电力机车空气管路系统防寒技术_王欣
浅析电力机车管路系统的防寒_毛金虎
在机车空气管路系统中的空气同样遵循上述规 律。空气经过压缩机压缩， 其温度、 压力都有了很大的 提升。压缩空气在风缸、 管道传输过程中， 大部分空气 中所含的水蒸气将随着压缩空气温度的下降，在比较 高的温度下就开始冷凝析出液态的凝结水，剩下部分 仍以水蒸气形式混合在压缩空气中，如果压缩空气温 度继续下降， 空气中的水蒸气还将继续冷凝， 析出液态 的凝结水。 所以在北方的严寒冬季， 如果管道内的凝结 水达到一定的量并在某些部位结冰，可堵住压缩空气 的输送与传递， 从而引起故障。
图(
标准大气压下空气温度、 相对湿度和含水量的关系
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图 ! 说明的是大气压下空气的露点与压缩至各种 压力时的露点的关系。
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绝缘老化特性 在低温下， 因电机运行时的环境温度较低， 因此电
0 结论
综上所述， 对于低温环境下运行的电机， 设计时应 从以下方面考虑： （ 电机必须选用防寒电刷； ,） （ 电机轴承润滑脂可使用 # 号锂基脂， 但最好使 1） 用低温润滑脂； 电机转轴必须选用含有金属 23 的合金材料， 以 （ #） 增加材料在低温时的冲击韧性，防止转轴发生脆性断 裂； （ 电机绝缘材料的选用可与常温环境一样， 但电 !） 缆的选用必须考虑低温脆性现象。
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中白货运1型电力机车空气管路系统防寒技术
中白货运1型电力机车空气管路系统防寒技术作者：刘治国，王树海来源：《科技创新与生产力》 2015年第1期刘治国，王树海（中国北车集团大同电力机车有限责任公司技术中心，山西大同 037038）摘要：文章从中白货运1型机车的主要技术特点出发，介绍了该机车的实际应用环境，指出机车空气管路系统防寒设计的必要性，并根据机车空气管路系统各主要部件的结构特性和空气管路防寒的原理，提出了针对机车空气管路系统各部件具体的防寒措施。
在实际的使用过程中，这些防寒措施取得了预期的效果，达到了电力机车空气管路系统的防寒目的，保证了中白货运1型机车的正常运营。
关键词：中白货运1型大功率电力机车；防寒；空气管路中图分类号：U264 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2015.01.087中白货运1型大功率交流传动机车是由中国北车集团大同电力机车有限责任公司设计，出口白俄罗斯的干线货运双节机车，轴重为25 t，轨距1 520 mm，设计最高速度120 km/h，功率9 600 kW的一种新型重载货运交流传动机车。
为满足独联体国家联运需要，制动系统必须确保在低温状态下正常工作，我国电力机车主要在华北及其以南地区运用，制动系统一般都满足最低使用温度-25 ℃，而出口车在独联体联运时环境温度能达到-40 ℃，低温环境可能造成制动系统零部件性能下降、管路及阀类由于水汽冻结，这些将直接影响行车安全，因此在中白货运1型机车设计过程中，对制动系统进行了防寒处理设计。
1 系统防寒总体方案[1-2]机车制动系统防寒主要由主压缩机、双塔空气干燥器、辅助压缩机等设备及其管路附件组成。
1）为满足压缩机防寒要求，空气压缩机具有低温加热功能，在环境温度低于-29 ℃时，低温加热功能启动，当温度高于-29 ℃时，停止加热；压缩机出口过滤器排污电磁阀自带加热装置，在环境温度低于5 ℃时，排污阀开始加热，在高于5 ℃时，停止加热。
基于电伴热的电力机车空气管路防寒技术研究
基于电伴热的电力机车空气管路防寒技术研究近年来,我国铁路事业迅猛发展,全国铁路网进行了更深入的延伸,在北方地区多条新开通的铁路线路相继投入运行。
由于我国北方地区尤其是西北和东北地区冬季温度很低,空气管路冻结问题一直没有得到彻底的解决,对列车的顺利运
行造成了很大的安全隐患。
本文首先对车厢内外没有电伴热和保温层的管路进行了温度场数值仿真,得出其不能满足实际运用需求的现状;其次通过理论分析压
