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    新聞動態

    高中頻水加熱清洗設備研發及其在機車檢修中的應用

    • 發布時間:2019-04-17
    • 發布者: 楊永林
    • 來源: 電力機車與城軌車輛
    • 閱讀量:
      高中頻水加熱清洗設備研發及其在機車檢修中的應用
      楊永林
     ?。ㄖ袊袢A神朔鐵路分公司機務段,陜西   神木 719316)
      摘 要: 針對機車轉向架構架、輪對等部件檢修過程存在的油污清洗困難、工作勞動強度大、存在環境污染等問題,設計了高中頻水加熱清洗設備,對設備的結構和技術特征、使用維護與使用效果進行詳細闡述。
      關鍵詞: 機車; 轉向架; 清洗設備; 檢修; 應用
      中圖分類號: U269.6 文獻標識碼: B 文章編號: 1672-1187(2013)05-0080-02
      1 概述
      在機車檢修工作中,機車轉向架構架、輪對等部件上的油污、積垢、銹蝕清理是一個普遍的難題。 傳統的清理方法主要有手工清理、手工加專用清洗劑清理、高壓水槍清理、開放式煮洗、吹砂等方法,存在清污效果差、勞動效率低、環境污染大的問題。 經過多年研究并結合機務段積累的經驗, 隨著科技的不斷進步和以人為本的理念不斷深入人心,集高效、節能和環保等多功能一體化的高中頻水加熱清洗設備開始在機車檢修中 得到了應用。 高中頻水加熱清洗設備采用水加熱系統自動控制、清洗水循環利用、煮洗箱液壓開啟并實現噴淋清洗、烘干一體化集中模式,該設備在神朔鐵路機務段的應用表明其有效地改善了清洗工作的勞動強度, 清洗液的多次循環利用,大大節約了清洗成本、充分利用了能源,為環境保護起到了積極的作用。
      2 設備組成及其技術特征
      高中頻水加熱清洗設備主要由電氣控制系統、水加熱裝置、煮洗箱、水循環利用系統和輔助設備五大部件組成。
      2.1 電氣控制系統
      電氣控制主要采用可編程邏輯控制器進行邏輯控制,實現對水加熱裝置、煮洗箱、水循環利用及輔助設備等五大部分的自動集中控制。 控制均采用模擬量控制,程序邏輯運算。 供電采用三項五線制供電,總設計功率為 700 kW。 整套電氣有主控電器柜、加熱循環系
      統控制柜、輔助加熱系統、液壓控制系統及輔助加熱系統組成。主控制柜通過可編程邏輯控制器發出各指令, 對液壓、水泵、電磁閥進行邏輯控制,采用超聲波無接觸式檢測水溫及箱內積水狀況。 加熱循環系統控制柜有操作面板通過主控柜進行指令交換實現對加熱線圈 的控制,通過水溫檢測反饋實時狀況調節功率輸出。輔助加熱系統可補償循環加熱系統的熱損失。 各水泵電機采用耐腐蝕渣漿泵,消除火堿水及殘渣帶來的傷害。預警系統采用聲光可視可聽的方式, 有效保護電器元器件及設備安全。 電氣控制原理

      如圖 1 所示

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      2.2 水加熱裝置
      水加熱裝置采用 500 kW 節能型高中頻感應熱水電爐加熱,較之于傳統的電加熱方式更具有安全性、可靠性、高效性。 水加熱裝置包含中頻電源柜、補償電容柜、感應器、水冷系統。 該加熱裝置能在 120 min 內將 28 m3  的水從 0 °C 提升至 60 °C,   設備設計功率 500 kW,頻率為 1 000~2 500 Hz。
      收稿日期: 2012-12-10
      2.3 煮洗箱
      楊永林?高中頻水加熱清洗設備研發及其在機車檢修中的應用?2013 年第 5 期

