Vývoji parních strojů v době poslední dává ráz snaha, uskutečniti prakticky dříve již známou zásadu o použití přehřáté páry ke zvýšení ekonomie. Ruchu tím ve strojnictví vyvolaného zúčastnily se s různými výsledky téměř veškeré závody, stavící parní stroje. Jedna z prvých, která u nás věci se ujala, a s veškerou energií ji pěstovala, byla akciová strojírna dř. Breitfeld, Daněk i spol., která získala již v r. 1895 výsadu W. Schmidtovu, řešící problém ten způsobem, lišícím se zásadně od dosavadních. Na tomto základně provedeno bylo každoročně několik zařízení, z nichž mnohá popsána byla v různých odborných listech, a vytvořen typ stroje, hodícího se i pro největší výkony a vyznačující se úplnou jistotou chodu a dosud nikde jinde nedosaženou ekonomií.
Zmíněná firma postavila ve své továrně karlínské stanici centrálnou o výkonnosti 1200 koň. sil za tím účelem, aby využitkovala výhody tohoto systému pro svůj závod a dále, aby širšímu kruhu interesentů přístupným učinila srovnání se stroji jinými. Normálně používá se 600 koň. sil effekt. a veškerá práce slouží k vývinu proudu třífázového, jímž celý závod jest poháněn a osvětlován. Elektrickou část ve strojovně provedla akc. společnost dříve Kolben a spol.
Ve strojovně jsou 3 parní stroje s kondensací, pohánějící dynama, umístěná přímo na jejich hřídelích, dále jest zde rozváděč proudu s přístroji měřícími a ruční pojezdný jeřáb montážní; v místnostech sousedních jest pak akumulátorová baterie pro noční světlo a vodárna k čerpání vody injekčné a napájecí. Ta bére se z Vltavy ze vzdálenosti 580 metrů, ssací výška činí 4,5 až 7,5 metrů dle stavu vody v řece. Podlaha strojovny jest vyvýšená o 2,8 metru nad niveau dvora, čímž mezi základy strojů dosaženo prostoru přímo osvětleného a čistého. Zde umístěny jsou vývěvy ležatého stroje, reservoir na vodu injekčnou, čistění oleje a veškerá potrubí.
Kotelna nesouvisí přímo se strojovnou a obsahuje 2 kombinované kotle o 240 m2 top. plochy a 11 atm. přetlaku, 2 regulačné přehřívače patentu Karáskova na 350 oC normálního a 400 oC maximálního přehřátí, 1 economiser na zahřívání napájecí vody z 25 oC na 70 oC, 2 napáječky soustavy Wortingtonovy, 1 počítadlo vody systému Kennedyho, 1 čištění vody mechanickým odstraňováním kalů pomocí filtrů, 1 zahřívač napájecí vody parou z pump z 14 o na 25 oC.
Strojovna i kotelna opatřeny jsou různými přístroji měřicími, jichž údaje zaznamenávají se v určitých obdobích a vykonává se tak kontrola ustavičná.
Celkový výkon stanice rozdělen jest dle požadavku spotřeby na tři stroje: 600-koňový a dva 300-koňové. Stroj prvý má obstarávati pravidelný půhon a osvětlován dílen a kanceláří, stroje druhé mají býti v chodu při částečné a při práci noční a tvořiti hlavnímu stroji úplnou reservu. Z té příčiny zvolen pro hlavní stroj typ ležatý, tandem dle patentu W. Schmidtova dvojčitý, jehož každá polovice může v čas potřeby pracovati též samostatně a stejně ekonomicky; pro stroje menší zvolen typ stojatý, rychloběžný, sdružený se změnou obrátek během chodu, aby v každém okamžiku mohl býti připnut paralelně ke hlavnímu stroji.
Rozměry stroje hlavního jsou:
průměr válce malého - 510 mm,
průměr válce velkého - 1060 mm,
zdvih - 1000 mm,
počet obrátek za min. - 100 mm.
Stroje stojaté mají
průměr válce malého - 500 mm,
průměr válce velkého - 800 mm,
zdvih - 500 mm,
počet obrátek za min. - 187 mm.