缩空气中水蒸气从进入空气压缩机开始直到用气设备的析出和凝结状况;然后针对各种工况分别建立三维模型,并划分网格,导入FLUENT软件设置合理的边界条件后进行CFD数值仿真分析,获得在不同工况下的空气管路温度场和融冰情况,
对仿真结果进行分析,验证电伴热发热功率和保温层厚度是否满足实际运用需求。
研究结果表明,在-40℃的环境温度下,车厢外空气管路保温条件为伴热带发热功率为312W/m,保温层厚度为10mm。
车厢内融冰工况下,5mm厚度的保温层厚
度完全满足运用需求;车厢外融冰工况下,312W/m发热功率的电伴热加热和10mm 厚度保温层已经满足实际使用要求,但是考虑到保温材料的成本,保温材料导热
系数选择0.05W/(m.k)附近,厚度为15mm最佳。
以上选取的电伴热发热功率配合对应厚度的保温层能够满足实际运用的需求,对企业在冬季对机车进行防寒保温的工作具有一定指导意义。
毕业设计：电力机车空气管路系统的检查维护和检修(终稿)
摘要电力机车空气制动系统主要包括空气管路系统和制动机系统两部分，是机车组成的重要部分，其主要作用是对机车及列车进行控制和制动，保证列车的安全行驶。
机车空气制动系统保持其良好、可靠的工作性能，对于实现多拉快跑，保证行车安全具有十分重要的意义。
为满足运用要求，保证机车空气制动系统良好、可靠、安全地工作，正确分析和了解机车空气制动系统各部件随机车运用而自然磨损、腐蚀、老化、疲劳的渐变过程，掌握自然发展规律，指定出切合实际的检修计划和内容，以恢复制动机的性能，是从事机车检修的一项主要任务，也是保证行车安全的必要措施。
电力机车空气管路系统就其功能分为风源系统、控制管路系统和辅助管路系统。
风源系统主要由空气压缩机、压力控制器、总风缸、空气干燥器等配件及其联接管路组成。
其功用为提供机车与车辆制动机系统及全车气动器械以稳定和洁净的压缩空气。
控制管路系统主要由辅助空气压缩机、辅助风缸、控制风缸、止回阀、连锁阀及其联接管路组成，用以提供全车气动电气的压缩空气既安全保护措施，是保证机车正常运行不可缺少的环节。
辅助管路系统主要由撒砂器、风喇叭、刮雨器、轮喷装置及其连接附件、管路等组成，是确保机车安全运行及改善性能的必备装置。
SS9型电力机车-发现问题：SS9型机车是采用微机控制的电力机车之一，，曾经常发生系统死机问题，导致整辆机车无法启动，尤以冬天最为严重，影响列车车次的正点率。
及后有关方面为在中国东北地区行走的SS9型机车加装加热器，使其微机系统在严寒环境下仍能保持稳定，大大减低微机故障率。
因此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乌兹别克斯坦、哈萨克斯坦等国外市场，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℃。
这些用户都明确要求机车应能满足-40℃(哈萨克斯坦招标机车要求为-5O℃低温下正常运行，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。
机车空气管路防寒措施分析
机车空气管路防寒措施分析我国北方寒冷地区，冬季极限温度在-40℃以下，电力机车防寒需关注的主要部位集中在以下几个方面：升弓空气管路中各阀类因积水结冰而冻结，造成受电弓不能升起或卡滞；制动空气管路中各阀类因积水结冰而冻结，机车故障因此发生；干燥空气的主要部件及总风传输管路冻结造成该部件工作失灵。
上述问题的出现，对机车安全运行产生了不良影响。
因此在机车空气管路中的关键部位加装电加热防寒，可以防止管路部件冻结，保证部件工作在合适温度，提高机车冬季运行的可靠性。
1 机车空气管路防寒装置的主要类型机车空气管路防寒装置的主要类型有伴热线、加热片及热风器。
1.1 伴热线伴热线是采用最为广泛的防寒装置，因其安装方便、结构简单被大量应用。
1.2 加热片加热片因体积小巧，加热效果明显，适合应用于阀座类部件的防寒。
PTC陶瓷恒温电加热片主要用于机车上体积小、不规则的实体阀及座。
主要技术参数：（1）尺寸：长30-120mm 宽20-50mm厚：5-7mm（2）电压：AC 220V±20% 或DC 110V±20%（3）功率：30W—100W（4）绝缘耐压：3750 V（5）表面最高温度：60℃1.3 溫控热风器采用PTC加热元件，气体风扇循环，配合温度控制器使用。
主要用于密闭空间气体的加热，如机车电气屏柜、机车制动屏柜，保证屏柜内各部件冬季正常工作。
