СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть
Вернуться   СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть > Уголок СЦБИСТа > Книги и журналы > xx2

Ответ    
 
В мои закладки Подписка на тему по электронной почте Отправить другу по электронной почте Опции темы Поиск в этой теме
Старый 27.11.2022, 08:27   #1 (ссылка)
Crow indian
 
Аватар для Admin


Регистрация: 21.02.2009
Возраст: 42
Сообщений: 28,788
Поблагодарил: 397 раз(а)
Поблагодарили 5850 раз(а)
Фотоальбомы: 2566
Записей в дневнике: 645
Загрузки: 672
Закачек: 274
Репутация: 126089

Тема: [03-2022] О поддержании должного состояния охлаждающих устройств тепловозов в эксплуатации


О поддержании должного состояния охлаждающих устройств тепловозов в эксплуатации


В.И. ГОРИН, АО «ВНИИЖТ», г. Москва
Основными элементами теплообменного оборудования водяной системы охлаждения дизеля тепловоза являются блоки радиаторов «горячего» и «холодного» контуров (БРГК и БРХК), охладитель наддувочного воздуха (ОНВ), один или два водомасляных теплообменника (ВМТ), топливоподогреватель (ТП), калорифер кабины машиниста и обогреваемая водой грелка ног машиниста (на тепловозах некоторых серий последние два элемента могут отсутствовать). Кроме того, к теплообменным аппаратам следует отнести также рубашки охлаждения втулок цилиндров, водяные полости головок цилиндров, водоохлаждаемые полости турбокомпрессора и водяные полости охлаждаемых газовыпускных коллекторов.
Все элементы теплообменного оборудования спроектированы таким образом, чтобы при номинальном режиме работы дизеля и максимальной температуре атмосферного воздуха обеспечивать заданные уровни температур теплоносителей (воды «горячего» и «холодного» контуров, масла, наддувочного воздуха, воздуха в кабине машиниста, топлива и пр.), а также теплонапряженных элементов дизеля (втулок и головок цилиндров, клапанных механизмов, подшипников ротора турбокомпрессора, металла жаропрочной трубы выпускных коллекторов, а также газов на входе в лопаточный аппарат турбинного колеса турбокомпрессора и пр.). Отвод или подвод тепла в теплообменном оборудовании осуществляется через поверхности теплообмена.
В процессе эксплуатации поверхности теплообмена подвергаются загрязнениям. Они покрываются отложениями, состоящими из грязи, продуктов коррозии черных и цветных металлов, продуктов на-кипеобразований, нефтепродуктами и пр. Отложения имеют низкую теплопроводность и плохо удаляются с поверхности теплообмена. В результате теплорассеивающие способности (ТРС) теплообменного оборудования ухудшаются и перестают обеспечивать расчетные параметры. При этом возникает опасность недопустимого превышения температур как теплоносителей, так и теплонапряженных деталей дизеля.
Однако даже если температуры теплоносителей не превышают предельных значений (например, при частичных нагрузках дизеля или относительно невысоких температурах атмосферного воздуха), ухудшение ТРС таких теплообменников, как блоки радиаторов ГК и ХК, а также ОМ и ОНВ, приводит к повышенному расходу топлива дизелем. При загрязнении БРГК, БРХК и ВМТ топливо избыточно расходуется на привод вентиляторных установок охлаждающего устройства, а при загрязнении ОНВ снижается топливная экономичность работы дизеля.


