ДИПЛОМ (1229627), страница 9

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

Текст из файла (страница 9)

Действия в моменты прекращения прогрева систем выполняются в следующем порядке: отключают циркуляцию топлива и энергообеспечения от внешнего источника, перекрывают ранее открытые вентили, переводят рукоятки дисковых заслонок в положение «Открыто», производят, при необходимости дозаправку систему водой, отключают центробежный насос и в последнюю очередь отсоединяют гибкие рукава напорной и сливной магистралей.

При отсутствии прогреваемых локомотивов, и особенно, в холодное время года необходимо произвести слив воды из напорной и сливной магистралей в бойлер. Для этого достаточно открыть вентили 14, 18 и далее, за счёт уклона магистралей 7, 8, вода самотёком будет сливаться в бойлер 1.

3 АВТОНОМНЫЙ ПОДОГРЕВАТЕЛЬ ОТ КОМПАНИИ «HOTSTART», ПРЕДЛАГАЕМАЯ СИСТЕМА ПРОГРЕВА ТЕПЛОВОЗОВ ДЛЯ ТЧЭ-9 «АМУРСКОЕ»

Тысячи локомотивов, на территории России месяцами работают в зимнее время года, без остановки, в связи с условиями работы и холодным климатом. При этом полезная работа, из всего времени составляет иногда менее 30 %. Все остальное время локомотивы работают на холостом ходу. Работа двигателя на холостом ходу – это не только большое потребление топлива, масла, загрязнение окружающей среды, это еще крайне негативно сказывается на самом двигателе. Время между капитальными ремонтами резко уменьшается.

APU (Автономная система подогрева с приводом от дизельного двигателя) позволяет останавливать основной двигатель локомотива в любом месте и при любой погоде. APU – отдельная система, в основе которой небольшой дизельный генератор, с системами обогрева и автоматики. Система питания APU от дизельного топлива локомотива. APU поддерживает температуру основных систем главного двигателя, в рабочем диапазоне, готовым к запуску и полным нагрузкам в любой момент времени. Потребляет менее 2-х л/час, вместо 30–50 л/час, которые потребляет основной двигатель тепловоза на холостом ходу. Экономит топливо и масло. Уменьшает вредные выбросы в несколько раз.

Железнодорожный транспорт является крупнейшим потребителем энергоресурсов. Затраты на топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) составляют в целом по сети железных дорог России примерно 11,2 % от общеотраслевых эксплуатационных расходов, из них на тягу поездов расходуется 72,2 %. Но действительно ли эти 72,2 % расходуется на тягу, на полезную работу? Результаты исследований показали, что время работы ДГУ тепловозов на холостом ходу с учетом стоянок в пути следования колеблется в пределах от 40 до 78 %. В режиме номинальной мощности тепловозы работают от 0,5 до 15 % суммарного времени. Остальное время приходится на частичные нагрузки. Следовательно, тепловозы работают основное время на холостом ходу и частичных нагрузках.

АСПДм (Автономная система подогрева с приводом от дизельного двигателя, малая) в английском варианте DDHS (Diesel Driving Heating System Junior), позволяет останавливать основной двигатель локомотива в любом месте и при любой погоде. АСПДм – отдельная система, в основе которой небольшой дизельный генератор, с системами обогрева и автоматики. Система питания АСПДм от дизельного топлива локомотива. АСПДм поддерживает температуру основных систем главного двигателя, в рабочем диапазоне, готовым к запуску и полным нагрузкам в любой момент времени.

Техническая характеристика APU (Автономная система подогрева с приводом от дизельного двигателя):

- подогревает и поддерживает температуру охлаждающей жидкости в локомотиве выше 38 °С даже при окружающей температуре ниже минус 23 °С;

- обогревает кабину машиниста с помощью электрических обогревателей и подзаряжает аккумуляторные батареи локомотива;

- 2-х цилиндровый, надежный дизельный двигатель (13 л/с), потребляет в среднем менее 2-х литров в час дизельного топлива в зависимости от окружающей температуры. (Основной двигатель на тепловозе, в зависимости от мощности потребляет 30–50 л/час);

