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766. Incrustation des chandières à vapeur. Eau d'alimentation. Par suite de révaporation, les matières tenues en suspension ou en dissolution dans Teau se déposent sur les parois de la chaudière (234). Le tartre solide qui en résulte nuit non seulement à la vaporisation, mais aussi à la conservation de la chaudière et de la machine; en effet, en outre qu'il diminue la transmission de la chaleur, il rend la chaudière plus sujette aux coups de feu, et, en pénétrant jusque dans le cylindre et le condenseur, il y forme des dépôts qui usent les parties frottantes. Une épaisseur de 3 à 4 millimètres de tartre solide adhérente aux parois de la chaudière peut réduire de 15 à SIO p. 100 la production de la vapeur.

Les sels que Teau contient ordinairement en dissolution sont le carbonate et le sulfate de chaux.

Lorsque les dépôts sont en boue plus ou moins épaisse, on les enlève facilement en lavant la chaudière. Mais des eaux, même limpides, peuvent laisser déposer sur les parois de la chaudière un tartre cristallisé, que sa dureté rend très difficile à détacher, même avec le burin et le marteau ; on conçoit Timportance qu'il y a d'éviter la formation de tels dépôts.

L*argile que Feau contient quelquefois en suspension ne donne pas d'incrustations; elle a au contraire l'avantage d'empêcher l'adhérence des dépôts que forment les sels dissous.

Les moyens employés pour éviter les incrustations sont chimiques^ physigices ou mécaniques.

Les moyens chimiques ont pour effet de précipiter immédiatement une partie des sels dissous. Ainsi un sel de soude précipite le carbonate de chaux^ et la matière insoluble qui en résulte empêche l'adhérence à la manière de l'argile. On peut précipiter le sulfate de chaux avec la baryte; mais cette substance est assez coûteuse.

Moyens 'physiques ou mécaniques. En délayant avec soin dans l'eau, comme l'a proposé Pelouze en 1^24, environ 1 kilog. d'argile par cheval pour quinze jours, cette argile s'interpose entre les cristaux et empêche l'incrustation. Mais comme l'argile est lourde, elle tombe au fond quand la chaudière est au repos, et à la reprise du feu il peut y avoir brûlure du métal. L'argile a le plus grave inconvénient d'être entraînée jusque dans la boîte à tiroir, le cylindre et le condenseur, dont elle use les parties frottantes.

Ce dernier inconvénient est plus grave encore avec le verre pilé, qu'on a proposé, et qui prévient bien les incrustations. Les coquilles d'huîtres ont paru donner un meilleur résultat. Les copeaux de fer, les rognures de tôle et les tessons de bouteilles peuvent prévenir les incrustations; mais ils sont difficiles k retirer de la chaudière, et l'on a à craindre encore que les petits fragments ne soient entraînés entre les parties frottantes plongées dans la vapeur.

La pomme de terre râpée, à raison de 1 litre environ par force de cheval et par mois, en lubrifiant en quelque sorte les parois de la chaudière, empêche les molécules salines d'y adhérer et aussi de faire

corps entre elles; mais il se produit à la surface de l'eau une mousse abondante qui augmente la quantité d'eau entraînée par la vapeur. La dextrine el Famidon agissent à la manière de la pomme de terre, et ont comme elle l'inconvénient de rendre Teau visqueuse. Le goudron de houille, qu'on dit employé en Amérique, agit sans doute aussi à la manière des corps précédents.

Une classe de corps anti-incrustants comprend le tan, le cachou, le chêne, les sarments de vigne, Tacajou, la plupart des bois de teinture, notamment le campèche, et en général toutes les matières contenant de l'acide tannique. Ces substances s'emploient, soit en nature, soit en sciure renfermée dans des sacs de toile, soit en décoction concentrée.

Une autre nature d'ingrédients, qui a donné lieu à une foule de recettes brevetées, comprend les compositions alcalines de soude et de potasse mélangées ordinairement de dextrine, d'amidon, d'acide tannique et d'acide chlorhydrique.

On a eu l'idée d'enduire de graisse la surface intérieure des chaudières marines; mais comme dans ces chaudières une partie de la cheminée se trouve dans la vapeur, la graisse peut se décomposer et donner naissance à de l'hydrogène carboné, et par suite k des explosions.

Babington a proposé de souder à l'intérieur de la chaudière une feuille de zinc égale en surface au 1/13 de la surface mouillée de la chaudière, de manière que les deux faces du zinc soient en contact avec l'eau. Il se produit, dit l'auteur, une action voltaïque très efficace pour empêcher les incrustations.

Holcrofi et Hoyle ont disposé dans la chaudière, à 0™,08 ou 0"',10 du fond, un collecteur en tôle mince concentrique à ce fond. Le tartre se dépose sous forme de boue dans cet espèce d'auge où l'eau est suffisamment tranquille, et un robinet permet d'en faire la vidange. Gomme cette auge rend le nettoyage de la chaudière difficile, M. Duméry larenoplace par un vase métallique dans lequel un tuyau amène de l'eau prise dans la chaudière près de la surface liquide ; par un autre tuyau l'eau se rend du vase dans l'un des bouilleurs. Comme l'eau dans son circuit éprouve un repos relatif dans le vase, elle y laisse les dépôts, qu'on enlève de temps en temps à l'aide d'un robinet placé au sommet du cône qui termine inférieurement le vase. Cet appareil est peu employé, et ne parait présenter quelque avantage que pour les eaux très séléniteuses.