Следует отметить, что 1 кВт мощности дизеля, приведенный к его валу, эквивалентен приблизительно 1,7 т годового расхода топлива, и это при условии нормальной (заводской) настройки топливной аппаратуры дизеля, исправных форсунках и средней загрузки силовой установки по классификации ОСТ 32.198-2002. Несмотря на то, что данный отраслевой стандарт был отменен и в настоящее время не действует, характеры загрузки тепловозов остались прежними. В реальных условиях эксплуатации затраты топлива на выработку 1 кВт мощности дизеля существенно выше (составляют около 2 т в год).
Для предотвращения выходов из строя или снижения негативных последствий, связанных с выработкой ресурса узлов, агрегатов и систем тепловоза, они периодические подвергаются различным видам ремонтов планово-предупредительного характера. Например, восстановление технических характеристик блоков радиаторов, ОНВ, ВМТ и водяных полостей охлаждения втулок и головок цилиндров для тепловоза 2ТЭ25КМ предполагается проводить на ремонтах вида ТР300 (через 300 тыс. км пробега тепловоза). При средней скорости пробега тепловоза приблизительно 15 км/ч (с учетом вынужденных и невынуж
денных простоев) межремонтный период тепловоза составляет приблизительно 830 суток или 28 месяцев. Оптимальны ли такие сроки?
Для ответа на данный вопрос попробуем разобраться в этом с экономической точки зрения. Для наглядности возьмем грузовой тепловоз 2ТЭ25КМ, эксплуатируемый в регионе с умеренным климатом, температурные условия которого соответствуют городу Москва [1] со средней загрузкой силовой установки по классификации ОСТ 32.198-2002. Относительное время годового распределения температур атмосферного воздуха и продолжительности работы тепловоза по позициям контроллера машиниста приведены, соответственно, на рис. 1,2.
Очевидно, что с потерей теплорассеивающей способности блоков радиаторов обоих контуров возрастает интенсивность работы мотор-вентиляторов (МВ) охлаждающего устройства (ОУ), что, в свою очередь, приводит к перерасходу топлива на их привод. Кроме того, при определенных сочетаниях нагрузок дизеля и температур атмосферного воздуха растет вероятность перегрева теплоносителей и сброса нагрузки дизелем в пути следования тепловоза с составом. Несмотря на то, что вероятность возникновения такого события относительно невелика, экономические последствия от него достаточно большие.
Существует еще один фактор, влияющий на экономичность тепловоза в зависимости от состояния радиаторов. В силу особенностей работы САРТ тепловоза 2ТЭ25КМ среднеэксплуатационное значение температуры воды «холодного» контура поддерживается на более низком уровне, чем это рекомендовано (на уровне 42 ... 48 °C вместо 56... 60 °C) [2].
С одной стороны, переохлаждение воды «холодного» контура ведет к значительному перерасходу мощности дизеля, затрачиваемой на привод вентиляторных установок, а с другой — положительно сказывается на удельном расходе топлива дизелем при его работе на нагрузках, соответствующих позиции контроллера машиниста (ПК) от б-й и выше. Кроме того, переохлаждение воды положительно сказывается на экологических показателях дизеля: снижается концентрация вредных оксидов углерода (С0х) и азота (N0x).

Снижение ТРС радиаторов «холодного» контура в эксплуатации нивелирует положительное значение переохлаждения воды. При этом еще больше возрастают потери мощности на привод вентиляторных установок ОУ. Потеря ТРС ОНВ приводит к перегреву наддувочного воздуха, что негативно отражается на удельном расходе топлива дизелем при его работе на нагрузках, соответствующих ПК от 7-й и выше.
В силу особенностей работы САРТ тепловоза 2ТЭ25КМ потеря ТРС ВМТ оказывает слабое влияние на расход топлива, но может привести к перегреву масла и сбросу нагрузки дизелем в пути следования тепловоза с составом.
В данной статье приведен сравнительный анализ экономических последствий от изменения в эксплуатации ТРС ОНВ и ОУ тепловоза 2ТЭ25КМ при существующем регламенте проведения восстановительных работ, а также приведены экономически обоснованные сроки измененного регламента проведения таких работ.
Блоки радиаторов горячего и холодного контуров являются основными элементами охлаждающего устройства тепловоза, которое предназначено для обеспечения требуемых значений температур теплоносителей (воды, масла и наддувочного воздуха) при эксплуатации тепловоза во всем сочетании диапазонов температур атмосферного воздуха и нагрузок дизеля. Оно представляет собой наиболее энергозатратную часть вспомогательного оборудования — на его функционирование в зависимости от конструктивного исполнения расходуется от 5 до 10 % мощности дизеля. Мощность, в основном, расходуется на привод вентиляторных установок ОУ. Для тепловоза 2ТЭ25КМ максимальные затраты мощности привода вентиляторов составляют 120 кВт [3], измеренные на валах электродвигателей. На валу дизеля эта мощность равна приблизительно 150 кВт, что составляет 5,7 % от его номинальной мощности.
Для сокращения среднеэксплуатационных затрат мощности привода вентиляторов в системах охлаждения предусмотрена система автоматического регулирования температур (САРТ), которая обеспечивает поддержание заданных уровней температур воды и масла в зависимости от изменения температур атмосферного воздуха и нагрузок дизеля. На тепловозе 2ТЭ25КМ используется САРТ релейного типа. Значения температурных уставок датчиков температур воды и масла приведены в табл. 1, характеристики дизеля и вентиляторных установок охлаждающего устройства тепловоза представлены в табл. 2. На рис. 3 приведена схема нумерации мотор-вентиляторов охлаждающего устройства.

