李勇墻

（太原機(jī)務(wù)段，山西太原 030000）

0 引言

山西省地處黃土高原，南北緯度跨度大，地形較為復(fù)雜，由于受內(nèi)蒙古冬季冷氣團(tuán)的襲擊，冬季漫長而寒冷干燥，主要體現(xiàn)在當(dāng)年12月到次年2月，全省氣溫均在0℃以下，大同、朔州位于山西的最北邊，日常氣溫更低，電力機(jī)車在這樣的氣候下運(yùn)行存在很大隱患，壓縮空氣在機(jī)車空氣管路系統(tǒng)中以壓力變化為媒介傳遞動(dòng)作指令，經(jīng)過壓縮機(jī)產(chǎn)生的空氣溫度升高、壓力變大，壓縮空氣中水蒸氣隨著溫度和壓力的下降冷凝析出水分，如果空氣中所含水分較多，不僅會(huì)加劇管路和閥類的腐蝕，嚴(yán)寒的低溫會(huì)出現(xiàn)冰凍情況，造成閥類工作條件的惡化，使制動(dòng)機(jī)的作用靈敏度降低，縮短制動(dòng)機(jī)和氣動(dòng)器械的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致機(jī)車空氣管路系統(tǒng)堵塞，影響到整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)的正常動(dòng)作，造成嚴(yán)重后果。因此，壓縮空氣的除水干燥和閥類部件的保溫尤其重要，加強(qiáng)防寒工作，保障機(jī)車運(yùn)行的可靠性。

電力機(jī)車空氣管路系統(tǒng)防寒設(shè)計(jì)要確保機(jī)車冬季安全運(yùn)行的同時(shí)，必須滿足經(jīng)濟(jì)實(shí)用、維護(hù)操作簡便等基本條件。防寒工作要注意控制不必要的保溫應(yīng)用范圍、材料資源和工時(shí)消耗，同時(shí)規(guī)避因防寒舉措欠妥而引發(fā)的機(jī)車故障。既要保證機(jī)車防寒效果的可靠性，又要著重提高干燥器的良好干燥效果。在關(guān)鍵部位進(jìn)行加熱防寒措施，防止管路部件低溫情況下凍結(jié)，分析克服防寒技術(shù)中存在的問題，進(jìn)一步提升機(jī)車的低溫運(yùn)行性能，完善防寒措施，保證部件在低溫情況下良好工作，減少機(jī)車冬季運(yùn)行中的故障率。

1 現(xiàn)有的防寒措施

（1）機(jī)車底架下方的空氣管路包扎防寒泡沫保溫材料，并用細(xì)鐵絲緊固，相關(guān)的塞門做捆綁包扎。

（2）制動(dòng)柜內(nèi)的中繼閥、分配閥、壓力開關(guān)和門聯(lián)鎖閥等關(guān)鍵部件加裝電熱套，并由自控溫加熱裝置控制，溫度均勻，安全可靠，部分機(jī)車的制動(dòng)柜周圍包裹保溫棉被。

（3）目前山西省運(yùn)行的電力機(jī)車，大部分是SS4改型電力機(jī)車，使用螺桿式壓縮機(jī)打風(fēng)作業(yè)，產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)過裝有高壓安全閥和止回閥的連接管流入干燥器，連接管的距離較短以減少散熱面積和壓縮空氣在連接管內(nèi)的流通距離與時(shí)間。通過在連接管的外壁安裝自控電伴熱線，同時(shí)包裹防寒保溫材料，有效防止連接管內(nèi)的壓縮空氣低溫下析出水冰凍阻塞連接管，并在止回閥及高壓安全閥采取加熱保溫防寒措施，防止結(jié)冰而影響其動(dòng)作。