Obr. 1 a konstruktivní výkres podávají pohled na celkové řešení stroje hlavního a třeba k nim připojiti pouze několik poznámek. Pára pracuje, jak z diagrammův indikátorových (obr. 2. a 3.) zřejmo, ve třech prostorech, vstupujíc nejdříve za píst válce malého, odtud do prostoru před pístem válce velkého a konečně za píst válce velkého, odkudž vchází do kondenzátoru. Tím dosaženo jest, že rozdíl teplot v prostorech pracujících je velmi malý a že teplota stěn válcův i tělesa pístového neznačně se mění. Zároveň omezen jest počet ventilů rozvodových pouze na čtyři, čímž jednak dosaženo značného zjednodušení, jednak zmenšeno unikání páry orgány rozvodovými.
Pohyb ventilů děje se dle systému Schwabova z rozvodového hřídele excentry pevnými při ventilu vstupném velkého válce a obou výpustných, kdežto při ventilu vstupném malého válce mění regulátor osový excentricitu a způsobuje různá plnění. Páky ke zvedání ventilův opatřeny jsou křivými plochami, čímž dosahuje se přesného zavírání a otevírání.
Tuhá pístnice spočívá ve dvou dlouhých, pružících ucpávkách kovových dle patentu Schwabova a vedena jest v křižáku a v zadním vedení, ve válci pak dolení plochou velkého pístu. Tím zabezpečena jest jistota chodu i při největších strojích.
Stroje stojaté jsou sdružené a rozvádění páry na malém válci opatřují 2 šoupátka pístová, z nichž expansní řízeno jest osovým regulátorem; na velkém válci jest jedno šoupátko pístové, poháněné pevným excentrem. Kondensace umístěna jest nad podlahou za strojem. Regulátor dopouští změnu obrátek o 15 % za chodu.
Ježto stavebná prostora pro kotelnu nedovolovala umístění více menších kotlových agregátův, postaveny byly dva kotle velikosti takové, aby každý z nich udržovati mohl normálnou práci centrály, druhý pak, aby tvořil úplnou reservu. Každý kotel o 240 m2 top. pl. a 11 atm. přetlaku skládá se ze dvou těles, z nichž spodní jest kotel válcový o průměru 1600 mm o délce 7100 mm, vrchní pak kotel trubkový o průměru 2250 mm, délce 5200 mm, se svazkem 140 trub o průměrech 82/89 mm. Oba kotle spojeny jsou hrdly a vrchní opatřen domem. Nýtování pláště obou těles ve švech podélných jest trojřadé se stykovými deskami a ve švech příčných dvouřadé přeplátováním. Parní prostor jest pouze v kotli vrchním na rozdíl od obvyklých u nás dvou prostorů parních při kotlích soustavy Tischbeinovy a při kotlích kombinovaných. Vlhčí pára a stržená voda odpařuje se v přehřívačích a stupňuje tak jejich výkonnost.
Jako paliva má se normálně užívati uhlí drobného a prachového, vyžadujícího značně veliké plochy roštové. Proto zvoleno bylo topení spodní a rošt stupňový o ploše 5 m2, systému zvláštního, vyzkoušeného strojírnou v rayonu hnědého uhlí. V případu, že by se ukázalo topení jinými druhy uhlí prospěšnějším, lze změny na roštu vykonati snadno a rychle.
Zazdění kotlů je obvyklé, tj. na tři tahy, kteréž jsou nad niveau podlahy, poněvadž centrála stojí v obvodu inundačném.
Ke každému kotli je na konci prvého tahu zazděn regulační přehřívač páry dle patentu Karáskova. Topné těleso skládá se ze svazku mannesmannových trubek ocelových se stěnami abnormálně silnými, jež ohnuty jsou hadovitě a za příčinou vymezení deformace volně uloženy. Sběrací trouby spojují všechny tyto hady v jeden celek. Spojení jsou vně zazdívky a úplně přístupná pomocí objímek bez veškerého těsnění. Jiných spojení mimo vytčená nestává, zvláště pak takových, jež by provedena byla uvnitř tahův.