Проектирование ОУ осуществляется из условия обеспечения допустимых уровней температур теплоносителей при экстремально высокой температуре атмосферного воздуха и номинальном режиме работы дизеля с учетом 15%-ного запаса по теплорассеивающей способности (ТРС) [5]. Предполагается, что указанный запас вырабатывается за межремонтный период и восстанавливается после проведения ремонтных работ. При таком допущении вероятность перегрева теплоносителей в пути следования тепловоза с составом отсутствует, а перерасход топлива на привод вентиляторных установок по мере выработки запаса — минимальный.
В действительности скорость выработки запаса теплорассеивающей способности охлаждающего устройства значительно превышает ожидаемое значение. Так, по данным [6] скорость снижения ТРС ОУ для тепловозов серий 2ТЭ116 и ТЭП70БС составляет от 0,04 до 0,05 % в сутки. Следовательно, назначенный запас будет израсходован приблизительно за 10 —12 месяцев эксплуатации тепловоза (что равно примерно 110 — 130 тыс. км его пробега).
В последующий период до проведения планового ремонта появляется риск сброса нагрузки дизеля в пути следования тепловоза с составом при экстремально высоких температурах атмосферного воздуха, а также перерасход топлива дизелем на привод вентиляторных установок ОУ, которые будут работать более интенсивно, чтобы обеспечивать заданный температурный режим теплоносителей при частичных нагрузках дизеля и умеренных температурах атмосферного воздуха. Здесь речь идет об эксплуатации тепловоза после его постройки до первого ремонта объема ТР-3. Для тепловозов более ранней постройки проблемы с перерасходом топлива и вероятностью перегрева теплоносителей будут многократно выше.
Справедливости ради следует признать, что вопросы исследования скорости снижения ТРС ОУ в эксплуатации еще до конца не изучены.

Известно, что загрязнение поверхности теплообмена теплообменного оборудования со стороны воды зависит от исходного качества воды, используемой для водоподготовки, технологии и качества самой водоподготовки, перечня и качества материалов, используемых в системе охлаждения, культуры эксплуатации и обслуживания тепловозов и пр.
Однако количественная сторона данного вопроса до сих пор не изучена. В этой связи выглядит более чем странным продление межремонтного периода для ОУ до 300 тыс. км пробега тепловоза. Например, для тепловоза 2ТЭ116 этот межремонтный пробег составляет 200 тыс. км, а для 2ТЭ1 ОМ — 100 тыс. км. Можно, конечно, понять сторонников сокращения затрат на проведение ремонтных работ путем продления межремонтных сроков. Однако потери, связанные с эксплуатацией тепловоза с ОУ, выработавшей запас, несоизмеримо выше, чем такая экономия. Попробую доказать это цифрами.
Если предположить, что за межремонтный период (28 месяцев) не предполагается проведение плановых ремонтов, то при скорости ухудшения ТРС 0,04 % в сутки состояние ТРС БРГК и БРХК к концу периода составит приблизительно 65 % от исходного (рис. 4).
В работах [7, 8] приведены методики расчетов вероятности недопустимого перегрева теплоносителей и среднеэксплуатационных затрат мощности привода четырех вентиляторных установок с релейной системой управления их работой (релейной САРТ) в зависимости от состояния радиаторов с учетом вероятностей сочетаний нагрузок дизеля и температур атмосферного воздуха. Согласно этим методикам и используя данные рис. 1 — 3 и табл. 1, 2, расчетным путем были получены зависимости, которые приведены на рис. 5,6.

