电力机车防寒技术

大连交通大学 本科毕业设计(论文) 电力机车管路系统防寒技术 年级: 学号: 姓名: 专业: 指导老师: 2014 年 3 月 院系大连交通大学专业电气化铁道技术 年级姓名张瀚洋 题目电力机车管路系统防寒技术 指导教师 评语 指导教师 (签章) 评阅人 评语 评阅人 (签章) 成绩 答辩委员会主任 (签章) 年月日 毕业设计(论文)任务书题目电力机车管路系统防寒技术 起止日期 2014年 3月 1日至 2014年 6月 1日 学生姓名班级 指导教师职称 指导单位 教研室主任 日期 2013 年 6 月 1 日 任务及 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 : 1.在冬季机车运用中,由于西北地区的寒冷,对于机车制动系统有很大的影响,所以结合机车现状进行设计改造。 2. 在不影响机车正常使用的前提下进行改造,达到提高性能、降低运用成本,过程中的重要组成部分。 3.对我国电力机车现状及面临的问题进行分析 4. 论文要求内容真实可靠,条理清晰,结构严谨,符合大连交通大学成人教育学院毕业设计的要求。 毕业设计(论文)内容 计:说明书(论文)页 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 格张 插图幅 附设计图张 完成日期 2014 年 6月 1日 摘要 电力机车防寒技术 最初国产电力机车的防寒是在既有机车的基础上进行防寒处理和改进,以满足低温运行要求,其型号主要有SS4改、SS9和SS9改。由于当时缺乏防寒经验,我们主要针对机车低温下出现的问题,逐步摸索空气管路系统防寒经验,最终使机车满足一40℃低温下正常工作要求。第一阶段的防寒从首批东北地区运用的SS4改型机车设计制造阶段的实施 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 进行借鉴。我们从确保部件的低温性能人手,要求全部装车产品满足一40℃低温要求,关注的重点是压缩机、干燥器及各阀的密封橡胶件等几项关键部件。此外我们还参照西北地区电力机车的防寒经验,对空气管路系统中影响行车安全的分配阀、中继阀、管道滤尘器等几个重要阀件加包电热套,并借鉴高寒地区内燃机车用布包裹管道防寒的经验,对安装于机车底架上的钢管加包防寒保温材料。该批机车投入精伊霍地区运用后在2010年冬季,空气管路系统出现了一些问题,经统计主要有以下几类:压缩机无法向总风缸充风;升弓管路系统工作不正常,导致机车升弓、合主断困难;干燥器工作异常,如无法正常排污或内部气流通道堵塞;少量制动机阀件冻结卡滞等。针对以上问题,我们实施了第二阶段的防寒,在原来基础上扩大电热套的应用范围,对空气管路系统几乎所有气动阀件加包电热套。考虑到蓄电池的容量,这些电热套分为两类:第一类主要对确保受电弓、主断正常工作的升弓管路系统各阀件进行加热,由机车蓄电池提供DC110V 电源;其余电热套列为第二类,主要对风源系统和制动机系统各阀件进行电加热,由机车控制电路供电。实施以上防寒措施后,SS4改型机车低温工作性能明显提高。 关键词:制动及阀件电热套吧干燥器 目录 第1章绪论 (8) 1防寒工作的历程及运用中出现的问题 空气管路的防寒历程 保暖的针对性 防冻安全措施 第2章空气管路系统防寒技术分析 (12) 1防寒设计需要考虑的方面 低温对机车空气管路系统的影响 干燥指标的选定 第3章防治管路系统冻结的重点部位的方法和效果 (16) 1重点部位的方法和效果 干燥塔 总风冷却管路 升降弓空气管路 结论 (21) 致谢 (21) 参考文献 (22) 第1章绪论 防寒工作的历程及运用中出现的问题 防寒技术是确保机车低温工作性能的关键。过去我国电力机车主要在华北及其以南地区运用,最低使用温度一般不到-25℃,随着国产电力机车进入东北地区和我局精伊霍铁路,这些地区冬季严寒的气候给电力机车正常运用带来了巨大挑战。以哈尔滨地区为例,一月份平均气温为-19.6℃,极端最低气温可达-42.6℃。