паровая машина завершит электрификацию всей страны.

[Georg Arutyunyan]

Вот привожу график роста цен на жидкое топлива.

[digger]

Паровая машина намного сложнее ДВС в использовании и конструкции,потому массовая автомобилизация пошла только с его возникновением.Наличие котельной подсистемы,расход питательной воды,прогорание,накипь и прочий геморрой.Паровозы и пароходы прожили дольше потому,что они крупнее и обслуживаются квалифицированным персоналом,и были вытеснены дизелями на тяжелом топливе.Паровая машина осталась в самом топе - на электростанциях,в виде турбин.Потому вернуть ее в нижний размерный класс - сложная задача.Может двигатель Стирлинга на сжатом воздухе будет выгоднее,во всяком случае там нет котла.Один человек сделал газонокосилку на двигателе Стирлинга,линк сейчас не найду.Конструкция - на коленке,отопление - сжиженным газом,пишет,что в эксплуатации выгоднее ,чем газонокосилка на бензомоторе.

[Georg Arutyunyan]

Паровая машина намного сложнее ДВС в использовании и конструкции,потому массовая автомобилизация пошла только с его возникновением.Наличие котельной подсистемы,расход питательной воды,прогорание,накипь и прочий геморрой.Паровозы и пароходы прожили дольше потому,что они крупнее и обслуживаются квалифицированным персоналом,и были вытеснены дизелями на тяжелом топливе.Паровая машина осталась в самом топе - на электростанциях,в виде турбин.Потому вернуть ее в нижний размерный класс - сложная задача.Может двигатель Стирлинга на сжатом воздухе будет выгоднее,во всяком случае там нет котла.Один человек сделал газонокосилку на двигателе Стирлинга,линк сейчас не найду.Конструкция - на коленке,отопление - сжиженным газом,пишет,что в эксплуатации выгоднее ,чем газонокосилка на бензомоторе.

Сама паровая машина намного проще ДВС.Котел и его эксплуатация действительно надо соблюдать определенные требования.

На современном уровне автоматики с программируемыемыми контроллерами можно все параметры мониторить,не сложнее электроники управления современным ДВС.

А малогабаритные котлы прямоточного типа которые выдавали пар через 30 сек после запуска горелки применяли братья Стенли на легковых автомобилях еще в прошлом веке.

[Машинист]

Очень приятно встретить коллегу-паровика

Весьма любою эти агрегаты и в историческом плане, и в привязке к современности. Что могу сказать сразу. Если нужно приводить в движение генератор (а 99,9% что его) - то лучше всего делать закрытую быстроходную прямоточную машину с клапанным распределением - будет гораздо легче и компактнее. По сути, это ДВС, но только паровой Выглядит, увы, не стимпанково, но работает. Кстати, сейчас паровые машины делают именно в таком виде.

Газогенератор паровой машине не конкурент - у них разные области использования. Котел более всеяден по топливу и, что очень важно, машина позволяет направлять отработаный пар потребителю - для сушки/варки/отопления/запаривания. Коэффициент использования тепла может быть больше 80%, а если и дым от котла брать - и за 90. Ну и опилки или угольную мелочь газогенератор не сожрет никак

Проблема с котлом. Точнее ПРОБЛЕМА. Классический огнетрубник - простой, надежный, отлично аккумулирует тепло, но тяжелый и взрывоопасный. Водотрубник - легко сжечь (т.к. в нем малый объем воды, а персонал там будет тот еще, это ж не машинисты котлов ТЭС, да и там вручную регулировать муторно). Прямоточник гарантированно загадится накипью и маслом, или же к нему обессоливающую установку надо ставить с ионообменными фильтрами и прочим.

В общем, что просится - вертикально-водотрубный котел с топкой кипящего слоя (ВЦКС, он конструктивно проще и многотопливный), трехцилиндровая машина однократного расширения на одном валу с генератором и питательным насосом и по возможности компактная водоподготовительная установка (бак с деаэрационной колонкой+ ионообменный фильтр). Для мелких/средних предприятий, у которых есть недорогое топливо и потребность в технологическом тепле - с руками оторвут :)

[digger]

Правда ли про революционность клапанного распределения,и почему его не использовали в 50-е годы? Как достигнуть высокого КПД на однократном расширении,и опять,почему последние судовые машины были тройного? Котел кипящего слоя - надо хорошую подготовку топлива на отдельной установке,не покидаешь лопатой в печь что попало,утрачивается кустарность и всеядность.