      清洗后的殘余雜質,通過管道連接煮洗箱進行循環。

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      煮洗箱由箱體、上蓋和下箱體三部分組成,其外形尺寸為 6 282 mm×3 782 mm×3 098 mm(長×寬×高),箱體內有效凈尺寸為 6 000 mm×3 500 mm×1 800 mm (長×寬× 深),箱體有效清洗液容積為 28 m3。
      上蓋與箱體之間通過鋼制三套合頁連接, 三套合頁安裝于箱體長度方向后側并按比例排列。 在箱體的兩側裝有對稱的上蓋開啟和關閉的兩套動力機構。 下箱體與箱體為整體焊接而成。
      在箱體的兩側各設有一套相同的高壓工作油缸, 由油缸推動主蓋上的推銷使上蓋完成開啟和關閉動作,上蓋開啟時主蓋與箱體上平面夾角最大值為 85°,當工作油缸泄荷時上蓋自重轉化為閉蓋動力。
      煮洗箱內結構主要有箱體、骨架支撐座、循環水管以及淋噴管,如圖 2 所示。 支撐座用于擱置轉向架及待清洗工件。 下箱體主要功能有排水、水循環和支撐工件的作用。 為方便排水排渣,底面做成一個平行倒梯形,高度約為 400 mm。 水循環有一組 Φ80 鐵管組成的方架為淋噴裝置。

