一种机车外循环打温系统技术方案

本实用新型专利技术涉及内燃机打温领域，公开了一种机车外循环打温系统。该系统包括依次连通的预热单元(1)、地面泵站(2)、地井I(3)、机车水循环单元(5)和地井II(4)；地面泵站中含有用于将预热单元中的物料引入至地井I中的循环水泵(21)；地井I上设有的上水管与机车水循环单元上设有的溢水管连通；以及机车水循环单元上设有的补水管与地井II上设有的回水管连通；以及地井II与预热单元连通，用于将地井II中的物料循环回预热单元中；其中，预热单元的供热源为机车外供热单元(6)。利用该系统对机车内燃机进行打温能够降低机车打温检修周期的同时，提高经济效益和社会效益。

An external cycle temperature control system of locomotive

【技术实现步骤摘要】
一种机车外循环打温系统
本技术涉及内燃机打温领域，具体涉及一种内燃机机外循环打温系统。
技术介绍
中国北方地区冬季寒冷，气温较低。为了防止铁路内燃机车冷却水冻结，各机务段都要安排大量打温司机对备用机车进行打温来提高机车冷却水的温度。传统的打温方式主要有以下三种：1、机车预热锅炉加热打温机车预热锅炉打温是利用车载燃油锅炉对冷却水进行加热。冷却水在锅炉循环水泵作用下，由下向上流动预热，最后汇入上水箱中，再由出水管进入冷却水系统加热机油，从而保持柴油机的温度。此种打温法的缺点是：(1)预热系统故障多，如预热锅炉水泵漏水、燃油泵电机烧损、运用中预热锅炉进水管、底盘冻裂等，导致机车机破临修件数增加；(2)耗油多，增加机车检修费用；(3)加温慢，热效率低；(4)司机室取暖系统的冷却水并不能被循环加热；(5)预热锅炉燃烧产生的废气污染环境。因此，国内机车基本从未采用此种打温方法。2、柴油机空载起动打温顾名思义，该方法是直接起动柴油机空载对冷却水进行加温，这也是我国机车现在所采用的主要的打温方式。空载打温有诸多弊端：(1)大量消耗燃油。据统计，1个冬季每3台备用机车打温工耗燃油42t，费用30余万元，随着油价的上涨，燃油成本还将大幅攀升。(2)柴油机在空载工况时，由于空燃比和气缸内温度较低，使燃油燃烧不充分。不但增加了环境污染，还造成了机油稀释，润滑不良，加剧了柴油机零部件的磨损，缩短了机车检修周期。(3)热效率低，温差变化大，橡胶件老化失去工作弹性，易发生油水泄漏等故障。(4)柴油机频繁起动，充电时间又短，致使蓄电池亏电。(5)造成辅助传动装置、增压器、柴油机运动件及车上电机、电器的非工作性磨损，使机车的可靠性和使用寿命降低，机车临修率高，增加了检修成本。据统计，1998-2004年冬季采用柴油机空载打温，每年平均增加机车临修4次(3500元/台次)，费用合计8.4万元。(6)增加人工成本。每年冬季还需额外安排工人专门负责对备用机车空载打温，人工成本支出较大。3、电加热打温电加热打温的方法是利用电加热炉作为机车打温的热源，对机车柴油机的冷却水进行加热与循环，使油、水温度始终保持在规定的温度范围内，以满足机车运用的要求。系统由电力连接器、电加热炉、电气控制柜、循环水泵等构成。用电加热炉打温可以避免柴油机非工作性磨耗，以及由此产生的不良影响。缺点是结构复杂，稳定性一般，对机车内部冷却水系统改动较大，司机室取暖系统的冷却水并不能被循环加热。但其成本与起动柴油机空转打温相比仍有较大优势。鉴于传统打温方式存在的诸多弊端，因此，有必要提供一种新的打温系统，在降低机车打温检修周期的同时，提高经济效益和社会效益。
技术实现思路
本技术的目的是为了提高能源的利用效率，降低传统打温方式对环境的污染，消除机车发动机尾气排放，防止机车相关部件的非工作磨损，降低人工成本。本技术通过采用机车外供热单元为机车的内燃机提供热量防止内燃机机车冷却水的冻结。考虑到实际应用中，每个铁路段都会有数十台备用机车停放，且铁路机车停放站点距离为铁路系统供热的锅炉较近，因此，可以充分利用锅炉所产生的热水作为供热源，不仅节省了能耗，提高了热效率，而且避免了现有技术中使用机车预热锅炉或者柴油机空载打温所造成的耗油多、燃油燃烧不充分所带来的尾气排放与环境污染。有鉴于此，专利技术人提供了本技术的技术方案。此外，本技术所述系统仅对现有的机车水循环单元做了小部分改造，利于推广应用。为了实现上述目的，本技术第一方面提供一种机车外循环打温系统，该系统包括依次连通的预热单元、地面泵站、地井I、机车水循环单元和地井II；所述地面泵站中含有用于将所述预热单元中的物料引入至所述地井I中的循环水泵；所述地井I上设有的上水管与所述机车水循环单元上设有的溢水管连通，用于将所述地井I中的物料引入至所述机车水循环单元；以及所述机车水循环单元上设有的补水管与所述地井II上设有的回水管连通，用于将所述机车水循环单元中的物料引入至所述地井II中；以及所述地井II与所述预热单元连通，用于将所述地井II中的物料循环回所述预热单元中；其中，所述预热单元的供热源为机车外供热单元。本技术提供的打温系统适用于机车外循环打温。本技术提供的打温系统为利用机车外供热单元作为供热源与本技术所述预热单元中的物料进行热交换，进一步为机车水循环单元提供满足一定温度的热水，防止机车水循环单元中的内燃机冷却水冻结。优选地，所述机车水循环单元中含有并联连接的1-10台机车，更优选为2-4台机车，且每台机车均与上游的所述地井I和与下游的所述地井II保持连通。本技术中，所述机车数量的主要由地面泵站中所述循环水泵所能提供的动力和机车所在的地理环境决定。本技术中，所述并联连接指所述机车水循环单元中含有的每台机车之间的连接以及与上游的地井1和下游的地井II的连接类似于电池的并联连接。具体地，所述地井I和地井II的数量至少为一台，当机车的数量≥2时，可以相应的增加地井I和/或地井II的数量，也可以不增加地井的数量，多个机车共用一个作为上游的地井I和作为下游的地井II。所述“上游”“下游”仅表示物料流经机车水循环单元的先后顺序。根据一种优选的具体实施方式，所述机车水循环单元中含有3台机车时，所述地井I和地井II的数量可以各为1，此时，3台机车并联连接，且每台机车均与上游的所述地井I和下游的所述地井II保持连通。3台机车共用一个地井I和一个地井II。根据一种优选的具体实施方式，所述机车水循环单元中含有3台机车时，所述地井I和地井II的数量可以各为3，此时，3台机车并联连接，且每台机车各自配有一个地井I和地井II，每台机车与各自上游的地井I和下游的地井II连通。根据一种优选的具体实施方式，所述机车水循环单元中含有3台机车时，所述地井I的数量为1，地井II的数量为3，此时，3台机车并联连接，每台机车各自配有一个地井II，3台机车共用一个地井I，每台机车与上游的地井I和下游各自配有的地井II连通。优选情况下，所述机车外供热单元中含有锅炉和与该锅炉连通的换热器，所述换热器用于将所述锅炉内的热水引入所述预热单元中，以与所述预热单元中的物料进行热交换，进一步优选地，所述换热器为盘管式换热器。本技术中，优选地，所述机车水循环单元中含有高温预热通路I、低温预热通路II和司机室采暖通路III，且来自所述溢水管的物料分别进入所述通路I、通路II和通路III。优选地，来自所述通路I、通路II和通路III的物料由所述补水管进入所述地井II中。优选地，所述通路I中含有依次连通的预热锅炉、高温水泵、柴油机及增压器和高温散热器；所述通路II中含有依次连通的预热锅炉、低温散热器I、低温水泵、中冷器、机油热交换机和低温散热器II；所述通路III中含有依次连通的柴油机高温出水管、燃油预热器、暖风机和侧壁暖气。本技术所述机车水循环单元能够实现在尽量不改动原机车高、低温冷却水系统的前提下，实现机车外循环打温。具体地，本技术在现有机车水循环单元的基础上，仅将现有技术中长期不用的机车预热锅炉水泵拆除，将溢水管与预热锅炉进口相连通，同时将预热锅炉水泵回水管堵死。为了降低人工成本，机外循环打温系统由司炉人员兼职进行看护。优选情况下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机车外循环打温系统，其特征在于，该系统包括依次连通的预热单元(1)、地面泵站(2)、地井I(3)、机车水循环单元(5)和地井II(4)；所述地面泵站(2)中含有用于将所述预热单元(1)中的物料引入至所述地井I(3)中的循环水泵(21)；所述地井I(3)上设有的上水管与所述机车水循环单元(5)上设有的溢水管连通，用于将所述地井I(3)中的物料引入至所述机车水循环单元(5)；以及所述机车水循环单元(5)上设有的补水管与所述地井II(4)上设有的回水管连通，用于将所述机车水循环单元(5)中的物料引入至所述地井II(4)中；以及所述地井II(4)与所述预热单元(1)连通，用于将所述地井II(4)中的物料循环回所述预热单元(1)中；其中，所述预热单元(1)的供热源为机车外供热单元(6)。