温控热风器主要包括热风器和温度控制器，热风器的外形及尺寸如图1，温度控制器的外形如图2。
（1）热风器工作电压：AC 220V±20% 或DC 110V±20%功率：400W出风口温度：65℃送风量：45m3/h尺寸：110mm×85mm×90mm（2）温度控制器工作电压：AC 220V±20% 或DC 110V±20%额定电流5A控温范围：-15℃-+45℃尺寸：60mm×33mm×43mm2 机车空气防寒装置的主要形式2.1 普通管路安装形式将安装管路清理干净，用Φ16×9mm和Φ34×15mm的橡塑管包裹，外部用橡塑胶带半叠包缠绕，间隔段应包裹充分、均匀，不得有管路裸露。
电力机车冬季防寒
电力机车冬季防寒
电力机车作为一种重要的交通工具，在铁路运输领域扮演着不可替代的角色。
而在寒冷的冬季，机车的运行也会受到影响。
为了确保铁路运输的安全和顺利，需要采取一系列的措施来防寒保暖。
1. 维护电机和电器设备在寒冷、潮湿的环境中，电机和
电器设备易发生故障。
因此，冬季需要加强对电机和电气设备的维护，检查电缆、绝缘体、电器接口等部件，保证电动机正常运转，防止过载和短路等故障的发生。
2. 加强保温措施电力机车的车内温度易受外界气温的影响，为了给机车提供良好的温度环境，应加强保温措施。
例如，在车厢墙、车顶以及车底等处使用具有保温性能的材料进行包裹，防止热量的流失，同时保证机车的内部温度。
3. 保证空气流通在车内加强保温的同时，也需要保证车
内空气的流通。
过于密封的车厢会导致车内二氧化碳含量过高，不利于机车的正常运转和员工的健康。
因此，需要做好通风和换气的工作，确保车内空气流通。
4. 技术人员培训在寒冷的冬季中，机车的检修需要特别
注意技术人员的安全问题。
因此，需要对技术人员进行培训，教授他们如何正确保护自己的身体，防止受到冷风冻伤等不良影响。
5.资料备份和纪录保留在冬季的运行过程中，机车的性能
和状态需要进行定期检查和记录。
对于一些重要的数据和资料，应进行备份和保存。
这不仅是为了便于数据分析和机车维修，更是为了确保机车的正常运行和行车安全。
总之，在寒冷的冬季，电力机车的运行需要更加注重安全。
只有采取正确的保护措施，才能确保机车的正常运行，同时也为铁路运输提供更加安全、可靠的服务。
机车空气管路系统防冻设计
０ 引 言 热 力 学第 二 定 律 指 出［１ｌ，只要 有 温度 差 存 在 ，热 由于温度 差 普通存在于 ｔｑ然界和各个技术领域 中，所以，热量传递 是 一 种 普遍 的 自然 现 象 。无 论 在 铁 路 、宇 航 、动 力 机 械 、化 工 、制冷 、建 筑 ，还 是 在机 械 制造 、电子等 部 门 ，都 存在 许多 传热 问题 。工程 上经 常 遇到 热量 由高温 流体 经 固体 壁 传 给低 温 流 体 ，这 种 过 程 称 为传 热 过 程 。 如 冬 季室 内热 空气 经 墙 壁 散 热给 室 外 空 气 ，内燃 机 散 热 器 的散热 ，制 冷装 置 中蒸 发器 的 吸热 和冷 凝器 的放 热 ， 蒸汽 管道 的热 量 损失 等都 是传 热 过程 。机 车 空气 管路 系统在冬季 由于管路 内气体 和大气存在传热过程 ，因 此 ，为 防止 管 路 系 统 冻结 ，造 成 行 车 隐 患 ，必 须 对其 进 行 防冻设 计 。
第 ２期 （总 第 １２０期 ） Ｎｏ．２（Ｓｕｍ Ｎｏ．１２０）
机 械 管 理 开 发
ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＡＮＤ ＤＥＶＥＬ０ＰＭＥＮＴ
２０１１年 ４月
Ａｐｒ．２０１ Ｉ
机 车空气 管路 系统 防冻设 计
HX_D3型电力机车空气管路系统检修研究
通过对故障原由的分析可知#若想实现对故障的有效解 决#则需对其工作效率进行提升& 具体方式如下(
#% 对油位的检查需要按照有关的维护保养措施进行#例如 设备暖机之后则需立即进行检查#即设备启动 % 2U< 之后#需 进行停机 % 0#" 2U<#之后通过油位窗进行观察#如果在油位窗 处不能发现油位#则需将油尺打开#再对其进行检查#油位的最 高极限不能超过油尺所标注的界限#若所观察的油位过高#则 需及时打开排油阀#将内部过多的油量进行排除#使其所处位
!")
