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        CRH3型動車組供風(fēng)系統(tǒng)濕度控制優(yōu)化方案

        2019-11-27 05:39:06郭同川
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2019年17期

        郭同川

        摘 ?要:該文結(jié)合CRH3型系列動車組返廠高級修時主風(fēng)缸排風(fēng)口、壓力測試口和供風(fēng)管路多處出現(xiàn)凝結(jié)水殘留的現(xiàn)象,分析動車組供風(fēng)系統(tǒng)主要部件的工作原理,找出凝結(jié)水殘留的原因,提出供風(fēng)系統(tǒng)壓縮空氣濕度控制的優(yōu)化方案,杜絕供風(fēng)系統(tǒng)凝結(jié)水殘留,防止由于壓縮空氣濕氣引起的腐蝕和凍結(jié),保證列車供風(fēng)系統(tǒng)和其他系統(tǒng)氣動裝置可靠工作。

        關(guān)鍵詞:凝結(jié)水;供風(fēng)系統(tǒng);壓縮空氣;濕度控制

        中圖分類號:U27 ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)志碼:A

        0 前言

        供風(fēng)系統(tǒng)是動車組的重要組成部分。供風(fēng)系統(tǒng)為動車組提供潔凈和干燥的壓縮空氣。但是CRH3型系列動車組返廠高級修時,主風(fēng)缸排風(fēng)口、撒砂壓力測試口和供風(fēng)管路多處出現(xiàn)凝結(jié)水。凝結(jié)水造成測試風(fēng)表和列車總風(fēng)壓力傳感器損壞。通過分析動車組供風(fēng)系統(tǒng)主要部件工作原理,找出凝結(jié)水殘留的原因,結(jié)合應(yīng)用較為廣泛的除濕技術(shù)和傳感器技術(shù),提出供風(fēng)系統(tǒng)壓縮空氣濕度控制優(yōu)化方案,防止氣動裝置由于壓縮空氣濕氣影響出現(xiàn)故障和過早磨損,保證各系統(tǒng)氣動部件穩(wěn)定工作。

        1 干式空氣濾清器工作原理及優(yōu)化方案

        1.1 干式空氣濾清器工作原理

        干式空氣濾清器用來預(yù)分離灰塵和粗顆粒,灰塵和粗顆粒分離度可以達(dá)到80%,過濾元件用于對吸入空氣進行精細(xì)過濾。

        1.2 干式空氣濾清器優(yōu)化方案

        干式空氣濾清器僅對空氣中大分子的灰塵顆粒進行過濾,而對空氣濕度沒有進行有效控制。在運營環(huán)境特殊性,設(shè)備本身承載負(fù)荷大,干燥失效率高等因素的影響下,供風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)部凝結(jié)水殘留現(xiàn)象在動車組高寒車型中顯得尤為突出。建議在干式空氣濾清器出風(fēng)口加裝除濕設(shè)備,這樣可以對空氣濕度進行預(yù)處理。除濕設(shè)備由含有少許金屬鈦的特殊玻璃纖維載體和活性硅膠復(fù)合而成。除濕設(shè)備蜂窩狀的結(jié)構(gòu)設(shè)計,不但能夠極大限度地附著吸濕劑,增加濕空氣與吸濕劑相互接觸的表面積,提高除濕的工作效率,而且具有很高的強度,能夠很好地適用于各種復(fù)雜的工作環(huán)境。除濕設(shè)備對空氣濕度進行預(yù)處理,提高空氣質(zhì)量,可有效降低供風(fēng)設(shè)備對濕度控制承載的負(fù)荷,減少干燥器失效后產(chǎn)生凝結(jié)水的數(shù)量。

        2 空氣干燥設(shè)備工作原理及優(yōu)化方案

        2.1 空氣干燥設(shè)備工作原理

        空氣干燥設(shè)備根據(jù)冷卻再生吸附法進行工作。這種方法基于以下的物理過程:潮濕的壓縮空氣通過由晶硅酸鋁制成的干燥劑(吸附質(zhì)),這種結(jié)晶硅酸鋁由于其分子結(jié)構(gòu)具有特別大的比內(nèi)表面,從而可從流經(jīng)的空氣中吸走水蒸氣。與其他吸附質(zhì)相比較,這種吸附質(zhì)的突出優(yōu)點是對油很不敏感。所選定的硅酸鹽孔隙均勻,其大小正好能吸附水分子,而不能同時吸附較大的油分子。吸附質(zhì)和干燥風(fēng)通過吸收壓縮空氣中的水蒸氣,控制壓縮空氣相對濕度保持在 35% 以下,由此可防止壓縮空氣中的水分對車輛氣動部件造成腐蝕和凍結(jié)的影響。

        2.2 空氣干燥設(shè)備優(yōu)化方案

        原有設(shè)計方案缺少檢測程序,存在干燥劑失效、吸附質(zhì)再生不完全和干燥設(shè)備內(nèi)部活塞閥轉(zhuǎn)換卡滯等突發(fā)情況,無法保證出風(fēng)口處的壓縮空氣相對濕度小于35%。