而我局精伊霍地区在近几年的冬季多次出现临下46度的极端天气,,而低温下电力机车空气管路系统因防寒措施不当易出现零部件性能下降、管路及阀件冻结等问题,将严重影响机车的正常运用。 1 空气管路系统防寒历程 最初国产电力机车的防寒是在既有机车的基础上进行防寒处理和改进,以满足低温运行要求,其型号主要有SS4改。由于当时缺乏防寒经验,我们主要针对机车低温下出现的问题,逐步摸索空气管路系统防寒经验,最终使机车满足-40℃低温下正常工作要求。第一阶段的防寒从首批东北地区运用的SS4改型机车设计制造阶段的实施方案进行借鉴。我们从确保部件的低温性能入手,要求全部装车产品满足-40℃低温要求,关注的重点是压缩机、干燥器及各阀的密封橡胶件等几项关键部件。此外我们还参照西北地区电力机车的防寒经验,对空气管路系统中影响行车安全的分配阀、中继阀、管道滤尘器等几个重要阀件加包电热套,并借鉴高寒地区内燃机车用布包裹管道防寒的经验,对安装于机车底架上的钢管加包防寒保温材料。该批机车投入精伊霍地区运用后在2010年冬季,空气管路系统出现了一些问题,经统计主要有以下几类:压缩机无法向总风缸充风;升弓管路系统工作不正常,导致机车升弓、合主断困难;干燥器工作异常,如无法正常排污或内部气流通道堵塞;少量制动机阀件冻结卡滞等。针对以上问题,我们实施了第二阶段的防寒,在原来基础上扩大电热套的应用范围,对空气管路系统几乎所有气动阀件加包电热套。考虑到蓄电池的容量,这些电热套分为两类:第一类主要对确保受电弓、主断正常工作的升弓管路系统各阀件进行加热,由机车蓄电池提供DC110V电源;其余电热套列为第二类,主要对风源系统和制动机系统各阀件进行电加热,由机车控制电路供电。实施以上防寒措施后,SS4改型机车低温工作性能明显提高,通过以上三个阶段的防寒,电力机车因低温而出现的故障大幅减少,基本 上能满足在冬季严寒气候条件下正常运用。应该加大检查力度,发现问题提前处理。各职能部室督促、协助各车间做好防冻防凝工作。检修停用的设备、管线、容器、冷却器、加热器等内部存水、存油,必须彻底吹扫干净。室外的铸铁设备、配件必须保温,打开的设备要盖好,防止水进入冻裂,经常检查管架上各铸铁阀、蒸汽阀、管线死角要保温良好防止冻裂。对蓄电池进行检查和清扫时,要断开蓄电池闸刀及其他输出线路,严禁吸烟、明火以及将金属工具放于跨线上造成短路。蓄电池表面应经常保持清洁、无异物,螺栓不应松动,如果发现连接导线或接点上有氧化物附着时,应将螺栓拧下,用干净白布擦净,并定期在蓄电池的极柱、连接板及导线端子上涂抹适量的工业凡士林润滑油脂。连接导线无损及绝缘无腐蚀、老化、剥落现象,连接螺帽应紧固。蓄电池单节电压及对地绝缘应良好。 单节连接板不得有松动现象。机车降弓停留(无交流高电压)时,不宜长时间使用前照灯和车内照明设备,以免引起蓄电池亏电。机车在运用一段时间后,当蓄电池电压低于终止电压时,蓄电池不宜继续放电,应及时充电。 对于输送原油、渣油、催化料的重油线,要经常检查伴热线是否畅通,防止冻结.经常检查净化风、非净化风管线是否存水,并在龙门架低点, 净化风、非净化风罐处排尽存水,必要时加蒸汽伴热,防止风中带水,造成仪表失灵。气温大幅度下降时,适当提高处理量和冷换温度,检查处理失灵仪表。所有水管线经常保持有水流通,管线死角稍开放空阀,防止冻结,经常注意水压变化,防止水压太低,水不流通冻坏管线、阀门和设备。蒸汽管线稍开放空阀,防止冻结,但不允许带压排放。所有伴热线给汽伴热,防止冻结。备用热油泵稍开出入口阀和连通阀门,保持良好预热备用状态。长期停用的机泵,关闭有关阀门,排尽管线、泵体、泵座油箱中存水、存油。所有保温设备管线应保温良好无裸露,无缺损。做好消防栓、消防蒸汽管线,灭火器材的保温防冻工作。经常检查蒸汽管网流程、压力,控制好蒸汽用量。冬季装置停工时,应将所有管线、设备内存水放净,并用风吹扫干净。雪天应及时清扫塔、平台及梯子上的积雪,注意防滑。各生产班组应在交接班会上交接防冻工作情况,玻璃板液位计伴热经常检查,防止冻裂。经常检查伴热线疏水器排空阀是否畅通,防止冻裂。管架、平台下的冰溜子要随时打掉,防止坠落伤人。各车间所属范围内公用系统管线、阀门伴热线放空经常检查, 发现问题及时处理。