Анализ результатов позволяет сделать следующие выводы.
При принятой скорости ухудшения ТРС радиаторов частота перегрева составит 0 % в конце первого года эксплуатации, немногим более 1,2 % на конец второго года эксплуатации и почти 2 % к концу межремонтного периода (см. рис. 5). Экономические последствия от сброса нагрузки дизеля тепловоза с составом на руководящих уклонах (именно там реализуются максимальные нагрузки дизеля) измеряются в десятках миллионов рублей. При вероятности перегрева 2 % потери от сброса нагрузки дизелем в пути следования тепловоза с составом соизмеримы с затратами на проведение неплановых ремонтов ОУ.
Установлено, что при принятом режиме эксплуатации тепловоза и исходном состоянии радиаторов (с = 1,00) среднеэксплуатационная мощность привода вентиляторных установок составляет 0,27 от номинала, или 40,5 кВт на одну секцию тепловоза. Следовательно, только за год эксплуатации тепловоза на привод вентиляторных установок расходуется более 60 т топлива на одну секцию тепловоза, а за межремонтный период (28 месяцев) будет израсходовано 140 т (см. рис. 6).
Если предположить, что за межремонтный период только у двух секций тепловозов из ста были выявлены факты перегрева теплоносителей, а остальные 98 единиц успешно отработали назначенный период, то к концу межремонтного периода эти тепловозы израсходуют приблизительно по 180 т топлива только на привод вентиляторных установок ОУ. Перерасход топлива составит почти 40 т на одну секцию тепловоза. При стоимости дизельного топлива 50 тыс. руб. за тонну экономические потери составят приблизительно 2 млн руб. на секцию или 4 млн руб. на двухсекционный тепловоз.
□ Основные избыточные затраты топлива приходятся на период после второго года эксплуатации. Таким образом, увеличение межремонтных сроков для тепловоза 2ТЭ25КМ в части ОУ по сравнению с тепловозами предшествующих серий нельзя признать рациональным.
В случае ежегодного ремонта блоков радиаторов (например, при подготовке тепловоза к летнему сезону эксплуатации) суммарные затраты топлива на привод вентиляторных установок к концу межремонтного периода составят приблизительно 160 т. Такой подход позволит за указанный период сэкономить более 20 т топлива, что эквивалентно экономии денежных средств в размере приблизительно 1 млн руб. на секцию или 2 млн руб. на двухсекционный тепловоз за межремонтный период (28 месяцев). При стоимости ремонта ОУ приблизительно 120—160 тыс. руб. проведение двух дополнительных ремонтов (на рис. 6 сроки проведения ремонтов обозначены пунктирными линиями) по затратам несоизмеримо ниже, чем экономия средств на топливо, связанная с сокращением работы вентиляторных установок. Плановый ремонт блоков радиаторов (через 28 месяцев) при этом можно не проводить, а осуществить такой ремонт через 12 месяцев, что дополнительно позволит экономить денежные средства эксплуатанта. Если добавить к этому сокращение вероятных потерь, связанных с остановкой тепловоза в пути следования тепловоза с составом по причине перегрева теплоносителей (см. выше), то экономическая привлекательность ежегодной промывки ОУ становится очевидной.
Расчеты сделаны для начального периода эксплуатации тепловоза после постройки до первого ремонта ТР300. С каждым последующим ремонтом ОУ экономическая привлекательность ежегодной промывки ОУ только увеличивается.

Охладитель наддувочного воздуха предназначен для обеспечения требуемых значений температур наддувочного воздуха при эксплуатации тепловоза в условиях высоких нагрузок дизеля (0,6Ne ном и выше). Поддержание заданной температуры обеспечивает декларированные значения расходов топлива на указанных режимах нагружения дизеля. Превышение температуры наддувочного воздуха неизменно приводит к ухудшению топливной экономичности дизеля. В работах [9,10] приведены результаты экспериментальных исследований, согласно которым на один градус увеличения температуры воздуха приходится 0,12 % увеличения расхода топлива дизелем для совершения той же работы.
Обеспечение расчетного значения температуры воздуха возможно путем поддержания в исправном состоянии поверхности охлаждения трубок ОНВ. В процессе эксплуатации со стороны воды происходит загрязнение продуктами накипеобразований и коррозии металлов трубок охладителя наддувочного воздуха. По мере загрязнения ТРС теплообменных аппаратов ухудшаются, что выражается в росте температур теплоносителей, в том числе температуры атмосферного воздуха. Если потерю ТРС ОУ в большинстве случаев можно компенсировать более интенсивной работой вентиляторных установок, то потеря ТРС ОНВ не компенсируется ничем.
Для предотвращения негативных последствий указанного явления проводятся периодические работы по восстановлению технических характеристик теплообменных аппаратов. Применительно к тепловозу 2ТЭ25КМ восстановительные работы ОНВ проводятся с периодичностью, соответствующей пробегу тепловоза между ремонтами ТРЗОО (300 тыс. км) [4]. В течение всего этого времени происходит снижение ТРС ОНВ, которое выражается в перерасходе топлива на совершение тепловозом работы.
Перерасход топлива при работе тепловоза на j-й позиции контроллера машиниста равен:



К сожалению, скорость и закон снижения ТРС ОНВ от продолжительности эксплуатации тепловоза не изучены. До недавнего времени исследований в данной области не проводилось. Отсутствие инструментов, позволяющих с достаточной точностью определять искомые параметры, методик, а самое главное, финансирования, не позволяло провести такие трудоемкие и продолжительные работы.

