Kotao parne lokomotive

17. srpnja 2026. Edited Učitavanje... 3249 view(s) 5 min read

Povijest parnog stroja

Prvi parni strojevi bili su stacionarni i radili su pri niskom tlaku. James Watt usavršio je Newcomenovu konstrukciju uvođenjem zasebnog kondenzatora te razvio snažnija i učinkovitija rješenja, poput prijenosnih parnih strojeva. Kako se konstrukcija kotlova poboljšavala, osobito nakon uvođenja mobilnog kotla, eksperimentirao je s parom višeg tlaka koja je mogla izravno pokretati klip. Time je otvoren put kompaktnijim strojevima sposobnima za pogon lokomotiva. Sam Watt dobio je patent za parnu lokomotivu 1794. godine.

Još prije uporabe parnog pogona bilo je poznato da konji mogu vući teže terete po čvrstim drvenim tračnicama nego po neravnim cestama. Takve su se tračnice ponegdje već upotrebljavale, osobito u rudarskim područjima, a konje su ubrzo zamijenili novi parni strojevi. Željeznice, prvotno razvijene radi lakšeg prijevoza sirovina i gotovih proizvoda, neočekivano su stekle popularnost i kao sredstvo putničkog prijevoza. U Ujedinjenom Kraljevstvu željezničke su se lokomotive brzo razvijale tijekom prve polovice 19. stoljeća: tridesetih godina 19. stoljeća postojalo je manje od 100 milja pruga, dok ih je 1860. bilo više od 10.000.

U istom su razdoblju izrađena brojna cestovna vozila na parni pogon, poput parnih valjaka, lokomobila, pa čak i parnih plovila. Međutim, ta druga cestovna vozila na parni pogon nikada nisu stekla jednaku popularnost kao parna lokomotiva.

Kako radi kotao parne lokomotive?

Osnovna konstrukcija lokomotivskih kotlova ostala je gotovo nepromijenjena tijekom čitavog razdoblja parnih strojeva, dok su konstrukcijske izmjene i dodatni elementi povećali njihovu učinkovitost i poboljšali sigurnost. Lokomotivski kotlovi pripadaju kotlovima s dimnim cijevima.

Vrući dimni plinovi

To znači da vatra stvara vruće dimne plinove koji prolaze kroz sustav vodoravnih dimnih cijevi kotla, zbog čega se govori o vodoravnoj osi cilindričnog tijela, te predaju toplinu okolnoj vodi u plaštu kotla. U lokomotivskom kotlu nastaje para koja se podiže prema vrhu, gdje regulacijski ventil kontrolira njezin protok prema cilindrima.

Ispušna para

Nakon što obavi rad na klipovima, preostala ispušna para prolazi u dimnicu, a zatim kroz ispušnu cijev. Ispušna cijev potom odvodi paru u okolinu. Tako nastaje djelomični podtlak koji uvlači zrak kroz ložište i pospješuje izgaranje.

Lokomotivski parni kotao izvorno se ložio krutim gorivom, uglavnom ugljenom, koji se lopatom ručno ubacivao u ložište (ili dimnicu). Poslije su uvedeni automatski sustavi za dovod goriva. Dovod vode u lokomotivski kotao osiguravaju injektori koji rade na načelu ubrizgavanja ispušne pare. Mlaz pare usmjerava se u vodu i stvara silu dovoljnu da para kroz jednosmjerni regulacijski ventil uđe u lokomotivski kotao.

Za podnu površinu ložišta ili dimnice možete upotrijebiti naš estrih otporan na visoke temperature.

Kotlovske cijevi

Prvi parni strojevi radili su stvaranjem zasićene pare koja se skupljala u gornjem dijelu lokomotivskog kotla i glavnim parovodom izravno dovodila do cilindara.

Konstrukcija je poslije izmijenjena tako da se zasićena para ponovno zagrijavala, čime se uklanjala voda i povećavala njezina temperatura. Taj se postupak naziva pregrijavanje.

Parni stroj s pregrijanom parom

Pregrijači su uvedeni početkom 20. stoljeća i predstavljali su ključnu promjenu u razvoju parnog stroja. Pregrijač se sastoji od kolektora pregrijača, parne kupole, cijevi elemenata pregrijača i nekoliko dodatnih dimnih cijevi.

Kolektor pregrijača prima paru proizvedenu u glavnom parovodu, dok dodatne cijevi vode paru kroz cijevi elemenata pregrijača radi daljnjeg zagrijavanja, čime se povećava snaga proizvedene pregrijane pare. Pregrijana para zatim se vraća u parovod.

Posljednji parni vlakovi povučeni su iz redovitog prometa 1967. godine, kada ih je zamijenila dizelska vuča, ali para nipošto nije nestala. Tisuće zaljubljenika, od kojih su mnogi volonteri, i dalje podupiru, obnavljaju i vode povijesne parne željeznice diljem zemlje. Godine 2008. parna lokomotiva Tornado, izgrađena od temelja uz potporu organizacije A1 Steam Locomotive Trust, završila je ispitivanja i dobila dopuštenje za prometovanje mrežom Network Rail. Iako se temeljila na projektu iz pedesetih godina 20. stoljeća, lokomotivski kotao morao je ispunjavati suvremene sigurnosne zahtjeve iz Direktive EU-a o tlačnoj opremi. Nijedan britanski proizvođač nije ocijenjen prikladnim, pa je kotao izrađen u njemačkoj radionici Meiningen Steam Locomotive Works, koja je postala centar za obnovu parnih lokomotiva i u kojoj se svakog rujna održava festival posvećen parnim strojevima.

Prednosti lokomotivskog kotla

Jedna od prednosti lokomotivskog kotla njegova je ekonomičnost i velika brzina proizvodnje pare.

Nedostaci lokomotivskog kotla

Jedan od glavnih nedostataka lokomotivskog kotla jest potreba za održavanjem sigurnog radnog tlaka pare, koji se nadzire manometrom, uz istodobno izbjegavanje prekomjernog tlaka u kotlu koji bi uzrokovao otvaranje sigurnosnog ventila.

Kada lokomotivski kotao radi velikom snagom, čestice izgorjeloga krutog goriva mogu biti izbačene kroz ispušnu cijev i dimnjak. To stvara opasnost od požara uz željezničku prugu.

Još jedan nedostatak lokomotivskog kotla, osobito u područjima s tvrdom vodom, jest korozija i stvaranje kamenca.

Vatrostalni materijali koji se upotrebljavaju u kotlu parne lokomotive

Vatrostalni materijali imaju ključnu ulogu u izgradnji i održavanju kotla parne lokomotive. U nastavku navodimo neke vatrostalne materijale koji bi vam mogli zatrebati.

Vatrostalni svod ložišta

Svod od vatrostalne opeke nalazi se iznad vatre i sprječava izravan ulazak čestica izgorjeloga goriva u dimne cijevi. Može se izraditi od vatrostalnih opeka i vatrostalnog morta ili oblikovati na mjestu ugradnje od vatrostalnog betona. Svod se ponekad lijeva u dijelovima od vatrostalnog betona, a zatim sastavlja vatrostalnim mortom.