柴油自動加熱裝置在空調(diào)發(fā)電車上的應(yīng)用

陸萬忠

（長春軌道客車股份有限公司,長春 130062）

柴油自動加熱裝置在空調(diào)發(fā)電車上的應(yīng)用

陸萬忠

（長春軌道客車股份有限公司,長春 130062）

通過在空調(diào)發(fā)電車上加裝柴油自動加熱裝置，以柴油發(fā)電機(jī)組的冷卻水為熱源，與下油箱中的柴油進(jìn)行熱交換，來實現(xiàn)對下油箱內(nèi)柴油的加熱，達(dá)到在低溫下使用低標(biāo)號柴油的目的。文中介紹了柴油自動加熱裝置的原理和該裝置應(yīng)用于國內(nèi)鐵路空調(diào)發(fā)電車上的情況。

柴油自動加熱裝置;發(fā)電車;應(yīng)用

1　引言

柴油是我國鐵路空調(diào)發(fā)電車所采用的主要動力能源，但由于凝固點較高，使其存在在環(huán)境溫度較低時工作性能較差的問題，特別是在我國冬季較為寒冷的北方地區(qū)，為了保證其工作性能，需要使用凝固點較低的高標(biāo)號柴油，這樣才能夠使鐵路空調(diào)發(fā)電車中的發(fā)電機(jī)正常運行，因此會大大增加運行成本。同時，鐵路空調(diào)車在冬季運行中經(jīng)常需要跨越存在較大溫差的地域，如我國冬季南北方的溫差能夠接近50℃，這就為鐵路空調(diào)發(fā)電車提出了一個明確的要求，即其發(fā)電機(jī)必須要滿足在不同溫度環(huán)境下能夠正常工作。但現(xiàn)階段的解決辦法只有使用高標(biāo)號的柴油，以保證其在經(jīng)過冬季較為寒冷的地區(qū)時所使用的柴油仍然尚未達(dá)到凝固點，這樣一來便不僅造成了運行成本的增加，還會浪費大量的工時來更換鐵路空調(diào)發(fā)電車中發(fā)電機(jī)所使用的柴油[1]。

為了解決現(xiàn)有鐵路空調(diào)發(fā)電車適應(yīng)環(huán)境的溫差范圍小的問題，國內(nèi)大多采用在鐵路空調(diào)發(fā)電車下郵箱安裝自動加熱設(shè)備的辦法。

2　工作原理

柴油自動加熱裝置的工作原理（見圖1）是以柴油發(fā)電機(jī)組的冷卻水為熱源，通過油泵、水泵、熱交換器及自動控制箱，下油箱中柴油熱交換的經(jīng)過可歸納為：將柴油發(fā)電機(jī)組冷卻水出口管路與熱交換器中的水循環(huán)泵吸水管路進(jìn)行連接，再將熱交換器中的水循環(huán)回水管路與柴油發(fā)電機(jī)組冷卻水進(jìn)水管路進(jìn)行連接；自動化控制箱中的智能化測量儀表實時的接收由溫度傳感器測量得到的下油箱柴油溫度，智能化測量儀表設(shè)15℃和20℃兩個信號點。當(dāng)下油箱柴油溫度降到15℃時，智能化測量儀表15℃信號點發(fā)出信號，執(zhí)行元件接收到信號吸合，油泵1（油泵2）開始工作，其將油箱中的柴油抽入到熱交換器之中，并且和熱交換器中的熱水回路進(jìn)行熱交換，從而實現(xiàn)對柴油的加熱。當(dāng)下油箱溫度升至20℃時，智能化測量儀表20℃信號點發(fā)出信號，執(zhí)行元件接收到信號后斷開，油泵關(guān)閉，停止換熱工作，然后繼續(xù)監(jiān)測油箱中的油溫。柴油自動加熱裝置利用柴油機(jī)組冷卻水的熱量作為熱源，下油箱中的柴油實現(xiàn)了通過熱交換器循環(huán)加熱，不僅保證了在溫度較低的情況下，鐵路空調(diào)發(fā)電車中發(fā)電機(jī)的正常工作，還能夠為冷卻水降溫，減少冷卻系統(tǒng)的功率損耗。

