный и неубиваемый локомотив (пусть и с несколько меньшей экономичностью) для малонапряженной работы и пускай сложный и дорогой, но эффективный и достаточно мощный - для магистральной. А про жидкость в паре... Последние ступени энергетических турбин работают на паре со степенью сухости 0,85 (на АЭС - меньше), и от эрозии лопаток при этом не страдают. При промперегреве (успешно обкатанного Чапеллоном) проблема влажного пара практически исчезает.

[Oleg Izmerov]

Сообщение от ФД-3128м

Простота устройства, меньшие габариты и безусловная надежность.

Надежность во многом зависит от степени освоения в производстве и эксплуатации.
То-есть, можно сделать надежный пароводяной конденсатор (там особо нечему выходить) и использовать тепловозные агрегаты водяной системы, прежде всего тепловозные секции. Они есть в депо, ничего нового второй контур по сравнению с водяной системой тепловоза не несет, с надежностью никаких новых проблем.

Пример - тот же инжектор. Только тут нет опасности его перегреть - охлаждающая вода в него подается насосом.

Инжектор вообще-то не так прост, как кажется. Вероятность, что в депо загонят пробку так, что ее вырвет, сегодня гораздо выше, чем в паровозные времена.

все же считаю что лучше иметь надежный и неубиваемый локомотив (пусть и с несколько меньшей экономичностью) для малонапряженной работы

Кстати, это как раз в пользу винтовой машины, как тяговой.