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  Locomotive à gaz liquéfié en Russie,

Par J· N. WESTWOOD,
(The Locomotive, Railway Carriage & Wagon Review, décembre 1958.)

  Deux articles publiés dans un récent numéro de la revue soviétique "Transport Ferroviaire" apportent quelques rencseinements sur des expériences d'emploie de gaz liquéfié et comprimé comme combustible sur une locomotive.
 

Fig. 1. - Ecoulement du gaz liquefié vers 1'échangeur thermique et le brûleur.
  - Gas tank  réservoir de gaz - Outflow of condensate
  = sortie du condensat Steam inflow = arrivée de la vapeur.
  - Heat exchanger = échangeur thermique.
 Safety valve = soupape de sûreté. - Separator-vapouriser = séparateur-évaporateur.  -
 Gas burner = brûleur.  -

 Ce type de combustible peut prendre de I'extension
dans les conditions russes. Ce sont les cir-
constances économiqxxes qui sont suscep-
tibles de montrer si 1'expérience soviétique
présente un intérêt quelconque pour d'au-
tres pays notamment les prix comparatifs
des combustibles et la disponibilité de gaz
à bon marché (naturel, ou produit par
les procédés classiques, ou provenant de
la gazéification souterraine de la houille,
ou sous-produit d'un gisement pétrolifère).
  Le premier article expose les expériences
faites à Bakou en 1956, et qui ont abouti
à des essais en ligne d'une locomotive con-
vertie pour I'emploi du gaz liquéfié. Le
problème essentiel à résoudre était celui
du stockage du gaz et de sa fourniture
au foyer en un courant régulier et régla-
ble. Trois méthodes ont été essayées : amener le gaz
directement sous sa forme liquide au foyer, emprunter le gaz vapo-Fig. 2. - Le brûleur.- Steam jets = jets de vapeur. - Gas outlets = orifices de gaz.
risé à la partie supérieure du réservoir,
ou bien soutirer le gaz liquéfié et le vapo-
riser avant son arrivée au foyer. Ce fut
cette dernière méthode qui fut finalement
employée, les deux autres n'ayant pas
donné des résultats satisfaisants.
  Ainsi que le montre le schéma de la
figure 1, le gaz liquéfié passe du réservoir
dans un échangeur thermique où il tra-
verse un serpentin autour duquel circule
de la vapeur. Sa température est ainsi
portée à 50 à 60°C. La vaporisation se
termine dans un séparateur/évaporateur et
le gaz passe ensuite dans le brûleur.
  Fig. 3. - Réservoirs de gaz liquéfié.