（4）從壓縮機(jī)機(jī)組生產(chǎn)的壓縮空氣的濕度及溫度都較高，在干燥器內(nèi)進(jìn)行干燥除水作業(yè)。如果干燥器出現(xiàn)故障，含有大量水分的壓縮空氣將流入之后的空氣管路及閥類部件，造成很嚴(yán)重的安全隱患，故而保持干燥器的良好狀態(tài)是機(jī)車防寒檢修的重要環(huán)節(jié)。干燥器內(nèi)部的管路和閥類部件直接接觸尚未干燥凈化的壓縮空氣，長期處于高濕度環(huán)境，為防止冬季低溫壓縮空氣中的水分冷凝結(jié)冰，影響管路閥類動(dòng)作，在濾清筒和干燥筒外部安裝自控溫加熱套，同時(shí)對(duì)排泄閥和進(jìn)氣閥等部位安裝防凍加熱設(shè)備，通過溫控器控制，連接管路和塞門包扎防寒材料。

2 空氣管路防寒問題及解決辦法

2.1 空氣濕度與溫度、壓力的關(guān)系

（1）空氣濕度與溫度、壓力有很大的關(guān)系，例如，氣體狀態(tài)方程為：PV/T越R，式中P是氣體的壓強(qiáng)；V是氣體占有的體積；T是氣體的絕對(duì)溫度；R是常數(shù)。根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程分析，當(dāng)壓力一定時(shí)絕對(duì)溫度的變化將引起體積的變化，溫度升高引起體積變大，空氣濕度降低，溫度降低導(dǎo)致體積變小，空氣濕度增大，濕度與溫度及體積呈反比變化；當(dāng)溫度不變時(shí)，壓力升高導(dǎo)致體積變小，則濕度上升，壓力降低會(huì)使體積增大，使?jié)穸认陆?，濕度與壓力的變化呈正比關(guān)系。

（2）在總風(fēng)缸之后的總風(fēng)管、列車管、閘缸管等管中的壓縮空氣經(jīng)過2個(gè)串聯(lián)總風(fēng)缸的降溫，溫度降到與外部環(huán)境溫度一致，總風(fēng)缸之后的管路包裹防寒材料對(duì)提高空氣溫度沒有效果，再加上管路減壓和壓縮空氣的流動(dòng)使用，凝結(jié)析出的水分很少，所以總風(fēng)缸之后的空氣管路基本沒有凝結(jié)水析出，多余的防寒措施只會(huì)增加機(jī)車檢修工時(shí)和運(yùn)行成本，防寒材料長時(shí)間緊貼管路外壁會(huì)造成外壁嚴(yán)重腐蝕。因此可以嘗試撤銷總風(fēng)缸之后的空氣管路和折角塞門的防寒保溫材料，并在機(jī)車運(yùn)行時(shí)建檔跟蹤觀察，記錄機(jī)車防寒情況，如發(fā)現(xiàn)不良情況，應(yīng)積極防寒補(bǔ)強(qiáng)，防止機(jī)車空氣管路發(fā)生凍結(jié)故障。

2.2 空氣干燥器類型

（1）山西地區(qū)SS4改型電力機(jī)車現(xiàn)階段使用的空氣干燥器有單塔和雙塔兩種類型，單塔干燥器的結(jié)構(gòu)比較簡單，維修方便，由濾清筒、干燥筒、排泄閥、止回閥等部件組成，當(dāng)壓縮機(jī)打風(fēng)時(shí)，干燥器也同時(shí)進(jìn)行干燥凈化作業(yè)；當(dāng)壓縮機(jī)停止打風(fēng)時(shí)，干燥器通過排泄電空閥的作用，再生風(fēng)缸中的干燥空氣反向流通，將干燥劑中的水分從排泄閥排出，實(shí)現(xiàn)再生作用。由于單塔干燥器結(jié)構(gòu)限制性，吸附干燥作用和再生作用無法同時(shí)進(jìn)行，不適合長時(shí)間工作。

（2）雙塔干燥器由電氣控制器控制電空閥的啟停實(shí)現(xiàn)兩個(gè)干燥塔交替工作，工作狀態(tài)是干燥與再生同時(shí)進(jìn)行，適合長時(shí)間連續(xù)工作，但雙塔干燥箱結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，零部件多，維修工作量相對(duì)較大。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用越來越廣泛，通過大數(shù)據(jù)運(yùn)用，積極調(diào)試選用經(jīng)過改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)的新型干燥器，結(jié)合日常檢修等工作，監(jiān)控干燥器的正常運(yùn)行，以進(jìn)一步提高干燥器的干燥效率和可靠性。