В последнее время появился инструмент, позволяющий существенно сократить затраты времени и средств для проведения подобных исследований — автоматические системы контроля состояния параметров тепловоза (АСК). Данные системы позволяют дистанционно получать и обрабатывать большой объем разных параметров тепловоза, в том числе необходимых для оценки текущего состояния теплообменного оборудования тепловоза.
Применительно к тепловозу 2ТЭ25КМ такой АСК является система МПСУ-Т. Разработаны также методики оценки текущего состояния отдельных узлов и агрегатов тепловоза и методики прогнозирования этого состояния на ближайшую перспективу. В основу последних положен принцип определения скорости изменения искомого параметра. Однако если по оценке скорости изменения ТРС ОУ уже имеются предварительные сведения (см. выше), то скорость изменения ТРС ОНВ в настоящее время неизвестна. Если же исходить из предположения, что водяные полости ОНВ и блоков радиаторов ОУ эксплуатируются в одинаковых условиях, то и скорости загрязнения их поверхностей должны быть близкими.
Исходя из размеров и формы сечений трубок ОНВ по сравнению с трубками секций водовоздушных радиаторов, загрязнение их внутренних поверхностей в виде грязевых отложений должно проходить менее интенсивно. Исходя из температурных условий работы ОНВ (температура наддувочного воздуха с наружной стороны трубки может достигать 160 °C и выше), на внутренней поверхности трубок возможны отложения продуктов накипеобразований.
Для расчетов в статье были приняты три значения скорости снижения ТРС ОНВ:
  • скорость снижения ТРС ОНВ равна скорости снижения ТРС ОУ (0,04 % в сутки);
  • скорость снижения ТРС ОНВ равна 0,75 от скорости снижения ТРС ОУ (0,03 % в сутки);
  • скорость снижения ТРС ОНВ вдвое меньше скорости снижения ТРС ОУ (0,02 % в сутки).
Используя эти предположения и данные, приведенные в табл. 1 — 3 и на рис. 1, были получены зависимости относительных перерасходов топлива от времени эксплуатации тепловоза при различных скоростях загрязнения трубок ОНВ. Результаты изложены в графическом виде на рис. 7.

Анализ полученных результатов позволяет сделать следующие выводы.
При скорости снижения ТРС ОНВ, равной скорости снижения ТРС ОУ (0,04 % в сутки), к концу межремонтного периода перерасход топлива дизелем составит 6,2 % (или в среднем 3 % за весь межремонтный период). В случае применения ежегодной промывки ОНВ по аналогии с промывкой ОУ (см. выше) средний перерасход топлива составил бы 2-2,0 %/2 = 2 % (см. рис. 7), или в полтора раза меньше, чем при существующем регламенте проведения восстановительных работ. При годовом расходе топлива тепловозом приблизительно 700 т ежегодная промывка ОНВ позволит экономить более 7 т топлива в год, что в денежном исчислении эквивалентно более 350 тыс. руб. Затраты на дополнительную ежегодную промывку ОНВ составят не более 100 тыс. руб. Таким образом, применение ежегодной промывки ОНВ позволит экономить более 250 тыс. руб. в год на одну секцию тепловоза 2ТЭ25КМ.


При скорости снижения ТРС ОНВ, равной 0,75 от скорости снижения ТРС ОУ (0,03 % в сутки), к концу межремонтного периода перерасход топлива дизелем составит 4,1 % (или в среднем 2 % за весь межремонтный период). При ежегодной промывке перерасход топлива составит 2-1,5 %/2 = 1,5 % (см. рис. 7). Ежегодная промывка ОНВ позволит экономить до 3,5 т топлива в год, что в денежном исчислении эквивалентно более 175 тыс. руб. С учетом затрат на проведение ежегодной промывки на уровне 100 тыс. руб. чистая экономия составит 75 тыс. руб. на одну секцию тепловоза в год.
При малой скорости загрязнения внутренних поверхностей ОНВ (0,02 % в сутки и менее) ежегодная промывка нерентабельна.
Для уточнения экономической целесообразности изменения регламента проведения восстановительных работ охладителей наддувочного воздуха и других элементов системы охлаждения дизеля необходимо инициировать проведение научно-исследовательской работы по определению средних скоростей изменения ТРС ОНВ.
Охлаждение цилиндровых втулок и головок цилиндров дизеля. Тепловыделения в воду от дизеля типа Д49 осуществляются в каналах охлаждения цилиндровых втулок и цилиндровых головок (рис. 8), в каналах турбокомпрессора и охлаждаемых коллекторов.