【技术特征摘要】
1.一种机车外循环打温系统，其特征在于，该系统包括依次连通的预热单元(1)、地面泵站(2)、地井I(3)、机车水循环单元(5)和地井II(4)；所述地面泵站(2)中含有用于将所述预热单元(1)中的物料引入至所述地井I(3)中的循环水泵(21)；所述地井I(3)上设有的上水管与所述机车水循环单元(5)上设有的溢水管连通，用于将所述地井I(3)中的物料引入至所述机车水循环单元(5)；以及所述机车水循环单元(5)上设有的补水管与所述地井II(4)上设有的回水管连通，用于将所述机车水循环单元(5)中的物料引入至所述地井II(4)中；以及所述地井II(4)与所述预热单元(1)连通，用于将所述地井II(4)中的物料循环回所述预热单元(1)中；其中，所述预热单元(1)的供热源为机车外供热单元(6)。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述机车水循环单元(5)中含有并联连接的1-10台机车(50)，且每台机车(50)均与上游的所述地井I(3)和与下游的所述地井II(4)保持连通。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述机车水循环单元(5)中含有并联连接的2-4台机车(50)，且每台机车(50)均与上游的所述地井I(3)和与下游的所述地井II(4)保持连通。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述机车外供热单元(6)中含有锅炉(61)和与该锅炉(61)连通的换热器(62)，所述换热器(62)用于将所述锅炉(61...

【专利技术属性】
技术研发人员：任连宝，童建斌，李志刚，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11