ДИПЛОМ (1229627), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

1 – секции теплового аккумулятора; 2 – воздушные секции охлаждения дизеля; 3 – воздушные секции холодного контура; 4 – водомасляный теплообменник (ВМТ); 5,8,9 – водяные насосы; 6 – электродвигатель (ЭД); 7,16 – трубопроводы горячего контура; 10,13,14,15 – трубопроводы холодного контура; 11 – охладитель надувочного воздуха (ОНВ); 12 – дизель; К1, К2, К3, К4 – двухходовые краны

Рисунок 2.3 – Модернизированная система охлаждения тепловоза [7]

После стоянки тепловоза и значительного снижения температуры теплоносителя перед пуском дизеля выполняют прогрев системы охлаждения. Машинист переводит краны К1 и К2 на боковой пропуск воды, отключая водяной насос ВН1.

В случае необходимости прогрева только водяной системы дизеля краны К3 и К4 переводят в положение бокового пропуска воды.

Затем машинист включает электродвигатель (ЭД) водяного насоса В_нэл, обеспечивая принудительную циркуляцию воды через тепловой аккумулятор, охлаждающее устройство горячего контура и дизель.

Если необходимо прогреть дизель и его масляную систему, то краны К3 и К4 переводят в противоположные положения бокового пропуска воды. После включения электродвигателя водяного насоса обеспечивается циркуляция воды через тепловой аккумулятор, охлаждающие устройства «горячего» и «холодного» контуров, водомасляный теплообменник.

2.2 Система прогрева тепловозов маневровых (СПТМ)

Система прогрева тепловозов маневровых (СПТМ) – это автономная система прогрева, обеспечивающая поддержание в течение длительного времени предпусковых температур дизельных двигателей маневровых тепловозов и обогрева кабины машиниста при отрицательных температурах окружающего воздуха.

На 2013 год по данным архивов локомотивостроительных предприятий локомотивный парк Российской Федерации насчитывает порядка 38500 тепловозов различных моделей. Ввиду колоссальных расходов дизельного топлива, масла, и больших выбросов вредных веществ в атмосферу при горячем простое тепловозов, было принято решение о модернизации действующего парка локомотивов системами прогрева на всей сети РЖД.

В ОАО РЖД до Указа президента РФ № 889 от 04.06.2008 г. «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности Российской экономики», было подписано Распоряжение ОАО РЖД от 11.02.2008 г. № 269р «Об энергетической стратегии ОАО РЖД на период до 2010 года и на перспективу до 2030 года».

Назначение системы прогрева тепловозов маневровых - повышение экономических показателей использования маневровых тепловозов и продление срока их службы.

Рисунок 2.4 – Дизель-генератор тепловоза ТЭМ2А [5]

Экономический эффект системы прогрева состоит в обеспечении экономии топлива, моторного масла и увеличения моторесурса двигателей маневровых локомотивов типа за счет исключения работы двигателей во время простоев локомотивов и на холостом ходу.

Принцип работы СПТМ основан на подогреве и поддержании предпусковой температуры охлаждающей жидкости и масла дизеля тепловоза на основе анализа информации о температурах окружающей среды и дизеля тепловоза. Для реализации этого принципа в изделии используются устройства и измерительная аппаратура, которые делятся на следующие функциональные группы:

• аппаратура контроля и управления;

• аппаратура передачи данных;

• аппаратура электроснабжения;

• устройства подогрева.

Аппаратура контроля и управления обеспечивает сбор информации о температурах охлаждающей жидкости и масла дизеля, окружающей среды, отсутствии или наличии движения тепловоза, состояниях аппаратуры электроснабжения и вторичного электропитания, а также устройств подогрева, анализа полученной информации с последующим формированием управляющих команд.

Аппаратура передачи данных предназначена для формирования сообщений о состоянии СПТМ и последующей их передачи по беспроводным каналам связи стандарта GSM и по протоколу GPRS.

Аппаратура электроснабжения предназначена для обеспечения изделия электроэнергией и распределения её между различными потребителями.

Устройства подогрева предназначены для подогрева охлаждающей жидкости и масла в дизеле тепловоза.

В СССР, в начале 1980-х годов на Северной железной дороге была реализована система прогрева тепловозов при горячем простое от постороннего источника в локомотивных депо Печора и Иваново по проекту Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта с подачей теплоносителя к месту прогрева от котельной депо. Опыт не был поддержан из-за значительных потерь в сетях, жёсткой привязки локомотива к месту прогрева и ухудшения условий маневровой работы на тракционных путях депо, сложности эксплуатации системы.