技术应用
置一直在界限之下& !% 对油气分离器和空气滤清器进行检查#若发现存在有污
染#则需立即进行替换& 3% 在加入新油或是往设备中注入润滑油后#则需将设备进
行重启#并按照 #%中方式进行油位的控制& ,% 因油位的检查和润滑油的注入需要打开油盖#故而需利
用铝垫进行密封#在密封过程中#需将油盖进行紧固#以此来避 免喷油现象的发生& 3 ?! )不按规定 的 周 期 更 换 空 气 滤 清 器 油 过 滤 器 油 气 分 离 器 简称三滤 及润滑油 3?!?#)不按规定更换三滤及润滑油的后果
#% 若无法按照事先规定的周期进行空气滤清器的替换#那 么将会导致设备无法提供所需风力#在空气滤清器运行一段时 间之后#将会产生集尘#从而致使自身所产风量降低&
!% 无法定期进行润滑油或是油过滤器的替换#会致使设备 无法实现过滤作用#进而使内部产生杂质#而随着杂质的产生# 将影响设备正常运转#严重时还会烧毁电机&
浅谈机车防寒自控温电加热装置
浅谈机车防寒自控温电加热装置摘要：根据机车加装碳纤维加热套破损及接地的情况，分析SS4B机车改进原有加热装置，加装自控温加热装置的必要性和可行性。
针对自控温加热装置的结构特点，提出了新的安装方案，装车使用后，产生了一定的经济效益，并提高了安全的可靠性。
关键词：朔黄铁路；SS4B机车；防寒；自控温加热装置1．问题的提出朔黄铁路主要担当神池南至黄骅港的煤炭运输任务，全线位于北方寒冷地区，尤其是神池南地区，冬季极限温度在-30℃以下，机车防寒问题非常突出。
冬季运用中存在的主要问题有：升弓空气管路中各阀类因积水结冰而冻结，造成受电弓不能升起或卡滞；制动机系统中各阀类因积水结冰而冻结，造成制动系统故障；空气干燥器排污阀及管路冻结造成干燥器工作不正常。
上述故障的发生，对机车运用造成了极大的安全隐患。
因此在机车制动系统中的关键部位加装电加热装置，防止出现冻结是很有必要。
为解决重要管路节点和阀体的冻结问题，通常采取加装碳纤维加热的方式。
碳纤维加热是目前应用比较广泛的一种加热装置。
其价格低、柔软性好，容易成型。
但其也存在着明显的不足：一是，绝缘性能不好，易造成辅助回路接地；二是，使用寿命短，使用一个季度后50%以上的加热装置需要更换；三是，温度不能控制，当环境温度高时，其加热温度也高，甚至损坏机车管路或阀体内部的橡胶件，造成其老化失效，影响了机车性能。
在使用中虽然采取了缩短加热装置的更换周期，加强小辅修时的检查等手段，但仍然无法解决上述的问题。
因此，需要对原有的加热装置进行改造，以提高加热装置的可靠性。
2.加热装置的改进方案近几年，随着电加热材料的技术进步，出现了多种新型电加热材料和电加热技术。
其中，用可以自动控制加热温度的新型电加热材料制作的加热装置比较合适于机车制动系统的防寒，可靠性更高。
这种新型电加热装置就是自控温电加热装置。
2.1自控温电加热装置的原理及特点机车自控温电加热装置以自控温电伴热线为发热体，通过剪裁和组合，外部包裹橡塑保温层和PVC塑料，形成各种长度和形状的保温护套，以适应机车管路和阀体安装的需要。
电力机车空气管路温控系统设计
电力机车空气管路温控系统设计侯艳;张武【摘要】针对电力机车空气管路发生冻结这一现象,设计了一套加热解冻及防冻结系统,采用热电阻传感器作为感温元件进行温度测量,单片机作为控制器进行数据处理及运算,采用可控硅MOS-FET28N05L来控制加热器进行工作,将PWM波加在晶闸管上,以其周期性的通断来控制加热回路的强电.为了方便调试,设计了友好的人性化界面.本研究为电力机车空气管路系统防冻结提供了一种参考方案.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2018(000)009【总页数】3页(P25-27)【关键词】空气管路;冻结;加热;单片机【作者】侯艳;张武【作者单位】西安铁路职业技术学院牵引动力系,陕西西安 710014;西安科技大学机械工程学院,陕西西安 710054【正文语种】中文【中图分类】TP202电力机车的空气管路系统按其功能分为风源系统、制动机气路系统、控制气路系统和辅助气路系统四大部分，该系统的性能好坏直接影响到机车的整个运行状态和行车安全[1]。