Enfin, M. Downe, ingénieur anglais, en découpant le bois d'eucalyptus en fines lamelles qu'il jette dans l'eau, obtient une décoction qui préserve les chaudières des incrustations.

Le moyen le 'plus sûr d'éviter les dépôts et les incrustations dans les chaudières est défaire usage d^eau pure pour V alimentation. Si l'on n'en a pas naturellement dans la localité, on peut recueillir de leau de pluie.

La vapeur condensée dans les tuyaux de chauffage ou dans les condenseurs à surface est convenable pour l'alimentation des chaudières. On reproche cependant à l'eau distillée l'inconvénient d'attaquer les chaudières en produisant une sorte de vermoulure à la surface.

En se procurant une certaine quantité d'eau pure pour remplir la

chaudière et pour desservir le condenseur à injection pendant un certain temps, on peut se servir toujours de la même eau en la laissant refroidir à sa sortie du condenseur.

On peut encore se procurer de Teau pure en purifiant celle qu'on a à sa disposition. Si Teau n*est pas boueuse, par une tiltration ou simplement par un séjour dans un réservoir, on la débarrasse suffisamment des corps en suspension pour éviter des dépôts trop rapides dans les chaudières.

Pour purifier Teau des sels calcaires qu'elle contient en dissolution, M. Knabb y agite du lait de chaux ou de la baryte : le premier de ces corps pour précipiter les carbonates et le second les sulfates. Gomme la manœuvre de l'agitateur et la précipitation demandent un certain temps, on emploie un double réservoir, que du reste on peut faire servir comme réservoir d'alimentation.

Gomme en chauffant l'eau à 100** on précipite le carbonate de chaux et qu'en la chauffant à 140 ou ISO"* on précipite les autres sels de chaux, et entre autres le sulfate, M. Gousté a proposé d'utiliser cette propriété en plaçant dans le canal de fumée, à la suite de la chaudière, un cylindre métallique vertical terminé haut et bas par une calotte sphérique. M. Wagner fixe dans la hauteur du cylindre six vases métalliques éqaidistants ayant pour fond un cercle dont il manque un segment. Le segment de chaque vase correspond au côté opposé du vase placé immédiatement au-dessous; de sorte que le cylindre et les vases ayant le même diamètre, toute l'eau passe successivement sur tous les vases et y dépose les sels précipités, que l'on retire de temps à autre par des ouvertures latérales pratiquées dans les parois du cylindre. À la suite de l'appareil un filtre retient la plus grande partie des matières que l'eau peut encore contenir en suspension. Get appareil, malgré ses bonnes dispositions, n'enlève guère que 50 p. 100 des matières dissoutes dans l'eau, et quelquefois beaucoup moins.

Dans les chaudières à tubes réchauffeurs (753), quoique l'eau prenne dans ces tubes une température à peu près égale à celle de la chaudière, une partie des sels n'en va pas moins se déposer dans cette dernière. Cela est dû à ce que l'eau ayant un certain mouvement dans les tubes, elle ne s'y dépouille pas entièrement des matières en suspension.

On réduit autant que possible Vaccumulation des dépôts :

i" En empochant Feau de la chaudière de se saturer des sels qu'elle contient. Ce que l'on fait en donnant de temps en temps, par le robinet de vidange, qui puise au fond de la chaudière, écoulement à une certaine quantité d'eau, qu'on remplace par de l'eau foulée par Tappareil d'alimentation. (Voir Chaudières de bateaux k vapeur. Troisième partie.)

2<* En évitant que les eaux fortement salines ne se refroidissent dans la chaudière. En marche, l'agitation s'oppose à la cristallisation, et les dépôts, qui ne sont que boueux, partent avec l'eau par le robinet de vidange.

3« En lavant souvent lachaudière. On lave les locomotives, en moyenne, tous les trois jours. Les chaudières de machines fixes ou marines, qui

91i BEUXIÈME PARTIE.

sont simples à Tintérieur, se lavent tous les huit ou dix jours. La fréquence des lavages dépend du reste du degré d'impureté des eaux.

La marche à retour d'eau empêche les incrustations. Pour cela, on se sert constamment de la même eau, en n'ajoutant de temps en temps que la quantité nécessaire à combler les pertes qui surviennent.

M. Dulac dispose, dans Teau du générateur, des récipients ea tôle, de formes variées et mobiles, destinés à former des espaces tranquilles, o& les sédiments s'accumulent par Teffet du remous. En ajoutant à Teau les réactifs nécessaires (carbonate de soude, etc.), on provoque ces dépôts. On retire de temps en temps les collecteurs de dépôt et on les remet ^ place après les avoir vidés (761).