В процессе эксплуатации каналы забиваются шламом и продуктами накипеобразований. Теплоотводы от таких элементов системы охлаждения снижаются, что благоприятно отражается на способности ОУ поддерживать расчетное значение температуры воды. Однако при этом растет температура теплонапряженных частей дизеля, что в конечном итоге приводит к порчам разного рода. При этом растет тепловыделение в масло из-за роста температуры металла деталей цилиндропоршневой группы.
Следует обратить внимание на конструкцию охлаждения втулок (см. рис. 8). Подвод охлаждающей воды осуществляется через отверстие с относительно малым диаметром. После входа воды в межрубашечное пространство ее скорость и, соответственно, давление резко падают. Одновременно с этим происходит контакт с высокой температурой стенки, что создает идеальные условия для образования накипи. Кроме того, резкое снижение скорости воды провоцирует выпадение обычного шлама, который откладывается на задней стенке водяной полости и который не удаляется потоками воды. Грязь на поверхности откладывается неравномерно: больше на задней стенке относительно входного отверстия и меньше на передней.
Неравномерное отложение грязи ведет к неравномерности охлаждения втулки цилиндра, что, в свою очередь, приводит к ее короблению и порче. На некоторых зарубежных дизелях существуют
конструктивные решения, снижающие негативные последствия неравномерного охлаждения (например, применение винтовых направляющих на стенках рубашки охлаждения). В дизелях типа Д49 такого решения не предусмотрено.
Те же проблемы относятся и к охлаждению головок цилиндров, только там последствия еще печальнее. Неравномерное охлаждение головки ведет к перекосам, неполному закрытию и даже к заклиниванию клапанов подачи воздуха и выпуска отработанных газов.


Промывки полостей дизелей типа Д49 осуществляются только на ремонтах вида КР-1 (после 1200 тыс. км пробега). Скорость же накопления грязи значительно выше. В результате дизели продолжительное время вынуждены работать в нерасчетном теплонапряженном режиме. Неудивительно, что число неплановых ремонтов дизелей типа Д49 очень высоко. Увеличение частоты промывок по традиционной технологии нецелесообразно по причине высокой стоимости проведения восстановительных работ с полной разборкой дизеля. Полная разборка дизеля обычно приурочена к периодичности изно-сов основных элементов цилиндропоршневой группы. Однако необходимость в проведении более частых промывок водяных полостей дизеля все же существует.
Основным препятствием для изменения существующего регламента проведения восстановительных работ планово-предупредительного характера (пусть даже и более рациональных) является необходимость нарушения связей и устоявшихся принципов взаимодействия различных родов служб — эксплуатационных, ремонтных, финансовых и пр. Как показывает многолетний опыт, любое нарушение таких связей приводит к непредсказуемым последствиям. Чаше всего данные последствия носят негативный характер.
В частности, существующие периодичности промывок блоков радиаторов, ОНВ, водяных полостей дизеля, ОНВ неодинаковы. Увеличение частоты промывок на первых порах неизбежно приведет к путанице. Кроме того, производственные мощности большинства депо не позволяют увеличить объем работ в силу ограниченности площадей, оборудования и персонала. И, наконец, главное— неясно, кто является выгодоприобретателем изменения существующего регламента и кто должен оплачивать дополнительные работы? В этой связи безразборная химическая очистка (БХО) водяной системы выглядит отличным компромиссным вариантом, который бы устроил всех участников процесса.
Напомню, что химическая безразборная очистка осуществляется методом циркуляции химического реагента по контуру теплообменника. Гидрохимический метод очистки — это процесс очистки внутренних поверхностей от накипно-коррозионных отложений путем циркуляции по контуру рабочих растворов специальных технических моющих средств, минеральных или органических кислот со специальными добавками.


Преимущества БХО заключается в следующем.
Во-первых, оборудование для БХО позволяет проводить его вне помещения, что устраняет необходимость захода тепловоза в депо. Не секрет, что зачастую тепловозы вынуждены простаивать на подъездных путях в ожидании очереди захода в депо.
Во-вторых, БХО проводится силами 3 — 4 человек в течение 10 — 12 ч. Это позволяет приурочивать промывки к ремонтам вида ТО-3, что значительно расширяет возможности для изменения существующего регламента.
В-третьих, для проведения таких работ достаточно наличия узкоспециализированной бригады с постоянной загрузкой каждого работника. При проведении плановых работ часто наблюдаются вынужденные простои отдельных работников, связанные с организацией и последовательностью проведения различных операций.
В-четвертых, промывка водяных полостей всех элементов водяной системы осуществляется одновременно, что исключает циркуляцию отложений от непромытых элементов к промытым.
Начиная с 2006 г. по настоящее время различными предприятиями было разработано несколько вариантов технологий таких промывок. Совместными усилиями специалистов АО «ВНИКТИ», АО «ВНИИЖТ» и ПКБ ЦТ ОАО «РЖД» были проведены многочисленные исследования, направленные на выяснение экономической целесообразности их проведения. В результате было установлено, что некоторые из вариантов технологий оказались непригодными или нецелесообразными для применения в водяных системах тепловозов. По мере получения данных исследований совершенствовались и уточнялись технологические процессы БХО. К 2013 г. уже были определены наиболее рациональные из них. По разным данным, за период с 2013 г. по сегодняшний день было промыто более 3 тыс. секций тепловозов.