但以上防寒措施中也存在一些问题与不足,主要有以下几点: (1)加热保温针对性不强。由于过去我们对管路系统易冻部位调查分析不够,从确保安全角度出发,采取了对几乎所有气动阀件加包电热套,对大部分管路包加防寒材料的措施。实际上这是一种治标措施,效果并不理想。因为该措施不能清除管路系统冻结的真正元凶——冷凝水,反而使机车制造和运行成本增加,电气线路的故障隐患点增多,而且阀件包加电热套后还增加了检修维护的难度。 (2)电热套缺乏自动调温能力。环境温度稍高时,部分阀件可能因加热温度过高而加速内部橡胶件老化;当环境温度降低时,另一部分阀件又可能因加热功率不足而起不到防冻的效果。 2保暖的针对性 在电力机车空气管路系统中的压缩空气对于确保机车与列车制动机以及全车气动器械作用关系极大,其质量的好坏直接影响机车或列车的安全运行。由于电力机车压缩空气来源于外部大气,起空气质量与外部环境温度密切相关。我国北方地区冬季气温低,时间长,极易发生因压缩空气中的水蒸气冷凝析出的凝结水结冰使得空气管路冻结或气动部件作用失灵等故障,对冬季电力机车的运用安全构成严重的威胁。因此,电力机车冬季防寒工作主要是对制动机和管路系统等部件采取预防性保护措施,确保其在外部环境温度较低的条件下也能可靠工作。从而消除低温坑能造成的空气管路冻结,部件作用不良等故障。 3防冻安全措施 防火区域严禁使用明火取暖,并保证通风良好;如遇氩气瓶、氩气皮管结冻,只可用40℃以下的温水解冻,严禁用火烤。对消防器具应定期进行全面检查,对消防设施应做好保温防冻措施。对施工、生活用电定期进行全面检查,加强用电管理,确保供电设备、线路的正常运行。施工配电装置必需装设漏电保护器,临时电源只能从漏电保护器后接引。加强电动工具管理,严防电动工具受潮。雨雪天气使用的电动工具,必须符合相应防护等级的安全技术要求。防止冬季电取暖触电和引发火灾。 为了确保冬季300 t/h污水处理装置安全平稳运行、150 t/h污水处理装置完好备 用,防止设备、工艺管线、安全设施冻结事故的发生,车间加大对设备和工艺管线防冻防凝的检查力度。要求各岗位做好本岗位工艺管线、伴热、设备防冻防凝工作,认真检查所属区域工艺管线、机泵及阀门以防冻结,确保150 t/h污水处理装置完好备用、300 t/h污水处理装置安全平稳运行,污水持续稳定达标排放。车间特制定以下防冻防凝措施:向原油罐区转油管线伴热线全部给汽,机修车间西南角、格栅池西侧马路管架下疏水阀运行良好。污油井转油线伴热和3#隔油池收油管线伴热全部给汽(3#隔油池顶给汽),污油罐区两疏水阀运行正常。P3/1进出口部分管线伴热全线给汽,保证疏水畅通,防止冻结。隔油池污水退尽,不留余水,防治结冰冻裂。格栅池加药水管线余水放尽,加药箱水彻底放完,防止冻结。污水提升泵房暖气输水畅通,防止冻结。预隔油系统停止供汽,P26/1、P26/2关闭进口阀,排尽泵内存水停用。污油罐出口管线伴热、立管及脱水管线伴热全线给汽,保证疏水保持畅通,防止管线冻结。污油罐加温时开度适当,以防开度过大影响立管及脱水管线伴热疏水,停止加温时关闭疏水阀内侧阀门。罐中罐收油、出水、排泥管线排尽,不留余水,防止冻结。污油罐泡沫消防管线打开闷盖检查是否有冷凝水。检查污水提升泵房南边消防栓是否漏水,阀体排水口是否堵塞。回用水管线在中和池北侧管架上的阀门处加盲板,切断供全厂浇草水。新鲜水浇草喷灌管线在格栅池西侧马路阀门井处加盲板。中和池泄空阀打开,排尽余水。 为了确保电力机车压滤系统方面的正常工作,常常需要确保其外围设备的干净,继而间接的对电力机车做好冬季的防护。压滤系统污油泵、油泥泵管线及伴热线全部给汽,疏水阀运行良好。压滤机系统蒸汽疏水正常,防止冻结。油泥分离罐伴热线给汽,保证输水正常,防止冻结。压滤系统油泥泵停用时,泵体适度给汽。压滤系统污油泵停运后吹扫。压滤机房暖气全开,保证疏水良好。 大风降雪降雨天气,认真检查现场临时用电设施,检查电路、电闸箱、变压器等是否安全可靠,如有变形漏电等不安全隐患时,做到及时修理、加固,有严重隐患时应立即停止生产,马上安排解决,确保安全用电。加强冬季施工的用电管理,设专人每天进行检查,清扫积雪和积冰,并每天检查电箱内的方漏电开关的性能,有异常时及时更换,并做好记录。