[Georg Arutyunyan]

Правда ли про революционность клапанного распределения,и почему его не использовали в 50-е годы? Как достигнуть высокого КПД на однократном расширении,и опять,почему последние судовые машины были тройного? Котел кипящего слоя - надо хорошую подготовку топлива на отдельной установке,не покидаешь лопатой в печь что попало,утрачивается кустарность и всеядность.

Очень приятно встретить коллегу-паровика

Весьма любою эти агрегаты и в историческом плане, и в привязке к современности. Что могу сказать сразу. Если нужно приводить в движение генератор (а 99,9% что его) - то лучше всего делать закрытую быстроходную прямоточную машину с клапанным распределением - будет гораздо легче и компактнее. По сути, это ДВС, но только паровой Выглядит, увы, не стимпанково, но работает. Кстати, сейчас паровые машины делают именно в таком виде.

Газогенератор паровой машине не конкурент - у них разные области использования. Котел более всеяден по топливу и, что очень важно, машина позволяет направлять отработаный пар потребителю - для сушки/варки/отопления/запаривания. Коэффициент использования тепла может быть больше 80%, а если и дым от котла брать - и за 90. Ну и опилки или угольную мелочь газогенератор не сожрет никак

Проблема с котлом. Точнее ПРОБЛЕМА. Классический огнетрубник - простой, надежный, отлично аккумулирует тепло, но тяжелый и взрывоопасный. Водотрубник - легко сжечь (т.к. в нем малый объем воды, а персонал там будет тот еще, это ж не машинисты котлов ТЭС, да и там вручную регулировать муторно). Прямоточник гарантированно загадится накипью и маслом, или же к нему обессоливающую установку надо ставить с ионообменными фильтрами и прочим.

В общем, что просится - вертикально-водотрубный котел с топкой кипящего слоя (ВЦКС, он конструктивно проще и многотопливный), трехцилиндровая машина однократного расширения на одном валу с генератором и питательным насосом и по возможности компактная водоподготовительная установка (бак с деаэрационной колонкой+ ионообменный фильтр). Для мелких/средних предприятий, у которых есть недорогое топливо и потребность в технологическом тепле - с руками оторвут

Спасибо за поддержку.

Для практического использования паровой машины в энергогенерация совешено верно Вы отметили главную роль нужно отводить вопросам эксплуатации и персонала.Соответственно и выбор котла и способ парогенерации будет зависеть от местных условий,кому передаем и кто будет обслуживать.

Первое взрывобезопасность так,как давление больше атмосферного

.В глубинке надежных людей вряд ли найдем,значит полная автоматика с выходом в аварию без вмешательства персонала.

В этом случае котлоагрегат может быть конструктивно ориентирован на вид топлива и его механизированную подачу.

По паровой машине основное требование надежность,ресурс,и ремонтнопригодность.

С учетом износа подшипников наверное дистанционный контроль вибрационного состояния паровой машины по системам GSM, и контроль остальных параметров по котлу и электрогенератору с возможностью дистанционного останова.

В этом варианте применения энергоагрегата нужно пройти сертификацию оборудования,регистрацию в котлонадзоре,иметь собственный персонал аттестованный и принимать агрегат в собственное обслуживание.

Местным передать- только заготовка и загрузка механизированного склада.Склад должен иметь объем на пару недель и также контролироваться по датчикам уровня дистанционно.

Есть второй вариант на прямоточке но как Вы правильно заметили,либо забьют шлаком либо сожгут,но зато при объеме менее 1 литра можно паралельно набрать змеевики с объемом менее 1 литра и соединить в коолектор паровой машины.

Тогда котел неподведомственный и ничего не надо.Разрыв возможен при перегреве но это не катастрофично,котел сдуется в топку как проколотая шина.

Такие котлы устанавливали на свои паровые машины братья Добль.

Привожу ролик последних тестовых испытаний паровой машины с самодействующими клапанами.