Экономичность изменения существующего регламента промывок обоснована вышеизложенными расчетами. Изменение регламента оправдано только за счет экономии топлива. Однако при этом еще повышается надежность работы втулок и головок цилиндров дизеля, подшипников турбокомпрессора, рубашек охлаждения выпускных коллекторов. Улучшаются также условия работы топливо-подогревателя. Технология БХО позволяет перейти на новый регламент с минимальными потерями организационно-технологического характера.

Тем не менее, остались нерешенными два главных вопроса: кто является основным выгодоприобретателем и кто должен оплачивать объем дополнительных работ? Для ответа на эти вопросы необходимо проведение исследований по специально разработанной программе. Трудность заключается в том, что такие исследования очень трудоемки и продолжительны по времени. Например, подобные исследования специалистами АО «ВНИКТИ», АО «ВНИИЖТ» и ПКБ ЦТ ОАО «РЖД» проводились в течение 5 лет. При этом результаты исследований, проведенных по разработанной в 2008 г. программе-методике, легко оспорить.
Это обстоятельство дает «козыри» скептикам и противникам изменения существующего регламента и применения технологии БХО. Для повторных исследований следует разработать новую программу-методику, позволяющую в относительно короткий срок (не более 0,5 года) получить более убедительные доказательства преимуществ БХО, и такая возможность в настоящее время уже существует.
На тепловозах нашли применение и уже широко используются бортовые автоматизированные системы контроля (АСК) технического состояния тепловоза. На разных тепловозах применяются АСК разного типа. В частности, на тепловозах серий ТЭП70, ТЭП70БС и 2ТЭ70 применяются АСК «МСУ-ТП», на 2ТЭ25КМ — АСК «МСУ-Т», на 2ТЭ10МК, ТЭМ18Д(ДМ), ТЭМ7(А) применяются АСК типа «РПДА-ТМ» или «РПРТ» различных модификаций, на ТЭМ2 — АСК «БОРТ».
Данные системы имеют в своем арсенале широкие наборы датчиков, с помощью которых можно диагностировать текущее состояние различных узлов и агрегатов тепловоза. Однако, несмотря на наличие таких комплексов, высокий их потенциал реализуется пока крайне слабо. В основном АСК используются для контроля за несанкционированным расходом топлива, работой, совершенной тепловозом, и удельным расходом топлива, потраченным для совершения такой работы. Диагностирование состояния отдельных узлов, ради чего и были разработаны такие системы, проводится точечно, в виде констатации случаев отказов и без должного анализа их причин. Объяснений тому несколько.


Во-первых, для анализа текущего состояния в каждый конкретный момент времени необходимо соблюдение ряда условий, а именно:
  • датчики должны обладать высокими значениями точности и быстродействия (датчики такого типа, как правило, имеют высокую стоимость и не отличаются высокой надежностью, необходимой для эксплуатации в сложных условиях работы тепловоза);
  • И наиболее достоверные значения показателей состояния того или иного узла можно определить при работе тепловоза на высоких нагрузках, соответствующих позиции контроллера машиниста от 13-й и выше (тепловозы редко работают на таких нагрузках);
  • для достоверного определения необходимого показателя состояния того или иного узла необходимо, чтобы тепловоз работал на одном режиме достаточно долгое время (более 10 мин), однако такие режимы редко реализуются в условиях эксплуатации тепловоза.
Во-вторых, в настоящее время только внедряются алгоритмы, позволяющие в автоматическом режиме производить фильтрацию требуемых режимов работы тепловоза и получение значений требуемых параметров для отфильтрованных режимов. Так, данные по скорости снижения ТРС ОУ, приведенные в работе [б], были получены с помощью АСК «МСУ-Т» и «МСУ-ТП», но обработка и фильтрация режимов проводились в ручном режиме, что предопределило высокие трудоемкость и продолжительность проведения такой работы.