В начале 1996 года (05.04.1996г) были зарегистрированы технические условия ТУ У 21945225-002-96 научно-производственным предприятием "Днепротех-Юг" (г. Днепропетровск, Украина) на разработанную и прошедшую опытную эксплуатацию на промышленном предприятии Энергодарское ППЖТ (г. Энергодар, Украина) автоматическую. С 1995 года по 2005 год АСЭПТ успешно выпускался в бортовом и стационарном исполнении для локомотивов типа ТЭМ2.

Опытная партия систем прогрева была разработана, изготовлена и смонтирована компанией «Дэлвэй Менеджмент» в 2007 году.

Весной 2008 компанией ООО «ТЭС» были разработаны и произведены опытные образцы АСПТ и смонтированы на четырёх секциях тепловозов 2ТЭ10Ут приписки локомотивного депо Иваново, а также на двух тепловозах серии ЧМЭ3 приписки локомотивного депо Ярославль Главный.

В 2009 году компанией ОАО ВНИКТИ было оборудовано некоторое количество тепловозов ЧМЭ3 и один опытный тепловоз ТЭП70БС автономной системой прогрева собственного производства.

С 2012 года разработкой и внедрением систем прогрева тепловозов маневровых, реализованных на качественно ином уровне, под названием СПТМ «ПАССАТ» занимается компания НПП «Перспективные технологии машиностроения». Система отличается повышенной степенью надежности и безотказности.

2.3 Система прогрева тепловоза маневрового «ГОЛЬФСТРИМ»

На полигоне красноярской железной дороги в целях снижения затрат на топливные ресурсы подвижного состава на тепловозной тяге внедряется автономная система подогрева тепловоза в период горячего простоя. [10]

В 2012 году в план работ ЗАО «ДЦВ Красноярской ж.д.» включен объем по сопровождению, сервисному обслуживанию и ремонту систем прогрева «Гольфстрим».

Система прогрева тепловоза маневрового «Гольфстрим», предназначена для прогрева и поддержания в течение длительного времени предпусковых температурных условий дизелей маневровых тепловозов (путем поддержания необходимой температуры охлаждающей жидкости и масла в картере дизеля) и прогрева воздуха в кабине машиниста и аккумуляторном отсеке.

Изделие «Гольфстрим» обеспечивает:

а) поддержание температурных охлаждений жидкости при заглушенном дизеле тепловоза в установившемся режиме работы СПМТ (системы прогрева маневрового тепловоза «Гольфстрим» в пределах плюс 40–80 °С при температуре окружающего воздуха до минус 30 °С, используя в составе СПТМ один БПОЖ (блок подогрева охлаждающей жидкости (воды)), и до минус 50 °С, используя в составе СПТМ два БПОЖ.

б) поддержание температуры масла в картере при заглушенном дизеле тепловоза в установившемся режиме работы СПТМ в пределах плюс 20–50 °С при температуре окружающего воздуха до минус 30 °С, используя в составе СПМТ один БПОЖ, и до минус 50 °С, используя в составе СПТМ два БПОЖ.

в) поддержание температуры воздуха в кабине машиниста тепловоза в установившемся режиме работы СВОКМ (система воздушного отопления кабины машиниста) при температуре окружающей среды минус 50 °С от плюс 10 °С до плюс 30 °С,в аккумуляторном отсеке выше 0 °С.

г) безопасный одноразовый простой тепловоза от своих полностью заряженных аккумуляторных батарей с заглушенным дизелем не менее 10 часов при температуре окружающего воздух до минус 30 °С, используя в составе СПТМ один БПОЖ, и до минус 50 °С, используя в составе СПТМ два БПОЖ.

В состав системы входят:

- блок подогрева охлаждающей жидкости (БПОЖ «Гольфстрим»);

- блок оповещения и связи (БУОС «Гольфстрим»);

- система воздушного отопления кабины машиниста (СВОКМ «Гольфстрим»);

- блок подогрева масла (БПМ «Гольфстрим»);

- датчик: температуры воды, температуры масла;

- аккумуляторные батареи «6СТ-210АП»;

- жгуты;

- обратный клапан.

В зависимости от конструктивных особенностей тепловозов и требований заказчика изделия могут отличаться вариантами конструктивного использования, кабельной продукции, наличием или отсутствием СВОКМ и количеством используемых БПОЖ.

Состав системы:

Рисунок 2.5 – Обобщенная схема включения системы «Гольфстрим» на тепловозе ТЭМ2 [11]

В БПОЖ могут применяться подогреватели характеристики которых, аналогичны характеристикам подогревателей Webasto Thermo 350. [10]

В СВОКМ могут применяться подогреватели характеристики которых, аналогичны характеристикам подогревателей Webasto Air Top 3500. [10]

Преимущества перед аналогами.

Преимущества перед электрическими системами (автономность: может быть включена в любом месте. Не требует строительства стационарных мест для отстоя тепловозов и подвод высокомощных электрических сетей).

