第537章 用于矿场排水,效率十倍

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  “擎初号”蒸汽机成功提水五丈的消息,如同在格物院这池深水中投入了一块巨石,激起的涟漪迅速扩散开来。

  虽然赵构严令保密,但“热力所”升格、资源倾斜、以及皇帝多次亲临、大加封赏的消息,是瞒不住格物院同僚的。

  很快,工部、将作监乃至朝堂上一些消息灵通的重臣,也都隐约听说,太子在格物院又搞出了个“不用牛马、烧水就能自己动、还能提水”的“奇物”,而且似乎颇见成效,竟能将水提升五丈之高。

  五丈!这个数字在懂行的人听来,意义非凡。

  要知道,即便是利用水车、畜力翻车,要将水提升到五丈高度,也需精巧设计和持续投入人力畜力,且往往效率低下。

  如今竟有机器“烧水”便能做到,哪怕效率再低,也堪称奇巧。

  一时间,临安朝野上下,对“蒸汽机”好奇者有之,怀疑者有之,期待者亦有之。

  不过,在赵构的刻意引导和北伐大业当前的环境下,绝大多数人的目光还是聚焦在日益精良的火铳和日益频繁的边境捷报上,对这台还在“热力所”小院里不断改进、依旧笨重不堪、噪音冲天的“擎初号”,并未给予太多关注,只当是太子殿下又一次的“奇思妙想”,或许未来有用,但眼下显然无法与决定国运的火器相比。

  然而,真正的变革,往往始于不起眼的角落,发端于最实际的需求。

  就在“擎初号”诞生后不久,一个来自远方的求援,为这台原始的蒸汽机,找到了第一个真正的、具有重大意义的用武之地,也让它的价值,第一次以无可辩驳的方式,展现在世人面前。

  求援来自淮南西路,庐州治下,一座名为“冶山”的大型铜铁矿场。

  冶山矿场,乃南宋重要的铜铁来源之一,历史悠久,矿脉丰富。

  然而,随着开采年深日久,矿坑越挖越深,地下水的困扰日益严重。尤其是主矿脉所在的“大龙坑”,矿深已达二十余丈,虽然采用了多级水车、戽斗、人力挑抬等多种方式排水,但效率低下,成本高昂。

  每逢雨季或地下暗河活跃期,排水速度赶不上涌水速度,矿坑便有淹没之虞。

  一旦被淹,不仅需耗费巨资、动员大量人力耗时数月才能重新排干,更会严重耽误朝廷急需的铜铁供应,影响军器铸造。

  矿场监官多次上书工部,请求增拨经费、加派人手,甚至提议另寻新矿。

  但新矿勘探非一朝一夕,而朝廷对铜铁的需求,尤其是北伐在即,对制造火铳、火炮、弹丸的铜铁需求与日俱增,冶山矿场的产量不容有失。工部为此焦头烂额。

  恰在此时,工部一位曾隐约听闻“蒸汽机”提水之事的郎中,抱着死马当活马医的心态,在部议中提了一嘴:“听闻格物院有‘热力所’,制一奇器,名曰‘蒸汽机’,烧水为力,可提水数丈。或可一试,以解冶山水患?”

  此言一出,满堂寂静,随即便是几声压抑的嗤笑。

  烧水提水?奇技淫巧罢了!能提水数丈,或许不假,但矿坑深达二十余丈,水量巨大,岂是那等玩物所能应付?

  更何况,那机器何等笨重?如何运去?如何安装?万一无效,徒耗钱粮,延误工期,谁人担责?

  然而,工部尚书却沉吟了。

  他深知冶山矿场排水之难,也清楚朝廷对铜铁的急迫需求。

  更重要的是,他了解太子赵玮对“格物”之事的重视,以及“热力所”这几年的确耗费不菲,若真毫无用处,以陛下的精明,岂会持续投入?或许……真有几分奇效也未可知?