Enlèvement des incrustations. Quelles que soient les précautions prises, il se forme toujours des incrustations dans les chaudières. Si un ouvrier peut s'introduire dans la chaudière ou dans les bouilleurs, il les enlève assez facilement k Taide du burin et du marteau. Dans le cas contraire^ comme lorsqu'il s*agit dechaudières tubulaires, Topération est beaucoup plus difficile, et parfois alors on a recours à Tun des deux moyens suivants, que Ton doit éviter autant que possible, surtout au point de vue de la conservation de la chaudière.

Le premier moyen consiste, quand la chaudière est vide et à peu près refroidie, à faire sur la grille un feu flambant avec des copeaux; le métal se dilate rapidement, les incrustations, qui ne peuvent pas suivre -son mouvement, se détachent, et on les sort de la chaudière, ce gai n'est pas toujours facile.

Le deuxième moyen, dû à G. Polonceau, consiste d'abord à introduire du carbonate de soude dans la chaudière, et à y maintenir l'eau en ébuUition pendant 12 ou 15 heures. Le sulfate de chaux s'est transformé en carbonate de chaux, que l'on dissout alors en ajoutant de Facide chlorhydrique à l'eau de la chaudière.

767. Vapeur produite par i kilog. de combustible. La puissance calorifique de la houille moyenne étant 8000 (539), admettant que la vaporisation d'un kilog. d'eau absorbe 650 unités de chaleur (490), 1 kilog. de houille devrait produire 155^,31 de vapeur. Mais, dans la pratique, le charbon qui échappe à la combustion en tombant de la grille, le rayonnement perdu du foyer, le refroidissement des différentes parties du fourneau et la chaleur que la fumée emporte dans la cheminée, font qu'on est loin d'atteindre cette limite. Pour les chaudières ordinaires bien établies, l'eau d'alimentation étant à une faible température et la fumée se dégageant à 300*», 1 kilog. de houille ne produit que 6 à 7 kilog. de vapeur à la pression de 5 atmosphères environ; on va parfois au delà de 7 kilog. quand la pression de la vapeur est faible et qu'on chauffe l'eau d'alimentation à une certaine température; enfin il arrive encore souvent que, par suite de proportions peu convenables du foyer ou du fourneau ou d'une mauvaise conduite du feu, on n'obtient que 5 kilog. de vapeur par kilog. de houille (749).

On peut admettre que la vapeur produite par les différents combus- 'tibles est sensiblement proportionnelle à leurs puissances calorifiques;

alors, en adoptant la quantité 6^«,50 de vapeur pour i kilog. de houille moyenne, on aura pour 1 kilog. de divers combustibles les poids de vapeur produite du tableau suivant (508) :

Bois sec 3,25

Bois à 0,25 d'eau 2,44

Charbon de bois. 5,69

Tannée sèche 2,76

Tannée à 0,30 d'eau 1,95

Tourbe sèche à 0,05 de cendres . . 4,30

kil.

Tourbe à 0,30 d'eau 3,00

Charbon de tourbe à 0 ,20 de cendres. 5^20

Houille moyenne 6,50

Coke à 0,05 de cendres 6,17

Coke à 0,125 de cendres 5,69

767 bis. Surchauffage de la vapeur. De récents essais faits en Alsace par M. Walter-Meunier sur une machine à enveloppe de vapeur auraient montré que l'emploi de la surchauffe peut procurer une sérieuse économie dans la machine à vapeur. Le surchauffeur employé est celui de Uhler connu depuis 1866.

On a augmenté la température d'une vapeur à 5^,07 et à 5^,24 de 95<*,50 à 110°; et une augmentation de 36'>,20 et 44° existait encore au bout d'une conduite de vapeur de 22 mètres de long.

La puissance totale indiquée et le nombre de tours ayant été identiques dans quatre essais consécutifs, on a reconnu que la dépense de vapeur par cheval indiqué et par heure était de 12^«,7 et 1S5*'«,8 sans la surchauffe, et respectivement de 9,30 et 8,40 avec la surchauffe.

L'économie de vapeur est de 26 à 30 p. 100, celle du charbon de 22 à 26 p. 100.

Un autre essai fait sur une machine compound horizontale à tiroirs, de 300 chevaux indiqués, alimentée avec de la vapeur à 6^,5, a donné une économie de 20 p. 100 en vapeur, 16 p. 100 en charbon.

La mise en marche est rendue plus facile; l'huile de graissage est d'un prix un peu plus élevé, mais on en consomme moins ; les garnitures doivent être métalliques; la visite n'a révélé aucune existence de paillettes de fer.

768. Décret da 1*' mai 1880, relatif aux appareils à vapeur antres que ceux qui

sont placés à bord des bateaux.

Art. 1*'. — Sont soumis aux formalités et aux mesures prescrites par le présent règlement : 1<^ les générateurs de vapeur autres que ceux qui sont placés ë. bord des bateaux ; 2*" les récipients définis ci-après (Titre Y}.