电力机车冬季防寒

北京交通大学毕业设计（论文）题目：电力机车冬季防寒姓名：李如鹏专业：铁道机车车辆工作单位：吉林铁道职业技术学院职务：学生准考证号：291711100686联系电话：[phone]设计(论文)指导教师：陆佳发题日期：2012年4月20日完成日期：2012年6月20日1毕业设计（论文）评议意见书2毕业设计（专业铁道机车车辆姓名李如鹏题目电力机车冬季防寒指导教师评阅意见成绩评定：指导教师：年月日答辩组意见答辩组负责人：年月日备注3论文）任务书毕业设计（论文）题目：电力机车冬季防寒一、毕业设计论文内容在电力机车的冬季防护中，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。二、基本要求1、操作人员要加强巡检，各备用机泵按时盘车，以防冻凝，发现问题及时处理，无法处理的要向调度和车间值班人员汇报，以便及时组织处理。2、操作人员要加强对仪表伴热管线的巡检，发现问题及时报告值班仪表工。3、操作人员巡检时，要认真检查所属区域冷凝水回收管线是否畅通（主要检查输水阀温度），发现输水阀或管线不热现象及时报告当班班长，由班长报告车间值班人员，并立即组织处理，以防系统冻结。三、重点研究问题普查变压器、高压互感器等各干燥剂状态，防寒整修中对普查不合格的进行整改。由运转车间普查提票，检修车间处理完成。结合修程检查空气制动机干燥系统装置工作情况及干燥剂状态，结合修程检查干燥器滤网状态应良好。四、主要技术指标4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％。五、其他需要说明的问题由于某些技术发展不完善和条件的限制等原因，文章可能对某些观点的阐述不准确，也可能因为本人水平的原因，对某些观点的阐述可能有错误。望给予批评指正.开题报告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5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人手，要求全部装车产品满足一4o℃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。摘要冬季低气温对机车设备安全带来的影响，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。为确保机车能够在高寒地区更好的运用，建议从优化机车整体布置、提高干燥器干燥效果与可靠性、增加升弓管路除水措施等方面考虑机车防寒，并通过进行相关低温试验验证，进一步提高空气管路系统在低温下工可靠性。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。关键词：冬季防寒；电力机车；设备质量目录摘要………………………………………………………1第一章电力机车管路防寒技术………………………41.1管路系统防寒简介………………………………41.2管路系统防寒技术………………………………71.3管路防寒的重点部分……………………………81.4结论……………………………………………8第二章机车防寒防冻简介……………………………92.1机车需防寒设备的介绍…………………………92.2机车安全用电……….…………………………102.3其他注意事项…………………………………11第三章冬季防寒防凝措施……….…………………153.1电力机车冬季防冻措施………………………153.2电力机车防寒工作……………………………183.3冬季施工对机车防寒的要求…………………21第四章电力机车冬季整修…….……………………224.1机车过冬前防寒整修要求……………………224.2油脂在冬季防护的应用………………………261参考文献………………………………………………322第一章电力机车管路系统防寒技术国产电力机车的防寒技术满足低温运行要求，其型号主要韶山系列的内燃机车。由于当时缺乏防寒经验，我们主要针对机车冬季低温下出现的问题，铁路燃油系统防寒经验不足，最终使机车满足一40℃低温下正常工作要求。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一25℃，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，一月份平均气温为一19．6oC，极端最低气温可达一42．6oC。这些用户都明确要求机车应能满足一4o℃(哈萨克斯坦招标机车要求为一5O℃)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。1.1管路系统防寒简介内燃机车的管路系统，对机车冬季防寒起到重要的作用。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人手，要求全部装车产品满足一4o℃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3寒的经验，对安装于机车底架上的钢管加包防寒保温材料。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，但SS9和SS9改型机车因其特殊的管路布置，仍存在低温下压缩机无法向总风缸充风的问题。在两压缩机出风管汇合处的三通阀及附近钢管(均属机车底架管路)、干燥器排污管共两处地方缠绕自控温电伴热线，外包防寒保温材料；并在螺杆压缩机与干燥器进风管之间增设一条备用管路；同时还将双塔干燥器转换周期缩短，以提高干燥效果；除此之外，还从SS90074机车开始，将螺杆压缩机与活塞压缩机位置对调，以缩短螺杆压缩机至干燥器的管路长度。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。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4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。1.2管路系统防寒技术1.2.1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。1.2.2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l2月至次年1月，此时日最低气温一般为一5一一35℃，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，确保选用的产品在一40℃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0oC5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。低温状态下空气饱和含湿量一般较低(0．750．9MPa压缩空气在0℃以下的饱和含湿量小于lg／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0．5g／kg，对应露点一25℃；当压缩至900kPa后，压缩空气的露点将升高至4℃左右，降至环温后每含有1kg干空气的湿空气中将有约0．45g水析出并结冰。1.2.3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)。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6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，并增大再生孑L径，以确保干燥效果。1.3管路防寒的重点部位根据对机车低温下故障情况的统计，我们将下面三个部位作为重点来做好管路系统冻结的防治工作。1.3.1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