В-третьих, отсутствует регламент действий после получения предупредительных сообщений об износах оборудования и возможных выходах его из строя. Отсутствует также аналитическая группа специалистов, обладающая полномочиями по принятию решений о дальнейшей эксплуатации тепловоза после получения тревожных сообщений. В результате после получения предупредительных и даже тревожных сообщений тепловозы нередко продолжают эксплуатироваться до очередного вида технического обслуживания или ремонта, либо до отказа оборудования.
Несмотря на изложенные проблемы и недостатки потенциалы различных существующих АСК при определенной доработке алгоритмов позволяют производить диагностирование и прогнозирование состояния различных узлов, в том числе состояние элементов водяной системы охлаждения. В 2020 г. в АО «ВНИИЖТ» был разработан алгоритм автоматизированной обработки потока данных для оценки текущего состояния охлаждающего устройства тепловоза.
Данный алгоритм позволяет:
  • осуществлять оценку текущего состояния теплорассеивающей способности ОУ по сравнению с теоретическим (расчетным и декларированным в Технических условиях на тепловоз);
  • выполнять оценку ОУ после проведения восстановительных работ (промывок водяных полостей теплообменных аппаратов);
  • прогнозировать состояние ОУ на ближайшую перспективу (оценивать скорость снижения ТРС ОУ от времени эксплуатации тепловоза);
  • выделять затраты топлива на привод вентиляторных установок из общего расхода топлива тепловозом;
  • во избежание сброса нагрузки в пути следования тепловоза с составом вырабатывать рекомендации по выбору веса состава с учетом состояния ОУ, профиля пути и климатического прогноза на время ведения состава.
Внедрение такого алгоритма позволит существенно сократить время и средства на проверку целесообразности проведения БХО. В настоящее время данный алгоритм проходит эксплуатационную проверку. Подобный алгоритм может быть разработан для оценки состояния охладителя наддувочного воздуха и водомасляного теплообменника.

Библиография
1. ГОСТ 16350-80. Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей. Введ. 01.07.1981. Изм. 01.09.1985. М.: Издательство стандартов, 1981.
2. Горин В.И. Система САРТ дизеля тепловоза 2ТЭ25КМ требует доработки // Локомотив. 2021. № 8. С. 40 — 44.
3. Магистральный грузовой двухсекционный тепловоз 2ТЭ25КМ : руководство по эксплуатации. Часть 1. Техническое описание 2ТЭ25КМ РЭ / ЗАО УК БМЗ. Брянск, 2015.
4. Магистральный грузовой двухсекционный тепловоз 2ТЭ25КМ: руководство по эксплуатации. Часть 2. Техническое описание 2ТЭ25КМ РЭ / ЗАО УК БМЗ. Брянск, 2015.
5. ГОСТ 31187-2011. Тепловозы магистральные. Общие технические требования. Введ. 01.06.2012. Изм. 13.07.2017. М.: Стандартинформ, 2012.
6. Горин А.В. Методы контроля теплотехнического состояния охлаждающих устройств тепловозов в эксплуатации : автореферат дис.... канд. техн, наук : 05.22.07 / ВНИИЖТ. М., 2016.24 с.
7. Горин А.В., Гогричиани Г.В. Метод расчета вероятности перегрева теплоносителей систем охлаждения тепловозных дизелей // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. 2013. № 1. С. 60 — 66.
8. Горин А.В. Диагностика параметров системы охлаждения как средство для повышения надежности и ресурса тепловозного дизеля // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2014. № 1 (41). С. 112 —118.
9. Володин А.И., Фофанов Г.А. Топливная экономичность силовых установок тепловозов. М.: Транспорт, 1979.129 с.
10. Хомич А.З. Вспомогательные режимы тепловозных дизелей. М.: Транспорт, 1979. 144 с.
__________________
Если у вас возникли вопросы по работе сайте - пишите на почту admin@scbist.com
Admin вне форума   Ответить с цитированием 12
Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
[03-2022] Модернизация водяной системы тепловозов типа ТЭ10 Admin xx2 0 27.11.2022 08:07
[03-2022] Промтранспорт оценил достоинства тепловозов ТЭМ14 Admin xx2 0 26.11.2022 16:27
[01-2022] Некоторые неисправности тепловозов ТЭМ7А, ТЭМ14 Admin xx2 0 20.11.2022 07:43
[01-2022] Завершен контракт 2019 г. на поставку тепловозов в Монголию Admin xx2 0 20.11.2022 07:19
[01-2022] СТМ договорились с ЕВРАЗом о дополнительных поставках тепловозов ТЭМ14 и ТЭМ10 Admin xx2 0 20.11.2022 07:14

Ответ

Возможно вас заинтересует информация по следующим меткам (темам):
2тэ25км, 2te116, вниижт, локо0322, тэм2, tep70


Здесь присутствуют: 1 (пользователей: 0 , гостей: 1)
 
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.
Trackbacks are Вкл.
Pingbacks are Вкл.
Refbacks are Выкл.



Часовой пояс GMT +3, время: 14:32.

СЦБ на железнодорожном транспорте Справочник 
сцбист.ру сцбист.рф

СЦБИСТ (ранее назывался: Форум СЦБистов - Railway Automation Forum) - крупнейший сайт работников локомотивного хозяйства, движенцев, эсцебистов, путейцев, контактников, вагонников, связистов, проводников, работников ЦФТО, ИВЦ железных дорог, дистанций погрузочно-разгрузочных работ и других железнодорожников.
Связь с администрацией сайта: admin@scbist.com
Advertisement System V2.4