神24電力機車風源系統設計的驗證研究

謝仕川，李錦輝，郭瑩瑩

(中車株洲電力機車有限公司，湖南 株洲 412000)

1 概述

超大功率重載交流傳動電力機車組(下稱“神24電力機車”)是由中車株洲電力機車有限公司為包神鐵路在CEA1A1型(12軸)電力機車動力單元基礎上開發的超大功率電力機車組。目前包神鐵路限制坡道12‰，主要采用“3+0”無線重聯和“2+1”無線重聯牽引萬噸2種形式，神24電力機車從減少司乘人員、降低運營成本的角度出發進行設計，應用于包神鐵路線路的萬噸牽引作業。

神24電力機車采用6節編組形式，整車內部貫通，僅需要1組乘務員值乘，機車輪周功率28 800 kW，起動牽引力2 280 kN；編組形式多元化，可結合線路需求實現8軸、12軸、16軸、20軸和24軸的靈活編組。

機車風源系統的設計是為了保證機車在其運用工況過程中能滿足其用風的需求，神24電力機車風源系統設計配置為A節、B節、D1節、D2節分別配置一臺廣東標頂公司的BT-3.0/10AD5型螺桿式空氣壓縮機，同時A節、B節、D1節、D2節機車總風缸容積設計為1 000 L，C1節、C2節機車總風缸容積設計為500 L。

本文針對神24電力機車的運用環境，開展其適應性的風源系統設計的驗證研究。

2 風源用風需求分析

神24電力機車為6節編組的交流傳動電力機車組，擔當包神鐵路萬噸牽引作業，根據業主輸入條件，神24電力機車將牽引108輛貨車車輛，滿載載重重量為10 000 t，貨車車輛制動設備相關參數如表1所示。

根據其貨車車輛的制動設備相關參數，計算得出其用風風源需求(見表2)。其中標準大氣壓力P0取100 kPa。

表1 貨車車輛制動設備參數

表2 貨車車輛的風源需求

根據風源系統設計，機車車輛制動設備相關參數如表3所示。

根據其機車車輛的制動設備相關參數，計算得出其用風風源需求，如表4所示，其中大氣壓力P0取100kPa。

表3 機車車輛制動設備參數

表4 機車車輛的風源需求

根據以上計算，得出神24電力機車牽引萬噸列車時，列車總的空氣消耗量：Q=QL1+QL=1 363.5 L/min+618.25 L/min=1 981.75 L/min。

3 風源系統供風裝置設計參數

根據風源系統的設計：A節、B節、D1節、D2節分別配置1臺廣東標頂公司的BT-3.0/10AD5 型螺桿式空氣壓縮機，對應配置1臺BD-AD5.0/10型雙塔式空氣干燥器，由壓縮機及干燥器組成的供風模塊相關技術參數如表5所示。

4 風源系統供風模塊供風能力的計算

根據風源系統的設計，壓縮機啟停邏輯為當機車檢測總風低于750 kPa時，由CCU控制機車4臺壓縮機中的2臺輪流進行工作(實際工作供風模塊n1c=2)，并結合供風模塊的技術參數，進行風源系統供風模塊供風能力的計算，如表6所示。

表5 供風模塊相關技術參數

表6 供風模塊供風能力計算

根據上述計算，可以得出神24電力機車的風源系統設計滿足技術條件中關于風源的技術要求。

1)機車連掛108輛貨車車輛時，充風時間不大于25 min。

2)空壓機工作率宜大于60%。

3)空氣壓縮機每小時啟停數不超過15次。

5 結語

經過充分的驗證計算以及現場應用情況，神24電力機車風源系統的設計既保證了機車壓縮機的工作率，打風能力也可滿足機車實際運用的需求，同時確保了機車空氣制動系統動力源的安全可靠。