  抱着试一试的心态,工部尚书最终拍板:可令“热力所”携“蒸汽机”往冶山矿场一试。

  但有三条:一,所需费用,由“热力所”与矿场共担,朝廷不另拨款;二,不得影响矿场正常生产;三,以三月为期,若不能显效,即刻撤回,不得拖延。

  消息传到格物院“热力所”,墨衡、沈知章、欧冶胜等人是既兴奋又忐忑。

  兴奋的是,他们的“擎初号”终于有机会走出实验室,面对真实世界的挑战,这是对其价值的最好检验。

  忐忑的是,矿场环境恶劣,条件简陋,“擎初号”虽然能提水五丈,但那是理想状态下的短时测试,而矿坑排水是持续、高强度、环境复杂的工作,“擎初号”那可怜的可靠性,能胜任吗?

  但这是机会,不容错过。墨衡等人立刻行动起来。

  他们仔细分析了冶山矿场提供的资料,认为“擎初号”单机功率绝对不足以应付整个大龙坑的排水,但或许可以作为现有排水系统的补充和强化,专门用于抽取最深、最难以排干的底层积水,或者在水患最严重时紧急启用。

  他们立即着手对“擎初号”进行针对性改造和强化:

  增强锅炉:更换更厚的熟铁板材,改进铆接工艺,增加内部加固肋条,提升工作压力和安全性。

  优化冷凝:暂时放弃复杂的外置冷凝器方案,改为在汽缸外加装更高效的螺旋形水冷铜管,并设计了一个简易的蓄水池和循环水泵,实现冷却水循环,提高热效率。

  强化传动:将木质或易损部件全部更换为熟铁或铸铁件,关键轴承处尝试使用更耐磨的锡青铜轴套,润滑系统也做了改进,确保在长时间持续运行下不至于过快磨损或卡死。

  适配提水:专门设计制造了与大龙坑现有排水竖井相匹配的大型往复式水筒和拉杆系统,确保能有效利用机器的往复运动提水。

  同时,他们精心挑选了一批最得力的匠人和学徒,组成了一支精干的安装调试队伍。

  欧冶胜亲自带队,沈知章负责机巧调控,墨衡在临安坐镇协调支援。

  绍兴五十一年冬,经过一个多月的紧张准备和长途跋涉,欧冶胜一行终于抵达了位于淮南西路的冶山矿场。

  矿场的景象令人震撼,也令人忧心。

  巨大的矿坑如同大地狰狞的伤口,深不见底。

  坑底积水在冬日的阳光下反射着暗沉的光。

  数百名矿工和役夫,如同蚂蚁般,沿着陡峭的矿道,用最原始的水车、戽斗、甚至肩挑手抬,艰难地将积水一级一级往上转运,效率低下,人人面带苦色。

  监工见到格物院来的“奇器”,又听闻是烧水提水,脸上难掩失望与怀疑——这笨重铁疙瘩,能抵得上几百号劳力?