现场电路电缆铺设在地面的电缆构槽内,局部架空电缆的电杆,按照要求进行设置,并用钢绳牵引锚固在地面上。 凡属电气方面的机械设备。包括移动电源线或拆卸用电设备,必须由电工进行操 作。各类用电人员所使用的设备停止工作时,必须将开关箱内的开关分闸断电,并将开关箱锁号。 每年入冬前,机务段要抓好机车过冬防寒工作,专门建立冬防领导小组,负责机车冬防整修、职工过冬教育、过冬物资准备工作。机车的防寒整修工作要求在每年的10月15日之前完成。为做好冬防工作,要根据机车的中修、小修及辅修安排好冬防整修计划,保证冬防整修按时完成。机车防寒过冬整修范围:检查并清扫受电弓传动风缸和压缩机风缸部分并更换成冬季油。干燥器良好,各部工作正常。整修门窗、砂箱盖。检修窗加热和取暖设备。检查并清扫电空接触器、换向及工况转换开关以及门联锁的传动风缸,并更换冬季油。对中继阀等易冻部件配加热套。总风缸排阀的胶垫更换为金属垫。机车冬季运行中,应坚持排放总风缸中的凝结水,坚持检查干燥器的工作状态,防止因干燥器故障造成总风缸无法充风。 第2章 空气管路系统防寒技术分析 2.1 防寒设计需要考虑的方面 空气管路系统防寒设计原则是在满足机车低温下正常运用的基础上,还具备安全可靠、经济实用、操作维护方便等优点。也就是说,一方面要确保防寒效果显著,~方面又要使防寒措施简单实用,具有可靠性、针对性和一定的免维护性。既防止因扩大围加热保温而造成资源浪费,又避免因防寒措施不当而导致机车故障。可以由以下几个方面来考虑: (1)低温对机车空气管路系统的影响 我国东北地区以及西北新疆等地的最冷时期出现在每年l2月至次年1月,此时日最低气温一般为-5—-35℃,相对湿度60%一80%。这种严寒的气候对机车空气管路系统的影响主要有两方面。一方面是低温下各零部件自身性能下降或丧失,如润滑油脂粘度增大甚至固化、橡胶件变脆且易老化龟裂、钢材韧性下降而脆性增大、电子元器 件工作异常等。针对这类问题,关键在于对机车外购零部件及原材料进行把关,确保选用的产品在-40℃甚至更低温度下能正常工作。另一方面是压缩空气中的冷凝水在管道内结冰,造成管路系统冻结。这是因为空气压缩后,单位体内的水蒸气分压力增大,露点升高,当其随环境温度降至0 ℃以下,就有可能析出冷凝水并结冰。 制动电使用前,必须检查电阻带是否变形短接,瓷夹是否破损,紧固件是否松动,电阻柜内有无异物,并测量电阻和绝缘电阻。当一切确认正常后,再接入制动风机,测试风机转向,然后方可将电阻柜投入使用。在使用中,如发现电阻带断裂或出现小裂纹,可用氩弧焊接,焊条应为本体合金焊条,焊后进行电阻值测量,电阻值应符合技术规定。在检查过程中,发现瓷夹有裂纹时,应及时更换。定期检查风速继电器定值,设计动作值应 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 。 应经常检查电阻柜上的车顶百叶窗是否能灵活开闭,做到在制动时能灵活开启;停止制动后又能关闭。正确执行电阻制动的操作程序,当风速继电器因故障被隔离,进行电阻制动时,由于暂时失去风速继电器的保护作用,此时应特别注意必须先开起制动风机后再投入制动电阻,否则将发生电阻带烧损的严重事故。在使用电阻制动过程中,发生主回路接地时,副司机应加强走廊巡视,防止火灾事故的发生。机车使用电阻制动后,严禁马上关闭制动风机,以确保制动电阻的彻底冷却。 。认真执行各专业施工安全技术操作规程,加强对高空作业的施工管理,杜绝高空坠落事故发生。出工必须戴安全帽、穿防护服,带齐冬季施工的劳保用品、工具和材料,并对工具、材料进行严格检查,不合格的工具和材料不得带入现场。冬季施工时,凡进入施工现场必须穿胶底鞋,生活及施工道路、坡道要经常清理积水、积雪、结冰等, 凡高空作业必须系安全带,防止滑脱及高空坠落。做好现场施工防护工作。 冬季正是保工期大干的时期,而此时期气温低,风、雪天气增多,是各类施工事故的高发期。为保障冬季施工安全生产,应做好“防风、防冻、防滑、防火、防煤气中毒”五防工作,坚决遏制不良事故的发生,为确保冬季施工安全,本着“安全第一,预防为主”的原则,冬季施工安全措施如下:强化“冬季五防”即防风、防冻、防滑、防火、防煤气中毒等五项安全措施,做好危险点、危险源的辨识工作;班前预想,班中联防,班后总结。