[Georg Arutyunyan]

https://www.youtube....be_gdata_player

Правда ли про революционность клапанного распределения,и почему его не использовали в 50-е годы? Как достигнуть высокого КПД на однократном расширении,и опять,почему последние судовые машины были тройного? Котел кипящего слоя - надо хорошую подготовку топлива на отдельной установке,не покидаешь лопатой в печь что попало,утрачивается кустарность и всеядность.

Привожу ролик последних тестовых испытаний самодействующих парораспределительных клапанов.

[Georg Arutyunyan]

https://www.youtube....be_gdata_playerhttps://www.youtube....be_gdata_player

Правда ли про революционность клапанного распределения,и почему его не использовали в 50-е годы? Как достигнуть высокого КПД на однократном расширении,и опять,почему последние судовые машины были тройного? Котел кипящего слоя - надо хорошую подготовку топлива на отдельной установке,не покидаешь лопатой в печь что попало,утрачивается кустарность и всеядность.

Привожу ролик последних тестовых испытаний самодействующих парораспределительных клапанов.

Последни паровые машины компаундного типа обеспечивали ступенчатое расширение пара в связи с повышением рабочего давления до 60 ат.

Одноступенчатая машина могла эффективно отбирать потенциальную энергию сжатого пара при расширения давления не более 10 раз.при существенном дросселировании пара.

Соответственно с повышением давления пара остаточное давление на выхлопе иногда превышало 5 и более атмосфер.

Это то ,что мы имеем сейчас практически на всех двигателях внутреннего сгорания ,где чтобы ,избавиться от звуковой волны ставят глушители.То же было и в паровых машинах.Посмотрите видеоролики паровоза тянущего вагоны на подъеме как увеличивается выхлопная звуковая волна.У паровоза избыточное давление пара в конце расширения использовалось в эжекторе дымовой трубы для создания дополнительного разряжения в топке и форсирования процесса горения топлива.

[Машинист]

Ну клапанное распределение использовали еще с 19 века, на стационарных машинах средней и большой мощности оно преобладало (лучшая установка парораспределения, меньше потерь от конденсации и вредного пространства), на пароходных машинах - иногда попадалось, на паровозных было в виде исключения.

Машина компаунд нам нужна если срабатываем большой теплоперепад на конденсацию. При работе паром до 20 атм на противодавление (пар идет потребителю) многократное расширение не нужно, если же работаем паром тех же 20 атм на конденсацию (или ухудшенный вакуум) - то прямоточная машина лучше - она проще при тех же характеристиках. Последние судовые машины Скиннер работали перегретым паром высокого давления на конденсацию при однократном расширении по прямоточному принципу и клапанным распределением. Кстати, такая машина до сих пор работает на угольном (!!!) пароме SS Badger, который ходит в регулярном сообщении (!!!) на Великих озерах. И они же устанавливались на американских конвойных авианосцах во время ВМВ. А машины трех-, четрыре- и пятикратного расширения - путь в никуда. Для срабатывания пара низкого давления лучше турбина мятого пара.

Механизированная подача топлива и автоматизация установки - согласен. Но без персонала все равно не взлетит. Лично видел буржуйские котлы со шнековой подачей топлива (опилки, щепа) в которых эта подача была отключена и топили их лопатой - автоматика без нормального обслуживания ломалась. Так что грамотного машиниста все равно надо вышколить.

Прямоточный котел скорее всего нормально работать не будет. Доблю хорошо было - там жидкое топливо. А если у нас сегодня сырые опилки со снегом, завтра дубовые кубики от паркетного производства а через неделю еще какая гадость ? На твердом топливе котел скорее всего нормально работать не будет - или гидроудар машина поймает из-за заброшеной воды, или смазка грреть начнет и змеевики прогорят. Пример прямоточников ТЭС не катит - там гибкое пылеугольное отопление, да еще можно газом/мазутом подсветить, ну и нагрухка б/м равномерная и персонал грамотный. Очень хороший вариант котла - секционный Бабкок-Вилькокс. Достаточно простой, легкий и удобный для осмотра-очистки-ремонта-смены труб.

Топка высокотемпературного кипящего слоя к фракционному составу топлива не особо требовательна, а простейшая дробилка установку не удорожит сильно.

