GK1c型機車預熱鍋爐超溫保護裝置動作的原因分析及解決措施

張海軍 趙煥萍

(1.遼源礦業集團有限責任公司鐵路運輸部,吉林遼源 136201;2.遼源職業技術學院,吉林遼源 136201)

GK1c型機車預熱鍋爐超溫保護裝置動作的原因分析及解決措施

張海軍1趙煥萍2

(1.遼源礦業集團有限責任公司鐵路運輸部,吉林遼源 136201;2.遼源職業技術學院,吉林遼源 136201)

對GK1c型機車進行預熱鍋爐打溫操作時,由于預熱鍋爐水循環不良,致使超溫保護裝置動作。對預熱鍋爐控制電路進行分析,找到了預熱鍋爐控制電路的設計思路,對超溫裝置進行解鎖處理,故障獲得了解決。

GK1c型機車 預熱鍋爐 控制電路 超溫保護裝置 分析

1 概況

1.1 故障現象

2013年11月，我單位GK1c型0435號機車輪修結束，更換冷卻水后，進行啟機操作。因冬季天氣溫度低，為了實現機車快速出庫作業，利用機車預熱鍋爐對柴油機冷卻水進行打溫。預熱鍋爐工作中，發現鍋爐中的冷卻水升溫很快。不久鍋爐水溫高指示燈亮，預熱鍋爐停爐，循環水泵和風機停止運轉。對預熱鍋爐控制電源采取斷電，通電措施，故障依舊。

1.2 檢查機車情況

(1)對機車預熱鍋爐水循環檢查，發現打溫操作人員未能及時排除預熱管路中的空氣，致冷卻水循環不暢。這樣預熱鍋爐內有限的水，在預熱鍋爐強大的火力下，迅速升溫，超過85℃，預熱鍋爐爐體上安裝的85℃水溫繼電器動作，接通水溫控制接觸器1KMP電路，水溫控制接觸器1KMP動作，斷開循環水泵、鍋爐風機、燃料油泵電源，鍋爐停止運轉。同時接通水溫高指示燈電路，紅燈亮。(2)要排除水循環管路空氣，必須利用預熱鍋爐本身的循環水泵，運轉排氣。將預熱鍋爐通斷電源后，循環水泵仍然無法繼續運轉。檢查發現水泵電機電源不通。

2 故障原因分析

2.1 預熱鍋爐的控制

圖1為預熱鍋爐控制電路的原理圖。預熱鍋爐控制電路包括：內電源(即機車蓄電池組)預熱、外電源預熱、外電源向蓄電池充電及預熱爐水溫保護等四部分。轉換開關3SAS、4SAS分別控制外電源向蓄電池組充電、外電源預熱和內電源預熱、轉換開關1SAS、2SAS和按鈕開關SBF控制預熱鍋爐的運轉和點火。為了避免誤操作而造成電器上的損壞，特在3SAS、4SAS控制電路增設聯鎖電路加以保護。同時，為了避免加熱時水溫過高(高于85℃)造成不必要的損壞，特在預熱鍋爐控制箱上設有一紅色警告信號，當預熱鍋爐水溫高于或等于85℃時燈亮。同時，斷開預熱鍋爐的供電電源，預熱鍋爐停止工作。現以內電源預熱為例，對預熱鍋爐控制電路的原理進行分析。

圖1 預熱鍋爐電氣原理圖

2.2 預熱鍋爐的內電源預熱

閉合自動脫扣開關17—19FS，再將轉換開關4SAS置于“J”位，即“本車電源”位。此時預熱電源由蓄電池正線141號、負線100號供電。當轉換開關1SAS置于通位(即1位)時，在電路中：141→4SAS→703→17FS→705→1SAS→721→2RP→723→7M→700→1KMP→100接通。風機電機7M經一級電阻降壓起動。同時，電路141→4SAS→703→17FS→705→1SAS→711→1KT→100接通，時間繼電器1KT有電。3s后1KT動作，觸頭閉合，接觸器2KMP有電動作。接通電路：

水泵電機8M有電運轉，風機電機7M全電壓起動，轉速升到額定值并投入正常運轉。再將轉換開關2SAS置于“通”位時。電路：141→4SAS→703→19FS→729→2SAS→731→9M→700→1KMP→100接通。燃料油泵電機9M有電投入運轉，當燃油壓力達到1500kPa時，手按點火按鈕SBF，10s內應點火。預熱鍋爐開始加熱工作。若10s內沒有點火，應放松點火按鈕SBF，然后再次點火。預熱鍋爐內水溫上升到60℃時，或司機操縱臺上柴油機水溫表指示40℃以上時，即可停止預熱鍋爐加熱工作。在停爐時，首先將轉換開關2SAS置于“斷”位，切斷燃料油泵電機9M的電源，燃料油泵停止泵油，鍋爐熄火。等待5min后，再將轉換開關1SAS置于“斷”位。切斷風機電機7M、水泵電機8M的電源，風機電機、水泵電機停止運轉。最后將轉換開關4SAS置于“0”位，即斷位，自動脫扣開關17—19FS置于“分”位。

2.3 故障時電路原理的分析

由圖1電路原理圖分析，當水溫高于85℃時，水溫繼電器5KTW動作，接觸器1KMP有電動作，接觸器1KMP的常閉主觸頭斷開，切斷風機電機7M、水泵電機8M、燃料油泵電機9M與負極100號的電路連接，風機電機、水泵電機、燃料油泵電機停轉。同時，通過分流電阻1RP，接通指示燈HLP電路，紅燈亮，發出水溫高警示信息。

電路：

接觸器1KMP有電動作時， 1KMP的常開輔助觸頭閉合，對水溫繼電器5KTW形成自保電路，保證5KTW 即便是瞬間通斷，1KMP穩定動作，防止電器損傷。

電路：

預熱鍋爐水溫超過85℃后，5KTW動作，采用斷開，接通電源的方式，由于預熱鍋爐水沒有循環，水溫并沒有下降，通電后，感溫元件再次接通電路。接觸器1KMP常閉觸頭也同步接通，斷開。預熱鍋爐循環水泵電機的電源處于斷開狀態，循環水泵無法重新運轉，柴油機水循環管路內的空氣不能排除，預熱鍋爐也無法再次啟動。

3 故障的處理

從電路原理圖上分析知道設計思路后，采取了相應的處理措施：斷開電源4SAS開關，拆除水溫繼電器5KTW螺旋接頭。再次接通4SAS開關，接觸器1KMP停止動作，循環水泵可以接電運轉，利用水泵運轉排除循環管路中的空氣。當水溫降低(標準為預熱鍋爐爐體上的溫度計與司機操縱臺柴油機水溫表顯示一致)，證明管路里循環良好。再次斷電，將水溫繼電器5KTW螺旋接頭復原。然后，接通電源，預熱鍋爐依正常操縱程序啟動，故障排除。

4 結語

預熱鍋爐做為內燃機車的打溫裝置，由于運轉上存在一定的危險性。目前，有很多鐵路機務段已經放棄了預熱鍋爐的使用。但是，對于處于東北寒區的企業來說，考慮到燃油費用和降低頻繁啟動對機車柴油機的磨耗，使用預熱鍋爐進行機車打溫作業，仍然是一項有效的方法。同時，為了保證預熱鍋爐的運轉安全，需要制定完善的操作規程，對打溫操作人員進行有效的培訓。

張海軍(1973—),男,吉林梅河口人,工程師;

趙煥萍(1974—),女,吉林通化人,實驗師。