冬季施工必须继续坚持班前点名制度,切实加强班后总结。做好施工区段 的现场调查,对当日的作业内容,作业项目,作业地点,安全措施,技术标准,作业人员做到心中有数。必须按《安规》作业,按《标准》施工。认真执行各专业施工安全技术操作规程,加强对高空作业的施工管理,杜绝高空坠落事故发生。出工必须戴安全帽、穿防护服,带齐冬季施工的劳保用品、工具和材料,并对工具、材料进行严格检查,不合格的工具和材料不得带入现场。冬季施工时,凡进入施工现场必须穿胶底鞋,生活及施工道路、坡道要经常清理积水、积雪、结冰等,凡高空作业必须系安全带,防止滑脱及高空坠落。做好现场施工防护工作。冬季易出现大雾,接触网专业施工点多、线长,瞭望条件差,易受天气影响,在报话机的有效距离内要正确使用,建立三位一体的综合防护网络体系,做到视觉,听觉,声讯相互配合使用,确保防护到位安全操作既有线施工时驻站防护员要与现场保持联系畅通,做到2~3分钟联系一次。冬季施工现场人员戴棉安全帽不得影响听力,现场负责人要对所有施工小组长的命令进行反馈确认。施工中作业人员要相互配合,密切合作,安全协防、共同把关。坚决做到“三不伤害”原则,把不安全因素、事故苗头消灭在萌芽状态。下部施工遇有电缆,上下基坑时不得攀爬、踩踏电缆;改移时不得死拉硬拽,防止拉断或死弯。遇有输水管道要采取保温措施,防止冻裂。冬季施工人员穿着较笨拙,施工作业要穿防滑鞋、棉手套,车辆及电杆上作业有雪或覆冰时更要注意,上下作业时要注意防滑。运送重型料具时,须握紧抓牢同起缓放。遇有大雪、浓雾或六级以上风力等不良天气时应停止高空作业,防止高空坠落事故的发生。作业车在行进和作业平台升降时严禁上、下人,作业车堆放料具不得超载、偏载、超限;既有线作业车在作业过程中转动作业平台时要注意保证与带电体的安全绝缘距离。作业车工作台及梯子要采取防滑措施,用麻布片缠包梯橙。轨道车、接送工汽车要严格执行“车长制”,注意瞭望信号确认道岔,冰雪路面谨慎驾驶。现场吸烟注意森林防火,遵守当地的防火制度,防止火灾事故。 下部工程施工安全措施:土在冬季,由于遭受冻结,变为坚硬,挖掘困难。地基土以覆盖草垫保温为主,对大面积土方开挖应采取翻松表土、耙平法进行防冻,松土深度30-40cm。必须进行冬期开挖的土方,要因地制宜地确定经济合理的 施工方案 围墙砌筑施工方案免费下载道路清表施工方案下载双排脚手架施工方案脚手架专项施工方案专项施工方案脚手架 和制定切实可行的技术措施,做到挖土快,基础施工快,?回填土快。冬期施工期间,若基槽开挖后不能马上进行基础施工,应按设计槽底标高预留300mm余土,边清槽作基础。一般气温0?℃至-10℃覆盖二层草垫,-10℃以下覆盖三至四层草垫。准备用于冬期 回填的土方应大堆堆放,上覆盖二层草垫,以防冻结。土方回填前,应清除基底上的冰雪和保温材料。电力机车的冬季防护与施工的技术要求有很大的关系,施工技术能达到要求,机车的防护就能进行的较为顺利。接触网专业冬季施工安全措施:基础冬季施工的规定,室外日平均气温连续5天低于+5℃(或最低气温低于-3℃)时应采用冬季施工方法。平均气温低于+5℃时,基础不能进行浇水养护,采用培土养护,培土厚度应超过当地冻土厚度(或加盖塑料薄膜、培土进行养护)。冬季开挖基坑,要确定经济合理的施工方案和制定切实可行的技术措施,做到挖土快,回填土快。电缆沟开挖采取翻松表土、耙平法进行防冻,回填时要将冻土块砸碎,再进行回填。 通信、信号专业冬季施工安全措施:既有线开挖沟、坑必须由监护人员监控,确认有无地下设施,与既有电缆同路径时,必须间隔规定距离开挖横向探沟,准确判断地下电缆位置,人员应集中组织管理。回填应先回填不冻土夯实后在回填冻土,冻土应破碎夯实。待春季解冻后应补填。电缆井、槽道等必须及早回填封盖,防止杂草、干柴等易燃物进入引起火灾。电缆囤积处,必须清理杂草等易燃物,严禁动火和燃放爆竹。为防止损伤既有电缆或其他地下管线设施,在城市道路红线范围内不应使用大型机械来开挖沟槽,硬路面面层破碎可使用小型机械设备,但应加强监护,不得深入土层。