Ну и литературы Вам подкину на всякий случай:

Богомазов, Куликовский "Паровые двигатели"

Жирицкий "Паровые машины", 1930 и 1951 гг - к прочтению обязательны

Аничков "Морские паровые машины"

Гарькуша, Юшина - "Теория, конструкция и расчет локомобиля"

Они есть в инете, 2 из них сам сканил ))) Теория машины дана отлична, есть и еще книги, но там больше по эксплуатации.

[Georg Arutyunyan]

Ну клапанное распределение использовали еще с 19 века, на стационарных машинах средней и большой мощности оно преобладало (лучшая установка парораспределения, меньше потерь от конденсации и вредного пространства), на пароходных машинах - иногда попадалось, на паровозных было в виде исключения.

Машина компаунд нам нужна если срабатываем большой теплоперепад на конденсацию. При работе паром до 20 атм на противодавление (пар идет потребителю) многократное расширение не нужно, если же работаем паром тех же 20 атм на конденсацию (или ухудшенный вакуум) - то прямоточная машина лучше - она проще при тех же характеристиках. Последние судовые машины Скиннер работали перегретым паром высокого давления на конденсацию при однократном расширении по прямоточному принципу и клапанным распределением. Кстати, такая машина до сих пор работает на угольном (!!!) пароме SS Badger, который ходит в регулярном сообщении (!!!) на Великих озерах. И они же устанавливались на американских конвойных авианосцах во время ВМВ. А машины трех-, четрыре- и пятикратного расширения - путь в никуда. Для срабатывания пара низкого давления лучше турбина мятого пара.

Механизированная подача топлива и автоматизация установки - согласен. Но без персонала все равно не взлетит. Лично видел буржуйские котлы со шнековой подачей топлива (опилки, щепа) в которых эта подача была отключена и топили их лопатой - автоматика без нормального обслуживания ломалась. Так что грамотного машиниста все равно надо вышколить.

Прямоточный котел скорее всего нормально работать не будет. Доблю хорошо было - там жидкое топливо. А если у нас сегодня сырые опилки со снегом, завтра дубовые кубики от паркетного производства а через неделю еще какая гадость ? На твердом топливе котел скорее всего нормально работать не будет - или гидроудар машина поймает из-за заброшеной воды, или смазка грреть начнет и змеевики прогорят. Пример прямоточников ТЭС не катит - там гибкое пылеугольное отопление, да еще можно газом/мазутом подсветить, ну и нагрухка б/м равномерная и персонал грамотный. Очень хороший вариант котла - секционный Бабкок-Вилькокс. Достаточно простой, легкий и удобный для осмотра-очистки-ремонта-смены труб.

Топка высокотемпературного кипящего слоя к фракционному составу топлива не особо требовательна, а простейшая дробилка установку не удорожит сильно.

Ну и литературы Вам подкину на всякий случай:

Богомазов, Куликовский "Паровые двигатели"

Жирицкий "Паровые машины", 1930 и 1951 гг - к прочтению обязательны

Аничков "Морские паровые машины"

Гарькуша, Юшина - "Теория, конструкция и расчет локомобиля"

Они есть в инете, 2 из них сам сканил ))) Теория машины дана отлична, есть и еще книги, но там больше по эксплуатации.

В нашем агрегате если Вы заметили не просто клапанное распределение пара а самоприводные клапана,чем,то сродни компрессорным.За счет этого машина сжатия может работать как двигатель.Отличительная особенность -отсутствует внешний привод вообще.Клапана свободно независимые от кривошипно-шатунного механизма,за счет чего повышена скорость отсечки и нет мятия пара при закрытии клапана.Это неплохо отразилось на КПД .Рабочий цикл очень близок к теоретическому циклу Ренкина.

[digger]

Понял про прямоточную машину ,поправьте,если не так.КПД зависит от степени расширения.Многократное расширение используют для экономии массы : последующие цилиндры и шатуны тоньше,удельная мощность выходит больше,чем в 1-м цилиндре с ранней отсечкой и той же степенью расширения. У прямоточной машины выше обороты и за счет этого выше удельная мощность при той же степени расширения,что и в обычной машине многократного расширения.При этом высокая степень расширения достигается ранней отсечкой.Плюс меньше тепловые потери.Все равно непонятно,почему прямоточная машина не вытеснила остальные.Турбина - понятно,но она дорогая и требует дорогого редуктора,не наш случай.На транспорте поршни использовали из-за того,что их КПД не так падает с изменением оборотов,а на генерации лучше только турбина.