圖1　柴油自動加熱裝置原理示意圖

3　實施方案

如圖2所示的柴油自動加熱裝置是由柴油發(fā)電機(jī)組冷卻系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、熱交換器、油泵、油箱和溫度傳感器等部分組成的。其中，在熱交換器中的熱交換回路上將油泵和油箱部分串聯(lián)進(jìn)去，再在柴油發(fā)電機(jī)組冷卻系統(tǒng)中的冷卻水回路部分將熱交換器中的熱水回路部分串聯(lián)進(jìn)去，而溫度傳感器則能夠?qū)Σ裼拖渲械牟裼瓦M(jìn)行溫度測量。

（1）熱交換器，是本裝置的主要設(shè)備，采用1Cr18Ni9Ti板與同等材質(zhì)的Φ14×2管使用氬弧焊焊接成型。

（2）油泵，油泵承擔(dān)需要加熱的柴油的輸送任務(wù)，是本裝置的主要配套設(shè)備。為確保正常工作，本裝置配備同樣型號油泵兩臺，可以互相交替工作和維修替換。

（3）水泵，本裝置的熱水管路接入到柴油發(fā)電機(jī)組的冷卻水熱水管路中。柴油發(fā)電機(jī)組工作時，其循環(huán)泵產(chǎn)生的輸送壓力使熱水在熱交換器中循環(huán)工作。為防備在室外溫度太低時，熱交換速度滿足不了低溫時的要求，可啟動水泵做強(qiáng)制熱水循環(huán)。

（4）自動控制系統(tǒng)，本裝置屬于全自動設(shè)備，安裝在控制室。為防止自動控制系統(tǒng)發(fā)生故障時影響使用，本裝置還設(shè)有手動控制系統(tǒng)，以保證在自動控制系統(tǒng)發(fā)生故障時本裝置能夠正常工作。

智能化測量儀表還設(shè)有35℃休眠信號點。當(dāng)車下油箱溫度升至35℃時，即使使用手動控制啟動油泵，油泵也無法啟動，避免因故障或誤操作而使下油箱油溫過高。

（5）溫度傳感器，安裝在下油箱上，是自動控制系統(tǒng)的“雷達(dá)”，自動控制系統(tǒng)在接收到它傳回的信號時，才能開始工作。

（6）油、水管路，與下油箱和冷卻水管路對接，按圖2中各管路的布置走向說明，將裝置的吸油管路、回油管路與下油箱的吸油管路、回油管路的對接。將裝置的熱水管路、冷水管路與發(fā)電機(jī)冷卻水熱水管、與冷水管對接。

4　操作方法

（1）外溫低于5℃時開啟柴油自動加熱裝置對下油箱柴油進(jìn)行加溫。（2）下油箱柴油溫度控制儀控溫范圍為15-20℃（一次調(diào)整到位，日常不作調(diào)整）。（3）柴油機(jī)組啟動后，柴油機(jī)組冷卻水溫已達(dá)到80度，換熱箱回水溫度低于20℃時，需開啟水泵強(qiáng)制循環(huán)；待回水溫度高于40℃后關(guān)閉水泵。（4）根據(jù)下油箱兩側(cè)溫度差異調(diào)整吸油及排油油管，保證兩側(cè)油箱溫度均勻。（5）選擇吸油及排油管路時，須在控制箱內(nèi)斷電后進(jìn)行調(diào)整。（6）停用前將換熱箱內(nèi)水排出。（7）發(fā)電車庫內(nèi)停留，應(yīng)適時開啟加熱裝置，保證油溫15℃-20℃。

5　結(jié)束語

在鐵路空調(diào)發(fā)電車上應(yīng)用自動加熱裝置是現(xiàn)階段最為有效的方式，其不僅可以保證空調(diào)發(fā)電車能夠運行于我國存在較大溫差的各個地域，還不需要浪費工時來更換夏季和冬季所使用的不同油號柴油，大大地降低了鐵路空調(diào)發(fā)電車運行所需要的成本。同時，由于柴油發(fā)電機(jī)全年都在使用相同標(biāo)號的柴油進(jìn)行工作，這也有利于柴油發(fā)電機(jī)使用壽命的延長。

目前，空調(diào)發(fā)電車柴油自動加熱裝置已經(jīng)在全國推廣，解決了在我國北方高寒地區(qū)的發(fā)電車使用低標(biāo)號柴油的技術(shù)問題[2]，產(chǎn)生了極大的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]胥建玲.鐵路空調(diào)發(fā)電車下油箱的柴油自動加熱裝置: CN.

圖2　柴油自動加熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖

[2]崔德安.柴油"低燒"技術(shù)在機(jī)車車輛上的應(yīng)用[J].機(jī)車車輛工藝,2007(06):38.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.224