若要使用大型机械设备时,应履行相应的报批手续。开启电缆井井盖、电缆沟盖板及人孔盖时应使用专用工具,同时作业人员注意所处位置,以免滑脱后伤人。开启后应按标准设置防护装置,并留人看守。工作人员撤离电缆井时,应将井盖盖好,以免行人不慎跌入井内。 低温状态下空气饱和含湿量一般较低(0.75 0.9 MPa压缩空气在0℃以下的饱和含湿量小于l g/kg),随着温度升高,该值呈近似指数级增长;在温度不高(40℃以下)时,饱和含湿量与压力呈近似反比关系。例如在环境温度一20℃,相对湿度60%时,大气含湿量约为0.5 g/kg,对应露点一25℃;当压缩至900 MPa后,压缩空气的露点将升高至4℃左右,降至环温后每含有1 kg干空气的湿空气中将有约0.45 g 水析出并结冰。 (2)干燥指标的选定 防治管路系统冻结的关键在于对压缩空气进行干燥处理,除去其中水份,使其压力露点低于环境温度。为确保空气管路系统低温下正常工作,我们应正确选定干燥器的干燥指标。根据世界各国经验,为防止管路系统出现锈蚀现象,空气管路系统使用的压缩空气相对湿度应低于35%,当然这是指压缩空气在压力状态和环境温度下的相对湿度值。实际上由于在干燥器出风口处的压缩空气温度有可能高于环温15℃(螺杆压缩机供风)甚至更多(活塞压缩机供风),在其降温过程中,相对湿度必然上升,所以干燥器出风口处干燥指标应低于35%方能满足要求。究竟低多少合适呢?我们可假定机车由螺杆压缩机供风,此时干燥器出风口处的压缩空气与环境的温差为15℃(忽略总风冷却管、干燥简的散热以及吸附过程中的发热)。从图1可看出,该温差将导致空气饱和含湿量下降为原来的1/4~1/2,即压缩空气充分冷却后相对湿度将为高温状态下的2~ 4倍。所以为确保压缩空气相对湿度始终低于35%,干燥器出风口处干燥指标宜选定为不大于8%。此外,双塔干燥器的干燥效果与转换周期有一定关系,一般而言缩短转换周期可提高干燥效果,但会因为转换阀件的工作频率增高而缩短使用寿命。由于高温和低温环境下干燥剂的吸附效果都会明显下降,所以此时应适当缩短干燥器转换周期,并增大再生孔径,以确保干燥效果。 第3章 防治管路系统冻结的重点部位的方法和效果根据对机车低温下故障情况的统计,我们将下面三个部位作为重点来做好管路系统冻结的防治工作。 (1)干燥器 干燥器低温下易出现内部气流通道堵塞或无法正常排污等故障。这是因为干燥器内部一些管路、阀件处在高湿度甚至有冷凝水析出的情况下工作,水份残留在内壁,日积月累可能导致排污管和滤清简冰冻堵塞,排污阀和进气阀等部件动作卡位。针对这类问题,我们可在安装设计中尽量避免排污管大角度折弯,并在该管外包自控温电 伴热线和防寒管材;同时对排污阀和进气阀等部位采用加热板或电热套进行加热保温。过去为确保干燥器故障后能维持机车运行,通常设有干燥器短接塞门,以将其隔离而直接导通压缩机与总风缸。该做法对防寒工作十分不利,因为导通短接塞门将导致大量未经处理的饱和高湿度压缩空气直接进入后续管路,低温下极易引发冻结故障,在实际运用中应尽量避免。若干燥器的可靠性很高,则可考虑在设计中取消短接塞门。在此项上,精伊霍电力机车在干燥器的改造上,使用了自控温电伴热线和防寒管材;同时对排污阀和进气阀等部位采用加热板或电热套进行加热保温。取的很好的效果,在冬季运行途中未发生冻结即关闭的运行故障。 每年入冬前,机务段要抓好机车过冬防寒工作,专门建立冬防领导小组,负责机车冬防整修、职工过冬教育、过冬物资准备工作。机车的防寒整修工作要求在每年的10月15日之前完成。为做好冬防工作,要根据机车的中修、小修及辅修安排好冬防整修计划,保证冬防整修按时完成。机车防寒过冬整修范围:检查并清扫受电弓传动风缸和压缩机风缸部分并更换成冬季油。干燥器良好,各部工作正常。整修门窗、砂箱盖。检修窗加热和取暖设备。检查并清扫电空接触器、换向及工况转换开关以及门联锁的传动风缸,并更换冬季油。对中继阀等易冻部件配加热套。总风缸排阀的胶垫更换为金属垫。机车冬季运行中,应坚持排放总风缸中的凝结水,坚持检查干燥器的工作状态,防止因干燥器故障造成总风缸无法充风。 