>самоприводные клапана

Не совсем понятно,открываются от давления пара? А как настраиваются?

[Машинист]

С прямоточной машиной и многоцилиндровыми - не совсем так.

Двойное (тройное и редко - четырехкратное) расширение позволяет разбить работу пара на несколько цилиндров, т.к. при впуске в 15 атм и выпуске 0,1 атм получается очень маленькая степень наполнения. Ну и температура пара при однократном расширении с выпуском у крышки цилиндра тоже будет значительно колебаться - чуть ли не на полторы (а то и две, если не больше) сотни градусов, а значит - потери от конденсации. Особой экономии массы у машины многократного расширения нет - для равномерности хода мощности, развиваемые цилиндрами, должны быть по возможности одинаковыми, а значит и масса движущихся частей будет схода. Да, давление в ЦСД и ЦНД меньше, но площадь поршня - больше, чем в ЦВД (т.к. плотность пара падает, а удельный объем - растет). А значит и усилие на штоке (а далее крейцкопфе и шатуне) будет таким же, как у ЦВД. Если же диаметр ЦНД получается слишком уж большим - его делят на 2 и получают четырехцилиндровую машину тройного расширения или трехцилиндровую двойного. Хотя у немецкого паровоза Леффлера было 2 ЦВД и 1 ЦНД, но это по конструктивным соображениям и работали они разным паром.

Прямоточная машина не вытеснила, но изрядно потеснила машины двойного расширения в стационарных условиях - она проще, легче, а по расходу пара такая же экономичная, как и компаунд. Потери от конденсации в ней почти отсутствуют - пар выпускается через окна в центральной части цилиндра, клапана по конструкции тоже проще - у прямоточной машины более высокое сжатие и ей достаточно односедельного клапана, меньшая степень наполнения в ней достигается легче, клапаны на крышках предполагают обогрев этих крышек и минимальное вредное пространство (оно у прямоточек вообще наименьшее), что очень полезно. Правда при работе на противодавление сжатие становится слишком высоким и приходится подключать добавочное вредное пространство (на цилиндре для этого краны есть) или ставить клапаны для выпуска пара (а это удобно - пар можно дать потребителю или в водоподогреватель). Распределительный механизм прямоточной машины с одним эксцентриком проще классического с распредвалом. В общем свою нишу она заняла. Иногда в двухцилиндровых машинах ЦНД делали прямоточным или полупрямоточным - как на советских локомобилях СК.

На паровозах она не прижилась именно из-за высокого сжатия - машинисты жаловались на "тугой ход", а гораздо более резкий выхлоп рвал слой в топке и мешал нормальному горению. В стационарных и пароходных условиях этих недостатков не было.

[Georg Arutyunyan]

Понял про прямоточную машину ,поправьте,если не так.КПД зависит от степени расширения.Многократное расширение используют для экономии массы : последующие цилиндры и шатуны тоньше,удельная мощность выходит больше,чем в 1-м цилиндре с ранней отсечкой и той же степенью расширения. У прямоточной машины выше обороты и за счет этого выше удельная мощность при той же степени расширения,что и в обычной машине многократного расширения.При этом высокая степень расширения достигается ранней отсечкой.Плюс меньше тепловые потери.Все равно непонятно,почему прямоточная машина не вытеснила остальные.Турбина - понятно,но она дорогая и требует дорогого редуктора,не наш случай.На транспорте поршни использовали из-за того,что их КПД не так падает с изменением оборотов,а на генерации лучше только турбина.

>самоприводные клапана

Не совсем понятно,открываются от давления пара? А как настраиваются?

Самодействующие клапана известны в криогенных детандерах.

Имеет место различный подход к реализации принципа самодействия,одним из которых использование подрыва клапанов головкой поршня.После подрыва клапан находится в резонансе с частотой вращения коленвала.В зависимости от изменяемой жесткости упругих элементов связанных с клапанами,регулируется фаза отсечки и соответственнокоэффициент расширения.

Известен также способ открытия клапана за счет использования давления,который дает более низкий КПД.

[Serg]

Известен также способ

Если вас еще интересует эта тема, то может здесь найдете что-нибудь интересное:

http://www.steamautomobile.com/SA.html