N. B. - Gas tanks = réservoirs de gaz. - Heat
  exchanger = échangeur thermique. - Separator =
  séparateur.

  Ce brûleur a été calculé (fig. 2) pour
desservir un foyer de 8.2 m3 et donner
un taux de combustion élevé (jusqu'à
600 kg à 1'heure). II a la forme d'un arc
(d'une ouverture de 30'a), et est divisé en
sept sections comportant chacune une cana-
lisation de gaz et dix becs. Entre les diffé-
rentes sections se trouve un orifice de
2 mm pour la projection de vapeur. Ces
jets de vapeur sont destinés à atomiser
le gaz et assurent ainsi le mélange intime
de celui-ci avec 1'air; ils empêchent en
outre les dangereux retours de flamme au
brûleur en cas de défaillance du système
d'évaporation. Le gaz liquide est trans-
porté dans le tender en 48 réservoirs de
80 1 (fig. 3). Le système de stockage et
d'alimentation est doté de manomètres.
  Aux essais, on a utilisé un gaz composé
de 92.6% de propane, 5.9% de propy-
lène, 0.1 aJo de butane et 1.4 % d'autres
gaz. On a obtenu un rendement thermique
(brut) de 78% dans les conditions de
réglage suivantes : températures de la va-
peur 365°C, de 1'eau d'alimentation 14°,
du combustible 45°, du foyer 1380o, des
gaz d'échappement 300°, de 1'ambiance 17°.
La pression de la vapeur a été de
12.5 atmosphères. Le rendement de 78 %
obtenu est dû à 14% de déperditions
calorifiques à 1'échappement et 8% de
déperditions à 1'ambiance. La consomma-
tion de combustible s'est élevée à 87 kg
de combustible par tonne de vapellr pro-
duite. L'article faisait ressortir que le
rendement thermique obtenu était plus
élevé qu'avec des combustibles solides.
Dellx essais en ligne ont été exécutés, en
utilisant la machine avec des charges nor-
males et suivant un horaire normal. On
n'a éprouvé aucune difficulté.
  L'article affirme que les économies résul-
tant de 1'emploi de gaz liquéfié au lieu
de mazout permettraient à un réseau
exploité en traction vapeur de récupérer
en six mois la dépense nécessaire à la
conversion des locomotives et des dépôts
de combustible. Toutefois, I'avantage est
attribuable entièrement à des économies
dans le transport du combustible pour
locomotives (on part de 1'hypothèse qu'il
existe des sources locales de gaz, mais non
de charbon ou de pétrole). L'utilisation
de gaz comprimé, plutôt que de gaz liqué-
fié, est exclue du fait de la dimension des
réservoirs de stockage nécessaires.

  Les auteurs regrettent que les moteurs
Diesel soviétiques, contrairement aux amé-
ricains, ne soient pas facilement conver-
tibles pour I'utilisation des combustibles
gazeux; toutefois, une locomotive Diesel de
route et de manoeuvres est en cours de
transformation à titre d'essai, et plusieurs
locomotives de manceuvre à essence ont
déjà été converties.
  Un second article, dû à un groupe tra-
vaillant dans le Caucase du Nord, décrit
1'emploi d'un mélange de propane et de
butane préparé à partir des gaz prove-
nant d'exploltations pétrolifères. Ici encore,
le gaz sec comprimé a été jugé inutilisable.
Une locomotive de manoeuvres a donc été
aménagée pour le gaz liquéfié. Les détails
de la conversion ressortent de la figure 4.

Fig. 4. - Schéma en coupe partielle de la locomotive transformée.

1 Brûleur à éjection à haute pression
2 Veilleuse (allumage).
3 Tube à gaz, vers le brûleur
4 Tuyau souple.
5, 13 Tubes à gaz à basse pression
6, 7, 8 Soupapes de régulateur
  d'allumage.
9 Régulateur de pression.
10 Soupape.
11, 12 Manomètres.
14 Soupape de sortie du gaz vaporisé.
15 Séparateur de gaz
16 Soupape de sûreté.
17, 18 Soupapes d'alimentation.
19 Conduite d'alimentation.
20 Serpentins de chauffage à vapeur.
21 Soupape régulatrice.
22, 23 Conduite de vapeur et soupape du système de chauffage
24, 25 Conduite de vapeur et soupape pour la projection de vapeur par le brûleur.
 
Il y a sur le tender deux réservoirs de gaz
contenant chacun 1.3 t de combustible
sous une pression de 12 à 16 atmosphères.
La partie supérieure du réservoir, repré-
sentant 15 oJo de sa capacité, est occupée
par du gaz déjà vaporisé, qui est envoyé de là au foyer. Pour accélérer la produc-
tion de gaz sec quand la locomotive tra-
vaille à pleine charge, des serpentins de
chauffage par la vapeur sont installés à la
partie inférieure des réservoirs. La loco-
motive opère dans un rayon de 4 milles
de son point de ravitaillement à Krasnodar.
Aucune difficulté ne s'est révélée en ser-
vice. On projette d'équiper de la même
manière toutes les autres machines de
manoeuvres de ce dépôt et, par la suite,
celles de Novorossissk et de Krymskaya.