Преимущества перед системами с дизель-генератором (высокий К.П.Д., меньшие затраты на обслуживание, меньшие капиталовложения).

Факторы, образующие экономический эффект:

- экономия топлива;

- уменьшение вредных выбросов в атмосферу;

- уменьшение численности персонала;

- увеличение ресурса двигателя.

2.4 «Локотерм» сэкономит сотни тонн дизельного топлива

В настоящее время конструкторы и инженеры компании производят внедрение новой автоматизированной системы прогрева тепловоза, получившую название АСПТ «Локотерм», которая позволяет железнодорожникам экономить значительное количество дизельного топлива. Не секрет, что очень часто, когда тепловозы находятся в простое на станции или в депо в ожидании работы, в условиях низких температур машинисты вынуждены держать двигатель локомотива работающим на холостом ходу, чтобы обеспечивать его работоспособность. При этом за час простоя расходуется от 10 до 17 и более килограмм топлива в зависимости от серии локомотива и погодных условий. Нередко в морозные дни тепловозы вынуждены затрачивать более 100 кг дизельного топлива. В случае отключения двигателя в холодное время года топливо и масло начинают загустевать, что сильно снижает ресурс двигателя при запуске, а водяная система может вообще замёрзнуть и вывести локомотив из строя.

Специалисты «АВП Технология», используя зарубежный и отечественный опыт, а также собственные разработки, создали по заданию ЦТ ОАО «РЖД» свою оригинальную систему прогрева тепловоза АСПТ «Локотерм», позволяющую отключать двигатель локомотива на время простоя и исключить непроизводительное потребление дизельного топлива. Система «Локотерм» поддерживает температуру воды, топлива и масла неработающего дизеля на уровне, обеспечивающем его надёжный запуск в условиях низких температур окружающей среды.

АСПТ «Локотерм» включает в себя комплекс аппаратных и программных средств, установленных на борту тепловоза, имеющих возможность беспроводной передачи данных на сервер ОАО «РЖД». «Локотерм» также взаимодействует с созданным ранее «АВП Технологией» Регистратором параметров движения маневрового тепловоза (РПДА-Т), который предназначен для автоматизированного сбора и обработки информации о работе локомотива.

В состав системы входит и воздушный отопитель, благодаря которому даже в лютый мороз машинистам в кабине тепловоза будет всегда тепло и комфортно. Там же расположены пульт управления системой и блок индикации, на котором отображаются все параметры работы системы. С помощью двух подогревателей поддерживаются в постоянном рабочем режиме вода, масло и дизельное топливо. Эта система автоматически регулирует теплотворную мощность в зависимости от температуры наружного воздуха, что повышает её экономичность. Причём расход топлива в среднем в 2,5 раза меньше, чем при «горячем простое», всего от 3 до 6 кг.

Рисунок 2.6 – Система АСПТ «Локотерм» [11]

АСПТ «Локотерм» обладает целым рядом преимуществ по сравнению с другими аналогичными системами прогрева тепловоза. Так, она работает от собственных аккумуляторных батарей, которые заряжаются во время работы дизеля.

Очень важно, что оборудование системы изготовлено из отечественных комплектующих изделий (нагреватели, отопитель, аккумуляторные батареи, блоки и другая аппаратура), что значительно снизило её стоимость и облегчает техническое обслуживание и ремонт.

Кроме снижения расхода дизельного топлива, к достоинствам системы можно отнести увеличение ресурса работы дизель-генератора за счет отключения двигателя, а также сокращение объёмов выброса вредных газов в атмосферу, что положительно влияет на экологическую обстановку.

«Локотерм» позволяет автоматически передавать всю необходимую информацию о её работе в режиме реального времени на заданный сервер. В случае возникновения неисправностей посылается соответствующее текстовое оповещение по каналам мобильной связи в виде SMS-сообщений с указанием кода отказа, что существенно облегчает поиск неисправности. Кроме того, в дополнение к визуальной и речевой информации на локомотиве установлена сирена, позволяющая мгновенно оповестить персонал о проблемах, возникших в работе тепловоза или самой АСПТ «Локотерм». Посредством GPS/ГЛОНАСС имеется возможность определения местоположения тепловоза.

АСПТ «Локотерм» прошёл все предварительные стендовые испытания и был установлен на тепловозы ЧМЭЗ в эксплуатационном локомотивного депо Котлас Северной железной дороги. В ходе зимней эксплуатации новинка подтвердила соответствие заявленным требованиям технического задания. Система прогрева АСПТ «Локотерм» успешно справилась с возложенными на неё функциями и обеспечила надежную, устойчивую работу локомотивов в зимних условиях, сэкономив при этом большое количество топлива на 20 тепловозах серии ЧМЭ3.

Характеристики

Список файлов ВКР