摘要内燃机车动力系统由柴油机、走行部、蓄电池等部件组成。抛开设备备件不谈,维持运行想降低成本主要从油耗着手,以下谈谈如何降低内燃机车在“停车运行”中的成本。
关键词内燃机;停车;运行;成本
中图分类号U268.6文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)062-0124-01
1精心维护蓄电池
铅酸蓄电池作为内燃机车启动电源,主要有四大功能:
启动柴油机时向发动机供电;在发电机不发电或电压较低的情况下向用电设备供电;当用电设备同时接入较多,发电机超载时协助发电机供电;蓄电池存电不足,而发电机负载又较少时,它将发电机的电能转换为化学能储存起来(即蓄电池充电)。维护好蓄电池,也就降低了油耗,从而实现节约成本。
内燃机车静止不工作蓄电池需要定期补充电,否则蓄电池就达不到设计寿命。由48块蓄电池组成的启动电池组,这些电池在安装使用前曾长时间搁置储存或内燃机车长时间静止不工作,只要加入硫酸液就开始化学反应从而产生盐化物。所以,新电池的搁置也会产成盐化,导致内燃机车上安装不久的新电池容量衰退。
这些电池每天都在自放电,当电池电压不a够或电量不足时,机车启动就会出现困难甚至无法启动,所以蓄电池需要定期补充电和消除盐化。随着国际原油价的不断攀升,企业提倡成本节约,这就意味着越来越多的机车将工作在低速负荷工况,机车运行区间短、换向频繁、经常停机、启机,由此会暴露出许多问题:如燃油消耗增大、停机后柴油机启动困难等等,严重影响了机车的正常运用。要维护好蓄电池,必须做到以下两点:1)长期用机车上的辅助发电机给电池组充电,由于充电波形和电压的设置,造成电池组容易出现虚压,容量出现衰退,也称有电压没量。建议定期采用“脉冲调制”技术给机车电池组进行修复性充电,其充电波形及机理的特殊设置,在充电的同时消除这种虚压和容量的衰退现象,蓄电池的保有容量在设计寿命内就能保持90%以上的容量。2)再一个是防止电池受温度影响。电池电解液的比重与温度有着密切的关糸,当温度转冷,内燃机车的润滑油变稠,这就需要更大的动力去启动内燃机,其结果加快了极板上盐化物的堆积。如果留意一下蓄电池过放电情况,就知道这时的电池电解液凝固,这种情况极大地伤害了极板。因此,要提倡蓄电池“热启动”输出,避免“冷启动”输出。
铅酸蓄电池的设计寿命一般大于5年,但是环境的变化、使用不当等种种因素都会直接影响蓄电池的效率和寿命。若能保持上述工况条件,铅酸蓄电池的反应材料维持6年甚至更长的寿命是有可能的。
2利用蓄电池减少油耗
机车启动后发现蓄电池电量不足时,机车司机常用机车上的柴油机带动车载发电机给蓄电池补充电,经常作业的企业机车在区域调车作业时,由于蓄电池容量不足会造成柴油机启动困难,只得采用停车不熄火的办法。不要小看这停车不熄火,每天累计2小时,一年720个小时,每台机车为停车不熄火每年就得消耗25-40吨柴油机车上的柴油机按2010年的价格标准测算,每运转一小时磨耗费为250—300元人民币。这里还未加上柴油机的磨耗。如果机车的蓄电池电量足,机车能实现“停车即熄火,随时能启动”,一年下来即可节省柴油25-40吨左右。当能随时停机且蓄电池不亏电以后,理论上每启动一次柴油机与柴油机低速运转20分钟的耗油相同。所以想做到节能,只需规定机车在遇到待命30分钟以上情况时必须将柴油机熄火,以此降低机车的燃油消耗,机车在执行作业时,遇到待命半小时以上就可以熄火,需要时又能方便启动,每台机车能为企业节省数十吨宝贵的燃油。
3提倡各类小改革,以省电为主
明白了蓄电池与油耗的关系,我们得知减少电耗也就是减少油耗。因此我们可以从这方面的小改革着手。比如韶冶目前使用的东风5D型调车内燃机车装有一台车体通风机,用于排烟散热,保护车体部分的各类电器在正常温度下使用,设计是开机后不间停的工作,耗电。几年以来,已经烧毁几台车体通风机电机,针对几次故障分析,发现励磁绕组与电枢绕组直流电阻均小于正常值,但无接地现象,说明故障是电机绕组间绝缘损坏造成的,其后果造成电机绕组温度陡升,当温度长时间超过允许值时,将造成电机绝缘损坏,形成匝向短路,烧毁电机。
电机过流逐渐被烧毁的原因是过载引起的,而过载的发生原因有:电机叶片负荷大,转速快、出风口堵塞,进出风口压差大;环境温度高;励磁绕组长期带电、电机运行时间过长等。这些都是耗能且不效率的例子。
改进思路:①要有过流及短路保护,使主回路、控制更加完善。②避免励磁绕组不必要的通电;③只有辅助发电机发电建立,车体通风机才具备开机条件;④人性化定时开关机。通过实施通风机系统改进后,该环节未发生任何不良现象,实现了自动投入,自动切除,方便操作,节能等优点。
4结束语
要实现节省油耗以及保护蓄电池,除了以上部分措施外,建议使用“机车启动充电电源”,“机车启动充电电源”是针对内燃机车上蓄电池组充电而设计的,利用脉冲充电技术进行铅酸蓄电池恢复性充电,具有防止蓄电池盐化的作用,并能因此延长蓄电池的循环寿命。总之,现阶段节能降耗是我们的主题,对于内燃机车的节能研究还有待深入。