ПЗ (1233967), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Не меньший интерес представляют работы по совершенствованию котлов-подогревателей, работающих в циклическом режиме. Работы по созданию таких систем на протяжении ряда лет ведутся тепловозостроительными заводами, ВНИИЖТом и другими организациями. В качестве генератора тепла обычно используется водяной котел, работающий на жидком топливе или от электроэнергии. Возможно использование газообразного и твердого топлива.
Так российская компания "Дэлвэй Менеджмент" разработала систему прогрева двигателей маневровых тепловозов "Гольфстрим" предназначена для прогрева охлаждающей воды и масла при "горячем" простое тепловоза (рисунок 3.1). Основная задача этой системы – уменьшение потребления топлива тепловозом в режиме холостого хода (в таком режиме маневровые тепловозы находятся от 45 до 75 % времени) [11].
Рисунок 3.1 – Систему прогрева двигателей маневровых тепловозов "Гольфстрим"
В качестве источника нагрева используются котлы-теплообменники (энергия сгорания топлива сразу преобразуется в тепло). Выхлопные газы дополнительно обогревают секции охлаждения, тем самым КПД превышает 90 %. Система полностью автоматизирована. Циркуляцию воды по штатному контуру системы охлаждения обеспечивают малогабаритные насосы с бесколлекторными электродвигателями с малым потреблением мощности. Для питания датчиков, насосов, исполнительных механизмов, электронных блоков и прочих узлов, и агрегатов используются дополнительные аккумуляторы. Их емкость рассчитывается, исходя из максимального автономного времени простоя. В случае падения напряжения на дополнительных аккумуляторах система автоматически переключится на питание от штатного аккумулятора тепловоза и оповестит ответственных лиц через систему оповещения. Во время продолжительного простоя, например, возле депо, возможно стационарное питание от источника 220 В.
Система "Гольфстрим" оснащена средствами оповещения, поэтому присутствие персонала на тепловозе необязательно. В настоящее время компанией установлено и успешно эксплуатируется более ста единиц систем "Гольфстрим" на тепловозах: ТЭМ2; ТЭМ18(Д, ДМ); 2ТЭ116. Совместно с компанией "Людиново-Тепловоз" прорабатывается проект серийной установки системы на тепловозы: ТГМ6; ТГМ4; ТЭМ7.
Водогрейные котлы, работающие на жидком топливе, устанавливались серийно и в опытном порядке на тепловозах: ТЭЗ; ТЭ10; ТЭП60; и др. За рубежом, особенно на тепловозах, оборудованных системами парового отопления вагонов, применяются и паровые котлы. При этом прогрев силовой установки обеспечивается путем непосредственной подачи пара в систему охлаждения дизеля или через пароводяной теплообменник. Применение котлов-подогревателей на тепловозах позволяет значительно сократить расход топлива на прогрев с одновременным сохранением ресурса дизель-генератора. Наряду с этим, существенным недостатком применения котлов-подогревателей является то, что их энергообеспечение осуществляется от аккумуляторных батарей, что естественно сказывается на сроке службы последних. В числе других недостатков также следует отметить значительные габариты и вес агрегатов, необходимость переключения большого числа вентилей и кранов, несовершенство систем зажигания и, как следствие, ненадежность пуска котлов.
Существующие недостатки заставляют искать автономные источники электроэнергии для привода вспомогательного оборудования (водяного, масляного и топливного насосов), не зависящие от работы дизель-генератора тепловоза или аккумуляторных батарей. Для этой цели возможно использование вспомогательного двигателя внутреннего сгорания (ДВС), например, на базе автомобильных дизелей небольшой мощности 30–60 кВт. В режиме прогрева дизель используется для привода электрического генератора, питающего водонагреватель и циркуляционные насосы. При этом полностью утилизируется тепло, уносимое водой, маслом и отработавшими газами. В результате КПД установки повышается до 90 %, обеспечивается высокая надежность работы и ресурс не менее 15 лет. Подобные установки, в частности, рекомендованы для массового внедрения на тепловозах железных дорог США [12].