  欧冶胜无暇顾及旁人目光,立即指挥人手,在矿坑边缘选了一处坚固平整的场地,开始组装“擎初号”。

  矿场提供了力所能及的帮助——熟练的铁匠、木匠,以及大量的燃料。

  组装过程同样困难重重,巨大的飞轮、沉重的锅炉,吊装就位就花了数日。

  与矿坑排水竖井的连接更是精细活,稍有偏差,拉杆就无法顺畅工作。

  半个月后,“擎初号”终于巍然矗立在冶山大龙坑边。

  它比在格物院时更加庞大、更加复杂,也显得更加粗糙和“工业感”。

  周围的矿工、役夫、监工,都远远围着观看,指指点点,窃窃私语,大多是不信和看热闹的心态。

  “点火!”欧冶胜嘶哑着下令,声音在空旷的矿坑边回荡。

  炉火燃起,浓烟夹杂着蒸汽,从高大的烟囱中喷出。

  机器开始发出熟悉的轰鸣、震动和嘶嘶的漏气声。

  在无数道或怀疑、或好奇、或漠然的目光注视下,“擎初号”开始它第一次真正意义上的“工作”。

  沉重的飞轮在蒸汽的推动下,开始缓慢而有力地转动。连接的拉杆随之运动,带动井下深处那特制的大容量水筒。

  一刻钟过去了,出水口毫无动静。围观的人群中开始响起嘘声和低笑。

  欧冶胜额头冒汗,沈知章紧盯着阀门和气压计,不断微调。

  又过了一刻钟,就在连矿场监工都忍不住要摇头离开时——

  “出水了!” 守在出水口的学徒激动地大喊。

  一股浑浊的、带着浓重铁锈味的泥水,从出水管口猛然喷涌而出!水量虽然谈不上巨大,但稳定、持续,哗啦啦地流入旁边预先挖好的导流渠中。

  人群安静了一瞬,随即爆发出更大的议论声。真的出水了!不用牛马,不用人力,就靠烧石炭烧水,这铁疙瘩真的把二十多丈深的地下水提上来了!

  但这只是开始。欧冶胜和沈知章知道,真正的考验是持久性和可靠性。

  他们安排人手三班倒,日夜不停地照看“擎初号”。

  添煤、加水、观察气压、检查阀门、倾听异响、按时润滑……机器在超负荷运转。漏气是常态,每隔几个时辰就需要紧一紧螺栓,更换密封艌料。

  阀门偶尔卡住,需要及时处理。轴承过热,需要额外浇油冷却。

  但它就像一头真正的老黄牛,尽管不断喘息、喷着白汽、发出各种噪音,却始终没有停下,持续不断地将地下的积水提起,排走。

  一天,两天,三天……“擎初号”竟然连续运行了五天!虽然中间因为更换磨损的活塞环和清理水垢停了大半天,但总体运行时间远超在格物院时的任何一次测试。

  效果是显而易见的。大龙坑最深处的积水水位,开始以肉眼可见的速度缓慢但坚定地下降。

  尽管矿场原有的排水系统仍在工作,但所有人都能感觉到,排水压力明显减轻了。

  以往需要数百人昼夜不停才能勉强维持的排水局面,因为这头“铁牛”的加入,竟然变得游刃有余起来。

  效率的对比更是惊人。

  矿场监官组织了详细测算:在“擎初号”稳定运行期间,其单机提水效率,折算成同等扬程下的排水量,是矿场原有最优秀的人力/畜力翻车系统的十倍以上!

  而其所耗,不过是廉价的石炭和几名照看工人的劳力。

  虽然机器本身的制造、运输、维护成本高昂,但考虑到它能替代数百劳力的持续工作,且不受天气、畜力状况影响,其长期经济效益和对生产的保障作用,是传统人力畜力无法比拟的。

  “神物!真乃神物也!” 矿场监官亲眼目睹水位下降、排水顺畅,激动得语无伦次。

  他最初的那点怀疑和轻视早已烟消云散,取而代之的是无比的震撼和狂喜。

  有了这“蒸汽机”,大龙坑的水患之忧,至少可缓解大半!铜铁产量,有保障了!

  消息传回临安,工部震惊,朝堂震动。

  那些曾经嗤笑“烧水奇器”的官员,哑口无言。

  十倍效率!持续工作!替代数百劳力!这几个数字,比任何雄辩都更有力量。

  这不再是不切实际的“奇技淫巧”,而是实实在在的、能解决重大生产难题的“国之利器”!

  赵构闻讯,龙颜大悦。

  他立刻下旨,重赏“热力所”全体人员,特别是欧冶胜、沈知章等前线人员。

  同时,责令工部与格物院,总结“擎初号”在冶山矿场的应用经验,着手设计制造更大功率、更可靠、更适合矿山排水的专用蒸汽机,并考虑在各大受水患困扰的矿区推广。

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