- увеличенный картер двигателя (19л), позволяет реже проводить сервисное обслуживание;

- небольшие габариты позволяют устанавливать APU в проходах в отсеке двигателя или в любом другом удобном месте;

- автоматический запуск/остановка, изменение оборотов двигателя по мере необходимости, для поддержания оптимальной температуры охлаждающей жидкости локомотива и зарядки аккумуляторной батареи;

- дополнительная опция: «Умный старт» или «Smart start» AESS позволяет в автоматическом режиме глушить и перезапускать основной двигатель локомотива и запускать и останавливать системный двигатель APU по мере необходимости, чтобы поддерживать оптимальную температуру основного двигателя, давление в воздушной системе тепловоза и зарядки аккумуляторов. Система «Smart Start» позволяет получать подробный отчет о работе с выводом результатов экономии топлива;

- дополнительная опция: Контроль за работой тепловоза, при помощи сети Интернет, с любого удаленного места. Позволяет получать данные о работе локомотива в режиме реального времени: Температура двигателя; напряжение в аккумуляторах; начало движения и остановка тепловоза; работа на холостом ходу; местоположение, запуск и остановка основного двигателя; запуск и остановка вспомогательного двигателя; с выводом всех данных, включая отчет об экономии топлива, на экран диспетчера;

- система позволит контролировать реальный расход топлива и предотвращать несанкционированный слив топлива;

- дополнительная опция: сигнал тревоги и текстовое сообщение, при понижении температуры охлаждающей жидкости ниже установленного предела.

- дополнительная опция: монтажный комплект, обеспечивает более легкую и быструю установку;

- экология и защита окружающей среды. APU позволяет сократить вредные выбросы в атмосферу в 10–15 раз. Министерство экологии России рекомендует установку АСПДм, на все тепловозы.

Система («stop-start»), система автоматической остановки и запуска двигателя в зависимости от его температуры. Компания Kim Hotstart и ZTR Control Systems, основные разработчики технологии остановки и запуска двигателя («stop-start»), начали продавать комплект оборудования Hotstart-ZTR Control package, обеспечивающий экономию топлива при холостом режиме работы двигателя.

В этот комплект входит система DDHS компании Kim Hotstart и система отключения силовой установки локомотива SmartStart компании ZTR.

Рисунок 3.1 – Расположение APU оборудования на тепловозе в режиме технического обслуживания и запуска [12]

Рисунок 3.2 – Расположение APU оборудования на тепловозе в режиме эксплуатации тепловоза в движении [12]

Система SmartStart предназначена для автоматического отключения и включения как двигателя локомотива, так и системы Hotstart с целью поддержания необходимой температуры двигателя, напряжения в аккумуляторных батареях и давления в тормозной системе. Система прогрева дизеля от внешней тепло-гидравлической установки. Прогрев осуществляется с помощью внешней водогрейной системы, которая подключается к водяной системе тепловоза с помощью шлангов, циркуляция теплоносителя осуществляется внешним гидронасосом. Система подогрева дизеля от внешнего источника электроэнергии. Существует несколько достаточно похожих проектов: система «Контур» разработанная в НИИТКД, разработка СамГАПС. Основным является наличие места отстоя тепловоза, оборудованного источником питания с напряжением U=380 В и мощностью до100 кВт. Система обеспечивает автоматическое поддержание заданной температуры охлаждающей воды на заданном уровне, электрообогрев кабины машиниста, зарядку аккумуляторной батареи и периодическую прокачку масла. Система электроподогрева дизеля от вспомогательной дизель- генераторной установки. Экономия топлива в значительной мере достигается благодаря отключению основного двигателя, когда локомотив находится в отстое в течение длительного времени. Оборудование, для обогрева примером которого может служить установка DDHS поставляемая компанией Kim Hotstart, с приводом от вспомогательного дизеля компании Lister Petter. Система обогрева, не требует внешнего электропитания для сохранения заряда аккумуляторной батареи, поддерживает на должном уровне температуру масла и воды и обеспечивает температуру в кабине не ниже 10 °С (рисунок 3.3).

Система подогрева дизеля с помощью теплогенераторов. ООО «УК «Дэлвэй Менеджмент» совместно с ЗАО «КП ЛТД» создал автономную автоматизированную систему поддержания температуры воды и масла в двигателях локомотивов.