众所周知，空气中通常含有水蒸气，一般情况下，湿空气中的水蒸气都处于过热状态，并呈不饱和状态。
如对湿空气进行压缩或温度发生改变时，空气中的水蒸气将会超出饱和限度，凝结成水分。
当压缩空气中含有过量的水分时，一方面，会加剧管道及阀类部件的腐蚀和锈蚀，减少其寿命，缩短检修周期，增大检修劳动量及成本，降低铁路运输效率；另一方面，可能产生凝结，造成空气管路系统堵塞，导致系统失灵，甚至引发行车事故。
因此，电力机车空气管路系统防冻结措施对保障整个系统的正常运行及列车的行车安全具有重要的作用[2-3]。
从20世纪80年代开始，我国开始在机车车辆空气管路系统中加装空气干燥器，用以吸收压缩空气中的水分。
采用该方法获得了一些明显的效果，但在环境温度较高的夏季及较低的冬季，均不同程度地出现了压缩空气干燥效果较差的现象，如福州段SS4改型电力机车夏季出现过不同程度的总风缸积水，沈阳段SS9型电力机车在冬季出现过不同程度的干燥器前管路冻结而堵塞的严重事故。
SS_4改进型电力机车(11)——空气管路系统
SS_4改进型电力机车(11)——空气管路系统
刘予湘
【期刊名称】《电力机车与城轨车辆》
【年(卷),期】1993(0)2
【摘要】一、概述电力机车空气管路系统直接关系到机车和列车的运行安全,是机车的重要组成部份。
按工作原理可分为风源系统、控制管路系统、辅助管理系统和制动机系统四大部份。
按照设计任务书的要求,SS<sub>4</sub>改进型电力机车空气管路系统在各型电力机车的基础上,吸收国外进口电力机车的先进经验,并采用新技术、新工艺。
其特点如下:
【总页数】3页(P46-48)
【关键词】SS<sub>4</sub>;管路系统;制动机;加馈电阻制动;运行安全;塞门;联合制动;重联;辅助管理;电空阀
【作者】刘予湘
【作者单位】株洲电力机车工厂
【正文语种】中文
【中图分类】U2
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SS_4改型机车防寒问题探讨
SS_4改型机车防寒问题探讨
危翔
【期刊名称】《电力机车与城轨车辆》
【年(卷),期】2002()z1
【摘要】针对大秦线上运行的SS4改型机车冬季易发故障,从多方面分析了其发生的原因,并提出了相应防止措施。
【总页数】3页(P28-30)
【关键词】电力机车;防寒;措施
【作者】危翔
【作者单位】湖东电力机务段
【正文语种】中文
【中图分类】U264.0
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６０. 时 # 大 气 含 湿 量 约 为 ０． ５ ｇ／ ｋｇ# 对 应 露 点 /２５ 0 ’
当压缩至 ９００ ｋＰａ 后 # 压缩空气的露点将升高至 ４ 1 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
２． １
空气管路系统防寒技术分析
防寒设计原则 空气管路系统防寒设计原则是在满足机车低温下
２． ３
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
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 # 一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 " 既防止因扩大范围加热保温 而造成资源浪费 # 又避免因防寒措施不当而导致机车 故障 "
!"#$%&’$ % Ｔｈｅ ａｒｔ ｉ ｃｌ ｅ ｅｘｐｏｕｎｄｓ ｔ ｈｅ ｃｏｌ ｄ－ｐｒｏｏｆ ｍ ｅａｓｕｒｅｓ ｔ ｈａｔ ｈａｖｅ ｄｏｎｅ ｆ ｏｒ ｔ ｈｅ ａｉ ｒ ｐｉ ｐｅｌ ｉ ｎｅ ｓｙｓｔ ｅｍ ｏｎ ｅｌ ｅｃｔ ｒｉ ｃ ｌ ｏｃｏｍ ｏｔ ｉ ｖｅｓ"ａｎｄ ａｎａｌ ｙｓｅｓ ｔ ｈｅ ｉ ｎｆ ｌ ｕｅｎｃｅ ｔ ｏ ｔ ｈｅ ｐｉ ｐｅｌ ｉ ｎｅ ｓｙｓｔ ｅｍ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｌ ｏｗ ｔ ｅｍ ｐｅｒａｔ ｕｒｅ ａｎｄ ｔ ｈｅ ｋｅｙ－ｐｏｉ ｎｔ ｏｆ ｃｏｌ ｄ－ｐｒｏｏｆｍ ｅａｓｕｒｅｓ"ｔ ｈｅｎ ｐｕｔ ｓｆ ｏｒｗ ａｒｄ ｔ ｈｅ ｉ ｍ ｐｒｏｖｅｍ ｅｎｔｐｒｏｐｏｓａｌ ｓ．