在干燥筒和排泄阀弯头处加装电热套,防止其因析出水积聚而冻结,同时在检修中将干燥剂的检查纳入规定的作业范围,定期检查更换。(4)机车乘务员出库前应打开总风缸排水阀163至166塞门,启动空气压缩机打风15min以上,确保空气管路通畅,压缩空气干燥。(5)按规定进行总风缸排水,发现排水多时,要及时检查处理。(6)在机车检修作业中,对从总风缸排水较多的机车,要认真检查空气干燥装置,发现作用不良的干燥剂立即更换。 (2)总风冷却管路 总风管路是动阀和电磁阀,气动阀左右两侧设置有阀口,气动阀右侧的阀口与机车分配阀列车管进口相连,气动阀的一侧设有排风口,气动阀底部设置有使动阀口;电磁阀上设置有进气口、出气口和排气口,电磁阀顶部的进气口与机车总风管相连,出 气口与使动阀口相连,进气口与出气口相连,排气口与大气相通;电磁阀与机车内的制动控制单元连接,该装置能通过电控阀的得失电来控制列车管的连通、隔离并自动排风;与气动阀连通的总风管压力过低也能从气路上实现列车管的截断并自动排风。此外我们还参照西北地区电力机车的防寒经验,对空气管路系统中影响行车安全的压缩机和干燥器等几个重要阀件加装电热套,因为压缩机至干燥器之间的总风冷却管路冻结堵塞问题曾经在电力机车上多次出现。我们借鉴高寒地区电力机车用布包裹管道防寒的经验,对机车加包防寒保温材料。其主要原因是该段管路位于干燥器之前,内部的压缩空气未经干燥处理,富含水份,低温下易导致该段管路上的止回阀冻结卡位或钢管内部完全冰封堵死。止回阀是通过阀芯在阀体内上下移动实现气体单向流动的,阀芯表面附着的冷凝水结冰后,容易使阀芯冻结在阀体上不能动作,导致压缩空气流动受阻。使压缩机无法向总风缸充风。要解决该问题可考虑在止回阀外部加装效果良好的加热装置,使其温度升至冰点以上。或在原来基础上扩大加热的应用范围。如果压缩机自带止回阀(目前装车的螺杆压缩机都属该情况),则总风冷却管上的止回阀多余,可予以取消总风冷却管内部完全冰封堵死的情况主要出现在SS9型机车上,且一般位于距干燥器较近的底架管路低凹处以及穿越车底地板处。这是因为SS9型机车压缩机与干燥器总体布置距离较远,总风冷却管较长,且多布置于车底,使得高温压缩空气与外界的热交换比较充分,冷凝水有足够时间冷却并结冰。相比之下SS4改型机车因为压缩机与干燥器的距离较近,总风冷却管较短,而极少出现这种情况。这说明要避免总风冷却管冻结堵塞,应尽量将干燥器与压缩机布置在一块,以缩短该段管路长度,若条件允许还可在该段钢管外缠绕自控温电伴热线,外包防寒保温材料。在机车中修时,采用管路与干燥器及压缩机的位置上的改造,也在后来运用中收到了很好的效果。所以对风源系统和制动机系统各阀件进行电加热,由机车控制电路供电。 实施以上防寒措施后,SS4改型机车低温工作性能明显提高。钙基润滑油脂(黄油)。主要特点是耐水性好、耐热性差、工作温度不高(60℃以下),适用于易接触水的滚动和滑动轴承上。钙钠基润滑脂。其特性介于钙基与锂钠润滑脂之间,其耐热性优于钙基润滑脂,但不及钙基润滑脂。它适用于工作温度在100℃以下,且又易于接触水分的工作部位。钠基润滑脂。其耐热性好,耐水性差,它适用于工作温度较高,不易和水分接触的部位。锂基润滑脂是多用途润滑脂类,具有良好的抗水性、抗压性、机械安定性,具有良好的高温和附温性能。缺点是酸体安定性差、成本较高。 为了能使电力机车在冬季能较好的运行,油脂的应用在总风管路系统中是必不可缺少的,油脂在冬季不易凝固的特性,具有明显的优势。 防止措施有以下方面: 1. 机车空气管路存有大量的冷凝水,给机车空气系统管路及各阀件造成故障隐患,直接危机行车安全。为了使空气系统在运用中作用良好,确保空气系统的绝对安全。要求检修车间、整备车间加强对所有入库各型机车的总风缸、油水分离器和远心集尘器进行排水工作。通过对机车各管路及风缸积水排出后,机车未发生因管路积水造成冻结故障。 2.为了防止机车管路冬季发生冻结故障,对电力机车控制系统各管路进行防寒补强。通过对各管路进行防寒补强,杜绝了管路冻结故障。 3.为了做好机车防寒、排水工作,保证机车冬季防寒设施齐全,状态良好。对冬季长时间停留机车按照要求进行打温、排水,防止机车空气管路发生冻结。 