柴油自动加热装置在空调发电车上的应用

陆万忠

（长春轨道客车股份有限公司,长春 130062）

柴油自动加热装置在空调发电车上的应用

陆万忠

（长春轨道客车股份有限公司,长春 130062）

通过在空调发电车上加装柴油自动加热装置，以柴油发电机组的冷却水为热源，与下油箱中的柴油进行热交换，来实现对下油箱内柴油的加热，达到在低温下使用低标号柴油的目的。文中介绍了柴油自动加热装置的原理和该装置应用于国内铁路空调发电车上的情况。

柴油自动加热装置;发电车;应用

1　引言

柴油是我国铁路空调发电车所采用的主要动力能源，但由于凝固点较高，使其存在在环境温度较低时工作性能较差的问题，特别是在我国冬季较为寒冷的北方地区，为了保证其工作性能，需要使用凝固点较低的高标号柴油，这样才能够使铁路空调发电车中的发电机正常运行，因此会大大增加运行成本。同时，铁路空调车在冬季运行中经常需要跨越存在较大温差的地域，如我国冬季南北方的温差能够接近50℃，这就为铁路空调发电车提出了一个明确的要求，即其发电机必须要满足在不同温度环境下能够正常工作。但现阶段的解决办法只有使用高标号的柴油，以保证其在经过冬季较为寒冷的地区时所使用的柴油仍然尚未达到凝固点，这样一来便不仅造成了运行成本的增加，还会浪费大量的工时来更换铁路空调发电车中发电机所使用的柴油[1]。

为了解决现有铁路空调发电车适应环境的温差范围小的问题，国内大多采用在铁路空调发电车下邮箱安装自动加热设备的办法。

2　工作原理

柴油自动加热装置的工作原理（见图1）是以柴油发电机组的冷却水为热源，通过油泵、水泵、热交换器及自动控制箱，下油箱中柴油热交换的经过可归纳为：将柴油发电机组冷却水出口管路与热交换器中的水循环泵吸水管路进行连接，再将热交换器中的水循环回水管路与柴油发电机组冷却水进水管路进行连接；自动化控制箱中的智能化测量仪表实时的接收由温度传感器测量得到的下油箱柴油温度，智能化测量仪表设15℃和20℃两个信号点。当下油箱柴油温度降到15℃时，智能化测量仪表15℃信号点发出信号，执行元件接收到信号吸合，油泵1（油泵2）开始工作，其将油箱中的柴油抽入到热交换器之中，并且和热交换器中的热水回路进行热交换，从而实现对柴油的加热。当下油箱温度升至20℃时，智能化测量仪表20℃信号点发出信号，执行元件接收到信号后断开，油泵关闭，停止换热工作，然后继续监测油箱中的油温。柴油自动加热装置利用柴油机组冷却水的热量作为热源，下油箱中的柴油实现了通过热交换器循环加热，不仅保证了在温度较低的情况下，铁路空调发电车中发电机的正常工作，还能够为冷却水降温，减少冷却系统的功率损耗。

图1　柴油自动加热装置原理示意图

3　实施方案

如图2所示的柴油自动加热装置是由柴油发电机组冷却系统、自动控制系统、热交换器、油泵、油箱和温度传感器等部分组成的。其中，在热交换器中的热交换回路上将油泵和油箱部分串联进去，再在柴油发电机组冷却系统中的冷却水回路部分将热交换器中的热水回路部分串联进去，而温度传感器则能够对柴油箱中的柴油进行温度测量。

（1）热交换器，是本装置的主要设备，采用1Cr18Ni9Ti板与同等材质的Φ14×2管使用氩弧焊焊接成型。

（2）油泵，油泵承担需要加热的柴油的输送任务，是本装置的主要配套设备。为确保正常工作，本装置配备同样型号油泵两台，可以互相交替工作和维修替换。

（3）水泵，本装置的热水管路接入到柴油发电机组的冷却水热水管路中。柴油发电机组工作时，其循环泵产生的输送压力使热水在热交换器中循环工作。为防备在室外温度太低时，热交换速度满足不了低温时的要求，可启动水泵做强制热水循环。

（4）自动控制系统，本装置属于全自动设备，安装在控制室。为防止自动控制系统发生故障时影响使用，本装置还设有手动控制系统，以保证在自动控制系统发生故障时本装置能够正常工作。

智能化测量仪表还设有35℃休眠信号点。当车下油箱温度升至35℃时，即使使用手动控制启动油泵，油泵也无法启动，避免因故障或误操作而使下油箱油温过高。

（5）温度传感器，安装在下油箱上，是自动控制系统的“雷达”，自动控制系统在接收到它传回的信号时，才能开始工作。

（6）油、水管路，与下油箱和冷却水管路对接，按图2中各管路的布置走向说明，将装置的吸油管路、回油管路与下油箱的吸油管路、回油管路的对接。将装置的热水管路、冷水管路与发电机冷却水热水管、与冷水管对接。

4　操作方法

（1）外温低于5℃时开启柴油自动加热装置对下油箱柴油进行加温。（2）下油箱柴油温度控制仪控温范围为15-20℃（一次调整到位，日常不作调整）。（3）柴油机组启动后，柴油机组冷却水温已达到80度，换热箱回水温度低于20℃时，需开启水泵强制循环；待回水温度高于40℃后关闭水泵。（4）根据下油箱两侧温度差异调整吸油及排油油管，保证两侧油箱温度均匀。（5）选择吸油及排油管路时，须在控制箱内断电后进行调整。（6）停用前将换热箱内水排出。（7）发电车库内停留，应适时开启加热装置，保证油温15℃-20℃。

5　结束语

在铁路空调发电车上应用自动加热装置是现阶段最为有效的方式，其不仅可以保证空调发电车能够运行于我国存在较大温差的各个地域，还不需要浪费工时来更换夏季和冬季所使用的不同油号柴油，大大地降低了铁路空调发电车运行所需要的成本。同时，由于柴油发电机全年都在使用相同标号的柴油进行工作，这也有利于柴油发电机使用寿命的延长。

目前，空调发电车柴油自动加热装置已经在全国推广，解决了在我国北方高寒地区的发电车使用低标号柴油的技术问题[2]，产生了极大的经济效益。

[1]胥建玲.铁路空调发电车下油箱的柴油自动加热装置: CN.

图2　柴油自动加热装置结构示意图

[2]崔德安.柴油"低烧"技术在机车车辆上的应用[J].机车车辆工艺,2007(06):38.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.224