第 ２８ 卷 第 ５ 期 ２００５ 年 ９ 月 ２０ 日
电力机车与城轨车辆
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Ｖ ｏｌ ．２８ Ｎ ｏ．５ Ｓｅｐ．２０ｔ ｈ"２００５
电力机车空气管路系统防寒技术
王 欣 " 毛金虎 " 刘豫湘
# 中国南车集团株洲电力机车有限公司 " 湖南 株洲 摘
４１２００１$
要 % 介绍了电力机车空气管路系统目前已采取的防寒措施及存在的问题 " 从低温环境对管路系统的
影响以及防寒工作的重点等方面进行了技术分析 " 并提出了改进建议 & 关键词 % 电力机车 ’ 防寒 ’ 管路系统 ’ 冻结 中图分类号 % Ｕ ２６０． ３５ 文献标识码 % Ａ 文章编号 % １６７２－１１８７ # ２００５$ ０５－０００５－０３
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 &
２． ２
低温对机车空气管路系统的影响 我国东北地区以及哈萨克斯坦 & 乌兹别克斯坦等
地的最冷时期出现在每年 １２ 月至次年 １ 月 # 此时日最 低气温一般为!５"#３５ $# 相对湿度 ６０％ %８０％ " 这 种严寒的气候对机车空气管路系统的影响主要有两方
－６－
王欣 等!电力机车空气管路系统防寒技术! ２００５ 年第 ５ 期
)５０ *$ 低温下正常运行 " 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 +４０ , 低温下正常 工作要求 &
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 地区和乌兹别克斯坦 (哈萨克斯坦等国外市场 " 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 & & 这些用户都明确要求机 车 应 能 满 足 ’４０ ( # 哈萨克斯坦招标机车要求为
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引言
防寒技术是确保机车低温工作性能的关键 & 过去
第一阶段的防寒从首批赴东北地区运用的 ＳＳ４ 改 型机车设计制造阶段开始实施 & 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 机车投入东北地区运用后 " 在 ２００１ 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 " 即在 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 Ｄ Ｃ １１０ Ｖ 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
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２． ４． ３
升弓管路系统
２． ４
防治管路系统冻结的重点部位 根据对机车低温下故障情况的统计 " 我们将下面
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而使其动作失灵 " 导致机 车故障 & 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 后部阀件 ’ 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 &
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 &
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 # 单位体积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 " 图 １ 表示的是压缩空气饱和含湿量与绝对压力和 温度的关系 "