4.针对机车出现中继阀、分配阀冻结现象,为了防止机车中继阀冻结的故障发生,特制定了关于更换及分解检修中继阀的《通知》,同时对中继阀、分配阀加装了电加热套。通过对中继阀的换修及加装电加热套,预防了中继阀、分配阀冻结故障。 5.对无风源进化装置的SS3型电力机车,制定了《加装风源净化装置的措施》,保证了压缩空气的质量,防止了管路积水造成冻结故障的发生。 6.针对257YV、258YV冻结故障较多,加装了电加热片,防止了257YV、258YV冻结,消除了因257YV、258YV冻结造成的列车管压力不保压、制动缸压力不缓解等故障。 7.根据铁路局机安教电(2010)197号传真电报《关于做好防寒培训补强工作的通知》的要求,今年我国北方气候可能将面临“千年一遇”的新低温,我段机车防寒形势严峻,为了保证我段机车能够顺利过冬,对我段机车的防寒工作进行一次补强,并对主要工种的进行防寒培训。通过培训提高了我段主要工种防寒技能,有效地控制了机车冻结故障。 8.为了防止机车防寒工作中出现漏项,造成冬季运用中发生冻结故障。利用一周的时间,在段内整备线、各机车整备点等机车停留时间较长的折返点对机车防寒、防冻以及排水打温工作进行平推检查。预防了因防寒不到位造成管路冻结故障的发生。 (3)升弓管路系统 以前电力机车升弓管路系统出现冻结故障的情况比较严重,这是因为机车库停后重新升弓合主断时,有时需要辅助压缩机提供压缩空气,而辅助压缩机提供的压缩空气一般未进行有效的干燥处理,其中肯定会有凝结水随温度下降而析出,并容易在随后管路中的止回阀、调压阀等处集结成冰使其动作失灵,导致机车故障。电力机车利用车顶的受电弓从接触网获得电能,牵引列车运行。因此,受电弓是电力机车从接触网接触导线上受取电流的一种受流装置。它通过绝缘子安装在电力机车的车顶上,是一种铰接式的机械构件。当受电弓升起时,其滑板与接触网导线直接接触,从接触网导线上受取电流,并将其通过车顶母线传送至机车内部,供机车使用。受电弓靠滑动接触而受流,是电力机车与固定供电装置之间的连接环节,其性能的优劣直接影响到电力机车工作的可靠性。随着电力机车运行速度的不断提高,对其受流性能也提出了越来越高的要求。针对这类问题首先可考虑减少易故障部件,如:受电弓一般自带调压阀,设置在管路中的受电弓调压阀可考虑取消;其次,可在辅助压缩机出口设置冷却风缸,以尽快降低压缩空气温度,并通过分水滤气器或小型干燥器及时处理掉已析出的冷凝水,防止其进入后部件;再次,可对易故障阀件采取有效的加热措施,防止其冻结;最后,在严寒气候下还应尽量少用辅助压缩机打风,以避免产生水汽而影响后续管路系统。主要是修改乘务员的一次作业标准,在运行中少用辅助泵打风,并对易故障部件进行采取加热措施,防止冻结,并对一些易故障部件进行取消改进。 结论 冬季低气温对机车管路安全带来的影响,保证机车质量、减少责任设备故障作为工作重点,强化设备质量和现场应急处置办法,及早采取预防控制措施保证机车动力,全力做好机车防寒过冬工作。要求车队行管人员加大添乘力度,严格监督乘务员执行一次性标准化作业,并组织技教、安监、检修、材料等部门,做好严格检查,按计划进行了防寒整修,管路包扎,更换冬油等工作,对易冻设备做好了防冻、解冻工作,杜绝了机车质量隐患。 致谢 本论文的完成是在我们的导师楚宇杰老师的细心指导生受益下进行的。在此向导师表示衷心地感谢!导师严谨的治学态度,开拓进取的精神和高度的责任心都将使学终生! 参考文献 1、程怀文,电力机车机械部分【M】,北京; 2、中国铁道出版社,2003. 3、张有松朱龙驹韶山4型电力机车【M】北京中国铁道出版社2006. 4、赵树东,SS8型电力机车【M】,中国铁道出版社,1998. 5、刘友梅,韶山3型4000系电力机车【M】,中国铁道出版社1999. 6、鲍维千,杜怡,铁路机务【M】.成都;西南交通大学出版社, 7、赵嘉涛,电力机车电器【M】,北京;中国铁道出版社,2003. 8、安全阀在铁道车辆中的应用《机车车辆工艺》 2007 9、电力机车空气管路系统防寒技术《电力机车与城轨车辆》 2005 10、制动机试验台压力检测系统设计《机车车辆工艺》 2007