Рисунок 3.3 – Установка APU поставляемая компанией Kim Hotstart монтированная в машинном отделении [12]

В качестве источника нагрева система использует котлы – теплообменники. Выхлопные газы дополнительно обогревают секции охлаждения. Система полностью автоматизирована. Движение воды и масла осуществляется малогабаритными циркуляционными насосами с бесколлекторными электродвигателями с низким энергопотреблением. Для питания насосов и других электрических механизмов устанавливаются дополнительные аккумуляторные батареи. Система подогрева дизеля с помощью вихревых механических теплогенераторов. Система до настоящего момента почти не применяется. В качестве примера можно привести систему «Вихрь» разработанную коллективом преподавателей УУИЖТ, по заказу ООО «САНТ» и испытанную на тепловозе ТЭМ2 № 6738 в 2008–2011 годах (рисунок 3.4). Основой данной автоматизированной системы является наличие автономного водяного механического теплогенератора (далее АВМТ). Механический теплогенератор устанавливается в подкапотном пространстве машинного помещения тепловоза ТЭМ2, между дизелем и шахтой холодильника. АВМТ врезается в основную магистраль охлаждения дизеля через дополнительный обратный клапан. В дополнительных насосах система подогрева воды не нуждается. В корпусе теплогенератора размещен активатор, соединенный с валом электродвигателя. При работе электродвигателя нагреваемая жидкость всасывается через входное отверстие корпуса и, проходя, через активатор поток жидкости разгоняется и закручивается. Преобразование механической энергии в тепловую путем выделения тепла при принудительном турбулентном потоке жидкости внутри теплогенератора. В результате жидкость нагревается и под давлением подается в выходное отверстие корпуса. Затрачиваемая при этом механическая энергия электродвигателя почти полностью преобразуется в тепловую энергию и энергию напора нагреваемой жидкости.

1 – блок дизеля; 2 – водяной насос; 3 – верхний водяной коллектор; 4 – калорифер; 5 – подогрев кабины; 6 – распределительный бак; 7 – водяные секции шахт холодильника; 8 – разобщительный кран; 9 – разобщительный кран; 10 – обратный клапан; 11 – вихревой механический теплогенератор; 12 – водомаслянный теплообменник.

Рисунок 3.4 – Водяная система тепловоза ТЭМ2 после установки системы горячего отстоя

Горячая вода, подается в водомасляный теплообменник (далее ВМТ). Бак теплообменника оборудован прямоточными водяными трубками в лабиринтном контуре системы обогрева масла дизеля, далее вода подается в штатную систему охлаждения дизеля, проходит через водяные секции холодильника и далее в блок дизеля тепловоза. Через ВМТ дизельное масло перекачивается малогабаритным циркуляционным маслонасосом. Предусмотрено возможность питания системы от внешнего источника переменного трехфазного тока З80 В и от вспомогательной дизель – генераторной установки мощностью не менее 16 кВт. Система управления в автоматическом режиме контролирует и поддерживает: температуру воды в системы охлаждения дизеля (20–80 °C); температура масла дизеля (20–50 °C); температура воздуха кабины управления (10–25 °C); заряд аккумуляторных батарей; наличие и уровень топлива в дополнительном топливном баке. Система оповещения и связи производит оповещение персонала звуковыми сигналами и светоиндикацией о включении и выключении АВТ, а также возникновении аварийных режимов работы. Одновременно через систему GPS дублируются параметры работы на пульт диспетчера депо. Выбор способа подогрева дизеля будет, конечно же, зависеть от условий эксплуатации, серии тепловоза и режима его работы.

Технические параметры APU (Автономная система подогрева с приводом от дизельного двигателя) (таблица 3.1), размер и вес (таблица 3.2) и (рисунок 3.5)

Таблица 3.1 – Технические параметры

Таблица 3.2 – Размер и вес установки APU

Рисунок 3.5 – Размеры [12]

Спецификация APU (Автономная система подогрева с приводом от дизельного двигателя):

а) двигатель:

Характеристики

Список файлов ВКР