        第一,建議加裝干燥劑狀態(tài)檢查窗,這樣可以使干燥劑狀態(tài)和干燥設(shè)備工作狀態(tài)一目了然。第二,雙塔式空氣干燥設(shè)備內(nèi)部閥體由金屬構(gòu)成。閥錐和閥座在轉(zhuǎn)換控制裝置設(shè)置的固定程序(2 min/次)控制下頻繁打開和關(guān)閉。殘留在壓縮空氣中最小的油滴和水滴,通過多次環(huán)流、渦旋和碰撞后,都落在拉西環(huán)的較大表面上,然后結(jié)成較大的滴液,在重力的作用下落到下面的集流室中,與從再生干燥劑中吸走水分的空氣一起流經(jīng)閥錐和閥座。在設(shè)備長時間的工作過程中,壓縮空氣中的濕氣勢必會對閥錐和閥座造成侵蝕,影響活塞閥的轉(zhuǎn)換功能。當(dāng)干燥設(shè)備內(nèi)部活塞閥轉(zhuǎn)換卡滯時,干燥劑罐長時間處于充氣狀態(tài),這樣會造成干燥劑過飽和,最終導(dǎo)致干燥劑失效。建議將閥體內(nèi)部的閥錐材質(zhì)更改為高密樹脂,這樣可以避免凝結(jié)水對閥錐的侵蝕,防止活塞閥轉(zhuǎn)化卡滯的情況發(fā)生。第三,主風(fēng)缸加裝壓縮空氣濕度檢測器。壓縮空氣濕度檢測器有很多優(yōu)點,比如滿量程模擬輸出,良好的線性度,工作穩(wěn)定,無失真長距離傳輸?shù)?。檢測器通過對主風(fēng)缸內(nèi)壓縮空氣濕度進行檢測,可以判斷壓縮機組工作狀態(tài)是否正常,壓縮空氣濕度是否符合要求。

        3 冷凝設(shè)備工作原理及優(yōu)化方案

        3.1 冷凝設(shè)備工作原理

        冷凝設(shè)備作為供風(fēng)系統(tǒng)的一部分,用于接收和匯集供風(fēng)設(shè)備制備壓縮空氣時產(chǎn)生的凝結(jié)水??諝飧稍锲髦械哪Y(jié)水隨同從干燥劑罐中出來的氣流被導(dǎo)入冷凝設(shè)備的凝結(jié)水分離器中,通過凝結(jié)水分離器的氣流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動,由此產(chǎn)生的離心力將凝結(jié)水和空氣分開。凝結(jié)水通過凝結(jié)水分離器的開口流入凝結(jié)水槽中,空氣通過軟管排入大氣。

        3.2 冷凝設(shè)備優(yōu)化方案

        因為冷凝設(shè)備中凝結(jié)水排水口不在凝結(jié)水槽最底部,所以凝結(jié)水槽中存有大量凝結(jié)水。為了防止凝結(jié)水凍結(jié),水槽中裝有加熱設(shè)備。加熱設(shè)備工作時,水槽中的凝結(jié)水就會大量蒸發(fā),當(dāng)水槽中的空氣濕度比干燥器內(nèi)部大時,干燥劑罐內(nèi)吸附質(zhì)的再生就不能順利進行。

        第一,建議將凝結(jié)水排水口安裝在水槽最底部,這樣水槽不易產(chǎn)生存水,或拆除凝結(jié)水槽,直接將空氣干燥器中的凝結(jié)水和從干燥劑罐中出來的氣流通過軟管與大氣相連。這2種方法都可以避免凝結(jié)水蒸發(fā)。第二,空氣干燥設(shè)備中的凝結(jié)水隨同從干燥劑罐中出來的氣流通過排水管導(dǎo)入冷凝設(shè)備。排水管的安裝高度比冷凝設(shè)備低,排水管中會產(chǎn)生存水,通過在干燥器與排水管連接處加裝止逆閥,可以防止凝結(jié)水回流到干燥設(shè)備。

        4 主風(fēng)缸優(yōu)化方案

        主風(fēng)缸用來儲存供風(fēng)設(shè)備制備的壓縮空氣。當(dāng)干燥器失效時,壓縮空氣到達(dá)主風(fēng)缸后,隨著壓力的減小以及自然冷卻而進一步降溫,就會析出凝結(jié)水。如果主風(fēng)缸內(nèi)的凝結(jié)水排放不及時,其隨壓縮空氣進入車輛風(fēng)管和氣動部件,就會對車輛制動系統(tǒng)和其他用風(fēng)系統(tǒng)功能造成影響。建議在主風(fēng)缸檢修閥門A14001處加裝凝結(jié)水可視和自動排放裝置。凝結(jié)水可視和自動排放裝置由止逆閥、控制單元、風(fēng)管快接頭、透明尼龍風(fēng)管、電磁閥等組成。主風(fēng)缸內(nèi)殘留的凝結(jié)水通過檢修閥門直接進入凝結(jié)水可視和自動排放裝置。電磁閥在控制單元設(shè)定的程序控制下打開和關(guān)閉。當(dāng)電磁閥打開時,主風(fēng)缸內(nèi)凝結(jié)水隨同壓縮空氣通過透明尼龍風(fēng)管排向大氣。

        5 結(jié)語

        該文對CRH3型系列動車組供風(fēng)系統(tǒng)主要部件工作原理進行分析,找出凝結(jié)水殘留的原因,結(jié)合相應(yīng)的技術(shù)手段,提出供風(fēng)系統(tǒng)壓縮空氣濕度控制的優(yōu)化方案,杜絕供風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)部凝結(jié)水殘留問題的發(fā)生。供風(fēng)設(shè)備的工作狀態(tài)和主風(fēng)缸內(nèi)凝結(jié)水殘留情況得到有效監(jiān)控。即使供風(fēng)系統(tǒng)前端設(shè)備出現(xiàn)故障,后端設(shè)備仍能對壓縮空氣濕度進行有效控制,從而避免凝結(jié)水殘留問題的發(fā)生,保證列車各系統(tǒng)氣動裝置可靠工作。

        參考文獻

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