-
Автоматизированные системы прогрева и диагностический комплекс для тепловозов
На маневровых и магистральных тепловозах «РЖД» успешно эксплуатируется 1150 единиц систем регистрации и анализа параметров работы тепловоза, и учета дизельного топлива (РПРТ, РПДА-Т, РПДА-ТМ). Аналогичными системами оборудовано 80 единиц специального подвижного состава (РПДА-СПС).
Людиновский тепловозостроительный завод устанавливает системы не только на серийных тепловозах, но и на вновь разработанных маневровых, на гибридном ТЭМ9Н и перспективном ТЭМ14.
Освоение современных аппаратно-программных средств в локомотивных депо приводит к сокращению эксплуатационных затрат за счет снижения расхода топливо-энергетических ресурсов на тягу и маневровую работу, повышения надежности локомотивов, обеспечения всех звеньев службы данными о техническом состоянии как основных агрегатов локомотива, так и самих систем регистрации.
Широко внедряемые РПДА-Т и РПДА-ТМ являются первичным звеном получения объективной информации о расходе топлива и параметрах агрега-
тов тепловозов с привязкой к месту и объему выполняемой работы.
Системы регистрации дополняются теперь блоками мобильной связи (БМС), через которые по каналу GPRS информация с тепловоза поступает в режиме онлайн в Единую систему мониторинга работы бортовых систем (ЕСМ БС). Кроме согласования протоколов передачи данных по проводному и беспроводному каналу связи в сети GSM, интегрированию систем РПДА тепловозов в Единую автоматизированную систему учета расхода дизельного топлива (ЕАСУ ДТ) посредствам передачи данных в ЕСМ, БС ведется поиск новых путей экономии ТЭР.
Одно из направлений – разработанная компанией автоматизированная система прогрева тепловоза «ЛОКОТЕРМ». Она позволяет дополнительно экономить топливо при «горячем» простое в условиях низких температур окружающего воздуха.
В «ЛОКОТЕРМ» входят два котла-обогревателя воды и масла двигателя, котел-обогреватель воздуха в кабине машиниста.
Включение и выключение системы происходит автоматически – при достижении установленных значений температур охлаждающей жидкости дизеля. Питание системы обеспечивается от собственного источника (аккумуляторной батареи) в течение 10 часов.
Все комплектующие изделия поставляются российскими производителями (соответственно существенно снижаются расходы на содержание и обслуживание).
Опытный образец системы прошел эксплуатационные испытания на тепловозе ЧМЭ3Т-5819 в депо Котлас Северной железной дороги.
Заканчивается работа по созданию подсистемы прогрева магистральных пассажирских тепловозов ТЭП70, оборудованных системой автоведения УСАВП-Т. На сей раз предусматривается использовать тепло водяной системы дизеля, работающего в так называемом «старт-стоповом» режиме, который основан на способе включения дизеля для подогрева охлаждающей воды и остановки после достижения определенной температуры. В таком режиме достигаются минимальные расход топлива и частота пусков за период обогрева.
Для надежного запуска дизеля при низких температурах в данной подсистеме применен конденсаторный пуск от суперконденсаторов большой емкости.
Обогрев дизелей будет осуществляться самопрогревом во время работы на холостом ходу. При таком способе обогрева процессы запуска и остановки дизеля, а также контроль за температурами охлаждающих жидкостей будут выполняться подсистемой обогрева, опционально входящей в состав УСАВП-Т.
В ООО «АВП Технология» создается отдельная система прогрева дизелей тепловозов с использованием стационарной внешней сети электропитания 220/380 В для питания бортовых подогревателей.
Закончена работа над диагностическим комплексом для депо, где ремонтируются тепловозы, оборудованные системами РПДА-Т и РПДА-ТМ. В этом комплексе АРМ РПДА-Т накапливает информацию о работе локомотива, анализирует и выдает отчеты по ремонту, выявляет предотказные состояния, выход характеристик дизель-генераторной установки за пределы допусков, срабатывание аппаратов защиты, фиксирует данные о режимах работы водяной и масляной систем.