      圖 2 煮洗箱箱內結構示意圖

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      煮洗后的清洗水排放至積水坑, 由積水坑首先進行沉淀過濾,然后排入專用管道,由于火堿水的腐蝕特性,故將過濾過的火堿水排入專用排水管道進行處理, 改變了老式的污水排放所帶來的源污染, 同時也減少了處理空間,提高了利用率。
      2.5 輔助設備
      為實現清洗功能, 和煮洗箱配套的還有電動控制臺、液壓工作站、渣漿泵、電磁閥、煮洗框、給水泵等部件。
      除蒸汽、自來水外,煮洗箱的工作程序全由控制臺控制完現。 液壓工作站負責對煮洗箱蓋進行開啟與關閉。
      2.4 水循環利用系統
      水循環利用系統采用多功能清洗池, 將原來需要幾百米 2 的場地濃縮在 40 m2 的范圍內完成,充分利用場地資源。如圖 3 所示,循環水采用一定配比的火堿水
     ?。ɑ饓A水的比例為 1∶40), 先經 1 號沉淀過濾池沉淀→
      自動流入 2 號沉淀過濾池進一步過濾沉淀→經過 2 次過濾沉淀后, 自動流入 3 號加熱保溫池進行加熱→在通過抽水泵打入煮洗箱, 在煮洗箱通過高壓噴淋清洗完成對機車配件的清洗工作→最后的污水利用自然重力重新回流到 1 號沉淀過濾池進行循環使用, 既節約能源,又有效控制了環境污染。
      火堿水是可以循環使用的。 火堿水由 3 號加熱保溫池進行存放, 由 1 號沉淀過濾池及 2 號沉淀池過濾
      渣漿泵是煮洗箱的清潔工具。 啟動渣漿泵,可將煮洗箱底的油污、灰塵等沉淀物抽出并排入沉淀池。
      電磁閥實現水循環、 加熱及其淋噴清洗作業時管道的切換。
      煮洗框為盛裝機車部配件的器具, 煮洗時用吊車吊入煮洗箱煮洗。
      當煮洗箱內水位低于臨界水位時, 給水泵負責從沉淀池輸水灌入煮洗箱,是煮洗設備的節水裝置。
      3 設備的使用與維護
      開啟設備前,一定要檢測電源電壓是否正常,確保電氣柜機電元器件保持干燥通風, 加熱系統冷卻水接頭及水管牢靠無破損。
      設備維護按照一般設備維修通則進行。 另外,由于本設備工作的特殊性,對維護和保養有相應的要求:要求每 3 年大修一次;每個季度對積水坑泥漿進行處理, 確保余水排放的質量;每年進行電磁閥、水泵、管道檢查清理; 每隔 2 個月必須對安放在屏柜內的變頻器散熱片進行吹灰清掃, 以確保變頻器散熱片的散熱性能良好, 可使用經過去濕處理后的高壓風進行吹掃來清除散熱片表面的灰塵;
      電力機車與城軌車輛?2013 年第 5 期
      命周期和單臺機車可靠性、 單個作業者整備質量等要素,同時對典型案例深入剖析,為調整檢修范圍和修理周期提供了重要依據。
      例如, 針對機車主斷路器控制板及聯鎖觸頭實際故障率高的問題,在季檢時,適當增加了針對機車電磁線圈的牢固狀態、 輔助聯鎖導通性能及各插頭插座開蓋的檢查要求。而機車的微機控制柜,由于電子電路板多,對塵埃及靜電的環境要求高,且近幾年運行故障率較低,所以取消了對其拆卸等不必要的檢查項目。
      3.4 遵循機車數據信息化的優勢結合檢測手段的提升制定維護范圍
      早在 2010 年江岸機務段就將數據分析納入了日檢分析范圍,實現了數據下載、分析、處理作業的標準化。 始終堅持“機車整備數據下載不遺漏一臺機車,實現 100%檢索分析;不遺漏一條故障信息,實現 100% 分級響應處理”的原則。 幾年來,發現和處理了大量的牽引速度信號不確定、制動機故障代碼、4QC 模塊擊穿等影響機車正常運行的故障隱患, 大幅度地減少了機破發生。
      2012 年底, 通過對輪對輪緣超限尺寸的監控整理發現了大批即將超限或接近超限的輪對, 通過人工復核后,在春運來臨前集中鏇修了一批機車,預控性地確保了機車運行安全。 在受電弓動態檢測系統剛開始使用時, 常發生人工測量壓力值與機控數據值偏差較大的情況,通過客觀分析并進行多次實際測量,發現其原因為測量的人不同、方法不同而產生誤差,因此及時調整整備作業要求,增加測量標準的界定,克服人為原因造成的不安全因素。
      3.5 遵循機車現場訴求制定作業指導,實現作業標準化管理實際可行
      2010—2012 年以來曾 6 次修改 HXD1B 型機車修程及工藝范圍,調整了車頂高壓電器、司機室、機械間、
      走行部、保潔等 7 部分,計 59 大項,127 小項。  使許多檢驗檢測方法更具有可操作性; 取消了不必要及故障率極少的項目和檢查等級; 增加頻發故障設備的維護檢修,適當提升其保養等級,突出重點風險控制點,使之更有針對性。
      例如,和諧型電力機車各回路的耐壓要求較多,涉及拆卸線路復雜,易對完好部件造成人為損傷,且故障率極低,故取消了各修程對機車耐壓的檢查,僅在故障時進行核查。 針對機車空調器隨著運用公里的增加而故障增多的情況, 新增了濾網清洗維護和季節性維護保養范圍。
      4 結束語
      通過 7 年來對和諧型電力機車的運用, 以及 3 年多對 HXD1B 型機車修程的實踐,采取在線檢驗、檢測、信息化管理及科學制定維護范圍等手段, 使機車主斷路器、輔逆風機故障、輪徑相差等故障率明顯下降。 目前機務段可以利用專用檢測設備對 HXD1B 型機車各部件質量情況進行在線監控,實行部件壽命管理,只對故障部件進行更換,從簡單的“計劃預防修”逐步過渡到現有修制下的以可靠性為中心的維修模式上來。 希望通過我們的實踐, 拋磚引玉為其他和諧型電力機車的維護保養提供借鑒和參考。
      參考文獻:
      [1] 薄海青. 展望未來機車的維修模式[J]. 鐵道標準設計, 2010(7).
      [2] 孫聯慶, 劉曉鵬. 機務段修制改革的實踐及效果[J]. 內燃機車,2007(7).
      [3] 南車株洲電力機車有限公司. HXD1B 型電力機車維修手冊[G]. 株洲:南車株洲電力機車有限公司,2009.
      [4] 何鐘武,肖朝云,姬長法. 以可靠性為中心的維修[M]. 北京:中國宇航出版社,2007.
     ?。ㄘ熑尉庉?夏金鳳)
      每隔 2 個月對電機(包括水泵電機及油泵電機)外表面進行吹灰清掃,以確保電機散熱性能良好;每隔 3 個月對電磁閥及液壓閥進行檢查; 每隔 12 個月,清洗液壓油箱及煮洗箱,過濾液壓油。
      4 使用效果
      該高中頻水加熱清洗設備投入使用以來, 共檢修機車 10 余臺,清洗機車轉向架 40 余個,清洗構架及齒輪箱等 10 余批次。實踐證明,使用這種清洗方式,不但使工作環境改善,勞動強度降低,而且清洗質量提高,
      維修成本減少。
      參考文獻:
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      [2] 《機械工程手冊》編輯委員會. 機械工程手冊[M]. 2 版. 北京:機械工業出版社,2001.
      [3] 李正吾. 新電工手冊[M]. 合肥:安徽科學技術出版社,2001.
      [4] 《電氣工程監理手冊》編寫組. 電氣工程監理手冊[M]. 北京:機械工業出版社,2001.
      [5] 芮延年. 機電一體化系統設計[M]. 北京:機械工業出版社,2004.
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