電力機車防寒技術(shù)論文(參考版)
2024-11-11 14:27本頁面
【正文】 并且參見一些東北局的使用經(jīng)驗， 為確保機車能夠在高寒地區(qū)更好的運用，建議從優(yōu)化機車整體布置、提高干燥器干燥效果與可靠性、增加升弓管路除水措施等方面考慮機車防寒，并通過進行相關(guān)低溫試驗驗證，進一步提高空氣管路系統(tǒng)在低溫下工可靠性。在實驗和運用工程中，在看其效果如何。針對這類問題首先可考慮減少易故障部件，如：受電弓一般自帶調(diào)壓閥，設(shè)置在管路中的受電弓調(diào)壓閥可考慮取消；其次，可在輔助壓縮機出口設(shè)置冷卻風(fēng)缸，以盡快降低壓縮空氣溫度，并通過分水濾氣器或小型干燥器及時處理掉已析出的冷凝水，防止其進入后部件；再次，可對易故障閥件采取有效的加熱措施，防止其凍結(jié)；最后，在嚴(yán)寒氣候下還應(yīng)盡量少用輔助壓縮機打風(fēng)，以避免產(chǎn)生 水汽而影響后續(xù)管路系統(tǒng)。 圖 2 為總風(fēng)缸排污電熱套保證在冬季排污閥有恒溫，不凍結(jié)。 在機車中修時，采用管路與干燥器及壓縮機的位置上的改造，也在后來運用中收到了很好的效果。相比之下 SS4 改型機車因為壓縮機與干燥器的距離較近，總風(fēng)冷卻管較短，而極少出現(xiàn)這種情況。如果壓縮機自帶止回閥 (目前裝車的螺桿壓縮機都屬該情況 )，則總風(fēng)冷卻管上的止回閥多余，可予以取消總風(fēng)冷卻管內(nèi)部完全冰封堵死的情況主要出現(xiàn)在 SS9 型機車上，且一般位于距干燥器較近的底架管路低凹處以及穿越車底地板處。止回閥是通過閥芯在閥體內(nèi)上下移動實現(xiàn)氣體單向流動的，閥芯表面附著的冷凝水結(jié)冰后，容易使閥芯凍結(jié)在閥體上不能動作，導(dǎo)致壓縮空氣流動受阻。 下圖為油水分離器的電熱套保護 西南交通大學(xué)專 科 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 12 頁 （油水分離器的電熱套保護） （ 2） 總風(fēng)冷卻管路 壓縮機至干燥器之間的總風(fēng)冷卻管路凍結(jié)堵塞問題曾經(jīng)在電力機車上多次出現(xiàn)。 在此項上，精伊霍電力機車在干燥器的改造上，使用了 自控溫電伴熱線和防寒管材；同時對排污閥和進氣閥等部位采用加熱板或電熱套進行加熱保溫。該做法對防寒工作十分不利，因為導(dǎo)通短接塞門將導(dǎo)致大量未經(jīng)處理的飽和高濕度壓縮空氣直接進入后續(xù)管路，低溫下極易引發(fā)凍結(jié)故障，在實際運用中應(yīng)盡量避免。針對這類問題，我們可在安裝設(shè)計中盡量避免排污管大角度折彎，并在該管外包自控溫電伴熱線和防寒管材；同時對排污閥 和進氣閥等部位采用加熱板或電熱套進行加熱保溫。 （ 1） 干燥器 干燥器低溫下易出現(xiàn)內(nèi)部氣流通道堵塞或無法正常排污等故障。由于高溫和低溫環(huán)境下干燥劑的吸附效果都會明顯下降，所以此時應(yīng)適當(dāng)縮短干燥器轉(zhuǎn)換周期，并增大再生 孔 徑，以確保干燥效果。所以為確保壓縮空氣相對濕度始終低于 35％，干燥器出風(fēng)口處干燥指標(biāo)宜選定為不大于 8％。究竟低多少合適呢 ?我們可假定機車由螺桿壓縮機供風(fēng)，此時干燥器出風(fēng)口處的壓縮空氣與環(huán)境的溫差為 15℃ (忽略總風(fēng)冷卻管、干燥簡的散熱以及吸附過程中的發(fā)熱 )。根據(jù)世界各國經(jīng)驗，為防止管路系統(tǒng)出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，空氣管路系統(tǒng)使用的壓縮空氣相對濕度應(yīng)低于 35％，當(dāng)然這是指壓縮空氣在壓力狀態(tài)和環(huán)境溫度下的相對濕度值。 （ 2） 干燥指標(biāo)的選定 防治管路系統(tǒng)凍結(jié)的關(guān)鍵在于對壓縮空氣進行干燥處理，除去其中水份，使其壓力露點低于環(huán)境溫度。 西南交通大學(xué)專 科 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 10 頁 從圖中可以看出，低溫狀態(tài)下空氣飽和含濕量一般較低 (0． 75 0． 9 MPa 壓縮空氣在 0℃ 以下的飽和含濕量小于 l g／ kg)，隨著溫度升高，該值呈近似指數(shù)級增長；在溫度不高 (40℃ 以下 )時，飽和含濕量與壓力呈近似反比關(guān)系。另一方面是壓縮空氣中的冷凝水在管道內(nèi)結(jié)冰，造成管路系統(tǒng)凍結(jié)。一方面是低溫下各零部件自身性能下降或喪失，如潤滑油脂粘度增大甚至固化、橡膠件變脆且易老化龜裂、鋼材韌性下降而脆性增大、電子元器件工作異常等。 可以由以下幾個方面來考慮： （ 1） 低溫對機車空氣管路系統(tǒng) 的影響 我國東北地區(qū)以及 西北新疆 等地的最冷時期出現(xiàn)在每年 l2 月至次年 1 月，此時日最低氣溫一般為 5— 35℃ ，相對濕度 60％ 一 80％。也就是說，一方面要確保防寒效果顯著，～方面又要使防寒措施簡單實用，具有可靠性、針對性和一定的免維護性。環(huán)境溫度稍高時，部分閥件可能因加熱溫度過高而加速內(nèi)部橡膠件老化；當(dāng)環(huán)境溫度降低時，另一部分閥件又可能因加熱功率不足而起不到防凍的效果。因為該措施不能清除管路系統(tǒng)凍結(jié)的真正元兇 —— 冷凝水，反而使機車制造和運行成本增加，電氣線路的故障隱患點增多，而且閥件包加電熱套后還增加了檢修維護的難度。由于過去我們對管路系統(tǒng)易凍部位調(diào)查分析不夠，從確保安全角度出發(fā)，采取了對幾乎所有氣動閥件加包電熱套，對大部分管路包加防寒材料的措施。實施以上防寒措施后， SS4 改型機車低溫工作性能明顯提高，通過以上三個階段的防寒，電力機車因低溫而出現(xiàn)的故障大幅減少，基本上能滿足在冬季嚴(yán)寒氣候條件下正常運用。針對以上問題，我們實施了第二階段的防寒 ，在原來基礎(chǔ)上擴大電熱套的應(yīng)用范圍，對空氣管路系統(tǒng)幾乎所有氣動閥件加包電熱套。此外我們還參照西北地區(qū)電力機車的防 寒經(jīng)驗，對空氣管路系統(tǒng)中影響行車安全的分配閥、中繼閥、管道濾塵器等幾個重要閥件加包電熱套，并借鑒高寒地區(qū)內(nèi)燃機車用布包裹管道防寒的經(jīng)驗，對安裝于機車底架上的鋼管加包防寒保溫材料。第一階
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