2.3 干燥器故障及排除方法

為確保干燥器故障后能維持機(jī)車正常運(yùn)行，無論是單塔干燥器還是雙塔干燥器都設(shè)置干燥器短接塞門，在干燥器正常運(yùn)行時(shí)，短接塞門置于關(guān)閉狀態(tài)，并用鐵絲緊固，以防乘務(wù)人員誤開。當(dāng)干燥器出現(xiàn)故障影響正常工作時(shí)應(yīng)打開短接塞門，將故障的干燥器隔離而直接接通空氣壓縮機(jī)與總風(fēng)缸的通路，該方法會(huì)使壓縮空氣中的水蒸氣直接進(jìn)入后續(xù)的空氣管路中，嚴(yán)重腐蝕管路和閥類，冬季更容易造成凍結(jié)、堵塞等故障隱患。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)在短接塞門后方加裝小型空氣干燥裝置，使短時(shí)間內(nèi)凈化空氣，進(jìn)而減少水蒸氣進(jìn)入后續(xù)管路中，進(jìn)一步降低機(jī)車空氣管路故障率。

2.4 干燥器改進(jìn)方法

不論是單塔干燥器還是雙塔干燥器，都裝有止回閥，只可以單方向流動(dòng)，可以有效地防止壓縮空氣逆流。通過干燥筒的干燥空氣，推開止回閥閥片，從止回閥內(nèi)側(cè)的氣路向總風(fēng)缸輸送，當(dāng)止回閥閥片上、下側(cè)的壓力均衡時(shí)，在彈簧的作用下，止回閥片關(guān)閉閥口，當(dāng)總風(fēng)缸內(nèi)壓力低于干燥筒側(cè)壓力時(shí)，止回閥又開啟；螺桿空氣壓縮機(jī)自帶止回閥，防止壓縮空氣倒流回壓縮機(jī)造成機(jī)器故障。因此，壓縮機(jī)與干燥器之間連接管上安裝的止回閥起到的作用和功效不大，同時(shí)空氣壓縮機(jī)出風(fēng)口出來輸出的空氣中含有大量的水蒸氣，會(huì)強(qiáng)烈腐蝕止回閥內(nèi)部的閥芯，輕者造成止回閥卡位失去止回作用；重者止回閥堵死不能動(dòng)作，導(dǎo)致壓縮空氣流動(dòng)受阻，只能從高壓安全閥排出。為減少連接管凍結(jié)堵塞故障，連接管可以考慮取消止回閥。

在平時(shí)工作中，要將減少空氣管路系統(tǒng)故障作為機(jī)車設(shè)備檢修的工作重點(diǎn)，及時(shí)采取有效的防寒措施，各部門工作人員要嚴(yán)格落實(shí)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，定期打開總風(fēng)缸排水閥塞門，查看總風(fēng)缸內(nèi)是否有積水，根據(jù)規(guī)定維護(hù)和檢查干燥器性能和更換干燥劑，如遇到特殊寒冬應(yīng)縮短檢修維護(hù)間隔時(shí)間，按計(jì)劃進(jìn)行防寒整修，全力做好機(jī)車防寒過冬工作。同時(shí)，加強(qiáng)工作人員防寒過冬業(yè)務(wù)培訓(xùn)，保證機(jī)車設(shè)備運(yùn)用質(zhì)量。

3 結(jié)束語

防寒過冬安全第一，一直是鐵路企業(yè)生產(chǎn)中的重要工作，也是一項(xiàng)長期而又艱巨的挑戰(zhàn)。為確保機(jī)車能夠在寒冷地區(qū)更好的運(yùn)行，以上是空氣管路防寒問題的克服與建議，在低溫情況下對(duì)空氣管路系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)及驗(yàn)證，可進(jìn)一步健全機(jī)車防寒管理體系，能夠更好的提高機(jī)車防寒質(zhì)量。