В АРМ РПДА-Т отслеживается динамка изменения параметров работы. На основе данной информации ремонтный АРМ выдает рекомендации для настройки аппаратуры тепловоза по заводским характеристикам в процессе реостатных испытаний, а также информацию по предотвращению отказов аппаратуры.
Внедрение диагностического комплекса позволит предупредить несанкционированный расход топлива и повысить точность его измерения при ремонте; контролировать техническое состояние локомотива; планировать объем ремонта до захода тепловоза на ТО и ТР; снизить расходы на обслуживание, текущий ремонт, количество внеплановых ремонтов.
Внедрение интеллектуальных систем управления создает принципиально новые, современные условия труда работников железнодорожного транспорта, позволяет добиваться значительной экономии топливно-энергетических ресурсов и в целом положительно сказывается на экологии окружающей среды.
3.2 Система подогрева двигателей тепловозов на базе оборудования «Webasto» (Германия)
Положение дел на железнодорожном транспорте не составляет секрета ни для кого из связанных с этой темой специалистов. Российские тепловозы в системе охлаждения двигателя в качестве охлаждающей жидкости используют воду и когда наступают холода, начинаются настоящие испытания на выживание. Для поддержания локомотива в "горячем резерве" приходится обогревать его двигателем, чтобы не разморозить агрегат. Обычно его периодически глушат, если невозможен повторный запуск – например слабые аккумуляторные батареи, тогда локомотив работает без остановки с октября по апрель (в средней климатической зоне).
Лучший вариант для сохранности локомотива теплое депо, не у каждого есть и безусловно содержание такого помещения обходится дорого.
Есть еще несколько решений:
- стимулировать у машинистов ответственный подход: периодически запускать двигатель для его сохранности. Это дает частичную экономию топлива и ресурса двигателя, но холостой ход все равно убийственно действует на двигатель. Зарастает сажей камера сгорания, поршни, окна, выхлопной коллектор и вся выхлопная система, крыльчатка турбокомпрессора, коксуются форсунки. Все эти факторы снижают КПД, мощность, повышают расход топлива, тем самым, форсируют ремонтное состояние двигателя. Но есть и другие способы выхода из этой ситуации;
- можно греть локомотив от системы водяного отопления, делая так называемые пункты "горячего" отстоя;
- использовать, если есть рядом, котельную-централь;
- использовать недешевую электроэнергию.
Автономная система предпускового подогрева разработана на базе подогревателей WEBASTO серии Thermo (Германия). Эта система экономит ресурсы и обеспечивает экономию и контроль расхода топлива на стоянках тепловоза. Идеальна для быстрого и эффективного подогрева мощных двигателей и, если нужно, кабины и других узлов до оптимальной температуры.
Система подогрева тепловозов основана на жидкостном отопителе Thermo 350 24 В производства немецкого предприятия «WEBASTO». «WEBASTO» лидер производства качественного транспортного климатического оборудования. Жидкостной отопитель монтируется внутрь тепловоза и при работе нагревает охлаждающую жидкость, которая принудительно циркулирует по всей системе охлаждения двигателя за счет применения насоса,
Рисунок 3.2 – Система предпускового подогрева тепловозов «WEBASTO Thermo»
входящего в комплект поставки. За счет этого происходит подогрев магистралей системы охлаждения тепловоза и блока двигателя. Автоматическая система управления с помощью датчиков контроля температур обеспечивает необходимый режим нагрева и поддержание температуры двигателя в заданных параметрах.
Преимущества внедрения системы подогрева тепловоза:
- охлаждающая жидкость в системе охлаждения в любой мороз сохраняется в нагретом состоянии и не замерзают капилляры;
- позволяет прогреть масло перед запуском и обеспечить комфортный пуск двигателя;
- при стоянке тепловоза топливо расходуется в экономном режиме;
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