Přehřívač jest zazděn tak, že pára proudí proti plynům topným. Kouřové plyny přicházejí do komory přehřívače horem a vyplňují tuto; ochlazené plyny, majíce větší specifickou váhu, klesají pod přehřívač, odkudž regulačnou klapkou kouřovou odcházejí. Jest tudíž proud kouřových plynů v komoře přehřívače velmi slabý. Zavře-li se kouřová klapka, redukuje se přehřívání na pouhé osušování páry. Přítok hlavní mokré páry je veden do spodní, chladnější části přehřívače, kde stržená voda dodatečně se odpařuje, kdežto do hořejší části přehřívače připouští se jen část mokré páry ventilem regulačným. V hořejší části nastává přehřívání maximálně na 400 oC. Rychlost páry se zde zvětšuje, čímž rychleji se přehřívá a trvanlivost a bezpečnost přehřívače roste.
Ve společném kouřovém kanálu obou kotlův umístěn je economiser, kterým voda napájecí se zahřívá na 70 oC. Economiser skládá se ze svazku hadovitých mannesmannových trubek malého průřezu, jimiž napájecí voda rychle proudí, tak že usazování kalů může se díti pouze v nádržkách k tomu určených.
Montáž celého zařízení dokončena byla počátkem října a po týdenním chodu na zkoušku stroje odevzdány byly svému účelu.
Následující tabulka podává data předchozího pokusu.
Kotelna:
Trvání pokusu: 5 hodin 10 min.
Střední tlak v kotli 10,8 atm.
Střední teplota páry 351 oC.
Střední teplota plynů kouřových za economiserem 200 oC.
Střední teplota vody před zahřívačem 6,5 oC.
Střední teplota vody před economiserem 24 oC.
Střední teplota vody za economiserem 62 oC.
Uhlí z důlu „Habsburgu“, oříšek II., výhřevnosti 4000 kal.
Spálilo se uhlí celkem 4440 kg.
Spálilo se uhlí za hodinu 859 kg.
Spálilo se uhlí za hodinu na 1 m2 roštové plochy 162 kg.
Odpařilo se vody celkem 18804 kg.
Odpařilo se vody za hodinu 3639,6 kg.
1 kg uhlí odpařilo vody v páru teploty 351 oC – 4,23 kg.
1 kg páry potřebuje 718,7 kal.
Využitkovalo se tudíž z 1 kg uhlí 718,7 x 4,23 = 3040, 1 kal., tudíž effekt kotle 76 %.
Strojovna:
Střední počet obrátek stroje za minutu 99.
Střední tlak páry při vstupu do válce 10,6 atm.
Střední teplota páry při vstupu do válce 306 oC.
Střední vakuum 66,5 cm.
Celková spotřeba páry 18804 kg.
Spotřeba páry za hodinu 3639,6 kg.
Střední výkon stroje koň. sil indik. 774,4.
Spotřeba páry za hodinu a koň. sil indik. 4,7 kg.
Spotřeba uhlí za hodinu a koň. sil. indik. 1,1 kg.
1 kg páry při vstupu obsahuje tepla 720,9 kal.
Spotřebuje tedy stroj pro 1 HP za hodinu 3388 kal.
Přes to, že pokus konán byl příliš brzo po spuštění centrály, vykazuje přece výsledky, jichž málo kde dosud bylo dosaženo. Co do úspory páry vyniká značně nad stroje s trojitou expansí a s mírným přehřátím, při kterých, nehledí-li se k obtížnější obsluze, způsobené mnohem složitější konstrukcí, musí se počítati se spotřebou páry větší aspoň o 0,4 kg za hodinu při jedné koň síle indikované.
Rovněž spotřeba mazadel není vyšší, než u obyčejných strojův.
Ke konci podotýkáme ještě, že měření, vytčená v hořejší tabulce, konají se neustále a že výsledky jich se zaznamenávají, čímž nabývá se přesného obrazu poměrů při půhonu továrny.
Definitivný pokus konán bude za přítomnosti znalců v době nejbližší a dovolíme si ctěné čtenáře svého času seznámiti s výsledky jeho, jakož i s výsledky běžných záznamů co do spotřeby uhlí, mazadel a vývinu síly.
Inž. Alois Karásek a inž. Josef Zvoníček, Technický obzor č. 7,1902
