柴油自動加熱裝置在空調發電車上的應用

2016-12-06 09:55:29陸萬忠

山東工業技術 2016年21期

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發電車上的應用

陸萬忠

（長春軌道客車股份有限公司,長春 130062）

通過在空調發電車上加裝柴油自動加熱裝置，以柴油發電機組的冷卻水為熱源，與下油箱中的柴油進行熱交換，來實現對下油箱內柴油的加熱，達到在低溫下使用低標號柴油的目的。文中介紹了柴油自動加熱裝置的原理和該裝置應用于國內鐵路空調發電車上的情況。

柴油自動加熱裝置;發電車;應用

1　引言

柴油是我國鐵路空調發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，為了保證其工作性能，需要使用凝固點較低的高標號柴油，這樣才能夠使鐵路空調發電車中的發電機正常運行，因此會大大增加運行成本。同時，鐵路空調車在冬季運行中經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℃，這就為鐵路空調發電車提出了一個明確的要求，即其發電機必須要滿足在不同溫度環境下能夠正常工作。但現階段的解決辦法只有使用高標號的柴油，以保證其在經過冬季較為寒冷的地區時所使用的柴油仍然尚未達到凝固點，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發電車中發電機所使用的柴油[1]。

為了解決現有鐵路空調發電車適應環境的溫差范圍小的問題，國內大多采用在鐵路空調發電車下郵箱安裝自動加熱設備的辦法。

2　工作原理

柴油自動加熱裝置的工作原理（見圖1）是以柴油發電機組的冷卻水為熱源，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過可歸納為：將柴油發電機組冷卻水出口管路與熱交換器中的水循環泵吸水管路進行連接，再將熱交換器中的水循環回水管路與柴油發電機組冷卻水進水管路進行連接；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15℃和20℃兩個信號點。當下油箱柴油溫度降到15℃時，智能化測量儀表15℃信號點發出信號，執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行熱交換，從而實現對柴油的加熱。當下油箱溫度升至20℃時，智能化測量儀表20℃信號點發出信號，執行元件接收到信號后斷開，油泵關閉，停止換熱工作，然后繼續監測油箱中的油溫。柴油自動加熱裝置利用柴油機組冷卻水的熱量作為熱源，下油箱中的柴油實現了通過熱交換器循環加熱，不僅保證了在溫度較低的情況下，鐵路空調發電車中發電機的正常工作，還能夠為冷卻水降溫，減少冷卻系統的功率損耗。

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電機組冷卻系統、自動控制系統、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進去，再在柴油發電機組冷卻系統中的冷卻水回路部分將熱交換器中的熱水回路部分串聯進去，而溫度傳感器則能夠對柴油箱中的柴油進行溫度測量。

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

（2）油泵，油泵承擔需要加熱的柴油的輸送任務，是本裝置的主要配套設備。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電機組的冷卻水熱水管路中。柴油發電機組工作時，其循環泵產生的輸送壓力使熱水在熱交換器中循環工作。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，可啟動水泵做強制熱水循環。

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

智能化測量儀表還設有35℃休眠信號點。當車下油箱溫度升至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，是自動控制系統的“雷達”，自動控制系統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、冷水管路與發電機冷卻水熱水管、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行加溫。（2）下油箱柴油溫度控制儀控溫范圍為15-20℃（一次調整到位，日常不作調整）。（3）柴油機組啟動后，柴油機組冷卻水溫已達到80度，換熱箱回水溫度低于20℃時，需開啟水泵強制循環；待回水溫度高于40℃后關閉水泵。（4）根據下油箱兩側溫度差異調整吸油及排油油管，保證兩側油箱溫度均勻。（5）選擇吸油及排油管路時，須在控制箱內斷電后進行調整。（6）停用前將換熱箱內水排出。（7）發電車庫內停留，應適時開啟加熱裝置，保證油溫15℃-20℃。

5　結束語

在鐵路空調發電車上應用自動加熱裝置是現階段最為有效的方式，其不僅可以保證空調發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發電車運行所需要的成本。同時，由于柴油發電機全年都在使用相同標號的柴油進行工作，這也有利于柴油發電機使用壽命的延長。

目前，空調發電車柴油自動加熱裝置已經在全國推廣，解決了在我國北方高寒地區的發電車使用低標號柴油的技術問題[2]，產生了極大的經濟效益。

[1]胥建玲.鐵路空調發電車下油箱的柴油自動加熱裝置: CN.